DD282307A5 - Steuerschaltung fuer ein schrittmotorbewegtes positioniersystem mit positionssensor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Steuerung eines schrittmotorbewegten Positioniersystems mit Positionssensor durch die Auswertung seines analogen Ausgangssignals. Ziel der Erfindung ist es, mit minimalem technischen Aufwand durch schrittmotortaktsynchrone Auswertung des Ausgangssignals eines Positionssensors zu positionieren. Erfindungsgemaesz wird dies geloest, indem jeweils der n-te und * Meszwert verglichen werden. Diese werden ueber einen Subtrahierer einem Trigger mit einstellbarer Ansprechschwelle zugefuehrt. Der Trigger steuert ueber eine Torschaltung die Meszwertaufnahme und Bewegung des Positionssensors.{Schaltung; Steuerung; Positionierung; Schrittmotor; Positionssensor; Ausgangssignal; Subtrahierer; Vergleich; Trigger; Torschaltung}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ermöglicht mit Hilfe der Steuerung des schrittmotorbewegten Positioniersystems die Realisierung von Positionieraufgaben mit nur geringem schaltL igstechnischem Aufwand.

Die technischen Parameter sind für viele Anwendungen in der Robotertechnik und Mikropositionierung geeignet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Positionierung, insbesondere mit Hilfe von Schrittmotoren, gibt es zahlreiche Lösungen.

Die meisten dieser benutzen zur Positionssteuerung Hilfsmittel wie mitlaufende Scheiben (JP 62-82408[G05D3/00]) oder unterschiedlich lange Marken (JP 57-193994[H02P8/00)). Andere bedienen sich einer umfangreichen Logik wie in DD 259696 und DD212341 (G 05D3/00) oder die Lagesteuerung wird permanent von einem Rechner durchgeführt. Dabei ist der ökonomische und tecnnische Aufwand hoch und die zeitliche Verfügbarst des Steuerrechners eingeschränkt. Die Meßwerte woi Jen in don beschriebenen Fällen durch Analog-Digital-Umwandlung, der von den Sensoren gelieferten analogen Signale, gewonnen. Dies bedeutet einen zusätzlichen Hardwareaufwand.

Ein Vergleich von Positionskoordinaten soft- oder hardwaremäßig wird u. a. in US 4707&d9((j05B 19/40) beschrieben. Es handelt sich jedoch immer um den Vergleich von digitalen Signalen.

Ziel der Erfindung

Zi3l der Erfindung ist es, mit minimalem technischen Aufwand durch schrittmotortaktsynchrone Auswertung des Ausg.jngssignals eines Positionssensors zu positionieren. Die Positionierung kann mit und ohne Rechnerüberwachung erfolgen und ift damit gegenüber bekannten Lösungen ökonomisch günstig universell einsetzbar.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, mit minimalem technischen Aufwand durch Auswertung des Ausgangssignals eines Positionssensors, diesen über einer Marke zu positionieren.

Erfindungsgemäß gelangt das Ausgangssignal des Positionssensors in den ersten Teil der Steuerschaltung, welchsr aus zwei seriell angeordneten Sample and Hold Stufen besteht. Die Ausgangssignale werden in einem nachfolgend geschalteten Subtrahierer verknüpft. Dieser liefert das Eingangssignal für einen Trigger, dessen Triggerschwelle einstellbar ist. Das Ausgangssignal des Triggers wird in einer Torschaltung mit einem externen START-Signal logisch verknüpft. Diese steuert einen Schalter, welcher den externen Takt in Abhängigkeit vom Schaltzusland an eine Taktsteuerung und den Schrittmotor weitergibt. Die Taktsteuerung dient der phasenrichtigen Ansteuerung der Sample and Hold Stufen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Die Zeichnung zeigt das Blockschaltbild der Steuerschaltung nach der Erfindung.

Ihre erste Stufe besteht aus zwei seriell angeordneten Sample and Hold Stufen 2,3, die zur analogen Speicherung des jeweils (n)-ten und (n - 1)-ten Meßwertes vom Positionssensor 1 dienen.

Mit dem ersten Halbtakt des vom Generator 7 über die Taktsteuerung 8 an die erste Sample and Hold Stufe anlangenden Schrittmotortaktes wird der aktuelle Meßwert vom Positionssensor 1 in die erste Sample and Hold Stufe 2 übernommen. Mit

dem zweiten Halbtakt, welcher über die Taktsteuerung 8 nur an die zweite SampL and Hold Stufe 3 gelangt, wird dieser Wert in die zweite Stufe übernommen. Jeder weitere volle Takt, welcher einem Schritt des Schrittmotors entspricht, führt dazu, daß in der ersten Sample and Hold Stufe 2 der (n)-te Meßwert steht und in der zweiten der (n - 1 )-te.

Über einen nachfolgend geschalteten Subtrahierer 4 ergibt sich ein Eingangssignal für den Trigger 5, welches der Differenz zwischen zwei Meßwerten entspricht. Überschreitet das Signal die vorwählbar ο Triggerschwelle schaltet der Trigger und über die Sperrung des als Schalter wirkenden Transistors T1 wird der Positioniervorgang unterbrochen und der Schrittmotor 9 gestoppt. Die Positionierung ist abgeschlossen.

Nach eventuell notwendiger Änderung der Triggerschwelle zur Erkennung einer anderen Positioniermarke, die je nach Einsatzfall der Schaltung r ,anuell oder rechnergesteuert erfolgen kann, können über das Signal START die Sample and Hold Stufen 2 und 3 neu initialisiert und durch Freigabe des als Schalter wirkenden Transistors T1 über die Torschaltung 6 der Positionierablauf neu begonnen werden.

Mit der erfindungsgemäßen Steuerschaltung kann durch geeignete Wahl der Triggerschwelle über beliebigen Strukturen positioniert werden, insofern die zeitdiskrete Abtastung des vom Sensor geliefertan analogen Signals noch signifikante Änderungen aufweist.

Claims (2)

1. -ι- 2S2 Patentansprüche:

   1. Steuerschaltung für ein schrittmotorbewegtes Positioniersystem mit Positionssensor, gekennzeichnet dadurch, daß das Ausgangssignal des Positionssensors in einen ersten Teil der Steuerschaltung gelangt, welcher aus zwei seriell angeordneten Sample and Hold Stufen besteht, wobei die Ausgangssignale beider Sample and Hold Stufen in einem nachfolgend geschalteten Subtrahierer verknüpft werden, weicher das Eingangssignal für einen Trigger liefert, dessen Triggerschwelle einstellbar ist und dessen Ausgangssignal in einer Torschaltung mit dem externen START-Signal logisch verknüpft ist, wobei das Ausgangssignal der Torschaltung einen Schalter steuert, welcher in Abhängigkeit vom Schaltzustand einen externen Takt an einen Schrittmotor und eine Taktsteuerung durchschaltet und die Taktsteuerung zur phasenrichtigen Ansteuerung der Sample and Hold Stufen dient.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß manuell oder über eine externe Steuerung einstellbar ist.