JPS63262099A - Positioning mechanism and positioning method - Google Patents

Positioning mechanism and positioning method

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JPS63262099A
JPS63262099A JP9301487A JP9301487A JPS63262099A JP S63262099 A JPS63262099 A JP S63262099A JP 9301487 A JP9301487 A JP 9301487A JP 9301487 A JP9301487 A JP 9301487A JP S63262099 A JPS63262099 A JP S63262099A
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JP
Japan
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step motor
positioning
driven
movement
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP9301487A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikio Takahashi
幹雄 高橋
Osamu Beppu
修 別府
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To maintain the stopping position of an element to be driven irrespective of the rotating direction of a stepping motor by bringing the value of 1/2 of the hysteresis of the motor into coincidence with a positioning error. CONSTITUTION:When a magnetic head is converged toward a stopping position in a vibrating state by a final positioning pulse to a stepping motor, a speed for the head to move to its stopping position is maintained the same irrespective of the normal or reverse rotation of the motor. Thus, 1/2 of the hysteresis deltaof the motor is brought into coincidence with the positioning error f0/k. Thus, the stopping position after the motor is vibrated can coincide with an ideal position.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ステップモータによる位置決め機構及び位置
決め方法に係り、特に磁気ディスク装置等に好適な位置
決め機構とその方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a positioning mechanism and a positioning method using a step motor, and more particularly to a positioning mechanism and method suitable for magnetic disk drives and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の磁気ディスク装置、フロッピーディスク装置でス
テップモータをその位置決め機構の駆動源とするものは
、高トラツク密度化に従い、ステップモータのヒステリ
シス除去の為、特開昭58−29597号公報記載のよ
うな一方向励磁方式がとられていた。また、これだけで
は位置決め精度上不十分のため、特開昭61−8471
!1号公報記載のように目標位置手前で一旦停止する方
式も開示されている。しかし、いづれも構成論理が夾雑
でアクセスタイムの増加について配慮が不十分であった
Conventional magnetic disk devices and floppy disk devices that use a step motor as the driving source for their positioning mechanism are equipped with a method such as that described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-29597 in order to eliminate hysteresis of the step motor as the track density increases. A unidirectional excitation method was used. In addition, since this alone is insufficient in terms of positioning accuracy,
! A method of temporarily stopping before the target position as described in Publication No. 1 is also disclosed. However, in both cases, the configuration logic was complicated and insufficient consideration was given to increasing access time.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記従来技術は、位置決め機構のアクセスタイム短縮の
点について配慮されておらず、移動方向によるアクセス
タイム時間差の問題があった。
The above-mentioned conventional technology does not take into account shortening of the access time of the positioning mechanism, and there is a problem in that there is a difference in access time depending on the direction of movement.

本発明の目的は、アクセスタイムの短縮と移動方向によ
るアクセスタイム時間差を解決し、しかも位置決め精度
を維持向上することにある。
It is an object of the present invention to shorten access time and solve the difference in access time depending on the direction of movement, while maintaining and improving positioning accuracy.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、ステップモータへの最終位置決めパルスに
より磁気ヘッドが停止位置に向けて振動状態で収束する
際K、磁気ヘッドの停止位置に突入する速度をステップ
モータの正転あるいは、逆転とは無関係に同一とし、ス
テップモータに加えるエネルギー(印加電圧あるいは時
間)又は、位置決め機構にまつわる機械的摩擦力を制御
する。
The above purpose is to control the speed at which the magnetic head enters the stop position, regardless of whether the step motor rotates forward or backward, when the magnetic head converges in a vibrating state towards the stop position due to the final positioning pulse to the step motor. The energy applied to the step motor (applied voltage or time) or the mechanical frictional force associated with the positioning mechanism is controlled.

これにより、ステップモータの持つヒステリシスの中心
を磁気ヘッドの停止位置とすることができる。
This allows the center of the hysteresis of the step motor to be the stopping position of the magnetic head.

〔作用〕[Effect]

ステップモータによる位置決め系の位置決め時の最終移
動命令に対応したパルスに追従するステップモータ(或
いは磁気ヘッド)の移動軌跡をモデル化すると第4図の
ようになり、 m”i+px+kx士f、111100式という運動方
程式が成り立つ(但し、±foはXの符号により変わる
)。
The movement trajectory of the step motor (or magnetic head) that follows the pulse corresponding to the final movement command during positioning of the positioning system by the step motor is modeled as shown in Figure 4, and is expressed as m"i + px + kx f, 111100 formula. The equation of motion holds true (however, ±fo changes depending on the sign of X).

■式をt−0でx=mO,x−〜0でμくに厘のO 基で解(と、全一〇となった時点でX≦±τとなると停
止する。
(2) Solve the equation with x = mO at t-0, and μm of O groups at x-~0 (and when the total becomes 10, when X≦±τ, it stops.

このとき、移動方向が異なる( jc −?O又は、全
”’ −−o ) 場合、停止位tはx=Lo若< は
1.、 、、− f−a/Cん 近傍となり、約払の位置決め誤差を生じる。しん かし、位置決め系の振動収束条件を制御すること、、L
At this time, if the moving directions are different (jc -?O or all"' - -o), the stopping position t will be near 1., , , - f-a/C, and approximately However, controlling the vibration convergence conditions of the positioning system, L
.

によって移動方向が異ってもX  あるいは、Xん −+に停止させることが可能で、移動方向が異なっても
位置決め精度を維持できる。この振動収束条件の制御と
は、ステップモータの持つ移動方向が異ることによって
発生するヒステリシスの中心と、磁気ヘッドの位置決め
時発生する位置誤差ケとを一致させることで達成される
Even if the direction of movement is different, it is possible to stop at X or X-+, and positioning accuracy can be maintained even if the direction of movement is different. This control of vibration convergence conditions is achieved by matching the center of hysteresis caused by different moving directions of the step motor with the positional error that occurs when positioning the magnetic head.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図から第7図により説明
する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.

第7図はフレキシブルディスク装置の構成を示す図であ
る。本機構は、回転するディスク1を封入した記録媒体
2と、ディスク1面に設けられた同心円上の記録トラッ
ク3に情報を記録再生する磁気ヘッド4と、磁気ヘッド
4を記録トラック3上に位置決めするステップモータ5
と、ステップモータ5の回転運動を磁気ヘッド4の直線
運動に変換するバンド6と、プーリ7と、磁気ヘッド4
を搭載したキャリッジ8と、該キャリッジ8を案内する
2本のガイドレール9とにより構成されている。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a flexible disk device. This mechanism consists of a recording medium 2 enclosing a rotating disk 1, a magnetic head 4 for recording and reproducing information on a concentric recording track 3 provided on one surface of the disk, and a magnetic head 4 for positioning the magnetic head 4 on the recording track 3. step motor 5
, a band 6 that converts the rotational motion of the step motor 5 into linear motion of the magnetic head 4, a pulley 7, and the magnetic head 4.
It consists of a carriage 8 on which is mounted, and two guide rails 9 that guide the carriage 8.

また、前記に述べた動摩擦力f、を決定する為はキャリ
ッジ8は、固定されたバネ10を介した摩擦片11をガ
イドレール9に押し付ける構造となっている。前記のよ
うにステップモータ5の回転連動及び位置決めは、磁気
ヘッド4の直線運動及び位置決めに対応する。
Further, in order to determine the above-mentioned dynamic frictional force f, the carriage 8 has a structure in which a friction piece 11 is pressed against the guide rail 9 via a fixed spring 10. As described above, the rotational interlocking and positioning of the step motor 5 correspond to the linear movement and positioning of the magnetic head 4.

第1図はステップモータ5の駆動回路に入力するパルス
によりステップモータ5が回転し磁気へラド4が移動す
るステップモータ移動命令と、これに追従するステップ
モータ移動軌跡を時間と共に示した図である。第3図に
は、第1図のA、BC部の詳細図を示しており、磁気ヘ
ッド4の振動後の時間に対する位置決め状態を示めす図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a step motor movement command in which the step motor 5 rotates and the magnetic heald 4 moves by a pulse input to the drive circuit of the step motor 5, and the step motor movement locus that follows the command over time. . FIG. 3 shows a detailed view of portions A and BC in FIG. 1, and shows the positioning state of the magnetic head 4 over time after vibration.

第3図(A) (C)は、ステップモータ移動命令に対
し移動軌跡は減衰振動を示し、おおむね6周期の感泣1
対しては、(÷−4:′)の誤差で位置決めされること
を示している。また、逆方向(B)から位置決めされる
場合は、上記とは反対に理想位置結果的に(δ−語)の
位置決め誤差が移動方向ん □の違いにより発生する。
Figures 3 (A) and (C) show that the movement locus shows damped oscillation in response to the step motor movement command, and the movement trajectory is approximately 6 cycles long.
In contrast, it is shown that the positioning is performed with an error of (÷-4:'). Further, when positioning is performed from the opposite direction (B), a positioning error of (δ-word) occurs as a result of the ideal position, contrary to the above, due to the difference in the moving direction.

これに対し、本実施例では、例えば、第5図。In contrast, in this embodiment, for example, FIG.

第6図(第5図り部詳細図)に示す様に、前記式(1)
のf、を可変することにより、磁気ヘッド4の振動後の
停止位置を、理想位置と一致させる。具体的には第2図
に示されている様に、ステップモータ仝とを一致させる
様に設定すれば、磁気ヘッドの停止位置と理想位置とを
一致できることを示めしている。
As shown in FIG. 6 (detailed view of the fifth drawing section), the above formula (1)
By varying f, the stopping position of the magnetic head 4 after vibration is made to coincide with the ideal position. Specifically, as shown in FIG. 2, it is shown that if the step motor and the magnetic head are set to match, the stop position of the magnetic head can be made to match the ideal position.

以上の実施例は、磁気ヘッド支持系の動摩擦力している
が、ステップモータの復元トルク定数にすなわち、ステ
ップモータへの印加電圧を可変し本実施例は、ステップ
モータによる磁気ヘッドの位置決めについて説明したが
、移動方向による位置決め誤差が問題となる、他の被駆
動体、例えば、ロボット、工作機械等のワーク又はツー
ルの位置決めにも前記と同様の方法で改善が図れる。
The above embodiment deals with the dynamic friction force of the magnetic head support system, but this embodiment describes the positioning of the magnetic head by the step motor by varying the restoring torque constant of the step motor, that is, the voltage applied to the step motor. However, the same method as described above can also be used to improve the positioning of other driven objects, such as robots, machine tools, etc., where positioning errors due to movement directions are a problem.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、ステップモータによる被駆動体の停止
位置をステップモータの回転方向にかかわらず一定とで
きるので位置決め精度の向上の効果がある。
According to the present invention, the stop position of the driven body by the step motor can be made constant regardless of the rotational direction of the step motor, resulting in the effect of improving positioning accuracy.

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

第1図は本発明の一実施例によるステップモータの移動
命令と移動軌跡を示す図、第2図は、第1図のABC部
詳細であるステップモータの停止状態を示す図、第5図
は、従来技術によるステップモータの停止状態を示す図
、第4図は、本発明の詳細な説明するための説明図、第
5図は、摩擦負荷に対する停止位置変動を示す図、第6
図は、第5図のD部詳細図、第7図は、磁気ディスク装
置の構成を示す斜視図。 1°・・ディスク、4・・・磁気ヘッド、5・・・ステ
ップモータ、7・・・プーリ、8・・・キャリッジ、9
・・・ガイドレール、10・・・バネ、11・・・摩擦
片、m・・・磁気ヘッド質量、μ・・・粘性減衰係数、
ん・・・ステップモータの復元トルク定数、f、・・・
磁気ヘッド支持系の動摩擦力、X・・・変位。 代理人弁理士 小  川  勝  男 め 2目 発、:5目 ′?IIIJ今牛 第4閃 ′m: 磁気へ、ドI71真1 μm a□気へ・・ド支擁とズブしブY−瀬かう!三1
1:、乃粘性威東ヂ禾敦 充: ステップ(−却イ夏尤トルク定杏(」。; 磁気
へ、、、 l=’支衿釆のJ摩Vχ:  変位 第5圀 ―間
FIG. 1 is a diagram showing the movement command and movement locus of a step motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the stopped state of the step motor, which is the details of the ABC part in FIG. 1, and FIG. , FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the present invention in detail, FIG. 5 is a diagram showing stop position variation with respect to frictional load, and FIG.
The figure is a detailed view of the D section in FIG. 5, and FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the magnetic disk device. 1°...Disk, 4...Magnetic head, 5...Step motor, 7...Pulley, 8...Carriage, 9
... Guide rail, 10 ... Spring, 11 ... Friction piece, m ... Magnetic head mass, μ ... Viscous damping coefficient,
Hmm...restoring torque constant of the step motor, f...
Dynamic friction force of the magnetic head support system, X...Displacement. Representative Patent Attorney Masaru Ogawa 2nd time, 5th time'? IIIJ Imaushi 4th flash 'm: To magnetism, do I71 true 1 μm a□ To Ki... Do support and zubushibu Y-Sekau! 31
1:、No viscous strength and torque: Step (-。 。 。 。 。 。 。

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ステップモータとステップモータに駆動位置決め
される被駆動体から成る位置決め機構の位置決め方法に
於いて、最終の位置決めパルスに応答する被駆動体の減
衰振動で停止直前の被駆動体の移動方向をステップモー
タに与える1個以上の移動命令に対応する被駆動体の移
動方向と同一とすることを特徴とする位置決め方法。
(1) In a positioning method of a positioning mechanism consisting of a step motor and a driven body driven and positioned by the step motor, the direction of movement of the driven body just before it stops is caused by damped vibration of the driven body in response to the final positioning pulse. A positioning method characterized in that the direction of movement of a driven object is the same as the direction of movement of a driven body corresponding to one or more movement commands given to a step motor.
(2)ステップモータとステップモータに駆動位置決め
される被駆動体と被駆動体を支持する支持構造体から成
る位置決め機構に於いて、最終の位置決めパルスに応答
する被駆動体の減衰振動で停止直前の被駆動体の移動方
向をステップモータに与える1個以上の移動命令に対応
する被駆動体の移動方向を同一とする手段と、被駆動体
と支持構造体間の固体摩擦力をステップモータのホール
ディングトルクに帰する被駆動体の保持力で除した値を
ステップモータのヒステリシス量の1/2とする手段を
持つことを特徴とする位置決め機構。
(2) In a positioning mechanism consisting of a step motor, a driven object that is driven and positioned by the step motor, and a support structure that supports the driven object, immediately before it stops due to damped vibration of the driven object in response to the final positioning pulse. means for making the moving direction of the driven body the same in response to one or more movement commands given to the step motor; A positioning mechanism characterized by having means for setting a value obtained by dividing a holding force of a driven body due to a holding torque to 1/2 of a hysteresis amount of a step motor.
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