JPH04370776A - Torque characteristic measuring method for stepping motor - Google Patents

Torque characteristic measuring method for stepping motor

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JPH04370776A
JPH04370776A JP3174747A JP17474791A JPH04370776A JP H04370776 A JPH04370776 A JP H04370776A JP 3174747 A JP3174747 A JP 3174747A JP 17474791 A JP17474791 A JP 17474791A JP H04370776 A JPH04370776 A JP H04370776A
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torque
stepping motor
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motor
thread
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Kaoru Kuramoto
倉本 馨
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Abstract

PURPOSE:To facilitate the measurement of a holding torque and a detent torque. CONSTITUTION:Two ends of yarn wound on a pulley 2 connected to a shaft of a stepping motor 1 to be measured are connected to two torque sensors 3a and 3b. The two torque sensors 3a and 3b are moved in the same direction in synchronization with each other along the direction of the yarn starting from the rest of the yarn and thus, a holding torque and a detent torque of the stepping motor 1 are measured from a difference between output values of the two torque sensors 3a and 3b during the movement thereof.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータのト
ルク特性に関するものであり、特にホールディングトル
クとディテントトルクを測定する方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the torque characteristics of stepping motors, and more particularly to a method for measuring holding torque and detent torque.

【0002】0002

【従来の技術】ステッピングモータは、近年産業分野の
広範囲に亘って制御用に多数使用されているが、その特
性を知ることはこのモータを最適状態でかつ高性能で使
用する上で重要なことである。図6は従来の測定方法の
1例を示すもので、被測定モータ61の回転軸に、ロー
タリーエンコーダ62,トルクセンサ63,外部変位用
ステッピングモータ64がカップリング65により図示
のように連結されている。
[Background Art] In recent years, stepping motors have been widely used for control purposes in a wide range of industrial fields, and knowing their characteristics is important in order to use these motors in optimal conditions and with high performance. It is. FIG. 6 shows an example of a conventional measurement method, in which a rotary encoder 62, a torque sensor 63, and an external displacement stepping motor 64 are connected to the rotating shaft of a motor 61 to be measured by a coupling 65 as shown in the figure. There is.

【0003】また、図7は他のトルク測定の従来例を示
すもので、被測定モータ71のプーリ72に巻回された
糸74の両端がそれぞれトルクセンサ73a,73bに
引留められている。トルクセンサ73a,73bはそれ
ぞれ固定ヘッド75とガイドレール76に配置されてい
る。トルクセンサ73bは、負荷可変用及びヘッド移動
用ステッピングモータ77により回転駆動される回転軸
78とその支持ヘッド79とを螺合させるように構成す
ることにより、ガイドレール76上で移動可能である。 ここで、負荷可変用及びヘッド移動用ステッピングモー
タ77を駆動することにより、トルクセンサ73bは、
ガイドレール76上で移動し、糸74への張力が変化し
、被測定モータ71に与えられる負荷を変化させること
ができる。この図7の測定方法では、トルク・周波数(
τ−f)特性を測定することができる。
FIG. 7 shows another conventional example of torque measurement, in which both ends of a thread 74 wound around a pulley 72 of a motor 71 to be measured are held by torque sensors 73a and 73b, respectively. Torque sensors 73a and 73b are arranged on fixed head 75 and guide rail 76, respectively. The torque sensor 73b is movable on the guide rail 76 by screwing together a rotating shaft 78 rotatably driven by a stepping motor 77 for varying the load and moving the head, and a support head 79 thereof. Here, by driving the stepping motor 77 for varying the load and for moving the head, the torque sensor 73b
By moving on the guide rail 76, the tension on the thread 74 changes, and the load applied to the motor 71 to be measured can be changed. In the measurement method shown in Fig. 7, the torque/frequency (
τ-f) characteristics can be measured.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】ステッピングモータの
トルク特性のうち、モータを励磁して静止させた状態に
おいて出力軸に外部よりトルクを加えたときにこれに対
抗しようとして発生する最大のトルクが静止トルク(ホ
ールディングトルク)であり、また、モータを無励磁で
静止させた状態において出力軸に外部よりトルクを加え
たときにこれに対抗しようとして発生する最大のトルク
が残留トルク(ディテントトルク)である。前記の従来
では、このようなホールディングトルクとディテントト
ルクを求めることができない。
[Problem to be Solved by the Invention] Among the torque characteristics of a stepping motor, when a torque is applied from the outside to the output shaft while the motor is energized and stationary, the maximum torque that is generated to counteract this is when the motor is stationary. Torque (holding torque), and residual torque (detent torque) is the maximum torque generated to counteract external torque applied to the output shaft when the motor is stationary without excitation. . In the conventional method described above, it is not possible to obtain such holding torque and detent torque.

【0005】本発明の目的は、ホールディングトルクと
ディテントトルクを容易に測定することのできるステッ
ピングモータのトルク特性測定方法を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for measuring the torque characteristics of a stepping motor that can easily measure holding torque and detent torque.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明によるステッピングモータのトルク特性測定
方法は、被測定ステッピングモータの軸に結合したプー
リに巻回された糸の両端が二つのトルクセンサに連結さ
れ、該糸が静止した状態から前記二つのトルクセンサを
同期して該糸の方向に沿って同一方向に移動させ、その
移動中における前記二つのトルクセンサの出力値の差か
ら前記ステッピングモータのホールディングトルクとデ
ィテントトルクとを測定するように構成されている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve this object, the method for measuring torque characteristics of a stepping motor according to the present invention is such that both ends of a thread wound around a pulley coupled to the shaft of a stepping motor to be measured are Connected to a torque sensor, the two torque sensors are synchronized and moved in the same direction along the direction of the thread from a state where the thread is stationary, and the difference between the output values of the two torque sensors during the movement is determined. The holding torque and detent torque of the stepping motor are measured.

【0007】[0007]

【実施例】以下図面により、本発明を詳細に説明する。 図1は本発明の実施例を示すものであり、1は被測定用
モータ、2はそのプーリ、3a,3bはストレーンゲー
ジ方式等のトルクセンサ、4はプーリ2に一回又は二回
巻回され両端がトルクセンサ3a,3bに連結された糸
、5a,5bはトルクセンサ3a,3bを可動状態で支
持するガイドレール、6a,6bは負荷可変用ステッピ
ングモータ、7a,7bと負荷可変用ステッピングモー
タ6a,6bの回転軸、8a,8bはガイドレール5a
,5bにそれぞれ可動状態で支持され回転軸7a,7b
にそれぞれ螺合してその軸に沿った移動制御をうける支
持ヘッドである。9は被測定モータ1の設置台であり、
この設置台9を挟んで両側にガイドレール5a,5bが
位置するように基台10上に搭載されている。11a,
11b,11cは電源12からの供給電力を用いてCP
U13からの周波数指令等の制御信号に従って被測定用
モータ1と負荷可変用ステッピングモータ6a,6bを
駆動するドライバ、14a,14bはトルクセンサ3a
,3bの各出力を入力とする増幅器(AMP)であり、
これらの出力は、差動増幅器(差動AMP)15に入力
される。差動増幅器15の出力は、被測定モータ1のト
ルク値としてCPU13で処理される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which 1 is a motor to be measured, 2 is a pulley thereof, 3a and 3b are torque sensors such as strain gauge type, and 4 is a motor wound around the pulley 2 once or twice. 5a and 5b are guide rails that movably support the torque sensors 3a and 3b, 6a and 6b are stepping motors for variable load, and 7a and 7b are stepping motors for variable load. Rotating shafts of motors 6a, 6b, 8a, 8b are guide rails 5a
, 5b in a movable state, respectively, and rotation shafts 7a, 7b.
The support head is screwed into each of the support heads to control movement along its axis. 9 is an installation stand for the motor to be measured 1;
It is mounted on a base 10 so that guide rails 5a and 5b are positioned on both sides of the installation base 9. 11a,
11b and 11c use the power supplied from the power supply 12 to
A driver drives the motor 1 to be measured and the load variable stepping motors 6a and 6b according to control signals such as frequency commands from U13, and 14a and 14b are torque sensors 3a.
, 3b as inputs,
These outputs are input to a differential amplifier (differential AMP) 15. The output of the differential amplifier 15 is processed by the CPU 13 as a torque value of the motor 1 to be measured.

【0008】図1の構成を用いる本発明の測定方法につ
いて説明する。図2は主要部を示す構成図である。 ■  負荷可変用ステッピングモータ6a,6bを駆動
させ、プーリ2に巻回した糸4を張る。ガイドレール5
a,5bの動きは、糸4を張る方向で互いに逆方向であ
り、糸4に作用するトルクは同一量t0 で互いに逆方
向となる。被測定用ステッピングモータ1の軸に加わる
トルクは、ホールディングトルク値以上であればよく、
例えばホールディングトルク値の2倍程度とする。 ■  この状態で被測定用モータ1のプーリ2が静止す
るようにする。最密には、このときにトルク値が零にな
るとは限らない。 ■  この静止状態を出発点として、負荷可変用ステッ
ピングモータ6a,6bを同期させて駆動することによ
り、ガイドレール5a,5bを同期させて同一方向に同
一量だけ移動させる。 ■  被測定用ステッピングモータ1のプーリ2は、ガ
イドレール5a,5bの動きすなわち糸4の動きに従っ
て回転する。ここで、テーブル移動量をdとし、プーリ
の半径をrとしたとき、プーリ2の回転θはθ=d/r となる。 ■  プーリ2に印加されるトルクt、すなわち、被測
定用ステッピングモータ1に発生するトルクは、トルク
センサ3a,3bにより測定するが、トルクセンサ3a
,3bの測定トルク値をそれぞれt1 ,t2 とすれ
ば、t=t1 −t2  である。この差は、差動AMP15の出力に得られる。 従って、回転角θを測定することなしに、トルク(t)
を測定することができる。このトルクtは被測定用ステ
ッピングモータ1の軸に外部よりトルクを印加したとき
これに対抗しようとして発生するトルクであり、仮に外
力の方向が時計回転方向であるときを正とした時、モー
タ軸のトルクの方向はトルク値が正の場合反時計回転方
向であり、負の場合時計回転方向である。図3はガイド
レールの移動量(d)に対するトルク(t)の特性を示
している。 ■  以上の例において、無励磁で静止させた状態で測
定したトルク(t)の最大値がディテントトルク(残留
トルク)であり、定格励磁で静止させた状態で測定した
値の最大値がホールディングトルク(最大静止トルク)
である。ディテントトルクは、ロータに永久磁石を用い
たステッピングモータに現れる。
The measurement method of the present invention using the configuration shown in FIG. 1 will be explained. FIG. 2 is a configuration diagram showing the main parts. (2) Drive the variable load stepping motors 6a and 6b to tension the thread 4 wound around the pulley 2. Guide rail 5
The movements of a and 5b are in opposite directions in the direction in which the thread 4 is stretched, and the torques acting on the thread 4 are the same amount t0 but in opposite directions. The torque applied to the shaft of the stepping motor 1 to be measured only needs to be equal to or greater than the holding torque value,
For example, it is set to about twice the holding torque value. ■ In this state, the pulley 2 of the motor 1 to be measured is made to stand still. In the densest case, the torque value does not necessarily become zero at this time. (2) Using this stationary state as a starting point, the load variable stepping motors 6a, 6b are driven in synchronization, so that the guide rails 5a, 5b are synchronized and moved by the same amount in the same direction. (2) The pulley 2 of the stepping motor 1 to be measured rotates according to the movement of the guide rails 5a and 5b, that is, the movement of the thread 4. Here, when the table movement amount is d and the radius of the pulley is r, the rotation θ of the pulley 2 is θ=d/r. ■ The torque t applied to the pulley 2, that is, the torque generated in the stepping motor 1 to be measured, is measured by the torque sensors 3a and 3b.
, 3b are respectively t1 and t2, t=t1-t2. This difference is obtained at the output of the differential AMP 15. Therefore, without measuring the rotation angle θ, the torque (t)
can be measured. This torque t is the torque generated when torque is applied from the outside to the shaft of the stepping motor 1 to be measured, and if the direction of the external force is positive when it is clockwise, then the motor shaft The direction of the torque is counterclockwise when the torque value is positive, and clockwise when the torque value is negative. FIG. 3 shows the characteristics of torque (t) with respect to the amount of movement (d) of the guide rail. ■ In the above example, the maximum value of torque (t) measured while stationary with no excitation is the detent torque (residual torque), and the maximum value of the value measured while stationary with rated excitation is the holding torque. (Maximum static torque)
It is. Detent torque appears in stepping motors that use permanent magnets in their rotors.

【0009】図4は、ガイドレール移動量に相当する負
荷可変用ステッピングモータステップ数(PS)0〜4
00に対するトルク(t)の特性の実測値を示している
。図5はガイドレール移動量に相当する負荷可変用ステ
ッピングモータステップ数(PS)0〜2000に対す
るトルク数(t)の特性の実測値を示している。
FIG. 4 shows the number of steps (PS) of the stepping motor for varying the load, which corresponds to the amount of movement of the guide rail, from 0 to 4.
It shows actual measured values of torque (t) characteristics for 00. FIG. 5 shows actual measured values of the characteristics of the torque number (t) with respect to the step number (PS) of the load variable stepping motor from 0 to 2000, which corresponds to the amount of movement of the guide rail.

【0010】0010

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、被測定ステッピングモータの軸に外部より回転を
与えながら、同時にトルクを測定することができ、しか
もディテントトルクとホールディングトルクを容易に測
定することができるので、ステッピングモータの製造工
程における製品管理等に適用して効果が極めて大である
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to simultaneously measure torque while externally applying rotation to the shaft of the stepping motor to be measured, and to easily measure detent torque and holding torque. Since it is possible to measure the amount of time, it is extremely effective when applied to product management, etc. in the manufacturing process of stepping motors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例を説明するための構成図である
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例の主要部を説明するための構成
図である。
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining main parts of an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の測定方法による測定特性を説明するた
めの図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining measurement characteristics by the measurement method of the present invention.

【図4】本発明の測定方法による実測例を示す特性図で
ある。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of actual measurement using the measurement method of the present invention.

【図5】本発明の測定方法による実測例を示す特性図で
ある。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of actual measurement using the measurement method of the present invention.

【図6】従来のトルク特性の測定方法を説明するための
構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram for explaining a conventional torque characteristic measuring method.

【図7】従来のトルク特性の測定方法を説明するための
構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram for explaining a conventional torque characteristic measuring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,61,71  被測定ステッピングモータ2,72
  プーリ 3a,3b,62,63,73a,73b  トルクセ
ンサ 4,74  糸 5a,5b,76  ガイドレール 6a,6b  負荷可変用ステッピングモータ7a,7
b,78  回転軸 8a,8b,79  支持ヘッド 9  設置台 10  基台 11a,11b,11c  ドライバ 12  電源 13  CPU 14a,14b  増幅器(AMP) 15  差動増幅器(差動AMP) 62  ロータリエンコーダ 64  外部変位用ステッピングモータ65  カップ
リング 75  固定ヘッド
1, 61, 71 Stepping motor to be measured 2, 72
Pulleys 3a, 3b, 62, 63, 73a, 73b Torque sensors 4, 74 Threads 5a, 5b, 76 Guide rails 6a, 6b Load variable stepping motors 7a, 7
b, 78 Rotating shafts 8a, 8b, 79 Support head 9 Installation stand 10 Base 11a, 11b, 11c Driver 12 Power supply 13 CPU 14a, 14b Amplifier (AMP) 15 Differential amplifier (differential AMP) 62 Rotary encoder 64 External displacement Stepping motor 65 Coupling 75 Fixed head

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  被測定ステッピングモータの軸に結合
したプーリに巻回された糸の両端が二つのトルクセンサ
に連結され、該糸が静止した状態から前記二つのトルク
センサを同期して該糸の方向に沿って同一方向に移動さ
せ、その移動中における前記二つのトルクセンサの出力
値の差から前記ステッピングモータのホールディングト
ルクとディテントトルクとを測定するステッピングモー
タのトルク特性測定方法。
Claim 1: Both ends of a thread wound around a pulley connected to the shaft of a stepping motor to be measured are connected to two torque sensors, and when the thread is stationary, the two torque sensors are synchronized to detect the thread. A method for measuring torque characteristics of a stepping motor, comprising moving the stepping motor in the same direction along the same direction, and measuring a holding torque and a detent torque of the stepping motor from the difference in output values of the two torque sensors during the movement.
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