JPH1098899A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のシステム構成ではマザーボード等で接続
された中央処理装置とパルス発振器は一ヶ所にまとめら
れ、パルス発振器と駆動回路間或いは駆動回路とステッ
ピングモータ間の配線は繁雑になる傾向にあるため、装
置の内部にこれらの機器を配置する場合、制御対象の位
置により物理的な制限が生じ、配置の自由度が損なわれ
る。 【解決手段】ステッピングモータ１のハウジング２５の
内部に、パルスジェネレータ３１と駆動回路３２，制御
情報を送信または受信する通信プロセッサ、及びパルス
ジェネレータ３１と駆動回路３２と通信プロセッサを統
括するプロセッサを組み込み、制御情報を伝達するネッ
トワークに接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業機械やロボッ
ト，ＯＡ機器などの制御に用いられるステッピングモー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、図面を参照して従来のステッピン
グモータシステムの構成を示す。図２で４０は本システ
ムを統括する中央処理装置、１ａ〜１ｎはステッピング
モータ、４１ａ〜４１ｎはステッピングモータが同期し
て回転できるパルスを出力するパルス発振器、４２ａ〜
４２ｎはステッピングモータ１ａ〜１ｎの各相に励磁電
流を流す駆動回路である。

【０００３】ステッピングモータ１ａ〜１ｎの起動は、
中央処理装置４０から制御バス４３を通してパルス発振
器４１ａ〜４１ｎ内にあるコントロール・レジスタをア
クセスすることにより、対応したパルス発振器４１ａ〜
４１ｎが起動される。パルス発振器４１ａ〜４１ｎは中
央処理装置４０がコントロール・レジスタに設定した値
をパルスに変換し出力する。駆動回路４２ａ〜４２ｎは
パルス発振器４１ａ〜４１ｎが出力したパルスに従った
動作シーケンスにより、ステッピングモータ１ａ〜１ｎ
の各相を励磁する。中央処理装置４０はパルス発振器４
１ａ〜４１ｎからの割込みとステータスで処理の終了を
検知し、結果をパルス発振器４１ａ〜４１ｎより読み出
すことになる。従来の装置構成では、中央処理装置４０
の核となるメインＣＰＵの規格により信号伝達手段１７
の仕様は決定され、使用するＣＰＵが高機能になるほど
大規模なものが必要となる。またＣＰＵの信号駆動能力
のため制御バス４３はマザーボードで構成され、中央処
理装置４０とパルス発振器４１ａ〜４１ｎは１ヶ所にま
とめられ、パルス発振器４１ａ〜４１ｎと駆動回路４２
ａ〜４２ｎ、駆動回路４２ａ〜４２ｎとステッピングモ
ータ１ａ〜１ｎの間は比較的長い信号ケーブル等で接続
されるような構成が一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のシステム構成で
はマザーボード等で接続された中央処理装置とパルス発
振器は１ヶ所にまとめられ、パルス発振器と駆動回路間
或いは駆動回路とステッピングモータ間の配線は繁雑に
なる傾向にある。装置の内部にこれらの機器を配置する
場合、制御対象の位置により物理的な制限が生じ、配置
の自由度が損なわれてしまう。当然ながら装置をより小
形に、機能を増加させることが要求されるが、中央処理
装置とパルス発振器間の信号伝達手段をマザーボード等
で構成した場合、システムの拡張性が損なわれる。ま
た、従来のシステムではステッピングモータ或いは駆動
回路が故障した場合、中央処理装置に知らせる手段を持
たないため、中央処理装置はシステム全体の動作に異常
が発生するまで故障を検知することができない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明はステッピングモータのハウジング内部
に、ステッピングモータを制御する機能を有するパルス
ジェネレータと、ステッピングモータを駆動する機能を
有する駆動回路と、制御情報を送信または受信する機能
を有する通信プロセッサ、及びパルスジェネレータと駆
動回路と通信プロセッサを統括するプロセッサを組み込
み、制御情報を伝達するネットワークに接続することで
各々のステッピングモータ単位での独立した処理を可能
とし、ステッピングモータの設置箇所選定の最適化とス
テッピングモータの個数追加などに代表されるシステム
の拡張性を向上させた。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図１，図３，図４を参照し
て本発明の実施例を説明する。図１で、１はステッピン
グモータ１，２１はステッピングモータ１の回転エネル
ギを伝達するためのシャフト２１，２２は各相に励磁電
流を流して励磁するための巻線２２，トルクを発生する
ためのステータ２３，２４が永久磁石２４であり、これ
らの機構的な部分は従来のステッピングモータと同様で
ある。防磁ハウジング２５内に通信プロセッサ内蔵パル
スジェネレータ３１とステッピングモータ駆動回路３２
を内蔵し、パルスジェネレータ用電源ケーブルおよびネ
ットワーク通信ケーブル３３とステッピングモータ駆動
用電源ケーブル３４を接続するだけで分散処理が可能で
ある。

【０００７】通信プロセッサ内蔵パルスジェネレータ３
１とステッピングモータ駆動回路３２の詳細な構成図を
図３に示す。図３で４０はネットワークを通じてシステ
ム全体を監視する中央処理装置４０である。通信プロセ
ッサ内蔵パルスジェネレータ３１の構成は、ネットワー
ク制御用プロセッサ４３，４４は通信プロセッサ内蔵パ
ルスジェネレータ３１内部回路を制御する演算処理用プ
ロセッサ４４である。４５は通信プロセッサ内蔵パルス
ジェネレータ３１のブートプログラムと動作プログラム
を格納するためのＲＯＭ４５，４６はＲＯＭ４５上のプ
ログラムを展開し、中央処理装置４０から送信された制
御データを格納するためのＲＡＭ４６であり、４７はス
テッピングモータ１が動作可能なパルスをシーケンシャ
ル出力するパルス制御回路である。ステッピングモータ
駆動回路３２の構成は電源ユニット５１，４８，４９は
電源制御部４８，４９はステッピングモータ各相に励磁
電流を流し、励磁する励磁回路４９，駆動回路５０であ
る。

【０００８】これらの回路動作を以下に示す。演算処理
用プロセッサ４４はＲＯＭ４５上のブートプログラムと
動作プログラムをＲＡＭ４６上に展開し、ネットワーク
制御用プロセッサ４３の割り込みを待ち状態にする。中
央処理装置４０が送信した制御情報はネットワーク制御
用プロセッサ４３によって受信され、ネットワーク制御
用プロセッサ４３はＲＡＭ４６上に制御情報を書き込
み、演算処理用プロセッサ４４に割り込みを要求する。
割り込みを受け付けた演算処理用プロセッサ４４は、ネ
ットワーク制御用プロセッサ４３がＲＡＭ４６上に書き
込んだ制御情報を読み出し動作プログラムを起動し、パ
ルス制御回路４７に制御情報を伝達する。パルス制御回
路４７は、制御情報に応じたパルスを出力する。電源制
御部４８は、電源ユニット５１から供給された電源の状
態を監視し、励磁回路４９と駆動回路５０はパルス制御
回路４７が出力したパルスから、予め決定しておいたシ
ーケンスに則り各相に励磁電流を流し、ステッピングモ
ータ１を起動する。ステッピングモータ１の動作中、演
算処理用プロセッサ４４はパルス制御回路４７のビジー
フラグを監視し、ステッピングモータ１の動作が終了し
たとき、演算処理用プロセッサ４４はパルス制御回路４
７内部の、パルス制御回路４７が出力した実パルス数を
カウントする内部のパルスカウントレジスタと設定パル
ス数との比較を行い、異常と判断した場合にはネットワ
ーク制御用プロセッサ４３経由で中央処理装置４０に報
告する。障害が発生したステッピングモータ１では演算
処理用プロセッサ４４が動作のリトライを数回行い、リ
トライが成功した場合にはネットワーク制御用プロセッ
サ４３経由で中央処理装置４０に報告を行う。また、動
作のリトライが失敗した場合にはネットワーク制御用プ
ロセッサ４３経由で中央処理装置４０に対して報告を行
う。

【０００９】また、ステッピングモータ１単位での自己
診断を行い、診断した結果を他のステッピングモータ１
内蔵の演算処理用プロセッサ４４或いは中央処理装置に
送信する機能を持たせることにより、故障箇所の特定を
容易にした。

【００１０】以上の動作により、ステッピングモータ１
単位での分散処理を行い、中央処理装置４０の負荷状態
に依存することなく動作可能とした。

【００１１】ここで、ネットワーク制御用プロセッサ４
３及び演算処理用プロセッサ４４に対する１チップマイ
コンの採用、ネットワークインタフェースまでも含めた
ASIC化等により、小形化，低コスト化が図れる。

【００１２】図４に本発明のステッピングモータを複数
個接続した場合のブロック図を示す。本システムではス
テッピングモータ１ａ〜１ｎ単位での独立した処理を可
能とするだけではなく、ステッピングモータの設置箇所
選定の最適化とステッピングモータの個数追加などに代
表されるシステムの拡張性を向上を図ることができる。

【００１３】更に図５はシステムの情報伝達手段を無線
或いは赤外線通信とした例である。この例では、ステッ
ピングモータ１ａ〜１ｎの接続ケーブルが僅か１〜２本
となるため、設置の自由度は更に向上する。また、メン
テナンス面，生産面でも効率向上が期待できる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば中央処理装置とステッピ
ングモータ間に物理的な自由度が増すので装置のレイア
ウトの自由度が大きくなり、それに伴い小形化，低コス
ト化と拡張性の向上が図れる。また、パルスジェネレー
タへの１チップ・マイコン採用、ネットワーク・インタ
フェースまでをも含めたゲートアレイ化等により各種ス
テッピングモータ制御方式の共通化，最少化が図れる。
また本ネットワーク・インタフェースを持った各種周辺
機器を揃えることにより、システムの拡張を図ることが
容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面図。

【図２】従来の方式のブロック図。

【図３】本発明の一実施例のブロック図。

【図４】本発明の第二実施例のブロック図。

【図５】本発明の第三実施例のブロック図。

【符号の説明】

１…ステッピングモータ、２１…シャフト、２２…巻
線、２３…ステータ、２４…永久磁石、２５…防磁ハウ
ジング、２６…ボールベアリング、３１…パルスジェネ
レータ、３２…ステッピングモータ駆動回路、３３…電
源ケーブルおよびネットワーク通信ケーブル、３４…電
源ケーブル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステッピングモータのハウジング内部に、
   上記ステッピングモータを制御する機能を有するパルス
   ジェネレータと、上記ステッピングモータを駆動する機
   能を有する駆動回路と、制御情報を送信または受信する
   機能を有する通信プロセッサと、パルスジェネレータと
   上記駆動回路と上記通信プロセッサを統括するプロセッ
   サとを組み込み、制御情報を伝達するネットワークに接
   続することを特徴とするステッピングモータ。
2. 【請求項２】請求項１において、上記ステッピングモー
   タ内蔵の上記通信プロセッサ間を結ぶネットワークを無
   線通信または赤外線通信にするステッピングモータ。
3. 【請求項３】請求項１において、上記ステッピングモー
   タ単位での自己診断を行い、診断した結果を他の上記ス
   テッピングモータ内蔵の上記通信プロセッサ或いは中央
   処理装置に送信する機能を持たせるステッピングモー
   タ。