JPH051999Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はマイクロステツピング駆動が可能なス
テツピングモータのマイクロステツピング駆動に
於ける特有の位置誤差およびヒステリシス誤差を
改善するためになされたステツピングモータの制
御回路に関する。

（従来の技術とその問題点） 従来より、ステツピングモータを通常のステツ
プ角度よりも小さいステツプ角度で駆動させるマ
イクロステツプ駆動またはミニステツプ駆動させ
る駆動回路がある。

このマイクロステツプ駆動回路を用いれば、モ
ータの本体を変えることなる通常のステツプ駆動
角度の、例えば1/10、1/20のような微小ステツプ
角度で駆動させることが可能である特長がある。

第２図はマイクロステツプ駆動に於ける理想的
な駆動特性を示す図であり、第３図はマイクロス
テツプ駆動に於ける実際の駆動特性を示す図であ
る。両図において横軸は時間、縦軸はモータの回
転位置をそれぞれ示す。

これは、一般にステツピングモータの駆動トル
クはステツプ角度に比例する性質を有するため、
マイクロステツプ駆動時は通常の駆動時に比較
し、駆動力が小さいのでモータの軸受や負荷軸受
や負荷の静止摩擦により目標位置に対して誤差が
生じる問題点があつた。またモータのステツプ方
向を変えた場合、ヒステリシスにより目標位置に
対して誤差が生じる問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記問題点を解決するために、電気角
が異なるように配置された複数の相巻線に流れる
電流を順次え切換て移動子をステツプさせる際
に、相巻線に一定の電流を流して駆動する通常ス
テツプ駆動と、相巻線に印加する電圧、またはそ
のパルス幅を制御することにより相巻線に流れる
電流を制御して通常ステツプ駆動よりステツプ量
が小さい駆動をするマイクロステツプ駆動とが可
能なステツピングモータの制御回路であつて、ス
テツピングモータを通常ステツプ駆動とマイクロ
ステツプ駆動との切換および駆動方向の切換が可
能になつている駆動回路と、ステツピングモータ
への駆動指示のステツプ量をマイクロステツプ駆
動でｍとし、通常ステツプ駆動のマイクロステツ
プ駆動に対する送り量の比をｎとした時、指示ス
テツプ量ｍの指示を受けて（ｍ＋ｎ）または
（lm−nl）の演算をする演算回路と、この演算回
路の演算結果をカウントするカウンタと、このカ
ウンタが（ｍ＋ｎ）または（lm−nl）をカウン
トした時、前記駆動回路をマイクロステツプ駆動
から通常ステツプ駆動に切換える第１切換回路
と、前記カウンタが（ｍ＋ｎ）または（lm−nl）
をカウントした後、通常ステツプ駆動で１ステツ
プだけ駆動させることにより全体としてステツプ
量がｍとなるように、前記駆動回路の駆動方向を
切換える第２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の制御回路を提供する。

（実施例） 第１図は本考案のステツピングモータの制御回
路の第１実施例のブロツク系統図である。同図に
おいて、１はクロツク信号を発生させるパルス発
生回路、２はモータのステツプ数を指示するため
の信号が供給される入力端子、３は演算回路、４
はカウンタ、５，６はそれぞれマイクロステツ
プ／通常ステツプ駆動の切換えおよび順方向／逆
方向駆動の切換えを行なう極性反転回路（第１切
換回路および第２切換回路）で、例えば双安定マ
ルチバイブレータより構成出来る。

７はステツピングモータ８に駆動電流を供給す
る駆動回路、９はパルス発生回路１の送出するク
ロツク信号の１クロツクより小さい遅延時間を有
する遅延回路、１０は入力信号の極性反転をする
インバータ、１１は論理積がＨの時、論理Ｈを送
出するAND回路である。１２はステツピングモ
ータ８の駆動方向を指示するための信号を極性反
転回路６に供給する入力端子である。

パルス発生回路１の出力端はカウンタ４の入力
端子ａに接続され、カウンタ４の入力端子ｂには
入力端子２が演算回路３を介して接続されてい
る。カウンタ４の出力端子ｃは極性反転回路５，
６のそれぞれの入力端に接続され、同出力端子ｄ
は遅延回路９を介してカウンタ４のリセツト端子
ｅおよびインバータ１０の入力端にそれぞれ接続
されている。また、極性反転回路５，６の出力端
はその出力端がステツピングモータ８に接続され
ている駆動回路７のそれぞれの入力端子ｆ、ｇに
接続されている。更に、極性反転回路６には入力
端子１２が接続されている。インバータ１０およ
びパルス発生回路１のそれぞれの出力信号は
AND回路１１を介して駆動回路７の入力端子ｈ
に接続されている。

このような構成のステツピングモータの制御回
路の動作を第１図および動作説明のための動作図
である第４図を参照して説明をする。

ステツピングモータ８は電気角が異なるように
配置された複数の相巻線に流れる電流を順次切換
えて移動子をステツプさせる際に、相巻線に一定
の電流を流して駆動する通常ステツプ駆動と、相
巻線に印加する電圧、またはそのパルス幅を制御
することにより相巻線に流れる電流を制御して通
常ステツプ駆動よりステツプ量が小さい駆動をす
るマイクロステツプ駆動とが可能なモータであ
る。

駆動回路７はステツピングモータ８を通常ステ
ツプ駆動とマイクロステツプ駆動との両方の駆動
が可能なようになつており、入力端子ｇに供給さ
れる極性反転回路５よりの信号により通常ステツ
プ駆動とマイクロステツプ駆動との選択が可能と
なつている。また、入力端子ｆに供給される極性
反転回路６よりの信号によりステツピングモータ
８の駆動方向を順方向または逆方向に反転するこ
とが可能になつている。

まず、入力端子２に目標位置であるマイクロス
テツプ数ｍを、入力端子１２に順方向駆動をそれ
ぞれ指示したとすると、演算回路３は（ｍ＋ｎ）
を演算して送出する（ｎは通常ステツプのマイク
ロステツプに対する送り量の比）。そこでカウン
タ４はパルス発生回路１よりのクロツク信号と同
期してカウントを開始する。この時、出力端子ｄ
は、カウンタ４が（ｍ＋ｎ＋１）をカウントする
まで、零レベルあり、この零レベルは論理Ｌであ
るので、インバータ１０で反転され論理Ｈとして
AND回路１１供給される。従つてAND回路１１
はパルス発生回路１よりのクロツク信号をそのま
ま駆動回路７の入力端子ｈに供給されることによ
り、ステツピングモータ８をマイクロステツプ駆
動で順方向駆動をさせる。

駆動後、カウンタ４が、（ｍ＋ｎ）をカウント
すると、出力端子ｃは論理Ｈのパルス信号を送出
し、このパルス信号によりそれまで極性反転回路
５，６はそれぞれ駆動回路７に対してマイクロス
テツプ駆動、順方向駆動を指示していたものが、
通常ステツプ駆動、逆方向駆動を指示する。次
に、カウンタ４は（ｍ＋ｎ＋１）をカウントする
と、出力端子ｄは論理Ｌの信号から論理Ｈの信号
を送出る。この信号は遅延回路９で１クロツク以
下の遅延がなされ、リセツト端子ｅに供給されて
カウンタ４をリセツトすると共に、インバータ１
０で反転され論理ＬとしてAND回路１１供給さ
れるのでAND回路１１はクロツク信号を送出し
なくなる。

この時、出力端子ｄが送出する論理Ｈの信号は
遅延回路９で１クロツク以下の遅延がなされるの
でカウンタ４が（ｍ＋ｎ）をカウント後、極性反
転回路５，６が確実に反転後、駆動回路７の入力
端子ｈに１クロツク供給することが出来、ステツ
ピングモータ８を通常ステツプ駆動で逆方向駆動
に１ステツプ（マイクロステツプのｎに相当量）
駆動する。

以上のことを第４図に参照して更に説明する
と、ステツピングモータ８はマイクロステツプ駆
動で順方向に目標位置ｍよりｎステツプ越えて駆
動し、次に通常ステツプ駆動で逆方向駆動に１ス
テツプ（マイクロステツプ駆動のｎステツプに相
当）戻して目標位置ｍに達する。

即ち、このステツピングモータ８はマイクロス
テツプ駆動の目標位置ｍで指示され、この目標位
置ｍに停止時は、静止摩擦による障害を避けるた
め、駆動力の大きい通常ステツプ駆動で停止させ
ている。

第５図は、本考案のステツピングモータの制御
回路の第２実施例のブロツク系統図、第１図のブ
ロツク系統図の一部が異なる他は同一であるの
で、同一構成部分の同一符号を付与し、第１図と
異なる部分を説明する。

第５図において、演算回路３′は演算回路３と
異なり、（ｍ−ｎ）を演算するものであり、極性
反転回路６はカウンタ４の出力端子ｃと接続され
るのではなく、新たにカウンタ４の出力端子c′と
接続される。

このような構成のステツピングモータの制御回
路の第２実施例の動作を第５図および動作を説明
するための図である第６図を参照して説明をす
る。第２実施例の場合も第１実施例と同様に、入
力端子２にマイクロステツプ数ｍを、入力端子１
２に順方向駆動をそれぞれ指示したとすると、演
算回路３′は（ｍ−ｎ）を演算し、カウンタ４に
その信号を送出する。

ここで、ｍ＞ｎならば、カウンタ４はカウント
を開始し、第１実施例の場合と同様に、ステツピ
ングモータ８をマイクロステツプ駆動で順方向駆
動をさせる。駆動後、カウンタ４が（ｍ−ｎ）を
カウントすると、カウンタ４は極性反転回路５を
介し駆動回路７に対して通常ステツプ駆動を指示
（この時極性反転回路６はそのまま、即ち順方向
駆動である）し、ステツピングモータ８は通常ス
テツプ駆動で順方向に１ステツプ（マイクロステ
ツプのｎに相当量）駆動する。

以上のことを第６図Ａを参照して説明すると、
ステツピングモータ８はマイクロステツプ駆動で
（ｍ−ｎ）だけ順方向に駆動させた後、更に通常
ステツプ駆動で１ステツプ（マイクロステツプの
ｎに相当）だけ順方向に駆動させ、全体として目
標位置ｍに制御させる。

次に、ｍ＜ｎの場合、第６図Ｂ図示の如く、ス
テツピングモータ８をマイクロステツプ駆動で
（lm−nl）だけ逆方向に駆動後、通常ステツプ駆
動で順方向に１ステツプ（マイクロステツプのｎ
に相当量）駆動させ、全体として、目標位置ｍに
制御させる。

（考案の効果） 本考案のステツピングモータの制御回路を用い
れば、目標位置の設定は、マイクロステツプ駆動
であるので微細な位置決めが可能であり、静止時
は、通常ステツプ駆動により、静止摩擦等による
目標位置に対する誤差が無く正確な位置決めが可
能である特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のステツピングモータの制御回
路の第１実施例のブロツク系統図、第２図はマイ
クロステツプ駆動に於ける理想的な駆動特性図、
第３図はマイクロステツプ駆動の実際の駆動特性
図、第４図は第１図の動作を説明するための図、
第５図は本考案のステツピングモータの制御回路
の第２実施例のブロツク系統図、第６図は第５図
の動作を説明するための図である。 １……パルス発生回路、２，１２……入力端
子、３……演算回路、４……カウンタ、５……極
性反転回路（第１切換回路）、６……極性反転回
路（第２切換回路）、７……駆動回路、８……ス
テツピングモータ、９……遅延回路、１０……イ
ンバータ、１１……AND回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電気角が異なるように配置された複数の相巻線
   に流れる電流を順次え切換て移動子をステツプさ
   せる際に、相巻線に一定の電流を流して駆動する
   通常ステツプ駆動と、相巻線に印加する電圧、ま
   たはそのパルス幅を制御することにより相巻線に
   流れる電流を制御して通常ステツプ駆動よりステ
   ツプ量が小さい駆動をするマイクロステツプ駆動
   とが可能なステツピングモータの制御回路であつ
   て、ステツピングモータを通常ステツプ駆動とマ
   イクロステツプ駆動との切換および駆動方向の切
   換が可能になつている駆動回路と、ステツピング
   モータへの駆動指示のステツプ量をマイクロステ
   ツプ駆動でｍとし、通常ステツプ駆動のマイクロ
   ステツプ駆動に対する送り量の比をｎとした時、
   指示ステツプ量ｍの指示を受けて（ｍ＋ｎ）また
   は（lm−nl）の演算をする演算回路と、この演
   算回路の演算結果をカウントするカウンタと、こ
   のカウンタが（ｍ＋ｎ）または（lm−nl）をカ
   ウントした時、前記駆動回路をマイクロステツプ
   駆動から通常ステツプ駆動に切換える第１切替回
   路と、前記カウンタが（ｍ＋ｎ）または（lm−
   nl）をカウントした後、通常ステツプ駆動で１ス
   テツプだけ駆動させることにより全体としてステ
   ツプ量がｍとなるように、前記駆動回路の駆動方
   向を切換える第２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の制御回路。