JPS59153499A - 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】 本発明は、Ｔ作機械、工業用自動ミシン等における移動
体の移動用パルスモータの制御方法に関Ｊる。

従来、例えば布を保持する枠体をミシンｍ＋の上下動に
同期して動がし模様縫い・刺繍縫いなどを行う工業用自
動ミシンでは、ミシン針を駆動するミシン主軸駆動用の
モータの回転数を符号化するエンコーダを設置し、この
エンコーダがら出力される回転数データを枠体移動用の
パルスモータの分配回路に送り、その励磁回路を動作さ
せて、パルスモータを主軸の回転に完全に同期した状態
で運転プる開ループｆｆｉ！Ｉ　′ｎを行っていた。

期間中においても細かく急速に変動することがら、この
動きに完全に同期して作動づる枠体用のパルスモータは
、例えば第１図に示すように枠体移動に振動を発生させ
、スムーズな加速、減速が行われず、また、高速運転に
伴うトルク減少時にはパルスモータの脱調が発生し、円
滑な枠体の移動が阻害されるばかりでなく、枠体の目標
停止位置への移動が正確に実現できず、１ｌｉｌｌ繍縫
いなどの縫１７′Ｓ」ニリが悪くなる問題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、枠体（移動体）移動用のパルスモータの運転を、目
標位置までの移動爪に基づいて徐々に加速、減速を行い
移動体の振動やパルスモータの脱調を生じさせず、正確
な移動体の移動を行うことができる工業用自動ミシン等
におけるパルレス七−夕の制御方法を提供することを目
的とする。

このために、本発明の構成は、第２図７０−チレ−１〜
に示Ｊ如く （Ｐｌ）移動体の目標位置までの移動量ケ、パルスモー
タの始動領域、加速領域、減速領域及び停止ｖＡ域に分
割し、 （Ｐ２）該パルスモータの回転軸に連結したロータリエ
ンコーダより出力される検出信号をｔｌ数して前記移動
体の移動位置を検出し、 （Ｐ３）該移動位置が前記四つの領域のいずれにあるか
によって、前記パルスモータの励磁方式をダブル１−２
相励磁力式または２相励磁力式のいずれかに切り換える
と共に、 （Ｐ４）前記パルスモータのステータコイルに出力する
励磁信号出力タイミングの遅延時間を変化させ、 （Ｐ５）前記移動体を目標位置まで移動づ−ることを特
徴とするパルスモータの制御方法を要旨としている。

以下、本発明方法を工業用自動ミシンに適用した場合の
実施例を図面に基づいて説明する。

第３図は工業用自動ミシンの運転回路のブロック図を示
している。１はミシンのイ１】を保持する枠体（移動体
）であって、布を移動して刺繍などを行うため、パルス
モータ２により移動されるように構成される。尚、実際
には枠体１は縦軸及び横軸方向に駆動されるが、一方の
駆動装置は省略して図示している。３はパルスモータ２
の回転軸に対して取り付（Ｊられたロータリエンコーダ
（以下エンコーダと呼ぶ）であって、その回転速度（位
＠）に応じたパルス信号を後述する入力カウンタ６、移
動量カウンタ７へ送る。

４はミシンの主軸を駆動する主軸モータであって、ミシ
ン♀１の上下動などを行うように配設され、主軸モータ
４の回転軸に対しエンコーダ５が取りイ４１ノられ、１
゜ン］−ダ５から出力される回転速度に応じたパルス信
号はマイクロコンピュータ９へ送られる。マイクロコン
ピュータ９は、信号人出の窓に］どなる人出力インター
フェース（Ｉｌｏ）９ａ、信号＼ｂ演鋒データを一時的
に記憶づ−るランダムアクレスメモリ（ＲＡＭ）９ｂ　
、データの演算、信号の制御を制御プログラムに従って
行うレンｈラルプＬ」セツシングユニツ１〜（ＣＰＵ）
９ｃ及び制御プログラムや各種の固定データを記憶Ｊる
リードＡンリメモリ（ＲＯＭ）９６等によつ−Ｃ構成さ
れている。

入力力ウンタ６は、パルスモーク２の１ニンコーダ３か
ら送られるパルス信号を例えばスゲ−ツブ数Ｏ〜１５の
間で繰り返しカウントするアップダウンカウンタであり
、そのカラン１へ出力信号は相励磁変換回路８へ送るよ
うに接続される。一方、移１ｌｌＦＡカウンタ７はパル
スモーク２の」エンコーダ３からのパルス信号をカラン
１〜し、各回に移！ｊＪ′？ｌる枠体１の移動量を示す
カウント値をマイクロコンピュータ９へ出力するように
接続される。

相励磁変換回路８は、入力カウンタ６から送られるステ
ップ数データを入力し、このステップ数に移動方向に応
じて＋１、又は−１を加えたステップ数をつくり、この
ステップ数に基づいて決められたパルスモータの励磁信
号をステータコイル各相について出力する。また、この
相励磁変換回路８、マイクロコンピュータ９からの指令
により、パルスモータ２の励磁をその運転途中にＪ５い
てタプル１−２相励磁力式から２相励磁力式に切り換え
、その励磁方式に基づく各スデップの励磁信号を各相、
つまり４相パルスモータであれば４相について出力づる
ように構成されている。

１０は相励磁変換回路８から送られるスデップ勿の各相
についての励磁信号を入力し、マイクロコンピュータ９
又は遅延回路１１から送られるラッチ信号によってこの
励磁信号データをラッチ覆るラッチ回路である。マイク
ロコンピュータ９からのラッチ信号はパルスモータ２の
起動時にのみ出力され、その他の場合、遅延回路１１か
らのラッチ信号によって動作する。遅延回路１１は、入
ツノカウンタ６からの出力信号の出力時からマイクロコ
ンピュータ９にｊ；って制御される遅延時間経過後にラ
ッチ信号をラッチ回路１０へ出力Ｊるように構成され、
実質的に、パルスモータ２へ供給する励磁信号のタイミ
ングを変えることによってパルスモータ２の速度を制御
している。即ち、遅延時間を短くづ−ることによりパル
スモーク２の速度を増速制御し、長くすることによって
減速制御する。

１２はラッチ回路１０にラッチされた各相についての励
磁信号を入力し、これを電流増幅して駆動信号とし、パ
ルスモータ２へ送出する増幅回路であり、ダブル１−２
相励磁方式による運転が行われる際には、各相の電流比
の制御も行４つれる。

１３は主軸モータ４の運転をマイクロコンピュータ９か
らの指令に基づいて制御づる主軸モータ駆動制御回路で
あり、主軸モータ４へ供給づる駆動電流等を制御して主
軸モータ４の速度を設定速度にすると共に、そのエンコ
ーダ５は主軸モータ４の回転角度データをマイクロコン
ビコータ９に送る。これによりマイクロコンピュータ９
はミシンの■１位置検出を行って、剣がｔｆｉから離れ
ている時の枠体移動のタイミングを検出している。マイ
クロコンピュータ９は主軸モータ４及び枠体移動用のパ
ルスモータ２の両方の動きを監視し、図示しない動作指
令装置から送られる刺繍模様のパターンデータ等に基づ
き、主軸モータ４の特定の回転角度位置、即ち釧がＹｌ
ｉ地から離れている間にパルスモータ２を制御して枠体
を移動させ、刺繍縫いなどの運転制御処理を予め決めら
れたプログラムに従って実行する。

第４図はこの処理のうち本発明に係る主要部を表わした
フローチャートを示している。以下、このフローチャー
１−によりパルスモータの制御方法を説明する。

先ず、ステップ１００を実行し、入力カウンタ６の内容
とラッチ回路１０の内容、つまり特定のステップ数の内
容に一致させると」ｔに移動量を姶りＪ領域、加速領域
、減速領域及び停止領域に分割Ｊる位置Ｐ１〜Ｐ４を定
める。

続いてステップ１１０を実行し、図示しない動作指令装
置によって与えられる枠体１の移動方向が正方向か否か
を判定し、正の移動方向であればステップ１２０を実行
し、負の移動方向であればステップ１３０を実行する。

そして、ステップ１２０では、例えはダブル１−２相励
磁方式での励磁を行うように相励磁変換回路８のスフ−
ツブ数を現在の位置から１゛つ進める処理を実行（）、
ステップ１３０では逆にそのステップ数を１つ後退さけ
る処理を行う。

次にステップ１４０を実行し、遅延回路１１にパルスモ
ータ２の初１１ＪＪ速度Ｖ１を決定Ｊ−る収延時間を設
定する。

イｌノで、スラーツーｆ１５０に進み、ラッチ回路１０
にマイク［］」ンピコータ９から起動用のラッチ信号が
出力され、パルス七−夕２が起動する。これによりパル
スし一タ２はダブル１−２相励磁方式により自起動周波
数以下の低速Ｖ１で回転し、エンコーダ３からフィード
バックされるパルス信号は入力カウンタ６へ送られて入
力カウンタ６のカランＩ〜が進み、これによって相励磁
変換回路８のステップ数が進められ、各相の励磁信号が
ステップ数の進行づる毎に変化しながらラッチ回路１０
に遅延回路１１の遅延時間に規制されるタイミングでラ
ッチされ、ラッチ回路１０からの出ツノ信号は増幅回路
１２で電流増幅されてパルスモータ２に供給され、パル
スモータ２は設定された速度Ｖ１で、即ち、遅延１４間
によって定まる速度で回転を続（）る。

次に、ステップ１６０に進み、第５図の移動量と速度を
示づグラフで示すように、移動用がＰｌになったか否か
を判定し、移動（６）か、即ちカウンタ７ノ〕いろマイ
クロコンビコータ９に送られる枠体１の移動量データが
Ｐｌになった０・）、ステップ１７０に進む。

ステップ１７０ではダブル１−２相励磁方式から２相励
磁方式へ切り換える処理が実行され、相励磁変換回路８
に１力り換え信８をマイクロコンピュータ９から出ノ」
（ることにＪ、り励磁方式を切り換える。

更に、ステップ１８０を実行し、遅延回路１１の遅延時
間を短かく−することによりパルスモータの速度を目標
速度に増速設定する。この目標速度は、目標停止位置Ｐ
４までの移動量に応じて図示せぬ入力スイッチあるいは
目標停止位置入力用のデータ読込装置からの入力データ
に基づきマイクロコンビコータ９にて決定され、初１１
１］速度Ｖ１に比べ充分速い速度となっている。これに
Ｊ、り各ステップの励磁信号がラッチ回路１０にラッチ
されるタイミングが速くなり、パルスモータ２は、第５
図に示すように１ヘルクの高い２相励磁力式にＪ、り急
速に加速される。

次に、ステップ１９０を実行し、移動量カンウタ７から
送られる移動量データをヂエツクして予め設定したＰ２
の移動ｈ１になったか否かを判定し、移動量が［〕２に
達した時、次にステップ２００へ進む。

ステップ２０ｏｒは相励磁変換回路８のステップ数を今
までとは逆に進行さける処理４行い、移動方向が正の方
向であれば゛、ステップを１つ後退させ、負の方向であ
れば１つ進める。これによって、相励磁変換回路８から
は今までの進行とは逆に進行する励磁信号がラッチ回路
１０へ出力され、ラッチ回路１０でラッチされた各相の
励ｖＪ１信らは増幅回路１２で電流増幅され、パルスモ
ータ２へ供給される。よって、パルスモータ２には逆方
向の回転乃、つまり減速トルクが発生し、今まで加速状
態にあった回転速度は点Ｐ２を境に急速に低下してゆく
。尚、この時、エンコーダ３から出力され入ノＪカウン
タ６へ送られるステップ数デ゛−タと、相励磁変換回路
８からラッチ回路１０、増幅回路１２を介してパルスモ
ータ２へ印加される励磁信号のステップ数の差は常に１
スフツブとなるため、ｌＢ２調は発生せずにパルスモー
タの制動がかけられる。

次にステップ２１０を実行し、移動量カウンタ７ｈ日ら
送られる移動量データをチコーツクすることにｊ：す１
！１械系のイナーシャで回’＋’Ｉ（を続けているパル
ス［−夕２によって枠体１の移動量が予め設定された値
Ｐ３に達したか否かを判定し、移動量がＰ３に達した時
、次にステップ２２０を実行づ−る。

ステップ２２０では相励磁変換回路８からの励磁信号を
ダブル１−２相励磁力式に切り換えた後、出力を停止で
る。これに」；す、励磁信号によるステップ数の進行は
停止され、この時、ラッチ回路１０にラッチされていた
励磁佑シづが保持され固定励磁信号がパルスモータへ印
加される状態どなって、パルス七−夕２の閉ループ制０
１１は間ループ制御に変わり、パルス［−夕２は前述移
動端［つ１までの場合ど同様自起動周波数以上の達磨℃
回転を続ける。

そして、次にステップ２３０を実ｔ−了シ、カウンタ７
からの移動量データが予め設定された目標停止位置まで
の移動ｆｆ１−Ｐａにｊヱしているか否かを判定し、達
していなければ、次にステップ２４０を実行し、ＣＰＵ
９からラッチ回路１０へ指令化ぢが出力され、この峙ラ
ッチされているステップ数の励磁ＩＩＦＩ弓を１つ進め
る（目標色１Ｎが負の方向のＪＡ合は１つ後退させる）
処理が行われる。

そして、次ステツプ２３０に灰って再び移動量がＰａに
）ヱしたか否かを判定し、達してぃなりれば再びステッ
プ２／′ＩＯに進んでラッチ回路１０のラップデータの
ステップ数を更に１つ進める処理が行われ、このように
して、パルスモータ２は低速度で回転し、移動量がＰａ
に達した時、この処理ルーチンを柊了し、励磁ステップ
数の進行を停止して、パルスモータ２は停止し、枠体１
は目標位置に停止する。このにうにして、主軸モータが
連続運転を行っている間、ミシン針が布を離れる位置に
ある僅かな時間に上記のような枠体の移動が、図示しな
い紙デープリーダ等のデータ読込装［ｎからのパターン
データに基づいて繰り返し行われるが、その時の枠体の
移動は第５図のグラフに示すにうに、理想的な加速、減
速の特性をもって、最短時間でかつスムーズに行われる
。また、加速覆る区間ではパルスモータを２相励磁力式
に切り換えて運転することから、必要な高１ヘルクが１
ｑられるど共（こ、脱調を起こさ一す゛に正確な移動を
実現Ｊることができる。

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、従来のように他の主軸モータ等の回転速度に
完全に同門することなく移動体の移動をパルスモータ独
白で行う。このため制御、他装置の主軸−し−夕の細い
回転変動の影響を受けず、移動体の移動に振動を発生さ
せないスムーズな移動を実現できる。またパルス七−夕
の［ｉ＋ＩＪ　ｉｌタイミングを遅延時間（！設（Ｊ制
御し−Ｃいるためスムーズ′な加・減速を行うことが可
能どなり、更に相励磁方式を必要に応じて切り換えるこ
とにより高トルクを必要とづる領域においてもパルス−
Ｅ−夕の脱調は発生ｌず、ｉＥ　ＵＩ［な停止位置の制
御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパルスモータによって移動される枠体（
移動体）の速度と移動量の関係を示すグラフ。第２図は
本発明の構成を示づ一ノローチト−１−１第３図は本発
明の適用されるパルスモータ運転回路のブロック図、第
４図は枠体１多動用のノへＪレスモータの制御動作を示
すノロ−チャート、第５図は本発明実施例の枠体の速度
と移動■の関係を示すグラフである。 １・・ご枠体（移動体） ２・・・パルスモータ ３・・・ロータリエンコーダ ６・・・入力カウンタ ７・・・移動量カウンタ ８・・・相励磁変換回路 ９・・・マイクロコンピュータ １０・・・ラッチ回路 １１・・・ガ延回路 代理人　弁理士　定立　勉 他１名 第１図 目 謁’ｊｊｒ９！　　　　　　　桃 停 止 イ立 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 移動体の目標位置までの移動量を、パルスモータの始動
   領域、加速領域、減速領域及び停止領域に分割し、 該パルスモータの回転軸に連結したロータリエンコーダ
   より出力される検出信号を計数して前記移動体の移動位
   置を検出し、 該移動位置が前記四つの領域のいずれにあるかにＪζっ
   で、前記パルスモータの励磁方式をダブル１−２相励磁
   方式または２相励磁方式のいずれかに切り換えると共に
   、 前記パルスモータのステータコイルに出力する励磁信号
   出力タイミングの遅延時間を変化させ、前記移動体を目
   標位置まで移動する口とを特徴とするパルスモークの制
   ｔａ１１方法。