Двухкоординатное регистрирующее устройство Советский патент 1974 года по МПК G01D9/40 G01D5/249 

Известны двухкоординатлые регистрирующие устройства, содержащие 1входное устройство и схемы управления, включающие коммутатор и усилители мощности, подключенные к шаговым двигателям, приводящим в движение пишущий узел координатографа.

Недостатком известных уст ройств является их невысокая надежность и точность регистрации.

В предлагаемом устройстве указанные недостатки устраняются благодаря тому, что в нем схема управления шаговым двигателем каждой координаты снабжена схемами «ИЛИ, инверторами и схемой отключения двигателя :в период отсутствия сигналов движения, выполненной в виде интегрирующей RC-цепочки, конденсатсчр которой через эмиттерный повторитель, схемы «ИЛИ и инверторы подключен к усилителю мощности, а через резистор и разделительный диод - к коллектору транзисторного ключа.

На фи,г. 1 изображена блок-схема предложенного регистрирующего устройства; на фиг. 2 - блок-схема управления шаговым двигателем и схема отключения его (один канал).

Предложенное ус11ройство состоит из входного устройства I, включающего задатчик рода работы 2, селектор сигналов управления 3 и формирователь управляющих импульсов

4. Для установки пера в требуемое начальное положение имеется схема ручного управления 5.

К выходу формирователя импульсов 4 подключены схемы управления 6, 7 шаговыми двигателями 8, 9. Валы шаговых двигателей соединены с пишущим узлом координатографа 10. Для олраничеиия хода пишущего узла в схему введены концевые выключатели И, 12, соединенные со схемой управления шаговыми двигателями.

Схема управления 6 шагового двигателя 8 (фИг. 2) состоит из коммутатора 13, выход которого подключен через схемы «ИЛИ 14-17 и инве|рторы 18-21 к усилителям мощности 22-25.

Вторые входы схем «ИЛИ 14-17 подключены к выходу эмиттер ного повторителя на транзисторе 26, база которого подключена к интеприрующему конденсатору 27, который через зарядный резистор 28 подключен к источнику коллекторного питания - УК, а через разрядный резистор 29 и диод 30- к коллектору транзисторного ключа на транзистопе 31.

Сигналы управления в виде унитарного кода от вычислительной машины или прео-б|разователя движения по координате X и энакХ, движение по координате Y и знак У, сигналы «поднять перо, «опустить перо, и сигнал

синхроимпульса поступают на зход самописца и через задатчик сигналов 2 - на селектор 3, который выделяет поступающие сигналы но времени и амплитуде. Далее си-гаалы поступают на формирователь имлульсов 4, который формирует полученные сигналы по длительности и амплитуде. Сформированные сигналы поступают на схемы управления 6, 7 двигателей 8, 7 и пишущей узел координатолрафа 10. С формирователя импульсов 4 однов1ременно поступает в вычислительную машину ответный сигнал определенной длительности для подтверждения того, что команды .на регист|рирующее устройство приняты.

При поступлении сигналов «знака и «движения .на схемы управления двигателями 6 и 7 двигатели 8, 9 приводятся во вращение, поворачиваясь на заданный угол на каждый импульс движения, приводя IB движение пишущий узел 10, перо которого вычерчивает график. При необходимости предварительной установки пера в требуемую точку селектор 3 задающим устройством 2 отключается от машины и подключается к icxeме ручного управления 5. Далее работа происходит как и в предыдущем случае. При движении Г1ишущего . узла 10 до границы -поля записи концевые,датчики 11, 12 дают соответствующие сигналы блокировки на схемы управления 6, 7,запрещая .вращение соответствуюи его двигателя IB этом направлении. ..Этот же сигнал че|рез формирователь 4 проходит в вычислительную машину, сигнализируя о том, что по данной координате достигнута граница поля.

Схема управления 6 двигателя 8 работает следующим образом (фиг. 2).

С приходом имиульсов движения и сигналов знака движения коммутатор 13 схемы управления вырабатывает л-фазное напряжение (в данном случае четырехфазное), которое через схемы «ИЛИ 14-17 с инверторами 18-21 поступает на усилители мощности 22-25, работающие в режиме ключа. Эти усилители коммутируют прохождение тока через обмотки двигателя 8, переключая соответствующие обмотки с приходом каждого импульса движения на коммутатор 13, при этом ротор двигателя поворачивается иа определенный угол. Величина угла поворота ротора на один шаг определяется инструкцией двигателя. Ротор двигателя через редуктор в систему гибких связей пишущего уст|ройства 10 приводит в движение перо последнего. Перо на каждый импульс прочерчивает щаг. Для исключения нагрева двигателя, когда импульсы движения .на схему управления 6 не приходят, схемы «ИЛИ 14-17 подключены к выходу эмиттерного повторителя на транзистор 26. База транзистора 26 подключена к интегрирующему конденсатору 27,

который заряжается че|рез резистор 28 до постоянного напряжения, которое через эмиттерный повторитель прикладывается к схемам «ИЛИ, закрывая инверторы 18-21 таким образом, что ключи 22-25 закрыты и не пропускают ток через обмотки двигателя 8. С приходом на схему сигнала движения на базу транзисторного ключа 31 приходит сигнал, по длительности равный длительности ответного сигнала. Длительность этого сигнала меньше периода максимальной рабочей частоты. При этом транзистор 31 открывается и через резистор 29, диод 30 разряжает конденсатор 27, а, следовательно, снимается блокируюшее напряжение с входов схем «ИЛИ 14-17, и обмотки двигателя 8 подключаются к источнику питания, соответственно системе выходных напряжений коммутатора 13. Вал шагового двигателя повертывается на угол, соответствующий одному шагу. С прекращением импульса, приходящего на базу транзистора 31, последний запирается и конденсатор 27 начинает заряжаться. Иа схемах «ИЛИ 14-17 появляется блокирующее напряжение, усилители мощности 22-25, предварительно открытые, закрываются, не пропуская ток через обмотки шагового двигателя, и двигатель отключается. Постоянная времени интегрирующей RC-цепочки подбирается таким образом, что отключение двигателя происходит после окончания переходных процессов в пишущем узле и с таким расчетом, чтобы отключение тока происходило как можно более плавно для уменьшения трансформаторного эффекта обмоток двигателя. Благодаря этому повышается точность записи и исключается влияние реакции пишущего узла 10 на якорь двигателя. Двигатель отключается до прихода следующего импульса движения.

Предмет изобретения

Двухкоординатное регистрирующее устройство, содержащее входное уст1ройство и схемы управления, включающее коммутатор и усилители мощности, подключенные к шаговым двигателям, приводящим в движение пишущий узел координатографа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и точности регистрации, схема управления шаговым двигателем каждой координаты снабжена схемами «ИЛИ, инверторами и схемой отключения шагового двигателя в период отсутствия сигналов движения, выполненной в виде интегрируюшей RC-цепо-чки, конденсатор которой через эмитте|рный повторитель, схемы «ИЛИ и инверторы подключен к усилителю мощности, а через резистор и разделительный диод - к коллектору транзисторного ключа.

1Риг 2