JP2010284015A - ステッピングモータ駆動装置及びコントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】 コントローラにおいてバックラッシュ補正の処理上の負担を軽くするようにする。
【解決手段】 ステッピングモータ駆動装置１は、コントローラ２から出力された入力信号ａに従ってアクチュエータ３のステッピングモータ３１を駆動させるため各相励磁信号ｂを生成するドライバ回路部１０と、アクチュエータ３の駆動ギア系のバックラッシュ量が予め設定されており、入力信号ｂに含まれる方向信号ｂ１が方向の変化を示し、その直後にコントローラ３から入力パルスａ２を受け、引き続いてパルス払い出し完了信号ｃを受けたときは当該バックラッシュ量に相当する補正パルスｎ１を生成してドライバ回路部１０に出力させるバックラッシュ補正回路部２０と、コントローラ２から出力されたバックラッシュ量自動取得開始信号ｅが入力されると、アクチュエータ３のバックラッシュ量を自動的に取得するバックラッシュ量自動取得回路部３０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明はアクチュエータ用のステッピングモータを駆動させるステッピングモータ駆動装置及びアクチュエータの動作を同装置を通じて制御するコントローラに関する。

工作機械等に使用されるアクチュエータの駆動源としてステッピングモータが使用されることが多い。アクチュエータの駆動系ギアにはバックラッシュが存在することから、電源投入時や非常停止解除時には同モータのコントローラによりバックラッシュ補正が行われるようになっている（例えば、特許文献１等参照）。

特開平８−７６８４７号公報

しかしながら、アクチュエータとして高い位置決め精度が要求される場合、マイクロステップ駆動方式等が採用されることが多く、コントローラにおいて回転方向を逆転する度にバックラッシュ補正の処理を行うことが必要不可欠となり、この点で処理上の負担が大きいという問題が指摘されている。

本発明は上記した背景の下で創作されたものであって、その主たる目的とするところは、コントローラにおいてバックラッシュ補正の処理上の負担を軽くすることが可能なステッピングモータ駆動装置等を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のステッピングモータ駆動装置は、コントローラから出力された入力信号に従ってアクチュエータのステッピングモータを駆動させるため各相励磁信号を生成するドライバ回路部と、アクチュエータの駆動ギア系のバックラッシュ量が予め設定されており、入力信号に含まれる方向信号が方向の変化を示し、その直後にコントローラから出力された入力パルスを受け、引き続いてパルス払い出し完了信号を受けたときは当該バックラッシュ量に相当する補正パルスを生成してドライバ回路部に出力させるバックラッシュ補正回路部とを備えている。

この発明によると、コントローラにおいてアクチュエータの動作指令に伴って入力信号、パルス払い出し完了信号を順次的に出力するだけで、ステッピングモータ駆動装置においてステッピングモータの回転方向が反転する毎にアクチュエータのバックラッシュ補正が自動的に行われる。よって、アクチュエータとして高い位置決め精度が要求される場合であっても、コントローラにおけるバックラッシュ補正の処理上の負担を軽くすることが可能になり、この点でコントローラの高性能化及び低コスト化を図る上でメリットがある。

同装置のバックラッシュ補正回路部の一例としては、正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータが予め記録されたバックラッシュ量レジスタ部と、入力信号に含まれる方向信号が方向の変化を示し、その直後にコントローラから出力された入力パルスを受け、引き続いてパルス払い出し完了信号を受けると、バックラッシュ量レジスタ部上の当該方向のバックラッシュ量のデータに対応したパルス数の補正パルスを生成する補正パルス生成部と、ドライバ回路部の前段に設けられた入力選択回路部であって、パルス払い出し完了信号がアクティブであるときには、コントローラから出力された入力信号ではなく前記補正パルス生成部にて生成された補正パルスをドライバ回路部に出力させる入力パルス切り替え部とを有した構成のものがある。この場合、補正パルス生成部又は入力パルス切り替え部については、補正パルスのドライバ回路部への出力が完了すると、バックラッシュ補正完了信号をコントローラに出力する機能を有した構成のものを使用すると良い。

上記した下位概念の発明によると、コントローラにおいてアクチュエータの動作指令に伴って入力信号、パルス払い出し完了信号を順次的に出力した後、ステッピングモータ駆動装置から出力されたバックラッシュ補正完了信号を受けると、次の動作指令に直ぐに移行することが可能になる。よって、処理の高速化を図ることが可能になり、この点でコントローラの高性能化及び低コスト化を図る上でメリットがある。

同装置において、ドライバ回路部及びバックラッシュ補正回路部に加えてバックラッシュ量自動取得回路部を備えることが好ましい。バックラッシュ量自動取得回路部は、コントローラから出力されたバックラッシュ量自動取得開始信号を受けると、ステッピングモータを逆転／正転の方向に駆動させて原点サーチ動作を行うための入力パルスを生成して出力し、これをアクチュエータのワーク原点センサがオンとなり、その後、オフに変化するまで行い、この状態からステッピングモータを正転／逆転方向に駆動させるための入力パルスを生成して出力し、これをワーク原点センサがオンに変化するまで行い、その一方で、ワーク原点センサがオフからオンに変化する過程での入力パルスの出力数を計数し、当該計数値を正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータとしてバックラッシュ量レジスタに出力可能な構成としている。

上記した下位概念の発明によると、コントローラにおいてバックラッシュ量自動取得開始信号を出力するだけで、ステッピングモータ駆動装置において正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータが自動的に取得される。よって、コントローラにおけるバックラッシュ補正に必要なバックラッシュ量取得に関する処理上の負担を軽くすることが可能になり、この点でコントローラの高性能化を図られる。

同装置のバックラッシュ量自動取得回路部については、コントローラから出力されたバックラッシュ量自動取得開始信号を受けて、正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータを取得した後、ステッピングモータを逆転／正転の方向に駆動させるための入力パルスを生成して出力し、これをワーク原点センサがオンからオフに変化するまで行い、同センサがオフになると、バックラッシュ量自動取得完了信号を前記コントローラに出力する機能を有した構成とすることが好ましい。

上記した下位概念の発明によると、コントローラにおいてバックラッシュ量自動取得開始信号を出力した後、ステッピングモータ駆動装置から出力されたバックラッシュ量自動取得完了信号を受けると、次の動作指令に直ぐに移行することが可能になる。よって、処理の高速化を図ることが可能になり、この点でコントローラの高性能化及び低コスト化を図る上でメリットがある。

同装置のバックラッシュ補正回路部については、正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータを設定入力するためのバックラッシュ量設定部と、バックラッシュ量設定部を通じて設定されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部にて取得されたデータとを選択設定するための選択設定部と、選択設定部での選択設定結果に応じてバックラッシュ量設定部にて設定されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部にて取得されたデータとを切り替えてバックラッシュ量レジスタに出力するバックラッシュ量切り替え部と更に備えた構成にすることが好ましい。

上記した下位概念の発明によると、バックラッシュ量設定部を通じて設定されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部にて取得されたデータとを選択することが可能であることから、使い勝手が良いというメリットがある。

同装置の補正パルス生成部については、コントローラから出力されたバックラッシュ補正動作信号がアクティブであるときに上記した補正パルスの生成等の動作を行う構成にすることが好ましい。

上記した下位概念の発明によると、コントローラから出力されるバックラッシュ補正動作信号によって同装置のバックラッシュ補正機能が制御可能であることから、バックラッシュ補正機能を自由に停止させることができ、この点で使い勝手が良いというメリットがある。

同装置のメモリ部に記録される正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータについては、正転の方向のバックラッシュ量がバックラッシュ基本量として表され、逆転の方向のバックラッシュ量が当該バックラッシュ基本量との差分である符合付き数値で表された形態とすることが好ましい。

上記した下位概念の発明によると、メモリ部の容量を小さくすることができ、この点で低コスト化を図ることか可能になる。

上記したステッピングモータ駆動装置に使用されるコントローラについては、アクチュエータの動作指令に伴って入力信号を生成してステッピングモータ駆動装置に出力した後、パルス払い出し完了信号を同装置に出力し、その後、同装置から出力されたバックラッシュ補正完了信号を受けて、次のアクチュエータの動作指令に移行する構成とすると良い。また、バックラッシュ量自動取得モードであるときには、バックラッシュ量自動取得開始信号をステッピングモータ駆動装置に出力し、その後、同装置から出力されたバックラッシュ量自動取得完了信号を受けて、同モードを終了とする構成とすると良い。

本発明の実施の形態に係るステッピングモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。 同装置のバックラッシュ補正回路部の補正パルス生成部の動作を説明するための主要信号のタイミングチャートである。 同装置のバックラッシュ補正回路部のバックラッシュ量自動取得回路部の動作を説明するためソフトウエアのフローチャートである。 同装置に使用されるコントローラにて処理されるアクチュエータ動作用ソフトウエアのフローチャートである。 同コントローラにて処理されるバックラッシュ量自動取得モード用ソフトウエアのフローチャートである。 同バックラッシュ量自動取得回路部にて採用されているバックラッシュ量自動取得方法を説明するためのモータ側ギアとアクチュエータ側ギアとの間のバックラッシュを示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ駆動装置及びコントローラを図１乃至図６を参照して説明する。

ここに例として挙げるステッピングモータ駆動装置１は、図１に示すように工作機械等に使用されるアクチュエータ３の駆動源であるステッピングモータ３１をマイクロステップ駆動させる装置であり、コントローラ２から出力された入力信号ａ等に応じてステッピングモータ３１を駆動させるのに必要な各相励磁信号ｂを生成する構成となっている。最も特徴的であるのは、従来装置とは異なりアクチュエータ３の駆動ギア系のバックラッシュを自動的に補正する機能を有している点である。

なお、アクチュエータ３の動作はステッピングモータ駆動装置１を通じてコントローラ２により制御されている。図中３２はステッピングモータ３１に連結された移動機構であり、３３は移動機構３２の座標系上のワーク原点を検出するセンサであり、検出結果を原点信号ｇとしてデジタル形式で出力している。

ステッピングモータ駆動装置１については、ドライバ回路部１０、バックラッシュ補正回路部２０及びバックラッシュ量自動取得回路部３０とを有している。コントローラ２から同装置１に出力される信号としては、入力信号ａ（ステッピングモータ３１の回転量指令をパルス数で示した入力パルスａ１と、同モータ３１の回転方向指令である方向信号ａ２とを有する）、バックラッシュ補正動作信号ｋ、パルス払い出し完了信号ｃ、バックラッシュ量自動取得開始信号ｅがある。同装置１からコントローラ２に出力される信号としてはバックラッシュ補正完了信号ｄ及びバックラッシュ量自動取得完了信号ｍがある。アクチュエータ３から同装置１に出力される信号としては、センサ３３から出力された原点信号ｇがある。

ドライバ回路部１０については、相分配回路１１とモータドライブ回路１２とを有した一般的なドライバに相当する回路部であって、入力信号ａに応じてＰＷＭ（パルス幅変調）信号等を生成するとともに所定パターンで相分配して各相励磁信号ｂを生成する構成となっている。ドライバ回路部１０にて出力された各相励磁信号ｂはアクチュエータ３のステッピングモータ３１に導かれている。

バックラッシュ補正回路部２０については、バックラッシュ量レジスタ部２１、補正パルス生成部２２、入力パルス切り替え部２３、バックラッシュ量設定部２４及びバックラッシュ量切り替え部２５、選択設定部２６及び自動取得設定部２７とを有している。

バックラッシュ量レジスタ部２１については、アクチュエータ３の駆動ギア系の正転、逆転の方向のバックラッシュ量ＢＬV1 ,ＢＬV2 の各データが予め記録されたレジスタである。本実施形態においては、ステッピングモータ３１を正転させた際のワークの正転方向（ＣＷ）のバックラッシュ回転角（図６（ｄ）参照）をステッピングモータ３１の基本パルスの数で換算した数値をバックラッシュ量ＢＬV1 とする一方、同モータ３１を逆転させた際のワークの逆転方向（ＣＣＷ）のバックラッシュ回転角（図６（ａ）参照）をステッピングモータ３１の基本パルスの数で換算した数値をバックラッシュ量ＢＬV2 としている。

バックラッシュ量レジスタ部２１においては、レジスタ回路の構成が冗長になるのを回避するために、補正量レジスタ２１１と調整レジスタ２１２とに区分されている。バックラッシュ量ＢＬV1 がバックラッシュ基本量として表され、補正量レジスタ２１１に記録される一方、バックラッシュ量ＢＬV2 が当該バックラッシュ基本量との差分である符合付き数値で表され、調整レジスタ２１２に記録されている。例えば、バックラッシュ量ＢＬV1がＡであるとし、バックラッシュ量ＢＬV2 がＢ（＝Ａ±Δｎ）であるとすると、補正量レジスタ２１１には数値であるＡが記録される一方、調整レジスタ２１２には符合付き数値 である±Δｎが記録される。

補正パルス生成部２２については、バックラッシュ量レジスタ部２１上のバックラッシュ量ＢＬV1 ,ＢＬV2 の各データに基づいて補正パルスｎ１を生成するパルス発生回路である。補正パルス生成部２２にはバックラッシュ補正動作信号ｋ，方向信号ａ２及びパルス払い出し完了信号ｃが入力される一方、補正パルスｎ１を生成して入力パルス切り替え部２３に出力している。具体的な動作は以下の通りである。図２を参照して説明する。

まず、方向信号ａ２が方向の変化を示し（図２中のｔ３、ｔ８参照）、その直後にコントローラ２から入力パルスａ１が入力され（図２中のｔ４、ｔ９参照）、引き続いてパルス払い出し完了信号ｃが入力されると（図２中のｔ５、ｔ１０参照）、バックラッシュ量レジスタ部２１上の当該方向のバックラッシュ量ＢＬV1 又はＢＬV2 のデータに対応したパルス数の補正パルスｎ１を生成して入力パルス切り替え部２３に出力する。具体的には、時間ｔ３では方向信号ａ２が正転から逆転に変化することから、時間ｔ５にて出力される補正パルスｎ１のパルス数については逆転の方向のバックラッシュ量ＢＬV2に対応したものとなる。時間ｔ８では方向信号ａ２が逆転から正転に変化することから、時間ｔ１０にて出力される補正パルスｎ１のパルス数については正転の方向のバックラッシュ量ＢＬV1に対応したものとなる。このような補正パルスｎ１の出力が完了すると、バックラッシュ補正完了信号ｄを生成してコントローラ２に出力している（図２中のｔ６、ｔ１１参照）。

なお、本実施形態においては、方向信号ａ２が方向の変化を示すことなく入力パルスａ１が入力され（図２中のｔ０、ｔ２、ｔ７参照）、その直後にパルス払い出し完了信号ｃが入力されても（図２中のｔ１、ｔ３、ｔ８参照）、補正パルスｎ１が出力されないが、バックラッシュ補正完了信号ｄが出力されるようになっている（図２中のｔ１、ｔ３、ｔ８参照）。

また、補正パルス生成部２２については、コントローラ２から出力されたバックラッシュ補正動作信号ｋに応じて上記した機能がオンオフされる構成となっている。即ち、バックラッシュ補正動作信号ｋがアクティブ（図示例ではＨレベル）であるときに上記した補正パルスｎ１の生成の動作を行う一方、バックラッシュ補正動作信号ｋが非アクティブ（図示例ではＬレベル）であるときには、方向信号ａ２等に関係なく上記した補正パルスｎ１の生成等の動作を行わない。

入力パルス切り替え部２３については、ドライバ回路部１０の前段に設けられたパルス払い出し完了信号ｃに基づいて切り替え動作する入力選択回路部であって、バックラッシュ補正動作信号ｋ入力信号ａに含まれる入力パルスａ１と補正パルス生成部２２にて生成された補正パルスｎ１とを切り替えてドライバ回路部１０に出力する構成となっている。具体的には、パルス払い出し完了信号ｃがアクティブ（図示例ではＨレベル）であるときには、入力信号ａに含まれる入力パルスａ１ではなく、補正パルス生成部２２にて生成された補正パルスｎ１をドライバ回路部１０に出力可能になっている一方、バックラッシュ補正動作信号ｋが非アクティブ（図示例ではＬレベル）であるときには、入力パルスａ１をドライバ回路部１０に出力可能になっている。

なお、入力信号ａに含まれる方向信号ａ２は入力パルス切り替え部２３を通じてドライバ回路部１０に常時出力される。

よって、バックラッシュ補正動作信号ｋがアクティブである状態で、方向信号ａ２により示された方向が逆転から正転に変化したときは、パルス払い出し完了信号ｃがアクティブになったタイミングで、バックラッシュ量ＢＬV1 に等しいパルス数の補正パルスｎ１が補正パルス部２２にて生成され、入力パルス切り替え部２３を通じてドライバ回路部１０に出力され、その結果、ステッピングモータ３１がバックラッシュ量ＢＬV1 に相当する角度だけ正転して、正転の方向のバックラッシュ補正が行われる。一方、方向信号ａ２により示された方向が正転から逆転に変化したときは、パルス払い出し完了信号ｃがアクティブになったタイミングで、バックラッシュ量ＢＬV2 に等しいパルス数の補正パルスｎ１が補正パルス部２２にて生成され、入力パルス切り替え部２３を通じてドライバ回路部１０に出力され、その結果、ステッピングモータ３１がバックラッシュ量ＢＬV2 に相当する角度だけ逆転して、逆転の方向のバックラッシュ補正が行われる。

バックラッシュ量設定部２４については、アクチュエータ３の正転、逆転の方向のバックラッシュ量ＢＬV1 ,ＢＬV2 の各データを設定入力するためのスイッチ等であり、設定入力されたデータが設定信号ｊとしてバックラッシュ量切り替え部２５を通じてバックラッシュ量レジスタ部２１に出力可能になっている。本実施形態においては、バックラッシュ量レジスタ部２１が補正量レジスタ２１１と調整レジスタ２１２とに区分されていることから、上記バックラッシュ基本量及び符合付き数値として入力可能になっている。

選択設定部２６については、バックラッシュ量設定部２４を通じて設定されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部３０にて取得されたデータとを選択設定するためのスイッチ等であり、選択設定結果をバックラッシュ量切替信号ｉとしてバックラッシュ量切り替え部２５に出力している。

バックラッシュ量切り替え部２５については、バックラッシュ量切替信号ｉに応じて切り替え動作する回路部であって、バックラッシュ量設定部２４から出力されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部３０から出力されたデータとを切り替えてバックラッシュ量レジスタ部２１に出力する構成となっている。具体的には、バックラッシュ量切替信号ｉがバックラッシュ量設定に切り替わったときには、バックラッシュ量設定部２４から出力されたデータをバックラッシュ量レジスタ部２１に出力して上書きされる一方、バックラッシュ量切替信号ｉがバックラッシュ量自動取得に切り替わったときには、バックラッシュ量自動取得回路部３０から出力されたデータをバックラッシュ量レジスタ部２１に出力して上書きをされる。

自動取得設定部２７については、バックラッシュ量自動取得回路部３０によりアクチュエータ３のバックラッシュ量ＢＬV1 ,ＢＬV2を自動的に取得する上で必要な設定を行うためのスイッチ等であり、設定結果を設定信号ｎとしてバックラッシュ量自動取得回路部３０に出力している。本実施形態においては、ステッピングモータ３１の回転開始方向が設定可能になっている。なお、自動取得設定部２７を通じての回転開始方向の設定が正転／逆転であるときには、バックラッシュ量自動取得回路部３０によりバックラッシュ量ＢＬV2／ＢＬV1が自動的に取得される。

バックラッシュ量自動取得回路部３０については、コントローラ２から出力されたバックラッシュ量自動取得開始信号ｅ、アクチュエータ３から導かれた原点信号ｇ及び自動取得設定部２７から導かれた設定信号ｎが入力されており、ステッピングモータ３１を所定パターンで駆動させるための入力信号ｆ（入力パルスｆ１と方向信号ｆ２とを有する） を生成してドライブ回路部１０に出力し、最終的にバックラッシュ量ＢＬV1 ,ＢＬV2 の各データを自動的に取得してバックラッシュ量レジスタ部２１に出力可能になっている。

バックラッシュ量自動取得回路部３０は、本実施形態ではマイクロコンピュータを用いてその機能を実現している。具体的にはコントローラ２からバックラッシュ量自動取得開始信号ｅが入力されると、同回路部３０内のメモリに記録された図３に示すソフトウエアが実行される。まず、設定信号ｎを入力し、同信号より示された回転開始方向が逆転であったとすると、ステッピングモータ３１を逆転の方向に６０ｒｐｍの速度で駆動させて原点サーチ動作を行うための入力パルスｆ１及び方向信号ｆ２を生成して出力し、これをセンサ３３がオンとなり原点信号ｇがアクティブとなるまで行う（ｓ１）。そして、５００ｍｓｅｃ待機後、ステッピングモータ３１を逆転の方向に３０ｒｐｍの速度で駆動させるための入力パルスｆ１及び方向信号ｆ２を生成して出力し、これをセンサ３３がオフとなり原点信号ｇが非アクティブとなるまで行う（ｓ２）。

この状態からステッピングモータ３１を正転方向に３０ｒｐｍの速度で駆動させるための入力パルスｆ１及び方向信号ｆ２を生成して出力し、これをセンサ３３がオンとなり原点信号ｇがアクティブとなるまで行う。その一方で、センサ３３がオフからオンに変化する過程での入力パルスの出力数を計数する（ｓ３，ｓ４，ｓ５）。このようにして得られた計数値をバックラッシュ量ＢＬV1 のデータとして保持し、取得信号ｈとしてバックラッシュ補正量切り替え部２５を通じてバックラッシュ量レジスタ部２１に出力可能とする（ｓ６）。そして、５００ｍｓｅｃ待機後、ステッピングモータ３１を逆転方向に３０ｒｐｍの速度で駆動させるための入力パルスｆ１及び方向信号ｆ２を生成して出力し、これをセンサ３３がオフとなり原点信号ｇが非アクティブとなるまで行う（ｓ７）。

その後、バックラッシュ量自動取得完了信号ｍをコントローラ２に出力する（ｓ８）。これで同ソフトウェアの処理が終了となる。

図６は正転用のバックラッシュ量の自動取得を行うに際してのアクチュエータ３の移動機構３２の駆動ギア系の様子を時系列的に示した図である。図６（ａ）は上記ソフトウエアのステップ１の処理後の時点、図６（ｂ）は上記ソフトウエアのステップ２の処理後の時点、図６（ｃ）は上記ソフトウエアのステップ３〜５のループ処理中、図６（ｄ）は上記ソフトウエアのステップ３〜５のループ処理を抜けた時点を各々示している。

なお、設定信号ｎにより示された回転開始方向が正転であったときは、ステッピングモータ３１の駆動方向が上記と逆となるだけで上記全く同様の処理が行われる。この場合、バックラッシュ量ＢＬV2が取得され、取得信号ｈとしてバックラッシュ補正量切り替え部２５を通じてバックラッシュ量レジスタ部２１に出力可能とされる。

次にコントローラ２について図４及び図５を参照して説明する。コントローラ２については、本実施形態においてはマイクロコンピュータを用いてその機能を実現しており、アクチュエータ３をステッピングモータ駆動装置１を通じて制御する構成となっている。アクュエータ３を動作指令時には図４に示すソフトウェアが処理される。

まず、アクチュエータ３の動作指令に伴って入力信号ａを生成してステッピングモータ駆動装置１に出力し（ｓ１）、入力信号ａに含まれる入力パルスａ１を全て出力した後に、パルス払い出し完了信号ｃを同装置１に出力する（ｓ２）。その後、同装置１からバックラッシュ補正完了信号ｄを入力し、同信号ｄがアクティブになると、同ソフトウエアの処理が終了となる（ｓ３，ｓ４）。その後は、次のアクチュエータ３の動作指令に移行する。この場合も図４に示すソフトウェアが再び処理され、上記と同様に処理される。以後はこの繰り返しである。

また、コントローラ２にバックラッシュ補正を行う必要がない旨が設定入力されると、アクチュエータ３の動作指令を行う際にバックラッシュ補正動作信号ｋをアクティブにする。

さらに、コントローラ２にバックラッシュ量を自動的に取得する旨が設定入力されると、バックラッシュ量自動取得モードとなり、図５に示すソフトウェアが処理される。 具体的には、バックラッシュ量自動取得開始信号ｅをアクティブにしてステッピングモータ駆動装置１に出力し（ｓ１）、その後、ステッピングモータ駆動装置１からバックラッシュ量自動取得完了信号ｍが入力されると（ｓ２）、同ソフトウエアの処理が終了となる。これに伴って。バックラッシュ量自動取得モードも終了となる。

上記したようにコントローラ２においてアクチュエータ２の動作指令に伴って、図４に示すように入力信号ａ、パルス払い出し完了信号ｃを順次的に出力するだけで、ステッピングモータ駆動装置１においてステッピングモータ３１の回転方向が反転する毎にアクチュエータ３のバックラッシュ補正が自動的に行われる。よって、アクチュエータ３として高い位置決め精度が要求される場合であっても、コントローラ１におけるバックラッシュ補正の処理上の負担を軽くすることが可能になり、高性能化及び低コスト化を図る上でメリットがある。また、コントローラ２においてバックラッシュ量自動取得開始指令ｅを出力するだけで、ステッピングモータ駆動装置１においてバックラッシュ量ＢＬV1 ,ＢＬV2 の各データが自動的に取得される。よって、コントローラ２におけるバックラッシュ補正に必要なバックラッシュ量取得に関する処理上の負担を軽くすることも可能になり、この点でコントローラ２の高性能化を図られる。

なお、本発明に係るステッピングモータ駆動装置及びコントローラは、上記実施形態に限定されず、同装置の全部又は一部をコントローラと一体にしたり、ドライバ回路部とバックラッシュ量補正回路部と別体とする形態であっても良い。

同装置のドライバ回路部については、コントローラから出力された入力信号に従ってステッピングモータを駆動させるため各相励磁信号を生成する機能を有する限り、その回路構成等が問われない。また、入力信号については、モータの回転方向指令に応じて位相が異なる２パルス方式でも良い。

バックラッシュ量補正回路部については、バックラッシュ量が予め設定されており、入力信号に含まれる方向信号が方向の変化を示し、その直後にコントローラから出力された入力パルスを受け、引き続いてパルス払い出し完了信号を受けたときはバックラッシュ量に相当する補正パルスを生成してドライバ回路部に出力させ、ステッピングモータを補正パルス分だけ駆動させる機能を有する限り、回路構成が問われず、コンピュータを用いてその機能を実現しても良い。また、バックラッシュ補正完了信号を補正パルス生成部ではなく、入力パルス切り替え部により生成してコントローラに出力する形態であってもかまわない。

バックラッシュ量自動取得回路部については、ステッピングモータを逆転／正転の方向に駆動させて原点サーチ動作を行うための入力パルスを生成して出力し、これをアクチュエータのワーク原点センサがオンとなり、その後、オフに変化するまで行い、この状態からステッピングモータを正転／逆転方向に駆動させるための入力パルスを生成して出力し、これをワーク原点センサがオンに変化するまで行い、その一方で、ワーク原点センサがオフからオンに変化する過程での入力パルスの出力数を計数し、このようにして得られた当該計数値を正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータとしてバックラッシュ量レジスタに出力可能な機能を有している限り、回路構成等が問われない。また、同モータの駆動速度や各動作の間の待機時間等については適宜設定変更すればよく、アクチュエータの駆動系の種類によっては、正転と逆転との双方ではなく、何れか一方のバックラッシュ量のデータを取得する形態であってもかまわない。

１ ステッピングモータ駆動装置
１０ ドライバ回路部
２０ バックラッシュ補正回路部
２１ バックラッシュ量レジスタ部
２２ 補正パルス生成部
２３ 入力パルス切り替え部
２４ バックラッシュ量設定部
２５ バックラッシュ量切り替え部
２６ 選択設定部
３０ バックラッシュ量自動取得回路部
２ コントローラ
３ アクチュエータ
３１ ステッピングモータ
３２ 移動機構
３３ センサ（原点検出センサ）

Claims (10)

1. コントローラから出力された入力信号に従ってアクチュエータのステッピングモータを駆動させるため各相励磁信号を生成するドライバ回路部と、アクチュエータの駆動ギア系のバックラッシュ量が予め設定されており、前記入力信号に含まれる方向信号が方向の変化を示し、その直後にコントローラから出力された入力パルスを受け、引き続いてパルス払い出し完了信号を受けたときは当該バックラッシュ量に相当する補正パルスを生成してドライバ回路部に出力させるバックラッシュ補正回路部とを備えたことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
2. 請求項１記載のステッピングモータ駆動装置において、バックラッシュ補正回路部は、正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータが予め記録されたバックラッシュ量レジスタ部と、前記入力信号に含まれる方向信号が方向の変化を示し、その直後にコントローラから出力された入力パルスを受け、引き続いてパルス払い出し完了信号を受けると、バックラッシュ量レジスタ部上の当該方向のバックラッシュ量のデータに対応したパルス数の補正パルスを生成する補正パルス生成部と、前記ドライバ回路部の前段に設けられた入力選択回路部であって、前記パルス払い出し完了信号がアクティブであるときには、コントローラから出力された入力信号ではなく前記補正パルス生成部にて生成された補正パルスをドライバ回路部に出力させる入力パルス切り替え部とを有した構成となっていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
3. 請求項２記載のステッピングモータ駆動装置において、前記補正パルス生成部又は入力パルス切り替え部は、前記補正パルスのドライバ回路部への出力が完了すると、バックラッシュ補正完了信号を前記コントローラに出力する機能を有した構成となっていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
4. 請求項２記載のステッピングモータ駆動装置において、ドライバ回路部及びバックラッシュ補正回路部に加えてバックラッシュ量自動取得回路部を備えており、バックラッシュ量自動取得回路部は、コントローラから出力されたバックラッシュ量自動取得開始信号を受けると、ステッピングモータを逆転／正転の方向に駆動させて原点サーチ動作を行うための入力パルスを生成して出力し、これをアクチュエータのワーク原点センサがオンとなり、その後、オフに変化するまで行い、この状態からステッピングモータを正転／逆転方向に駆動させるための入力パルスを生成して出力し、これをワーク原点センサがオンに変化するまで行い、その一方で、ワーク原点センサがオフからオンに変化する過程での入力パルスの出力数を計数し、当該計数値を正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータとしてバックラッシュ量レジスタに出力可能な構成となっていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
5. 請求項４記載のステッピングモータ駆動装置において、バックラッシュ量自動取得回路部は、コントローラから出力されたバックラッシュ量自動取得開始信号を受けて、正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータを取得した後、ステッピングモータを逆転／正転の方向に駆動させるための入力パルスを生成して出力し、これをワーク原点センサがオンからオフに変化するまで行い、同センサがオフになると、バックラッシュ量自動取得完了信号を前記コントローラに出力する機能を有した構成となっていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
6. 請求項４記載のステッピングモータ駆動装置において、バックラッシュ補正回路部は、正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータを設定入力するためのバックラッシュ量設定部と、バックラッシュ量設定部を通じて設定されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部にて取得されたデータとを選択設定するための選択設定部と、選択設定部での選択設定結果に応じてバックラッシュ量設定部にて設定されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部にて取得されたデータとを切り替えてバックラッシュ量レジスタに出力するバックラッシュ量切り替え部と更に備えていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
7. 請求項２記載のステッピングモータ駆動装置において、補正パルス生成部は、コントローラから出力されたバックラッシュ補正動作信号がアクティブであるときに上記した補正パルスの生成等の動作を行う構成となっていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
8. 請求項２記載のステッピングモータ駆動装置において、正転の方向のバックラッシュ量がバックラッシュ基本量として表され、逆転の方向のバックラッシュ量が当該バックラッシュ基本量との差分である符合付き数値で表されていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
9. アクチュエータの動作を請求項３のステッピングモータ駆動装置を通じて制御するコントローラにおいて、アクチュエータの動作指令に伴って入力信号を生成してステッピングモータ駆動装置に出力した後、パルス払い出し完了信号を同装置に出力し、その後、同装置から出力されたバックラッシュ補正完了信号を受けて、次のアクチュエータの動作指令に移行する構成となっていることを特徴とするコントローラ。
10. 請求項５のステッピングモータ駆動装置に使用される請求項９記載のコントローラにおいて、バックラッシュ量自動取得モードであるときには、バックラッシュ量自動取得開始信号をステッピングモータ駆動装置に出力し、その後、同装置から出力されたバックラッシュ量自動取得完了信号を受けて、同モードを終了とする構成となっていることを特徴とするコントローラ。

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