CS226690B1

CS226690B1 - Servo-mechanism inlet circuitry

Info

Publication number: CS226690B1
Application number: CS87782A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Ing Csc Moucka; Vojtech Ing Prchlik; Zdenek Ing Csc Vavra; Vladimir Ing Csc Vurm
Original assignee: Frantisek Ing Csc Moucka; Prchlik Vojtech; Vavra Zdenek; Vurm Vladimir
Priority date: 1982-02-09
Filing date: 1982-02-09
Publication date: 1984-04-16

Description

Vynález se týká zapojení vstupní části servomechanismu.The invention relates to the connection of an input part of a servomechanism.

Některé typy servomotorů jsou řízeny vstupními signály ve tvaru sledu impulsů namísto analogového signálu, napětí nebo proudu.Some types of servomotors are driven by pulse train input signals instead of an analog signal, voltage or current.

Týká ee to například krokových pohonů, ale i některých pohonů rotačních s elektrickými stejnosměrnými pohony nebo lineárních s pohony hydralickými, které jsou zapojeny v polohové vazbě. Jednomu impulsu odpovídá potom změna výstuní veličiny například polohy nebo úhlového natočení hřídele o základní hodnotu inkrement. Frekvenci impulsů odpovídá například rychlost nebo úhlová rychlost pohonu.This applies, for example, to stepper drives, but also to some rotary drives with electric DC drives or linear drives with hydral drives, which are connected in a positional coupling. One pulse then corresponds to a change in the output quantity, such as position or angular rotation of the shaft by the basic increment value. The pulse frequency corresponds, for example, to the speed or angular speed of the drive.

Řídicí NC systémy pro obráběcí stroje mají vesměs výstup pro servopohony uspořádán tak, že výstupní veličinou je stejnosměrné napětí. Obsahují dále obvody odměřování, polohy, které zpracovávají signály například z odměřování impulsním snímačem polohy. Tyto signály jsou při měniči se poloze ve tvaru dvojice střídavých signálů vzájemně posunutých o jednu čtvrtinu periody. Signál ze snímače je v NC systému zpracováván a porovnáván v diferenčním členu se signály o žádané hodnotě polohy a rozdíl těchto hodnot převedený na stejno2 směrné napětí je výstupní veličinou NC systému pro servopohon.NC control systems for machine tools generally have an output for servo drives so that the output variable is DC voltage. They further comprise positioning circuits, positions which process signals from, for example, a pulse encoder. These signals are, in the position converter, in the form of a pair of alternating signals offset by one quarter of a period. In the NC system, the signal from the sensor is processed and compared in the differential element with the signals of the position setpoint, and the difference of these values converted to the same directional voltage is the output variable of the NC system for the actuator.

U některých současných NS systémů je zpracování signálů o žádané hodnotě polohy a signálů ze snímače polohy provedeno pomocí mikroprocesoru. Pomocí takovýchto NC systémů lize řídit pouze servopohony, které jsou řízeny vstupním signálem ve formě stejnosměrného napětí, servopohony, které jsou řízeny vstupními signály ve formě sledu impulsů, jimi řídit nelze.In some current NS systems, processing of position setpoint signals and position sensor signals is done by a microprocessor. With such NC systems, only the actuators which are controlled by the input signal in the form of a DC voltage can be controlled; the actuators which are controlled by the input signals in the form of a pulse train cannot be controlled by them.

Tuto nevýhodu odstraňuje zapojení vstupní části servomechanismu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstup diferenčního členu NC řídicího systému je propojen na první vstup regulátoru, jehož výstup je propojen na první vstup napěťově řízeného oscilátoru, jehož výstup je propojen na první vstup fázového diferenčního členu. Výstup generátoru hodinové frekvence je spojen s druhým vstupem hradla, přičemž výstup hradla je proopjen jednak na vstup děliče frekvence, jednak ina první vstup dvoufázovače. Výstup děliče frekvence je propojen na vstup impulsně fázového převodníku, jehož výstup je propojen na druhý vstup fázového diferenčního členu, přičemž druhý výstup diferenčního členu je propojen na druhý vstup dvoufázovače. Výstupy dvoufázovače jsou propojeny na vstupy od226690This disadvantage is overcome by the wiring of the input part of the servomechanism according to the invention, which consists in that the output of the differential member of the NC control system is connected to the first input of the controller whose output is connected to the first input of the voltage controlled oscillator member. The output of the clock frequency generator is connected to the second gate input, the gate output being connected to the input of the frequency divider and to the first input of the two phase phaser. The output of the frequency divider is connected to the input of the pulse-phase converter, whose output is connected to the second input of the phase differential element, the second output of the differential element is connected to the second input of the two-phase converter. The two-phase outputs are connected to inputs from 226690

226590 měřování NC řídicího systému. Druhý výstup diferenčního členu a vstup děliče frekvence jsou propojeny na vstupy číslicového servopohonu, přičemž první výstup diferenčního členu je propojen na vstup napěťového převodníku, jehož výstup je propojen na druhý vstup regulátoru. První výstup diferenčního členu je propojen na první vstup hradla.226590 NC control system measurement. The second output of the differential member and the input of the frequency divider are connected to the inputs of the digital servo drive, the first output of the differential member is connected to the input of the voltage converter whose output is connected to the second input of the controller. The first output of the differential member is connected to the first gate input.

Výhodou zapojení vstupní části servomechanismu podle vynálezu je, že jednak umožňuje připojení běžných NC systémů k pohonům s impulsním vstupem, dále to, že zpětnovazební smyčka vzniklá popsaným spojením funguje jako zpožďující člen, takže omězuje zrychlení při skokové změně povelové rychlosti, což působí příznivě na ovládané mechanické části i pohon a dále umožňuje volit platnost inkrementu generovaného NC řídicím systémem. Uvedené zapojení nevyžaduje napěťově řízený oscilátor s vysokou stabilitou, ani velkým rozsahem změny frekvence.The advantage of connecting the input part of the servomechanism according to the invention is that it enables the connection of conventional NC systems to the drives with pulse input, and that the feedback loop created by the described connection acts as a delaying member, thus reducing the acceleration of step change. mechanical part as well as drive and also allows to select the validity of the increment generated by the NC control system. This connection does not require a voltage-controlled oscillator with high stability, nor a large frequency change range.

Příklad uspořádání podle vynálezu je v blokovém schématu znázorněn na připojeném výkresu.An example of the arrangement according to the invention is shown in the block diagram in the attached drawing.

Výstup diferenčního členu NC řídicího systému 1 je propojen na první vstup regulátoru 2, jehož výstup je propojen na vstup napěťově řízeného oscilátoru 3, jehož výstup je propojen na první vstup fázového diferenčního členu 4. Výstup generátaru frekvence 6 je spojen s druhým vstupem hradla 5, přičemž výstup hradla 5 je propojen jednak na vstup děliče frekvence 7, jednak na první vstup dvoufázovače 8. Výstup děliče frekvence 7 je propojen na vstup impulsně-fázového převodníku 9, jehož výstup je propojen na druhý vstup fázového diferenčního členu 4, přičemž druhý výstup diferenčního členu 4 je propojen na druhý vstup dvoufázovače 8.The output of the differential member of the NC control system 1 is connected to the first input of the controller 2, the output of which is connected to the input of the voltage controlled oscillator 3, the output of which is connected to the first input of the phase differential member. the output of the gate 5 is connected to the input of the frequency divider 7 and to the first input of the two phase phaser 8. The output of the frequency divider 7 is connected to the input of the pulse-phase converter 9 whose output is connected to the second input of the phase differential member 4; the member 4 is connected to the second input of the two-phase phaser 8.

Výstupy dvoufázovače 8 jsou propojeny na vstupy odměřování NC řídicího systémuThe outputs of the two-phase phaser 8 are connected to the encoder inputs of the NC control system

I, přičemž druhý výstup diferenčního členu 4 a výstpp děliče frekvence 7 jsou propojeny na vstupy číslicového servopohonuI, the second output of the differential member 4 and the output of the frequency divider 7 are connected to the inputs of the digital actuator

10. První výstup diferenčního členu 4 je propojen na vstup napěťového převodníku10. The first output of the differential member 4 is coupled to the input of the voltage converter

II, jéhož výstup je propojen na druhý vstup regulátoru 2, přičemž první výstup diferenčního členu 4 je propojen na první vstup hradla 5·II, whose output is connected to the second input of the controller 2, the first output of the differential member 4 being connected to the first input of the gate 5 ·

Funkce zapojení podle vynálezu je následující:The function of the circuit according to the invention is as follows:

Napěťově řízený oscilátor 3 při nulovém vstupním napětí má výstupní frekvenci f₀. Stejná frekvence fó‘ je i na výstupu impulsně fázového převodníku,9, jestliže frekvence na výstupu hradla 5 je nulová. Potom frekvence f₀ a f₀‘ jsou shodné a střídavé signály mají nulový vzájemný fázový posuv. Napětí ,na výstupu regulátoru 2 způsobené napětím na výstupu diferenčního členu NC systému 1 způsobí, že frekvence na výstupu napěťově řízeného oscilátoru 3 se změní. Smyčka fázového závěsu tvořená fázovým diferenčním členem 4, hradlem 5, děličem frekvence 7 a- impulsně fázovým převodníkem 9 zajistí, že frekvence ,na výstupu impulsně fázového převodníku 9 bude stejná jako na výstupu napěťově řízeného oscilátoru 3, ale průběhy střídavých signálů budou fázově posunuty. Na výstupu hradla 5 se objeví sled impulsů s frekvencí úměrnou změně frekvence napěťově řízeného oscilátoru 3 a na druhém výstupu fázového diferenčního členu 4 signál o znaménku, tzn. informace o tom, zda frekvence napěťově řízeného oscilátoru 3 stoupla, či klesla. Šířkově modulovaný signál na prvním výstupu diferenčního členu 4 je převeden v převodníku 11 na stejnosměrné napětí a veden jako zpětnovazební signál na druhý vstup regulátoru 2, který má proporcionálně integrační přenos. Střídavý signál z výstupu hradla 5 je zaveden do obvodu dvoufázovače 8, na jehož výstupu je dvojice střídavých signálů se střídou 1 : 1, jejichž vzájemný fázový posuv je určen znaménkem na druhém výstupu diferenčního členu 4.The voltage-controlled oscillator 3 at zero input voltage has an output frequency f ₀ . The same frequency f 'is also at the output of the pulse phase converter 9 if the frequency at the output of the gate 5 is zero. Then the frequencies f ₀ and f ₀ 'are identical and the alternating signals have zero phase shift relative to each other. The voltage at the output of the controller 2 caused by the voltage at the output of the differential member of the NC system 1 causes the frequency at the output of the voltage-controlled oscillator 3 to change. The phase locked loop formed by the phase differential member 4, the gate 5, the frequency divider 7 and the pulse-phase converter 9 ensures that the frequency at the output of the pulse-phase converter 9 will be the same as at the output of the voltage-controlled oscillator 3. At the output of the gate 5 there is a pulse train with a frequency proportional to the frequency change of the voltage-controlled oscillator 3 and at the second output of the phase differential member 4 a signal signal, i.e. a signal. whether the frequency of the voltage-controlled oscillator 3 has risen or decrements. The width-modulated signal at the first output of the differential member 4 is converted in the converter 11 to a DC voltage and transmitted as a feedback signal to the second input of the controller 2, which has a proportionally integral transmission. The alternating signal from the output of the gate 5 is applied to the circuit of the two phase phaser 8, whose output is a pair of 1: 1 alternating AC signals whose relative phase shift is determined by the sign on the second output of the differential member 4.

Zapojení podle vynálezu se použije zejména k řízení pohonů s impulsním vstupem například lineárních hydraulických servopoihonů nebo krokových pohonů u obráběcích strojů řízených standardním NC systémem.The circuit according to the invention is used in particular for controlling pulse input drives, for example linear hydraulic servo drives or stepper drives in machine tools controlled by a standard NC system.

Claims

SUBJECT

Connection of input part of servomechanism, characterized in that output of differential member of NC control system (1) is connected to first input of controller (2), output of which is connected to input of voltage controlled oscillator (3), output of which is connected to first input of phase difference the output of the frequency generator (6J) is connected to the second input of the gate (5), the output of the gate (5) being connected both to the input of the frequency divider (7) and to the first input of the two phase (7J is connected to the input of the pulse-phase converter (9), the output of which is coupled to the second phase difference input of the equivalence member (4j), the second output of the differential member (4) being coupled to the to the encoder inputs of the NC control system (1), while the second output of the differential member (4) and the frequency divider input (7) are connected to the inputs of the digital actuator (10), the first output of the differential member (4) being connected to the input of the voltage converter (11), the output of which is connected to the second input of the controller (2j) gate entry (5).