JPH0318287A

JPH0318287A - リニヤパルスモータ駆動制御装置

Info

Publication number: JPH0318287A
Application number: JP1149965A
Authority: JP
Inventors: Kunio Aoki; 青木　邦雄; Koichi Suzuki; 幸一鈴木
Original assignee: Tokyo Koku Keiki KK
Current assignee: Tokyo Koku Keiki KK
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1991-01-25
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JP2602096B2

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、リニャパルスモーク駆動制師装置に関する。

（従来の技術と発明が解決しようとする課題）リニャパ
ルスモータはステッピングモータの−種であり、リニャ
ステッピングモータとも言われており、ステソビングモ
ータと共通ずる特徴をもっている。

そしてリニャパルスモークの全移動量は入力パルスの総
数に比例し、速度は大カパルスの周波数に比例する。

この性質を利用して、ディジタル信号で位置決め制御系
を構戒することができる。

定格の範囲内で使用すれば脱調はあり得ない。

しかし、現実には外部的な負荷の変動等に原因する脱調
が絶対に発生しないとは言い切れない。

第６図はリニヤパルスモータおよびその動作原理を説明
するための略図である。

スライド部３０は永久磁石３ｌと電磁石（ＥＭＡ）３２
および電磁石（ＥＭＢ）３３から構威されている。

（１）（２）このスライド部３０の電磁石（ＥＭＡ）３２および電磁
石（ＥＭＢ）３３は図示されていない駆動回路から駆動
電流が供給されている。

駆動回路は供給されるパルス列に対応して発生させられ
る励磁電流を供給する。

第６図（Ｔ）に示すように電磁石（ＢＭＢ）３３にのみ
図示の方向の電流を流すと電磁石（ＥＭＢ）３３の極■
では磁力が倍加され、極■では磁力が相殺され、磁力が
バランスレな状態で（Ｉ）の示す位置にスライド部３０
が停止する。

（ＩＩ）に示すように電磁石（ＥＭＡ）３２にのみ図示
の方向の電流を流すと電磁石（ＥＭＡ）３２の極■では
磁力が倍加され、極■では磁力が相殺され、磁力がハラ
ンスする状態で（ＩＩ）の示す位置にスライド部３０が
１７４ピッチ移動して停止する。

なお、この発ＩＪＪでは１ピソチをステータスケールの
１ピ・７チ（山→−谷）と定める。

なお前述の装置で電磁石（Ｆ．ＭＢ）３３に段階状の余
弦波、電磁石（ＥＭＡ）３２に段階状の正弦波を印加す
ることにより１サイクルをより小さなステソプ、例えば
１／１６．１／３２・・・に分割することができる。

そのような場合、スライド部の正確な移動量を検出する
ために、少なくとも前記マイクロステップ駆動の最少単
位を測定できる分解能をもつ検出装置が必要となる。

第７図と第８図はそれぞれ従来の閉回路駆動リニャパル
スモークの例を示す略図である。

第７図に示す例はステータスケール４０とは別に、より
細かいピソチのランク４１を設りたものである。スライ
ド部には前記ラソク４１に噛み合うピニオン３８をもち
、この回転はロータリエンコーダ３９により取り込まれ
る。

第８図に示す例はステータスケール４０と平行にリニア
エンコーダ５０を設け、スライド部３０と一体に移動す
るセンサ３７によりスライド部３０の位置を検出しよう
とするものである。

そしてこれらのセンサから得られた情報により再度の制
御を行うものである。

（３）（４）本件発明者は、リニャパルスモークが脱調したときの特
性について種々検討を行った。

その結果、制御目的点に対して必ず一定の条件を満たず
ところ（その励磁状態でスライド部とステータスケール
が磁気的に八ランスする位置〉にしか停止できないこと
を発見した。

つまり、制冊目的点におけるスライド部の歯とステータ
スケールとの歯の相対関係を脱調した場合においても維
持しており、例えばスライド部の■の由が制御目的位置
においてステータスケールの山に正確に対応すべきであ
るときは、脱調してもハランスした状態では、スライド
部の■の歯はステータスケールの他の山に正確に対応さ
せられている。

つまり、脱調の結果は１ピソチの単位で発生することが
確認できた。

本発凹の目的は、前記リニャパルスモークの脱調時の特
徴に着目して、極めて簡単な構成で駆動量を正確に補正
することができるリニャパルスモタ駆動制御装置を提供
することにある。

（課題を解決するための手段）前記目的を達戒ずるために、本発明によるリニャパルス
モークの駆動制御回路は、永久磁石と電磁石を持つスラ
イド部に駆動回路に供給されるパルス列に対応して発生
させられる励磁電流を供給するリニヤパルスモータ駆動
制御装置において、前記スライド部と一体に移動してス
テータスケルからスライド部の移動量を検出する移動ピ
ソチ数検出センサと、所定の移動のために発生させられた駆動パルス数と前記
センサにより検出された前記パルスにより駆動されたス
ライド部の移動ピッチ数を比較する比較部と、前記駆動回路に前記比較部の検出量にしたがって補正パ
ルスを発生させる補正部から構威されている。

（実施例）以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。

第１図は、本発明によるリニャパルスモーク駆動（５）（６）制御回路の実施例を示すブロソク図である。

第２図は，本発明によるリニャパルスモーク駆動制御回
路を搭載したリニヤパルスモータの斜視図、第３図は．
同正面図である。

スライド部３０の基本的な構成は先に第６図を参照して
説明したとおりであるが、この実施例は駆動回路Ｉによ
りＷ１−２相の駆動を行うものとし、■パルスで１／１
６ピッチ移動するように励磁するものとする。

センサ２はこのスライド部３０と一体に移動させられる
。

センサ２として磁気抵抗素子を用いてブリソジを形成し
たものでステータスケールの山谷に対応ずる出力が得ら
れ、しきい値を一定方向に越えるごとに出力パルスを発
生する。

リニャパルスモーク駆動制御装置は、前記センサ２と比
較部１０、駆動回路１に補正パルスを送出ずる補正部２
０から構成されている。

比較部１０には、中央処理装置（ＣＰＵ）４から駆動回
路１に供給される駆動パルス（Ｌ）と同一のパルス列が
ゲー１−　５を介して供給される１６地カウンタ１１が
設けられている。

ゲート１２には、前記カウンタ１１の出力とｔｐ央処理
装置（ＣＰＵ）４が発生する駆動パルス（Ｌ）を発生中
であることを示す信号が接続されている。

ゲートの出力はＮカウンク１３に入力されカウントされ
ている。

前述したセンサ２からの１パルスは比較部１０のフリソ
プフロソプｌ７のセソト端子とＮ１カウンタｌ５の入力
端子に接続されている。

Ｎカウンタ１３の出力とＮ，カウンタ１５の出力は比較
器１４に接続されている。

なお、ここでフリソプフロソプ１７とカウンタ１５の関
係をやや詳しく説明する。

初期状態の１６進カウンタ１１，Ｎカウンタ１３，Ｎ１
カウンタ１５の値はすべてＯである。

１６進カウンタ１１の計数出力は、１６番目の駆動パル
スで出力され、Ｎカウンタ１３に入力される。

（７）（８）センサ２からのパルスは、１６番目の駆動パルス以前に
出力され、Ｎ１カウンタｌ５に入力される。

センサ２からのパルスが１７番目の駆動パルスで出力さ
れた場合には１番目の駆動パルスですでに出力されてい
るからである。

前述により、センサ２からのパルスがＮ１カウンタｌ５
に入力されてから、１６進カウンタｌ１の計数出力がＮ
カウンタ１３に人力されるまでの間は、Ｎ，はＮと比較
すべき値よりも１大きい。

フリソブフロソプ１７のセット端子には、センサ２から
のパルス（一Ｎ，カウンタの入カパルス）が入力され、
リセソ１・端子には、１６進カウンタ１１の計数出力（
＝Ｎカウンタの入力パルス）が人力されるので、駆動パ
ルスの出力が終了後、フリソプフロソプ１７がリセソト
ならばＮと比較すべき値はＮ１．セソトならばＮと比較
すべき値はＮ１−１である。

フリソプフロソプの出力は、制御回路２１で制御される
ゲーＩ・１６を介して、Ｎ１カウンタ１５のカウントダ
ウン入力端子に接続され、フリソプフロソプがセソトな
らばＮ１−１を実行する。

補正部２０には、駆動バルスＬの出力終了後のこの装置
の動作のシーケンスを制御するシーケンス制御回路２１
、駆動パルス（Ｌ）と同しパルス列を発生ずる発振器２
２とゲート２３が含まれている。

第４図は本発明による装置における駆動パルスと実際の
移動量の関係を示す略図である。

まず第４図により、脱調が発生した場合とその補正の原
理について説明する。

今、中央処理装置（ＣＰＵ）４が駆動パルスをＬ個発生
したとする。

これにより駆動回路１の励磁電流パターンはＩ，回変化
してスライド部は脱調がなく、正しくＣだけ移動したと
する。

ｊ２−（１／１　６）　ｐＸＬ　　　・・−＋１１Ｌ一
（１　６Ｎ＋Ｍ）　　　　　　・・・（２）ｌ：移動距
ｔｉｌｔ（脱調がない場合）ｐ：ステータスケールのピ
ッチＬ：駆動パルス数（９）（１　０）Ｎ：移動した歯数（脱調がない場合）Ｍ：１５以下の整数なお前記Ｍは最終の駆動パルスに対応する励磁電流パタ
ーンにより決る（０〜１５）のいずれかの数であり、励
磁電流パターンの１６通りに対応して、１ピッチ内をｌ
６に分割したいずれかの点に対応する整数値である。

前記一連の駆動パルスによるスライダの駆動中にその移
動を制限するような負荷が印加されて移動が制限された
後に負荷が除去されたとする。

駆動回路１の駆動電流パターンはＬ回変化したが、スラ
イド部は７！１（≦Ｃ）だけ移動したとする。

７＋＋　＝　（１／　Ｉ　６）　ｐＸｌ，　　　Ｈ　Ｈ
　・（３）Ｌ＋　一（１　６Ｎ＋　＋Ｍ）　　　　　・
・・（４）Ｅ１　：実移動距離ｐ：ステータスケールのピッチＩ５１：実移動距離に対応する駆動パルス数Ｎ１　：実
際に移動した歯数Ｍ：１５以下の整数なお前記Ｍは前述したＬにより決まる最終の駆動パルス
に対応ずる励磁電流パターンにより決る（０〜１５〉の
いずれかの数であり、脱調が発生しても最終的に負荷が
除かれれば、脱調の有無の影響を受けない前記値となる
。

補正すべきパルス数ΔＬは次の式で与えられる。

ΔＬ＝Ｌ−Ｌ＋一１　６　（Ｎ−Ｎｌ　）　　　　　・・・（５）本発
明は前記（５）式のＮ１を前記スライド部３０と一体に
移動してステータスケール４０からスライド部の移動量
を検出する移動ピッチ数検出センサ２により検出する。

Ｎは駆動パルスＬから求める。

（Ｎ−Ｎｌ　）は、比較部１０で算出し、補正部２０か
ら１　６　（Ｎ−Ｎ，　）を駆動部１に送出するもので
ある。

第５図は前記実施例の動作を説明するための流れ図であ
る。

（ステソプ１００）スタート（ステップ１０１）移動させる距離Ｃに必要な駆動パル
スＬ　（−１　６　１７ｐ＞を中央処理装置４から送出
し、送出中であるかを監視してパルス出力中信号を比較
部１０のゲー１−．１２に送出する。

所定の量のパルスの送出を終了すると前記パルス出力中
信号を停止する。

（ステソプ１０２）送出を終了すると制御回路２ｌのタ
イマを駆動させてＴ１時間の経過を待つ。

（ステソプ１０３）比較器１４で前述したＮとＮ，の比
較をする。

Ｎはパルス出力中にゲート５を介して比較部１０に加え
られた駆動パルスをｌ６進カウンタ１１で計数して計数
出力をＮカウンタｌ３に入力して得る。

Ｎ，はセンサ２から現実にｌ歯移動するごとに１バルス
当Ｎ１カンウタに入力される。

このＮとＮ１は比較部１０の比較器１４により比較され
る。

比較のタイミングはシーケンス制御回路２１からの信号
により行われる。

Ｎ＝Ｎ，であれば正しく駆動されたこと（脱調が無かっ
たこと〉が確認されたことになるから、Ｎ＝Ｎ，であっ
たことを示す位置決め完了信号を（ステップ１０８）で
出力して（ステップ１０９）で終了する。

（ステソプ１０４）Ｎ≠Ｎ１であれば、補正部２０のゲ
ート２３を開き駆動パルスと同じ発振器２２の出力パル
スをゲー１−　５を介して１歯分の１６パルスを駆動回
路１に出力する。

（ステップ１０５）前記駆動パルスによりスライド部３
０が移動し，センサの出力が現れると、Ｎ＝Ｎ，になる
まで比較→１歯分の駆動パルスの発生を繰り返し（ステ
ソプ１０３）でＮ＝Ｎ，になると（ステップ１０８）→
（ステソプ１０９）で制御を終了する。

（ステンプ１０６）センサの出力が現れないということ
は、パルスを加えても，スライド部３０を移動させるこ
とができないということであるからエラー信号を発生す
る。

（ステップ１０７〉スライド部３０を移動させることが
できないから動作を終了する。

以上詳しく説明した実施例について、本発明の（Ｉ　３
）（】　４）範囲内で種々の変形を施すことができる。

駆動方式もＷ１−２相に限られず、１ピッチ内に１以上
の停止位置をもつ駆動方式には同様に適用できる。

またセンサも光電的なセンサを用いても良い。

送り不足のある脱調を例にして説明したが、外力により
オーバランさセられた場合についても同様に補正ができ
る。

（発明の効果）以上詳しく説明したように、本発明によるリニセパルス
モーク駆動回路制御装置は、前記スライド部と一体に移
動してステータスケールからスライド部の移動量を検出
する移動ピッチ数を検出することによる制御を可能にし
ているから、別のスケールとかランクは不要である。

比較部で、所定の移動のために発生させられた駆動パル
ス数と前記センサによる検出された前記パルスにより駆
動されたスライド部の移動ピッチ数を比較することによ
り、簡単に脱調と脱調の量を知ることができ、脱調等の
異常検出が容易になった。

現在リニャパルスモークは殆どがオープンループ制御シ
ステムで使用されている。

そのため、ユーザーは、外乱等による脱調等の異常状態
になってもわからないことに不満を持っている。本発明
による装置は従来のそのような装置に容易に適用できる
。これにより、リニャパルスモークの利用範囲をより一
層拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるリニャパルスモータ駆動制御回
路の実施例を示すブロック図である。第２図は，本発明によるリニャバルスモーク駆動制御回
路を搭載したりニャバルスモークの斜視図、第３図は．
本発明によるリニャパルスモーク駆動制御回路を搭載し
たリニヤパルスモータの正面図である。第４図は、本発明による装置における駆動パルスと実際
の移動量の関係を示す略図である。第５図は、本発明によるリニャパルスモーク駆動制御回
路の動作を説明するための流れ図である。第６図は、リニャパルスモータの原理を示す略図である
。第７図と第８図は、それぞれ従来の閉回路駆動リニャパ
ルスモークの例を示す略図である。１・・・駆動回路２・・・センサ４・・・中央処理装置（Ｃ　Ｐ　Ｕ）１０・・・比較部１１・・・１６進カウンタ１２・・・ゲート１３・・・Ｎカウンタ１４・・・比較回路１５・・・Ｎｌカウンタ１６・・・ゲート１７・・・フリソプフロソブ２０・・・補正部２１・・・制御回路２２・・・発振器２３・・・ゲート０・・・スライド部１・・・永久磁石２・・・電磁石（ＥＭＡ）３・・・電磁石（．ＥＭＢ）７・・・センサ８・・・ビニオン９・・・ロークリエンコーダ０・・・ステータスケールｌ・・・ランク０・・・リニャスケール

Claims

【特許請求の範囲】永久磁石と電磁石を持つスライド部に駆動回路に供給さ
れるパルス列に対応して発生させられる励磁電流を供給
するリニヤパルスモータ駆動制御装置において、前記スライド部と一体に移動してステータスケールから
スライド部の移動量を検出する移動ピッチ数検出センサ
と、所定の移動のために発生させられた駆動パルス数と前記
センサにより検出された前記パルスにより駆動されたス
ライド部の移動ピッチ数を比較する比較部と、前記駆動回路に前記比較部の検出量にしたがって補正パ
ルスを発生させる補正部から構成したリニヤパルスモー
タ駆動制御装置。