KR870000331B1 - Arrangement for starting stepping motor - Google Patents
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Abstract
Description
제 1도는 본 발명에 따른 계통도.1 is a schematic diagram according to the present invention.
제2도는 스탭핑모우터의 단면도.2 is a cross-sectional view of the stepping motor.
제3도는 본 발명의 회로도.3 is a circuit diagram of the present invention.
제4도는 제3도의 각상의 전력증폭단과 스탭핑모우터의 코일연결도.4 is a coil connection diagram of the power amplifier and the stepping motor of each phase of FIG.
제5도는 본 발명에 따른 타이밍챠트이다.5 is a timing chart according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 위치지령펄스부 2 : 입력회로1: Position command pulse unit 2: Input circuit
3 : 분배회로 4 : 전력증폭기3: distribution circuit 4: power amplifier
SM : 스탭핑모우터 M1,M2: EPROMSM: Stepping Motor M 1 , M 2 : EPROM
DF, D : 플립플롭 UDC : 엎-다운 카운터DF, D: flip-flop UDC: up-down counter
IN1,IN6 : 인버터 EX1~EX3 : 배타논리회로IN1, IN6: Inverter EX1 ~ EX3: Exclusive logic circuit
IN1,IN2 : 입력단 A1~E` : A상~E상의 전력증폭단IN1, IN2: Input stage A1 ~ E`: Power amplifier
AA'~EE' : 스탭핑 모우터(SM)의 코일AA '~ EE': Coil of stepping motor (SM)
본 발명은 4∼5상 여자방식으로 된 5상 스탭핑모우터에서 바이풀러-스탠터드방식으로 구동되는 스탭핑모우터의 구동회로에 관한 것이다.The present invention relates to a driving circuit of a stepping motor driven in a bi-pooler-standted method in a 5-phase stepping motor of a 4 to 5 phase excitation method.
현재, 마이크로 컴퓨터에 의한 자동화시스템의 도입으로 말미암은 조립, 측정, 포장, 운반, 창고자동화등의 자동화과정은 산업의 전반적인 부문에 걸쳐 그 생산성향상 및 제품의 신뢰성을 높이는데 큰 역할을 하고 있다.At present, automation processes such as assembly, measurement, packaging, transportation, warehouse automation, etc. due to the introduction of the automation system by microcomputers play a big role in improving the productivity and reliability of the product throughout the entire industry.
따라서, 자동차생산과 같은 기계가공업에서도 자동화시스템중에 산업로보트가 이용되고 있는데, 이 경우 산업로보트의 리스트를 구동시키기 위해 스탭핑모우터가 마이크로 컴퓨터로 제어시스템의 보급과 함께 많이사용되고 있다.Therefore, the industrial robot is used in the automation system in the machine processing industry such as automobile production. In this case, the stepping motor is used with the spread of the control system by the microcomputer to drive the list of the industrial robots.
그런데 이렇게 스탭핑모우터가 제어시스템에 내장하여 놓은 프로그램에 의해서 일정한 각도로 회전하여 디지탈량(펄스수)을 아날로그량(물리적 변위)으로 변화하게 되는 장치로 사용될 때에는 펄스수와 물리적 변위가 정확히 대응되도록 하는 점이 가장 중요하고, 또 역기전력을 흡수하여 전기자 반작용을 최대한으로 작게하여 인가되는 신호에 대해 신속한 회전반응을 나타내는 것이 요구되고 있는 것이다.However, when the stepping motor is used as a device in which the digital amount (pulse number) is changed into an analog amount (physical displacement) by rotating at a constant angle by a program built in the control system, the pulse number and physical displacement correspond exactly. Most importantly, it is required to absorb the counter electromotive force and to minimize the armature reaction as much as possible to exhibit a rapid rotational response to the applied signal.
본 발명은 4∼5상 여자방식으로서 그 구동방식이 바이풀러-스탠더드방식인 5상스탭핑모우터에 의해 시계방향 또는 반시계방향을 따라 입력회로의 출력신호가 변경되어 분배회로의 엎-다운 카운터에 인가되고, 또 펄스신호가 클록신호로 분배회로의 엎-다운 카운터에 인가됨과 더불어 입력회로의 신호가 입력되어 엎-다운 카운터의 출력신호가 EPROM에 인가되어 저장된 4∼5상 여자방식의 각상의 입력으로 신호시켄스에 따라 출력되는 신호를 각상(A∼E상)에 따른 출력으로 송출되므로서 A∼E상의 전력증폭단을 구동시켜서 그에 해당된 정도만큼 시계방향이나 반시계방향으로 스탭핑모우터를 구동시키도록 된 4∼5상 여자방식 바이폴러-스탠드 스탭핑모우터의 구동회로를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is a four to five phase excitation method, and the output signal of the input circuit is changed in the clockwise or counterclockwise direction by a five-phase stepping motor whose driving method is a bipuler-standard method. In addition, the pulse signal is applied to the shut-down counter of the distribution circuit as a clock signal, and the signal of the input circuit is input, and the output signal of the shut-down counter is applied to the EPROM to store each of the four to five phase excitation methods. The signal output according to the signal sequence by the input of is sent to the output according to each phase (A to E phase), driving the power amplifier stages of the A to E phase, and the stepping motor clockwise or counterclockwise as much as the corresponding level. It is an object of the present invention to provide a driving circuit of a 4-5 phase excitation type bipolar-stand stepping motor which is designed to drive.
이하 본 발명의 구성 및 작용, 효과를 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration, operation, and effects of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 시계방향 또는 반시계방향의 신호가 입력되는 입력단(IN1)은 입력회로(2)의 인버터(IV1)(IV5)와 배타논리회로(EX1)(EX3)를 매개하여 분배회로(3)의 엎-다운 카운터(UDC)의 선택단자(a1)(a2)에 연결되고, 펄스신호가 입력되는 입력단(IN2)은 입력회로(2)의 인버터(IV2)와 배타논리회로(EX2) 및 D형 플립플롭(DF)을 매개하여 엎-다운 카운터(UDC)의 클록단과, 인버터(IV6)를 통하여 EPROM(M1)(M2)에 각각 연결되며, 저항(R3)과 다이오드(D1), 콘덴서(C1) 및 인버터(IV3)가 연결된 인버터(IV4)는 엎-다운카운터(UDC)의 로우드단(a3)에 연결되고, 분배회로(3)에 있는 엎-다운 카운터(UDC)의 출력단은 4∼5상 여자방식과 각상의 입력으로 신호 시켄스를 저장하고 있는 EPROM(M1)(M2)을 매개하여 트랜지스터(TR1∼TR8)와 저항(R4∼R15) 및 다이오드(D2∼D5)로 구성되어 스탭핑모우터(SM)의 B상코일에 전압이 공급되는 B상의 전력증폭단(B1), B상의 전력증폭단(B1)과 동일한 구성으로 되어 있는 A와 C∼E상의 전력증폭단(A1)(C1∼E1)에 각각 연결되고, A∼E상의 전력증폭단(A1∼E1)으로 구성되는 전력증폭단(4)은 스탭핑모우터(SM)의 코일(AA'∼EE')들에 연결되어 있는 구조로 되어 있다.According to the present invention, the input terminal IN1 to which the clockwise or counterclockwise signal is input is divided into the
미설명부호 1은 위치지령펄스부, D, Q, Q는 D형 플립플롭의 입출력단자등을 나타낸다.
제1도는 본 발명에 따른 계통도로서 4∼5상 여자방식으로 구동방식이 바이풀러-스탠더드 방식인 5상스탭핑모우터를 구동시켜 산업로보트의 리스트 방향을 제어하기 위해서는 위치 지령펄스부(l)에서는 회전방향(시계방향 또는 반시계방향)과 클록펄스의 신호가 송출되어 입력회로(2)에 공급되고, 이때 시계방향과 반시계방향에 따른 신호와 클록펄스의 신호인 입력회로(2)의 출력신호는 분배회로(3)의 엎-다운 카운터를 선택동작시켜 각상의 입력신호 시켄스가 저장된 EPROM을 통해 각상(A∼E상)에 해당되는 전력증폭기(4)로 공급되며, 이로부터 전력증폭기(4)에서 증폭된 신호는 스탭핑모우터(SM)의 코일에 공급되므로 스탭핑모우터(SM)를 구동시키게 된다. 즉, 각상(A∼E상)에 해당하는 전력증폭기(4)에서 증폭된 신호는 제2도에 도시된 스테이터(STATR)에 있는 각상(A∼E상)에 해당되는 AA', BB', CC' EE'코일로 인가되어 해당된 만큼의 각도로 스탭핑모우터(SM)를 회전(시계방향 또는 반시계방향)시키게 된다.1 is a system diagram according to the present invention, in order to control the list direction of an industrial robot by driving a five-phase stepping motor in which the driving method is a bipuler-standard method in a four to five phase excitation method. The rotation direction (clockwise or counterclockwise) and the clock pulse signal are sent and supplied to the
이상과 같은 계통적 신호 흐름에 의해서 동작하는 본 발명을 구체적인 회로동작에 입각하여 설명하면 다음과 같다.The present invention operating by the systematic signal flow as described above will be described based on the specific circuit operation.
제 3도는 본 발명의 회로도로써 구동방식이 바이풀러-스탠더드 방식인 5상스탭핑모우터를 동작시키기 위해 전압(Vcc)이 저항(R3)과 콘덴서(C3) 및 다이오드(D1)를 통해 인가되던 이 전압(Vcc)을 인버터(IV3)(IV4)를 통해 D형플립플롭(DF)과 엎-다운 카운터(UDC)의 로우드단(a3)에 공급되고, 그후 위치 지령펄스부(1)로부터 시계방향이나 반시계방향에 따라 하이상태나 로우상태의 신호가 입력단(IN1)으로 송출되는바, 여기서 위치 지령펄스부(1)의 펄스신호가 입력단(IN2)에 공급되고 인버터(IV2)를 통해 반전되어 배타논리회로(EX2)에 인가되는 동시에 전압(Vcc)이 배타논리회로(EX2)에 입력된다.FIG. 3 is a circuit diagram of the present invention, in which a voltage Vcc is applied through a resistor R3, a capacitor C3, and a diode D1 to operate a 5-phase stepping motor in which the driving method is a bipolar-standard method. The voltage Vcc is supplied via the inverters IV3 and IV4 to the low end a3 of the D flip-flop DF and the down-down counter UDC, and then clockwise from the position
그러면, 배타논리회로(EX2)의 출력신호는 클록신호로 되어 D형 플립플롭(DF)의 클록단과 엎-다운 카운터(UDC)의 클록단에 입력되고, 먼저 사용자가 시계방향스위치를 누른면 시계방향의 신호인 하이상태가 인버터(IV1)를 통해 반전되어 배타논리회로(EX1)에 인가되는 동시에 전압(Vcc)이 배타논리회로(EX1)에 입력되므로 그 출력신호는 하이상태로 되어 배타논리회로(EX3)와 엎-다운 카운터(UDC)의 선택단자(a2)에 입력되며, 또 하이상태의 D형 플립플롭(DF)과 배타논리회로(EX1)의 출력신호가 배타논리회로(EX3)에 입력되어 그 출력신호가 로우상태로서 인버터(IV5)에서 반전되므로 하이상태의 신호가 엎-다운 카운터(UDC)의 선택단자(a1)에 입력된다.Then, the output signal of the exclusive logic circuit EX2 becomes a clock signal and is input to the clock terminal of the D flip-flop DF and the clock terminal of the shut-down counter UDC. The high state of the direction signal is inverted through the inverter IV1 to be applied to the exclusive logic circuit EX1 and the voltage Vcc is input to the exclusive logic circuit EX1. (EX3) and the output signal of the high type D flip-flop (DF) and exclusive logic circuit (EX1) are input to the selection terminal a2 of the down-down counter (UDC). Since the input signal is inverted in the inverter IV5 as a low state, a high state signal is input to the selection terminal a1 of the shut-down counter UDC.
이때 분배회로(3)에 있는 엎-다운 카운터(UDC)에서는 입력된 하이상태의 신호를 엎 카운팅하게 되어 그출력신호를 EPROM(M1)(M2)에 각각 공급하게 되는 한편, D형 플립플롭(DF)의 출력(Q)신호는 로우상태로 인버터(IV6)를 통해 반전되어 EPROM(M1)(M2)에 입력되므로 저장된 제5도에 나타난 A∼E상의 입력신호 시켄스동작 타이밍챠트에 따른 그 출력신호가 각상(A∼E상)의 전력증폭단(A1∼E1)에 있는 트랜지스터들로 입력되고, 이로부터 각상(A∼E상)의 전력증폭단(A1∼E1)에 있는 트랜지스터들이 턴온/턴오프되어 스탭핑모우터(SM)가 동작된다.At this time, the down-down counter (UDC) in the
예를들어 분배회로(3)에 있는 EPROM(M1)(M2)의 출력신호가(00100000000)로 송출되면 B상의 전력증폭단(B1)에 있는 트랜지스터(TR5) 베이스로 하이상태의 신호가 저항(R10)을 통해 인가되어 트랜지스터가 턴온되고, 이에따라 전압(Vcc)이 저항(R7)(R8)을 통해 트랜지스터(TR5)와 저항(R12)에 인가되므로 트랜지스터(TR3)(TR5)(TR8)가 턴온되고 그에따라 전압(Vcc)이 트랜지스터(TR3)와 저항(R9)을 통해 제4도의 B코일을 통해 B/코일로 공급된후에 트랜지스터(TR8)를 통해 접지된다. 그러므로, 스탭핑모우터(SM)는 제5도에 나타난 B상의 시계방향신호에 따른것처럼 A상,·C상∼E상의 코일에도 흘러서 해당된만큼 시계방향으로 회전하게 된다.For example, when the output signal of EPROM (M1) (M2) in the distribution circuit (3) is sent out (00100000000), the signal in the high state is transmitted to the base of the transistor (TR5) in the power amplifier stage (B1) of phase B. Transistor is turned on, and accordingly, voltage Vcc is applied to transistors TR5 and R12 through resistors R7 and R8, so transistors TR3, TR5, and TR8 are turned on. Accordingly, the voltage Vcc is supplied to the B / coil through the B coil of FIG. 4 through the transistor TR3 and the resistor R9 and then grounded through the transistor TR8. Therefore, the stepping motor SM flows to the coils of the phases A, C, and E as shown in FIG. 5 and rotates clockwise as much as corresponding to the B phase clockwise signals shown in FIG.
이와달리 사용자가 반시계방향 스위치를 누르면 반시계방향의 신호인 로우상태로 인버터(IV1)를 통해 반전되어 배타논리회로(EX1)에 인가되는 동시에 전압(Vcc)이 배타논리회로(EX1)에 입력되므로 그 출력신호는 로우상태로 되어 배타논리회로(EX3)와 분배회로(3)에 있는 엎-다운 카운터(UDC)의 선택단자(a2)에 입력되며, 또 하이상태의 D형 플립플롭(DF)과 배타논리회로(EX1)의 출력신호는 배타논리회로(EX3)에 입력되고 그 출력신호가 하이상태로 되어 인버터(IV5)에 인가된다.On the other hand, when the user presses the counterclockwise switch, it is inverted through the inverter IV1 in a low state, which is a counterclockwise signal, and is applied to the exclusive logic circuit EX1 while the voltage Vcc is input to the exclusive logic circuit EX1. Therefore, the output signal goes low, and is inputted to the selection terminal a2 of the shut-down counter UDC in the exclusive logic circuit EX3 and the
그에따라 인버터(IV5)에 입력된 하이상태의 신호는 로우상태로 반전되어 엎-다운 카운터(UDC)의 선택단자(a1)로 인가된다.Accordingly, the high state signal input to the inverter IV5 is inverted to the low state and applied to the selection terminal a1 of the shut-down counter UDC.
이때 분배회로(3)에 있는 엎-다운 카운터(UDC)에서는 입력된 로우상태의 신호를 다운 카운팅하여 그 출력신호를 EPROM(M1)(M2)에 각각 공급하게 되는 한편, D형 플립플롭(DF)의 출력(Q)신호는 로우상태로 인버터(IV6)를 통해 반전되어 EPROM(M1)(M2)에 입력되므로 제5도에 나타난 A∼E상의 입력신호 시켄스동작 타이밍챠트에 따라 그 출력신호가 각상(A∼E상)의 출력증폭단(A1∼E1)에 있는 트랜지스터들로 입력되고, 이로부터 각상(A∼E상)의 출력증폭단(A1∼E1)에 있는 트랜지스터들이 턴온/턴오프되어 스탭핑모우터(SM)를 동작시키게 된다.At this time, the down-down counter (UDC) in the
예를 들어 분배회로(3)에 있는 EPROM(M1)(M2)의 출력신호가(0000010000)로 송출되면 B상의 출력증폭단(B1)에 있는 트랜지스터(TR1)베이스로 하이상태의 신호가 저항(R4)을 통하여 트랜지스터(TR1)가 턴온되고, 이에따라 전압(Vcc)이 저항(R13)(R14)을 통해 트랜지스터(TR1)와 저항(R6)에 인가되므로 트랜지스터(TR4)(TR1)(TR7)가 턴온되어 전압(Vcc)이 트랜지스터(TR7)와 저항(VR15)을 통해 제4도의 코일을 통해 코일로 인가된 후에 트랜지스터(TR4)를 통해 접지된다.For example, when the output signal of EPROM (M1) (M2) in the distribution circuit (3) is sent to (0000010000), the signal in the high state is transmitted to the base of the transistor (TR1) in the output amplification stage (B1) of the B phase. Transistor TR1 is turned on, and accordingly, voltage Vcc is applied to transistors TR1 and R6 through resistors R13 and R14, so transistors TR4, TR1 and TR7 are turned on. The voltage Vcc is applied to the coil through the coil of FIG. 4 through the transistor TR7 and the resistor VR15 and then grounded through the transistor TR4.
그러므로, 스탭핑모우터(SM)는 제5도에 나타난 B상의 반시계방향신호에 따른 것처럼 A상, C상, E상의 코일에도 흘러서 해당된 만큼 반시계방향으로 회전하게 된다.Therefore, the stepping motor SM also flows to the coils of the A phase, C phase, and E phase as in accordance with the B phase counterclockwise signals shown in FIG.
한편 A상, C상∼E상의 전력증폭단(A1, C1∼E1)의 동작상태는 분배회로(3)에 있는 EPROM(M1)(M2)에서는 저장된 제 5도에 나타난 각 스탭에 따른 각상의 입력신호시켄스가 그 출력신호로 송출되어 해당되는 가상(A∼E상)의 전력증폭단(A1∼E1)을 구동시켜서 스탭핑모우터(SN1)릍 회전시키는데, 이는 위치지령펄스부(1)에서 송출된하이상태의 시계방향신호 또는 로우상태의 반시계방향신호에 의해 해당된만큼 4∼5상 여자방식의 바이풀러-스탠더드 방식으로 구동되는 스탭핑모우터(SM)를 회전시키게 된다.On the other hand, the operating states of the power amplifier stages A1 and C1 to E1 of the phases A and C to E are inputted to each phase according to each step shown in FIG. 5 stored in the EPROM M1 and M2 in the
상기한 바와같이 본 발명은 4∼5상 여자방식의 바이풀러-스탠더드 방식으로 스탭핑모우터를 구동시키는 회로로서, 시계방향 또는 반시계방향의 신호에 따라 입력회로의 출력신호를 변경시켜 분배회로의 엎-다운카운터에 의해 엎-다운으로 카운팅해서 제 5도에 있는 각상(A∼E상)의 입력신호 시켄스가 저장된 EPROM을 동작시키고, 이에따라 분배회로의 EPROM출력신호에 의해 각상(A∼E상)의 전력증폭단을 구동시키므로 인가되는 신호에 따라 시계방향이나 반시계방향으로 스탭핑모우터를 구동시키게 된다.As described above, the present invention is a circuit for driving a stepping motor in a bipolar standard-type method of four to five phase excitation type, wherein the output signal of the input circuit is changed in accordance with a clockwise or counterclockwise signal to distribute the circuit. By counting up and down by means of the down-down counter, the EPROM which stores the input signal sequence of each phase (A-E phase) in FIG. 5 is operated, and accordingly, each phase (A-E) is driven by the EPROM output signal of the distribution circuit. Since the power amplifier stage is driven, the stepping motor is driven clockwise or counterclockwise according to the applied signal.
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