JP2006211749A

JP2006211749A - Speed controller for stepping motor and its speed control method

Info

Publication number: JP2006211749A
Application number: JP2005017144A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kabano; 淳蒲野
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2025-01-25
Also published as: JP4569815B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To set an optimum motor drive pattern for controlling the drive of a stepping motor in an acceleration range, a constant velocity range, and a deceleration range more simply. <P>SOLUTION: The drive of the stepping motor is controlled by way of trial in each of a plurality of velocity patterns where each of plural pieces of preset acceleration and each of plural pieces of deceleration are combined (S11-S16). The maximum values of the absolute values of the difference between revolution commands to the stepping motor and values equivalent to the actual rotational angles of the stepping motor are obtained by the amount of two or more pairs (S17). The data on the acceleration M, the constant velocity V, and the deceleration N in the velocity pattern which becomes the minimum value from among plural pairs of maximum differences (S26-S28). The drive of the stepping motor is actually controlled with the data of the velocity pattern. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ステッピングモータの速度制御装置及びその速度制御方法に関し、特に加速領域と一定速領域と減速領域とからなる速度パターンに基づいたステッピングモータの駆動制御に関する。 The present invention relates to a stepping motor speed control apparatus and a speed control method thereof, and more particularly to stepping motor drive control based on a speed pattern including an acceleration region, a constant speed region, and a deceleration region.

従来、各種の産業機器に設けられた種々の被駆動部を駆動する為に、オープンループにより駆動制御を簡単に行えるステッピングモータが採用されている。この種のステッピングモータを駆動させる場合、励磁コイルの励磁切換えタイミングと、慣性モーメントや負荷トルクとのバランスが崩れた場合、特に起動時や加減速時に脱調したり振動することがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, stepping motors that can easily perform drive control using an open loop have been employed to drive various driven parts provided in various industrial devices. When this type of stepping motor is driven, if the balance between the excitation switching timing of the exciting coil and the moment of inertia or load torque is lost, the motor may step out or vibrate especially during startup or acceleration / deceleration.

そこで、ステッピングモータを駆動制御するに際して、負荷トルクや慣性モーメント等の要求トルクと、ステッピングモータの発生可能トルク等を考慮し、駆動を開始するときの起動周波数を決定する等して、台形状の速度パターン（運転パターン）を演算するようにしている。 Therefore, when controlling the driving of the stepping motor, the required torque such as load torque and moment of inertia, the torque that can be generated by the stepping motor, etc. are taken into consideration, and the starting frequency when starting the driving is determined. The speed pattern (operation pattern) is calculated.

例えば、特許文献１のステッピングモータの開ループパルス列制御装置は、ステッピングモータのロータ位置を示すロータ位置パルス（エンコーダパルス）と、ステッピングモータ駆動用の駆動制御部に出力された指令パルス発生器からの１次指令パルスを受け取り、ステッピングモータの駆動制御を行う駆動制御部に２次指令パルスを出力し、２次指令パルスに同期してステッピングモータの励磁シーケンスを切換えて駆動制御するに際して、２次指令パルスとロータ位置パルスとの偏差（励磁コイルの励磁の進み角度）を検出し、ロータ位置パルスに対して２次指令パルスが進んだ状態にある進み角側の偏差所定値と、ロータ位置パルスに対して２次指令パルスが遅れた状態にある遅れ角側の偏差所定値とによって定められる偏差所定範囲と、２次指令パルスとロータ位置パルスとの偏差を比較し、その偏差が、ロータ位置パルスに対して２次指令パルスが進んだ（遅れた）状態に進み角側偏差所定値（遅れ角側偏差所定値）まで拡大した場合は、指令パルス発生器からの１次指令パルスを保留し、１次指令パルスと逆方向（同方向）の高速パルスを２次指令パルスとして駆動制御部に出力し、慣性付加に対するステッピングモータの制御を自動的に調整するようにしてある。 For example, an open loop pulse train control device for a stepping motor disclosed in Patent Document 1 includes a rotor position pulse (encoder pulse) indicating a rotor position of a stepping motor and a command pulse generator output to a drive control unit for driving the stepping motor. When receiving the primary command pulse, the secondary command pulse is output to the drive control unit for controlling the driving of the stepping motor, and the secondary command is switched when the excitation control of the stepping motor is switched in synchronization with the secondary command pulse. The deviation between the pulse and the rotor position pulse (excitation advance angle of the exciting coil) is detected, and the deviation value on the lead angle side where the secondary command pulse has advanced with respect to the rotor position pulse and the rotor position pulse A predetermined deviation range determined by a predetermined deviation value on the delay angle side in which the secondary command pulse is delayed with respect to And the deviation between the secondary command pulse and the rotor position pulse, and the deviation advances to the state where the secondary command pulse has advanced (delayed) with respect to the rotor position pulse. When the deviation is increased to a predetermined value), the primary command pulse from the command pulse generator is held, and a high-speed pulse in the opposite direction (same direction) as the primary command pulse is output to the drive controller as a secondary command pulse. The control of the stepping motor for the inertia addition is automatically adjusted.

また、特許文献２のミシンにおけるパルスモータの駆動制御装置は、パルスモータに指令される指令パルス数（指令位置）とパルスモータ軸に設けたロータリエンコーダからの位置検出パルス数（実際のモータ位置）との差のパルス数ｍ（これが現在の指令位置に対する実際のモータ位置の遅れ又は進み状態）と、前回の差パルス数ｍ０から今回の差パルス数ｍ１を差し引いた変動パルス数ｃ（これが負荷変動の傾向）とをパラメータとして、指令パルスの速度を制御する。例えば、実際のモータ位置が最大トルクを生じる遅れであって、負荷が増加傾向の場合には増速せず、実際のモータ位置が最大トルクを生じる遅れであって、負荷が減少傾向の場合には増速するようにし、効果的に増速制御を可能にしてある。 Further, the pulse motor drive control device in the sewing machine disclosed in Patent Document 2 includes the number of command pulses commanded to the pulse motor (command position) and the number of position detection pulses from the rotary encoder provided on the pulse motor shaft (actual motor position). And the difference pulse number m (this is the actual motor position delay or advance state with respect to the current command position) and the fluctuation pulse number c obtained by subtracting the current difference pulse number m1 from the previous difference pulse number m0 (this is the load fluctuation) The command pulse speed is controlled using the above-mentioned parameter as a parameter. For example, if the actual motor position is a delay that generates the maximum torque and the load tends to increase, the speed does not increase, but the actual motor position is a delay that generates the maximum torque and the load tends to decrease. The speed is increased so that the speed increase control can be effectively performed.

更に、特許文献３のステッピングモータ駆動方法は、短い加速区間で短時間にスルーアップを行うと、スルーアップから定速駆動に移行したとき、過渡振動が起こる。この過渡振動は可動体の負荷変化と相関があるので、キャリッジの往復回数が所定値「１０９」に達した場合、キャリッジの摩擦負荷が変化していると予想さるため、モータを駆動する駆動テーブルとして、制御部のＲＯＭに予め格納されている複数の非線型のモータ駆動テーブルのうちから最適なモータ駆動テーブルに変更する。ここでは、特に、加速から定速に移行する１ステップ前の励磁時間を可変するようにし、経年変化にも対応できるようにしてある。 Furthermore, in the stepping motor driving method of Patent Document 3, if a through-up is performed in a short time in a short acceleration section, a transient vibration occurs when the through-up shifts to a constant speed drive. Since this transient vibration has a correlation with the load change of the movable body, when the number of times of carriage reciprocation reaches the predetermined value “109”, it is expected that the friction load of the carriage has changed, so the drive table for driving the motor As described above, the optimum motor drive table is changed from a plurality of non-linear motor drive tables stored in advance in the ROM of the control unit. Here, in particular, the excitation time one step before the transition from acceleration to constant speed is made variable so as to cope with aging.

特開２００４−６４９３２号公報（第８〜１３頁、図１〜図２）JP 2004-64932 A (pages 8-13, FIGS. 1-2) 特開平６−３８５９６号公報（第４〜６頁、図４〜５）JP-A-6-38596 (pages 4-6, FIGS. 4-5) 特開２００４−３２９３９号公報（第３〜５頁、図５〜図６）JP 2004-32939 A (pages 3 to 5, FIGS. 5 to 6)

前述したように、特許文献１に記載のステッピングモータの開ループパルス列制御装置においては、ステッピングモータを２次指令パルスに同期させて駆動制御しながら、２次指令パルスとロータ位置パルスとを受けて偏差を演算するとともに、２次指令パルスの進み角側偏差所定値や遅れ角側偏差所定値を演算する等の複雑な演算処理が実行されるため、駆動制御のための演算制御が複雑化し、駆動制御部の制御負荷が非常に大きくなり、決められた時間内に駆動部の動作が完了できない場合があるという問題がある。そこで、高速処理が可能な演算素子を使用する場合には、駆動制御部がコスト高になるという問題がある。 As described above, the open loop pulse train control device for a stepping motor described in Patent Document 1 receives the secondary command pulse and the rotor position pulse while driving the stepping motor in synchronization with the secondary command pulse. Computation control for drive control is complicated because complicated calculation processing such as calculating the advance angle side deviation predetermined value and the delay angle side deviation predetermined value of the secondary command pulse is executed while calculating the deviation, There is a problem that the control load of the drive control unit becomes very large, and the operation of the drive unit may not be completed within a predetermined time. Therefore, when using an arithmetic element capable of high-speed processing, there is a problem that the drive control unit is expensive.

また、特許文献２に記載のミシンにおけるパルスモータの駆動制御装置においても同様に、パルスモータを駆動制御しながら、パルスモータに対する指令パルス数とロータリエンコーダからの位置検出パルス数を受けてその差のパルス数ｍの演算に加えて、前回の差パルス数ｍ０から今回の差パルス数ｍ１を差し引いた変動パルス数ｃとをパラメータとして指令パルスの速度を制御するので、駆動制御のための演算制御が複雑化し、コントローラの制御負荷が非常に大きくなり、決められた時間内に駆動部の動作が完了できない場合があるという問題がある。そこで、高速処理が可能な演算素子を使用する場合には、コントローラがコスト高になるという問題がある。 Similarly, in the pulse motor drive control device in the sewing machine described in Patent Document 2, the number of command pulses for the pulse motor and the number of position detection pulses from the rotary encoder are received while controlling the drive of the pulse motor. In addition to the calculation of the number of pulses m, the speed of the command pulse is controlled using the variation pulse number c obtained by subtracting the current difference pulse number m1 from the previous difference pulse number m0 as a parameter. There is a problem that the control load of the controller becomes very large and the operation of the drive unit may not be completed within a predetermined time. Therefore, when using an arithmetic element capable of high-speed processing, there is a problem that the cost of the controller becomes high.

更に、特許文献３に記載のステッピングモータ駆動方法においては、被駆動部であるキャリッジの往復回数が所定値に達する毎に、最適なモータ駆動テーブルに変更するようにしてあるが、何れのモータ駆動パターンにおいても、所定速度に達する直前の１ステップの励磁時間を変更するだけであるため、加速領域における加速度（加速度合いの傾き）を負荷トルクの大きさに応じて変更しない限り、キャリッジの如何なる負荷変動にも対処できるものではない。 Furthermore, in the stepping motor driving method described in Patent Document 3, the motor driving table is changed to an optimal motor driving table every time the number of reciprocations of the carriage as the driven portion reaches a predetermined value. Also in the pattern, since only the excitation time of one step immediately before reaching the predetermined speed is changed, any load of the carriage can be obtained unless the acceleration in the acceleration region (acceleration gradient) is changed according to the magnitude of the load torque. It cannot cope with fluctuations.

また、これら複数のモータ駆動パターンを予め作成するに際して、キャリッジの負荷の大きさを想定して、手作業で１ステップの励磁時間を入力設定しなければならず、これら複数のモータ駆動パターン作成が複雑化するとい問題がある。更に、モータ駆動パターンの変更時期は、キャリッジの所定回数の駆動毎に限定されるため、モータ駆動パターン変更時期の融通性に欠けるという問題がある。 Further, when preparing the plurality of motor drive patterns in advance, it is necessary to manually input and set an excitation time for one step in consideration of the load of the carriage. There is a problem of increasing complexity. Furthermore, since the change timing of the motor drive pattern is limited for every predetermined number of times of driving the carriage, there is a problem that the flexibility of the change timing of the motor drive pattern is lacking.

請求項１に係るステッピングモータの速度制御装置は、加速領域と一定速領域と減速領域のうちの少なくとも２つの領域からなる速度パターンに基づいて、予め設定された数の駆動パルスでステッピングモータを駆動制御し、ステッピングモータに連結された被駆動部を駆動するステッピングモータの速度制御装置において、ステッピングモータの出力軸の実回転角に相当する実回転角相当値を検出可能な検出手段と、予め設定された複数の加速度と複数の減速度とを記憶する加減速度記憶手段と、加減速記憶手段に記憶した複数の加速度の各々と複数の減速度の各々との組み合わせにてステッピングモータを駆動する場合の複数の速度パターンを演算する速度パターン演算手段と、速度パターン演算手段で演算された複数の速度パターンの各々にてステッピングモータをテスト的に駆動制御し、ステッピングモータに対して回転指令した指令値と、検出手段で検出された実回転角相当値との差の絶対値の最大値を求め、その最大差を加速度と一定速及び減速度と対応付けて複数組み記憶した最大差テーブルを作成するテーブル作成手段と、最大差テーブルに記憶した複数組の最大差の中から最小の最大差を抽出し、この最小の最大差となる速度パターンにおける加速度、一定速、減速度のデータを決定する制御手段とを備えたものである。 The speed controller for a stepping motor according to claim 1 drives the stepping motor with a preset number of drive pulses based on a speed pattern composed of at least two of an acceleration region, a constant speed region, and a deceleration region. In a stepping motor speed control device that controls and drives a driven part connected to the stepping motor, detection means capable of detecting an actual rotation angle equivalent value corresponding to the actual rotation angle of the output shaft of the stepping motor, and presetting Acceleration / deceleration storage means for storing a plurality of accelerations and decelerations, and a stepping motor driven by a combination of each of a plurality of accelerations and a plurality of decelerations stored in the acceleration / deceleration storage means Speed pattern calculating means for calculating a plurality of speed patterns, and a plurality of speed patterns calculated by the speed pattern calculating means. The stepping motor is driven and tested at various times, and the maximum value of the absolute value of the difference between the command value commanded to rotate to the stepping motor and the actual rotation angle equivalent value detected by the detecting means is obtained. A table creating means for creating a maximum difference table in which a plurality of sets are stored by associating a difference with acceleration, a constant speed, and a deceleration, and extracting a minimum maximum difference from a plurality of sets of maximum differences stored in the maximum difference table, And a control means for determining data of acceleration, constant speed, and deceleration in the speed pattern that is the minimum maximum difference.

予め設定された複数の加速度と複数の減速度とが加減速度記憶手段に記憶されているので、これら複数の加速度の各々と複数の減速度の各々との組み合わせにてステッピングモータを駆動する場合の複数の速度パターンが演算され、これら複数の速度パターンの各々にてステッピングモータがテスト的に駆動制御される。 Since a plurality of preset accelerations and a plurality of decelerations are stored in the acceleration / deceleration storage means, the stepping motor is driven by a combination of each of the plurality of accelerations and each of the plurality of decelerations. A plurality of speed patterns are calculated, and the stepping motor is driven and controlled in a test manner in each of the plurality of speed patterns.

このテスト的な駆動制御に際して、ステッピングモータに対する回転指令値と、検出されたステッピングモータの出力軸の実回転角に相当する実回転角相当値との差の絶対値の最大値が求められ、その最大差が加速度と一定速及び減速度と対応付けて最大差テーブルに複数組み記憶される。 In this test drive control, the maximum absolute value of the difference between the rotation command value for the stepping motor and the detected actual rotation angle equivalent value corresponding to the actual rotation angle of the output shaft of the stepping motor is obtained. A plurality of maximum differences are stored in the maximum difference table in association with acceleration, constant speed, and deceleration.

そして、最終的に、最大差テーブルに記憶した複数組の最大差の中から最小の最大差が抽出され、この最小の最大差となる速度パターンにおける加速度、一定速、減速度のデータが決定され、これらのデータでもってステッピングモータが実際に駆動制御される。それ故、ステッピングモータの回転指令値とステッピングモータの実回転角相当値との差が最も小さい状態、つまり加速領域から一定速領域を経て減速領域に亙って滑らかに切換え可能な理想的な速度パターンを決定することができ、脱調や振動の発生が抑制される。 Finally, the minimum maximum difference is extracted from a plurality of sets of maximum differences stored in the maximum difference table, and acceleration, constant speed, and deceleration data in the speed pattern that is the minimum maximum difference are determined. The stepping motor is actually driven and controlled with these data. Therefore, the difference between the rotation command value of the stepping motor and the actual rotation angle equivalent value is the smallest, that is, the ideal speed that can be smoothly switched from the acceleration region to the deceleration region through the constant speed region. The pattern can be determined, and the occurrence of step-out and vibration is suppressed.

請求項２に係るステッピングモータの速度制御装置は、請求項１の発明において、前記制御手段は、決定した加速度と一定速と減速度のデータに基づいて、加速領域と一定速領域と減速領域の各々における駆動パルス間隔を夫々設定するものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the speed control device for the stepping motor according to the first aspect of the invention, wherein the control means is configured to determine the acceleration region, the constant speed region, and the deceleration region based on the determined acceleration, constant speed and deceleration data. The drive pulse interval in each is set.

請求項３に係るステッピングモータの速度制御装置は、請求項１又は２の発明において、前記速度パターン演算手段は、加速度及び減速度と、予め設定された駆動パルスの数と駆動可能時間とに基づいて一定速を演算するものである。 In a stepping motor speed control device according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the speed pattern calculation means is based on acceleration and deceleration, a preset number of drive pulses and drivable time. To calculate a constant speed.

請求項４に係るステッピングモータの速度制御装置は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記被駆動部は、縫製機に設けられた縫製機構部である。 In a stepping motor speed control apparatus according to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the driven portion is a sewing mechanism portion provided in a sewing machine.

請求項５に係るステッピングモータの速度制御方法は、加速領域と一定速領域と減速領域のうちの少なくとも２つの領域からなる速度パターンに基づいて、予め設定された数の駆動パルスでステッピングモータを駆動制御し、ステッピングモータに連結された被駆動部を駆動するステッピングモータの速度制御方法において、予め設定された複数の加速度の各々と複数の減速度の各々との組み合わせにてステッピングモータを駆動する場合の複数の速度パターンを演算する第１ステップと、複数の速度パターンの各々にてステッピングモータをテスト的に駆動制御し、ステッピングモータをテスト的に駆動制御する毎に、ステッピングモータに対して回転指令した指令値と、ステッピングモータの出力軸の実回転角に相当する実回転角相当値との差の絶対値の最大値を求める第２ステップと、これら最大差を加速度と一定速及び減速度と対応付けて複数組記憶した最大差テーブルを作成する第３ステップと、最大差テーブルに記憶した複数組の最大差の中から最小の最大差を抽出し、この最小の最大差となる速度パターンにおける加速度、一定速、減速度のデータを選択する第４ステップとを備えたものである。 The stepping motor speed control method according to claim 5 drives the stepping motor with a preset number of driving pulses based on a speed pattern composed of at least two of an acceleration area, a constant speed area, and a deceleration area. In the stepping motor speed control method for controlling and driving a driven part connected to the stepping motor, the stepping motor is driven by a combination of each of a plurality of preset accelerations and each of a plurality of decelerations. The first step of calculating a plurality of speed patterns, and the stepping motor is driven and controlled in a test manner in each of the plurality of speed patterns. Command value and actual rotation angle equivalent value corresponding to the actual rotation angle of the output shaft of the stepping motor A second step for obtaining the maximum absolute value of the difference between the two, a third step for creating a maximum difference table in which these maximum differences are stored in association with acceleration, constant speed and deceleration, and stored in the maximum difference table The fourth step of extracting the minimum maximum difference from the plurality of sets of maximum differences and selecting the acceleration, constant speed, and deceleration data in the speed pattern that is the minimum maximum difference.

このように、加速領域と一定速領域と減速領域のうちの少なくとも２つの領域からなる速度パターンに基づいて、予め設定された数の駆動パルスでステッピングモータを駆動制御し、ステッピングモータに連結された被駆動部を駆動するステッピングモータの速度制御方法において、第１ステップ〜第４ステップを備えたので、前述した請求項１と同様に作用する。 As described above, the stepping motor is driven and controlled with a preset number of driving pulses based on a speed pattern composed of at least two of an acceleration region, a constant speed region, and a deceleration region, and connected to the stepping motor. Since the speed control method for the stepping motor for driving the driven part includes the first to fourth steps, it operates in the same manner as in the first aspect described above.

請求項１の発明によれば、加速領域と一定速領域と減速領域のうちの少なくとも２つの領域からなる速度パターンに基づいて、予め設定された数の駆動パルスでステッピングモータを駆動制御し、ステッピングモータに連結された被駆動部を駆動するステッピングモータの速度制御装置において、検出手段と、加減速度記憶手段と、速度パターン演算手段と、テーブル作成手段と、制御手段とを設け、予め設定された複数の加速度の各々と複数の減速度の各々とを組み合わせた複数の速度パターンの各々にてステッピングモータがテスト的に駆動制御され、ステッピングモータに対する回転指令値とステッピングモータの実回転角相当値との差の絶対値の最大値が複数組分求められるとともに、複数組の最大差の中から最小の最大差となる速度パターンにおける加速度、一定速、減速度のデータでもってステッピングモータが実際に駆動制御されるので、ステッピングモータの最適で且つ理想的な速度パターンを容易に且つ迅速に求めることができるとともに、脱調や振動の発生を抑制してステッピングモータを円滑に駆動制御することができる。 According to the first aspect of the present invention, the stepping motor is driven and controlled with a preset number of drive pulses based on a speed pattern composed of at least two of an acceleration region, a constant speed region, and a deceleration region. In a speed control device for a stepping motor that drives a driven part connected to a motor, a detection means, an acceleration / deceleration storage means, a speed pattern calculation means, a table creation means, and a control means are provided and set in advance. The stepping motor is driven and controlled on a test basis with each of a plurality of speed patterns obtained by combining each of a plurality of accelerations and each of a plurality of decelerations, and a rotation command value for the stepping motor and a value corresponding to the actual rotation angle of the stepping motor are The maximum absolute value of the difference is obtained for multiple sets, and the speed that gives the smallest maximum difference among the multiple sets of maximum differences Since the stepping motor is actually driven and controlled with the acceleration, constant speed, and deceleration data in the pattern, the optimal and ideal speed pattern of the stepping motor can be easily and quickly obtained, The generation of vibration can be suppressed and the stepping motor can be driven and controlled smoothly.

しかも、ステッピングモータを駆動制御しながら最適な速度パターンを求めるのではない為、高速処理が可能な高価な制御装置を必要とせず、制御装置の製造コストを安価にできること、被駆動部の駆動時間に関係なく、速度パターンを任意の時点でその都度、理想的な速度パターンに更新することができ、被駆動部の駆動状態における信頼性を高めることができる。 In addition, since an optimal speed pattern is not obtained while controlling the driving of the stepping motor, an expensive control device capable of high-speed processing is not required, and the manufacturing cost of the control device can be reduced, and the drive time of the driven part Regardless of the speed pattern, the speed pattern can be updated to an ideal speed pattern each time at an arbitrary time, and the reliability of the driven portion in the driving state can be improved.

請求項２の発明によれば、前記制御手段は、決定した加速度と一定速と減速度のデータに基づいて、加速領域と一定速領域と減速領域の各々における駆動パルス間隔を夫々設定するので、これら加速領域と一定速領域と減速領域の各々における駆動パルス間隔を、精度良く且つ迅速に求めることができる。その他請求項１と同様の効果を奏する。 According to the invention of claim 2, the control means sets the drive pulse interval in each of the acceleration region, the constant speed region, and the deceleration region based on the determined acceleration, constant speed, and deceleration data. The drive pulse intervals in each of the acceleration region, the constant speed region, and the deceleration region can be obtained accurately and quickly. Other effects similar to those of the first aspect are obtained.

請求項３の発明によれば、前記速度パターン演算手段は、加速度及び減速度と、予め設定された駆動パルスの数と駆動可能時間とに基づいて一定速を演算するので、一定速領域における一定速を、これらの数値を用いて演算により容易に求めることができる。その他請求項１又は２と同様の効果を奏する。 According to the invention of claim 3, the speed pattern calculating means calculates a constant speed based on the acceleration and deceleration, a preset number of drive pulses and a drivable time, so a constant speed region is constant. The speed can be easily obtained by calculation using these numerical values. Other effects similar to those of the first or second aspect are achieved.

請求項４の発明によれば、前記被駆動部は、縫製機に設けられた縫製機構部であるので、縫製機に設けられる布送り機構や針振り機構等、縫製に関する種々の被駆動部を駆動する各種のステッピングモータの駆動制御に適用することができる。その他請求項１〜３の何れかと同様の効果を奏する。 According to the invention of claim 4, since the driven part is a sewing mechanism part provided in the sewing machine, various driven parts related to sewing such as a cloth feed mechanism and a needle swing mechanism provided in the sewing machine are provided. The present invention can be applied to drive control of various stepping motors that are driven. Other effects similar to those of any one of claims 1 to 3 are provided.

請求項５の発明によれば、加速領域と一定速領域と減速領域のうちの少なくとも２つの領域からなる速度パターンに基づいて、予め設定された数の駆動パルスでステッピングモータを駆動制御し、ステッピングモータに連結された被駆動部を駆動するステッピングモータの速度制御方法において、第１ステップ〜第４ステップを備えたので、前記請求項１と同様の効果を奏することができる。 According to the invention of claim 5, the stepping motor is driven and controlled with a preset number of drive pulses based on a speed pattern composed of at least two of an acceleration region, a constant speed region, and a deceleration region. Since the first step to the fourth step are provided in the speed control method of the stepping motor for driving the driven portion connected to the motor, the same effect as in the first aspect can be obtained.

本実施例のステッピングモータの速度制御装置及びその速度制御方法は、加速領域における複数の加速度と減速領域における複数の減速度を予め記憶しておき、これら複数の加速度の各々と複数の減速度の各々を組み合わせた速度パターンの各々にて、電子鳩目穴かがりミシンの送り台を駆動するステッピングモータをテスト的に駆動制御したときの複数の差の最大値のうちから最小の最大差を求め、この最小の最大差のときの速度パターンにおける加速度と一定速と減速度のデータに基づいてステッピングモータを円滑に駆動できるようにしてある。 In the stepping motor speed control apparatus and speed control method of this embodiment, a plurality of accelerations in the acceleration region and a plurality of decelerations in the deceleration region are stored in advance, and each of the plurality of accelerations and a plurality of decelerations are stored. In each of the combined speed patterns, the minimum maximum difference is obtained from the maximum values of the plurality of differences when the stepping motor that drives the feed hole of the electronic eyelet sewing machine is controlled on a test basis. The stepping motor can be smoothly driven based on the acceleration, constant speed, and deceleration data in the speed pattern at the minimum maximum difference.

図１，図２に示すように、電子鳩目穴かがりミシン１は、略矩形箱状をなすベッド部２に、その後方部上部から前方に連続して延びるアーム部３を一体的に有して構成され、作業テーブル６（図２参照）上に載置されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the electronic eyelet sewing machine 1 is integrally provided with a bed portion 2 having a substantially rectangular box shape and an arm portion 3 that continuously extends forward from the upper portion of the rear portion. It is comprised and is mounted on the work table 6 (refer FIG. 2).

この作業テーブル６には、針棒４の上下動及び揺動やルーパー機構（図示略）等を同期駆動させる縫製機構の駆動源となるミシンモータ７、複数種類の鳩目穴かがり縫目のうちから択一的に選択する操作パネル８、足踏み式の起動・停止スイッチ９（図３参照）などが設けられ、更に各機構の作動を制御するマイクロコンピュータからなる制御装置１０（これがステッピングモータの速度制御装置に相当する）が設けられている。 The work table 6 includes a sewing machine motor 7 serving as a driving source for a sewing mechanism for synchronously driving a vertical movement and swinging of the needle bar 4 and a looper mechanism (not shown), and a plurality of types of eyelet stitches. An operation panel 8 to be alternatively selected, a stepping start / stop switch 9 (see FIG. 3), etc. are provided, and a control device 10 comprising a microcomputer for controlling the operation of each mechanism (this is the speed control of the stepping motor). Corresponding to the device).

アーム部３の先端部には、縫針５を備えた針棒４が上下動可能に設けられ、詳しく図示はしないが、ミシンモータ７の駆動により回転する主軸１１の回転力がカム機構に伝達され、所定幅分だけ左右に揺動しながら上下駆動されるようになっている。この場合、主軸１１の１回転により、針棒４は左側揺動位置（内針位置）と右側揺動位置（外針位置）とに２回上下動するようになっている。 A needle bar 4 having a sewing needle 5 is provided at the distal end of the arm 3 so as to be movable up and down. Although not shown in detail, the rotational force of the main shaft 11 that is rotated by driving of the sewing machine motor 7 is transmitted to the cam mechanism. It is driven up and down while swinging left and right by a predetermined width. In this case, one rotation of the main shaft 11 causes the needle bar 4 to move up and down twice between a left swing position (inner needle position) and a right swing position (outer needle position).

また、図示を省略するが、ベッド部２には、針棒４に対向するように左右１対のルーパー（図示略）を有するルーパー機構を備えたルーパー土台が設けられ、このルーパー土台は回転機構により鉛直軸周りに回動可能になっている。これら２個のルーパーはルーパー土台に設けられたリンク機構やカム機構を介して主軸１１の回転により、針棒４の上下動と調時して揺動駆動されるようになっている。 Although not shown, the bed portion 2 is provided with a looper base having a looper mechanism having a pair of left and right loopers (not shown) so as to face the needle bar 4, and the looper base is a rotating mechanism. Thus, it can be rotated around the vertical axis. These two loopers are driven to swing in synchronism with the vertical movement of the needle bar 4 by the rotation of the main shaft 11 via a link mechanism or a cam mechanism provided on the looper base.

ベッド部２の上面部には、図１，図２に示すように、鳩目穴かがり縫いに供する加工布をセットする送り台１２が設けられている。この送り台１２は、全体として薄形の矩形箱状をなし、ルーパー土台及びメスに対向する部位が開放されている。また、この送り台１２の上面には、図示を省略するが、金属製からなる左右１対のクロスプレートが夫々設けられている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a feed base 12 for setting a work cloth to be used for eyelet stitching is provided on the upper surface of the bed 2. The feed base 12 has a thin rectangular box shape as a whole, and a portion facing the looper base and the knife is open. Further, although not shown, a pair of left and right cross plates made of metal are provided on the upper surface of the feed base 12, respectively.

ここで、縫針５には糸供給源から供給される上糸が挿通されるとともに、左ルーパーの先端部には下糸が挿通され、右ルーパーは上糸ループを編み込みながら下糸を交絡させて、ループ結合部を形成する。更に、針棒４及びルーパー土台はベッド部２内に設けられたθ方向駆動モータ２４（図３参照）及びギヤ機構からなる回転機構により、夫々水平面において、鉛直軸周りに一体的に回転するようになっている。 Here, the upper thread supplied from the thread supply source is inserted into the sewing needle 5, the lower thread is inserted into the tip of the left looper, and the right looper entangles the lower thread while weaving the upper thread loop. Forming a loop coupling. Further, the needle bar 4 and the looper base are rotated integrally around the vertical axis in a horizontal plane by a rotation mechanism comprising a θ-direction drive motor 24 (see FIG. 3) and a gear mechanism provided in the bed portion 2, respectively. It has become.

次に、電子鳩目穴かがりミシン１の制御系の概要について、図３のブロック図に基づいて説明する。 Next, an outline of the control system of the electronic eyelet hole sewing machine 1 will be described based on the block diagram of FIG.

電子鳩目穴かがりミシン１の制御装置１０は、ＣＰＵ１５とＲＯＭ１６とＲＡＭ１７及び不揮発性メモリ１７ａ等を含むマイクロコンピュータと、そのマイクロコンピュータにデータバスなどのコモンバス１８を介して接続された入力インターフェース１９及び出力インターフェース２０等から構成されている。 The control unit 10 of the electronic eyelet hole sewing machine 1 includes a microcomputer including a CPU 15, a ROM 16, a RAM 17, a nonvolatile memory 17a and the like, an input interface 19 connected to the microcomputer via a common bus 18 such as a data bus, and an output. The interface 20 is configured.

入力インターフェース１９には、起動・停止スイッチ９と、布押えに連結された布押えスイッチ２１と、タイミング信号発生器２２と、操作パネル８からの信号が供給される。出力インターフェース２０からは、ミシンモータ７の為の駆動回路２３と、θ方向駆動モータ２４の為の駆動回路２５と、打ち抜き用ハンマー２９を駆動するエアシリンダ２８に連結された電磁切換え弁２６の為の駆動回路２７と、送り台１２（これが被駆動部に相当する）を移動駆動するＸ方向駆動モータ３０の為の駆動回路３１とＹ方向駆動モータ３２の為の駆動回路３３に加えて、操作パネル８の各々に駆動信号や駆動パルス信号が供給される。 The input interface 19 is supplied with signals from the start / stop switch 9, the presser foot switch 21 connected to the presser foot, the timing signal generator 22, and the operation panel 8. From the output interface 20, there is a drive circuit 23 for the sewing machine motor 7, a drive circuit 25 for the θ-direction drive motor 24, and an electromagnetic switching valve 26 connected to an air cylinder 28 that drives a hammer 29 for punching. In addition to the drive circuit 27 for the X direction drive motor 30 for moving and driving the feed base 12 (which corresponds to the driven part) and the drive circuit 33 for the Y direction drive motor 32, the operation A drive signal and a drive pulse signal are supplied to each panel 8.

ここで、Ｘ方向駆動モータ３０とＹ方向駆動モータ３２（これらが被駆動部を駆動するステッピングモータに相当する）の各々は、４００ステップのステッピングモータからなり、夫々オープンループにより駆動制御される。Ｘ方向駆動モータ３０とＹ方向駆動モータ３２に、４００本の細線を等間隔で放射状に描いたエンコーダディスクが夫々固着され、Ｘ方向駆動モータ３０のエンコーダディスクを読み取り可能にエンコーダＸ３４が設けられるとともに、Ｙ方向駆動モータ３２のエンコーダディスクを読み取り可能にエンコーダＹ３５が設けられている。 Here, each of the X-direction drive motor 30 and the Y-direction drive motor 32 (which corresponds to a stepping motor that drives the driven part) is composed of a 400-step stepping motor, and is driven and controlled by an open loop. Encoder disks with 400 fine lines drawn radially at equal intervals are fixed to the X direction drive motor 30 and the Y direction drive motor 32, respectively, and an encoder X34 is provided so that the encoder disk of the X direction drive motor 30 can be read. An encoder Y35 is provided so that the encoder disk of the Y-direction drive motor 32 can be read.

即ち、駆動モータ３０，３２が１ステップ（ステップ角が0.9 °) 駆動されると、エンコーダＸ３４とエンコーダＹ３５は夫々１つのエンコーダ信号を入力インターフェース１９に出力するようになっている。ここで、これらエンコーダＸ，Ｙ３４，３５が検出手段に相当する。また、タイミング信号発生器２２は、電子鳩目穴かがりミシン１の主軸１１に連係させて設けられ、主軸１１の回転位相を検出して、鳩目穴かがり縫いに際して、各種の位相信号を出力するものである。 That is, when the drive motors 30 and 32 are driven by one step (step angle is 0.9 °), the encoder X34 and the encoder Y35 each output one encoder signal to the input interface 19. Here, these encoders X, Y34, and 35 correspond to detection means. The timing signal generator 22 is provided so as to be linked to the main shaft 11 of the electronic eyelet sewing machine 1, detects the rotational phase of the main shaft 11, and outputs various phase signals at the time of eyelet sewing. is there.

ＲＯＭ１６には、複数種類の閂止め縫目を有する穴かがり縫目の縫目データと、各種の穴かがり縫目データと、これら縫目データに基づいて、これらモータ７，２４，３０，３２及び電磁切換え弁２６を駆動制御して送り台１２や回転機構等の縫製機構を駆動するための駆動制御プログラムに加えて、後述する本願特有の速度パターン設定制御のための制御プログラムなどが格納されている。 The ROM 16 stores the stitch data of the stitched seams having a plurality of types of bark stitches, the various stitched stitch data, and the motors 7, 24, 30, 32, and the like based on the stitch data. In addition to the drive control program for driving and controlling the electromagnetic switching valve 26 to drive the sewing mechanism such as the feed base 12 and the rotation mechanism, a control program for speed pattern setting control peculiar to the present application described later is stored. Yes.

ＲＯＭ１６の加減速度記憶メモリ１６ａ（これが加減速度記憶手段に相当する）には、図４に示すように、予め設定された５種類（0.8 〜1.2V/ 時間 )の加速度Ｍと、予め設定された５種類（0.8 〜1.2V/ 時間 )の減速度Ｎとが記憶されている。但し、記号Ｖは加速度である。ここで、これら５種類の加速度Ｍと減速度Ｎとは、Ｘ方向駆動モータ３０とＹ方向駆動モータ３２を過去おける経験的な標準値「1.0」に基づいて、その前後に拡張された所定範囲に含まれる複数の値に設定されている。 In the acceleration / deceleration storage memory 16a of the ROM 16 (which corresponds to the acceleration / deceleration storage means), as shown in FIG. 4, five types of preset accelerations (0.8 to 1.2 V / hour) and preset values are set. Five types of deceleration N (0.8 to 1.2 V / hour) are stored. However, the symbol V is acceleration. Here, these five types of acceleration M and deceleration N are a predetermined range expanded before and after the X-direction drive motor 30 and the Y-direction drive motor 32 based on an empirical standard value “1.0” in the past. It is set to multiple values included in.

また、ＲＡＭ１７には、鳩目穴かがり縫いに際して、操作パネル６を介して選択された鳩目穴かがり縫いの縫目データを格納する縫目データメモリに加えて、各種のワークメモリ、バッファやポインタなどが設けられている。ＥＥＰＲＯＭ（電気的に書き換え可能なＲＯＭ）等からなる不揮発性メモリ１７ａには、図１０において後述するように、Ｘ方向駆動モータ３０の駆動速度を制御する速度制御情報が更新可能に記憶されている。 The RAM 17 has various work memories, buffers, pointers, and the like in addition to the stitch data memory for storing stitch data of the stitch hole stitches selected via the operation panel 6 at the stitch stitches. Is provided. As will be described later with reference to FIG. 10, speed control information for controlling the drive speed of the X-direction drive motor 30 is stored in an updatable manner in the nonvolatile memory 17a formed of an EEPROM (electrically rewritable ROM) or the like. .

次に、電子鳩目穴かがりミシン１の制御装置１０により実行される速度パターン設定制御のルーチンについて、図６のフローチャートに基づいて説明する。但し、図中符号Ｓｉ（ｉ＝１１、１２、１３・・・）は各ステップである。但し、この速度パターン設定制御について、前述したステッピングモータからなるＸ方向駆動モータ３０を駆動制御する速度制御方法を含めて説明する。 Next, the routine of the speed pattern setting control executed by the control device 10 of the electronic eyelet sewing machine 1 will be described based on the flowchart of FIG. However, in the figure, reference sign Si (i = 11, 12, 13,...) Represents each step. However, this speed pattern setting control will be described including the speed control method for driving and controlling the X-direction drive motor 30 formed of the stepping motor described above.

ここで、Ｘ方向駆動モータ３０の速度制御について、図５に基づいて簡単に説明する。電子鳩目穴かがりミシン１が高速（例えば、約２２００回転／分）で縫製される場合には、針棒４が上下動する上下動サイクル時間に基づいて、駆動可能時間Ｔ（例えば、約２０ｍｓ）で送り台１２をＸ方向に駆動させる必要がある。 Here, speed control of the X-direction drive motor 30 will be briefly described with reference to FIG. When the electronic eyelet hole sewing machine 1 is sewn at a high speed (for example, about 2200 revolutions / minute), the drivable time T (for example, about 20 ms) is based on the vertical movement cycle time in which the needle bar 4 moves up and down. Therefore, it is necessary to drive the feed base 12 in the X direction.

その為、加速領域ＭＥにおける加速度Ｍの為の加速時間が「Ｔ１」に設定され、その後の一定速領域ＣＥにおける一定速Ｖの為の一定速時間が「Ｔ２−Ｔ１」に設定され、減速領域ＮＥにおける減速度Ｎの為の減速時間は「Ｔ−Ｔ２」に設定されている。それ故、Ｘ方向駆動モータ３０は、基本的に台形状の速度パターンにて駆動制御される。 Therefore, the acceleration time for the acceleration M in the acceleration area ME is set to “T1”, and the constant speed time for the constant speed V in the subsequent constant speed area CE is set to “T2-T1”. The deceleration time for the deceleration N at NE is set to “T−T2”. Therefore, the X-direction drive motor 30 is basically driven and controlled with a trapezoidal speed pattern.

即ち、駆動パルス数をＰ、駆動可能時間をＴ、定速時期をＴ１、減速時期をＴ２とすると、
演算式１・・・Ｐ＝Ｖ（Ｔ２−Ｔ１）＋Ｖ（Ｔ１／２）＋Ｖ｛（Ｔ−Ｔ２）／２｝
演算式２・・・Ｍ＝Ｖ／Ｔ１
演算式３・・・Ｎ＝Ｖ／（Ｔ−Ｔ２）
が成立し、これら演算式１〜３に基づいて、
演算式４・・・（１／Ｍ＋１／Ｎ）Ｖ²−2 ＴＶ＋2 Ｐ＝０・・が成立する。
ここで、これら加速度Ｍ、減速度Ｎ、駆動可能時間をＴ、駆動パルス数Ｐは、夫々予め設定される定数であるため、Ｔ２≧Ｔ１の条件を加えることで、１つの一定速Ｖを求めることができる。 That is, assuming that the number of drive pulses is P, the driveable time is T, the constant speed timing is T1, and the deceleration timing is T2.
Arithmetic Formula 1 ... P = V (T2-T1) + V (T1 / 2) + V {(T-T2) / 2}
Formula 2 ... M = V / T1
Formula 3 ... N = V / (T-T2)
Is established, and based on these arithmetic expressions 1 to 3,
Arithmetic formula 4... (1 / M + 1 / N) V ² −2 TV + 2 P = 0.
Here, since the acceleration M, the deceleration N, the driveable time T, and the drive pulse number P are constants set in advance, one constant speed V is obtained by adding the condition of T2 ≧ T1. be able to.

この制御が開始されると、先ず、駆動パルス数Ｐとして「４」がセットされ（Ｓ11）、加速領域ＭＥの加速度Ｍに、加減速度記憶メモリ１６ａに設定された５種類の加速度Ｍのうちの最初の値「0.8」がセットされ（Ｓ12) 、減速領域ＮＥの減速度Ｎに、加減速度記憶メモリ１６ａに設定された５種類の減速度Ｎのうちの最初の値「0.8」がセットされる（Ｓ13）。 When this control is started, first, “4” is set as the drive pulse number P (S11), and the acceleration M in the acceleration region ME is set to one of the five types of acceleration M set in the acceleration / deceleration storage memory 16a. The first value “0.8” is set (S12), and the first value “0.8” of the five types of deceleration N set in the acceleration / deceleration storage memory 16a is set in the deceleration N of the deceleration area NE. (S13).

次に、一定速Ｖが演算される（Ｓ14）。この演算処理においては、Ｐ＝4 、Ｍ＝0.8 、Ｎ＝0.8 、Ｔ＝20msであるため、前述した演算式４を用いて演算により求められる。次に、カウンタＣに初期値「１」がセットされ（Ｓ15）、加速度Ｍと一定速Ｖと減速度Ｎに基づいて、駆動パルスを設定されたパルス数に応じて順次出力して、Ｘ方向駆動モータ３０を実際に駆動させながら、エンコーダＸ３４から出力されるエンコーダ信号が微小時間（例えば、約0.2ms ) おきに読み込まれる（Ｓ16）。次に、指令値合計とエンコーダ信号合計との差の絶対値の最大値、つまり最大差が演算される（Ｓ17）。 Next, the constant speed V is calculated (S14). In this calculation process, since P = 4, M = 0.8, N = 0.8, and T = 20 ms, they are obtained by calculation using the above-described calculation formula 4. Next, an initial value “1” is set in the counter C (S15), and based on the acceleration M, the constant speed V, and the deceleration N, drive pulses are sequentially output according to the set number of pulses, and the X direction While actually driving the drive motor 30, the encoder signal output from the encoder X34 is read every minute time (for example, about 0.2 ms) (S16). Next, the maximum absolute value of the difference between the command value total and the encoder signal total, that is, the maximum difference is calculated (S17).

次に、送り台１２が移動開始のために設定されたＸ方向原点位置に復帰移動され（Ｓ18）、カウンタＣの値が１つインクリメントされ（Ｓ19）、カウンタＣの値が「３」でない場合には（Ｓ20：No）、Ｓ16以降が繰り返して実行される。カウンタＣの値が「３」に達した場合には（Ｓ20：Yes ）、これら３回分の最大差の平均値が最大差テーブルに記憶される（Ｓ21）。次に、減速度Ｎの値が「0.1」だけインクリメント、つまり次の減速度Ｎが設定され（Ｓ22) 、減速度Ｎの値が最大の「1.2」に達していない場合には（Ｓ23：No）、Ｓ14以降が繰り返して実行される。 Next, when the feed base 12 is moved back to the X-direction origin position set to start the movement (S18), the value of the counter C is incremented by 1 (S19), and the value of the counter C is not "3" (S20: No), S16 and subsequent steps are repeatedly executed. When the value of the counter C reaches “3” (S20: Yes), the average value of these three maximum differences is stored in the maximum difference table (S21). Next, the value of the deceleration N is incremented by “0.1”, that is, the next deceleration N is set (S22), and when the value of the deceleration N has not reached the maximum “1.2” (S23: No ), S14 and subsequent steps are repeatedly executed.

減速度Ｎの値が最大の「1.2」に達した場合には（Ｓ23：Yes ）、加速度Ｍの値が「0.1」だけインクリメントされ（Ｓ24）、加速度Ｍの値が最大の「1.2」に達していない場合には（Ｓ25：No）、Ｓ13以降が繰り返して実行される。加速度Ｍの値が最大の「1.2」に達した場合には（Ｓ25：Yes ）、これら複数の最大差のうちから、最小の最大差が抽出され（Ｓ26）、この最小の最大差となる速度パターンにおける加速度Ｍと一定速Ｖと減速度Ｎのデータが決定されて最小最大差テーブルに記憶される（Ｓ27）。 When the value of deceleration N reaches the maximum “1.2” (S23: Yes), the value of acceleration M is incremented by “0.1” (S24), and the value of acceleration M reaches the maximum “1.2”. If not (S25: No), S13 and subsequent steps are repeatedly executed. When the value of the acceleration M reaches the maximum “1.2” (S25: Yes), the minimum maximum difference is extracted from the plurality of maximum differences (S26), and the speed at which this minimum maximum difference is obtained. Data of acceleration M, constant speed V, and deceleration N in the pattern is determined and stored in the minimum / maximum difference table (S27).

次に、駆動パルス間隔とＣＰＵ１５に対する割込みの為のカウンタの値が設定され、既存の駆動パルス間隔と割込み用カウンタ値が新規の設定値で変更される（Ｓ28）。次に、駆動パルス数Ｐが１つインクリメントされ（Ｓ29）、駆動パルス数Ｐが「１００」に達していない場合には（Ｓ30：No）、Ｓ12以降が繰り返して実行される。そして、最終的に駆動パルス数Ｐが「１００」に達した場合（Ｓ30：Yes ）、この制御を終了する。 Next, the drive pulse interval and the counter value for interrupt to the CPU 15 are set, and the existing drive pulse interval and interrupt counter value are changed with the new set value (S28). Next, the drive pulse number P is incremented by 1 (S29), and if the drive pulse number P does not reach "100" (S30: No), S12 and subsequent steps are repeatedly executed. When the drive pulse number P finally reaches “100” (S30: Yes), this control is finished.

ここで、ステッピングモータ速度制御の特にＳ12〜Ｓ14等が速度パターン演算手段に相当し、ステッピングモータ速度制御の特にＳ16，Ｓ17，Ｓ21等がテーブル作成手段に相当し、ステッピングモータ速度制御の特にＳ26，Ｓ27等が制御手段に相当する。また、ステッピングモータ速度制御の特にＳ12〜Ｓ14等が第１ステップに相当し、ステッピングモータ速度制御の特にＳ16，Ｓ17等が第２ステップに相当し、ステッピングモータ速度制御の特にＳ21等が第３ステップに相当し、ステッピングモータ速度制御の特にＳ26，Ｓ27等が第４ステップに相当する。 Here, the stepping motor speed control particularly S12 to S14 etc. corresponds to the speed pattern calculation means, the stepping motor speed control especially S16, S17, S21 etc. correspond to the table preparation means, and the stepping motor speed control especially S26, S27 and the like correspond to the control means. Further, stepping motor speed control particularly S12 to S14 etc. corresponds to the first step, stepping motor speed control especially S16, S17 etc. corresponds to the second step, and stepping motor speed control especially S21 etc. is the third step. The stepping motor speed control particularly S26, S27, etc. corresponds to the fourth step.

次に、ステッピングモータ速度制御の作用及び効果について説明する。但し、駆動パルス数Ｐが「１４」の場合について説明するものとする。 Next, the operation and effect of stepping motor speed control will be described. However, the case where the drive pulse number P is “14” will be described.

駆動パルス数Ｐが「１４」であって、加速度Ｍが「1.0」且つ減速度Ｎが「1.1」のときには、Ｘ方向駆動モータ３０を駆動パルス数Ｐにて実際に駆動しながらエンコーダ信号を微小時間おきに読み込むと、図７に示すように、出力された駆動パルス数である指令パルス数合計と、入力したエンコーダ信号合計と、微小時間毎の指令値合計とエンコーダ信号合計との差の絶対値が対応付けて求められる。 When the drive pulse number P is “14”, the acceleration M is “1.0”, and the deceleration N is “1.1”, the encoder signal is made minute while the X-direction drive motor 30 is actually driven with the drive pulse number P. When reading every time, as shown in FIG. 7, the absolute value of the difference between the total number of command pulses, which is the number of output drive pulses, the total input encoder signal, and the total command value and total encoder signal every minute time Values are obtained in association with each other.

即ち、図８に示すように、このように５種類「0.8〜1.2」の加速度Ｍの各々と５種類「0.8〜1.2」の減速度Ｎの各々とを組み合わせた２５通りの最大差が夫々求められ、最大差テーブルに記憶される。次に、これら２５通りの最大差のうちの最小の最大差「3.3」が求められる。それ故、図９に示すように、複数の指令パルス数Ｐ（４〜１００）の各々について、このように求められた最小の最大差を、加速度Ｍと一定速Ｖと減速時期Ｔ２と減速度Ｎとを対応付けて複数組記憶した最小最大差テーブルが作成される。 That is, as shown in FIG. 8, 25 maximum differences obtained by combining each of the five types “0.8 to 1.2” of acceleration M and each of the five types “0.8 to 1.2” of deceleration N are obtained. And stored in the maximum difference table. Next, the minimum maximum difference “3.3” of these 25 maximum differences is obtained. Therefore, as shown in FIG. 9, for each of a plurality of command pulses P (4 to 100), the minimum maximum difference thus obtained is determined as acceleration M, constant speed V, deceleration timing T2, and deceleration. A minimum / maximum difference table in which a plurality of sets are stored in association with N is created.

即ち、この最小最大差テーブルにおいては、指令パルス数Ｐに対応させて、最小の最大差となる速度パターンにおける加速度Ｍと一定速Ｖと減速度Ｎのデータが決定される。次に、指令パルス数Ｐ「１４」に関して説明すると、図１０に示すように、指令パルス数Ｐと速度Ｖに対応させて、駆動パルス間隔と、ＣＰＵ１５に対する割込みを発生させる為のカウンタの値からなる速度制御情報が求められ、不揮発性メモリ１７ａに既に記憶されている速度制御情報を書き換えて新規に設定される。 That is, in the minimum / maximum difference table, the data of the acceleration M, the constant speed V, and the deceleration N in the speed pattern having the minimum maximum difference is determined in correspondence with the command pulse number P. Next, the command pulse number P “14” will be described. As shown in FIG. 10, the drive pulse interval and the counter value for generating an interrupt to the CPU 15 corresponding to the command pulse number P and the speed V are calculated. Speed control information is obtained, and the speed control information already stored in the nonvolatile memory 17a is rewritten and newly set.

そこで、このように最終的に求められた加速領域ＭＥと一定速領域ＣＥと減速領域ＮＥにおける速度と、駆動パルス間隔と、割込みの為のカウンタ値とに基づいて、Ｘ方向駆動モータ３０が駆動制御される。指令パルス数Ｐが「１４」の場合、定速時期Ｔ１が「0.73ms」であるため、2 つの指令パルスが出力された時点で加速領域ＭＥから一定速領域ＣＥに変更され、また、減速時期Ｔ２が「19.19ms」であるため、１３個目の指令パルスが出力された時点で一定速領域ＣＥから減速領域ＮＥに変更される。 Therefore, the X-direction drive motor 30 is driven based on the speeds in the acceleration region ME, the constant speed region CE, and the deceleration region NE, the drive pulse interval, and the counter value for interruption, which are finally obtained in this way. Be controlled. When the command pulse number P is “14”, the constant speed time T1 is “0.73 ms”, so when the two command pulses are output, the acceleration area ME is changed to the constant speed area CE, and the deceleration time Since T2 is “19.19 ms”, the constant speed region CE is changed to the deceleration region NE when the thirteenth command pulse is output.

このように、予め設定された複数の加速度Ｍの各々と複数の減速度Ｎの各々とを組み合わせた複数の速度パターンの各々にてＸ方向駆動モータ３０がテスト的に駆動制御され、Ｘ方向駆動モータ３０に対する回転指令パルス値と、Ｘ方向駆動モータ３０の実回転角相当値であるエンコーダ信号合計との差の絶対値の最大値が複数組分求められるとともに、複数組の最大差の中から最小の最大差となる速度パターンにおける加速度、一定速、減速度のデータデータでもってＸ方向駆動モータ３０が実際に駆動制御されるので、Ｘ方向駆動モータ３０の最適で且つ理想的な速度パターンを容易に且つ迅速に求めることができるとともに、脱調や振動の発生を抑制してＸ方向駆動モータ３０を円滑に駆動制御することができる。 In this way, the X-direction drive motor 30 is driven and controlled in a test manner in each of a plurality of speed patterns obtained by combining each of the plurality of preset accelerations M and each of the plurality of decelerations N. The maximum absolute value of the difference between the rotation command pulse value for the motor 30 and the total encoder signal corresponding to the actual rotation angle of the X-direction drive motor 30 is obtained for a plurality of sets, and from among the maximum difference of the plurality of sets Since the X-direction drive motor 30 is actually driven and controlled by the data data of acceleration, constant speed, and deceleration in the speed pattern with the smallest maximum difference, the optimum and ideal speed pattern of the X-direction drive motor 30 is obtained. While being able to obtain | require easily and rapidly, generation | occurrence | production of a step-out and a vibration can be suppressed and the X direction drive motor 30 can be drive-controlled smoothly.

しかも、Ｘ方向駆動モータ３０を駆動制御しながら最適な速度パターンを求めるのではない為、高速処理が可能な高価な制御装置を必要とせず、制御装置１０の製造コストを安価にできること、送り台１２の駆動時間に関係なく、速度パターンを任意の時点でその都度、理想的な速度パターンに更新することができ、送り台１２の駆動状態における信頼性を高めることができる。 In addition, since an optimum speed pattern is not obtained while controlling the driving of the X-direction drive motor 30, an expensive control device capable of high-speed processing is not required, and the manufacturing cost of the control device 10 can be reduced. Regardless of the drive time of 12, the speed pattern can be updated to an ideal speed pattern each time at an arbitrary time, and the reliability in the drive state of the feed base 12 can be improved.

また、決定した加速度Ｍと一定速Ｖと減速度Ｎのデータに基づいて、加速領域ＭＥと一定速領域ＣＥと減速領域ＮＥの各々における駆動パルス間隔を夫々設定するので、これら加速領域ＭＥと一定速領域ＣＥと減速領域ＮＥの各々における駆動パルス間隔を、精度良く且つ迅速に求めることができる。 Further, since the drive pulse intervals in each of the acceleration region ME, the constant speed region CE, and the deceleration region NE are set based on the determined acceleration M, constant speed V, and deceleration N data, the acceleration region ME and the constant acceleration region ME are constant. The drive pulse interval in each of the speed region CE and the deceleration region NE can be obtained accurately and quickly.

また、加速度Ｍ及び減速度Ｎと、予め設定された駆動パルスＰの数と駆動可能時間Ｔとに基づいて一定速Ｖを演算するので、一定速領域ＣＥにおける一定速Ｖを、これらの数値を用いて演算により容易に求めることができる。 Further, since the constant speed V is calculated based on the acceleration M and deceleration N, the preset number of drive pulses P and the driveable time T, the constant speed V in the constant speed region CE is calculated using these numerical values. And can be easily obtained by calculation.

次に、前記実施形態を部分的に変更した変更形態について説明する。 Next, a modified embodiment in which the embodiment is partially modified will be described.

１〕駆動可能時間Ｔを「20ms」、駆動パルス数Ｐを「14」、加速度Ｍを「無限大」、減速度Ｎを「1.0」に設定した場合には、一定速Ｖが「0.7127」、定速時期Ｔ１が「0」、減速時期Ｔ2 が「19.29」となり、図１１に示すように、加速領域ＭＥがなくなり、一定速領域ＣＥと減速領域ＮＥだけの速度パターンとなる。 1) When the driveable time T is set to “20 ms”, the drive pulse number P is set to “14”, the acceleration M is set to “infinity”, and the deceleration N is set to “1.0”, the constant speed V is set to “0.7127”, The constant speed time T1 is “0” and the deceleration time T2 is “19.29”. As shown in FIG. 11, the acceleration region ME disappears, and only a constant speed region CE and a speed region NE are obtained.

２〕図１２に示すように、駆動可能時間Ｔを「20ms」、駆動パルス数Ｐを「14」、加速度Ｍを「0.14」、減速度Ｎを「0.14」に設定した場合には、一定速Ｖが「1.4」、定速時期Ｔ１が「10.00」、減速時期Ｔ2 が「10.00」となり、図１２に示すように、一定速領域ＣＥがなくなり、加速領域ＭＥと減速領域ＮＥからなる三角形状の速度パターンとなる。 2] As shown in FIG. 12, when the driveable time T is set to “20 ms”, the drive pulse number P is set to “14”, the acceleration M is set to “0.14”, and the deceleration N is set to “0.14”, the constant speed V is “1.4”, constant speed time T1 is “10.00”, and deceleration time T2 is “10.00”. As shown in FIG. 12, the constant speed region CE disappears, and a triangular shape composed of an acceleration region ME and a deceleration region NE is formed. It becomes a speed pattern.

３〕図１３に示すように、駆動可能時間Ｔを「20ms」、駆動パルス数Ｐを「14」、初速をＶ１、加速度Ｍを「0.5」、減速度Ｎを「0.4」に設定した場合には、一定速Ｖが「1.725」、定速時期Ｔ１が「1.05」、減速時期Ｔ2 が「18.94」、終速が初速Ｖ１よりも大きいＶ２となり、図１３に示すように、加速領域ＭＥと減速領域ＮＥと一定速領域ＣＥとからなる変形的な台形状の速度パターンとなる。 3] As shown in FIG. 13, when the driveable time T is set to “20 ms”, the drive pulse number P is set to “14”, the initial speed is set to V1, the acceleration M is set to “0.5”, and the deceleration N is set to “0.4”. The constant speed V is “1.725”, the constant speed time T1 is “1.05”, the deceleration time T2 is “18.94”, and the final speed is V2 larger than the initial speed V1, and as shown in FIG. This is a deformed trapezoidal velocity pattern composed of the region NE and the constant speed region CE.

４〕今回の速度パターン設定制御を開始するに際して既に設定されている、つまり今迄使用されていた加速度Ｍと減速度Ｎを設定範囲の中心値とし、その中心値に対して前後に拡大した複数種類を今回において採用する複数種類の加速度Ｍと複数種類の減速度Ｎとして加減速度記憶メモリ５１ａに設定するようにしてもよい。 4] The acceleration M and deceleration N that have already been set at the start of the current speed pattern setting control, that is, used up to now are set as the center value of the setting range, and a plurality of parts that are enlarged back and forth with respect to the center value The types may be set in the acceleration / deceleration storage memory 51a as a plurality of types of accelerations M and a plurality of types of decelerations N employed at this time.

５〕送り台１２を移動駆動するＸ方向駆動モータ３０だけに限らず、ステッピングモータからなるＹ方向駆動モータ３２、θ方向駆動モータ２４等、各種のモータに本発明を適用することが可能である。更に、電子鳩目穴かがりミシン１以外の、工作機械等の産業機器における種々の被駆動部を駆動制御する各種のステッピングモータ駆動制御する駆動制御装置にも本発明を適用することが可能である。 5) The present invention can be applied to various motors such as the Y-direction drive motor 32 and the θ-direction drive motor 24 which are not only the X-direction drive motor 30 for moving and driving the feed base 12 but also a stepping motor. . Further, the present invention can also be applied to various drive control devices for driving and controlling various stepping motors for driving and controlling various driven parts in industrial equipment such as machine tools other than the electronic eyehole sewing machine 1.

６〕本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、当業者でれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。 6) The present invention is not limited to the embodiment described above, and those skilled in the art can implement the present invention by adding various modifications without departing from the spirit of the present invention. The present invention includes such modifications.

本発明の実施形態に係る電子鳩目穴かがりミシンの斜視図である。1 is a perspective view of an electronic eyelet hole sewing machine according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る電子鳩目穴かがりミシンの側面図である。1 is a side view of an electronic eyelet hole sewing machine according to an embodiment of the present invention. 電子鳩目穴かがりミシンの制御系のブロック図である。It is a block diagram of a control system of an electronic eyelet hole sewing machine. 加減速度記憶メモリに設定された設定値を例示する図表である。It is a graph which illustrates the setting value set to the acceleration / deceleration storage memory. 台形状の速度パターンを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a trapezoidal speed pattern. 速度パターン設定制御のフローチャートである。It is a flowchart of speed pattern setting control. テスト的に駆動制御したときの指令パルス数合計とエンコーダ信号合計を示す図表である。6 is a chart showing the total number of command pulses and the total encoder signal when drive control is performed as a test. 最大差テーブルのデータ構成を説明する図表である。It is a chart explaining the data structure of a maximum difference table. 最小最大差テーブルのデータ構成を説明する図表である。It is a graph explaining the data structure of the minimum / maximum difference table. 加速領域と一定速領域と減速領域における駆動パルス間隔と割込みカウント値とを対応させた図表である。5 is a chart in which drive pulse intervals and interrupt count values in an acceleration region, a constant speed region, and a deceleration region are associated with each other. 変更形態に係る図５相当図である。FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 according to a modified embodiment. 変更形態に係る図５相当図である。FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 according to a modified embodiment. 変更形態に係る図５相当図である。FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 according to a modified embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１電子鳩目穴かがりミシン
１０制御装置
１２送り台
１６ａ加減速度記憶メモリ
３０Ｘ方向駆動モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic eyelet hole sewing machine 10 Control apparatus 12 Feed stand 16a Acceleration / deceleration storage memory 30 X direction drive motor

Claims

加速領域と一定速領域と減速領域のうちの少なくとも２つの領域からなる速度パターンに基づいて、予め設定された数の駆動パルスでステッピングモータを駆動制御し、ステッピングモータに連結された被駆動部を駆動するステッピングモータの速度制御装置において、
前記ステッピングモータの出力軸の実回転角に相当する実回転角相当値を検出可能な検出手段と、
予め設定された複数の加速度と複数の減速度とを記憶する加減速度記憶手段と、
前記加減速記憶手段に記憶した複数の加速度の各々と複数の減速度の各々との組み合わせにてステッピングモータを駆動する場合の複数の速度パターンを演算する速度パターン演算手段と、
前記速度パターン演算手段で演算された複数の速度パターンの各々にてステッピングモータをテスト的に駆動制御し、ステッピングモータに対して回転指令した指令値と、前記検出手段で検出された実回転角相当値との差の絶対値の最大値を求め、その最大差を加速度と一定速及び減速度と対応付けて複数組み記憶した最大差テーブルを作成するテーブル作成手段と、
前記最大差テーブルに記憶した複数組の最大差の中から最小の最大差を抽出し、この最小の最大差となる速度パターンにおける加速度、一定速、減速度のデータを決定する制御手段と、
を備えたことを特徴とするステッピングモータの速度制御装置。 Based on a speed pattern composed of at least two of an acceleration region, a constant speed region, and a deceleration region, the stepping motor is driven and controlled with a preset number of driving pulses, and a driven unit connected to the stepping motor is controlled. In the stepping motor speed control device to drive,
Detection means capable of detecting an actual rotation angle equivalent value corresponding to the actual rotation angle of the output shaft of the stepping motor;
Acceleration / deceleration storage means for storing a plurality of preset accelerations and a plurality of decelerations;
A speed pattern calculating means for calculating a plurality of speed patterns when driving the stepping motor by a combination of each of a plurality of accelerations stored in the acceleration / deceleration storage means and each of a plurality of decelerations;
The stepping motor is controlled and driven by each of the plurality of speed patterns calculated by the speed pattern calculating means, and the command value for rotating the stepping motor is commanded and the actual rotation angle detected by the detecting means A table creating means for obtaining a maximum value of the absolute value of the difference between the value and creating a maximum difference table in which the maximum difference is stored in association with an acceleration, a constant speed, and a deceleration; and
A control means for extracting a minimum maximum difference from a plurality of sets of maximum differences stored in the maximum difference table, and determining acceleration, constant speed, and deceleration data in a speed pattern that is the minimum maximum difference;
A stepping motor speed control device comprising:

前記制御手段は、決定した加速度と一定速と減速度のデータに基づいて、前記加速領域と一定速領域と減速領域の各々における駆動パルス間隔を夫々設定することを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータの速度制御装置。 The control means sets drive pulse intervals in each of the acceleration region, the constant speed region, and the deceleration region based on the determined acceleration, constant speed, and deceleration data, respectively. Stepping motor speed control device.

前記速度パターン演算手段は、前記加速度及び減速度と、予め設定された駆動パルスの数と駆動可能時間とに基づいて前記一定速を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載のステッピングモータの速度制御装置。 3. The stepping according to claim 1, wherein the speed pattern calculation means calculates the constant speed based on the acceleration and deceleration, a preset number of drive pulses, and a drivable time. Motor speed control device.

前記被駆動部は、縫製機に設けられた縫製機構部であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のステッピングモータの速度制御装置。 The speed control device for a stepping motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the driven portion is a sewing mechanism portion provided in a sewing machine.

加速領域と一定速領域と減速領域のうちの少なくとも２つの領域からなる速度パターンに基づいて、予め設定された数の駆動パルスでステッピングモータを駆動制御し、ステッピングモータに連結された被駆動部を駆動するステッピングモータの速度制御方法において、
予め設定された複数の加速度の各々と複数の減速度の各々との組み合わせにてステッピングモータを駆動する場合の複数の速度パターンを演算する第１ステップと、
前記複数の速度パターンの各々にてステッピングモータをテスト的に駆動制御し、前記ステッピングモータをテスト的に駆動制御する毎に、ステッピングモータに対して回転指令した指令値と、前記ステッピングモータの出力軸の実回転角に相当する実回転角相当値との差の絶対値の最大値を求める第２ステップと、
これら最大差を加速度と一定速及び減速度と対応付けて複数組記憶した最大差テーブルを作成する第３ステップと、
前記最大差テーブルに記憶した複数組の最大差の中から最小の最大差を抽出し、この最小の最大差となる速度パターンにおける加速度、一定速、減速度のデータを選択する第４ステップと、
を備えたことを特徴とするステッピングモータの速度制御方法。
Based on a speed pattern composed of at least two of an acceleration region, a constant speed region, and a deceleration region, the stepping motor is driven and controlled with a preset number of driving pulses, and a driven unit connected to the stepping motor is controlled. In the speed control method of the driving stepping motor,
A first step of calculating a plurality of speed patterns when the stepping motor is driven by a combination of each of a plurality of preset accelerations and each of a plurality of decelerations;
The stepping motor is driven and controlled in a test manner at each of the plurality of speed patterns, and each time the stepping motor is driven and controlled in a test manner, a command value for rotation command to the stepping motor and the output shaft of the stepping motor A second step for obtaining a maximum absolute value of a difference from an actual rotation angle equivalent value corresponding to the actual rotation angle;
A third step of creating a maximum difference table in which a plurality of sets of these maximum differences are stored in association with acceleration, constant speed, and deceleration;
A fourth step of extracting a minimum maximum difference from a plurality of sets of maximum differences stored in the maximum difference table, and selecting acceleration, constant speed, and deceleration data in a speed pattern that is the minimum maximum difference;
A stepping motor speed control method comprising: