JP2970166B2 - ステッパモータ駆動装置 - Google Patents

ステッパモータ駆動装置

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JP2970166B2
JP2970166B2 JP36033491A JP36033491A JP2970166B2 JP 2970166 B2 JP2970166 B2 JP 2970166B2 JP 36033491 A JP36033491 A JP 36033491A JP 36033491 A JP36033491 A JP 36033491A JP 2970166 B2 JP2970166 B2 JP 2970166B2
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JP
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stepper motor
rotation
harmonic gear
rotation angle
output shaft
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利幸 田中
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Nippon Electric Co Ltd
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  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はハーモニックギヤを有す
るステッパモータの駆動装置に関し、特にロボット、位
置決装置等の精密機器に使用して好適なステッパモータ
駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ロボットや位置決め装置等の精密
機器の駆動装置としてステッパモータが用いられ、その
減速機構としてハーモニックギヤが用いられる。この駆
動装置では、ステッパモータの利点である定角度回転
と、ハーモニックギヤの減速比によって微小ステップ回
転角を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなステッパモ
ータ駆動装置では、ステッパモータを駆動してハーモニ
ックギヤに回転を与えた際、キヤの出力軸に作用する負
荷トルクによってハーモニックギヤが負荷トルクの大き
さに応じて図４に示すようにギヤの出力軸にねじれ（ロ
ストモーションと称する：一種のバックラッシュ）を生
じる。このため、このねじれ角によって、回転伝達精度
が劣化し、更にこのロストモーションが有する図５に示
すようなヒステリシス特性によって、負荷トルクがなく
なった後も残留ねじれ角が残り、回転伝達誤差を除去す
ることができないという問題がある。本発明の目的は、
残留ねじれ角を除去し、高精度な回転動作を可能にした
ステッパモータ駆動装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のステッパモータ
駆動装置は、出力軸の目標回転角を入力し、ハーモニッ
クギヤのヒステリシス特性に基づいて目標回転角を得る
ためのステップ数を求め、ロストモーションを除去する
ためのパターンの回転パルスを発生するステッパモータ
パルス発生回路と、この回転パルスに基づいてステッパ
モータを正逆方向に回転制御する駆動回路とを備える。
【０００５】
【作用】ステッパモータパルス発生回路から出力される
回転パルスによりステッパモータを正逆転制御すること
で、出力軸の回転を正逆転させながら徐々に回転角を小
さくさせ、目標回転角に収束させる。
【０００６】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明のステッパモータ駆動装置の一実施例
のブロック図である。同図において、ステッパモータ駆
動回路１はステッパモータパルス発生回路２と駆動回路
３で構成され、この駆動回路３の出力でステッパモータ
４が回転され、ハーモニックギヤ５を介して出力軸６を
回転させる。
【０００７】ステッパモータパルス発生回路２は、目標
回転角（θD ）が入力されると、その目標回転角とハー
モニックギヤ５のヒステリシス特性に基づいて必要とさ
れるステップ数を求め、かつこのステップ数から図２に
示すように、ロストモーションを除去するための正及び
負の回転パルスＰａ，Ｐｂを出力する。この回転パルス
Ｐａ，Ｐｂは夫々駆動回路３に入力され、駆動回路３は
この回転パルスに基づいてステッパモータ４を正転及び
逆転させ、ハーモニックギヤ５の出力軸６の目標回転角
を以下のように制御させる。
【０００８】 過程Ａ迄 θD ＋Δθ 過程Ｂ迄 θD −（ｎ−１）・Δθ／ｎ 過程Ｃ迄 θD ＋（ｎ−２）・Δθ／ｎ 過程Ｅ迄 θD ＋２・Δθ／ｎ 過程Ｆ迄 θD −Δθ／ｎ
【０００９】この出力パルスＰａ，Ｐｂによってステッ
パモータ４が回転制御されることで、ハーモニックギヤ
の出力軸６はそのヒステリシス特性に応じた回転、即ち
図２のＡ〜Ｆのように正逆転を繰り返しながら徐々に回
転角を小さくするようなノコギリ波特性で回転し、目標
回転角に収束する。その際のギヤのロストモーション量
の変化は図３のように過程Ａ〜Ｆまでの間で減少する。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ステッパ
モータパルス発生回路においてハーモニックギヤのヒス
テリシス特性に基づいて目標回転角を得るためのステッ
プ数を求め、ロストモーションを除去するためのパター
ンの回転パルスを発生し、この回転パルスに基づいてス
テッパモータを回転制御することで、ハーモニックギヤ
の出力軸に残る残留ねじれ角を除去し、目標回転角に正
確に制御することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステッパモータ駆動装置の一実施例の
ブロック図である。
【図２】ステッパモータパルス発生回路から出力される
回転パルス及び出力軸の回転角の特性を示す図である。
【図３】出力軸の回転動作とロストモーション量の変化
を示す図である。
【図４】ハーモニックギヤにおけるロストモーション特
性を示す図である。
【図５】ロストモーションにおけるヒステリシス特性を
示す図である。
【符号の説明】
１ ステッパモータ駆動回路 ２ ステッパモータパルス発生回路 ３ 駆動回路 ４ ステッパモータ ５ ハーモニックギヤ ６ 出力軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02P 8/14 G05D 3/12 H02K 37/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステッパモータの出力をハーモニックギ
    ヤを介して出力させるようにしたステッパモータ駆動装
    置において、出力軸の目標回転角を入力し、ハーモニッ
    クギヤのヒステリシス特性に基づいて目標回転角を得る
    ためのステップ数を求め、ロストモーションを除去する
    ためのパターンの回転パルスを発生するステッパモータ
    パルス発生回路と、前記回転パルスに基づいてステッパ
    モータを正逆方向に回転制御する駆動回路とを備えるこ
    とを特徴とするステッパモータ駆動装置。
JP36033491A 1991-12-30 1991-12-30 ステッパモータ駆動装置 Expired - Lifetime JP2970166B2 (ja)

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JP4802545B2 (ja) * 2005-04-21 2011-10-26 ブラザー工業株式会社 ステッピングモータの駆動制御装置及びミシン
CN106941332A (zh) * 2016-12-20 2017-07-11 广西风华服饰有限责任公司 一种缝纫机步进电机控制方法及控制系统

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