JP2918183B2 - Stepping motor control device - Google Patents

Stepping motor control device

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JP2918183B2
JP2918183B2 JP7306391A JP7306391A JP2918183B2 JP 2918183 B2 JP2918183 B2 JP 2918183B2 JP 7306391 A JP7306391 A JP 7306391A JP 7306391 A JP7306391 A JP 7306391A JP 2918183 B2 JP2918183 B2 JP 2918183B2
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stepping motor
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current
excitation
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文孝 村山
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Chinon KK
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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】〔発明の目的〕[Object of the invention]

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばシリアルプリ
ンタのキャリッジ駆動等に用いられるステッピングモー
タの動作角補正手段を有するステッピングモータ制御装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepping motor control device having a stepping motor operating angle correcting means used for, for example, driving a carriage of a serial printer.

【0003】[0003]

【従来の技術】一般に、シリアルプリンタのキャリッジ
の駆動には、ステッピングモータが広く用いられてい
る。このステッピングモータの駆動制御には、例えば特
開平1−152996号公報に記載されているマイクロ
ステップ方式がある。このマイクロステップ方式は、ス
テッピングモータの各相に所定の位相差で供給される励
磁電流を、所定のステップ数で階段状に変化させ、サイ
ンカーブに近似させて駆動するもので、従来の矩形波状
の励磁電流により駆動する場合に比べ、モータの基本ス
テップ角の分解能が向上するためトルクのリップルが押
さえられ、振動や騒音を低減できる等の利点がある。
2. Description of the Related Art Generally, a stepping motor is widely used for driving a carriage of a serial printer. The drive control of this stepping motor includes, for example, a micro step method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-152996. This micro-step method drives the excitation current supplied to each phase of the stepping motor with a predetermined phase difference in a stepwise manner with a predetermined number of steps and approximates a sine curve. As compared with the case where the motor is driven by the exciting current, there is an advantage that the resolution of the basic step angle of the motor is improved, torque ripple is suppressed, and vibration and noise can be reduced.

【0004】図8は、1相を2分割した場合のマイクロ
ステップ動作を示しており、4相構成のステッピングモ
ータを電気角で360度、4ステップ分動作させてい
る。ここで図示しないステッピングモータの4相、すな
わち、A相、B相、C相、D相は、互いに電気角で90
度ずつ離れて設置されており、これらA相、B相、C
相、D相を、図示のような位相および波形の電流で励磁
することにより、実線の矢印のようなトルクが生じる。
FIG. 8 shows a micro-step operation when one phase is divided into two, and a four-phase stepping motor is operated by 360 degrees in electrical angle for four steps. Here, the four phases of the stepping motor (not shown), that is, the A phase, the B phase, the C phase, and the D phase are 90 electrical degrees relative to each other.
A phase, B phase, C
When the phase and the D phase are excited by the current having the phase and the waveform as shown in the drawing, a torque as shown by a solid arrow is generated.

【0005】例えば、A相励磁電流が最大ステップ値の
とき電気角0度の方向にトルクが生じ、A相励磁電流お
よびB相励磁電流が共に中間ステップ値のときは0度お
よび90度の双方にトルクが生じるので、破線の矢印で
示すこれらの合成ベクトルにより45度の方向にトルク
が生じる。以下、励磁電流を順次切換える毎に電気角で
45度ずつの駆動トルクが生じる。
For example, when the A-phase excitation current has the maximum step value, a torque is generated in the direction of 0 electrical angle, and when the A-phase excitation current and the B-phase excitation current are both intermediate step values, both 0 degree and 90 degrees are generated. , A torque is generated in the direction of 45 degrees by these combined vectors indicated by broken arrows. Hereinafter, each time the exciting current is sequentially switched, a drive torque of 45 degrees in electrical angle is generated.

【0006】上記マイクロステップ駆動はオープンルー
プで制御されるため、A相、B相、C相、D相の各相が
電気角で正確に90度ずつ離れて設置されていなければ
ならず、これはモータ単体の組み込み精度によるところ
が大きい。
Since the microstep drive is controlled by an open loop, the phases A, B, C, and D must be separated by exactly 90 degrees in electrical angle. Largely depends on the accuracy of the motor itself.

【0007】このため、マイクロステップ駆動に使用で
きるモータは、一般には角度精度の良い高額なモータで
あり、安価ではあるが角度精度にバラツキの多いPM
(パーマネントマグネット)型のモータを使用すると、
振動や騒音が発生して、期待するマイクロステップ駆動
効果は得られない。すなわち、マイクロステップ駆動の
本来の効果を出すためには角度精度の良い高額なモータ
を使用しなければならず、コストの上昇を招く。
For this reason, a motor that can be used for microstep driving is generally an expensive motor with good angular accuracy, and is inexpensive but has a large variation in angular accuracy.
When a (permanent magnet) type motor is used,
Vibration and noise occur, and the expected microstep drive effect cannot be obtained. That is, in order to achieve the original effect of the micro-step driving, an expensive motor with good angular accuracy must be used, which leads to an increase in cost.

【0008】また、このような角度精度の良いモータ
は、前記PM型に比べて体積が大きいため、小型の機器
には適用することができない。このため、小型の機器に
はPM型を使用せざるを得ないが、多くのPM型モータ
から角度精度の良いモータのみを選別しなければなら
ず、歩留まりが悪化し、結局コストアップにつながる。
Further, such a motor having a good angle accuracy has a larger volume than that of the PM type, and cannot be applied to a small device. For this reason, the PM type has to be used for small-sized devices, but only the motor having good angular accuracy must be selected from many PM type motors, which lowers the yield and eventually increases the cost.

【0009】上記説明は4相のPM型モータを対象とし
て行っているが、この他にVR型やハイブリッド型の2
相,3相,…のモータについても、角度精度が悪い場合
は、同様に本来期待するマイクロステップ駆動の効果は
得られない。
Although the above description is directed to a four-phase PM type motor, it is also applicable to a VR type or hybrid type motor.
If the angle accuracy is poor for the three-phase, three-phase,... Motors as well, the originally expected effect of microstep driving cannot be obtained.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このように、マイクロ
ステップ駆動本来の効果を得るためには、各相の角度精
度が良くなくてはならず、使用できるモータが限定され
てしまうという問題があった。
As described above, in order to obtain the original effects of the micro-step driving, there is a problem that the angular accuracy of each phase must be good and the usable motors are limited. Was.

【0011】本発明の目的は、各相の角度精度が多少低
くても所期のマイクロステップ駆動効果が得られるよう
に制御するステッピングモータ制御装置を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a stepping motor control device which performs control so that a desired microstep driving effect can be obtained even if the angular accuracy of each phase is somewhat low.

【0012】〔発明の構成〕[Structure of the Invention]

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の励磁巻
線を有するステッピングモータの各相を順次切換え、所
定の位相差を保って励磁電流を供給し駆動するステッピ
ングモータ制御装置に関するもので、前記各相毎の励磁
電流を所定ステップ数の階段状に変化させるマイクロス
テップ制御手段と、前記ステッピングモータの複数の
間の電気角誤差量に応じて予め設定された複数のラン
ク毎に、上記電気角誤差量に対応した電気角を補正値と
して有する記憶手段と、この記憶手段から、制御対象と
なる前記ステッピングモータの前記ランクに対応する補
正値を読み出し、この補正値分前記各相の切換えタイミ
ングを補正して各相励磁電流の位相を調整する補正手段
とを備えたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a stepping motor control device for sequentially switching each phase of a stepping motor having a plurality of exciting windings, and supplying and driving an exciting current while maintaining a predetermined phase difference. , a micro-step control means for varying the excitation current of each of the phases to a predetermined number of steps of the staircase shape, a plurality of each of said stepping motor
For each of a plurality of ranks set in advance in accordance with the electrical angle error amount between the phases, the stepping storage means, from the storage means, to be controlled with an electrical angle corresponding to the electrical angle error amount as a correction value A correction means for reading a correction value corresponding to the rank of the motor, correcting the switching timing of each phase by the correction value, and adjusting the phase of each phase excitation current.

【0014】[0014]

【作用】本発明では、ステッピングモータ毎に、複数の
各相間の電気角誤差量に基づくランクを予め求めてお
き、制御対象となるステッピングモータのランクに対応
して予め記憶手段に記憶してある補正値を読み出し、こ
の補正値分各相の切換えタイミングを補正して各相励磁
電流の位相を調整する。このため、各相の角度精度が多
少低いモータでも、所期のマイクロステップ駆動効果を
得られる。
According to the present invention, a plurality of stepping motors are provided.
Rank based on the electrical angle error amount between each phase determined in advance, reads a correction value which is stored in advance in the storage means corresponding to the rank of the stepping motor to be controlled, switching of the correction value each phase The timing is corrected to adjust the phase of each phase excitation current. For this reason, the desired micro-step driving effect can be obtained even with a motor in which the angular accuracy of each phase is somewhat low.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1において、11はステッピングモータ
で、このステッピングモータ11は図示しないシリアルプ
リンタのキャリッジ駆動に用いられる。このステッピン
グモータ11は周知のように励磁巻線11a,11b を持ってお
り、これら励磁巻線11a,11b の接続点には、励磁電源V
hが供給されるように配線されている。また、これら励
磁巻線11a ,11b の両端は、トランジスタアレイ12の対
応するNPN形トランジスタに接続されている。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a stepping motor, which is used for driving a carriage of a serial printer (not shown). As is well known, the stepping motor 11 has excitation windings 11a and 11b, and a connection point between the excitation windings 11a and 11b is connected to an excitation power supply V.
h are supplied. Both ends of the exciting windings 11a and 11b are connected to corresponding NPN transistors of the transistor array 12.

【0017】すなわち、一方の励磁巻線11a の一端はA
相用トランジスタ12A のコレクタ・エミッタ間を介し、
他端はC相用トランジスタ12C のコレクタ・エミッタ間
を介した後共通接続され、さらに電流検出抵抗13ACを介
してアースに接続される。他方の励磁巻線11b の一端は
B相用トランジスタ12B のコレクタ・エミッタ間を介
し、他端はD相用トランジスタ12D のコレクタ・エミッ
タ間を介した後共通接続され、さらに電流検出抵抗13BD
を介してアースに接続される。
That is, one end of one excitation winding 11a is
Through the collector and emitter of the phase transistor 12A,
The other end is connected in common after passing between the collector and the emitter of the C-phase transistor 12C, and further connected to the ground via a current detecting resistor 13AC. One end of the other excitation winding 11b passes through the collector and emitter of the B-phase transistor 12B, the other end passes through the collector and emitter of the D-phase transistor 12D, and is commonly connected.
Connected to ground via

【0018】上記トランジスタアレイ12の各トランジス
タ12A,12B,12C,12D のベースには、イネーブルゲート14
の対応するアンドゲート14A,14B,14C,14D の出力端子が
接続されており、これらアンドゲート14A,14B,14C,14D
を介して励磁相切換信号が入力される。
The base of each transistor 12A, 12B, 12C, 12D of the transistor array 12 has an enable gate 14
The output terminals of the corresponding AND gates 14A, 14B, 14C, 14D are connected, and these AND gates 14A, 14B, 14C, 14D
An excitation phase switching signal is input via the.

【0019】ここで、上記アンドゲート14A,14B,14C,14
D の各一方の入力端子には、1チップのマイクロコンピ
ュータ15から励磁相切換用の対応する相データが入力さ
れる。また、各他方の入力端子には、コンパレータ16A
C,16BD からの出力信号が入力される。
Here, the AND gates 14A, 14B, 14C, 14
To each one input terminal of D, corresponding phase data for excitation phase switching is input from the microcomputer 15 of one chip. In addition, each other input terminal has a comparator 16A
Output signal from C, 16BD is input.

【0020】上記コンパレータ16ACに対しては、前記電
流検出抵抗13ACの端子電圧が反転入力端子に入力され、
非反転端子には、後述する励磁電流の基準値に相当する
基準電圧が入力される。したがって、コンパレータ16AC
は、A相またはC相電流値が励磁電流の基準値まで上昇
して反転入力端子への入力電圧が、非反転端子に印加さ
れている基準電圧以上になると出力がLレベルに反転
し、対応するアンドゲート14A または14C の前記他方の
入力端子をLレベルにする。このため、これらアンドゲ
ート14A または14C がオン状態であればこれをオフ状態
に変化させ、かつ対応するトランジスタ12A または12C
をオフ状態にし、相電流を遮断する。
For the comparator 16AC, the terminal voltage of the current detection resistor 13AC is input to the inverting input terminal,
A reference voltage corresponding to a reference value of an exciting current described later is input to the non-inverting terminal. Therefore, the comparator 16AC
Indicates that when the A-phase or C-phase current value rises to the reference value of the exciting current and the input voltage to the inverting input terminal becomes higher than the reference voltage applied to the non-inverting terminal, the output is inverted to L level. Then, the other input terminal of the AND gate 14A or 14C is set to L level. For this reason, if these AND gates 14A or 14C are on, they are turned off and the corresponding transistors 12A or 12C are turned on.
Is turned off, and the phase current is cut off.

【0021】コンパレータ16BDの機能も上記コンパレー
タ16ACと同じであり、B相またはD相電流値が励磁電流
の基準値まで上昇すると出力がLレベルに反転し、対応
するアンドゲート14B または14D の前記他方の入力端子
をLレベルにし、これらアンドゲート14B または14D が
オン状態であればこれをオフ状態に変化させ、対応する
トランジスタ12B または12D をオフ状態にし、相電流を
遮断する。
The function of the comparator 16BD is the same as that of the comparator 16AC. When the B-phase or D-phase current value rises to the reference value of the exciting current, the output is inverted to L level, and the other one of the corresponding AND gates 14B or 14D is turned off. Is turned to an L level, and if these AND gates 14B or 14D are on, they are turned off, and the corresponding transistors 12B or 12D are turned off to shut off the phase current.

【0022】すなわち、各相に流れる励磁電流値が、後
述するD/Aコンバータ23からの基準電圧、つまりマイ
クロコンピュータ15に設定された励磁電流の基準値に達
するとこれを遮断する、いわゆるチョッパ制御を行う。
That is, when the value of the exciting current flowing through each phase reaches a reference voltage from the D / A converter 23, which will be described later, that is, the reference value of the exciting current set in the microcomputer 15, this is cut off. I do.

【0023】前記マイクロコンピュータ15は、記憶手段
21としての内部ROM21を有し、ここにはステッピング
モータ11の駆動用のタイミングテーブルおよび電流値テ
ーブルが設定されている。
The microcomputer 15 has a storage means.
An internal ROM 21 serving as 21 is provided in which a timing table for driving the stepping motor 11 and a current value table are set.

【0024】上記タイミングテーブルには、ステッピン
グモータ11を駆動するための図3ないし図7で示す励磁
相データA,B,C,Dおよびこの励磁相の切換タイミ
ング(すなわち、励磁電流の切換タイミング)が設定さ
れている。また、電流値テーブルには、適正な駆動トル
クを得るための励磁電流値が、マイクロステップ位相に
応じて設定されている。
The timing table contains the excitation phase data A, B, C, and D shown in FIGS. 3 to 7 for driving the stepping motor 11, and the switching timing of the excitation phases (ie, the switching timing of the excitation current). Is set. In the current value table, an exciting current value for obtaining an appropriate driving torque is set according to the microstep phase.

【0025】ここで、本実施例では1相を8分割し、1
6ステップでマイクロステップ駆動するように、各ステ
ップ毎の励磁電流値が8ビットのデジタル信号として、
前記電流値テーブルに設定されている。マイクロコンピ
ュータ15は、クロック信号を基準として、マイクロステ
ップ毎にその位相に合った励磁電流値、すなわち、前記
電流値テーブルに設定された8ビットのデジタル信号を
D/Aコンバータ23に出力する。D/Aコンバータ23
は、このデジタル信号をアナログ信号(電圧値)に変換
し、前記励磁電流の基準値として、前記コンパレータ16
AC,16BD の非反転端子に出力する。
Here, in the present embodiment, one phase is divided into 8
Exciting current value for each step is 8-bit digital signal so that micro-step driving is performed in 6 steps.
It is set in the current value table. The microcomputer 15 outputs, to the D / A converter 23, an exciting current value that matches the phase of each microstep, that is, an 8-bit digital signal set in the current value table, based on the clock signal. D / A converter 23
Converts the digital signal into an analog signal (voltage value) and uses the comparator 16 as a reference value of the exciting current.
Output to the non-inverting terminal of AC, 16BD.

【0026】マイクロコンピュータ15は、ステッピング
モータ11を駆動するに当り、励磁相データA,B,C,
Dを所定の位相差で順次出力すると共に、マイクロステ
ップ毎の励磁電流の基準値をD/Aコンバータ23に出力
する。このため、前記イネーブルゲート14およびトラン
ジスタアレイ12により、励磁相および励磁電流が順次切
換えられ、かつ、D/Aコンバータ23からのマイクロス
テップ毎に対応した基準値信号に従って、コンパレータ
16、イネーブルゲート14、トランジスタアレイ12が、各
相の励磁電流をサインカーブに近似した階段状波形に
し、ステッピングモータ11をマイクロステップ駆動す
る。すなわち、これらD/Aコンバータ23、コンパレー
タ16、イネーブルゲート14、トランジスタアレイ12等の
各回路がマイクロステップ制御手段として機能する。
When driving the stepping motor 11, the microcomputer 15 generates excitation phase data A, B, C,
D is sequentially output with a predetermined phase difference, and the reference value of the exciting current for each microstep is output to the D / A converter 23. Therefore, the excitation phase and the excitation current are sequentially switched by the enable gate 14 and the transistor array 12, and the comparator is operated according to the reference value signal corresponding to each micro step from the D / A converter 23.
16, the enable gate 14, and the transistor array 12 make the exciting current of each phase a step-like waveform approximating a sine curve, and drive the stepping motor 11 by microstepping. That is, each circuit such as the D / A converter 23, the comparator 16, the enable gate 14, the transistor array 12, and the like functions as a micro-step control unit.

【0027】EE−PROM24には、ステッピングモー
タ11の後述する角度精度に対応するランクが設定され
る。この角度精度について、以下、図2により説明す
る。
In the EE-PROM 24, a rank corresponding to the angular accuracy of the stepping motor 11, which will be described later, is set. The angle accuracy will be described below with reference to FIG.

【0028】図2は、4相PM型ステッピングモータ11
のコイル11a,11bの構造を示しており、AC相用コイル1
1a とBD相用コイル11b とは、図示のごとく、上下2
段に構成されている。この場合、A相、C相間およびB
相、D相間は、それぞれ共通のコイル11a 又は11b なの
で角度精度は良く、ほぼ電気角180°で配置されてい
る。これに対し、AC相およびBD相用の2個のコイル
11a,11b 間については、これらの組み込み精度を高く保
つことが難しく、AC相軸に対してBD相軸が電気角の
上で高精度に直交していない。つまり、図2におけるA
C相コイル11aとBD相コイル11b との位置関係が左右
にずれていることであり、角度精度が悪いということで
ある。
FIG. 2 shows a four-phase PM type stepping motor 11.
The structure of the coils 11a and 11b of FIG.
1a and the coil 11b for the BD phase, as shown in FIG.
It is configured in stages. In this case, between phase A, phase C and B
Since the phase and the D phase are common coils 11a and 11b, respectively, the angle accuracy is good and they are arranged at an electrical angle of almost 180 °. On the other hand, two coils for the AC phase and the BD phase
It is difficult to keep these built-in accuracy high between 11a and 11b, and the BD-phase axis is not orthogonal to the AC-phase axis with high accuracy in electrical angle. That is, A in FIG.
This means that the positional relationship between the C-phase coil 11a and the BD-phase coil 11b is shifted left and right, which means that the angular accuracy is poor.

【0029】この角度精度、すなわち、AC相軸に対す
るBD相軸の傾きはモータ毎に異なるので、各ステッピ
ングモータ11毎にテスター等を用いて予めこの傾きを測
定しておき、その傾き量毎にランク分けしておく。例え
ば、表1で示すように、−2〜+2までの5つのランク
をずれ量θ°(傾き量)に対応して設定しておき、この
ずれ量に応じてランクを決める。
Since the angle accuracy, that is, the inclination of the BD phase axis with respect to the AC phase axis differs for each motor, this inclination is measured in advance using a tester or the like for each stepping motor 11 and the inclination is measured for each amount of inclination. Rank it. For example, as shown in Table 1, five ranks from -2 to +2 are set in accordance with the shift amount θ ° (inclination amount), and the rank is determined according to the shift amount.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】本実施例では、ステッピングモータ11を、
例えばシリアルプリンタのキャリッジ駆動装置等に組み
込むときに、マイクロコンピュータ15に接続されている
図示しないインターフェースコネクタによりコマンドの
形で、この組み込み対象(制御対象でもある)となるス
テッピングモータ11のランクデータを図示しないホスト
コンピュータ等から入力する。マイクロコンピュータ15
はそのコマンドを解釈してランクデータをEE−PRO
M24に書き込む。なお、このランクデータは電源オフ後
も保持される。
In this embodiment, the stepping motor 11 is
For example, when the stepping motor 11 is incorporated in a carriage driving device of a serial printer or the like, the rank data of the stepping motor 11 to be incorporated (also controlled) is shown in a command form by an interface connector (not shown) connected to the microcomputer 15. Not entered from host computer etc. Microcomputer 15
Interprets the command and converts the rank data to EE-PRO
Write to M24. This rank data is retained even after the power is turned off.

【0032】マイクロコンピュータ15はステッピングモ
ータ11を駆動する際に、EE−PROM24から読み出し
たランクデータに従い、図3で示すように、AC相サイ
ンカーブに対してBD相サインカーブの位相を進めた
り、或いは、遅らせたりする。そのために、前記ランク
に対応した補正量(電気角)を予め記憶手段21に設定し
ておく。この例では、前記ランクを5段階に分けている
ので、ランク毎に1マイクロステップ分の電気角(1
1.25°)を基準として、このランクに応じた倍数の
電気角を補正値とする。すなわち、ランク「ノーマル」
では図3のように補正値は“0”、ランク「−1」では
図4のように補正値は“+1マイクロステップ(+1
1.25°)、ランク「+1」では図5のように補正値
は“−1マイクロステップ(−11.25°)、ランク
「−2」では図6のように補正値は“+2マイクロステ
ップ(+22.5°)、ランク「+2」では図7のよう
に補正値は“−2マイクロステップ(−22.5°)と
なる。
When driving the stepping motor 11, the microcomputer 15 advances the phase of the BD phase sine curve with respect to the AC phase sine curve according to the rank data read from the EE-PROM 24, as shown in FIG. Or delay it. For this purpose, a correction amount (electrical angle) corresponding to the rank is set in the storage means 21 in advance. In this example, since the rank is divided into five levels, the electrical angle (1
(1.25 °) as a reference, a multiple of the electrical angle corresponding to this rank is used as a correction value. That is, rank "normal"
In FIG. 3, the correction value is “0” as shown in FIG. 3, and in the case of rank “−1”, the correction value is “+1 microstep (+1)” as shown in FIG.
1.25 °), the correction value is “−1 microstep (−11.25 °) for rank“ +1 ”as shown in FIG. 5, and the correction value is“ +2 microstep ”as shown in FIG. 6 for rank“ −2 ”. (+ 22.5 °), and at the rank “+2”, the correction value is “−2 microsteps (−22.5 °)” as shown in FIG.

【0033】さらに、マイクロコンピュータ15は、上記
補正値に従って各相励磁電流の位相を調整する補正手段
22を有する。この補正手段22は、記憶手段21から、制御
対象となるステッピングモータ11のランクに対応する補
正値を読み出し、この補正値分前記A,B,C,D各相
データの切換えタイミングを補正して各相励磁電流の位
相を調整するものである。
Further, the microcomputer 15 comprises a correcting means for adjusting the phase of each phase exciting current in accordance with the correction value.
With 22. The correction means 22 reads a correction value corresponding to the rank of the stepping motor 11 to be controlled from the storage means 21 and corrects the switching timing of the A, B, C, and D phase data by the correction value. The phase of each phase excitation current is adjusted.

【0034】ここで、一般にマイクロステップ駆動を行
う場合、ステッピングモータ11をチョッパ駆動するた
め、前述のようにマイクロコンピュータ15に設定された
デジタルデータが用いられる。また、ステッピングモー
タ11の角度誤差を前述のようにランク分けすれば、それ
ぞれのモータの誤差特性はデジタルデータとなる。
Here, in general, when microstep driving is performed, digital data set in the microcomputer 15 as described above is used to drive the stepping motor 11 by chopper. If the angular errors of the stepping motors 11 are ranked as described above, the error characteristics of each motor become digital data.

【0035】本発明はこのような点に着目してなされた
ものであり、誤差角度のランクデータに対応してステッ
ピングモータ11の駆動データ、すなわちA,B,C,D
の各相データのタイミングを調整することにより各モー
タ固有の誤差を吸収するものである。
The present invention has been made in view of such a point, and the driving data of the stepping motor 11, that is, A, B, C, D corresponding to the rank data of the error angle.
By adjusting the timing of each phase data, the error unique to each motor is absorbed.

【0036】上記構成において、ステッピングモータ11
をマイクロステップ駆動する場合、マイクロコンピュー
タ15はA,B,C,D各相データを所定の位相差で順次
出力すると共に、マイクロステップ毎に設定された電流
値データをD/Aコンバータ23を介して出力し、各相励
磁電流をサインカーブに近似した階段上波形にして、ス
テッピングモータ11をマイクロステップ駆動する。
In the above configuration, the stepping motor 11
Microcomputer 15 sequentially outputs the A, B, C, and D phase data with a predetermined phase difference, and outputs the current value data set for each microstep via the D / A converter 23. Then, the stepping motor 11 is microstep-driven by setting each phase excitation current to a step-like waveform approximating a sine curve.

【0037】ここで、制御対象のステッピングモータ11
のコイルずれ量が少なく、ランクが表1で示した「ノー
マル」であれば、補正量は“0”なので、図3で示すよ
うに、A,B,C,D各相データの切換えタイミングは
標準通りであり、それらの位相差も変化ない。これに対
し、コイルずれ量が-16.875≦-5.625の範囲内の場合
は、表1で示すようにランクは「−1」であり、図4で
示す如く、AC相励磁電流に対し、BD相励磁電流の位
相が1マイクロステップ分(11.25°)進むよう
に、A,B,C,D各相データの切換えタイミングを補
正する。反対に、ランクが「+1」の場合は、図5で示
す如く、AC相励磁電流に対し、BD相励磁電流の位相
が1マイクロステップ分(11.25°)遅れるよう
に、A,B,C,D各相データの切換えタイミングを補
正する。以下、同様に、ランクが「−2」の場合は、図
6で示す如く、AC相励磁電流に対し、BD相励磁電流
の位相が2マイクロステップ分(22.5°)進むよう
に、また、ランクが「+2」の場合は、図7で示す如
く、AC相励磁電流に対し、BD相励磁電流の位相が2
マイクロステップ分(22.5°)遅れるように、それ
ぞれA,B,C,D各相データの切換えタイミングを補
正する。
Here, the stepping motor 11 to be controlled is
If the coil shift amount is small and the rank is “normal” shown in Table 1, the correction amount is “0”, and as shown in FIG. 3, the switching timing of the A, B, C, and D phase data is As standard, their phase difference does not change. On the other hand, when the coil displacement is within the range of -16.875 ≦ -5.625 , the rank is “−1” as shown in Table 1, and as shown in FIG. The switching timing of the A, B, C, and D phase data is corrected so that the phase of the exciting current advances by 1 microstep (11.25 °). Conversely, when the rank is “+1”, as shown in FIG. 5, A, B, and B are set so that the phase of the BD phase excitation current is delayed by one microstep (11.25 °) with respect to the AC phase excitation current. The switching timing of the C and D phase data is corrected. Hereinafter, similarly, when the rank is “−2”, as shown in FIG. 6, the phase of the BD phase excitation current is advanced by 2 microsteps (22.5 °) with respect to the AC phase excitation current, and When the rank is “+2”, as shown in FIG. 7, the phase of the BD phase excitation current is 2 with respect to the AC phase excitation current.
The switching timing of each of the A, B, C, and D phase data is corrected so as to be delayed by a microstep (22.5 °).

【0038】このように、ステッピングモータ11のラン
ク(ずれ量)に合わせてマイクロステップ励磁電流の位
相を変えるようにしたので、角度精度の悪いモータを用
いてもマイクロステップ効果を得ることができる。この
ため、従来のように角度精度の良いモータだけを選り分
ける必要はなく、歩留まりの低下が生じることはない。
すなわち、コスト上昇を伴うことなくマイクロステップ
駆動が可能となる。
As described above, since the phase of the microstep excitation current is changed in accordance with the rank (shift amount) of the stepping motor 11, the microstep effect can be obtained even if a motor having poor angular accuracy is used. For this reason, it is not necessary to select only motors having good angular accuracy as in the related art, and the yield does not decrease.
That is, micro-step driving can be performed without increasing the cost.

【0039】また、ランクの記憶用にEE−PROM24
を用いているので、ステッピングモータ11を交換した場
合は、ランクを、交換したステッピングモータの値に容
易にセットし直すことができ、メンテナンス性も良い。
An EE-PROM 24 is used for storing ranks.
Is used, when the stepping motor 11 is replaced, the rank can be easily reset to the value of the replaced stepping motor, and the maintainability is good.

【0040】上記実施例では、ずれ量のランクを5段階
に分けたが、ずれ量の多いステッピングモータ11を使用
する場合はランク数を増やし、補正量を多くすればよ
い。また、補正量として、電気角で11.25°を基本
としてその倍数の補正をかけるようにしたが、より細か
い補正が必要な場合は、マイクロステップの相内分割数
を増やし、ステップ数を多くすればよい。
In the above embodiment, the rank of the shift amount is divided into five stages. However, when the stepping motor 11 having a large shift amount is used, the number of ranks may be increased and the correction amount may be increased. Further, as the correction amount, the correction is performed based on the electrical angle of 11.25 ° as a basic multiple. However, if a finer correction is required, the number of microstep in-phase divisions is increased and the number of steps is increased. do it.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、ステッピングモータ毎
に、複数の各相間の電気角誤差量に基づくランクを予め
求めておき、制御対象となるステッピングモータのラン
クに対応して予め記憶手段に記憶してある補正値を読み
出し、この補正値分各相の切換えタイミングを補正して
各相励磁電流の位相を調整するので、マイクロステップ
駆動に、小形で低コストではあるが、角度精度が劣るス
テッピングモータの適用が可能となったので、製造コス
トを低く押さえることができると共に、多くのスペース
を要しないため、このステッピングモータが用いられる
装置全体小形化できる。
According to the present invention, for each stepping motor, a rank based on the electrical angle error between a plurality of phases is obtained in advance, and a storage means is provided in advance corresponding to the rank of the stepping motor to be controlled. It reads out the correction value which is stored in, so to adjust the correction value the phase of the correction to the phase excitation current switching timing of each phase, the micro step drive, albeit at a low cost compact, angular accuracy is since it became possible to apply the stepping motor inferior, it is possible to maintain low manufacturing cost, since not require much space, the stepping motor is Ru can miniaturize the entire apparatus to be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるステッピングモータ制御装置の一
実施例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a stepping motor control device according to the present invention.

【図2】ステッピングモータの励磁コイルの構造例を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of an excitation coil of a stepping motor.

【図3】角度精度のノーマルランクに対応して位相を変
化させる補正状態を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing a correction state in which a phase is changed in accordance with a normal rank of angular accuracy.

【図4】角度精度の−1ランクに対応して位相を変化さ
せる補正状態を示す波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing a correction state in which a phase is changed corresponding to −1 rank of angle accuracy.

【図5】角度精度の+1ランクに対応して位相を変化さ
せる補正状態を示す波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing a correction state in which a phase is changed corresponding to +1 rank of angle accuracy.

【図6】角度精度の−2ランクに対応して位相を変化さ
せる補正状態を示す波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram showing a correction state in which a phase is changed corresponding to -2 ranks of angle accuracy.

【図7】角度精度の+2ランクに対応して位相を変化さ
せる補正状態を示す波形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram showing a correction state in which a phase is changed corresponding to +2 ranks of angle accuracy.

【図8】従来装置による相電流の切換えタイミングと、
発生トルクとの関係を示す図である。
FIG. 8 shows the switching timing of the phase current by the conventional device,
It is a figure showing relation with generated torque.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ステッピングモータ 11a,11b 励磁巻線 12,14,16,23 マイクロステップ制御手段の主体とな
るトランジスタアレイ,イネーブルゲート,コンパレー
タおよびD/Aコンバータ 21 記憶手段 22 補正手段
11 Stepping motors 11a, 11b Excitation windings 12, 14, 16, 23 Transistor array, enable gate, comparator and D / A converter which are the main components of micro-step control means 21 Storage means 22 Correction means

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の励磁巻線を有するステッピングモ
ータの各相を順次切換え、所定の位相差を保って励磁電
流を供給し駆動するステッピングモータ制御装置におい
て、 前記各相毎の励磁電流を所定ステップ数の階段状に変化
させるマイクロステップ制御手段と、 前記ステッピングモータの複数の各相間の電気角誤差量
に応じて予め設定された複数のランク毎に、上記電気角
誤差量に対応した電気角を補正値として有する記憶手段
と、 この記憶手段から、制御対象となる前記ステッピングモ
ータの前記ランクに対応する補正値を読み出し、この補
正値分前記各相の切換えタイミングを補正して各相励磁
電流の位相を調整する補正手段と、 を備えたことを特徴とするステッピングモータ制御装
置。
1. A stepping motor control device for sequentially switching each phase of a stepping motor having a plurality of excitation windings and supplying and driving an excitation current while maintaining a predetermined phase difference, wherein the excitation current for each phase is controlled by a predetermined value. Micro-step control means for changing the number of steps in a stepwise manner; and for each of a plurality of ranks set in advance in accordance with the electrical angle error between the plurality of phases of the stepping motor, the electric power corresponding to the electrical angle error A storage unit having an angle as a correction value; reading out a correction value corresponding to the rank of the stepping motor to be controlled from the storage unit; correcting the switching timing of each phase by the correction value; A stepping motor control device comprising: a correction unit that adjusts a phase of a current.
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