JPH0732639B2 - ステップモータの位置決め装置 - Google Patents
ステップモータの位置決め装置Info
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- JPH0732639B2 JPH0732639B2 JP62261918A JP26191887A JPH0732639B2 JP H0732639 B2 JPH0732639 B2 JP H0732639B2 JP 62261918 A JP62261918 A JP 62261918A JP 26191887 A JP26191887 A JP 26191887A JP H0732639 B2 JPH0732639 B2 JP H0732639B2
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- motor
- reference position
- phase
- step motor
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/40—Open loop systems, e.g. using stepping motor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41101—Stop, halt step, ac motor on certain excitation phase, after sensing a reference
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50084—Keep position, setup parameters in memory
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は位置決め装置に係り、特にステツプモータ用自
動定位置戻り装置或いはステツプモータの開ループシス
テムにおいて単一ステツプエラーを除去する装置に関す
る。
動定位置戻り装置或いはステツプモータの開ループシス
テムにおいて単一ステツプエラーを除去する装置に関す
る。
B.従来の技術 ステツプモータは回転子と固定子の相対的移動、即ち相
対的回転を極めて正確に行う。この高い正確性は、ステ
ツプモータの開ループシステムの使用を普及させたが、
その正確性はすべてステツプモータ自身に依存してい
る。ステツプモータは相対的な位置決めを行う能力しか
ないので、正確な絶対的な位置決めを保証するために
は、外部からの基準位置情報が与えられねばならない。
そのような外部基準位置は通常、位置センサの形式で与
えられる。このような位置センサは、基準位置と称され
る特定の絶対的位置のところで（電圧または電流に変換
された）信号を与える。代表的な装置では、モータの移
動はホームポジシヨンに対して規定されているが、ホー
ムポジシヨンは、それが基準位置に対して相対的に識別
しさえすれば基準位置と一致させる必要はない。一旦、
モータがホームポジシヨンにあれば、後続する相対移動
は、ホームポジシヨンからのステツプ数を追跡すること
によつて、絶対的位置に相関されることができる。この
ような開ループ位置決め技術の例は、米国特許第394490
2号明細書、同第3992614号明細書、同第4066943号明細
書、同第4409530号明細書及び同第3986094号明細書に開
示されている。
対的回転を極めて正確に行う。この高い正確性は、ステ
ツプモータの開ループシステムの使用を普及させたが、
その正確性はすべてステツプモータ自身に依存してい
る。ステツプモータは相対的な位置決めを行う能力しか
ないので、正確な絶対的な位置決めを保証するために
は、外部からの基準位置情報が与えられねばならない。
そのような外部基準位置は通常、位置センサの形式で与
えられる。このような位置センサは、基準位置と称され
る特定の絶対的位置のところで（電圧または電流に変換
された）信号を与える。代表的な装置では、モータの移
動はホームポジシヨンに対して規定されているが、ホー
ムポジシヨンは、それが基準位置に対して相対的に識別
しさえすれば基準位置と一致させる必要はない。一旦、
モータがホームポジシヨンにあれば、後続する相対移動
は、ホームポジシヨンからのステツプ数を追跡すること
によつて、絶対的位置に相関されることができる。この
ような開ループ位置決め技術の例は、米国特許第394490
2号明細書、同第3992614号明細書、同第4066943号明細
書、同第4409530号明細書及び同第3986094号明細書に開
示されている。
絶対的位置決めが外部基準位置に依存するこれらの装置
及びシステムにおいて、外部基準位置、または関連外部
基準位置は、所定の位相状態に対応するものと考えられ
る。この点に関しては、米国特許第3986094号明細書
（第10欄の第52行）及び同第4066943号明細書（第７欄
の第29行）に記載がある。開示された装置は、外部基準
位置が決められた位相状態に明白に規定され且つ相関す
ることができる限りにおいて、極めて良好に動作する。
然しながら、残念なことに、大量生産により製造される
多くのステツプモータ・システムにおいては、外部基準
位置が位相状態の遷移点、またはその付近に位置決めさ
れることがある。このような条件の下では、ホームポジ
ションは、外部基準位置が１つの位相状態と物理的に相
関されるか、またはその隣接位相状態と物理的に相関さ
れるか否かによつて、１ステツプだけ変化することがあ
りうる。この変化が起ると、モータの連続する初期化の
間で、１ステツプの誤整合（misalignment）を生じるこ
とになる。勿論、この問題は、製造許容範囲をきつくす
ること（それに関連したコストの増加がある）によつて
解決を計ることができ、さもなければ、製造中、手作業
による好ましくない調節工程を必要とする。
及びシステムにおいて、外部基準位置、または関連外部
基準位置は、所定の位相状態に対応するものと考えられ
る。この点に関しては、米国特許第3986094号明細書
（第10欄の第52行）及び同第4066943号明細書（第７欄
の第29行）に記載がある。開示された装置は、外部基準
位置が決められた位相状態に明白に規定され且つ相関す
ることができる限りにおいて、極めて良好に動作する。
然しながら、残念なことに、大量生産により製造される
多くのステツプモータ・システムにおいては、外部基準
位置が位相状態の遷移点、またはその付近に位置決めさ
れることがある。このような条件の下では、ホームポジ
ションは、外部基準位置が１つの位相状態と物理的に相
関されるか、またはその隣接位相状態と物理的に相関さ
れるか否かによつて、１ステツプだけ変化することがあ
りうる。この変化が起ると、モータの連続する初期化の
間で、１ステツプの誤整合（misalignment）を生じるこ
とになる。勿論、この問題は、製造許容範囲をきつくす
ること（それに関連したコストの増加がある）によつて
解決を計ることができ、さもなければ、製造中、手作業
による好ましくない調節工程を必要とする。
C.解決しようとする問題点 本発明の目的は、上述の１ステツプの誤整合（１ステツ
プ分の位置ずれ）の問題を解消して、ステツプモータの
位置決めの反復性を改良する新規な装置を提供すること
にある。
プ分の位置ずれ）の問題を解消して、ステツプモータの
位置決めの反復性を改良する新規な装置を提供すること
にある。
D.問題点を解決するための手段 後述の実施例において、外部基準位置とホームポジシヨ
ンとについて言及して、これらの位置が一致している例
を説明するけれども、これらの位置を一致させること
は、本発明の必須要件ではない。従つて、外部基準位置
に対してホームポジシヨンを規定する必要はあるが、そ
れらが一致している必要はない。
ンとについて言及して、これらの位置が一致している例
を説明するけれども、これらの位置を一致させること
は、本発明の必須要件ではない。従つて、外部基準位置
に対してホームポジシヨンを規定する必要はあるが、そ
れらが一致している必要はない。
例えば、ホームポジシヨンは外部基準位置から数えた特
定のステツフ数として規定することができる。ステツプ
モータは単一ステツプ動作中でも、一定速度動作中で
も、或は回転移動中であつてさえも、所定のステツプ数
で位置決めすることができる。
定のステツフ数として規定することができる。ステツプ
モータは単一ステツプ動作中でも、一定速度動作中で
も、或は回転移動中であつてさえも、所定のステツプ数
で位置決めすることができる。
本発明による位置決めの反復性は初期化手順を実行する
ことによつて高められる。この初期化手順は、「冷」ス
タートに対して実行される第１のタイプの初期化手順ま
たは「暖」スタートに対して実行される第２のタイプの
初期化手順かのいずれかである。本発明による初期化手
順を実行するために、ステツプモータ・システムは、読
み出し／書き込みメモリと、「暖」スタートか、「冷」
スタートのいずれが実行されるかを判別する能力とが与
えられている。「暖」スタートと「冷」スタートの相違
は、「冷」スタートの場合、メモリが前の動作を記憶し
ていないのに対して、「暖」スタートではメモリが前の
動作を記憶していることにある。
ことによつて高められる。この初期化手順は、「冷」ス
タートに対して実行される第１のタイプの初期化手順ま
たは「暖」スタートに対して実行される第２のタイプの
初期化手順かのいずれかである。本発明による初期化手
順を実行するために、ステツプモータ・システムは、読
み出し／書き込みメモリと、「暖」スタートか、「冷」
スタートのいずれが実行されるかを判別する能力とが与
えられている。「暖」スタートと「冷」スタートの相違
は、「冷」スタートの場合、メモリが前の動作を記憶し
ていないのに対して、「暖」スタートではメモリが前の
動作を記憶していることにある。
この初期化手順は、 （ａ）モータを付勢し、そしてモータを安定させること
を可能にすることと、 （ｂ）外部基準位置が検知されるまで、モータをステツ
プ移動させることと、 を含んでいる。
を可能にすることと、 （ｂ）外部基準位置が検知されるまで、モータをステツ
プ移動させることと、 を含んでいる。
「冷」スタートの場合、手続の最後のステツプは位相状
態を記憶する必要がある。記憶された位相状態は基準位
置または関連ホームポジシヨンに対応する。
態を記憶する必要がある。記憶された位相状態は基準位
置または関連ホームポジシヨンに対応する。
「暖」スタートの場合、外部基準位置が検知された後、
モータは基準位置と仮定したホームポジシヨンとの間の
所定のずれ（オフセツト）（もしあれば）に従つて移動
するよう先ず制御され、次に、以前に保持された位相状
態と一致する状態になるよう制御され、そして、モータ
がその状態にセツトされることができるのに充分な遅延
動作が実行される。「暖」スタートの初期化手順に従つ
て、（＋１）か、（０）か、または（−１）のステツプ
のモータ位相調整が達成されるが、それについては後述
する。
モータは基準位置と仮定したホームポジシヨンとの間の
所定のずれ（オフセツト）（もしあれば）に従つて移動
するよう先ず制御され、次に、以前に保持された位相状
態と一致する状態になるよう制御され、そして、モータ
がその状態にセツトされることができるのに充分な遅延
動作が実行される。「暖」スタートの初期化手順に従つ
て、（＋１）か、（０）か、または（−１）のステツプ
のモータ位相調整が達成されるが、それについては後述
する。
通常、ステツプモータ・システムは不連続的に動作す
る。即ちステツプモータ・システムの第１の期間中、こ
のステツプモータ・システムはターンオフされるように
動作し、第２の期間中動作するようにターンオンされ
る。多くの場合、第１の期間の動作で達成した位置と同
じ位置に、第２の期間の動作中モータを再位置決めした
い要求がある。
る。即ちステツプモータ・システムの第１の期間中、こ
のステツプモータ・システムはターンオフされるように
動作し、第２の期間中動作するようにターンオンされ
る。多くの場合、第１の期間の動作で達成した位置と同
じ位置に、第２の期間の動作中モータを再位置決めした
い要求がある。
この要求に対して製造許容範囲がゆるく与えられている
従来の装置は、必ずしも所望の目的を達成することはで
きない。誤整合に対する従来技術の欠点は本発明を使用
することによつて、下記のように解消される。一旦
「冷」スタートが実行されれば、ステツプモータはその
後はほとんど不連続動作を行い、そして、「暖」スター
トのみ動作している間は、初期化手続によつて誤整合は
発生しない。これは当然、位相状態をメモリに保持する
ことを必要とし、位相状態の情報を保持するために、通
常用いられている不揮発性メモリを使うことによつて達
成することができる。揮発性の位相状態メモリへの電力
が継続している限り、不揮発性メモリを用いなくてもよ
い。
従来の装置は、必ずしも所望の目的を達成することはで
きない。誤整合に対する従来技術の欠点は本発明を使用
することによつて、下記のように解消される。一旦
「冷」スタートが実行されれば、ステツプモータはその
後はほとんど不連続動作を行い、そして、「暖」スター
トのみ動作している間は、初期化手続によつて誤整合は
発生しない。これは当然、位相状態をメモリに保持する
ことを必要とし、位相状態の情報を保持するために、通
常用いられている不揮発性メモリを使うことによつて達
成することができる。揮発性の位相状態メモリへの電力
が継続している限り、不揮発性メモリを用いなくてもよ
い。
本発明の好ましい実施例によれば、読み出し／書き込み
式位相状態メモリはバツテリーバツクアツプを有する通
常のランダムアクセスメモリである。
式位相状態メモリはバツテリーバツクアツプを有する通
常のランダムアクセスメモリである。
記憶された位相状態は外部基準位置又は関連位相状態に
対応してもよい。例えば、外部基準位置とホームポジシ
ヨンとの間に一定のステツプ数がある。この場合、位相
調整は、外部基準位置が検出されたときの位置ではな
く、ホームポジシヨンの位置で行われる。
対応してもよい。例えば、外部基準位置とホームポジシ
ヨンとの間に一定のステツプ数がある。この場合、位相
調整は、外部基準位置が検出されたときの位置ではな
く、ホームポジシヨンの位置で行われる。
本発明を使用することにより「暖」スタート間で生じう
る１ステツプの誤整合が除去される。
る１ステツプの誤整合が除去される。
従つて、本発明の位置決め装置は、 ステップモータと、 このステツプモータが所定の位置にある場合、位置信号
を発生するように前記ステツプモータに結合された位置
センサ装置と、 ステツプモータの位相状態を規定するデータを記憶する
ための読み出し／書き込みメモリ装置と、 前記読み出し／書き込みメモリ装置に予め書き込まれた
位相状態データの使用可能性を決定するための決定装置
と、 前記位置センサ装置の動作に応答して、ステツプモータ
の実際の位相状態を、記憶されたデータと一致させるた
めに、前記ステツプモータを駆動するための補正装置と
で構成される。
を発生するように前記ステツプモータに結合された位置
センサ装置と、 ステツプモータの位相状態を規定するデータを記憶する
ための読み出し／書き込みメモリ装置と、 前記読み出し／書き込みメモリ装置に予め書き込まれた
位相状態データの使用可能性を決定するための決定装置
と、 前記位置センサ装置の動作に応答して、ステツプモータ
の実際の位相状態を、記憶されたデータと一致させるた
めに、前記ステツプモータを駆動するための補正装置と
で構成される。
このような目的によつて、本発明はまた、前記装置によ
つて予め書き込まれた位相状態データが無いことに応答
して、ステツプモータの位相状態を検出するための手段
を付勢する装置と、 ステツプモータの前記検出状態を前記読み出し／書き込
みメモリ装置に書き込む装置とを含んでいる。
つて予め書き込まれた位相状態データが無いことに応答
して、ステツプモータの位相状態を検出するための手段
を付勢する装置と、 ステツプモータの前記検出状態を前記読み出し／書き込
みメモリ装置に書き込む装置とを含んでいる。
E.実施例 第２図は、位置繰り返し精度が本発明によつて改良され
ることができるステツプモータのブロツク図である。特
に、第２図に示されるようにステツプモータ10は、負荷
軸11を駆動（回転）するように配置される。すなわち、
ステツプモータ10は、制御装置12によつて制御される。
制御装置12の１つの入力信号は外部基準位置によつて与
えられる。第２図に示された外部基準位置は、軸11がLE
D14から光検知器15へ光を通過させることによつて１つ
の特定の位置決め基準点にある場合、光信号を発生する
軸11に取り付けられた切欠き円板13によつて発生され
る。この特定の外部基準は、軸の360゜の回転毎に軸の
１つの位置に対応する電気信号を発生することは当業者
に明らかである。
ることができるステツプモータのブロツク図である。特
に、第２図に示されるようにステツプモータ10は、負荷
軸11を駆動（回転）するように配置される。すなわち、
ステツプモータ10は、制御装置12によつて制御される。
制御装置12の１つの入力信号は外部基準位置によつて与
えられる。第２図に示された外部基準位置は、軸11がLE
D14から光検知器15へ光を通過させることによつて１つ
の特定の位置決め基準点にある場合、光信号を発生する
軸11に取り付けられた切欠き円板13によつて発生され
る。この特定の外部基準は、軸の360゜の回転毎に軸の
１つの位置に対応する電気信号を発生することは当業者
に明らかである。
第３図は、ステツプモータ10の場合のステツプモータの
位相状態と、回転子の変位と、外部基準位置との相関関
係を示している。第３図に示されるように、位相状態は
反復する順序で発生する。従つて、例えば、回転子のス
テツプ位置２及び６は同じ位相状態である。第３図は、
外部基準位置が回転子のステツプ３で位相状態Ｃに対応
すると仮定する。もし、外部基準位置が位相状態Ｃの境
界内に常にあることが保証されているならば、本発明は
必要がない。製造許容範囲をゆるくするために、外部基
準位置が時々位相状態の境界付近にあることが生じ、こ
のような場合、外部基準は、１ステツプの誤整合に導く
位相状態ＢまたはＤのいずれかに偶発的に対応するた
め、本発明によつて解決される問題が生じる。前述のよ
うに、ホームポジシヨンは外部基準位置に対応する。第
４図は、外部基準位置がホームポジシヨンからｎステツ
プだけずれている他の配列を示している。第５図は、外
部基準位置とホームポジシヨンとの間がｎステツプずれ
ているという点で、第４図と同じであるけれども、その
ずれを補正する方法で異なつている他の配列を示してお
り、特に第５図は一定速度セグメントを含む移動を示し
ている。
位相状態と、回転子の変位と、外部基準位置との相関関
係を示している。第３図に示されるように、位相状態は
反復する順序で発生する。従つて、例えば、回転子のス
テツプ位置２及び６は同じ位相状態である。第３図は、
外部基準位置が回転子のステツプ３で位相状態Ｃに対応
すると仮定する。もし、外部基準位置が位相状態Ｃの境
界内に常にあることが保証されているならば、本発明は
必要がない。製造許容範囲をゆるくするために、外部基
準位置が時々位相状態の境界付近にあることが生じ、こ
のような場合、外部基準は、１ステツプの誤整合に導く
位相状態ＢまたはＤのいずれかに偶発的に対応するた
め、本発明によつて解決される問題が生じる。前述のよ
うに、ホームポジシヨンは外部基準位置に対応する。第
４図は、外部基準位置がホームポジシヨンからｎステツ
プだけずれている他の配列を示している。第５図は、外
部基準位置とホームポジシヨンとの間がｎステツプずれ
ているという点で、第４図と同じであるけれども、その
ずれを補正する方法で異なつている他の配列を示してお
り、特に第５図は一定速度セグメントを含む移動を示し
ている。
第６図は外部基準位置及びホームポジシヨンに関する他
の配列を示している。特に、第６図は、ステツプモータ
が回転速度で運動すると、外部基準位置が検知され、そ
の後ステツプモータはｎステツプで停止され、その際、
ｎ個の運動のうちの幾つかの運動又はすべての運動は減
速運動であり、そしてそのうちの幾つかの運動は回転運
動である。
の配列を示している。特に、第６図は、ステツプモータ
が回転速度で運動すると、外部基準位置が検知され、そ
の後ステツプモータはｎステツプで停止され、その際、
ｎ個の運動のうちの幾つかの運動又はすべての運動は減
速運動であり、そしてそのうちの幾つかの運動は回転運
動である。
外部基準位置とホームポジシヨンとの間の関係がどのよ
うに規定されたかにかかわらず、もしこれらが異つてい
るとすれば、誤整列を補正するために本発明のステツプ
が印加されないうちに、モータは、外部基準位置が検知
された位置から、所定のホームポジシヨンへ移動される
ことができなければならない。第４図及び第５図の場
合、もし記憶された位相状態がホームポジシヨンよりむ
しろ基準位置に対応しているならば、本発明の補正方法
は基準位置で適用されることができる。本発明によつて
決定された補正は、記憶された位相状態が決定された位
置で印加されるということが本質的に重要な点である。
うに規定されたかにかかわらず、もしこれらが異つてい
るとすれば、誤整列を補正するために本発明のステツプ
が印加されないうちに、モータは、外部基準位置が検知
された位置から、所定のホームポジシヨンへ移動される
ことができなければならない。第４図及び第５図の場
合、もし記憶された位相状態がホームポジシヨンよりむ
しろ基準位置に対応しているならば、本発明の補正方法
は基準位置で適用されることができる。本発明によつて
決定された補正は、記憶された位相状態が決定された位
置で印加されるということが本質的に重要な点である。
第７図は本発明の動作によつて実行される種々のステツ
プの機能説明図である。機能F1によつて、モータは始
動、即ち付勢され、安定化される。機能F2は外部基準位
置にくるまでモータをステツプ移動させる。ステツプモ
ータが外部基準位置にあるようにステツプされる方向
を、いま初期化されたモータ制御装置が「知つている」
ことを保証するために他の手続が使用される。これは、
例えば、モータが停止され、その後モータを仮定位置か
ら外部基準位置の方へステツプさせるためにモータを常
に制御する場合、モータを常に所定の位置に移動させる
ことによつて達成されることができる。当業者は、機能
F2が首尾よく実行されることができることを確実にする
ために使用されることができる他の手続を知つている。
次に、機能F3は外部基準位置とホームポジシヨン間の所
定のずれ（若しあれば）を与えるために実行される。そ
の所定のずれは、例えば第４図〜第６図のいずれかに示
されたものであればよい。ステツプF3の終了時、モータ
は所定のホームポジシヨンにあるか、あるいはホームポ
ジシヨンから＋１ステツプもしくは−１ステツプだけ誤
整合になつているかのいずれかである。機能F4は、これ
が「冷」スタートかあるいは「暖」スタートか否か、例
えば、メモリが最後のオン／オフ及びオフ／オン遷移を
保持しているか否かを判定する。一方もしメモリがこれ
を保持していなければ、これは「冷」スタートであり、
機能F5Aがモータの現在の位相状態を記憶するために実
行される。他方、もしこれが「暖」スタートであれば、
機能F5Bは記憶されているモータ位相状態を達成させる
ために、モータを制御するように実行される。ステツプ
F5Bを実行中前述のようにモータは＋１ステツプか又は
−１ステツプだけ移動されるか、あるいは、誤整合エラ
ーがなければステツプモータは移動されないままであ
る。
プの機能説明図である。機能F1によつて、モータは始
動、即ち付勢され、安定化される。機能F2は外部基準位
置にくるまでモータをステツプ移動させる。ステツプモ
ータが外部基準位置にあるようにステツプされる方向
を、いま初期化されたモータ制御装置が「知つている」
ことを保証するために他の手続が使用される。これは、
例えば、モータが停止され、その後モータを仮定位置か
ら外部基準位置の方へステツプさせるためにモータを常
に制御する場合、モータを常に所定の位置に移動させる
ことによつて達成されることができる。当業者は、機能
F2が首尾よく実行されることができることを確実にする
ために使用されることができる他の手続を知つている。
次に、機能F3は外部基準位置とホームポジシヨン間の所
定のずれ（若しあれば）を与えるために実行される。そ
の所定のずれは、例えば第４図〜第６図のいずれかに示
されたものであればよい。ステツプF3の終了時、モータ
は所定のホームポジシヨンにあるか、あるいはホームポ
ジシヨンから＋１ステツプもしくは−１ステツプだけ誤
整合になつているかのいずれかである。機能F4は、これ
が「冷」スタートかあるいは「暖」スタートか否か、例
えば、メモリが最後のオン／オフ及びオフ／オン遷移を
保持しているか否かを判定する。一方もしメモリがこれ
を保持していなければ、これは「冷」スタートであり、
機能F5Aがモータの現在の位相状態を記憶するために実
行される。他方、もしこれが「暖」スタートであれば、
機能F5Bは記憶されているモータ位相状態を達成させる
ために、モータを制御するように実行される。ステツプ
F5Bを実行中前述のようにモータは＋１ステツプか又は
−１ステツプだけ移動されるか、あるいは、誤整合エラ
ーがなければステツプモータは移動されないままであ
る。
制御装置がコンピユータであるか、またはコンピユータ
を含む場合、本発明は第７図の機能を実行するソフトウ
ェアによつて実施されることができる。
を含む場合、本発明は第７図の機能を実行するソフトウ
ェアによつて実施されることができる。
第１図は本発明により使用されることができる装置（他
の実施例）のブロツク図である。より詳細に説明する
と、第１図は、発振器120が制御素子119を駆動している
ことを示している。制御素子119は位相シーケンサロジ
ツク122に、ステツプ情報、速度情報及び方向情報を与
える。位相シーケンサロジツク122は、次のモータ位相
状態を識別する信号を出力し、その信号はモータ駆動器
（図示せず）に印加される。また、制御素子119は外部
基準位置（例えば、第２図の光応答ダイオード15）を検
知する装置からの検知入力を受け取る。また、制御素子
119は、暖スタートが実行されるか、又は冷スタートが
実行されるかを識別するフリツプフロツプ123からの入
力を受け取る。そして、最後に、制御素子119は、補正
が必要であるか否かを識別するために、比較素子126の
出力を受け取つて、補正が必要な場合、その補正を検知
する。位相シーケンサロジツク122を駆動することに加
えて、制御素子119はまた、位相状態記憶装置125に「書
き込み」信号を与える。また、位相状態記憶装置125は
位相シーケンサロジツク122からモータ位相状態情報を
受け取り、そして、「書き込み」信号が存在する場合、
将来の基準位置情報としてその情報を書き込む。記憶装
置125に記憶された位相状態情報は比較素子126に入力と
して与えられ、比較素子の他の入力は位相シーケンサロ
ジツク122の出力、即ちモータ位相状態信号によつて与
えられる。従つて、比較素子126は、その２つの入力が
等しいか否かを判定でき、等しくない場合、その「不
等」を検知して、既に説明した制御素子119のためにこ
の入力を与える。
の実施例）のブロツク図である。より詳細に説明する
と、第１図は、発振器120が制御素子119を駆動している
ことを示している。制御素子119は位相シーケンサロジ
ツク122に、ステツプ情報、速度情報及び方向情報を与
える。位相シーケンサロジツク122は、次のモータ位相
状態を識別する信号を出力し、その信号はモータ駆動器
（図示せず）に印加される。また、制御素子119は外部
基準位置（例えば、第２図の光応答ダイオード15）を検
知する装置からの検知入力を受け取る。また、制御素子
119は、暖スタートが実行されるか、又は冷スタートが
実行されるかを識別するフリツプフロツプ123からの入
力を受け取る。そして、最後に、制御素子119は、補正
が必要であるか否かを識別するために、比較素子126の
出力を受け取つて、補正が必要な場合、その補正を検知
する。位相シーケンサロジツク122を駆動することに加
えて、制御素子119はまた、位相状態記憶装置125に「書
き込み」信号を与える。また、位相状態記憶装置125は
位相シーケンサロジツク122からモータ位相状態情報を
受け取り、そして、「書き込み」信号が存在する場合、
将来の基準位置情報としてその情報を書き込む。記憶装
置125に記憶された位相状態情報は比較素子126に入力と
して与えられ、比較素子の他の入力は位相シーケンサロ
ジツク122の出力、即ちモータ位相状態信号によつて与
えられる。従つて、比較素子126は、その２つの入力が
等しいか否かを判定でき、等しくない場合、その「不
等」を検知して、既に説明した制御素子119のためにこ
の入力を与える。
フリツプフロツプ123は暖スタートが実行されるのか、
又は冷スタートが実行されるのかを判定するために使用
される装置である。フリツプフロツプ123はPOR（power
on reset……電源投入時リセツトする）の形のリセツト
信号を受け取る。従つて、フリツプフロツプ123は、他
の入力信号が無く且つ続いてPORを受け取るとリセツト
状態になる。最後のPORに続いて制御素子119が「書き込
み」信号を出力する場合、フリツプフロツプ123は、
「書き込み」信号がフリツプフロツプ123のセツト入力
に結合されているので、セツト状態になる。もし、位相
状態記憶装置125が最後のPORに続いて再書き込みされる
ならば、フリツプフロツプ123は、いくつかのスタート
動作が暖スタートであることを表示する。他方、もし、
書き込み信号に続いてPORが受け取られたならば、フリ
ツプフロツプ123はいくつかのスタート動作を冷スター
トと表示する。
又は冷スタートが実行されるのかを判定するために使用
される装置である。フリツプフロツプ123はPOR（power
on reset……電源投入時リセツトする）の形のリセツト
信号を受け取る。従つて、フリツプフロツプ123は、他
の入力信号が無く且つ続いてPORを受け取るとリセツト
状態になる。最後のPORに続いて制御素子119が「書き込
み」信号を出力する場合、フリツプフロツプ123は、
「書き込み」信号がフリツプフロツプ123のセツト入力
に結合されているので、セツト状態になる。もし、位相
状態記憶装置125が最後のPORに続いて再書き込みされる
ならば、フリツプフロツプ123は、いくつかのスタート
動作が暖スタートであることを表示する。他方、もし、
書き込み信号に続いてPORが受け取られたならば、フリ
ツプフロツプ123はいくつかのスタート動作を冷スター
トと表示する。
本発明に関連する制御素子119によつて実行される機能
が第８図に説明される。第８図は、S1−停止、S2−ホー
ムポジシヨン、S3−補正、S4−記憶及びS5−回転（ru
n）と識別される、制御素子119のための５つの状態を示
している。各状態に対して、ステツプ出力及び書き込み
信号の状態が識別される。更に、第８図には遷移が生ず
る条件と、遷移がステツプモータに与える条件とが表示
されている。ステツプ＝真（Ｔ）は、制御素子119が位
相シーケンサ122にステツプパルス及び方向コマンドと
を与えることを指示する。
が第８図に説明される。第８図は、S1−停止、S2−ホー
ムポジシヨン、S3−補正、S4−記憶及びS5−回転（ru
n）と識別される、制御素子119のための５つの状態を示
している。各状態に対して、ステツプ出力及び書き込み
信号の状態が識別される。更に、第８図には遷移が生ず
る条件と、遷移がステツプモータに与える条件とが表示
されている。ステツプ＝真（Ｔ）は、制御素子119が位
相シーケンサ122にステツプパルス及び方向コマンドと
を与えることを指示する。
例えば、POR（電源投入時リセツト）を含んでいるかも
知れないし、又は含んでいないかも知れない初期設定
（INTI）が存在する場合、モータが状態S1から状態S2に
遷移したとする。このような状況下では、ステツプ出力
は真（Ｔ）に変化して、モータを動かす。センサ入力が
アクテイブで、モータが所定の基準位置に到達したこと
を識別するまで、モータはこの状態にとどまる。
知れないし、又は含んでいないかも知れない初期設定
（INTI）が存在する場合、モータが状態S1から状態S2に
遷移したとする。このような状況下では、ステツプ出力
は真（Ｔ）に変化して、モータを動かす。センサ入力が
アクテイブで、モータが所定の基準位置に到達したこと
を識別するまで、モータはこの状態にとどまる。
次に、状態S2は、フリツプフロツプ123の出力（暖スタ
ート又は冷スタート）及び比較素子126の出力（等また
は不等）によつて、状態S1、状態S3又は状態S4の状態の
いずれかに遷移する。比較素子が等しくないという信号
を発生した時、例えば、暖スタートの過程中、例えば位
相状態情報が保持されている間補正がなされた場合、状
態S2から状態S3に遷移する。状態S3では、制御素子は、
位相シーケンサロジツク122に、比較素子126で検出され
たエラーの検知によつて決定される方向コマンドと共に
ステツプコマンドを与える。その後、状態S3は状態S1に
遷移する。この時点で、ステツプモータ・システムは、
位相状態記憶装置125に記憶されている位相状態に対応
する所定の位相状態に初期化される。
ート又は冷スタート）及び比較素子126の出力（等また
は不等）によつて、状態S1、状態S3又は状態S4の状態の
いずれかに遷移する。比較素子が等しくないという信号
を発生した時、例えば、暖スタートの過程中、例えば位
相状態情報が保持されている間補正がなされた場合、状
態S2から状態S3に遷移する。状態S3では、制御素子は、
位相シーケンサロジツク122に、比較素子126で検出され
たエラーの検知によつて決定される方向コマンドと共に
ステツプコマンドを与える。その後、状態S3は状態S1に
遷移する。この時点で、ステツプモータ・システムは、
位相状態記憶装置125に記憶されている位相状態に対応
する所定の位相状態に初期化される。
他方、冷スタートの場合、状態S2から状態S4に遷移す
る。状態S4では、制御素子119は位相シーケンサロジツ
ク122（ステツプコマンドは偽（Ｆ）である。）に補正
信号を与えないが、「書き込み」信号は真（Ｔ）にな
る。これは、位相状態記憶装置125に再書き込みを行
い、そして、フリツプフロツプ123をセツトする。状態S
4は状態S1に遷移する。
る。状態S4では、制御素子119は位相シーケンサロジツ
ク122（ステツプコマンドは偽（Ｆ）である。）に補正
信号を与えないが、「書き込み」信号は真（Ｔ）にな
る。これは、位相状態記憶装置125に再書き込みを行
い、そして、フリツプフロツプ123をセツトする。状態S
4は状態S1に遷移する。
暖スタートが実行され、補正の必要がない（比較素子12
6の出力が「等しい」とき）こととが制御素子119の入力
の条件として指示されるならば、状態S2から状態S1に遷
移する。
6の出力が「等しい」とき）こととが制御素子119の入力
の条件として指示されるならば、状態S2から状態S1に遷
移する。
状態S5は初期化に続くステツプモータの制御を指示して
おり、これは回転状態を示している。この遷移は、移動
コマンド（このコマンドはINIT（初期化）コマンドの存
在の下で、図示されていない装置から制御素子119への
入力である。）に応答して実行される。回転状態中、ス
テツプ出力は真（Ｔ）であり、書き込み出力は偽（Ｆ）
である。この状態は、移動が完了されるまで保持され、
その後、S1状態に遷移される。
おり、これは回転状態を示している。この遷移は、移動
コマンド（このコマンドはINIT（初期化）コマンドの存
在の下で、図示されていない装置から制御素子119への
入力である。）に応答して実行される。回転状態中、ス
テツプ出力は真（Ｔ）であり、書き込み出力は偽（Ｆ）
である。この状態は、移動が完了されるまで保持され、
その後、S1状態に遷移される。
上述の説明は、基準位置とホームポジシヨンとが同じで
ある場合の本発明の実施例に関連して、制御素子119の
種々の状態についてのものである。
ある場合の本発明の実施例に関連して、制御素子119の
種々の状態についてのものである。
基準位置及びホームポジシヨンが異なつている一般的な
場合、第９図の状態図が使用される。第９図は、初期化
手続中、ステツプS1から新しいステツプS6状態、即ち基
準状態に遷移されることを除けば、第８図の状態図とほ
ぼ同じである。この基準状態は、真（Ｔ）のステツプ出
力と、偽（Ｆ）の書き込み出力とを有し、そして、セン
サ出力が検知去れるまで保持される。センサ出力が検知
されると、ホーム状態S2に遷移される。ホーム状態S2
は、「ずれ」が偽（Ｆ）である間、例えば、ステツプモ
ータが基準位置とホームポジシヨン間をｎステツプ移動
するまで、状態S2が保持されるということを除いて、第
８図の状態S2と同じである。「ずれ」が真であるとき、
状態S2からの遷移は、状態S2から、状態S1、S3又はS4へ
の遷移に関して第８図に示したのと本質的に同じ条件に
基づいて、３つの状態のうちの１つの状態、即ち停止状
態S1、補正状態S2又は記憶状態S4のうちのいずれか１つ
の状態に移る。
場合、第９図の状態図が使用される。第９図は、初期化
手続中、ステツプS1から新しいステツプS6状態、即ち基
準状態に遷移されることを除けば、第８図の状態図とほ
ぼ同じである。この基準状態は、真（Ｔ）のステツプ出
力と、偽（Ｆ）の書き込み出力とを有し、そして、セン
サ出力が検知去れるまで保持される。センサ出力が検知
されると、ホーム状態S2に遷移される。ホーム状態S2
は、「ずれ」が偽（Ｆ）である間、例えば、ステツプモ
ータが基準位置とホームポジシヨン間をｎステツプ移動
するまで、状態S2が保持されるということを除いて、第
８図の状態S2と同じである。「ずれ」が真であるとき、
状態S2からの遷移は、状態S2から、状態S1、S3又はS4へ
の遷移に関して第８図に示したのと本質的に同じ条件に
基づいて、３つの状態のうちの１つの状態、即ち停止状
態S1、補正状態S2又は記憶状態S4のうちのいずれか１つ
の状態に移る。
第１図に示された装置の動作は、特に第８図及び第９図
により与えられる制御素子119の定義に関連させると容
易に理解することが出来る。特に、モータの冷スタート
が実行されるときは必ず、ステツプモータは、基準位置
が検知されるまで、駆動される。その時点で、基準位置
とホームポジシヨン間のずれはステツプモータの更なる
運動を与えるのに使用される。ホームポジシヨンに到達
されると、モータの位相状態が記憶される。その後、モ
ータは通常の技術によつて動作されることができる。そ
の後、例えば、位相が外れたとか、出力軸が手動で動か
されるかもしくは何らかの他の理由のために、ステツプ
モータが再度初期化されねばならないならば、初期化入
力は、基準位置を探すためにステツプモータを駆動する
ように配置される。基準位置が検出されると、ステツプ
モータは基準位置とホームポジシヨン間のずれ（もしあ
れば）によつて更に移動される。この時点で、モータの
位相状態が記憶された位相状態と比較されて、そして、
もし補正が必要ならば、補正が行われる。その後、ステ
ツプモータは通常の技術によつて動作されることができ
る。
により与えられる制御素子119の定義に関連させると容
易に理解することが出来る。特に、モータの冷スタート
が実行されるときは必ず、ステツプモータは、基準位置
が検知されるまで、駆動される。その時点で、基準位置
とホームポジシヨン間のずれはステツプモータの更なる
運動を与えるのに使用される。ホームポジシヨンに到達
されると、モータの位相状態が記憶される。その後、モ
ータは通常の技術によつて動作されることができる。そ
の後、例えば、位相が外れたとか、出力軸が手動で動か
されるかもしくは何らかの他の理由のために、ステツプ
モータが再度初期化されねばならないならば、初期化入
力は、基準位置を探すためにステツプモータを駆動する
ように配置される。基準位置が検出されると、ステツプ
モータは基準位置とホームポジシヨン間のずれ（もしあ
れば）によつて更に移動される。この時点で、モータの
位相状態が記憶された位相状態と比較されて、そして、
もし補正が必要ならば、補正が行われる。その後、ステ
ツプモータは通常の技術によつて動作されることができ
る。
上述の説明では、POR入力は、位相状態記憶装置125中の
記憶内容の消失に続いて生ずる事象を表わすのに使用さ
れる。もし位相状態記憶装置125が不揮発性記憶装置
（記憶内容を保持するのに電力を必要としない記憶装
置）であれば、ステツプモータ・システム中の他の素子
が再付勢されるか否かに拘わらず、信号PORは、機械的
な要素の変化が生じたときだけに発生される。従つて、
本発明を実施した場合、PORは、ステツプモータ・シス
テムが初期化されるべき場合のみ存在し、位相状態記憶
装置125は初期化のために意味のある位相状態データを
含まない。
記憶内容の消失に続いて生ずる事象を表わすのに使用さ
れる。もし位相状態記憶装置125が不揮発性記憶装置
（記憶内容を保持するのに電力を必要としない記憶装
置）であれば、ステツプモータ・システム中の他の素子
が再付勢されるか否かに拘わらず、信号PORは、機械的
な要素の変化が生じたときだけに発生される。従つて、
本発明を実施した場合、PORは、ステツプモータ・シス
テムが初期化されるべき場合のみ存在し、位相状態記憶
装置125は初期化のために意味のある位相状態データを
含まない。
F.発明の効果 本発明は、製造許容範囲をきつくすることなく、従来通
りの製造許容範囲で大量生産されたステツプモータに関
して発生する誤整合の問題を解決することができる。
りの製造許容範囲で大量生産されたステツプモータに関
して発生する誤整合の問題を解決することができる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロツク図、第
２図は、外部基準位置とステツプモータとの接続関係を
示す斜視図、第３図は外部基準位置を有するステツプモ
ータの位相状態と回転子の移動との関係を示す図、第４
図乃至第６図は夫々外部基準位置とホームポジシヨンと
の間の関係が互いに異なつた配列を示す図、第７図は本
発明の他の実施例によつて遂行される動作過程を示す流
れ図、第８図及び第９図は基準位置とホームポジシヨン
とが同じ場合と異なる場合の夫々に対応する制御装置の
動作を説明するための状態図である。 119……制御素子、120……発振器、122……位相シーケ
ンサロジツク、123……フリツプフロツプ、125……位相
状態記憶装置、126……比較素子。
２図は、外部基準位置とステツプモータとの接続関係を
示す斜視図、第３図は外部基準位置を有するステツプモ
ータの位相状態と回転子の移動との関係を示す図、第４
図乃至第６図は夫々外部基準位置とホームポジシヨンと
の間の関係が互いに異なつた配列を示す図、第７図は本
発明の他の実施例によつて遂行される動作過程を示す流
れ図、第８図及び第９図は基準位置とホームポジシヨン
とが同じ場合と異なる場合の夫々に対応する制御装置の
動作を説明するための状態図である。 119……制御素子、120……発振器、122……位相シーケ
ンサロジツク、123……フリツプフロツプ、125……位相
状態記憶装置、126……比較素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン・エドワード・パサフユーム アメリカ合衆国ケンタツキー州レキシント ン、ウエイランド・ドライブ1845番地 (56)参考文献 特開 昭59−76197（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−208899（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ステップモータと、 前記ステップモータが外部基準位置にある場合、信号を
発生する位置検知装置と、 前記ステップモータの位相状態データを記憶する、読み
出し／書き込み可能なメモリ装置と、 前記メモリ装置に予め位相状態データが記憶されていな
い場合又は記憶されていても初期化のために意味のない
内容である場合には、前記信号を通じて前記外部基準位
置に相関して規定される前記外部基準位置又はホームポ
ジションにおける前記ステップモータの位相状態データ
を前記メモリ装置に書き込む第１のタイプの初期化手順
を実行し、そうでない場合には、前記メモリ装置に記憶
されている位相状態データと前記ステップモータの実際
の位相状態データとが一致するように前記ステップモー
タの移動を制御する第２のタイプの初期化手順を実行す
る、制御装置とを含む、 ステップモータの位置決め装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US940329 | 1986-12-11 | ||
| US06/940,329 US4706008A (en) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | Self-adjusting homing for a stepping motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63157697A JPS63157697A (ja) | 1988-06-30 |
| JPH0732639B2 true JPH0732639B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=25474641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62261918A Expired - Lifetime JPH0732639B2 (ja) | 1986-12-11 | 1987-10-19 | ステップモータの位置決め装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4706008A (ja) |
| EP (1) | EP0267527B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0732639B2 (ja) |
| DE (1) | DE3751087T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS63282808A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | Brother Ind Ltd | 原点割出装置 |
| JPH01103478A (ja) * | 1987-10-16 | 1989-04-20 | Brother Ind Ltd | 印字装置 |
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| DE10062470A1 (de) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Bayerische Motoren Werke Ag | Elektrisch angesteuertes und hydraulisch oder pneumatisch arbeitendes Gerät, insbesondere für ein Kfz-Lenkhilfskraftsystem |
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| KR101986736B1 (ko) * | 2017-11-29 | 2019-09-30 | 한국생산기술연구원 | 스텝 모터의 회전자의 초기 정렬 장치 및 이의 정렬 방법 |
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