JPH01214299A - ステッピングモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 高速回転用ステッピングモータを脱調させることなく運
転するステッピングモータの制御装置に関し、 高速回転用ステッピングモータの駆動用パルス間隔を正
確にして、ステッピングモータの回転を円滑に制御する
ことを目的とし、 ステッピングモータの運転状態に応じた駆動パルス間隔
を記憶する記憶手段と、起動信号により起動されると、
起動前に与えられた設定値まで計数した後に信号を出力
する第１の計数手段と、前記第１の計数手段の出力によ
り起動され、予め定められた値まで計数した後に前記第
１の計数手段に前記起動信号を出力する第２の計数手段
と、ステッピングモータの運転状態に応じて、前記駆動
パルス間隔に基づ（設定値を演算してこれを前記第１の
計数手段に与えると共に、この第１の計数手段からの信
号に応じて前記ステッピングモータを駆動する制御回路
とから構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はステッピングモータの制御装置に関し、特に、
高速回転用ステッピングモータを脱調させることなく運
転するステッピングモータの制御装置に関する。

ステッピングモータはパルスにより駆動され、総回転角
は入力パルスの総数に比例し、その回転速度は入力パル
ス信号のパルスレートに比例するものである。従って、
ステッピングモータの駆動はフィードバック機構を必要
とせず、オープンループ制御が可能であり、ステッピン
グモータは近年、ＯＡ、ＦＡ関係の駆動源として速度制
御及び位置決め制御に広く用いられている。

このようなステッピングモータの中にはプリンタ装置等
の紙の搬送用に使用される高速定回転形のものがあり、
この高速定回転形のステッピングモータは、いきなり高
速度で回転させようしたりいきなり速度を低下させよう
とすると、モータが追従できず脱調を起こす。このため
、高速定回転形のステッピングモータでは定速度に至る
までの加速、あるいは定速度からの減速時にパルス間隔
を変更して円滑な加速、円滑な減速を行わせており、正
確な加減速制御および定速回転制御が望まれている。

〔従来の技術〕

ステッピングモータを脱調させることなく、円滑に加速
（減速）を行わせるために、ステッピングモータを最初
低い（高い）周波数で起動（減速）し、徐々にステッピ
ングモータの回転速度を示すステップレートを上げて（
下げて）いく方法が知られている。

第４図は従来のステッピングモータの加速時のパルスタ
イミングを示すものである。この制御では最初に与える
パルスＰ１と次に与えるパルスＰ２とのパルス間隔Ｔ、
を最ｔ４＜　Ｌ、パルスＰ２とパルスＰ。

とのパルス間隔Ｔ２をこれより短くするというように、
以後パルス間隔を次第に短（していってステッピングモ
ータの回転速度を次第に増大してい（。

そして、ステッピングモータの回転速度が所定値ｆｓに
達した時点から後は、パルス間隔を一定にしてステッピ
ングモータの回転速度を一定に保持するようにしている
。

この第４図に示すパルス列を作るために、従来は第５図
に示すような駆動装置が用いられている。

この装置は、ステッピングモータの運転状態に応じた適
正なパルス間隔が記憶されたメモリ４を備えた制御回路
３と、時間を計数するタイマ７とステッピングモータ５
を駆動するための電力増幅部６とを備えているものであ
る。

そして、タイマ７により作られたパルス列は、第６図に
示すようにｌＮＴｌ信号として制御回路３に伝わり、制
御回路３ではこの信号を基に割込解析を行う。制御回路
３はこの割込解析の実行によりステッピングモータ５を
駆動する相データをセットし、この後、新たなタイマ値
Ｂをタイマ７にセットしてタイマ７に次のｌＮＴｌ信号
を発生させる。

制御回路３がタイマ７にセットするタイマ値Ｂはメモリ
４の内容により徐々に小さくされるので、ｌＮＴｌ信号
のパルス間隔Ｂ０は次第に小さくなり、ステッピングモ
ータ５の円滑な加速が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来の駆動装置では、ｌＮＴｌ信号のパルス
間隔Ｂ０が、割込解析時間Ａとタイマ値Ｂとの和となる
ために、パルス間隔Ｂ０の変化が制御１回路３のメモリ
４に記憶されたパルス間隔と一致しないという課題があ
る。即ち、割込解析時間Ａが無視できれば、Ｂ、＝Ｂと
なってパルス間隔Ｂ０の変化が制御回路３のメモリ４に
記憶されたパルス間隔と一致するが、割込解析時間Ａは
無視できない上に、割込解析時間Ａの値は第５図に示し
た制御回路３への割込の数（ＩＮＴＩ、ＩＮＴ２．１Ｎ
Ｔ３・・・）やアルゴリズムにより変化し、一定ではな
いのでパルス間隔Ｂ０が制御回路３のメモリ４に記憶さ
れたパルス間隔と一致しなくなってしまうのである。

そして、このようにパルス間隔Ｂ０が制御回路３のメモ
リ４に記憶されたパルス間隔と一致しないと、ステッピ
ングモータ５の円滑な加速成いは減速が行えなくなった
り、また、パルス間隔Ｂ０の短いステッピングモータ５
の高速回転時にステッピングモータ５が定速度で回転し
なくなるのである。

本発明の目的は、前記従来のステッピングモータの制御
装置の有する課題を解消し、高速回転用ステッピングモ
ータの駆動用パルス間隔を正確にして′、ステッピング
モータの回転を円滑に制御することができる優れたステ
ッピングモータの制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段］ 前記目的を達成する本発明のステッピングモータの制御
装置の構成が第１図に示される。

記憶手段４はステッピングモータ５を定速まで加速、或
いは定速から減速させる駆動パルス間隔を記憶する。ま
た、第１の計数手段１は起動信号により起動されると、
起動前に与えられた設定値まで計数した後に信号を出力
し、第２の計数手段２は前記第１の計数手段ｌの出力に
より起動され、予め定められた値まで計数した後に前記
第１の計数手段１に前記起動信号を出力する。そして、
制御回路３はステッピングモータ５の加速、減速の状態
に応じて、前記駆動パルス間隔に基づく設定値を演算し
てこれを前記第１の計数手段１に与えると共に、この第
１の計数手段ｌからの信号に応じて前記ステッピングモ
ータ５を駆動する。このようにしてステッピングモータ
５は脱調することなく円滑に加速、減速成いは定速運転
される。

〔作用〕

本発明のステッピングモータの制御装置では第１と、第
２の２つのタイマが使用されており、第２のタイマは起
動されると常に一定の時間を計数し、計数が終了すると
第１のタイマを起動する信号を出力する。制御回路はこ
の第２のタイマの計数開始により処理を開始し、第２の
タイマの計数時間内にステッピングモータの相データの
セットと第１のタイマの計数時間のセットを行う。第１
のタイマは第２のタイマの計数終了により起動され、制
御回路によって第２のタイマの計数時間内に制御回路に
よりセットされた計数時間を計数して、計数が終了する
と第２のタイマを起動すると共に、制御回路にステッピ
ングモータの駆動信号を出力する。この結果、本発明で
は第２のタイマの計数時間と第１のタイマの計数時間の
和が、次のステッピングモータの駆動パルス間隔となる
。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第２図は本発明のステッピングモータの制御装置の構成
を示すブロック図であり、従来のステッピングモータの
制御装置と同じ構成部材に付いては同じ符号を付しであ
る。

第２図の回路には、ステッピングモータを加減速成いは
定速度運転する適正なパルス間隔が記憶されたメモリ４
を備えた制御回路３と、時間を計数する第１のタイマ１
と第２のタイマ２、及びステッピングモータ５を駆動す
るための電力増幅部６とが備えられている。

制御回路３はステッピングモータ５の運転状態に応じて
、メモリ４に記憶されたステッピングモータを加減速成
いは定速度運転する適正なパルス間隔に基づいた計数（
Ｉ！！ｃＩＮを、第１のタイマ１にセットすることがで
きるようになっている。第１のタイマ１はセットされた
計数値ＣＩＮまで計数すると信号を出力し、この信号は
制御回路３にｌＮＴｌ信号として入力されると共に、第
２のタイマ２に起動信号として入力されるようになって
いる。第２のタイマ２には計数時間Ｃ２が固定値として
予め設定されており、第２のタイマ２は起動されるとこ
の計数時間Ｃ２を計数した後、信号を第１のタイマｌに
出力する。この第２のタイマ２からの出力は第１のタイ
マｌの起動信号となるものである。

また、制御回路３にはセンサ等からの他の割込信号ＩＮ
Ｔ２．　ＩＮＴ３・・・が入力されているが、これらは
本発明に関係がないのでその説明は省略する。

なお、本発明の第２のタイマ２に設定された計数時間Ｃ
２は、制御回路３の割込解析時間Ａの最大値よりも大き
くなければならず、また、第１のタイマ１から出力され
るｌＮＴｌ信号の最小のパルス間隔Ｂ、よりも小さくな
ければならない。

次に以上のように構成された本発明のステッピングモー
タの制御装置の動作を第３図を用いて説明する。

第３図は加速状態にあるステッピングモータ５の制御動
作を示すものである。第１のタイマ１からｌＮＴｌ信号
が出力されこの信号が制御回路３に入力されると、この
信号により制御回路３が割込解析を実行し、制御回路３
はこの割込解析の実行によりステッピングモータ５を駆
動する相データφをセントすると共に、ステッピングモ
ータ５の運転状態に基づいてメモリ４から読み出した第
１のタイマ１の計数値ＣＩＩを第１のタイマ１にセット
する。

第１のタイマ１から出力されるｌＮＴｌ信号は第２のタ
イマ２にも入力されるようになっており、このｌＮＴｌ
信号が入力されると第２のタイマ２は予め定められた計
数値Ｃ２の計数を開始する。前述の制御回路３の割込解
析、相データφのセットおよび計数値Ｃ１＋のセットは
この第２のタイマ２の計数時間Ｃ２内に全て終了する。

第２のタイマ２が計数時間Ｃ２の計数を終了すると、第
２のタイマ２からは第１のタイマ１の起動信号が出力さ
れ、第１のタイマ１が計数を開始する。この時第１のタ
イマ１が計数する時間は、制御回路３によってセットさ
れた計数値ＣＬであり、第１のタイマ１は計数値Ｃ１□
の計数を終了すると、ｌＮＴｌ信号を出力する。

前回筒１のタイマ１から出力されたｌＮＴｌ信号と今回
のｌＮＴｌ信号とのパルス間隔Ｂ、は第１のタイマ１の
計数時間ＣＩＩ　と第２のタイマ２の計数時間Ｃ２の和
になる。

このようにして第１のタイマ１からｌＮＴｌ信号が出力
されると、前記同様に制御回路３が割込解析を実行し、
ステッピングモータ５を駆動する相データφをセットす
ると共に、ステッピングモータ５の運転状態に基づいて
メモリ４から読み出した第１のタイマ１の計数値Ｃ１□
を第１のタイマ１にセットする。前述のようにステッピ
ングモータ５は加速中であるから、この時制御回路３に
よって第１のタイマ１にセットされる計数値Ｃ１□は前
回の計数値Ｃ１，よりも小さい値である。

そして、前記同様に第１のタイマ１から出力されるｌＮ
Ｔｌ信号により第２のタイマ２は予め定められた計数４
ＭＣ２の計数を開始し、第２のタイマ２が計数時間Ｃ２
の計数を終了すると、第２のタイマ２からは第１のタイ
マ１の起動信号が出力され、第１のタイマ１が計数を開
始する。この時第１のタイマ１が計数する時間は、制御
回路３によってセットされた計数値Ｃ１□である。

以後同様の動作が繰り返され、第２のタイマ２の計数時
間Ｃ２は変わらないが、第１のタイマ１の計数時間Ｃ１
，はステッピングモータ５が定速度に達するまで減少し
続ける。そして、ステッピングモータ５が定速度で運転
されている時は第１のタイマ１にセットされる計数時間
Ｃ１，は一定の値となり、ステッピングモータ５が減速
運転される時は第１のタイマ１の計数時間Ｃ１，４は次
第に増加することになる。

このように、本発明のステッピングモータの制御装置に
よれば、ステッピングモータ５がどのような運転状態に
あろうとも、ステッピングモータ５の駆動パルスの間隔
ＢＮは、第１のタイマ１から出力されるｌＮＴｌ信号と
ｌＮＴｌ信号とのパルス間隔であり、全て既知の量であ
る第１のタイマ１の計数時間Ｃ１ｓと第２のタイマ２の
計数時間Ｃ２との和となる。従って、本発明のステッピ
ングモータの制御装置では、パルス間隔ＢＮが制御回路
３のメモリ４に記憶されたパルス間隔に基づいた正確な
値になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明ステッピングモータの制御装
置によれば、高速回転用ステッピングモータの駆動用パ
ルス間隔を正確にして、ステッピングモータの回転を円
滑に制御することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のステッピングモータの制御装置の原理
ブロック図、第２図は本発明のステッピングモータの制
御装置の構成を示す図、第３図は第２図の装置の動作を
示すタイムチャート、第４図は高速回転形ステッピング
モータの加速時のパルスタイミングを示す図、第５図は
従来のステッピングモータの制御装置の構成図、第６図
は第５図の制御装置の動作を示すタイムチャートである
。 １・・・第１のタイマ、２・・・第２のタイマ、３・・
・制御回路、４・・・メモリ、５・・・ステッピングモ
ータ、７・・・タイマ。 特　　許　　出　　願　　人 富士通株式会社 特許出願代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ステッピングモータ（５）を脱調させることなく、円
   滑に運転させる制御装置であって、 ステッピングモータ（５）の運転状態に応じた駆動パル
   ス間隔を記憶する記憶手段（４）と、 起動信号により起動されると、起動前に与えられた設定
   値まで計数した後に信号を出力する第１の計数手段（１
   ）と、 前記第１の計数手段（１）の出力により起動され、予め
   定められた値まで計数した後に前記第１の計数手段（１
   ）に前記起動信号を出力する第２の計数手段（２）と、 ステッピングモータ（５）の運転状態に応じて、前記駆
   動パルス間隔に基づく設定値を演算してこれを前記第１
   の計数手段（１）に与えると共に、この第１の計数手段
   （１）からの信号に応じて前記ステッピングモータ（５
   ）を駆動する制御回路（３）と、を備えたステッピング
   モータの制御装置。