JPS614458A - Stepwise feeding actuator - Google Patents

Stepwise feeding actuator

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Publication number
JPS614458A
JPS614458A JP12372884A JP12372884A JPS614458A JP S614458 A JPS614458 A JP S614458A JP 12372884 A JP12372884 A JP 12372884A JP 12372884 A JP12372884 A JP 12372884A JP S614458 A JPS614458 A JP S614458A
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JP
Japan
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sensor
voltage
actuator
signal
signals
Prior art date
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Pending
Application number
JP12372884A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunio Miyashita
邦夫 宮下
Hiroshi Hayashida
林田 弘
Tadashi Takahashi
正 高橋
Yasuo Notohara
保夫 能登原
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
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS614458A publication Critical patent/JPS614458A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
    • G05B19/23Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
    • G05B19/231Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/035DC motors; Unipolar motors
    • H02K41/0352Unipolar motors
    • H02K41/0354Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
    • H02K41/0356Lorentz force motors, e.g. voice coil motors moving along a straight path

Abstract

PURPOSE:To obtain an actuator capable of stepwisely feeding in small size and high accuracy by forming the operation corresponding to the teeth of a step motor by a sensor and a controller. CONSTITUTION:A coil movable type linear actuator 10 has a permanent magnet 12 and pole pieces 16 on the inner surface of a stator 11, and coils 15 disposed in the intermediate gaps. A movable unit 13 directly coupled with the coils 15 is supported by slide bearings 14 and laterally moved. A sensor 3 is disposed oppositely to the unit 13, the position of the unit 13 is detected, and the detection signal is applied to a signal processor 6. The sensor 3 generates different 2-phase outputs A, B of 90 deg., the processor 6 forms a reverse conversion signal and applies a voltage command signal Vc to a voltage controller 5 on the basis of one of the signal selected by a command generator 7 by the voltage instructing circuit 5. The controller 5 controls the voltage of the coil 15 to stepwisely feed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ステップ送りアクチュエータ装置に係り、ス
テップ的に位置を移動することができるもので、特に、
小形で高精度なものに係るステンプ送りアクチュエータ
装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a step feed actuator device that can move the position in steps, and in particular,
The present invention relates to a small and highly accurate stamp feeding actuator device.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

最近の情報産業の発展は、目覚しいものがある。 The recent development of the information industry has been remarkable.

特に、OA (Qffice Automation)
機器は、省力化、省資源のニーズに対応して急速な進展
がみられる。
In particular, OA (Qffice Automation)
Equipment is rapidly progressing in response to the need for labor and resource savings.

これにともない、OA機器に使用されるアクチュエータ
装置も小型、高速、高精度化が強く要求されている。
Along with this, there is a strong demand for actuator devices used in OA equipment to be smaller, faster, and more accurate.

たとえば、フロッピディスク(FDD)のヘッドを駆動
するアクチュエータ装置も、FDDの高密度化にともな
う、トラック間隔の減少、停止速度の向上が必須となっ
ている。
For example, as the density of FDDs increases, it is essential for actuator devices that drive heads of floppy disks (FDDs) to reduce track spacing and increase stopping speed.

従来、前記のヘッド駆動用には、ステップモータが多く
使われているが、周知のごとく、ステップ送りの間隔を
短くするためには、ステップモータの鉄心の歯数を増加
させなければならない。
Conventionally, step motors have been widely used to drive the head, but as is well known, in order to shorten the interval between step feeds, the number of teeth on the iron core of the step motor must be increased.

しかし、このようにすると、歯のピッチが小に1   
 カ、−,−7□1781,91.2ケゆえ7〜あうも
悪くなる。
However, if you do this, the pitch of the teeth will decrease by 1.
F, -, -7 □ 1781,91.2 ke Therefore, 7~Ai also gets worse.

また、歯のピッチが小になると、トルク発生および、ト
ルクの傾斜に関係するリラクタンス変化が小になるため
、発生トルクも小になる欠点がある。
Furthermore, when the pitch of the teeth becomes small, torque generation and reluctance change related to the slope of the torque become small, so there is a drawback that the generated torque also becomes small.

これにたいし、最近、コイル可動形のアクチュエータな
どを用い、FDDのディスク面にフィードバック用の信
号を記録し、この信号によりサーボをかける方式も発表
されているが、ディスクの方式にたいし互換性がなく、
汎用的なアクチュエータ装置になり難い欠点があった。
In response to this, a method has recently been announced in which a feedback signal is recorded on the disk surface of the FDD using a movable coil actuator, and this signal is used to apply the servo, but it is not compatible with the disk method. There is no gender,
There was a drawback that it was difficult to use as a general-purpose actuator device.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、小形で高精度なステップ送りを可能としたス
テップ送りアクチュエータ装置の提供を、その目的とす
るものである。
An object of the present invention is to provide a step feed actuator device that is compact and capable of highly accurate step feed.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明のステップ送りアクチュエータ装置に係る第1の
発明の構成は、固定部と可動部とよしなるアクチュエー
タと、その可動部と対向させて、         夛
各相の出力を発生するセンサを設けるようにしたものに
おいて、そのセンサとして2相の出力A。
The first aspect of the step feed actuator device of the present invention includes an actuator that has a fixed part and a movable part, and a sensor that generates outputs for each phase, facing the movable part. In this case, the sensor has a two-phase output A.

Bを発生するセンサを設けるようにし、そのセンサ出力
A、Bに係る信号a、bと、前記センサ出力A、Bを基
に17だ逆変換信号a、bとを処理する信号処理回路と
、位置指令に基づき前記の各信号a、b、a、bの中の
1つを順次選択して電圧指令を発生する電圧指令回路と
、その電圧指令に基づきアクチュエータの電圧を制御す
る電圧制御回路とを具備せしめて構成したものである。
a signal processing circuit that processes signals a and b related to the sensor outputs A and B, and inversely converted signals a and b based on the sensor outputs A and B; a voltage command circuit that sequentially selects one of the signals a, b, a, and b based on the position command to generate a voltage command; and a voltage control circuit that controls the voltage of the actuator based on the voltage command. It is constructed by providing the following.

同じく第2の発明の構成は、固定部と可動部とよりなる
アクチュエータと、その可動部と対向させて、各相の出
力全発生するセンサを設けるようにしたものにおいて、
そのセンサとしてn相(n≧3)の圧力を発生するセy
すを設けるようにし、位置指令に基づき前記のn個の信
号の中の1つを順次選択して電圧指令を発生する電圧指
令回路と、その電圧指令に基づきアクチュエータの電圧
を制御する電圧制御回路とを具備せしめて構成したもの
である。
Similarly, the second invention has an actuator including a fixed part and a movable part, and a sensor that generates all the outputs of each phase, facing the movable part.
A sensor that generates n-phase (n≧3) pressure is used as the sensor.
a voltage command circuit that sequentially selects one of the n signals based on the position command to generate a voltage command; and a voltage control circuit that controls the voltage of the actuator based on the voltage command. It is configured by having the following.

さらに詳述すると、次のとおりである。More detailed information is as follows.

本発明に係るものは、ステップモータの歯に相当する動
作を、センサおよび制御回路で達成するようにしたもの
である。
According to the present invention, an operation corresponding to the teeth of a step motor is achieved using a sensor and a control circuit.

す々わち、ステップモータのステップ数に対応した数の
出力を発生する、たとえば、2相の出力A、Bを発生す
るセンサ(たとえば、1.8°ステツプモータにたいし
ては、360/1.8 X 1/4=50パルス/回転
の2相センサ)を、アクチュエータの可動部に対向して
設け、このセンサの出力A、Bに係る信号a、bと、回
出カA、Bの逆変換信号a、bとの中から、その1つを
指令パルスに同期して順次切換えていくようにしたもの
である。
That is, a sensor that generates a number of outputs corresponding to the number of steps of the step motor, for example, a two-phase output A, B (for example, for a 1.8° step motor, a sensor that generates a number of outputs corresponding to the number of steps of the step motor, 360/1.8 A two-phase sensor (X 1/4 = 50 pulses/rotation) is provided opposite the movable part of the actuator, and the signals a and b related to the outputs A and B of this sensor are inversely converted to the output power A and B. One of the signals a and b is sequentially switched in synchronization with the command pulse.

そして、次いで、この選択されたセンサ出力信号例対応
して、アクチュエータに印加する電圧を制御するように
したものである。
Then, the voltage applied to the actuator is controlled in accordance with the selected sensor output signal example.

ステップ動作は、センサ信号を基準にさせるため、アク
チュエータのトルク発生機構は、ステップモータのよう
に歯を必要とせず、上記センサと制御回路が、ステップ
モータの歯の作用を代行するものである。
Since the step operation is based on a sensor signal, the torque generating mechanism of the actuator does not require teeth unlike a step motor, and the sensor and control circuit perform the action of the teeth of the step motor.

以上の考えに基づく、ステップ送りアクチュエータ装置
の基本構成を示すものが第1図のブロック図である。
The block diagram of FIG. 1 shows the basic configuration of a step feed actuator device based on the above idea.

図で、IAはアクチュエータの固定部、2Aはアクチュ
エータの可動部、3Aは、アクチュエータの可動部2人
に対向して設置した、90度位相の異なる2相出力A、
Bを発生するセンサであり、6Aは、前記センサ3Aの
2相出力A、Bを基に、信号a、b、その逆変換信号a
、bを作る信号処理回路、7Aは指令発生回路、5Aは
、指令発生回路7Aからの指令θ9.θr (なお、θ
、は、ステップ数に係るパルス列、θ2は移動方向の指
令である。)に基づき、信号処理回路6Aからの各信号
a、b、a、bの中から1つのみ順次選択し、それを基
にi圧指令信号vcを発生させる電圧指令回路、4Aは
、前記の′電圧指令信号v0に基づき、アクチュエータ
の固定部IAあるいは可? 動部2人に印加する電圧Vを制御する電圧制御回路であ
る。
In the figure, IA is the fixed part of the actuator, 2A is the movable part of the actuator, 3A is the movable part of the actuator, and two-phase output A with a 90 degree phase difference is installed facing the two people.
6A is a sensor that generates signals a, b, and their inversely converted signal a based on the two-phase outputs A and B of the sensor 3A.
, b, 7A is a command generation circuit, and 5A is a signal processing circuit for generating commands θ9. θr (in addition, θ
, is a pulse train related to the number of steps, and θ2 is a command for the moving direction. ), the voltage command circuit 4A sequentially selects only one of the signals a, b, a, and b from the signal processing circuit 6A and generates the i-pressure command signal vc based on the selected signal. 'Based on the voltage command signal v0, the actuator's fixed part IA or OK? This is a voltage control circuit that controls the voltage V applied to two moving parts.

以上のり成によれは、センサ3Aの2相出力A。Due to the above configuration, the two-phase output A of the sensor 3A is obtained.

Bによる信号a、b、逆変換信号a、bにより、アクチ
ュエータに印加される電圧の方向および大きさが決まる
ことになる。
The direction and magnitude of the voltage applied to the actuator are determined by the signals a and b caused by B and the inversely converted signals a and b.

第2図は、その各信号a、b、a、bの位相関係をあわ
せて示す、センサ出力と基本動作の関係説明図であり、
これが同時に、各信号a、b、a。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the relationship between the sensor output and basic operation, showing the phase relationship of each signal a, b, a, and b.
At the same time, each signal a, b, a.

bに基づくアクチュエータのコイル電圧■の位相を示す
ものである。
It shows the phase of the actuator coil voltage (■) based on b.

この第2図で、正の方向の電圧は、正の方向の電流を流
し右方向の力を発生し、負の方向の電圧は、逆に左方向
の電流を流し左方向の力を発生するとすれば、点alの
左側の位置(イ)の領域では、必ず右方向に移動し、点
alの右側の位置←)の領域では、必ず左方向に移動し
て、81点で停止する。
In Figure 2, a positive voltage causes a positive current to flow and generates a rightward force, and a negative voltage causes a leftward current to flow and generate a leftward force. Then, in the area of position (a) to the left of point al, it always moves to the right, and in the area of position ←) to the right of point al, it always moves to the left, and stops at point 81.

また、図の点a2のE側の位置C9の領域では、右方向
に移動し、点a2で停止する。
Further, in the area of position C9 on the E side of point a2 in the figure, it moves rightward and stops at point a2.

すなわち、センサ3Aの出力Aに基づく信号aのときは
、点al l a2 +・・・・・・が安定点で、必ず
、この位置に停止する。
That is, when the signal a is based on the output A of the sensor 3A, the point al l a2 +... is a stable point, and the motor always stops at this position.

同様に、逆変換信号aにだいし点al、信号すにだいし
点b1、逆変換信号すにたいし点b1が安定点である。
Similarly, the stable points are point al for the inversely transformed signal a, point b1 for the signal, and point b1 for the inversely transformed signal.

この図から、アクチュエータを右方向に動かすときは、
図示一点鎖線矢印のように、信号をaI1) −+ 、
13−+ l) −+ aのごとく切換えるものでちり
、逆に、左方向に動かすときは、図示波源矢印のように
、a→b→a→b→aのごとく切換えるものである。
From this diagram, when moving the actuator to the right,
As shown in the figure, the signal is aI1) −+,
13-+ l) -+ a. Conversely, when moving to the left, the wave source is switched as shown by the wave source arrow in the figure, a→b→a→b→a.

すなわち、いま、46号aに基づくとき、可動部2Aが
点alの位置にあるとすると、次に信号すに移ると、’
rl[圧指令V。が点a1の零からV、に増加する。
That is, based on No. 46 a, if the movable part 2A is at the position of point al, then when moving to the next signal, '
rl [Pressure command V. increases from zero at point a1 to V.

これにより、可動部2Aは、右方向に移動し、点b1で
停止する3、 次に、逆変換信号aに移ると、電圧指令v0は点す、の
零から再びvoに増加し、可動部2人は、右方向に移動
し、点al で停止する。
As a result, the movable part 2A moves rightward and stops at point b1.Next, when moving to the inverse conversion signal a, the voltage command v0 increases from zero to vo again, and the movable part The two people move to the right and stop at point al.

この動作を慄り返すことにより、右方向に、a、−+b
、−+a、−+b、−4329順に、何ステップでも移
動させることができるものである。
By repeating this motion, move a, -+b to the right.
, -+a, -+b, -4329 in the order of any number of steps.

また、左方向も同様である。The same applies to the left direction.

したがって、アクチュエータは、その゛重圧の方向によ
り、力の方向が変るものであればよく、電磁機械は大体
含まれる。たとえば、回転機では直流モータ、リニアア
クチュエータではボイスコイルなどである。
Therefore, the actuator may be anything that changes the direction of the force depending on the direction of the heavy pressure, and generally includes electromagnetic machines. For example, a DC motor is used in a rotating machine, and a voice coil is used in a linear actuator.

まだ、センサは、回転機の場合はロータリイエンコーダ
、リニアアクチュエータの場合はリニアエンコーダなど
がある。
There are still sensors such as rotary encoders for rotating machines and linear encoders for linear actuators.

この第2図から分るように、停止可能点は、1サイクル
で、al + aI r bl r blの4点あり、
それらの停止精度は、センサ精度に依存することは明白
である。
As can be seen from Fig. 2, there are four stopping points in one cycle: al + aI r bl r bl.
It is obvious that their stopping accuracy depends on the sensor accuracy.

また、停止点の負荷にたいする誤差を小にするために、
センサ波形を台形に整形してもよいものである。
Also, in order to reduce the error regarding the load at the stopping point,
The sensor waveform may be shaped into a trapezoid.

さらに、センサ出力は、三相出力A、B、Cに係る相の
ものを含めたn相(n≧3)のものでもよいものである
Further, the sensor output may be of n phases (n≧3) including phases related to the three-phase outputs A, B, and C.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

本発明に係るステップ送りアクチュエータ装置の各実施
例を、第3図ないし第6図を参照して説明する。
Embodiments of the step feed actuator device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6.

捷ず、第3図は、本発明の一実施例に係るステップ送り
アクチュエータ装置の略示構成図、第4図は、その動作
を説明するタイムチャート図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a step feed actuator device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a time chart diagram illustrating its operation.

しかして、本実施例に係るものは、固定部と可動部とよ
りなるアクチュエータと、その可動部と対向させて、各
相の出力を発生するヤノサを設けるようにしたものにお
いて、そのセンサとして2相の出力A、Bを発生するセ
ンサを設けるようにし、そのセンサ出力へ、Bに係る信
号a、bと、前記センサ出力A、Bを基にした逆変換信
号a、゛■とを処理する信号処理回路と、位置指令に基
づき前記の各信号a、b、a、bの中の1つが順次選択
して電圧指令を発生する電圧指令回路と、その電圧指令
に基づきアクチュエータの電圧を制御する電圧制御回路
とを具備せしめて構成するようにしたものである。
According to this embodiment, an actuator consisting of a fixed part and a movable part is provided, and a Yanosa is provided opposite to the movable part to generate an output of each phase, and two sensors are used as sensors for the actuator. A sensor that generates phase outputs A and B is provided, and signals a and b related to B and inversely converted signals a and ゛■ based on the sensor outputs A and B are processed to the sensor output. a signal processing circuit; a voltage command circuit that sequentially selects one of the signals a, b, a, and b based on the position command to generate a voltage command; and a voltage command circuit that controls the voltage of the actuator based on the voltage command. This configuration includes a voltage control circuit.

すなわち、第3図において、10はコイル可動形のリニ
アアクチュエータで、固定部11の内面に、永久磁石1
2および磁極片16を有するものである。
That is, in FIG. 3, 10 is a coil movable linear actuator, and a permanent magnet 1 is attached to the inner surface of a fixed part 11.
2 and a magnetic pole piece 16.

そして、これらの中間の空隙に、コイル15を配設し、
そのコイル電流と磁束とにより、推力を発生させるもの
である。
Then, a coil 15 is arranged in the gap between these,
Thrust is generated by the coil current and magnetic flux.

そして、前記のコイル15に直結した可動部13は、す
べり軸受14により支承されており、左右に動くことが
できるものである。
The movable part 13 directly connected to the coil 15 is supported by a sliding bearing 14 and can move left and right.

しかして、前記の可動部13の位置を検出するために、
センサ3が、可動部13と対向して配設されているもの
である。
Therefore, in order to detect the position of the movable part 13,
The sensor 3 is disposed facing the movable part 13.

このセンサ3は、磁気抵抗効果素子であり、可動部13
に塗布した磁性塗料17の磁極の磁界の増減により位置
を測定することができるものである。
This sensor 3 is a magnetoresistive element, and the movable part 13
The position can be measured by the increase or decrease in the magnetic field of the magnetic pole of the magnetic paint 17 applied to the surface.

しかして、本構成におけるリニアアクチュエータ10の
可動部13は、コイル15に正および負電圧を印加しそ
の結果正および負の電流を流すことにより、左右にリニ
アな動きをすることができるものであり、このリニアな
動きに対応して、センサ3は、90度位相の異なる2相
出力A、Bを発生する。
Therefore, the movable part 13 of the linear actuator 10 in this configuration can linearly move left and right by applying positive and negative voltages to the coil 15 and, as a result, causing positive and negative currents to flow. , In response to this linear movement, the sensor 3 generates two-phase outputs A and B that are 90 degrees out of phase.

6は、センサ3の2相出力A、Bを基に、アナログイン
バータ61,62により、さきに述べた信号a、b、逆
変換信号a、bを作り、これらの各信号a、b、a、b
を出力する信号処理回路である。
6 generates the previously mentioned signals a, b and inversely converted signals a, b using analog inverters 61 and 62 based on the two-phase outputs A and B of the sensor 3, and converts these signals a, b, a ,b
This is a signal processing circuit that outputs .

7は指令発生回路、5は、指令発生回路7からの指令に
基づき、信号処理回路6からの信号a。
7 is a command generation circuit; 5 is a signal a from the signal processing circuit 6 based on the command from the command generation circuit 7;

b、a、bの中から1つのみを選択し、それを基に電圧
指令信号V。を発生する電圧指令回路である。
Only one is selected from b, a, and b, and the voltage command signal V is determined based on it. This is a voltage command circuit that generates.

この゛電圧指令回路5は、U、P/I)OWNカウンタ
52とアナログマルチプレクサ51とより構成されるも
のであり、−U P、/D OWNカウンタ52は、指
令発生回路7からのステップ送り数を指令するパルス列
信号に係るパルス列指令θ、を方向指令θ、により、U
PカウントあるいはDOWNカウントをし、アドレス信
号Do + DIを発生するものである。
The voltage command circuit 5 is composed of a U, P/I) OWN counter 52 and an analog multiplexer 51. The pulse train command θ related to the pulse train signal that commands the direction command θ makes U
It performs a P count or a DOWN count and generates an address signal Do + DI.

また、アナログマルチプレクサ51は、アドレス信号D
o 、D+に基づき、4個のスイッチの1個のみを閉路
するものであり、たとえば、アドレス信号Do 、D+
により、電圧指令信号V。は、信号a−+l)−* a
−*bのように切り換わるものである。
Further, the analog multiplexer 51 outputs the address signal D
Based on the address signals Do, D+, only one of the four switches is closed, for example, based on the address signals Do, D+
Accordingly, the voltage command signal V. is the signal a-+l)-* a
-*b.

4は、コイル15の電圧を制御する電圧制御回路である
4 is a voltage control circuit that controls the voltage of the coil 15.

す々わち、21は、直流電源、23〜26は、H型に接
続したトランジスタであり、そのトランジスタ23.2
6をONl あるいは同24.25をONすることによ
ってコイル電圧の方向を、また、それらの通電率により
コイル電圧の大きさを〜制御するものである。
In other words, 21 is a DC power supply, 23 to 26 are transistors connected in an H type, and the transistors 23.2
By turning on 6 or 24.25, the direction of the coil voltage is controlled, and the magnitude of the coil voltage is controlled by the energization rate.

そして、8は、電圧指令信号v0に基づきトランジスタ
23〜26群の点弧信号を作るプリドライブ回路である
8 is a predrive circuit that generates firing signals for the transistors 23 to 26 groups based on the voltage command signal v0.

このプリドライブ回路8の中では、電圧指令信号v6が
3角波発生回路9よりの3角波信号S。
In this predrive circuit 8, the voltage command signal v6 is the triangular wave signal S from the triangular wave generating circuit 9.

と、比較器29で付き合される。, and is matched by the comparator 29.

3角波発生回路9は、2個の増幅器30.31から構成
され、コンデンサ35の充放電により3角波を発生する
The triangular wave generation circuit 9 includes two amplifiers 30 and 31, and generates a triangular wave by charging and discharging a capacitor 35.

この3角波信号Stと電圧指令信号v6との付き合せに
より、デユティ出力Sdが得られる。
A duty output Sd is obtained by combining the triangular wave signal St and the voltage command signal v6.

このデユティ出力Saに係る信号がアンド回路27.2
8の入力となるものであり、このアンド回路27.28
の他の一方の入力は、電圧指令信号V。をコンバータ3
4により、正方向か負方向かの方向を判定し、これをア
ンド回路27に人力し、アンド回路28にはNOT回路
33を通して入力している。
The signal related to this duty output Sa is output from the AND circuit 27.2.
8, and this AND circuit 27.28
The other input is a voltage command signal V. converter 3
4, it is determined whether the direction is positive or negative, and this is inputted to the AND circuit 27 and inputted to the AND circuit 28 through the NOT circuit 33.

したがって、正方向のときはトランジスタ23゜26が
、逆方向のときはトランジスタ25,244     
  がONするようになっている。
Therefore, when the direction is forward, the transistors 23 and 26 are turned on, and when the direction is reversed, the transistors 25 and 244 are turned on.
is turned on.

以上の構成により、指令発生回路7の指令に追従して、
リニアアクチュエータ10は、ステップ送りができるも
のである。
With the above configuration, following the command of the command generation circuit 7,
The linear actuator 10 is capable of step feeding.

これを、第4図のタイムチャート図により、より詳細に
説明する。
This will be explained in more detail with reference to the time chart shown in FIG.

同図で、θ2.θ、は、前述のように、指令発生回路7
の指令で、θ、は、ステップ送り数を指令するパルス列
指令、θ2は、移動方向の指令で、図示の1は右方向、
零は左方向である。
In the same figure, θ2. θ, as described above, is the command generation circuit 7
In the command, θ is a pulse train command that commands the number of step feeds, θ2 is a command for the moving direction, and 1 in the figure indicates the right direction.
Zero is to the left.

また、Sは電圧指令回路5で選択された信号名、vわは
、電圧指令回路5の出力に係る電圧指令信号で、アクチ
ュエータのコイルに印加される電圧v1はV、を基にパ
ルス巾変調された波形となり、その結果、アクチュエー
タのコイル電流&、も電圧指令v8にほぼ等しくなる。
In addition, S is the signal name selected by the voltage command circuit 5, v is the voltage command signal related to the output of the voltage command circuit 5, and the voltage v1 applied to the coil of the actuator is pulse width modulated based on V. As a result, the coil current & of the actuator also becomes approximately equal to the voltage command v8.

Nは、リニアアクチュエータ10の可動部13の速度、
Xは、可動部13の位置を示すものである。
N is the speed of the movable part 13 of the linear actuator 10,
X indicates the position of the movable part 13.

すなわち、時間to〜t1では、センサ3からのA相出
力に係る信号aが選択されて信号aの安定点で停止して
いる。
That is, from time to to t1, signal a related to the A-phase output from sensor 3 is selected and stopped at a stable point of signal a.

次に、時間tlで、パルス列指令θ、に係るパルス信号
P1が入ると、センサ3よりの出力Bに係る信号すが選
択されて、電圧指令信号V、が正の値になり、コイル電
圧が正になりそれに伴いコイル電流が、流れ始め、可動
部13が動き出すものである。
Next, at time tl, when the pulse signal P1 related to the pulse train command θ is input, the signal related to the output B from the sensor 3 is selected, the voltage command signal V becomes a positive value, and the coil voltage increases. When the voltage becomes positive, the coil current begins to flow and the movable part 13 begins to move.

次に、時間t2〜t4でパルス信号P2〜P4が入力さ
れると、センサ3は、各信号a、b、aの順に選択され
ていき、可動部13が図示のXのように動くものである
Next, when pulse signals P2 to P4 are input at times t2 to t4, the sensor 3 selects each signal a, b, and a in this order, and the movable part 13 moves as indicated by X in the figure. be.

次に、時間t4〜t5で、ある一定の時間がたつと、可
動部13は停止する。このとき、可動部13は4ステツ
プ右へ進んだことになる。
Next, after a certain period of time from time t4 to t5, the movable part 13 stops. At this time, the movable part 13 has moved four steps to the right.

次に、時間t4〜t5の中間で移動方向の指令θ、が0
になり、時間t5でパルス信号P5が入ると、センサ3
は、信号aからbが選択され、電圧指令信号V。が負に
なり、コイル電圧が負に々す、それに伴ないコイル電流
も逆になって、可動部13も左方向へ動き出すものであ
る。
Next, in the middle of time t4 to t5, the movement direction command θ is 0.
When the pulse signal P5 is input at time t5, the sensor 3
, signals a to b are selected, and the voltage command signal V. becomes negative, the coil voltage becomes negative, the coil current also becomes reversed, and the movable part 13 also begins to move to the left.

次いで、時間t6.t7でパルス信号P6+P7が入る
と、センサ3は、信号a、bが順次選択され、時間t7
後の、ある時間経過したのちに停止する。
Then, at time t6. When the pulse signal P6+P7 is input at t7, the sensor 3 sequentially selects signals a and b, and at time t7.
It will stop after a certain amount of time has elapsed.

この結果、3ステツプ左方向へ移動した点で停止する。As a result, it stops after moving three steps to the left.

なお、本実施例け2相のセンサを例にあげて説明したが
、センサの分解能を上げるだめに多相にした場合も、本
発明の考え方は有効に適用できるものである。
Although this embodiment has been described using a two-phase sensor as an example, the concept of the present invention can also be effectively applied to a multi-phase sensor in order to increase the resolution of the sensor.

次に、その多相センサの場合について説明する。Next, the case of the multiphase sensor will be explained.

すなわち、第5図は、本発明の他の実施例に係るステッ
プ送りアクチュエータ装置の略示構成図、第6図は、そ
の各信号の位相関係をあわせて示す、センサ出力と基本
動作の1関係説明図である。
That is, FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a step feed actuator device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a relationship between sensor output and basic operation, which also shows the phase relationship of each signal. It is an explanatory diagram.

しかして、本実施例に係るものは、固定部と可動部とよ
りなるアクチュエータと、その可動部と対向させて、各
相の出力を発生するセンサを設けるように〔またものに
おいて、そのセンサとしてn−相(n≧3)の出力荀発
生するセンサを設けるようにし、その各七/す出力に係
るn個の信号と、前記各センサ出力を基にしたn個の各
逆変換信号とを処理する信号処理側路と、位置指令に基
づき前記の2n個の信号の中の1つを順次選択して電圧
指令を発生する電圧指令回路と、その電圧指令に基づき
アクチュエータの電圧を制御する電圧制御回路とを具備
せしめて構成したものであり、n−3、すなわち3相に
係るものである。
According to this embodiment, an actuator consisting of a fixed part and a movable part, and a sensor that generates an output of each phase are provided facing the movable part. A sensor that generates n-phase (n≧3) outputs is provided, and n signals related to each of the outputs and n inversely converted signals based on the sensor outputs are provided. a signal processing circuit to be processed, a voltage command circuit that sequentially selects one of the 2n signals based on the position command to generate a voltage command, and a voltage that controls the voltage of the actuator based on the voltage command. It is configured to include a control circuit, and is related to n-3, that is, three phases.

図において、さきの実施例に係る第3図と同一符号は、
同等のものを示し、3−1は3相のセンサ、5−1は電
圧指令回路、51−1はUP/DOWNカウンタ、6−
1は信号処理回路、61〜63は、アナログインバータ
である。
In the figure, the same reference numerals as in FIG. 3 according to the previous embodiment are
The equivalents are shown, 3-1 is a three-phase sensor, 5-1 is a voltage command circuit, 51-1 is an UP/DOWN counter, and 6-
1 is a signal processing circuit, and 61 to 63 are analog inverters.

すなわち、本実施例に係るものは、tx5.6図に示す
ごとく、多相に係る人相、B相、C相の各120度毎離
れた3相センサの場合である。3相センサの場合、セン
サ3−1の出力A、B、Cに係る3相の信号a、b、c
を使うとともに、センサ3−1の各出力A、B、Cの反
転信号に係る逆変換信号a、b、cを同時に使うと、6
0度毎にステップ送りが可能となるものである。
That is, as shown in Figure tx5.6, this embodiment is a case of a three-phase sensor in which the human phase, B phase, and C phase are separated by 120 degrees, each of which is multiphase. In the case of a 3-phase sensor, 3-phase signals a, b, c related to outputs A, B, and C of sensor 3-1
If we simultaneously use the inverted signals a, b, and c related to the inverted signals of the outputs A, B, and C of the sensor 3-1, we get 6.
Step feeding is possible every 0 degrees.

そして、第6図で、点aI + bI r CIが人相
In Figure 6, the point aI + bI r CI is the physiognomy.

B相、C相に対応する信号a、b、cの安定点であり、
点a1 + bl + C1がA相、B相、C相に対応
する信号a、b、cの安定点である。
This is the stable point of the signals a, b, and c corresponding to the B phase and C phase,
The point a1 + bl + C1 is the stable point of the signals a, b, and c corresponding to the A phase, B phase, and C phase.

60度毎のステップ送りは、第6図の実線矢印で示すよ
うに、a→c−+b→a→C→b→aの順に切り換える
ことにより行うことができるものである。
Step feeding every 60 degrees can be performed by switching in the order of a→c-+b→a→C→b→a, as shown by the solid line arrows in FIG.

しかして、本実施例においては、各3相の各信号al 
b、c、a、b、’を同時に使うようにしたものである
が、この3相センサの場合、その出力A、B、Cに係る
信号a、b、cのみを使うととにより、120度毎のス
テップ送りを行うことができるステップ送りアクチュエ
ータ装置とすることができるものである。
Therefore, in this embodiment, each of the three-phase signals al
b, c, a, b, ' are used at the same time, but in the case of this three-phase sensor, if only the signals a, b, and c related to the outputs A, B, and C are used, 120 This can be a step feed actuator device that can perform step feed at each step.

すなわち、この場合は、第5図の信号処理回路6−1を
設けず、またUP/DOWNカウンタ51−1における
6個のスイッチを信号a、b。
That is, in this case, the signal processing circuit 6-1 shown in FIG. 5 is not provided, and the six switches in the UP/DOWN counter 51-1 are connected to the signals a and b.

Cに係る3個のスイッチだけの構成とすることにより、
120度毎のステップ送りのものとすると      
3とができるものである。
By configuring only three switches related to C,
Assuming that the step feed is every 120 degrees,
3.

しかして、これらにおいて、その多相を、3相以上の多
相とした場合においても、その構成を同態様に変更構成
して、同様の効果を所期しうるものである。
In these cases, even when the polyphase is three or more phases, the configuration can be changed in the same manner and the same effect can be expected.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、ステップ送りができるアクチュエータ
装置を鉄心等に歯を設けることなく、センサおよび制御
回路により実現できるものである。
According to the present invention, an actuator device capable of step feeding can be realized using a sensor and a control circuit without providing teeth on an iron core or the like.

このため、高精度なセンサを使用することにより、極微
細ステップ長のアクチュエータ装置が実現可能である。
Therefore, by using a highly accurate sensor, an actuator device with an extremely fine step length can be realized.

また、トルク発生機構として、直流機あるいはボイスコ
イル等の一般的なものが使用でき、小形化、高効率化が
達成できる。
Further, as the torque generating mechanism, a general one such as a DC machine or a voice coil can be used, and miniaturization and high efficiency can be achieved.

さらに、センサのピッチを変えることにより、ステップ
数を変えることができ、アクチュエータ装置としての量
産性、汎用性が大巾に向上できるものである。
Furthermore, by changing the pitch of the sensor, the number of steps can be changed, and the mass productivity and versatility of the actuator device can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に係るステップ送りアクチェエータ装
置の基本構成を示すブロック図1.第2図は、その各信
号の位相関係をあわせて示す、センサ出力と基本動作の
関係説明図、第3図は、本発明の一実施例に係るステッ
プ送りアクチュエータ装置の略示構成図、第4図は、そ
の動作を説明するタイムチャート図、第5図は、他の実
施例に係るステップ送りアクチュエータ装置の略示構成
図、第6図は、その各信号の位相関係をあわせて示す、
センサ出力と基本動作の関係説明図である。 3.3−1・・・センサ、4・・・電圧制御回路、5,
5−1・・・電圧指令回路、6.6−1・・・信号処理
回路、7・・・指令発生回路、8・・・プリドライブ回
路、9・・・3角波発生回路、10・・・コイル可動形
のリニアアクチュエータ、11・・・固定部、12・・
・永久磁石、13・・・可動部、14・・・すべり軸受
、15・・・コイル、16・・・磁極片、17・・・磁
性塗料、21・・・直流電源、23〜26・・・トラン
ジスタ、27.28・・・アンド回路、29・・・比較
器、30〜31・・・増幅器、33・・・NOT回路、
、3’4・・・コンパレータ、35・・・コンf7f、
51.5l−1−UP/DOWNカウ7り、52・・・
アナログマルチプレクサ、61−+−63・・・アナロ
クインバータ。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of a step feed actuator device according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of the relationship between the sensor output and basic operation, also showing the phase relationship of each signal. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a step feed actuator device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a time chart diagram explaining its operation, FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a step feed actuator device according to another embodiment, and FIG. 6 also shows the phase relationship of each signal.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the relationship between sensor output and basic operation. 3.3-1...sensor, 4...voltage control circuit, 5,
5-1... Voltage command circuit, 6.6-1... Signal processing circuit, 7... Command generation circuit, 8... Predrive circuit, 9... Triangular wave generation circuit, 10. ...Coil movable linear actuator, 11...Fixed part, 12...
- Permanent magnet, 13... Moving part, 14... Sliding bearing, 15... Coil, 16... Magnetic pole piece, 17... Magnetic paint, 21... DC power supply, 23-26...・Transistor, 27.28...AND circuit, 29...Comparator, 30-31...Amplifier, 33...NOT circuit,
, 3'4... comparator, 35... con f7f,
51.5l-1-UP/DOWN cow 7ri, 52...
Analog multiplexer, 61-+-63...analog inverter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、固定部と可動部とよりなるアクチュエータと、その
可動部と対向させて、各相の出力を発生するセンサを設
けるようにしたものにおいて、そのセンサとして2相の
出力A、Bを発生するセンサを設けるようにし、そのセ
ンサ出力A、Bに係る信号a、bと、前記センサ出力A
、Bを基にした逆変換信号a、bとを処理する信号処理
回路と、位置指令に基づき前記の各信号a、b、a、b
の中の1つを順次選択して電圧指令を発生する電圧指令
回路と、その電圧指令に基づきアクチュエータの電圧を
制御する電圧制御回路とを具備せしめて構成したことを
特徴とするステップ送りアクチュエータ装置。 2、固定部と可動部とよりなるアクチュエータと、その
可動部と対向させて、各相の出力を発生するセンサを設
けるようにしたものにおいて、そのセンサとしてn相(
n≧3)の出力を発生するセンサを設けるようにし、位
置指令に基づき前記のn個の各信号の中の1つを順次選
択して電圧指令を発生する電圧指令回路と、その電圧指
令に基づきアクチュエータの電圧を制御する電圧制御回
路とを具備せしめて構成したことを特徴とするステップ
送りアクチュエータ装置。 3、特許請求の範囲第2項記載のものにおいて、n相(
n≧3)の出力を発生する各センサ出力に係るn個の信
号と、前記各センサを基にしたn個の各逆変換信号とを
処理する信号処理回路と、位置指令に基づき前記の2n
個の信号の中の1つを順次選択して電圧指令を発生する
電圧指令回路と、その電圧指令に基づきアクチュエータ
の電圧を制御する電圧制御回路とを具備せしめて構成し
たものであるステップ送りアクチュエータ装置。
[Scope of Claims] 1. An actuator consisting of a fixed part and a movable part, and a sensor that is provided opposite to the movable part and generates an output of each phase, the sensor being a two-phase output. A sensor that generates signals A and B is provided, and signals a and b related to the sensor outputs A and B, and the sensor output A
, B, and a signal processing circuit that processes inversely transformed signals a, b based on
A step feed actuator device comprising: a voltage command circuit that sequentially selects one of the voltage commands to generate a voltage command; and a voltage control circuit that controls the voltage of an actuator based on the voltage command. . 2. An actuator consisting of a fixed part and a movable part, and a sensor that is placed opposite the movable part and generates an output of each phase.
n≧3), a voltage command circuit that sequentially selects one of the n signals based on the position command to generate a voltage command; 1. A step feed actuator device comprising: a voltage control circuit for controlling the voltage of an actuator based on the voltage control circuit; 3. In the product described in claim 2, the n-phase (
a signal processing circuit that processes n signals related to each sensor output that generates an output of n≧3) and n inversely converted signals based on each sensor;
A step feed actuator is a step feed actuator that includes a voltage command circuit that sequentially selects one of the signals to generate a voltage command, and a voltage control circuit that controls the voltage of the actuator based on the voltage command. Device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS646428A (en) * 1987-06-25 1989-01-11 Tokyu Kensetsu Kk Method for fixing iron base column
JPH0376929A (en) * 1989-08-17 1991-04-02 Misawa Homes Co Ltd Steel-framed foundation

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