JP2008092616A - パルスモータ制御装置及びミシン - Google Patents

Abstract

【課題】ある励磁パターンで停止させたときに安定位置状態にあるか否かを判断できるようにする。
【解決手段】パルスモータ制御装置は、制御装置１７と、Ｘ方向パルスモータ１１と、Ｘ方向ロータリーエンコーダ１３と、報知器２６とを備えてなる。制御装置１７は、Ｘ方向パルスモータ１１を一方向へ基準トルクモードで回転させて、一方向モータトルク強度を測定し、Ｘ方向パルスモータ１１を他方向へ前記基準トルクモードと同じモードで回転させて、他方向モータトルク強度を測定し、前記一方向モータトルク強度と、他方向モータトルク強度とを比較し、両モータトルク強度がほぼ一致したときに安定位置状態にあると判定し、両モータトルク強度が相違するときに不安定位置状態であると判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パルスモータの偏差コントロールを行うのに好適するパルスモータ制御装置及びミシンに関する。

パルスモータの動作原理を図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して簡単に述べる。同図において、固定子１０１と回転子１０２とを展開して示している。固定子１０１には、固定子コイル１０１ａが所定ピッチで設けられている。このパルスモータにおいては、駆動パルス１個毎に励磁相が１ステップづつ移動するように制御され、回転子１０２もその角度分だけ回転する。

そして、パルスモータに対する駆動指令パルス数と、回転角度に応じた位置信号（ロータリーエンコーダからの位置信号）との偏差を適宜設定してモータコントロール（以下偏差コントロールという）することによって、速度制御や、駆動トルク制御、あるいは加減速制御を図るようにしている。この偏差コントロールによるモータトルク制御の一例を図１６に示す。この図１６（ａ）では、偏差「２」、（ｂ）では偏差「４」の場合を示している。偏差「２」よりも偏差「４」が駆動トルクは大きい。このように偏差コントロールを行うことで、パルスモータを種々制御できる。

この偏差コントロールを行うミシンとして、例えば特許文献１に記載のものがある。このものでは、パルスモータはロータリーエンコーダを備え、例えばＸＹテーブルの駆動用モータとして用いられている。また、このものでは、原点設定処理前の指令数カウンタと信号数カウンタとをクリアし、原点設定処理後に、両カウンタの比較を行って、布送り動作を行う構成としている。
特開２００４−３２１７７１号公報

ところで、上記パルスモータなどの同期モータにおいては、無負荷状態で、ある励磁相で励磁したとき、軸の静止位置（角度）は一意に決まる（この状態をモータの安定位置という）。
しかし、パルスモータをＸＹテーブルなどの負荷に連結した場合、ＸＹテーブルとベースとの摩擦や慣性によって、前記安定位置からずれた位置（以下、不安定位置という）でもモータ回転軸が停止する場合がある。この時、種々の問題が発生するが、代表的な問題について次に述べる。

「問題点１：モータトルクへの影響」
図１７（ｂ）では、回転子１０２が安定位置で停止している状態（安定位置状態Ｆｂ）を示しており、図１７（ａ）には、摩擦などの影響で、安定位置に至らなかった状態（不安定位置状態Ｆａ）を示し、図１７（ｃ）には、オーバーシュート後に安定位置に戻らなかった状態（不安定位置状態Ｆｃ）を示している。

従来では、上述の安定位置状態及び不安定位置状態を検知する手段がなく、上記不安定位置状態ＦａあるいはＦｃを基準位置として設定（駆動パルス及び信号パルスのカウンタをゼロクリア）しまう不具合がある。この後、偏差コントロールを行った場合について、図１８（ａ）〜（ｃ）を参照して説明すると、例えば偏差「２」としたとする。図１８（ｂ）の安定位置状態Ｆｂの場合には、与えた偏差「２」で正常に動作する。しかし、図１８（ａ）の不安定位置状態Ｆａでは、偏差「２」を与えたにもかかわらず、偏差「３」として動き、トルクが期待値より強くなって期待値より速く動いてしまい、逆に図１８（ｃ）の不安定位置状態Ｆｃでは、偏差「１」として動き、トルクが期待値より弱くなって期待値より遅く動いてしまう。特に、ミシンでは、大型のパルスモータを使用するから、偏差１つ分のずれは大きな影響を及ぼすことになる。

「問題点２：停止位置への影響」
図１９を参照して説明する。図１９（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｃ−１）は図１７（ａ）〜（ｃ）と同じであり、図１９（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）は、図１９（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｃ−１）の各状態から、目標位置へ制御上正常に移動できたとされる場合を示し、図１９（ａ−３）、（ｂ−３）、（ｃ−３）は図１９（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｃ−１）の各状態から、安定位置状態に落ち着いた場合を示している。

図１９（ａ−１）から、制御上正常に移動すると、図１９（ａ−２）に示すように、移動後の位置も不安定位置状態Ｆａとなる。この場合回転子１０２に右向きの力がかかった状態となる。
図１９（ｃ−１）から、制御上正常に移動すると、図１９（ｃ−３）に示すように、移動後の位置も不安定位置状態Ｆｃとなる。この場合回転子１０２に右向きの力がかかった状態となる。

図１９（ａ−１）から移動送り後、図１９（ａ−３）に示すように、安定位置状態に収まると、この場合、信号数が一つ多いから、１パルス数だけ目標位置を超えていると制御系が判断してしまい、正常な制御がなされない。
図１９（ｃ−１）から移動送り後、図１９（ｃ−３）に示すように、安定位置状態に収まると、この場合、信号数が一つ多いから、１パルス数だけ目標位置に足りないと制御系が判断してしまい、正常な制御がなされない。

以上のように、従来では、ある励磁パターンでパルスモータを停止させたときに安定位置状態か不安定位置状態かを判断できず、偏差コントロールする場合に、パルスモータのモータトルクが期待値からずれたり、あるいはパルスモータによる目標位置への移動制御時に回転子に常に力が作用したり、目標位置からずれたりすることがある。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ある励磁パターンで停止させたときに安定位置状態にあるか否かを判断することができるパルスモータ制御装置及びミシンを提供することにある。

請求項１のパルスモータ制御装置は、パルスモータに対して駆動信号を出力してパルスモータの位置を制御するパルスモータ制御装置において、前記パルスモータを一方向へ基準トルクモードで回転させて、一方向モータトルク強度を測定する一方向強度測定手段と、前記パルスモータを他方向へ前記基準トルクモードと同じモードで回転させて、他方向モータトルク強度を測定する他方向強度測定手段と、前記一方向強度測定手段により測定した一方向モータトルク強度と、前記他方向強度測定手段により測定した他方向モータトルク強度とを比較し、両モータトルク強度がほぼ一致したときに安定位置状態にあると判定し、両モータトルク強度が相違するときに不安定位置状態であると判定する判定手段とを備えたところに特徴を有する。

パルスモータが安定位置状態にある場合には、回転子は一方向（例えば右方向）及び他方向（左方向）のいずれにもトルクが作用していないものであり、パルスモータが不安定位置状態である場合には、回転子は停止しているとはいうものの、一方向（例えば右回転方向）あるいは他方向（左回転方向）に作用するトルク（以下、内在トルクという）がある。

この点に着目した上記請求項１の発明よれば、ある励磁パターンで停止させたときにパルスモータが安定位置状態にある場合には、一方向強度測定手段で測定した一方向モータトルクと、他方向強度測定手段で測定した他方向モータトルクとは、ほぼ一致（完全一致も含む）となり、安定位置状態であることを正確に判定できる。また、パルスモータが不安定位置状態にあるときには、一方向強度測定手段で測定した一方向モータトルクと、他方向強度測定手段で測定した他方向モータトルクとは、相違し、もって、不安定位置状態であることを正確に判定できる。

請求項２のパルスモータ制御装置は、請求項１において、前記パルスモータの回転子の回転位置を検出して検出信号を出力する位置検出手段を備え、前記基準トルクモードは、所定偏差であり、前記一方向強度測定手段は、パルスモータを前記所定偏差で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間をもって一方向モータトルク強度を測定し、前記他方向強度測定手段は、パルスモータを前記所定偏差と同じ偏差で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間をもって他方向モータトルク強度を測定するところに特徴を有する。

この請求項２の発明によれば、駆動パルス数と位置検出信号の信号パルス数との偏差は、モータトルクの程度を示すと考えて良いことに着目している。従って前記所定偏差は基準モータトルクとして代用でき、基準モータトルクの強度（目安）設定が容易であり、そして、パルスモータを前記所定偏差で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間と、パルスモータを前記所定偏差と同じ偏差で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間とは、内在トルクの有無によって相違する。これによって一方向モータトルクと、他方向モータトルクとの相違を前記所要時間の相違でもって判定でき、この結果、所要時間算出という簡単な手段で、不安定位置状態であることを正確に判定できる。

請求項３のパルスモータ制御装置は、請求項１において、前記パルスモータの回転子の回転位置を検出して検出信号を出力する位置検出手段を備え、前記基準トルクモードは、所定加減速偏差であり、前記一方向強度測定手段は、前記パルスモータに対して前記所定加減速偏差で一方向への駆動パルスを所定値出力し、前記回転子のオーバーシュート量をもって一方向モータトルク強度を測定し、前記他方向強度測定手段は、前記パルスモータに対して前記所定加減速偏差と同じ加減速偏差で他方向への駆動パルスを所定値出力し、前記回転子のオーバーシュート量をもって他方向モータトルク強度を測定するところに特徴を有する。

この請求項３の発明によれば、一方向モータトルクと、他方向モータトルクとの相違を前記一方向のオーバーシュート量と他方向のオーバーシュート量の相違でもって判定でき、この結果、オーバーシュート算出という簡単な手段で、不安定位置状態であることを正確に判定できる。

請求項４のパルスモータ制御装置は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記判定手段により不安定位置状態であることが判定されたときに、不安定位置状態を解消する不安定解消手段を備えたところに特徴を有する。

この請求項４の発明によれば、不安定解消手段により、不安定位置状態を安定位置状態に戻すことができる。
請求項５のパルスモータ制御装置は、請求項４において、前記不安定解消手段は、前記一方向強度測定手段及び他方向強度測定手段による測定動作、及び前記判定手段による判定動作を再度実行するとともに、その実行回数が所定回数に達したときには、測定動作及び判定動作を中止するところに特徴を有する。

この請求項５の発明によれば、前記一方向強度測定手段及び他方向強度測定手段が測定動作をするうちに、安定位置状態に戻る可能性があり、特別な不安定解消処理をせずに、安定位置状態に戻すことができる。また、不安定解消処理の実行回数が所定回数に達したときには、測定動作及び判定動作を中止するから、不安定解消処理がいつまでもなされないときには中止できる。
請求項６のパルスモータ制御装置は、請求項１ないし５のいずれかにおいて、報知手段を備え、前記判定手段による判定結果を該報知手段により報知させるところに特徴を有する。

この請求項６の発明によれば、安定位置状態であるか否かを報知できて、適切な処置を迅速に行うことができる。
請求項７のパルスモータ制御装置は、パルスモータに対して駆動信号を出力してパルスモータの位置を制御するパルスモータ制御装置において、前記パルスモータを一方向及び他方向へそれぞれ基準トルクモードで回転させて、一方向回転時と他方向回転時とでのモータトルク強度差を検出する第１の強度差検出手段と、前記パルスモータを一方向へ前記基準トルクモードより一段低いところの低トルクモードで回転させると共に、前記基準トルクモードより一段高いところの高トルクモードで回転させて、一方向回転時と他方向回転時とでのモータトルク強度差を検出する第２の強度差検出手段と、前記パルスモータを一方向へ前記高トルクモードで回転させると共に、他方向へ前記低トルクモードで回転させて、一方向回転時と他方向回転時とでのモータトルク強度差を検出する第３の強度差検出手段と、前記第１の強度差検出手段、第２の強度差検出手段及び第３の強度差検出手段によりそれぞれ検出されたモータトルク強度差のうち、第１の強度差検出手段により検出されたモータトルク強度差が一番小さいときに、安定位置状態であると判定し、第２の強度差検出手段により検出されたモータトルク強度差が一番小さいときに、不安定位置状態であると判定すると共に、内在トルク作用方向が一方向であると判定し、第３の強度差検出手段により検出されたモータトルク強度差が一番小さいときに、不安定位置状態であると判定すると共に、内在トルク作用方向が他方向であると判定する判定手段とを備えたところに特徴を有する。

この請求項７の発明は、前記不安定位置状態有無と、不安定位置状態有りの場合の内在トルク作用方向とを検出できるようにしている。すなわち、この請求項７の発明によれば、前記パルスモータを一方向及び他方向へそれぞれ基準トルクモードで回転させて、一方向回転時と他方向回転時とでのモータトルク強度差を検出する第１の強度差検出手段において、当該モータトルク強度差がほとんどゼロであると、前記内在トルクがなく、安定位置状態であると判定できる。また、前記内在トルクが一方向へ作用している不安定位置状態では、前記パルスモータを一方向へ前記基準トルクモードより一段低いところの低トルクモードで回転させると共に、前記基準トルクモードより一段高いところの高トルクモードで回転させて、一方向回転時と他方向回転時とでのモータトルク強度差を検出する第２の強度差検出手段において、当該モータトルク強度差がほとんどゼロとなる。また、前記内在トルクが他方向へ作用している不安定位置状態では、前記パルスモータを一方向へ前記高トルクモードで回転させると共に、他方向へ前記低トルクモードで回転させて、一方向回転時と他方向回転時とでのモータトルク強度差を検出する第３の強度差検出手段において、当該モータトルク強度差がほとんどゼロとなる。

従って、前記判定手段は、これら第１ないし第３の強度差検出手段の検出結果により、安定位置状態であるか不安定位置状態であるかを正確に判定できると共に、不安定位置状態有りの場合における内在トルク作用方向を正確に判定することができる。また、相対的に、内在トルク方向とは逆方向に回転子がずれているから、該回転子のずれ方向も判定することができる。

請求項８のパルスモータ制御装置は、請求項７において、前記パルスモータの回転子の回転位置を検出して検出信号を出力する位置検出手段を備え、前記基準トルクモードは第１の所定偏差Ｎ１（Ｎ１は２以上の整数）、前記低トルクモードは第２の所定偏差Ｎ２（Ｎ２＝Ｎ１−１）、前記高トルクモードは第３の所定偏差Ｎ３（Ｎ３＝Ｎ１＋１）であり、前記第１の強度差検出手段は、前記パルスモータを第１の所定偏差Ｎ１で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間と、パルスモータを前記第１の所定偏差Ｎ１と同じ偏差で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間との差を、モータトルク強度差として検出し、前記第２の強度差検出手段は、パルスモータを第２の所定偏差Ｎ２で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間と、パルスモータを前記第３の所定偏差Ｎ３で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間との差を、モータトルク強度差として検出し、前記第３の強度差検出手段は、パルスモータを第３の所定偏差Ｎ３で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間と、パルスモータを前記第２の所定偏差Ｎ２で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間との差を、モータトルク強度差として検出するところに特徴を有する。

この請求項８の発明によれば、第１の所定偏差、第２の所定偏差及び第３の所定偏差を設定し、第１ないし第３の強度差検出手段が一方向での前記所要時間と他方向での前記所要時間により、モータトルク差を検出することで、前記不安定位置状態有無と、不安定位置状態有りの場合の内在トルク作用方向とを検出できるようにしており、比較的簡単な構成により、不安定位置状態の有無及び不安定位置状態有りの場合における内在トルク作用方向を正確に判定することができる。

請求項９のパルスモータ制御装置は、パルスモータに対して駆動信号を出力してパルスモータの位置を制御するパルスモータ制御装置において、前記パルスモータを、一方向へ基準トルクモードで加速回転及び減速回転させると共に他方向へ前記基準トルクモードで加速回転及び減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差をモータトルク強度差として検出する第１の強度差検出手段と、前記パルスモータを、一方向へ前記基準トルクモードより一段低いところの低トルクモードで加速回転し前記基準トルクモードより一段高いところの高トルクモードで減速回転させると共に、他方向へ前記高トルクモードで加速回転し前記低トルクモードで減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差をモータトルク強度差として検出する第２の強度差検出手段と、前記パルスモータを、一方向へ前記高トルクモードで加速回転し前記低トルクモードで減速回転させると共に、他方向へ前記低トルクモードで加速回転し前記高トルクモードで減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差をモータトルク強度差として検出する第３の強度差検出手段と、前記第１の強度差検出手段、第２の強度差検出手段及び第３の強度差検出手段によりそれぞれ検出されたモータトルク強度差のうち、第１の強度差検出手段により検出されたモータトルク強度差が一番小さいときに、安定位置状態であると判定し、第２の強度差検出手段により検出されたモータトルク強度差が一番小さいときに、不安定位置状態であると判定すると共に、内在トルク作用方向が一方向であると判定し、第３の強度差検出手段により検出されたモータトルク強度差が一番小さいときに、不安定位置状態であると判定すると共に、内在トルク作用方向が他方向であると判定する判定手段とを備えたところに特徴とする。

この請求項９の発明によれば、前記第１の強度差検出手段において、当該モータトルク強度差がほとんどゼロであると、前記内在トルクがなく、安定位置状態であると判定できる。また、前記内在トルクが一方向へ作用している不安定位置状態では、前記第２の強度差検出手段において、当該モータトルク強度差がほとんどゼロとなる。また、前記内在トルクが他方向へ作用している不安定位置状態では、前記第３の強度差検出手段において、当該モータトルク強度差がほとんどゼロとなる。

従って、前記判定手段は、これら第１ないし第３の強度差検出手段の検出結果により、不安定位置状態の有無及び不安定位置状態有りの場合における内在トルク作用方向を正確に判定することができる。また、この請求項９の発明によれば、第１ないし第３の強度差検出手段がそれぞれオーバーシュート量の差を検出することにより、比較的簡単な構成により、モータトルク強度差を検出できる。

請求項１０のパルスモータ制御装置は、請求項９において、前記パルスモータの回転子の回転位置を検出して検出信号を出力する位置検出手段を備え、前記第１の強度検出手段は、前記パルスモータを、一方向へ第１の所定偏差Ｎ１（Ｎ１は２以上の整数）で加速回転及び減速回転させると共に他方向へ前記第１の所定偏差Ｎ１で加速回転及び減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差をモータトルク強度差として検出し、前記第２の強度検出手段は、前記パルスモータを、一方向へ前記第２の所定偏差Ｎ２（Ｎ２＝Ｎ１−１）で加速回転し前記第３の所定偏差Ｎ３（Ｎ３＝Ｎ１＋１）で減速回転させると共に、他方向へ前記第３の所定偏差Ｎ３で加速回転し前記第２の所定偏差Ｎ２で減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差をモータトルク強度差として検出し、前記第３の強度検出手段は、前記パルスモータを、一方向へ前記第３の所定偏差Ｎ３で加速回転し前記第２の所定偏差Ｎ２で減速回転させると共に、他方向へ前記第２の所定偏差Ｎ２で加速回転し前記第３の所定偏差Ｎ３で減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差をモータトルク強度差として検出するところに特徴を有する。

この請求項１０の発明によれば、所定の偏差関係にある第１の所定偏差Ｎ１、第２の所定偏差Ｎ２及び第３の所定偏差Ｎ３を設定し、これらの所定偏差Ｎ１〜Ｎ３を用いて、第１ないし第３の強度差検出手段がそれぞれオーバーシュート量の差を検出するようにしたから、比較的簡単な構成により、不安定位置状態の有無及び不安定位置状態有りの場合における内在トルク作用方向を正確に判定することができる。

請求項１１のパルスモータ制御装置は、請求項７ないし１０のいずれかにおいて、前記判定手段により不安定位置状態であることが判定されたときに、内在トルク作用方向を考慮した補正を行う補正手段を備えたところに特徴を有する。

この請求項１１の発明によれば、不安定位置状態でのモータ制御であっても、補正手段による補正によって、適正な制御が可能となる。
請求項１２のパルスモータ制御装置は、請求項７ないし１１のいずれかにおいて、報知手段を備え、前記判定手段による判定結果を該報知手段により報知させるところに特徴を有する。

この請求項１２の発明によれば、安定位置状態であるか否かを認識できて、適切な処置を迅速に行うことができる。
請求項１３のミシンは、被駆動系の駆動源としてパルスモータを備えると共に、前記請求項１ないし１２のいずれかのパルスモータ制御装置を備えたところに特徴を有する。
この請求項１３の発明によれば、パルスモータを適正に制御できるから、ミシンの被駆動系を適正に制御できる。

本発明によれば、ある励磁パターンで停止させたときに安定位置状態にあるか否かを判断することができる。

以下、本発明を模様縫いミシンに適用した第１の実施例について図１ないし図６を参照して説明する。図２に示すように、模様縫いミシン１は、ベッド部２と、ベッド部２の後端部から立設された脚柱部３と、その脚柱部３の上端部からベッド部２と対向するように前方へ延びるアーム部４等から構成されている。

脚柱部３及びアーム部４には、図示を省略するが、針棒６を介して縫針を上下駆動するためのミシンモータ７と、そのミシンモータ７の駆動力を主軸を介して針棒６に伝達する駆動力伝達機構等が設けられているが、公知の技術であるため、ここではその詳細は説明を省略する。また、アーム部４の前端５の内部に、針棒６を上下動させる針棒上下動機構が設けられている。

ベッド部２には、図示を省略するが、布保持機構と、この布保持機構をＸ方向（左右方向）とＹ方向（前後方向）に移動させる布送り機構に加え、縫針の上下動とタイミングを合わせて模様縫目を形成する回転釜と、ミシンモータ７の回転駆動力を主軸を介して回転釜に伝達する下軸と、縫製終了時に上糸と下糸を同時に切断する糸切り機構等が設けられている。

ここで布保持機構は、後述する布送り機構のＸ方向移動体に連結され、平面視にて矩形枠上の布保持枠８を下側の布受け板９とで加工布を挟持するもので、周知であり、この発明とは関係しないため、その詳細な説明を省略する。

前記布送り機構は、布保持枠８と布受け板９とからなる布保持体１０をＸ方向及びＹ方向に移動させるものであり、この布送り機構について、図示を省略して簡単に説明する。ベッド部２内に、Ｙ方向移動体をＹ方向に移動させるＹ方向移動機構（被駆動系）と、Ｘ方向移動体をＸ方向に移動させるＸ方向移動機構（被駆動系）等が設けられている。

前記Ｘ方向移動機構は本発明に係わるパルスモータであるＸ方向パルスモータ１１（図１参照）によりＸ方向移動機構を駆動するように構成され、同じく本発明に係わるパルスモータであるＹ方向パルスモータ１２（図１参照）によりＹ方向移動機構を駆動するように構成されている。

前記Ｘ方向パルスモータ１１には位置検出手段としてのＸ方向ロータリーエンコーダ１３が内蔵されていて、このＸ方向ロータリーエンコーダ１３は、前記Ｘ方向パルスモータ１１の回転軸に連結されたディスクと、発光部及び受光部を備えた検出器とを備えた周知構成のものであり、前記ディスクには回転角度を検出するためのスリットと、原点位置を検出するためのスリットが形成されている。

前記Ｙ方向パルスモータ１２にも位置検出手段としてのＹ方向ロータリーエンコーダ１４が内蔵されていて、このＹ方向ロータリーエンコーダ１４は、前記Ｘ方向ロータリーエンコーダ１３と同じ構成である。Ｙ方向パルスモータ１２もＸ方向パルスモータ１１と同様に制御されるが、Ｘ方向パルスモータ１１の制御について以下述べる。

図１において、模様縫いミシン１の制御系について説明する。Ｘ方向原点センサ１５は布送り機構のＸ方向移動機構のＸ方向原点位置を検出するためのセンサであり、また、Ｙ方向原点センサ１６は布送り機構のＹ方向移動機構のＹ方向原点位置を検出するためのセンサである。制御装置１７は入出力インターフェース１８と、ＣＰＵ１９と、ＲＯＭ２０及びＲＡＭ２１等を含むコンピュータと、駆動回路２２、２３、２４とを有する。

入出力インターフェース１８には、起動停止スイッチ２５と、報知手段としての報知器２６（例えばブザー）と、ミシンモータ７駆動のための前記駆動回路２２と、前記Ｘ方向パルスモータ１１駆動のための前記駆動回路２３と、Ｙ方向パルスモータ１２駆動のための前記駆動回路２４と、Ｘ方向ロータリーエンコーダ１３と、Ｙ方向ロータリーエンコーダ１４と、Ｘ方向原点センサ１５と、Ｙ方向原点センサ１６が接続されている。

前記制御装置１７のＣＰＵ１９は、ＲＯＭ２０に記憶された各種制御のためのプログラムに従って制御処理を実行するものであり、
次に、本発明のパルスモータ制御装置の動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。このフローチャートに示す制御は、Ｘ方向パルスモータ１１及びＹ方向パルスモータ１２のいずれにも適用されるものであるが、例えば以下、Ｘ方向パルスモータ１１の制御について説明する。

起動停止スイッチ２５により電源がオンされるとこのフローチャートが開始される。ステップＰ１においては、Ｘ方向パルスモータ１１の任意の励磁相をオンし、そしてステップＰ２でＸ方向移動機構を、基準位置であるＸ方向原点位置に移動させる。つまりＸ方向原点センサ１５が原点位置検出信号を出力するまでＸ方向移動機構を移動する。
このステップＰ２の後、ステップＰ３に移行し、制御装置１７が駆動回路２３を介してＸ方向パルスモータ１１に出力する駆動パルスの指令値カウンタ（ソフトカウンタ）と、Ｘ方向ロータリーエンコーダ１３から入力される信号の信号カウンタ（ソフトカウンタ）をゼロクリアする。

ステップＰ４では、タイマー（ソフトタイマー）をゼロからスタートさせる。ステップＰ５では、Ｘ方向パルスモータ１１に一方向（正方向（時計方向））に、基準トルクモードとしての偏差（指令値カウンタと信号カウンタの偏差）が常に例えば所定偏差「３」となるように、駆動パルスを出力する。つまり、Ｘ方向ロータリーエンコーダ１３から入力される信号数に対して駆動パルスを「３」先行させるように制御する。この場合Ｘ方向パルスモータ１１は、前記原点位置で安定位置状態であったとすると、所定偏差「３」相当のモータトルクで動作する。この場合駆動パルスは所定パルス数例えば８０パルス出力する。

そしてステップＰ６で、信号カウンタが規定値（上述の８０パルス）に達したことが判断されると、ステップＰ７で、このときの所要時間であるタイマー値Ｔｃｗをメモリ（ＲＡＭ２１）に記憶する。このタイマー値Ｔｃｗは、モータトルクが強いほど短くなるもので、モータトルク強度の目安となる。そして、ステップＰ８で駆動パルスの出力を停止する（通電励磁相の移動を停止する）。そして、ステップＰ９でＸ方向パルスモータ１１の回転子１１ａが静止したことが判断されると、ステップＰ１０で、タイマーを再度ゼロからスタートさせ、ステップＰ１１〜ステップＰ１４では、他方向について、前述のステップＰ５〜ステップＰ８と同様の制御を行う。この場合、ステップＰ１３でこのときの所要時間であるタイマー値Ｔｃｃｗをメモリ（ＲＡＭ２１）に記憶する。このタイマー値Ｔｃｃｗも、モータトルクが強いほど短くなるもので、モータトルク強度の目安となる。

ステップＰ１５では、上記タイマー値ＴｃｗとＴｃｃｗとを比較し、つまり一方向でのモータトルク強度と他方向でのモータトルク強度とを比較し、それらがほぼ一致（完全一致でも良いし、ある範囲で一致しても良い）すれば、ステップＰ１６に移行して安定位置状態であることを判定し、安定位置状態を知らせるモード（例えば「ピッ」といった１回の短いブザー音モード）で、前記報知器２６を駆動する。この後、ステップＰ１７で、原点位置に移動してこの制御を終了する。

前記ステップＰ１５で一致しないことが判断されると、ステップＰ１８に移行して、不安定位置状態であると判定し、不安定解消処理の実行回数のパラメータＦｎを初期値０から１インクリメントする。そしてこのパラメータＦｎが予め定められた所定回数Ｋに達していなければ、不安定解消処理を実行する。この不安定解消処理は、前記ステップＰ２〜ステップＰ１５の制御、つまり、前記一方向強度測定手段及び他方向強度測定手段による測定動作、及び前記判定手段による判定動作を再度実行する処理であり、その実行回数パラメータＦｎが所定回数Ｋに達したときには、ステップＰ２１で測定動作及び判定動作を中止し、ステップＰ２２で報知器２６に不安定位置状態であることを報知させる。この場合の報知モードは例えば「ピッピッピ」といった短いブザー音を３回鳴らすモードである。

前記ステップＰ１５で、上記タイマー値Ｔｃｗ（一方向でのモータトルク強度の目安）とＴｃｃｗと（他方向でのモータトルク強度の目安）とがほぼ一致するときに安定位置状態であると判定し、ほぼ一致しないときに不安定位置状態と判定する根拠について、図４〜図６を参照して説明する。

図４（ａ）には、前記原点位置で回転子１１ａが固定子１１ｂに対して安定位置である状態を示しており、この状態では一方向及び他方向での不安定な内在トルクは作用していない。この状態では、一方向へ所定偏差「３」を与えたときには、図４（ｂ）に示すように、一方向へ偏差「３」相当のモータトルクが作用し、また、図４（ｃ）に示すように、他方向へも偏差「３」相当のモータトルクが作用する。従って、前記原点位置での状態は安定位置であると判定できる。

また、図５（ａ）では、回転子１１ａが他方向へ偏差「１」分ずれた不安定位置状態を示しており、従って、この図５（ａ）では、一方向へ偏差「１」分の内在トルクが作用しているといえる。この状態から回転子１１ａが一方向へ偏差「３」が与えられると、実質的に偏差「４」となり、他方向へ偏差「３」が与えられると、実質的に偏差「２」となり、不安定位置状態であると判定できる。

図６（ａ）では回転子１１ａが一方向へ偏差「１」分ずれた不安定位置状態を示しており、従って、この図５（ａ）では、他方向へ偏差「１」分の内在トルクが作用しているといえる。この状態で一方向、他方向にそれぞれ偏差「３」を与えると、図６（ｂ）、（ｃ）で示すように、実質的な偏差がそれぞれ「２」、「４」となるから、この場合も不安定位置状態であると判定できる。

このような本実施例によれば、Ｘ方向パルスモータ１１の基準トルクモードで、一方向及び他方向へ回転移動させ、一方向及び他方向のモータトルク強度がほぼ一致するか否かを判断して、安定位置状態であるか否かを判定するようにしたから、このＸ方向パルスモータ１１が安定位置状態にある場合には、制御装置１７が測定した一方向モータトルクと、他方向モータトルクとが、ほぼ一致することとなり、安定位置状態であることを正確に判定できる。また、Ｘ方向パルスモータ１１が不安定位置状態にあるときには、一方向モータトルクと、他方向モータトルクとが相違することとなり、不安定位置状態であることを正確に判定できる。従って、Ｘ方向パルスモータ１１の偏差コントロールを正常に行うことができるようになる。

また、本実施例によれば、前記Ｘ方向パルスモータ１１の回転子１１ａの回転位置を検出して検出信号を出力するＸ方向ロータリーエンコーダ１３と、前記Ｘ方向パルスモータ１１の回転子１１ａを所定角度回転させるための駆動パルスを出力すると共に、この駆動パルス数と前記位置検出信号の信号パルス数との偏差が任意の偏差となるように前記Ｘ方向パルスモータ１１を制御することが可能なモータ駆動制御手段たる制御装置１７とを備え、前記基準トルクモードを、所定偏差としたから、基準モータトルクの設定が容易であり、そして、Ｘ方向パルスモータ１１を前記所定偏差で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間をもって一方向モータトルク強度を測定し、前記所定偏差と同じ偏差で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間をもって他方向モータトルク強度を測定するようにしたから、一方向モータトルクと、他方向モータトルクとの相違を前記所要時間の相違でもって判定でき、この結果、所要時間算出という簡単な手段で、安定位置であるか不安定位置状態であるかを正確に判定できる。

また、本実施例によれば、不安定位置状態であることが判定されたときに、不安定解消処理を実行するようにしたから、不安定位置状態を安定位置状態に戻すことができる。
特に、前記不安定解消処理を、前記一方向モータトルク強度及び他方モータトルク強度の測定動作、及び前記判定動作を再度実行する処理内容としたから、次の効果を得ることができる。すなわち、Ｘ方向パルスモータ１１を一方向及び他方向へ回転移動させてモータトルク強度を測定するといった測定動作をするうちに、Ｘ方向パルスモータ１１が安定位置状態に戻る可能性があり、特別な不安定解消処理をせずに、安定位置状態に戻すことができる。また、実行回数が所定回数に達したときには、測定動作及び判定動作を中止するから、不安定解消処理がいつまでもなされないときには中止できる。

また、本実施例によれば、報知器２６を備え、前記判定結果を該報知器２６により報知させるようにしたから、安定位置状態であるか否かを認識できて、適切な処置を迅速に行うことができる。

尚、ステップＰ５〜ステップＰ８を実行する制御装置１７が、一方向強度測定手段として機能し、ステップＰ１１〜ステップＰ１４を実行する制御装置１７が、他方向強度測定手段として機能し、ステップＰ１５を実行する制御装置１７が判定手段として機能する。また、前記ステップＰ１５の「ＮＯ」を経てステップＰ２〜ステップＰ１５の処理を実行する制御装置１７が不安定解消手段として機能する。

図７は本発明の第２の実施例を示しており、この実施例においては、次の点が第１の実施例と異なる。すなわち、第１の実施例では、所要時間をもってモータトルク強度を測定するようにしたが、この第２の実施例では、オーバーシュート量をもってモータトルク強度を測定するようにしている。この第２の実施例では、前記基準トルクモードを所定加減速偏差「３」としている。

この第２の実施例の特徴的部分について述べる。ステップＱ４では、一方向へ、この所定加速偏差「３」で駆動パルスを出力してＸ方向パルスモータ１１を加速駆動制御し、ステップＱ５で、指令値カウンタが予め設定された規定加速パルス数に達したか否かを判断する。

達すれば、ステップＱ６で一方向へ所定減速偏差「３」の駆動パルスを出力して減速駆動制御する。そして、移動値カウンタが規定移動パルス数に達すれば、つまり、駆動パルスを所定値（例えば８０パルス）出力すれば（ステップＱ７で判断）、ステップＱ８で駆動パルスの出力を停止する。そしてステップＱ９で信号カウンタ値ＣＴｃｗを記憶する。そしてステップＱ１０でＸ方向パルスモータ１１の回転子１１ａが静止したか否かを判断し、静止するまでに信号カウンタ値が増加すれば（ステップＱ１１で判断）、信号カウンタ値ＣＴｃｗを更新記憶する（ステップＱ１２）。この信号カウンタ値ＣＴｃｗは一方向についてのオーバーシュート量の目安ひいてはモータトルク強度の目安となる。

そして、回転子１１ａが静止すれば（ステップＱ１０の「ＹＥＳ」）、ステップＱ１３〜ステップＱ２１に移行して、Ｘ方向パルスモータ１１の他方向回転移動について、所定加速偏差「３」で加速し、所定減速偏差「３」で減速し、他方向での信号カウンタ値ＣＴｃｃｗを記憶する。この信号カウンタ値ＣＴｃｃｗは他方向についてのオーバーシュート量の目安ひいてはモータトルク強度の目安となる。

そしてステップＱ２２で、前記一方向の信号カウンタ値ＣＴｃｗ及び他方向の信号カウンタ値ＣＴｃｃｗがほぼ一致することが判断されると、ステップＱ２３で、安定位置状態を判定するとともにこの判定結果を報知する。ステップＱ２２で前記信号カウンタ値ＣＴｃｗ及び信号カウンタ値ＣＴｃｃｗが相違すると、ステップＱ２５〜ステップＱ２９（第１の実施例におけるステップＰ１８〜ステップＰ２２同様の処理）を実行する。

ここで、この第２の実施例において、原点位置状態で、Ｘ方向パルスモータ１１が安定位置状態であったとすると、前記第１の実施例の図４から理解できるように、前記一方向のオーバーシュート量（信号カウンタ値ＣＴｃｗ）及び他方向のオーバーシュート量（信号カウンタ値ＣＴｃｃｗ）はほぼ一致することになる。

また、原点位置状態で、Ｘ方向パルスモータ１１が図５の不安定位置状態であったとすると、内在トルクが一方向に作用しているから、一方向加速時の実質偏差が「４」となり、加速力が大きくてオーバーシュート量は大きく、一方向減速時の実質偏差が「２」となり減速力が低くオーバーシュート量も大きくなり、結局、一方向のオーバーシュート量は大きくなる。また他方向加速時の実質偏差は「２」となり、加速力が小さくて他方向のオーバーシュート量は小さく、他方向減速時の実質偏差は「４」となり減速力が大きくて他方向のオーバーシュート量も小さく、結局、他方向のオーバーシュート量は小さくなる。

従って、前記一方向のオーバーシュート量（信号カウンタ値ＣＴｃｗ）及び他方向のオーバーシュート量（信号カウンタ値ＣＴｃｃｗ）は相違することになる。
また、原点位置状態で、Ｘ方向パルスモータ１１が図６の不安定位置状態であったとすると、内在トルクが他方向に作用しているから、この場合も、前記一方向のオーバーシュート量（信号カウンタ値ＣＴｃｗ）及び他方向のオーバーシュート量（信号カウンタ値ＣＴｃｃｗ）は相違することになる。この場合、一方向のオーバーシュート量が小さく、他方向のオーバーシュート量は大きい。

この第２の実施例によれば、前記基準トルクモードを、所定加減速偏差とし、Ｘ方向パルスモータ１１に対して前記所定加減速偏差で一方向への駆動パルスを所定値出力し、前記回転子１１ａのオーバーシュート量をもって一方向モータトルク強度を測定し、前記Ｘ方向パルスモータ１１に対して前記所定加減速偏差と同じ加減速偏差で他方向への駆動パルスを所定値出力し、前記回転子１１ａのオーバーシュート量をもって他方向モータトルク強度を測定するから、一方向モータトルクと、他方向モータトルクとの相違を前記一方向のオーバーシュート量と他方向のオーバーシュート量の相違でもって判定でき、この結果、オーバーシュート量差算出という簡単な手段で、不安定位置状態であることを正確に判定できる。

尚、ステップＱ４〜ステップＱ１２までの処理を実行する制御装置１７が、請求項３の一方向強度測定手段として機能し、ステップＱ１３〜ステップＱ２１までの処理を実行する制御装置１７が、請求項３の他方向強度測定手段として機能し、ステップＱ２２の処理を実行する制御装置１７が、判定手段として機能する。

図８ないし図１０は本発明の第３の実施例を示し、この第３の実施例について特徴的なところについて説明する。図８のフローチャートにおいて、ステップＲ４及びステップＲ５が第１の強度差検出手段に相当し、ステップＲ６及びステップＲ７が第２の強度差検出手段に相当し、ステップＲ８及びステップＲ９が第３の強度差検出手段に相当し、ステップＲ１０が判定手段及び補正手段に相当する。そして、この第３の実施例における基準トルクモードは、第１の所定偏差「３」、前記基準トルクモードより一段低いところの低トルクモードは、第２の所定偏差「２」、前記基準トルクモードより一段高いところの高トルクモードは、第３の所定偏差「４」としている。

前記ステップＲ４では、第１の所定偏差「３」を一方向偏差及び他方向偏差として設定した上で、時間差算出処理（制御内容は図９に示している）を実行する。この図９のステップＳ１では、タイマー（ソフトタイマー）をゼロからスタートさせる。ステップＳ２では、Ｘ方向パルスモータ１１に一方向に、設定された偏差（この場合第１の所定偏差「３」となるように、駆動パルスを出力する。そしてステップＳ３で、信号カウンタが規定値（例えば８０パルス）に達したことが判断されると、ステップＳ４で、このときの所要時間であるタイマー値Ｔｃｗをメモリ（ＲＡＭ２１）に記憶する。ステップＳ５で駆動パルスの出力を停止する。そして、ステップＳ６でＸ方向パルスモータ１１の回転子１１ａが静止したことが判断されると、ステップＳ７で、タイマーを再度ゼロからスタートさせ、ステップＳ８〜ステップＳ１１では、他方向について、前述のステップＰ５〜ステップＰ８と同様の制御を行う。この場合、ステップＳ１０でこのときの所要時間であるタイマー値Ｔｃｃｗをメモリ（ＲＡＭ２１）に記憶する。そして、ステップＳ１２では所要時間差の絶対値を算出する（強度差を検出する）。そして、図８のステップＲ５に戻る。このステップＲ５では、算出された時間差（絶対値）を時間差Ｄ３３として記憶する。

次のステップＲ６では、一方向偏差を第２の所定偏差「２」に設定し、他方向偏差を第３の所定偏差「４」に設定した上で、時間差算出処理（制御内容は前記図９に示している）を実行する。そして、ステップＲ７では、算出された時間差を時間差Ｄ２４として記憶する。

そして、次のステップＲ８では、一方向偏差を第３の所定偏差「４」に設定し、他方向偏差を第２の所定偏差「２」に設定した上で、時間差算出処理（制御内容は前記図９に示している）を実行する。そして、ステップＲ９では、算出された時間差を時間差Ｄ４２として記憶する。

次のステップＲ１０では、判定・ずれ補正処理を実行する。この処理内容は図１０に示している。この図１０のステップＴ１では前記時間差Ｄ３３、Ｄ２４、Ｄ４２のうちで時間差Ｄ２４が一番小さいか否かを判断し、小さくなければ、ステップＴ２で時間差Ｄ４２が小さいか否かを判断し、小さくなければ、つまり、時間差Ｄ３３が一番小さければ、ステップＴ３で安定位置状態であると判定すると共に、その旨を報知する。

前記ステップＴ１で時間差Ｄ２４が一番小さいことが判断されると、ステップＴ４に移行して、図５（ａ）の不安定位置状態（回転子１１ａが他方向へ偏差「１」分ずれた不安定位置状態（一方向へ偏差「１」分の内在トルクが作用している状態））であると判定し、信号カウンタを「１」減算する補正を行う。

前記ステップＴ２で時間差Ｄ４２が一番小さいことが判断されると、ステップＴ５に移行して、図６（ａ）の不安定位置状態（回転子１１ａが一方向へ偏差「１」分ずれた不安定位置状態（他方向へ偏差「１」分の内在トルクが作用している状態））であると判定し、信号カウンタを「１」加算する補正を行う。

ここで、時間差Ｄ３３が一番小さいことをもって、原点位置で安定位置状態であることを判定できる根拠は次にある。すなわち、前述の第１の実施例の図４（ａ）から理解できるように、安定位置状態では、一方向及び他方向とも第１の所定偏差「３」であるので、時間差Ｄ３３はほぼゼロとなる。この場合、図５（ａ）に示す不安定位置状態（回転子１１ａが他方向へ偏差「１」分ずれた不安定位置状態（一方向へ偏差「１」分の内在トルクが作用している状態））であったとすると、一方向及び他方向とも第１の所定偏差「３」が与えられると、一方向への実質偏差が「４」（タイマー値小）、逆方向への実質偏差が「２」（タイマー値大）となり、時間差Ｄ２４（絶対値）が大きい。また、図６（ａ）に不安定位置状態（回転子１１ａが一方向へ偏差「１」分ずれた不安定位置状態（他方向へ偏差「１」分の内在トルクが作用している状態））であったとすると、一方向及び他方向とも第１の所定偏差「３」が与えられると、一方向への実質偏差が「２」（タイマー値大）、逆方向への実質偏差が「４」（タイマー値大）となり、時間差Ｄ２４（絶対値）が大きい。従って、時間差Ｄ３３が一番小さいことをもって、原点位置で安定位置状態であることを判定できる。

また、一方向に第２の所定偏差「２」を与え、他方向へ第３の所定偏差「４」を与えたときには、図５（ａ）の不安定位置状態で、一方向実質偏差が「３」、他方向実質偏差も「３」となり、もって、時間差Ｄ２４がほぼゼロとなり、図５（ａ）の不安定位置状態であることが判る。なお、一方向へ第２の所定偏差「２」、他方向へ第３の所定偏差「４」を与えたとき、図４（ａ）の安定位置状態では、一方向実質偏差はそのまま「２」、他方向実質偏差はそのまま「４」となり、もって、時間差Ｄ２４はがゼロとならない。また、図６（ａ）の不安定位置状態では、一方向実質偏差が「１」、他方向実質偏差が「５」となり、もって時間差Ｄ２４はゼロとならない。従って、時間差Ｄ２４がほぼゼロとなる状態は、図５（ａ）の不安定位置状態であることが判る。

また、一方向へ第３の所定偏差「４」を与え、他方向へ第２の所定偏差「２」を与えたときには、図６（ａ）の不安定位置状態で、一方向実質偏差が「３」、他方向実質偏差も「３」となり、もって、図６（ａ）の不安定位置状態であることが判る。

なお、ステップＲ４及びステップＲ５の処理を実行する制御装置１７が請求項７、８の第１の強度差検出手段として機能し、ステップＲ６及びステップＲ７の処理を実行する制御装置１７が請求項７、８の第２の強度差検出手段として機能し、ステップＲ８及びステップＲ９の処理を実行する制御装置１７が請求項７、８の第３の強度差検出手段として機能し、ステップＲ１０の処理を実行する制御装置１７が請求項７の判定手段として機能する。

このような第３の実施例によれば、第１の強度差検出手段として機能する制御装置１７が、Ｘ方向パルスモータ１１を一方向及び他方向へそれぞれ基準トルクモードである第１の所定偏差「３」で回転させて、一方向回転時と他方向回転時とでのモータトルク強度差たる時間差Ｄ３３を検出し、第２の強度差検出手段として機能する制御装置１７が、第２の前記Ｘ方向パルスモータ１１を一方向へ前記基準トルクモードより一段低いところの低トルクモードである第２の所定偏差「２」で回転させると共に、前記基準トルクモードより一段高いところの高トルクモードである第３の所定偏差「４」で回転させて、一方向回転時と他方向回転時とでのモータトルク強度差たる時間差Ｄ２４を検出し、第３の強度差検出手段として機能する制御装置１７が、前記Ｘ方向パルスモータ１１を一方向へ前記第３の所定偏差「４」で回転させると共に、他方向へ前記第２の所定偏差「２」で回転させて、一方向回転時と他方向回転時とでのモータトルク強度差たる時間差Ｄ３３を検出し、前記時間差Ｄ３３が一番小さいときに、安定位置状態であると判定し、前記時間差Ｄ２４が一番小さいときに、不安定位置状態であると判定すると共に、内在トルク作用方向が一方向であると判定し、前記時間差Ｄ４２が一番小さいときに、不安定位置状態であると判定すると共に、内在トルク作用方向が他方向であると判定するから、安定位置状態であるか不安定位置状態であるかを正確に判定できると共に、不安定位置状態有りの場合における内在トルク作用方向を正確に判定することができる。

また、この第３の実施例によれば、Ｘ方向パルスモータ１１を第１の所定偏差「３」で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間と、Ｘ方向パルスモータ１１を前記第１の所定偏差「３」と同じ偏差で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間との時間差Ｄ３３を、モータトルク強度差として検出し、Ｘ方向パルスモータ１１を第２の所定偏差「２」で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間と、Ｘ方向パルスモータ１１を前記第３の所定偏差「４」で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間との時間差Ｄ２４を、モータトルク強度差として検出し、Ｘ方向パルスモータ１１を第３の所定偏差「４」で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間と、Ｘ方向パルスモータ１１を前記第２の所定偏差「２」で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間との時間差Ｄ４２を、モータトルク強度差として検出するようにすることで、所要時間差検出という比較的簡単な構成により、安定位置状態であるか不安定位置状態であるかを正確に判定できる共に、不安定位置状態有りの場合の内在トルク作用方向を正確に判定することができる。

また、この第３の実施例によれば、不安定位置状態であることが判定されたときに、内在トルク作用方向を考慮した補正を行うようにしたから、不安定位置状態でのモータ制御であっても、当該補正によって、適正な制御が可能となる。

図１１ないし図１４は本発明の第４の実施例を示しており、この実施例では、次の点が前記第３の実施例と異なる。すなわち、上記第３の実施例では、モータトルク強度差を所要時間差（時間差Ｄ３３、Ｄ２４、Ｄ４２）により検出するようにしたが、この第４の実施例ではモータトルク強度差をオーバーシュート量差（絶対値）により検出するようにしている。

図１１のステップＵ４では、一方向加速偏差、一方向減速偏差、他方向加速偏差、他方向減速偏差をいずれも第１の所定偏差「３」として設定した上で、オーバーシュート量差算出処理（制御内容は図１２に示している）を実行する。この図１２の制御内容は、基本的に前記第２の実施例の図９と同様である。

この図１２のステップＶ１では、設定されている一方向加速偏差（この場合第１の所定偏差「３」）で駆動パルスを出力してＸ方向パルスモータ１１を加速駆動制御し、ステップＶ２で、指令値カウンタが予め設定された規定加速パルス数に達したか否かを判断する。

達すれば、ステップＶ３で、設定されている一方向減速偏差（第１の所定減速偏差「３」）で駆動パルスを出力して減速駆動制御する。そして、ステップＶ４で、指令値カウンタが規定移動パルス数に達すれば（つまり、駆動パルスを所定値出力すれば）、ステップＶ５で駆動パルスの出力を停止する。そしてステップＶ６で信号カウンタ値ＣＴｃｗを記憶する。そしてステップＶ７でＸ方向パルスモータ１１の回転子１１ａが静止したか否かを判断し、静止するまでに信号カウンタ値が増加すれば（ステップＶ８で判断）、信号カウンタ値ＣＴｃｗを更新記憶する（ステップＶ９）。この信号カウンタ値ＣＴｃｗは一方向についてのオーバーシュート量の目安ひいてはモータトルク強度の目安となる。

そして、回転子１１ａが静止すれば（ステップＶ７の「ＹＥＳ」）、ステップＶ１０〜ステップＶ１８でＸ方向パルスモータ１１の他方向回転について、設定されている他方向加速偏差（第１の所定偏差「３」）で加速し、設定されている他方向減速偏差（第１の所定偏差「３」）で減速し、他方向での信号カウンタ値ＣＴｃｃｗを記憶する。この信号カウンタ値ＣＴｃｃｗは他方向についてのオーバーシュート量の目安ひいてはモータトルク強度の目安となる。

そしてステップＶ１９で、前記一方向の信号カウンタ値ＣＴｃｗと他方向の信号カウンタ値ＣＴｃｃｗとの差の絶対値を算出し、図１１のフローチャートのステップＵ５に戻る。

図１１のフローチャートのステップＵ５では、この時点で算出された差の絶対値を第１の差Ｓ３３として記憶する。
このステップＵ５の次のステップＵ６では、一方向加速偏差を第２の所定偏差「２」に、一方向減速偏差を第３の所定偏差「４」に、他方向加速偏差を第３の所定偏差「４」に、他方向減速偏差を第２の所定偏差「２」に、それぞれ設定した上で、オーバーシュート量差算出処理（制御内容は図１２に示している）を実行する。この図１２のフローチャートにおいては、この場合、上述の設定された第２の所定偏差「２」、第３の所定偏差「４」を用いて、最終的にステップＶ１９で、一方向の信号カウンタ値ＣＴｃｗと他方向の信号カウンタ値ＣＴｃｃｗとの差の絶対値を算出することになる。そして、図１１のフローチャートのステップＵ７に戻る。

この図１１のステップＵ７では、この時点で算出された差の絶対値を第２の差Ｓ２４として記憶する。
このステップＵ７の次のステップＵ８では、一方向加速偏差を第３の所定偏差「４」に、一方向減速偏差を第２の所定偏差「２」に、他方向加速偏差を第２の所定偏差「２」に、他方向減速偏差を第３の所定偏差「４」に、それぞれ設定した上で、オーバーシュート量差算出処理（制御内容は図１２に示している）を実行する。この図１２のフローチャートにおいては、この場合、上述の設定された第２の所定偏差「２」、第３の所定偏差「４」を用いて、最終的にステップＶ１９で、一方向の信号カウンタ値ＣＴｃｗと他方向の信号カウンタ値ＣＴｃｃｗとの差の絶対値を算出することになる。そして、図１１のフローチャートのステップＵ９に戻る。

この図１１のステップＵ９では、この時点で算出された差の絶対値を第２の差Ｓ４２として記憶する。
次のステップＵ１０では、判定・ずれ補正処理を実行する。この処理内容は図１３に示している。この図１３のステップＷ１では前記第１ないし第３の差Ｓ３３、Ｓ２４、Ｓ４２のうちで第２の差Ｓ２４が一番小さいか否かを判断し、小さくなければ、ステップＷ２で第３の差Ｓ４２が小さいか否かを判断し、小さくなければ、つまり、第１の差Ｓ３３が一番小さければ、ステップＷ３で安定位置状態であると判定すると共に、その旨を報知する。

前記ステップＷ１で第２の差Ｓ２４が一番小さいことが判断されると、ステップＷ４に移行して、図５（ａ）の不安定位置状態（回転子１１ａが他方向へ偏差「１」分ずれた不安定位置状態（一方向へ偏差「１」分の内在トルクが作用している状態））であると判定し、信号カウンタを「１」減算する補正を行う。

前記ステップＷ２で第３の差Ｓ４２が一番小さいことが判断されると、ステップＷ５に移行して、図６（ａ）の不安定位置状態（回転子１１ａが一方向へ偏差「１」分ずれた不安定位置状態（他方向へ偏差「１」分の内在トルクが作用している状態））であると判定し、信号カウンタを「１」加算する補正を行う。

なお、前記ステップＵ４及びステップＵ５の処理を実行する制御装置１７が請求項９、１０の第１の強度差検出手段として機能し、前記ステップＵ６及びステップＵ７の処理を実行する制御装置１７が請求項９、１０の第２の強度差検出手段として機能し、前記ステップＵ８及びステップＵ９が請求項９、１０の第３の強度差検出手段として機能し、前記ステップＵ１０の処理を実行する制御装置１７が請求項９の判定手段として機能する。

ここで、前記第１の差Ｓ３３が一番小さいことをもって、原点位置で安定位置状態であることを判定できる根拠は次にある。すなわち、前述の第１の実施例の図４（ａ）から理解できるように、安定位置状態では、一方向及び他方向とも同じ第１の所定偏差「３」で加減速すれば、第１の差Ｓ３３はほぼゼロとなる。図５（ａ）の不安定位置状態では、一方向へのオーバーシュート量が大きくなり（ＣＴｃｗ＞ＣＴｃｃｗ）、差Ｓ３３（絶対値）はゼロにならない。図６（ａ）の不安定位置状態では、他方向へのオーバーシュート量が大きくなり（ＣＴｃｗ＜ＣＴｃｃｗ）、第１の差Ｓ３３（絶対値）はゼロにならない。

また、前記第２の差Ｓ２４が一番小さいと、図５（ａ）の不安定位置状態であると判定できる。すなわち、図１４（ａ）〜（ｅ）に示すように、一方向に加速偏差の第２の所定偏差「２」を与えると実質加速偏差は「３」、同じく一方向に減速偏差（逆方向偏差）の第３の所定偏差「４」を与えると、実質減速偏差も「３」となる。他方向に加速偏差の第３の所定偏差「４」を与えると、実質加速偏差は「３」となり、他方向に減速偏差の第２の所定偏差「２」を与えると、実質減速偏差も「３」となり、もって差Ｓ２４が一番小さいと、図５（ａ）の不安定位置状態であると判定できる。このとき、他の差Ｓ３３、差Ｓ４２は、ゼロにならない。

同様に、前記第３の差Ｓ４２が一番小さいと、図６（ａ）の不安定位置状態であると判定できる。
この第４の実施例によれば、Ｘ方向パルスモータ１１を、一方向へ基準トルクモードたる第１の所定偏差「３」で加速回転及び減速回転させると共に他方向へ前記基準トルクモードで加速回転及び減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差である第１の差Ｓ３３をモータトルク強度差として検出し、Ｘ方向パルスモータ１１を、一方向へ前記基準トルクモードより一段低いところの低トルクモードである第２の所定偏差「２」で加速回転し前記基準トルクモードより一段高いところの高トルクモードである第３の所定偏差「４」で減速回転させると共に、他方向へ前記高トルクモードで加速回転し前記低トルクモードで減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差である第２の差Ｓ２４をモータトルク強度差として検出し、Ｘ方向パルスモータ１１を、一方向へ前記高トルクモードで加速回転し前記低トルクモードで減速回転させると共に、他方向へ前記低トルクモードで加速回転し前記高トルクモードで減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差である第１の差Ｓ４２をモータトルク強度差として検出し、これら第１ないし第３の差Ｓ３３、Ｓ２４、Ｓ４２のうち、第１の差Ｓ３３が一番小さいときに、安定位置状態であると判定し、第２の差Ｓ２４が一番小さいときに、不安定位置状態であると判定すると共に、内在トルク作用方向が一方向であると判定し、第３の差４２が一番小さいときに、不安定位置状態であると判定すると共に、内在トルク作用方向が他方向であると判定するようにした。

この第４の実施例によれば、安定位置状態であるか不安定位置状態であるかを正確に判定できると共に、不安定位置状態有りの場合における内在トルク作用方向を正確に判定することができる。

また、この第４の実施例によれば、第１の所定偏差「３」と、この第１の所定偏差「３」に対して「１」少ない第２の所定偏差「２」と、第１の所定偏差「３」に対して「「１」多い第３の所定偏差「４」を設定し、これらの所定偏差を用いて、第１の差Ｓ３３と、第２の差Ｓ２４と、第３の差Ｓ４２を検出するようにしたから、比較的簡単な構成により、不安定位置状態の有無及び不安定位置状態有りの場合における内在トルク作用方向を正確に判定することができる。

なお、本発明は上記各実施例に限定されず、種々変更して実施することができる。本発明は、ミシン以外にも、パルスモータを搭載した機器に広く適用できる。基準位置としてＸ方向移動機構の原点位置を例示したが、これに限られず、任意に定めた位置を基準位置としても良い。上記各実施例では、Ｘ方向パルスモータを８０パルス分一方向及び他方向へ移動させるようにしたが、そのパルス数は、適宜変更することができる。また、前述した第１の所定偏差、第２の所定偏差、第３の所定偏差は、それぞれ「３」、「２」、「４」に限定されず、第１の所定偏差Ｎ１（Ｎ１は２以上の整数）、第２の所定偏差Ｎ２（Ｎ２＝Ｎ１−１）、第３の所定偏差Ｎ３（Ｎ３＝Ｎ１＋１）とすれば良い。報知手段としては、表示パネル等でも良い。

本発明の第１の実施例を示す模様縫いミシンの電気的構成のブロック図 模様縫いミシンの外観図 制御内容のフローチャート （ａ）〜（ｃ）は作用説明のためのパルスモータの概略展開図（その１） （ａ）〜（ｃ）は作用説明のためのパルスモータの概略展開図（その２） （ａ）〜（ｃ）は作用説明のためのパルスモータの概略展開図（その３） 本発明の第２の実施例を示す制御内容のフローチャート 本発明の第３の実施例を示す制御内容のフローチャート 時間差算出処理の制御内容のフローチャート 判定・ずれ補正処理の制御内容のフローチャート 本発明の第４の実施例を示す制御内容のフローチャート オーバーシュート量差算出処理の制御内容のフローチャート 判定・ずれ補正処理の制御内容のフローチャート （ａ）〜（ｅ）は作用説明のためのパルスモータの概略展開図 （ａ）〜（ｃ）は従来例を説明するためのパルスモータの概略展開図（その１） （ａ）〜（ｃ）は従来例を説明するためのパルスモータの概略展開図（その２） （ａ）〜（ｃ）は従来例を説明するためのパルスモータの概略展開図（その３） （ａ）〜（ｃ）は従来例を説明するためのパルスモータの概略展開図（その４） （ａ−１）〜（ｃ−３）は従来例を説明するためのパルスモータの概略展開図（その５）

符号の説明

図面中、１は模様縫いミシン（ミシン）、１１はＸ方向パルスモータ（パルスモータ）、１２はＹ方向パルスモータ（パルスモータ）、１３はＸ方向ロータリーエンコーダ（位置検出手段）、１４はＹ方向ロータリーエンコーダ（位置検出手段）、１７は制御装置（一方向強度測定手段、他方向強度測定手段、判定手段、不安定解消手段、第１〜第３の強度差検出手段）、２６は報知器（報知手段）を示す。

Claims (13)

1. パルスモータに対して駆動信号を出力してパルスモータの位置を制御するパルスモータ制御装置において、
   前記パルスモータを一方向へ基準トルクモードで回転させて、一方向モータトルク強度を測定する一方向強度測定手段と、
   前記パルスモータを他方向へ前記基準トルクモードと同じモードで回転させて、他方向モータトルク強度を測定する他方向強度測定手段と、
   前記一方向強度測定手段により測定した一方向モータトルク強度と、前記他方向強度測定手段により測定した他方向モータトルク強度とを比較し、両モータトルク強度がほぼ一致したときに安定位置状態にあると判定し、両モータトルク強度が相違するときに不安定位置状態であると判定する判定手段と
   を備えたことを特徴とするパルスモータ制御装置。
2. 前記パルスモータの回転子の回転位置を検出して検出信号を出力する位置検出手段を備え、
   前記基準トルクモードは、所定偏差であり、
   前記一方向強度測定手段は、パルスモータを前記所定偏差で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間をもって一方向モータトルク強度を測定し、
   前記他方向強度測定手段は、パルスモータを前記所定偏差と同じ偏差で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間をもって他方向モータトルク強度を測定することを特徴とする請求項１に記載のパルスモータ制御装置。
3. 前記パルスモータの回転子の回転位置を検出して検出信号を出力する位置検出手段を備え、
   前記基準トルクモードは、所定加減速偏差であり、
   前記一方向強度測定手段は、前記パルスモータに対して前記所定加減速偏差で一方向への駆動パルスを所定値出力し、前記回転子のオーバーシュート量をもって一方向モータトルク強度を測定し、
   前記他方向強度測定手段は、前記パルスモータに対して前記所定加減速偏差と同じ加減速偏差で他方向への駆動パルスを所定値出力し、前記回転子のオーバーシュート量をもって他方向モータトルク強度を測定することを特徴とする請求項１に記載のパルスモータ制御装置。
4. 前記判定手段により不安定位置状態であることが判定されたときに、不安定位置状態を解消する不安定解消手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のパルスモータ制御装置。
5. 前記不安定解消手段は、前記一方向強度測定手段及び他方向強度測定手段による測定動作、及び前記判定手段による判定動作を再度実行するとともに、その実行回数が所定回数に達したときには、測定動作及び判定動作を中止することを特徴とする請求項４に記載のパルスモータ制御装置。
6. 報知手段を備え、前記判定手段による判定結果を該報知手段により報知させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のパルスモータ制御装置。
7. パルスモータに対して駆動信号を出力してパルスモータの位置を制御するパルスモータ制御装置において、
   前記パルスモータを一方向及び他方向へそれぞれ基準トルクモードで回転させて、一方向回転時と他方向回転時とでのモータトルク強度差を検出する第１の強度差検出手段と、
   前記パルスモータを一方向へ前記基準トルクモードより一段低いところの低トルクモードで回転させると共に、前記基準トルクモードより一段高いところの高トルクモードで回転させて、一方向回転時と他方向回転時とでのモータトルク強度差を検出する第２の強度差検出手段と、
   前記パルスモータを一方向へ前記高トルクモードで回転させると共に、他方向へ前記低トルクモードで回転させて、一方向回転時と他方向回転時とでのモータトルク強度差を検出する第３の強度差検出手段と、
   前記第１の強度差検出手段、第２の強度差検出手段及び第３の強度差検出手段によりそれぞれ検出されたモータトルク強度差のうち、第１の強度差検出手段により検出されたモータトルク強度差が一番小さいときに、安定位置状態であると判定し、第２の強度差検出手段により検出されたモータトルク強度差が一番小さいときに、不安定位置状態であると判定すると共に、内在トルク作用方向が一方向であると判定し、第３の強度差検出手段により検出されたモータトルク強度差が一番小さいときに、不安定位置状態であると判定すると共に、内在トルク作用方向が他方向であると判定する判定手段と
   を備えたことを特徴とするパルスモータ制御装置。
8. 前記パルスモータの回転子の回転位置を検出して検出信号を出力する位置検出手段を備え、
   前記基準トルクモードは第１の所定偏差Ｎ１（Ｎ１は２以上の整数）、前記低トルクモードは第２の所定偏差Ｎ２（Ｎ２＝Ｎ１−１）、前記高トルクモードは第３の所定偏差Ｎ３（Ｎ３＝Ｎ１＋１）であり、
   前記第１の強度差検出手段は、前記パルスモータを第１の所定偏差Ｎ１で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間と、パルスモータを前記第１の所定偏差Ｎ１と同じ偏差で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間との差を、モータトルク強度差として検出し、
   前記第２の強度差検出手段は、パルスモータを第２の所定偏差Ｎ２で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間と、パルスモータを前記第３の所定偏差Ｎ３で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間との差を、モータトルク強度差として検出し、
   前記第３の強度差検出手段は、パルスモータを第３の所定偏差Ｎ３で一方向への設定移動量回転させたときの所要時間と、パルスモータを前記第２の所定偏差Ｎ２で他方向への設定移動量回転させたときの所要時間との差を、モータトルク強度差として検出することを特徴とする請求項７に記載のパルスモータ制御装置。
9. パルスモータに対して駆動信号を出力してパルスモータの位置を制御するパルスモータ制御装置において、
   前記パルスモータを、一方向へ基準トルクモードで加速回転及び減速回転させると共に他方向へ前記基準トルクモードで加速回転及び減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差をモータトルク強度差として検出する第１の強度差検出手段と、
   前記パルスモータを、一方向へ前記基準トルクモードより一段低いところの低トルクモードで加速回転し前記基準トルクモードより一段高いところの高トルクモードで減速回転させると共に、他方向へ前記高トルクモードで加速回転し前記低トルクモードで減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差をモータトルク強度差として検出する第２の強度差検出手段と、
   前記パルスモータを、一方向へ前記高トルクモードで加速回転し前記低トルクモードで減速回転させると共に、他方向へ前記低トルクモードで加速回転し前記高トルクモードで減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差をモータトルク強度差として検出する第３の強度差検出手段と、
   前記第１の強度差検出手段、第２の強度差検出手段及び第３の強度差検出手段によりそれぞれ検出されたモータトルク強度差のうち、第１の強度差検出手段により検出されたモータトルク強度差が一番小さいときに、安定位置状態であると判定し、第２の強度差検出手段により検出されたモータトルク強度差が一番小さいときに、不安定位置状態であると判定すると共に、内在トルク作用方向が一方向であると判定し、第３の強度差検出手段により検出されたモータトルク強度差が一番小さいときに、不安定位置状態であると判定すると共に、内在トルク作用方向が他方向であると判定する判定手段と
   を備えたことを特徴とするパルスモータ制御装置。
10. 前記パルスモータの回転子の回転位置を検出して検出信号を出力する位置検出手段を備え、
    前記第１の強度検出手段は、前記パルスモータを、一方向へ第１の所定偏差Ｎ１（Ｎ１は２以上の整数）で加速回転及び減速回転させると共に他方向へ前記第１の所定偏差Ｎ１で加速回転及び減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差をモータトルク強度差として検出し、
    前記第２の強度検出手段は、前記パルスモータを、一方向へ前記第２の所定偏差Ｎ２（Ｎ２＝Ｎ１−１）で加速回転し前記第３の所定偏差Ｎ３（Ｎ３＝Ｎ１＋１）で減速回転させると共に、他方向へ前記第３の所定偏差Ｎ３で加速回転し前記第２の所定偏差Ｎ２で減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差をモータトルク強度差として検出し、
    前記第３の強度検出手段は、前記パルスモータを、一方向へ前記第３の所定偏差Ｎ３で加速回転し前記第２の所定偏差Ｎ２で減速回転させると共に、他方向へ前記第２の所定偏差Ｎ２で加速回転し前記第３の所定偏差Ｎ３で減速回転させ、一方向及び他方向のオーバーシュート量の差をモータトルク強度差として検出することを特徴とする請求項９に記載のパルスモータ制御装置。
11. 前記判定手段により不安定位置状態であることが判定されたときに、内在トルク作用方向を考慮した補正を行う補正手段を備えたことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載のパルスモータ制御装置。
12. 報知手段を備え、前記判定手段による判定結果を該報知手段により報知させることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれかに記載のパルスモータ制御装置。
13. 被駆動系の駆動源としてパルスモータを備えると共に、前記請求項１ないし１２のいずれかのパルスモータ制御装置を備えたことを特徴とするミシン。

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