JP4901912B2

JP4901912B2 - Stepping motor drive device and controller

Info

Publication number: JP4901912B2
Application number: JP2009135995A
Authority: JP
Inventors: 直養湯場崎; 章武藤; 智明鹿田
Original assignee: マイコム株式会社
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2029-06-05
Also published as: JP2010284015A

Description

本発明はアクチュエータ用のステッピングモータを駆動させるステッピングモータ駆動装置及びアクチュエータの動作を同装置を通じて制御するコントローラに関する。 The present invention relates to a stepping motor driving apparatus that drives a stepping motor for an actuator and a controller that controls the operation of the actuator through the apparatus.

工作機械等に使用されるアクチュエータの駆動源としてステッピングモータが使用されることが多い。アクチュエータの駆動系ギアにはバックラッシュが存在することから、電源投入時や非常停止解除時には同モータのコントローラによりバックラッシュ補正が行われるようになっている（例えば、特許文献１等参照）。 A stepping motor is often used as a drive source of an actuator used in a machine tool or the like. Since there is backlash in the drive system gear of the actuator, backlash correction is performed by the controller of the motor when the power is turned on or the emergency stop is released (see, for example, Patent Document 1).

特開平８−７６８４７号公報JP-A-8-76847

しかしながら、アクチュエータとして高い位置決め精度が要求される場合、マイクロステップ駆動方式等が採用されることが多く、コントローラにおいて回転方向を逆転する度にバックラッシュ補正の処理を行うことが必要不可欠となり、この点で処理上の負担が大きいという問題が指摘されている。 However, when high positioning accuracy is required as an actuator, the microstep drive method is often adopted, and it is indispensable to perform backlash correction processing every time the controller reverses the rotation direction. However, it is pointed out that the processing burden is large.

本発明は上記した背景の下で創作されたものであって、その主たる目的とするところは、コントローラにおいてバックラッシュ補正の処理上の負担を軽くすることが可能なステッピングモータ駆動装置等を提供することにある。 The present invention has been created under the above-described background, and a main object thereof is to provide a stepping motor driving device and the like that can reduce the burden of backlash correction processing in a controller. There is.

本発明のステッピングモータ駆動装置は、アクチュエータを駆動するステッピングモータのコントローラとは別体である装置であって、コントローラから出力された入力信号に従ってアクチュエータのステッピングモータを駆動させるため各相励磁信号を生成するドライバ回路部と、アクチュエータの駆動ギア系のバックラッシュ量が予め設定されており、入力信号に含まれる方向信号が方向の変化を示し、その直後にコントローラから出力された入力パルスを受け、引き続いてパルス払い出し完了信号を受けたときは当該バックラッシュ量に相当する補正パルスを生成してドライバ回路部に出力させるバックラッシュ補正回路部とを備えている。 The stepping motor drive device of the present invention is a device separate from the controller of the stepping motor that drives the actuator, and generates each phase excitation signal to drive the stepping motor of the actuator according to the input signal output from the controller. The backlash amount of the driver circuit unit and the actuator drive gear system is set in advance, the direction signal included in the input signal indicates a change in direction, and immediately after that, the input pulse output from the controller is received and And a backlash correction circuit section that generates a correction pulse corresponding to the backlash amount and outputs the correction pulse to the driver circuit section when a pulse payout completion signal is received.

この発明によると、コントローラにおいてアクチュエータの動作指令に伴って入力信号、パルス払い出し完了信号を順次的に出力するだけで、ステッピングモータ駆動装置においてステッピングモータの回転方向が反転する毎にアクチュエータのバックラッシュ補正が自動的に行われる。よって、アクチュエータとして高い位置決め精度が要求される場合であっても、コントローラにおけるバックラッシュ補正の処理上の負担を軽くすることが可能になり、この点でコントローラの高性能化及び低コスト化を図る上でメリットがある。 According to this invention, the controller backlash correction is performed every time the stepping motor rotation direction is reversed in the stepping motor drive device by merely sequentially outputting the input signal and the pulse payout completion signal in accordance with the operation command of the actuator in the controller. Is done automatically. Therefore, even when high positioning accuracy is required as an actuator, it is possible to lighten the burden of backlash correction processing in the controller, and in this respect, the controller performance and cost can be reduced. There are advantages above.

同装置のバックラッシュ補正回路部の一例としては、正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータが予め記録されたバックラッシュ量レジスタ部と、入力信号に含まれる方向信号が方向の変化を示し、その直後にコントローラから出力された入力パルスを受け、引き続いてパルス払い出し完了信号を受けると、バックラッシュ量レジスタ部上の当該方向のバックラッシュ量のデータに対応したパルス数の補正パルスを生成する補正パルス生成部と、ドライバ回路部の前段に設けられた入力選択回路部であって、パルス払い出し完了信号がアクティブであるときには、コントローラから出力された入力信号ではなく前記補正パルス生成部にて生成された補正パルスをドライバ回路部に出力させる入力パルス切り替え部とを有した構成のものがある。この場合、補正パルス生成部又は入力パルス切り替え部については、補正パルスのドライバ回路部への出力が完了すると、バックラッシュ補正完了信号をコントローラに出力する機能を有した構成のものを使用すると良い。 As an example of the backlash correction circuit unit of the same apparatus, a backlash amount register unit in which backlash amount data in the forward / reverse direction is recorded in advance, and a direction signal included in an input signal indicates a change in direction. Upon receiving an input pulse output from the controller immediately thereafter, and subsequently receiving a pulse delivery completion signal, a correction pulse having a pulse number corresponding to the backlash amount data in the direction on the backlash amount register unit is generated. A correction pulse generation unit and an input selection circuit unit provided in front of the driver circuit unit. When the pulse delivery completion signal is active, the correction pulse generation unit generates not the input signal output from the controller but the correction pulse generation unit. And an input pulse switching unit that outputs the corrected pulse to the driver circuit unit. That. In this case, the correction pulse generation unit or the input pulse switching unit may be configured to have a function of outputting a backlash correction completion signal to the controller when the output of the correction pulse to the driver circuit unit is completed.

上記した下位概念の発明によると、コントローラにおいてアクチュエータの動作指令に伴って入力信号、パルス払い出し完了信号を順次的に出力した後、ステッピングモータ駆動装置から出力されたバックラッシュ補正完了信号を受けると、次の動作指令に直ぐに移行することが可能になる。よって、処理の高速化を図ることが可能になり、この点でコントローラの高性能化及び低コスト化を図る上でメリットがある。 According to the invention of the subordinate concept described above, after the controller sequentially outputs the input signal and the pulse payout completion signal in accordance with the operation command of the actuator, when receiving the backlash correction completion signal output from the stepping motor driving device, It becomes possible to immediately shift to the next operation command. Therefore, it is possible to increase the processing speed, and this is advantageous in improving the performance and cost of the controller.

同装置において、ドライバ回路部及びバックラッシュ補正回路部に加えてバックラッシュ量自動取得回路部を備えることが好ましい。バックラッシュ量自動取得回路部は、コントローラから出力されたバックラッシュ量自動取得開始信号を受けると、ステッピングモータを逆転／正転の方向に駆動させて原点サーチ動作を行うための入力パルスを生成して出力し、これをアクチュエータのワーク原点センサがオンとなり、その後、オフに変化するまで行い、この状態からステッピングモータを正転／逆転方向に駆動させるための入力パルスを生成して出力し、これをワーク原点センサがオンに変化するまで行い、その一方で、ワーク原点センサがオフからオンに変化する過程での入力パルスの出力数を計数し、当該計数値を正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータとしてバックラッシュ量レジスタに出力可能な構成としている。 The apparatus preferably includes a backlash amount automatic acquisition circuit unit in addition to the driver circuit unit and the backlash correction circuit unit. When receiving the backlash amount automatic acquisition start signal output from the controller, the backlash amount automatic acquisition circuit unit generates an input pulse for driving the stepping motor in the reverse / forward direction to perform the origin search operation. This is performed until the work origin sensor of the actuator is turned on and then turned off. From this state, an input pulse for driving the stepping motor in the forward / reverse direction is generated and output. Until the workpiece origin sensor changes to ON. On the other hand, the number of outputs of the input pulse is counted while the workpiece origin sensor changes from OFF to ON, and the count value is backed up in the forward / reverse direction. The lash amount data can be output to the backlash amount register.

上記した下位概念の発明によると、コントローラにおいてバックラッシュ量自動取得開始信号を出力するだけで、ステッピングモータ駆動装置において正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータが自動的に取得される。よって、コントローラにおけるバックラッシュ補正に必要なバックラッシュ量取得に関する処理上の負担を軽くすることが可能になり、この点でコントローラの高性能化を図られる。 According to the invention of the subordinate concept described above, the backlash amount data in the forward / reverse direction is automatically acquired in the stepping motor driving device only by outputting the backlash amount automatic acquisition start signal in the controller. Therefore, it is possible to lighten the processing burden related to the acquisition of the backlash amount necessary for backlash correction in the controller, and the performance of the controller can be improved in this respect.

同装置のバックラッシュ量自動取得回路部については、コントローラから出力されたバックラッシュ量自動取得開始信号を受けて、正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータを取得した後、ステッピングモータを逆転／正転の方向に駆動させるための入力パルスを生成して出力し、これをワーク原点センサがオンからオフに変化するまで行い、同センサがオフになると、バックラッシュ量自動取得完了信号を前記コントローラに出力する機能を有した構成とすることが好ましい。 The backlash amount automatic acquisition circuit section of the same device receives the backlash amount automatic acquisition start signal output from the controller, acquires backlash amount data in the forward / reverse direction, and then reverses the stepping motor. / Generates and outputs an input pulse for driving in the forward direction until the workpiece origin sensor changes from on to off, and when the sensor is turned off, the backlash amount automatic acquisition completion signal is A configuration having a function of outputting to the controller is preferable.

上記した下位概念の発明によると、コントローラにおいてバックラッシュ量自動取得開始信号を出力した後、ステッピングモータ駆動装置から出力されたバックラッシュ量自動取得完了信号を受けると、次の動作指令に直ぐに移行することが可能になる。よって、処理の高速化を図ることが可能になり、この点でコントローラの高性能化及び低コスト化を図る上でメリットがある。 According to the invention of the subordinate concept described above, when the backlash amount automatic acquisition start signal is output in the controller, and when the backlash amount automatic acquisition completion signal output from the stepping motor driving device is received, the next operation command is immediately transferred. It becomes possible. Therefore, it is possible to increase the processing speed, and this is advantageous in improving the performance and cost of the controller.

同装置のバックラッシュ補正回路部については、正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータを設定入力するためのバックラッシュ量設定部と、バックラッシュ量設定部を通じて設定されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部にて取得されたデータとを選択設定するための選択設定部と、選択設定部での選択設定結果に応じてバックラッシュ量設定部にて設定されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部にて取得されたデータとを切り替えてバックラッシュ量レジスタに出力するバックラッシュ量切り替え部と更に備えた構成にすることが好ましい。 For the backlash correction circuit unit of the same device, the backlash amount setting unit for setting and inputting backlash amount data in the forward / reverse direction, the data set through the backlash amount setting unit, and the backlash amount Selection setting unit for selecting and setting data acquired by the automatic acquisition circuit unit, and automatic acquisition of data and backlash amount set by the backlash amount setting unit according to the selection setting result in the selection setting unit It is preferable to further include a backlash amount switching unit that switches data acquired by the circuit unit and outputs the data to the backlash amount register.

上記した下位概念の発明によると、バックラッシュ量設定部を通じて設定されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部にて取得されたデータとを選択することが可能であることから、使い勝手が良いというメリットがある。 According to the invention of the subordinate concept described above, it is possible to select data set through the backlash amount setting unit and data acquired by the backlash amount automatic acquisition circuit unit, so that it is easy to use. There is.

同装置の補正パルス生成部については、コントローラから出力されたバックラッシュ補正動作信号がアクティブであるときに上記した補正パルスの生成等の動作を行う構成にすることが好ましい。 The correction pulse generation unit of the same apparatus is preferably configured to perform operations such as generation of the correction pulse described above when the backlash correction operation signal output from the controller is active.

上記した下位概念の発明によると、コントローラから出力されるバックラッシュ補正動作信号によって同装置のバックラッシュ補正機能が制御可能であることから、バックラッシュ補正機能を自由に停止させることができ、この点で使い勝手が良いというメリットがある。 According to the invention of the subordinate concept described above, since the backlash correction function of the apparatus can be controlled by the backlash correction operation signal output from the controller, the backlash correction function can be freely stopped. There is an advantage that it is easy to use.

同装置のメモリ部に記録される正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータについては、正転の方向のバックラッシュ量がバックラッシュ基本量として表され、逆転の方向のバックラッシュ量が当該バックラッシュ基本量との差分である符合付き数値で表された形態とすることが好ましい。 Regarding the backlash amount data in the forward / reverse direction recorded in the memory unit of the apparatus, the backlash amount in the forward direction is expressed as the backlash basic amount, and the backlash amount in the reverse direction is A form represented by a signed numerical value which is a difference from the backlash basic amount is preferable.

上記した下位概念の発明によると、メモリ部の容量を小さくすることができ、この点で低コスト化を図ることか可能になる。 According to the invention of the subordinate concept described above, the capacity of the memory unit can be reduced, and in this respect, the cost can be reduced.

上記したステッピングモータ駆動装置に使用されるコントローラについては、アクチュエータの動作指令に伴って方向信号と当該信号の直後の入力パルスとを有した入力信号を生成してステッピングモータ駆動装置に出力した後、パルス払い出し完了信号を同装置に出力する構成となっている。また、アクチュエータの動作指令に伴って方向信号と当該信号の直後の入力パルスとを有した入力信号を生成してステッピングモータ駆動装置に出力した後、パルス払い出し完了信号を同装置に出力し、その後、同装置から出力されたバックラッシュ補正完了信号を受けて、次のアクチュエータの動作指令に移行する構成とすると良い。更に、バッククラッシュ量自動取得モードであるときには、バックラッシュ量自動取得開始信号をステッピングモータ駆動装置に出力し、その後、同装置から出力されたバックラッシュ量自動取得完了信号を受けて、同モードを終了とする構成とすると良い。 For the controller used in the stepping motor driving device described above , after generating an input signal having a direction signal and an input pulse immediately after the signal in accordance with the operation command of the actuator and outputting the input signal to the stepping motor driving device, A pulse payout completion signal is output to the apparatus. Also, after outputting to the stepping motor driving device generates an input signal having an input pulse immediately after the direction signal and the signal with the operation command actuators, a pulse payout completion signal is output to the apparatus, After that, it is preferable to receive the backlash correction completion signal output from the apparatus and shift to the next actuator operation command. Further , when in the backlash amount automatic acquisition mode, a backlash amount automatic acquisition start signal is output to the stepping motor drive device, and then the backlash amount automatic acquisition completion signal output from the device is received, and the same mode is set. It is good to set it as the end.

本発明の実施の形態に係るステッピングモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the stepping motor drive device which concerns on embodiment of this invention. 同装置のバックラッシュ補正回路部の補正パルス生成部の動作を説明するための主要信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of the main signal for demonstrating operation | movement of the correction pulse generation part of the backlash correction circuit part of the apparatus. 同装置のバックラッシュ補正回路部のバックラッシュ量自動取得回路部の動作を説明するためソフトウエアのフローチャートである。It is a software flowchart for demonstrating operation | movement of the backlash amount automatic acquisition circuit part of the backlash correction circuit part of the apparatus. 同装置に使用されるコントローラにて処理されるアクチュエータ動作用ソフトウエアのフローチャートである。It is a flowchart of the software for actuator operation | movement processed with the controller used for the apparatus. 同コントローラにて処理されるバックラッシュ量自動取得モード用ソフトウエアのフローチャートである。It is a flowchart of the backlash amount automatic acquisition mode software processed by the controller. 同バックラッシュ量自動取得回路部にて採用されているバックラッシュ量自動取得方法を説明するためのモータ側ギアとアクチュエータ側ギアとの間のバックラッシュを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the backlash between the motor side gear and the actuator side gear for demonstrating the backlash amount automatic acquisition method employ | adopted in the backlash amount automatic acquisition circuit part.

以下、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ駆動装置及びコントローラを図１乃至図６を参照して説明する。 Hereinafter, a stepping motor driving apparatus and a controller according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

ここに例として挙げるステッピングモータ駆動装置１は、図１に示すように工作機械等に使用されるアクチュエータ３の駆動源であるステッピングモータ３１をマイクロステップ駆動させる装置であり、コントローラ２から出力された入力信号ａ等に応じてステッピングモータ３１を駆動させるのに必要な各相励磁信号ｂを生成する構成となっている。最も特徴的であるのは、従来装置とは異なりアクチュエータ３の駆動ギア系のバックラッシュを自動的に補正する機能を有している点である。 The stepping motor drive device 1 given here as an example is a device that microsteps a stepping motor 31 that is a drive source of an actuator 3 used in a machine tool or the like as shown in FIG. Each phase excitation signal b required to drive the stepping motor 31 according to the input signal a is generated. The most characteristic is that, unlike the conventional apparatus, it has a function of automatically correcting the backlash of the drive gear system of the actuator 3.

なお、アクチュエータ３の動作はステッピングモータ駆動装置１を通じてコントローラ２により制御されている。図中３２はステッピングモータ３１に連結された移動機構であり、３３は移動機構３２の座標系上のワーク原点を検出するセンサであり、検出結果を原点信号ｇとしてデジタル形式で出力している。 The operation of the actuator 3 is controlled by the controller 2 through the stepping motor driving device 1. In the figure, 32 is a moving mechanism connected to the stepping motor 31, and 33 is a sensor for detecting the work origin on the coordinate system of the moving mechanism 32. The detection result is output in digital form as an origin signal g.

ステッピングモータ駆動装置１については、ドライバ回路部１０、バックラッシュ補正回路部２０及びバックラッシュ量自動取得回路部３０とを有している。コントローラ２から同装置１に出力される信号としては、入力信号ａ（ステッピングモータ３１の回転量指令をパルス数で示した入力パルスａ１と、同モータ３１の回転方向指令である方向信号ａ２とを有する）、バックラッシュ補正動作信号ｋ、パルス払い出し完了信号ｃ、バックラッシュ量自動取得開始信号ｅがある。同装置１からコントローラ２に出力される信号としてはバックラッシュ補正完了信号ｄ及びバックラッシュ量自動取得完了信号ｍがある。アクチュエータ３から同装置１に出力される信号としては、センサ３３から出力された原点信号ｇがある。 The stepping motor driving apparatus 1 includes a driver circuit unit 10, a backlash correction circuit unit 20, and a backlash amount automatic acquisition circuit unit 30. Signals output from the controller 2 to the apparatus 1 include an input signal a (an input pulse a1 indicating the rotation amount command of the stepping motor 31 in pulses) and a direction signal a2 which is a rotation direction command of the motor 31. A backlash correction operation signal k, a pulse delivery completion signal c, and a backlash amount automatic acquisition start signal e. Signals output from the apparatus 1 to the controller 2 include a backlash correction completion signal d and a backlash amount automatic acquisition completion signal m. A signal output from the actuator 3 to the device 1 includes an origin signal g output from the sensor 33.

ドライバ回路部１０については、相分配回路１１とモータドライブ回路１２とを有した一般的なドライバに相当する回路部であって、入力信号ａに応じてＰＷＭ（パルス幅変調）信号等を生成するとともに所定パターンで相分配して各相励磁信号ｂを生成する構成となっている。ドライバ回路部１０にて出力された各相励磁信号ｂはアクチュエータ３のステッピングモータ３１に導かれている。 The driver circuit unit 10 is a circuit unit corresponding to a general driver having a phase distribution circuit 11 and a motor drive circuit 12, and generates a PWM (pulse width modulation) signal or the like according to the input signal a. In addition, the phase excitation signal b is generated by phase distribution in a predetermined pattern. Each phase excitation signal b output from the driver circuit unit 10 is guided to the stepping motor 31 of the actuator 3.

バックラッシュ補正回路部２０については、バックラッシュ量レジスタ部２１、補正パルス生成部２２、入力パルス切り替え部２３、バックラッシュ量設定部２４及びバックラッシュ量切り替え部２５、選択設定部２６及び自動取得設定部２７とを有している。 The backlash correction circuit unit 20 includes a backlash amount register unit 21, a correction pulse generation unit 22, an input pulse switching unit 23, a backlash amount setting unit 24, a backlash amount switching unit 25, a selection setting unit 26, and automatic acquisition setting. Part 27.

バックラッシュ量レジスタ部２１については、アクチュエータ３の駆動ギア系の正転、逆転の方向のバックラッシュ量ＢＬV1 ,ＢＬV2 の各データが予め記録されたレジスタである。本実施形態においては、ステッピングモータ３１を正転させた際のワークの正転方向（ＣＷ）のバックラッシュ回転角（図６（ｄ）参照）をステッピングモータ３１の基本パルスの数で換算した数値をバックラッシュ量ＢＬV1 とする一方、同モータ３１を逆転させた際のワークの逆転方向（ＣＣＷ）のバックラッシュ回転角（図６（ａ）参照）をステッピングモータ３１の基本パルスの数で換算した数値をバックラッシュ量ＢＬV2 としている。 The backlash amount register unit 21 is a register in which data of backlash amounts BLV1 and BLV2 in the forward and reverse directions of the drive gear system of the actuator 3 are recorded in advance. In the present embodiment, a numerical value obtained by converting the backlash rotation angle (see FIG. 6D) in the forward rotation direction (CW) of the workpiece when the stepping motor 31 is rotated forward with the number of basic pulses of the stepping motor 31. Is the backlash amount BLV1, while the backlash rotation angle (see FIG. 6A) in the reverse direction (CCW) of the workpiece when the motor 31 is reversed is converted by the number of basic pulses of the stepping motor 31. The numerical value is the backlash amount BLV2.

バックラッシュ量レジスタ部２１においては、レジスタ回路の構成が冗長になるのを回避するために、補正量レジスタ２１１と調整レジスタ２１２とに区分されている。バックラッシュ量ＢＬV1 がバックラッシュ基本量として表され、補正量レジスタ２１１に記録される一方、バックラッシュ量ＢＬV2 が当該バックラッシュ基本量との差分である符合付き数値で表され、調整レジスタ２１２に記録されている。例えば、バックラッシュ量ＢＬV1がＡであるとし、バックラッシュ量ＢＬV2 がＢ（＝Ａ±Δｎ）であるとすると、補正量レジスタ２１１には数値であるＡが記録される一方、調整レジスタ２１２には符合付き数値である±Δｎが記録される。 The backlash amount register unit 21 is divided into a correction amount register 211 and an adjustment register 212 in order to avoid a redundant register circuit configuration. The backlash amount BLV1 is represented as a backlash basic amount and recorded in the correction amount register 211, while the backlash amount BLV2 is represented by a signed numerical value that is a difference from the backlash basic amount and recorded in the adjustment register 212. Has been. For example, assuming that the backlash amount BLV1 is A and the backlash amount BLV2 is B (= A ± Δn), the numerical value A is recorded in the correction amount register 211, while the adjustment register 212 is recorded. The signed numerical value ± Δn is recorded.

補正パルス生成部２２については、バックラッシュ量レジスタ部２１上のバックラッシュ量ＢＬV1 ,ＢＬV2 の各データに基づいて補正パルスｎ１を生成するパルス発生回路である。補正パルス生成部２２にはバックラッシュ補正動作信号ｋ，方向信号ａ２及びパルス払い出し完了信号ｃが入力される一方、補正パルスｎ１を生成して入力パルス切り替え部２３に出力している。具体的な動作は以下の通りである。図２を参照して説明する。 The correction pulse generation unit 22 is a pulse generation circuit that generates a correction pulse n1 based on each data of the backlash amounts BLV1 and BLV2 on the backlash amount register unit 21. The correction pulse generation unit 22 receives the backlash correction operation signal k, the direction signal a2, and the pulse payout completion signal c, and generates a correction pulse n1 and outputs it to the input pulse switching unit 23. The specific operation is as follows. This will be described with reference to FIG.

まず、方向信号ａ２が方向の変化を示し（図２中のｔ３、ｔ８参照）、その直後にコントローラ２から入力パルスａ１が入力され（図２中のｔ４、ｔ９参照）、引き続いてパルス払い出し完了信号ｃが入力されると（図２中のｔ５、ｔ１０参照）、バックラッシュ量レジスタ部２１上の当該方向のバックラッシュ量ＢＬV1 又はＢＬV2 のデータに対応したパルス数の補正パルスｎ１を生成して入力パルス切り替え部２３に出力する。具体的には、時間ｔ３では方向信号ａ２が正転から逆転に変化することから、時間ｔ５にて出力される補正パルスｎ１のパルス数については逆転の方向のバックラッシュ量ＢＬV2に対応したものとなる。時間ｔ８では方向信号ａ２が逆転から正転に変化することから、時間ｔ１０にて出力される補正パルスｎ１のパルス数については正転の方向のバックラッシュ量ＢＬV1に対応したものとなる。このような補正パルスｎ１の出力が完了すると、バックラッシュ補正完了信号ｄを生成してコントローラ２に出力している（図２中のｔ６、ｔ１１参照）。 First, the direction signal a2 indicates a change in direction (see t3 and t8 in FIG. 2). Immediately thereafter, the input pulse a1 is input from the controller 2 (see t4 and t9 in FIG. 2), and then the pulse delivery is completed. When the signal c is input (see t5 and t10 in FIG. 2), a correction pulse n1 having the number of pulses corresponding to the data of the backlash amount BLV1 or BLV2 in the direction on the backlash amount register unit 21 is generated. Output to the input pulse switching unit 23. Specifically, since the direction signal a2 changes from normal to reverse at time t3, the number of correction pulses n1 output at time t5 corresponds to the backlash amount BLV2 in the reverse direction. Become. Since the direction signal a2 changes from reverse rotation to normal rotation at time t8, the number of correction pulses n1 output at time t10 corresponds to the backlash amount BLV1 in the normal rotation direction. When the output of the correction pulse n1 is completed, a backlash correction completion signal d is generated and output to the controller 2 (see t6 and t11 in FIG. 2).

なお、本実施形態においては、方向信号ａ２が方向の変化を示すことなく入力パルスａ１が入力され（図２中のｔ０、ｔ２、ｔ７参照）、その直後にパルス払い出し完了信号ｃが入力されても（図２中のｔ１、ｔ３、ｔ８参照）、補正パルスｎ１が出力されないが、バックラッシュ補正完了信号ｄが出力されるようになっている（図２中のｔ１、ｔ３、ｔ８参照）。 In this embodiment, the input pulse a1 is input without the direction signal a2 indicating a change in direction (see t0, t2, and t7 in FIG. 2), and the pulse delivery completion signal c is input immediately thereafter. (See t1, t3, and t8 in FIG. 2), the correction pulse n1 is not output, but the backlash correction completion signal d is output (see t1, t3, and t8 in FIG. 2).

また、補正パルス生成部２２については、コントローラ２から出力されたバックラッシュ補正動作信号ｋに応じて上記した機能がオンオフされる構成となっている。即ち、バックラッシュ補正動作信号ｋがアクティブ（図示例ではＨレベル）であるときに上記した補正パルスｎ１の生成の動作を行う一方、バックラッシュ補正動作信号ｋが非アクティブ（図示例ではＬレベル）であるときには、方向信号ａ２等に関係なく上記した補正パルスｎ１の生成等の動作を行わない。 The correction pulse generator 22 is configured such that the above-described function is turned on / off according to the backlash correction operation signal k output from the controller 2. That is, when the backlash correction operation signal k is active (H level in the illustrated example), the operation of generating the correction pulse n1 is performed, while the backlash correction operation signal k is inactive (L level in the illustrated example). If it is, the operation such as the generation of the correction pulse n1 is not performed regardless of the direction signal a2 or the like.

入力パルス切り替え部２３については、ドライバ回路部１０の前段に設けられたパルス払い出し完了信号ｃに基づいて切り替え動作する入力選択回路部であって、バックラッシュ補正動作信号ｋ入力信号ａに含まれる入力パルスａ１と補正パルス生成部２２にて生成された補正パルスｎ１とを切り替えてドライバ回路部１０に出力する構成となっている。具体的には、パルス払い出し完了信号ｃがアクティブ（図示例ではＨレベル）であるときには、入力信号ａに含まれる入力パルスａ１ではなく、補正パルス生成部２２にて生成された補正パルスｎ１をドライバ回路部１０に出力可能になっている一方、バックラッシュ補正動作信号ｋが非アクティブ（図示例ではＬレベル）であるときには、入力パルスａ１をドライバ回路部１０に出力可能になっている。 The input pulse switching unit 23 is an input selection circuit unit that performs a switching operation based on a pulse delivery completion signal c provided in the previous stage of the driver circuit unit 10, and includes an input included in the backlash correction operation signal k input signal a. The pulse a <b> 1 and the correction pulse n <b> 1 generated by the correction pulse generation unit 22 are switched and output to the driver circuit unit 10. Specifically, when the pulse payout completion signal c is active (H level in the illustrated example), the driver does not use the input pulse a1 included in the input signal a but the correction pulse n1 generated by the correction pulse generator 22. On the other hand, when the backlash correction operation signal k is inactive (L level in the illustrated example), the input pulse a1 can be output to the driver circuit unit 10 while being able to output to the circuit unit 10.

なお、入力信号ａに含まれる方向信号ａ２は入力パルス切り替え部２３を通じてドライバ回路部１０に常時出力される。 The direction signal a2 included in the input signal a is constantly output to the driver circuit unit 10 through the input pulse switching unit 23.

よって、バックラッシュ補正動作信号ｋがアクティブである状態で、方向信号ａ２により示された方向が逆転から正転に変化したときは、パルス払い出し完了信号ｃがアクティブになったタイミングで、バックラッシュ量ＢＬV1 に等しいパルス数の補正パルスｎ１が補正パルス部２２にて生成され、入力パルス切り替え部２３を通じてドライバ回路部１０に出力され、その結果、ステッピングモータ３１がバックラッシュ量ＢＬV1 に相当する角度だけ正転して、正転の方向のバックラッシュ補正が行われる。一方、方向信号ａ２により示された方向が正転から逆転に変化したときは、パルス払い出し完了信号ｃがアクティブになったタイミングで、バックラッシュ量ＢＬV2 に等しいパルス数の補正パルスｎ１が補正パルス部２２にて生成され、入力パルス切り替え部２３を通じてドライバ回路部１０に出力され、その結果、ステッピングモータ３１がバックラッシュ量ＢＬV2 に相当する角度だけ逆転して、逆転の方向のバックラッシュ補正が行われる。 Therefore, when the backlash correction operation signal k is active and the direction indicated by the direction signal a2 changes from reverse rotation to normal rotation, the backlash amount is reached at the timing when the pulse payout completion signal c becomes active. A correction pulse n1 having the number of pulses equal to BLV1 is generated by the correction pulse unit 22, and is output to the driver circuit unit 10 through the input pulse switching unit 23. As a result, the stepping motor 31 is corrected by an angle corresponding to the backlash amount BLV1. The backlash is corrected in the forward direction. On the other hand, when the direction indicated by the direction signal a2 changes from normal rotation to reverse rotation, the correction pulse n1 having the number of pulses equal to the backlash amount BLV2 is generated at the timing when the pulse delivery completion signal c becomes active. 22 and output to the driver circuit unit 10 through the input pulse switching unit 23. As a result, the stepping motor 31 reverses by an angle corresponding to the backlash amount BLV2, and the backlash correction in the reverse direction is performed. .

バックラッシュ量設定部２４については、アクチュエータ３の正転、逆転の方向のバックラッシュ量ＢＬV1 ,ＢＬV2 の各データを設定入力するためのスイッチ等であり、設定入力されたデータが設定信号ｊとしてバックラッシュ量切り替え部２５を通じてバックラッシュ量レジスタ部２１に出力可能になっている。本実施形態においては、バックラッシュ量レジスタ部２１が補正量レジスタ２１１と調整レジスタ２１２とに区分されていることから、上記バックラッシュ基本量及び符合付き数値として入力可能になっている。 The backlash amount setting unit 24 is a switch or the like for setting and inputting each data of the backlash amounts BLV1 and BLV2 in the forward and reverse directions of the actuator 3, and the input data is set back as the setting signal j. Output to the backlash amount register unit 21 through the rush amount switching unit 25 is possible. In the present embodiment, since the backlash amount register unit 21 is divided into a correction amount register 211 and an adjustment register 212, the backlash basic amount and the signed numerical value can be input.

選択設定部２６については、バックラッシュ量設定部２４を通じて設定されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部３０にて取得されたデータとを選択設定するためのスイッチ等であり、選択設定結果をバックラッシュ量切替信号ｉとしてバックラッシュ量切り替え部２５に出力している。 The selection setting unit 26 is a switch or the like for selecting and setting data set through the backlash amount setting unit 24 and data acquired by the backlash amount automatic acquisition circuit unit 30. The lash amount switching signal i is output to the backlash amount switching unit 25.

バックラッシュ量切り替え部２５については、バックラッシュ量切替信号ｉに応じて切り替え動作する回路部であって、バックラッシュ量設定部２４から出力されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部３０から出力されたデータとを切り替えてバックラッシュ量レジスタ部２１に出力する構成となっている。具体的には、バックラッシュ量切替信号ｉがバックラッシュ量設定に切り替わったときには、バックラッシュ量設定部２４から出力されたデータをバックラッシュ量レジスタ部２１に出力して上書きされる一方、バックラッシュ量切替信号ｉがバックラッシュ量自動取得に切り替わったときには、バックラッシュ量自動取得回路部３０から出力されたデータをバックラッシュ量レジスタ部２１に出力して上書きをされる。 The backlash amount switching unit 25 is a circuit unit that performs a switching operation according to a backlash amount switching signal i, and is output from the data output from the backlash amount setting unit 24 and the backlash amount automatic acquisition circuit unit 30. The data is switched and output to the backlash amount register unit 21. Specifically, when the backlash amount switching signal i is switched to the backlash amount setting, the data output from the backlash amount setting unit 24 is output to the backlash amount register unit 21 and overwritten. When the amount switching signal i is switched to automatic backlash amount acquisition, the data output from the backlash amount automatic acquisition circuit unit 30 is output to the backlash amount register unit 21 and overwritten.

自動取得設定部２７については、バックラッシュ量自動取得回路部３０によりアクチュエータ３のバックラッシュ量ＢＬV1 ,ＢＬV2を自動的に取得する上で必要な設定を行うためのスイッチ等であり、設定結果を設定信号ｎとしてバックラッシュ量自動取得回路部３０に出力している。本実施形態においては、ステッピングモータ３１の回転開始方向が設定可能になっている。なお、自動取得設定部２７を通じての回転開始方向の設定が正転／逆転であるときには、バックラッシュ量自動取得回路部３０によりバックラッシュ量ＢＬV2／ＢＬV1が自動的に取得される。 The automatic acquisition setting unit 27 is a switch for performing settings necessary for automatically acquiring the backlash amounts BLV1, BLV2 of the actuator 3 by the automatic backlash amount acquisition circuit unit 30, and sets the setting result. The signal n is output to the backlash amount automatic acquisition circuit unit 30. In the present embodiment, the rotation start direction of the stepping motor 31 can be set. When the setting of the rotation start direction through the automatic acquisition setting unit 27 is normal / reverse rotation, the backlash amount automatic acquisition circuit unit 30 automatically acquires the backlash amount BLV2 / BLV1.

バックラッシュ量自動取得回路部３０については、コントローラ２から出力されたバックラッシュ量自動取得開始信号ｅ、アクチュエータ３から導かれた原点信号ｇ及び自動取得設定部２７から導かれた設定信号ｎが入力されており、ステッピングモータ３１を所定パターンで駆動させるための入力信号ｆ（入力パルスｆ１と方向信号ｆ２とを有する）を生成してドライブ回路部１０に出力し、最終的にバックラッシュ量ＢＬV1 ,ＢＬV2 の各データを自動的に取得してバックラッシュ量レジスタ部２１に出力可能になっている。 The backlash amount automatic acquisition circuit unit 30 receives the backlash amount automatic acquisition start signal e output from the controller 2, the origin signal g derived from the actuator 3, and the setting signal n derived from the automatic acquisition setting unit 27. An input signal f (having an input pulse f1 and a direction signal f2) for driving the stepping motor 31 in a predetermined pattern is generated and output to the drive circuit unit 10, and finally the backlash amount BLV1,. Each data of BLV2 can be automatically acquired and output to the backlash amount register unit 21.

バックラッシュ量自動取得回路部３０は、本実施形態ではマイクロコンピュータを用いてその機能を実現している。具体的にはコントローラ２からバックラッシュ量自動取得開始信号ｅが入力されると、同回路部３０内のメモリに記録された図３に示すソフトウエアが実行される。まず、設定信号ｎを入力し、同信号より示された回転開始方向が逆転であったとすると、ステッピングモータ３１を逆転の方向に６０ｒｐｍの速度で駆動させて原点サーチ動作を行うための入力パルスｆ１及び方向信号ｆ２を生成して出力し、これをセンサ３３がオンとなり原点信号ｇがアクティブとなるまで行う（ｓ１）。そして、５００ｍｓｅｃ待機後、ステッピングモータ３１を逆転の方向に３０ｒｐｍの速度で駆動させるための入力パルスｆ１及び方向信号ｆ２を生成して出力し、これをセンサ３３がオフとなり原点信号ｇが非アクティブとなるまで行う（ｓ２）。 In the present embodiment, the backlash amount automatic acquisition circuit unit 30 realizes its function using a microcomputer. Specifically, when the backlash amount automatic acquisition start signal e is input from the controller 2, the software shown in FIG. 3 recorded in the memory in the circuit unit 30 is executed. First, when the setting signal n is input and the rotation start direction indicated by the signal is reverse rotation, the input pulse f1 for performing the origin search operation by driving the stepping motor 31 in the reverse rotation direction at a speed of 60 rpm. The direction signal f2 is generated and output, and this is performed until the sensor 33 is turned on and the origin signal g becomes active (s1). Then, after waiting for 500 msec, an input pulse f1 and a direction signal f2 for driving the stepping motor 31 in the reverse direction at a speed of 30 rpm are generated and output, and the sensor 33 is turned off and the origin signal g is inactive. (S2).

この状態からステッピングモータ３１を正転方向に３０ｒｐｍの速度で駆動させるための入力パルスｆ１及び方向信号ｆ２を生成して出力し、これをセンサ３３がオンとなり原点信号ｇがアクティブとなるまで行う。その一方で、センサ３３がオフからオンに変化する過程での入力パルスの出力数を計数する（ｓ３，ｓ４，ｓ５）。このようにして得られた計数値をバックラッシュ量ＢＬV1 のデータとして保持し、取得信号ｈとしてバックラッシュ補正量切り替え部２５を通じてバックラッシュ量レジスタ部２１に出力可能とする（ｓ６）。そして、５００ｍｓｅｃ待機後、ステッピングモータ３１を逆転方向に３０ｒｐｍの速度で駆動させるための入力パルスｆ１及び方向信号ｆ２を生成して出力し、これをセンサ３３がオフとなり原点信号ｇが非アクティブとなるまで行う（ｓ７）。 From this state, an input pulse f1 and a direction signal f2 for driving the stepping motor 31 in the forward rotation direction at a speed of 30 rpm are generated and output until the sensor 33 is turned on and the origin signal g becomes active. On the other hand, the output number of input pulses in the process in which the sensor 33 changes from OFF to ON is counted (s3, s4, s5). The count value thus obtained is held as data of the backlash amount BLV1, and can be output to the backlash amount register unit 21 through the backlash correction amount switching unit 25 as an acquisition signal h (s6). Then, after waiting for 500 msec, an input pulse f1 and a direction signal f2 for driving the stepping motor 31 in the reverse direction at a speed of 30 rpm are generated and output, and the sensor 33 is turned off and the origin signal g becomes inactive. (S7).

その後、バックラッシュ量自動取得完了信号ｍをコントローラ２に出力する（ｓ８）。これで同ソフトウェアの処理が終了となる。 Thereafter, the backlash amount automatic acquisition completion signal m is output to the controller 2 (s8). This completes the processing of the software.

図６は正転用のバックラッシュ量の自動取得を行うに際してのアクチュエータ３の移動機構３２の駆動ギア系の様子を時系列的に示した図である。図６（ａ）は上記ソフトウエアのステップ１の処理後の時点、図６（ｂ）は上記ソフトウエアのステップ２の処理後の時点、図６（ｃ）は上記ソフトウエアのステップ３〜５のループ処理中、図６（ｄ）は上記ソフトウエアのステップ３〜５のループ処理を抜けた時点を各々示している。 FIG. 6 is a diagram showing the state of the drive gear system of the moving mechanism 32 of the actuator 3 in time series when performing automatic acquisition of the backlash amount for forward rotation. FIG. 6A shows the time after the processing of step 1 of the software, FIG. 6B shows the time after the processing of step 2 of the software, and FIG. 6C shows the steps 3 to 5 of the software. FIG. 6D shows the time points when the steps 3 through 5 of the software are exited.

なお、設定信号ｎにより示された回転開始方向が正転であったときは、ステッピングモータ３１の駆動方向が上記と逆となるだけで上記全く同様の処理が行われる。この場合、バックラッシュ量ＢＬV2が取得され、取得信号ｈとしてバックラッシュ補正量切り替え部２５を通じてバックラッシュ量レジスタ部２１に出力可能とされる。 Note that when the rotation start direction indicated by the setting signal n is forward rotation, the same processing as described above is performed only when the driving direction of the stepping motor 31 is reversed. In this case, the backlash amount BLV2 is acquired and can be output to the backlash amount register unit 21 through the backlash correction amount switching unit 25 as the acquisition signal h.

次にコントローラ２について図４及び図５を参照して説明する。コントローラ２については、本実施形態においてはマイクロコンピュータを用いてその機能を実現しており、アクチュエータ３をステッピングモータ駆動装置１を通じて制御する構成となっている。アクュエータ３を動作指令時には図４に示すソフトウェアが処理される。 Next, the controller 2 will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the controller 2 realizes its function by using a microcomputer and controls the actuator 3 through the stepping motor driving device 1 in this embodiment. When the actuator 3 is instructed to operate, the software shown in FIG. 4 is processed.

まず、アクチュエータ３の動作指令に伴って入力信号ａを生成してステッピングモータ駆動装置１に出力し（ｓ１）、入力信号ａに含まれる入力パルスａ１を全て出力した後に、パルス払い出し完了信号ｃを同装置１に出力する（ｓ２）。その後、同装置１からバックラッシュ補正完了信号ｄを入力し、同信号ｄがアクティブになると、同ソフトウエアの処理が終了となる（ｓ３，ｓ４）。その後は、次のアクチュエータ３の動作指令に移行する。この場合も図４に示すソフトウェアが再び処理され、上記と同様に処理される。以後はこの繰り返しである。 First, an input signal a is generated in accordance with an operation command of the actuator 3 and is output to the stepping motor drive device 1 (s1). After all the input pulses a1 included in the input signal a are output, a pulse payout completion signal c is generated. The data is output to the device 1 (s2). Thereafter, when the backlash correction completion signal d is input from the apparatus 1 and the signal d becomes active, the processing of the software is terminated (s3, s4). Thereafter, the operation command for the next actuator 3 is entered. Also in this case, the software shown in FIG. 4 is processed again and processed in the same manner as described above. This is repeated thereafter.

また、コントローラ２にバックラッシュ補正を行う必要がない旨が設定入力されると、アクチュエータ３の動作指令を行う際にバックラッシュ補正動作信号ｋをアクティブにする。 Further, when the controller 2 is set and inputted that it is not necessary to perform backlash correction, the backlash correction operation signal k is activated when an operation command for the actuator 3 is issued.

さらに、コントローラ２にバックラッシュ量を自動的に取得する旨が設定入力されると、バックラッシュ量自動取得モードとなり、図５に示すソフトウェアが処理される。具体的には、バックラッシュ量自動取得開始信号ｅをアクティブにしてステッピングモータ駆動装置１に出力し（ｓ１）、その後、ステッピングモータ駆動装置１からバックラッシュ量自動取得完了信号ｍが入力されると（ｓ２）、同ソフトウエアの処理が終了となる。これに伴って。バックラッシュ量自動取得モードも終了となる。 Further, when the controller 2 is set and inputted to automatically acquire the backlash amount, the backlash amount automatic acquisition mode is set, and the software shown in FIG. 5 is processed. Specifically, the backlash amount automatic acquisition start signal e is activated and output to the stepping motor drive device 1 (s1). Thereafter, when the backlash amount automatic acquisition completion signal m is input from the stepping motor drive device 1. (S2) The processing of the software is terminated. Along with this. The backlash amount automatic acquisition mode is also terminated.

上記したようにコントローラ２においてアクチュエータ２の動作指令に伴って、図４に示すように入力信号ａ、パルス払い出し完了信号ｃを順次的に出力するだけで、ステッピングモータ駆動装置１においてステッピングモータ３１の回転方向が反転する毎にアクチュエータ３のバックラッシュ補正が自動的に行われる。よって、アクチュエータ３として高い位置決め精度が要求される場合であっても、コントローラ１におけるバックラッシュ補正の処理上の負担を軽くすることが可能になり、高性能化及び低コスト化を図る上でメリットがある。また、コントローラ２においてバックラッシュ量自動取得開始指令ｅを出力するだけで、ステッピングモータ駆動装置１においてバックラッシュ量ＢＬV1 ,ＢＬV2 の各データが自動的に取得される。よって、コントローラ２におけるバックラッシュ補正に必要なバックラッシュ量取得に関する処理上の負担を軽くすることも可能になり、この点でコントローラ２の高性能化を図られる。 As described above, the controller 2 outputs the input signal a and the pulse payout completion signal c sequentially in accordance with the operation command of the actuator 2 as shown in FIG. Every time the rotation direction is reversed, the backlash correction of the actuator 3 is automatically performed. Therefore, even when high positioning accuracy is required for the actuator 3, it is possible to lighten the burden on the backlash correction processing in the controller 1, which is advantageous in achieving high performance and low cost. There is. Further, the controller 2 automatically outputs the backlash amount BLV1 and BLV2 data only by outputting the backlash amount automatic acquisition start command e. Therefore, it is possible to reduce the processing burden related to the acquisition of the backlash amount necessary for backlash correction in the controller 2, and the performance of the controller 2 can be improved in this respect.

なお、本発明に係るステッピングモータ駆動装置及びコントローラは、上記実施形態に限定されず、ドライバ回路部とバックラッシュ量補正回路部と別体とする形態であっても良い。 Note that the stepping motor driving device and the controller according to the present invention are not limited to the above-described embodiment, and may be configured separately from the driver circuit unit and the backlash amount correction circuit unit.

同装置のドライバ回路部については、コントローラから出力された入力信号に従ってステッピングモータを駆動させるため各相励磁信号を生成する機能を有する限り、その回路構成等が問われない。また、入力信号については、モータの回転方向指令に応じて位相が異なる２パルス方式でも良い。 The driver circuit unit of the device is not limited in its circuit configuration as long as it has a function of generating each phase excitation signal in order to drive the stepping motor in accordance with the input signal output from the controller. Further, the input signal may be a two-pulse system having different phases according to the motor rotation direction command.

バックラッシュ量補正回路部については、バックラッシュ量が予め設定されており、入力信号に含まれる方向信号が方向の変化を示し、その直後にコントローラから出力された入力パルスを受け、引き続いてパルス払い出し完了信号を受けたときはバックラッシュ量に相当する補正パルスを生成してドライバ回路部に出力させ、ステッピングモータを補正パルス分だけ駆動させる機能を有する限り、回路構成が問われず、コンピュータを用いてその機能を実現しても良い。また、バックラッシュ補正完了信号を補正パルス生成部ではなく、入力パルス切り替え部により生成してコントローラに出力する形態であってもかまわない。 For the backlash amount correction circuit, the backlash amount is set in advance, the direction signal included in the input signal indicates a change in direction, and immediately after that, the input pulse output from the controller is received, followed by the pulse delivery When a completion signal is received, a correction pulse corresponding to the amount of backlash is generated and output to the driver circuit unit, so long as it has a function of driving the stepping motor by the correction pulse, regardless of the circuit configuration, using a computer That function may be realized. Further, the backlash correction completion signal may be generated not by the correction pulse generation unit but by the input pulse switching unit and output to the controller.

バックラッシュ量自動取得回路部については、ステッピングモータを逆転／正転の方向に駆動させて原点サーチ動作を行うための入力パルスを生成して出力し、これをアクチュエータのワーク原点センサがオンとなり、その後、オフに変化するまで行い、この状態からステッピングモータを正転／逆転方向に駆動させるための入力パルスを生成して出力し、これをワーク原点センサがオンに変化するまで行い、その一方で、ワーク原点センサがオフからオンに変化する過程での入力パルスの出力数を計数し、このようにして得られた当該計数値を正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータとしてバックラッシュ量レジスタに出力可能な機能を有している限り、回路構成等が問われない。また、同モータの駆動速度や各動作の間の待機時間等については適宜設定変更すればよく、アクチュエータの駆動系の種類によっては、正転と逆転との双方ではなく、何れか一方のバックラッシュ量のデータを取得する形態であってもかまわない。 The backlash amount automatic acquisition circuit unit generates and outputs an input pulse for driving the origin search operation by driving the stepping motor in the reverse / forward direction, and the work origin sensor of the actuator is turned on. After that, it is performed until it is turned off, and from this state, an input pulse for driving the stepping motor in the forward / reverse direction is generated and output, and this is performed until the work origin sensor is turned on. The number of outputs of the input pulse in the process where the workpiece origin sensor changes from OFF to ON is counted, and the backlash amount is obtained as the backlash amount data in the forward / reverse direction using the count value thus obtained. As long as it has a function that can be output to the register, the circuit configuration or the like is not limited. In addition, the drive speed of the motor and the waiting time between each operation may be changed as appropriate. Depending on the type of actuator drive system, either the forward rotation or the reverse rotation, and either one of the backlashes It does not matter even if it is a form of acquiring quantity data.

１ステッピングモータ駆動装置
１０ドライバ回路部
２０バックラッシュ補正回路部
２１バックラッシュ量レジスタ部
２２補正パルス生成部
２３入力パルス切り替え部
２４バックラッシュ量設定部
２５バックラッシュ量切り替え部
２６選択設定部
３０バックラッシュ量自動取得回路部
２コントローラ
３アクチュエータ
３１ステッピングモータ
３２移動機構
３３センサ（原点検出センサ） 1 Stepping motor drive device
10 Driver circuit
20 Backlash compensation circuit
21 Backlash amount register
22 Correction pulse generator
23 Input pulse switching section
24 Backlash amount setting part
25 Backlash amount switching part
26 Selection setting section 30 Backlash amount automatic acquisition circuit section
2 Controller
3 Actuator
31 Stepping motor
32 Movement mechanism
33 sensor (origin detection sensor)

Claims

アクチュエータを駆動するステッピングモータのコントローラとは別体であるステッピングモータ駆動装置において、コントローラから出力された入力信号に従ってステッピングモータを駆動させるため各相励磁信号を生成するドライバ回路部と、アクチュエータの駆動ギア系のバックラッシュ量が予め設定されており、前記入力信号に含まれる方向信号が方向の変化を示し、その直後にコントローラから出力された入力パルスを受け、引き続いてパルス払い出し完了信号を受けたときは当該バックラッシュ量に相当する補正パルスを生成してドライバ回路部に出力させるバックラッシュ補正回路部とを備えたことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 In the stepping motor driving apparatus which is separate from the controller of a stepping motor for driving the actuator, and a driver circuit portion for generating a phase excitation signal for driving the scan stepping motor in accordance with the input signal output from the controller, The backlash amount of the actuator drive gear system is set in advance, the direction signal included in the input signal indicates a change in direction, and immediately after that, the input pulse output from the controller is received, followed by the pulse delivery completion signal And a backlash correction circuit unit that generates a correction pulse corresponding to the backlash amount and outputs the correction pulse to the driver circuit unit.

請求項１記載のステッピングモータ駆動装置において、バックラッシュ補正回路部は、正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータが予め記録されたバックラッシュ量レジスタ部と、前記入力信号に含まれる方向信号が方向の変化を示し、その直後にコントローラから出力された入力パルスを受け、引き続いてパルス払い出し完了信号を受けると、バックラッシュ量レジスタ部上の当該方向のバックラッシュ量のデータに対応したパルス数の補正パルスを生成する補正パルス生成部と、前記ドライバ回路部の前段に設けられた入力選択回路部であって、前記パルス払い出し完了信号がアクティブであるときには、コントローラから出力された入力信号ではなく前記補正パルス生成部にて生成された補正パルスをドライバ回路部に出力させる入力パルス切り替え部とを有した構成となっていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 2. The stepping motor driving device according to claim 1, wherein the backlash correction circuit unit includes a backlash amount register unit in which data of a backlash amount in the forward / reverse direction is recorded in advance, and a direction signal included in the input signal. Indicates a change in direction, and immediately after receiving an input pulse output from the controller and subsequently receiving a pulse delivery completion signal, the number of pulses corresponding to the backlash amount data in that direction on the backlash amount register section A correction pulse generation unit for generating a correction pulse of the driver, and an input selection circuit unit provided in a preceding stage of the driver circuit unit, and when the pulse payout completion signal is active, it is not an input signal output from the controller. The correction pulse generated by the correction pulse generation unit is output to the driver circuit unit Stepping motor driving device, characterized in that it is configured having a force pulse switching unit.

請求項２記載のステッピングモータ駆動装置において、前記補正パルス生成部又は入力パルス切り替え部は、前記補正パルスのドライバ回路部への出力が完了すると、バックラッシュ補正完了信号を前記コントローラに出力する機能を有した構成となっていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 3. The stepping motor drive device according to claim 2, wherein the correction pulse generation unit or the input pulse switching unit has a function of outputting a backlash correction completion signal to the controller when the output of the correction pulse to the driver circuit unit is completed. A stepping motor driving device characterized in that it has a configuration.

請求項２記載のステッピングモータ駆動装置において、ドライバ回路部及びバックラッシュ補正回路部に加えてバックラッシュ量自動取得回路部を備えており、バックラッシュ量自動取得回路部は、コントローラから出力されたバックラッシュ量自動取得開始信号を受けると、ステッピングモータを逆転／正転の方向に駆動させて原点サーチ動作を行うための入力パルスを生成して出力し、これをアクチュエータのワーク原点センサがオンとなり、その後、オフに変化するまで行い、この状態からステッピングモータを正転／逆転方向に駆動させるための入力パルスを生成して出力し、これをワーク原点センサがオンに変化するまで行い、その一方で、ワーク原点センサがオフからオンに変化する過程での入力パルスの出力数を計数し、当該計数値を正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータとしてバックラッシュ量レジスタに出力可能な構成となっていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 3. The stepping motor driving device according to claim 2, further comprising a backlash amount automatic acquisition circuit unit in addition to the driver circuit unit and the backlash correction circuit unit, wherein the backlash amount automatic acquisition circuit unit is a backlash output automatic output circuit unit. When the rush amount automatic acquisition start signal is received, the stepping motor is driven in the reverse / forward direction to generate and output an input pulse for performing the origin search operation, which is turned on the work origin sensor of the actuator, After that, it is performed until it is turned off, and from this state, an input pulse for driving the stepping motor in the forward / reverse direction is generated and output, and this is performed until the work origin sensor is turned on. , Count the number of output of the input pulse in the process where the work origin sensor changes from OFF to ON, Numerical stepping motor driving device, characterized in that become possible output configurations backlash amount register as the data in the direction of the backlash of the forward / reverse.

請求項４記載のステッピングモータ駆動装置において、バックラッシュ量自動取得回路部は、コントローラから出力されたバックラッシュ量自動取得開始信号を受けて、正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータを取得した後、ステッピングモータを逆転／正転の方向に駆動させるための入力パルスを生成して出力し、これをワーク原点センサがオンからオフに変化するまで行い、同センサがオフになると、バックラッシュ量自動取得完了信号を前記コントローラに出力する機能を有した構成となっていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 5. The stepping motor drive device according to claim 4, wherein the backlash amount automatic acquisition circuit unit receives backlash amount automatic acquisition start signal output from the controller and acquires backlash amount data in the forward / reverse direction. After that, an input pulse to drive the stepping motor in the reverse / forward direction is generated and output until the workpiece origin sensor changes from on to off. A stepping motor driving apparatus having a function of outputting a quantity automatic acquisition completion signal to the controller.

請求項４記載のステッピングモータ駆動装置において、バックラッシュ補正回路部は、正転／逆転の方向のバックラッシュ量のデータを設定入力するためのバックラッシュ量設定部と、バックラッシュ量設定部を通じて設定されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部にて取得されたデータとを選択設定するための選択設定部と、選択設定部での選択設定結果に応じてバックラッシュ量設定部にて設定されたデータとバックラッシュ量自動取得回路部にて取得されたデータとを切り替えてバックラッシュ量レジスタに出力するバックラッシュ量切り替え部と更に備えていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 5. The stepping motor driving apparatus according to claim 4, wherein the backlash correction circuit section is set through a backlash amount setting section for setting and inputting backlash amount data in the forward / reverse rotation direction, and a backlash amount setting section. Selected and set in the backlash amount setting unit according to the selection setting result in the selection setting unit, and a selection setting unit for selectively setting the data acquired in the backlash amount automatic acquisition circuit unit A stepping motor drive device further comprising a backlash amount switching unit that switches between data and data acquired by the backlash amount automatic acquisition circuit unit and outputs the data to a backlash amount register.

請求項２記載のステッピングモータ駆動装置において、補正パルス生成部は、コントローラから出力されたバックラッシュ補正動作信号がアクティブであるときに上記した補正パルスの生成等の動作を行う構成となっていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 3. The stepping motor drive apparatus according to claim 2, wherein the correction pulse generation unit is configured to perform operations such as generation of the correction pulse described above when the backlash correction operation signal output from the controller is active. Stepping motor drive device characterized by the above.

請求項２記載のステッピングモータ駆動装置において、正転の方向のバックラッシュ量がバックラッシュ基本量として表され、逆転の方向のバックラッシュ量が当該バックラッシュ基本量との差分である符合付き数値で表されていることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 3. The stepping motor drive apparatus according to claim 2, wherein the backlash amount in the forward direction is expressed as a backlash basic amount, and the backlash amount in the reverse direction is a signed numerical value that is a difference from the backlash basic amount. A stepping motor driving device characterized by being represented.

請求項１のステッピングモータ駆動装置に使用されるコントローラにおいて、アクチュエータの動作指令に伴って方向信号と当該信号の直後の入力パルスとを有した入力信号を生成してステッピングモータ駆動装置に出力した後、パルス払い出し完了信号を同装置に出力する構成となっていることを特徴とするコントローラ。The controller used in the stepping motor drive apparatus according to claim 1, wherein an input signal having a direction signal and an input pulse immediately after the signal is generated and output to the stepping motor drive apparatus in accordance with an operation command of the actuator. A controller characterized by outputting a pulse payout completion signal to the apparatus.

請求項３のステッピングモータ駆動装置に使用されるコントローラにおいて、アクチュエータの動作指令に伴って方向信号と当該信号の直後の入力パルスとを有した入力信号を生成してステッピングモータ駆動装置に出力した後、パルス払い出し完了信号を同装置に出力し、その後、同装置から出力されたバックラッシュ補正完了信号を受けて、次のアクチュエータの動作指令に移行する構成となっていることを特徴とするコントローラ。 4. The controller used in the stepping motor drive apparatus according to claim 3, wherein an input signal having a direction signal and an input pulse immediately after the signal is generated and output to the stepping motor drive apparatus in accordance with an actuator operation command. The controller is configured to output a pulse payout completion signal to the same device, and then receive a backlash correction completion signal output from the device and shift to an operation command for the next actuator.

請求項５のステッピングモータ駆動装置に使用される請求項９記載のコントローラにおいて、バックラッシュ量自動取得モードであるときには、バックラッシュ量自動取得開始信号をステッピングモータ駆動装置に出力し、その後、同装置から出力されたバックラッシュ量自動取得完了信号を受けて、同モードを終了とする構成となっていることを特徴とするコントローラ。 10. The controller according to claim 9, which is used in the stepping motor driving device according to claim 5, wherein when in the backlash amount automatic acquisition mode, a backlash amount automatic acquisition start signal is output to the stepping motor driving device, and thereafter the same device. The controller is configured to receive the backlash amount automatic acquisition completion signal output from, and to end the mode.