DE2421219C3 - Method for controlling a stepper motor and arrangement for carrying out the method IBM Deutschland GmbH, 7000 Stuttgart - Google Patents

Description

entsprechenden Verzögerungszeit (ίφ+^ abgegeben wird, wobei /ganzzahlig und größer oder gleich 1 und η eine fortlaufende ganze Zahl istcorresponding delay time (ίφ + ^ , where / is an integer and greater than or equal to 1 and η is a continuous integer

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verzögerungszeiten (td) von den Rückmeldeimpulsen aus einem Speicher abgerufen werden und daß aus diesem Speicher weiterhin informationen für besondere Bewegungsablaufsbereiche wie Start, Stop und Übergänge zum Hinzufügen und/oder Unterdrükken des Wirksamwerdens von Rückmeldeimpulsen (TD) und/oder Motorfortschaltimpulsen abgerufen werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the individual delay times (td) are retrieved from the feedback pulses from a memory and that from this memory information for special movement areas such as start, stop and transitions for adding and / or suppressing the If feedback pulses (TD) and / or motor incremental pulses become effective, they can be called up.

4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mittels der bestimmten Verzögerungszeiten (td) entlang einer als Sollkurve vorgegebenen Geschwindigkeits-Orts-Kurve gefahren wird, die aus einem Beschleunigungsast, einem Verzögerungsast und gegebenenfalls einem Konstantgeschwindigkeitsbereich besteht, wobei für jeden Punkt dieser Kurventeile die zugehörige Verzögerungszeit (^verwendet wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the motor is driven by means of the certain delay times (td) along a predetermined as a target curve speed-location curve, which consists of an acceleration branch, a deceleration branch and optionally a constant speed range, for the associated delay time (^ is used for each point of this curve section.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zurücklegen einer bestimmten, von Fall zu Fall unterschiedlichen, aus einer bestimmten Anzahl von Motorfortschaltimpulsen bestehenden Wegstrecke die jeweilige Geschwindigkeits-Orts-Kurve aus einer passenden Anzahl von Beschleunigungs- und Verzögerungsschritten sowie gegebenenfalls Konstantgeschwindigkeitsschritten mit den jeweils zugehörigen Verzögerungszeitwerten (^zusammengesetzt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that when covering a certain, from case to case different from a certain number of motor incremental pulses existing distance the respective speed-location curve from a suitable number of acceleration and deceleration steps and, if necessary, constant speed steps is combined with the respective associated delay time values (^.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens fto nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bewegungsdatenspeicher (11) vorgesehen ist, in dem die verschiedenen Verzögerungszeitwerte (tj) für jeden einzelnen Schritt, optimiert auf die jeweilige Geschwindigkeit, Schrittanzahl und optimales Drehmoment (M) des Motors (1), die den verschiedenen Polradwinkelwerten (B) bzw. diesen Polradwinkelwerten, additiv entsprechen, abgespeichert sind, daß eine Adreßlogik- und Phasensteuerschaltung (7) vorgesehen ist, welcher der Sprungbefehl (8) für die Länge des zurückzulegenden Weges {Schrittanzahl) und die Rückmeldeimpulse (TD) zuführbar (6) sind und die auf Grund des Sprungbefehls (8) und der zugeführten Rückmeldeimpulse (TD) fortlaufend den Bewegungsdatenspeicher (11) adressiert und die notwen digen, zugehörigen Verzögerungszeitwerte (t_d) aus dem Speicher ausliest, in zumindest einen Zeitzähler innerhalb der Phasensteuerschaltung (7) einstellt und nach Ablauf jedes eingestellten Zählers einen Motorfortschaltimpuls (MA) abgibt6. Arrangement for performing the method fto according to one of claims 1 to 5, characterized in that a movement data memory (11) is provided in which the various delay time values (tj) for each individual step, optimized for the respective speed, number of steps and optimal Torque (M) of the motor (1), which correspond to the various pole wheel angle values (B) or these pole wheel angle values, additively, are stored that an address logic and phase control circuit (7) is provided, which the jump command (8) for the length of the path to be traveled {step number) and the feedback pulses (TD) can be fed (6) and the addressed continuously the motion data memory (11) on the basis of the branch instruction (8) and the supplied feedback pulses (TD) and the notwen ended, the associated time delay values (t _d ) reads from the memory, sets in at least one time counter within the phase control circuit (7) and after each one The counter emits a motor incremental pulse (MA)

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bewegungsdatenspeicher (U) neben den Verzögerungszeitwerten (U) Informationen für besondere Bewegungsablaufsbereiche wie Start Stop und Übergänge zum Hinzufügen und/oder Unterdrücken des Wirksamwerdens von Rückmeldeimpulsen (TD) und/oder Motorfortschaltimpulsen (MA) abgespeichert sind und von der Adreßlogik- und Phasensteuerschaltung (7) entsprechend dem Sprungbefehl (8) und den zugeführten Rückmeldeimpulsen (TD) abrufbar sind.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that in the movement data memory (U) in addition to the delay time values (U) information for special movement sequence areas such as start-stop and transitions for adding and / or suppressing the activation of feedback pulses (TD) and / or motor incremental pulses (MA ) are stored and can be called up by the address logic and phase control circuit (7) in accordance with the jump command (8) and the feedback pulses (TD) supplied.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß Abwärts- oder Nullzähler in der Phasensteuerschaltung (7) verwendet sind.8. Arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that downward or zero counter in the phase control circuit (7) are used.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Schrittmotors, bei dem nach Inbetriebsetzen des Motors durch einen Start-Motorfortschaltimpuls von der Motorstellung abhängige Rückmeldeimpulse zur Motorsteuerung verwendet werden sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens. Ein derartiges Verfahren ist aus der DT-AS 12 23 039 bekannt.The invention relates to a method for controlling a stepper motor, in which after the start-up of the Motor by a start-motor step-up impulse depending on the motor position feedback impulses for Motor control can be used as well as an arrangement for carrying out this method. Such a thing The method is known from DT-AS 12 23 039.

Elektrische Schrittmotoren haben ein weites Anwendungsfeld überall dort, wo bestimmte, genau bemessene Wege unterschiedlicher Größe zurückzulegen sind. So werden Schrittmotoren beispielsweise in Datenverarbeitungsanlagen zum Vorschub von Formularen in Druckern verwendet, weiterhin zum Antrieb vor Transporteinrichtungen von Schreib- oder Leseköpfer in Speichergeräten sowie in Steuerungsanlagen al; Stellmotoren. Eine charakteristische Eigenart diesei Schrittmotoren ist es, daß sie durch Fortschaltimpuls< steuerbar sind und daß sie eine beliebige Anzahl vor Schrittbewegungen bei jedem zugeführten Fortschalt impuls ausführen können. Schrifmotoren sind ähnlicl den Synchronmotoren mit ausgeprägten Polen aufge baut und legen bei jedem zugeführten Fortschaltimpul eine Drehung zurück, die einer Polteilung entspricht.Electric stepper motors have a wide field of application wherever specific, precisely dimensioned Paths of different sizes are to be covered. For example, stepper motors are used in data processing systems Used to feed forms in printers, and also to drive writing or reading heads in front of transport devices in storage devices and in control systems al; Servomotors. A characteristic feature of this one It is stepper motors that they can be controlled by an incremental pulse <and that they can precede any number Be able to perform step movements with each supplied incremental pulse. Font motors are similar the synchronous motors are built with pronounced poles and apply with each incremental pulse one rotation back, which corresponds to one pole pitch.

Zur Steuerung der Schrittmotoren sind zwei grund sätzliche Verfahren bekannt. Bei dem einen Verfahre handelt es sich darum, daß dem Motor die Fortschaltirr pulse mit konstanter Frequenz zugeführt werdei unabhängig von der erreichten Motorgeschwindigke oder den anliegenden Laslverhältnissen. Um sichernThere are two reasons for controlling the stepper motors additional procedures known. In the one procedure it is a question of the fact that the engine the stepping device pulses with a constant frequency are supplied regardless of the reached motor speed or the surrounding conditions. To secure

gehen, daß jeder einzelne Motorfortschaltimpuls in tatsächliche Drehung des Motors um eine Polstellung umgesetzt wird, muß hierbei insbesondere beim Anfahren des Motors die Frequenz niedrig sein, denn sonst würden einzelne Fortschaltimpulse nicht in Schrittbewegungen umgesetzt werden. Damit ist abzr die erreichbare Geschwindigkeit des Schrittmotors niedrig und dieser nicht zur Verwendung mit hohen Geschwindigkeiten geeipet Eine derartige Steuerungsart ist beispielsweise in der DT-AS 12 23 039 beschrieben.If every single motor stepping pulse is converted into actual rotation of the motor by one pole position, the frequency must be low, especially when starting the motor, because otherwise individual stepping pulses would not be converted into step movements. This means that the achievable speed of the stepper motor is low and the stepper motor is not suitable for use at high speeds. Such a type of control is described in DT-AS 12 23 039, for example.

in dieser bekannten deutschen Auslegeschrift ist weiterhin das grundsätzlich andere Verfahren beschrieben, bei dem auf der Welle des Motors eine Kodierscheibe angeordnet ist, die entsprechend der Drehung des Motors bei jedem einzelnen Fortschaltimpuls und der damit verbundenen Drehung um eine Polteilung einen Rückmeldeimpuls abgibt Dieser Rfickmeldeimpuls wird bei dieser bekannten Anordnung dazu benutzt, um die Fortschaltimpulse aus einem Impulsspeicher auszulesen und auf die Antriebsschaltung und die nächstfolgende Motorwicklung zu geben. Es wird also bei dieser aus der DT-AS 12 23 039 bekannten Anordnung der Rückmeldeimpulsbetrieb verwendet, bei dem direkt aus jedem Rückmeldeimpuls ein neuer Motorfortschaltimpuls erzeugt wird. Diese Art der Steuerung eines Schrittmotors beinhaltet den wesentlichen Vorteil, daß die Motorfortschaltirnpulse dann auf den Motor gegeben werden können, wenn der Motor auf Grund seiner erreichten Polradstellung einen neuen Fortschaltimpuls in eine weitere Schrittbewegung umsetzen kann. Dadurch werden verschiedene Lastverhältnisse berücksichtigt, und der Motor beschleunigt sich somit selbst Dadurch ist gegenüber dem offenen Betrieb, bei dem keine Rückmeldeimpulse direkt die Motorfortschaltirnpulse erzeugen oder anregen, eine wesentliche Verkürzung in der Anlaufphase erzielt und eine wesentlich höhere Endgeschwindigkeit ermöglichtIn this well-known German interpretative document, the fundamentally different method is also described, in which a coding disk is arranged on the shaft of the motor, which corresponds to the Rotation of the motor with each individual incremental pulse and the associated rotation by one Pole division emits a feedback pulse Rfickmeldeimpuls is used in this known arrangement to the incremental pulses from a Read out the pulse memory and give it to the drive circuit and the next following motor winding. With this arrangement known from DT-AS 12 23 039, the feedback pulse mode is used used, in which a new motor pulse is generated directly from each feedback pulse. This Type of control of a stepper motor has the essential advantage that the motor incremental pulses can then be given to the motor if the motor due to its pole wheel position reached a can convert the new incremental pulse into a further step movement. This will make different Load conditions are taken into account, and the motor thus accelerates itself open operation, in which no feedback pulses directly generate the motor incremental pulses or stimulate, achieved a significant reduction in the start-up phase and a significantly higher top speed enables

Zwei weitere Beispiele für die Verwendung des sogenannten offenen Steuerungsverfahrens zur Steuerung von Schrittschaltmotoren sind aus der DL-PS 88 134 und der DT-OS 22 57 671 bekannt Bei der DL-PS 88 134 wird der Motor entlang einer Kurve beschleunigt die der maximal zulässigen Frequenzänderungs-Geschwindigkeit entsprechen soll. Dazu wird ein Oszillator in seiner Frequenz in Abhängigkeit von bestimmten äußeren und festgelegten Spannungswerten gesteuert Es wird also bei diesem Verfahren berücksichtigt, daß die Frequenz der Fortschaltimpulse der dem Motor möglichen Schrittfrequenz angepaßt wird. Während der Beschleunigungsphase wird die Schrittfrequenz derart gesteigert daß das Antriebsmoment des Motors abzüglich vorhandener Bremsmomente ausreicht um die Trägheitsmassen des Systems in gleicher Weise zu beschleunigen. Bei der Steuerungsschaltung gemäß der DT-OS 22 57 671 wird ein steuerbarer Impulsgeber zur Erzeugung der Fortschaltimpulse verwendet, und die Fortschaltimpulse werden zum einen über Treiberschaltungen dem Schrittschaltmotor zugeführt und zum anderen einem Vor- und Rückwärtszähler. Diesem Zähler wird die für das Hochfahren des Motors notwendige Anzahl von Impulsen vorher zugeführt. Dies ist jeweils ein konstanter Wert Entsprechend der Schrittzahl, die entweder beim Hochfahren oder beim Abbremsen erreicht wird, wird die Frequenz des Oszillators gesteigert oder vermindert. Das besondere bei dem Verfahren gemäß dieser bekannten Offenlegungsschrift besteht daria daß das Hochfahren und das Abbremsen entlang spiegelbildlich gleicher Kurven erfolgt, & h, es werden für das Hochfahren bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit genauso viele Fortschaltimpulse benötigt wie für das Abbremsen aus der selben Geschwindigkeit heraus. Die angestrebte Symmetrie der Anlauf- und der Bremskurven ist nachteilig anzusehen, da sie nicht die optimale Ausnutzung zur kürzestmögüchen Zielbremsung gestattet Prinzipiell sind Antriebsmoment und Trägheitsmoment des Systems im allgemeinen gleich, jedoch, von sehr speziellen Anwendungen abgesehen, wirken Reibmomente der Beschleunigung im Anlauf entgegen, während sie die Verzögerung unterstützen. Im Bereich kleiner Geschwindigkeiten und der dabei höheren Momente des Motors ist dieser Effekt allerdings weniger bedeutungsvoll, da der weitaus größte Teil des Antriebsmomentes durch die Beschleunigung oder Verzögerung der Trägheitsmassen verzehrt wird. Bei höheren Geschwindigkeiten sind diese Verhältnisse doch wesentlich anders geartet daß da bei sehr hohen Geschwindigkeiten gerade das Reibmoment in der Bremsphase der Abbremsung unterstützend zur Seite tritt, so daß die Abbremsung des Motors mit wesentlich weniger Fortschaltimpulsen erzielt werden kann, als es für die Anlaufphase bis zur selben Geschwindigkeit notwendig ist Die Verfahren, welche in der DL-PS 88 134 und der DT-OS 22 57 671 beschrieben sind, und die Verfahren betreffen, welche nicht im Rückmeldebetrieb arbeiten, ermöglichen nur dann stabile Bedingungen, wenn keine Antriebs- oder Lastmomentschwankungen auftreten und die Dämpfung des Systems genügend groß ist Dies ist aber in der Praxis selten oder nie anzutreffen. Wenn das Antriebsmoment kleiner als das Lastmoment ist ist der Motor nicht in der Lage der vorgegebenen Frequenz zu folgen und fällt daher außer Takt Ist hingegen die Momentenbilanz positiv, dann erhöht der Motor seinen Polradwinkel, woraus eine weitere Erhöhung des Antriebsmomentes erfolgt. Dadurch erhöht sich wiederum der Polradwinkel über den Winkel des maximalen Momentes hinaus. An dieser Stelle läuft der Motor jedoch instabil, da Änderungen des Lastmomentes gegensinnige Änderungen des Antriebsmomentes erzeugen. Diese positive Kopplung läßt das System gemäß diesem bekannten Verfahren in unkontrollierte Schwingungen geraten. Wenn die Dämpfung des gesamten Systems, d. h. Motor plus angeschlossener Last und Reibmomente, nicht genügend groß ist dann können die Schwingungen dazu führen, daß der Motor außer Takt fällt Lastmomentschwankungen und Schwankungen des Antriebsmomentes werden durch diese bekannten Verfahren im allgemeinen nicht berücksichtigt.Two further examples of the use of the so-called open control method for control of stepper motors are known from DL-PS 88 134 and DT-OS 22 57 671 in the DL-PS 88 134 the motor is accelerated along a curve that the maximum permissible frequency change speed should correspond. For this purpose, an oscillator is dependent on its frequency certain external and specified tension values are controlled takes into account that the frequency of the incremental pulses is adapted to the step frequency possible for the motor will. During the acceleration phase, the step frequency is increased so that the drive torque of the motor minus the existing braking torques is sufficient for the inertia masses of the system in same way to accelerate. In the control circuit according to DT-OS 22 57 671, a Controllable pulse generator is used to generate the incremental pulses, and the incremental pulses are on the one hand fed to the stepping motor via driver circuits and on the other hand to a pre- and Down counter. This counter is used to count the number of Pulses supplied beforehand. This is a constant value in each case according to the number of steps that is reached either when starting up or when braking, the frequency of the oscillator increased or decreased. The special thing about the method according to this known laid-open specification there is daria that the acceleration and the braking take place along mirror-inverted curves, & h, es the same number of incremental pulses are required to start up to a certain speed as for braking from the same speed. The desired symmetry of the start-up and the braking curves are disadvantageous because they are not the optimal use for the shortest possible target braking In principle, the drive torque and moment of inertia of the system in general are permitted the same, however, apart from very special applications, the frictional torques of the acceleration act in the run-up, while they support the delay. In the low speed range and the higher torques of the engine, this effect is less significant because the by far the largest part of the drive torque due to the acceleration or deceleration of the inertial masses is consumed. At higher speeds these conditions are of a much different nature because at very high speeds it is precisely the frictional torque in the braking phase of braking steps to the side so that the motor decelerates with significantly fewer incremental pulses can be achieved than is necessary for the start-up phase up to the same speed The processes, which are described in DL-PS 88 134 and DT-OS 22 57 671, and the methods relate to which do not work in feedback mode, only enable stable conditions when there is no drive or Load torque fluctuations occur and the damping of the system is sufficiently large Practice rarely or never encountered. If the drive torque is less than the load torque, the motor is not able to follow the specified frequency and therefore falls out of the cycle. Actual, however, is the moment balance positive, then the motor increases its rotor angle, resulting in a further increase in the drive torque he follows. This in turn increases the rotor angle over the angle of the maximum torque out. At this point, however, the motor runs unstably, since changes in the load torque are contrary Generate changes in the drive torque. This positive coupling leaves the system according to this known processes get into uncontrolled vibrations. If the damping of the entire system, d. H. Motor plus connected load and frictional torque, is not big enough then the Vibrations lead to the motor falling out of cycle. Load torque fluctuations and fluctuations the drive torque are generally not taken into account by these known methods.

Zur Erzielung höherer Endgeschwindigkeiten ist es beispielsweise aus der DT-AS 21 19 352 bekannt, daß man zur Beschleunigung des im Rückmeldebetrieb betriebenen Motors von einer niedrigen auf eine höhere Geschwindigkeit einmalig zwischen zwei Motorfortschaltimpulse einen zusätzlichen Impuls als Motorfortschaltimpuls einschließt, so daß der Motor eine höhere Endgeschwindigkeit erreicht. Es ist weiterhin in dieser DT-AS als bekannt beschrieben, daß verschiedene Endgeschwindigkeiten beim Motor dadurch erreicht werden können, daß der Voreilwinkel stufenweise verändert wird, je nach der erreichten Geschwindigkeit.To achieve higher top speeds, it is known, for example, from DT-AS 21 19 352 that to accelerate the motor operated in feedback mode from a low to a higher one Speed once between two motor incremental impulses an additional impulse as motor incremental impulse includes, so that the engine reaches a higher top speed. It is still in this one DT-AS described as known that it reached different top speeds in the engine can be that the advance angle is changed in steps, depending on the speed reached.

Zur Umschaltung der Voreilwinkel stufenweise aufTo switch over the lead angle step by step

verschiedene Werte sind auf der Kodierscheibe, die auf der Welle des Motors angebracht ist, in unterschiedli-different values are indicated on the coding disc, which is attached to the shaft of the motor, in different

chen Abständen vom Umfang Schlitze angebracht, die Photodetektoren beaufschlagen, entsprechend unterschiedlichen Voreilwinkeln. Unter Voreilwinkel oder Polradwinkel ist derjenige elektrische Winkel zu verstehen, der zwischen der von außen an die Wicklungen angelegten Versorgungsspannung und der inneren elektromotorischen Kraft bzw. der induzierten Polradspannung besteht.Chen spacing from the circumference slits attached, which act on the photodetectors, according to different Lead angles. The electrical angle is closed under the lead angle or pole wheel angle understand the difference between the supply voltage applied externally to the windings and the internal electromotive force or the induced pole wheel voltage.

Beim Abbremsen des Schrittmotors aus höheren Geschwindigkeitsbereichen heraus ist es bekannt, daß, wie beispielsweise in der DT-AS 21 19 352 beschrieben, der zusätzliche Beschleunigungsimpuls während der Verzögerung wieder ausgeblendet wird, d. h, daß ein Rückmeldeimpuls nicht zur Erzeugung eines Fortschaltimpulses für den Motor verwendet wird. Dadurch eilt das Drehfeld des Motors dem außen angelegten Drehfeld vor, so daß hierdurch die Verzögerung erreicht wird. In der DT-OS 22 49 757 ist vorgeschlagen worden, daß zwei Rückmeldeimpulse in der Verzögerungsphase nicht zur Bildung von Motorfortschaltimpulsen verwendet werden. Dadurch wird der Motor wesentlich schneller von der Hochgeschwindigkeit auf niedrigere Geschwindigkeiten abgebremst Um ein sicheres Abbremsen in den Stillstand zu erzielen, ist dort vorgeschlagen worden, daß bei Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit, die auf Grund der Wiederholungsfrequenz der Rückmeldeimpulse feststellbar ist, ein zusätzlicher Impuls als Motorfortschaltimpuls zugeführt wird, ein sogenannter Halteimpuls, der den Motor auf einer bestimmten niedrigeren Geschwindigkeit hält Von dieser niedrigen Geschwindigkeitsphase her wird der Motor dann mit Bremsimpulsen zum Stillstand abgebremst, um die genau gewünschte Zielbremsung zu erreichen.When braking the stepper motor from higher speed ranges, it is known that as described, for example, in DT-AS 21 19 352, the additional acceleration pulse during the Delay is faded out again, d. This means that a feedback pulse is not used to generate an incremental pulse used for the engine. As a result, the rotating field of the motor rushes to the one applied outside Rotating field, so that the delay is achieved. In the DT-OS 22 49 757 is suggested been that two feedback pulses in the delay phase are not used to generate motor incremental pulses be used. This will make the engine much faster from high speed on slowed down lower speeds In order to achieve safe braking to a standstill, is there has been proposed that when a certain speed is reached, due to the Repetition frequency of the feedback pulses can be determined, an additional pulse as a motor pulse is supplied, a so-called holding pulse, which the motor at a certain lower speed stops From this low speed phase, the motor is then activated with braking impulses Braked to a standstill in order to achieve the exact desired target braking.

Dieses Nachfahren mit einer niedrigeren Geschwindigkeit ist in F i g. 2 in der Kurve 27 und 28 dargestellt und beinhaltet den Nachteil, daß. je nach den Belastungsverhältnissen des Motors, dieser mehr oder weniger schnell zum Stillstand kommt. Die notwendige Gesamtzeit, die zum Erreichen der gewünschten Position benötigt wird, ist dadurch gegenüber der optimalen vergrößertThis tracking at a lower speed is shown in FIG. 2 shown in curves 27 and 28 and has the disadvantage that. depending on the load conditions of the engine, this more or comes to a standstill less quickly. The total time necessary to achieve the desired Position is required, is thereby increased compared to the optimal

Das Drehmoment des Schrittmotors ist, wie allgemein bekannt ist, diejenige Größe, die über die Güte des Motors mit am meisten aussagt. Dieses Drehmoment ist sehr stark abhängig von dem Motorstrom und dem Polradwinkel Θ. Anders ausgedrückt hängt das Drehmoment von dem Motorstrom und dem Polradwinkel θ ab. Der Polradwinkel θ ist wie bereits gesagt, derjenige elektrische Winkel, der zwischen der an den Motorwicklungen angelegten Spannung und der vom Motor aufgebauten Polradspannung besteht Erstrebenswert bei jedem Schrittmotor ist, daß das Drehmoment in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit oder anders ausgedrückt, von der Schrittschaltfrequenz f, möglichst konstant und immer möglichst groß ist Bekannterweise nimmt das Drehmoment jedoch mit steigender Frequenz auf Grund des Stromabfalles ab und weiterhin ist das Drehmoment wesentlich von der Größe des Polradwinkels abhängig. Bei starrer Vorgabe des Polradwinkels, wie dies bei dem üblichen Rückmeldebetrieb der Fall ist — dort ist der Polradwinkel mechanisch fest durch die Voreilung der Rückmeldeimpulse gegenüber den Motorfortschaltimpulsen festgelegt oder durch Einschießung eines Beschleunigungsimpulses um 90" zusätzlich verstellbar, wie in F i g. 3 durch die Kurve 29 dargestellt — is! das Drehmoment meist sehr weit von seinem optimalen Wert entfernt. Auch eine Anpassung des Polradwinkels in einzelnen Stufen bringi nicht die notwendige Optimierung des Polradwinkels in Abhängigkeit von jeder einzelnen erreichten Geschwindigkeit. As is generally known, the torque of the stepper motor is the variable that most informs about the quality of the motor. This torque is very much dependent on the motor current and the rotor angle Θ. In other words, the torque depends on the motor current and the rotor angle θ. The rotor is θ as already said, one electrical angle exists between the voltage applied to the motor windings voltage and constructed by the motor rotor voltage Desirably at each step motor so that the torque in dependence on the speed, or in other words, of the stepping frequency f is as constant as possible and always as large as possible. It is known, however, that the torque decreases with increasing frequency due to the current drop, and the torque continues to be largely dependent on the size of the rotor angle. With a rigid specification of the pole wheel angle, as is the case with the usual feedback operation - there the pole wheel angle is mechanically fixed by the advance of the feedback pulses compared to the motor incremental pulses or can be additionally adjusted by 90 "by injecting an acceleration pulse, as shown in FIG. 3 the curve 29 is shown - the torque is usually very far removed from its optimal value Even an adaptation of the rotor angle in individual stages does not bring the necessary optimization of the rotor angle as a function of each individual speed achieved.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß jedei Schrittmotor bei einer bestimmten Geschwindigkeit ein Drehmoment besitzt, dem zwei Polradwinkelwerte entsprechen. Ist dieses bei einer bestimmten Geschwindigkeit vorhandene Drehmoment das maximale Dreh-The invention is based on the knowledge that each Stepper motor has a torque at a certain speed that equates to two pole wheel angle values correspond. Is this torque present at a certain speed the maximum torque

ίο moment, dann entspricht diesem maximalen Drehmoment nur ein Wert für den Polradwinkel. Von den beiden Polradwinkelwerten, die bei einem bestimmten Drehmoment und einer bestimmten Geschwindigkeit auftreten, ist jedoch nur ein Wert für den Polradwinkel derjenige, aer derri stabilen Bereich des Motors entspricht d. h. dem Bereich, bei dem der Motor nicht außer Tritt fälltίο torque, then corresponds to this maximum torque only one value for the rotor angle. Of the two pole wheel angle values that are used for a certain Torque and a certain speed occur, is only one value for the rotor angle the one that corresponds to the stable area of the engine d. H. the area where the engine does not falls out of step

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Verfahren Steuerung eines Schrittmotors, diesen unter sicherer Ausschließung von Störungen wie Überschwingen, Auslassen oder Verlieren eines Schrittes, Nachschwingen im Stand sowohl bei Vollastverhältnissen als auch bei Teillastverhältnissen sicher in die gewünschte Zielstellung zu bringen, wobei dies in kürzest möglicher Zeit erfolgen soll, insbesondere besteht die Aufgabe darin, den Motor entsprechend unterschiedlicher Geschwindigkeit jeweils mit dem optimalen Wert für den Polradwinkel und mit dem größtmöglichen Drehmoment zu fahren.The object of the present invention is in a Process control of a stepper motor, this under the safe exclusion of disturbances such as overshoot, Skipping or losing a step, swaying while standing, both under full load conditions to bring it safely to the desired target position even under partial load conditions, and this in the shortest possible time Time should be done, in particular, the task is there therein, the motor according to different speed each with the optimal value for to drive the rotor angle and with the greatest possible torque.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Steuerung eines Schrittmotors der eingangs genannter Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Motorfortschaltimpulse von vorhergehenden Rückmeldeimpulsen ausgelöst nach Ablauf einer bestimmten Verzögerungszeit abgegeben werden, wobei diese Verzögerungszeit dem Polradwinkelwert entsr-icht welcher der jeweils erreichten Geschwindigkeit Schrittanzahl sowie dem optimalen Drehmomenl zugeordnet istIn the case of a method for controlling a stepping motor, this task becomes the one mentioned at the beginning Kind according to the invention in that the motor incremental pulses from previous feedback pulses released after a certain delay time has elapsed, this Delay time of the pole wheel angle value corresponds to which of the speed reached in each case Number of steps and the optimal torque is assigned

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahrer wird in vorteilhafter Weise der Motor mit derjeniger Verzögerungszeit gefahren, die dem jeweils entspre eilenden optimalen Polradwinkelwert, als Sollweri entspricht. Der tatsächliche Polradwinkelwert kann ir geringen Grenzen dabei variieren, wird aber durch diese Art der Motorsteuerung wieder in Richtung auf der Sollwert zurückgeführt. Somit kann die gewünschte Schrittzahl, die zurückgelegt werden soll, im wesentlichen in der kürzestmögiiehen Zeit erreicht werden, dit entsprechend den vorliegenden Lastverhältnissen je doch jeweils in gewissen Grenzen variieren kann Sichergestellt ist auf jeden Fall, daß der Motor mit den optimalen Drehmoment, das aus Sicherheitsgründei nicht dem Maximalen zu entsprechen braucht, bei dei jeweilig erreichten Geschwindigkeit gefahren wird Dies gilt sowohl für den Beschleunigungsbereich al: auch für den Verzögerungsbereich.According to the method according to the invention, the engine is advantageously the same Delay time driven, the respective corresponding optimal pole wheel angle value, as Sollweri is equivalent to. The actual rotor angle value can vary within small limits, but is limited by these Type of motor control returned in the direction of the setpoint. Thus, the desired The number of steps to be covered can essentially be achieved in the shortest possible time, that is depending on the existing load conditions, however, each can vary within certain limits In any case, it is ensured that the engine is running at the optimum torque, for safety reasons does not need to correspond to the maximum at which the respective speed reached is driven This applies both to the acceleration range a1: as well as to the deceleration range.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfin dungsgemäßen Verfahrens wird der (n + #-te Motor fortschaltimpuls von dem η-ten Rückmeldeimpul· ausgelöst und nach Ablauf der dem zugeordnetei Polradwinkelwert, additiv ergänzt um das Zeitäquiva lent der /-fachen Schrittdauer, entsprechenden Verzöge rungszeit abgegeben, wobei 1 ganzzahlig und größe:According to an advantageous further development of the method according to the invention, the (n + # -th motor stepping pulse is triggered by the η-th feedback pulse and, after the expiry of the delay time corresponding to the assigned pole wheel angle value, additively supplemented by the time equivalent of / times the step duration, is emitted , where 1 is an integer and size:

oder gleich 1 und π eine fortlaufende ganze Zahl isi Gemäß dieser Weiterbildung des erfindungsgemäße! Verfahrens wird der Motorfortschaltimpuls nicht von direkt vorhergehenden Rückmeldeimpuls, sondern voior equal to 1 and π is a consecutive whole number. According to this development of the! In the process, the motor switching pulse is not from the immediately preceding feedback pulse, but voi

dem vorletzten oder drittletzten Rückmeldeimpuls ausgelöst, jeweils wiederum unter Beachtung des dem zugeordneten Polradwinkelwert entsprechenden Verzögerungszeitwert. Es hat sich in der Praxis bei dieser überlappten Art des Verfahrens für die Erzeugung der Motorfortschaltimpulse herausgestellt, daß ein Überlappungsgrad von / = 2, die bei verschiedenen Lastverhältnissen auftretenden Geschwindigkeitsvariationen in relativ engen Grenzen bleiben läßt. An sich ist die Abweichung der Geschwindigkeit von der zutreffenden normalen Soll-Geschwindigkeit um so kleiner, je größer der Überlappungsgrad ist. Möglich und in der Praxis vorteilhaft ist bei der Durchführung eines bestimmten Bewegungsablaufes des Motors sowohl mit als auch ohne Überlappung den Motor zu fahren, wobei sich dabei der Überlappungsgrad auch ändern kann.triggered by the penultimate or third last feedback pulse, again taking into account the dem associated rotor angle value corresponding delay time value. It has been found in practice with this overlapped type of method for the generation of the motor stepping pulses revealed that a degree of overlap of / = 2, the speed variations occurring under different load conditions in leaves relatively narrow limits. In itself the deviation of the speed from the applicable one normal target speed, the smaller the greater the degree of overlap. Possible and in practice is advantageous when performing a certain movement of the motor both with and to run the motor without overlapping, whereby the degree of overlap can also change.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die einzelnen Verzögerungszeiten von Rückmeldeimpulsen aus einem Speicher abgerufen und aus diesem Speicher werden weiterhin Informationen für besondere Bewegungsablaufsbereiche, wie Start, Stop und Übergänge zum Hinzufügen und/oder Unterdrücken des Wirksamwerdens von Rückmeldeimpulsen und/oder Motorfortschaltimpulsen abgerufen.According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the individual Delay times of feedback pulses retrieved from a memory and from this memory information for special motion sequence areas, such as start, stop and transitions, continues to be displayed for adding and / or suppressing the activation of feedback pulses and / or motor incremental pulses retrieved.

Zweckmäßigerweise wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Motor mittels der bestimmten Verzögerungszeiten entlang einer als Sollkurve vorgegebenen Geschwindigkeits-Orts-Kurve gefahren, die aus einem Beschleunigungsast, einem Verzögerungsast und gegebenenfalls einem Konstantgeschwindigkeitsbereich besteht, wobei für jeden Punkt dieser Kurventeile die zugehörige Verzögerungszeit verwendet wird.Appropriately, according to a further advantageous embodiment of the invention Moves the motor by means of the determined delay times along a predetermined curve Speed-location curve driven, consisting of an acceleration branch, a deceleration branch and possibly there is a constant speed range, for each point of these curve parts the associated delay time is used.

Die Kurve, nach der ein und derselbe Motor beschleunigt und verzögert wird, ist für jeden Bewegungsablauf bei unterschiedlicher Schrittanzahl immer konstant. Je nach der erreichten oder aus anderen Gründen zulässigen Höchstgeschwindigkeit, kann ein Bereich konstanter Geschwindigkeit mit konstantem Verzögerungszeitwert, d.h. umgerechnet aus dem konstanten Polradwinkelwert, an den Beschleunigungsbereich angeschlossen werden oder überhaupt immer dort, wo es erwünscht ist, und bei Erreichen der notwendigen Schrittzahl wird im Verzögerungsbereich auf die optimale Kurve mit den dazugehörigen optimalen Pclradwinkelwerten durch Verwendung der entsprechenden zugehörigen Verzögerungszeitwerte dann der Motor bis zum Stillstand bei dem gewünschten Ort verzögert In vorteilhafter Weise kann demnach der Motor immer in derselben Weise hochgefahren und verzögert werden, je nachdem, wie lang der zurückzulegende Weg bzw. wie groß die Schnttanzahl ist, eventuell auch unter Einschließung eines Bereiches konstanter Geschwindigkeit Der Motor wird dabei immer an der optimalen Sollkurve gefahren, unabhängig davon, ob Vollast oder Teillast vorliegt. Dies kann in einzelnen Fällen zu gewissen Zeitverlusten führen, hat jedoch den überwiegenden Vorteil, daß das anvisierte Ziel immer genau erreicht wird und bei Vollastverhältnissen immer eine genaue Zielbremsung in der dabei erreichbaren kürzestmöglichen Zeit sichergestellt istThe curve after which one and the same motor is accelerated and decelerated is for everyone Sequence of movements always constant with different numbers of steps. Depending on the achieved or from other reasons allowable speed limit, a constant speed area may be with constant deceleration time value, i.e. converted from the constant rotor angle value, to the acceleration range connected or at all where it is required and when the necessary number of steps is in the deceleration range on the optimal curve with the associated optimal Pclradwinkel values by using the corresponding associated delay time values then the motor is decelerated to a standstill at the desired location The engine must always be started up and decelerated in the same way, depending on how long it is to be covered Distance or how large the number of cuts is, possibly including an area that is more constant Speed The motor is always driven on the optimal target curve, regardless of whether Full load or part load is present. In individual cases this can lead to a certain loss of time, but has the overriding advantage that the intended goal is always reached exactly and always under full load conditions precise target braking is ensured in the shortest possible time that can be achieved

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß beim Zurücklegen einer bestimmten, von Fall zu Fall unterschiedlichen, aus einer bestimmten Anzahl von Motorfortschaltimpulsen bestehenden Wegstrecke, die jeweilige Geschwindigkeits-Orts-Kurve aus einer passenden Anzahl von Beschleunigungs- und Verzögerungsschritten sowie gegebenenfalls Konstantgeschwindigkeitsschritten, mit den jeweils zugehörigen Verzögerungszeitwerten zusammengesetzt wird. A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that when covering a certain number of motor incremental pulses, which differs from case to case existing route, the respective speed-location curve from a suitable one Number of acceleration and deceleration steps and, if applicable, constant speed steps, is combined with the respective associated delay time values.

Zur Durchführung des im vorstehenden genannten erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. dessen weiteren Ausgestaltungen ist nachstehend gekennzeichnete Anordnung besonders geeignet. Diese Anordnung enthält einen Bewegungsdatenspeicher, in dem die verschiede-To carry out the above-mentioned method according to the invention or its others The arrangement identified below is particularly suitable for refinements. This arrangement contains a movement data memory in which the various

•° nen Verzögerungszeitwerte für jeden einzelnen Schritt, optimiert auf die jeweilige Geschwindigkeit, Schrittanzahl und optimales Drehmoment des Motors, die den verschiedenen Polradwinkelwerten bzw. diesen Polradwinkelwerten additiv ergänzt um das Zeitäquivalent der • ° N delay time values for each individual step, optimized for the respective speed, number of steps and optimal torque of the motor, which the different pole wheel angle values or these pole wheel angle values additively supplemented by the time equivalent of

'5 /-fachen Schrittdauer entsprechen, abgespeichert sind, daß eine Adreßlogik- und Phasensteuerschaltung vorgesehen ist, welcher der Sprungbefehl für die Länge des zurückzulegenden Weges, d.h. die Schrittanzahl, und die Rückmeldeimpulse zuführbar sind und die auf Grund des Sprungbefehls und der zugeführten Rückmeldelmpulse fortlaufend den Bewegungsdatenspeicher adressiert und die notwendigen, zugehörigen Verzögerungszeitwerte aus dem Speicher ausliest, in zumindest einen Zeitzähler innerhalb der Phasensteuerschaltung einstellt und nach Ablauf jedes eingestellten Zählers einen Motorfortschaltimpuls abgibt. Dabei können in der Adreßlogik- und Phasensteuerschaltung vorteilhafterweise Abwärts- oder Nullzähler verwendet werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform dieser Anordnung sind im Bewegungsdatenspeicher neben den Verzögerungszeitwerten Informationen für besondere Bewegungsablaufsbereiche wie Start, Stop und Übergänge zwischen den einzelnen Geschwindigkeitsbereichen zum Hinzufügen und/oder Unterdrücken des Wirksamwerdens von Rückmeldeimpulsen und/oder Motorfortschaltimpulsen abgespeichert, die von der Adreßlogik- und Phasensteuerschaltung entsprechend dem Sprungbefehl und den zugeführten Rückmeldeimpulsen abrufbar sind.'Correspond to 5 / times the step duration, are stored that an address logic and phase control circuit it is provided which the jump command for the length of the path to be covered, i.e. the number of steps, and the feedback pulses can be supplied and those based on the jump command and the feedback pulses supplied continuously addressed the movement data memory and the necessary, associated delay time values reads from the memory into at least one time counter within the phase control circuit and emits a motor incremental pulse after each set counter has expired. In the address logic and phase control circuit advantageously use down or zero counters. According to a further advantageous embodiment of this arrangement, the movement data memory In addition to the delay time values, information for special motion sequence areas such as start, Stop and transitions between the individual speed ranges to add and / or suppress the effectiveness of feedback pulses and / or motor incremental pulses are stored, the from the address logic and phase control circuit according to the jump instruction and the supplied Feedback pulses can be called up.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens und weitere im Rahmen der Erfindung vorteilhaft verwendbare Ausgestaltungen sind im nachfolgenden an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The mode of operation of the method according to the invention and the arrangement for carrying out the method and further configurations which can advantageously be used within the scope of the invention are given below explained in more detail on the basis of the exemplary embodiments shown in the figures.

Die Figuren zeigen dabei im einzelnen: F i g. 1 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. F i g. 2 schematisiert zwei verschiedene Kurven, di< die Motorgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Ze; bei nach verschiedenen Steuerungsverfahren betriebe nen Motoren zeigen,The figures show in detail: F i g. 1 shows the block diagram of the inventive Order to carry out the procedure. F i g. 2 schematizes two different curves, di < the engine speed as a function of the Ze; at companies according to different control procedures engines show

Fi g. 3 schematisch die Abhängigkeit des Polradwin kels θ von der Schrittschaltfrequenz /j, einmal nad einem bekannten Verfahren und zum anderen die ideal· Kurve des Polradwinkels θ über der Schrittschaltfre quenz,Fi g. 3 schematically the dependence of the Polradwin angle θ on the step switching frequency / j, once nad a known method and, on the other hand, the ideal curve of the pole wheel angle θ over the indexing frequency quenz,

Fig.4 Kurven des Polradwinkels θ über de Schrittschaltfrequenz f„ einmal für Werte im Beschiel nigungsbereich und zum anderen für Werte ir Verzögerungsbereich,Fig. 4 Curves of the pole wheel angle θ over the step switching frequency f "on the one hand for values in the actuation range and on the other hand for values in the deceleration range,

Fig.5 Geschwindigkeitskurven über der Schrittet zahl für den Beschleunigungsbereich und den Verzog« rungsbereich, an denen der Motor entlanggefahren wirFig. 5 Speed curves over the step number for the acceleration range and the deceleration range along which the engine is driven

6s sowie zusammengesetzte Kurven, die die Geschwindij keitsabhängigkeit des Motors bei Zurücklegung bi stimmter Schrittanzahlen darstellt, Fig.6A. 6B und 6C die Zusammenhänge zwische6s as well as composite curves that determine the speed represents the speed dependency of the motor when covering a certain number of steps, Fig.6A. 6B and 6C the relationships between

709B0B/1:709B0B / 1:

den Motorfortschaltimpulsen und den Rückmeldeimpulsen bei unterschiedlichen Überlappungsgeraden,the motor incremental impulses and the feedback impulses with different overlapping lines,

Fig. 7 das Impulsschema und den Zusammenhang zwischen Rückmeldeimpulsen und Motorfortschaltimpulsen bei Zurücklegung einer Strecke von 12 Schritten,7 shows the pulse scheme and the relationship between feedback pulses and motor incremental pulses when covering a distance of 12 steps,

Fig.8 den Zusammenhang zwischen den Rückmeldeimpulsen und den Motorfortschaltimpulsen beim Übergang von Verzögerung auf konstante Geschwindigkeit. Fig. 8 shows the relationship between the feedback pulses and the motor incremental pulses when changing from deceleration to constant speed.

Fig.9 den Motor mit seinen Wicklungen und den Schalttransistoren sowie Kommutierungsdioden in etwas ausführlicherer Darstellung als in F i g. 1,Fig. 9 the motor with its windings and the Switching transistors and commutation diodes in a somewhat more detailed representation than in FIG. 1,

Fig. 10 schematisch den Zusammenhang zwischen den Motorfortschaltimpulsen. den Ansteuerimpulsen für die Motorschalter sowie die einzelnen Motorspannungen. 10 schematically shows the relationship between the motor incremental pulses. the control pulses for the motor switches and the individual motor voltages.

In Fig. 1 ist als Blockschaltbild eine Anordnung dargestellt, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Fig·. 1 zeigt einen Schrittmotor I mit vier Wicklungen, die paarweise zu je zwei Wicklungen zusammengefaßt sind Diese Wicklungspaare können bifilar gewickelt sein und weisen eine Mittelanzapfung auf. Je ein Wicklungspaar wird von einem Treiber A, A und das andere Wicklungspaar von einem Treiber B, B angesteuert. Der Schrittmotor 1 enthält eine Welle 2, auf der eine Kodierscheibe 3 fest montiert ist, die sich mit der Motorwelle 2 dreht und Impulse abgibt, die Aussagen über die jeweilige Lage des Motorrotors abgeben. Die von der Kodierscheibe 3 abnehmbaren Impulse werden auf der Leitung 4 einem Rückmeldeimpulsformer 5 zugeführt, der an seinem Ausgang 6 Rückmeldeimpulse TD abgibtIn Fig. 1, an arrangement is shown as a block diagram in which the method according to the invention can be carried out. Fig. 1 shows a stepper motor I with four windings, which are combined in pairs to form two windings each. These winding pairs can be wound bifilar and have a center tap. One pair of windings is controlled by a driver A, A and the other pair of windings is controlled by a driver B, B. The stepper motor 1 contains a shaft 2 on which a coding disk 3 is fixedly mounted, which rotates with the motor shaft 2 and emits pulses that provide information about the respective position of the motor rotor. The pulses that can be removed from the coding disk 3 are fed on line 4 to a feedback pulse shaper 5, which emits 6 feedback pulses TD at its output

Diese Rückmeldeimpulse TD werden einer Adreßlogik- und Phasensteuerschaltung 7 zugeführt der auf einer anderen Eingangsleitung 8 ein Sprungbefehl zugeführt wird, der angibt wieviel Schritte der Schrittmotor 1 zurücklegen soll. Die Adreßlogik- und Phasensteuerschaltung 7 adressiert auf einer Ausgangsleitung 9 einen Bewegungsdatenspeicher 11 und dieser gibt die ausgelesenen Daten über eine Ausgangsleitung 10 zur Adreßlogik- und Phasensteuerschaltung 7 zurück. Im Bewegungsdatenspeicher 11 sind diejenigen Zeitwerte abgespeichert die den verschiedenen Polradwinkelwerten bei den verschiedenen Geschwindigkeiten des Schrittmotors entsprechen. Die bei entsprechender Adressierung ausgelesenen Zeitwerte werden über die Ausgangsleitung 10 in Abwärtszähler oder Nullzähler in der Adreßlogik- jnd Phasensteuerschaitung 7 eingestellt und zwar geschieht dieses Einstellen der entsprechenden Zähler auf Grund der Auslösung durch einen Rückmeldeimpuls TD auf der Leitung 6, der von der Kodierscheibe 3 abgenommen ist Wenn der Zähler dann jeweils seinen Nullzählerstand erreicht hat wird ein Motorfortschaltimpuls MA abgegeben, aus dem Phasensteuersignale Phase a und Phase b gewonnen werden. Die Adreßlogik- und Phasensteuerschaltung 7 hat weiterhin die Aufgabe, die Motorfortschaltimpulse MA zyklisch in die S'euersignalimpulse Phase a und Phase b umzuwandeln und in der richtigen Reihenfolge abzugeben, so daß der Schrittmotor 1 rundläuftThese feedback pulses TD are fed to an address logic and phase control circuit 7 to which a jump command is fed on another input line 8, which indicates how many steps the stepping motor 1 should cover. The address logic and phase control circuit 7 addresses a movement data memory 11 on an output line 9 and this returns the read data via an output line 10 to the address logic and phase control circuit 7. Those time values are stored in the movement data memory 11 which correspond to the different pole wheel angle values at the different speeds of the stepping motor. The time values read out with the appropriate addressing are set via the output line 10 in down counters or zero counters in the address logic and phase control circuit 7, and this setting of the corresponding counters takes place on the basis of the triggering by a feedback pulse TD on the line 6, which is taken from the coding disk 3 When the counter has reached its zero count, a motor incremental pulse MA is emitted, from which phase control signals phase a and phase b are obtained. The address logic and phase control circuit 7 also has the task of cyclically converting the motor incremental pulses MA into the control signal pulses phase a and phase b and emitting them in the correct sequence so that the stepping motor 1 runs smoothly

Zur Ansteuerschaltung für die Wicklungen des Vfotors 1 gehört ein getakteter Strombegrenzer 12/4 für las eine Wicklungspaar und 125 für das andere iVicklungspaar sowie eine Strombegrenzungssteuerung 4 und B, die mit XZA bzw. i3B bezeichnet sind, die edoch nicht Gegenstand dieser Erfindung sind. Von iiesen Strombegrenzungssteuerungen A und B werden iber die Leitungen 14/4 und UB Steuersignale zu den getakteten Strombegrenzern .4 und B abgegeben. Den Strombegrenzungssteuerungen A und B werden auf der Leitung 15 und der Leitung 16 Signale zugeführt die mit Lauf bzw. Bereitschaft bezeichnet werden können und angeben, daß bei Lauf der Wert, auf dem der Strom in der Wicklung des Motors zu begrenzen ist größer ist als bei Bereitschaft, der dann niedriger ist, weil der Motor in diesem Zustand steht und nur bereit ist bei Stromerhöhung und Beaufschlagung mit Steuersignalen bzw.The control circuit for the windings of the Vfotors 1 includes a clocked current limiter 12/4 for one pair of windings and 125 for the other pair of windings as well as a current limiting control 4 and B, which are denoted by XZA and i3B , but which are not the subject of this invention. From these current limiting controls A and B , control signals are output to the clocked current limiters .4 and B via lines 14/4 and UB . The current limiting controls A and B are fed signals on line 15 and line 16 which can be referred to as running or standby and indicate that the value to which the current in the winding of the motor is to be limited is greater than when running Readiness, which is then lower because the motor is in this state and is only ready when the current increases and control signals or

ίο Motorfortschaltimpulsen sich wieder in Bewegung zu setzen. Die Signale auf den Leitungen 15 und 16 geben also unterschiedliche maximale Stromwerte an, auf den die Strombegrenzungssteuerung den Strom in den einzelnen Motorwicklungen begrenztίο Motor incremental pulses start moving again set. The signals on lines 15 and 16 therefore indicate different maximum current values to which the current limit control limits the current in the individual motor windings

jeder einzelnen Wicklung des Schrittschaltmotors 1 ist eine Treiberschaltung zugeordnet die für den Teil A mit Treiber \7A und 18/4 und für den Teil B mit Treiber 175 und 185 bezeichnet sind. Dem Treiber 17/4 wird das Steuersignal Phase a direkt zugeführt und der Treiberschaltung 18/4 wird dus Steuersignal Phase a über einen Inverter \9A zugeführt Entsprechend wird der Treiberschaltung 175 das Phasensignal Phase b direkt und der Treiberschaltung 185 das Phasensignal b über einen Inverter 195 zugeführt Dadurch sind die Ansteuersignale zu den Treiberschaltungen A bzw. B jeweils um elektrisch 180° versetzteach winding of the stepping motor 1 is a driving circuit associated with the designated for Part A with driver \ 7A and 18/4 and for the part B with driver 175 and 185th The driver 17/4, the control signal phase a directly supplied to the driver circuit 18/4 is dus control signal phase a via an inverter \ 9A supplied According to the driver circuit 175 is the phase signal phase b directly and the driver circuit 185, the phase signal b through an inverter 195 As a result, the control signals to the driver circuits A and B are each electrically offset by 180 °

Von den Treibern A und Λ, 17/4 und 18Λ, führt eine Leitung 20/4 zur Strombegrenzungssteuerung 13/4. Auf dieser Leitung 20/4 wird der Strombegrenzungssteue-From the drivers A and Λ, 17/4 and 18Λ, a line 20/4 leads to the current limit control 13/4. The current limiting control is on this line 20/4

rung A ein Signal über die Höhe des in dem Wicklungsteil >4 fließenden Stromes zugeführt Entsprechend ist die Treiberschaltung 5 und IFmit den Treibern 175 und 185 über eine Leitung 205 mit der Strombegrenzungssteuerung 5, die mit 135 bezeichnet ist verbunden. Der Strombegrenzungssteutrung 5 werden über die Leitung 205die aktuellen Stromwerte der Treiber 5, B bzw. der ihnen zugeordneten tion A is supplied with a signal relating to the level of the current flowing in the winding part> 4. The current limiting control unit 5 receives the current current values of the drivers 5, B or those assigned to them via the line 205

Wicklungen zugeführt.Windings supplied.

Der Stromfluß über die Wicklungen wird durch die Phasensignale Phase a und Phase b und deren Umkehrungen bestimmt und nimmt seinen Weg von der mit U bezeichneten Gleichspannungsquelle über die Leitung 22, den oder die getakteten Strombegrenzer A und 5, die mit 12/4 und 125 bezeichnet sind, deren Ausgangsleitungen 23/4 und 235, die einzelnen Wicklungen, mit deren Ausgangsleitungen 24A und 25/4 oder 245und 255zu den Treibern 17/4 und 18/4 oder 175und 185 und von diesen Treibern jeweils zum anderen Pol, der an den Treibern mit dem Erdsymbol gekennzeichnetThe current flow through the windings is determined by the phase signals phase a and phase b and their inversions and takes its way from the DC voltage source labeled U via line 22, the clocked current limiter (s) A and 5, labeled 12/4 and 125 are, their output lines 23/4 and 235, the individual windings, with their output lines 24A and 25/4 or 245 and 255 to the drivers 17/4 and 18/4 or 175 and 185 and from these drivers to the other pole on the drivers marked with the earth symbol

ist der Versorgungsspannungsquelle. je nachdem, welche von den vier Treibern gerade durchgeschaltet sind, fließt der Strom von der Versorgungsspannungsquelle über die zugeordnete Wicklung zu dem anderen Pol der Versorgungsspannungsquelle U. is the supply voltage source. depending on which of the four drivers are currently switched through, the current flows from the supply voltage source via the associated winding to the other pole of the supply voltage source U.

In Fig.2 sind zwei prinzipielle Kurven dargestellt nach denen Schrittschaltmotoren beispielsweise betrieben werden könnea Es ist über der Zeit t die Geschwindigkeit V des Motors aufgetragen. Mit der ausgezogenen Kurve 26 ist die mit dem erfindungsge-2 shows two basic curves according to which stepping motors can be operated, for example a The speed V of the motor is plotted over time t. With the solid curve 26 is the one with the invention

mäßen Verfahren erreichbare Geschwindigkeitszeitkurve des Schrittschaltmotors dargestellt Mit der gestrichelten Kurve 27 ist ein«, Geschwindigkeitszeitkurve dargestellt die beispielsweise mit dem in der DT-OS 22 49 757 vorgeschlagenen Methode erreichbar ist Bei diesem vorgeschlagenen Verfahren wird der Schrittschaltmotor im sogenannten Rückmeldeimpulsbetrieb betrieben, d. h, daß die Motorfortschaltimpulse direkt aus den Rückmeldeimpulsen gewonnen und abgeleitetThe speed-time curve of the stepping motor that can be achieved with the appropriate method is represented by the dashed Curve 27 is a speed-time curve shown, for example, with that in the DT-OS 22 49 757 proposed method is achievable With this proposed method the stepper motor operated in so-called feedback pulse mode, d. h that the motor incremental pulses are direct obtained and derived from the feedback pulses

werden. Dabei ist im Beschleunigungsast der Kurve jedoch vorgesehen, daß zur Erreichung eines Hochgeschwindigkeitsbereichs ein weiterer Impuls unabhängig von den Rückmeldeimpulsen als Motorfortschaltimpuls dem Motor zugeführt wird, so daß sich dieser weiterhin beschleunigt Im Verzögerungsast, der mit 27 bezeichnet ist, werden zwei von der Motorwelle kommende Rückmeldeimpulse ausgeblendet und nicht zur Erzeugung von Motorfortschaltimpulsen verwendet Dadurch eilt das Drehfeld des Motors dem von außen angelegten < Feld wesentlich vor, so daß sich der Motor sehr stark abbremst In der Praxis würde dies bis zum Stillstand durchgeführt, jedoch zu etwas ungenauen Zielbremsungen führen, d. h, man kann die anvisierte Position nicht immer mit sehr großer Sicherheit erreichen. Aus diesem ' Grunde ist in diesem Verfahren vorgeschlagen, daß der Motor dadurch in einem Niedriggeschwindigkeitsbereich abgefangen wird, daß ein zusätzlicher Motorfortschaltimpuls bei einer bestimmten Geschwindigkeit dem Motor zugeführt wird, so daß er in seiner *o Verzögerung abgefangen wird und dann aufgrund des erreichten Niedriggeschwindigkeitsbereiches von diesem aus exakt zum gewünschten Stillstand gebracht werden kann. Diese Phase des Niedriggeschwindigkeitsbereiches ist in Fig.2 mit 28 bezeichnet. Im Vergleich der beiden Kurven 27 und 26 ergibt sich, daß bei dem in der Patentanmeldung vorgeschlagenen Verfahren ein gewisser Verlust durch das Erfordernis des Nachfahrens eines Niedriggeschwindigkeitsbereiches gegeben istwill. In this case, however, it is provided in the acceleration branch of the curve that in order to achieve a high-speed range a further impulse independent of the feedback impulses as motor progression impulse is fed to the motor so that it continues to accelerate is, two feedback pulses coming from the motor shaft are masked out and not generated used by motor incremental pulses. This means that the rotating field of the motor is faster than that applied from the outside <Field significantly ahead, so that the motor brakes very sharply. In practice, this would come to a standstill carried out, but lead to somewhat inaccurate target braking, d. h, you can't get to the targeted position always achieve with a very high degree of certainty. For this reason it is proposed in this process that the Motor in a low speed range is intercepted that an additional motor pulse at a certain speed is fed to the motor so that it is intercepted in its * o delay and then due to the The low-speed range reached is brought exactly to the desired standstill from here can be. This phase of the low-speed range is denoted by 28 in FIG. in the Comparison of the two curves 27 and 26 shows that in the case of the one proposed in the patent application Process a certain loss due to the need to follow a low speed range given is

Das Drehmoment eines Schrittschaltmotors ist sowohl vom Strom des Motors als auch wesentlich vom Polradwinkel θ abhängig. Der Polradwinkel θ ist der Winkel zwischen dem von außen angelegten Feld und dem im Motor erzeugten Gegenfeld der sogenannten Polradspannung. Bei dem bekannten Rückmeldebetrieb ist der Polradwinkel durch die Einstellung der Kodierscheibe gegenüber dem Motor fest vorgegeben. Dies ist in Fig.3 beispielsweise durch die Kurve 29 dargestellt, die im niedrigeren Geschwindigkeitsbereich, d. h. bei einer Schrittschaltfrequenz fs von etwa 0 bis 1750 ein Wert von 5°. Um von diesem relativ niedrigen Geschwindigkeitsbereich in einen höheren Geschwindigkeitsbereich zu kommen, ist es bekannt beispielsweise durch die bereits genannte DT-AS 21 19 352, zur Erreichung eines höheren Geschwindigkeitsbereiches einen zusätzlichen Motorfortschaltimpuls, der nicht von den Rückmeldeimpulsen abgeleitet ist dem Motor zuzuführen. Dadurch wird der Polradwinkel, der bisher vorlag, um 90* vergrößert, was durch den Sprung in der Kurve 29 auf den Wert 95° bei einer Schrittschaltfrequenz von etwa 1750 Schritten pro Sekunde dargestellt ist Der Polradwinkel bleibt danach wiederum konstant. Aufgrund dieser starren Einstellung des Polradwinkels ist das Drehmoment meist weit von seinem optimalen Wert entfernt Die in F i g. 3 mit 30 bezeichnete Kurve gibt die Werte für den Polradwinkel θ an, der bis zu einer bestimmten Schrittschaltfrequenz kontinuierlich größer wird und sich dann seinem optimalen Wert von etwa 90° bei sehr hohen Geschwindigkeiten allmählich nähert Das erfindungsgemäße Verfahren orientiert sich an diesen verschiedenen Polradwinkelwerten, wovon jeder bei einer anderen Schrittschaltfrequenz bzw. Geschwindigkeit des Motors anders ist, und führt dem Motor, ausgelöst durch die Zeitgabe der Rückmeldeimpulse TD, die Motorfortschaltimpulse nach einer gewissen Verzögerungszeit zu, wobei diese Verzögerungszeiten aus den den verschiedenen Geschwindigkeitswerten zugeordneten Polradwinkelwerten errechnet sind.The torque of a stepper motor is dependent both on the current of the motor and essentially on the rotor angle θ. The pole wheel angle θ is the angle between the externally applied field and the opposing field of the so-called pole wheel voltage generated in the motor. In the known feedback mode, the rotor angle is fixed by the setting of the coding disk with respect to the motor. This is shown in FIG. 3, for example, by curve 29, which has a value of 5 ° in the lower speed range, that is to say at a step switching frequency fs of approximately 0 to 1750. In order to get from this relatively low speed range to a higher speed range, it is known, for example from the already mentioned DT-AS 21 19 352, to supply an additional motor pulse to the motor to achieve a higher speed range, which is not derived from the feedback pulses. As a result, the rotor angle that was previously present is increased by 90 *, which is represented by the jump in curve 29 to the value 95 ° at a step switching frequency of around 1750 steps per second. The rotor angle then remains constant again. Because of this rigid setting of the rotor angle, the torque is usually far from its optimal value. 3 curve labeled 30 indicates the values for the rotor angle θ, which increases continuously up to a certain step switching frequency and then gradually approaches its optimal value of about 90 ° at very high speeds each is different at a different stepping frequency or speed of the motor and, triggered by the timing of the feedback pulses TD, sends the motor stepping pulses to the motor after a certain delay time, these delay times being calculated from the rotor angle values assigned to the various speed values.

In F i g. 4 sind im oberen Teil, der den Bereich der Motorbeschleunigung beschreibt, zwei Kurven 31 und 32 aufgetragen, die die Polradwinkelwerte über der Schrittschaltfrequenz fs darstellen. Dabei ist gestrichelt mit der Kurve 31 der maximale Wert für θ dargestellt, der dem maximal erreichbaren Drehmoment entspricht. Die Kurve darunter, die mit 32 bezeichnet ist, gibt die optimalen Werte für den Polradwinkel θ wieder. Diese optimale Kurve liegt niedriger als der maximale Wert für θ und ist für die Praxis deshalb so gewählt, weil bei Einstellung auf den jeweils maximalen Polradwinkelwert bei unterschiedlichen Lastverhältnissen am Motor der Fall auftreten könnte, daß der Motor außer Tritt fällt. Um dieses zu vermeiden, ist der Polradwinkelwert beispielsweise um einen Prozentsatz von 10 oder 20% unterhalb des Maximalen gewählt um mit Sicherheit ein Außertrittfallen bei verschiedenen Lastverhältnissen des Motors auszuschalten.In Fig. 4, two curves 31 and 32 are plotted in the upper part, which describes the range of the motor acceleration, which represent the rotor angle values over the step switching frequency fs . The curve 31 shows the maximum value for θ, which corresponds to the maximum achievable torque, with dashed lines. The curve below, which is designated by 32, shows the optimal values for the pole wheel angle θ. This optimal curve is lower than the maximum value for θ and is therefore chosen for practice because when setting to the respective maximum pole wheel angle value under different load conditions on the motor, the case could arise that the motor falls out of step. In order to avoid this, the rotor angle value is selected, for example, by a percentage of 10 or 20% below the maximum in order to reliably prevent the motor from stepping outside under different load conditions.

Entsprechend gelten die gleichen Überlegungen für den in F i g. 4 im unteren Teil dargestellten Bereich der Verzögerung, dort handelt es sich dann um negative Werte für den Winkel Θ, wobei hier die optimale Kurve mit 34 bezeichnet ist und oberhalb der Kurve 8_msix, die mit 33 bezeichnet ist, liegt.The same considerations apply accordingly to the one in FIG. 4 in the lower part of the range of the delay shown, there it is then a _{matter of} negative values for the angle Θ, the optimal curve being denoted by 34 here and lying above the curve 8 msix, which is denoted by 33.

Es soll hier in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen werden, daß es bei einer bestimmten Geschwindigkeit für ein bestimmtes Motordrehmoment, das nicht das maximal erreichbare ist zwei Werte für den Polradwinkel θ gibt Bei maximalem Drehmoment gibt es bei einer bestimmten Geschwindigkeit nur einen Wert für den Polradwinkel, der in F i g. 4 mit B_miX bezeichnet ist. Von den zwei einem bestimmten Drehmoment bei bestimmter Geschwindigkeit zugeordneten Polradwinkelwerten, ist jedoch n^r ein Wert derjenige, bei dem der Betrieb stabil ist und bei dem der Motor bei geringfügiger Abweichung vom Drehmoment nicht außer Tritt fallen kann, was beispielsweise durch unterschiedliche Lastverhältnisse hervorgerufen werden kann. Die in der Fig.4 dargestellten Kurven θ_ορι entsprechen den stabilen Werten für den Polradwinkel Θ.In this context it should be pointed out that at a certain speed for a certain motor torque, which is not the maximum achievable, there are two values for the rotor angle θ. the in F i g. 4 is designated with B _miX . Of the two pole wheel angle values assigned to a specific torque at a specific speed, however, n ^ r is a value at which operation is stable and at which the motor cannot fall out of step with a slight deviation from the torque, which is caused, for example, by different load conditions can. The curves θ _{ορ ι shown in FIG. 4} correspond to the stable values for the pole wheel angle Θ.

Der Polradwinkel θ ist wie bereits gesagt definiert als derjenige Winkel, um den das von außen angelegte elektrische Feld der im Motor erzeugten gegenelektromotorischen Kraft bzw. der Polradspannung vorauseilt. Dies gilt für den Beschleunigungsbereich. Anders kann man dies dadurch ausdrücken, daß man den Winkel θ so definiert, daß das derjenige elektrische Winkel ist um den bei Rückmeldungsbetrieb der Motorfortschaltimpuls MA vor dem nächsten darauffolgenden Rückmel deimpuls TD liegt Dies kann beispielsweise der F i g. 6 A entnommen werden, jedoch ist dort anstelle des Winkel: θ die diesem Winkel entsprechende Zeit t angegeben Die Umrechnung von Winkelwerten auf Zeitwerte laß sich anhand der nachfolgenden Gleichung durchführen:As already mentioned, the pole wheel angle θ is defined as the angle by which the externally applied electric field leads the counter-electromotive force generated in the motor or the pole wheel voltage. This applies to the acceleration range. This can be expressed differently by defining the angle θ so that it is the electrical angle around which the motor advance pulse MA is before the next subsequent feedback pulse TD in feedback mode. This can be, for example, the F i g. 6 A , but instead of the angle: θ, the time t corresponding to this angle is given. The conversion of angle values to time values can be carried out using the following equation:

θ 90° θ 90 °

Mit Hilfe der in Fig.4 dargestellten Kurven für Θ_Ο[ lassen sich demnach anhand der vorstehend aufgefühi ten Gleichung für jede Motorgeschwindigkeit die de Polradwinkelwerten entsprechenden Zeiten errechne und festhalten.With the aid of the curves for Θ _{Ο [} shown in FIG. 4, the times corresponding to the pole wheel angle values can be calculated and recorded for each motor speed using the equation listed above.

Die Erzeugung der Motorfortschaltimpulse M erfolgt unter Zuhilfenahme der Rückmeldeimpulse urThe motor incremental pulses M are generated with the aid of the feedback pulses ur

«3*«3 *

»ewisser Ver/ogenmgszeiteo. die den jeweiligen Pol-■adwinkebverten bei bestimmten Geschwindigkeiten, }ptmuert auf das optimale Drehmoment, entsprechen. DHe Verzögeningszert, um die der nächste Motorfort- schaltimpuk AfA bei Auftreten eines RückmeWeimpulses TDbei einer bestimmten Geschwindigkeit /sund bei eitern bestimmten Polradwinkelwert θ bzw. der entsprechenden Polradwinkelzeit te ergibt, ergibt sich aus der folgenden Gleichung: “A certain ver / ogenmgszeiteo. which correspond to the respective pole angle at certain speeds,} ptmuert to the optimal torque. DHe delay, by which the next motor stepping pulse AfA results when a feedback pulse TD occurs at a certain speed / s and when there is a certain rotor angle value θ or the corresponding rotor angle time te , results from the following equation:

Diese den verschiedenen Werten für den Polradwinkel θ und bei verschiedenen Geschwindigkeiten is zugehörigen Verzögerungszeiten U sind in dem Bewegungsdatenspeicher 11 in Fig.1 abgespeichert und dienen zur verzögerten Abgabe der Motorfortschaltimpulse MA, ausgelöst durch das Auftreten der Rückmeldeimpulse TD, die von der !Codierscheibe 3 abgenom- men werden.This θ the different values of the rotor angle and at different speeds is associated time delays U are stored in the transaction data memory 11 in Figure 1 and are used for sustained delivery of the motor stepping pulses MA, triggered by the occurrence of feedback pulses TD from! Encoder 3 abgenom - be men.

Bei jedem Schrittschaltmotor und seiner angeschlossenen Last bzw. seiner Verwendungsart ist es bekannt, welche Geschwindigkeit er nach Zurücklegen einer bestimmten Schrittanzahl erreicht In Fig.5" ist der Zusammenhang zwischen der zurückgelegten Schrittanzahl und der dabei erreichten Geschwindigkeit bzw. Schrittschaltfrequenz fs in einem Doppeldiagramm aufgetragen. Dabei gilt das Diagramm, bei dem die Schrittanzahl von links aufsteigend nach rechts gezählt wird, mit der Kurve 35 für den Bescnleunigungsbereich und die Kurve 36, bei der die Schrittanzahl von rechts nach links ansteigend gezählt wird, für den Verzögerungsbereich. Der Schrittschaltmotor wird entlang dieser Kurven bzw. Teilen von diesen Kurven gefahren, wozu dann jeweils, wie im Zusammenhang mit F i g. 4 erläutert wurde, zu jeder Schrittschaltfrequenz ein bestimmter Wert für den Polradwinkel θ bzw. eine bestimmte Verzögerungszeit ugehört Falls es erforder lich ist, kann die Motorbewegung sowohl aus einem Beschleunigungsteil, d. h. entlang eines Teiles der Kurve 35 hochgefahren werden, dann entlang eines Bereiches 37 mit konstanter Geschwindigkeit und ohne weitere Beschleunigung oder Verzögerung gefahren werden, um anschließend entlang eints Teiles der Verzögerungskurve 36 zum Stillstand abgebremst zu werden. At each step motor and its connected load or its usage it is known what speed it reaches after traveling a certain number of steps in Figure 5, "the relationship between the distance step number and reached thereby speed or stepping frequency f is plotted on a double plot. The diagram in which the number of steps is counted from left to right, with curve 35 for the acceleration range and curve 36, in which the number of steps is counted from right to left, for the deceleration range applies was curves or parts driven by these curves, which purpose, respectively, as g in connection with F i. explained 4, at any step switching frequency, a certain value for the load angle θ and a certain delay time u belongs, if it is erforder Lich, can Motor movement from both an acceleration part l, d. H. be driven up along part of the curve 35, then driven along an area 37 at constant speed and without further acceleration or deceleration, in order then to be braked to a standstill along part of the deceleration curve 36.

Anhand zweier Beispiele für das Zurücklegen unterschiedlich großer Schrittanzahlen soll dies näher erläutert werden. Gemäß dem ersten zu erläuternden Beispiel soll der Motor eine Schrittanzahl von 48 Schritten zurücklegen, die bei Anwendung in einem Drucker zur Fortbewegung des Papiers einem Sprung über 4 Zeüenvorschübe entsprechen können. Der Motor wird aus dem Stillstand heraus entlang der Beschleunigungskurve 35 bis zur Geschwindigkeit von 3000 Schritten pro Sekunde entlang des Astes 351 beschleunigt Bis zu diesem Punkt hat er 25 Schritte zurückgelegt. Aufgrund des auf der Leitung 8 zugeführten Sprungbefehls von 48 Schritten weiß die Adreßlogik- und Phasensteuerschahung 7, daß zu diesem Zeitpunkt bei Erreichung von einer Schrittschaltfrequenz von 3000 Schritten pro Sekunde bzw. 25 zurückgelegten Schritten in die Verzögerungskurve 36 übergangen werden muß, und zwar bei genau derselben Geschwindigkeit. Dies entspricht dem Ast 361, an dem nunmehr der Motor mit entsprechender Umschaltung der Verzögerungszeiten bis zum Stillstand sicher wird. Dadurch läßt sich eine genaue Zteibremsung bei Erreichen des 48. Schrittes zum Stillstand erreichen. This will be explained in more detail using two examples for covering different numbers of steps. According to the first example to be explained , the motor should cover a number of steps of 48 steps which, when used in a printer to move the paper, can correspond to a jump over 4 line feeds. The motor is accelerated from standstill along the acceleration curve 35 up to a speed of 3000 steps per second along the branch 351. Up to this point it has covered 25 steps. Due to the jump command of 48 steps supplied on line 8, the address logic and phase control circuit 7 knows that at this point in time, when a step switching frequency of 3000 steps per second or 25 steps is reached, the delay curve 36 must be passed over, at exactly same speed. This corresponds to branch 361, at which the motor now becomes safe with a corresponding switchover of the delay times until it comes to a standstill. This enables precise braking when the 48th step to a standstill is reached.

En zweites Beispiel soll den Fall bebandeln, daß eine Schrittartzahl von 180 Schritten zurffckzuiegen ist und dabei eine KonstantgeschwintJigkeittphase eingeschaltet wird. Der Motor wird wiederum entlang der allgemein gültigen Beschleunigung»kurve 35 entlang des Astes 332 bis zu einer Geschwindigkeit von etwa 4000 Schritten pro Sekunde für 52 Schritte beschleunigt Es schließt sich daran dann eine Koratantgeschwindigkeiisphase 37 für 80 Schritte an, und nach Erreichen von nunmehr 132 Schritten wird für die restlichen 48 Schritte der Motor entlang der Kurve 362 wieder zum Stillstand abgebremst, wobei diese Kurve 362 wiederum einen Ausschnitt aus der allgemeinen Verzögerungskurve 36 darstellt.A second example is intended to cover the case that a Step type number of 180 steps is to be turned back and a constant speed phase is switched on. The engine will turn along the generally valid acceleration curve 35 along branch 332 up to a speed of approximately Accelerated 4000 steps per second for 52 steps This is then followed by a Koratantgeschwindigkeiisphase 37 for 80 steps, and after reaching now 132 steps, the motor along the curve 362 is again for the remaining 48 steps Braked to a standstill, this curve 362 in turn representing a section from the general deceleration curve 36.

Jede Bewegung des Motors wird aufgrund eines Sprungbefehls auf der Leitung fc (Fig.1) in Gang gesetzt, wobei der Sprungbefehl angibt, um wieviel Schritte der Motor fortbewegt werden solL Der Motor wird, wie aus voi stehenden Beispielen ersichtlich, je nach der Größe der Schrittanzahl mehr ohne weniger lang entlang dem allgemein gültigen Beschleunigungsast 35, gegebenenfalls einer Konstantgeschwindigkeitsphase 37, die auf unterschiedlichen Höhen liegen kann und schließlich entlang der allgemein gültigen Verzögerungskurve 36 wiederum verzögert und zum Stillstand abgebremst Es gelten also für alle Beschleunigungen dieselben Verzögerungszeiten und ebenso gelten für den Verzögerungsbereich, d.h. die Abbremsphase, ebenfalls immer die gleichen Verzögerungszeiten, unabhängig von der jeweils anliegenden Last Diese Verzögerungszeiten entsprechen dem Soll-Polradwinkelwert Die tatsächlichen Werte für den Polradwinkel schwanken in Abhängigkeit der jeweiligen Verhältnisse am Motor um diesen Sollwert Der Obergang von dem Beschieunigungsast zum Verzögerungsast erfolgt immer am Punkt gleicher, erreichter Geschwindigkeit, was auch gilt wenn ein Bereich konstanter Geschwindigkeit zwischen Beschleunigung und Verzögerung eingeschoben ist Every movement of the motor is started on the basis of a jump command on line fc (FIG. 1), the jump command indicating how many steps the motor should be moved by step number more without less long along the generally valid Beschleunigungsast 35, optionally, a constant velocity phase 37, which may be at different heights and, finally, in turn delays along the generally valid deceleration curve 36 and decelerate to a stop so apply to all accelerations of the same delay times and also apply to the The deceleration range, ie the deceleration phase, also always have the same delay times, regardless of the load applied. These delay times correspond to the target rotor angle value The transition from the acceleration branch to the deceleration branch always takes place at the point of the same, reached speed, which also applies if a range of constant speed is inserted between acceleration and deceleration

Die Verzögerungszeiten, nach denen nach Auftreten eines Rückmeldeimpulses TD der nächste Motorfortschaltimpuls MA nach Ablauf der zugeordneten Verzögerungszeit u abgegeben wird, kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unterschiedlich gewählt werden. Anhand der F i g. 6A, 6B und 6C soll dies näher erläutert werden. Das als verzögerter Ruckmeldebetrieb bezeichenbare Verfahren kann dabei so ausgestaltet sein, daß der nächste Motorfortschaltimpuls MA nach einer dem jeweiligen Polradwinkelwert zugeordneten Verzöge rungszeit (dt derart abgegeben wird, daß direkt danach der nächste Motorfortschaltimpuls MA erzeugt wird wie dies in F i g. 6A durch die Pfeile 38 und 39 dargestellt ist. Die Rückmeldeimpulse TD steuern also jeweils die direkt darauffolgenden Motorfortschaltimpulse MA d. h., es liegt keine Überlappung vor. Dabei ist also di< Verzögerungszeit td\ kleiner oder gleich als eini Schrittzeit l/fe was bei positiven Werten für dei Polradwinkel θ gilt. The delay times after which, after the occurrence of a feedback pulse TD, the next motor incremental pulse MA is emitted after the associated delay time u has elapsed, can be selected differently according to an advantageous embodiment of the method according to the invention. Based on the F i g. 6A, 6B and 6C this should be explained in more detail. The method that can be referred to as delayed feedback operation can be designed in such a way that the next motor stepping pulse MA is output after a delay time (dt assigned to the respective rotor angle value) in such a way that the next motor stepping pulse MA is generated immediately afterwards, as shown in FIG. 6A by the Arrows 38 and 39. The feedback pulses TD control the immediately following motor incremental pulses MA that is, there is no overlap. In this case, di <delay time td \ is less than or equal to a step time l / fe, which is the case with positive values for the pole wheel angle θ holds.

Gemäß einer weiteren Steuerungsmethode kann vo: einem Rückmeldeimpuls TD der jeweils übernächst Motorfortschaltimpuls MA ausgelöst werden, wie die in der F i g. 6B durch die Pfeile 40 und 41 angedeutet is Bei dieser überlappten Steuerung, wobei die Überlaj pung einen Schritt beträgt, liegt die Verzögerungsze zwischen der der einfachen und der zweifacheAccording to a further control method, a feedback pulse TD can trigger the next but one engine incremental pulse MA , as shown in FIG. 6B is indicated by the arrows 40 and 41. In this overlapped control, the overlap being one step, the delay time is between that of the single and the double

Schrittschaltfrequenz entsprechenden Zeit und ist in der Figur mit ί<*2 bezeichnet Entsprechend kann nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine zweifache Überlappung vorgenommen werden, d. h, daß dann jeweils ein Rückmeldeimpuls TD den dritten jeweils darauffolgenden Motorfortschaltimpuls MA anregt, wie dies in der F i g. 6C durch die Pfeile 42 und 43 angedeutet ist Die entsprechende Verzögerungszeit tdi Hegt zwischen dem der zweifachen und der dreifachen jeweils erreichten Schrittschaltfrequenz fs entsprechenden ZeitStep switching frequency corresponding time and is denoted in the figure with ί <* 2. h that then in each case a feedback pulse TD excites the third subsequent motor stepping pulse MA , as shown in FIG. 6C is indicated by the arrows 42 and 43. The corresponding delay time tdi lies between the time corresponding to twice and three times the step switching frequency fs reached in each case

Für den Betrieb mit Überlappung sind in dem in Fig. 1 gezeigten Bewegungsdatenspeicher 11 dann die entsprechenden Zeiten abgespeichert, die sich aus der dem Sollwert des Polradwinkels entsprechenden Verzögerungszeit, die kleiner als M fs ist, und additiv ergänzt und den /-fachen Wert der Schrittdauer Mfs ergibt In der Adreßlogik- und Phasensteuerschaltung 7 sind zwei oder mehrere separate Zeitzähler vorgesehen, um die verschiedenen Verzögerungszeiten i_d gleichzeitig auf 0 zu zählen. Bei einfacher Überlappung, wie sie in F i g. 6B dargestellt ist sind demgemäß zwei Zeitzähler notwendig und bei zweifacher Überlappung, wie dies in F i g. 6C dargestellt ist sind demgemäß drei Zeitzähler notwendig.For operation with overlap, the movement data memory 11 shown in FIG. 1 then stores the corresponding times, which result from the delay time corresponding to the target value of the rotor angle, which is less than M fs , and additively and which is / times the value of the step duration Mfs results In the address logic and phase control circuit 7, two or more separate time counters are provided in order _{to count the various delay times i d} to 0 at the same time. With a simple overlap, as shown in FIG. 6B, two time counters are accordingly necessary and with a double overlap, as shown in FIG. 6C, three time counters are accordingly necessary.

Bei einer bestimmten Schrittschaltfrequenz fs und bei einem bestimmten dabei vorliegenden Polradwinkelwert θ kann die Verzögerungszeit u nach folgender Gleichung berechnet werden:With a certain step switching frequency fs and with a certain existing rotor angle value θ, the delay time u can be calculated according to the following equation:

TsTs

fsfs

1 fs 1 fs

90 f_s V 90"J'90 f _s V 90 "J '

wobei /den Grad der Überlappung bezeichnet und /= 1 keine Überlappung, /= 2 einfache Überlappung und /= 3 zweifache Überlappung bedeutetwhere / denotes the degree of overlap and / = 1 no overlap, / = 2 simple overlap and / = 3 means double overlap

Der Betrieb des Schrittschaltmotors mit überlappter Erzeugung der Motorfortschaltimpulse MA bringt den Vorteil mit sich, daß die Abweichung der effektiven Geschwindigkeit bei Änderung der am Motor anliegenden Lastverhältnisse um so geringer ist, je größer der Überlappungsgrad / ist. Dies sei an einem Beispiel erläutert. Bei einer bestimmten Geschwindigkeit bzw. bei einem bestimmten Schritt in einer Anzahl zurückzulegender Schritte ist dem Motor eine fest zugeordnete Verzögerungszeit t</ zugeordnet. Wenn nun beispielsweise durch Verminderung der Reibung der Motor von einer Geschwindigkeit bzw. Schrittschaltfrequenz f_So auf eine Geschwindigkeit bzw. Schrittschaltfrequenz von fsi beschleunigt wird, unter gleichzeitiger Reduzierung des Polradwinkels von θο auf θι, denn kleineres Drehmoment erfordert einen kleineren Winkel Θ, gilt folgende Beziehung:The operation of the stepper motor with overlapping generation of the motor incremental pulses MA has the advantage that the greater the degree of overlap, the smaller the deviation in the effective speed when the load conditions applied to the motor change. This is explained using an example. At a specific speed or at a specific step in a number of steps to be covered, the motor is assigned a permanently assigned delay time t </. If, for example, by reducing the friction, the motor is accelerated from a speed or stepping frequency f _S o to a speed or stepping frequency of fsi, while reducing the rotor angle from θο to θι, because a smaller torque requires a smaller angle Θ, the following applies Relationship:

/.so/.so

f„f "

9090

woraus sich folgende Beziehung zwischen den beiden Geschwindigkeiten bzw. den beiden Schriitschaltfrequenzen ergibt:This results in the following relationship between the two speeds or the two step switching frequencies:

/•90 - e_fJ ι ■ 90 - (-Γ / • 90 - e _fJ ι ■ 90 - (-Γ

Bei einem praktischen Beispiel unter Zugrundelegung inAs Wertes θη = 40° und einer Reduzierung desIn a practical example based on inAs value θη = 40 ° and a reduction in Drehmomentes auf 50% bei einem dann zugehörigen Polradwinkeiwert b\ von ungefähr 20° ergibt sich bei /= 1 eine Geschwindigkeitsabweichung von 40% und bei einfachem Überlappungsgrad mit /=2 eine Abwei-Torque to 50% with an associated rotor angle value b \ of approx.

s chung von nur 14%. Die Geschwindigkeit wird dadurch in vorteilhafter Weise in bestimmten definierten Grenzen gesteuert Dies trifft bei allen vorkommenden Geschwindigkeiten zu, so daß die tatsächliche Geschwindigkeit des Motors, d.h. die Abweichung derrecovery of only 14%. The speed is thereby advantageously controlled within certain defined limits. This applies to all that occur Speeds so that the actual speed of the motor, i.e. the deviation of the

ίο Schrittschaltfrequenz f_s in Abhängigkeit von der Schrnt anzahl von der vorgegebenen Kurve, vergleiche dazu die F i g. 5, nur in bestimmten Grenzen abweicht wenn am Motor unterschiedliche Lastverhältnisse anHegen. Dies führt zwar zu geringfügigen Änderungenίο Step switching frequency f _s as a function of the number of steps from the specified curve, compare FIG. 5, only deviates within certain limits if there are different load conditions on the motor. True, this leads to minor changes

is in der Zeit die notwendig ist um bei verschiedenen Lastverhältnissen ein und dieselbe Strecke bzw. ein und dieselbe Anzahl von Schritten zurückzulegen, hat aber den wesentlichen Vorteil, daß unter allen gegebenen und möglichen Lastverhältnissen, für die der Motoris in the time it takes to deal with different But has to cover one and the same distance or one and the same number of steps under load conditions the essential advantage that under all given and possible load conditions for which the engine jeweils ausgelegt ist ein sicheres Erreichen des Zieles ohne Auslassen oder Hinzufügung eines Schrittes erreicht wird.each designed is a safe achievement of the goal without omitting or adding a step is achieved.

Das bislang beschriebene Verfahren, nach dem die Motorfortschaltimpulse MA, orientiert an den RückmelThe method described so far, according to which the motor incremental pulses MA, is based on the feedback deimpulsen TD, nach bestimmten Verzögerungszeiten td abgegeben werden, gilt im wesentlichen für den Beschleunigungs- und VerzögerungsfalL Bei Start Stop und beim Übergang von Beschleunigung auf Verzögerung oder Beschleunigung zu konstanter Geschwindig-deimpulsen TD, which are emitted after certain delay times td , essentially applies to the acceleration and deceleration cases at start-stop and when changing from acceleration to deceleration or acceleration to constant speed. keit oder von Verzögerung auf konstante Geschwindigkeit gelten davon etwas abweichende Steuerungsmethoden und Verzögerungszeiten. Die hierfür notwendi gen Informationen, die das Hinzufügen und/oder Unterdrücken des Wiiksamwerdens von Rückmeldeimspeed or from deceleration to constant speed, slightly different control methods and deceleration times apply. The necessary for this gen information that allows adding and / or suppressing the critical feedback pulsen TD und/oder Motorfortschaltimpulsen MA betreffen, sind ebenfalls im Bewegungsdatenspeicher 11 enthalten und werden von den Rückmeldeimpulsen aktiviert Anhand der Fig. 7 und der Fig.8 soilen diese zusätzlichen Gegebenheiten beim Betrieb des Schrittpulses TD and / or motor incremental pulses MA are also contained in the movement data memory 11 and are activated by the feedback pulses schaltmotors erläutert werden.switching motor are explained.

Fig.7 zeigt einen Bereich von 12 zurückzulegenden Schritten. In der oberen Reihe sind dabei die Rückmeldeimpulse TD 1 bis 12 dargestellt im unteren Teil die Motorfortschaltimpulse MA und zwischen7 shows a range of 12 steps to be covered. In the upper row, the feedback pulses TD 1 to 12 are shown in the lower part, the motor incremental pulses MA and between beiden Kurven ist der Winkel θ angegeben, ausgedrückt durch größere und kleinere Pfeile, die mit dem Plusoder Minuszeichen versehen sind Beim Start wird der erste Motorfortschaltimpuls MA nach dem Startbefehl dem Motor von der in F i g. 1 dargestellten Adreßlogik-two curves is indicated the angle θ expressed by large and small arrows, which are provided with the plus or minus sign at the start of the first motor indexing pulse MA to the start command, the engine is in F g from the i. 1 shown address logic und Phasensteuerschaltung 7 extern, d. h. ohne Orientierung an den Rückmeldeimpulsen TS zugeführt Der zweite Motorfortschaltimpuls MA wird dann direkt von dem ersten auftretenden Rückmeldeimpuls TD erzeugt wie dies bei dem bekannten Rückmeldebetrieb der Falland phase control circuit 7 externally, ie supplied without orientation to the feedback pulses TS. The second motor incremental pulse MA is then generated directly by the first feedback pulse TD , as is the case with the known feedback mode ist, wo üblicherweise direkt aus den Rückmeldeimpulsen ohne Verzögerung die Motorfortschaltimpulse MA erzeugt werden. Im Beispiel der F i g. 7 wird aus dem ersten Rückmeldeimpuls TD neben der direkten Erzeugung des zweiten Motorfortschaltimpulses MA is where the motor incremental pulses MA are usually generated directly from the feedback pulses without delay. In the example of FIG. 7 becomes from the first feedback pulse TD in addition to the direct generation of the second motor progression pulse MA auch der dritte Motorfortschaltimpuls erzeugt und zwar unter Berücksichtigung einer dem Polradwinkelwert entsprechenden Verzögerungszeit Der zweite Rückmeldeimpuls TD wird dann zur Erzeugung des vierten und fünften Motorfortschaltimpulses MA benutzt,the third motor step-up pulse is also generated, taking into account a delay time corresponding to the rotor angle value. The second feedback pulse TD is then used to generate the fourth and fifth motor step-up pulse MA , wobei unterschiedliche Zeiten zu beachten sind. Nach der Erzeugung des fünften Motorfortschaltimpulses werden dann die nächsten Motorfortschaltimpulse entsprechend der Ausführungsform des erfindungsge-different times must be observed. To the generation of the fifth motor step-up pulse will then be the next motor step-up pulse according to the embodiment of the invention

709 608/329709 608/329

mäßen Verfahrens mit einfacher Überlappung erzeugt. Das heißt hier im konkreten Beispiel, daß der dritte Rückmeldeimpuls TD, der nach dem vierten Motorfortschaltimpuls auftritt, den sechsten Motorfortschaltimpuls erzeugt und der vierte Rückmeldeimpuls TD den siebten Motorfortschaltimpuls MA. Dies entspricht dem in F i g. 6B dargestellten Verfahrensschema.moderate method generated with a simple overlap. That is here in the concrete example in that the third feedback pulse TD, occurs after the fourth motor indexing pulse, generates the sixth motor indexing pulse and the fourth feedback pulse TD seventh motor indexing pulse MA. This corresponds to that in FIG. 6B illustrated process scheme.

Wenn der Motor, wie im Beispiel der Fig.7 dargestellt, zwölf Schritte zurücklegen soll, muß nach der Start- und Beschleunigungsphase in die Verzögerung^- und Stopphase übergegangen werden. Dabei ist bei Übergang in die Verzögerungsphase der Polradwinkel θ negativ zu wählen.If the motor, as in the example in Fig. 7 shown, should take twelve steps, must after the start and acceleration phase in the deceleration ^ - and stop phase can be skipped. The pole wheel angle is at the transition to the deceleration phase to choose θ negative.

Wie aus der Fig.7 ersichtlich ist, wird bei der Umsteuerung von positiven auf negative Winkelwerte in dem dargestellten Beispiel der fünfte Rücfcmeldeimpuls 723 nicht zur Erzeugung eines weiteren Motorfortschaltimpulses MA benutzt Der erste im Verzögerungsbereich mit negativem Winkelwert erzeugte Motorfortschaltimpuls MA ist der achte, der mit Hilfe des sechsten Rückmeldeimpuls TD erzeugt wird. Der siebente Rückmeldeimpuls TD erzeugt dann den übernächsten Motorfortschaltimpuls MA, das ist der mit 9 bezeichnete, der achte Rückmeldeimpuls TD erzeugt den Motorfortschaltimpuls 10 bzw. den drittletzten. Der nunmehr folgende Rückmeldeimpuls 9 wird nicht zur Erzeugung eines Motorfortschaltimpulses verwendet, vielmehr wird in der einfach überlappten Weise der Motorfortschaltimpuls 10 vom Rückmeldeimpuls 8, der Motorfortschaltimpuls 11 vom Rückmeldeimpuls 10 und der letzte Motorfortschaltimpuls, der den Motor in die Zielposition bringt, wird vom vorletzten Rückmeldeimpuls 11 erzeugt.As can be seen from Fig.7, 723 is not to generate a further motor indexing pulse MA during the changeover from positive to negative angle values in the example shown, the fifth Rücfcmeldeimpuls The first in the delay section with a negative angle value produced motor indexing pulse MA is the eighth provided with Using the sixth feedback pulse TD is generated. The seventh feedback pulse TD then generates the next but one motor forward pulse MA, that is, the one labeled 9, the eighth feedback pulse TD generates the motor forward pulse 10 or the third to last. The now following feedback pulse 9 is not used to generate a motor step-up pulse, rather the motor step-up pulse 10 from the feedback pulse 8, the motor step-up pulse 11 from the feedback pulse 10 and the last motor step-up pulse, which brings the motor into the target position, is the penultimate feedback pulse 11 generated.

Die Fig.8 zeigt die Besonderheit, daß aus der Verzögerungsphase in eine Phase konstanter Geschwindigkeit übergegangen v.-ird. Dies kann dann vorkommen, wenn der Motor aus besonderen Gründen auf einer bestimmten konstanten Geschwindigkeit gefahren werden soll. Es muß dann von negativen Winkelwerten für θ auf positive Winkelwerte übergegangen werden, was durch die Verdopplung des letzten Motorfortschaltimpulses MA in der Verzögerungsphase erfolgtFIG. 8 shows the peculiarity that v.-ird changes from the deceleration phase into a phase of constant speed. This can happen if the motor should be driven at a certain constant speed for special reasons. A transition must then be made from negative angle values for θ to positive angle values, which is done by doubling the last motor incremental pulse MA in the deceleration phase

Im folgenden wird anhand der Fig.9 und !0 nochmals die Arbeitsweise des Motors und die dabei auftretenden Größen erläutert. Dies unabhängig davon, wie die Motorfortschaltimpulse MA gewonnen werden und in welchem zeitlichen Abstand sie dem Motor als Steuerimpulse zugeführt werden. Die F i g. 9 zeigt einen Schrittmotor mit vier Wicklungen, von denen zwei Wicklungspaare jeweils zusammengehören. Da diese beiden Paare zusammen mit den Treiberschaltungen identisch aufgebaut sind, ist in F i g. 9 nur bei der rechten Hälfte des Motors die Verwendung von Bezugszeichen vorgesehen. Von einer Gleichspannungsquelle, die mit U bezeichnet wird, wird Strom über einen Vorwiderstand R den beiden Wicklungen W1 und Wl zugeführt. In Reihe mit der Wicklung Wi ist ein Schalttransistor Ti und in Reihe mit der Wicklung Wl ist ein Schalttransistor Tl geschaltet. Parallel zur Durchlaßrichtung dieser beiden Transistoren Ti und Tl ist jeweils antiparallel eine Rückwärtsdiode Di bzw. Dl geschaltet. Die aus den Schaltelementen 7*1 und Di sowie Tl und Dl bestehenden Teile können mit den Treibern 17ßund 185 in der Fig. 1 verglichen werden. Die Treiber beider Motorhälften bilden zusammen mit ihren Wicklungen zwei Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlersysteme, die durch die Phasenschaltsignale a und b gesteuert werden. Die den Transistoren Tl und Tl zugeführten Phasenschaltsignale sind b und b, wie dies aus Fig. 10 zu entnehmen ist Entsprechend wird der anderen Motorhälfte ein Paar von Phasenschaltsignalen a und ä" entsprechend zugeführt Im Hinblick auf jedes Wicklungspaar wird in den beiden Moiorhälften einmal eine Rechteckspannung Ua und zum anderen eine Rechteckspannung Ubι erzeugt, die gegeneinander um 90° elektrisch versetzt sind. Dies zeigt die F i g. 10. In ίο den beiden unteren Teilen der Fig. 10 sind die diesen Rechteckspannungen entsprechenden sinusförmigen Grundwellen t/U und U'b dargestelltIn the following, the mode of operation of the motor and the variables that occur will be explained again with reference to FIGS. 9 and! 0. This is independent of how the motor incremental pulses MA are obtained and the time interval at which they are supplied to the motor as control pulses. The F i g. 9 shows a stepping motor with four windings, of which two pairs of windings belong together. Since these two pairs are constructed identically together with the driver circuits, FIG. 9, the use of reference symbols is provided only for the right half of the motor. From a DC voltage source, which is denoted by U, W 1 and current is supplied to the two windings Wl via a series resistor R. A switching transistor Ti is connected in series with the winding Wi and a switching transistor Tl is connected in series with the winding Wl. A reverse diode Di or Dl is connected in antiparallel to the forward direction of these two transistors Ti and Tl. The parts consisting of the switching elements 7 * 1 and Di as well as Tl and Dl can be compared with the drivers 17ß and 185 in FIG. The drivers of both motor halves together with their windings form two DC-AC converter systems that are controlled by the phase switching signals a and b. The transistors Tl and Tl supplied phase switching signals are b and b, as shown in FIG. Point 10. Accordingly, the other engine half of a pair of phase switching signals a and a 'is correspondingly fed With respect to each pair of windings in the two Moiorhälften once a square wave voltage Ua and on the other a square wave voltage Ub ι generated which are mutually electrically displaced by 90 ° this shows the F i g. 10. In. ίο the two lower parts of FIG. 10, the these square wave voltages t / U corresponding sinusoidal fundamental wave and U 'b shown

Jede Kommutierung, d.h. der Stromübergang beispielsweise von dem Transistor Tl auf den Transistor T2 oder umgekehrt, wird durch die Zuführung eines Motorfortschaltimpulses MA zum Kommutierungsnetzwerk gestartet Wie aus der Fig. 10 zu entnehmen ist wird bei Auftreten des ersten Motorfortschaltimpulses MA das Phasenschaltsjgnal 3 gesetzt beim Auftreten des zweiten Motorfortschaltimpulses das Phasensignal b, bei Auftreten des dritten Motorfortschaltimpulses wird das Phasensignal 3 gesetzt wobei dann das komplementäre Signal a verschwindet beim vierten Motorfortschaltimpuls wird dementsprechend das Phasenschaltsignal b gesetzt bei gleichzeitigem Verschwinden des komplementären Signals b. Bei Auftreten des fünften Motorfortschaltimpulses fängt der Zyklus wiederum mit dem Setzen des Phasenschaltstgnals a an. Diese zyklische Erzeugung der Phasenschaltsignale a und b wird in der in F i g. 1 dargestellten Adreßlogik- und Phasensteuerschaltung 7 vorgenommen, in der auch die Motorfortschaltimpulse MA erzeugt werden, wie dies bereits beschrieben wurde.Each commutation, the current transfer means, for example by the transistor Tl to the transistor T2, or vice versa, a motor indexing pulse MA is started for Kommutierungsnetzwerk through the feed As can be seen from FIG. 10, upon occurrence of the first motor indexing pulse MA the Phasenschaltsjgnal 3 is set upon the occurrence of the second motor stepping pulse, the phase signal b, upon occurrence of the third motor stepping pulse, the phase signal 3 is set and then the complementary signal a disappears at the fourth motor indexing pulse is accordingly the phase switching signal b is set b with simultaneous disappearance of the complementary signal. When the fifth motor stepping pulse occurs, the cycle begins again with the setting of the phase switching signal a . This cyclical generation of the phase switching signals a and b is shown in FIG. 1, the address logic and phase control circuit 7 shown, in which the motor incremental pulses MA are also generated, as has already been described.

Die antiparallel zu den Schalttransistoren Tl, Tl der Wicklungen Wl, \V2 angeordneten Rückwärtsdioden D1 und Dl dienen zur Verminderung der Stromspitze, die bei den Kommutierungsvorgängen auftreten. Dadurch kann ein Motor mit weniger Windungen und bei besserer Stromausnutzung, d. h. mit größerem Arbeitsstrom, benutzt werden.The reverse diodes D 1 and Dl, which are arranged anti-parallel to the switching transistors Tl, Tl of the windings Wl, \ V2 , serve to reduce the current peaks that occur during the commutation processes. As a result, a motor with fewer windings and with better current utilization, ie with a larger working current, can be used.

Mit Hilfe des erfindungsgemäß gestalteten Steuerungsverfahrens zur Gewinnung der Motorfortschaltimpulse MA in der auf die jeweilige Geschwindigkeit und den dabei optimalen Polradv.'inkelwert abgestimmten Weise ist es möglich, den Motor zielgenau auch bei sehr hohen Geschwindigkeiten und immer mit optimalem Drehmoment zur gewünschten Position zu bringen. In der Praxis ist die Erzeugung der Motorfortschaltimpulse in der Adreßlogik- und Phasensteuerschaltung 7 in Zusammenarbeit mit dem Bewegungsdatenspeicher 11 am besten durch die Verwendung eines entsprechenden Mikroprogrammes realisierbar. Es soll hier nur angedeutet sein, daß aufgrund des auf der Leitung 8 (Fig. 1) eingegebenen Sprungbefehls mit dem Inhalt, um wieviele Schrittpositionen der Motor fortbewegt werden soll, das Mikroprogramm die entsprechenden im Beschleunigungsbereich, gegebenenfalls im Konstantgeschwindigkeitsbereich und die im Verzögerungsbereich zurückzulegerde Schritte festlegt und die jeweiligen Adressen im Bewegungsdatenspeicher angibt und einstellt, an denen die einzelnen Verzögerungszeitwerte abgespeichert sind, diese aufruft und in die Zähler einstellt, um auf diese Weise die Motorfortschaltimpulse MA zu generieren. Die Verzögerungszeitwerte (15 für jeden einzelnen vorkommenden Motortyp, die in dem Bewegungsdatenspeicher 11 abgespeichert sind, lassen sich aufgrund von Simulationsprogrammen aus dem Drehmoment des Motors, das von verschiedenenWith the help of the control method designed according to the invention to obtain the motor incremental pulses MA in the manner matched to the respective speed and the optimal pole wheel angle value, it is possible to bring the motor precisely to the desired position even at very high speeds and always with optimal torque. In practice, the generation of the motor incremental pulses in the address logic and phase control circuit 7 in cooperation with the movement data memory 11 can best be achieved by using an appropriate microprogram. It should only be indicated here that due to the jump command entered on line 8 (Fig. 1) with the content of how many step positions the motor is to be moved, the microprogram takes the corresponding steps in the acceleration range, possibly in the constant speed range and the steps to be covered in the deceleration range and specifies and sets the respective addresses in the movement data memory at which the individual delay time values are stored, calls them up and sets them in the counters in order to generate the motor incremental pulses MA in this way. The delay time values (15 for each individual motor type occurring, which are stored in the movement data memory 11, can be derived from the torque of the motor, which is from different

wie dem Trägheitsmoment, dem Rotationswin-Reibungskonstanten abhängig ist und den hen Größen, wie der außen angelegten ig, dem Wicklupgsstrom, derii ohmschen Wider- :r Wicklung und der induzierten Polradspan-like the moment of inertia, the rotational win friction constant depends and the hen sizes, such as the externally applied ig, the winding current, the ohmic resistance : r winding and the induced flywheel chip

nung abhängig ist, im einzelnen berechnen. Es wird hier jedoch auf diese Berechnungen nicht näher eingegangen, da sie für den Fachmann relativ naheliegend sind und mit dem eigentlichen erfindungsgemäßen Verfahren nicht unmittelbar zusammenhängen.voltage depends, calculate in detail. It will be here however, these calculations were not discussed in more detail, since they are relatively obvious to a person skilled in the art and not directly related to the actual method according to the invention.

Hierzu 5 Blait ZeichnuneenFor this 5 Blait drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Steuerung eines Schrittmotors, bei dem nach Inbetriebsetzen des Motors durch einen Start-Motorfortschaltimpuls von der Motorstellung abhängige Rückmeideimpulse zur Motorsteuerung verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorfortschaltimpulse von vorhergehenden Rückmeldeimpulsen ausgelöst nach Ablauf einer bestimmten Verzögerungszeit (td) abgegeben werden, wobei diese Verzögerungszeit (td) denn Polradwinkelwert (Θ) entspricht, welcher der jeweils erreichten Geschwindigkeit (/_fJl Schrittanzahl sowie dem optimalen Drehmoment zu- geordnet ist 1. A method for controlling a stepper motor, in which, after the motor has been started up by a start-up motor step-up pulse, check-back impulses dependent on the motor position are used for motor control, characterized in that the motor start-up pulses triggered by previous check-back pulses are emitted after a certain delay time (td) has elapsed, said delay time (td) for Polradwinkelwert (Θ) corresponding to which of the respectively achieved speed (/ _f Jl step number as well as the optimum torque is ordered to- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der (n + i)-te Motorfortschaltimpuls von dem η-ten Rückmeldeimpuls ausgelöst und nach Ablauf der dem zugeordneten Polradwinkelwert (O_n+1), additiv ergänzt um das Zeitäquivalent der /-fachen Schrittdauer2. The method according to claim 1, characterized in that the (n + i) -th motor progression pulse triggered by the η-th feedback pulse and after the expiry of the associated pole wheel angle value (O _{n + 1} ), additively supplemented by the time equivalent of / times Step duration ergänzt um das Zeitäquivalent der /-fachen Schrittdauer supplemented by the time equivalent of / times the step duration