JPS6066694A - ステップモ−タの駆動方法 - Google Patents
ステップモ−タの駆動方法Info
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- JPS6066694A JPS6066694A JP17296583A JP17296583A JPS6066694A JP S6066694 A JPS6066694 A JP S6066694A JP 17296583 A JP17296583 A JP 17296583A JP 17296583 A JP17296583 A JP 17296583A JP S6066694 A JPS6066694 A JP S6066694A
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- JP
- Japan
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- step motor
- point
- region
- deceleration
- speed
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors of the kind having motors rotating step by step
- H02P8/36—Protection against faults, e.g. against overheating, step-out; Indicating faults
- H02P8/38—Protection against faults, e.g. against overheating, step-out; Indicating faults the fault being step-out
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、減速装置等の伝達装置におけるがたの吸収等
により、負荷をなめらかに駆動するステップモータの加
減速駆動方法に関するものである。
により、負荷をなめらかに駆動するステップモータの加
減速駆動方法に関するものである。
一般に、ステップモータをなめらかに高速で回転させる
ためには、第1図に丞すように、自起動周波数1゜で起
動し最高周波数fciで徐々に速度を上げて行く加速域
(A +B −p C点)、最高周波数fc Mで11
転する足速域(C−+ D点)。
ためには、第1図に丞すように、自起動周波数1゜で起
動し最高周波数fciで徐々に速度を上げて行く加速域
(A +B −p C点)、最高周波数fc Mで11
転する足速域(C−+ D点)。
及び最高周波数fc・からf。′ 畦で徐/J K速度
ケ下げてf。′から停止させる減速域(D→E −+
F点)からなる加減速駆動が必要である。尚この場合、
減速域では、一般に加速域に比べて必要トルクが少ない
ため、より急激に速歴を低下させることができる。
ケ下げてf。′から停止させる減速域(D→E −+
F点)からなる加減速駆動が必要である。尚この場合、
減速域では、一般に加速域に比べて必要トルクが少ない
ため、より急激に速歴を低下させることができる。
またステップモータでは、駆動用パルス偏分あるいは駆
動用信号の切換え(これらをまとめて枢動用パルス信号
と呼ぶ)ごとに1ステツプずつ回転し、第1図における
加減速駆動においては1面’nt Sl* Sl =’
rpv=Sx* Ss=・Ss’・Sn″、、、5.’
は1ステツプの回転角に相当し、これらがすべて等しく
なるようにパルス間隔が決定される。
動用信号の切換え(これらをまとめて枢動用パルス信号
と呼ぶ)ごとに1ステツプずつ回転し、第1図における
加減速駆動においては1面’nt Sl* Sl =’
rpv=Sx* Ss=・Ss’・Sn″、、、5.’
は1ステツプの回転角に相当し、これらがすべて等しく
なるようにパルス間隔が決定される。
さらに第1図にはステップモータの出力トルクも示して
あり、これは一般に速度の増加に伴って減少するため%
B′→C′→D′→E゛点のような変化をたどる(尚B
’、C’、D’、 E’点けそれぞれB、C0D、E点
に対応する〕。
あり、これは一般に速度の増加に伴って減少するため%
B′→C′→D′→E゛点のような変化をたどる(尚B
’、C’、D’、 E’点けそれぞれB、C0D、E点
に対応する〕。
またステップモータモータは、フィードバックのなln
オープンループで駆動されるのが普通である。
オープンループで駆動されるのが普通である。
以上のことから、例えばステップモータの起動から加速
域にかけてのある回転ステップにお一〇で、負荷トルク
が大きすぎて負荷を回転できl−ような事が生じ次場合
、さらに時間の経過につれて出力トルが増々減少するた
め、ステップモータはこれ以上負荷を回転できなくなる
。
域にかけてのある回転ステップにお一〇で、負荷トルク
が大きすぎて負荷を回転できl−ような事が生じ次場合
、さらに時間の経過につれて出力トルが増々減少するた
め、ステップモータはこれ以上負荷を回転できなくなる
。
これを脱調という。
第2図は、前述のように駆動されるステップモータを取
付けた作業機械の一例を示す図である。この図にお込て
、1は支持体、2は回転軸、6は回転軸2の回りを矢印
αの向きに回転可能なアーム、4はアーム5を回転させ
る回転用ステップモータ、5は、回転用ステップモータ
4に取付けられた歯車5Aとアーム6に取付けられた歯
車5Bとから構され、回転用ステップモータ4の回転力
を減速してアーム乙に伝える減速装置である。また6は
矢印すの上下方向に動くラック、7はラック6を上下方
向に移動きせる上下用ステップモータ、81ハ上下用ス
テツプモータ7に取付けられた小歯車である。さらに9
はラック6の下端に取付けられたノーンド、10ハワー
クである。
付けた作業機械の一例を示す図である。この図にお込て
、1は支持体、2は回転軸、6は回転軸2の回りを矢印
αの向きに回転可能なアーム、4はアーム5を回転させ
る回転用ステップモータ、5は、回転用ステップモータ
4に取付けられた歯車5Aとアーム6に取付けられた歯
車5Bとから構され、回転用ステップモータ4の回転力
を減速してアーム乙に伝える減速装置である。また6は
矢印すの上下方向に動くラック、7はラック6を上下方
向に移動きせる上下用ステップモータ、81ハ上下用ス
テツプモータ7に取付けられた小歯車である。さらに9
はラック6の下端に取付けられたノーンド、10ハワー
クである。
以上の構成により、第2図の作業機械は、例えば、ラッ
ク6を下降→ハンド9によりワーク10を把持→ラック
6を上昇→アーム3を所定角度回転→ラック6を下降→
ハンド9を用いてワーク10を離す→ラック6を上昇→
アーム3を把持すべきワーク10の位置まで戻す、の過
程をくり返して、ワークの移載作業を行うことができる
。
ク6を下降→ハンド9によりワーク10を把持→ラック
6を上昇→アーム3を所定角度回転→ラック6を下降→
ハンド9を用いてワーク10を離す→ラック6を上昇→
アーム3を把持すべきワーク10の位置まで戻す、の過
程をくり返して、ワークの移載作業を行うことができる
。
次に第3−(α)図は、例えば前述の移載作業をさせる
場合の、ステップモータあるいは作業機械の時間−速度
特性の一例を示す図である。またこの図に対応する時間
−トルク特性の一例を第5−(A)図に示す。第s−<
b>図において、特性mはステップモータの出力トルク
を示し、 1m点は起動時の、Bm −p Cm点は力
ロ速域の、Cm−4Dnt点は定速域の、Dm→Ea点
は減速域の、pm点は停止時のトルクを表わす。また特
性Wは、作業機械の負荷トルクを示し、01111点は
静止摩擦力と加速慣性力とからなる起動時の、匈α→C
wa点は動摩擦力と加速慣性力とからなる加速域の、C
wc→Dwc点は動摩擦力による定速域の、I)wtL
→EwtL点は動摩擦力と減速慣性力とからなる減速域
のトルクを表わし、286点は負荷が停止した状態を示
す。
場合の、ステップモータあるいは作業機械の時間−速度
特性の一例を示す図である。またこの図に対応する時間
−トルク特性の一例を第5−(A)図に示す。第s−<
b>図において、特性mはステップモータの出力トルク
を示し、 1m点は起動時の、Bm −p Cm点は力
ロ速域の、Cm−4Dnt点は定速域の、Dm→Ea点
は減速域の、pm点は停止時のトルクを表わす。また特
性Wは、作業機械の負荷トルクを示し、01111点は
静止摩擦力と加速慣性力とからなる起動時の、匈α→C
wa点は動摩擦力と加速慣性力とからなる加速域の、C
wc→Dwc点は動摩擦力による定速域の、I)wtL
→EwtL点は動摩擦力と減速慣性力とからなる減速域
のトルクを表わし、286点は負荷が停止した状態を示
す。
以下に、第2図の作業機械の場合を例にとシ、第3−C
a”)T (h)図の速度特性、トルク特性を説明する
。まず第2図で回転用ステップモータ4によりアーム5
tl−第5−(ILJ図の起動(A −4B点)から加
速(B−+C点)する場合を考える。この場合、第2図
の減速装置!L5にはバックラッシュ等のがたがあるた
めに、アーム3は、第S−<a)図において、例えば回
転用ステップモータ4の速度特性における0点の速度で
起動されることになる。このG点でのステップモータ4
の出力トルクは、先に述べたように出力トルクが速度の
増加につれて減少するため、第3−(A)図におけるG
rn点となる。これに対してG点での起動負荷トルクは
0M1点となる。ところでこのG、5点の起動負荷トル
クは、一般にA点での起動出力トルクA、よシ小さく設
定されるが、GWL点の負荷起動時の出力トルクは、が
たが大きくなるにつれて高速側に移動して増り小さくな
り、ついには第3−(A)図に示すように、 GtlL
点の出力トルク<Gwp点の起動負荷トルクとなる。こ
の場合には、ステップモータ4は、脱調して、アーム3
を回転させることが不可能となシ、第3−(α)図のよ
うKG→H点のように回転が止まってしまう。
a”)T (h)図の速度特性、トルク特性を説明する
。まず第2図で回転用ステップモータ4によりアーム5
tl−第5−(ILJ図の起動(A −4B点)から加
速(B−+C点)する場合を考える。この場合、第2図
の減速装置!L5にはバックラッシュ等のがたがあるた
めに、アーム3は、第S−<a)図において、例えば回
転用ステップモータ4の速度特性における0点の速度で
起動されることになる。このG点でのステップモータ4
の出力トルクは、先に述べたように出力トルクが速度の
増加につれて減少するため、第3−(A)図におけるG
rn点となる。これに対してG点での起動負荷トルクは
0M1点となる。ところでこのG、5点の起動負荷トル
クは、一般にA点での起動出力トルクA、よシ小さく設
定されるが、GWL点の負荷起動時の出力トルクは、が
たが大きくなるにつれて高速側に移動して増り小さくな
り、ついには第3−(A)図に示すように、 GtlL
点の出力トルク<Gwp点の起動負荷トルクとなる。こ
の場合には、ステップモータ4は、脱調して、アーム3
を回転させることが不可能となシ、第3−(α)図のよ
うKG→H点のように回転が止まってしまう。
またアーム3をfR3−(11)図に卦Vノるイ→B→
C→ノ)→E→F点のように駆動した場合、減速装置5
にバックラッシュ等のがたがあると同時に、アーム3は
一般的に弾性体でありその剛性あるいはワーク10等の
重さ等によっては、F点での停止時K L、ばらく作業
機械が振動するとbった問題の生じる場合がある。さら
には、ワーク10を位1N決めする場合等で、ステップ
モータ4又は7をしばらく低速で駆動してゆっくりと位
置決めしたbような場合も生じる。
C→ノ)→E→F点のように駆動した場合、減速装置5
にバックラッシュ等のがたがあると同時に、アーム3は
一般的に弾性体でありその剛性あるいはワーク10等の
重さ等によっては、F点での停止時K L、ばらく作業
機械が振動するとbった問題の生じる場合がある。さら
には、ワーク10を位1N決めする場合等で、ステップ
モータ4又は7をしばらく低速で駆動してゆっくりと位
置決めしたbような場合も生じる。
しかし、第1図及び第3−(α)図のようなA→B −
p (、’ −+) D→E −+ F点のような速度
制御では、以上に述べた問題点を解決することが難しい
。
p (、’ −+) D→E −+ F点のような速度
制御では、以上に述べた問題点を解決することが難しい
。
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決して、例え
ば駆動負荷における減速装置等の伝達装置にがたのある
場合等でも、ステップモータが脱調することなく負荷を
なめらかに駆動及び位置決めできるようなステップモー
タの加減速駆動方法の提供を、その目的とするものであ
る。
ば駆動負荷における減速装置等の伝達装置にがたのある
場合等でも、ステップモータが脱調することなく負荷を
なめらかに駆動及び位置決めできるようなステップモー
タの加減速駆動方法の提供を、その目的とするものであ
る。
本発明に係るステップモータの加減速駆動方法は、少な
くとも加速域と減速域とを有するステップモータの速度
特性において、加速域の前にバックラッシュ等のがたを
十分吸収できるだけのステップ数を回転させる低速の自
起動運転領域を設けたシ、あるいは減速域の後に十分振
動を吸収できる等のステップ数を回転させる低速の自起
動運転領域を設けてステップモータを加減速駆動するよ
うにしたものである。
くとも加速域と減速域とを有するステップモータの速度
特性において、加速域の前にバックラッシュ等のがたを
十分吸収できるだけのステップ数を回転させる低速の自
起動運転領域を設けたシ、あるいは減速域の後に十分振
動を吸収できる等のステップ数を回転させる低速の自起
動運転領域を設けてステップモータを加減速駆動するよ
うにしたものである。
以下本発明を実施例によって説明する。
第4図は、本発明の一実施例に係り、ステップモータ及
び作業機械等の駆動負荷の時間−速度特性を示す図であ
る。この図において、I→J−+B点は自起動周波数f
、で運転する自起動域、B→C→D→E→F点は第1図
及び第3−〇)図と同様の速度特性であり、第1図と第
3−(α)図の特性にI −* / −F E点の自起
動域を付は加えた速度特性としたものである。さらにI
−P J−+B点の自起動域におけるステップモータ
の回転角度は、第2図の作業機械における減速装置50
バツクラツシユ等のがたに相当する回転角よ、り十分大
きくとっである。すなわち、減速装置5の歯車5Bに結
合されたアーム3はI−+M点の間の例えばに点又はE
点で駆動される。そしてこの時のステップモータの出力
トルクは、第3−(b)におけるB、I点く相当し、こ
の値は一般に負荷の起動トルクaweよル十分大きく設
定されている。従ってステップモータは、脱調すること
なく、負荷をK +L −p B −e C−+D −
) E −+ F点あるいはM −e B −P C−
+D→E→F点の速度特性に添って駆動することができ
る。
び作業機械等の駆動負荷の時間−速度特性を示す図であ
る。この図において、I→J−+B点は自起動周波数f
、で運転する自起動域、B→C→D→E→F点は第1図
及び第3−〇)図と同様の速度特性であり、第1図と第
3−(α)図の特性にI −* / −F E点の自起
動域を付は加えた速度特性としたものである。さらにI
−P J−+B点の自起動域におけるステップモータ
の回転角度は、第2図の作業機械における減速装置50
バツクラツシユ等のがたに相当する回転角よ、り十分大
きくとっである。すなわち、減速装置5の歯車5Bに結
合されたアーム3はI−+M点の間の例えばに点又はE
点で駆動される。そしてこの時のステップモータの出力
トルクは、第3−(b)におけるB、I点く相当し、こ
の値は一般に負荷の起動トルクaweよル十分大きく設
定されている。従ってステップモータは、脱調すること
なく、負荷をK +L −p B −e C−+D −
) E −+ F点あるいはM −e B −P C−
+D→E→F点の速度特性に添って駆動することができ
る。
第5図は、本発明による他の実施例に係るステップモー
タの時間−速度特性を示す図である。
タの時間−速度特性を示す図である。
この図においては、第1図及び第3−〇)図と同様11
CA−+E −+ C→D→E点のような速度変化をた
どりた後、さらに低速の自起動周波数fo′で運転して
停止するE −? P→Q点の自起動域を付は加えた速
度特性としである。またこのA’ −p P→Q点の自
起動域におけるステップモータの回転ステ、ブ数は、D
→E点の減速後に、例えば作業機械に生じる振動がおさ
まるのに、あるいは作業機械をゆっくりと位置決めする
のに、十分大きくとっである。従って作業機械はD−?
E点のように減速された後、E→P−+Q点の特性に添
って、低速で駆動され、振動がなくなると同時にゆっく
りと位置決めされた後停止する。
CA−+E −+ C→D→E点のような速度変化をた
どりた後、さらに低速の自起動周波数fo′で運転して
停止するE −? P→Q点の自起動域を付は加えた速
度特性としである。またこのA’ −p P→Q点の自
起動域におけるステップモータの回転ステ、ブ数は、D
→E点の減速後に、例えば作業機械に生じる振動がおさ
まるのに、あるいは作業機械をゆっくりと位置決めする
のに、十分大きくとっである。従って作業機械はD−?
E点のように減速された後、E→P−+Q点の特性に添
って、低速で駆動され、振動がなくなると同時にゆっく
りと位置決めされた後停止する。
さらに第6図は、本発明による他の実施例に係るステッ
プモータ及び駆動負荷の時間−速度特性を示す図である
。この図は、第5図と第6回を組み合わせたものであシ
、B−+C→D −+ E点で示される第1図及び第3
−(α)図と同様の速度特性の前後に、それぞれI→/
−e E点で示される周波数10の自起動域とE −
P −+ Q点で示される周波数10′の自起動域を付
は加えた速fL特性としたものである。従って、この速
度特性では、ステップモータは、作業機械等の負荷を、
脱調することな(K −e L −+ B −p C−
* 1) −t E点あるいはM −+ B→C−+
D −+ E点の速度特性に添って運転した後、E −
p P −+ Q点の特性に添って振動を吸収してゆっ
〈シと位置決めするように運転できる。
プモータ及び駆動負荷の時間−速度特性を示す図である
。この図は、第5図と第6回を組み合わせたものであシ
、B−+C→D −+ E点で示される第1図及び第3
−(α)図と同様の速度特性の前後に、それぞれI→/
−e E点で示される周波数10の自起動域とE −
P −+ Q点で示される周波数10′の自起動域を付
は加えた速fL特性としたものである。従って、この速
度特性では、ステップモータは、作業機械等の負荷を、
脱調することな(K −e L −+ B −p C−
* 1) −t E点あるいはM −+ B→C−+
D −+ E点の速度特性に添って運転した後、E −
p P −+ Q点の特性に添って振動を吸収してゆっ
〈シと位置決めするように運転できる。
尚これまでのi9明では、B−+C点で示される加速域
及びD −p E点で示でれる減速域の速度特性を」二
に凸の曲線としたが、これに限るものではなく、直線や
下に凹の曲線あるしは変曲点のある三次曲線等、駆動負
荷に応じた適当な曲線とすることができる。
及びD −p E点で示でれる減速域の速度特性を」二
に凸の曲線としたが、これに限るものではなく、直線や
下に凹の曲線あるしは変曲点のある三次曲線等、駆動負
荷に応じた適当な曲線とすることができる。
以上詳細に述べたように、本発明によれば、111 a
h 負荷においてパックランシュ等のがたがあったり夕
)1性体による振動があったシする場合でも、ステップ
モータは脱調することなく、また負荷を振動を吸収して
なめらかに位置決めできるステップモータの加減速駆動
方法を提供することができる。
h 負荷においてパックランシュ等のがたがあったり夕
)1性体による振動があったシする場合でも、ステップ
モータは脱調することなく、また負荷を振動を吸収して
なめらかに位置決めできるステップモータの加減速駆動
方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はステップモータの加減速駆動における基本的な
時間−速度・トルク特性図、第2図は作業機械の一構成
例を示す図、第3−(a) 、 <b>図はそれぞれス
テップモータの加減速駆動における従来の時間−速度特
性図と時間−トルク特性図、第4図は本発明の一実施例
に係るステップモータの加減速駆動における時間−速度
特性図、第5図は本発明の他の実施例に係る時間−速度
特性図、第6図は本発明のさらに他の実施例に係る時間
−速度特性図である。 fo 、 fo’・・・自起動周波数 3・・・アーム
4.7・・・ステップモータ 5・・・減速装置第 l
聞 第? 圀 第3図 ra) 脚間 新−M
時間−速度・トルク特性図、第2図は作業機械の一構成
例を示す図、第3−(a) 、 <b>図はそれぞれス
テップモータの加減速駆動における従来の時間−速度特
性図と時間−トルク特性図、第4図は本発明の一実施例
に係るステップモータの加減速駆動における時間−速度
特性図、第5図は本発明の他の実施例に係る時間−速度
特性図、第6図は本発明のさらに他の実施例に係る時間
−速度特性図である。 fo 、 fo’・・・自起動周波数 3・・・アーム
4.7・・・ステップモータ 5・・・減速装置第 l
聞 第? 圀 第3図 ra) 脚間 新−M
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 少なくとも加速域と減速域を持つステップモータ
の加減速駆動方法において、加速域の前あるいは減速域
の後に低速の一定速度で運転する自起動域を設けた速度
特性としたことt%mとするステップモータの駆動方法
。 2、 加速域前の自起動域での回転角に相当するステッ
プモータの回転ステップVを、減速装置等の伝達装置の
がたによる回転角より十分大きくなるようにしたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のステップモータ
の駆動方法。 3 減速域後の自起動域でのステップモータの回転ステ
ップ数を、駆動負荷が振動がおさまってゆっくりと位置
決めされるように、十分大きくしたことを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のステップモータの駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17296583A JPS6066694A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | ステップモ−タの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17296583A JPS6066694A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | ステップモ−タの駆動方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6066694A true JPS6066694A (ja) | 1985-04-16 |
Family
ID=15951638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17296583A Pending JPS6066694A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | ステップモ−タの駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6066694A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63110998A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-16 | Canon Inc | パルスモ−タ駆動方法 |
-
1983
- 1983-09-21 JP JP17296583A patent/JPS6066694A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63110998A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-16 | Canon Inc | パルスモ−タ駆動方法 |
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