CS258075B1

CS258075B1 - Connection for synchronous operation of two stepper motors

Info

Publication number: CS258075B1
Application number: CS867014A
Authority: CS
Inventors: Jaksa Reljic; Pavel Sobek
Original assignee: Jaksa Reljic; Pavel Sobek
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1988-07-15
Also published as: CS701486A1

Abstract

Výstup paměti je připojen na první vstup prvního dekodéru, jehož první vstup je vstup pro zadání volby režimů krokového motoru a současně na první vstup logického dalšího stavu. Druhy vstup logiky dalšího stavu je vstupem volby směru otáčení krokového motoru, přičemž výstup logiky je připojen zpětnovazebně na vstup paíSšti a současně na první vstupy obou komparátorů, na jejíž druhé vstupy jsou připojena čidla polohy. Výstupy komparátorů jsou připojeny na první a druhy vstup obvodu synohrénizaoe motoru jehož výstup ja zapojen na první vstu^ klopného obvo- ' du. Ha druhý vstup klopného obvodu je připojen oscilátor, přičemž výstup klopného obvodu Je zpětnovazebně připojen na hodinový vstup paměti. Na třetí vstup obvodu synohronizace motoru a současně na třetí , vstup klopného obvodu je přiveden signál odvozený prvním dekodérem. Zapojení zaručuje plynulé' řízení ryohlosti synchronního ohodu dvojice krokových motorů v uzavřené smyčce. Zaručuje též možnost chodu pouze jednoho krokového motoru.The output of the memory is connected to the first input of the first decoder, the first input of which is the input for specifying the stepper motor mode selection and simultaneously to the first input of the next state logic. The second input of the next state logic is the input for selecting the direction of rotation of the stepper motor, while the output of the logic is connected in feedback to the input of the stepper motor and simultaneously to the first inputs of both comparators, to the second inputs of which position sensors are connected. The outputs of the comparators are connected to the first and second inputs of the motor synchronization circuit, the output of which is connected to the first input of the flip-flop circuit. An oscillator is connected to the second input of the flip-flop circuit, while the output of the flip-flop circuit is connected in feedback to the clock input of the memory. A signal derived by the first decoder is fed to the third input of the motor synchronization circuit and simultaneously to the third input of the flip-flop circuit. The connection guarantees smooth control of the synchronous speed of a pair of stepper motors in a closed loop. It also guarantees the possibility of running only one stepper motor.

Description

Zapojení pro synchronní Chod dvou krokových motorů.Connection for synchronous operation of two step motors.

Vynález se týká zapojení pro synchronní chod dvou .krokových motorů s plynule regulovatelnou rychlostí a s možností jednotlivého chodu v uzavřené smyčce.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a circuit for synchronous operation of two step-wise motors with a continuously variable speed and the possibility of a single closed-loop operation.

Dosud je známý synchronní Chod dvou krokových motorů v uzavřené smyčce, který je řízen pomocí tzv. synchronního členu· Nevýhoda tohoto zapojení spočívá v tom, že nelze plynule řídit rychlost obou krokových motorů a nezávislý ehod obou motorů.The synchronous operation of two stepper motors in a closed loop, which is controlled by a so-called synchronous member, is known so far. The disadvantage of this circuit is that it is not possible to continuously control the speed of both stepper motors and independent ehod of both motors.

- · _M - · _M

Výše uvedený nedóstatek odstraňuje zapojení pro synchronní Chod dvou krokových motorů podle předloženého vynálezu, jehož S podstata spočívá v tom, že výstup paměti je připojen na druhý vstup prvního dekodéru, jehož prvni vstup je vstup prb zadání volby režimů krokového motoru a současně ha první vstup logiky dalěího stavu, jejíž druhý vstup je vstupem volby směru otáčení krokového motoru. Výstup logiky je připojen zpětnovazebně na vstup paměti stavu a současně na první vstupy obou komparátorů, na jejíž druhé vstupy jsou připojena Čidla polohy. Výstupy komparátorů,jsou připojeny na první a druhý vstup obvodu synchronizace motoru, jehož výstup je zapojen na první vstup klopného obvodu. Na druhý vstup klopného obvodu je připojen oscilátor, přičemž výstup klopného obvodu je zpětnovazebně připojen na hodinový vstup paměti. Na třetí vstup obvodu synchronizace motoru a současně na třetí vstup klopného obvodu je přiveden signál odvozený prvním dekodérem.The above drawback eliminates the wiring for synchronous operation of two stepper motors according to the present invention, which is characterized in that the memory output is connected to the second input of the first decoder, the first input being the input for selecting the stepper motor modes and simultaneously the first logic input. another state, the second input of which is the input of the direction of rotation of the stepper motor. The logic output is coupled to the state memory input and simultaneously to the first inputs of both comparators, to whose second inputs the Position Sensors are connected. The comparator outputs are connected to the first and second inputs of the motor synchronization circuit, the output of which is connected to the first flip-flop input. An oscillator is connected to the second flip-flop input, with the flip-flop output coupled to the clock memory input. A signal derived by the first decoder is applied to the third input of the motor synchronization circuit and simultaneously to the third input of the flip-flop.

Zapojení podle vynálezu zaručuje plynulé řízení rychlosti krokového motoru od nuly do max. rychlosti při chodu v uzavřené smyčce. Zaručuje též možnost samostatného chodu pouze jednoho z krokových motorů.The circuit according to the invention guarantees a continuous control of the speed of the stepper motor from zero to the maximum speed in closed-loop operation. It also guarantees that only one of the stepper motors can run independently.

Podle blokového schéma na přiloženém výkrese je výstup paměti PS připojen na druhý vstup prvního dekodéru Dl jehož první vstup R je vstup pro zadání volby režimů krokového motoru a současně na první vstup logiky dalšího stavu LDS. jejíž druhý vstup V je vstupem volby směru otáčení krokového motoru. Výstup logiky LDS je připojen zpětnovazebně na vstup paměti PS a současně na první vstupy obou komparátorů Kl, K2. na jejíž druhé vstupy jsou připojena čidla polohy Čl. Č2. Výstupy komparátorů Kl, K2 jsou připojeny na první a druhý vstup obvodu synchronizace motoru SM. jehož výstup je zapojen na první vstup klopného obvodu S. Na druhý vstup klopného obvodu S je připojen oscilátor OSC. přičemž výstup klopného obvodu S je zpětnovazebně připojen na hodinový vstup paměti PS. Na třetí vstup obvodu synchronizace motoru SM a současně na třetí vstup klopného obvodu § je přiveden signál odvozený prvním dekodérem Dl. Na výstup čidla polohy čl je připojen detektor kroku DK. První dva vstupy čítače ČT. jehož třetí vstup je připojen na výstup oscilátoru OSC. Isou paralelně připojeny na výstupy detektoru kroku DK. Výstup čítačů ČT je připojen přes druhý dekodér D2 - na třetí vstup prvniho dekodéru Dl. jehož jednotlivé výstupy tvoří vstupy fází krokového motoru. Buzení fázi obou krokových motorů je určováno dekodérem Dl na základě informací o režimu provozu krokového motoru a o aktuálním stavu krokového motoru, zaznamenaný pamětí stavu PS. Logika dalšího staVu LDS určuje následující očekávaný stav krokového motoru po provedení jednoho kroku na základě aóučasněho stavu krokového motoru a směru pohybu, odvozeného dekodérem Dl podle posloupnosti režimů krokového motoru. Kompárátor Kl srovnává výstup logiky dalšího stavu LDS se skutečným stavem prvního motoru detekovaným jeho Čidlem polohy Čl. Obdobně kompárátor K2 srovnává výstup logiky dalšíhoAccording to the block diagram in the accompanying drawing, the PS memory output is connected to the second input of the first decoder D1 whose first input R is the input for selecting the stepper motor modes and simultaneously to the first logic input of the next LDS state. whose second input V is an input of direction selection of the stepper motor. The LDS logic output is coupled to the PS memory input and simultaneously to the first inputs of both comparators K1, K2. to whose second inputs position sensors Art. Č2. The comparator outputs K1, K2 are connected to the first and second inputs of the SM synchronization circuit. the output of which is connected to the first input of the flip-flop circuit S. The OSC oscillator is connected to the second input of the flip-flop circuit S. wherein the output of the flip-flop S is feedback coupled to the clock input of the PS memory. A signal derived by the first decoder D1 is applied to the third input of the motor synchronization circuit SM and simultaneously to the third input of the flip-flop circuit §. A step detector DK is connected to the output of the cell position sensor. The first two inputs of the CT counter. whose third input is connected to the OSC oscillator output. They are connected in parallel to the outputs of the DK detector. The output of the CT counters is connected via the second decoder D2 - to the third input of the first decoder D1. whose individual outputs form the inputs of phases of the stepper motor. The phase excitation of both stepper motors is determined by the decoder D1 based on the stepper motor operation mode information and the current state of the stepper motor recorded by the PS state memory. The logic of the next LDS state determines the following expected state of the stepper motor after performing one step based on the current state of the stepper motor and the direction of motion derived by the decoder D1 according to the stepper motor mode sequence. The comparator K1 compares the output of the next LDS state logic with the actual state of the first motor detected by its Position Sensor. Similarly, comparator K2 compares the output of the next logic

- 3 stavu LDS se stavem druhého motoru. Shoda komparace ÍQ resp.- 3 LDS status with second motor status. Conformity comparison IQ resp.

K2 označuje, že první motor resp. druhý motor provedl krok.K2 indicates that the first motor resp. the second engine took a step.

Synchronozaci chodu obou krokových máotorů zabezpečuje obvod synchronizace motoru SM. Jsou-li motory ve stavu urychlování (rozběh nebo běh konstantní rychlostí) je informace o provedení kroku dvojicí krokových motorů vybavena poté co oba motory provedly krok, takže dochází k synchronizaci podle pomalejšího motoru a rychlejší motor je vlastně brzděn po dobu než i druhý motor dosáhne jeho polohy. Jsou-li motory ve stavu brzdění (stop nebo přechod k nižší rychlosti) je informace o provedeni kroku oběma krokovými motory vybavena jakmile první z obou motorů provedl krok, takže dochází k synchronizaci dle rychlejšího motoru a pomalejší motor je urychlován buzením fází o 90° el. dopředu. V obou případech se rychlost krokových motorů takto vyrovnává· Zmíněné dva režimy synchronizace jsou rozlišeny signálem odvozeným dekodérem Dl s informace o režimu krokového motoru a v nuceném stopu.The synchronization of both stepper motors is ensured by the SM synchronization circuit. If the motors are in acceleration (start or constant speed), the step execution information is paired with the two step motors after the two motors have made the step, so that the synchronization is slower and the faster motor is actually braked until the other motor reaches its position. If the motors are in a braking state (stop or lower speed), the step information is provided by both step motors as soon as the first of the two motors has completed the step, so that the synchronization is faster and the slower motor is accelerated by 90 ° el. . forward. In both cases, the speed of the stepper motors is thus equalized. The two synchronization modes are distinguished by a signal derived by the decoder D1 with information about the stepper motor mode and in the forced track.

Plynulého řízení dvojice krokových motorů je nyní dosaženo synchronizací informace o provedení kroků dvojicí krokových motorů s frekvencí řídicího oscilátoru OSO v klopném obvodu S.Smooth control of the stepper motor pair is now achieved by synchronizing the stepper motor pairing information with the OSO control oscillator frequency in the flip-flop S circuit.

V případě, že dvojice krokových motorů je ve stavu urychlování je výstupní impuls generovári poté, co byl proveden krok a přišel ,impuls z oscilátoru OSC. Je-li krok proveden dříve než odpovídá frekvenci oscilátorů OSQ. je vložena časová prodleva, kterou je dvojice krokových motorů přibrzděna· Je-li krok proveden později kčasové prodlevě nedochází a motory jsou urychleny.In case the pair of stepper motors is in the acceleration state, the output pulse is generated by the generators after the step has been made and arrived, the pulse from the oscillator OSC. If the step is performed earlier than the OSQ oscillator frequency. · If the step is performed later, the time delay does not occur and the motors are accelerated.

V režimu brzdění se na impuls z oscilátoru OSQ nečeká a časová prodleva mezi provedením kroku a výstupním impulsem neexistuje· Výstupní impuls klopného obvodu S přepisuje stav na výstup logiky dalšího stavu LDS do paměti stavu PS. změní se sled buzení fází dvojice krokových motorů a cyklus.práce celého zapojení se opakuje.In braking mode, the OSQ oscillator pulse is not waiting and there is no time lag between the step execution and the output pulse. · The flip-flop S output pulse overwrites the state to the next LDS state logic output to the PS state memory. the phase excitation of the two stepper motors and the cycle change.

Část zapojení obsahující detektor kroku DK oboustranná čítač ČT a detektor D2má pomocný charakter. Detektor kroku DK určuje dle posloupnosti stavu čidel čl. Č2 jednoho z obou motorů,The wiring section comprising the DK detector, the CT double counter and the D2 detector has an auxiliary character. The DK detector determines one of the two motors according to the sequence of sensors state Art.

- 4 zda byl proveden krok směrem vpřed či vzad. Tyto impulsy jsou čítány, oboustranným Čítačem ČT ,po dobu jedné periody řídicího oscilátoru OSC a stav Čítače ČT je detekován dekodérem D2. jehož výstupní informace slouží ke vnucení režimu brzdění ▼ případě, Že se motory pohybují podstatně rychleji neŽ je dáno řídicí frekvencí (více kroků během jedné periody).- 4 whether a forward or backward step has been performed. These pulses are counted by the CT counter on both sides for one period of the OSC control oscillator and the CT counter status is detected by the decoder D2. whose output information is used to force the braking mode ▼ in case the motors are moving much faster than given by the control frequency (multiple steps in one period).

Claims

1 · Connection for synchronous Operation of two stepper motors with continuously variable speed and possibility of single operation in closed loop is characterized in that the memory output (PS) is connected to the second input of the first decoder (D1), whose first input (R) is the input for inputting the choice of the stepper motor modes and at the same time to the first next state logic input (LDS), the second input (V) of which is the step motor direction selection input, wherein the next state logic output (LDS) is feedback-coupled to the memory input (PS); simultaneously to the first inputs by comparators (ΚΙ, K2), to whose second inputs (B) the position sensors (S1, C2) are connected, while the comparator outputs (KL, K2) are connected to the first and second inputs of the motor synchronization circuit (SM), the output of which is connected to the first input of the flip-flop (S), to the second input of which the oscillator (OSG) is connected, the output of the flip-flop (S) being feedback-coupled the clock input of the memory (PS), the third input of the motor synchronization circuit (SM), and at the same time the third input of the flip-flop circuit (S) are supplied with a signal derived by the first decoder (D1). .

(

2. Circuit according to point L _R, characterized in that at the output of encoder (CI) is connected to the step detector (DK).

3. Wiring in accordance with points 1 and 2 characterized in that the first two inputs of the counter (CT) whose third input is connected to the output of the oscillator (OSO) are connected in parallel to the outputs of the step detector (DK), the counter output (CT) connected via the second decoder (D2) to the third ^s ^ cle & odor (DL), the individual phase outputs constitute the inputs of the stepper motor.