JP2016063735A - Control unit of stepping motor, electronic apparatus, storage unit, robot, control method of stepping motor and control program of stepping motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステッピングモーターの制御装置、電子機器、記録装置、ロボット、ステッピングモーターの制御方法、及び、ステッピングモーターの制御プログラムに関する。 The present invention relates to a stepping motor control device, an electronic device, a recording device, a robot, a stepping motor control method, and a stepping motor control program.
ステッピングモーターは、ステーターに設けられた複数の相のコイルに各励磁電流を供給して発生させた磁束によってローターを回転させる同期モーターである。ステッピングモーターは、入力パルスの数に応じてローターの回転角度が定まるため位置決め制御が容易であり、オープンループ制御で駆動されることが多い。
しかし、高速での駆動や過負荷での駆動の際に、ローターの目標位置と実際の位置とにずれが生じて脱調することがある。
そこで、ステッピングモーターにおいては、脱調を防止するために、ローターの位置に基づくフィードバック制御を実行することがある。特許文献1には、エンコーダーを用いてローターの位置を検出してフィードバック制御を実行する技術が開示されている。
The stepping motor is a synchronous motor that rotates a rotor by magnetic flux generated by supplying each exciting current to a plurality of phase coils provided in a stator. Since the rotation angle of the rotor is determined according to the number of input pulses, the stepping motor is easy to perform positioning control and is often driven by open loop control.
However, during high-speed driving or overload driving, the target position of the rotor and the actual position may deviate and step out.
Therefore, in the stepping motor, feedback control based on the position of the rotor may be executed in order to prevent step-out. Patent Document 1 discloses a technique for detecting the position of a rotor using an encoder and executing feedback control.
ところで、従来の制御装置においては、エンコーダーの検出分解能を、ローター1回転当たりの電気角の周期数のN倍(Nは2以上の自然数)に設定し、エンコーダーによって検出されたローターの位置をNで割った余りに基づいて、ローターの電気角を検出していた。このため、剰余演算を実行する必要があり、さらにエンコーダーの検出分解能がローター1回転当たりの電気角の周期数の制約を受けてしまうといった問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたものであり、簡易な演算でローターの電気角を算出することができ、しかもエンコーダーの分解能の制約を緩和することを解決課題の一つとする。
By the way, in the conventional control device, the detection resolution of the encoder is set to N times the number of periods of the electrical angle per rotation of the rotor (N is a natural number of 2 or more), and the position of the rotor detected by the encoder is set to N The electrical angle of the rotor was detected based on the remainder divided by. For this reason, there is a problem that it is necessary to execute a remainder calculation, and further, the detection resolution of the encoder is restricted by the number of cycles of the electrical angle per rotation of the rotor.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object to solve the problem that the electrical angle of the rotor can be calculated with a simple calculation and the resolution limitation of the encoder is relaxed.
上述した課題を解決するため、本発明の一態様に係るステッピングモーターの制御装置は、複数の相の各々に対応するコイルに励磁電流を供給して発生させた磁束によってローターを回転させるステッピングモーターの制御装置であって、検出された前記ローターの位置情報を含む、位置信号を生成する位置生成部と、前記位置信号に係数を乗算して得られる電気角の情報を含む、電気角の検出信号を出力する電気角検出部と、前記励磁電流の振幅情報を含む、振幅信号と前記電気角の検出信号とに基づいて、前記コイルに向けて前記励磁電流を出力する駆動部とを備える。 In order to solve the above-described problems, a control device for a stepping motor according to an aspect of the present invention includes a stepping motor that rotates a rotor by magnetic flux generated by supplying an excitation current to a coil corresponding to each of a plurality of phases. An electrical angle detection signal including a position generation unit that generates a position signal including the detected position information of the rotor, and electrical angle information obtained by multiplying the position signal by a coefficient. And an actuator for outputting the excitation current toward the coil based on the amplitude signal including the amplitude information of the excitation current and the detection signal of the electrical angle.
この態様によれば、位置信号に係数を乗算して電気角の検出信号を生成するので、剰余演算で余りを算出する必要がなくなり、演算負荷を軽減することができる。また、位置生成部の分解能の制約がなくなるので、自由度を拡大することができる。 According to this aspect, since the electrical signal is generated by multiplying the position signal by the coefficient, it is not necessary to calculate the remainder by the remainder calculation, and the calculation load can be reduced. In addition, since the resolution of the position generation unit is not restricted, the degree of freedom can be expanded.
上述したステッピングモーターの制御装置の一態様において、前記駆動部は、前記位置信号に基づいて前記ローターの速度情報を含む、速度の検出信号を出力する速度検出部と、前記速度の検出信号に基づいて進角の情報を含む、進角信号を生成する進角生成部と、前記進角信号及び前記電気角の検出信号に基づいて、前記励磁電流の電気角の情報を含む、電気角の指令信号を生成する指令部とを備え、前記振幅信号及び前記電気角の指令信号に基づいて、前記励磁電流を出力する。 In one aspect of the stepping motor control device described above, the driving unit is based on the speed detection unit that outputs a speed detection signal including speed information of the rotor based on the position signal, and the speed detection signal. An advance angle generation unit for generating an advance angle signal including the advance angle information, and an electrical angle command including the electrical angle information of the excitation current based on the advance angle signal and the electrical angle detection signal. And a command unit that generates a signal, and outputs the excitation current based on the amplitude signal and the electrical angle command signal.
この態様によれば、進角信号と電気角の検出信号とに基づいて電気角の指令信号を生成するので、検出速度に応じてトルクを効率よく発生させることが可能となる。また、位置生成部の分解能に制約がなくなるので、高分解能の位置生成部を用いることによって、進角の精度を向上させることができ、ステッピングモーターの制御性能を向上させることができる。 According to this aspect, since the electrical angle command signal is generated based on the advance angle signal and the electrical angle detection signal, it is possible to efficiently generate torque according to the detection speed. Further, since there is no restriction on the resolution of the position generator, the advance angle accuracy can be improved and the control performance of the stepping motor can be improved by using the high-resolution position generator.
上述したステッピングモーターの制御装置の一態様において、前記ローターの位置の目標となる目標値を示す信号と前記位置信号との偏差を位置の誤差信号として算出し、前記位置の誤差信号に基づいて前記ローターの速度情報を含む、速度の指令信号を生成し、前記速度の指令信号と前記速度の検出信号との偏差を速度の誤差信号として算出し、前記速度の誤差信号に基づいて、前記振幅信号を生成する処理部を備える。この態様によれば、進角を生成するための速度検出部と検出速度をフィードバック制御するための速度検出部とを兼用できるので、構成を簡素化することができる。 In one aspect of the stepping motor control device described above, a deviation between a signal indicating a target value of a target position of the rotor and the position signal is calculated as a position error signal, and the position error signal is calculated based on the position error signal. A speed command signal including rotor speed information is generated, a deviation between the speed command signal and the speed detection signal is calculated as a speed error signal, and the amplitude signal is calculated based on the speed error signal. Is provided. According to this aspect, since the speed detection unit for generating the advance angle and the speed detection unit for feedback-controlling the detection speed can be used together, the configuration can be simplified.
上述したステッピングモーターの制御装置の一態様において、前記位置生成部は18ビット以上の分解能を有することが好ましい。この態様によれば、フィードバック制御の性能を向上させることができる。この結果、産業用ガルバノモーターの主流であるコアレスモーターと比較して、構造が単純で安価なステッピングモーターを各種の装置に用いることが可能となる。 In one aspect of the above-described stepping motor control device, the position generator preferably has a resolution of 18 bits or more. According to this aspect, the performance of feedback control can be improved. As a result, compared to the coreless motor, which is the mainstream of industrial galvano motors, it is possible to use a stepping motor that is simple in structure and inexpensive in various devices.
上述したステッピングモーターの制御装置の一態様において、前記係数をK、前記ローターの1回転あたりの電気角の周期数をα、前記電気角の制御分解能をβ、前記位置生成部の分解能をγとしたとき、前記係数Kは、以下の式、
K=(α×β/γ)×(β−1)
で与えられることが好ましい。
この場合、周期数α、電気角の制御分解能β、位置生成部の分解能γは固定であるので、係数Kも固定となり、演算が簡素化される。
In one aspect of the control device for the stepping motor described above, the coefficient is K, the electrical angle period per rotation of the rotor is α, the electrical angle control resolution is β, and the resolution of the position generation unit is γ. The coefficient K is given by the following equation:
K = (α × β / γ) × (β-1)
Is preferably given by:
In this case, since the cycle number α, the electrical angle control resolution β, and the position generation unit resolution γ are fixed, the coefficient K is also fixed, and the calculation is simplified.
次に、本発明の一態様に係る電子機器は、上述したステッピングモーターの制御装置と、ステッピングモーターとを備える。そのような電子機器としては、レーザースキャナー装置、NC加工機、3Dプリンターなどが該当する。 Next, an electronic device according to one embodiment of the present invention includes the above-described stepping motor control device and a stepping motor. Such electronic devices include laser scanner devices, NC processing machines, 3D printers, and the like.
次に、本発明の一態様に係る記録装置は、上述したステッピングモーターの制御装置と、ステッピングモーターと、を備える。そのような記録装置(画像印刷装置)としては、プリンター、ラベル印刷装置などが該当する。 Next, a recording apparatus according to an aspect of the present invention includes the above-described stepping motor control device and a stepping motor. Such a recording apparatus (image printing apparatus) corresponds to a printer, a label printing apparatus, or the like.
次に、本発明の一態様に係るロボットは、上述したステッピングモーターの制御装置と、ステッピングモーターとを備える。そのようなロボットとしては、垂直多関節ロボット、双腕ロボット、その他の多軸ロボットなどが該当する。 Next, a robot according to an aspect of the present invention includes the above-described stepping motor control device and a stepping motor. Examples of such robots include vertical articulated robots, double-arm robots, and other multi-axis robots.
上述したステッピングモーターの制御装置は、ステッピングモーターの制御方法として把握することができる。この制御方法は、複数の相の各々に対応するコイルに励磁電流を供給して発生させた磁束によってローターを回転させるステッピングモーターを制御するステッピングモーターの制御方法であって、前記ローターの位置を示す位置信号を取得し、前記位置信号に係数を乗算して得られる電気角の情報を含む、電気角の検出信号を生成し、電流の振幅を示す振幅信号と前記電気角の検出信号とに基づいて、前記励磁電流を出力するものである。 The above-described stepping motor control device can be grasped as a stepping motor control method. This control method is a stepping motor control method for controlling a stepping motor that rotates a rotor by a magnetic flux generated by supplying an exciting current to a coil corresponding to each of a plurality of phases, and indicates the position of the rotor. Obtaining a position signal, generating an electrical angle detection signal including electrical angle information obtained by multiplying the position signal by a coefficient, and based on the amplitude signal indicating the current amplitude and the electrical angle detection signal The excitation current is output.
上述したステッピングモーターの制御装置は、ステッピングモーターの制御プログラムとして把握することができる。この制御プログラムは、複数の相の各々に対応するコイルに励磁電流を供給して発生させた磁束によってローターを回転させるステッピングモーターを制御するものであって、前記ローターの位置を示す位置信号に係数を乗算して得られる電気角の情報を含む電気角の検出信号を生成し、電流の振幅を示す振幅信号と前記電気角の検出信号とに基づいて、前記励磁電流の電気角を示す、電気角の指令信号を生成する。 The above-described stepping motor control device can be grasped as a stepping motor control program. This control program controls a stepping motor that rotates a rotor by magnetic flux generated by supplying an excitation current to coils corresponding to each of a plurality of phases, and a coefficient is added to a position signal indicating the position of the rotor. An electrical angle detection signal including electrical angle information obtained by multiplying the electrical angle, and an electrical signal indicating the electrical angle of the excitation current based on the amplitude signal indicating the current amplitude and the electrical angle detection signal. A corner command signal is generated.
<実施形態>
以下、本発明の一実施形態に係るステッピングモーターの制御装置(以下、単に「制御装置」という。)及び制御方法について説明する。図1は、本実施形態に係る制御装置の一構成例を示す図である。
同図に示すように、本実施形態に係る制御装置1は、ステッピングモーターMの駆動を制御する装置である。なお、図1に示す制御装置1とステッピングモーターMとを一体としてステッピングモーターユニットが構成される。
<Embodiment>
Hereinafter, a stepping motor control device (hereinafter, simply referred to as “control device”) and a control method according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a control device according to the present embodiment.
As shown in the figure, the control device 1 according to this embodiment is a device that controls the driving of the stepping motor M. A stepping motor unit is configured by integrating the control device 1 and the stepping motor M shown in FIG.
ステッピングモーターMは、A相ステーターコイル(以下、単に「A相コイル」という。)と、B相ステーターコイル(以下、単に「B相コイル」という。)と、回転軸が取り付けられたローターと、を備える。
ステッピングモーターMは、いわゆるブラシレスモーターである。すなわち、A相コイル及びB相コイルに所定の励磁電流を供給して磁力を生じさせ、その磁力によって、ローターを回転させる。
具体的には、ステッピングモーターMでは、励磁電流を流すコイルを切り替えることで励磁する相を切り替え、ローターを回転させる。
The stepping motor M includes an A-phase stator coil (hereinafter simply referred to as “A-phase coil”), a B-phase stator coil (hereinafter simply referred to as “B-phase coil”), a rotor to which a rotating shaft is attached, Is provided.
The stepping motor M is a so-called brushless motor. That is, a predetermined excitation current is supplied to the A phase coil and the B phase coil to generate a magnetic force, and the rotor is rotated by the magnetic force.
Specifically, in the stepping motor M, the phase to be excited is switched by switching the coil through which the excitation current flows, and the rotor is rotated.
なお、本実施形態では、A相とB相とから成る2相型のステッピングモーターMを用いているが、ステッピングモーターMの構成については、これに限定されない。例えば、ステッピングモーターMの相数は、2相に限定されず、単相、3相、4相、5相等であってもよい。また、ローターの種類としても特に限定されず、PM(Permanent Magnet)型、VR(Variable Reluctance)型、HB(Hybrid)型等を用いることができる。 In this embodiment, a two-phase stepping motor M composed of an A phase and a B phase is used. However, the configuration of the stepping motor M is not limited to this. For example, the number of phases of the stepping motor M is not limited to two phases, and may be single phase, three phases, four phases, five phases, or the like. Also, the type of rotor is not particularly limited, and a PM (Permanent Magnet) type, a VR (Variable Reluctance) type, an HB (Hybrid) type, or the like can be used.
制御装置1は、処理部10と、駆動部20と、位置生成部30と、電気角検出部40とを備える。位置生成部30は、実際のローターの位置情報を含む検出位置信号(位置信号)Pnを出力する。より、具体的には、検出位置信号Pnは、ローターの角度を位置情報として示す。この例の位置生成部30は、エンコーダー31と位置検出部32とを備える。エンコーダー31は、例えば、1回転当たり18ビット以上の分解能を有することが好ましい。18ビットの分解能である場合、エンコーダー31は、1回転当たり218−1個のパルスを出力する。位置検出部32はエンコーダー31から出力されるパルスをカウントして検出位置信号Pnを生成する。検出位置信号Pnは、0、1、2、…218−1、0、1、…といったように、0〜218−1の値を巡回する。位置検出部32の分解能はエンコーダー31によって定まる。この例では、エンコーダー31と位置検出部32とが分離されているが、位置検出部を内部に取り込んだエンコーダーを用いてもよいことは勿論である。
The control device 1 includes a
次に、処理部10は、位置指令部11、減算器12及び14、位置制御部13、及び速度制御部15を備え、励磁電流の振幅の情報(振幅情報)を示す電流振幅指令信号(振幅信号)Idを生成する。
位置指令部11は、ローターの位置の目標値を示す信号を位置指令信号Pcとして出力する。位置指令信号Pcは、目標とするローターの角度を示す。減算器12には、位置指令部11から位置指令信号Pcが入力されると共に、検出位置信号Pnがフィードバックされる。減算器12は、位置指令信号Pcと検出位置信号Pnとの偏差(換言すればローターの回転角度の目標値から検出位置を減算した値)を算出し、算出結果を示す位置誤差信号Peを出力する。
位置制御部13は、位置誤差信号Peに比例ゲイン等を用いた所定の演算処理を施すことにより、当該位置誤差信号Peに応じたステッピングモーターMの角速度の目標値を演算し、その目標値を示す信号を速度指令信号(速度の指令信号)Vdとして出力する。
Next, the
The
The
減算器14には、位置制御部13から速度指令信号Vdが入力されると共に、現在のローターの角速度を示す検出速度信号Vnがフィードバックされる。減算器14は、速度指令信号Vdと検出速度信号Vnとの偏差(換言すればローターの角速度の目標値から検出速度Vnを減算した値)を算出し、速度誤差信号Ve(速度の誤差信号)として出力する。速度制御部15は、減算器14から入力された速度誤差信号Veと、予め定められた係数である角速度比例ゲイン、角速度積分ゲイン等を用い、積分を含む所定の演算処理を行うことによって、励磁電流の振幅を示す信号を生成し電流振幅指令信号Idとして出力する。
A speed command signal Vd is input from the
次に、駆動部20は、速度検出部21と、進角生成部22と、電気角指令部(指令部)23とを備える。速度検出部21は、ローターの現在の角度を示す検出位置信号Pnに基づいて、ローターの現在の角速度(速度情報)を示す検出速度信号(速度の検出信号)Vnを、減算器14及び進角生成部22に出力する。なお、進角を生成するための速度検出部と検出速度をフィードバック制御するための速度検出部とを兼用できるので、構成が簡素化される。
進角生成部22は、検出速度信号Vnに応じた進角を示す進角信号(進角の情報を含む進角信号)degreeを生成する。ローターの角速度が速くなると、コイルに電流が流れてからトルクが発生するまでの間にローターが先に進んでしまうので、トルクを発生できる時間が短くなってしまう。そこで、ローターの現在の角速度に応じて、コイルに電流を流すタイミングを早めることにより、大きなトルクを発生させることが可能になる。進角は、以上の観点より特定される。より具体的には、進角生成部22は、検出速度と進角とを対応づけたテーブルを備え、検出速度信号Vnを用いて当該テーブルを参照することにより、進角を生成してもよい。
Next, the
The advance
電気角指令部23は、現在の電気角の情報を含む検出電気角信号(電気角の検出信号)φと進角信号degreeとに基づいて、電気角指令信号θを生成する。検出電気角信号φは、電気角検出部40において、検出位置信号Pnに係数Kを乗算することによって生成される。ここで、ローターの1回転あたりの電気角の周期数をα、電気角の制御分解能をβ、エンコーダーの検出分解能をγとしたとき、係数Kは式1で与えられ、検出電気角信号(電気角)φは式2で与えられる。
K=(α×β/γ)×(β−1)…式1
φ=K×Pn…式2
The electrical angle command unit 23 generates the electrical angle command signal θ based on the detected electrical angle signal (electrical angle detection signal) φ including the current electrical angle information and the advance angle signal degree. The detected electrical angle signal φ is generated by multiplying the detected position signal Pn by a coefficient K in the
K = (α × β / γ) × (β−1) Equation 1
φ = K × Pn Equation 2
例えば、ローターの1回転あたりの電気角の周期数αが50周期であり、電気角の制御分解能βが28(8bit)、エンコーダーの検出分解能γが220(20bit)、検出位置信号Pnの示す検出位置が3000であったとする。この場合、検出電気角信号φは式3によって算出される。
φ=3000×(50×28/220)×(28−1)…式3
For example, the electrical angle period α per rotation of the rotor is 50, the electrical angle control resolution β is 2 8 (8 bits), the encoder detection resolution γ is 2 20 (20 bits), and the detection position signal Pn Assume that the detection position shown is 3000. In this case, the detected electrical angle signal φ is calculated by Equation 3.
φ = 3000 × (50 × 2 8/2 20) × (2 8 -1) ... Equation 3
従来の制御装置においては、エンコーダーの検出分解能γを周期数αの自然数倍Nに設定し、検出位置信号Pnの示す検出位置をNで割った余りRに基づいて、検出電気角信号φを算出していた。この方法では、剰余演算を実行する必要があり、さらにエンコーダーの検出分解能γが周期数αによって制約されるといった不都合があった。
これに対して、上述した本実施形態によれば、係数Kの要素である、周期数α、電気角の制御分解能β、及びエンコーダーの検出分解能γはいずれも既知である。このため、係数Kは予め算出して記憶しておくことができ、乗算のみで検出電気角信号φを算出することができる。しかも、エンコーダーの検出分解能γは周期数αと無関係に定めることができるといった利点がある。
In the conventional control device, the detection resolution γ of the encoder is set to a natural number N times the cycle number α, and the detected electrical angle signal φ is calculated based on the remainder R obtained by dividing the detection position indicated by the detection position signal Pn by N. It was calculated. This method has a disadvantage in that it is necessary to perform a remainder operation and that the detection resolution γ of the encoder is limited by the number of periods α.
On the other hand, according to the present embodiment described above, the number of periods α, the electrical angle control resolution β, and the encoder detection resolution γ, which are elements of the coefficient K, are all known. Therefore, the coefficient K can be calculated and stored in advance, and the detected electrical angle signal φ can be calculated only by multiplication. Moreover, there is an advantage that the detection resolution γ of the encoder can be determined regardless of the cycle number α.
次に、電気角指令部23は、電気角90度先を励磁する場合、ローターが正方向に回転する場合の回転方向CWを「1」とし、ローターが逆方向に回転する場合の回転方向CWを「−1」とすると、以下の式4及び式5に従って電気角指令信号θを算出する。
CW=1の場合 θ=φ+degree+90…式4
CW=−1の場合 θ=φ+degree−90…式5
このように、進角信号degreeと検出電気角信号φとに基づいて電気角指令信号θを生成するので、検出速度信号Vnに応じてトルクを効率よく発生させることが可能となる。また、位置生成部30の分解能に制約がなくなるので、高分解能の位置生成部30を用いることによって、進角信号degreeの精度を向上させることができ、ステッピングモーターMの制御性能を向上させることができる。
Next, when exciting the electrical angle 90 degrees ahead, the electrical angle command unit 23 sets the rotational direction CW when the rotor rotates in the forward direction to “1” and the rotational direction CW when the rotor rotates in the reverse direction. Is “−1”, the electrical angle command signal θ is calculated according to the following equations 4 and 5.
When CW = 1 θ = φ + degree + 90 ... Equation 4
In case of CW = −1 θ = φ + degree−90 Equation 5
Thus, since the electrical angle command signal θ is generated based on the advance angle signal degree and the detected electrical angle signal φ, it is possible to efficiently generate torque according to the detected speed signal Vn. Further, since the resolution of the
さらに、駆動部20は、A相電流指令部24、B相電流指令部25、A相駆動部26、及びB相駆動部27を備える。
A相電流指令部24は、電流振幅指令信号Id及び電気角指令信号θに基づいて、A相コイルに印加すべきA相励磁電流Iaの大きさを示すA相電流指令信号Idaを生成し、B相電流指令部25は、電流振幅指令信号Id及び電気角指令信号θに基づいて、B相コイルに印加すべきB相励磁電流Ibの大きさを示すB相電流指令信号Idbを生成する。
より具体的には、図2に示すように、A相電流指令信号Idaは式6、B相電流指令信号Idbは式7で与えられる。
Ida=Id×sinθ…式6
Idb=Id×cosθ…式7
Furthermore, the
The A-phase current command unit 24 generates an A-phase current command signal Ida indicating the magnitude of the A-phase excitation current Ia to be applied to the A-phase coil based on the current amplitude command signal Id and the electrical angle command signal θ. The B-phase current command unit 25 generates a B-phase current command signal Idb indicating the magnitude of the B-phase excitation current Ib to be applied to the B-phase coil based on the current amplitude command signal Id and the electrical angle command signal θ.
More specifically, as shown in FIG. 2, the A-phase current command signal Ida is given by Equation 6 and the B-phase current command signal Idb is given by
Ida = Id × sin θ: Formula 6
Idb = Id × cos θ (Formula 7)
図1に示すA相駆動部26は、A相電流指令信号Idaの示す大きさとなるようにA相励磁電流Iaを生成し、ステッピングモーターMのA相コイルに供給する。B相駆動部27は、B相電流指令信号Idbの示す大きさとなるようにB相励磁電流Ibを生成し、ステッピングモーターMのB相コイルに供給する。なお、A相駆動部26はA相励磁電流Iaの大きさを検出し、検出値がA相電流指令信号Idaに近づくようにフィードバック制御してもよい。この点は、B相駆動部27においても同様である。
The
以上説明したように、本実施形態に係る制御装置1によれば、高分解能のエンコーダー31を周期数αと無関係に自由に使用することができ、産業用ガルバノモーターの主流であるコアレスモーターと比較して、構造が単純で安価なステッピングモーターを各種の装置に用いることが可能となる。
As described above, according to the control device 1 according to the present embodiment, the high-
<電子機器>
<レーザースキャナー装置>
次に、上述した制御装置1及びステッピングモーターMを適用した電子機器の一例としてのレーザースキャナー装置について説明する。図3は、上述した一実施形態に係るステッピングモーターの制御装置1及びステッピングモーターMを適用したレーザースキャナー装置7の構成例を示す図である。このレーザースキャナー装置7は、ラベルなどの印刷物の切り抜きに用いることができる。なお、レーザースキャナー装置7の説明では、上述したステッピングモーターMを、ステッピングモーター3A,3B,3Cとして説明する。
電子機器としてのレーザースキャナー装置7は、レーザー発振器401と、第1レンズ403と、第2レンズ405と、第1ミラー407と、第2ミラー409と、ステッピングモーター3A及びステッピングモーター3Aの制御を行う制御装置1Aと、ステッピングモーター3B及びステッピングモーター3Bの制御を行う制御装置1Bと、ステッピングモーター3C及びステッピングモーター3Cの制御を行う制御装置1Cと、を備える。
被加工物415は、搬送体411の回転によって送り出されつつ、搬送体413によって巻き取られていく。
<Electronic equipment>
<Laser scanner device>
Next, a laser scanner device as an example of an electronic apparatus to which the control device 1 and the stepping motor M described above are applied will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the
The
The
レーザー発振器401がレーザー光を発振すると、当該レーザー光は第1レンズ403に入射して屈折し、第2レンズ405に入射する。第2レンズ405は、入射した光が被加工物415上で一点に収束するように射出する。第2レンズ405から射出した光は、第1ミラー407と第2ミラー409とによって反射され、被加工物415に入射する。
When the
第1レンズ403は、搬送体411,413による被加工物415の移動方向(X軸方向)に移動可能に、第1保持部材(不図示)によって保持されている。そして、制御装置1Aにより制御されたステッピングモーター3Aの駆動力は、第1駆動力伝達機構(不図示)によって保持部材(不図示)に伝達され、第1レンズ403が移動する。
The
第1ミラー407は、所定の方向に回転可能に、第2保持部材(不図示)によって保持されている。そして、制御装置1Bにより制御されたステッピングモーター3Bの駆動力は、第2駆動力伝達機構(不図示)によって第2保持部材(不図示)に伝達され、第1ミラー407が回転する。この回転により、当該第1ミラー407に入射する光の入射角及び出射角が変更される。
第2ミラー409は、所定の方向に回転可能に、第3保持部材(不図示)によって保持されている。そして、制御装置1Cにより制御されたステッピングモーター3Cの駆動力は、第3駆動力伝達機構(不図示)によって第3保持部材(不図示)に伝達され、第2ミラー409が回転する。この回転により、当該第2ミラー409に入射する光の入射角及び出射角が変更される。
The
The
そして、各制御装置1A,1B,1Cによって各ステッピングモーター3A,3B,3Cを制御することで、レーザー光を被加工物415上の所望の位置に照射することができる。これにより、図3に示すように、レーザー加工の予定位置を示す被加工線500上に、レーザー光を照射することができる。同図において符号501が付された線は、レーザー光が照射されて加工済みの位置を示している。
Then, by controlling the
上述したレーザースキャナー装置7によれば、レーザー光の照射位置を制御するためのステッピングモーター3A,3B,3C及びその制御装置1A,1B、1Cを、回転精度を維持しつつ安価に用いることができる。即ち、ステッピングモーター3A,3B,3C及びその制御装置1A,1B、1Cは、高分解能のエンコーダー31(図1参照)を周期数αと無関係に自由に使用することができ、産業用ガルバノモーターの主流であるコアレスモーターと比較して、構造が単純で安価とすることができる。したがって、レーザースキャナー装置7は、レーザー光の照射位置精度を維持しつつ安価に提供することが可能となる。
According to the
以上、制御装置1とステッピングモーターMとを備えた電子機器としてレーザースキャナー装置を例示したが、NC加工機や3Dプリンターなども電子機器の一種であり、上述と同様な効果を奏する。 As described above, the laser scanner device is exemplified as the electronic device including the control device 1 and the stepping motor M. However, an NC processing machine, a 3D printer, and the like are also a kind of electronic device, and have the same effects as described above.
<ロボット>
次に、上述した制御装置1及びステッピングモーターMを適用したロボットについて説明する。なお、ロボットの一例として、以下に、垂直多関節ロボット(6軸)を示すが、ロボットとしてはこれらに限定されず、双腕ロボット、その他の多軸ロボットであってもよい。なお、ロボット8の説明では、上述したステッピングモーターMを、ステッピングモーター3E,3F,3G,3H,3I,3Jとして説明する。
<Robot>
Next, a robot to which the control device 1 and the stepping motor M described above are applied will be described. As an example of the robot, a vertical articulated robot (six axes) is shown below, but the robot is not limited to these, and may be a double-arm robot or other multi-axis robot. In the description of the
図4に示すロボット8は、垂直多関節ロボットである。このようなロボット8は、基台81と、4本のアーム82、83、84、85と、リスト86とを備え、これらが順に連結されている。
基台81は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。このような基台81の上端部にはアーム82が水平方向に対して傾斜した姿勢で連結しており、アーム82は、基台81に対して鉛直方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、基台81内には、アーム82を回動させるステッピングモーター3E及びステッピングモーター3Eの制御を行う制御装置1Eが配置されている。
The
The
アーム82の先端部には、アーム83が連結しており、アーム83は、アーム82に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム83内には、アーム83をアーム82に対して回動させるステッピングモーター3F及びステッピングモーター3Fの制御を行う制御装置1Fが設置されている。
An
アーム83の先端部には、アーム84が連結しており、アーム84は、アーム83に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム84内には、アーム84をアーム83に対して回動させるステッピングモーター3G及びステッピングモーター3Gの制御を行う制御装置1Gが設置されている。
An
アーム84の先端部には、アーム85が連結しており、アーム85は、アーム84に対してアーム84の中心軸に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム85内には、アーム85をアーム84に対して回動させるステッピングモーター3H及びステッピングモーター3Hの制御を行う制御装置1Hが設置されている。
An
アーム85の先端部には、リスト86が連結している。リスト86は、アーム85に連結されたリング状の支持リング861と、支持リング861の先端部に支持された円筒状のリスト本体862とを有している。リスト本体862の先端面は、平坦な面となっており、例えば、腕時計等のような精密機器を把持するマニピュレーターが装着される装着面となる。
A
支持リング861は、アーム85に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、リスト本体862は、支持リング861に対してリスト本体862の中心軸に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム85内には、支持リング861をアーム85に対して回動させるステッピングモーター3I及びステッピングモーター3Iの制御を行う制御装置1Iと、リスト本体862を支持リング861に対して回動させるステッピングモーター3J及びステッピングモーター3Jの制御を行う制御装置1Jとが配置されている。ステッピングモーター3I、3Jの駆動力は、それぞれ、図示しない駆動力伝達機構によって支持リング861、リスト本体862に伝達される。
The
上述したロボット8によれば、4本のアーム82,83,84,85とリスト86との回動位置を制御するためのステッピングモーター3E,3F,3G,3H,3I,3J、及びその制御装置1E,1F,1G,1H,1I,1Jを、回転精度を維持しつつ安価に用いることができる。即ち、ステッピングモーター3E,3F,3G,3H,3I,3J及びその制御装置1E,1F,1G,1H,1I,1Jは、高分解能のエンコーダー31(図1参照)を周期数αと無関係に自由に使用することができ、産業用ガルバノモーターの主流であるコアレスモーターと比較して、構造が単純で安価とすることができる。したがって、ロボット8は、高い位置精度を維持しつつ安価に提供することが可能となる。
According to the
以上、制御装置1とステッピングモーターMとを備えたロボット8として、垂直多関節ロボットを例示したが、双腕ロボット、その他の多軸ロボットなどもロボットの一種であり、上述と同様な効果を奏する。
As described above, the vertical articulated robot is exemplified as the
<変形例>
以上、ステッピングモーターの制御装置、制御方法、及びロボットについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。本発明には、例えば、以下に述べる変形例が含まれ得る。
<Modification>
The stepping motor control device, the control method, and the robot have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is an arbitrary function having the same function. It can be replaced with the configuration of In addition, any other component may be added to the present invention. For example, the following modifications may be included in the present invention.
<変形例1>
上述した実施形態及び応用例において、処理部10、駆動部20のうちA相駆動部26及びB相駆動部27を除いた部分、位置検出部32並びに電気角検出部40の一部又は全部をCPUが制御プログラムを実行することによって実現してもよい。この場合、制御プログラムは、CPUを各構成要素として機能させる。より具体的には、制御プログラムは、複数の相の各々に対応するコイルに励磁電流を供給して発生させた磁束によってローターを回転させるステッピングモーターを制御するものであって、CPU(コンピューター)を、ローターの位置を示す検出位置信号Pnに係数Kを乗算して現在の電気角を示す検出電気角信号φを生成する位置生成部30として機能させ、電流の振幅を示す電流振幅指令信号Idと検出電気角信号φとに基づいて、複数の相の各々に対応するコイルに印加すべき励磁電流の電気角を示す電気角指令信号θを生成する電気角指令部23として機能させる。
<Modification 1>
In the embodiment and the application example described above, a part of the
<変形例2>
上述した実施形態及び応用例において、駆動部20は、電流振幅指令信号Idと検出電気角信号φと検出位置信号Pnとに基づいて、A相励磁電流Ia及びB相励磁電流Ibを生成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電流振幅指令信号Idと検出電気角信号φとに基づいて、各励磁電流を生成してもよい。この場合、進角生成部22は必須ではない。即ち、進角信号degreeを考慮せずに電気角指令信号θを生成してもよい。
<Modification 2>
In the embodiment and the application example described above, the
<記録装置>
以下、上述した制御装置1及びステッピングモーター3を適用したレーザースキャナー装置7を備えた記録装置の一例について説明する。なお、以下の説明では、上述のレーザースキャナー装置7と同様な構成については、同符号を付し、その説明を簡略化もしくは省略することがある。また、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせて示している。
<Recording device>
Hereinafter, an example of a recording apparatus including the
<記録装置の構成例1>
先ず、上述した制御装置1及びステッピングモーター3を適用したレーザースキャナー装置7を備えた記録装置の構成例1として、ドラム状のプラテンを備えたラベル印刷装置である画像記録装置100について説明する。図5は、上述した一実施形態に係るステッピングモーターの制御装置1及びステッピングモーター3を適用したレーザースキャナー装置7を備えた画像記録装置100を概略的に示す正面図である。
<Configuration Example 1 of Recording Apparatus>
First, an
図5に示すように、画像記録装置100では、その両端が繰出軸120および巻取軸140に記録媒体としてのロール状に巻き付けられた1枚のシートS(ウェブ)が、繰出軸120と巻取軸140の間に張架されており、シートSはこうして張架された搬送経路Scに沿って、繰出軸120から巻取軸140へと搬送される。そして、画像記録装置100は、この搬送経路Scに沿って搬送されるシートSに対して機能液を吐出してシートS上に画像を記録(形成)するように構成されている。なお、シートSは、特に限定されない。紙系やフィルム系等、もしくは粘着剤を介してこれらが多層に貼り合わされた多層構造(例えば、シール片の基材)を適用することができる。例えば、紙系には上質紙、キャスト紙、アート紙、コート紙等があり、フィルム系には合成紙、PET(Polyethylene terephthalate)、PP(Polypropylene)等がある。
As shown in FIG. 5, in the
画像記録装置100は、概略的な構成として、繰出軸120からシートSを繰り出す繰出部102と、繰出部102から繰り出されたシートSに画像を記録するプロセス部103と、プロセス部103で画像の記録されたシートSを切り抜くレーザースキャナー装置7と、シートSを巻取軸140に巻き取る巻取部104とを含み構成されている。なお、以下の説明では、シートSの両面のうち、画像が記録される面を表面と称する一方、その逆側の面を裏面と称する場合がある。
The
繰出部102は、シートSの端を巻き付けた繰出軸120と、繰出軸120から引き出されたシートSを巻き掛ける従動ローラー121とを有する。繰出軸120は、シートSの表面を外側に向けた状態で、シートSの端を巻き付けて支持する。そして、繰出軸120が図5の時計回りに回転することで、繰出軸120に巻き付けられたシートSが従動ローラー121を経由してプロセス部103へと繰り出される。ちなみに、シートSは、繰出軸120に着脱自在な芯管(図示省略)を介して繰出軸120に巻き付けられている。したがって、繰出軸120のシートSが使い切られた際には、ロール状のシートSが巻き付けられた新たな芯管を繰出軸120に装着して、繰出軸120のシートSを取り換えることが可能となっている。
The
プロセス部103は、繰出部102から繰り出されたシートSを支持部としてのプラテンドラム130で支持しつつ、プラテンドラム130の外周面に沿って配置されたヘッドユニット115に配置された記録ヘッド151等により適宜処理を行わせ、シートSに画像を記録するものである。
The
プラテンドラム130は、図示しない支持機構によりドラム軸130sを中心にして回転自在に支持された円筒形状のドラムであり、繰出部102から巻取部104へと搬送されるシートSを裏面側から巻き掛けられる。このプラテンドラム130は、シートSとの間の摩擦力を受けてシートSの搬送方向Dsに従動回転しつつ、シートSを裏面側から支持するものである。ちなみに、プロセス部103では、プラテンドラム130への巻き掛け部の両側でシートSを折り返す従動ローラー133,134が設けられている。これらのうち従動ローラー133は、従動ローラー121とプラテンドラム130との間でシートSの表面を巻き掛けて、シートSを折り返す。一方、従動ローラー134は、プラテンドラム130と従動ローラー141との間でシートSの表面を巻き掛けて、シートSを折り返す。このように、プラテンドラム130に対して搬送方向Dsの上・下流側それぞれでシートSを折り返すことで、プラテンドラム130へのシートSの巻掛部分Raの長さを長く確保することができる。なお、従動ローラー121と従動ローラー133との間には、他の従動ローラー131やシートSの幅方向への端を検出するエッジセンサーSeが配置されてもよい。また、従動ローラー134と従動ローラー141との間には、他の従動ローラー132が配置されてもよい。
The
プロセス部103は、ヘッドユニット115を備え、ヘッドユニット115には記録ヘッド151が配置されている。本実施形態では、互いに異なる色に対応した複数の記録ヘッド151が設けられ、例えば、イエロー、シアン、マゼンタおよびブラックに対応する4個の記録ヘッド151が設けられている。各記録ヘッド151は、プラテンドラム130に巻き掛けられたシートSの表面に対して若干のクリアランス(プラテンギャップ)を空けて対向しており、対応する色の機能液をノズルからインクジェット方式で吐出する。そして、搬送方向Dsへ搬送されるシートSに対して各記録ヘッド151が機能液を吐出することにより、シートSの表面にカラー画像が形成される。
The
なお、本実施形態では、機能液として、紫外線(光)を照射することで硬化するUV(ultraviolet)インク(光硬化性インク)を用いる。そこで、プロセス部103のヘッドユニット115には、UVインクを仮硬化させてシートSに定着させるために、第1UV光源161(光照射部)が設けられている。複数の記録ヘッド151の各間には、仮硬化用の第1UV光源161が配置されている。つまり、第1UV光源161は弱い紫外線を照射することで、UVインクの形状が崩れない程度にUVインクを硬化(仮硬化)させるものである。一方、複数の記録ヘッド151(ヘッドユニット115)に対して搬送方向Dsの下流側には、本硬化用の硬化部としての第2UV光源162が設けられている。つまり、第2UV光源162は、第1UV光源161より強い紫外線を照射することで、UVインクを完全に硬化(本硬化)させるものである。こうして仮硬化・本硬化を実行することで、複数の記録ヘッド151が形成したカラー画像をシートS表面に定着させることができる。
In the present embodiment, UV (ultraviolet) ink (photocurable ink) that is cured by irradiating with ultraviolet rays (light) is used as the functional liquid. Therefore, the
レーザースキャナー装置7は、画像の記録されたシートSを部分的に切り抜く、もしくは分断するように設けられている。なお、レーザースキャナー装置7の構成は、上述した(図3参照)構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
レーザースキャナー装置7のレーザー発振器401によって発振されたレーザー光は、ステッピングモーター3Aによって位置を制御された第1レンズ403、およびステッピングモーター3B,3Cによって回転位置(角度)を制御された第1ミラー407や第2ミラー409などを経由し、被加工物であるシートSに照射される。このように、シートSに照射されるレーザー光LAは、各ステッピングモーター3A,3B,3Cによって照射位置が制御され、シートS上の所望の位置に照射することができる。シートSは、レーザー光LAの照射された部分が溶断され、部分的に切り抜かれる、もしくは分断される。
The
The laser light oscillated by the
なお、レーザー光LAによって切り抜かれたり分断されたりした部分は、溶断後に図示されない排出部によって保管部に排出保管してもよいし、シートSの粘着剤によって基材に保持されたまま巻取軸140に搬送されてもよい。
In addition, the part cut out or divided by the laser beam LA may be discharged and stored in the storage unit by a discharge unit (not shown) after the melting, or the winding shaft is held on the base material by the adhesive of the
また、本構成では、レーザースキャナー装置7を用いた溶断によって、画像が記録された後にシートSを切り抜いたり分断したりする例で説明したがこれに限らず、画像が記録される前に、所望の位置を切り抜いたり分断したりする構成であってもよい。
Further, in this configuration, the example in which the sheet S is cut out or divided after the image is recorded by fusing using the
上述した画像記録装置100によれば、レーザー光LAの照射位置を制御するためのステッピングモーター3A,3B,3C及びその制御装置1A,1B、1Cを、回転精度を維持しつつ安価に用いることができる。即ち、ステッピングモーター3A,3B,3C及びその制御装置1A,1B、1Cは、高分解能のエンコーダー31(図1参照)を周期数αと無関係に自由に使用することができ、産業用ガルバノモーターの主流であるコアレスモーターと比較して、構造が単純で安価とすることができる。したがって、画像記録装置100は、高い位置精度で切り抜きや分断を行ないながら安価に提供することが可能となる。
According to the
<記録装置の構成例2>
次に、上述した制御装置1及びステッピングモーター3を適用したレーザースキャナー装置7を備えた記録装置の構成例2として、平板状のプラテンを備えたプリンター(記録装置)211について説明する。図6は、上述した一実施形態に係るステッピングモーターの制御装置1及びステッピングモーター3を適用したレーザースキャナー装置7を備えたプリンター211を概略的に示す正面図である。
<Configuration Example 2 of Recording Apparatus>
Next, a printer (recording apparatus) 211 having a flat platen will be described as a configuration example 2 of a recording apparatus having the
図6に示すように、プリンター(記録装置)211は、印刷方式として、複数の記録ヘッド(液体噴射ヘッド)からシートS上に液体を噴射するインクジェット方式を採用したものであり、記録媒体としてのロール状に巻き付けられた1枚のシートS(ウェブ)を順次繰り出しつつ印刷処理を行い、印刷後のシートSを再びロール状に巻回する。シートSは、前述の構成例1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
なお、本実施形態では、水平面内におけるシートSの幅方向をX方向、X方向と直交するシートSの搬送方向をY方向、鉛直方向をZ方向とするXYZ直交座標系を設定している。
As shown in FIG. 6, the printer (recording apparatus) 211 employs an inkjet system that ejects liquid onto a sheet S from a plurality of recording heads (liquid ejection heads) as a printing system. The printing process is performed while sequentially feeding one sheet S (web) wound in a roll shape, and the printed sheet S is again wound in a roll shape. Since the sheet S is the same as that of the above-described configuration example 1, description thereof is omitted here.
In the present embodiment, an XYZ orthogonal coordinate system is set in which the width direction of the sheet S in the horizontal plane is the X direction, the conveyance direction of the sheet S orthogonal to the X direction is the Y direction, and the vertical direction is the Z direction.
プリンター211は、印刷処理を実行する本体部214と、本体部214に対してシートSを供給する繰り出し部213と、本体部214から排出されるシートSを巻き取る巻き取り部215とを備えている。
The printer 211 includes a
本体部214は本体ケース216を備えており、繰り出し部213は本体ケース216の搬送方向上流側(−Y側)に設置され、巻き取り部215は本体ケース216の搬送方向下流側(+Y側)に設置されている。本体ケース216の搬送方向上流側(−Y側)の側壁216Aに設けられた媒体供給部216aに繰り出し部213が接続される一方、搬送方向下流側(+Y側)の側壁216Bに設けられた媒体排出部216bに巻き取り部215が接続されている。
The
繰り出し部213は、本体ケース216の側壁216Aの下部に取り付けられた支持板217と、支持板217に設けられた巻き軸218と、本体ケース216の媒体供給部216aに接続された繰り出し台219と、繰り出し台219の先端に設けられた中継ローラー220とを備えている。巻き軸218にロール状に巻回されたシートSが回転可能に支持されている。ロールから繰り出されたシートSは中継ローラー220に巻き掛けられて繰り出し台219の上面に転換され、繰り出し台219の上面に沿って媒体供給部216aへ搬送される。
The
巻き取り部215は、巻き取りフレーム241と、巻き取りフレーム241に設けられた中継ローラー242及び巻き取り駆動軸243とを備えている。媒体排出部216bから排出されるシートSは中継ローラー242に巻き掛けられて巻き取り駆動軸243に案内され、巻き取り駆動軸243の回転駆動によりロール状に巻き取られる。
The winding
本体部214の本体ケース216内には、板状の基台221が水平に設置され、基台221により本体ケース内が2つの空間に区画されている。基台221より上側の空間がシートSに印刷処理を施す印刷室222である。印刷室222には、基台221上に固定されたプラテン(媒体支持部)228と、プラテン228の上方に設けられた記録ヘッド(記録処理部)236と、記録ヘッド236を支持するキャリッジ235aと、キャリッジ235aを支持する2本のガイド軸235と、バルブユニット237と、シートSを切り抜くレーザースキャナー装置7とが設けられている。2本のガイド軸235は搬送方向(Y方向)に沿って互いに平行に配置され、キャリッジ235aが搬送方向に往復移動可能に構成されている。
A plate-
プラテン228は、上面が開口した箱状の支持台228aと、支持台228aの開口に取り付けられた載置板228bと、を有する。支持台228aは基台221上に固定されており、支持台228aと載置板228bとにより囲まれた内部が負圧室とされている。載置板228bの支持面(図示+X軸方向の上面である媒体支持面)にシートSが載置される。
The
載置板228bには、載置板228bを厚さ方向に貫通する多数の吸引孔(不図示)が形成されており、支持台228aの一側壁(本実施形態では−Y側の側壁)に、当該側壁を貫通する排気口(不図示)が形成されている。排気口には、不図示の吸引ファンが接続されている。この吸引ファンの吸引により、多数の吸引孔を介してシートSに吸引力を作用させ、シートSを載置板228bの支持面に吸着させて平坦化することができる。
The mounting
プラテン228の搬送方向上流側(−Y側)には、複数の搬送ローラーを含む供給搬送系が設けられている。供給搬送系は、プラテン228近傍の印刷室222内に設けられた第1搬送ローラー対225と、本体ケース216の下段側の空間に設けられた中継ローラー224と、媒体供給部216a近傍に設けられた中継ローラー223とを含む。
第1搬送ローラー対225は、第1駆動ローラー225aと、第1従動ローラー225bとからなる。
A supply conveyance system including a plurality of conveyance rollers is provided on the upstream side (−Y side) of the
The first
供給搬送系において、繰り出し部213から媒体供給部216aを介して本体ケース216内に搬入されたシートSは、中継ローラー223,224を経由して第1駆動ローラー225aに下方から巻き掛けられ、第1搬送ローラー対225にニップされる。そして、第1搬送モーター(不図示)により駆動される第1駆動ローラー225aの回転に伴って、第1搬送ローラー対225からプラテン228の支持面上に水平に繰り出される。
In the supply conveyance system, the sheet S carried into the
一方、プラテン228の搬送方向下流側(+Y側)には、複数の搬送ローラーを含む排出搬送系が設けられている。排出搬送系は、プラテン228に対して第1搬送ローラー対225と反対側に設けられた第2搬送ローラー対233と、本体ケース216の下段側の空間に設けられた反転ローラー238及び中継ローラー239と、媒体排出部216b近傍に設けられた送り出しローラー240とを含む。
第2搬送ローラー対233は、第2駆動ローラー233aと、第2従動ローラー233bとからなる。なお、第2従動ローラー233bは、シートSの印刷面側(上面側)に配置されるため、印刷された画像の損傷を回避するために、シートSの幅方向(X方向)の端縁部にのみ当接する構成としてもよい。
On the other hand, a discharge conveyance system including a plurality of conveyance rollers is provided on the downstream side (+ Y side) of the
The second
排出搬送系において、シートSをニップした第2搬送ローラー対233は、第2搬送モーター(不図示)により駆動される第2駆動ローラー233aの回転に伴ってプラテン228上からシートSを搬出する。第2搬送ローラー対233から繰り出されたシートSは、反転ローラー238及び中継ローラー239を経由して送り出しローラー240へ搬送され、送り出しローラー240により媒体排出部216bを介して巻き取り部215へ繰り出される。
In the discharge conveyance system, the second
本実施形態の場合、複数の記録ヘッド236は、ヘッド取付板(不図示)を介してキャリッジ235aに取り付けられている。ヘッド取付板はキャリッジ235a上で媒体幅方向(X方向)に移動可能に構成されている。ヘッド取付板は、位置制御可能であり、ヘッド取付板を媒体幅方向(X方向)に移動させることで、複数の記録ヘッド236を一体的に改行動作させることができる。記録ヘッド236は、ヘッド取付板上において、隣り合う記録ヘッド236が媒体搬送方向(Y方向)で互い違いに2段になるように、媒体幅方向に一定間隔に並べて配置されている。
In the case of this embodiment, the plurality of recording heads 236 are attached to the
複数の記録ヘッド236は、それぞれ図示しないインク供給チューブを介してバルブユニット237と接続されている。バルブユニット237は印刷室222内における本体ケース216の内壁に設けられており、図示しないインクタンク(インク貯留部)と接続されている。バルブユニット237は、インクタンクから供給されるインクを一時貯留しつつ記録ヘッド236に供給する。
The plurality of recording heads 236 are connected to the
記録ヘッド236の下面(ノズル形成面)には、多数のインク吐出ノズルが媒体幅方向(X方向)に列設されている。記録ヘッド236はバルブユニット237から供給されるインクをインク吐出ノズルからプラテン228上のシートSに向けて噴射し、印刷を行う。なお、記録ヘッド236は、複数のインク吐出ノズル列を有していてもよい。この場合には、4色や6色のカラー印刷を行う際に、それぞれのインク吐出ノズル列に色種毎にインクを割り当てれば、1つの記録ヘッド236で複数色のインクの噴射が可能となる。
On the lower surface (nozzle formation surface) of the
本体部214の本体ケース216内には、レーザースキャナー装置7が備えられている。レーザースキャナー装置7は、前述したインクの噴射位置よりも下流側(Y側)に設けられている。レーザースキャナー装置7は、画像の記録されたシートSを部分的に切り抜く、もしくは分断するように設けられている。なお、レーザースキャナー装置7の構成は、上述した(図3参照)構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
A
レーザースキャナー装置7のレーザー発振器401によって発振されたレーザー光は、ステッピングモーター3Aによって位置を制御された第1レンズ403、およびステッピングモーター3B,3Cによって回転位置(角度)を制御された第1ミラー407や第2ミラー409などを経由し、被加工物であるシートSに照射される。このように、シートSに照射されるレーザー光LAは、各ステッピングモーター3A,3B,3Cによって照射位置が制御され、シートS上の所望の位置に照射することができる。シートSは、レーザー光LAの照射された部分が溶断され、部分的に切り抜かれる、もしくは分断される。
The laser light oscillated by the
なお、レーザー光LAによって切り抜かれたり分断されたりした部分は、溶断後に図示されない排出部によって保管部に排出保管してもよいし、シートSの粘着剤によって基材に保持されたまま、巻き取り部215に搬送されてもよい。
In addition, the part cut out or divided by the laser beam LA may be discharged and stored in a storage unit by a discharge unit (not shown) after melting, or wound while being held on the base material by the adhesive of the sheet S. It may be conveyed to the
また、本構成では、レーザースキャナー装置7を用いた溶断によって、インクの噴射による画像が記録された後にシートSを切り抜いたり分断したりする例で説明したがこれに限らず、画像が記録される前に、所望の位置を切り抜いたり分断したりする構成であってもよい。
Further, in the present configuration, the example in which the sheet S is cut out or divided after the image by ink ejection is recorded by fusing using the
上述したプリンター(記録装置)211によれば、レーザー光LAの照射位置を制御するためのステッピングモーター3A,3B,3C及びその制御装置1A,1B、1C(図3参照)を、回転精度を維持しつつ安価に用いることができる。即ち、ステッピングモーター3A,3B,3C及びその制御装置1A,1B、1Cは、高分解能のエンコーダー31(図1参照)を周期数αと無関係に自由に使用することができ、産業用ガルバノモーターの主流であるコアレスモーターと比較して、構造が単純で安価とすることができる。したがって、プリンター(記録装置)211は、高い位置精度で切り抜きや分断を行ないながら安価に提供することが可能となる。
According to the above-described printer (recording device) 211, the stepping
以上、ステッピングモーターの制御装置、制御方法、電子機器、ロボット、記録装置、及び制御プログラムについて、図示の実施形態、構成例、および変形例に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。 As described above, the stepping motor control device, the control method, the electronic device, the robot, the recording device, and the control program have been described based on the illustrated embodiments, configuration examples, and modifications. However, the present invention is not limited thereto. Instead, the configuration of each part can be replaced with any configuration having the same function. In addition, any other component may be added to the present invention.
1…制御装置、M…ステッピングモーター、10…処理部、20…駆動部、21…速度検出部、22…進角生成部、23…電気角指令部、30…位置生成部、31…エンコーダー、32…位置検出部、Pc…位置指令信号、Pn…検出位置信号、Pe…位置誤差信号、Vd…速度指令信号、Vn…検出速度信号、Ve…速度誤差信号、Id…電流振幅指令信号、degree…進角信号、φ…検出電気角信号、θ…電気角指令信号、Ida…A相電流指令信号、Idb…B相電流指令信号、Ia…A相電流、Ib…B相電流。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control apparatus, M ... Stepping motor, 10 ... Processing part, 20 ... Drive part, 21 ... Speed detection part, 22 ... Advance angle generation part, 23 ... Electrical angle command part, 30 ... Position generation part, 31 ... Encoder, 32: Position detecting unit, Pc: Position command signal, Pn: Detected position signal, Pe ... Position error signal, Vd ... Speed command signal, Vn ... Detection speed signal, Ve ... Speed error signal, Id ... Current amplitude command signal, degree ... Advance angle signal, φ ... Detection electrical angle signal, θ ... Electrical angle command signal, Ida ... A phase current command signal, Idb ... B phase current command signal, Ia ... A phase current, Ib ... B phase current.
Claims (10)
検出された前記ローターの位置情報を含む、位置信号を生成する位置生成部と、
前記位置信号に係数を乗算して得られる電気角の情報を含む、電気角の検出信号を出力する電気角検出部と、
前記励磁電流の振幅情報を含む振幅信号と前記電気角の検出信号とに基づいて、前記コイルに向けて前記励磁電流を出力する駆動部と、
を備えている、ステッピングモーターの制御装置。 A stepping motor control device that rotates a rotor by magnetic flux generated by supplying an excitation current to a coil corresponding to each of a plurality of phases,
A position generation unit that generates a position signal including the detected position information of the rotor;
An electrical angle detector that outputs electrical angle detection signals, including electrical angle information obtained by multiplying the position signal by a coefficient;
Based on an amplitude signal including amplitude information of the excitation current and the detection signal of the electrical angle, a drive unit that outputs the excitation current toward the coil;
Stepping motor control device.
前記位置信号に基づいて前記ローターの速度情報を含む、速度の検出信号を出力する速度検出部と、
前記速度の検出信号に基づいて進角の情報を含む、進角信号を生成する進角生成部と、
前記進角信号及び前記電気角の検出信号に基づいて、前記励磁電流の電気角の情報を含む、電気角の指令信号を生成する指令部とを備え、
前記振幅信号及び前記電気角の指令信号に基づいて、前記励磁電流を出力する、請求項1に記載のステッピングモーターの制御装置。 The drive unit is
A speed detector that outputs a speed detection signal including speed information of the rotor based on the position signal;
An advance angle generation unit that generates an advance angle signal, including advance angle information based on the speed detection signal;
A command unit that generates an electrical angle command signal including electrical angle information of the excitation current based on the advance angle signal and the electrical angle detection signal;
The stepping motor control device according to claim 1, wherein the excitation current is output based on the amplitude signal and the electrical angle command signal.
前記係数Kは、以下の式、
K=(α×β/γ)×(β−1)
で与えられることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のステッピングモーターの制御装置。 When the coefficient is K, the number of electrical angle periods per rotation of the rotor is α, the electrical angle control resolution is β, and the resolution of the position generation unit is γ,
The coefficient K is the following equation:
K = (α × β / γ) × (β-1)
The stepping motor control device according to claim 1, wherein the stepping motor control device is given by:
ステッピングモーターと、
を備える電子機器。 A stepping motor control device according to any one of claims 1 to 5,
Stepper motor,
Electronic equipment comprising.
ステッピングモーターと、
を備える記録装置。 A stepping motor control device according to any one of claims 1 to 5,
Stepper motor,
A recording apparatus comprising:
ステッピングモーターと、
を備えるロボット。 A stepping motor control device according to any one of claims 1 to 5,
Stepper motor,
Robot equipped with.
前記ローターの位置を示す位置信号を取得し、
前記位置信号に係数を乗算して得られる電気角の情報を含む、電気角の検出信号を生成し、
電流の振幅を示す振幅信号と前記電気角の検出信号とに基づいて、前記励磁電流を出力する、ステッピングモーターの制御方法。 A stepping motor control method for controlling a stepping motor that rotates a rotor by magnetic flux generated by supplying an exciting current to a coil corresponding to each of a plurality of phases,
Obtaining a position signal indicating the position of the rotor;
Generating an electrical angle detection signal including electrical angle information obtained by multiplying the position signal by a coefficient;
A stepping motor control method for outputting the excitation current based on an amplitude signal indicating an amplitude of a current and a detection signal of the electrical angle.
電流の振幅を示す振幅信号と前記電気角の検出信号とに基づいて、前記励磁電流の電気角を示す、電気角の指令信号を生成する、ステッピングモーターの制御プログラム。
Generating an electrical angle detection signal including electrical angle information obtained by multiplying a position signal indicating the position of the rotor by a coefficient;
A stepping motor control program for generating an electrical angle command signal indicating an electrical angle of the excitation current based on an amplitude signal indicating an amplitude of the current and an electrical angle detection signal.
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