JPH05292792A - Fine positioning controller for linear pulse - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a highly accurate positioning controller at a low cost by employing a linear pulse motor incorporating a position error detector utilizing a light and inexpensive electromagnetic induction detecting element and providing an offset for a position error signal detected through the electromagnetic induction detecting element. CONSTITUTION:In a positioning control circuit 1 operating such that a position error signal detected through an electromagnetic induction detecting element built in a linear pulse motor will be zero at all times, driving signals detected through the electromagnetic induction detecting element 2 are sequentially provided with a phase offset in order to drive the linear pulse motor 3 in micro- step.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はリニアパルスモータのマ
イクロステップ位置決め制御方式に関し、特にフロッピ
ーディスク装置等におけるヘッド送り機構の位置決め制
御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microstep positioning control system for a linear pulse motor, and more particularly to a positioning control device for a head feed mechanism in a floppy disk device or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来フロッピーディスク装置のヘッド送
り制御は、リニアパルスモータのモータピッチ精度によ
るオープンループ制御、またはリニアパルスモータ外部
にフォントエンコーダを取付け、前記フォントエンコー
ダより出力されるインクリメンタル位置誤差信号を利用
してマイクロステップ駆動する方法が一般的である。2. Description of the Related Art The head feed control of a conventional floppy disk drive is open loop control based on the motor pitch accuracy of a linear pulse motor, or a font encoder is attached outside the linear pulse motor, and an incremental position error signal output from the font encoder is used. A method of utilizing microstep driving is generally used.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のフロッ
ピーディスク装置のヘッド送り制御では、モータピッチ
精度によるオープンループ制御の場合、モータピッチ精
度を上げるために微細な加工技術が必要となりモータ単
体のコストが高くなるという欠点が生ずる。In the above-mentioned conventional head feed control of the floppy disk device, in the case of open loop control based on the motor pitch accuracy, a fine processing technique is required to increase the motor pitch accuracy, and the cost of the motor alone is reduced. Has the drawback of high value.

【０００４】また位置誤差検出器としてフォントエンコ
ーダを使用しリニアパルスモータのマイクロステップ駆
動制御を行った場合、モータ単体のピッチ精度は下げる
ことができ安価なモータを使用することができるが、必
要なヘッド送り精度を確保するためにフォントエンコー
ダのインクリメンタルな出力パルス数を必然的に非常に
多くする必要が生じ位置検出器のコストが高くなるとい
う欠点が生ずる。When a font encoder is used as a position error detector and micro step drive control of a linear pulse motor is performed, the pitch accuracy of the motor alone can be lowered and an inexpensive motor can be used, but it is necessary. In order to ensure the head feed accuracy, it is necessary to increase the number of incremental output pulses of the font encoder inevitably, resulting in a disadvantage that the cost of the position detector becomes high.

【０００５】上記の欠点を解決するため特願昭５４−５
２６９４号明細書において、電磁誘導型検出要素を用い
た小型軽量で安価な位置検出器が提案されているが、こ
の場合は電磁誘導型検出要素をモータに取り付ける段階
で電磁誘導型検出要素のキャップ長を調整する必要性が
本質的に存在し生産ラインにおける調整時間、検査時間
の増大を招来し、また電磁誘導型検出要素のキャップ長
はモータの振動等、経年変化に対してもこれを調整する
ための保守に多大の工数を要し保守コストの増大につな
がる等の欠点が生ずるためリニアパルスモータ位置決め
制御装置用位置検出器として利用されるに至らなかっ
た。To solve the above drawbacks, Japanese Patent Application No. 54-5
No. 2694 proposes a small, lightweight, and inexpensive position detector using an electromagnetic induction type detection element. In this case, the cap of the electromagnetic induction type detection element is attached at the stage of attaching the electromagnetic induction type detection element to a motor. The necessity of adjusting the length essentially exists, which causes an increase in the adjustment time and inspection time in the production line, and the cap length of the electromagnetic induction type detection element can be adjusted even with aging such as motor vibration. Therefore, it has not been used as a position detector for a linear pulse motor positioning control device because it requires a lot of man-hours for maintenance and leads to an increase in maintenance cost.

【０００６】本発明の目的は、上述の欠点を除去したリ
ニアパルスモータ精密位置決め制御装置を提供すること
にある。It is an object of the present invention to provide a linear pulse motor precision positioning control device which eliminates the above-mentioned drawbacks.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、リニアパルス
モータ固定子及び可動子内部に互いに対向して接続され
た電磁誘導型検出要素を持ちマイクロステップ駆動可能
なリニアパルスモータの精密位置決め制御装置におい
て、前記電磁誘導型検出要素に対して振幅が等しく互い
に９０°位相が異なる正弦波状の１対の駆動信号を出力
する駆動回路と、前記１対の駆動信号を受け前記１対の
駆動信号との位相差が前記リニアパルスモータの移動量
に比例する位置誤差検出信号を出力する検出回路と、前
記位置誤差検出信号を受け前記位置誤差信号がゼロとな
るように前記リニアパルスモータの駆動電流を制御する
制御回路と、前記検出回路で位相比較を行うため用いる
駆動信号と前記電磁誘導型検出要素を駆動する駆動信号
との間に位相差オフセットを与えるオフセット回路とを
有し、前記位相差オフセット量を切り替える事により前
記リニアパルスモータをマイクロステップ駆動制御させ
る事を特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a precision positioning control device for a linear pulse motor which has an electromagnetic induction type detection element connected to the inside of a linear pulse motor stator and a movable element so as to face each other and is capable of microstep driving. And a drive circuit for outputting a pair of sinusoidal drive signals having the same amplitude and different phases by 90 ° with respect to the electromagnetic induction type detection element, and the pair of drive signals for receiving the pair of drive signals. A phase difference between the linear pulse motor and a detection circuit that outputs a position error detection signal proportional to the amount of movement of the linear pulse motor; and the linear pulse motor drive current is set so that the position error signal becomes zero. The phase difference between the control circuit for controlling and the drive signal used for performing the phase comparison in the detection circuit and the drive signal for driving the electromagnetic induction type detection element is turned off. And a offset circuit for providing a Tsu bets, characterized in that to the linear pulse motor micro-step drive control is by switching the phase difference offset.

【０００８】[0008]

【作用】本発明のリニアパルスモータ位置決め制御装置
では、リニアステップモータの構造上、可動子と固定子
のギァップ幅が高精度で調整されている点に着目し、電
磁誘導型検出要素を固定子及び可動子内部にそれぞれ対
向して接続したリニアパルスモータを用い、可動子及び
固定子に具備した電磁誘導型検出要素より得られる位置
誤差信号が常にゼロとなるようにリニアパルスモータの
駆動電流を制御する制御系に対し、位置誤差信号にオフ
セットを加える事によりマイクロステップ駆動可能なリ
ニアパルスモータの位置制御装置を構築する。これによ
り軽量、安価な電磁誘導型検出要素を利用した位置誤差
検出器を内部に持つリニアパルスモータにおいて、電磁
誘導型検出要素より検出される位置誤差信号に対しオフ
セットを与える事により安価で高精度な位置決め制御装
置を実現できる。In the linear pulse motor positioning control device of the present invention, attention is paid to the fact that the gap widths of the mover and the stator are adjusted with high accuracy due to the structure of the linear step motor. And a linear pulse motor connected to the inside of the mover so as to face each other, and the drive current of the linear pulse motor is set so that the position error signal obtained from the electromagnetic induction type detection element provided in the mover and the stator is always zero. A position control device for a linear pulse motor capable of microstep driving is constructed by adding an offset to a position error signal for a control system to be controlled. As a result, in a linear pulse motor that has a position error detector that uses a lightweight and inexpensive electromagnetic induction type detection element inside, it is inexpensive and highly accurate by giving an offset to the position error signal detected by the electromagnetic induction type detection element. It is possible to realize a precise positioning control device.

【０００９】[0009]

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【００１０】図１は本発明の一実施例を示すブロック図
であり、図において、コンピュータ等の外部制御機器４
から移動信号４ａ，４ｂが位置決め制御回路１に与えら
れ、移動信号４ａ，４ｂに応じてリニアパルスモータ３
が制御される。このときリニアパルスモータ３の直線運
動は位相が互いに９０°異なる正弦波状の信号を信号線
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを介して受ける電磁誘導型検出
要素２によって検出され信号線２ａ，２ｂを介し位置決
め制御回路１にフィードバックされる。そして信号線１
ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈを介してリニアパルスモータ３を
制御しリニアパルスモータ３と機械的に接続された磁気
ヘッド５を所望の位置まで移動する。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, an external control device 4 such as a computer is shown.
Movement signals 4a and 4b are given to the positioning control circuit 1 from the linear pulse motor 3 according to the movement signals 4a and 4b.
Is controlled. At this time, the linear motion of the linear pulse motor 3 is detected by the electromagnetic induction type detection element 2 which receives sinusoidal signals whose phases are different from each other by 90 ° through the signal lines 1a, 1b, 1c and 1d, and is detected through the signal lines 2a and 2b. It is fed back to the positioning control circuit 1. And signal line 1
The linear pulse motor 3 is controlled via e, 1f, 1g, and 1h to move the magnetic head 5 mechanically connected to the linear pulse motor 3 to a desired position.

【００１１】図３，図４はリニアパルスモータ３の構造
図及び電磁誘導型検出要素２のパタン図である。リニア
パルスモータ３は図３に示す構造図に示すように可動子
３２と固定子３１及び磁石３５より構成され、固定子３
１のａ極とｂ極は歯ピッチτに対してτ／２ずらして配
置し、可動子３２のＡ列とＢ列は歯ピッチτに対してτ
／４ずらして配置する。また電磁誘導型検出要素２は図
３の３３及び３４に示すようにリニアパルスモータ内部
に対向して接続され、可動子側３４は図４に示すように
リニアパルスモータ３のピッチ幅τの１／４ピッチ幅の
検出器を、固定子側３３はピッチ幅τ／４の検出器をτ
／１６ずらして配置したもので、信号線１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄ，２ａ，２ｂを介して位置決め制御回路１と接
続される。3 and 4 are a structural diagram of the linear pulse motor 3 and a pattern diagram of the electromagnetic induction type detection element 2. The linear pulse motor 3 is composed of a mover 32, a stator 31 and a magnet 35 as shown in the structural diagram of FIG.
The a pole and the b pole of No. 1 are displaced by τ / 2 with respect to the tooth pitch τ, and the rows A and B of the mover 32 are τ with respect to the tooth pitch τ.
/ 4 shift and arrange. Further, the electromagnetic induction type detection element 2 is connected so as to face the inside of the linear pulse motor as shown by 33 and 34 in FIG. 3, and the mover side 34 is 1 of the pitch width τ of the linear pulse motor 3 as shown in FIG. / 4 pitch width detector, the stator side 33 the pitch width τ / 4 detector τ
/ 16 offset, the signal lines 1a, 1b, 1
It is connected to the positioning control circuit 1 via c, 1d, 2a and 2b.

【００１２】図２は図１の位置決め制御回路の一例を詳
しく示すブロック図であり、図５から図１１は図２のブ
ロック図の内部回路の一例を詳しく示す図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the positioning control circuit of FIG. 1 in detail, and FIGS. 5 to 11 are diagrams showing an example of the internal circuit of the block diagram of FIG. 2 in detail.

【００１３】図２の外部制御機器４より出力される移動
信号４ａ，４ｂを、図６に示す位相器２００で受け、図
５のクロック発生回路１００で分周した信号１００ａを
基に位相比較基準信号２００ａ、検出器駆動信号２００
ｂ，２００ｃを生成する。検出器駆動信号２００ｂ，２
００ｃは互いに９０°位相がずれた矩形波でセレクタ２
０１，２０２及び移動信号４ａ，４ｂの組み合わせによ
って、位相比較基準信号２００ａとの位相差を０，９
０，１８０，２７０度の４パタン切り替える事のできる
信号である。The movement signals 4a and 4b output from the external control device 4 in FIG. 2 are received by the phase shifter 200 shown in FIG. 6, and the phase comparison reference is made based on the signal 100a divided by the clock generation circuit 100 in FIG. Signal 200a, detector drive signal 200
b, 200c is generated. Detector drive signals 200b, 2
00c is a rectangular wave 90 ° out of phase with each other.
01, 202 and the movement signals 4a, 4b, the phase difference from the phase comparison reference signal 200a is 0, 9
It is a signal that can be switched in four patterns of 0, 180, and 270 degrees.

【００１４】位相器２００より出力された検出器駆動信
号２００ｂ，２００ｃは、図７に示す検出器駆動回路３
００に送られ、フィルタ３０１，３０２で矩形整形さ
れ、アンプ３０３，３０４で増幅され、信号線１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄを通りリニアパルスモータ３の固定子側
の電磁誘導型検出要素２を駆動する。The detector drive signals 200b and 200c output from the phase shifter 200 are the detector drive circuit 3 shown in FIG.
00, shaped rectangular by filters 301 and 302, amplified by amplifiers 303 and 304, and signal lines 1a and 1
The electromagnetic induction type detection element 2 on the stator side of the linear pulse motor 3 is driven through b, 1c and 1d.

【００１５】固定子側の電磁誘導型検出要素２を駆動す
る事により、可動子側の電磁誘導型検出要素２に電圧が
生じ、信号線２ａ，２ｂを介して図８に示す信号増幅回
路４００に送られる。By driving the electromagnetic induction type detection element 2 on the stator side, a voltage is generated in the electromagnetic induction type detection element 2 on the mover side, and the signal amplification circuit 400 shown in FIG. 8 via the signal lines 2a and 2b. Sent to.

【００１６】信号増幅回路４００では、電磁誘導型検出
要素２によって検出された信号をフィルタ４０１，４０
３，４０５で整形し、アンプ４０２，４０４で増幅し、
４０６でコンパレートして矩形波に変換し、信号線４０
０ａを介して図９に示す位置信号発生回路５００に送
る。In the signal amplification circuit 400, the signals detected by the electromagnetic induction type detection element 2 are filtered by the filters 401, 40.
Shaped with 3,405, amplified with amplifiers 402,404,
The signal line 40 is converted by 406 and converted into a rectangular wave.
0a to the position signal generation circuit 500 shown in FIG.

【００１７】位置信号発生回路５００では、信号増幅回
路４００で波形整形された検出信号４０６ａと位相比較
基準信号２００ａの立ち上がりで位相比較を行いリニア
パルスモータ３の固定子３１と可動子３２の位置誤差量
を検出する。さらに検出された位置誤差量を、クロック
発生回路１００で生成した補間パルス１００ｂを用いて
ディジタル化した位置誤差信号を生成し、リニアパルス
モータ３の移動方向を示す移動方向信号と制御回路６０
０のレジスタ６０２に対するタイミング信号を信号線５
００ｂ，５００ａ，５００ｃを介して図１０に示す制御
回路６００に送る。In the position signal generation circuit 500, phase comparison is performed at the rising edges of the detection signal 406a whose waveform has been shaped by the signal amplification circuit 400 and the phase comparison reference signal 200a, and the positional error between the stator 31 and the mover 32 of the linear pulse motor 3 is corrected. Detect the amount. Further, the detected position error amount is digitized by using the interpolation pulse 100b generated by the clock generation circuit 100 to generate a position error signal, and a moving direction signal indicating the moving direction of the linear pulse motor 3 and the control circuit 60.
The timing signal for the register 602 of 0 is signal line 5
00b, 500a, 500c to the control circuit 600 shown in FIG.

【００１８】制御回路６００では、移動方向信号５００
ａと位置誤差信号５００ｂをカウンタ６０１で計測し、
計測結果をタイミング信号５００ｃでレジスタ６０２に
ラッチする。またＲＯＭ６０３，６０４はリニアパルス
モータ３の駆動電流データを持ったテーブルでレジスタ
６０２にラッチされた計測結果に対応した駆動電流デー
タを信号線６００ａ，６００ｂを介して、図１１のモー
タ駆動回路７００に出力する。In the control circuit 600, the moving direction signal 500
a and the position error signal 500b are measured by the counter 601.
The measurement result is latched in the register 602 with the timing signal 500c. ROMs 603 and 604 are tables having drive current data of the linear pulse motor 3, and drive current data corresponding to the measurement results latched in the register 602 are transferred to the motor drive circuit 700 of FIG. 11 via the signal lines 600a and 600b. Output.

【００１９】モータ駆動回路７００では、制御回路６０
０より出力された駆動電流６００ａ、６００ｂを受け、
Ｄ／Ａ変換期７０１，７０２で駆動データをアナログ電
流値に変換し、電流アンプ７０３，７０４と信号線１
ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈを介してリニアパルスモータ３を
位置誤差信号が０になるように比例制御駆動する。In the motor drive circuit 700, the control circuit 60
Receiving drive currents 600a and 600b output from 0,
In the D / A conversion periods 701 and 702, the drive data is converted into an analog current value, and the current amplifiers 703 and 704 and the signal line 1 are converted.
The linear pulse motor 3 is proportionally controlled and driven via e, 1f, 1g, and 1h so that the position error signal becomes zero.

【００２０】ここで、位相比較基準信号２００ａ，位置
検出信号４００ａの位相を９０°ずらすように移動信号
４ａ，４ｂを切り替えると、リニアパルスモータ３は電
磁誘導型検出要素２のピッチ幅１／４のτ／１６に相当
する距離移動を行い、位置信号４ａ，４ｂの切り替えを
順次行う事によってτ／１６ピッチでマイクロステップ
駆動することができる。また移動方向を逆にする場合
も、移動信号４ａ，４ｂを逆順でに切り替える事によっ
て簡単に実現できる。When the movement signals 4a and 4b are switched so that the phases of the phase comparison reference signal 200a and the position detection signal 400a are shifted by 90 °, the linear pulse motor 3 causes the linear pulse motor 3 to have a pitch width 1/4 of the electromagnetic induction type detection element 2. By performing a distance movement corresponding to τ / 16 and sequentially switching the position signals 4a and 4b, microstep driving can be performed at τ / 16 pitch. Also, when the moving direction is reversed, it can be easily realized by switching the moving signals 4a and 4b in the reverse order.

【００２１】[0021]

【発明の効果】以上説明したように本発明により、軽
量、安価な電磁誘導型検出要素を利用した位置誤差検出
器を内部に持つリニアパルスモータを用い、電磁誘導型
検出要素より検出される位置誤差信号に対しオフセット
を与える事により、安価で高精度な位置決め制御装置を
提供できる。As described above, according to the present invention, the position detected by the electromagnetic induction type detection element is used by using the linear pulse motor which internally has the position error detector utilizing the lightweight and inexpensive electromagnetic induction type detection element. By giving an offset to the error signal, an inexpensive and highly accurate positioning control device can be provided.

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

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

【図２】図１の実施例の位置決め制御回路の一例を示す
ブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a positioning control circuit of the embodiment of FIG.

【図３】図１の実施例のリニアパルスモータの構造図で
ある。FIG. 3 is a structural diagram of the linear pulse motor of the embodiment of FIG.

【図４】図１の実施例の電磁誘導型検出要素のパタン図
である。4 is a pattern diagram of an electromagnetic induction type detection element of the embodiment of FIG.

【図５】クロック発生回路の一例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a clock generation circuit.

【図６】位相器の一例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a phase shifter.

【図７】検出器駆動回路の一例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a detector drive circuit.

【図８】信号増幅回路の一例を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a signal amplifier circuit.

【図９】位置信号発生回路の一例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of a position signal generating circuit.

【図１０】制御回路の一例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a control circuit.

【図１１】モータ駆動回路の一例を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of a motor drive circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 位置決め制御回路 ２ 電磁誘導型検出要素 ３ リニアパルスモータ ４ 外部制御機器 ５ 磁気ヘッド １００ クロック発生回路 ２００ 位相器 ３００ 検出器駆動回路 ４００ 信号増幅回路 ５００ 位置信号発生回路 ６００ 制御回路 ７００ モータ駆動回路 1 Positioning Control Circuit 2 Electromagnetic Induction Type Detection Element 3 Linear Pulse Motor 4 External Control Equipment 5 Magnetic Head 100 Clock Generation Circuit 200 Phaser 300 Detector Drive Circuit 400 Signal Amplification Circuit 500 Position Signal Generation Circuit 600 Control Circuit 700 Motor Drive Circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】リニアパルスモータ固定子及び可動子内部
に互いに対向して接続された電磁誘導型検出要素を持ち
マイクロステップ駆動可能なリニアパルスモータの精密
位置決め制御装置において、 前記電磁誘導型検出要素に対して振幅が等しく互いに９
０°位相が異なる正弦波状の１対の駆動信号を出力する
駆動回路と、 前記１対の駆動信号を受け前記１対の駆動信号との位相
差が前記リニアパルスモータの移動量に比例する位置誤
差検出信号を出力する検出回路と、 前記位置誤差検出信号を受け前記位置誤差信号がゼロと
なるように前記リニアパルスモータの駆動電流を制御す
る制御回路と、 前記検出回路で位相比較を行うため用いる駆動信号と前
記電磁誘導型検出要素を駆動する駆動信号との間に位相
差オフセットを与えるオフセット回路とを有し、前記位
相差オフセット量を切り替える事により前記リニアパル
スモータをマイクロステップ駆動制御させる事を特徴と
するリニアパルスモータ精密位置決め制御装置。1. A precision positioning control device for a linear pulse motor, which has electromagnetic induction type detection elements connected to face each other inside a stator and a mover of a linear pulse motor and is capable of microstep driving, wherein the electromagnetic induction type detection element is provided. Are equal in amplitude to each other 9
A drive circuit that outputs a pair of sinusoidal drive signals having different 0 ° phases, and a position where a phase difference between the drive signal that receives the pair of drive signals and the pair of drive signals is proportional to the movement amount of the linear pulse motor. A detection circuit that outputs an error detection signal, a control circuit that receives the position error detection signal and controls the drive current of the linear pulse motor so that the position error signal becomes zero, and the detection circuit performs phase comparison An offset circuit that provides a phase difference offset between a drive signal used and a drive signal that drives the electromagnetic induction type detection element, and the linear pulse motor is microstep drive controlled by switching the phase difference offset amount. A linear pulse motor precision positioning control device characterized by this.