Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1981 года по МПК H02P8/36 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ

I

Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для использования в системах числового программного управления приводами подач, металлорежущих станков с шаговыми двигателями.

Известно устройство для управления шаговым двигателем, содержащее коммутатор фаз двигателя, элементы И, ИЛИ-НЕ, входы которых подключены к выходам коммутатора, а выходы через элемент ИЛИ соединены с реле, фиксирующим неисправность коммутатора 1.

Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость, обусловленная исчезновением выходных напряжений коммутатора в моменты коммутации фаз.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для управления шаговым двигателем, содержащее источник сигналов управления, коммутатор фаз шагового двигателя и узел обнаружения отказа коммутатора, включающий в себя элементы И и ИЛИ 2.

Недостатком данного устройства являет-. ся ненадежность работы при коммутации фаз. ДВИГАТЕЛЕМ

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления шаговым двигателем узел обнаружения отказа -комму, татора снабжен RS-триггером и элементом временной задержки, связывающим выход элемента ИЛИ с входом S-триггера, соединенного входом R с выходом «Сброс источника сигналов управления, а выходом- с входом «Сброс источника сигналов управления.

Такое выполнение устройства обеспечивает нечувствительность узла обнаружения отказов к импульсным помехам, что повышает надежность устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная 5 схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 сигналов управления (интерпрлятор), каналы 2 управления щаговыми двигателями, каждый из которых включает в себя комму20татор 3, усилители 4 мощности, ко.ммутирующие фазы шагового двигателя 5 и узел обнаружения отказов, состоящий из элемента И 6, инверторов 7, элемента И-ИЛИ -НЕ 8, элемента ИЛИ 9, элемента 10 временной задержки, RS-триггера 11 и индикатора 12 отказа. Узлы обнаружения отказа всех каналов связаны с входом «Сброс источника 1 сигналов управления через элемент ИЛИ 13.

Устройство работает следующим образом.

После выдачи сигнала «Сброс (имг(ульс 14 на фиг. 2) из интерполятора 1 каждый канал 2 управления фазами двигателя устанавливается в исходное состояние, при котором включены первая и вторая фазы шаговых двигателей 5, а RS-триггер II устанавливается в исходное состояние по входу R, при этом на все входы эле.мента ИЛИ 13 поступают единичные уровни. На вход любого канала 2 выдаются сигналы управления в виде импульсов 15 унитарного кода (фиг. 2), по которым в коммутаторе 3 нроисходит формирование сигналов управления усилителями 4 мощности в соответствии с заданным алгоритмом коммутации. На фиг. 2 представлены сигналы 16-21 управления фазными токами для щестифазного двигателя по алгоритму два- три при двенадцатитактной коммутации. На диаграммах выходных сигналов усилителей показаны сигналы помех, которые возникают в моменты включения (отключения) фаз двигателя за счет взаимоиндукции между фазами. Импульсы помех, которые могут вызвать ложные срабатывания RSтриггера 11 отфильтровываются элементом 10 временной задержки, рассчитанным на максимальную длительность импульсов помехи. При неисправности в цепи управления током любой фазы шагового двигателя происходит выявление этой неисправности с помощью .элементов И 6, ИЛИ 9 (импульс 22 на фиг. 2), И-ИЛИ-НЕ 8 и через элемент временной задержки 10 (импульс 23 на фиг. 2) «сбрасывается триггер 11, выходной сигнал которого (импульс 24 на фиг. 2) выдается через элемент ИЛИ 13 (импульс 25 на фиг. 2) в интерполятор и одновременно через инвертор 7 на вход индикатора 12 отказа. На фиг. 2 иллюстрируется неисправность в цепи управления пятой фазой (фаза не отключилась с десятым импульсом управления). Следующий импульс управления включает вторую фазу. Согласно принятому алгоритму управления, вторая и пятая фазы не должны включаться одновременно поэтому такое состояние (фиг. 2), выявляется элементом И-ИЛИ-НЕ 8 как отказ канала управления и приводит к формированию сигнала «сбой привода.

Изобретение позволяет повысить надежность устройства, уменьшить время отыскания неисправности и восстановления работоспособности и зацд.итить обрабатываемую деталь от брака при неисправности в приводе подач, так как по сигналу «Отказ вычислитель вырабатывает сигнал «Стоп привода.

Применение предлагаемого устройства позволяет получить экономический эффект за счет повышения надежности и уменьшения брака.

Индикация отказавшего канала позволяет ускорить поиск и устранение неисправности.

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее источник сигналов управления, коммутатор фаз шагового двигателя и узел обнаружения отказа коммутатора, включающий в себя элементы И и

ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, узел обнаружения отказа коммутатора снабжен RS-триггером и элементом временной задержки, связывающим выход элемента ИЛИ с входом

S-триггера, соединенного входом R с выходом «Сброс источника сигналов управления, а выходом - с входом «Сброс источника сигналов- управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 217521, кл. G 05 В 23/02, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 493887, кл. Н 02 Р 8/00, 1973 (прототип).