JPH04150796A - ステッピングモータの脱調検出方法 - Google Patents
ステッピングモータの脱調検出方法Info
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- JPH04150796A JPH04150796A JP27149390A JP27149390A JPH04150796A JP H04150796 A JPH04150796 A JP H04150796A JP 27149390 A JP27149390 A JP 27149390A JP 27149390 A JP27149390 A JP 27149390A JP H04150796 A JPH04150796 A JP H04150796A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 16
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 14
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
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- Control Of Stepping Motors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ａ、産業上の利用分野
本発明はステッピングモータの脱調を検出する方法に関
する。
する。
ｂ、従来の技術
従来から、ステッピングモータはオープンループ制御で
使用され、サーボモータに比べて簡易システムで高精度
な位置決めができる。回転角は指令パルス数に比例して
、一定角度回転する。そして、回転速度は指令パルス周
波数に比例する。
使用され、サーボモータに比べて簡易システムで高精度
な位置決めができる。回転角は指令パルス数に比例して
、一定角度回転する。そして、回転速度は指令パルス周
波数に比例する。
しかし、従来のオーブンループ制御では、何等か原因で
過負荷が加わったりすると、回転子が固定子による回転
磁界に周期できず、停止または位置ずれを起こすことが
ある。
過負荷が加わったりすると、回転子が固定子による回転
磁界に周期できず、停止または位置ずれを起こすことが
ある。
すなわち、ステッピングモータは、一般に入力パルスに
比例して回転すると説明されているが、実際の動作は負
荷の慣性モーメントなどの機械的時定数の影響により遅
れを生じ、パルスが入力された時間と変位とは比例関係
が成立しない。従って、該モータの自起動時には、この
機械的時定数による遅れを生じながら起動し、同期して
回転するまでにある時間を必要とする。
比例して回転すると説明されているが、実際の動作は負
荷の慣性モーメントなどの機械的時定数の影響により遅
れを生じ、パルスが入力された時間と変位とは比例関係
が成立しない。従って、該モータの自起動時には、この
機械的時定数による遅れを生じながら起動し、同期して
回転するまでにある時間を必要とする。
このため、入力パルスの周波数を高（しすぎると、該ス
テッピングモータは入力パルスに追従して回転すること
ができず、すなわち同期に引き込めずに脱調するに至る
。
テッピングモータは入力パルスに追従して回転すること
ができず、すなわち同期に引き込めずに脱調するに至る
。
第３図は従来のステッピングモータの脱調検出方法を説
明するブロック図である。同図において、ドライバ１は
定電流電源の出力を、内蔵するシーケンサのシーケンス
と外部からの速度指令パルスとにより、ステッピングモ
ータＭの巻線を励磁し、それによって該モータＭを駆動
する。該モータＭには回転検出器（例えば、ロータリエ
ンコーダなど）Ｄを取り付け、該回転検出器りからの速
度検出パルスを前記速度指令パルスと比較部２で比較し
、その差の信号を判定部３に送出する。該判定部３は、
この差の信号を設定値と比較し、該設定値を超えたとき
、判定部３は脱調と判断し、該モータＭの脱調検出信号
を出力するようにしている。
明するブロック図である。同図において、ドライバ１は
定電流電源の出力を、内蔵するシーケンサのシーケンス
と外部からの速度指令パルスとにより、ステッピングモ
ータＭの巻線を励磁し、それによって該モータＭを駆動
する。該モータＭには回転検出器（例えば、ロータリエ
ンコーダなど）Ｄを取り付け、該回転検出器りからの速
度検出パルスを前記速度指令パルスと比較部２で比較し
、その差の信号を判定部３に送出する。該判定部３は、
この差の信号を設定値と比較し、該設定値を超えたとき
、判定部３は脱調と判断し、該モータＭの脱調検出信号
を出力するようにしている。
Ｃ１発明が解決しようとする課題
しかしながら、従来の脱調検出方法では次のような問題
点があった。
点があった。
すなわち、ステッピングモータのドライバは指令パルス
が入力されるごとに、各巻線にある一定の順番で電流を
流したり、遮断したりしている。しかし、巻線にはイン
ダクタンスがあるため巻線電流はある一定の時間遅れて
ゆるやかに立ち上がる。よって、回転磁界は、指令パル
スに対して時間的な遅れを生じる。このため、指令パル
スと回転検出器勢；欅からの位置情報を比較する方法で
は、巻線インダクタンスによる回転磁界の遅れが考慮さ
れていないという問題点があった。
が入力されるごとに、各巻線にある一定の順番で電流を
流したり、遮断したりしている。しかし、巻線にはイン
ダクタンスがあるため巻線電流はある一定の時間遅れて
ゆるやかに立ち上がる。よって、回転磁界は、指令パル
スに対して時間的な遅れを生じる。このため、指令パル
スと回転検出器勢；欅からの位置情報を比較する方法で
は、巻線インダクタンスによる回転磁界の遅れが考慮さ
れていないという問題点があった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は
前記問題点を解消し、ステッピングモータの脱調を、巻
線インダクタンスの影響を含めたいろいろな運転条件で
も、確実に検出できるようなステッピングモータの脱調
検出方法を提案することにある。
前記問題点を解消し、ステッピングモータの脱調を、巻
線インダクタンスの影響を含めたいろいろな運転条件で
も、確実に検出できるようなステッピングモータの脱調
検出方法を提案することにある。
６９課題を解決するための手段
前記目的を達成するための本発明の構成は、ステッピン
グモータの出力軸に回転位置検出手段を連結し、該モー
タを駆動するための指令パルス信号と前記回転位置検出
手段からの検出信号とを比較して、その偏差量が設定値
を超えたとき、ステッピングモータの脱調を検出する方
法において、前記設定値を、前記指令パルス信号のパル
ス速度に応じて可変な値にすることを特徴とする。
グモータの出力軸に回転位置検出手段を連結し、該モー
タを駆動するための指令パルス信号と前記回転位置検出
手段からの検出信号とを比較して、その偏差量が設定値
を超えたとき、ステッピングモータの脱調を検出する方
法において、前記設定値を、前記指令パルス信号のパル
ス速度に応じて可変な値にすることを特徴とする。
ｅ、 作用
本発明は以上のように構築されているので、前記モータ
の巻線のインダクタンスの影響を考慮し、前記設定値を
指令パルス信号のパルス速度に応じて、例えば比例して
変わる値、または階段状に変わる値に設定する。
の巻線のインダクタンスの影響を考慮し、前記設定値を
指令パルス信号のパルス速度に応じて、例えば比例して
変わる値、または階段状に変わる値に設定する。
ｆ、実施例
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。
詳しく説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すステッピングモータの
脱調検出方法を説明するブロック図である。
脱調検出方法を説明するブロック図である。
図において、コントローラ１１は指令パルスを発生し、
回転角度、回転速度、回転方向、加速時間、起動速度な
どの命令をドライバ１２へ送る。ドライバ１２はステッ
ピングモータ１３の各巻線に指令パルスを分配し、所定
の励磁方式により、励磁するための電流を流す駆動回路
である。モータ１３は例えば０．７２’ ／ステップの
５相ステツピングモータ、１４は使用するステッピング
モータと同じ分解能をもつ５００分周のロータリエンコ
ーダである。１５はコントローラ１１の指令パルスとロ
ータリエンコーダ１４からの位置検出信号とを入力し、
その偏差量を出力する偏差カウンタである。１６は、指
令パルスを入力し、指令パルス速度を検出する指令パル
ス速度検出回路である。１７は判定回路であり、偏差カ
ウンタ１５より出力された偏差量を入力し、その偏差量
がある所定の設定値を超えると、アラーム信号をコント
ローラ１１、もしくはドライバ１２に出力し、ステッピ
ングモータ１３を停止、または減速させるなどの動作を
行わせる。同時に指令パルス速度検出回路１６より出力
された指令パルス速度信号を入力し、脱調と判定する偏
差量、すなわち脱調判定のための設定値を指令パルス速
度に応じた最適値に、自動的に変換、または切り換えて
いる。
回転角度、回転速度、回転方向、加速時間、起動速度な
どの命令をドライバ１２へ送る。ドライバ１２はステッ
ピングモータ１３の各巻線に指令パルスを分配し、所定
の励磁方式により、励磁するための電流を流す駆動回路
である。モータ１３は例えば０．７２’ ／ステップの
５相ステツピングモータ、１４は使用するステッピング
モータと同じ分解能をもつ５００分周のロータリエンコ
ーダである。１５はコントローラ１１の指令パルスとロ
ータリエンコーダ１４からの位置検出信号とを入力し、
その偏差量を出力する偏差カウンタである。１６は、指
令パルスを入力し、指令パルス速度を検出する指令パル
ス速度検出回路である。１７は判定回路であり、偏差カ
ウンタ１５より出力された偏差量を入力し、その偏差量
がある所定の設定値を超えると、アラーム信号をコント
ローラ１１、もしくはドライバ１２に出力し、ステッピ
ングモータ１３を停止、または減速させるなどの動作を
行わせる。同時に指令パルス速度検出回路１６より出力
された指令パルス速度信号を入力し、脱調と判定する偏
差量、すなわち脱調判定のための設定値を指令パルス速
度に応じた最適値に、自動的に変換、または切り換えて
いる。
パルス速度に応じた設定値は、あらかじめメモリＩＣな
どに記憶させである。１８は分周器であり、ドライバ１
２にて励磁方式を切り換えた場合に、ロータリエンコー
ダ１４の分解能を変えずに指令パルスを分周して適合さ
せる。
どに記憶させである。１８は分周器であり、ドライバ１
２にて励磁方式を切り換えた場合に、ロータリエンコー
ダ１４の分解能を変えずに指令パルスを分周して適合さ
せる。
次に、脱調を判定する設定値について説明する。
第２図はステンピングモータ回転子停止時の角度−トル
ク特性（スティフネス特性）図であり、ここでて１は回
転子の歯ピッチである。この図は、ステッピングモータ
を励磁し、出力軸に外部よりトルクを加え回転子に角度
変位を与えた場合の角度とトルクの関係を示した特性で
ある。出力軸に外力を加えθ。
ク特性（スティフネス特性）図であり、ここでて１は回
転子の歯ピッチである。この図は、ステッピングモータ
を励磁し、出力軸に外部よりトルクを加え回転子に角度
変位を与えた場合の角度とトルクの関係を示した特性で
ある。出力軸に外力を加えθ。
の角度変位を生じたとき、モータはその外力に対抗した
トルクＴ、を発生してつりあう。負荷トルクの増大に対
し、角度θを大きくして発生トルクを増大できる範囲が
安定領域である。しかし、角度変位が大きくなり不安定
点を超えた場合、モータは反対方向にトルクを発生する
ことになる。つまり、安定点から徐々に外力を増してい
き、その外力が励磁最大トルクＴＭを超えると、回転子
は不安定点を飛び越え、次の安定点に移動する。よって
、ステッピングモータ停止時の脱調判定偏差量の設定値
は±τｌ／４となる。
トルクＴ、を発生してつりあう。負荷トルクの増大に対
し、角度θを大きくして発生トルクを増大できる範囲が
安定領域である。しかし、角度変位が大きくなり不安定
点を超えた場合、モータは反対方向にトルクを発生する
ことになる。つまり、安定点から徐々に外力を増してい
き、その外力が励磁最大トルクＴＭを超えると、回転子
は不安定点を飛び越え、次の安定点に移動する。よって
、ステッピングモータ停止時の脱調判定偏差量の設定値
は±τｌ／４となる。
モータ回転時は、特に巻線インダクタンスにより巻線電
流の立ち上がりが遅れ、回転磁界と指令パルスとに、づ
れが生じるため停止時とは異なる。また、モータ仕様や
ドライバの駆動方式、印加電圧などドライバの仕様によ
っても巻線電流の立ち上がりが変化するため、実際に組
合わせるステッピングモータとドライバをセットで考慮
する。よって、ステッピングモータ回転時の脱調判定偏
差量の設定値はα±τ＋ｔ／４となる。このαは指令パ
ルスのパルス速度およびステッピングモータとドライバ
組合せの仕様により変化する。
流の立ち上がりが遅れ、回転磁界と指令パルスとに、づ
れが生じるため停止時とは異なる。また、モータ仕様や
ドライバの駆動方式、印加電圧などドライバの仕様によ
っても巻線電流の立ち上がりが変化するため、実際に組
合わせるステッピングモータとドライバをセットで考慮
する。よって、ステッピングモータ回転時の脱調判定偏
差量の設定値はα±τ＋ｔ／４となる。このαは指令パ
ルスのパルス速度およびステッピングモータとドライバ
組合せの仕様により変化する。
このため、本実施例では第１図の判定回路１７に指令パ
ルス速度検出回路１６からの指令パルス速度信号を入力
させ、そのパルス速度に応じて、脱調判定偏差量の設定
値を、例えばほぼ比例して大きくなる値にしたり、また
はあらかじめ階段状に大きくなる方に変化する決められ
た値に、自動的に切り換えている。
ルス速度検出回路１６からの指令パルス速度信号を入力
させ、そのパルス速度に応じて、脱調判定偏差量の設定
値を、例えばほぼ比例して大きくなる値にしたり、また
はあらかじめ階段状に大きくなる方に変化する決められ
た値に、自動的に切り換えている。
なお、本実施例において特殊な場合、すなわちあるひと
つの指令パルス速度の場合と、モータ停止時の場合につ
いて、前記設定値をそれぞれ異なった値に設定すること
も勿論可能である。
つの指令パルス速度の場合と、モータ停止時の場合につ
いて、前記設定値をそれぞれ異なった値に設定すること
も勿論可能である。
なお、本発明に技術は前記実施例における技術に限定さ
れるものではなく、同様な機能を果たす他の態様の手段
によってもよく、また本発明の技術は前記構成の範囲内
において種々の変更、付加が可能である。
れるものではなく、同様な機能を果たす他の態様の手段
によってもよく、また本発明の技術は前記構成の範囲内
において種々の変更、付加が可能である。
ｇ０発明の効果
以上の説明から明らかなように本発明によれば、ステッ
ピングモータの出力軸に回転位置検出手段を連結し、該
モータを駆動するための指令パルス信号と前記回転位置
検出手段からの検出信号とを比較して、その偏差量が設
定値を超えたとき、ステッピングモータの脱調を検出す
るに際し、前記設定値を、前記指令パルス信号のパルス
速度に応じて可変な値にするので、前記ステッピングモ
ータの脱調を、モータ巻線のインダクタンスの影響を含
めたいろいろな運転条件のもとでも、確実に検出するこ
とができる。
ピングモータの出力軸に回転位置検出手段を連結し、該
モータを駆動するための指令パルス信号と前記回転位置
検出手段からの検出信号とを比較して、その偏差量が設
定値を超えたとき、ステッピングモータの脱調を検出す
るに際し、前記設定値を、前記指令パルス信号のパルス
速度に応じて可変な値にするので、前記ステッピングモ
ータの脱調を、モータ巻線のインダクタンスの影響を含
めたいろいろな運転条件のもとでも、確実に検出するこ
とができる。
このため、ステッピングモータ使用時の脱調時のトラブ
ルを最小限度に抑えることができる。
ルを最小限度に抑えることができる。
第１図は本発明の一実施例を示すステッピングモータの
脱調検出方法を説明するブロック図、第２図はステッピ
ングモータの回転子停止時の角度−トルク特性図、第３
図は従来のステッピングモータの脱調方法を説明するブ
ロック図である。 １１・・・コントローラ、 １２・・・ドライバ
、１３・・・ステッピングモータ、 １４・・・ロータリエンコーダ、１５・・・偏差カウン
タ、１６・・・指令パルス速度検出回路、 １７・・・判定回路。 （ほか４名）
脱調検出方法を説明するブロック図、第２図はステッピ
ングモータの回転子停止時の角度−トルク特性図、第３
図は従来のステッピングモータの脱調方法を説明するブ
ロック図である。 １１・・・コントローラ、 １２・・・ドライバ
、１３・・・ステッピングモータ、 １４・・・ロータリエンコーダ、１５・・・偏差カウン
タ、１６・・・指令パルス速度検出回路、 １７・・・判定回路。 （ほか４名）
Claims (1)
- ステッピングモータの出力軸に回転位置検出手段を連
結し、該モータを駆動するための指令パルス信号と前記
回転位置検出手段からの検出信号とを比較して、その偏
差量が設定値を超えたとき、ステッピングモータの脱調
を検出する方法において、前記設定値を、前記指令パル
ス信号のパルス速度に応じて可変な値にすることを特徴
とするステッピングモータの脱調検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27149390A JPH0681552B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | ステッピングモータの脱調検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27149390A JPH0681552B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | ステッピングモータの脱調検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04150796A true JPH04150796A (ja) | 1992-05-25 |
| JPH0681552B2 JPH0681552B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=17500823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27149390A Expired - Fee Related JPH0681552B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | ステッピングモータの脱調検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681552B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015091183A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | キヤノン株式会社 | ステッピングモータの制御装置、制御方法およびプログラム |
| JP2017038492A (ja) * | 2015-08-12 | 2017-02-16 | 株式会社メレック | ステッピングモータの脱調判定装置及び脱調判定方法 |
| US11381742B2 (en) | 2019-07-18 | 2022-07-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus, image pickup apparatus, and driving method of optical apparatus |
-
1990
- 1990-10-09 JP JP27149390A patent/JPH0681552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015091183A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | キヤノン株式会社 | ステッピングモータの制御装置、制御方法およびプログラム |
| JP2017038492A (ja) * | 2015-08-12 | 2017-02-16 | 株式会社メレック | ステッピングモータの脱調判定装置及び脱調判定方法 |
| US11381742B2 (en) | 2019-07-18 | 2022-07-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus, image pickup apparatus, and driving method of optical apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0681552B2 (ja) | 1994-10-12 |
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Legal Events
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