DE2708979C3 - Einrichtung zur Drehzahl- oder Vorschubregelung mit einem Schrittmotor - Google Patents

Description

p Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur

jjj Drehzahl- oder Vorschubregelung mit einem Schritt-

,j motor gemäß dem Oberberiff des Anspruchs 1. Eine

ϊ<1 solche Einrichtung ist aus der DE-OS 24 20 285 bekannt.

ifi Dort ist wohl ein Frequenzteiler vorhanden und eine

ψ beliebige Sollwerteinstellung möglich, wobei gleichzeitig tig der Einstellwert direkt proportional zum gewünsch-

ψ ten Vorschub bzw. zur gewünschten Drehzahl ist. Dabei

p ist der Frequenzteiler in Reihe mit einem Siebmultipli-

|1 zierer zwischen einen als Oszillator ausgebildeten

if' Impulsgenerator und einen Phasenkomparator geschallt tet, und der Einstellwert des Sollwerteinstellers wird

':'■·. dem Sieb-Multiplizierer eingegeben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine ' Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei

;'■ der einerseits beliebige, zur Drehzahl direkt proportio-

■; nale Sollwerte einstellbar sind, andererseits ein Sieb-

'}:'■■ Multiplizierer nicht mehr erforderlich ist und darüber

hinaus eine unmittelbare Einstellung des Teilungsver- !.■■' hältnisses des Frequenzteilers durch die Sollwerteinstel-

.'■-■ ler möglich wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Durch die Erfindung kann ein Sieb-Multiplizierer vorteilhaft entfallen, wodurch eine Schaltungsvereinfachung erreicht wird. • Ferner wird durch die erfindungsgemäße Einfügung des

Frequenzteilers in die Gesamtschaltung sowie der Anordnung der Sollwerteinsteller eine direkt proportionale Einstellung des Sollwertes zum gewünschten Motor-End*ert erreicht. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß der Sollwert über den Sollwerteinsteller (Kodierschalter) in digitaler Form vorgegeber, werden ' kiinn. Dieser digitale Wert dient als Sollwert und wird

dem ersten Eingang des Phasendetektors zugeführt.

dessen anderer Eingang mit einem eine feste Frequenz (beispielsweise 10 Hz) vorgebenden quarzgesteuerten Impulsgenerator in Verbindung steht Über den Phasendetektor und den diesem nachgeschalteten Tiefpaßfilter wird der spannungsgesteuerte Oszillator in Frequenz und Phase so geregelt daß die Ausgangsphase des Oszillators mit der Eingangsphase am Phasendetektor bzw. Phasendiskriminator übereinstimmt Somit wird durch diesen erfindungsgemäß vorgesehenen

ίο Phasenregelkreis eine Phasensynchronisation erreicht Von wesentlichem Vorteil bei der Erfindung ist die

möglich gewordene und mit dem gewünschten Endwert zahlenmäßig übereinstimmende Sollwertsinstellung.

Damit ist es möglich geworden, jede beliebige Drehzahl und dergleichen direkt als digitalen Wert einzustellen, d. h. der eingestellte Wert von beispielsweise 4322 mm pro Minute entspricht dem mittels bekannter Meßinstrumente am Schrittmotor gemessenen Geschwindigkeitswert Darüber hinaus ist es damit möglich geworden, auch andere drehzahl- bzw. geschwindigkeitsbezogene und von der Art der Verwendung des Schrittmotors abhängige Sollwerte einzustellen. Beispielsweise ist es möglich, bei der Verwendung des Schrittmotors in Injektionsvorrichtungen bzw. Infusionseinrichtungen, die Menge der injizierten Flüssigkeiten direkt in Milliliter pro Minute an den Kodierschaltern einzustellen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung sowie unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen näher erläutert

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Einrichtung in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet Die Einrichtung 10 weist einen spannungskontrollierten Oszillator 11 auf, dessen Ausgang 12 über gegebenenfalls vorgesehene Anpaßteiler 13 und einen Steuerverstärker 14 mit dem Schrittmotor t5 verbunden ist. Ferner ist der Ausgang 12 über einen vorwählbaren Frequenzteiler 16 mit zugeordnetem Sollwerteinsteller 17 mit dem ersten Eingang 18 eines Phasendetektors 19 verbunden. Der zweite Eingang 20 des Phasendetektors steht mit einem quarzgesteuerten Rechteck-Impulsgenerator 21 in Verbindung, wodurch erreicht wird, daß die Synchronisation restfehlerfrei ist und auch keine konstante Phasendifferenz (Phasenverschiebung) bestehen bleibt Ausgangsseitig ist der Phasendetektor 19 unter Zwischenschaltung eines Tiefpaßfilters 22 mit dem Oszillatoreingang 23 elektrisch verbunden. Der Sollwerteinsteller 17 ist aus digitalen Kodierschaltern aufgebaut. Die Frequenzteiler 16 weisen bevorzugt ein vorwählbares Teilerverhältnis von 1:1 bis 1:10 auf. Das Teilerverhältnis des unter Umständen vorgesehenen Anpaßteilers 13 ist abhängig von der Dimensionierung des Steuerverstärkers 14 sowie der Frequenz des Impulsgenerators 21 und dem Teilerverhältnis der Frequenzteiler 16. Die Dimensionierung des Anpaßteilers 13 kann jedoch nach Bekanntsein der genannten Daten in einfacher Weise ermittelt werden.

Durch den Impulsgenerator 21 wird eine Vergleichsfrequenz, beispielsweise 10 Hz, erzeugt und diese dem Phasendetektor 19 zugeführt. Der Ausgang des Phasendetektors 19 ist über ein Tiefpaßfilter 22 mit dem Eingang eines spannungsgesteuerten Oszillators 11 verbunden. Zwischen dem Oszillator-Ausgang 12 und dem zweiten Eingang 18 des Phasendetektors 19 ist der vorzugsweise von 0001 bis 9999 einstellbare Frequenzteiler 16 vorgesehen, welcher aus vier Zählern mit

entsprechend zugeordneten vier dekadischen digitalen Kodierschaltern des Sollwerteinsteller 17 besteht. Während des Betriebes werden die vier Zähler jeweils nach dem Erreichen der vorgewählten Zahl zurückgesetzt

Anstelle der genormten Kodierschalter ist es selbstverständlich auch möglich, den Zählern die notwendigen digitalen Sollwert-Signale durch Lochstreifen, Lochkarten, Magnetbänder od. dgl. zuzuführen. Damit wird beispielsweise auch eine in bezug auf den Schaltungsaufwand besonders einfache Geschwindigkeitsregelung von Schrittmotoren erreichbar, weiche in numerischen Steuerungen sowie Koordinaten-Führungsmaschinen, insbesondere Brennschneidmaschinen, vorgesehen sind.

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Einrichtung ist folgende, wobei in der nachstehenden Beschreibung davon ausgegangen wird, daß der Impulsgenerator 21 eine Impulsfolge von 10 Hz erzeugt, ein Schrittmotor 15 zur Verfugung steht, der 100 Impulse für eine Umdrehung benötigt und daß der Anpaßteiler 13 ein Teilerverhältnis von 1 :6 aufweist

An den Kodierschaltern des Sollwerteinstelicrs 17 wird beispielsweise von links nach rechts eine Ziffernfolge von 12 0 0 eingestellt, so daß der Motor 15 auf eine Drehzahl von 1200 Umdrehungen pro Minute geregelt werden soll. Dieser Regelvorgang spielt sich derart ab, daß zu Beginn am Eingang 20 ein Signal mit konstanten 10 Hz ansteht. Am Ausgang 12 steht zunächst ebenfalls ein Signal mit einer Frequenz von 10 Hz, wobei diese Frequenz aufgrund des Regelverhaltens des Phasendetektors 19, des Tiefpaßfilters 22 und des Oszillators 11 kontinuierlich ansteigt; wie die Zeichnung verdeutlicht, wird das Signal mit der ansteigenden Frequenz den Frequenzteilern zugeführt ^ und in diesen durch den eingestellten Divisor 1200 geteilt. Hat die Frequenz des Signals am Ausgang 12 den Wert 12 000 Hz erreicht, so ergibt sich am Eingang 18 ein Signal mit einer Frequenz von 12 000: 1200= 10 Hz.

Da nunmehr am Eingang 18 und am Eingang 20 Signale mit gleichen Frequenzen anstehen, steigt entsprechend der Wirkungsweise der Bauelemente 11, 19,22 am Ausgang 12 die Frequenz nicht weiter an und der Frequenzwert des Signaies am Ausgang 12 bleibt -ts bei 12 000 Hz konstant.

Dieses Signal wird dem Anpaßteiler 13 zugeführt, dort durch 6 dividiert, so daß dem Schrittmotor 15 2000 Impulse pro see zugeführt werden, was bei den obengenannten Kenndaten des Motors 15 zu den an den ">" Kodierschaltern des Sollwerteinstellers 17 eingestellten 1200 Umdrehungen/min führt.

Ist eine andere Drehzahl, beispielsweise 1500 eingestellt, so ist die Signalfrequenz am Ausgang 12 15 000Hz und dem Schrittmotor 15 werden 2500 Impulse/sec = 1500 Umdrehungen/min zugeführt. Somu stimmt der beliebig einstellbare Sollwert stets mit dem erreichten Endwert zahlenmäßig überein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Drehzahl- oder Vorschubregelung mit einem Schrittmotor und einer Schaltungsanordnung, bestehend aus einem Sollwerteinsteller, dessen Einstellwert beliebig wählbar und direkt proportional zur gewählten Drehzahl oder Vorschub ist, aus einem vorwählbaren Frequenzteiler und aus einem spannungsgesteuerten Oszillator, dessen Ausgang einerseits mit dem Schrittmotor und andererseits mit dem ersten Eingang eines Phasendetektors verbunden ist, dessen zweiter Eingang an einen für eine feste Frequenz ausgelegten Impulsgenerator und dessen Ausgang unter Zwischenschaltung eines Tiefpaßfilters an den Eingang des Oszillators angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler (16) zwischen d«sm Ausgang (12) des Oszillators (11) und dem PhaiSfldetektor (19) geschaltet ist, daß das Teilungsverhältnis des Frequenzteilers (16) durch den Sollwerteinsteller (17) einstellbar ist und daß der zweite Eingang des Phasendetektors (19) unmittelbar an den Impulsgenerator (21) angeschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwerteinsteller (17) digitale Kodierschalter aufweist

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (21) als Rechteckgenerator ausgebildet ist