JPS62114497A - 電動駆動装置 - Google Patents

電動駆動装置

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JPS62114497A
JPS62114497A JP25355285A JP25355285A JPS62114497A JP S62114497 A JPS62114497 A JP S62114497A JP 25355285 A JP25355285 A JP 25355285A JP 25355285 A JP25355285 A JP 25355285A JP S62114497 A JPS62114497 A JP S62114497A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
speed
drive circuit
low
phase
Prior art date
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Pending
Application number
JP25355285A
Other languages
English (en)
Inventor
Takaharu Akagi
敬治 赤木
Katsuhide Sawada
克秀 沢田
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.)
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd filed Critical Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority to JP25355285A priority Critical patent/JPS62114497A/ja
Publication of JPS62114497A publication Critical patent/JPS62114497A/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
    • H02P8/14Arrangements for controlling speed or speed and torque

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作機械のテーブル等を往復移動させるため
の電動駆動装置に関する。
〔背景技術とその問題点〕
工作機械分野では、自動化を図るべき、ワークを載置す
るテーブルを、予め定められた順序で自動的に移動させ
るようにしている。そのため、テーブルの移動を行う駆
動装置を直流サーボモーフやステップモータ等で構成す
ることが提案されている。
ところで、テーブルを目標位置に位置決めするに当たっ
て、オープンループ制御の場合、ステップモータが有利
であるが、従来のステップモータ採用の駆動装置では、
次のような問題があった・■例えば、1パルスあたりの
ステップ角が1゜8″の1−2相励磁方弐を採用する場
合、移動速度は羊位時間当たりの供給パルス数に比例す
るが、高速移動から低速移動または低速移動から高速移
動への切り換えが円滑に行えないと、目標位置に迅速か
つ正確に位置決めできない。
■上記1−2相励磁方式は、1パルスあたりのステップ
角度が1.8’と大きく、移動分解能が粗いので、位置
決め精度が悪く、また低速移動時に振動が生じる問題が
あった。
■さらに、定電流チョッパによる励磁方式のため、常に
定格電流が流れることにより発熱を生じるので、本体側
の構造にこの影響を回避すべき特殊な負担をかけなけれ
ばならない。この問題は、高速化すればする程、内部イ
ンダクタンスの変化により大ii流化または低トルク化
をもたらしより劣悪化する。
■一方、上記■、■の問題点を解決するため、相隣接さ
れるコイルの電流比を段階的に変化させ、ステップ角度
をより小さくした、いわゆるミニステップ駆動方式が知
られているが、これでは、本来的高速性が達成できず、
極小型の装置に採用されているにとどまっていた。
〔発明の目的〕
ここに、本発明の目的は、このような問題を解決すべく
なされたもので、高速移動から低速移動、低速移動から
高速移動への切り換えを円滑に行え、かつ低速移動時に
振動や発熱を生じることなく高分解能移動が達成できる
電動駆動装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段および作用〕そのため、
本発明では、本体に対してテーブル等を往復移動させる
ための電動駆動装置であって、前記テーブル等の駆動機
構に連結されたステップモータと、このステップモータ
を駆動パルスに基づいて基準ステップ角度づつ歩進させ
る高速駆動回路および基準ステップ角度より小さいミニ
ステップ角度づつ歩進させる低速駆動回路と、この高速
駆動回路と低速駆動回路とを駆動プログラムの指令に基
づき切り換える駆動切換回路と、前記ステ・2プモータ
の現在励磁相を検出する現在用検出回路と、この現在相
検出回路によって検出された現在励磁相と駆動プログラ
ムの次工程移動方向指令とから前記高速駆動回路または
低速駆動回路による次工程の当初励磁相を特定する次相
特定回路と、を含み構成したことを特徴としている。
要するに、ステップモータを駆動させる高速駆動回路と
低速駆動回路とを駆動プログラムの指令に基づき切り換
え、このときのステップモータの現在励磁相を検出し、
これと駆動プログラムの移動方向指令とからステップモ
ータの次に励磁する相を特定し、これにより高速移動か
ら低速移動、低速移動から高速移動への切り換えを円滑
に行って上記各問題を解消しようとするものである。
〔実施例〕
以下、本発明を工作機械のテーブルを移動させる駆動装
置に適用した一実施例について説明する。
第1図は装置全体の回路構成を示している。同図におい
て、テーブル15は、駆動機構としての送りねじ軸15
Aの回転に伴い、ヘッド等の本体に対して図中左右方向
へ往復移動されるようになっている。送りねじ軸15A
には、その回転を制御する駆動装置23を介して指令装
置34が接続されている。
指令装置34は、予め設定された加ニブログラムおよび
駆動プログラムを記憶したメモリ61A。
61Bと、これらメモリ61A、61Bのプログラムに
基づき駆動装置23を駆動させる中央処理装置62とを
含む。
駆動装置23は、前記テーブル■5の送りねじ軸15A
に連結されたステップモータ41と、前記指令装置34
の中央処理装置62から与えられる駆動パルスに基づい
て前記ステップモータ41を基準ステップ角度づつ歩進
させる高速駆動回路42と、前記中央処理装置62から
与えられる駆動パルスに基づいて前記ステップモータ4
1を基準ステップ角度より小さいミニステップ角度づつ
歩進させる低速駆動回路43と、この高速駆動回路42
と低速駆動回路43とを駆動プログラムの指令に基づき
切り換え前記ステップモータ41と接続させる駆動切換
回路44と、ステップモータ41の現在励磁相を検出す
る現在相検出回路45と、この現在相検出回路45によ
って検出された現在励磁相と中央処理装置62がら与え
られる駆動プログラムの次工程[11j7転方向指令と
から前記高速駆動回路42または低速駆動回路43によ
る次工程の当初励磁相を特定する次相特定回路46とか
ら構成されている。
前記高速駆動回路42は、チョッパ用高圧電源42Aと
、ステップモータ41のMlステップ角度をθsとする
定電流励磁方式の定電流チョッパ駆動回路42Bとを含
む。また、前記低速駆動回路43は、ミニステップ川霧
ti43Aと、ステップモータ41のステップ角度が基
準ステップ角度θsより小さくかっ基準ステップ角度θ
sをn等分するミニステップ角度θsとなるよう前記ス
テップモータ41の相隣接するコイルの印加電流比を段
階的に切り換えて励磁するミニステップ駆動回路43B
とを含む。
ミニステップ駆動回路43Bは、第2図に示す如く、前
記指令装置34の中央処理装置62から与えられるプリ
セット信号により所定値にプリセットされかつ中央処理
装置62がら与えられる駆動パルスの敗がプリセント値
に達する毎に再計数するリングカウンタ51と、このリ
ングカウンタ51のカウント値に対応してステップモー
タ41の所定コイルに所定の電流を印加するよう指令す
る指令回路としてのROM52と、このROM52から
出力されるデジタル信号を対応するアナログ信号に変換
するD/A変換器53と、このD/A変換器53で変換
されたアナログ信号を増幅し前記駆動切換回路44を通
じて前記ステップモータ41の所定コイルに印加するア
ンプ54とから構成されている。前記リングカウンタ5
1がらの出力は、低速駆動回路43によるステップモー
タ41の低速運転中における現在励磁相を識別する位置
情報として現在相検出回路45に与えられている。
現在相検出回路45は、前記高速駆動回路42によるス
テップモータ4Iの高速運転中は駆動切換回路44を通
して前記ステップモータ41の励磁相から現在勤る6相
を検出する一方、低速駆動回路43によるステップモー
タ41の低速運転中は前記ミニステップ駆動回路43B
のリングカウンタ51からの位置情報により現在励磁相
を検出し、その検出情報を次相特定回路46へ与える。
次相特定回路46は、現在相検出回路45によって検出
された現在励磁相と中央処理装置62から4えられる次
工程回転方向指令とから、高速駆動回路42または低速
駆動回路43への切り換え後の当初励磁相を基準とする
励磁パターンに基づいて各駆動回路42.43を駆動さ
せる。
次に、本実施例の作用を説明する。まず、メモリ61A
に記憶された加ニブログラムから第1の加工ステノブが
選択されると、中央処理装置62は、それに対応する駆
動プログラムに従って次の目標位置までの距離に相当す
る所定数の駆動パルスと回転方向指令とを高速駆動回路
42の定電流チョッパ駆動回路42I3または低速駆動
回路43のミニステップ駆動回路43Bへ与える。
例えば、目標位置の手前まで高速駆動させた後、目標位
置まで低速駆動させる場合には、まず高速駆動回路42
の定電流チョッパ駆動回路42Bに駆動パルスと回転方
向1旨令をあたえる。すると、定電流チョッパ駆動回路
42Bは、与えられる駆動パルスと回転方向指令とに基
づき、駆動切換回路44を介してステップモータ41を
ダブル1−2相励磁駆動(0,45″′/パルス)させ
る。これにより、ステップモータ41に連結された送り
ねじ軸15Aの回転により、テーブル15が高速羊多動
される。
やがて、テーブル15が駆動プログラムによって予め定
めれた地点(目標位置の手前)に達すると、中央処理装
置62は、駆動切換回路44に切換指令を与え、高速駆
動回路42から低速駆動回路43へ切換えるとともに、
高速駆動回路42の定電流チョッパ駆動回路42Bへの
駆動パルスの送出を停止する。これと前後して、現在相
検出回路45は、駆動切換回路44を通じてステップモ
ータ41の現在励磁相を検知し、この情報を次相特定回
路46へ与える。なお、低速駆動回路43によってステ
ップモータ41が駆動中は、低速駆動回路43のリング
カウンタ51からの位置情報により現在励磁相が検知さ
れる。次相特定回路46は、現在相検出回路45からの
情報と中央処理装置62から与えられる次工程回転方向
指令とから次工程における当初励磁相を特定し、この当
初励磁相を基準にして低速駆動回路43を駆動させる。
ここで、中央処理装置62から低速駆動回路43のミニ
ステップ駆動回路43Bへ駆動パルスと回転方向指令と
が与えられると、ミニステップ駆動回路43Bは、次相
特定回路46で特定された次工程における当初励磁相を
基準とする励磁パターンに従ってステップモータ41を
低速駆動させる。これにより、ステップモータ41は、
高速から低速へパルスをとばすことな(円滑に切換られ
、また振動や発熱等がない状態で低速移動される。
すなわち、ステップモータ41の停止位置は、第3図(
A)に示す如く、ダブル1−2相励磁駆vノの場合は図
中1−16の位置であるが、ミニステップ駆動の場合は
一周朋がさらに細分化され、ダブル]、 −2,1−1
’J励磁駆動の場合の停止位置と停止位置との間にも停
止位置を有する。
いま、ダブル1−2相励磁駆動からミニステップ駆動へ
の切り換えにあたって、ダブル1−2相弓力磁駆動方弐
でステップモータ41の駆動が終了した場合、その停止
位置は1〜16のいずれかの位置で停止することになる
。仮に、第3図(B)のA点で停止したとすると、A点
はミニステップ駆動の停止位置に含まれるから、そのA
点位置が次工程における当初励磁相となる励磁パターン
にミニステップ駆f)+の励磁パターンをセントした後
、高速駆動回路42から低速駆動回路43へ切り換えれ
ば、指令方向へパルスをとばすことなく高速移動から低
速移動へ円滑に切換 ることができる。
逆に、ミニステップ駆動からダブル1−2相励侑駆動へ
の切り換えにあたって、ミニステップ駆動でステップモ
ータ41の駆動が終了したとき、仮に第3図(C)のA
°点で停止したとすると、次工程回転方向指令に基づき
停止位置BまたはCが次工程における当初励磁相となる
ff1JJ 611パターンにダブル1−2相励磁駆動
の励磁パターンをセットした後、低速駆動回路43から
高速駆動回路42へ切り換えれば、指令方向へパルスを
とばずことなく低速移動から高速移・肋へ円滑に切換る
ことかできる。
このようにして、テーブル15は第1のboエステノブ
で指定される目標位置まで移動される。以後、同様にし
て、最後の加工ステツブまで処理される。
従って、本実施例によれば、現在相検出回路45によっ
てステップモータ41の現在励磁相を検出し、これと次
工程指令情報とを比較して次工程の当初励磁相を特定し
つつ、高速駆動回路42と低速駆動回路43とを切り換
えるようにしたので、高速移動から低速移動および低速
移動から高速移vJへ円滑に切り換えることができる。
高速駆動回路42による高速運転中は高速性を達成でき
る一方、低速駆動回路43による低速運転中はステップ
角度が小さく高分解能移動であるから、振動や発熱の問
題もなく、目標位置に正確に位置決めできる。
なお、上記実施例では、テーブル15を直線的に往復移
動させる場合について述べたが、例えばテーブルが往復
回動する場合にも適用できる。
また、ステップモータとしては、上記実施例で述べた回
転型に限らず、リニアステンプモータでもよい。
また、上記実施例では、高速駆動回路42による高速運
転中はステップモータ41の励磁相から、低速駆動回路
43による低速11転中はリングカウンタ51からの位
置情報から、ステップモータ41の現在IJI Cal
相を検出するようにしたが、駆動プログラムに基づき供
給駆動パルス数から現在励磁相を判断するようにしても
よい。
また、テーブル15の位置を検出する変位検出装置を設
け、この変位検出装置の位置データを中央処理装置62
ヘフィート゛ハックさせ、位置決め等に利用するごとも
できる。
なお、上記実施例では、工作機械のテーブルの駆FJ]
装置について述べたが、本発明は、これに限らず、例え
ば拡大投影器や顕微鏡等のテーブル駆+)+装置、広く
は相対移動部材の駆動装置一般に応用できる。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明によれば、高速移動から低速移動、
低速移動から高速移動への切り換えを円滑に行え、かつ
低速移動時に振動や発熱を生じることなく高分解能移動
が達成できる電動駆動装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例を示すもので、第1図は装置全体
の回路構成を示すブロック図、第2図はミニステップ駆
動回路を示すブロック図、第3図はステップモータの動
作説明図である。 15・・・テーブル、15A・・・駆動機構としての送
りねし軸、23・・・駆動装置、41・・・ステップモ
ータ、42・・・高速駆動回路、43・・・低速駆動回
路、41・・・駆動切換回路、45・・・現在相検出回
路、46・・・次を目特定回路、51・・リングカウン
タ、52・・・指令回路としてのflOM、53・・・
D/A変換器。 ・  代理人 弁理士 木下 実三 第2巨 4Iff到iJl

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)本体に対してテーブル等を往復移動させるための
    電動駆動装置であって、 前記テーブル等の駆動機構に連結されたステップモータ
    と、 このステップモータを駆動パルスに基づいて基準ステッ
    プ角度づつ歩進させる高速駆動回路および基準ステップ
    角度より小さいミニステップ角度づつ歩進させる低速駆
    動回路と、 この高速駆動回路と低速駆動回路とを駆動プログラムの
    指令に基づき切り換える駆動切換回路と、前記ステップ
    モータの現在励磁相を検出する現在相検出回路と、 この現在相検出回路によって検出された現在励磁相と駆
    動プログラムの次工程移動方向指令とから前記高速駆動
    回路または低速駆動回路による次工程の当初励磁相を特
    定する次相特定回路と、を含み構成したことを特徴とす
    る電動駆動装置。
  2. (2)特許請求の範囲第1項において、前記高速駆動回
    路は、基準ステップ角度をθ_sとする定電流励磁方式
    とされ、前記低速駆動回路は、ステップ角度が前記基準
    ステップ角度θ_sより小さく、かつこの基準ステップ
    角度θ_sをn等分するミニステップ角度θ_mとなる
    よう前記ステップモータの相隣接するコイルの印加電流
    比を段階的に切り換えて励磁するよう構成されているこ
    とを特徴とする電動駆動装置。
  3. (3)特許請求の範囲第2項において、前記低速駆動回
    路は、入力される駆動パルスが所定数に達する毎に再計
    数するリングカウンタと、このリングカウンタの計数値
    に対応してステップモータの所定コイルに所定の電流を
    印加するよう指令する指令回路と、この指令回路から出
    力されるデジタル信号を対応するアナログ信号に変換す
    るD/A変換器とを含み形成されていることを特徴とす
    る電動駆動装置。
  4. (4)特許請求の範囲第3項において、前記現在相検出
    回路は、前記高速駆動回路による高速運転中は前記ステ
    ップモータの励磁相から現在励磁相を検出する一方、低
    速駆動回路による低速運転中は低速駆動回路のリングカ
    ウンタから現在励磁相を検出するよう構成されているこ
    とを特徴とする電動駆動装置。
JP25355285A 1985-11-12 1985-11-12 電動駆動装置 Pending JPS62114497A (ja)

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