JP4260505B2 - Pulse motor control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のパルスモータを効率良く簡易に制御するための、FPGA(Field Programmable Gate Array)構成の副制御部を有するパルスモータ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
紙幣等の紙葉類の搬送、繰出し、繰込み等を行う紙葉類処理機も、最近は高速で正確な紙葉類の処理(例えば入金処理や出金処理)を要求されるようになっている。紙葉類処理機では従来ブラシレスDCモータやパルスモータ(ステッピングモータ)が使用されているが、制御の容易さや位置決め等の正確さではパルスモータ(ステッピングモータ)が優れている。そのため、紙葉類処理機における各部の駆動には、パルスモータが使用されるようになって来ている。
【0003】
【特許文献1】
特開昭57−39487
【0004】
【特許文献2】
実開昭59−149841
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パルスモータの制御の現状を見てみると、CPU等で成る主制御部に内蔵したタイマと割込み機能を使用して制御を行っており、特に主制御部内蔵タイマのチャンネル及びソフト処理負荷に制約を受ける関係で、主制御部で駆動制御されるパルスモータの数は2個が限度であった。仮に紙葉類処理機に用いられるパルスモータの個数が6個であるとすると、パルスモータ2個ずつに主制御部をそれぞれ設けることも可能である。ところが、例えば循環式紙幣入出金機、特に外国向けの循環式紙幣入出金機のように金種数が多く、パルスモータの数が10個以上具備されている装置にあっては、上述の方法では主制御部にソフト負荷がかかり過ぎ、制御上の制約があり過ぎるという問題がある。
【0006】
図10は多数のパルスモータPM1〜PMnをCPU等で成る1つの制御部200で制御する場合を示しており、制御部200にはセンサ群201からの各検知信号が入力されると共に、制御部200は紙幣識別部202の識別制御も行うようになっている。そのため、一般的には制御できるパルスモータの数が2個であり、それ以上の数のパルスモータを制御する場合には、制御部200で使用するCPUが高速で大型化するという問題がある。
【0007】
汎用的なCPUを使用する場合には図11に示すように制御を分散化し、多数のパルスモータPM11〜PM12,PM21〜PM23,…,PMm1〜PMm2を分散制御とし、それぞれ制御部2201、2202、…、220mで制御すれば良いが、パルスモータの数に応じてCPU(制御部)も多くなってコストアップになってしまうという問題がある。
【0008】
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、1つのCPU(主制御部)とFPGA構成の副制御部とを具備し、比較的簡易な構成で多数のパルスモータを効率的に制御できるパルスモータ制御装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、駆動部でそれぞれ駆動される複数のパルスモータに対する動作を指令する主制御部と、前記主制御部からの指令に応じて、前記複数のパルスモータを機能別のデータテーブルに基づいて制御するFPGA構成の副制御部とを備えたパルスモータ制御装置に関し、本発明の上記目的は、前記副制御部が、前記主制御部からの指令をそれぞれが入力すると共に、前記複数のパルスモータに対応して設けられている複数の入力部と、前記複数の入力部からの指令を選択して前記データテーブルに入力する選択部と、前記データテーブルからの出力を振分ける振分け出力部と、前記振分け出力部からの前記データテーブルの値に応じた長さの駆動パルスを生成するために前記複数のパルスモータに設けられたタイマと、前記選択部及び前記振分け出力部を同期して選択する選択信号発生部とで構成され、前記データテーブルのデータ特性が、前記複数のパルスモータの各起動時に次第に速度を上昇させ、高速時に定速を維持し、停止時に次第に下降させるようになっていることにより達成され、前記データテーブルが紙幣処理装置の機能別に用意されていることにより、或いは前記データテーブルを選択又は修正するデータ修正部を更に設けることにより、より効果的に達成される。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は本発明のパルスモータ制御方式の原理を示すブロック構成図であり、システム全体の制御を行うCPU等で成る主制御部100にはFPGA(Field Programmable Gate Array)構成の副制御部110が接続され、副制御部110が生成する制御パルス信号CPによって、駆動部1301〜130Nを介して複数のパルスモータPM1〜PMNを駆動制御する。副制御部110は主制御部100からの各種指令を入力するインタフェースとしての内部ポート部111と、パルスモータPM1〜PMNの駆動特性を格納した複数のデータテーブルで成るテーブル部112と、内部ポート部111及びテーブル部112と協働してパルスモータPM1〜PMNの制御パルス信号CPを生成するパルス制御回路113とを有しており、副制御部110にはセンサ群120からの検知信号DSが入力されると共に、主制御部100を介して紙幣識別部121を識別制御するようになっている。センサ群120は、紙葉類の通過や到達、数量等を検知するセンサである。
【0011】
テーブル部112のデータテーブルのデータ特性は図2に示すように、パルスモータの起動時には次第に速度が上昇し、高速時には定速を保持し、パルスモータの停止時には次第に速度が下降するような特性となっており、これらデータテーブルがパルスモータの機能(制御系)別に複数格納されている。即ち、テーブル部112には、図3に示すように機能別に複数のデータテーブルが格納されている。例えば紙幣処理機に適用した場合、紙葉類の搬送系、繰出し部、繰込み部、回収系のようにデータテーブルが複数用意されており、データ修正部122により紙葉類処理機の機種や仕様に応じてその中から選択して使用するようになっている。また、各データテーブルの特性は、データ修正部122を用いて外部から適宜修正できるようにもなっている。このように、データ修正部122は複数用意されたデータテーブルのいずれかの選択機能と、各データテーブルの特性の修正機能との両機能を備えている。なお、データ修正部122からテーブル部112への入力は直接入力の他に、主制御部100を経由して入力しても良い。
【0012】
このような構成において、その動作を説明する。
【0013】
主制御部100はパルスモータPM1〜PMNに対する駆動指令として、パルスモータPM1〜PMNを駆動したり駆動停止したりするON/OFF指令、パルスモータPM1〜PMNの正転駆動又は逆転駆動を指令する正/逆指令、高速駆動又は低速駆動を指令する高/低指令、低速から高速へ変化させるスローアップ(SU)又は高速から低速へ変化させるスローダウン(SD)を指令するSU/SD指令を内部ポート部111を介して副制御部110に入力し、センサ群120からの検知信号DSは内部ポート111を介して副制御部110に入力される。副制御部110は内部ポート111を介して紙幣識別部121を制御すると共に、紙幣識別部121からの識別信号を入力し、パルス制御回路113が内部ポート部111及びテーブル部112の協働によってパルスモータPM1〜PMNを駆動する制御パルス信号CPを生成し、駆動部1301〜130Nを介して主制御部100からの指令に従ったパルスモータPM1〜PMNの駆動制御を実行する。
【0014】
パルスモータPM1〜PMNは高速で起動すると脱調を生じるため、図2に示すように徐々に速度を上げるように制御され、停止時においても脱調を防止するために減速しながら停止する。テーブル部112には機能別に複数のデータテーブルが格納されており、各機能について、機種や仕様に応じた特性のデータテーブルがデータ修正部122にて選定されて使用されるようになっている。
【0015】
このように主制御部100が直接パルスモータPM1〜PMNを駆動制御するのではなく、FPGA構成の副制御部110を介してパルスモータPM1〜PMNを駆動制御するようにしているので、1個のCPUで多数のパルスモータを制御でき、コストダウンになる。また、FPGAは構成の書換えが可能であり、データテーブルを複数備えておくことで、種々の機種や仕様に対応したパルスモータの制御を容易に実現することができる。
【0016】
次に、FPGA構成の副制御部110の具体的な詳細例を、図4に示して説明する。
【0017】
主制御部100からはパルスモータPM1〜PMNに対して、パルスモータPM1〜PMNを駆動したり駆動停止したりするON/OFF指令、パルスモータPM1〜PMNの正転駆動又は逆転駆動を指令する正/逆指令、パルスモータPM1〜PMNの高速駆動又は低速駆動を指令する高/低指令、パルスモータPM1〜PMNを低速から高速へ変化させるスローアップ(SU)又は高速から低速へ変化させるスローダウン(SD)を指令するSU/SD指令が与えられ、これら指令はそれぞれパルスモータPM1〜PMNに対応した入力部1111〜111Nに入力される。入力部1111〜111Nから出力された指令は選択部111Aに入力され、選択信号発生部101からの選択信号SLで選択されて出力される。内部ポート111は、入力部1111〜111N、選択部111A及び選択信号発生部101で形成されている。選択部111Aで選択された指令はテーブル部112のデータテーブルに入力され、データテーブルからは入力指令に基づいたテーブルデータが出力され、出力されたテーブルデータは振分け出力部113Aに入力され、選択信号SLに同期してパルスモータPM1〜PMNに振分けられる。振分け出力部113Aからの出力データODはタイマ1131〜113Nに入力されて計数され、タイマ1131〜113Nは可変周期の制御パルス信号CPを出力する。制御パルス信号CPは駆動部1301〜130Nを介してパルスモータPM1〜PMNを駆動するようになっている。振分け出力部113A、タイマ1131〜113N及び選択信号発生部101でパルス制御回路113が形成されている。
【0018】
このような構成において、入力部1111〜111NにはそれぞれパルスモータPM1〜PMNに対する指令が入力され、各入力部1111〜111Nからの指令は選択部111Aで順次選択されて出力される。選択信号SLは選択信号発生部101で図5に示すようなタイミングでサイクリックに出力され、この選択信号SLによって各パルスモータPM1〜PMNに対する指令が順次選択部111Aで選択される。選択部111Aからの出力指令はテーブル部112のデータテーブルに入力され、データテーブルでは図6に示すような関係でデータ出力する。即ち、入力指令#1に対してデータD1が読出されて出力され、入力指令#2に対してデータD2が読出されて出力される。
【0019】
データテーブルから出力されたテーブルデータは振分け出力部113Aに入力され、図5に示すようなタイミングで出力される選択信号SLで各パルスモータPM1〜PMNに振分けられる。例えばパルスモータPM1に振分けられたテーブルデータOD1はタイマ1131に入力され、図7に示すように起動時には低速で、次第に高速となるような周期の制御パルス信号CP1を生成する。即ち、図7では、周期をL1>L2>L3>L4というように次第に小さくして回転速度を徐々に上げるようになっている。制御パルス信号CP1は駆動部1301を経てパルスモータPM1に入力され、これによりパルスモータPM1が駆動制御される。他のパルスモータPM2〜PMNについても同様である。
【0020】
次に、上述した本発明のパルスモータ制御方式を適用することができる循環式紙幣入出金機を、図8及び図9に示して説明する。
【0021】
この循環式紙幣入出金機11は例えば銀行などのカウンタに、このカウンタの内側にいる2人のテラー間に設置され、循環式紙幣入出金機11の左右の一方又は両方にいるテラーのいずれからも使用可能となっている。循環式紙幣入出金機11には左右の2人のテラーが操作する上位端末12,13がそれぞれ接続され、これら上位端末12,13のいずれか一方のみで循環式紙幣入出金機11を使用する場合、両方で循環式紙幣入出金機11を使用する場合の3通りが可能である。循環式紙幣入出金機11は機体14を有し、この機体14はテラーが操作する操作面側を前面14aとし、この前面14aと反対側を後面14bとした場合、左右方向の横幅が狭く、前後方向の奥行きが長いと共に、上下方向の高さが高い縦型に構成されている。
【0022】
機体14には上部ユニット15及び下部ユニット16が機体14の前面側から引出し可能に設けられている。上部ユニット15の上面前側及び前面上側に操作部としての上面操作部17及び前面操作部18が配置され、上面操作部17は機体14の上面14cより上方に突出され、上面操作部17の後方の機体14の上面域にカウンタが嵌合する嵌合段部19が形成され、嵌合段部19から機体14の後面14bまでの幅寸法のカウンタが機体14の上面14cに嵌合配置され、上面操作部17の上面がカウンタの上面とほぼ同じ高さ位置に配置される。
【0023】
図9に示すように上部ユニット15の上面操作部17には、前側から順に、前方へ向けて下降傾斜する傾斜面20及びほぼ水平な水平面21が形成され、水平面21には前側から順に、紙幣を出金する紙幣出金口部22及び紙幣を入金する紙幣入金口部23が形成され、紙幣出金口部22及び紙幣入金口部23の設置域の左右両側域に左右いずれのテラーで入出金処理を占有するかを指示する占有ボタン24が配置され、傾斜面20の幅方向及び前後方向の中央位置には、紙幣の詰まり個所や紙幣の残量などを表示する表示部25が配置されている。
【0024】
上部ユニット15の前面操作部18には、入金処理時に入金紙幣の一時保留後の入金非承認によって返却することになった紙幣を取出すための開口部26が形成され、前面扉36で閉塞される。また、上部ユニット15を機体14に収納した状態で施錠解錠するテラー操作用の上部ユニット錠27が設けられている。上部ユニット錠27の解錠によって上部ユニット15が機体14から引き出せる。機体14の前面下部域には扉体28が開閉可能に取付けられ、扉体28に下部ユニット16を機体14に収納して扉体28を閉じた状態で施錠解錠する金融機関の上位管理者又は警備保障会社の社員しか操作できない下部ユニット錠29が設けられており、扉体28を解錠して開放することで下部ユニット16を機体14内から前方へ引出し可能としている。
【0025】
上部ユニット15の紙幣出金口部22及び紙幣入金口部23の下部には、紙幣を立位姿勢でかつ長方形の紙幣の短手方向を上下方向として収納する紙幣出金部32及び紙幣入金部33が配置されている。紙幣出金口部22には、出金中に紙幣出金口部22を閉じると共に出金終了時に開く透明シャッタ34が開閉可能に配置され、出金中においては閉じている透明シャッタ34を透過して紙幣出金部32に出金される紙幣を視認可能としている。
【0026】
上部ユニット15の前面の開口部26の内側には、正規と識別された入金紙幣を受収して金種混合状態で一括して一時保留する入金紙幣一時保留部35が配置されている。入金紙幣一時保留部35の前面には透明な前面扉36が開閉可能に配置され、一時保留紙幣の返却時に電磁ロックが解除され、前面扉36に設けられている取っ手37を持って開口部26から前方へ開くことにより、開口部26を通じて入金紙幣一時保留部35内の入金非承認時の一時保留紙幣を一括取出し可能としている。
【0027】
上部ユニット15内には、紙幣出金部32、紙幣入金部33及び入金紙幣一時保留部35に接続されて紙幣を搬送する上部ユニット側紙幣搬送部40が配設されている。上部ユニット側紙幣搬送部40は紙幣出金部32に紙幣を搬送する出金搬送路部41、紙幣入金部33から繰出される紙幣を搬送する入金搬送路部42、出金搬送路部41の途中に接続されて入金紙幣一時保留部35との間で紙幣を搬送する保留搬送路部43、後方から前方へ折り返す上側の一端が入金搬送路部42に接続された識別搬送路部44、識別搬送路部44の上側の一端と下側の他端とを接続するバイパス搬送路部45、識別搬送路部44の上側の一端と出金搬送路部41の下側の一端との間に接続された保留出金搬送路部46、保留出金搬送路部46に接続されて前方へ延設されたリジェクト紙幣搬送路部47、識別搬送路部44の下側の他端に接続されて前方へ延設され前端がリジェクト紙幣搬送路部47に接続された収納出金搬送部48を有している。少なくとも出金搬送路部41、保留搬送路部43、識別搬送路部44、保留出金搬送路部46及び収納出金搬送路部48は、紙幣の搬送方向を正逆に反転させることができる。各搬送路41〜48間の接続部分には紙幣の進行方向を切換える切換部材49が配置され、識別搬送路部44には搬送する紙幣の正偽や金種などを識別する紙幣識別部50が配設されている。
【0028】
紙幣出金部32には、出金搬送路部41で搬送して来る紙幣を立位姿勢で紙幣出金部32内に1枚ずつ繰り込む羽根ローラ53、羽根ローラ53で繰り込まれる紙幣を立位姿勢で受け入れると共に、紙幣を受け入れる位置を一定にして紙幣の立位姿勢を保ちながら前方へ整列集積するために受け入れた紙幣量に応じて移動するトレイ54が配置されている。
【0029】
紙幣入金部33には、入金紙幣を立位姿勢で受け入れるトレイ57、入金処理の開始時に移動するトレイ57で押付けられる立位姿勢で整列集積される紙幣を1枚ずつ下方へ繰込むキックローラ58、キックローラ58で繰込まれる紙幣を挟持して入金搬送路42へ繰込むフィードローラ59とゲートローラ60が配設されている。
【0030】
入金紙幣一時保留部35は、その後面上側に保留搬送路部43が接続され、その後面上側が後方へ向けて下り傾斜されており、入金紙幣一時保留部35における保留空間部35aの周囲を囲む前面扉36である前面壁63と後面壁64との間で入金紙幣一時保留部35内を昇降する集積台65上に紙幣の紙面を上下方向に向けて集積する。
【0031】
入金紙幣一時保留部35には、保留搬送路部43から入金紙幣一時保留部35に入金紙幣を1枚ずつ繰込むと共に、入金承認時に一時保留紙幣を保留搬送路部43へ1枚ずつ繰出す繰込み繰出し手段66が配設されている。繰込み繰出し手段66は、紙幣を載せて昇降する集積台65と連動して動作するもので、保留搬送路部43から入金紙幣一時保留部35に紙幣を繰込むと共に、入金紙幣一時保留部35から保留搬送路部43へ紙幣を繰出す軸方向に複数のフィードローラ67及びゲートローラ68、繰込み時及び繰出し時にフィードローラ67との間で紙幣を挟持して搬送する搬送ローラ69、紙幣繰込み時にゲートローラ68の側部位置に移動して紙幣を1枚ずつ繰込むと共に、紙幣繰出し時にゲートローラ68の側部位置から待避位置に待避する羽根ローラ(図示せず)、入金紙幣一時保留部35の保留空間部35a外から選択的に保留空間部35a内へ進出して繰込まれる紙幣の繰込み方向先端縁を係止して紙幣の繰込み方向後端縁を後面壁64に揃えて繰込み繰出し手段66による繰出し可能な一時保留位置に位置決めするストッパ(図示せず、紙幣幅が小の場合は選択的に進出)、紙幣繰出し時に集積台65上の一時保留紙幣を1枚ずつフィードローラ67とゲートローラ68との間に繰出すキックローラ70を備えている。
【0032】
入金紙幣一時保留部35への紙幣繰込み時には、フィードローラ67、ゲートローラ68及び羽根ローラ(図示せず)で繰込まれる紙幣を集積台65上に集積させると共に、レベルセンサ(図示せず)で集積台65上に集積された一時保留紙幣の上面高さを監視し、高くなれば集積台65を順次下降させて一時保留紙幣を受入れて集積する上面高さを一定の範囲内に保つようにする。また、入金紙幣一時保留部35からの紙幣繰出し時には、集積台65を上昇させて一時保留紙幣をキックローラ72に押付け、キックロラ72及びフィードローラ67の回転により、一時保留紙幣を1枚ずつ繰出す。
【0033】
下部ユニット16には、機体14の前側域に、商品券等を収納する着脱ボックス81が着脱可能に配置されていると共に、リジェクト紙幣を収納するリジェクトボックス82が配置されている。リジェクトボックス82の後部域には、金種別に紙幣を収納する金種別紙幣収納部83が前後方向に並んで配置され、各金種別紙幣収納部83における上部域に紙幣1枚ずつの受収及び1枚ずつの繰出しをする紙幣受収繰出し部84が配置され、金種別紙幣収納部83の上方域に各紙幣受収繰出し部84に接続して紙幣を搬送する下部ユニット側紙幣搬送部85が配置されている。
【0034】
リジェクトボックス82には、リジェクトボックス82の上部から紙幣を1枚ずつ繰込み可能とする繰込み手段87が配置されている。各金種別紙幣収納部83には集積台88が昇降可能に配置され、集積台88上に紙幣の紙面を上下方向に向けて集積する。
【0035】
下部ユニット側紙幣搬送部85は金種別紙幣収納部83の上方域に沿って前後方向に配置された主搬送路部89、主搬送路部89から各金種別紙幣収納部83に繰込む紙幣を搬送する繰込み搬送路部90、各金主別紙幣収納部83から繰出される紙幣を主搬送路部89に搬送する繰出し搬送路部91を備え、各搬送路部89〜91の接続部分には、紙幣の進行方向を切換える切換え部材92がそれぞれ配置されている。下部ユニット側紙幣搬送部85の主搬送路部89は、紙幣の搬送方向を正逆に反転させることができる。
【0036】
紙幣受収繰出し部84は、紙幣を載せて昇降する集積台88と連動して動作するもので、紙幣収納時に繰込み搬送路部90からの紙幣を集積台88上に繰込む繰込みローラ93,94、紙幣繰出し時に集積台88上の紙幣を1枚ずつ繰出すキックローラ95、キックローラ95で繰出される紙幣を繰出し搬送路部91に繰出す繰出しローラ96及びゲートローラ97を備えている。そして、金種別紙幣収納部83への紙幣繰込み時には、集積台88上に紙幣を集積収納する毎に紙幣の上面高さが高くなるため、集積台88を順次下降させて紙幣を受入れて集積収納する上面高さを一定の範囲内に保つようにする。また、金種別紙幣収納部83からの紙幣繰出し時には、集積台88を上昇させて紙幣をキックローラ95に押し付け、キックローラ95の回転により紙幣を1枚ずつ繰出す。
【0037】
また、機体14には、上部ユニット15と下部ユニット16との間において、機体14に収納した下部ユニット16の上面を閉塞状態に覆う板状の被覆部材1が固定されている。被覆部材1には前端側に第1の開口部2及び第2の開口部3が形成され、第1の開口部2には、上部ユニット側紙幣搬送部40の収納出金搬送路部48の前端側と下部ユニット側紙幣搬送部85の前端側とを接続して紙幣を搬送する第1の接続通路部4が配置され、第2の開口部3には上部ユニット側紙幣搬送部40のリジェクト紙幣搬送路部47とリジェクトボックス82とを接続して紙幣を搬送する第2の接続通路部5が配置されている。これら第1の接続通路部4及び第2の接続通路部5は、機体14側に固定された被覆部材1の第1の開口部2及び第2の開口部3を通じて、機体14に対して引き出し可能とした上部ユニット15及び下部ユニット16を機体14に収納した状態で接続されて上部ユニット15と下部ユニット16との間で紙幣の搬送が可能となる。更に、第1の接続通路部4及び第2の接続通路部5は、紙幣の搬送方向を正逆に反転させることができる。
【0038】
上述した循環式紙幣入出金機11の紙幣搬送系、繰出し部、繰込み部、回収系等の駆動手段をパルスモータとし、各パルスモータを図1又は図4で示すような制御系で制御する。これにより、1つのCPU(主制御部)とFPGA構成の副制御部で多数のパルスモータを制御でき、パルスモータの特徴を生かした紙幣処理を実現できる。また、パルスモータの起動や停止時には急激な速度変化を生じないように制御しているので、脱調を発生することもなく、高精度な制御を実現することができる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のパルスモータ制御方式によれば割込み機能やDMAの設定が不要であり、ソフト開発工数の削減、プログラム容量の削減、使用する主制御部(CPU)に依存しないソフトウェアプログラムの作成といったように、ソフト構成が容易になるといった効果がある。割込み機能やDMA等のCPU負荷がかからずその分、他の処理を行うことができ、CPUにかかる負荷を軽減することができ、そのため処理スピードをCPUに拘束されることなく速くすることができる。1個のCPUで多数のパルスモータを制御することが可能となり、コストダウンになる。
【0040】
FPGAは構成の書換えが可能であり、データテーブルを複数種類持っておくことも可能であり、例えば数パターンのいずれかのパターンを選択することで、そのパターンのスローアップ/スローダウンの制御を極めて容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパルスモータ制御系の一例を示すブロック図である。
【図2】テーブルの特性例を示す図である。
【図3】テーブル部の構成例を示す図である。
【図4】本発明による副制御部の構成例を示すブロック図である。
【図5】選択部の動作例を示すタイムチャートである。
【図6】入力指令に対するデータ出力例を示す図である。
【図7】パルス信号の出力例を示す図である。
【図8】循環式紙幣入出金機の概略側面図である。
【図9】循環式紙幣入出金機の構成図である。
【図10】従来のパルスモータ制御系の一例を示すブロック図である。
【図11】従来のパルスモータ制御系の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
11 循環式紙幣入出金機
100 主制御部(CPU)
101 選択信号発生部
110 副制御部
111 内部ポート部
112 テーブル部
113 パルス制御回路
120 センサ群
121 紙幣識別部
122 データ修正部
1111〜111N 入力部
111A 選択部
113A 振分け出力部
1131〜113N タイマ
PM1〜PMN パルスモータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a sub-control unit having an FPGA (Field Programmable Gate Array) configuration for efficiently and easily controlling a plurality of pulse motors. Pulse motor control device having About.
[0002]
[Prior art]
Paper sheet processing machines that transport, feed, and carry paper sheets such as banknotes have recently been required to process paper sheets at high speed (for example, deposit processing and withdrawal processing). ing. Conventional paperless processing machines use brushless DC motors or pulse motors (stepping motors), but pulse motors (stepping motors) are superior in terms of ease of control and accuracy of positioning. Therefore, a pulse motor has been used to drive each part in the paper sheet processing machine.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-57-39487
[0004]
[Patent Document 2]
Akira 59-149841
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, looking at the current state of control of pulse motors, control is performed using the timer and interrupt function built in the main control unit such as a CPU, and in particular the channel of the main control unit built-in timer and the software processing load The number of pulse motors that are driven and controlled by the main control unit is limited to two. If the number of pulse motors used in the paper sheet processing machine is six, it is possible to provide a main control unit for each two pulse motors. However, in the case of a device having a large number of denominations and having 10 or more pulse motors, such as a circulation type banknote depositing and dispensing machine, particularly a circulation type banknote depositing and dispensing machine for foreign countries, the above-mentioned method is used. Then, there is a problem that the software load is excessively applied to the main control unit and there are too many control restrictions.
[0006]
FIG. 10 shows a case in which a large number of pulse motors PM1 to PMn are controlled by a
[0007]
When a general-purpose CPU is used, the control is distributed as shown in FIG. 11, and a large number of pulse motors PM11 to PM12, PM21 to PM23,..., PMm1 to PMm2 are set to distributed control. ..., it may be controlled at 220 m, but there is a problem that the number of CPUs (control units) increases depending on the number of pulse motors, resulting in an increase in cost.
[0008]
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object of the present invention includes a single CPU (main control unit) and a sub-control unit having an FPGA configuration, and has a relatively simple configuration. Efficient control of pulse motors Pulse motor control device Is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a main control unit that commands operations for a plurality of pulse motors respectively driven by a drive unit, and the plurality of pulse motors based on a function-specific data table in response to a command from the main control unit. The above-mentioned object of the present invention relates to a command from the main control unit by the sub control unit. And a plurality of input units provided corresponding to the plurality of pulse motors. A selection unit that selects commands from the plurality of input units and inputs them to the data table, a distribution output unit that distributes output from the data table, and a value of the data table from the distribution output unit The data table comprises a timer provided in the plurality of pulse motors for generating a drive pulse of a corresponding length, and a selection signal generation unit that selects the selection unit and the distribution output unit in synchronization. The data characteristics of the plurality of pulse motors are achieved by gradually increasing the speed at the start of each of the plurality of pulse motors, maintaining a constant speed at a high speed, and gradually decreasing at the time of a stop. More effectively by providing a function for selecting or correcting the data table. It is made.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the pulse motor control system of the present invention. A
[0011]
As shown in FIG. 2, the data characteristics of the data table of the
[0012]
In such a configuration, the operation will be described.
[0013]
The
[0014]
Since the pulse motors PM1 to PMN start out at high speed, the step-out occurs, so that the speed is gradually increased as shown in FIG. 2, and even when stopped, the pulse motor PM1 to PMN stops while decelerating to prevent step-out. The
[0015]
Thus, the
[0016]
Next, a specific detailed example of the
[0017]
The
[0018]
In such a configuration, commands for the pulse motors PM1 to PMN are input to the input units 1111 to 111N, respectively, and commands from the input units 1111 to 111N are sequentially selected and output by the selection unit 111A. The selection signal SL is cyclically output at the timing shown in FIG. 5 by the selection
[0019]
The table data output from the data table is input to the
[0020]
Next, a circulation type banknote depositing and dispensing machine to which the above-described pulse motor control system of the present invention can be applied will be described with reference to FIGS.
[0021]
This circulation type banknote depositing / dispensing
[0022]
The
[0023]
As shown in FIG. 9, the upper
[0024]
The
[0025]
A
[0026]
Inside the
[0027]
In the
[0028]
In the
[0029]
In the
[0030]
The deposited banknote
[0031]
The deposited banknote
[0032]
When banknotes are fed into the deposited banknote
[0033]
In the
[0034]
The
[0035]
The lower unit side
[0036]
The banknote receiving and feeding
[0037]
In addition, a plate-
[0038]
Drive means such as the banknote transport system, the feeding section, the feeding section, and the collection system of the circulating banknote depositing / dispensing
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the pulse motor control system of the present invention, no interrupt function or DMA setting is required, software development man-hours, program capacity, and software that does not depend on the main control unit (CPU) to be used. There is an effect that the software configuration becomes easy, such as creating a program. CPU processing such as an interrupt function or DMA is not applied, and other processing can be performed correspondingly, and the load on the CPU can be reduced. Therefore, the processing speed can be increased without being restricted by the CPU. it can. A single CPU can control a large number of pulse motors, thereby reducing costs.
[0040]
The FPGA can be rewritten, and it is also possible to have multiple types of data tables. For example, by selecting one of several patterns, it is possible to control the slow-up / slow-down of that pattern. It can be done easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a pulse motor control system of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a characteristic example of a table.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a table unit.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a sub-control unit according to the present invention.
FIG. 5 is a time chart illustrating an operation example of a selection unit.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of data output in response to an input command.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of output of a pulse signal.
FIG. 8 is a schematic side view of a circulation type banknote depositing and dispensing machine.
FIG. 9 is a configuration diagram of a circulation type banknote depositing and dispensing machine.
FIG. 10 is a block diagram showing an example of a conventional pulse motor control system.
FIG. 11 is a block diagram showing another example of a conventional pulse motor control system.
[Explanation of symbols]
11 Circulation banknote deposit and withdrawal machine
100 Main control unit (CPU)
101 Selection signal generator
110 Sub-control unit
111 Internal port
112 Table section
113 Pulse control circuit
120 sensors
121 bill recognition part
122 Data correction part
1111-111N input section
111A selector
113A Sorting output section
1131-113N timer
PM1 to PMN pulse motor
Claims (3)
前記副制御部が、
前記主制御部からの指令をそれぞれが入力すると共に、前記複数のパルスモータに対応して設けられている複数の入力部と、前記複数の入力部からの指令を選択して前記データテーブルに入力する選択部と、前記データテーブルからの出力を振分ける振分け出力部と、前記振分け出力部からの前記データテーブルの値に応じた長さの駆動パルスを生成するために前記複数のパルスモータに設けられたタイマと、前記選択部及び前記振分け出力部を同期して選択する選択信号発生部とで構成され、
前記データテーブルのデータ特性が、前記複数のパルスモータの各起動時に次第に速度を上昇させ、高速時に定速を維持し、停止時に次第に下降させるようになっていることを特徴とするパルスモータ制御装置。A main control unit for instructing operations for a plurality of pulse motors respectively driven by the driving unit, and an FPGA configuration for controlling the plurality of pulse motors based on a function-specific data table in accordance with a command from the main control unit In the pulse motor control device comprising the sub-control unit of
The sub-control unit
Each of the commands from the main control unit is input, and a plurality of input units provided corresponding to the plurality of pulse motors, and commands from the plurality of input units are selected and input to the data table. A plurality of pulse motors for generating a drive pulse having a length corresponding to a value of the data table from the distribution output unit; a selection output unit that distributes output from the data table; And a selection signal generation unit that selects the selection unit and the distribution output unit synchronously,
The data characteristic of the data table is such that the speed is gradually increased at each start of the plurality of pulse motors, the constant speed is maintained at a high speed, and the speed is gradually decreased at a stop. .
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