DE2629096B2 - Steuerschaltung für einen Schrittmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für einen Schrittmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Steuerschaltung ist aus der DE-OS 2328501 bekannt. Dort ist ein vom Schrittmotor angetriebenes Element mit maximaler Geschwindigkeit über gleiche oder verschieden lange Bewegungsstrecken in eine Zielstellung einstellbar. Der Bewegungsablauf des einzustellenden Elements wird gesteuert durch einen Vorwahlzähler, durch den der Schrittmotor in einer Beschleunigungsphasc zunächst angetrieben, in einer darauffolgenden Bremsphase gebremst und schließlich in einer Haltephase mit niedriger Geschwindigkeit in die Zielstellung geführt wird. Aus den vorgegebenen Zählstellungen des Vorwahlzählers werden die Steuersignale abgeleitet, welche die verschiedenen Antriebszustände des Schrittmotors während eines Bewegungsablaufs des einzustellenden Elements steuern. Die Dauer der verschiedenen Betriebsphasen des Schrittmotors ist abhängig von der Gesamtlänge eines Einstellweges. Die bekannte Einrichtung enthält eine Korrektureinrichtung, durch welche im Betrieb auftretende, verschiedenartige Betriebsbedingungen, die sich auf die Antriebsbelastung des Schrittmotors auswirken, wie z. B. verschiedene Werte der Reibung und der Temperatur, berücksichtigt werden. Zu diesem Zweck ermittelt eine Fühleinrichtung die Zeit, welche der Schrittmotor für das Durchlaufen der Beschleunigungsstrecke benötigt. Diese Zeitmessung wird verglichen mit einem Nominalwert. Das daraus abgeleitete Regelsignal bewirkt, daß die Haltephase einer Einstellbewegung gegenüber einem Normalwert entweder früher oder später eingeschaltet wird.

Die Betriebsart der bekannten Einrichtung läßt erkennen, daß sich wechselnde Betriebsbedingungen unmittelbar auf jeden einzelnen Betriebsablauf auswirken. Es besteht daher die Möglichkeit, daß bei einem größeren Rückgang der Belastung des Schrittmotors gegenüber der Normalbelastung die Einlaufstrecke des Schrittmotors in die Zielstellung zu kurz ist. Daraus ergeben sich Pendelungen des Schrittmotors in der Zielstellung, welche den Betriebsablauf einer Einrichtung, z. B. des Druckkopfes eines Drukkers, stören.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerschaltung für einen Schrittmotor, durch den ein angetriebenes Element in kürzestmöglicher Zeit bei beliebigen Betriebsverhältnissen über Bewegungsstrecken verschiedener Länge eingestellt wird, so auszubilden, daß das angetriebene Element in einer Zielstellungpendelungsfrei stillgesetzt wird. Die genannte Aufgabe wird bei einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die in dessen Kennzeichen angeführten Merkmale gelöst.

Die genannten Lösungsmerkmale ergeben eine Steuereinrichtung, durch welche bei einem Betriebsablauf eine Änderung von Betriebsbedingungen festgestellt und für darauffolgende Betriebsabläufe ausgewertet wird. In dieser Weise werden die Zeitabschnitte der Einstellbewegungen, die den Beschleunigungs- und Bremsphasen zugeordnet sind, so geändert, daß sie an geänderte Betriebsbedingungen fortlaufend angepaßt werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 6 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Ansicht einer Einrichtung für das Drukken von Schriftzeichen mit Hilfe einer Typenscheibe, deren Bewegung gesteuert wird,

Fig. 2 ein Geschwindigkeits/-Zeitdiagramm des Schrittmotors für eine Bewegungsstrecke der Typenscheibe,

Fig. 3 ein Diagramm der Schrittanzahl, abhängig von der Bewegungsstrecke der Typenscheibe in einem Bereich, in welchem der Schrittmotor noch wenige Schritte bei niedriger Geschwindigkeit ausführt, um in die Zielstellung zu gelangen,

Fig. 4 das Schaltbild eines anpassungsfähigen

Steuerungssystems, welches sich an die jeweiligen Betriebszustände einer Einrichtung für das Drucken anpassen kann,

Fig. 5 eine Schaltungsanordnung, durch welche anhand von Eingangsdaten die Bewegungsrichtung und die Länge der Bewegungsstrecke eines durch einen Schrittmotor angetriebenen Elementes bestimmt und gesteuert wird,

Fig. 6 das logische Schaltbild einer Steuerungseinrichtung mit einem Speicher und einem Addierer, durch welche eine Anpassung an die jeweiligen Betriebszustände der Antriebseinrichtung erzielt wird.

In der Fig. 1 ist die Vorderansicht einer für das Drucken von Schriftzeichen mittels einer bewegbaren Typenscheibe 4 dargestellt. Bei einer derartigen Einrichtung ist das anpassungsfähige Steuerungssystem für einen Schrittmotor, der eine Typenscheibe antreibt, besonders geeignet. Ein in Zeilenrichtung auf zwei Führungsstangen 2 gleitender Trägerblock 1 trägt einen Schrittmotor 3, auf dessen freiem Wellenende die Typenscheibe 4 und außerdem eine Impulsgeberscheibe 5 befestigt ist. Die Impulsgeberscheibe 5 erzeugt am Stellungsgeber 39 Rückkopplungsimpulse, die an die Steuerschaltung geliefert werden. Der in Zeilenrichtung hin- und herbewegliche Trägerblock 1 wird über einen Zahnriemen, der auf zwei Rollen 8a und Sb läuft, von einem anderen Schrittmotor 7 angetrieben. Die Typenscheibe 4 ist in etwa sternförmig gestaltet und weist eine Anzahl flexibler Zungen 9 auf, die in ihrem freien Endbereich jeweils als Type ein Schriftzeichen tragen. Der Druckvorgang erfolgt derart, daß die Typenscheibe 4 so gedreht wird, daß der Finger 9, welcher mit dem zu druckenden Schriftzeichen bestückt ist, in der Druckposition steht. Der Anschlag der Type erfolgt durch einen Hammer 10, welcher von einem Solenoid Il betätigt wird. Der Hammer 10 und das Solenoid Il sind auf dem Trägerblock 1 befestigt. Beim Drucken schlägt der Hammer 10 auf den flexiblen Finger 9 und drückt diesen kurzzeitig auf die Papierbahn 1.2, welche auf einer Walze 13 aufliegt. Zur Feststellung der jeweiligen Motorstellung bzw. der zurückgelegten Bewegungsstrecke und der Motorgeschwindigkeit ist die Impulsgeberscheibe 5 vorgesehen, die auf der Welle des Schrittmotors 3 befestigt ist. Diese ist zweckmäßigerweise als Zahnscheibe ausgebildet, die entweder auf einen optischen oder einen magnetischen Impulsgeber 39 einwirkt. Bewegt sich die Impulsgeberscheibe 5 an der Spitze eines Dauermagneten vorbei, dann bewirkt jeder Zahn dieser Impulsgeberscheibe 5, daß in der Spule des Impulsgebers 39 ein Spannungsimpuls induziert wird, welcher als Rückkopplungssignal für die Steuerungsschaltung zur Verfügung steht.

In der in Fig. 1 abgebildeten Druckeinrichtung dreht der Schrittmotor 3 die Typenscheibe 4, jeweils gesteuert von dem flexiblen Steuerungssystem in der kürzest möglichen Zeit in die gewünschte Druckstellung, in welcher die Typenscheibe 4 eine kurze Zeit stillsteht. Während dieser Zeit erfolgt der Hammerschlag für den Druckvorgang des in der Druckposition eingestellten Schriftzeichens. Nach dem Druck dieses Zeichens dreht der Schrittmotor 3 die Typenscheibe 4 um einen bestimmten Winkel, dessen Größe von dem nächsten zu druckenden Schriftzeichen abhängig ist. Die Steuerungsschaltung für den Schrittmotor 3 ist so ausgelegt, daß das nächste zu druckende Zeichen in der kürzest möglichen Bewegungsstrecke in die Druckstellung gedreht wird. Auch im ungünstigstei Betriebsfall wird der Drehwinkel der Typenscheibe <■ deshalb niemals mehr als 180° betragen. Während dei jeweiligen Einstellung der Typenscheibe 4 auf die je weilige Druckposition und während des Druckvor ganges bewegt der zweite Schrittmotor 7 den Trägerblock 1 gleichmäßig weiter in Zeilenrichtung in einei solchen Geschwindigkeit, die es dem ersten Schritt motor 3 erlaubt, auch im ungünstigsten Betriebsfal bei der größten Bewegungsstrecke das jeweils benötigte Schriftzeichen der Typenscheibe 4 auf die Druckposition einzustellen.

Zur Erzielung einer großen Druckleistung mit vielen Anschlägen je Zeiteinheit wird gefordert, daß dei die Typenscheibe 4 in die Druckstellung drehend« Schrittmotor 3 die jeweilige Zeicheneinsteilung in dei kürzest möglichen Zeit ausführt. Während einer solchen Bewegungsstrecke, die verschieden groß seir kann, wird der Schrittmotor 3 von seiner Ausgangs stellung bis zu seiner neuen Zielstellung zuerst vor einer maximal möglichen Anzahl von aufeinanderfolgenden Beschleunigungssignalen gesteuert. Darar schließt sich eine Folge von Verzögerungssignalen an um eine maximale Bremsung des Schrittmotors au; eine vorbestimmte niedrige Geschwindigkeit zu erzielen. Anschließend erfolgt mit dieser niedrigen Ge schwindigkeit ein kurzer Lauf des Schrittmotors in dei sogenannten Einlaufphase, an deren Ende dei Schrittmotor gestoppt wird. Da die Bewegungsstrekken zur Einstellung der Typenscheibe 4 auf die zi druckenden Schriftzeichen verschieden groß sind, is auch die Anzahl der Beschleunigungsimpulse, welch« auf den Schrittmotor einwirken, dementsprechenc verschieden groß. Weil jedoch Änderungen in dei Speisespannung, der Temperatur und der Reibung de! Schrittmotors oder andere Einflüsse der Motorbela stungdie Betriebszustände beeinflussen, ist die vorbe stimmte Anzahl M von Beschleunigungssignalen entweder zu groß oder zu klein.

Das Diagramm der Fig. 2 zeigt die Steuerungs- unc Geschwindigkeitscharakteristik eines Schrittmo tors 3, welcher zum Antrieb einer Typenscheibe * dient. In diesem Diagramm, das den Geschwindig keitsverlauf des Schrittmotors 3 in Verbindung mi dem Antriebssystem in Abhängigkeit von der Zeit füi eine gewählte Bewegungsstrecke zeigt, sind in durch gehend gezeichnenten Kurven zwei verschiedene Be triebszustände (J und s) dargestellt.

Die mit / bezeichnete Kurve zeigt ein Betriebsver-

ι halten des Schrittmotors 3, bei dem dieser sehr schnei auf eine relativ große Geschwindigkeit beschleunig wird. Anschließend wird der Schrittmotor relath langsam auf eine vorbestimmte niedere Geschwindigkeit abgebremst. Diese mit / bezeichnete Geschwindigkeitskurve entspricht einem Betriebsfall, bei den beispielsweise die Reibung im Antriebssystem offen sichtlich gering ist. Die andere, mit einem s bezeich nete Geschwindigkeitskurve zeigt eine langsame Be schleunigung des Schrittmotors, wobei sich ein<

ι kleinere Geschwindigkeit ergibt als beim zuerst er wähnten Ausführungsbeispiel. Bei der mit s bezeich neten Geschwindigkeitskurve erfolgt im Anschluß ai die Beschleunigung des Schrittmotors eine stärkt Bremsung, welche darauf zurückzuführen ist, daß die

ses Antriebssystem durch eine relativ große Reibunj beansprucht wird. Wenn der Schrittmotors Λ Schritte ausführt, damit sich die Typenscheibe 4 un eine bestimmte Bewegungsstrecke dreht, welche an

Anfang und am Ende durch zwei verschiedene Schriftzeichen begrenzt wird, dann unterteilt sich diese Bewegungsstrecke in verschiedene Antriebsphasen. Die erste Phase der Rotation der Typenscheibe 4 besteht aus einem Maximum der möglichen Beschleunigung des Antriebes. Die Antriebssteuerung erfolgt in einem geschlossenen Schleifenbetrieb. Der Schrittmotor wird im Anlauf gesteuert von M Beschleunigungsschritten, wobei M eine Funktion von N ist und generell etwas größer ist als ^Nl_r Diese Beschleunigungsphase des Schrittmotors 3 bzw. der Typenscheibe 4 ist in der Fig. 2 durch die mit OA bezeichneten Kurvenstücke dargestellt.

Die zweite Phase einer Bcwegungsstrcckc des Schrittmotors 3 zur Drehung der Typenrcheibe 4 ist der maximal möglichen Bremsung zugeordnet, welche ebenfalls in einem geschlossenen Schleifenbetrieb erfolgt. In dieser Bremsphase, welche durch die mit A und B bezeichneten Kurvenstücke der Fig. 2 dargestellt ist, wird der Schrittmotor 3 auf eine vorgegebene niedrige Geschwindigkeit verzögert. Während der Motorbremsung werden die Zeitintervalle zwischen den einzelnen Motorschritten überwacht und mit Taktsignalen, welche Bezugswerte darstellen, verglichen. Wenn ein solches Zeitintervall des Schrittmotors eine vorgegebene Länge aufweist, weiche der zeitlichen Länge eines Taktimpulses entspricht, endet die Bremsung des Schrittmotors 3. An den Bremsvorgang schließt sich unmittelbar die dritte Bewegungsphase des Schrittmotors bzw. des Antriebs in der Bewegungsstrecke an, in welcher sich dieser mit einer konstanten niedrigen Geschwindigkeit V so lange bewegt, bis die Schrittzahl JV-2 oder wenn möglich N-\ erreicht ist. Diese dritte Bewegungsphase ist in der Fig. 2 aus den Kurvenstücken ersichtlich, welche mit BC bezeichnet sind. Am Ende der dritten Bewegungsphase steht der Schrittmotor in der Nähe der Zielstellung und kann im folgenden Stop-Vorgang, welcher der vierten Bewegungsphase entspricht, ohne Pendelbewegungen in die Zielstellung einlaufen. In der vierten Bewegungsphase, die dem Stop des Schrittmotors zugeordnet ist, wird dieser von seiner niedrigen Geschwindigkeit V bis nach O gebremst, wobei er zwei, oder sogar nur noch einen gedämpften Vorwärtsschritt macht, so daß Pendelschwingungen vermieden werden. Diese vierte Bewegungsphase ist in der Fig. 2 durch die mit CD bezeichneten Kurvenstücke dargestellt.

Die dritte Bewegungsphase, welche dem Lauf des Schrittmotors mit konstant niedriger Geschwindigkeit zugeordnet ist und die den Kurvenstücken BC entspricht, kann sehr zeitraubend sein, wenn die in der ersten Bewegungsphase erreichte Motorgeschwindigkeit A niedrig ist und die zweite Bewegungsphase, welche der Bremsung des Schrittmotors entspricht, eine große Verzögerung aufweist, wie dies aus der Kurve s der Fig. 2 zu ersehen ist. Die dritte Bewegungsphase Ba-Cs ist ziemlich lang, weil die zweite Bewegungsphase, die der Bremsung des Schrittmotors entspricht und die durch die Fläche As-Bs Bs'As' dargestellt wird, relativ schmal ist. Die zeitliche Länge, in der die Bremsung im Zeitbereich As' bis Bs' erfolgt, ist kurz. Demzufolge muß sich in der dritten Bewegungsphase die Typenscheibe 4 mit niedriger Geschwindigkeit um eine entsprechend längere Strecke Bs'—Cs in Vorwärtsrichtung bewegen, um in die Zielstellung zu gelangen. Oder in anderen Worten ausgedrückt: Die Fläche Bs-Cs, Cs'-Bs' der dritten Bewe-

gungsphase muß den Ausgleich für die Bremsfläche As-Bs Bs'-As' der zweiten Bewegungsphase bringen. Bei diesen Zuständen ist es vorteilhafter, daß die Anzahl der Beschleunigungssignale M erhöht wird und daß die Umschaltung von der Beschleunigungsphase zur Bremsphase bei der höheren Geschwindigkeit erfolgt, welche in der Kurve durch ein A" bezeichnet ist. Dadurch ergibt sich eine kürzere dritte Bewegungsphase, in welcher der Schrittmotor mit niederer Geschwindigkeit läuft. Diese kürzere Strecke ist durch die beiden Endpunkte Y und Z in der Fig. 2 dargestellt. Durch die längere Beschleunigung des Schrittmotors bis zum Punkt X wird die von der Geschwindigkeitskurve s begrenzte P.äche OXYZZ' etwa gleich groß wie die Fläche OAfBfCfCf der Kurve /. Die Laufzeit für die Bewegungsstrecke bzw. die Drehung der Typenscheibe 4 wurde dadurch verkürzt, weil der größte Teil der Bewegungsstrecke bei hoher Geschwindigkeit durchlaufen wurde.

Die Bewegung der Typenscheibe 4 wird gesteuert, indem auf den Schrittmotor 3 eine bestimmte Anzahl M Beschleunigungssignale einwirkt, die zu der gesamten Anzahl der Motorschritte, die der Schrittmotor benötigt, um in die Zielposition zu gelangen, ein bestimmtes Verhältnis aufweisen. Da der Antrieb, wie bereits vorstehend erwähnt wurde, infolge der verschiedenen Einflüsse z. B. Reibung, Temperatur usw. in seinen Betriebszuständen schwanken kann, ist die genannte Anzahl M Beschleunigungssignale in den meisten Betriebsfällen nicht korrekt. Um diese Schwankungen zu berücksichtigen, wird die Anzahl der im Normalfall gebräuchlichen Beschleunigungssignale M durch ein Korrekturignal Mc modifiziert, d. h. es wird eine Anzahl von Beschleunigungssignalen den normalen Beschleunigungssignalen M hinzugefügt. Diese zusätzlichen Beschleunigungsimpulse werden von einem Speicher bei Bedarf geliefert, so daß für jede Bewegungsstrecke den jeweiligen Betriebszuständen entsprechend die richtige maximale Anzahl von Beschleunigungsimpulsen für den Motor zur Verfügung steht. Für jede der möglichen Bewegungsstrecken wird die Basis-Anzahl der Beschleunigungssignale M immer kleiner gewählt als die maximale Anzahl, so daß sich ein breiter Spielraum für die Korrektur bzw. Anpassung an die Betriebszustände ergibt, der von den zusätzlichen Beschleunigungssignalen Mc ausgefüllt wird.

In der Praxis ist es zweckmäßig, die Vielfalt der möglichen Bewegungsstrecken in Gruppen zu unterteilen, wobei jeder Gruppe eine bestimmte Anzahl von Zeichenabständen zugeordnet ist. So kann beispielsweise die Typenscheibe 4, wenn diese 120 Zeichen aufweist, in sieben Abstands- bzw. Bewegungsgruppen unterteilt sein. Von der jeweiligen Ausgangsposition ausgehend, sind der ersten Gruppe beispielsweise die Zeichenabstände zwischen 0-6 zugeordnet; die zweite Gruppe umfaßt die Zeichenabstände bzw. Bewegungsstrecken 7-12, die dritte Gruppe die Abstände 13-20, die vierte Gruppe ist für die Zeichenabstände 21—30 zuständig. Bei den folgenden Gruppen erweitert sich der Abstandsbereich jeweils um zehn Zeichen. Der ersten Gruppe, welche die kurzen Bewegungsstrecken oder die Abstände 0-6 zwischen den Zeichen für jede Bewegungsrichtung vorwärts oder rückwärts zugeordnet sind und die sich auf die jeweilige Ausgangsposition beziehen, benötigen keine Korrektur der Beschleunigungssignale M, weil bei diesen kurzen Bewegungsstrecken die Typenscheibe

schneller auf die Zielposition eingestellt ist, als sich der Typenblock 1 in Zeilenrichtung zur nächsten Druckstelle bewegt. Obwohl die Korrektur der Basis-Anzahl der Beschleunigungssignale M errechnet werden kann unter Zugrundelegung des wirklichen > Wertes vom Abstand Bs-Cs gemäß Fig. 2, ergibt sich eine vereinfachte Steuermöglichkeit durch eine Spezifizierung der kalkulierten Korrektur, die für einer. Betriebszyklus entweder 0, +1 oder — 1 ist.

Das Diagramm Fig. 3 ist der vierten Bewegungs- n> phase des Antriebs zugeordnet und zeigt die Anzahl der erforderlichen Motorschritte, welche man benötigt, um den Schrittmotor in die Zielstellung zu führen, nachdem der Schrittmotor am Ende der dritten Betriebsphase angelangt ist, in welcher er eine niedrige ι "> Geschwindigkeit aufweist. Die Fig. 3 zeigt in der Ordinate die Anzahl der erforderlichen Schritte, um den Schrittmotor in die Zielstellung zu drehen in Abhängigkeit von der Gruppen-Unterteilung der vorstehend erläuterten Bewegungsstrecken, die den Zeichenab- -'" ständen zwischen zwei Druckpositionen entsprechen. Die untere durchgezogene treppenförmige Kurve α ist eine Grenze, die den verschiedenen Gruppen 1 bis 7 zugeordnet ist und sie gibt an, wieviel Schritte in der Stop-Phase der Schrittmotor ausführen muß, um -»> ins Ziel zu gelangen, ausgehend von der niedrigen Geschwindigkeit am Ende der dritten Bewegungsphase des Antriebs. Die unterbrochen gezeichnete Kurve b definiert den Verstärkungseffekt und den Streubereich der niedrigen Geschwindigkeit am Ende der Be- mi wegungsphase. Der vorstehend erwähnte Verstärkungseffekt ergibt sich in gewissen Betriebsfällen, wenn durch Addition eines Korrektursignals Mc, das etwas zu stark ist, eine Ergänzung durch ein entsprechendes Bremssignal zweckmäßig wäre, um die ge- r> wünschte mittlere niedrige Geschwindigkeit in der dritten Betriebsphase zu bekommen. Die richtige Korrektur durch die Korrektursignale Mc ist durch die folgend erwähnten Zustände definierbar: Wenn bei der niedrigen Geschwindigkeit V die Zahl der er- -in forderlichen Schritte kleiner ist als die Zahl, welche durch die Kurve α für jede Gruppe der Bewegungsstrecken definiert ist, dann sollte eine Korrektur der Beschleunigungssignale erfolgen, die deren Anzahl entsprechend verringert, d. h. die Korrektur sollte mi- 4 -. nus ein Beschleunigungsimpuls betragen. Wenn die Zahl der Motorschritte bei der niedrigen Geschwindigkeit größer ist als die Werte, die der Grenzkurve C der Fig. 3 zugeordnet sind, sollte die Korrektur plus ein Beschleunigungssignal betragen. Für Motor- w schritte, welche im niedrigen Geschwindigkeitsbereich zwischen den Kurven α und c der Fig. 3 liegen, ist keine Änderung bzw. Korrektur der Anzahl von Beschleunigungssignalen erforderlich.

Das Schaltbild, F i g. 4, zeigt ein Beispiel einer Steu- v, erschaltung eines anpassungsfähigen Steuerungssystems, um einen Schrittmotor an verschiedene Betriebsbedingungen anzupassen, wenn die kürzeste mögliche Laufzeit für die verschiedenen Bewegungsstrecken bei pendelungsfreier Stillsetzung des Schritt- _h< > motors in der Zielstellung erreicht werden soll. In diesem Schaltbild ist der Schaltungsteil, welcher oberhalb der unterbrochen gezeichneten Trennlinie liegt, der Erzeugung von vorbestimmten Steuerdaten zugeordnet, während der untere Schaltungsteil für die Kor- _b-> rektur der Steuerungsdaten zuständig ist und entsprechend veränderbare Steuerdaten liefert, welche die Betriebszustände des Antriebssystems berücksichtigen. Diese änderbaren Steuerdaten werden den vorbestimmten Steuerdaten als Korrektur hinzugefügt, um ein anpassungsfähiges Steuerungssystem für den Antrieb zu erhalten, welches sich den jeweiligen Betriebszuständen anpaßt. Wenn sich die Typenscheibe 4 von einer beliebigen Ausgangsstellung in eine der vielen möglichen Zielstellungen bewegen soll, denen jeweils eine binäre Kennzahl zur Identifizierung zugeordnet ist, wird die jeweilige Länge der Bewegungsstrecke bzw. deren Winkel und die kürzeste Bewegungsrichtung in einer Vorgabeschaltung 20 aus den Identifizierungsdaten berechnet. Diese Vorgabeschaltung 20 bestimmt für jede der gewählten Bewegungsstrecken erstens die Zahl der erforderlichen Motorschritte und zweitens die Drehrichtung, weiche zweckmäßig ist, um die neue Zielstellung in kürzester Zeit zu erreichen.

Solche Vorgabeschaltungen 20 sind bekannt. Ein Beispiel ist in der Fig. S dargestellt und wird nachstehend kurz erläutert. Die beiden Kennzahlen der Ausgangsstellung Pp und der nächsten Zielstellung Pn werden in einem Addierer 21 kombiniert, wobei das Vorzeichen der Ausgangsstellung Pp vor der Addition geändert wurde. Das Vorzeichen gibt die Richtung der neuen Zielstellung an. Die Änderung des Vorzeichens erlaubt, daß in der Vorgabeschaltung 20 einfache Addier-Schaltkreise zur Durchführung der Subtraktion verwendet werden können. Bei der Annahme, daß beispielsweise die Typenscheibe 120 Schriftzeichen aufweist, ist es zweckmäßig, daß der Schrittmotor die Typenscheibe auf der kürzest möglichen Bewegungsstrecke in die Druckstellung für das nächste zu druckende Schriftzeichen dreht. Nach der Addition von Pp und Pn wird das erhaltene Ergebnis zu einem Decodierer 22 übertragen, der aus diesem Ergebnis Steuerdaten für die Größe der Bewegungsstrecke und die Drehrichtung des Schrittmotors bildet. Wenn zwischen Pp und Pn eine Differenz besteht, die im Bereich zwischen —60 Schritten und +60 Schritten liegt, dann wird das Steuersignal und das Vorzeichen für die folgende Motorbewegung direkt durch ein mehradriges Kabel zur ODER-Schaltung 23 übertragen. Ist jedoch die Differenz kleiner als — 60, dann werden zu dieser Differenz 120 Einheiten hinzu addiert, so daß letztlich der Schrittmotor ein Steuersignal empfängt, das diesen in Gegenrichtung dreht, wobei er eine Bewegung ausführt, die kleiner ist als eine halbe Umdrehung der Typenscheibe 4. Das Ausgangssignal vom Addierer 24a gelangt ebenfalls zu einem Eingang der ODER-Schaltung 23. Erkennt der Decodierer 22, daß die Differenz größer ist als + 60, dann wird diese Differenz in einer Subtraktionsschaltungs 24b von einem Wert 120 Einheiten abgezogen und ein Steuersignal gebildet, das auf ähnliche Weise, wie bereits erwähnt, die zweckmäßigste Bewegungsrichtung für den Schrittmotor bzw. die Typenscheibe bestimmt, um die kürzeste Bewegungsstrecke zu erhalten. Auch dieses Steuersignal gelangt auf einen Eingang der ODER-Schaltung 23, welche mit einem zweiten Detektor 25 verbunden ist, der aus diesen von der ODER-Schaltung 23 gelieferten Steuersignalen ausgangsseitig jeweils ein Kommandosignal für die Drehrichtung des Motors und ein Erregersignal liefert, das proportional zur Größe der Bewegungsstrecke des Schrittmotors bzw. der Typenscheibe ist.

Bei der folgenden Beschreibung, welche unter Bezugnahme auf das Schaltbild Fig. 4 fortgesetzt wird, ist angenommen, daß für eine Drehrichtung des

Schrittmotors im Rechtsdrehsinn ein positives Vorzeichen zuständig ist und daß ein negatives Vorzeichen einem Linksdrehsinn des Schrittmotors entspricht. Die bekannte Vorgabeschaltung 20 liefen somit an ihrem Ausgang Steuersignale, welche den Drehsinn des Schrittmotors und die Anzahl der auszuführenden Motorschritte für eine bestimmte Bewegungsstiecke bestimmen. Das die Drehrichtung des Schrittmotors bestimmende Steuersignal gelangt direkt zum Motortreiber 26. Die errechnete Anzahl N der erforderlichen Motorschritte für eine Bewegungsstrecke wird zu einer Subtraktions-Schaltung 27 geliefert, in welcher N um zwei Schritte reduziert wird. Das Ergebnis der erforderlichen Motorschritte N-2 wird in einem Stop-Zähler 28 gespeichert, welcher folgend als erster Zähier bezeichnet wird. Die Gesamt-Anzahl Λ' der erforderlichen Motorschritte für eine Bewegungsstrecke wird auch in eine Beschleunigungsschaltung

29 eingegeben, die in Abhängigkeit von N die Basis-Anzahl der Beschleunigungssignale M festlegt. Aus dem Schaltungsblock 29 wird die Anzahl von M Beschleunigungssignalen entnommen, die Motorschritten zugeordnet sind, welche den Schrittmotor aus seiner Ausgangsstellung in die neue Zielstellung in Vorwärtsdrehrichtung beschleunigen. Der Schaltungsblock 29 ist aus den Schaltungsanordnungen für Datenverarbeitungsanlagen bekannt und er liefert die erforderliche Anzahl von M Beschleunigungssignalen für den Schrittmotor. Wie bereits erwähnt wurde, steht die Anzahl der Basis-Beschleunigungssignale M in einem bestimmten Verhältnis zur Gesamtzahl der Bewegungsschritte N. Wenn der Beschleunigungs-Schaltungsblock 29 adressiert wird, liefert er die Beschleunigungssignale M, die wiederum auf einen Korrektur-Speicher 30 einwirken, der in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Antriebes die erforderliche Anzahl von Korrektur-Beschleunigungssignalen Mc zu M addiert. Zu diesem Zeitpunkt wird angenommen, daß der Beschleunigungs-Korrekturspeicher 30 ein Korrektursignal Mc enthält, welches zum Wert M addiert wird. Wird der Wert M zuerst im Beschleunigungs-Block 29 gespeichert, dann ist es zweckmäßig, daß dieser Wert von M kleiner gewählt wird als die erforderliche Anzahl von Beschleunigungsschritten für eine bestimmte Bewegungsstrecke. Dadurch sind im Beschleunigungs-Korrekturspeicher

30 einfachere Schaltkreise verwendbar und es wird sichergestellt, daß alle dem Korrektursignal Mc entsprechenden Werte in diesem Beschleunigungs-Korrekturspeicher 30 positiv sind. Die Gesamtzahl der modifizierten Beschleunigungssignale, welche Motorschritten entsprechen und welche aus den Werten von M und Mc durch Addition gebildet wurden, werden in den zweiten Zähler 31 eingegeben.

Der Schrittmotor 3 wird durch ein nichtdargestelltes Kommandosignal gestartet, das zu der Zeit erscheint, wenn die nächste Druckposition als neue Zielstellung, dargestellt durch eine binäre Kennziffer in die Vorgabeschaltung 20, eingegeben wird. Wenn die Steuerdaten für das nächste zu druckende Zeichen auf die Vorgabeschaltung 20 einwirken, bestimmt dieser Schaltungsblock die Drehrichtung des Motors und die Größe der Bewegungsstrecke, d. h. die Anzahl der erforderlichen Motorschritte.. Diese Informationen über die Größe der Bewegungsstrecke bzw. die Größe des Abstandes werden als Signal auch in einen Schaltungsblock eingegeben, welcher als Gruppen-Einstellkreis 51 bezeichnet ist. Dieser enthält ausgangsseitig eine ODER-Schaltung, die ein Startsignal liefert, wenn der Wert N für die notwendigen Motorschritte im Bereich der Gruppen 2 bis 7 liegt. Dieses Startsignal erscheint auf der Leitung 33 und schaltet zwei parallel geschaltete monostabile Kippschalter 34 und 35 ein. Das Ausgangssignal von der monostabilen Kippschaltung 34 gelangt über eine ODER-Schaltung 36 und eine ODER-Schaltung 32a zum Motortreiber 26, der daraufhin den Schrittmotor in Vorwärtsrichtung bewegt. Die monostabile Kippschaltung 35 erzeugt über eine Umkehrstufe 37 ein Signal, das eine monostabile Kippschaltung 38 einschaltet, deren Ausgangssignal über die beiden ODER-Schaltungen 36 und 32« ebenfalls zum Motortreiber 26 gelangt. Durch diese Schaltungsanordnung werden aus dem Startsignal zwei Erregerimpulse für den Motortreiber 26 abgeleitet, von denen der erste als Startimpuls und der zweite als Beschleunigungsimpuls dient.

Wenn N einem Wert entspricht, der zur Gruppe 1 gehört, dann ist es nicht erforderlich, die Korrekturschaltung für die anpassungsfähige Steuereinrichtung einzuschalten. Bei Bewegungsstrecken, die zur Gruppe GR-I zählen, kann auf gewöhnliche Weise, wie bisher üblich, die Motorsteuerung für kurze Strekken erfolgen. Bei kurzen Bewegungsstrecken, welche zur Gruppe 1 gehören, wird der zugeordnete Schaltungsblock 32 eingeschaltet, wenn von der Gruppendecodierschaltung 50 ein der Gruppe 1 entsprechendes Signal und gleichzeitig ein Abstandssignal N von der Recheneinheit 20 auf den Schaltungsblock 32 einwirken, dann liefert dieser über die ODER-Schaltung 32a direkt ein Startsignal zum Motortreiber 26.

Wie bereits erwähnt wurde, ist auf der Welle des Schrittmotors 3 außer dem Typenrad 4 auch eine Impulsgeberscheibe 5 eines Stellungsgebers 39 befestigt. Der Stellungsgeber 39 liefert die Rückkopplungssignale an die Steuerschaltung. Die Impulsgeberscheibe 5 ist so ausgelegt und angeordnet, daß der

ι Stellungsgeber 39 während der Motorbewegung bei jedem Motorschritt ein Rückkopplungssignal erzeugt. Wenn sich der Schrittmotor bewegt, werden die vom Stellungsgeber 39 erzeugten Rückkopplungssignale auf jeweils einen Eingang des ersten Zählers 28 und

, des zweiten Zählers 31 gegeben, und sie veranlassen in diesen beiden Zählern eine Rückwärts-Zählung in Richtung zum Nullwert, solange sich der Schrittmotor dreht. Diese Rückkopplungssignale bewirken außerdem auch, daß die Steuereinrichtung an den Motor-

i treiber 26 zum Lauf des Schrittmotors über eine bestimmte Bewegungsstrecke für jeden Motorschritt die aufeinanderfolgenden, den Schrittmotor in Vorwärtsrichtung treibenden Erregerimpulse liefert. Zu diesem Zweck liegen die Rückkopplungsimpulse an dem ei-

i nen Eingang einer UND-Schaltung 40 an. Zu dem Eingang dieser UND-Schaltung 40 wird ein von der Umkehrstufe 60 abgeleitetes Signal übertragen, solange der erste Zähler 28 nicht die Null-Stellung erreicht. Dies bedeutet, die UND-Schaltung 40 ist, so-

i lange kein Stop-Signal vorhanden ist, leitend und sie überträgt die Rückkopplungssignale auf einen Eingang einer UND-Schaltung 41, die leitend ist, wenn an dem anderen Eingang dieser UND-Schaltung 41 kein Brems-Signal anliegt, welches vom zweiten Zäh-

i ler 31 geliefert wird. Ein derartiges Brems-Signal wird vom zweiten Zähler 31 nur in dessen Null-Stellung erzeugt, d. h. erst nachdem das erste Beschleunigungssignal von der Gesamtzahl der an diesem zwei-

ten Zähler 31 eingestellten Beschleurdgungssignale M + Mc den Motor In der ersten Bewegungsphase beschleunigte. Liegt dieses Brems-Signal nicht an der monostabilen Kippschaltung 42 an, dann erzeugt die mit dieser verbundene Umkehrstufe 43 ein Ausgangssignal, das die UND-Schaltung 41 in den Leitzustand schaltet, wodurch die Rückkopplungssignale durch die UND-Schaltung 41, die ODER-Schaltungen 36 und 32a zum Motortreiber 26 gelangen. Nachdem in der ersten Bewegungsphase des Schrittmotors die für diese Bewegungsstrecke spezifizierte Gesamtzahl der Beschleunigungssignale M + Mc auf den Schrittmotor einwirkte, steht am Ende dieses Beschleunigungsvorgangs der zweite Zähler 31 auf Null und er erzeugt ein Brems-Signal, das an der monostabilen Kippschaltung 42 anliegt. Das Bremssignal schaltet kurzzeitig die monostabile Kippschaltung 42 ein, die daraufhin ein Ausgangssignal erzeugt, dessen seitliche Länge so gewählt ist, daß die Umkehrstufe 43 über eine Zeitspanne, die zwei Rückkopplungssignalen entspricht, die UND-Schaltung 41 sperrt. Durch die Blockierung von zwei Rückkopplungssignalen wird erreicht, daß sich der Phasenwinkel von den folgend angelegten Schrittimpulsen des Schrittmotors ändert. Nach dem Ende des Ausgangsimpulses von der monostabilen Kippschaltung 42 wird die UND-Schaltung 41 wieder leitend und die Rückkopplungssignale, welche über diese UND-Schaltung 41 zum Motortreiber 26 gelangen, wirken in einer anderen Phasenlage auf den Schrittmotor ein. Dieser Phasenwinkel ist so gewählt, daß der Schrittmotor gebremst wird und langsamer läuft.

Vorstehend wurde kurz erläutert, daß zur Änderung der Phasenlage eine kurzzeitige Blockierung in der Lieferung von Rückkopplungssignalen vorgenommen wurde und diese Blockierung durch die Einschaltung der monostabilen Kippschaltung 42 erreicht wurde. Diese kurzzeitige Blockierung der den Motor erregenden Signale kann außer mit der monostabilen Kippschaltung 42 auch durch andere Schaltungseinrichtungen, z. B. durch Triggerschaltungen, erfolgen. Die nach der Blockierung auf den Treiber 26 bzw. den Motor 3 einwirkenden Schrittimpulse bewirken aufgrund der geänderten Phasenlage, eine weitere Bremsung der Motorgeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert. Gleichzeitig vermindern diese bremsenden Rückkopplungssignale auch den Zählwert im ersten Zähler 28.

Wenn der zweite Zähler 31 am Ende der ersten Bewegungsphase das Bremssignal liefert, dann gelangt dieses auch zu einem Geschwindigkeitsdetektor 44, welcher für die niedrige Geschwindigkeit des Schrittmotors am Ende der zweiten Bewegungsphase des Schrittmotors, die der Bremszeit des Motors entspricht, zuständig ist. Dieser Gechwindigkeitsdetektor 44 überwacht die Motorgeschwindigkeit während der Bremsphase, und er fühlt die Zeitdauer ab, welche der Schrittmotor benötigt, um die vorbestimmte niedrige Geschwindigkeit zu erreichen. Der Geschwindigkeitsdetektor 44 dient zur Überwachung der niedrigen Geschwindigkeit und zur Bestimmung der Bremszeit und er wirkt als Torschalter für zeitgenaue Taktsignale, welche an einem Eingang des Geschwindigkeitsdetektors 44 anliegen. Sobald am Ende der Beschleunigungsphase des Schrittmotors, bzw. dem Beginn der Bremsphase, das vom zweiten Zähler 31 erzeugte Bremssignal am Geschwindigkeitsdetektor 44 anliegt, ist dieser für die Taktsignale durchlässig.

Diese Taktsignale gelangen zu einem internen Additioriszähler, der von der Ausgangsstellung© beginnend, die Taktsignale addiert. Dieser Additionszähler wird von jedem Rückkopplungssignal, das vom Stel- > lungsgeber 39 geliefert wird, auf Null zurückgestellt. Durch diese Zählweise wird die Zeitdauer der Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rückkopplungssignalen gemessen. Durch die Fixierung des Additionszählers auf einen vorgegebenen Grenzwert,

i» welcher der niedrigen Soll-Geschwindigkeit entspricht, ist auf der Leitung 45 ein Signal erhältlich, wenn die Rückkopplungssignale selten erscheinen. Das vom Geschwindigkeitsdetektor 44 erzeugte Signal schaltet eine monostabile Kippschaltung 46 ein,

ι "> welche dazu dient, einen zusätzlichen Impuls für den Motortreiber 26 zu erzeugen, wenn die vorbestimmte niedrige Geschwindigkeit am Ende der Bremsphase erreicht ist. Dieser zusätzliche Inipuls dient dazu, die Phasenlage der Rückkopplungssignaie in bezug zur

2» Motorerregung zu ändern, so daß sich der Schrittmotor mit einer konstanten niedrigen Geschwindigkeit weiter bewegt. Der Schrittmotor führt mit dieser niedrigen Geschwindigkeit noch so lange Vorwärtsschritte aus, bis der erste Zähler 28 den Zählwert 0

:. aufweist und daraufhin das Stop-Signal erzeugt. Der Geschwindigkeitsdetektor 44 kann auf eine gewünschte niedrige Geschwindigkeit so eingestellt werden, daß kurz nach diesem Grenzwert der erste Zähler 28 das Stop-Signal liefert.

ίο Das auf der Leitung 4S erscheinende Steuersignal, welches dem Soll-Wert der niedrigen Motorgeschwindigkeit zugeordnet ist und das vom Geschwindigkeitsdetektor 44 geliefert wird, dient zur Steuerung des zusätzlichen Schaltungsteiles im Schaltbild der Fig. 4,

ι. welcher unterhalb des Trennstriches dargestellt ist und zur flexiblen Anpassung des Steuerungssystems an die jeweiligen Betriebszustände vorgesehen ist. Dieses auf der Leitung 45 erscheinende, der niedrigen Geschwindigkeit zugeordnete Steuersignal, liegt auch an

4» einem Eingang einer UND-Schaltung 47 und bereitet dadurch diese vor. Am zweiten Eingang dieser UND-Schaltung 47 liegt ein zweites Steuersignal an, das von einer Umkehrstufe 48 geliefert wird, wenn kein Stop-Signal vom ersten Zähler 28 vorhanden ist.

ι ■ Am dritten Eingang dieser UND-Schaltung 47 liegen die vom Stellungsgeber 39 erzeugten Rückkopplungssignale an, und diese gelangen durch die UND-Schaltung 47 zu einem dritten Zähler 49, wenn die beiden anderen die UND-Schaltung 47 vorbereitenden Si-

1(1 gnale vom Geschwindigkeitsdetektor 44 und der Umkehrstufe 48 vorhanden sind, welche in der dritten Bewegungsphase des Motors erscheinen. Die in dieser dritten Bewegungsphase des Motors erscheinender Rückkopplungssignale gelangen zum dritten Zähler

-,-ι 49, der diese Rückkopplungssignale so lange addiert, bis der erste das Stop-Signal erzeugt, worauf die Umkehrstufe 48 die UND-Schaltung 47 sperrt. Der im dritten Zähler 49 angesammelte Zählbetrag entsprich) einem der Schrittwerte, welche im Diagramm det

ho Fig. 3 den einzelnen Gruppen der Bewegungsstrekken zuerkannt ist. Das vom ersten Zähler 28 erzeugte Stop-Signal liegt auch an einer UND-Schaltung 54 an die leitend wird und die Übertragung von anliegender zeitgenauen Taktsignalen ermöglicht, welche zum

h-. dritten Zähler 49 gelangen und dessen Zählwert taktweise vermindern. Der Zählwert im dritten Zähler 4S wird durch die Einwirkung der Taktsignale ausgelesen, wobei die Zählsignale über eine durchgeschaltetc

UND-Schaltung 55 jeweils zu einer von verschiedenen Vergleichsschaltungen 53-2 bis 53-7 gelangen. Die Öffnungszeit der mit den Vergleichsschaltungen 53-2 verbundenen UND-Schaltung 55 entspricht dem Gruppensignal der Gruppen-Decodierschaltung 50, die zur gleichen Zeit eingeschaltet ist.

Wie bereits bei der Kurzbeschreibung der Vorgabeschaltung 20 im Schaltbild der Fig. 4 erklärt wurde, welcher die Gesamtschrittzahl N der erforderlichen Motorschritte für eine Bewegungsstrecke bestimmt, wird dieser Schrittwert N auch zur Gruppen-Decodierschaltung 50 übertragen, der bestimmt, zu welcher Gruppe dieser Schrittwert N gehört. Nach der Decodierung bzw. Zuordnung des Schrittwertes N ist einer der Gruppen-Einstellkreise 51-2 bis 51-7 eingeschaltet. Diese Gruppen-Einstellkreise 51-2 bis 51-7, welche zur Einstellung des Korrekturfaktors für die Gesamtzahl der Beschleunigungssignale des Motors dienen, sind im unteren Teil des Schaltbildes Fig. 4 dargestellt und durch eine unterbrochene Begrenzungslinie zusammengefaßt. Die Einstellung einer der Gruppen-Einstellkreise 51-2 bis 51-7 bewirkt, daß in einer solchen Schaltungsanordnung je ein Schaltkreis 52a für einen oberen Grenzwert und ein zweiter Schaltkreis 52b für einen unteren Grenzwert eingeschaltet werden. Jeder dieser Grenzwertschaltkreise 52α, 52b gibt die Grenze für die Anzahl der Beschleunigungssignale an, bei deren Überschreitung eine Korrektur in der Anzahl der Beschleunigungssignale erforderlich ist. Im Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert ist es nicht notwendig, eine Korrektur in der Anzahl der berechneten Beschleunigungssignal vorzunehmen. Nachdem der dritte Zähler 49 schrittweise durch Rückwärtszählung seinen Null-Wert erreicht hat, wobei die Zählwerte in die Vergleichsschaltung 53 übertragen wurden, erzeugt der dritte Zähler 49 in seiner Null-Stellung ein Ausgangssignal, das jeweils an einem Eingang der beiden UND-Schaltungen 56 und 57 in den Einitellkreisen 51-2 bis 51-7 anliegt. Durch dieses Null-Signal vom dritten Zähler 49 werden die beiden UND-Schaltungen 56 und 57 leitend, wodurch die Ausgangssignale vom Grenzwertschaltkreis 52a für den oberen Grenzwert und vom Grenzwertschaltkreis 52b für den unteren Grenzwert durch diese beiden UND-Schaltungen 56,57 in die Vergleichsschaltung 53 gelangen zwecks Vergleich, in Übereinstimmung mit den Grenzen, wie sie in dem Diagramm der Fig. 3 dargestellt sind. Aufgrund dieses Vergleiches erfolgt im Beschleunigungs-Korrekturspeicher 30 eine Korrektur der Anzahl der Beschleunigungssignale für den Motor entweder um plus ein Beschleunigungssignal oder um minus ein Beschleunigungssignal. Dieser Korrekturvorgang wird anhand des speziellen Prinzipschaltbildes Fig. 6 noch ausführlicher beschrieben. Dieser neue Wert für die Gesamtzahl der Beschleunigungssignale wird beim nächsten folgenden Kommandosignal für den Schrittmotor verwendet, wenn die errechnete Gesamtschrittzahl N des Motors wieder in die gleiche Gruppe der Bewegungsstrecke fällt, welche soeben korrigiert wurde.

Die Änderung der Gesamtzahl der Beschleunigungsschritte erfolgt im Beschleunigungs-Korrekturspeicher 30 nacheinander in Einzelschritten, um zu vermeiden, daß eine Überkorrektur bei den von der Normalcharakteristik abweichenden Betricbszuständen auftritt. Außerdem ermöglicht diese Art der Kor-ΓϋΚΪίϊΓ uiC

kreisen.

Wenn während der Drehung des Motors vom Stellungsgeber 39 eine entsprechende Anzahl von Rückkopplungssignalen auf den ersten Zähler 28 einwirken und dieser in seiner Null-Stellung das Stop-Signal erzeugt, bewirkt dieses über die Umkehrstufe 48 eine kurzzeitige Blockierung der UND-Schaltung 47 sowie eine Sperrung der UND-Schaltung 40 durch die Umkehrstufe 60, wie dies bereits vorstehend erwähnt wurde. Das Stop-Signal bewirkt außerdem, daß der monostabile Kippschalter 61 einen Impuls erzeugt, der eine erste zeitliche Verzögerung verursacht, um den Phasenwinkel für die Motorsteuerimpulse zu ändern. Wenn der vom monostabilen Kippschalter 61 erzeugte Impuls endet, erzeugt er an der in Reihe liegenden Umkehrstufe 62 ein Signal, das einen monostabilen Kippschalter 63 anstößt, welcher daraufhin einen ersten Stop-Impuls erzeugt. Dieser Stop-Impuls gelangt über die beiden ODER-Schaltungen 36 und 32a zum Motortreiber 26. Dieser in der monostabilen Kippschaltung 63 erzeugte Impuls liegt auch an einer Umkehrstufe 64 an, dessen Ausgangssignal eine monostabile Kippschaltung 65 einschaltet, die ein zweites verzögertes Stop-Signal abgibt, nach dessen Ende durch ein Signal einer Umkehrstufe 66 eine andere monostabile Kippschaltung 67 eingeschaltet wird. Diese monostabile Kippschaltung 67 erzeugt den letzten Erregungsimpuls für den Schrittmotor, um diesen in seiner Zielstellung festzuhalten.

Das Prinzipschaltbild Fig. 6 zeigt die Schaltungsanordnung des Beschleunigungs-Korrekturspeichers 30, der dazu dient, die Korrekturwerte Mc für die Beschleunigungssignale festzuhalten, welche zu der Basiszahl M der Beschleunigungssignale addiert werden. Der Bcschleunigungs-Korrekturspeicher 30 enthält Zähler 30-2 bis 30-7, wobei jeweils ein Zähler einer Gruppe von Motorschritten bzw. Bewegungsstrecken zugeordnet ist. Durch Übertragung eines Signals entweder zu Plus- oder Minus-Eingangsleitungen dieser Zähler erhöht oder vermindert sich der Zählwert des zugeordneten Zählers 30-2 bis 30-7 in Übereinstimmung mit dem Vergleichssignal, welches von der Vergleichsschaltung 53 (Fig. 4) für diese Gruppe geliefert wird. Wenn auf ein Kommandosignal hin der Schrittmotor von einer beliebigen Ausgangsstellung zu einer neuen Zielposition sich bewegen soll, bewirkt ein Anzeigesignal für die Zahl N, die der Gesamtzahl der Motorschritte für die Bewegungsstrecke entspricht, ein Signal an den Ausgangsleitungen des Gruppeneinstellkreises 51 (Fig. 4). Dieses Signal auf der Ausgangsleitung bereitet von den UND-Schaltungen 70-2 bis 70-7 die zu dieser Gruppe zugeordnete UND-Schaltung vor, so daß, sobald auf der Leitung 71 zur bestimmten Zeit das Torsignal erscheint, die angesteuerte UND-Schaltung ein Signal überträgt. Dadurch wird ein Korrektursignal Mc für die Beschleunigungssignale vom zugeordneten Beschleunigungs-Korrekturspeicher 30-2 bis 30-7 durch die UND-Schaltung (70-2 bis 70-7) und die ODER-Schaltung 72 in den Abnahmezähler 73 übertragen. Der Basiswert M für die Beschleunigungssignale gelangt durch die UND-Schaltung 74 zum Zuwachszähler 75. Bei einer UND-Schaltung 76 liegen an einem Eingang die in stetiger Folge erscheinenden Taktsignale an, während am anderen Eingang dieser UND-Schaltung 76 das durch die Umkehrstufe 77 invertierte Ausgangssignal vom Abnahmczählcr 73 anliegt. ε,,ΐο,ΛΓ.« jjj>j. Abnahmc^ählcr 7* nicht auf den Zähl-

wert 0 eingestellt ist, überträgt die UND-Schaltung 76 die Taktimpulse zu beiden Zählern 73 und 75. Sobald der Abnahmezähler 73 den Null-Wert erreicht, bewirkt sein Ausgangssignal eine Sperrung der UND-Schaltung 76 durch ein Signal der Umkehrstufe 77. Andererseits bewirkt das Null-Ausgangssignal des Abnahmezählers 73, daß die UND-Schaltung 78 zur Signalübertragung vorbereitet wird. Zur Basiszahl M der Beschleunigungssignale für den Schrittmotor, welche in den Zuwachszähler 75 eingegeben wurden, wird nun durch die Übertragung des Korrektursignals Mc vom Abnahmezähler 73 in der UND-Schaltung 78 die resultierende Summe der Beschleunigungssignale M + Mc gebildet, welche vom Ausgang dieser UND-Schaltung78 in den zweiten Zähler 31 eingegeben wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Steuerschaltung für einen Schrittmotor, durch den ein angetriebenes Element in kürzestmöglicher Zeit bei beliebigen Betriebsverhältnissen über Bewegungsstrecken verschiedener Länge pendelungsfrei in eine Zielstellung führbar ist, bestehend aus

- einer Vorgabeschaltung, die für jede Bewegungsstrecke die günstigste Drehrichtung des Motors bestimmt und die an einem ersten Zähler die für eine gesamte Bewegungsstrecke erforderliche Anzahl N von Motorschritten einstellt,

- an einem zweiten Zähler die bei normalen Betriebsverhältnissen zweckmäßigste Anzahl M von Motor-Beschleunigungsschritten einstellt,

- einer durch ein Startsignal einschaltbaren Beschleunigungsschaltung zur Erzeugung mittels eines Motortreibers von M Erregerimpulsen einer ersten Phasenlage zur Beschleunigung des Motors vom Stillstand auf eine hohe Geschwindigkeit längs einer ersten Bewegungsteilstrecke,

- einer am Ende der ersten Bewegungsteilstrecke durch ein Signal vom zweiten Zähler einschaltbaren Bremsschaltung zur Erzeugung mittels des Motortreibers von Erregerimpulsen einer zweiten Phasenlage längs einer zweiten Bewegungsteilstrecke, in der sich die Motorgeschwindigkeit verringert,

- einem Geschwindigkeitsdetektor, der bei einer vorbestimmten niedrigen Motor-Geschwindigkeit mit einem ersten Signal die Bremsschaltung ausschaltet und mit einem zweiten Signal eine Stoppschaltung zur Erzeugung mittels des Motortreibers von Erregerimpulsen einer dritten Phasenlage einschaltet, durch die sich der Motor längs einer dritten Bewegungsteilstrecke mit der vorgegebenen niedrigen Geschwindigkeit bis in die Nähe der Zielstellung bewegt und der erste Zähler ein Stopp-Steuersignal für die Stoppschaltung erzeugt, die wenigstens mittels des Motortreibers einen letzten Erregerimpuls zur Stillsetzung des Motors liefert,

- einem vom Motor oder der Antriebseinrichtung angetriebenen Stellungsgeber zur Erzeugung von Rückkopplungssignalen, die jeden ausgeführten Motorschritt vom Zählerinhalt des ersten und zweiten Zählers subtrahieren und die im geschlossenen Schleifenbetrieb den Beschleunigungs-, Brems- und Stoppschaltungen zuführbar sind zur Bildung der Erregerimpulse der ersten, zweiten und dritten Phasenlage, wobei die Anzahl der Erregerimpulse der dritten Phasenlage dem im ersten Zähler enthaltenen Rest der vorgegebenen Gesamtzahl N der auszuführenden Motorschritte entspricht,

- einer Korrektureinrichtung zur Bildung von Korrektursignalen in Abhängigkeit eines Vergleichs zwischen dem von einer Fühlschaltung ermittelten Ist-Wert und dem Soll-Wert des Betriebszustandes,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Fühlschaltung einen dritten Zähler (49) enthält zur Erfassung der durch die Rückkopplungssignale eingegebenen Anzahl von Motorschritten bei niedriger Geschwindigkeit während der Stop-Phase,

b) eine durch das Stop-Steuersignal des ersten Zählers (28) einschaltbare Übertragungsschaltung (Umkehrstufe 48, UND-Schaltung 54) den Zählwert des dritten Zählers (49) an eine Vergleichsschaltung (53) überträgt,

c) eine eingangsseitig an den Ausgang der Vorgabeschaltung (20) angeschlossene Gruppen-Decodierschaltung (50) mit einer Anzahl von Gruppeneinstellkreisen (51-2 bis 51-7) vorgesehen ist, von denen jeweils einer in Abhängigkeit der durch die Länge der jeweiligen Bewegungsstrecke vorgegebenen Gesamtzahl /V der erforderlichen Motorschritte einschaltbar ist,

d) die Gruppeneinstellkreise (51-2, 51-7) wenigstens einen Grenzwertschaltkreis (52a, 52f>) für die obere und/oder untere Grenze der für jede Gruppe beim normalen Betriebszustand zulässigen Anzahl von Motorschritten niedriger Geschwindigkeit in der Stoppphase aufweisen,

e) die Vergleichsschaltung (53) bei einer Überschreitung des Grenzwertes ein der Abweichung entsprechendes Korrektur-Signal (Mc) an einen ausgangsseitig mit dem Einstell-Anschluß des zweiten Zählers (31) verbundenen Beschleunigungs-Korrekturspeicher (30) liefert, der das Korrektur-Signal (Mc) bis zur Ankunft eines Startsignals für eine dem gleichen Gruppeneinstellkreis (50, 51) zugeordnete Bewegungsstrecke (0-c) des Motors speichert und daraufhin an dem zweiten Zähler (31) eine entsprechend geänderte Anzahl von Motor-Beschleunigungsschritten einstellt.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Eingang einer ersten UND-Schaltung (40) mit dem Rückkopplungssignale liefernden Stellungsgeber (39) verbunden ist, und daß der Ausgang des ersten Zählers (28) über eine erste Umkehrstufe (60) mit dem zweiten Eingang der ersten UND-Schaltung verbunden ist, ein erster Eingang einer zweiten UND-Schaltung (41), die in Reihe zu der ersten UND-Schaltung (40) liegt, über eine zweite Umkehrstufe (43) und eine erste monostabile Kippschaltung (42) mit dem Ausgang des zweiten Zählers (31) verbunden ist, der erste und der zweite Zähler (28, 31) durch Rückkopplungssignale des Stellungsgebers rückstellbar sind, aus den Nullstellungen des ersten und des zweiten Zählers (28, 31) Ausgangssignale ableitbar sind.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vom zweiten Zähler (31) in der Nullstellung abgeleitete Ausgangssignal die erste monostabile Kippschaltung (42) einschaltet, deren Ausgangssignal die zweite UND-Schaltung (41) sperrt.

4. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Nullstellung des zweiten Zählers (31) von diesem ableitbare Ausgangssignal einen Geschwindigkeitsdetektor (44) einschaltet, dem Takt- und

Rückkopplungssignale des Impulsgebers (39) zuleitbar sind, vom Geschwindigkeitsdetektor (44) ein Ausgangssignal ableitbar ist, Cas den dritten Zähler (49) und eine monosUibüe Kippschaltung (46) einschaltet, deren Ausgangssignal den Motor-Treiber (26) steuert.

5. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Geschwindigkeitsdetektors (44) mit einem ersten Eingang einer dritten UND-Schaltung (47) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit dem Stellungsgeber (39) und dessen dritter Eingang über eine dritte Umkehrstufe (48) mit dem Ausgang des zweiten Zählers (28) verbunden sind, und Seren Ausgang mit einem ersten Eingang des dritten Zählers (49) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang einer vierten UND-Schaltung (54) verbunden ist, zu deren erstem Ausgang ein Ausgangssignal des ersten Zählers (28) und zu deren zweitem Eingang Taktsignale übertragbar sind.

6. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Gruppen-Decodierschaltung (50) mit den Eingängen von zwei monostabilen Kippschaltungen (34, 35) verbunden sind, von deren Ausgängen Ste jersignale zu einem Eingang des Motortreibers (26) übertragbar sind.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungs-Korrekturspeicher (30) Zähler (30-2 bis 30-7) enthält, deren Eingänge mit Ausgängen der Vergleichsschaltung (53) verbunden sind, die Ausgänge der Zähler über weitere UND-Schaltungen (70-2 bis 70-7) mit Eingängen eines Abnahmezählers (73) verbunden sind, deren Ausgang mit einem ersten Eingang einer fünften UND-Schaltung (78) verbunden ist, die zusätzliche Eingänge aufweist, die mit Ausgängen eines Zuwachszählers (75) verbunden sind, dessen Eingänge durch Ausgangssignale (N) der Vorgabeschaltung (20) steuerbar sind, der Ausgang des Abnahmezählers (73) über eine vierte Umkehrstufe (77) mit einem ersten Eingang einer sechsten UND-Schaltung (76) verbunden ist, deren zweiter Eingang durch Taktsignale steuerbar ist, und deren Ausgang mit Eingängen des Abnahmezählers (73) und des Zuwachszählers (75) verbunden ist, die Ausgangssignale des Abnahmezählers (73) und des Zuwachszählers (75) über die mit diesen verbundene fünfte UND-Schaltung (78) zu dem Eingang des zweiten Zählers (31) übertragba. ist.