JPS59149797A - パルスモ−タの制御方法 - 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】 −１一 本発明は、２相励磁力式とダブル１−２相励磁力式とを
併用したパルスモータ（ステッピングモータ）の制御方
法に関する。

例えば、刺繍用自動ミシンにおいては、布を挾持する枠
体を刺繍パターンに応じて移動させる駆動機構にパルス
モータが使用されているが、その枠体をミシン針の上下
動に同期して作動する必要があるため、ミシン針を駆動
するミシンの主軸の回転に同期してパルスモータを駆動
するように制御が行なわれる。

一方、パルスモータの運転駆動において一般に使用され
る励磁方式として、２相励磁力式とダブル１−２相励磁
力式がある。２相励磁力式は、常に２個の相を励磁して
運転する方式であって、１相励磁力式などに比べ振動の
減衰が速く、かつ大きい駆動トルクが得られる利点があ
るが、１−２相励磁力式やタプル１−２相励磁力式に比
べ制御の分解能が劣るという欠点がある。これに対し、
ダブル１−２相励磁力式は、１相励磁と２相励磁を交互
に繰り返すと共に、各相に順次供給する励−２− 磁電流の電流比を変えて制御することにより、２粗動磁
力式における１／４の細いステップ幅で安定点が得られ
ることから、分解能が高いという利点がある。

このような理由から、刺繍用自動ミシンの枠体移動用の
パルスモータを２粗動磁力式によって運転した場合には
、高速回転、あるいは重い負荷によって脱調〈指令信号
に対して回転が同期しない状態）が生じた場合枠体の停
止位置の誤差が大きくなる欠点があり、一方、ダブル１
−２粗動磁力式により運転した場合には、停止位置の分
解能は高くなるもののパルスモータの速度が１興した時
のトルク不足から脱調が発生し易く、枠体の正確な移動
制御ができなくなる欠点があった。

本発明は、上記の点に着目し、パルスモータに充分なト
ルクを与えて脱調の発生を防ぐと共に分解能を良好にし
て移動体等の正確な移動制御を行なうことができるパル
スモータの制御方法を提供することを目的とする。

このために、本発明は、第１図の構成を説明す−３− るフローチャートで表わすように （Ｐｌ）移動体の目標停止位置までの移動量をステップ
数データとして制御回路に入力し、（Ｐｌ、Ｐ２）この
ステップ数に基づいて該移動体を前記目標停止位置まで
移動するようパルスモータを制御する制御方法において
、前記ステップ数をダブル１−２粗動磁力式による運転
時のステップ数とし、 （Ｐ４）該移動体の移動開始位置におけるパルスモータ
の現位置に応じて該ステップ数を４の倍数と４未満のス
テップ数に分割し、 （Ｐ５、Ｐ６）該ステップ数の内４の倍数分を２粗動磁
力式によってパルスモータの運転制御を行なうと共に、 （Ｐ５、Ｐ７）該ステップ数の内４に満たないステップ
数分があれば当該４未満のステップ数分を起動直後及び
／または停止直前にダブル１−２粗動磁力式によって該
パルスモータを運転制御するように構成したことを要旨
とする。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す−４− る。

第２図は、本発明方法が適用される例えば刺繍用自動ミ
シンの枠体１０（移動体）を指定された位置まで移動さ
せるパルスモータ８の制御回路のブロック図を示してい
る。１は枠体１０の目標位置までの移動量をダブル１−
２粗動磁力式のステップ数でプリセットするプリセット
カウンタであり、枠体１０の各回の移動毎に例えば、紙
、テープリーダ２等の動作命令装置からの信号により移
動方向及び次の停止位置までの移動量を示すステップ数
がプリセットされる。３は演算処理回路を示し、内部に
演算制御を行なうセントラルプロセッシングユニット（
以下ＣＰＵと呼ぶ）３Ａ１制御プログラムや処理に必要
な特定データを記憶するリードオンリメモリ（以下ＲＯ
Ｍと呼ぶ）３Ｂ、演算値や前回の制御においてステップ
モータの停止位置データを記憶するランダムアクセスメ
モリ（以下ＲＡＭと呼ぶ）３Ｃ１演算処理回路３の信号
人・出力の窓口となる入出カポ−；−（以下Ｉ１０と呼
ぶ）３Ｄ等を含む。４はダブル１−２相励−５− 磁力式の運転を行なうためのステップ数データを演算処
理回路３から入力し、これをプリセットするダブル１−
２相励磁用カウンタ、５は２粗動磁力式の運転を行なう
ためのステップ数データを演算処理回路３から入力し、
これをプリセットする２相励磁用カウンタであり、演算
処理回路３は、プリセットカウンタ１から入力した移動
量を示すステップ数を４で除算し、その答の整数を２相
励磁用カウンタ５に送り、その余りの数をダブル１−２
相励磁用カウンタ４へ送るように動作する。

なお、ダブル１−２相励磁用カウンタ４及び２相励磁用
カウンタ５からはそれぞれ、演算制御回路３によって指
定されたステップ数だけ、予め設定された間隔（速度）
で順次、パルス信号を相励磁切換回路６へ送り出す。相
励磁切換回路６はＣＰＵ２から送られるダブル１−２相
励磁運転と２相励磁運転の切換指令信号を入力し、この
指令信号に基づいてダブル１−２相励磁用カウンタ４と
２相励磁用カウンタ５からのパルス信号に基づいて励磁
信号をそれぞれの励磁力゛式に切り換えて増幅−６− 回路７へ出力するように構成される。増幅回路７は前記
励磁信号に基づいてパルスモータ８の巻線に必要な励磁
電流を供給する。尚、相励磁切換回路６では、２相励磁
用のパルスが入力された場合、これを励磁を行なう相は
均等なレベルの励磁信号として増幅回路７へ送出する。

一方、ダブル１−２相励磁用のパルスが入力された場合
、各相の電流比がぞれぞれ所定の方式で制御され、各相
間で異なったレベル及び出力タイミングの励磁信号が増
幅回路７に送出される。

またパルスモータ８の回転軸は枠体１０を移動するよう
に公知の手段で連結されている。

次に第３図のフローチャートに基づいて本実施例パルス
モータの制御方法を説明する。

プリセットカウンタ１には、紙テープリーダ２から次に
枠体が移動する目標位置までの移動量がダブル１−２相
励磁力式でのステップ数として与えられ、このステップ
数データが演算処理回路３に送られる。そして、ＣＰＵ
３Ａによってこのステップ数を定数４で除算し、第３図
のフローチャー　　７　− 一トに示す処理を実行する。

先ず、ステップ１００を実行し、移動量を示すステップ
数が４の倍数であるか否かを判定する。

ステップ数が４の倍数である場合、次にステップ１１０
を実行し、そのステップ数が４か否かを判定する。ここ
で、ステップ数が４であれば、２相励磁力式とダブル１
−２相励磁力式を併用する必要がないことから次にステ
ップ１３０を実行し、ダブル１−２相励磁力式に切り換
える信号を相励磁切換回路６に送り、ダブル１−２相励
磁用カウンタ４から出力される各相のパルス信号を相励
磁切換回路６を介して増幅回路７へ送る。そして励磁を
行なう各相のパルス信号を所定の電流比に増幅して駆動
パルス電流をパルスモータ８へ供給し、パルスモータ８
をダブル１−２相励磁力式によって目標停止位置まで運
転しこのルーチンを終了する。

一方、ステップ１１０でステップ数が４でないと判定さ
れた場合、次にステップ１５０に進み、再びこの移動量
を示すステップ数が４の倍数が否−８− かの判定を行なう。ここで、ステップ数が４の倍数であ
れば（ステップ１００にて４の倍数と判断されている）
、次にステップ１６０を実行し、相励磁切換回路６に２
相励磁力式に切り換える信号を送ってこれを切り換え、
２相励磁用カウンタ５から出力されるパルス信号を相励
磁切換回路６を介して順次増幅回路７へ送る。モして、
同回路７にて電流増幅された励磁信号がパルスモータ８
の各相に順次供給され、パルスモータ８は２相励磁力式
にて目標位置まで運転され、このルーチンを終了する。

ステップ１００にてステップ数が４の倍数でないと判定
された場合には次にステップ１２０を実行し、このステ
ップ数が４未満か否かを判定してこれが４未満であれば
、次にステップ１３０を実行し、上述のＪ：うに相励磁
切換回路６をダブル１−２相励磁力式に切り換えてパル
スモータ８をダブル１−２相励磁力式にて目標停止位置
まで運転しこのルーチンを終了する。

一方、ステップ１２０にてステップ数が４以上−９− （この場合、実際にはステップ数が４ということはあり
えない。）と判定された場合には、次にステップ１４０
を実行し、２相励磁力式のステップ点、即ち４ステツプ
毎にあとずれる２相励磁力式による場合のパルスモータ
の安定位置（ステップ点）に達するまでダブル１−２相
励磁力式にてパルスモータ１０を運転する。

次に、２相励磁力式のステップ点まで進んだ時、ステッ
プ１５０を実行し、残りの移動量を示すステップ数が４
の倍数か否かを判定する。ここで、当該ステップ数が４
の倍数であれば次にステップ１６０を実行し、上述の如
く２相励磁力式にてパルスモータ８を目標位置まで運転
してこのルーチンを終了する。

ステップ１５０でステップ数が４の倍数ではないと判定
した場合には、次にステップ１７０に進み、残りの移動
量のステップ数が４未満か否かを判定する。ここで、ス
テップ数が４未満であればステップ１８０を実行し、ダ
ブル１−２相励磁力式にてパルスモータ８を目標停止位
置まで運転し−１０− このルーチンを終える。

一方、ステップ１７０Ｃステツプ数が４以上（この場合
、実際にはステップ数が４ということはありえない。）
であると判定した場合には、次にステップ１９０を実行
し、パルスモータ８を２相励磁力式にて残りステップ数
が４未満になるまで運転する。そして、次にステップ２
００を実行し、残りステップ数が４未満となったところ
で、ダブル１−２相励磁力式に切り換えてパルスモータ
８を目標停止位置まで運転しこのルーチンを終える。

上記のルーチンによって制御されるパルスモータの運転
状態を、移動量と速度との関係で示すと第４図Ａのよう
になる。即ち、このグラフは、枠体１０の移動開始位置
及び目標停止位置が共にパルスモータ８において２相励
磁力式によるステップ点にない場合を示し、ステップ１
００からステップ１２０に進み、ステップ１２０からス
テップ１４０に進んで先ず、ダブル１−２相励磁力式に
てパルスモータを運転し、２相励磁力式のステツー　　
１１　− プ点（ａｌ）まで達した時、ステップ１５０１ステツプ
１７０からステップ１９０へ進んで２相励磁力式に切り
換えて運転し、残りのステップ数が４未満となった時（
ａ２）、ステップ２００に進んでダブル１−２相励磁力
式に切り換えて運転し、枠体１０が目標位置ａ３に達す
る運転状態を示している。このグラフかられかるように
、ダブル１−２相励磁力式（０−＋８１）、（ａ　２→
ａａ）での運転では、パルスモータ８は自起動周波数以
内の低速で運転されることから、脱調は全く発生せず、
高い分解能を発揮して正確な位置でパルスモータ８つま
り枠体を停止さぜることができる。また、加速の必要な
中間部では充分な１〜ルクを出すことができる２相励磁
力式にて運転し、高速時のトルク不足による税調を防止
してトルクと移動精度を向上させている。

なお、上述のような処理ルーチンは枠体１０が新しい目
標位置まで移動する毎に繰り返し実行され、同様なパル
スモータの運転制御が行なわれる。

その他、目標位置までのステップ数に応じて移−１２− 動開始位回または目標位置がパルスモータ８の２相励磁
力式におけるステップ点にあるか否かによって第４図Ｂ
のように２相励磁力式にて停止する場合、あるいは第４
図Ｃのように２相励磁力式にて起動し、ダブル１−２相
励磁力式にて停止するように運転制御される場合もある
が、いずれも、高い分解能と高ｈルクを発揮するパルス
モータの運転を行なうことができる。

尚、これまで述べた実施例は一軸方向のみについて説明
しているが、同様にして２軸あるいは３軸の制御を行な
うことができる。

また、移動体として刺縫用自動ミシンの枠体をパルスモ
ータで移動させたが、シリアルプリンタ、Ｘ−Ｙプロッ
タ、各種工作機械等、高速で正確な目標位置への装置の
移動をパルスモータを使用して行なう各種装置に適用で
きる。

以上説明したように、本発明のパルスモータの制御方法
によれば、必要に応じ、ダブル１−２相励磁力式にて移
動区間の始端又は／及び終端を運転することにより、パ
ルスモータの分解能を向上−１３− させ精度の高い制御を行なうことができる。また、移動
区間の中間部は２相励磁力式にて運転することにより、
充分なＩ・ルクをもって駆動でき、速度が上昇した時の
トルク減少に起因した脱調が発生せず、移動体の正確な
移動制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するフローチャート、第２
図は本発明の適用された一実施例のパルスモータの制御
回路のブロック図、第３図は同じく同運転回路の動作を
示すフローチャート、第４図Ａ、第４図Ｂ、第４図Ｃは
移動体の移動量（ステップ数）に対する速度を示すグラ
フである。 ３八・・ＣＰＵ ４・・・ダブル１−２相励磁用カウンタ５・・・２相励
磁用カウンタ ６・・・相励磁切換回路 ８・・・パルスモータ １０・・・枠体（移動体） −１４− 特開昭５９−１４９７９７（６） 第４図 （Ａ） ５２２−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 移動体の目標停止位置までの移動量をステップ数データ
   として制御回路に入力し、このステップ数に基づいて該
   移動体を前記目標停止位置まで移動するようパルスモー
   タを制御する制御方法において、前記ステップ数をダブ
   ル１−２相励磁力式による運転時のステップ数とし、該
   移動体の移動開始位置におけるパルスモータの現位置に
   応じて、該ステップ数を４の倍数と４未満のステップ数
   に分割し、該ステップ数の内４の倍数弁を２相励磁力式
   によってパルスモータの運転を行なうと共に該ステップ
   数の内４未満のステップ数分があれば、当該４未満のス
   テップ数分を起動直後及び／または停止直前にダブル１
   −２相励磁力式によりパルスモータを運転制御すること
   を特徴とするパルスモータの制御方法。