CN1152732A - 脉冲电动机原点检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了在用脉冲电动机驱动负载变动较大的装置时，即使负载发生了变化，也能正确地检测脉冲电动机的停止位置的脉冲电动机原点检测方法和装置。若闩锁电路的输出反转，可动元件位于固定传感器的检测区域内，则判定该位置即为原点，若可动元件不在检测区域内，则反向转动脉冲电动机，若该过程中固定传感器的输出有变化，则判定停止位置为原点，若无变化，则判定再次正转后停止的位置为原点。

Description

脉冲电动机原点检 测方法及装置

本发明涉及检测脉冲电动机转动角原点位置用的脉冲电动机原点检测方法，以及使用该检测方法的脉冲电动机原点检测装置。

为了能高精度地确定脉冲电动机驱动装置的停止位置，市售的脉冲电动机通常均附设有被称为旋转编码器的、指示脉冲电动机转动位置用的组件。这种旋转编码器在脉冲电动机的输出轴(转动轴)转动一圈的过程中，连续地发出转动角度信号，从而可用其检测脉冲电动机输出轴的转动位置。然而，旋转编码器不具有检测输出轴原点位置的功能。因此，在旋转编码器上要附加一个在输出轴转动一圈的过程中当经过预定的原点位置时，可输出一个脉冲的原点检测传感器。

原点检测传感器按大的类别区分，有采用光学传感器的类型和采用磁传感器的类型。图6示出了装有采用光学传感器式原点检测传感器的脉冲电动机的一个例子。在脉冲电动机1的输出轴2的后端部，同心安装有传感器盘3，且传感器盘3与输出轴2同时转动。在该传感器盘3预定的特定位置(通常在盘3的周边部附近)处，形成有一个狭缝，将其作为可动元件4。将可检测透射过该可动元件4的狭缝的光的光透射型传感器作为固定传感器5，并将其固定配置在可检测透过可动元件4的光的预定位置处。

对于采用具有上述构成的光学传感器的原点检测传感器，在驱动脉冲电动机1使输出轴2转动时，传感器盘3同时转动，并带动可动元件4转动，故输出轴2每转动一圈，可动元件4即在固定传感器5的位置处通过一次。也就是在固定传感器5的检测区域5A上通过一次。每当可动元件4通过固定传感器5的检测区域5A时，固定传感器5将检测到透过可动元件4的光，并由固定传感器5输出脉冲状的检测信号。该固定传感器5发出检测信号的时间点与可动元件4的位置相对应，所以若将该可动元件4的位置设定为原点，便可以由固定传感器5输出的检测信号检测出脉冲电动机1的转动方向的原点。若采用磁传感器作为原点检测传感器，则可用具有N-S极的永久磁铁作为可动元件，用霍尔元件等等的磁敏元件作为固定传感器。

对于具有上述构成的原点检测传感器，若将固定传感器5安装在与可动元件4的停止位置相一致的位置处，则如图7A所示，在检测可动元件4时，即进行原点检测时，光会通过可动元件4透射到固定传感器5，所以固定传感器5将如图7B所示，输出连续的，比如说为逻辑“1”的原点检测信号PJ。对于磁性传感器，当可动元件相对磁敏元件停止时，同样可连续获得逻辑“1”的原点检测信号。

然而，由于脉冲电动机1步进转动角度Δθ较小，所以非常难以使可动元件4的停止位置与固定传感器5的固定位置相吻合。而且，即使在无负载状态已使固定传感器5的固定位置与可动元件4的停止位置相一致，在挂上机械负载时，该负载将会使停止位置偏移，从而使停止状态下的固定传感器5的位置与可动元件4的位置不再一致。

这样，由于通常情况下可动元件4的停止位置和固定传感器5的固定位置大多不一致，因此如图8A所示，可动元件4的停止位置大多为脉冲电动机1一个步长的转动角度范围之中的某一位置。因此由固定传感器5输出的可动元件检测信号如图8B所示，将变为每当可动元件4通过固定传感器5的检测区域5A时获得脉宽窄小的脉冲信号PP。这样，在过去是要将该脉冲信号PP送入闩锁电路，由该脉冲信号PP翻转闩锁电路的输出，以获得如图8C所示的连续的原点检测信号PJ。

然而，若采用闩锁电路还会产生下述缺陷。即如图9所示，脉冲电动机1会因负载作用越过停止位置后再返回停止，即产生过冲量OB，并在停止位置前后振动而逐步停止。这样，当可动元件4仅由于过冲量OB而将光透射至固定传感器5，或是向其施加磁场，然后又返回停止位置时，该过冲量OB将使固定传感器5输出脉宽窄小的脉冲信号PP，进而触发闩锁电路使输出反转，在转动角位置θ₀处输出连续的原点检测信号PJ。

在另一方面，即使是同一装置，由于负载变化等原因而使过冲量OB变化，比如说使过冲量OB变小时，虽然在如图9所示的转动角位置θ₀处，固定传感器5不会输出脉宽窄小的脉冲信号PP，而不会使闩锁电路的输出反转，但如图10所示，固定传感器5会在与图9中位置不同的转动角位置θ1处，输出脉宽窄小的脉冲信号PP，进而输出连续的原点检测信号PJ。因此，即使是同一装置，也会产生测出的原点位置不同这一重大缺陷。而且如图11所示，若过冲量OB大于脉冲电动机两步长的转动角度范围时，还存在有检测出的原点位置ST与实际的原点位置相距两个步长以上的问题。

本发明的第一个目的是要提供一种在利用闩锁电路检测脉冲电动机原点时，即使脉冲电动机的停止位置因过冲量而变化，也可将通常预定的转动角度位置定为原点的方法。

本发明的第二个目的是要提供一种利用闩锁电路产生连续原点检测信号的脉冲电动机原点检测装置，且为即使脉冲电动机的停止位置因过冲量而变动时，也可以将通常预定的转动角位置定为原点的、采用了上述脉冲电动机原点检测方法的脉冲电动机原点检测装置。

本发明的第三个目的是要提供一种即使在脉冲电动机的停止位置处的过冲量大于两个步长，也能将通常预定的转动角位置规定为正规原点的脉冲电动机原点检测方法。

本发明的第四个目的是要提供一种即使在脉冲电动机停止位置处的过冲量大于两个步长，也能将通常预定的转动角位置规定为正视原点的、采用了上述脉冲电动机原点检测方法的脉冲电动机原点检测装置。

本发明的第一个方面是提供了一种脉冲电动机的原点检测方法，它是一种使用安装在脉冲电动机转动输出轴上的位置检测用可动元件，输出检测到该可动元件通过的检测信号的固定传感器，以及可由上述固定传感器的检测信号触发而使输出反转的闩锁电路，检测上述脉冲电动机转动输出轴转动角位置原点的脉冲电动机原点检测方法，其特征在于，在上述固定传感器输出检测信号后上述脉冲电动机停止时，若上述固定传感器不再输出检测信号，则向上述脉冲电动机施加反向转动上述脉冲电动机的反向脉冲，用该反向脉冲使上述脉冲电动机反向转动，当上述固定传感器再次输出检测信号时，判定反向转动停止的位置为标准原点，当施加上述反向脉冲使上述脉冲电动机反向转动，而上述固定传感器并未再次输出检测信号时，施加使上述脉冲电动机再次向正转方向转动的正向脉冲，并使其正转一个脉冲，然后判定该停止位置为标准原点。

本发明的第二个方面是提供一种脉冲电动机原点检测装置，它具有装在脉冲电动机转动输出轴上的位置检测用可动元件；输出检测到该可动元件通过的检测信号的固定传感器；在脉冲电动机的正向转动状态下，可由上述固定传感器的检测信号驱动而使输出反转的闩锁电路；在该闩锁电路的输出处于反转状态时，可停止上述脉冲电动机正向转动的停止控制组件；当因用该停止控制组件停止上述脉冲电动机，而使随之停止的上述可动元件的停止位置与上述固定传感器位置不一致时，产生使脉冲电动机按预定量反向转动的反转脉冲的反转脉冲发生器；在由该反转脉冲发生器的反转脉冲使脉冲电动机反向转动的状态下，若上述固定传感器未产生检测信号，则再次向上述脉冲电动机施加正转脉冲的正转脉冲发生器；当上述闩锁电路的输出反转、上述停止控制组件使上述脉冲电动机处于停止状态且上述固定传感器输出检测信号时，判定该停止位置为原点位置，在上述脉冲电动机处于停止状态而上述固定传感器未输出检测信号的情况下，当用上述反转脉冲发生器的反转脉冲使上述脉冲电动机反转而使上述固定传感器输出检测信号时，判定该反向转动后的停止位置为原点位置，而当上述脉冲电动机反向转动且上述固定传感器未输出检测信号时，判定由上述正转脉冲发生器的正转脉冲使上述脉冲电动机正转后的停止位置为原点位置用的控制器。

若采用上述第一方面的原点检测方法及第二个方面的原点检测装置，则当脉冲电动机因转动输出轴动作而产生过冲时，不论是由该过冲检测原点位置的场合，还是由步进式转动状态检测该原点位置的场合，均可以判定同一步进位置为原点位置。因此，若采用本发明，则无论是否存在负载变化、脉冲电动机转动输出轴动作产生了过冲，还是未产生过冲，均可以将负载停止位置正确地规定为同一位置。

本发明的第三个方面是提供了一种脉冲电动机的原点检测方法，它是一种使用安装在脉冲电动机转动输出轴上的位置检测用可动元件，输出检测到该可动元件通过的检测信号的固定传感器，以及可由上述固定传感器的检测信号触发而使输出反转的闩锁电路，检测上述脉冲电动机转动输出轴的转动角位置原点的脉冲电动机原点检测方法，其特征在于，当进行供给正转脉冲使脉冲电动机正向转动，在转动中上述可动元件通过上述固定传感器位置时使上述固定传感器输出检测信号，用该检测信号使上述闩锁电路的输出反转，并检测该闩锁电路的反转动作而停止脉冲电动机的控制时，若上述可动元件的位置与上述固定传感器的位置不一致时，反向转动使脉冲电动机的转动角位置到达不受过冲影响的退避位置，再由该退避位置转向脉冲电动机正转方向上的转动角位置，并使该正向转动的步进次数比上述反向转动的步进次数多一次，重复进行向上述退避位置的反向转动和比反向转动的步数多一个步的正向转动，直到上述脉冲电动机反向转动到退避位置并由上述固定传感器输出检测信号时为止。

本发明的第四个方面是提供一种脉冲电动机的原点检测装置，它具有：装在脉冲电动机转动输出轴上的位置检测用可动元件；可输出检测到该可动元件通过的检测信号的固定传感器；在脉冲电动机的正向转动状态下，受上述固定传感器的检测信号驱动而使输出反转的闩锁电路；在该闩锁电路输出处于反转状态时，停止上述脉冲电动机正向转动的停止控制组件；当用该停止控制组件停止上述脉冲电动机，而使随之停止的上述可动元件的停止位置与上述固定传感器位置不一致时，向脉冲电动机施加使脉冲电动机的转动角位置反向转动N个步长，直至达到不受过冲影响的退避位置的反转脉冲的反转脉冲发生器；当该反转脉冲发生器的反转脉冲使脉冲电动机的转动角位置反向转动至上述退避位置而上述固定传感器未输出检测信号时，向上述脉冲电动机施加比上述反向转动步长数N多一个步的步长数的正向转动的正转脉冲的正转脉冲发生器；以及在上述闩锁电路的输出反转、上述停止控制组件使上述脉冲电动机处于停止状态而上述固定传感器输出检测信号时，判定该停止位置为原点位置，而当上述脉冲电动机处于停止状态且上述固定传感器和上述可动元件的位置不一致时，由上述反转脉冲发生器产生的上述反转脉冲使上述脉冲电动机反向转动N个步长，使上述脉冲电动机的转动角位置返回至上述退避位置，同时在反向转动且上述固定传感器输出检测信号时，判定该反向转动后由上述退避位置起的正向转动N-1个步长的停止位置为原点位置，而当进行上述反向转动且上述固定传感器未输出检测信号时，向上述反转脉冲发生器施加产生反转脉冲的指令用的控制器。

若采用上述第三方面的原点检测方法和第四方面的原点检测装置，即使过冲量为脉冲电动机的若干个步长，也能够检测出作为原点位置的预定脉冲电动机的转动角位置。

图1A和图1B为说明本发明的脉冲电动机原点检测方法的第一实施例用的波形图。

图2为说明附加在脉冲电动机上的原点检测传感器的检测动作的波形图。

图3为表示本发明的脉冲电动机原点检测装置的第一实施例的方框图。

图4为说明本发明的脉冲电动机原点检测方法的第二实施例的波形图。

图5为说明构成实施本发明的脉冲电动机原点检测方法的第二实施例用的脉冲电动机原点检测装置中需要程序的一个实例的概要性流程图。

图6为说明装有原点检测传感器的脉冲电动机一个结构实例的部分剖开侧面图。

图7为说明用原有的脉冲电动机原点检测方法检测脉冲电动机原点的动作的一个实例用的波形图。

图8为说明用原有的脉冲电动机原点检测方法检测脉冲电动机原点的动作的另一个实例用的、与图7相类似的波形图。

图9为说明原有的脉冲电动机原点检测方法的缺点的一个实例用的波形图。

图10为说明原有的脉冲电动机原点检测方法的缺点的另一实例用的与图9相类似的波形图。

图11为说明原有的脉冲电动机原点检测方法的缺点的再一个实例用的波形图。

下面参考附图详细地说明本发明的最佳实施例。

首先参考图1和图2说明本发明的脉冲电动机原点检测方法的第一实施例。图1A和图1B为表示构成第一实施例的脉冲电动机原点检测方法特征的动作状态的波形图，图2为表示对于参考图6所说明的附加有原点检测传感器的脉冲电动机1来说，在传感器盘3的可动元件4的停止位置与固定传感器5的设置位置相一致的情况下，该脉冲电动机1原点检测动作的状态的波形图。在可动元件4的停止位置和固定传感器5的设置位置相一致时，由参考图7所作的说明可知，即使用原有的技术也能正常动作。

如图2所示，对于可动元件4的停止位置和固定传感器5的设置位置相一致的脉冲电动机而言，脉冲电动机1在停止位置的过冲，首先由固定传感器5检测过冲的正转方向部分透射光，输出脉宽窄小的脉冲信号PP。然后由固定传感器5检测过冲的反转方向部分透射光，输出脉宽窄小的脉冲信号PP。最后，在过冲结束时固定传感器5将检测到连续的透射光，固定传感器5的输出为连续的逻辑1(H)的检测信号。因此，闩锁电路的输出，在过冲的正转方向部分反转，在过冲的反转方向部分再次反转，而且由于在过冲结束时产生反转，所以可由闩锁电路获得如图2所示的、在一个较短的脉冲后的连续的逻辑H的输出。因此对于这种情况，可判定脉冲电动机1停止时的步进位置为原点位置。

与此相对的是，对于在其可动元件4的停止位置和固定传感器5的位置处于不一致状态下的脉冲电动机，即使脉冲电动机的停止位置位于固定传感器5的检测区域5A之前的同一位置处，由于过冲量大小的不同，会使固定传感器5输出的检测信号不同，所以要检测脉冲电动机1转动角的原点位置ST是相当困难的。下面参考图1A和图1B，对这种情况进行说明。

图1A示出了在固定传感器5的检测区域5A之前脉冲电动机1第4次步进停止位置处的过冲量较大的例子。对于这种情况，首先由固定传感器5检测到过冲的正转方向部分透射光，输出脉宽窄小的脉冲信号PP。随后由固定传感器5检测到过冲的反转方向部分透射光，输出脉宽窄小的脉冲信号PP。然后在过冲结束时，固定传感器5检测不到透射光，故固定传感器5不输出检测信号。因此，由于闩锁电路的输出在过冲的正转方向部分处反转，在过冲的反转方向部分处再次反转，所以由闩锁电路输出的是如图1A所示的一个短短的脉冲。这样，可能会将原点位置ST判定为脉冲电动机1停止转动的检测区域5A之前的步进位置。

图1B示出了在固定传感器5的检测区域5A之前的脉冲电动机1的第4次步进停止位置处的过冲量较小，而在下一次步进即第5次步进的停止位置处的过冲量较大时的例子。对于这种情况，在脉冲电动机1停止转动的检测区域5A之前的步进4的位置处，固定传感器5检测不到透射光，所以固定传感器5根本不会输出检测信号。因此难以判定第4次步进的停止位置是否为原点位置ST。然而，在下一次即第5次步进的停止位置处的过冲量较大，故首先在过冲的正转方向部分固定传感器5会检测透射光，输出脉宽窄小的脉冲信号PP。随后在过冲的反转方向部分固定传感器5亦会检测到透射光，输出脉宽窄小的脉冲信号PP。然后，在过冲的下一正转方向部分处固定传感器5会检测到透射光，输出脉宽窄小的脉冲信号PP。在过冲结束时，固定传感器5检测不到透射光，故固定传感器5不输出检测信号。因此，由于闩锁电路的输出在过冲的正转方向部分处反转，在过冲的反转方向部分处再度反转，然后在过冲的下一正转方向部分处又一次反转，所以闩锁电路的输出为一个较短的脉冲，随后为逻辑H的连续检测信号输出。由于该逻辑H的连续检测信号与原点检测信号PJ相同，所以往往会将脉冲电动机停止转动的第5次步进位置，判定为原点位置ST。

如图1A和图1B所示，本发明的第一实施例是在闩锁电路的输出反转而为逻辑H，而固定传感器5的检测信号在过冲结束时为逻辑O(L)的情况下，向脉冲电动机1施加一个使脉冲电动机反向转动的反转脉冲。当供给该反向脉冲而使脉冲电动机1沿反转方向转动一个步长时，在图1A所示的例子中，固定传感器5也不会输出检测信号，即固定传感器5的输出无变化。在固定传感器5的输出无变化时，再向脉冲电动机施加一个再次沿正转方向转动的正转脉冲，从而可以判定原点位置ST为脉冲电动机正转一个步长后停止的步进位置。

在图1B所示的例子中，当脉冲电动机供给反转脉冲使其沿反转方向转动一个步长时，固定传感器5会检测到可动元件4的通过，且固定传感器5会输出脉宽窄小的脉冲信号PP。即固定传感器5的检测信号会产生变化。在固定传感器5的输出有变化时，可判定原点位置ST为在反转脉冲作用下向反转方向转动了一个步长后的停止步进位置。

这样，如果采用本发明第一实施例的原点检测方法，则不论是在图1A所示的脉冲电动机检测区域5A之前由于第4次步进的停止位置处的过冲使闩锁电路的输出反转，还是在图1B所示的脉冲电动机第5次步进的转动中使闩锁电路的输出反转，均可以将同一步进位置4判定为原点位置ST。因此，对于在可动元件4的停止位置和固定传感器5的位置不相一致的状态下制造出的脉冲电动机，无论是由于负载较轻而使过冲量较大，导致闩锁电路的输出在检测区域之前的停止位置处反转，还是由于负载较重而使过冲量较小，导致闩锁电路的输出在通过检测区域的步进转动中反转，均可以将同一步进位置判断为原点位置ST，所以不会使脉冲电动机的停止位置产生偏移。

图3示出了本发明的脉冲电动机原点检测装置的一个实施例。在图3中，由于脉冲电动机1与图6所示的电动机具有相同的构成，所以相应部分用同一标号示出，并略去了相应的说明。

固定传感器5的检测信号输入至闩锁电路6，同时还供给至本发明的原点检测装置10的输入接口11D。闩锁电路6的输出也供给至原点检测装置10的输入接口11D。在该实施例中，原点检测装置10包括控制器11，由该控制器11的输出控制的正转脉冲发生器12和反转脉冲发生器13，以及将该正转脉冲发生器12和反转脉冲发生器13的输出合成并施加至脉冲电动机1的合成电路14。

控制器11可由通常公知的单片式微计算机构成。图示的单片式微计算机由中央运算处理装置11A，暂时存储供给至脉冲电动机1的脉冲数、闩锁电路6的输出状态、固定传感器5有无输出等信息用的RAM 11B，存有控制器11作为原点检测装置的动作程序的ROM 11C，以及输入接口11D，输出接口11E构成。

将固定传感器5的检测信号和闩锁电路6的输出信号输入至上述控制器11的输入接口11D。通常由中央运算处理装置11A监视闩锁电路6和固定传感器5的输出状态。当闩锁电路6的输出反转为，比如说逻辑H(逻辑1)时，停止正转脉冲发生器12的动作以停止产生正转脉冲。与此同时，将固定传感器5的输出状态的逻辑值读入到RAM 11B。该读入的计时时间，应为避开了脉冲电动机1的输出轴2的转动在过冲下振动的时间，即预测输出轴2已停止了运动的时间。如果闩锁电路6的输出保持为逻辑H，且固定传感器5的输出亦为逻辑H，则判定脉冲电动机目前停止的步进位置即为原点位置ST。也就是说，当可动元件4位于固定传感器5的检测区域5A之内时，判定该位置为原点位置。

与此相对的是，尽管闩锁电路6的输出保持为逻辑H，若固定传感器5的输出为逻辑L(逻辑0)时，中央运算处理装置11A通过输出接口11E，向反转脉冲发生器13施加产生一个反转脉冲输出的控制信号。反转脉冲发生器13向脉冲电动机1施加一个反转脉冲，即使输出轴2按一个反向脉冲应转动的量转动。中央运算处理装置11A在发出反转脉冲指令后，监视固定传感器5是否有输出。

若固定传感器5的输出无变化，则如图1A所示，中央运算处理装置11A通过输出接口11E，向正转脉冲发生器12施加输出一个正转脉冲的控制信号，将正转脉冲发生器12产生的正转脉冲施加至脉冲电动机1，即使输出轴2按一个正向脉冲旋转量再次向正转方向转动，并判定停止的步进位置为原点位置ST。与此相对的是，如图1B所示，若施加反向脉冲后固定传感器5的输出产生了变化，则将在该反转脉冲作用下反转后停止的步进位置判定为原点位置ST。

而且，当再次施加一个正转脉冲使脉冲电动机1沿正转方向有一个脉冲量的转动，然后返回至原先的停止位置时，若如图1A所示，在过冲DB作用下，固定传感器5再次产生检测信号，该检测信号使闩锁电路6的输出反转，该反转动作产生了原点位置ST的检测结果，且闩锁电路6维持在该反转状态。

而且如图1A和1B中的虚线所示，其构成也可以是将所产生的两个甚至三个反向脉冲加至脉冲电动机1，使负载更多地向反方向移动，然后再施加正转脉冲，使其停止在标准原点位置ST处。若采用这种使负载较多地向反方向移动，然后施加正向脉冲使之停止在标准原点位置的结构方式，还可以消除后冲的影响。

在图3所示的实施例中，是将闩锁电路6设在原点检测装置10的外部，但也可以使用设在控制器11内的RAM 11B的一部分存储单元，来实施闩锁电路的动作。

图4为说明本发明的脉冲电动机原点检测方法的第二实施例用的波形图。在图4的波形图中，对时间点TA以后的波形略去了台阶状的表示形式，而用一个步长来表示。图中附注的刻度数字表示的是步进的序号。该第二实施例提供了一种即使脉冲电动机1产生的过冲量达到脉冲电动机1的若干次步进的转动量时，也能够检测出作为原点位置的常规转动角位置的脉冲电动机原点检测方法。

具体地说就是，若脉冲电动机1停止位置处的过冲量DB的振幅如图11所示，大于脉冲电动机1一次步进的转动量，比如说与两个步距相当时，采用上述第一实施例中的脉冲电动机原点检测方法，将难于判定相距两个步长以上的步进位置，是否为原点位置。

为此，该第二实施例的脉冲电动机原点检测方法，是每当脉冲电动机1向正转方向转动一个步长时，即检测闩锁电路6的输出是否反转，如果闩锁电路6的输出发生反转，正向脉冲发生器12就不再向脉冲电动机1供给正转脉冲。若举例来说，当设在传感器盘3上的可动元件4的位置，由于过冲量OB而进入固定传感器5的检测区域5A时，固定传感器5将输出检测信号，使闩锁电路6的输出反转。在第二实施例中，一旦闩锁电路6的输出反转，即停止向脉冲电动机1供给正向脉冲，以便停止脉冲电动机1。

然后，在脉冲电动机1的停止状态判定可动元件4的位置是否停止在固定传感器5的检测区域5A内。在该例子中如图4所示，可动元件4由于是过冲量DB而进入至固定传感器5的检测区域5A，所以可动元件4的位置并不停止在固定传感器5的检测区域5A内。因此，此时要进行反向转动控制，直到使脉冲电动机1到达可除去过冲量OB影响的转动角位置A处。此处的反向转动后停止的转动角位置A，在下面称为退避位置A。退避位置A是由该退避位置A起，无论脉冲电动机1沿正向还是沿反向转动，可动元件4的位置均不会在过冲OB的作用下到达固定传感器5的检测区域5A。图4所示的例子，示出的退避位置A为由最初的停止位置反向转动N个步长(例如N＝3)的位置。

在脉冲电动机1的转动角位置返回至退避位置A的状态下，再向正转方向(不管过冲OB如何而进行强制)转动N+1(在该例中，N+1＝4)个步长，停止在N+1个正转步进处。此时若可动元件4的位置仍不位于固定传感器5的检测区域5A内，则再次使脉冲电动机1反向转动N+1个步长，返回至退避位置。若返回退避位置A时固定传感器5的输出无变化，则由退避位置A再次向正转方向转动N+2个步长。

这样，该第二实施例是每当脉冲电动机1的转动角位置返回到退避位置A后再次向正转方向转动时，都在沿该正转方向的转动步进数中增加一次步进。采用这种方式，即使过冲量OB在两个步长以上，也可以使可动元件4的位置逐步位于固定传感器5的检测区域5A附近。对于在可动元件4的停止位置与固定传感器5的检测区域5A不相一致的状态下制造出的脉冲电动机，必然能使可动元件4处于停止在通过了检测区域5A的位置处的状态。

当可动元件4停止在通过了检测区域5A的位置处时，若从该停止位置返回退避位置，可动元件4必然会通过检测区域5A。这时，固定传感器5将检测到透射光，且固定传感器5将输出检测信号。即固定传感器5的输出将发生变化，从而使闩锁电路6的输出反转。这样，当脉冲电动机1再由退避位置A沿正转方向转动时，应转动(N+2)-1个步长，并将该停止位置，确定为脉冲电动机1转动角位置的原点位置ST。

当用这种方式确定原点位置ST时，即使过冲量OB在脉冲电动机1的两个步长的步进转动角以上，检测出的原点位置也必然在距检测区域5A一个步长的范围之内。而且，即使由于负载变化而使过冲量OB发生变化，检测出的原点位置ST也是不变的。

图5是针对为实施图4所述第二实施例的脉冲电动机原点检测方向而设计的原点检测装置的结构，概略性说明原点检测装置动作时所需的一个实际程序的流程图。在图5中，程序步SP1和SP2为构成向脉冲电动机1施加正转脉冲而移动被控制体用的程序。即向脉冲电动机1施加一个正转脉冲，并在每当供给正转脉冲时监视闩锁电路6(参见图3)的输出状态，连续供给正转脉冲，直到闩锁电路6的输出反转时为止。

当在程序步SP2检测到闩锁电路6的输出反转时，进入程序步SP3。程序步SP3在脉冲电动机1的停止位置，判断可动元件(狭缝)4是否位于固定传感器5的检测区域5A内。若可动元件4位于检测区域5A内，则进入程序步SP4，判定该停止位置即为原点位置ST，为了使图面表示简单，在图5中的下面，分别用A表示程序步SP2的判定程序内容，用B表示程序步SP3所进行的判定程序的内容，用C表示程序步SP4中所进行的判定程序的内容。

与此相对的是，若可动元件4不在检测区域5A内，则进入程序步SP5，由反转脉冲发生器13(参见图3)产生可使脉冲电动机1反转到不受过冲影响的退避位置的，比如说为3个的反转脉冲。然后由程序步SP6监视在脉冲电动机1反转运行中固定传感器5的状态是否变化，闩锁电路6的状态是否再次反转。若闩锁电路6的状态反转，则进入程序步SP7，向正转脉冲发生器12(参见图3)发出产生此反转脉冲数3少一个、即两个(3-1＝2)正转脉冲的指令，使脉冲电动机1向正转方向转动两个步长，并由程序步SP8判定该停止位置为原点位置ST。

在另一方面，若在上述脉冲电动机1的反转过程中闩锁电路6的状态未发生变化，则进入程序步SP9。程序步SP9使正转脉冲发生器12产生比产生的反转脉冲个数3多一个即4个(3+1＝4)正转脉冲。程序步SP10监视在四个正转脉冲作用下脉冲电动机1进行正向转动时，固定传感器5的状态是否变化，闩锁电路6的状态是否反转。若检测到闩锁电路6的输出状态出现反转，则进入程序步SP11。程序步SP11判断在脉冲电动机1的停止位置处，可动元件4是否位于检测区域5A内。若可动元件4位于检测区域5A内，则进入程序步SP12，判定该停止位置即为原点位置ST。

与此相对的是，若程序步SP10的检测为闩锁电路6的状态未反转，则进入程序步SP13，向脉冲电动机1施加五个反转脉冲，返回至初始程序。也就是说，在程序步SP9施加了3+1＝4个正转脉冲的条件下，若闩锁电路6的状态未发生反转，则可判定是产生了某种误动作，故返回至初始状态再进。

在另一个方面，若程序步SP11的判定为可动元件4的位置并不在检测区域5A的范围内，则进入程序步SP14，向脉冲电动机1施加可使其到达退避位置的4个(3+1＝4)反转脉冲。在该反转运行中由程序步SP15监视闩锁电路6的状态是否发生变化。若判定在反转运行中闩锁电路6的状态有变化，则进入程序步SP16，该程序步SP16向脉冲电动机1施加比反转脉冲个数4少一个即3个(4-1＝3)正转脉冲，使其向正方向转动三个步长，并由程序步SP17判定该停止位置就是原点位置ST。

与此相对的是，若在上述反转运行中闩锁电路6的状态未反转，则进入程序步SP18，使正转脉冲发生器12产生比反转脉冲数多一个即5个(4+1＝5)正转脉冲，使脉冲电动机1向正转方向转动五个步长。在该正转中由程序步SP19监视闩锁电路6的状态，判断在五次步进的正转过程中闩锁电路6的状态是否反转。若闩锁电路6的状态反转，则进入程序步SP20，若在该停止位置可动元件4位于检测区域5A的范围内，则由程序步SP21判定该停止位置即为原点位置ST。

若程序步SP19发现在脉冲电动机1五次步进的正转过程中，闩锁电路6的状态未反转，则和程序步SP13的情况相类似，判定是产生了某种误动作，故由程序步SP22产生6个反转脉冲，返回至初始程序。

若在程序步SP20中判定可动元件4的位置不在检测区域5A的范围内，则进入程序步SP23，由反转脉冲发生器13产生可使脉冲电动机1再次反向转动至退避位置的5个反转脉冲。在该5个反转脉冲导致的反转运行中，若程序步SP24检测到闩锁电路6的输出状态发生变化，则程序步SP25使正转脉冲发生器12产生比反转脉冲个数少一个即4个(5-1＝4)正转脉冲，并由程序步SP26判定脉冲电动机1在该正转脉冲作用下正转后的停止位置为其原点位置ST。

如果在下面设置类似的控制程序，使脉冲电动机1反复进行返回退避位置的反向转动，以及比反转多一个步进的脉冲电动机1的正转动作，则即使过冲量大到数个步长，也可以将脉冲电动机1的原点位置正确地设定在同一位置处。此处是对过冲量OB为两个步长左右的例子进行说明的，故程序步SP23、SP24、SP25运行的程序实际上已可实现上述目的。

这样，利用将图5所示的程序装入图3所示的ROM 11C中的方式，即可以构成可实施上述第二实施例的原点检测方法的第二实施例的原点检测装置。

如上所述，若采用本发明，即使在由脉冲电动机控制的机械控制系统中，在脉冲电动机停止时会产生过冲，通常也可以检测到作为原点位置的特定转动角位置，并可以使脉冲电动机停止在该原点位置处。特别值得指出的是，若采用第二实施例的原点检测方法，即使过冲量相当于脉冲电动机两个步以上的转动量时，也可以将其停止在标准的原点位置处。而且，即使由于机械负载变化而使过冲量发生了变化，也可以检测出作为原点位置的同一个转动角位置，而不会使脉冲电动机停止的原点位置发生移动。这一点，对于诸如精密度要求高的半导体集成电路设备(IC)的传输装置，IC位置确定装置等，其应用时的效果极明显。

Claims (4)

1、一种脉冲电动机的原点检测方法，使用安装在脉冲电动机转动输出轴上的位置检测用可动元件，输出检测到该可动元件通过的检测信号的固定传感器，以及受上述固定传感器的检测信号触发而使输出反转的闩锁电路，检测上述脉冲电动机转动输出轴的转动角位置的原点，其特征在于，

在上述固定传感器输出检测信号后使上述脉冲电动机停止转动时，若上述固定传感器不再输出检测信号，则向上述脉冲电动机施加使上述脉冲电动机反向转动的反向脉冲，用该反向脉冲使上述脉冲电动机反向转动且当上述固定传感器再次输出检测信号时，判定停止反向转动的位置即为标准原点，当施加上述反向脉冲而使上述脉冲电动机反向转动，且上述固定传感器并未再次输出检测信号时，施加使上述脉冲电动机再次向正转方向转动的正向脉冲，使其正转一个脉冲的量，并判定该停止位置为标准原点。

2、一种脉冲电动机的原点检测装置，其特征在于它具有：

装在脉冲电动机转动输出轴上的位置检测用的可动元件；

可输出检测到该可动元件通过的检测信号的固定传感器；

在脉冲电动机的正向转动状态下，由上述固定传感器的检测信号驱动而使输出反转的闩锁电路；

在该闩锁电路的输出处于反转状态时，可停止上述脉冲电动机正向转动的停止控制组件；

当用该停止控制组件停止上述脉冲电动机，且随之停止的上述可动元件的停止位置与上述固定传感器的位置不一致时，产生使脉冲电动机按预定步进数反向转动的反向脉冲的反转脉冲发生器；

在由该反转脉冲发生器的反转脉冲使脉冲电动机反向转动的状态下，且当上述固定传感器未产生检测信号时，再次向上述脉冲电动机施加正转脉冲的正转脉冲发生器；

以及控制器，其在上述闩锁电路的输出反转，上述停止控制组件使上述脉冲电动机处于停止状态而上述固定传感器输出检测信号时，判断该停止位置即为原点位置，在上述脉冲电动机处于停止状态而上述固定传感器未输出检测信号的情况下，当用上述反转脉冲发生器的反转脉冲使上述脉冲电动机反转并且上述固定传感器输出检测信号时，判断该反向转动后的停止位置为原点位置，而当上述脉冲电动机反向转动且上述固定传感器未输出检测信号时，判断由上述正转脉冲发生器的正转脉冲使上述脉冲电动机由上述反向转动后的位置向正向转动后的停止位置，即为原点位置。

3、一种脉冲电动机的原点检测方法，使用安装在脉冲电动机转动输出轴上的位置检测用可动元件，输出检测到该可动元件通过的检测信号的固定传感器，以及受上述固定传感器的检测信号触发而使输出反转的闩锁电路，检测上述脉冲电动机转动输出轴的转动角位置的原点，其特征在于，

在进行供给正转脉冲使脉冲电动机正向转动，在该转动中用上述可动元件通过上述固定传感器位置的方式使上述固定传感器输出检测信号，用该检测信号使上述闩锁电路的输出反转，并在检测到该闩锁电路的反转动作而使脉冲电动机停止转动的控制时，若上述可动元件的位置与上述固定传感器的位置不一致，则反向转动脉冲电动机使其转动角位置到达不受过冲影响的退避位置，再由该退避位置向正转方向转到脉冲电动机的转动角位置，并使该正转转动的步进数比上述反向转动的步进数多一步，重复进行向上述退避位置的反向转动和比反向转动的步进数多一步的正向转动，直到上述脉冲电动机反向转动到退避位置并且上述固定传感器输出检测信号时为止。

4、一种脉冲电动机的原点检测装置，其特征在于它具有；

装在脉冲电动机转动输出轴上的位置检测用可动元件；

可输出检测到该可动元件通过的检测信号的固定传感器；

在脉冲电动机正向转动状态下，由上述固定传感器的检测信号驱动而使输出反转的闩锁电路；

在该闩锁电路的输出处于反转状态时，可停止上述脉冲电动机正向转动的停止控制组件；

当用该停止控制组件停止上述脉冲电动机，而使得随之停止的上述可动元件的停止位置与上述固定传感器的位置不一致时，向脉冲电动机施加反转脉冲使脉冲电动机的转动角位置反向转动N个步长直到达到不受过冲影响的退避位置的反转脉冲发生器；

当用该反转脉冲发生器的反转脉冲使脉冲电动机的转动角位置反向转动直至到达上述退避位置且上述固定传感器并未输出检测信号时，向上述脉冲电动机施加比上述反向转动步进数多一步的正向转动步进数用的正转脉冲的正转脉冲发生器；

以及控制器，其在上述闩锁电路的输出反转，上述停止控制组件使上述脉冲电动机处于停止状态且上述固定传感器输出检测信号时，判断该停止位置即为原点位置，在上述脉冲电动机处于停止状态且上述固定传感器和上述可动元件的位置不相一致的情况下，当由上述反转脉冲发生器产生的上述反转脉冲使上述脉冲电动机反向转动N步长，使上述脉冲电动机的转动角位置返回到上述退避位置，同时在该反向转动过程中上述固定传感器输出检测信号时，判定该反向转动后由上述退避位置起的正向转动了N-1个步长的停止位置即为原点位置，而当在上述反向转动过程中上述固定传感器未输出检测信号时，向上述反转脉冲发生器施加产生反转脉冲的指令。

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