DE19644508A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors, die als Referenz für die Drehwinkelstellung des Schrittmotors dient, sowie auf eine dieses Verfahren verwendende Vorrichtung zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors.

Zur genauen Bestimmung der Anhalteposition eines von einem Schrittmotor angetriebenen Geräts weist ein kommerziell erhältlicher Schrittmotor im allgemeinen einen sogenannten Dreh­ codierer als Mittel zur Anzeige der Drehstellung des Schrittmotors auf. Dieser Drehcodierer erzeugt kontinuierlich ein Winkelsignal (ein die Drehwinkelstellung des Schrittmotors angeben­ des Signal), während sich die Ausgangsachse (Drehachse) des Schrittmotors um eine Umdre­ hung dreht. Dieser Drehcodierer dient dazu, eine Umlaufwinkelposition der Ausgangsachse des Schrittmotors zu erfassen. Solch ein Drehcodierer weist allerdings keine Funktion zur Erfassung der Nullage der Ausgangsachse auf. Daher ist ein Nullagen-Erfassungssensor zur Ausgabe eines Impulses in einer bestimmten Nullage während der Drehung der Ausgangsachse um eine Umdrehung an dem Drehcodierer montiert.

Es gibt zwei Arten von Nullagen-Erfassungssensoren. Die eine Art verwendet einen optischen Sensor, während die andere Art einen magnetischen Sensor einsetzt. Fig. 6 zeigt einen Aufbau eines Beispiels eines Schrittmotors mit einem Nullagen-Erfassungssensor, bei dem ein optischer Sensor eingesetzt ist. Eine Sensorscheibe 3 ist koaxial am hinteren Ende einer Ausgangsachse 2 eines Schrittmotors 1 montiert. Die Sensorscheibe 3 dreht sich simultan mit der Drehung der Ausgangsachse 2. An einer bestimmten Position der Sensorscheibe 3 (gewöhnlich im Bereich des Umfangsrandes der Scheibe 3) ist ein Schlitz als ein sich bewegendes Element 4 ausgebil­ det. Ein Lichttransmissionssensor, der zur Erfassung von durch den Schlitz des sich bewegen­ den Elements 4 hindurchgehendem Licht dient, ist als ein feststehender Sensor 5 an einer vorbestimmten Position, an der der Lichtstrahl, der durch das sich bewegende Element 4 hindurchgeht, erfaßt werden kann, vorgesehen.

Bei dem in vorstehender Weise aufgebauten, mit optischem Sensor arbeitenden Nullagen-Erfas­ sungssensor wird die Sensorscheibe 3 dann, wenn der Schrittmotor 1 angetrieben und seine Ausgangsachse 2 gedreht wird, gleichzeitig hiermit gedreht. Demzufolge wird auch das sich bewegende Element 4 gemeinsam hiermit gedreht und läuft an der Position des feststehenden Sensors 5, d. h. an einem Erfassungsbereich 5A (siehe Fig. 7) des Sensors 5 einmal bei jeder Umdrehung der Ausgangsachse 2 vorbei. Da der feststehende Sensor 5 jedes Mal dann, wenn das sich bewegende Element 4 an dem Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 vorbeiläuft, Licht erfaßt, das durch das sich bewegende Element 4 hindurchgelassen wird, weist das Erfassungssignal, das von dem feststehenden Sensor 5 abgegeben wird, eine impulsförmige Gestalt auf. Wenn die Position des sich bewegenden Elements 4 als die Nullage definiert ist, läßt sich die Nullage in der Drehrichtung des Schrittmotors 1 auf der Basis des von dem fest­ stehenden Sensor 5 abgegebenen Erfassungssignals erfassen, da der Zeitpunkt, zu dem der feststehende Sensor 5 das Erfassungssignal erzeugt, der Position des sich bewegenden Elements 4 entspricht. Bei einem Nullagen-Erfassungssensor, bei dem ein Magnetsensor einge­ setzt wird, wird als sich bewegendes Element ein Permanentmagnet eingesetzt, der Nord- und Südpole aufweist, während als feststehender Sensor ein magnetisch empfindliches Element wie z. B. ein Hall-Element eingesetzt wird.

Wenn der feststehende Sensor 5 bei dem in vorstehend erläuterter Weise ausgebildeten Nullagen-Erfassungssensor an einer Position angeordnet ist, die mit der Anhalteposition des sich bewegenden Elements 4 übereinstimmt, wird gemäß der Darstellung in Fig. 7A Licht durch das sich bewegende Element 4 zu dem feststehenden Sensor 5 geleitet, wenn der Sensor 5 das sich bewegende Element 4 erfaßt, d. h. wenn die Nullage detektiert wird. Daher wird ein Nullagen- Erfassungssignal PJ, das z. B. den Wert einer logischen "1" aufweist, von dem feststehenden Sensor 5 kontinuierlich abgegeben, wie es in Fig. 7B gezeigt ist. Auch im Fall eines Magnetsen­ sors kann ein Nullagen-Erfassungssignal mit dem logischen Wert "1" in gleichartiger Weise kontinuierlich abgegeben werden, wenn das sich bewegende Element an einer Position anhält, in der es dem magnetempfindlichen Element zugewandt ist.

Da jedoch der Drehwinkel ΔΘ eines Schritts des Schrittmotors 1 klein ist, ist es sehr schwierig, die Anhalteposition des sich bewegenden Elements 4 mit der festgelegten Position des festste­ henden Sensors 5 in Übereinstimmung zu bringen. Selbst wenn die festgelegte Position des feststehenden Sensors 5 mit der Anhalteposition des sich bewegenden Elements 4 im Fall fehlender Belastung des Schrittmotors 1 übereinstimmt, ergibt sich weiterhin das Problem, daß die Anhalteposition des sich bewegenden Elements 4 verschoben werden kann, wenn eine mechanische Belastung auf den Schrittmotor 1 ausgeübt wird, so daß die Position des festste­ henden Sensors 5 im Anhaltezustand evtl. nicht mehr mit der Position des sich bewegenden Elements 4 übereinstimmt.

Als Folge hiervon gibt es generell viele Fälle, bei denen die Anhalteposition des sich bewegen­ den Elements 4 nicht mit der festgelegten Position des feststehenden Sensors 5 übereinstimmt. Daher ist die Anhalteposition des sich bewegenden Elements 4 oftmals in der Mitte des Bereichs eines Drehwinkels, der einer Schrittbewegung des Schrittmotors 1 entspricht, angeordnet, wie dies in Fig. 8A gezeigt ist. Demzufolge wird ein von dem feststehenden Sensor 5 abgegebenes Erfassungssignal hinsichtlich des sich bewegenden Elements (Signal bei der Erfassung des sich bewegenden Elements) zu einem Impulssignal PP, wie es in Fig. 8B gezeigt ist, das eine schmale Impulsbreite besitzt und jedes Mal dann erhalten wird, wenn das sich bewegende Element 4 durch den Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 hindurchgeht. Daher wird das Impulssignal PP bei dem Stand der Technik an eine Zwischenspeicherschaltung ange­ legt, die ihr Ausgangssignal bei Anlegen des Impulssignals PP invertiert, so daß ein kontinuierli­ ches Nullagen-Erfassungssignal PJ gemäß der Darstellung in Fig. 8C erhalten werden kann.

Bei dem Einsatz einer Zwischenspeicherschaltung tritt jedoch der nachstehend erläuterte Nach­ teil auf. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, kann ein sogenanntes Überschwingen OB hervorgerufen werden, bei dem der Schrittmotor 1 in Abhängigkeit von einer auf ihn ausgeübten Belastung über die Anhalteposition hinwegläuft und sich danach rückwärts bewegt, um an der Anhaltepo­ sition anzuhalten. Daher kann der Schrittmotor 1 anhalten, nachdem er um die Anhalteposition hin- und hergeschwungen ist. In diesem Fall wird, wenn das sich bewegende Element 4 auf Grund des Vorbeilaufens an der Anhalteposition und des erneuten Rückkehrens zu der Anhalte­ position auf Grund des Überschwingens OB eine geringfügige Lichtmenge zu dem feststehenden Sensor 5 durchleitet oder ein Magnetfeld geringer Größe an den Magnetsensor anlegt, ein Impulssignal PP mit einer schmalen Impulsbreite von dem feststehenden Sensor 5 auf Grund des Überschwingens OB abgegeben. Als Ergebnis wird die Zwischenspeicherschaltung durch das Impulssignal PP getriggert und deren Ausgangssignal invertiert, so daß ein kontinuierliches Nullagen-Erfassungssignal PJ an einer Drehwinkel-Position Θ₀ (der Anhalteposition) abgegeben wird.

Allerdings kann selbst bei ein- und demselben Schrittmotor die Größe eines Überschwingens OB in Abhängigkeit von der Größe der Belastung und dergleichen variieren. Wenn die Größe des Überschwingens OB z. B. kleiner ist als diejenige gemäß Fig. 9, wird im Unterschied zum Fall gemäß Fig. 9 kein Impulssignal PP mit schmaler Impulsbreite von dem feststehenden Sensor 5 an der Position des Drehwinkels Θ₀ abgegeben, und die Zwischenspeicherschaltung invertiert daher ihr Ausgangssignal nicht. In diesem Fall wird gemäß der Darstellung in Fig. 10 ein Impuls­ signal PP mit einer schmalen Impulsbreite von dem feststehenden Sensor 5 an einer Position eines Drehwinkels Θ₁ abgegeben, die sich von der Winkelposition gemäß Fig. 9 unterscheidet, und es wird ein Nullagen-Erfassungssignal PJ an dieser Winkelposition Θ₁ abgegeben. Demzu­ folge tritt der erhebliche Nachteil auf, daß sich die erfaßten Nullagenpositionen selbst bei demselben Schrittmotor voneinander unterscheiden. Wenn darüberhinaus, wie in Fig. 11 gezeigt ist, die Größe eines Überschwingens OB gleich groß wie oder größer als der Drehwinkelbereich ist, der zwei Schrittbewegungen des Schrittmotors entspricht, tritt der Nachteil auf, daß die erfaßte Nullagenposition ST eine Position sein kann, die von der wahren Nullagenposition um eine Strecke beabstandet ist, die gleich groß wie oder größer als zwei Schrittbewegungen des Schrittmotors ist.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors unter Einsatz einer Zwischenspeicherschaltung, bei dem eine vorbestimmte Drehwinkelposition des Schrittmotors stets als Nullage des Schritt­ motors definiert werden kann, selbst wenn die Größe eines Überschwingens an einer Pausen- bzw. Anhalteposition des Schrittmotors schwankt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors, bei der das vorstehend erwähnte Verfahren zur Erfassung der Nullage des Schrittmotors eingesetzt wird und bei der eine Zwischenspeicher­ schaltung zur Erzeugung eines kontinuierlichen Nulllagen-Erfassungssignal eingesetzt wird, wobei eine vorbestimmte Drehwinkelposition des Schrittmotors stets als eine Nullage des Schrittmotors definiert werden kann, selbst wenn die Größe eines Überschwingens an einer Pausen- bzw. Anhalteposition des Schrittmotors schwankt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Erfassen der Nullage eines Schrittmotors bereitzustellen, bei dem eine vorbestimmte Drehwinkelposition des Schritt­ motors stets als die Nullage des Schrittmotors selbst dann definiert werden kann, wenn die Größe eines Überschwingens an einer Pausen- bzw. Halteposition des Schrittmotors um mehr als einen Betrag, der der winkelmäßigen Bewegung von zwei Schritten des Schrittmotors entspricht, schwankt.

Ferner ist es eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors bereitzustellen, bei der das vorstehend erwähnte Verfahren zur Erfassung der Nullage des Schrittmotors eingesetzt wird und bei der eine vorbestimmte Dreh­ winkelstellung des Schrittmotors stets als die Nullage des Schrittmotors selbst dann erkannt werden kann, wenn die Größe eines Überschwingens an einer Pausen- bzw. Anhalteposition des Schrittmotors um mehr als einen Betrag schwankt, die der winkelmäßigen Bewegung von zwei Schritten des Schrittmotors entspricht.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erfassung der Nullage einer Drehwinkelposition einer drehbaren Ausgangsachse eines Schrittmotors unter Einsatz eines beweglichen Elements zur Positionserfassung, das an der drehbaren Ausgangsachse des Schrittmotors angebracht ist, eines feststehenden Sensors zur Erfassung der Vorbeibewegung bzw. des Durchgangs des beweglichen Elements und zur Abgabe eines Erfassungssignals als Reaktion hierauf, und einer Zwischenspeicherschaltung geschaffen, deren Ausgangssignal invertiert wird, wenn sie durch ein von dem feststehenden Sensor abgegebenes Erfassungssignal getriggert wird. Das Verfahren zur Erfassung der Nullage des Schrittmotors weist die Schritte auf:
Anlegen eines Umkehrungs- bzw. Rücklaufimpulses zum Drehen des Schrittmotors in der Gegenrichtung an den Schrittmotor in dem Fall, daß kein Erfassungssignal von dem festste­ henden Sensor abgegeben wird, wenn der Schrittmotor nach der Abgabe eines Erfassungs­ signals durch den feststehenden Sensor anhält;
Beurteilen einer Pausen- bzw. Anhalteposition, bei der der Schrittmotor nach der Drehung in der Gegenrichtung anhält, als die reguläre Nullage, wenn der feststehende Sensor erneut ein Erfassungssignal während der Drehung des Schrittmotors in Gegenrichtung aufgrund des an ihn angelegten Rücklaufimpulses abgibt; und
erneutes Anlegen eines Vorwärts- bzw. Vorlaufimpulses zum Drehen des Schrittmotors in der normalen Richtung, wenn der feststehende Sensor kein Erfassungssignal während der Rücklaufdrehung des Schrittmotors bei an ihn angelegtem Rücklaufimpuls erzeugt, und Beurtei­ len einer Pausen- bzw. Anhalteposition, bei der der Schrittmotor nach der Drehung in der normalen Richtung um einen Schritt anhält, als die reguläre Nullage.

In Übereinstimmung mit einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors geschaffen, die aufweist:
ein bewegliches Element, das zur Positionserfassung dient und an einer drehbaren Ausgangsachse des Schrittmotors angebracht ist,
einen feststehenden Sensor zur Erfassung eines Durchgangs bzw. einer Vorbeibewe­ gung des beweglichen Elements und zur Abgabe eines Erfassungssignals als Reaktion hierauf,
eine Zwischenspeicherschaltung, deren Ausgangssignal invertiert wird, wenn die Zwischenspeicherschaltung durch ein von dem feststehenden Sensor abgegebenes Erfassungs­ signal bei einem Zustand angesteuert wird, bei dem sich der Schrittmotor in der normalen Rich­ tung dreht,
eine Anhaltesteuereinrichtung zum Beenden der normalen Drehung des Schrittmotors bzw. der Drehung des Schrittmotors in der normalen Richtung, wenn sich das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung in dem invertierten Zustand befindet,
einen Umkehr- bzw. Rücklaufimpulsgenerator zur Erzeugung eines Rücklaufimpulses für die Drehung des Schrittmotors mit einer vorbestimmten Schrittanzahl in Gegenrichtung, wenn der Schrittmotor durch die Anhaltesteuereinrichtung angehalten wird und wenn die Anhal­ teposition des beweglichen Elements, das beim Anhalten des Schrittmotors angehalten wird, nicht mit der Position des feststehenden Sensors übereinstimmt,
einen Vorwärtsimpulsgenerator zum erneuten Anlegen eines Vorwärtsimpulses an den Schrittmotor für dessen Drehung in der normalen Richtung, wenn kein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor bei dem Zustand erzeugt wird, bei dem der Schrittmotor durch den von dem Rücklaufimpulsgenerator erzeugten Rücklaufimpuls in Gegenrichtung gedreht wird, und
eine Steuereinrichtung zur Beurteilung der Pausen- bzw. Anhalteposition, an der der Schrittmotor angehalten wird, als die Position der Nullage, wenn von dem feststehenden Sensor ein Erfassungssignal abgegeben wird, wenn der Schrittmotor durch die Anhaltesteuereinrichtung angehalten wird, und wenn das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung invertiert ist; zur Beurteilung der Anhalteposition, bei der der Schrittmotor nach der Drehung in Rücklaufrich­ tung anhält, als die normale Nullage, wenn von dem feststehenden Sensor ein Erfassungssignal abgegeben wird, wenn der Schrittmotor von einem durch den Rücklaufimpulsgenerator erzeug­ ten Rücklaufimpuls in Gegenrichtung gedreht worden ist, in demjenigen Fall, daß von dem fest­ stehenden Sensor kein Erfassungssignal abgegeben wird, wenn sich der Schrittmotor in dem Anhaltezustand befindet; und zur Beurteilung der Anhalteposition, bei der Schrittmotor, ausge­ hend von der durch seine Drehung in Gegenrichtung erreichten Anhalteposition, nach seiner Drehung in der normalen Richtung auf Grund eines von dem Vorwärtsimpulsgenerator abgege­ benen Vorwärtsimpulses anhält, als die Position der Nullage, wenn von dem feststehenden Sensor kein Erfassungssignal abgegeben wird, wenn der Schrittmotor in Gegenrichtung gedreht wird.

In Übereinstimmung mit dem Verfahren zur Erfassung der Nullage gemäß dem ersten Gesichts­ punkt und der Vorrichtung zur Nullagenerfassung gemäß dem zweiten Gesichtspunkt kann dieselbe Schrittposition als die Position der Nullage in allen Fällen beurteilt werden, bei denen ein Überschwingen bei einer Bewegung der drehbaren Ausgangsachse des Schrittmotors auftritt und eine Nullagenposition durch dieses Überschwingen erfaßt wird, oder bei denen eine Nullagenposition ermittelt wird, wenn der Schrittmotor Schritt für Schritt gedreht wird. Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Vorteil erreicht, daß die Anhalteposition einer Last exakt sowohl in dem Fall, bei dem die Last schwankt und hierbei ein Überschwingen bei einer Bewegung der drehbaren Ausgangsachse des Schrittmotors auftritt, oder in dem Fall, bei dem kein Überschwingen auftritt, vorgegeben werden kann.

In Übereinstimmung mit dem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfah­ ren zum Erfassen einer Nullage einer Drehwinkelposition der drehbaren Ausgangsachse eines Schrittmotors geschaffen, bei dem ein bewegliches Element zur Erfassung einer Position, das an der drehbaren Ausgangsachse des Schrittmotors angebracht ist, ein feststehender Sensor zum Erfassen der Vorbeibewegung des beweglichen Elements und zur Abgabe eines Erfassungs­ signals als Reaktion hierauf, und eine Zwischenspeicherschaltung eingesetzt werden, deren Ausgangssignal bei einer Ansteuerung durch ein von dem feststehenden Sensor abgegebenes Erfassungssignal invertiert wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Anlegen eines Vorwärtsimpulses an den Schrittmotor zum Drehen des Schrittmotors in der normalen Richtung,
Erfassen der Invertierung bzw. Umkehrung des Ausgangssignals der Zwischenspei­ cherschaltung, die durch ein von dem feststehenden Sensor abgegebenes Erfassungssignal jedes Mal dann hervorgerufen wird, wenn das bewegliche Element während der normalen Drehung des Schrittmotors durch die Position des feststehenden Sensors hindurchgeht bzw. an dieser vorbeiläuft, und
Steuern des Anhaltens des Schrittmotors, wenn die Invertierung des Ausgangssignals der Zwischenspeicherschaltung erfaßt wird,
wobei der Schritt des Steuerns des Anhaltens in dem Fall, daß eine Pausen- bzw. Anhalteposition des beweglichen Elements nicht mit der Position des feststehenden Sensors übereinstimmt, die Schritte enthält:
Rückführen der Drehwinkelposition des Schrittmotors zurück zu einer Rückzugsposi­ tion, die keiner Auswirkung eines Überschwingens ausgesetzt ist, indem der Schrittmotor in der Rücklaufrichtung gedreht wird,
Vergrößern der Anzahl von Schritten der Drehung des Schrittmotors in der normalen Richtung derart, daß die Schrittanzahl einen Schritt größer als diejenige der Drehung des Schrittmotors in der Rücklaufrichtung ist, wenn der Schrittmotor erneut in der normalen Rich­ tung ausgehend von der Rückzugsposition gedreht wird, und
Wiederholen der Rücklaufdrehung des Schrittmotors zu der Rückzugsposition, wonach sich eine normale Drehung des Schrittmotors ausgehend von der Rückzugsposition anschließt und die Anzahl von Schritten hierbei um einen Schritt mehr als diejenige bei der Rücklaufdre­ hung vergrößert ist, solange, bis ein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor abgege­ ben wird, wenn der Schrittmotor zu der Rückzugsposition zurückgeführt wird.

In Übereinstimmung mit dem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrich­ tung zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors geschaffen, die aufweist:
ein bewegliches Element für den Einsatz bei der Erfassung einer Position, das an der drehbaren Ausgangsachse des Schrittmotors angebracht ist,
einen feststehenden Sensor zur Erfassung des Durchgangs bzw. Vorbeilaufens des beweglichen Elements und zur Abgabe eines Erfassungssignals als Reaktion hierauf,
eine Zwischenspeicherschaltung, deren Ausgangssignal invertiert wird, wenn die Zwischenspeicherschaltung durch ein Erfassungssignal angesteuert wird, das von dem festste­ henden Sensor bei einem Zustand abgegeben wird, bei dem sich der Schrittmotor in der normalen Richtung dreht,
eine Anhaltesteuereinrichtung zum Anhalten der normalen Drehung des Schrittmotors, wenn sich das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung in dem invertierten Zustand befindet,
einen Rücklaufimpulsgenerator zum Anlegen eines Rücklaufimpulses für die Rückfüh­ rung der winkelmäßigen Position der Drehung des Schrittmotors zurück zu einer Rückzugsposi­ tion, die keiner Auswirkung eines Überschwingens ausgesetzt ist, indem der Schrittmotors in der Rücklaufrichtung um N Schritte gedreht wird, wobei die Rücklaufdrehung für den Fall vorge­ sehen ist, daß der Schrittmotor durch die Anhaltesteuereinrichtung angehalten ist und eine Pausen- bzw. Halteposition des beweglichen Elements, das zusammen mit dem Anhalten des Schrittmotors angehalten ist, nicht mit der Position des feststehenden Sensors übereinstimmt,
einen Vorwärtsimpulsgenerator zum Anlegen eines oder mehrerer Vorwärtsimpulse zum Drehen des Schrittmotors in der normalen Richtung mit einer Anzahl, die der Anzahl von Rücklaufdrehungsschritten N zuzüglich eines Schritts, d. h. (N + 1) Schritten entspricht, wobei dies dann erfolgt, wenn kein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor erzeugt wird, wenn die Drehwinkelposition des Schrittmotors auf Grund der von dem Rücklaufimpulsgenerator erzeugten Rücklaufimpulse zu der Rückzugsposition zurückgeführt wird, und
eine Steuereinrichtung zur Bestimmung einer Anhalteposition, bei der der Schrittmotor angehalten ist, als die normale Nullage, wenn das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschal­ tung invertiert ist und wenn ein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor abgegeben wird, wenn der Schrittmotor durch die Anhaltesteuereinrichtung angehalten ist; und zur Rück­ führung der Drehwinkelposition des Schrittmotors zurück zu der Rückzugsposition dann, wenn der Schrittmotor angehalten ist und die Anhalteposition des beweglichen Elements nicht mit der Position des feststehenden Sensors übereinstimmt, indem der Schrittmotor in der Rücklaufrich­ tung um N Schritte durch den oder die von dem Rücklaufimpulsgenerator erzeugten Rücklaufim­ pulse gedreht wird, wobei die Steuereinrichtung dann, wenn von dem feststehenden Sensor ein Erfassungssignal bei der Drehung des Schrittmotors in der Rücklaufrichtung abgegeben wird, eine Anhalteposition, an der der Schrittmotor nach der Drehung in der normalen Richtung um (N-1) Schritte ausgehend von der Rückzugsposition nach seiner Rücklaufdrehung anhält, als die normale Nullage; und zum Anlegen eines Befehls an den Rücklaufimpulsgenerator, der den Rücklaufimpulsgenerator dazu veranlaßt, den Rücklaufimpuls zu erzeugen, wenn kein Erfas­ sungssignal von dem feststehenden Sensor bei der Drehung des Schrittmotors in der Rücklauf­ richtung abgegeben worden ist.

In Übereinstimmung mit dem Verfahren zur Erfassung der Nullage gemäß dem dritten Gesichts­ punkt der vorliegenden Erfindung und der Vorrichtung zur Nullagenerfassung gemäß dem vier­ ten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann eine vorbestimmte Drehwinkelposition des Schrittmotors stets als die Nullage des Schrittmotors selbst dann erkannt werden, wenn die Größe eines Überschwingens an einer Anhalteposition des Schrittmotors um mehr als die Größe schwankt, die der winkelmäßigen Bewegung von mehreren Schritten des Schrittmotors entspricht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1A und 1B zeigen Signalverläufe zur Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors,

Fig. 2 zeigt einen Signalverlauf zur Erläuterung des Erfassungsvorgangs, der durch einen an dem Schrittmotor angebrachten Sensor zur Nullagenerfassung durchgeführt wird,

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild, in dem ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors dargestellt ist,

Fig. 4 zeigt eine Wellenform zur Erläuterung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors,

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur kurzen Erläuterung eines Beispiels eines Programms, das zum Aufbau einer Vorrichtung zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors erforderlich ist, wobei in der Vorrichtung das zweite Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens zur Erfassung der Nullage des Schrittmotors implementiert ist,

Fig. 6 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht zur Erläuterung des Aufbaus eines Beispiels eines Schrittmotors, an dem ein Sensor zur Erfassung der Nullage ange­ bracht ist,

Fig. 7 zeigt einen Signalverlauf zur Erläuterung eines Beispiels des Betriebsablaufs zur Erfas­ sung der Nullage des Schrittmotors gemäß einem herkömmlichen Verfahren zur Erfas­ sung der Nullage eines Schrittmotors,

Fig. 8 zeigt einen der Fig. 7 ähnlichen Signalverlauf zur Erläuterung eines weiteren Beispiels des Betriebsablaufs zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors gemäß einer herkömmlichen Methode zur Erfassung der Nullage des Schrittmotors,

Fig. 9 zeigt einen Signalverlauf zur Erläuterung eines Beispiels eines Nachteils bei dem herkömmlichen Verfahren zur Erfassung der Nullage des Schrittmotors,

Fig. 10 zeigt einen der Fig. 9 ähnlichen Signalverlauf zur Erläuterung eines weiteren Beispiels eines Nachteils bei einem herkömmlichen Verfahren zur Erfassung der Nullage des Schrittmotors, und

Fig. 11 zeigt einen Signalverlauf zur Erläuterung eines weiteren Beispiels eines Nachteils bei dem herkömmlichen Verfahren zur Erfassung der Nullage des Schrittmotors.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird zunächst ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors erläutert. In den Fig. 1A und 1B sind Darstellungen von Wellenformen gezeigt, die Betriebsarten veranschau­ lichen, die durch das Verfahren zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gekennzeichnet sind. Fig. 2 zeigt eine Wellenformdarstellung, die den Zustand des Ablaufs der Nullagenerfassung des Schrittmotors 1 bei einem Schrittmotor veranschaulicht, bei dem der unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläuterte Sensor zur Nullagenerfas­ sung hinzugefügt ist, und zwar für den Fall, daß der Schrittmotor 1 derart hergestellt ist, daß die Anhalteposition des beweglichen Elements 4 der Sensorscheibe 3 mit der Einbauposition des feststehenden Sensors 5 übereinstimmt. Wenn die Anhalteposition des beweglichen Elements 4 mit der Einbauposition des feststehenden Sensors 5 übereinstimmt, arbeitet eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik ebenfalls normal, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert ist.

Im Fall eines Schrittmotors, bei dem die Anhalteposition des beweglichen Elements 4 mit der Einbauposition des feststehenden Sensors 5 übereinstimmt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, erfaßt der feststehende Sensor 5 den durchgeleiteten Lichtstrahl zunächst bei dem ansteigenden Flan­ kenabschnitt eines Überschwingens, basierend auf dem Überschwingen an der Anhalteposition des Schrittmotors 1, und gibt ein Impulssignal PP mit schmaler Impulsbreite ab. Der festste­ hende Sensor 5 erfaßt dann den durchgelassenen Lichtstrahl an dem abfallenden Flankenab­ schnitt des Überschwingens und gibt ein Impulssignal PP mit schmaler Impulsbreite ab. Da der feststehende Sensor 5 danach den durchgelassenen Lichtstrahl kontinuierlich bei dem Endpunkt des Überschwingens erfaßt, wird das Ausgangssignal des feststehenden Sensors 5 zu einem Erfassungssignal, das kontinuierlich den Wert einer logischen 1 (H) aufweist. Das Ausgangs­ signal der Zwischenspeicherschaltung wird daher bei dem ansteigenden Flankenabschnitt des Überschwingens invertiert und erneut bei dem abfallenden Flankenabschnitt des Überschwin­ gens invertiert, wonach es nochmals an dem Endpunkt des Überschwingens invertiert wird. Als Ergebnis wird von der Zwischenspeicherschaltung ein kontinuierliches Ausgangssignal mit dem Wert einer logischen "1" (hoher Pegel) erhalten, das einem kurzen Impuls nachfolgt. Demzu­ folge wird die Anhalteposition des Schrittmotors 1 in diesem Fall als eine Nullagenposition ST beurteilt.

Wenn der Schrittmotor 1 aber auf der anderen Seite derart hergestellt ist, daß die Anhalteposi­ tion des beweglichen Elements 4 nicht mit der Einbauposition des feststehenden Sensors 5 übereinstimmt, unterscheiden sich die Erfassungssignale, die von dem feststehenden Sensor 5 abgegeben werden, in Abhängigkeit von der Größe des Ausmaßes des Überschwingens selbst dann voneinander, wenn die Anhalteposition des Schrittmotors an derselben Stelle vor dem Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 liegt, so daß die Erfassung der Nullagenpo­ sition ST des Drehwinkels des Schrittmotors 1 demzufolge schwierig ist. Beispiele hierfür werden unter Bezugnahme auf die Fig. 1A und 1B erläutert.

Fig. 1A zeigt ein Beispiel, bei dem die Größe des Überschwingens an der Anhalteposition des Schritts 4 des Schrittmotors 1 groß ist, wobei der Schritt 4 den Schritt bzw. die Schrittposition vor dem Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 darstellt. In diesem Fall erfaßt der feststehende Sensor 5 zunächst den durchfallenden Lichtstrahl an einem ansteigendem Flanken­ abschnitt eines Überschwingens und gibt ein Impulssignal PP mit einer schmalen Impulsbreite ab. Anschließend erfaßt der feststehende Sensor 5 den durchgelassenen Lichtstrahl an einem abfallenden Flankenabschnitt des Überschwingens und gibt ein Impulssignal ab, das eine schmale Impulsbreite aufweist. Da der feststehende Sensor 5 danach keinen durchfallenden Lichtstrahl an dem Endpunkt des Überschwingens erfaßt, wird von dem feststehenden Sensor 5 kein Erfassungssignal abgegeben. Daher wird das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschal­ tung lediglich bei dem ansteigenden Flankenabschnitt des Überschwingens invertiert und dann erneut an dem abfallenden Flankenabschnitt des Überschwingens invertiert. Folglich wird, wie in Fig. 1A gezeigt ist, ein einziger, kurzer Impuls von der Zwischenspeicherschaltung abgegeben. Als Ergebnis wird die Schrittposition, bei der der Schrittmotor vor dem Erfassungsbereich 5A anhält, möglicherweise als die Position der Nullage ST beurteilt.

Fig. 1B zeigt ein Beispiel, bei dem die Größe des Überschwingens an der Anhalteposition des Schritts 4 des Schrittmotors 1, die einen Schritt vor dem Erfassungsbereich 5A des feststehen­ den Sensors 5 liegt, klein ist, wobei aber das Überschwingen an der Anhalteposition des näch­ sten Schritts 5 groß ist. Da der feststehende Sensor 5 in diesem Fall keinen durchgelassenen Lichtstrahl an der Position des Schritts 4, bei der der Schrittmotor 1 vor dem Erfassungsbereich 5A anhält, erfaßt, wird überhaupt kein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor 5 abge­ geben. Daher besteht keine Gefahr, daß die Anhalteposition des Schritts 4 als die Position der Nullage ST beurteilt wird.

Da jedoch die Größe des Überschwingens an der Anhalteposition des nächsten Schritts 5 groß ist, erfaßt der feststehende Sensor 5 zunächst einen durchgelassenen Lichtstrahl an einem ansteigenden Flankenabschnitt des Überschwingens und gibt ein Impulssignal PP mit einer schmalen Impulsbreite ab. Der feststehende Sensor 5 erfaßt dann den durchgelassenen Licht­ strahl an einem abfallenden Flankenabschnitt des Überschwingens und gibt ein Impulssignal PP mit schmaler Impulsbreite ab. Der feststehende Sensor 5 erfaßt danach den durchfallenden Lichtstrahl an einem nachfolgenden, ansteigenden Flankenabschnitt des Überschwingens und erzeugt ein Impulssignal mit schmaler Impulsbreite. Da der feststehende Sensor 5 anschließend keinen durchgelassenen Lichtstrahl an einem Endpunkt des Überschwingens detektiert, wird kein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor 5 abgegeben. Demzufolge wird das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung bei dem ansteigenden Flankenabschnitt des Überschwingens invertiert und danach erneut bei dem abfallenden Flankenabschnitt des Über­ schwingens invertiert. Das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung wird danach weiter an dem nachfolgenden, ansteigenden Flankenabschnitt des Überschwingens invertiert. Als Ergebnis wird von der Zwischenspeicherschaltung ein kurzer Impuls abgegeben und anschließend ein kontinuierliches Erfassungssignal mit hohem logischen Pegel erzeugt. Da dieses kontinuierliche Erfassungssignal mit hohem logischen Pegel das gleiche wie ein Nullagen- Erfassungssignal PJ ist, kann die Position des Schritts 5, an der der Schrittmotor anhält, mit großer Wahrscheinlichkeit als die Position der Nullage ST beurteilt werden.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird, wie es in den Fig. 1A und 1B gezeigt ist, ein Umkehr- bzw. Rücklaufimpuls zum Drehen des Schrittmotors in der umgekehrten Richtung an den Schrittmotor 1 angelegt wenn das von dem feststehenden Sensor 5 abgegebene Erfassungssignal an einem Endpunkt eines Überschwingens den logischen Wert 0 (niedriger logischer Pegel L) annimmt, und zwar selbst dann, wenn das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung invertiert wird und hohen logischen Wert H annimmt. Wenn der Schrittmotor auf Grund des Anlegens des Rücklaufimpulses um einen Schritt in der umgekehr­ ten Richtung (Gegenrichtung) gedreht wird, wird bei dem Beispiel gemäß Fig. 1A kein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor 5 abgegeben. Dies bedeutet, daß das Ausgangssignal des feststehenden Sensors 5 nicht geändert wird. Wenn das Ausgangssignal des feststehenden Sensors 5 nicht geändert wird, wird ein Vorwärtsimpuls zum Drehen des Schrittmotors in der normalen Richtung bzw. Vorwärtsrichtung an den Schrittmotor 1 angelegt. Die Anhalteposition, bei der der Schrittmotor 1 nach der Umdrehung um einen Schritt in der normalen Richtung auf Grund des Vorwärtsimpulses anhält, wird als die Position der Nullage ST beurteilt.

Bei dem in Fig. 1B gezeigten Beispiel erfaßt demgegenüber der feststehende Sensor 5 das Vorbeilaufen des beweglichen Elements 4, wenn der Schrittmotor auf Grund des Anlegens eines Rücklaufimpulses an den Schrittmotor 1 in der umgekehrten Richtung um einen Schritt gedreht wird, so daß der feststehende Sensor 5 ein Impulssignal PP erzeugt, das eine schmale Impuls­ breite aufweist. Dies bedeutet, daß das Ausgangssignal des feststehenden Sensors 5 bzw. der Zwischenspeicherschaltung geändert wird. Wenn sich das Ausgangssignal des feststehenden Sensors 5 bzw. der Zwischenspeicherschaltung ändert, wird die Anhalteposition des Schrittmo­ tors nach der durch den Rücklaufimpuls bewirkten Drehung um einen Schritt in der Gegenrich­ tung als die Position der Nullage ST beurteilt.

Wie vorstehend erläutert, kann in Übereinstimmung mit dem Verfahren zur Nullagenerfassung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dieselbe Schrittposition 4 als die Position der Nullage ST in allen beiden Fällen beurteilt bzw. erkannt werden, bei denen, wie in Fig. 1A gezeigt ist, das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung durch einen Über­ schwinger an den der Anhalteposition des Schritts 4, die vor dem Erfassungsbereich 5A des Schrittmotors liegt, invertiert wird, oder bei dem, wie in Fig. 1B gezeigt ist, das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung während der Drehung des Schrittmotors zu dem Schritt bzw. der Schrittposition 5 invertiert wird. Wenn somit der Schrittmotor derart hergestellt ist, daß die Anhalteposition des beweglichen Elements 4 nicht mit der Position des feststehenden Sensors 5 übereinstimmt, kann dieselbe Schrittposition als die Position der Nullage ST sowohl in dem Fall, bei dem die Größe des Überschwingens auf Grund einer geringen Belastung groß ist und das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung an der Anhalteposition vor dem Erfassungsbe­ reich invertiert wird, als auch in dem Fall beurteilt bzw. definiert werden, wenn die Größe des Überschwingens auf Grund einer starken Belastung gering ist und das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung während des Drehschritts, der durch den Erfassungsbereich führt, invertiert wird. Als Ergebnis wird die Anhalteposition des Schrittmotors nicht verschoben.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Erfassung der Nullage eines Schrittmo­ tors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Da der Schrittmotor 1 den gleichen Aufbau wie der in Fig. 6 gezeigte Schrittmotor aufweist, sind in Fig. 3 die gleichen Bezugszei­ chen den entsprechenden Abschnitten zugeordnet, so daß diese Komponenten nicht nochmals erläutert werden.

Ein von dem feststehenden Sensor 5 abgegebenes Erfassungssignal wird an eine Zwischenspei­ cherschaltung 6 und an einen Eingangsanschluß (Eingangs-Port) 11D der Vorrichtung 10 zur Nullagenerfassung gemäß der vorliegenden Erfindung angelegt. Ein von der Zwischenspeicher­ schaltung 6 abgegebenes Ausgangssignal wird ebenfalls an den Eingangsanschluß 11D der Vorrichtung 10 zur Nullagenerfassung angelegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 10 zur Nullagenerfassung eine Steuereinrichtung 11, einen Vorwärtsimpulsgenera­ tor 12, einen Rücklaufimpulsgenerator 13 und eine Verknüpfungsschaltung 14 zum Verknüpfen bzw. Zusammenfassen der Ausgangssignale des Vorwärtsimpulsgenerators 12 und des Rück­ laufimpulsgenerators 13 und zum Anlegen des zusammengefaßten Signals an den Schrittmotor 1 auf. Der Vorwärtsimpulsgenerator 12 und der Rücklaufimpulsgenerator 13 werden durch die Steuereinrichtung 11 gesteuert.

Die Steuereinrichtung 11 kann durch einen bekannten Einzelchip-Mikrocomputer gebildet sein. Der in Fig 3 gezeigte Einzelchip-Mikrocomputer weist eine Zentraleinheit CPU 11A, einen Direkt­ zugriffsspeicher RAM 11B, der zum zeitweiligen Speichern der Anzahl der an den Schrittmotor 1 angelegten Impulse, eines Ausgangszustands der Zwischenspeicherschaltung 6 und des Vorhandenseins/Fehlens eines Ausgangssignals des feststehenden Sensors 5 usw. eingesetzt wird, einen Festwertspeicher ROM 11C, in dem ein Programm zur Ansteuerung der Steuerein­ richtung 11 derart, daß diese als Vorrichtung zur Nullagenerfassung arbeitet, gespeichert ist, den Eingangsanschluß 11D und einen Ausgangsanschluß bzw. Ausgangs-Port 11E auf.

Wie vorstehend erläutert, werden ein von dem feststehenden Sensor 5 abgegebenes Erfas­ sungssignal und ein von der Zwischenspeicherschaltung 6 erzeugtes Ausgangssignal an den Eingangsanschluß 11D der Steuereinrichtung 11 angelegt. Die Zentraleinheit 11A überwacht die Ausgangszustände der Zwischenspeicherschaltung 6 und des feststehenden Sensors 5 ständig. Wenn das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung 6 invertiert wird und z. B. den hohen logischen Pegel H (logische 1) annimmt, wird der Betrieb des Vorwärtsimpulsgenerators 12 angehalten, um hierdurch die Erzeugung eines Vorwärtsimpulses zu beenden. Zur gleichen Zeit wird der logische Zustand des feststehenden Sensors 5 ausgelesen und in dem RAM 11 B gespeichert. Dieser Lesevorgang wird zu einem Zeitpunkt, bei dem die Bewegung der Ausgangsachse 2 des Schrittmotors 1 als angehalten betrachtet werden kann, durchgeführt, statt zu einem Zeitpunkt, bei dem die Drehung der Ausgangsachse 2 des Schrittmotors 1 auf Grund eines Überschwingens schwingt. Wenn das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschal­ tung 6 bei hohem logischen Pegel H gehalten wird und wenn das Ausgangssignal des festste­ henden Sensors 5 ebenfalls den hohen logischen Wert H besitzt, wird die Schrittposition, bei der der Schrittmotor aktuell angehalten ist, als die Nullagenposition ST beurteilt. Dies bedeutet, daß, wenn das bewegliche Element 4 in dem Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 bleibt, diese Position als die Nullagenposition ST beurteilt wird.

Wenn das von dem feststehenden Sensor 5 abgegebene Ausgangssignal andererseits den nied­ rigen logischen Pegel L (logische 0) aufweist, obwohl das Ausgangssignal der Zwischenspei­ cherschaltung 6 den hohen logischen Pegel H besitzt, gibt die Zentraleinheit 11A ein Steuer­ signal zum Anlegen eines Rücklaufimpulses an den Rücklaufimpulsgenerator 13 über den Ausgangsanschluß 11E ab. Der Rücklaufimpulsgenerator 13 legt einen Rücklaufimpuls an den Schrittmotor 1 an, um hierdurch die Ausgangsachse 2 um eine Impuls- bzw. Schrittdrehung in der umgekehrten Richtung zu drehen. Die Zentraleinheit 11A überwacht nach dem Befehlen der Erzeugung des Rücklaufimpulses, ob von dem feststehenden Sensor 5 ein Ausgangssignal erzeugt wird oder nicht.

Wenn sich das von dem feststehenden Sensor 5 abgegebene Ausgangssignal nicht ändert, wie es in Fig. 1A gezeigt ist, gibt die Zentraleinheit 11A ein Steuersignal zur Erzeugung eines Vorwärtsimpulses an den Vorwärtsimpulsgenerator 12 über den Ausgangsanschluß 11E ab. Ein von dem Vorwärtsimpulsgenerator 12 erzeugter Vorwärtsimpuls wird an den Schrittmotor 1 zur Drehung von dessen Ausgangsachse 2 um eine Impuls- bzw. Schrittdrehung in der normalen Richtung bzw. Vorwärtsrichtung angelegt. Die angehaltene bzw. erreichte Schrittposition wird dann als die Position der Nullage ST beurteilt. Wenn das von dem feststehenden Sensor 5 abgegebene Ausgangssignal andererseits geändert wird, nachdem der Rücklaufimpuls an den Schrittmotor 1 angelegt worden ist, wie es in Fig. 1B gezeigt ist, wird die Schrittposition, bei der der Schrittmotor 1 nach der durch den Rücklaufimpuls bewirkten Drehung in Gegenrichtung angehalten wird, als die Position der Nullage ST beurteilt.

Wenn ein Vorwärtsimpuls erneut an den Schrittmotor 1 für dessen Drehung um einen Impuls bzw. Schritt in der normalen Richtung angelegt wird und der Schrittmotor 1 zu der ursprüngli­ chen Position zurückkehrt, wie es in Fig. 1A gezeigt ist, wird durch den feststehenden Sensor 5 erneut ein Erfassungssignal auf Grund eines Überschwingens OB erzeugt und es wird das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung 6 durch dieses Erfassungssignal invertiert bzw. gewechselt. Da dieser Invertierungsvorgang jedoch als Ergebnis der Erfassung der Position der Nullage ST erzeugt wird, wird der invertierte Zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 aufrecht erhalten.

Wie in den Fig. 1A und 1B durch die gestrichelt dargestellten Linien veranschaulicht ist, kann die Vorrichtung auch derart ausgelegt sein, daß zwei oder drei Rücklaufimpulse an den Schrittmotor 1 angelegt werden, um die Last in ausreichendem Maß in der Gegenrichtung zu bewegen, wonach dann Vorwärtsimpulse an den Schrittmotor 1 angelegt werden, um ihn an der Position der Nullage ST anzuhalten. Wenn die Vorrichtung somit derart ausgelegt ist, daß die Last in ausreichendem Maß in der Gegenrichtung bewegt wird und anschließend Vorwärts­ impulse an den Schrittmotor 1 angelegt werden, um diesen in der regulären Nullagenposition anzuhalten, kann der Einfluß eines Spiels folglich beseitigt werden.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zwischenspeicherschaltung 6 außer­ halb der Vorrichtung 10 zur Nullagenerfassung vorgesehen. Jedoch kann der Betrieb bzw. die Funktion der Zwischenspeicherschaltung auch unter Einsatz eines Speicherzellenabschnitts des Direktzugriffsspeichers RAM 11B, der in der Steuereinrichtung 11 vorgesehen ist, ausgeführt werden.

In Fig. 4 ist eine Wellenformdarstellung zur Erläuterung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Nullagenerfassung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Signalverlaufsdiagramm sollte der Signalverlauf nach dem Zeitpunkt T_A eigent­ lich in der Form von Treppen gezeigt sein, ist jedoch in Stufenform dargestellt. Zahlen (ähnlich wie bei einem Maßstab) in der Figur bezeichnen Schrittnummern. Mit dem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel wird ein Verfahren zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors bereitgestellt, bei dem eine vorgegebene Drehwinkelposition stets erfaßt werden kann, selbst wenn die Größe eines Überschwingens, das durch den Schrittmotor 1 erzeugt wird, so groß ist wie das Ausmaß der Drehung um mehrere Schritte des Schrittmotors 1.

Wenn die Größe eines Überschwingens OB an einer Anhalteposition des Schrittmotors 1 größer ist als die Größe der Drehung um einen Schritt, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, und z. B. eine der Drehung um zwei Schritte entsprechende Amplitude aufweist, besteht bei dem Verfahren zur Erfassung der Nullage des Schrittmotors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Gefahr, daß eine Position, die von der Position der Nullage um zwei oder mehr als zwei Schritte entfernt ist, als die Nullagenposition beurteilt wird.

Bei dem Verfahren zur Erfassung der Nullage des Schrittmotors gemäß dem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel wird daher die Zwischenspeicherschaltung 6 bei jeder Drehung des Schrittmotors 1 in der normalen Richtung um einen Schritt überprüft, um zu ermitteln, ob das Ausgangssignal invertiert worden ist. Wenn das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung 6 invertiert worden ist, wird der Vorwärtsimpulsgenerator 12 daran gehindert, einen Vorwärtsimpuls an den Schrittmotor 1 anzulegen. Wenn z. B. das bewegliche Element 4, das an der Sensorscheibe 3 vorgesehen ist, in den *Abfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 einläuft, wird ein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor 5 abgegeben und es wird demzufolge das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung 6 invertiert, d. h. dessen Pegel gewechselt. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Anlegen eines Vorwärtsimpulses an den Schrittmo­ tor 1 beendet, wenn das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung 6 invertiert wird, und es wird demzufolge der Schrittmotor 1 angehalten.

In dem Zustand, bei dem der Schrittmotor 1 angehalten ist, wird dann das bewegliche Element 4 überprüft, um zu erkennen, ob es in dem Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 angehalten ist. Bei diesem Beispiel tritt das bewegliche Element 4, wie in Fig. 4 gezeigt ist, in den Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 auf Grund eines Überschwingens ein. Daher hält die Position des beweglichen Elements 4 niemals in dem Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 an. Demzufolge wird der Schrittmotor 1 in diesem Fall derart gesteuert, daß er eine Drehung in Gegenrichtung bis zu einer Drehwinkelposition A, bei der der Einfluß eines Überschwingens vollständig beseitigt ist, durchführt. Die Drehwinkelposition A, bei der der Schrittmotor 1 nach der Drehung in Gegenrichtung anhält, wird im folgenden als Rück­ zugsposition A bezeichnet. Die Rückzugsposition A stellt eine Position dar, bei der die Position des beweglichen Elements den Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 auch bei einem Überschwingen OB nicht erreicht, wenn sich der Schrittmotor 1 ausgehend von der Rückzugsposition entweder in der normalen Richtung oder in der umgekehrten Richtung dreht. Fig. 4 zeigt ein Beispiel, bei dem als Rückzugsposition A eine Position definiert ist, zu der der Schrittmotor 1 ausgehend von der ersten Anhalteposition des Schrittmotors 1 durch eine Drehung um N Schritte (N ist bei diesem Beispiel gleich 3) zurückgeführt ist.

Nach der Drehung des Schrittmotors 1 in der Rückwärtsrichtung bis zu der Drehwinkelposition der Rückzugsposition A wird der Schrittmotor 1 in der normalen Richtung bzw. Vorwärtsrich­ tung mit einer Drehung um N+1 Schritte (N+1 ist bei diesem Beispiel gleich 4) gedreht (wobei ein Überschwingen zwangsweise ignoriert wird) und angehalten. Falls die Position des bewegli­ chen Elements 4 zu diesem Zeitpunkt nicht in dem Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 liegt, wird der Schrittmotor 1 in der Rückwärtsrichtung mit einer Drehung von N+1 Schritten gedreht, um hierdurch den Schrittmotor 1 in die Rückzugsposition N zurückzuführen. Falls sich das Ausgangssignal des feststehenden Sensors 5 auf dem Weg zurück zur Rückzugs­ position A nicht ändert, wird der Schrittmotor 1 erneut in der normalen Richtung gedreht, jedoch diesmal mit einer Drehung von N+2 Schritten ausgehend von der Rückzugsposition A.

In dieser Weise wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Anzahl von Drehschritten in der normalen Richtung jedes Mal um + 1 vergrößert, wenn der Schrittmotor 1 erneut in der norma­ len Richtung nach der Rückführung der Drehwinkelposition des Schrittmotors 1 zu der Rück­ zugsposition A gedreht wird. Auf Grund dieser Betriebsweise kann die Position des beweglichen Elements 4 allmählich dem Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 angenähert werden, selbst wenn die Größe eines Überschwingens OB der Drehung um zwei Schritte oder mehr entsprechen sollte. Als Ergebnis wird der Schrittmotor 1 selbst dann, wenn der Schrittmo­ tor 1 derart hergestellt sein sollte, daß die Anhalteposition des beweglichen Elements 4 nicht mit dem Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 übereinstimmt, ohne Fehler derart angesteuert, daß er an der Anhalteposition unmittelbar nach dem Durchgang des beweglichen Elements 4 durch den Erfassungsbereich 5A angehalten wird.

Wenn das bewegliche Element 4 an der Anhalteposition unmittelbar nach seinem Durchgang durch den Erfassungsbereich 5A anhält, geht das bewegliche Element 4 durch den Erfassungs­ bereich 5A ohne Fehler auf seinem Weg ausgehend von der Anhalteposition zurück zu der Rückzugsposition A hindurch. Da der feststehende Sensor 5 zu diesem Zeitpunkt den durch­ fallenden Lichtstrahl ermittelt, wird von dem feststehenden Sensor 5 ein Erfassungssignal abge­ geben. Dies bedeutet, daß das Ausgangssignal des feststehenden Sensors geändert wird. Auf Grund dieser Änderung des Ausgangssignals wird das Ausgangssignal der Zwischenspeicher­ schaltung 6 invertiert. Wenn der Schrittmotor 1 erneut in der normalen Richtung ausgehend von der am nächsten bei der Rückzugsposition A liegenden Position gedreht wird, wird der Schritt­ motor 1 demzufolge mit einer Drehung von (N+2)-1 Schritten in der normalen Richtung gedreht. Die Anhalteposition wird dann als die Position der Nullage ST der Drehwinkelposition des Schrittmotors 1 festgelegt.

Wenn die Position der Nullage ST in dieser Weise bestimmt ist, liegt die erfaßte Ursprungs­ bzw. Nullagenposition ohne Ausnahme innerhalb des Bereichs eines Schritts bei dem Erfas­ sungsbereich 5A, selbst wenn die Größe eines Überschwingens OB gleich groß wie oder größer als eine Drehung um zwei Drehwinkelschritte des Schrittmotors 1 sein sollte. Darüber hinaus ändert sich die erfaßte Nullagenposition selbst dann nicht, wenn die Größe eines Überschwin­ gens OB auf Grund einer Schwankung der Belastung schwankt.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur allgemeinen Erläuterung eines Beispiels eines Programms, das zum Betrieb der Vorrichtung zur Nullagenerfassung erforderlich ist, wenn die Vorrichtung zur Nullagenerfassung dazu ausgelegt ist, das Verfahren zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors gemäß dem zweiten, unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläuterten Ausführungsbei­ spiels auszuführen. In Fig. 5 bilden die Schritte SP₁ und SP₂ eine Routine zum Bewegen eines zu steuernden Objekts durch Anlegen eines Vorwärtsimpulses an den Schrittmotor 1. Die Vorwärtsimpulse werden jeweils einer nach dem anderen an den Schrittmotor 1 angelegt. Jedes Mal dann, wenn ein Vorwärtsimpuls an den Schrittmotor 1 angelegt wird, wird der Ausgangs­ zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 (Fig. 3) überwacht. Die Vorwärtsimpulse werden dem Schrittmotor 1 so lange zugeführt, bis das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung invertiert wird.

Wenn bei dem Schritt SP₂ erfaßt wird, daß das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung 6 invertiert worden ist, d. h. seinen Ausgangspegel geändert hat, schreitet der Ablauf zu dem Schritt SP₃ weiter. Im Schritt SP₃ wird an der Anhalteposition des Schrittmotors 1 das beweg­ liche Element (Schlitz) 4 überprüft, um zu ermitteln, ob es sich in dem Erfassungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 befindet. Wenn sich das bewegliche Element 4 in dem Erfas­ sungsbereich 5A des feststehenden Sensors 5 befindet, schreitet der Ablauf zu dem Schritt SP₄ weiter und es wird die Anhalteposition als die Position der Nullage ST bestimmt. Zur Vereinfachung der Erläuterung der Beschreibung ist der Ablauf gemäß dem Beurteilungsblock des Schritts SP₂ mit A bezeichnet, während der Ablauf gemäß dem Beurteilungsblock des Schritts SP₃ mit B bezeichnet ist und der Ablauf gemäß dem Beurteilungsblock des Schritts SP₃ in Fig. 5 mit C bezeichnet ist.

Wenn sich das bewegende Element 4 auf der anderen Seite nicht in dem Erfassungsbereich 5A befindet, schreitet der Ablauf zu dem Schritt SP₅ weiter und es werden z. B. drei Rücklaufim­ pulse zum Drehen des Schrittmotors 1 in der umgekehrten Richtung zu der Rückzugsposition, bei der das Erfassungssignal nicht durch ein Überschwingen beeinflußt ist, von dem Rücklauf­ impulsgenerator 13 (siehe Fig. 3) erzeugt. Bei dem Schritt SP₆ wird dann der Zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 überwacht, um zu ermitteln, ob sich der Zustand des feststehen­ den Sensors 5 ändert und ob der Zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 erneut während der Rücklaufdrehung des Schrittmotors 1 invertiert wird. Wenn der Zustand der Zwischenspeicher­ schaltung 6 invertiert wird, schreitet der Ablauf zu dem Schritt SP₇ weiter. Es wird dann ein Befehl an den Vorwärtsimpulsgenerator 12 (siehe Fig. 3) abgegeben, um zwei (3-1=2) Vorwärtsimpulse zu erzeugen, deren Anzahl um eins geringer ist als die Anzahl von Rücklaufim­ pulsen "3", und es wird der Schrittmotor 1 mit einer Drehung von zwei Schritten in der norma­ len Richtung gedreht. Bei dem Schritt SP₈ wird dann die Anhalteposition als die Position der Nullage ST beurteilt.

Wenn sich der Zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 auf der anderen Seite während der Rücklaufdrehung des Schrittmotors 1 nicht ändert, schreitet der Ablauf zu dem Schritt SP₉ weiter. Im Schritt SP₉ werden vier (3 + 1 = 4) Vorwärtsimpulse, deren Anzahl um eins größer ist als die Anzahl "3" der Rücklaufimpulse, durch den Vorwärtsimpulsgenerator 12 erzeugt. Bei dem Schritt SP₁₀ wird dann der Zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 überwacht, um zu ermitteln, ob sich der Zustand des feststehenden Sensors 5 ändert, und ob der Zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 während der normalen Drehung des Schrittmotors 1 auf Grund der vier Vorwärtsimpulse invertiert wird. Wenn erfaßt wird, daß der Ausgangszustand der Zwischenspeicherschaltung 6 invertiert worden ist, schreitet der Ablauf zu dem Schritt SP₁₁ weiter. Im Schritt SP₁₁ wird das bewegliche Element 4 bei der Anhalteposition des Schrittmo­ tors 1 überprüft, um zu ermitteln, ob es sich in dem Erfassungsbereich 5A befindet. Wenn sich das bewegliche Element 4 in dem Erfassungsbereich 5A befindet, läuft der Ablauf zu dem Schritt SP₁₂ weiter und es wird die Anhalteposition als die Position der Nullage ST beurteilt.

Wenn demgegenüber aber im Schritt SP₁₀ ermittelt wird, daß der Status der Zwischenspei­ cherschaltung 6 nicht invertiert worden ist, schreitet der Ablauf zu dem Schritt SP₁₃ weiter und es werden fünf Rücklaufimpulse an den Schrittmotor 1 angelegt, wonach der Ablauf zu der anfänglichen Routine zurückkehrt. Dies bedeutet, daß die Annahme getroffen wird, daß ein gewisser Fehlbetrieb aufgetreten ist, wenn sich der Zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 nicht geändert hat, obwohl bei dem Schritt SP₉ vier (3+1=4) Vorwärtsimpulse an den Schrittmotor 1 angelegt worden sind, und es wird ein Betriebsablauf zur Rückkehr zu dem anfänglichen Zustand durchgeführt.

Wenn auf der anderen Seite bei dem Schritt SP₁₁ beurteilt wird, daß sich die Position des beweglichen Elements 4 nicht in dem Bereich des Erfassungsbereichs 5A befindet, schreitet der Ablauf zu dem Schritt SP₁₄ weiter und es werden vier (3+1=4) Rücklaufimpulse an den Schrittmotor 1 angelegt, so daß der Schrittmotor 1 die Rückzugsposition erreicht. Die Zwischenspeicherschaltung 6 wird im Schritt SP₁₅ überprüft, um zu ermitteln, ob sich der Status der Zwischenspeicherschaltung 6 während der Rücklaufdrehung geändert hat. Wenn ermittelt wird, daß sich der Status der Zwischenspeicherschaltung 6 während der Rücklaufdre­ hung geändert hat, schreitet der Ablauf zu dem Schritt SP₁₆ weiter. Im Schritt SP₁₆ werden an den Schrittmotor 1 drei (4-1=3) Vorwärtsimpulse, deren Anzahl um eins kleiner ist als die Anzahl "4" von Rücklaufimpulsen, angelegt, um den Schrittmotor 1 mit einer Drehung von drei Schritten in der normalen Richtung zu drehen. Im Schritt SP₁₇ wird demzufolge die Anhaltepo­ sition als die Position der Nullage ST beurteilt.

Wenn der Zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 während der Rücklaufdrehung andererseits nicht invertiert wird, schreitet der Ablauf zu dem Schritt SP₁₈ weiter und es werden durch den Vorwärtsimpulsgenerator 12 fünf (4+1=5) Vorwärtsimpulse, deren Anzahl um eins größer ist als die Anzahl der Rücklaufimpulse, erzeugt, um den Schrittmotor 1 mit einer Drehung von fünf Schritten in der normalen Richtung zu drehen. Bei dem Schritt SP₁₉ wird der Zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 während der normalen Drehung überwacht, um zu ermitteln, ob der Zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 während der Vorwärtsdrehung um fünf Schritte invertiert wird. Wenn der Zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 invertiert wird, schreitet der Ablauf zu dem Schritt SP₂₀ weiter. Wenn sich das bewegliche Element 4 in dem Bereich des Erfassungsbereichs 5A in der Anhalteposition befindet, wird die Anhalteposition bei dem Schritt SP₂₁ als die Position der Nullage ST beurteilt.

Bei dem Schritt SP₁₉ wird ähnlich wie im Fall des Schritts SP₁₀ die Entscheidung getroffen, daß ein gewisser Fehlbetrieb aufgetreten ist, wenn der Zustand der Zwischenspeicherschaltung 6 während der Vorwärtsdrehung des Schrittmotors 1 um fünf Schritte nicht invertiert wird, und es werden in dem Schritt SP₂₂ sechs Rücklaufimpulse erzeugt, wonach der Ablauf dann zu der anfänglichen Routine zurückkehrt.

Wenn im Schritt SP₂₀ ermittelt wird, daß sich die Position des beweglichen Elements 4 nicht in dem Bereich des Erfassungsbereichs 5A befindet, schreitet der Ablauf zu dem Schritt S₂₃ weiter und es werden durch den Rücklaufimpulsgenerator 13 fünf Rücklaufimpulse zum Drehen des Schrittmotors 1 in der Rücklaufrichtung bis erneut zur Rückzugsposition erzeugt. Wenn bei dem Schritt SP₂₄ erfaßt wird, daß sich der Ausgangszustand der Zwischenspeicherschaltung 6 während der Rücklaufdrehung auf Grund der fünf Rücklaufimpulse geändert hat, werden durch den Vorwärtsimpulsgenerator 12 bei dem Schritt SP₂₅ vier (5-1=4) Vorwärtsimpulse erzeugt, deren Anzahl um eins kleiner ist als die Anzahl von Rücklaufimpulsen, und es wird die Anhalte­ position des Schrittmotors 1 nach der Vorwärtsdrehung auf Grund der Vorwärtsimpulse bei dem Schritt SP₂₆ als die Position der Nullage ST beurteilt.

Durch Bereitstellung einer Steuerroutine und durch wiederholte Durchführung einer Rücklauf­ drehung des Schrittmotors 1 zu der Rückzugsposition und einer Vorwärtsdrehung, deren Anzahl von Schritten um eins größer als diejenige der Rücklaufdrehung ist, kann die Position der Nullage des Schrittmotors 1 hierbei in gleichartiger Weise exakt auf dieselbe Position festgelegt werden, selbst wenn die Größe eines Überschwingens einer Drehung von mehreren Schritten entspricht. In diesem Fall ist jedoch ein Beispiel erläutert, bei dem die Größe des Überschwin­ gens dem Ausmaß von zwei Schritten entspricht. Daher können die Zielsetzungen in der Praxis durch die Routinen SP₂₃, SP₂₄ und SP₂₅ erzielt werden.

Die Vorrichtung zur Erfassung der Nullage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel läßt sich zur Durchführung des Verfahrens zur Nullagenerfassung gemäß dem zweiten Ausführungsbei­ spiel auslegen, indem das in Fig. 5 gezeigte Programm in den Festwertspeicher ROM 11C, der in Fig. 3 gezeigt ist, eingespeichert wird.

Wie vorstehend erläutert, läßt sich gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem mechanischen Steuersystem, das durch einen Schrittmotor gesteuert wird, stets eine konstante Drehwinkelpo­ sition als eine Nullagenposition erfassen und der Schrittmotor bei der Nullagenposition anhalten, selbst wenn ein Überschwingen bei einem Anhalten des Schrittmotors auftritt. Insbesondere bei dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren zur Nullagenerfassung kann der Schrittmotor bei einer regulären Nullagenposition selbst dann angehalten werden, wenn die Größe eines Über­ schwingens einem Drehungsausmaß entspricht, das gleich groß wie oder größer als zwei Schritte ist. Darüber hinaus läßt sich dieselbe Drehwinkelposition als Nullagenposition selbst dann erfassen, wenn die Belastung des mechanischen Systems schwankt und die Größe des Überschwingens Schwankungen unterliegt. Daher verändert sich die Nullagenposition, bei der der Schrittmotor anhält, nicht.

Wenn das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Transport­ vorrichtung für integrierte Halbleiterschaltungselemente (IC-Schaltungen bzw. Chips) oder bei einer IC-Positioniervorrichtung usw. eingesetzt werden, ist die hierbei erzielte Wirkung sehr groß bzw. effektiv.

Claims (4)

1. Verfahren zur Erfassung der Nullage einer Drehwinkelposition einer drehbaren Ausgangsachse (2) eines Schrittmotors (1) unter Einsatz eines beweglichen Elements (4) zur Positionserfassung, das an der drehbaren Ausgangsachse des Schrittmotors angebracht ist, eines feststehenden Sensors (5) zur Erfassung der Vorbeibewegung bzw. des Durchgangs des beweglichen Elements und zur Abgabe eines Erfassungssignals als Reaktion hierauf, und einer Zwischenspeicherschaltung (6), deren Ausgangssignal invertiert wird, wenn sie durch ein von dem feststehenden Sensor (5) abgegebenes Erfassungssignal getriggert wird, mit den Schritten:
Anlegen eines Rücklaufimpulses zum Drehen des Schrittmotors in der Gegenrichtung an den Schrittmotor (1) in dem Fall, daß kein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor (5) abgegeben wird, wenn der Schrittmotor (1) nach der Abgabe eines Erfassungssignals durch den feststehenden Sensor (5) anhält;
Beurteilen einer Pausen- bzw. Anhalteposition, bei der der Schrittmotor (1) nach der Drehung in der Gegenrichtung anhält, als die reguläre Nullage, wenn der feststehende Sensor (5) erneut ein Erfassungssignal während der Drehung des Schrittmotors in Gegenrichtung aufgrund des an ihn angelegten Rücklaufimpulses abgibt; und
erneutes Anlegen eines Vorwärtsimpulses zum Drehen des Schrittmotors in der normalen Richtung, wenn der feststehende Sensor (5) kein Erfassungssignal während der Rücklaufdrehung des Schrittmotors bei an ihn angelegtem Rücklaufimpuls erzeugt, und Beurtei­ len einer Pausen- bzw. Anhalteposition, bei der der Schrittmotor (1) nach der Drehung in der normalen Richtung um einen Schritt anhält, als die reguläre Nullage.

2. Vorrichtung zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors mit
einem beweglichen Element (4), das zur Positionserfassung dient und an der drehbaren Ausgangsachse des Schrittmotors angebracht ist,
einem feststehenden Sensor (5) zur Erfassung eines Durchgangs bzw. einer Vorbeibe­ wegung des beweglichen Elements und zur Abgabe eines Erfassungssignals als Reaktion hier­ auf,
einer Zwischenspeicherschaltung, deren Ausgangssignal invertiert wird, wenn die Zwischenspeicherschaltung (6) durch ein von dem feststehenden Sensor (5) abgegebenes Erfassungssignal bei einem Zustand angesteuert wird, bei dem sich der Schrittmotor (1) in der normalen Richtung dreht,
einer Anhaltesteuereinrichtung zum Beenden der Drehung des Schrittmotors in der normalen Richtung, wenn sich das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung (6) in dem invertierten Zustand befindet,
einem Rücklaufimpulsgenerator zur Erzeugung eines Rücklaufimpulses für die Drehung des Schrittmotors mit einer vorbestimmten Schrittanzahl in Gegenrichtung, wenn der Schrittmo­ tor (1) durch die Anhaltesteuereinrichtung angehalten wird und wenn die Anhalteposition des beweglichen Elements, das beim Anhalten des Schrittmotors angehalten wird, nicht mit der Position des feststehenden Sensors (5) übereinstimmt,
einem Vorwärtsimpulsgenerator zum erneuten Anlegen eines Vorwärtsimpulses an den Schrittmotor (1) für dessen Drehung in der normalen Richtung, wenn kein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor (5) bei der Drehung des Schrittmotors aufgrund des von dem Rück­ laufimpulsgenerator erzeugten Rücklaufimpulses in Gegenrichtung erzeugt wird, und
einer Steuereinrichtung zur Beurteilung der Pausen- bzw. Anhalteposition, an der der Schrittmotor (1) angehalten wird, als die Position der Nullage, wenn von dem feststehenden Sensor (5) ein Erfassungssignal abgegeben wird, wenn der Schrittmotor (1) durch die Anhalte­ steuereinrichtung angehalten wird, und wenn das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschal­ tung (6) invertiert ist; zur Beurteilung der Anhalteposition, bei der der Schrittmotor (1) nach der Drehung in Rücklaufrichtung anhält, als die normale Nullage, wenn von dem feststehenden Sensor (5) ein Erfassungssignal abgegeben wird, wenn der Schrittmotor (1) von einem durch den Rücklaufimpulsgenerator erzeugten Rücklaufimpuls in Gegenrichtung gedreht worden ist, in demjenigen Fall, daß von dem feststehenden Sensor (5) kein Erfassungssignal abgegeben wird, wenn sich der Schrittmotor (1) in dem Anhaltezustand befindet; und zur Beurteilung der Anhal­ teposition, bei der Schrittmotor, ausgehend von der durch seine Drehung in Gegenrichtung erreichten Anhalteposition, nach seiner Drehung in der normalen Richtung auf Grund eines von dem Vorwärtsimpulsgenerator abgegebenen Vorwärtsimpulses anhält, als die Position der Nullage, wenn von dem feststehenden Sensor (5) kein Erfassungssignal abgegeben wird, wenn der Schrittmotor (1) in Gegenrichtung gedreht wird.

3. Verfahren zum Erfassen einer Nullage einer Drehwinkelposition der drehbaren Ausgangsachse eines Schrittmotors, bei dem ein bewegliches Element (4) zur Positionserfas­ sung, das an der drehbaren Ausgangsachse des Schrittmotors angebracht ist, ein feststehender Sensor (5) zum Erfassen der Vorbeibewegung des beweglichen Elements und zur Abgabe eines Erfassungssignals als Reaktion hierauf, und eine Zwischenspeicherschaltung (6) eingesetzt werden, deren Ausgangssignal bei einer Ansteuerung durch ein von dem feststehenden Sensor (5) abgegebenes Erfassungssignal invertiert wird, mit den Schritten:
Anlegen eines Vorwärtsimpulses an den Schrittmotor (1) zum Drehen des Schrittmo­ tors in der normalen Richtung,
Erfassen der Invertierung bzw. Umkehrung des Ausgangssignals der Zwischenspei­ cherschaltung, die durch ein von dem feststehenden Sensor (5) abgegebenes Erfassungssignal jedes Mal dann hervorgerufen wird, wenn das bewegliche Element (4) während der normalen Drehung des Schrittmotors durch die Position des feststehenden Sensors (5) hindurchgeht bzw. an dieser vorbeiläuft, und
Steuern des Anhaltens des Schrittmotors, wenn die Invertierung des Ausgangssignals der Zwischenspeicherschaltung (6) erfaßt wird,
wobei der Schritt des Steuerns des Anhaltens in dem Fall, daß eine Anhalteposition des beweglichen Elements nicht mit der Position des feststehenden Sensors (5) übereinstimmt, die Schritte enthält:
Rückführen der Drehwinkelposition des Schrittmotors zurück zu einer Rückzugsposi­ tion, die keiner Auswirkung eines Überschwingens ausgesetzt ist, indem der Schrittmotor (1) in der Rücklaufrichtung gedreht wird,
Vergrößern der Anzahl von Schritten der Drehung des Schrittmotors in der normalen Richtung derart, daß die Schrittanzahl einen Schritt größer als diejenige der Drehung des Schrittmotors in der Rücklaufrichtung ist, wenn der Schrittmotor (1) erneut in der normalen Richtung ausgehend von der Rückzugsposition gedreht wird, und
Wiederholen der Rücklaufdrehung des Schrittmotors zu der Rückzugsposition, wonach sich eine normale Drehung des Schrittmotors ausgehend von der Rückzugsposition anschließt und die Anzahl von Schritten hierbei um einen Schritt mehr als diejenige bei der Rücklaufdre­ hung erhöht ist, solange, bis ein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor (5) abgegeben wird, wenn der Schrittmotor (1) zu der Rückzugsposition zurückgeführt wird.

4. Vorrichtung zur Erfassung der Nullage eines Schrittmotors mit
einem beweglichen Element (4) zur Positionserfassung, das an der drehbaren Ausgangsachse des Schrittmotors angebracht ist,
einem feststehenden Sensor (5) zur Erfassung des Durchgangs bzw. Vorbeilaufens des beweglichen Elements und zur Abgabe eines Erfassungssignals als Reaktion hierauf,
einer Zwischenspeicherschaltung, deren Ausgangssignal invertiert wird, wenn die Zwischenspeicherschaltung (6) durch ein Erfassungssignal angesteuert wird, das von dem fest­ stehenden Sensor (5) bei einem Zustand abgegeben wird, bei dem sich der Schrittmotor (1) in der normalen Richtung dreht,
einer Anhaltesteuereinrichtung zum Anhalten der normalen Drehung des Schrittmotors, wenn sich das Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung (6) in dem invertierten Zustand befindet,
einem Rücklaufimpulsgenerator zum Anlegen eines Rücklaufimpulses für die Rückfüh­ rung der Drehwinkelposition des Schrittmotors zurück zu einer Rückzugsposition, die keinem Effekt eines Überschwingens ausgesetzt ist, indem der Schrittmotors in der Rücklaufrichtung um N Schritte gedreht wird, wobei die Rücklaufdrehung für den Fall vorgesehen ist, daß der Schrittmotor (1) durch die Anhaltesteuereinrichtung angehalten ist und eine Pausen- bzw. Halteposition des beweglichen Elements, das zusammen mit dem Anhalten des Schrittmotors angehalten ist, nicht mit der Position des feststehenden Sensors (5) übereinstimmt,
einem Vorwärtsimpulsgenerator zum Anlegen eines oder mehrerer Vorwärtsimpulse zum Drehen des Schrittmotors in der normalen Richtung mit einer Anzahl, die der Anzahl von Rücklaufdrehungsschritten N zuzüglich eines Schritts, d. h. (N + 1) Schritten entspricht, wobei dies dann erfolgt, wenn kein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor (5) erzeugt wird, wenn die Drehwinkelposition des Schrittmotors auf Grund der von dem Rücklaufimpulsgenerator erzeugten Rücklaufimpulse zu der Rückzugsposition zurückgeführt wird, und
einer Steuereinrichtung zur Bestimmung einer Anhalteposition, bei der der Schrittmotor (1) angehalten ist, als die normale Nullage, wenn das Ausgangssignal der Zwischenspeicher­ schaltung (6) invertiert ist und wenn ein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor (5) abgegeben wird, wenn der Schrittmotor (1) durch die Anhaltesteuereinrichtung angehalten ist; und zur Rückführung der Drehwinkelposition des Schrittmotors zurück zu der Rückzugsposition dann, wenn der Schrittmotor (1) angehalten ist und die Anhalteposition des beweglichen Elements nicht mit der Position des feststehenden Sensors (5) übereinstimmt, indem der Schrittmotor (1) in der Rücklaufrichtung um N Schritte durch den oder die von dem Rücklaufim­ pulsgenerator erzeugten Rücklaufimpulse gedreht wird, wobei die Steuereinrichtung dann, wenn von dem feststehenden Sensor (5) ein Erfassungssignal bei der Drehung des Schrittmotors in der Rücklaufrichtung abgegeben wird, eine Anhalteposition, an der der Schrittmotor (1) nach der Drehung in der normalen Richtung um (N-1) Schritte ausgehend von der Rückzugsposition nach seiner Rücklaufdrehung anhält, als die normale Nullage bestimmt; und zum Anlegen eines Befehls an den Rücklaufimpulsgenerator, der den Rücklaufimpulsgenerator dazu veranlaßt, den Rücklaufimpuls zu erzeugen, wenn kein Erfassungssignal von dem feststehenden Sensor (5) bei der Drehung des Schrittmotors in der Rücklaufrichtung abgegeben worden ist.