JPS63107497A - ステツピングモ−タの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はステッピングモータの制御装置に関し、特に
入力パルスの周波数を制御して共振現象を阻止し、脱調
限界を向上させる制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般にステッピングモータを高速駆動する場合は、第６
図に示す如く速度−トルク特性の自起動領域内の周波数
（ｆｌ）で先ず起動させる。その後ロータがミスステッ
プすることが無いように加速運転域に入る場合パルス周
波数を（ｆｌ）より（ｆ２）へ直線的に連続してスロー
アップさせる。そしてパルス周波数が（ｆ２）へ達し、
一定時間後にパルス周波数を（ｆ２）より（ｆｌ）へ下
げる減速運転域へ入る場合、上記加速運転時と同様に、
パルス周波数を（ｆ２）より（ｆ＋）へ直線的に連続し
てスローダウンさせる。その結果、駆動パターンに応じ
たステッピングモータの加減速−御が行なえる。

その一般的な制御装置としては第７図に示すものがある
０図中、（１）は外部からの回転指令に基づいて、ステ
ッピングモータ駆動用の駆動パルス、及び回転方向を指
令する方向パルスをマイクロコンピュータ（以降マイコ
ンと略記する）（ｌａ）によって出力制御する制御回路
、（７）は上記各パルスに基づいて駆動制御出力をステ
ッピングモータ（８）へ入力するステッピングモータ駆
動回路であり、ステッピングモータ（８）の駆動制御の
もとに負荷が駆動される。

上記の如くステッピングモータ（８）の駆動パターンに
応じたパルス信号を発生する方法としては、従来、各パ
ルスパターンの毎のパルス列を構成する各ビット情報を
、個々のメモリアドレスに記憶させ、一定アドレス空間
毎に各パルスパターンを格納させた後、メモリをアクセ
スしパルスデータを出力する方法がある。

しかして、ステッピングモータのスローアップ及びスロ
ーダウン時におけるパルスパターン生成方法としては、
従来論理“ｌ”情報と論理“Ｏ”情報が、一定間隔で各
メモリアドレスへ連続記憶されるメモリテーブルを備え
、このメモリテーブルを第８図に示す毎く、“ｌ”情報
が記憶される各アドレスメモリ間の各間隔を連続的に縮
少し、スローアップ時におけるメモリテーブルを生成す
る。またスローダウン時におけるメモリテーブルとして
は、°゛１”情報が記憶される各アドレスメモリ間の各
間隔を連続的に拡大してメモリテーブルを生成する。そ
して、この生成されたメモリテーブルをマイコン（１ａ
）内の記憶部へ格納した後、ステッピングモータ（８）
のスローアップ運転時には、一定の時間間隔で順次、ス
ローアップ情報が記憶さ・れているメモリ領域をアクセ
スする。その結果、制御部（１）よりは、各メモリアド
レス間隔とメモリアクセス時間によ決まる各パルス周期
を持ったパルス列がステッピングモータ駆動回路（７）
へ出力される。又スローダウン運転時には、上記メモリ
アクセス方法でスローダウン情報が記憶されているメモ
リ領域をアクセスし、各パルス周期が連続的に拡大変化
するパルス列がステッピングモータ駆動回路（７）へ出
力される。その結果、ステッピングモータ（８）の回転
速度はパルス周波数の増加と共に増し、又パルス周波数
の低下と共に減小する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のステッピングモータの制御装置は、ステッピング
モータの加速及び減速運転時における、入力パルス速度
のスローアップ又はスローダウン時にはパルス周波数を
一定の周波数域まで連続的に増加させ、一定時間後には
定パルス周波数域より一定の周波数域まで連続的に減少
させていた為、ある周波数域では回転系の固有振動数と
の一致によって発生する共振現象で税調限界が低下し、
これによりステッピングモータの回転不安定、又は逆転
するといった現象が発生する問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、特定パルス周波数による共振現象を抑え、脱
調限界の向上を図るステッピングモータの制御装置を得
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明によるステッピングモータの制御装置によれば
、それぞれパルス周波数が異なる複数のパルス列データ
をパルス周波数増加順にメモリ空間へ記憶すると共に、
複数のパルス列データをパルス周波数減少順にメモリ空
間へ記憶して、パルス速度のスローアップ時、スローダ
ウン時におけるパルス列情報が記憶されたメモリテーブ
ルを生成し、スローアップ時及びスローダウン時にはこ
のメモリテーブルより順次パルス列データを読み出して
ステップ状に周波数増減変化するパルス信号を駆動回路
へ出力する手段を備えたものである。

［作用］ 本発明に係るステッピングモータの制御装置によれば、
ステッピングモータのスローアップ運転時又は、スロー
ダウン運転時にパルス周波数をステップ状に増加、又は
減少することでパルス速度を制御しながらステッピング
モータの高速駆動を行なう為、スローアップ運転時、又
はスローダウン運転時のパルス列周波数の一部変化によ
って生じた共振振動は、同周波数のパルス列信号が出力
される間に減少し、振動を抑えることができると共に、
パルス速度の可変によるモータ速度連続可変動作時にお
いても共振領域をさける事ができる。

［実施例］ 第１図はこの発明によるステッピングモータの制御装置
の一実施例のブロック構成図である。

パルス列生成手段（２）で生成されたスローアップ運転
時のパルス列データ、定速運転時のパルス列データ、及
びスローダウン運転時のパルス列データは速度パターン
に従ってアドレス指定手段（３）により指定されたメモ
リ空間へ、パルス列記憶手段（４）によって記憶される
。そしてステッピングモータ（８）の駆動時には、パル
ス列データが記憶されたメモリ空間の先頭アドレスより
パルス列データを読み出しパルス出力手段（８）へ送出
する。メモリ空間の各メモリアドレスより順次パルス列
データを読み出す為、アドレス指定手段（３）へは、１
つのパルス列データがパルス列記憶手段（４）より読み
出される毎に、パルス列データ読出し手段（５）よりア
ドレス歩進信号が送出される。

第２図は上記実施例に使用されるステッピングモータの
システム構成図である。図中、（９）はカップリングで
あり、機構系とステッピングモータ（８）を結合する。

そして（ｌＯ）は機構系に係合された負荷である。尚、
他の部分に関しては第７図と同様であるので詳細説明は
省略する。

次に上記実施例の動作を第３図、第４図（ａ）。

（ｂ）、第５図を参照して説明する。

第３図は本実施例における制御回路（１）よりステッピ
ングモータ駆動回路（７）へ送出される駆動パルスの波
形図と、モータ駆動パターンに応じたパルス周波数のパ
ターン図である。この図に示される如く、自起動領域内
の周波数（ｆｌ）より定速度域の周波数（ｆｌ）に至る
までのスローアップ時の周波数変化は、一定時間、同一
周波数（ｆｌ）の複数パルス信号から構成されるパルス
列を出力した後、周波数を（ｆ３）に増加したパルス列
を一定時間出力し、最終的に周波数が（ｆ３）より大き
い周波数（ｆｌ）のパルス列をスローダウン時に至るま
で出力する。またスローダウン時に至っては、一定時間
パルス列を出力する毎に、そのパルス列の周波数を減少
して行く、これによりスローアップ時、及びスローダウ
ン時のパルス周波数はステップ状に変化する。

上記、スローアップ時とスローダウン時にステップ状に
変化するパルス列生成動作を、第４図（ａ）に示すパル
ス出力プログラムフロチャートと第５図に示すパルスパ
ターン記憶用メモリテーブルを参照して説明する。

マイコン（１ａ）のパルス出力演算部は、パルスｉｎ＋
及び回転方向指令等の回転指令を読み込む（４−１）　
、次にこれらの回転指令より、パルスパターンを判定し
、該パルスパターンが記憶されているメモリテーブル（
第５図参照）内の先頭アドレス（ＴＡ目）を算出すると
共に、回転方向を判定し、方向パルスをステッピングモ
ータ駆動回路（７）へ出力する（４−２）〜（４−４）
。上記先頭アドレス（ＴＡ＋＋）の判定後、アドレス（
ＴＡｚ　＋　）の内容をデータ転送動作の為、マイコン
（ｌａ）内のアキュムレータＡｃｅへ一時移動する（４
−５）。マイコン（１ｈ）ではアキュムレータＡＧＯの
データ内容を検出し、最終データを示す“８０”である
か否かを判定しく４−１３）、“８０”であれば、パル
ス出力を停止する。又、′８０”でなければ、°゛１”
か否かを判定しく４−７）、“１”であれば第４図（ｂ
）に示す如く立ち上がりパルスをＯＮとする（４−８）
。そしてパルス巾が決まるＴ１１時間経過後、パルス出
力をＯＦＦ状態にする（４−９）〜（４−１０）。パル
ス出力をＯＦＦ状態とした後、メモリアドレスを１つ歩
進して、読み出したアドレスを更新する（４−１１）、
マイコン（１ａ）側では更新アドレス（ＴＡｚ、＋）の
内容を判定し、８０゛°でなければ。（ＴＡｌｌ・１）
≠１であるか否かを判定する（４Ｊ）、（４−７）　、
この判定により、（ＴＡｕ、＋）≠１であればパルス出
力ＯＦＦ状態とする（４−１２）、パルス出力ＯＦＦ後
、Ｔｗ時間経過したならばメモリアドレスを（ＴＡｌｌ
、２）に更新する（４−１２）　。

（４−１３）　、（４−１１）。そしてｒｗ時間毎に更
新されたメモリアドレス（ＴＡｎ）内容が（Ｔ、Ａ　ｎ
　）≠１である限りパルス出力をＯＦＦとする（４−１
２）。そして（ＴＡｎ）＝１であるとステップ（４−７
）で判定された時、再度ステップ（４−８）〜（４−１
０）によってパルス巾Ｔ冒のパルスが出力される。

上記パルス列出力プログラムに基づき、ステップ状パル
ス出力の生成方法を詳細に説明する。先ずスローアップ
運転時においては、先頭アドレス（ＴＡｚ）よりパルス
出力情報“１”を読み出した後、続くメモリアドレス（
ＴＡｌｌ、＋）〜（ＴＡｌｌ−４）よりパルス出力ＯＦ
Ｆ情報°゛Ｏ”を４つ、次に示す読出し時間（Ｔ＝（Ｔ
１１（読出し経過）＋α（処理時間））×４（Ｏ“の個
数））で読出した後、メモリアドレス（ＴＡｌｌ、５）
より再びパルス出力情報“１”を読み出す、これにより
パルス周期（（Ｔｗ＋α）×４）のパルス列が生成され
る０以上のようにパルス列が生成された後、上記同様の
読出し時間でメモリアドレス（ＴＡｌｌ・６）〜（ＴＡ
ｌ、・９）より４つのパルス出力ＯＦＦ情報が読み出さ
れた後、メモリアドレス（ＴＡｌｌ、ｔｏ）より再度パ
ルス出力情報゛１゛が読み出されると同パルス周期のパ
ルス列が複数読み出されパルス信号が出力される。メモ
リアドレス（丁Ａ＋＋、ｔｏ）よりパルス出力情報“１
”が読み出された後、パルス出力ＯＦＦ情報“０”が記
憶されている２つのメモリアドレス（（ＴＡｌ　＋・１
１）Ｉ（ＴＡＢ・１２））、（（ＴＡｌｌ・＋４）ｌ（
ＴＡＩＬ・１５））間装置に、メモリアドレス（ＴＡｌ
ｌ−１３）と（ＴＡｌｌ・１６）よりパルス出力情報“
ｌ”が夫々読み出されることでパルス周期（（Ｔｗ＋α
）×２）のパルス列が複数生成される。このような方法
でパルス列を生成することで、第３図に示すようなパル
ス周波数がステップ状に増加変化するパルス信号をステ
ッピングモータ駆動回路（７）へ送出し得る。

又、スローダウン時におけるステップ状パルス信号を送
出する場合は、パルス出力情報“１　”が記憶されるメ
モリアドレス（ＴＡｌｌ＋２ｏ）。

（ＴＡｌｌ・２３）、　（ＴＡｌｌ・２６）、（丁Ａ１
１・３１）、（ＴＡｌｌ・３６）の間隔を、パルス出力
ＯＦＦ情報“０”が記憶されるメモリアドレス（（ＴＡ
ｌｌ、２１）、　（ＴＡｌｌ。２２）、（ＴＡｌｌ。２
４）。

（ＴＡｌｌ・２５）、（ＴＡｌｌ・２７）〜（ＴＡｌｌ
・３０）、（ＴＡｌｌ・３２）〜（ＴＡ目・３５））に
よって順次広げ、これらメモリアドレスを順次アクセス
することでパルス周波数がステップ状に減少変化するパ
ルス信号をステッピングモータ駆動回路（７）へ送出し
得る。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、同一周波数を有する複
数のパルス列の周波数を一定時間毎に変化させ、ステッ
プ状にパルス周波数を変化させる駆動パルスの発生手段
を設けた為、パルス列のパルス信号の周波数変化によっ
て生じた共振振動は、他のパルス列が出力される間に減
衰し、振動を抑えることができ、その結果、一般的なス
ローアップ、スローダウンより脱調限界を向トさせたス
テッピングモータの制御装置が提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるステッピングモータの制御装置
の一実施例の全体構成図、第２図は本実施例におけるス
テッピングモータ制御装置のシステム構成図、第３図は
ステッピングモータのスローアップ時、スローダウン時
におけるステップ状のパルス周波数パターン図、第４図
（ａ）は本実施例によるステッピングモータの制御装置
の動作を示すフローチャート、第４図（ｂ）は出力パル
スの形態を示すパルス波形図、第５図はステップ状のパ
ルス列データを記憶したメモリテーブル、第６図は従来
のスローアップ時、又はスローダウン時におけるパルス
周波数パターン図、第７図は従来のステッピングモータ
制御装置のシステム構成図、第８図は従来のスローアッ
プ時、及びスローダウン時のパルス列データが記憶され
たメモリテーブルである。 図において、 （１）は制御回路、 （２）はパルス列生成手段、 （３）はアドレス指定手段、 （４）はパルス列記憶手段、 （５）はパルス列データ読出し手段、 （６）はパルス出力手段、 （７）はステッピングモータ駆動回路、（８）はステッ
ピングモータ。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ステッピングモータの運転状態に応じて生成された所
   定周波数のパルス信号をパルス制御回路より出力し、該
   パルス信号に基づいて駆動回路より出力される励磁電流
   を上記ステッピングモータへ入力してモータ駆動制御を
   行なうステッピングモータの制御装置において、一定時
   間毎に出力される各パルス列データの周波数を夫々一定
   の割合いで変化させ、周波数の増加順に各パルス列デー
   タを配列してステッピングモータのスローアップ時パル
   ス列データを生成すると共に、周波数の減少順に各パル
   ス列データを配列してステッピングモータのスローダウ
   ン時パルス列データを生成するパルス列データ生成手段
   と、上記生成したパルス列データを構成するビット情報
   を各先頭アドレスより夫々記憶するパルス列記憶手段と
   、各回転情報に基づきパルス列記憶手段に対し読み出し
   アドレスを指定するアドレス指定手段と、該アドレス指
   定手段へのアドレス歩進信号を出力するパルス列データ
   読出し手段と、アドレス歩進信号によりパルス列記憶手
   段より順次読み出されたビット情報をパルス出力とし、
   上記駆動回路送出するパルス出力手段とを備えたことを
   特徴とするステッピングモータの制御装置。