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

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Publication number
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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
step motor
point
region
deceleration
speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP17296583A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroo Nakamura
啓夫 中村
Shuji Okawa
大川 修治
Yasuo Otsuka
康男 大塚
Hajime Tachikawa
立川 肇
Toshiya Shinozaki
篠崎 利也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP17296583A priority Critical patent/JPS6066694A/ja
Publication of JPS6066694A publication Critical patent/JPS6066694A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors of the kind having motors rotating step by step
    • H02P8/36Protection against faults, e.g. against overheating, step-out; Indicating faults
    • H02P8/38Protection 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。

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。
〔発明の背景〕
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)。
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。
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。
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〕。
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。
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
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。
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
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。
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。
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。
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
〔発明の目的〕
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。
〔発明の概要〕
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。
〔発明の実施例〕
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。
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。
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。
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。
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。
〔発明の効果〕
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。
【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

Claims (1)

  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。
JP17296583A 1983-09-21 1983-09-21 ステップモ−タの駆動方法 Pending JPS6066694A (ja)

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JPS6066694A true JPS6066694A (ja) 1985-04-16

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ID=15951638

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JP (1) JPS6066694A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63110998A (ja) * 1986-10-28 1988-05-16 Canon Inc パルスモ−タ駆動方法

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