JPH01311896A - ステッピングモータの駆動制御装置 - 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 本発明は、ステッピングモータの駆動制御装置に係す、
とくにステッピングモータの脱調現象を利用することに
よって該モータを往復駆動制御する装置に関する。

従来の技術 ステッピングモータを用いて動力を取出す技術は周知で
ある。−例として、各別のステッピングモータの出力軸
に歯車を付けて、これを減速用の歯車と組合わせ、該中
間の減速用の歯車から動力を取出すように構成して、運
転に先立って各かみ合う歯車間に回転保持力を与え、運
転中のバックラッシュを解消し、よって出力を取出す際
の精度を向上させるものが知られる。

発明が解決しようとする課題 しかし上記装置において、往復駆動する動力を取出す場
合に常に機械的精度が安定して得られるとは限らない不
都合な点があった。

本発明は、上記ステッピングモータを用いて往復駆動す
る動力を取出す場合の不都合な点を解消することを目的
とし、かつ一定の負荷トルクを検知するこ−とによって
、往復駆動を安定して行うことができるステッピングモ
ータの駆動制御装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 すなわち本発明は、所定のパルス信号によってステッピ
ングモータを駆動するようにした駆動装置であって、該
ステッピングモータにかかる負荷によって生じる該モー
タの脱調を検知して、該検知した信号により上記所定の
パルス信号を変換せしめ、上記ステッピングモータの駆
動方向を切換えるよう構成するものである。

作用 所定のパルス信号をパルス信号制御装置に入力し、パル
ス信号制御装置から一定のパルス信号をステッピングモ
ータの駆動手段へ発信する。該駆動手段から所定のパル
ス信号に従うパルス電流がステッピングモータへ供給さ
れ、該モータは一定方向に回転する。パルス信号変換回
路を通して回転中の該モータからパルス信号制御装置へ
信号が返送されるが、該モータの出力側に負荷トルクが
かかって脱調を起こすと、脱調による信号は上記変換回
路を通してパルス信号制御装置のパルス信号変換回路で
検知され、前記所定のパルス信号を変換して、上記駆動
手段へ次のパルス信号を発信する。

実施例 第１図は、本発明の一実施例を示す概略図である。同図
において、１はステッピングモータ、２はステッピング
モータ１のドライバー、３は所定のパルス信号を制御す
るパルス信号制御装置、４はロータリーエンコーダを示
す。パルス信号制御装置３には、例えば、第２図に示す
パルス速度（ＰＰＳ）を有するパルス信号が入力しであ
る。同図において、パルス信号Ｉは、パルス信号制御装
置３の記号ＣＷで示す回路からドライバー２へ発信され
、また、信号■は記号ＣＣＷで示す回路からドライバー
２へ発信されるように各回路構成がなされている。上記
パルス信号１．ＩＩは、図示の頂部平坦域をなくして、
急激にパルス発生回数（ＰＰＳ）を増加させ、適宜の高
さ位置から降下減少するパルス信号と七でもよく、また
、パルス信号Ｉは図示のものと同様のものとする一方、
パルス信号■の方を上記適宜高さの位置から降下域させ
てほぼ山形の波形をなすパルス信号としてもよく、パル
ス速度を種々に変更してなるものである。またドライバ
ー２は、ステッピングモータ１へ上記所定のパルス信号
に応じたパルス電流を供給し、該モータ１は該パルス電
流で駆動される。上記ステッピングモータ１のロータか
ら出力される回転信号は、エンコーダ４へ入力され、エ
ンコーダ４から上記パルス信号制御装置３へ返送される
。該信号制御装置３において、返送されたパルス信号は
前記所定のパルス信号を変換する信号変換回路に入力さ
れる。また所定のパルス信号はくり返してＣＷ回路から
ドライバー２べ発信されるかもしくは変換されて次のパ
ルス信号がＣＣＷ回路からドライバー２へ発信される。

すなわち、ステッピングモータ１が一定の回転を継続し
ているときは、パルス信号制御装置３からドライバー２
へ発信される信号に応じた信号がステッピングモータ１
からエンコーダ４へ入力され、エンコーダ４からパルス
信号制御装置３へ返送される。また、ステッピングモー
タ１の出力側５にかかる負荷トルクによって脱調を起こ
すと、エンコーダ４を経て脱調による信号がパルス信号
制御装置３へ返送され、前記の通り所定のパルス信号は
変換されてドライバー２へ発信される。なお、信号６は
電源用コンセントである。次に第３図を用いて以上の動
作フローについて説明する。まず、パルス信号制御装置
３のＣＷ回路のパルスＩをドライバー２へ入力して−７
、モータ１のロータと連結したエンコーダ４からの信号
をパルス信号制御装置３ヘフイードバツクする−８゜上
記制御装置３において、エンコーダ４からの信号があれ
ば−９、上記７にもどり、パルスＩをドライバー２へく
り返し発信する。また、エンコーダ４からの信号がなけ
れば（すなわち、脱調が検知されると）−９、次の１０
へ進む。パルス信号制御装置３のＣＣＷ回路のパルス■
をドライバー２へ入力し−１０、該モータ１のロータと
連結したエンコーダ４からの信号をパルス信号制御装置
３ヘフイードバツクする−１１゜上記制御装置３におい
て、エンコーダ４からの信号がなければ（すなわち、脱
調が検知されると）−１２、最初の７にもどる。以後同
様にして、信号をドライバー２へ発信して、モータエを
往復駆動する。

次に、第４〜１０図は、本発明を用いて濾過機の炉板を
送る例を示す。第４図は同−過機の側面図で、多数枚の
炉板１３がレール１４上に配列されている。１５は固定
板であり、その反対側に配置した可動板１６は締付装置
１７と連結しである。また、締付装置１７は後退させて
可動板１６を炉板１３から引き離し、炉板１３と可動板
１６との間に一定の間隙を開けている。この一定の間隙
を、炉板１３の移動距離りとして、順次炉板１３を固定
板１５側から可動板１６側へ移動する。１８は炉板１３
の移動用の爪装置で、チェノ１９に連結して往復移動さ
れる。爪装置１８には、炉板１３に係脱して炉板を送る
爪２０と、この爪２０に対向して状勢され、爪装置１８
の往復移動を停止させる爪２１とが組込まれである。上
記チェノ１９は固定板１５側のスプロケット２２と締付
装置側のスプロケット２３との間に掛けである。２４は
固定板１５に固設した支持台であって、該支持台２４上
にステッピングモータ１が取付けである。また、支持台
２４の端部裏面には下向きにエンコーダ４が取付けられ
ている。２５はモータ１とスプロケット２２とを連結す
るチェノであり、２６はエンコーダ４とスプロケット２
２とを連結するチェノである。また、上記モータ１のド
ライバ２と、パルス信号制御装置３とは支持台２４から
上方へ離して図示しであるが、これらは支持台２４に配
置するか、または図示しない別個の操作盤に組込む。上
記−過機において、濾過終了後、可動板１６を締付装置
１７の後退により炉板１３から引き離して、炉板１３と
可動板１７との間に一定の移動距離りを開ける。同時に
爪装置１８を、締付装置１７側の待機位置から移動しよ
うとする第１の炉板１３の位置まで走行させて、その送
り爪２゜を該炉板１３に係合させ、移動体勢に入る。第
４図は、第１の炉板１３に対して、いま、爪２０が移動
姿勢ヲとったところを示す。ステッピングモータ１を含
む往復駆動部の説明は、便宜上、後記する。

上記送り”爪２０は第４図の姿勢を維持して、移動中間
を示す第５図から移動終端近くの第６図を経て、第７図
図示の通り後退している可動板１６に第１の炉板１３を
送りつける。第１の炉板１３を送りつけた爪装置１８は
第７図の位置から逆に、最初の走行方向にかわり、第８
図に示す移動中間を経て第２の炉板１３に接近する。第
９図は爪装置１８が第２の炉板１３に接近して、その送
り爪２０を倒伏させるとともに他方の停止爪２１を状勢
に抗して起立させようとするところを示す。さらに、爪
装置１８が移動すると、送り爪２０は第２の炉板１３と
第３の炉板１３との間に入り込み、他方の停止爪２１は
起立して第２の炉板１３に当接する。この両爪２０．２
１の姿勢は第１０図図示の通りである。停止爪２１を第
２の炉板に当接して停止した爪装置１８は、再び炉板１
３を送る方向に移動され、その送り爪２０を第２の炉板
１３に係合させ、また、他方の停止爪２１を爪装置１８
内に回動して収容させる。すなわち、爪装置１８は第１
０図の体勢から第４図の体勢に変わり、第２の炉板１３
を同様にすでに移動した第１の炉板１３に向って移動す
る。以後順次移動距離りを保って炉板１３を移動する。

さて、ステッピングモータ１を含む往復駆動部の説明は
次の通りである。いま、移動しようとする第１の炉板１
３に爪装置１８の送り爪２０を当接させた第４図の状態
から説明すると、パルス信号制御装置３のＣＷ回路から
発信されるパルス信号を受けてドライバー２からステッ
ピングモータ１にパルス電流が入力される。上記パルス
信号は、第２図図示のパルス速度を有するものを採用し
、パルスＩの速度が次第に早くなりこれに従って爪装置
１８の移動速度も加速される。次いで、パルスが増加域
から一定の速度になり、爪装置１８は炉板１３を安定に
送り続ける（第５図）。所定の時間経過後、上記パルス
Ｉの速度は一定域から低下し、爪装置１８の速度も低下
して炉板１３を次第にゆるやかに移動する（第６図）。

爪装置１８の移動中は、ステッピングモータ１と連動し
たエンコーダ４から、前記の通り、一定のパルス信号が
発信されている。したがって、ステッピングモータ１は
、爪装置１８によって炉板を可動板方向へ送るため正常
に回転していることがわかる。炉板１３はその移動距離
りの終端に至って、すでに後退している可動板１６に送
りつけられると、これがチェノ１９．スプロケツト２２
゜チェノ２５を介してステッピングモータ１の出力軸に
伝わり、該モータ１は回転不能となる。一方、上記ドラ
イバー２からの供給パルスは引き続いてステッピングモ
ータ１に人力されるが、該モータ１は回転しないため、
すなわち、脱調現象を生じて、エンコーダ４からのパル
ス信号のフィードバックがなくなる。よって、ステッピ
ングモータ１によって炉板１３を送りきったことがわか
る（第７図）。

上記パルス信号のフィードバックがなくなったことはた
だちにパルス信号制御装置３内で検知されるとともに、
前記パルスＩからパルス■に変換されてＣＣＷ回路から
パルス信号がドライバー２１こ発信され、ステッピング
モータ１の回転が逆転される。爪装置１３は上記送りき
ったＰ板１３から離れてその速度を増して走行し、中間
の一定速度域を経て（第８図）、移動距離りの始端に近
づくとその速度を低下する。爪装置１３は、送ろうとす
る第２のＰ板１３に至ってその送り爪２０をＰ板１３に
当接して回動させ（第９図）、なお移動して第３のＰ板
１３との間に該爪２０を進入して起立させ、他方の停止
爪２１を第２のＰ板１３に対して起立して当接させる（
第１０図）。

爪装置１８が第２のＰ板１３に当接して停止すると、こ
れがチェノ１９．スプロケツト２２．チエン２５を介し
てステッピングモータ１の出力軸に伝わり、該モータ１
は回転不能となる。一方、上記ドライバー２からの供給
パルスは引き続いてステッピングモータ１に入力される
が、該モータ１は回転せず、脱調して、エンコーダ４か
らのパルス信号のフィードバックがなくなる。上記ステ
ッピングモータ１の脱調はただちにパルス信号制御装置
３内で検知されるとともに、該検知された信号により前
記所定のパルス■からパルスｌに変換されてＣＷ回路か
らパルス信号がドライバー２に発信され、ステッピング
モータ１の回転が逆転される。爪装置１８は第１０図の
状態から第４図の状態にもどり、第２のＰ板１３を同様
にすでに移動した第１のＰ板１３に向って移動する。以
後、同様に爪装置１８がＰ板１３を移動する往路におい
て所定のパルスＩを発信し、また同爪装置１８の復路に
おいて所定のパルス■を発信して、すべてのＰ板を固定
板１５側から可動板１６側へ移動してＦ板移動を完了す
る。また、上記Ｐ板の移動操作において、爪装置１８の
各廁０゜２１の起立と伏倒を逆に作動させるようにして
、可動板１６側に配列したＰ板を固定板１５側へ移動す
ることも容易である。

さらに他の使用例として、ボール盤におけるタップ加工
につき、第１１図を用いて説明する。信号２７はタップ
ねじを示し、該ねじ２７で被加工物２８にタップ穴加工
を行うため、その駆動源としてステッピングモータ１を
用いる。予め、ウオームとラック機構２９で、タップね
じ２７を被加工物２８に対して位置決めしながら、パル
ス信号制御装置３のＣＷ回路からドライバー２にパルス
信号を発信してステッピングモータ１を駆動する。３０
はモータ１の駆動軸５とねじ２７の回転軸とに掛けた調
帯である。ステッピングモータ１の回転駆動によって、
ねじ２７が被加工物２８に所定の深さ寸法だけ浸入して
穴をあけると、他のスイッチ機構の作用によってモータ
１は逆回転してねじ２７は被加工物２８から後退し、タ
ップ加工は終了する。しかし、タップねじ２７の大きさ
又は被加工物２８の材質によっては、上記の通りねじ２
７が被加工物２８に所定の深さ寸法だけ正常に浸入せず
、途中で折損するおそれがある。この場合、従来の装置
であると、モータに急激な過負荷をかけたり、また減速
機構をいためたりする。また、折損したねじは他のねじ
と交換して、再度加工作業を行わねばならない。これに
対して上記ステッピングモータ１をその駆源とする本発
明を用いる装置においては、ねじ２７に一定の回転力が
かかると、これがモータ１の出力軸に作用して該モータ
１は脱調し、その脱調による信号がエンコーダ４からパ
ルス信号制御装置３内に入力して検知される。この検知
された信号により、前記ＣＷ回路から発信されるパルス
信号に代って、ＣＣＷ回路からドライバー２に次のパル
ス信号が発信される。上記変換された信号は、ねじ２７
の前進駆動を与える信号に対してねじ２７を後退駆動さ
せるもので゛ある。したがって、ねじ２７がタップ加工
作業の途中で折損する前に、上記前進駆動は反転して切
換えられ、該ねじ２７が折損する危険を防止し、またモ
ータの駆動を停止して、折損の前にねじの交換又はその
他必要な準備作業を施すことができる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、所定のパルス信号
を人力してステッピングモータを駆動し、該モータにか
かる負荷によって生じる脱調を検知し、該検知した信号
によって該モータの駆動方向を変換して駆動制御するよ
うにしたものであるから、ステッピングモータの駆動方
向を無理なく変換して、該モータの耐久性を高めること
ができる。また、所定のパルス信号を与えることによっ
て、上記モータの駆動制御を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るステッピングモータの駆動制御装
置を概略的に示す斜視図であり、第２図は所定のパルス
速度を有するパルス信号の例を示し、第３図はステッピ
ングモータを往復駆動制御する一例の概略基本動作フロ
ーを示す。また第４図は本発明の一使用例を示す装置の
側面図、第５〜１０図は第４図に示す装置の動作を説明
する各側面図であり、第１１図はさらに本発明の他の使
用例を示す装置の概略側面図である。 １・・・・ステッピングモータ　　２・・・・ドライバ
ー３・・・・パルス信号制御装置　　４・・・・壬ンコ
ーダ５・・・・出力軸　　　　６・・・・電源用コンセ
ント７〜１２　　動作フロー 出願人　株式会社栗田機械製作所 第２図 ＰＰ（ ］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　所定のパルス信号を制御するパルス信号制御装置と、
   該パルス信号に基づいてステッピングモータへパルスを
   供給する該モータの駆動手段と、上記ステッピングモー
   タとパルス信号制御装置とを連結して上記パルス信号に
   応答する信号を該モータからパルス信号制御装置へ返送
   するパルス変換回路と、上記パルス変換回路を介してス
   テッピングモータにかかる負荷トルクによって生じる該
   モータの脱調を検知し、該検知した信号により前記所定
   のパルス信号を変換せしめて該モータの駆動方向を切り
   換えるパルス信号変換回路を備えたことを特徴とするス
   テッピングモータの駆動制御装置。