JPH07170794A - ステッピングモータ制御方式 - Google Patents
ステッピングモータ制御方式Info
- Publication number
- JPH07170794A JPH07170794A JP34286893A JP34286893A JPH07170794A JP H07170794 A JPH07170794 A JP H07170794A JP 34286893 A JP34286893 A JP 34286893A JP 34286893 A JP34286893 A JP 34286893A JP H07170794 A JPH07170794 A JP H07170794A
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- JP
- Japan
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- pulse
- output
- rom
- cpu
- counter
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロステップ駆動データが記憶されてい
るＲＯＭの読みだしアドレス指定を切り換える回路を付
加することにより分割数の選択を可能とし、高速運転時
に分割数を減らし、必要とする駆動パルス周波数を下げ
ることにより運転速度向上を可能とする。 【構成】 モータを制御するパルスを適切な時期に出力
するＣＰＵと、パルスをカウントしそのカウント値をビ
ットパターンとして出力するカウンタと、ビットパター
ンをシフトして出力することができる切り換え回路と、
電流指令値を与えるためのビットパターンが記憶されて
いるＲＯＭと、電流指令値からマイクロステップ駆動の
ための階段状の電流指令値波形を波形に変換するＤ／Ａ
変換器、および、モータドライバからなる。
るＲＯＭの読みだしアドレス指定を切り換える回路を付
加することにより分割数の選択を可能とし、高速運転時
に分割数を減らし、必要とする駆動パルス周波数を下げ
ることにより運転速度向上を可能とする。 【構成】 モータを制御するパルスを適切な時期に出力
するＣＰＵと、パルスをカウントしそのカウント値をビ
ットパターンとして出力するカウンタと、ビットパター
ンをシフトして出力することができる切り換え回路と、
電流指令値を与えるためのビットパターンが記憶されて
いるＲＯＭと、電流指令値からマイクロステップ駆動の
ための階段状の電流指令値波形を波形に変換するＤ／Ａ
変換器、および、モータドライバからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータのマ
イクロステップ駆動回路に関するものである。
イクロステップ駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】マイクロステップ駆動方式は、ステッピ
ングモータの隣接する相の励磁電流を制御し、相関の励
磁バランスをとり、基本ステップ角の中間でも位置決め
を可能とする方式である。励磁バランスをとるために、
隣接する相に１／４周期ずらせた階段状の電流波形をモ
ータに与え駆動している。図６は、ステッピングモータ
の８分割マイクロステップを行うための駆動回路であ
る。ＣＰＵ１１から出力されたモータを制御するための
タイミングパルス信号９がカウンタ１２によりカウント
され、このカウント出力が、ＲＯＭ１３のアドレスバス
下位４ビットに入力されている。このカウンタ出力値が
アドレスとしてＲＯＭ１３に与えられ、あらかじめＲＯ
Ｍ１３に書き込まれた電流指令ビットパターンが、指定
されたアドレスからＤ／Ａ変換器１４に入力されＤ／Ａ
変換後、８段階の電流指令波形が出力される。したがっ
て、基本ステップ角０．９度の２相モータでは、１パル
スあたりのステップ角が０．１１２５度と８倍の分解能
が得られるが、同じモータ運転速度を得るためには８倍
のパルス周波数が必要となる。
ングモータの隣接する相の励磁電流を制御し、相関の励
磁バランスをとり、基本ステップ角の中間でも位置決め
を可能とする方式である。励磁バランスをとるために、
隣接する相に１／４周期ずらせた階段状の電流波形をモ
ータに与え駆動している。図６は、ステッピングモータ
の８分割マイクロステップを行うための駆動回路であ
る。ＣＰＵ１１から出力されたモータを制御するための
タイミングパルス信号９がカウンタ１２によりカウント
され、このカウント出力が、ＲＯＭ１３のアドレスバス
下位４ビットに入力されている。このカウンタ出力値が
アドレスとしてＲＯＭ１３に与えられ、あらかじめＲＯ
Ｍ１３に書き込まれた電流指令ビットパターンが、指定
されたアドレスからＤ／Ａ変換器１４に入力されＤ／Ａ
変換後、８段階の電流指令波形が出力される。したがっ
て、基本ステップ角０．９度の２相モータでは、１パル
スあたりのステップ角が０．１１２５度と８倍の分解能
が得られるが、同じモータ運転速度を得るためには８倍
のパルス周波数が必要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】マイクロステップ駆動
を行うとモータの基本ステップ角をより細分化して駆動
できるため、機械的分解能が向上し、トルク変動が少な
く低振動駆動が可能なためＸＹプロッタに応用すると作
図品質が向上するなど利点が多い。しかし、８分割マイ
クロステップ駆動の場合、１基本ステップ角だけ回転す
るのに８パルスを要すため通常のフルステップ駆動方式
に比べ同じ速度で駆動するためには、８倍のパルス周波
数を必要とする。すなわちパルス間隔が１／８になる。
このため、ＣＰＵは、図５に示すような１パルス出力す
るための速度制御処理や直線補間処理がつぎのパルス出
力時刻までに終了しなくなるため、これ以上パルス間隔
を短縮することができずこれが出力するパルス周波数の
限界となり、ＸＹプロッタにおいては作図速度の上限と
なっている。この問題を解決するためにはパルスジェネ
レータ等を使用しなければならないなどコストアップの
要因となっていた。本発明は、従来技術を生かし、パル
スジェネレータ等を使用することなくマイクロステップ
駆動を用いたステッピングモータの運転速度向上を実現
することを目的とする。
を行うとモータの基本ステップ角をより細分化して駆動
できるため、機械的分解能が向上し、トルク変動が少な
く低振動駆動が可能なためＸＹプロッタに応用すると作
図品質が向上するなど利点が多い。しかし、８分割マイ
クロステップ駆動の場合、１基本ステップ角だけ回転す
るのに８パルスを要すため通常のフルステップ駆動方式
に比べ同じ速度で駆動するためには、８倍のパルス周波
数を必要とする。すなわちパルス間隔が１／８になる。
このため、ＣＰＵは、図５に示すような１パルス出力す
るための速度制御処理や直線補間処理がつぎのパルス出
力時刻までに終了しなくなるため、これ以上パルス間隔
を短縮することができずこれが出力するパルス周波数の
限界となり、ＸＹプロッタにおいては作図速度の上限と
なっている。この問題を解決するためにはパルスジェネ
レータ等を使用しなければならないなどコストアップの
要因となっていた。本発明は、従来技術を生かし、パル
スジェネレータ等を使用することなくマイクロステップ
駆動を用いたステッピングモータの運転速度向上を実現
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を実
現するため、マイクロステップ駆動は低速領域では、有
効に機能し低振動のためＸＹプロッタに応用すると作図
品質の向上が実現できるが、高速になると通常のフルス
テップ駆動方式と大差なくなることに注目し、高速域で
は、マイクロステップ分割数を減らし、１パルスで回転
するステップ角を増やし、パルス周波数を１／２としパ
ルス間隔を２倍としても同じパルス速度が得られるよう
にしたものである。これにより、ＣＰＵには速度制御お
よび直線補間処理時間以外の余裕時間が生まれ、パルス
間隔をさらに短縮することによりパルス速度を向上する
ことができるため、ＸＹプロッタにおいては作図速度を
向上させることができる。
現するため、マイクロステップ駆動は低速領域では、有
効に機能し低振動のためＸＹプロッタに応用すると作図
品質の向上が実現できるが、高速になると通常のフルス
テップ駆動方式と大差なくなることに注目し、高速域で
は、マイクロステップ分割数を減らし、１パルスで回転
するステップ角を増やし、パルス周波数を１／２としパ
ルス間隔を２倍としても同じパルス速度が得られるよう
にしたものである。これにより、ＣＰＵには速度制御お
よび直線補間処理時間以外の余裕時間が生まれ、パルス
間隔をさらに短縮することによりパルス速度を向上する
ことができるため、ＸＹプロッタにおいては作図速度を
向上させることができる。
【０００５】
【作用】本発明においては、マイクロステップ駆動に必
要な、電流指令ビットパターンが記憶されているＲＯＭ
のアドレスバスとビットパターンデータのアドレスを指
定するためのカウンタ出力端子の間に切り換え回路を設
け、低速時はカウンタ出力とアドレスバスの桁を対応さ
せておき、カウンタのクロック入力があるたびにＲＯＭ
のアドレスを１つ変化させることにより、データが順に
読みだされるようになっている。高速域には入ったとき
には、カウンタ出力を任意のビット数シフトするように
切り替える。よって、ＲＯＭから読み出されるデータが
２アドレス毎、４アドレス毎と変化する。これにより任
意の間隔でデータが読みだされ電流指令値波形を変更す
ることができる。
要な、電流指令ビットパターンが記憶されているＲＯＭ
のアドレスバスとビットパターンデータのアドレスを指
定するためのカウンタ出力端子の間に切り換え回路を設
け、低速時はカウンタ出力とアドレスバスの桁を対応さ
せておき、カウンタのクロック入力があるたびにＲＯＭ
のアドレスを１つ変化させることにより、データが順に
読みだされるようになっている。高速域には入ったとき
には、カウンタ出力を任意のビット数シフトするように
切り替える。よって、ＲＯＭから読み出されるデータが
２アドレス毎、４アドレス毎と変化する。これにより任
意の間隔でデータが読みだされ電流指令値波形を変更す
ることができる。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明によるステッピングモータの
８分割マイクロステップ駆動回路のブロック図である。
駆動対象モータは２相モータであり、基本ステップ角
は、０．９度である。すなわちフルステップ駆動では１
パルスあたり０．９度回転し、８分割マイクロステップ
駆動では１パルスあたり０．１１２５度回転する。本実
施例の構成は、内部ＲＯＭに、モータの速度制御を行う
ためのプログラムおよび、データが記憶されているＣＰ
Ｕ１と、ＣＰＵ１よりのパルスをカウントしカウント値
をバイナリデータで出力するカウンタ２と、カウンタ２
の出力とＲＯＭ４のアドレスバスの接続関係を切り換え
るための切り換え回路３と、階段状の電流指令波形を生
成するためのビットパターン９を０番地から記憶させて
おくためのＲＯＭ４と、ＲＯＭ４から出力されるデータ
から電流指令波形７を生成するＤ／Ａ変換器５および、
モータドライバ６からなる。以下、この回路の動作を説
明する。ＣＰＵ１は、データに従い適切なタイミングで
パルスを出力し、カウンタ２は、このパルスをカウント
する。カウント値は逐次出力され、切り換え回路３を介
してＲＯＭ４のアドレスバスに入力される。このとき、
カウント値は、８を最大とし加算し、８に達したらカウ
ンタを減算させ、０から８を繰り返し出力する。切り換
え回路３はカウンタ２からの４ビットの出力をそれぞ
れ、ＣＰＵ１からの切り換え信号により制御されるスイ
ッチ回路を介してＲＯＭ４のアドレスバスに接続されて
いる。図４はＲＯＭ４に記憶されている電流指令値波形
生成のためのビットパターンを示す。切り換え信号がＯ
ＦＦの状態ではカウンタ２の出力ＱＡ、ＱＢ、ＱＣ、Ｑ
Ｄはそれぞれ、ＲＯＭ４のアドレスバスＡ０、Ａ１、Ａ
２、Ａ３につながっており、カウンタ２に１パルス入力
があるたびにＲＯＭ４のアドレスが１番地更新されその
アドレスのデータがＤ／Ａ変換器５に出力される。パル
ス周波数が低く、ＣＰＵ１の処理に時間的余裕があると
きは、図２に示すように、ＣＰＵ１からパルス列９が出
力されるとＲＯＭ４からデータが順次読みだされ、８段
階の電流指令値波形７がＤ／Ａ変換器５に入力される。
この場合は８パルスで０．９度回転することになる。モ
ータが加速され、パルス間隔がＣＰＵ１による速度制
御、直線補間制御処理時間に近ずいた任意の点で、切り
替え信号をＯＮしてＲＯＭ４のアドレスバスＡ０を０レ
ベル、Ａ１をＱＡ、Ａ２をＱＢ、Ａ３をＱＣに切り換え
る。これはカウンタ２の出力を１ビットシフトしてＲＯ
Ｍ４に与えたことになり、ＣＰＵ１よりの出力パルス列
９の１パルスに対してアドレスが２番地更新されること
になる。したがって、図３に示すように、電流指令ビッ
トパターン９の偶数番地のデータのみによる電流指令値
波形８がＤ／Ａ変換器５に与えられることになる。この
場合は、４パルスで０．９度回転することになる。すな
わち、図２の状態に比べ同じ速度を得るためのパルス周
波数は１／２で済むことになる。このとき切り替え信号
ＯＮに同期してＣＰＵ１よりの出力パルス列９のパルス
間隔を２倍にすると、ＣＰＵ１が速度制御、直線補間制
御処理を行っても、次のパルス出力までに余裕時間が生
じ、さらにパルス間隔を短くすることが可能となりモー
タの運転速度を向上させることができる。なお、本実施
例は８分割を４分割にするものとして説明したが、カウ
ンタ２の出力とＲＯＭ４アドレスバスを任意のビット数
切り換えることにより、任意の分割数から任意の分割数
へ変更できることはいうまでもない。
８分割マイクロステップ駆動回路のブロック図である。
駆動対象モータは２相モータであり、基本ステップ角
は、０．９度である。すなわちフルステップ駆動では１
パルスあたり０．９度回転し、８分割マイクロステップ
駆動では１パルスあたり０．１１２５度回転する。本実
施例の構成は、内部ＲＯＭに、モータの速度制御を行う
ためのプログラムおよび、データが記憶されているＣＰ
Ｕ１と、ＣＰＵ１よりのパルスをカウントしカウント値
をバイナリデータで出力するカウンタ２と、カウンタ２
の出力とＲＯＭ４のアドレスバスの接続関係を切り換え
るための切り換え回路３と、階段状の電流指令波形を生
成するためのビットパターン９を０番地から記憶させて
おくためのＲＯＭ４と、ＲＯＭ４から出力されるデータ
から電流指令波形７を生成するＤ／Ａ変換器５および、
モータドライバ６からなる。以下、この回路の動作を説
明する。ＣＰＵ１は、データに従い適切なタイミングで
パルスを出力し、カウンタ２は、このパルスをカウント
する。カウント値は逐次出力され、切り換え回路３を介
してＲＯＭ４のアドレスバスに入力される。このとき、
カウント値は、８を最大とし加算し、８に達したらカウ
ンタを減算させ、０から８を繰り返し出力する。切り換
え回路３はカウンタ２からの４ビットの出力をそれぞ
れ、ＣＰＵ１からの切り換え信号により制御されるスイ
ッチ回路を介してＲＯＭ４のアドレスバスに接続されて
いる。図４はＲＯＭ４に記憶されている電流指令値波形
生成のためのビットパターンを示す。切り換え信号がＯ
ＦＦの状態ではカウンタ２の出力ＱＡ、ＱＢ、ＱＣ、Ｑ
Ｄはそれぞれ、ＲＯＭ４のアドレスバスＡ０、Ａ１、Ａ
２、Ａ３につながっており、カウンタ２に１パルス入力
があるたびにＲＯＭ４のアドレスが１番地更新されその
アドレスのデータがＤ／Ａ変換器５に出力される。パル
ス周波数が低く、ＣＰＵ１の処理に時間的余裕があると
きは、図２に示すように、ＣＰＵ１からパルス列９が出
力されるとＲＯＭ４からデータが順次読みだされ、８段
階の電流指令値波形７がＤ／Ａ変換器５に入力される。
この場合は８パルスで０．９度回転することになる。モ
ータが加速され、パルス間隔がＣＰＵ１による速度制
御、直線補間制御処理時間に近ずいた任意の点で、切り
替え信号をＯＮしてＲＯＭ４のアドレスバスＡ０を０レ
ベル、Ａ１をＱＡ、Ａ２をＱＢ、Ａ３をＱＣに切り換え
る。これはカウンタ２の出力を１ビットシフトしてＲＯ
Ｍ４に与えたことになり、ＣＰＵ１よりの出力パルス列
９の１パルスに対してアドレスが２番地更新されること
になる。したがって、図３に示すように、電流指令ビッ
トパターン９の偶数番地のデータのみによる電流指令値
波形８がＤ／Ａ変換器５に与えられることになる。この
場合は、４パルスで０．９度回転することになる。すな
わち、図２の状態に比べ同じ速度を得るためのパルス周
波数は１／２で済むことになる。このとき切り替え信号
ＯＮに同期してＣＰＵ１よりの出力パルス列９のパルス
間隔を２倍にすると、ＣＰＵ１が速度制御、直線補間制
御処理を行っても、次のパルス出力までに余裕時間が生
じ、さらにパルス間隔を短くすることが可能となりモー
タの運転速度を向上させることができる。なお、本実施
例は８分割を４分割にするものとして説明したが、カウ
ンタ２の出力とＲＯＭ４アドレスバスを任意のビット数
切り換えることにより、任意の分割数から任意の分割数
へ変更できることはいうまでもない。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、従来の回路に切り換え
回路を追加しＣＰＵから切り換え信号を入力するよう変
更するだけでコストアップにつながるパルスジェネレー
タなどを採用することなく、マイクロステップ駆動を用
いた場合のソフトウェアの処理能力に起因するステッピ
ングモータの運転速度限界の要因をなくし、運転速度向
上をはかることができる。
回路を追加しＣＰＵから切り換え信号を入力するよう変
更するだけでコストアップにつながるパルスジェネレー
タなどを採用することなく、マイクロステップ駆動を用
いた場合のソフトウェアの処理能力に起因するステッピ
ングモータの運転速度限界の要因をなくし、運転速度向
上をはかることができる。
【図１】本発明によるステッピングモータの８分割マイ
クロステップ駆動回路のブロック図。
クロステップ駆動回路のブロック図。
【図２】８段階の電流指令ビットパターンにより生成さ
れる８段階の電流指令値波形の説明図。
れる８段階の電流指令値波形の説明図。
【図３】偶数番地の電流指令ビットパターンにより生成
される４段階の電流指令値波形の説明図。
される４段階の電流指令値波形の説明図。
【図４】本発明の実施例におけるＲＯＭに記憶されてい
る電流指令値波形生成のためのビットパターン図。
る電流指令値波形生成のためのビットパターン図。
【図５】従来技術による１パルス出力処理を示すフロー
図。
図。
【図６】従来技術によるステッピングモータの８分割マ
イクロステップ駆動回路のブロック図。
イクロステップ駆動回路のブロック図。
１ ＣＰＵ ２ カウンタ ３ 切り換え回路 ４ ＲＯＭ ５ Ｄ／Ａ変換器 ６ モータドライバ ７ ８段階のパターンにより生成される電流指令値波形 ８ 偶数番地のパターンにより生成される電流指令値波
形 ９ ＣＰＵよりの出力パルス列 １０ 電流指令ビットパターン
形 ９ ＣＰＵよりの出力パルス列 １０ 電流指令ビットパターン
Claims (1)
- 【請求項１】 マイクロステップ駆動を行うステッピン
グモータ制御方式において、ステップ分割数の選択を可
能とする手段を設け、１パルスあたりの回転角を変化さ
せることによりモータの運転速度制御を可能とすること
を特長とするステッピングモータの制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34286893A JPH07170794A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | ステッピングモータ制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34286893A JPH07170794A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | ステッピングモータ制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07170794A true JPH07170794A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18357127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34286893A Pending JPH07170794A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | ステッピングモータ制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07170794A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013148614A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Canon Inc | カメラシステムおよびレンズ装置 |
| CN113364369A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-07 | 成都动芯微电子有限公司 | 一种步进电机细分控制电路及其控制方法 |
| CN113411021A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-17 | 厦门四信通信科技有限公司 | 一种云台的控制系统以及控制方法 |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP34286893A patent/JPH07170794A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013148614A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Canon Inc | カメラシステムおよびレンズ装置 |
| CN113411021A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-17 | 厦门四信通信科技有限公司 | 一种云台的控制系统以及控制方法 |
| CN113364369A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-07 | 成都动芯微电子有限公司 | 一种步进电机细分控制电路及其控制方法 |
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