JPS58179200A - ステツピングモ−タ駆動方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステッピングモータの閉ループ制御による革ス
テップ駆動に関する。

従来ステッピングモータの単ステップ駆動には開ループ
制御が用いられており、（１）ステッピングモータのあ
る相へ通電しモータを駆動させ、一定時間後に通電を停
止し、さらに一定時間後に先に通電されていた相へ通電
を再開する方式、（２）ステッピングモータの２−２相
励磁駆動のように常に２相以上のコイルに通電されてい
る場合においてそれぞれの相の電流の割合を変化させる
ことによってモータの１ステツプをさらに細分割し、こ
の分割されたステップ（マイクロステップ）の分解能で
モータを制御するマイクロステップ駆動方式％式％ （１）の方式は、あらかじめ実験によって通電時間及び
通電停止時間を求め、これによって通電時間のシーケン
スを決定する方式であるが、この方Ａ。

では、モータ負荷の変動、モータ電源電圧のｍｌなどに
よってモータ振動の増大や、脱調などの問題が発生し良
好なステップ応答特性を得ることが非常に困難であり、
かつ減速時におけるブレーキ力は、モータの摩擦負荷が
大部分である為、ｉ＜減速時間が長くなる欠点がある。

また（２）の方式は開ループ制御であるが、ステッピン
グモータの１ステツプを細分割し、この分解能でモータ
を制御するためモータの負荷変動や電源電圧変動により
発生する振動もステップの分解能が向上する割合だけ減
少することから良好なステップ応答が得られる。しかし
この方式は、モータ各相コイルの通電電流をモータのス
テップ分解乳分だけ可変させる回路がモータの相数分だ
け必要となり、回路が複雑でしかも電流制御をおこなう
ため発熱が大きく、コストが非常に高いなどの欠点があ
る。

本発明はこのような欠点をなくす為になされたものであ
って、本発明の目的は、簡単かつ安価でしかも単ステッ
プ応答が良好なステッピングモータの駆動方式を実現す
ることにある。

以下、本発明の実施例を詳細に説明する＠第１図は本発
明のステッピングモータ駆動方式におけるステッピング
モータの位置検出器とステッピングモータのロータ及び
ステータとの位相関係を示すもので、４は４相ＰＭ型ス
テッピングモータのロータ、５はステータ、６はステー
タのＡ、Ｂ相、７はステータのＯ，Ｄ相、８〜１０はス
テッピングモータのディテント位置を示す。

光学式位置検出器３は、ディテント位置間の中点でタイ
ミングディスク１のスリット２を検出して検出パルスを
発生する様、位相Ｎｕ装置１１によって調整されている
。

第２図は本発明のステッピングモータ駆動方式の躯１回
路であり、１２はステッピングモータ、１５はステッピ
ングモータコイル電源スイッチング回路、１６はＫｘｏ
ｌｕａｉｖｓ　ＯＲ回路（以下、Ｅ０Ｒ回路という）、
１７はステッピングモータの各相駆動パルス発生回路、
１８はＮＯＲ回路、２１はアップカウンタ、２２はタイ
ミングパルス波形成形回路、２３は加速時間データから
減速時間データを待るために加速データからメモリアド
レス蓑 を選択する選択回路、２４は減速データメモリ、２５は
パラレル入力をもつダウンカウンタ、２６はダウンカウ
ンタ２５へのパラレル入力読込みのためのタイミングパ
ルス遅延回路、２８はクロッ・クパルスジェネレータ、
２９はステッピングモータのスタートパルス入力端子、
３０はステッピングモータの回転方向信号入力端子、５
１はインバータ回路である。減速時において逆相通電に
切換える通電切換回路はＩＣＯＲ回路１６と各相駆動パ
ルス発生回路１７によって構成されている。

回転方向入力端子３０にＨＩＧＨ”または“ＬＯＷ”の
状態信号が入力された状態において、　スター　）　パ
ルス入力端子２９へ１発のパルスが入力されることによ
り各相駆動パルス発生回路１７から回転方向に応じた隣
のディテント位置への状ＩＪＡＭ移の為の各相コイルの
駆動パルスが出力される。ＥＯＲ回路１６はスタートパ
ルスが入力された後は、Ｒ−８７リツプフロツノ１９の
出力Ｑが１ＨＩＧＨ′となっていることから回転方向信
号入力端子３０から入力された回転方向を指定した出力
となっており、コイル電源スイッチング回路１５によっ
てモータ１２のコイルに隣のディテント位置への移動の
為の通電が開始される。モータ軸に直結されたタイミン
グディスク１とこのディスク上にモータのステップ角と
同様の角度で分割されたスリットを検出する位置検出器
６はモータのディテント位置間の中点でタイミングパル
スが出力されるように調整されている。スタートパルス
が入力された時、アップカウンタ２１はリセットされる
。またこの時Ｒ−８フリクブフロップ１９の出力Ｑが″
Ｈ工ＧＨ”となりＡＮＤ回路２０が０ＰＩＣＮとなって
パルスジェネレータ２日で発生されたパルスはアップカ
ウンタ２１のクロック入力端子へ入力されアップカウン
タ２１はカウントを開始する。

モータが回転し、位置検出器１４からタイミングパルス
が出力されるとＲ−８７リツプフロツプ１９の出力Ｑは
再びＬＯＷ”となりアップカウンタ２１はカウントを停
止する。この時、　ＩＣＯＲ回路の出力が反転し、モー
タ各相コイルへの通電がモータ逆方向回転の為の逆相通
電に切換えられる。アップカウンタ２１の出力は加速時
間データからメモリ２４の中のメモリアドレスを選択す
る選択回路２３に入力される。メモリ２４はモータの加
速時間に応じてあらかじめ測定された減速時間のデータ
が記憶されており、選択回路２３は加速時間データに応
じた減速時間データの記憶されているメモリアドレスを
指定する。これによってメモリ２４からは減速時間デー
タが出力され、タイミングパルスを遅延回路２６によっ
て遅延されたパルスによってダウンカウンタ２５にセッ
トされる。ダウンカウンタ２５はパルスジェネレータ２
Ｂで発生されるクロックをＡＩＪＤ回路２７によってＲ
−Ｅｌフリップ７０ツブ１９の出力Ｑが″ＬＯＷ”の時
のみ入力されるカウントクロックによりてダウンカウン
トされ、この間にモータは逆相通電され、急速に減速さ
れる。ダウンカウンタ２５の出力が０”となった時（減
速時間が終了した時）Ｒ−ｓ７リツプ７０ツブ１９の出
力Ｑは再び′″ＨＩＧＨ”となってＩＯＲ回路１６が再
び反転し、モータの各相コイルの通電は再び減速開始前
と同様の通電がおこなわれ減速しながら、次のディテン
ト位置に到達したロータはこのディテント位置に固定さ
れる。ロータが次のディテント位置に到達した時、速度
零となる様に加速時間に対する減速時間を設定しておく
ことによりロータを振動なく停止させることができる。

またモータの回転方向が時計または反時計どちらの方向
においても、ロータのディテント位置の中点でタイミン
グパルスが出力されるためそれぞれの回転方向に個別に
検出器を設ける必要がなく、回路や制御用ソフトが共有
できる等の効果が得られる。ざらにモータの１を源電圧
が変動する場合においてや慣性負荷の変動において、モ
ータの駆動開始時点からタイミングパルスが出力され、
さらに次のディテント位置へ到達するまでの時間間隔は
大きく変動する。しかしこれらの場合においても加速時
間間隔と減速時間間隔はあらかじめ設定されたＩ＆適な
関係となっていることから振動なくステッピングモータ
の単ステップ駆動を実現することができる。

またマイクロステップ駆動方式に比べ安価な最適な駆動
をおこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるステッピングモータ駆動方式にお
けるステッピングモータの位置検出器とステッピングモ
ータの位相関係を示している。 第２図は本発明になるステッピングモータｉｔ＜ｔｎ方
式の回路例である。 以　　上 出願人　信州精器株式会社 株式会社趣訪精工舎 代理人　弁理士　最上　　務

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステッピングモータの１ステツプ角と同様の角度分解能
   を有する位置検出装置を装着し、該位置検出装置の検出
   器から出力される検出パルスによりステッピングモータ
   の駆動を制御するステッピングモータの閉ループ駆動方
   式において、ステッピングモータのディテント位置間の
   中点で検出パルスを発生する如く検出器が配置された検
   出装置と、ステッピングモータの起動開始時点から前ｄ
   己検出パルスが発生されるまでの加速時間間隔を測定す
   るタイマーと、ステッピングモータの減速制御のために
   あらかじめ設定されたステッピングモータの加速と減速
   の時間関係を記憶する記ｍ装奴と、該記憶装置に記憶さ
   れた複数の時間間隔がら前記タイマー値に最適な減速時
   間間隔を選択する選択装置と、前記減速時間間隔だけモ
   ータコイルの通電を逆相通電に切換える通電切換回路を
   有することを特徴とするステッピングモータ駆動方式