JPH0213559B2 - - Google Patents
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- JPH0213559B2 JPH0213559B2 JP5932582A JP5932582A JPH0213559B2 JP H0213559 B2 JPH0213559 B2 JP H0213559B2 JP 5932582 A JP5932582 A JP 5932582A JP 5932582 A JP5932582 A JP 5932582A JP H0213559 B2 JPH0213559 B2 JP H0213559B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors of the kind having motors rotating step by step
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はステツピングモータの閉ループ制御に
よる単ステツプ駆動に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a single step drive with closed loop control of a stepping motor.
従来ステツピングモータの単ステツプ駆動には
開ループ制御が用いられており、(1)ステツピング
モータのある相へ通電しモータを駆動させ、一定
時間後に通電を停止し、さらに一定時間後に先に
通電されていた相へ通電を再開する方式、(2)ステ
ツピングモータの2−2相励磁駆動のように常に
2相以上のコイルに通電されている場合において
それぞれの相の電流の割合を変化させることによ
つてモータの1ステツプをさらに細分割し、この
分割されたステツプ(マイクロステツプ)の分解
能でモータを制御するマイクロステツプ駆動方式
などがある。 Conventionally, open-loop control has been used to drive a stepping motor in a single step. A method of restarting energization to the energized phases; (2) changing the proportion of current in each phase when energization is always applied to two or more phase coils, such as in 2-2 phase excitation drive of a stepping motor; There is a microstep drive system in which one step of the motor is further divided into smaller steps by dividing the motor into smaller steps, and the motor is controlled with the resolution of the divided steps (microsteps).
(1)の方式は、あらかじめ実験によつて通電時間
及び通電停止時間を求め、これによつて通電時間
のシーケンスを決定する方式であるが、この方式
では、モータ負荷の変動、モータ電源電圧の変動
などによつてモータ振動の増大や、脱調などの問
題が発生し良好なステツプ応答特性を得ることが
非常に困難であり、かつ減速時におけるブレーキ
力は、モータの摩擦負荷が大部分である為、弱く
減速時間が長くなる欠点がある。 Method (1) is a method in which the energization time and energization stop time are determined in advance through experiments, and the sequence of energization time is determined based on this. It is extremely difficult to obtain good step response characteristics due to problems such as increased motor vibration and step-out due to fluctuations, and the braking force during deceleration is mostly due to the frictional load of the motor. Therefore, it has the disadvantage that it is weak and the deceleration time is long.
また(2)の方式は開ループ制御であるが、ステツ
ピングモータの1ステツプを細分割し、この分解
能でモータを制御するためモータの負荷変動や電
源電圧変動により発生する振動もステツプの分解
能が向上する割合だけ減少することから良好なス
テツプ応答が得られる。しかしこの方式は、モー
タ各相コイルの通電電流をモータのステツプ分解
能分だけ可変させる回路がモータの相数分だけ必
要となり、回路が複雑でしかも電流制御をおこな
うため発熱が大きく、コストが非常に高いなどの
欠点がある。 In addition, method (2) is open-loop control, but since one step of the stepping motor is subdivided and the motor is controlled with this resolution, vibrations caused by motor load fluctuations and power supply voltage fluctuations can be controlled with step resolution. A good step response is obtained since it is reduced by the same rate as the increase. However, this method requires as many circuits as the number of motor phases to vary the current flowing through the coils of each phase of the motor by the step resolution of the motor.The circuit is complex, and generates a lot of heat due to current control, making it very costly. It has disadvantages such as being expensive.
本発明の目的は上記不都合をなくし、ステツピ
ングモータの1ステツプ角と同様な角度分解能を
有する位置検出器を装着した、いわゆる検出角度
分解能の低いステツピングモータにおいても確実
に単ステツプ制動を可能とし、例えばデイジーホ
イールプリンターやシリアルドツトプリンターに
おいてモータ制動不良をなくし、印刷が位置ずれ
等せず所定の位置に高速かつ正確に印刷できるこ
とが可能となるステツピングモータの駆動方式を
提供することを目的とする。 An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages and to enable reliable single-step braking even in a stepping motor with a so-called low detection angle resolution, which is equipped with a position detector having an angular resolution similar to one step angle of a stepping motor. The purpose of the present invention is to provide a stepping motor drive method that eliminates motor braking failure in, for example, daisy wheel printers and serial dot printers, and enables printing at a predetermined position at high speed and accurately without positional deviation. do.
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 Examples of the present invention will be described in detail below.
第1図は本発明のステツピングモータ駆動方式
におけるステツピングモータの位置検出器とステ
ツピングモータのロータ及びステータとの位相関
係を示すもので、4は4相PM型ステツピングモ
ータのロータ、5はステータ、6がステータの
A,B相、7はステータのC,D相、8〜10が
ステツピングモータのデイテント位置を示す。 FIG. 1 shows the phase relationship between the position detector of the stepping motor and the rotor and stator of the stepping motor in the stepping motor drive system of the present invention, where 4 is the rotor of a 4-phase PM type stepping motor, and 5 is the rotor of the stepping motor. indicates the stator, 6 indicates the A and B phases of the stator, 7 indicates the C and D phases of the stator, and 8 to 10 indicate the detent positions of the stepping motor.
光学式位置検出器3は、デイテント位置間の中
点でタイミングデイスク1のスリツト2を検出し
て検出パルスを発生する様、位相調整装置11に
よつて調整されている。 The optical position detector 3 is adjusted by a phase adjustment device 11 so as to detect the slit 2 of the timing disk 1 at the midpoint between the detent positions and generate a detection pulse.
第2図は本発明のステツピングモータ駆動方式
の駆動回路であり、12はステツピングモータ、
15はステツピングモータコイル電源スイツチン
グ回路、16はExclusive OR回路(以下、EOR
回路という)、17がステツピングモータの各相
駆動パルス発生回路、18はNOR回路、21は
アツプカウンタ、22はタイミングパルス波形成
形回路、23は加速時間データから減速時間デー
タを得るために加速データからメモリアドレスを
選択する選択回路、24は減速データメモリ、2
5はパラレル入力をもつダウンカウンタ、26は
ダウンカウンタ25へのパラレル入力読込みのた
めのタイミングパルス遅延回路、28はクロツク
パルスジエネレータ、29はステツピングモータ
のスタートパルス入力端子、30はステツピング
モータの回転方向信号入力端子、31はインバー
タ回路である。減速時において逆相通電に切換え
る通電切換回路はEOR回路16と各相駆動パル
ス発生回路17によつて構成されている。 FIG. 2 shows a driving circuit of the stepping motor driving method of the present invention, where 12 is a stepping motor;
15 is a stepping motor coil power switching circuit, and 16 is an Exclusive OR circuit (hereinafter referred to as EOR).
17 is a stepper motor phase drive pulse generation circuit, 18 is a NOR circuit, 21 is an up counter, 22 is a timing pulse waveform shaping circuit, and 23 is an acceleration data generator for obtaining deceleration time data from acceleration time data. a selection circuit for selecting a memory address from 24, a deceleration data memory;
5 is a down counter with parallel input, 26 is a timing pulse delay circuit for reading parallel input to the down counter 25, 28 is a clock pulse generator, 29 is a stepper motor start pulse input terminal, 30 is a stepping motor The motor rotation direction signal input terminal 31 is an inverter circuit. An energization switching circuit that switches to reverse phase energization during deceleration is constituted by an EOR circuit 16 and each phase drive pulse generation circuit 17.
回転方向入力端子30に“HIGH”または
“LOW”の状態信号が入力された状態において、
スタートパルス入力端子29へ1発のパルスが入
力されることにより各相駆動パルス発生回路17
から回転方向に応じた隣のデイテント位置への状
態遷移の為の各相コイルの駆動パルスが出力され
る。EOR回路16はスタートパルスが入力され
た後は、R−Sフリツプフロツプ19の出力Qが
“HIGH”となつていることから回転方向信号入
力端子30から入力された回転方向を指定した出
力となつており、コイル電源スイツチング回路1
5によつてモータ12のコイルに隣のデイテント
位置への移動の為の通電が開始される。モータ軸
に直結されたタイミングデイスク1とこのデイス
ク上にモータのステツプ角と同様の角度で分割さ
れたスリツトを検出する位置検出器3はモータの
デイテント位置間の中点でタイミングパルスが出
力されるように調整されている。スタートパルス
が入力された時、アツプカウンタ21はリセツト
される。またこの時R−Sフリツプフロツプ19
の出力Qが“HIGH”となりAND回路20が
OPENとなつてパルスジエネレータ28で発生さ
れたパルスはアツプカウンタ21のクロツク入力
端子へ入力されアツプカウンタ21はカウントを
開始する。 When a “HIGH” or “LOW” status signal is input to the rotation direction input terminal 30,
By inputting one pulse to the start pulse input terminal 29, each phase drive pulse generation circuit 17
A driving pulse for each phase coil is output from the detent position for state transition to the adjacent detent position according to the rotation direction. After the start pulse is input to the EOR circuit 16, since the output Q of the R-S flip-flop 19 is "HIGH", the EOR circuit 16 outputs an output specifying the rotation direction input from the rotation direction signal input terminal 30. Coil power switching circuit 1
5 starts energizing the coil of the motor 12 for movement to the adjacent detent position. A timing disk 1 directly connected to the motor shaft and a position detector 3 that detects a slit divided at an angle similar to the step angle of the motor on this disk output a timing pulse at the midpoint between the motor detent positions. It has been adjusted as follows. When the start pulse is input, the up counter 21 is reset. Also at this time, R-S flip-flop 19
The output Q of becomes “HIGH” and the AND circuit 20
The pulse generated by the pulse generator 28 in the OPEN state is input to the clock input terminal of the up counter 21, and the up counter 21 starts counting.
モータが回転し、位置検出器14からタイミン
グパルスが出力されるとR−Sフリツプフロツプ
19の出力Qは再び“LOW”となりアツプカウ
ンタ21はカウントを停止する。この時、EOR
回路の出力が反転し、モータ各相コイルへの通電
がモータ逆方向回転の為の逆相通電に切換えられ
る。アツプカウンタ21の出力は加速時間データ
からメモリ24の中のメモリアドレスを選択する
選択回路23に入力される。メモリ24はモータ
の加速時間に応じてあらかじめ測定された減速時
間のデータが記憶されており、選択回路23は加
速時間データに応じた減速時間データの記憶され
ているメモリアドレスを指定する。これによつて
メモリ24からは減速時間データが出力され、タ
イミングパルスを遅延回路26によつて遅延され
たパルスによつてダウンカウンタ25にセツトさ
れる。ダウンカウンタ25はパルスジエネレータ
28で発生されるクロツクをAND回路27によ
つてR−Sフリツプフロツプ19の出力Qが
“LOW”の時のみ入力されるカウントクロツク
によつてダウンカウントされ、この間にモータは
逆相通電され、急速に減速される。ダウンカウン
タ25の出力が“0”となつた時(減速時間が終
了した時)R−Sフリツプフロツプ19の出力Q
は再び“HIGH”となつてEOR回路16が再び
反転し、モータの各相コイルの通電は再び減速開
始前と同様の通電がおこなわれ減速しながら、次
のデイテント位置に到達したロータはこのデイテ
ント位置に固定される。ロータが次のデイテント
位置に到達した時、速度零となる様に加速時間に
対する減速時間を設定しておくことによりロータ
を振動なく停止させることができる。またモータ
の回転方向が時計または反時計どちらの方向にお
いても、ロータのデイテント位置の中点でタイミ
ングパルスが出力されるためそれぞれの回転方向
に個別に検出器を設ける必要がなく、回路や制御
用ソフトが共有できる等の効果が得られる。さら
にモータの電源電圧が変動する場合においてや慣
性負荷の変動において、モータの駆動開始時点か
らタイミングパルスが出力され、さらに次のデイ
テント位置へ到達するまでの時間間隔は大きく変
動する。しかしこれらの場合においても加速時間
間隔と減速時間間隔はあらかじめ設定された最適
な関係となつていることから振動なくステツピン
グモータの単ステツプ駆動を実現することができ
る。またマイクロステツプ駆動方式に比べ安価な
最適な駆動をおこなうことができる。このよう
に、本発明のステツピングモータ駆動方式によれ
ば、1ステツプ角に対応した負度分解能しかない
位置検出器を備えたステツピングモータであつて
もモータのデイテント位置間の中間点でモータの
加速時間を検出し、種々の加速時間値に対応して
あらかじめ記憶させた最適な減速時間により直ち
に逆相通電をおこない制動するため、確実に精度
よい単ステツプ制動が可能となる。従つて、例え
ば本発明を検出角度分解能の低いステツピングモ
ータを備え活字を設けた該円形状の盤を回転させ
印字をおこなうデイジーホイールプリンターやキ
ヤリツジを移動させドツト印刷をおこなうシリナ
ルドツトプリンターにおいてもモータの制動不良
をなくし、印刷の位置ずれ等がなく、所定の印字
位置に高速かつ正確に印刷をおこなうことができ
る。 When the motor rotates and a timing pulse is output from the position detector 14, the output Q of the R-S flip-flop 19 becomes "LOW" again and the up counter 21 stops counting. At this time, EOR
The output of the circuit is reversed, and the energization to each phase coil of the motor is switched to reverse phase energization for rotating the motor in the reverse direction. The output of the up counter 21 is input to a selection circuit 23 which selects a memory address in the memory 24 from the acceleration time data. The memory 24 stores data on deceleration time measured in advance according to the acceleration time of the motor, and the selection circuit 23 specifies a memory address where deceleration time data corresponding to the acceleration time data is stored. As a result, deceleration time data is output from the memory 24, and the timing pulse is set in the down counter 25 by the pulse delayed by the delay circuit 26. The down counter 25 counts down the clock generated by the pulse generator 28 by the count clock inputted only when the output Q of the R-S flip-flop 19 is "LOW" through the AND circuit 27. The motor is energized in reverse phase and rapidly decelerated. When the output of the down counter 25 becomes "0" (when the deceleration time ends), the output Q of the R-S flip-flop 19
becomes "HIGH" again, the EOR circuit 16 is reversed again, and the coils of each phase of the motor are energized again in the same way as before the start of deceleration, and while decelerating, the rotor reaches the next detent position. Fixed in position. By setting the deceleration time relative to the acceleration time so that the speed becomes zero when the rotor reaches the next detent position, the rotor can be stopped without vibration. In addition, regardless of whether the motor rotates clockwise or counterclockwise, a timing pulse is output at the midpoint of the rotor's detent position, eliminating the need for separate detectors for each rotation direction. Benefits such as the ability to share software can be obtained. Furthermore, when the power supply voltage of the motor fluctuates or when the inertial load fluctuates, the time interval from when a timing pulse is output from the time the motor starts driving to when the motor reaches the next detent position fluctuates greatly. However, even in these cases, since the acceleration time interval and the deceleration time interval have an optimal relationship set in advance, single-step driving of the stepping motor can be realized without vibration. Furthermore, it is possible to perform optimal driving at a lower cost than the microstep driving method. As described above, according to the stepping motor drive method of the present invention, even if the stepping motor is equipped with a position detector that has only a negative resolution corresponding to one step angle, the motor can be moved at an intermediate point between the motor detent positions. Since the acceleration time of the brake is detected and braking is performed by immediately energizing the reverse phase according to the optimal deceleration time stored in advance in correspondence with various acceleration time values, highly accurate single-step braking is possible. Therefore, for example, the present invention can be applied to a daisy wheel printer that is equipped with a stepping motor with a low detection angular resolution and prints by rotating the circular disk on which type is provided, and a serial dot printer that prints dots by moving a carriage. This eliminates braking failure of the motor, eliminates printing misalignment, and enables high-speed and accurate printing at predetermined printing positions.
第1図は本発明になるステツピングモータ駆動
方式におけるステツピングモータの位置検出器と
ステツピングモータの位相関係を示している。第
2図は本発明になるステツピングモータ駆動方式
の回路例である。
FIG. 1 shows the phase relationship between the stepping motor position detector and the stepping motor in the stepping motor drive system according to the present invention. FIG. 2 is a circuit example of the stepping motor drive system according to the present invention.
Claims (1)
御し駆動制御をおこなうステツピングモータの閉
ループ駆動装置において、 前記ステツピングモータのデイテント位置間の
中間点で位置検出パルスが発生するように配置し
た前記ステツピングモータの1ステツプ角に対応
する角度分解能を有する位置検出器と、 前記ステツピングモータの起動開始時点から前
記位置検出パルスが発生するまでの加速時間を測
定するタイマーを備えると共に、 前記加速時間の異なる値のそれぞれに対し最適
な減速時間データをあらかじめ記憶した記憶装置
と、 前記タイマーによつて測定された前記加速時間
データに対応するメモリアドレスを選択し前記記
憶装置から前記最適な減速時間データを選択する
選択装置と、 前記モータコイルの通電を逆相通電に切換え前
記位置検出パルス検出後前記減速時間データメモ
リにより示される時間逆相通電をし単ステツプ制
動をおこなう通電切換回路 とを備えたことを特徴とするステツピングモータ
駆動装置。[Scope of Claims] 1. In a closed loop drive device for a stepping motor that performs deceleration control and drive control by energizing the stepping motor in reverse phase, a position detection pulse is generated at an intermediate point between detent positions of the stepping motor. a position detector having an angular resolution corresponding to one step angle of the stepping motor, and a timer for measuring acceleration time from the start of activation of the stepping motor until the position detection pulse is generated. a storage device which stores in advance optimal deceleration time data for each of the different values of the acceleration time; and a memory address corresponding to the acceleration time data measured by the timer is selected and read from the storage device. a selection device for selecting the optimum deceleration time data; and an energization device for switching the energization of the motor coil to reverse-phase energization and performing reverse-phase energization for a time indicated by the deceleration time data memory after detecting the position detection pulse to perform single-step braking. A stepping motor drive device comprising a switching circuit.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5932582A JPS58179200A (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | Drive system for stepping motor |
US06/400,177 US4465959A (en) | 1981-07-21 | 1982-07-20 | Step motor drive control |
GB08220977A GB2104321B (en) | 1981-07-21 | 1982-07-20 | Method of and apparatus for controlling a stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5932582A JPS58179200A (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | Drive system for stepping motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58179200A JPS58179200A (en) | 1983-10-20 |
JPH0213559B2 true JPH0213559B2 (en) | 1990-04-04 |
Family
ID=13110083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5932582A Granted JPS58179200A (en) | 1981-07-21 | 1982-04-09 | Drive system for stepping motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58179200A (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60200800A (en) * | 1984-03-26 | 1985-10-11 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | Magnetic disc device |
JPS61116983A (en) * | 1984-11-10 | 1986-06-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | Rotation stopping method of motor |
JP2011167006A (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-25 | Daihatsu Motor Co Ltd | Stop control method of stepper motor |
-
1982
- 1982-04-09 JP JP5932582A patent/JPS58179200A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58179200A (en) | 1983-10-20 |
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