JP3623943B2

JP3623943B2 - Abnormality detection device for stepping motor and stepping motor drive device

Info

Publication number: JP3623943B2
Application number: JP2002084268A
Authority: JP
Inventors: 直養湯場崎; 友英西田; 隆次芦田; 暢一畝村; 勝浩山口
Original assignee: マイコム株式会社
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2022-03-25
Also published as: JP2003284391A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はステッピングモータの脱調やその兆候を検知するステッピングモータ用異常検知装置及び同装置を用いたステッピングモータ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステッピングモータはステッピングモータ駆動装置に回転指令パルスを入力すると、同装置からモータ電流が生成され、その結果、回転指令パルスに応じて回転するようになっている。ところが、過負荷である時や急激に回転速度を変化させた時には回転指令パルスに応じて回転せず、脱調という現象が生じる。
【０００３】
従来のステッピングモータ駆動装置の中にはステッピングモータの回転角度を検知する回転角検知器を用いることを前提とし、ステッピングモータに脱調が生じないように制御する機能を有するものがある。同装置は、回転角検知器から出力された信号を通じてモータの現在の回転角度を監視する一方、回転指令パルスを通じてモータの現在の指令角度を監視し、両角度の偏差が零となるようにステッピングモータを制御する基本構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例による場合、ステッピングモータをクローズドループ制御し、サーボモータと似通った形で駆動させていることから、回路構成が複雑になり、コスト高になるという本質的な欠点がある。特に、ステッピングモータの脱調を検知するために同モータの回転角度を監視している以上、ビット長の大きなカウンタ等が必要不可欠となり、これに伴って回路規模が大きくなり、装置の小型化及び低コスト化を図ることが非常に困難になっている。
【０００５】
本発明は上記背景の下で創作されたものであり、その主たる目的とするところは、ステッピングモータの絶対的な回転角を監視することなく同モータの脱調やその兆候を簡便な構成で検知することを可能なステッピングモータ用異常検知装置及びステッピングモータ駆動装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るステッピングモータ用異常検知装置は、ステッピングモータの回転をパルス列に変換してパルス信号として出力するエンコーダと、前記パルス信号とステッピングモータの回転指令パルスとの間で同期がとれているか否かをステッピングモータの脱調の有無として判定する同期判定部と、同期判定部の判定結果を出力するための脱調警告出力部とを具備している。同期判定部については、パルス信号のパルス幅Ｔ１と回転指令パルスのパルス幅Ｔ２との比率Ｋ（＝Ｔ２／Ｔ１）の変化を検知し、当該検知結果に基づいてパルス信号とステッピングモータの回転指令パルスとの間で同期がとれているか否かを判定する構成となっている。
【０００７】
同期判定部については、例えば、パルス信号のパルスの立ち上がりと回転指令パルスに応じて作成される励磁シーケンスの励磁原点信号のパルスの立ち上がりとの間に入力される指令パルスのパルス数を計数し、当該計数値の変化を比率Ｋの変化として検知する構成のものを用いたり、パルス信号のパルスの立ち上がりと回転指令パルスに応じて作成される励磁シーケンスの励磁原点信号のパルスの立ち上がりとの間に入力される指令パルスのパルス数を計数し、当該計数値の変化を比率Ｋの変化として検知する構成のものを用いると良い。
【０００８】
同装置には、より好ましくは、前記回転指令パルスのパルス幅Ｔ１と前記パルス信号のパルス幅Ｔ２との比率Ｋ（＝Ｔ２／Ｔ１）が増加しているときにはステッピングモータに過負荷脱調の兆候があると判定する過負荷脱調兆候判定部と、過負荷脱調兆候判定部の判定結果を出力するための過負荷脱調警告出力部とを備えることが望ましい。また、前記回転指令パルスのパルス幅Ｔ１と前記パルス信号のパルス幅Ｔ２との比率Ｋ（＝Ｔ２／Ｔ１）が周期的に増減しているときにはステッピングモータに過振動脱調の兆候があると判定する過振動脱調兆候判定部と、過振動脱調兆候判定部の判定結果を出力するための過振動脱調警告出力部とを備えることが望ましい。
【０００９】
本発明に係るステッピングモータ駆動装置は、上記エンコーダから出力されたパルス信号を入力するためのパルス信号入力部と、上記同期判定部と、同期判定部により同期がとれていないと判定されたときにはステッピングモータを停止させる機能を有したモータ制御部とを具備している。
【００１０】
より好ましくは、前記同期判定部の判定結果を出力するための警告出力部を備えるようにすることが望ましい。
【００１１】
本発明に係るステッピングモータ駆動装置は、上記パルス信号入力部と、上記同期判定部と、上記過負荷脱調兆候判定部と、過負荷脱調兆候判定部によりステッピングモータに過負荷脱調の兆候があると判定されたときには過負荷脱調が生じないようにステッピングモータの電流制御値及び／又は回転速度指令値を補正する機能を有したモータ制御部とを具備している。
【００１２】
より好ましくは、少なくとも前記同期判定部の判定結果を出力するための警告出力部を備えるようにすることが望ましい。
【００１３】
本発明に係るステッピングモータ駆動装置は、上記パルス信号入力部と、上記同期判定部と、上記過振動脱調兆候判定部と、振動脱調兆候判定部によりステッピングモータに過振動脱調の兆候があると判定されたときには過振動脱調が生じないようにステッピングモータの電流制御値及び／又は回転速度指令値を補正する機能を有するモータ制御部とを具備している。
【００１４】
より好ましくは、少なくとも前記同期判定部の判定結果を出力するための警告出力部を備えるようにすることが望ましい。
【００１５】
本発明に係るステッピングモータ駆動装置は、上記ステッピングモータ用異常検知装置の脱調警告出力部から出力された同期判定部の判定結果を入力するための脱調警告入力部と、前記同期判定部により同期がとれていないと判定されたときにはステッピングモータを停止させる機能を有したモータ制御部とを具備している。
【００１６】
より好ましくは、前記同期判定部の判定結果を出力するための警告出力部を備えるようにすることが望ましい。
【００１７】
本発明に係るステッピングモータ駆動装置は、上記ステッピングモータ用異常検知装置の過振動脱調警告出力部の判定結果を入力するための過振動脱調警告入力部と、過振動脱調兆候判定部によりステッピングモータに過振動脱調の兆候があると判定されたときには過振動脱調が生じないようにステッピングモータの電流制御値及び／又は回転速度指令値を補正する機能を有したモータ制御部とを具備している。
【００１８】
より好ましくは、少なくとも前記同期判定部の判定結果を出力するための警告出力部を備えるようにすることが望ましい。
【００１９】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１はステッピングモータ駆動装置及びステッピングモータ用異常検知装置の構成図、図２は同装置によりステッピングモータの脱調の有無を検知することができる原理を説明するための図であって回転指令パルスとパルス信号のタイミングチャート、図３は同装置によりステッピングモータの過負荷脱調の兆候を検知することができる原理を説明するための図であってパルス信号の波形図、図４は同装置によりステッピングモータの過振動脱調の兆候を検知することができる原理を説明するための図であってパルス信号の波形図、図５はステッピングモータ駆動装置の同期判定部のブロック図、図６は同同期判定部の各種信号のタイミングチャート、図７は同同期判定部の変形例を示したブロック図、図８は同同期判定部の各種信号のタイミングチャート、図９は同装置の判定部及び信号処理部のブロック図、図１０はステッピングモータ駆動装置及びステッピングモータ用異常検知装置の別の実施形態を説明するための構成図である。
【００２０】
ここに掲げるステッピングモータ駆動装置Ａは、入力された回転指令パルスａに応じてステッピングモータＢを駆動させる装置であって、入力された商用交流を直流に変換してモータ電流を生成する電源回路１０と、電源回路１０から出力されたモータ電流を調節するモータ出力電流制御回路２０と、モータ出力電流制御回路２０を通じて入力されたモータ電流を各相毎にスイッチングして各相電流に生成するバイポーラスイッチング素子群であるモータ駆動回路３０と、回転指令パルスａに応じてモータ出力電流制御回路２０及びモータ駆動回路３０を制御するモータ制御部４０とを有した基本構成となっている。
【００２１】
モータ制御部４０は、ステッピングモータＢを回転指令パルスａに応じて回転させるために回転指令パルスａを所定の励磁シーケンスに基づいて相分配した相励磁信号ｄを生成してモータ駆動回路３０に出力するとともに、励磁シーケンスがリセット位置に戻ったことを示す励磁原点信号ｅ（５相ステッピングモータであるときには回転指令パルスａのパルスが２０個（ハーフステップ駆動時）又は１０個（フルステップ駆動時）入力される度に１つのパルスを出力する信号：図６参照）を生成する励磁シーケンス制御部４１と、励磁原点信号ｅの周期を検知して回転指令パルスａに含まれる速度指令値ｖを求めるとともに、ステッピングモータＢの中速度領域付近の過大なトルク出力を抑えるために当該速度指令値ｖに対応した最適な電流制御値に求める信号処理部４２（これの詳しい構成については後述する）と、信号処理部４２により求められた最適な電流制御値に応じてモータ出力電流制御回路２０を制御するための制御信号を生成する制御信号生成部４３とを有した構成となっている。
【００２２】
ステッピングモータ駆動装置Ａにおいては、ステッピングモータＢの相対回転角をパルス列に変換してパルス信号ｂとして出力するエンコーダ２００を使用することが前提になっている。
【００２３】
ここではエンコーダ２００として光学式のものを用いている。エンコーダ２００は、図示されていないが、ステッピングモータＢのシャフトに連結されており且つ面上に円周に沿って複数のスリットが形成された円盤と、円盤上に対向して配置されており且つスリットに向けて光を照射する発光素子と、発光素子の対向位置に配置されており且つスリットを通過した発光素子の光を受光する受光素子とを有している。パルス信号ｂは受光素子から出力された信号である。即ち、ステッピングモータＢと共に円盤が回転すると、発光素子から出力された光が円盤で遮蔽されたりスリットを通過することから、パルス信号ｂのパルス幅及び周期は、ステッピングモータＢの回転速度に応じて変化することになる。
【００２４】
ステッピングモータ駆動装置Ａは、上記した基本構成に後述する構成部が新たに追加されることにより、エンコーダ２００から出力されたパルス信号ｂ及び回転指令パルスａに基づいてステッピングモータＢの脱調及びその兆候（ここでは過負荷脱調兆候と過振動脱調兆候との２種類）の有無を判定する機能と、ステッピングモータＢが脱調したと判定されたときにはステッピングモータＢを停止させる一方、脱調の兆候があると判定されたときには、当該脱調が生じないようにステッピングモータＢを制御する機能とを有している。
【００２５】
ここでいう過負荷脱調兆候とは、ステッピングモータＢに定格トルク以上の負荷トルクが加わり、当該負荷トルクの時間的な変動を原因として生じる脱調の兆候をいい、過振動脱調兆候とは、ステッピングモータＢの固有振動が発生し、当該振動の時間的な変動を原因として生じる脱調の兆候をいう。
【００２６】
ステッピングモータ駆動装置Ａの詳細な構成を説明する前に、同装置によりステッピングモータＢの脱調、過負荷脱調兆候及び過振動脱調兆候の有無を判定することができる原理について図２乃至図４を参照して説明する。
【００２７】
ステッピングモータＢが正常に動作しているときには、ステッピングモータＢの回転角が回転指令パルスａに応じて正確に変化する。このことから、図２に示すように回転指令パルスａとパルス信号ｂとは両信号の間で同期が保たれ、位相差Ｔ３（回転指令パルスａの立ち上がりからパルス信号ｂの立ち上がりまでの時間）と位相差Ｔ４（パルス信号ｂの立ち上がりから次の回転指令パルスａの立ち上がりまでの時間）との比率Ｌについては常に一定となる。また、回転指令パルスａのパルス幅Ｔ１とパルス信号ｂのパルス幅Ｔ２との比率Ｋ（＝Ｔ２／Ｔ１）についても常に一定となる。
【００２８】
ところが、ステッピングモータＢが脱調すると、ステッピングモータＢの回転角が回転指令パルスａに応じて変化しないことから、位相差Ｔ３及び位相差Ｔ４が変化し、これに伴って比率Ｌに変化が現われる。ただ、ステッピングモータＢが脱調したときには、その性質上、位相差Ｔ３、位相差Ｔ４のいずれか一方だけが変化するということはない。よって、位相差Ｔ３、位相差Ｔ４のいずれか一方だけを常時検知することによりステッピングモータＢが脱調したか否かを判定することが可能になる。
【００２９】
ステッピングモータＢが脱調していないが、ステッピングモータＢに定格トルク以上の負荷トルクが加わった場合、これに伴って図３に示すようにパルス信号ｂのパルス幅Ｔ２が大きくなり、比率Ｋが変化して増加する。回転指令パルスａの周波数が低下したときも、パルス信号ｂのパルス幅Ｔ２が大きくなり同一の現象が現われるものの、回転指令パルスａのパルス幅Ｔ１も同時に大きくなるので、比率Ｋに変化は現われない。よって、比率Ｋの増加を常時検知することによりステッピングモータＢに過負荷脱調の兆候の有無を判定することが可能になる。比率Ｋの変化量にはステッピングモータＢに定格トルク以上に加わったときの負荷トルクの変動の大きさに概ね対応している。
【００３０】
一方、ステッピングモータＢが脱調していないが、その負荷全体のイナーシャとの関連で同モータに固有振動が発生した場合、図４に示すようにパルス信号ｂのパルス幅Ｔ２が周期的に増減し、これに伴って比率Ｋが変化して周期的に増減する。回転指令パルスａの周波数が変化したときも、パルス信号ｂのパルス幅Ｔ２が周期的に増減し同一の現象が現われるものの、回転指令パルスａのパルス幅Ｔ１も同時に変化するので、比率Ｋに変化は現われない。よって、比率Ｋの周期的な増減を常時検知することによりステッピングモータＢに過振動脱調の兆候の有無を判定することが可能になる。比率Ｋの変化量やその変化の周波数はステッピングモータＢの振動の大きさやその周波数に概ね対応している。
【００３１】
ステッピングモータ駆動装置Ａは、図１に示されているようにステッピングモータＢの相対回転角をパルス列に変換するエンコーダ２００から出力されたパルス信号ｂを入力するためのパルス信号入力部９０と、パルス信号ｂと回転指令パルスａの間で同期がとれているか否かをステッピングモータＢの脱調の有無として判定する同期判定部５０と、回転指令パルスａのパルス幅Ｔ１とパルス信号ｂのパルス幅Ｔ２との比率Ｋを検知するとともにこれが増加又は周期的に増減しているときにはステッピングモータＢに過負荷脱調又は過振動脱調の兆候があると判定する判定部７０と、同期判定部５０及び判定部７０の判定結果を出力するための警告出力部８０とを具備している。
【００３２】
なお、判定部７０において、ステッピングモータＢの過負荷脱調の兆候の判定を行う機能を有する部分を過負荷脱調兆候判定部７１として表す一方、ステッピングモータＢの過振動脱調の兆候の判定を行う機能を有する部分を過振動脱調兆候判定部７２として表している。同様に、警告出力部８０において、同期判定部５０、過負荷脱調兆候判定部７１、過振動脱調兆候判定部７２の各判定結果を出力するための各機能を脱調警告出力部８１、過負荷脱調警告出力部８２、過振動脱調警告出力部８３として各々表している。
【００３３】
更に、モータ制御部４０の信号処理部４２には以下の機能が新たに追加されている。即ち、同期判定部５０により同期がとれていないと判定されたときにはステッピングモータＢを停止させる機能と、過負荷脱調兆候判定部７１又は過振動脱調兆候判定部７２によりステッピングモータＢに過負荷脱調又は過振動脱調の兆候があると判定されたときには過負荷脱調又は過振動脱調が生じないようにステッピングモータＢの電流制御値を補正する機能とを有している。
【００３４】
以下、ステッピングモータ駆動装置Ａの上記構成について詳しく説明する。
【００３５】
パルス信号入力部９０はエンコーダ２００と接続するための端子である。エンコーダ２００のパルス信号ｂはパルス信号入力部９０を通じて入力され、同期判定部５０に導かれるようになっている。
【００３６】
同期判定部５０については、図２に示すようにパルス信号ｂと回転指令パルスａとの間で同期がとれているか否かをステッピングモータＢの脱調の有無として判定するに当たり、両信号を比較し、基準クロックをカウントして位相差Ｔ３又は位相差Ｔ４を計測し、計測された位相差Ｔ３等の変化を検知するという構成のものを用いるのが一般的である。しかし、ここでは脱調を検出することが必要なモータの位置ズレの精度は１指令パルス分で十分であることに着目し、以下のような簡単な回路構成のものを用いている。
【００３７】
即ち、図６に示されているようにパルス信号ｂの代わりに周期信号ｃを用いる一方、回転指令パルスａの代わりに励磁原点信号ｅを用いて、両信号を比較し、パルス信号ｂの立ち上がりから励磁原点信号ｅの立ち上がりまでの時間である位相差Ｔ３’を、回転指令パルスａの入力パルス数として計測し、位相差Ｔ３’の変化を検知するようにしている。
【００３８】
上述したように周期信号ｃはパルス信号ｂの立ち上がりに同期した信号である一方、励磁原点信号ｅは、励磁シーケンス回路部４１において回転指令パルスａが入力される毎に順次進む励磁シーケンスの現在のステップがリセット位置に戻ったことを示す信号である。よって、ステッピングモータＢの脱調の検知精度の点については別として、位相差Ｔ３の変化を検知する代わりに位相差Ｔ３’を検知するようにしても何ら問題がない。
【００３９】
具体的には図５に示す構成となっている。即ち、図６に示すようにパルス信号ｂの立ち上がりに同期した周期信号ｃを生成するエッジ検出部５１と、周期信号ｃの立ち上がりでセットする一方、励磁原点信号ｅの立ち上がりによりリセットするＲＳ型のＦ／Ｆ５２と、Ｆ／Ｆ５２の出力信号がアクティブである期間中の回転指令パルスａを計数するカウンタ５３と、周期信号ｃがアクティブとなる度にカウンタの５３の計数値をラッチするレジスタ５４と、カウンタ５３の出力値とレジスタ５４の出力値とを比較するとともにこの比較結果を信号ｆとして出力する比較器５５とを有した構成となっている。
【００４０】
このように周期信号ｃと励磁原点信号ｅとの間の位相差Ｔ３’がカウンタの５３の計数値として順次計測され、この計数値がレジスタ５４に順次転送される。最初の位相差Ｔ３’を示すレジスタ５４の出力値をＣａとし、次の位相差Ｔ３’を示すカウンタ５３の出力値をＣｂとすると、比較器５５によりＣａとＣｂとの大小比較が行われる。Ｃａ＝Ｃｂであるときには、比較器５５からＬレベルの信号ｆが出力される一方、Ｃａ≠Ｃｂであるときには、比較器５５からＨレベルの信号ｆが出力される。
【００４１】
同期判定部５０から出力される信号ｆがＬレベルであるときには、位相差Ｔ３’（又は位相差Ｔ３）に変化がなく、パルス信号ｂと回転指令パルスａとの間で同期がとれている状態であり、ステッピングモータＢが脱調していないことを意味する一方、信号ｆがＨレベルであるときには、位相差Ｔ３’（又は位相差Ｔ３）に変化が現われ、パルス信号ｂと回転指令パルスａとの間で同期がとれていない状態であり、ステッピングモータＢが脱調したことを意味することになる。
【００４２】
もっとも、脱調検出の精度は若干落ちるものの、同期判定部５０の代わりに図７に示すような簡便な回路構成のものを用いてもかまわない。
【００４３】
同期判定部５０’は、図８に示すようにパルス信号ｂの立ち上がりに同期した周期信号ｃを生成するエッジ検出部５１と、周期信号ｃが立ち上がる度に励磁原点信号ｅの計数を開始するカウンタ５３’と、周期信号ｃがアクティブとなる度にカウンタの５３’の計数値をラッチするレジスタ５４と、カウンタ５３’の出力値とレジスタ５４’の出力値とを比較するとともにこの比較結果を信号ｆとして出力する比較器５５とを有した構成となっている。
【００４４】
即ち、周期信号ｃの周期を示す期間Ｔ５がカウンタの５３’の計数値として順次計測され、この計数値がレジスタ５４’に順次転送される。最初の期間Ｔ５を示すレジスタ５４’の出力値をＣａとし、次の期間Ｔ５’を示すカウンタ５３’の出力値をＣｂとすると、比較器５５によりＣａとＣｂとの大小比較が行われる。Ｃａ＝Ｃｂであるときには比較器５５からＬレベルの信号ｆが出力される一方、Ｃａ≠Ｃｂであるときには比較器５５からＨレベルの信号ｆが出力される。
【００４５】
同期判定部５０’から出力される信号ｆがＬレベルであるときには、期間Ｔ５に変化がなくパルス信号ｂと回転指令パルスａとの間で同期がとれている状態であり、ステッピングモータＢが脱調していないことを意味する一方、信号ｆがＨレベルであるときには、期間Ｔ５に変化が現われパルス信号ｂと回転指令パルスａとの間で同期がとれていない状態であり、ステッピングモータＢが脱調したことを意味する。
【００４６】
このような同期判定部５０’により、期間Ｔ５の変化によりステッピングモータＢの脱調の有無を判定することができるのは、パルス信号ｂの周期間に入る指令パルス信号ａのパルス数がモータの回転速度に関係なく一定であるということに基づいている。
【００４７】
判定部７０は、図９に示すようにパルス信号ｂが入力されており且つ同信号が入力される度にパルス幅Ｔ２を検知するパルス幅データ生成部１と、励磁原点信号ｅが入力されており且つ同信号が入力される度にその周期を速度指令値ｖとして検知する速度指令生成部２と、パルス幅データ生成部１により検知されたパルス幅Ｔ２のデータを順次ラッチするレジスタ群３と、速度指令生成部２により検知された速度指令値ｖのデータを順次ラッチするレジスタ群４と、パルス幅Ｔ及び速度指令値ｖの時間的な変化と過負荷脱調及び過振動脱調の兆候の有無との対応関係の全ての組み合わせがデータテーブル（第１のデータベースとする）として予め記録されており且つレジスタ群３、４にラッチされた両データ群が入力アドレスに導かれたメモリ５とを有しており、メモリ５から読み出されたデータに含まれる上位ビットデータ（過負荷脱調及び過振動脱調の兆候の有無を示すデータ）を信号ｇ、ｈとして出力する基本構成となっている。
【００４８】
過負荷脱調又は過振動脱調の兆候の有無を判定するには、回転指令パルスａのパルス幅Ｔ１とパルス信号ｂのパルス幅Ｔ２との比率Ｋの増加又は周期的な変動を検知することが必要であることは上記した。判定部７０においては、上記したように回転指令パルスａのパルス幅Ｔ１の代わりに、回転指令パルスａに含まれる速度指令値ｖ（ここでは励磁原点信号ｅの周期）を用いている。しかも比率Ｋを演算で求めるに当たり、比率Ｋの増加又は周期的な増減を直接に検知する形態をとっておらず、レジスタ群３、４にラッチされたパルス幅Ｔ、速度指令値ｖの時間的な変化の過程を示す各情報をもとにメモリ５をアクセスするという方法により、過負荷脱調、過振動脱調の兆候の有無を示すビットデータを得るようにしている。
【００４９】
即ち、レジスタ群４には回転指令パルスａに含まれる速度指令値ｖ（回転指令パルスａのパルス幅Ｔ１に対応する）の時間的な変化の過程を示す情報（情報１とする）がラッチされている一方、レジスタ群３にはパルス信号ｂのパルス幅Ｔ２の時間的な変化の過程を示す情報（情報２とする）がラッチされている。
【００５０】
回転指令パルスａに含まれる速度指令値ｖ及びパルス信号ｂのパルス幅Ｔ２にいずれも時間的な変化がないときには、情報１に含まれる各速度指令値ｖのデータが同一である一方、情報２に含まれる各パルス幅Ｔ２も同一となっており、このときにはメモリ５から過負荷脱調及び過振動脱調の兆候がないことを示すビットデータが読み出されるようになっている。
【００５１】
また、回転指令パルスａに含まれる速度指令値ｖに対してパルス信号ｂのパルス幅Ｔ２が時間的に変化して増加したときには、情報１に含まれる各速度指令値ｖが同一であるか又は変化するのに対して、情報２に含まれる各パルス幅Ｔ２が大きく増加することになり、このときにはメモリ５から過負荷脱調の兆候があることを示すビットデータが読み出されるようになっている。
【００５２】
一方、回転指令パルスａに含まれる速度指令値ｖに対してパルス信号ｂのパルス幅Ｔ２が周期的に増減したときには、情報１に含まれる各速度指令値ｖが同一であるか又は変化するのに対して、情報２に含まれる各パルス幅Ｔ２が周期的に増減することから、このときにはメモリ５から過振動脱調の兆候があることを示すビットデータが読み出されるようになっている。
【００５３】
このようにしてメモリ５から読み出されたビットデータが信号ｇ、ｈであり、信号ｇは過負荷脱調の兆候の有無の判定結果を示す一方、信号ｈは過振動脱調の兆候の有無の判定結果を示している。
【００５４】
判定部７０のメモリ５には、第１のデータベースに加えて、パルス幅Ｔ及び速度指令値ｖの時間的な変化と過負荷脱調又は過振動脱調の兆候時に過負荷脱調又は過振動脱調を生じさせないために必要な電流制御値に関する補正情報との対応関係の全ての組み合わせがデータベース（第２のデータベースとする）として予め記録されている。第２のデータベースは信号処理部４２で使用される。即ち、メモリ５は判定部７０と信号処理部４２との間で共用されている。
【００５５】
信号処理部４２は、ステッピングモータＢの中速度領域付近の過大なトルク出力を抑えるために電流設定値及び速度指令値ｖと最適な電流制御値との対応関係の全ての組み合わせがデータベースとして予め記録されており且つ電流設定値のデータ及び速度指令生成部２から出力された速度指令値ｖのデータが入力アドレスに導かれたメモリ７と、第２のデータベースが予め記録されており且つレジスタ群３、４の各出力データが入力アドレスに導かれたメモリ５と、メモリ７から読み出されたデータとメモリ５から読み出された補正情報を示すデータとを減算しこれを補正された最適な電流制御値として制御信号生成部４３に出力する減算器８と、減算器８と制御信号生成部４３との間に設けられたリセット回路９とを有した構成となっている。リセット回路９は、信号ｈがＨレベルであるときにのみ制御信号生成部４３に入力される最適な電流制御値がリセットされ、これでステッピングモータＢが停止するようになっている。
【００５６】
メモリ７から読み出される最適な電流制御値は、電流設定値や現在の速度指令値ｖに応じて変化するものであり、これに基づいてモータ出力電流制御回路２０を通じてモータ電流が制御されるようになっている。よって、ステッピングモータＢが中速度領域付近に達しても過大なトルク出力が抑えられ、低速度領域から高速度領域にかけておよそ均一な出力トルクが得られ、ステッピングモータ駆動装置ＡやステッピングモータＢの発熱量が抑えられる。
【００５７】
ステッピングモータＢの動作中において同期判定部５０によりステッピングモータＢが脱調したと判定されたときには、同期判定部５０から出力された信号ｆを通じてリセット回路９が動作する。リセット回路９が動作すると、メモリ７等の動作に関係なく、制御信号生成部４３に入力される電流設定値がリセットされ、これに伴って電源回路１０から出力されたモータ電流がモータ出力電流制御回路２０により遮断される。モータ駆動回路３０にモータ電流が供給されないので、ステッピングモータＢは停止する。
【００５８】
また、同期判定部５０によりステッピングモータＢが脱調したと判定されないときであっても、過負荷脱調又は過振動脱調の兆候があるときには、メモリ５からレジスタ群４の情報１及びレジスタ群３の情報２に対応した電流制御値に関する補正情報が出力される。すると、メモリ７から出力された最適な電流制御値が減算器８でもってメモリ７０から出力された補正情報により補正され、補正された後の最適な電流制御値に基づいてモータ出力電流制御回路２０でモータ電流が調節される。これにより過負荷脱調又は過振動脱調の発生が抑止される。
【００５９】
信号処理部４２においては、過負荷脱調又は過振動脱調の発生を抑止するに当たり、回転指令パルスａのパルス幅Ｔ１とパルス信号ｂのパルス幅Ｔ２との比率Ｋ（＝Ｔ２／Ｔ１）を一定にするするためのファジィ推論を行い、この推論結果に基づいてモータ電流を制御するというファジイ制御が採用されている。ファジィ推論の前件部については、レジスタ群３、４にラッチされた情報１、２とする一方、後件部については電流制御値に関する補正情報にしている。ファジィ推論の入力値と出力値との全ての組み合わせを予め求め、これをメモリ５に予め記録するようにしている。
【００６０】
信号処理部４２において上記のようなファジィ制御が行われているので、過負荷脱調の兆候があるときには、モータ電流が負荷トルクの変動の大きさに応じて増加する一方、過振動脱調の兆候があるとときには、ステッピングモータＢの振動の大きさに応じてモータ電流が減少する。よって、ステッピングモータＢの動作中において過負荷脱調又は過振動脱調の兆候が現われても、大きな過負荷や過振動でない限り、時間の経過とともに解消され、結果として、過負荷脱調又は過振動脱調の発生が抑止される。
【００６１】
ここでは、過負荷脱調又は過振動脱調の兆候が現われたときにメモリ７から出力された最適な電流制御値を、回転指令パルスａのパルス幅Ｔ１とパルス信号ｂのパルス幅Ｔ２との比率Ｋ（＝Ｔ２／Ｔ１）が一定になるように補正するという形をとったが、この代わりに又はこれと同時にステッピングモータＢの回転速度指令値を補正するようにしても良い。
【００６２】
この場合の回転速度指令値の補正の方法については上記した電流制御値の場合と全く同様である。即ち、過負荷脱調又は過振動脱調の兆候が現われたときにメモリ７から出力される回転速度指令値に関する補正情報に基づいて励磁シーケンス制御部４１を制御し、相励磁信号ｄの周波数を調節するようにする。特に過振動脱調の兆候があるときには、これを効果的に抑えることができるので、この点でメリットがある。
【００６３】
警告出力部８０には同期判定部５０の判定結果を示す信号ｆ，過負荷脱調兆候判定部７１の判定結果を示す信号ｇ、過振動脱調兆候過振動脱調兆候判定部７２の判定結果を示す信号ｈが入力されている。警告出力部８０はこれらの信号を外部出力するための端子や発光素子等を点灯させる回路である。信号ｆ又は信号ｇがアクティブ（過負荷脱調又は過振動脱調の兆候が有ることを示す）になった後に信号ｆがアクティブ（脱調したことを示す）になったときは、図外のリセットスイッチ等がオンにされない限り、これらの信号の外部出力を維持するようになっている。
【００６４】
上記のように構成されたステッピングモータ駆動装置Ａによる場合、エンコーダ２００からパルス信号ｂが入力されており、これを用いてステッピングモータＢが脱調しないように制御を行っているものの、ステッピングモータＢの絶対的な回転角を監視している訳ではないので、この点で従来装置のようなクローズドループ制御とは言えない。特にステッピングモータＢの絶対的な回転角を監視することがない以上、従来装置とは異なりビット長いの大きなカウンタ等が不要である。このことから、ファジィ制御を行うに当たりメモリを用いた点も含めて、従来装置に比べて回路規模が小さくなっており、装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能になった。
【００６５】
また、ステッピングモータＢの脱調の発生を抑止するに当たり、過負荷脱調又は過振動脱調の兆候の有無を判定し、その種類に応じた適切な制御を行うようになっているので、従来装置に比べてステッピングモータＢが脱調する割合が少なくなった。しかもステッピングモータＢが脱調すると、その旨が脱調警告出力部８１を通じて外部出力されるとともに、同モータが直ぐに停止するようになっているので、そのロータの回転角のズレにより生じ得る負荷側の影響を最小限に抑えることが可能になった。この場合、ステッピングモータＢを再び駆動させる際、脱調をするに至った原因を排除することが必要になるが、脱負荷脱調警告出力部８２又は過振動脱調警告出力部８３を通じて脱調の種類が容易に判ることから、必要な対応策を速やかにとることができる。これらの点で従来装置に比べて装置の高性能化を図ることも可能になった。
【００６６】
図１に示されているようにステッピングモータ駆動装置Ａの同期判定部５０、警告部７０及び警告出力部８０については、エンコーダ２００とともにステッピング用異常検知装置Ｃの構成部となっている。即ち、ステッピング用異常検知装置Ｃの主要部がステッピングモータ駆動装置Ａに含まれる形になっている。このような形態ではなく図１０に示すように両装置を全く切り離すような形態をとってもかまわない。この場合の両装置の構成は以下のようになる。
【００６７】
ステッピング用異常検知装置Ｃ’は、エンコーダ２００、同期判定部５０、判定部７０及び警告出力部８０を有する基本構成となっており、ステッピングモータＢに取り付けるようにしても良いし外付けするようにしても良い。ただ、同装置には励磁シーケンス制御部４１が含められていないので、同装置の判定部７０には回転指令パルスａから励磁原点信号ｅを生成する機能を付加することが必要になる。
【００６８】
一方、ステッピングモータ駆動装置Ａ’には、図１に示す装置とは異なり同期判定部５０、判定部７０及び警告出力部８０が備えられておらず、その代わりにステッピング用異常検知装置Ｃ’の脱調警告出力部８１、過負荷脱調警告出力部８２、過振動脱調警告出力部８３から出力された信号ｆ、信号ｇ、信号ｈを各々入力するための端子である脱調警告入力部１００、過負荷脱調警告入力部１１０、過振動脱調警告入力部１２０が備えられている。
【００６９】
図１０に示すステッピングモータ駆動装置Ａ’であっても図１に示す場合と全く同一の動作となり、同様な効果を奏することになる。
【００７０】
【発明の効果】
以上、本発明の請求項１、２及び３に係るステッピングモータ用異常検知装置による場合、エンコーダから出力されたパルス信号とステッピングモータの回転指令パルスとの間で同期がとれているか否かによりステッピングモータの脱調の有無を判定する構成となっているので、従来例による場合とは異なり、ビット長の大きなカウンタ等が不要となる。これに伴って、回路規模が小さくなり、装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能になる。
【００７１】
また、ステッピングモータの脱調の有無を判定するとともに当該判定結果を出力する構成となっているので、ステッピングモータが脱調してそのロータの回転角のズレにより生じ得る負荷側の影響を最小限に抑えることができ、装置の高性能化も図ることが可能になる。
【００７２】
本発明の請求項４に係るステッピングモータ用異常検知装置による場合、ステッピングモータの過負荷脱調の兆候の有無を判定するとともに当該判定結果を出力する構成となっているので、請求項１、２及び３の効果に加えて、ステッピングモータが脱調してもその種類が容易に判り、過負荷脱調時に必要とされる対応策を速やかにとることができ、この点で装置の高性能化を図ることが可能になる。
【００７３】
本発明の請求項５に係るステッピングモータ用異常検知装置による場合、ステッピングモータの過振動脱調の兆候の有無を判定するとともに当該判定結果を出力する構成となっているので、請求項１に効果に加えて、ステッピングモータが脱調してもその種類が容易に判り、過振動脱調時に必要とされる対応策を速やかにとることができ、この点で装置の高性能化を図ることが可能になる。
【００７４】
本発明の請求項６に係るステッピングモータ駆動装置による場合、エンコーダから出力されたパルス信号とステッピングモータの回転指令パルスとの間で同期がとれているか否かによりステッピングモータの脱調の有無を判定する構成となっているので、従来例による場合とは異なり、ステッピングモータの絶対的な回転角を監視することが不要であり、ビット長の大きなカウンタ等も不要となる。これに伴って、回路規模が小さくなり、装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能になる。
【００７５】
また、ステッピングモータの脱調の有無を判定するとともに脱調時にはステッピングモータを停止させる構成なっているので、ステッピングモータが脱調してそのロータの回転角のズレにより生じ得る負荷側の影響を最小限に抑えることができ、装置の高性能化も図ることが可能になる。
【００７６】
本発明の請求項７に係るステッピングモータ駆動装置による場合、エンコーダから出力されたパルス信号とステッピングモータの回転指令パルスとの間で同期がとれているか否かによりステッピングモータの脱調の有無を判定する構成となっているので、請求項６と同一の効果を奏する。また、ステッピングモータの過負荷脱調の兆候の有無を判定するとともに過負荷脱調の兆候が現われたときに過負荷脱調が生じないように制御する構成となっているので、従来装置に比べてステッピングモータが脱調する割合を少なくすることができ、この点で装置の高性能化を図ることが可能になる。
【００７７】
本発明の請求項８に係るステッピングモータ駆動装置による場合、エンコーダから出力されたパルス信号とステッピングモータの回転指令パルスとの間で同期がとれているか否かによりステッピングモータの脱調の有無を判定する構成となっているので、請求項６と同一の効果を奏する。また、ステッピングモータの過振動脱調の兆候の有無を判定するとともに過振動脱調の兆候が現われたときに過振動脱調が生じないように制御する構成となっているので、従来装置に比べてステッピングモータが脱調する割合を少なくすることができ、この点で装置の高性能化を図ることが可能になる。
【００７８】
本発明の請求項９に係るステッピングモータ駆動装置による場合、ステッピングモータの脱調の有無の判定結果を出力する構成となっているので、請求項７又は８の効果に加えて、ステッピングモータが脱調してそのロータの回転角のズレにより生じ得る負荷側の影響を最小限に抑えることができ、装置の高性能化も図ることが可能になる。
【００７９】
本発明の請求項１０に係るステッピングモータ駆動装置による場合、ステッピングモータの脱調時にはステッピングモータを停止させる構成なっているので、ステッピングモータが脱調してそのロータの回転角のズレにより生じ得る負荷側の影響を最小限に抑えることができ、装置の高性能化も図ることが可能になる。
【００８０】
本発明の請求項１１に係るステッピングモータ駆動装置による場合、ステッピングモータに過負荷脱調の兆候が現われたときに過負荷脱調が生じないように制御する構成となっているので、従来装置に比べてステッピングモータが脱調する割合を少なくすることができ、この点で装置の高性能化を図ることが可能になる。
【００８１】
本発明の請求項１２に係るステッピングモータ駆動装置による場合、ステッピングモータに過振動脱調の兆候が現われたときに過振動脱調が生じないように制御する構成となっているので、従来装置に比べてステッピングモータが脱調する割合を少なくすることができ、この点で装置の高性能化を図ることが可能になる。
【００８２】
本発明の請求項１３に係るステッピングモータ駆動装置による場合、ステッピングモータの脱調の有無の判定結果を出力する構成となっているので、請求項１０、１１又は１２の効果に加えて、ステッピングモータが脱調してそのロータの回転角のズレにより生じ得る負荷側の影響を最小限に抑えることができ、この点で装置の高性能化も図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための図であって、ステッピングモータ駆動装置及びステッピングモータ用異常検知装置の構成図である。
【図２】同装置によりステッピングモータの脱調の有無を検知することができる原理を説明するための図であって回転指令パルスとパルス信号のタイミングチャートである。
【図３】同装置によりステッピングモータの過負荷脱調の兆候を検知することができる原理を説明するための図であってパルス信号の波形図である。
【図４】同装置によりステッピングモータの過振動脱調の兆候を検知することができる原理を説明するための図であってパルス信号の波形図である。
【図５】ステッピングモータ駆動装置の同期判定部のブロック図である。
【図６】同装置の同期判定部の各種信号のタイミングチャートである。
【図７】同装置の同期判定部の変形例を示したブロック図である。
【図８】同装置の同期判定部の各種信号のタイミングチャートである。
【図９】同装置の判定部及び信号処理部のブロック図である。
【図１０】ステッピングモータ駆動装置及びステッピングモータ用異常検知装置の別の実施形態を説明するための構成図である。
【符号の説明】
Ａステッピングモータ駆動装置
ａ回転指令パルス
ｂパルス信号
４０モータ制御部
５０同期判定部
６０判定部
７０警告出力部
９０パルス信号入力部
Ｂステッピングモータ
２００エンコーダ
Ｃステッピングモータ用異常検知装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stepping motor abnormality detection device for detecting stepping motor step-out and signs thereof, and a stepping motor driving device using the device.
[0002]
[Prior art]
When the rotation command pulse is input to the stepping motor driving device, the stepping motor generates a motor current from the device, and as a result, rotates in accordance with the rotation command pulse. However, when an overload occurs or when the rotational speed is suddenly changed, the motor does not rotate in response to the rotation command pulse, and a phenomenon of step-out occurs.
[0003]
Some conventional stepping motor driving devices have a function of controlling the stepping motor so as not to step out on the assumption that a rotation angle detector that detects the rotation angle of the stepping motor is used. The device monitors the current rotation angle of the motor through a signal output from the rotation angle detector, while monitoring the current command angle of the motor through a rotation command pulse, and performs stepping so that the deviation between both angles becomes zero. It has a basic configuration for controlling the motor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the above conventional example, the stepping motor is closed-loop controlled and driven in a manner similar to that of the servo motor, so that there is an essential drawback that the circuit configuration becomes complicated and the cost is increased. In particular, since the rotation angle of the stepping motor is monitored in order to detect the stepping motor, a counter with a large bit length becomes indispensable, which increases the circuit scale, reduces the size of the device, and It has become very difficult to reduce costs.
[0005]
The present invention was created under the above background, and its main purpose is to detect step-out of the motor and its signs with a simple configuration without monitoring the absolute rotation angle of the stepping motor. An object of the present invention is to provide an abnormality detection device for a stepping motor and a stepping motor drive device that can be used.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An abnormality detection device for a stepping motor according to the present invention includes: an encoder that converts rotation of a stepping motor into a pulse train and outputs the pulse signal; and whether the pulse signal and a rotation command pulse of the stepping motor are synchronized. A synchronization determination unit that determines whether or not the stepping motor is out of step, and a step-out warning output unit for outputting the determination result of the synchronization determination unit.The synchronization determination unit detects a change in the ratio K (= T2 / T1) between the pulse width T1 of the pulse signal and the pulse width T2 of the rotation command pulse, and based on the detection result, the rotation signal of the pulse signal and the stepping motor is detected. It is configured to determine whether or not synchronization is achieved with the pulse.
[0007]
About the synchronization judgment partFor example, the number of command pulses input between the rise of the pulse of the pulse signal and the rise of the excitation origin signal pulse of the excitation sequence created according to the rotation command pulse is counted, and the change in the count value is calculated. A command pulse that is detected as a change in the ratio K is used, or a command pulse that is input between the rising edge of the pulse signal pulse and the rising edge of the excitation origin signal pulse in the excitation sequence that is created according to the rotation command pulse. A configuration in which the number of pulses is counted and a change in the count value is detected as a change in the ratio K may be used.
[0008]
More preferably, in the apparatus, when the ratio K (= T2 / T1) between the pulse width T1 of the rotation command pulse and the pulse width T2 of the pulse signal is increased, the stepping motor is informed of an overload step-out. It is desirable to include an overload step-out sign determination unit that determines that there is an overload, and an overload step-out warning output unit that outputs the determination result of the overload step-out sign determination unit. Further, when the ratio K (= T2 / T1) between the pulse width T1 of the rotation command pulse and the pulse width T2 of the pulse signal is periodically increased or decreased, it is determined that the stepping motor has an indication of excessive vibration step-out. It is desirable to include an over-vibration step-out sign determination unit that performs an over-vibration step-out warning determination unit that outputs a determination result of the over-vibration step-out sign determination unit.
[0009]
The stepping motor driving apparatus according to the present invention is configured to perform stepping when the pulse signal input unit for inputting the pulse signal output from the encoder, the synchronization determination unit, and the synchronization determination unit determines that synchronization is not established. And a motor control unit having a function of stopping the motor.
[0010]
More preferably, it is desirable to provide a warning output unit for outputting the determination result of the synchronization determination unit.
[0011]
A stepping motor driving apparatus according to the present invention is provided with an indication of an overload step-out in a stepping motor by the pulse signal input unit, the synchronization determination unit, the overload step-out sign determination unit, and the overload step-out sign determination unit. A motor control unit having a function of correcting the current control value and / or the rotational speed command value of the stepping motor so as not to cause an overload step-out.
[0012]
More preferably, it is desirable to provide at least a warning output unit for outputting the determination result of the synchronization determination unit.
[0013]
In the stepping motor driving apparatus according to the present invention, the pulse signal input unit, the synchronization determination unit, the over-vibration out-of-step sign determination unit, and the vibration out-of-step sign determination unit have a sign of over-vibration out-of-step. A motor control unit having a function of correcting the current control value and / or the rotational speed command value of the stepping motor so as not to cause over-vibration step-out when it is determined to be present.
[0014]
More preferably, it is desirable to provide at least a warning output unit for outputting the determination result of the synchronization determination unit.
[0015]
The stepping motor driving device according to the present invention includes a step-out warning input unit for inputting a determination result of the synchronization determination unit output from the step-out warning output unit of the stepping motor abnormality detection device, and the synchronization determination unit. And a motor control unit having a function of stopping the stepping motor when it is determined that the synchronization is not established.
[0016]
More preferably, it is desirable to provide a warning output unit for outputting the determination result of the synchronization determination unit.
[0017]
The stepping motor driving device according to the present invention includes an over-vibration step-out warning input unit for inputting a determination result of the over-vibration step-out warning output unit of the stepping motor abnormality detection device, and an over-vibration out-of-step sign determination unit. A motor control unit having a function of correcting the current control value and / or the rotational speed command value of the stepping motor so as not to cause an excessive vibration step-out when it is determined that the stepping motor has an indication of an excessive vibration step-out. It has.
[0018]
More preferably, it is desirable to provide at least a warning output unit for outputting the determination result of the synchronization determination unit.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a stepping motor driving device and a stepping motor abnormality detection device, and FIG. 2 is a diagram for explaining the principle by which the presence / absence of stepping motor step-out can be detected by the device. 3 is a timing chart of the pulse signal, FIG. 3 is a diagram for explaining the principle that the apparatus can detect an indication of an overload step-out of the stepping motor, and is a waveform diagram of the pulse signal. FIG. It is a figure for demonstrating the principle which can detect the sign of the excessive vibration step-out of a stepping motor, and is a wave form diagram of a pulse signal, FIG. 5 is a block diagram of the synchronous determination part of a stepping motor drive device, FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a modification of the synchronization determination unit, and FIG. 8 is a timing chart of various signals of the synchronization determination unit. Ring chart, FIG. 9 is a block diagram of the determination unit and the signal processing unit of the apparatus, FIG. 10 is a block diagram for explaining another embodiment of a stepping motor driving device and abnormality detecting apparatus for a stepping motor.
[0020]
The stepping motor driving device A described here is a device that drives the stepping motor B in response to an input rotation command pulse a, and converts the input commercial alternating current into direct current to generate a motor current. A motor output current control circuit 20 that adjusts the motor current output from the power supply circuit 10, and a bipolar switching that generates a current in each phase by switching the motor current input through the motor output current control circuit 20 for each phase. The basic configuration includes a motor drive circuit 30 that is an element group and a motor output current control circuit 20 and a motor control unit 40 that controls the motor drive circuit 30 in accordance with the rotation command pulse a.
[0021]
The motor control unit 40 generates a phase excitation signal d in which the rotation command pulse a is phase-distributed based on a predetermined excitation sequence in order to rotate the stepping motor B according to the rotation command pulse a, and outputs the phase excitation signal d to the motor drive circuit 30. In addition, the excitation origin signal e indicating that the excitation sequence has returned to the reset position (when the motor is a 5-phase stepping motor, 20 rotation command pulses a (half step drive) or 10 pulses (full step drive) An excitation sequence control unit 41 that generates a signal that outputs one pulse each time it is input (see FIG. 6), detects the period of the excitation origin signal e, and obtains a speed command value v included in the rotation command pulse a In addition, an optimum current corresponding to the speed command value v in order to suppress an excessive torque output in the vicinity of the middle speed region of the stepping motor B. A control signal for controlling the motor output current control circuit 20 according to the optimum current control value obtained by the signal processing unit 42 (which will be described in detail later) and the optimum current control value obtained by the signal processing unit 42. The control signal generating unit 43 is configured to generate.
[0022]
The stepping motor driving apparatus A is premised on the use of an encoder 200 that converts the relative rotation angle of the stepping motor B into a pulse train and outputs it as a pulse signal b.
[0023]
Here, an optical type is used as the encoder 200. Although not shown, the encoder 200 is connected to the shaft of the stepping motor B and has a disk formed with a plurality of slits on the surface along the circumference, and is disposed opposite to the disk. A light emitting element that emits light toward the slit; and a light receiving element that is disposed at a position facing the light emitting element and that receives light from the light emitting element that has passed through the slit. The pulse signal b is a signal output from the light receiving element. That is, when the disk rotates together with the stepping motor B, the light output from the light emitting element is shielded by the disk or passes through the slit, so that the pulse width and period of the pulse signal b depends on the rotation speed of the stepping motor B. Will change.
[0024]
The stepping motor drive device A is configured to step out of the stepping motor B based on the pulse signal b and the rotation command pulse a output from the encoder 200 by adding a later-described component to the basic configuration described above. A function for determining the presence or absence of signs (here, two types of overload step-out signs and over-vibration step-out signs) and stepping motor B is stopped when stepping motor B is determined to have stepped out, while stepping out When it is determined that there is a sign of this, the stepping motor B is controlled so that the step-out does not occur.
[0025]
The overload step-out sign here refers to a step-out sign that is caused by a time fluctuation of the load torque when a load torque higher than the rated torque is applied to the stepping motor B. This is a sign of step-out caused by the occurrence of the natural vibration of the stepping motor B and the temporal variation of the vibration.
[0026]
Before explaining the detailed configuration of the stepping motor drive device A, FIG. 2 to FIG. 2 show the principle by which the presence or absence of the stepping motor B step-out, overload step-out sign and over-vibration step-out sign can be determined. This will be described with reference to FIG.
[0027]
When the stepping motor B is operating normally, the rotation angle of the stepping motor B accurately changes according to the rotation command pulse a. Therefore, as shown in FIG. 2, the rotation command pulse a and the pulse signal b are kept synchronized between the two signals, and the phase difference T3 (time from the rise of the rotation command pulse a to the rise of the pulse signal b). And the phase difference T4 (time from the rise of the pulse signal b to the rise of the next rotation command pulse a) is always constant. In addition, the ratio K (= T2 / T1) between the pulse width T1 of the rotation command pulse a and the pulse width T2 of the pulse signal b is always constant.
[0028]
However, when the stepping motor B steps out, the rotation angle of the stepping motor B does not change according to the rotation command pulse a, so that the phase difference T3 and the phase difference T4 change, and accordingly, the ratio L changes. . However, when the stepping motor B steps out, only one of the phase difference T3 and the phase difference T4 does not change due to its nature. Therefore, it is possible to determine whether or not the stepping motor B has stepped out by constantly detecting only one of the phase difference T3 and the phase difference T4.
[0029]
Although the stepping motor B has not stepped out, when a load torque greater than the rated torque is applied to the stepping motor B, the pulse width T2 of the pulse signal b increases accordingly and the ratio K is increased as shown in FIG. Change and increase. Even when the frequency of the rotation command pulse a decreases, the pulse width T2 of the pulse signal b increases and the same phenomenon appears, but the pulse width T1 of the rotation command pulse a also increases at the same time, so no change appears in the ratio K. . Therefore, it is possible to determine the presence or absence of an overload step-out sign in the stepping motor B by constantly detecting an increase in the ratio K. The amount of change in the ratio K generally corresponds to the magnitude of fluctuations in the load torque when the stepping motor B is applied to the rated torque or more.
[0030]
On the other hand, if the stepping motor B has not stepped out, but a natural vibration has occurred in the motor in relation to the inertia of the entire load, the pulse width T2 of the pulse signal b periodically increases or decreases as shown in FIG. Accordingly, the ratio K changes and increases or decreases periodically. Even when the frequency of the rotation command pulse a changes, the pulse width T2 of the pulse signal b periodically increases and decreases, and the same phenomenon appears. However, since the pulse width T1 of the rotation command pulse a also changes at the same time, the ratio K changes. Does not appear. Therefore, it is possible to determine whether or not there is a sign of excessive vibration step-out in the stepping motor B by constantly detecting the periodic increase and decrease of the ratio K. The amount of change in the ratio K and the frequency of the change generally correspond to the magnitude and frequency of the vibration of the stepping motor B.
[0031]
As shown in FIG. 1, the stepping motor driving device A includes a pulse signal input unit 90 for inputting a pulse signal b output from an encoder 200 that converts the relative rotation angle of the stepping motor B into a pulse train, A synchronization determination unit 50 that determines whether or not the synchronization is established between the signal b and the rotation command pulse a as the presence or absence of the stepping motor B; the pulse width T1 of the rotation command pulse a and the pulse width of the pulse signal b When the ratio K to T2 is detected and increases or periodically increases / decreases, the determination unit 70 determines that the stepping motor B has a sign of overload step-out or over-vibration step-out, a synchronization determination unit 50, And a warning output unit 80 for outputting the determination result of the determination unit 70.
[0032]
In the determination unit 70, a portion having a function of determining an indication of an overload step-out of the stepping motor B is represented as an overload step-out indication determination unit 71, while an indication of an over-vibration step-out indication of the stepping motor B is determined. A portion having the function of performing the above is represented as an excessive vibration step-out sign determination unit 72. Similarly, in the warning output unit 80, the function for outputting the determination results of the synchronization determination unit 50, the overload step-out sign determination unit 71, and the overvibration step-out sign determination unit 72 includes the step-out warning output unit 81, The overload step out warning output unit 82 and the over vibration step out warning output unit 83 are shown.
[0033]
Furthermore, the following functions are newly added to the signal processing unit 42 of the motor control unit 40. That is, when the synchronization determination unit 50 determines that the synchronization is not established, the stepping motor B is stopped, and the overload step out sign determination unit 71 or the over vibration step out sign determination unit 72 overloads the stepping motor B. It has a function of correcting the current control value of the stepping motor B so that overload step-out or over-vibration step-out does not occur when it is determined that there is an indication of step-out or over-vibration step-out.
[0034]
Hereinafter, the above configuration of the stepping motor driving apparatus A will be described in detail.
[0035]
The pulse signal input unit 90 is a terminal for connecting to the encoder 200. The pulse signal b of the encoder 200 is input through the pulse signal input unit 90 and guided to the synchronization determination unit 50.
[0036]
As shown in FIG. 2, the synchronization determination unit 50 compares both signals when determining whether or not the synchronization is established between the pulse signal b and the rotation command pulse a as the presence or absence of the stepping motor B. In general, a configuration in which the reference clock is counted, the phase difference T3 or the phase difference T4 is measured, and a change in the measured phase difference T3 or the like is detected is used. However, here, focusing on the fact that one command pulse is sufficient for the positional deviation of the motor that needs to detect the step-out, the following simple circuit configuration is used.
[0037]
That is, as shown in FIG. 6, while using the periodic signal c instead of the pulse signal b, the excitation origin signal e is used instead of the rotation command pulse a, the two signals are compared, and the rise of the pulse signal b Is measured as the number of input pulses of the rotation command pulse a, and the change of the phase difference T3 ′ is detected.
[0038]
As described above, the periodic signal c is a signal synchronized with the rising edge of the pulse signal b, while the excitation origin signal e is the current excitation sequence that is sequentially advanced every time the rotation command pulse a is input in the excitation sequence circuit unit 41. It is a signal indicating that the step has returned to the reset position. Therefore, apart from the detection accuracy of the stepping motor B out of step, there is no problem even if the phase difference T3 'is detected instead of detecting the change in the phase difference T3.
[0039]
Specifically, the configuration is as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 6, an edge detection unit 51 that generates a periodic signal c synchronized with the rising edge of the pulse signal b and an RS type that is set at the rising edge of the periodic signal c and resets at the rising edge of the excitation origin signal e. An F / F 52, a counter 53 that counts the rotation command pulse a during a period when the output signal of the F / F 52 is active, and a register 54 that latches the count value of the counter 53 every time the periodic signal c becomes active The comparator 53 has a comparator 55 that compares the output value of the counter 53 with the output value of the register 54 and outputs the comparison result as a signal f.
[0040]
Thus, the phase difference T3 'between the periodic signal c and the excitation origin signal e is sequentially measured as the count value of the counter 53, and this count value is sequentially transferred to the register 54. Assuming that the output value of the register 54 indicating the first phase difference T3 'is Ca and the output value of the counter 53 indicating the next phase difference T3' is Cb, the comparator 55 performs a size comparison between Ca and Cb. When Ca = Cb, the comparator 55 outputs an L level signal f, while when Ca ≠ Cb, the comparator 55 outputs an H level signal f.
[0041]
When the signal f output from the synchronization determination unit 50 is at the L level, the phase difference T3 ′ (or the phase difference T3) is not changed, and the synchronization is established between the pulse signal b and the rotation command pulse a. This means that the stepping motor B has not stepped out. On the other hand, when the signal f is at the H level, a change appears in the phase difference T3 ′ (or phase difference T3), and the pulse signal b and the rotation command pulse a This means that the stepping motor B has stepped out of synchronization.
[0042]
However, although the accuracy of step-out detection is slightly reduced, a simple circuit configuration as shown in FIG. 7 may be used in place of the synchronization determination unit 50.
[0043]
As shown in FIG. 8, the synchronization determination unit 50 ′ includes an edge detection unit 51 that generates a periodic signal c synchronized with the rising edge of the pulse signal b, and a counter that starts counting the excitation origin signal e every time the periodic signal c rises. 53 ′, the register 54 that latches the count value of the counter 53 ′ every time the periodic signal c becomes active, the output value of the counter 53 ′ and the output value of the register 54 ′ are compared, and the comparison result is signaled. The comparator 55 is configured to output as f.
[0044]
That is, the period T5 indicating the period of the periodic signal c is sequentially measured as the count value 53 'of the counter, and this count value is sequentially transferred to the register 54'. Assuming that the output value of the register 54 'indicating the first period T5 is Ca and the output value of the counter 53' indicating the next period T5 'is Cb, the comparator 55 performs a size comparison between Ca and Cb. When Ca = Cb, the comparator 55 outputs an L level signal f, while when Ca ≠ Cb, the comparator 55 outputs an H level signal f.
[0045]
When the signal f output from the synchronization determination unit 50 ′ is at the L level, there is no change in the period T5, and the synchronization is established between the pulse signal b and the rotation command pulse a, and the stepping motor B is disconnected. On the other hand, when the signal f is at the H level, a change appears in the period T5, and the pulse signal b and the rotation command pulse a are not synchronized. It means that you are out of step.
[0046]
The synchronization determination unit 50 ′ can determine whether or not the stepping motor B has stepped out based on the change in the period T5 because the number of pulses of the command pulse signal a that enters between the cycles of the pulse signal b depends on the motor. This is based on the fact that it is constant regardless of the rotational speed.
[0047]
As shown in FIG. 9, the determination unit 70 receives the pulse signal b and receives the pulse width data generation unit 1 that detects the pulse width T2 every time the signal is input, and the excitation origin signal e. Each time the same signal is input, a speed command generator 2 that detects the cycle as a speed command value v, and a register group 3 that sequentially latches the data of the pulse width T2 detected by the pulse width data generator 1; The register group 4 that sequentially latches the data of the speed command value v detected by the speed command generation unit 2, the temporal change of the pulse width T and the speed command value v, and signs of overload step-out and over-vibration step-out All combinations of the correspondence relationship with the presence or absence of data are recorded in advance as a data table (referred to as the first database), and both data groups latched in the register groups 3 and 4 are guided to the input address. 5 and outputs the high-order bit data included in the data read from the memory 5 (data indicating the presence or absence of signs of overload step-out and over-vibration step-out) as signals g and h. It has become.
[0048]
In order to determine whether or not there is an indication of overload step-out or over-vibration step-out, an increase in the ratio K between the pulse width T1 of the rotation command pulse a and the pulse width T2 of the pulse signal b or periodic fluctuations are detected. It is mentioned above that is necessary. In the determination unit 70, as described above, the speed command value v (here, the period of the excitation origin signal e) included in the rotation command pulse a is used instead of the pulse width T1 of the rotation command pulse a. Moreover, when calculating the ratio K by calculation, it does not take a form of directly detecting an increase in the ratio K or a periodic increase / decrease, and the time of the pulse width T and speed command value v latched in the register groups 3 and 4 is not taken. Bit data indicating the presence or absence of signs of overload step-out and over-vibration step-out is obtained by a method of accessing the memory 5 based on each piece of information indicating the process of various changes.
[0049]
That is, the register group 4 is latched with information (referred to as information 1) indicating a process of temporal change of the speed command value v (corresponding to the pulse width T1 of the rotation command pulse a) included in the rotation command pulse a. On the other hand, information (referred to as information 2) indicating the process of temporal change of the pulse width T2 of the pulse signal b is latched in the register group 3.
[0050]
When there is no temporal change in the speed command value v included in the rotation command pulse a and the pulse width T2 of the pulse signal b, the data of each speed command value v included in the information 1 is the same while the information 2 The pulse widths T2 included in the same are also the same. At this time, bit data indicating that there is no sign of overload step-out and over-vibration step-out is read from the memory 5.
[0051]
Further, when the pulse width T2 of the pulse signal b increases with time with respect to the speed command value v included in the rotation command pulse a, the speed command values v included in the information 1 are the same or In contrast to the change, each pulse width T2 included in the information 2 greatly increases. At this time, bit data indicating that there is an indication of an overload step-out is read from the memory 5. .
[0052]
On the other hand, when the pulse width T2 of the pulse signal b periodically increases or decreases with respect to the speed command value v included in the rotation command pulse a, the speed command values v included in the information 1 are the same or change. On the other hand, since each pulse width T2 included in the information 2 periodically increases and decreases, at this time, bit data indicating that there is a sign of excessive vibration out-of-step is read from the memory 5.
[0053]
The bit data read out from the memory 5 in this way are the signals g and h, and the signal g indicates the determination result of the presence or absence of an overload step-out sign, while the signal h indicates the presence or absence of an over-vibration step-out sign. The determination result is shown.
[0054]
In addition to the first database, the memory 5 of the determination unit 70 includes an overload step-out or over-vibration when there is a change over time of the pulse width T and the speed command value v and an indication of overload step-out or over-vibration step-out. All combinations of the correspondence relationship with the correction information related to the current control value necessary to prevent step-out are recorded in advance as a database (referred to as a second database). The second database is used by the signal processing unit 42. That is, the memory 5 is shared between the determination unit 70 and the signal processing unit 42.
[0055]
In order to suppress an excessive torque output in the vicinity of the medium speed region of the stepping motor B, the signal processing unit 42 records in advance as a database all combinations of the current setting value and the correspondence relationship between the speed command value v and the optimum current control value. The memory 7 in which the current set value data and the speed command value v data output from the speed command generation unit 2 are guided to the input address, the second database, and the register group 3 are recorded in advance. 4, the memory 5 in which each output data is guided to the input address, the data read from the memory 7, and the data indicating the correction information read from the memory 5 are subtracted to obtain an optimum current corrected. The configuration includes a subtractor 8 that outputs a control value to the control signal generation unit 43 and a reset circuit 9 provided between the subtractor 8 and the control signal generation unit 43. . The reset circuit 9 resets the optimum current control value input to the control signal generation unit 43 only when the signal h is at the H level, and the stepping motor B is thereby stopped.
[0056]
The optimum current control value read from the memory 7 changes according to the current set value and the current speed command value v, and the motor current is controlled through the motor output current control circuit 20 based on this value. It has become. Therefore, an excessive torque output is suppressed even when the stepping motor B reaches the vicinity of the medium speed region, and an approximately uniform output torque is obtained from the low speed region to the high speed region, and the heat generation of the stepping motor driving device A and the stepping motor B is generated. The amount is reduced.
[0057]
When the synchronization determination unit 50 determines that the stepping motor B has stepped out during the operation of the stepping motor B, the reset circuit 9 operates through the signal f output from the synchronization determination unit 50. When the reset circuit 9 operates, the current set value input to the control signal generation unit 43 is reset regardless of the operation of the memory 7 or the like, and the motor current output from the power supply circuit 10 in accordance with this resets the motor output current control. Interrupted by circuit 20. Since no motor current is supplied to the motor drive circuit 30, the stepping motor B is stopped.
[0058]
In addition, even when the synchronization determination unit 50 does not determine that the stepping motor B has stepped out, if there is an indication of overload stepping out or excessive vibration stepping out, the information 1 and register group 4 from the memory 5 are registered. The correction information regarding the current control value corresponding to the information 2 of 3 is output. Then, the optimum current control value output from the memory 7 is corrected by the correction information output from the memory 70 by the subtractor 8, and the motor output current control circuit 20 is based on the corrected optimum current control value. To adjust the motor current. This suppresses the occurrence of overload step-out or over-vibration step-out.
[0059]
In the signal processing unit 42, the ratio K (= T2 / T1) between the pulse width T1 of the rotation command pulse a and the pulse width T2 of the pulse signal b is suppressed in preventing the occurrence of overload step-out or over-vibration step-out. A fuzzy control is used in which fuzzy inference is performed to keep the motor constant, and the motor current is controlled based on the inference result. The antecedent part of fuzzy inference is information 1 and 2 latched in the register groups 3 and 4, while the consequent part is correction information related to the current control value. All combinations of input values and output values of fuzzy reasoning are obtained in advance and recorded in the memory 5 in advance.
[0060]
Since the signal processing unit 42 performs the fuzzy control as described above, when there is an indication of an overload step-out, the motor current increases in accordance with the magnitude of the load torque fluctuation, When there is a sign, the motor current decreases according to the magnitude of the vibration of the stepping motor B. Therefore, even if an overload step-out or over-vibration sign appears during the operation of the stepping motor B, it is resolved over time unless it is a large overload or over-vibration. Occurrence of vibration step-out is suppressed.
[0061]
Here, the optimum current control value output from the memory 7 when the sign of overload step-out or over-vibration step-out appears is the pulse width T1 of the rotation command pulse a and the pulse width T2 of the pulse signal b. Although the correction is made so that the ratio K (= T2 / T1) is constant, the rotational speed command value of the stepping motor B may be corrected instead or simultaneously.
[0062]
The method for correcting the rotational speed command value in this case is exactly the same as the current control value described above. That is, the excitation sequence control unit 41 is controlled based on the correction information related to the rotational speed command value output from the memory 7 when the sign of overload step-out or over-vibration step-out appears, and the frequency of the phase excitation signal d is set. Try to adjust. In particular, when there is an indication of over-vibration step-out, this can be effectively suppressed.
[0063]
The warning output unit 80 includes a signal f indicating the determination result of the synchronization determination unit 50, a signal g indicating the determination result of the overload step out sign determination unit 71, and a determination result of the over vibration step out sign and over vibration step out sign determination unit 72. Is input. The warning output unit 80 is a circuit for lighting a terminal, a light emitting element and the like for outputting these signals to the outside. When signal f or signal g becomes active (indicating that there is a sign of overload step-out or over-vibration step-out) and then signal f becomes active (indicates that step-out has occurred) Unless the reset switch or the like is turned on, the external outputs of these signals are maintained.
[0064]
In the case of the stepping motor driving apparatus A configured as described above, the pulse signal b is input from the encoder 200, and the stepping motor B is controlled so as not to step out using the pulse signal b. This is not a closed loop control as in the conventional device because the absolute rotation angle is not monitored. In particular, as long as the absolute rotation angle of the stepping motor B is not monitored, unlike a conventional apparatus, a large counter with a long bit is unnecessary. Therefore, the circuit scale is smaller than that of the conventional device, including the use of a memory for performing fuzzy control, and the device can be reduced in size and cost.
[0065]
Further, in order to suppress the occurrence of step out of the stepping motor B, it is determined whether or not there is an indication of overload step-out or over-vibration step-out, and appropriate control according to the type is performed. The ratio of stepping motor B stepping out compared to the device was reduced. In addition, when the stepping motor B steps out, the fact is output to the outside through the step-out warning output unit 81, and the motor stops immediately, so that the load side that may be caused by the deviation of the rotation angle of the rotor It has become possible to minimize the effects of. In this case, when the stepping motor B is driven again, it is necessary to eliminate the cause of the step-out, but the step-out out-of-step warning output unit 82 or the excessive vibration step-out warning output unit 83 is out of step. Since the type of is easily understood, necessary countermeasures can be taken promptly. In these respects, it has become possible to improve the performance of the apparatus as compared with the conventional apparatus.
[0066]
As shown in FIG. 1, the synchronization determination unit 50, the warning unit 70, and the warning output unit 80 of the stepping motor driving device A are components of the stepping abnormality detection device C together with the encoder 200. That is, the main part of the stepping abnormality detection device C is included in the stepping motor driving device A. Instead of such a configuration, a configuration in which both devices are completely separated as shown in FIG. 10 may be adopted. The configuration of both apparatuses in this case is as follows.
[0067]
The stepping abnormality detection device C ′ has a basic configuration including an encoder 200, a synchronization determination unit 50, a determination unit 70, and a warning output unit 80, and may be attached to the stepping motor B or externally attached. May be. However, since the apparatus does not include the excitation sequence control unit 41, it is necessary to add a function of generating the excitation origin signal e from the rotation command pulse a to the determination unit 70 of the apparatus.
[0068]
On the other hand, unlike the apparatus shown in FIG. 1, the stepping motor driving apparatus A ′ does not include the synchronization determination unit 50, the determination unit 70, and the warning output unit 80, and instead of the stepping abnormality detection apparatus C ′. A step-out warning input unit which is a terminal for inputting the signals f, g, and h output from the step-out warning output unit 81, the overload step-out warning output unit 82, and the over-vibration step-out warning output unit 83, respectively. 100, an overload step-out warning input unit 110, and an over-vibration step-out warning input unit 120 are provided.
[0069]
Even the stepping motor driving device A ′ shown in FIG. 10 operates exactly the same as the case shown in FIG. 1, and produces the same effect.
[0070]
【The invention's effect】
As mentioned above, Claim 1 of this invention,2 and 3In the stepping motor abnormality detection device according to the above, the stepping motor is determined to be out of step depending on whether the pulse signal output from the encoder is synchronized with the rotation command pulse of the stepping motor. Therefore, unlike the conventional example, a counter with a large bit length or the like is not necessary. Along with this, the circuit scale is reduced, and the apparatus can be reduced in size and cost.
[0071]
In addition, since it is configured to determine whether or not the stepping motor has stepped out and to output the determination result, the influence on the load side that can be caused by the stepping motor stepping out and the rotational angle deviation of the rotor is minimized. Therefore, the performance of the apparatus can be improved.
[0072]
Claims of the invention4In the case of the stepping motor abnormality detection device according to the present invention, the presence or absence of an overload step-out sign of the stepping motor is determined and the determination result is output.And 3In addition to the above effects, even if the stepping motor steps out, the type of the stepping motor can be easily identified, and countermeasures required in the event of overload step-out can be taken quickly. It becomes possible.
[0073]
In the case of the stepping motor abnormality detection device according to claim 5 of the present invention, since it is configured to determine whether or not there is a sign of excessive vibration step-out of the stepping motor and output the determination result, the effect of claim 1 is achieved. In addition, even if the stepping motor steps out, the type of the stepping motor can be easily identified, and the countermeasures required at the time of stepping out of excessive vibration can be taken quickly. In this respect, the performance of the device can be improved. It becomes possible.
[0074]
Claims of the invention6In the case of the stepping motor driving apparatus according to the present invention, it is determined whether or not the stepping motor is out of step depending on whether the pulse signal output from the encoder and the rotation command pulse of the stepping motor are synchronized. Therefore, unlike the case of the conventional example, it is not necessary to monitor the absolute rotation angle of the stepping motor, and a counter having a large bit length is not required. Along with this, the circuit scale is reduced, and the apparatus can be reduced in size and cost.
[0075]
In addition, the stepping motor is judged to be out of step, and the stepping motor is stopped at the time of stepping out. Therefore, the influence on the load side that can be caused by the stepping motor stepping out and the rotation angle deviation of the rotor is minimized. Therefore, the performance of the apparatus can be improved.
[0076]
Claims of the invention7In the case of the stepping motor driving apparatus according to the present invention, it is determined whether or not the stepping motor is out of step depending on whether the pulse signal output from the encoder and the rotation command pulse of the stepping motor are synchronized. Therefore, the same effect as that of claim 6 is obtained. In addition, it is configured to determine whether or not there is an indication of an overload step-out of the stepping motor and to control so that no overload step-out occurs when an overload step-out sign appears. Thus, the rate of stepping motor step-out can be reduced, and the performance of the apparatus can be improved in this respect.
[0077]
Claims of the invention8In the case of the stepping motor driving apparatus according to the present invention, it is determined whether or not the stepping motor is out of step depending on whether the pulse signal output from the encoder and the rotation command pulse of the stepping motor are synchronized. So claims6Has the same effect as In addition, it is configured to determine whether or not there is an indication of over-vibration step-out of the stepping motor and to prevent over-vibration out-of-step when there is an indication of over-vibration out-of-step, compared to conventional devices Thus, the rate of stepping motor step-out can be reduced, and in this respect, the performance of the apparatus can be improved.
[0078]
In the case of the stepping motor driving apparatus according to claim 9 of the present invention, the stepping motor is configured to output the determination result of whether or not the stepping motor is out of step. Therefore, it is possible to minimize the influence on the load side that can be caused by the deviation of the rotation angle of the rotor, and it is possible to improve the performance of the apparatus.
[0079]
Claim 1 of the present invention0In the case of the stepping motor driving apparatus according to the present invention, the stepping motor is stopped when the stepping motor is stepped out, so that the influence on the load side that can be caused by the stepping motor stepping out and the rotational angle deviation of the rotor is minimized. Therefore, the performance of the apparatus can be improved.
[0080]
Claims of the invention11In the case of the stepping motor driving apparatus according to the present embodiment, the stepping motor is controlled so that the overload step-out does not occur when a sign of the overload step-out appears in the stepping motor. The proportion of adjustment can be reduced, and in this respect, the performance of the apparatus can be improved.
[0081]
Claims of the invention12With the stepping motor driving apparatus according to the present invention, the stepping motor is controlled so that no excessive vibration step-out occurs when a sign of excessive vibration step-out appears in the stepping motor. The proportion of adjustment can be reduced, and in this respect, the performance of the apparatus can be improved.
[0082]
Claims of the invention13In the case of the stepping motor driving apparatus according to claim 1, the stepping motor is configured to output the determination result of the presence or absence of step-out of the stepping motor.10, 11 or 12In addition to the above effects, the stepping motor can be out of step and the influence on the load side that can be caused by the deviation of the rotation angle of the rotor can be minimized. In this respect, the performance of the device can be improved. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention, and is a configuration diagram of a stepping motor driving device and a stepping motor abnormality detection device.
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle by which the presence or absence of a stepping motor step-out can be detected by the apparatus, and is a timing chart of rotation command pulses and pulse signals.
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle by which the device can detect a sign of an overload step-out of a stepping motor, and is a waveform diagram of a pulse signal.
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle by which the apparatus can detect a sign of an over-vibration stepping of a stepping motor, and is a waveform diagram of a pulse signal.
FIG. 5 is a block diagram of a synchronization determination unit of the stepping motor driving device.
FIG. 6 is a timing chart of various signals of a synchronization determination unit of the apparatus.
FIG. 7 is a block diagram showing a modification of the synchronization determination unit of the apparatus.
FIG. 8 is a timing chart of various signals of the synchronization determination unit of the apparatus.
FIG. 9 is a block diagram of a determination unit and a signal processing unit of the apparatus.
FIG. 10 is a configuration diagram for explaining another embodiment of the stepping motor driving device and the stepping motor abnormality detection device.
[Explanation of symbols]
A Stepping motor drive device
a Rotation command pulse
b Pulse signal
40 Motor controller
50 Synchronization judgment unit
60 judgment part
70 Warning output section
90 Pulse signal input section
B Stepping motor
200 Encoder
C Stepping motor abnormality detector

Claims

An encoder that converts the rotation of the stepping motor into a pulse train and outputs it as a pulse signal, and determines whether the stepping motor is out of sync or not is synchronized between the pulse signal and the rotation command pulse of the stepping motor A synchronization determination unit; and a step-out warning output unit for outputting a determination result of the synchronization determination unit. (= T2 / T1) is detected, and based on the detection result, it is determined whether or not synchronization is established between the pulse signal and the rotation command pulse of the stepping motor. An abnormality detection device for stepping motors.

2. The stepping motor abnormality detection device according to claim 1, wherein the synchronization determination unit is input between a rising edge of a pulse of a pulse signal and a rising edge of a pulse of an excitation origin signal of an excitation sequence generated according to a rotation command pulse. An abnormality detecting device for a stepping motor , wherein the number of command pulses to be counted is counted and a change in the counted value is detected as a change in the ratio K.

2. The stepping motor abnormality detection device according to claim 1, wherein the synchronization determination unit counts the number of pulses of the excitation origin signal input between the rising edge of the pulse of the pulse signal and the rising edge of the next pulse. An abnormality detection device for a stepping motor, wherein a change in a count value is detected as a change in a ratio K.

4. The stepping motor abnormality detecting device according to claim 1, wherein when the ratio K (= T2 / T1) between the pulse width T1 of the rotation command pulse and the pulse width T2 of the pulse signal is increased, the stepping motor is turned on. An overload step-out sign determination unit that determines that there is an overload step-out sign and an overload step-out warning output unit that outputs a determination result of the overload step-out sign determination unit An abnormality detection device for stepping motors.

4. The stepping motor abnormality detection device according to claim 1, wherein a ratio K (= T2 / T1) of a pulse width T1 of a rotation command pulse and a pulse width T2 of the pulse signal is periodically increased or decreased. Sometimes, the stepping motor has an over-vibration out-of-step sign determination unit that determines that there is an over-vibration out-of-step sign, and an over-vibration out-of-step warning output unit for outputting the determination result of the over-vibration out-of-step sign determination unit An abnormality detection device for a stepping motor characterized by the above.

A stepping motor driving apparatus for driving a stepping motor according to an input rotation command pulse, a pulse signal input unit for inputting a pulse signal output from the encoder of claim 1, and A stepping motor drive apparatus comprising: a synchronization determination unit; and a motor control unit having a function of stopping a stepping motor when the synchronization determination unit determines that synchronization is not established.

In the stepping motor driving apparatus for driving the stepping motor in accordance with the input rotation command pulse, the pulse signal input unit according to claim 6, the synchronization determination unit according to claim 1, 2, or 3, and the overload release according to claim 4 Step control motor current control value and / or rotational speed so that overload step-out does not occur when the sign determination unit and overload step-out sign determination unit determine that there is an overload step-out sign in the stepping motor A stepping motor driving apparatus comprising: a motor control unit having a function of correcting a command value .

In the stepping motor driving apparatus for driving the stepping motor in accordance with the inputted rotation command pulse, the pulse signal input unit according to claim 6, the synchronization determination unit according to claim 1, 2, or 3, and the over-vibration elimination of claim 5. Step control motor current control value and / or rotation speed command so that over-vibration step-out does not occur when the sign-sign determination unit and vibration step-out sign determination unit determine that there is a sign of over-vibration step-out. And a motor control unit having a function of correcting the value .

9. The stepping motor driving apparatus according to claim 6, further comprising a warning output unit for outputting at least a determination result of the synchronization determination unit .

In a stepping motor driving apparatus Ru drives the stepping motor according to the input rotation command pulse, the determination of the synchronization determination section that is output from the step-out alarm output of the abnormality detecting apparatus for a stepping motor according to claim 1, 2 or 3 A stepping motor comprising: a step-out warning input unit for inputting a result; and a motor control unit having a function of stopping the stepping motor when the synchronization determination unit determines that synchronization is not established. Drive device.

5. A stepping motor driving apparatus for driving a stepping motor according to an input rotation command pulse, wherein the overload step-out for inputting the determination result of the overload step-out warning output unit of the stepping motor abnormality detection device according to claim 4 is provided. When the warning input unit and the overload step-out indication determination unit determine that the stepping motor has an indication of overload step-out, the current control value and / or rotation speed of the stepping motor is prevented so that no overload step-out occurs. A stepping motor driving apparatus comprising: a motor control unit having a function of correcting a command value .

6. A stepping motor driving apparatus for driving a stepping motor according to an input rotation command pulse, wherein the overvibration step-out for inputting the determination result of the over-vibration out-of-step warning output unit of the stepping motor abnormality detection device according to claim 5 is provided. Stepping motor current control value and / or rotational speed command so that over-vibration step-out does not occur when the warning input unit and over-vibration step-out sign determination unit determine that there is an indication of over-vibration step-out. And a motor control unit having a function of correcting the value .

13. The stepping motor drive apparatus according to claim 10, 11 or 12, further comprising a warning output unit for outputting at least a determination result of the synchronization determination unit .