JPH1049233A

JPH1049233A - パルスモータの制御装置

Info

Publication number: JPH1049233A
Application number: JP22446996A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Yamakawa; 川敏光山
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 1996-08-07
Filing date: 1996-08-07
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】パルスモータコントロールユニットに原点復帰
動作を実行するための原点復帰コントロール部を付加
し、原点復帰制御をパルスモータコントロールユニット
内で実行制御し、容易に復帰動作を実現する装置を提供
する。【解決手段】従来のパルスモータコントロールユニット
にファンクションコントロールセレクタ部１２と、原点
復帰コントローラ部１７と、−Ｌ〜ＯＲＧ間距離設定部
１８と、ニアＯＲＧ点情報設定部１９とを付加してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルスモータの制
御装置に関し、特に原点復帰機能を有するパルスモータ
の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、特にシリアル・プリンタには
原点復帰は重要な機能の一つである。しかしながら、パ
ルスモータコントロールユニットには、原点復帰動作を
実現する機能はなく、制御部から発行する単一機能の命
令を組み合わせることにより、原点復帰動作を実現して
いた。

【０００３】従来のパルスモータの駆動部の構成例が図
８に示されている。図８を参照すると、従来のパルスモ
ータの制御装置は、パルスモータコントロールユニット
のアドレスを設定するポートアドレス設定部６１と、パ
ルスモータコントロールユニットに対するファンクショ
ンコードを認識するファンクションコントロール部６２
と、ファンクションコントロール部６２で認識された命
令を基に、モータ駆動ドライバ（図示せず）に対してモ
ータ駆動のためのパルスを生成するパルスモータコント
ローラ６３と、パルスモータコントローラ６３とデータ
バス（D15〜D0）とを接続するデータバスドライバ部６
４と、パルスモータコントローラ６３に対する基本クロ
ックを与える発振器（ＯＳＣ）６５とから構成される。

【０００４】ポートアドレス設定部６１は、アドレスバ
スＡ１５〜Ａ４に基づいてパルスモータコントロールユ
ニットのアドレスを設定する。制御部に接続される複数
のユニットには、重複しないアドレスが割り付けられ
る。ファンクションコントロール部６２は、制御部から
の制御信号であるリセット(RESET）、アドレスバス（A3
〜A0）、入力（RD）、出力（WT）を認識してパルスモー
タコントローラ６３に命令を発行する。尚、図中の−印
は負論理動作を意味する（以下の図についても同様）。

【０００５】データバスドライバ部６４は、データバス
（D15〜D0）の１６ビットデータをパルスモータコント
ローラ６３に対して送出する。パルスモータコントロー
ラ６３は、ファンクションコントロール部６２からの命
令及びデータバスドライバ部６４のデータを受け取り、
モータ駆動ドライバに対して、正方向（CW）または逆方
向（CCW）パルス（PULSE）を出力するとともに、センサ
ーステータスである原点位置（ORG）、正方向リミット
（EL+）、逆方向リミット（EL-）の状態を監視する。Ｏ
ＳＣ６５は発振器であり、パルスモータコントローラ６
３に対する基本クロックを与える。

【０００６】図９に示すように、パルスモータコントロ
ールユニット７２は、制御部７１とモータ駆動ドライバ
７３との間に接続され、制御部７１からのモータ駆動命
令によりモータ駆動ドライバ７３に対して、パルスモー
タ駆動用のパルス信号を発生させ、相励磁を切り替える
ことによりパルスモータ７４を正方向（CW）または逆方
向（CCW）方向に回転させる。パルスモータは、１パル
ス毎に固定子巻線の相励磁が切り替わり、回転子が所定
の角度回転で回転する構造を有している。

【０００７】図７に示すように、パルスモータ７４の回
転により、キャリア７５は、逆方向リミット（-L）から
正方向リミット（+L）の範囲で動作することができる。
キャリア７５の位置を確認する手段としては、パルスモ
ータ原点位置（ORG）を検出した後、ＯＲＧ位置を基点
として、目標位置に移動するように制御部７１で制御す
ることができる。

【０００８】パルスモータ原点位置（ORG）をキャリア
の可動範囲の中のどの位置に設定するかは、パルスモー
タの使用目的により異なり、一様に定めることができな
いため、毎回使用目的毎にパルスモータ原点位置（OR
G）検出制御手順をつくる必要がある。

【０００９】制御部７１では、パルスモータ７４を駆動
するために、アドレスバス（A15〜A4）にパルスモータ
コントロールユニット７２のポートアドレスを指定し、
アドレスバス（A3〜A0）にファンクションコードを指定
する。制御部７１からの出力（WT）命令では、ファンク
ションコードとデータバス（D15〜D0）のデータとの組
み合わせにより、パルスモータコントローラ６３に対す
る命令が割り当てられる。

【００１０】例えば、スタートモードの設定、制御モー
ドの選択、移動速度の設定ができる。制御部７１からの
入力（RD）命令では、センサーステータスの状態を読み
込むことができる。例えば、パルスモータ動作中に停止
したとき、リミットを検知して停止したのかこのステー
タスを入力することで判断できる。

【００１１】電源投入時は、キャリアの位置が不明のた
め、パルスモータ７４の原点位置を決める必要がある。
パルスモータ原点位置（ORG）は、キャリアの可動範囲
の中のどの位置に設定されるかは、パルスモータ７４の
使用目的により異なり、一様に定めることができない。
そのため、使用目的毎に、パルスモータ原点位置（OR
G）検出制御手順を制御部でつくる必要があり、パルス
モータの動作確認をするには、まず最初にプログラムを
作らなければならないという問題があった。

【００１２】ところで、特開平３−３８６０６号公報に
は、デジタル弁の開度を決めるテーブル情報および設定
開度に移行するまでのデジタル弁の移動パターンを決め
るテーブル情報に基づいて設定流量が得られるように、
デジタル弁のパルスモータを駆動して流量制御するデジ
タル弁制御装置について、デジタル弁の前後差圧を検出
し、この検出差圧に応じて、前記テーブル情報により制
御されたデジタル弁の制御開度を補正することにより、
デジタル弁の前後差圧に依存してバラ付く流量誤差を除
去することができ、極めて精度の高い流量制御を行うこ
とができる装置が開示されているが、原点復帰機につい
ては何等触れるところがない。

【００１３】また、特開昭５９ー２２６９０６号公報に
は、複数の直線的又は曲線的な速度パターンを有する速
度パターンの選択や出力命令を実行するＣＰＵと、上記
ＣＰＵの出力命令に従ってパルスを発生しステッピング
モータ駆動回路に出力する手段とを有するハードウェア
を制御するように構成することにより、指定通過点を速
度の連続性を失わずに確実に通過させ、また事前に与え
られた直線的又は曲線的な速度パターンから選択整形を
行う構成により、座標変換等への複雑な演算を必要とせ
ず、更にそのハードウェアの構成はＣＰＵと記憶回路と
単純なインターフェースとから成るため、簡単に実現で
きる装置が開示されている。しかし、同様に原点復帰に
ついての開示はない。

【００１４】更に、特開昭６２−８５９７５号公報に
は、パルスモータの最終ステップの回転子の起動を、最
終ステップ以前のステップによる回転子の振動と相関関
係を持たせて開始することにより、最終ステップ後のハ
ンチングを小さく抑制する装置の開示があるが、原点復
帰については何等記載がない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、使用目的毎にパルスモータ原点位置復帰手順を制御
部で生成する必要がなく、パルスモータの動作確認をす
るためのプログラムを作らずに済むパルスモータの制御
装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め本発明によるパルスモータの制御装置は、供給される
パルスにより回転が制御されるパルスモータの制御装置
において、モータ回転に対応して移動するキャリアが予
め定めたリミット位置に達した後、前記リミット位置と
予め定めた原点位置とを加算して前記原点の近傍を示す
ニア原点位置を算出し、算出したニア原点位置へ前記キ
ャリアを移動させた後、前記キャリアを原点位置に移動
させ原点復帰を行う。

【００１７】ここで、前記ニア原点位置を示す値は略５
mmであり、また前記キャリアの前記ニア原点位置から前
記原点位置への移動は低速で行われる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明によるパルスモータの制御
装置の一実施形態は、図１に示すように、従来の回路
に、ファンクションコントロールセレクタ部１２と、原
点復帰コントローラ部１７と、−Ｌ〜ＯＲＧ間距離設定
部１８と、ニアＯＲＧ点情報設定部１９とを付加するこ
とにより、制御部から逆方向リミット移動命令や原点位
置移動命令等を発行せずに、パルスモータコントロール
ユニット自身で、パルスモータの原点復帰を実行する。

【００１９】以下、図１を参照しながら本発明の実施形
態の動作概要を説明する。即ち、図１に示すように、本
実施形態は、アドレスＡ１５〜Ａ４に基づいてパルスモ
ータコントロールユニットのアドレスを設定するポート
アドレス設定部１１と、制御部からのリセット（RESE
T）、アドレスバス（A3〜A0）、入力（RD）、出力（W
T）信号と、原点復帰コントローラ部１７からのアドレ
スバス（A3〜A0）、入力（RD）、出力（WT）信号を切り
替えるファンクションコントロールセレクタ部１２と、
パルスモータコントロールユニットに対するファンクシ
ョンコードを認識するファンクションコントロール部１
３と、ファンクションコントロール部１３で認識された
命令を基にモータ駆動ドライバに対してモータ駆動のた
めのパルスを生成するパルスモータコントローラ１４
と、制御部と接続されたデータバス（D15〜D0）と、原
点復帰コントローラ部１７と接続されたデータバス（D1
5〜D0）との切り替え機能を有するデータバスドライバ
部１５と、パルスモータコントローラ１４に対する基本
クロックを与えるＯＳＣ１６と、ファンクションコント
ロール部１３からの制御信号（CTRL）により起動し、フ
ァンクションコントロールセレクタ部１２と、データバ
スドライバ部１５とを介してパルスモータコントローラ
１４を制御する原点復帰コントローラ部１７と、逆方向
リミット（-L）と原点位置（ORG）との間の距離を設定
するための−Ｌ〜ＯＲＧ間距離設定部１８と、ＯＲＧ位
置の近くを指定するニアＯＲＧ点情報設定部１９とから
構成される。

【００２０】ここで、パルスモータコントローラ１４
は、パルスモータに必要なパルス（Pulse）と、正方向
逆方向回転（CW/CCW）信号を発し、パルスモータ原点位
置（ORG）信号、正方向リミット（EL+）信号、逆方向リ
ミット（EL-）信号等を受ける。

【００２１】図２は、ファンクションコントロールコー
ドを割り付けた例を示している説明図である。図２にお
いて、ファンクションコントロールコードは、アドレス
バス（A3〜A0）の４ビットの組み合わせで表現されてお
り、図２の例では、（A3〜A0）の４ビットを全て“１”
にしたコードを割り付け、これで出力（WT）命令で原点
復帰コントローラ部１７を起動し、入力（RD）命令で原
点復帰コントローラ部１７の実行ステータスを読み出す
機能を有する。

【００２２】図３の原点復帰コントローラ部１７のステ
ータスは、原点復帰の実行ステータスを表しており、デ
ータバス（D1,D0）の２ビットに割り付けられる。図３
の例では、（D1=0、D0=0）で原点復帰完了、（D1=0、D0=
1）でリミット移動中、（D1=1、D0=0）でニアＯＲＧ（ニ
ア原点）移動中、（D1=1、D0=1）でＯＲＧ（原点）移動
中を表す。

【００２３】図４は、原点復帰コントローラ部の処理手
順をフローチャートである。図４において、先ず、電源
投入後、ステップＳ４１でステータス＝０にし、ステッ
プＳ４２では原点復帰コントローラ１７への入力信号で
あるＣＴＲＬ信号が起動（Ｙ）になるのを待つ。

【００２４】次に、ステップＳ４２で起動と判断する
と、ステップＳ４３でステータス＝１（リミット移動
中）にし、ステップＳ４４で逆方向リミット移動命令を
発行した後、ステップＳ４５でキャリアがリミット（-
L）に達するのを待つ。ステップＳ４５でリミットを検
出する（Ｙ）と、ステップＳ４６でステータス＝２（ニ
ア原点移動中）にし、ステップＳ４７でニア原点位置を
算出する。ニア原点位置は、図１の−Ｌ〜ＯＲＧ間距離
設定部１８の設定値とニアＯＲＧ点情報設定部１９の設
定値とを加算して算出する。

【００２５】続いて、ステップＳ４８では、ステップＳ
４７で算出したニア原点位置へ、キャリアを移動させる
命令を発行し、ステップＳ４９でキャリアがニア原点位
置に達するのを待つ。

【００２６】次にステップＳ４９でニア原点位置移動完
了（Ｙ）を確認したら、ステップＳ４Ａでステータス＝
３（原点移動中）にし、ステップＳ４Ｂで原点移動命令
を発行し、ステップＳ４Ｃでキャリアが原点位置に達す
る（Ｙ）のを待つ。ステップＳ４Ｃで原点位置を確認し
た（Ｙ）ら、電源投入時と同様に、ステップＳ４１のス
テータス＝０（原点復帰完了）に移行する。

【００２７】図５は、原点復帰処理を説明するための図
で、リミットセンサとＯＲＧセンサが近接している場合
についての図である。図５において、−Ｌは逆方向リミ
ットセンサ、ＯＲＧは原点センサ、ニアＯＲＧはニア原
点位置、＋Ｌは正方向リミットセンサをそれぞれ表して
いる。

【００２８】電源投入時は、キャリア５１はどの位置に
あるかわからないため、の逆方向リミット（-L）へ移
動し、−Ｌを検知すると停止する。このとき、キャリア
５１に取り付けられているセンサーブラケット５２は
（１）の状態で停止しており、−ＬとＯＲＧとが近接し
ているため、センサーブラケット５２はＯＲＧを横切
り、−Ｌを検知した状態になっている。この位置は、電
源投入時にキャリアが−Ｌ〜＋Ｌ間のどの位置にあろう
と、一義的に決まる。

【００２９】次に、キャリアをニアＯＲＧ位置に移動さ
せる。この例におけるニアＯＲＧ位置とは、センサーブ
ラケット５２がＯＲＧから正方向に向かって完全にはず
れる距離ｂ点を指す。今までの実績から言えば、通常ｂ
＝５mm前後が妥当な値といえる。この値を、図１のニア
ＯＲＧ点情報設定部１９に設定する。このニアＯＲＧ位
置に移動するには、さらに−Ｌ〜ＯＲＧ間の距離ａが必
要になる。この値は図１の−Ｌ〜ＯＲＧ間距離設定部１
８に設定する。（１）の場合、センサが密着しているた
め、最小値となり、通常ａ＝１０mm前後の値となる。以
上の２つの設定情報からキャリアの移動距離は、以下の
式で求められる。移動距離＝ａ＋ｂ

【００３０】ニアＯＲＧ位置には、距離移動命令を用い
ての移動をする。このときキャリア５１に取り付けら
れているセンサーブラケット５２は、（２）の状態で完
全にＯＲＧからはずれた位置になっている。

【００３１】最後に、ＯＲＧ位置への移動をする。ニ
アＯＲＧ位置から逆方向に回転し、ＯＲＧ位置で停止す
る。このときキャリア５１に取り付けられているセンサ
ーブラケット５２は、（３）の状態でＯＲＧを検知した
状態になっている。この停止位置が、パルスモータの基
準位置になるため、繰り返し精度が要求される。そのた
めの動作は、なるべく低速で行う必要があり、ニアＯ
ＲＧ位置は低速動作距離を必要最少限にするのに有効で
ある。

【００３２】図６は、リミットセンサと原点センサとが
離れている場合についての図５と同様な図であり、−Ｌ
は逆方向リミットセンサ、ＯＲＧは原点センサ、ニアＯ
ＲＧはニア原点位置、＋Ｌは正方向リミットセンサを表
している。

【００３３】電源投入時は、キャリア５１はどの位置に
あるかわからないため、’の逆方向リミット（-L）へ
移動し、−Ｌを検知すると停止する。このとき、キャリ
ア５１に取り付けられているセンサーブラケット５２は
（１）の状態で停止しており、−ＬとＯＲＧとが離れて
いるため、センサーブラケット５２は−Ｌを検知した状
態になっており、ＯＲＧには触れていない。この位置
は、電源投入時にキャリア５１が−Ｌ〜＋Ｌ間のどの位
置にあろうと、一義的に決まる。次に、キャリア５１を
ニアＯＲＧ位置に移動させる。この例におけるニアＯＲ
Ｇ位置とは、センサーブラケット５２が正方向に向かっ
てＯＲＧに近づいた距離ｂを指す。今までの実績から言
えば通常ｂ＝−５mm前後が妥当な値といえる。この値
を、図１のニアＯＲＧ点情報設定部１９に設定する。こ
のニアＯＲＧ位置に移動するには、さらに−Ｌ〜ＯＲＧ
間の距離ａが必要になる。この値は、図１の−Ｌ〜ＯＲ
Ｇ間距離設定部１８に設定する。（１）の場合、ＯＲＧ
がセンサーブラケット５２と接触しない値となる。以上
の２つの設定情報からキャリアの移動距離は、以下の式
で求められる。移動距離＝ａ＋ｂ

【００３４】ニアＯＲＧ位置には、距離移動命令を用い
て’の移動をする。このとき、キャリアに取り付けら
れているセンサーブラケット５２は、（２）の状態でＯ
ＲＧの近づいた位置になっている。最後に、ＯＲＧ位置
へ’の移動をする。ニアＯＲＧ位置から正方向に回転
し、ＯＲＧ位置で停止する。このときキャリア５１に取
り付けられているセンサーブラケット５２は、（３）の
状態でＯＲＧを検知した状態になっている。この停止位
置が、パルスモータの基準位置になるため、繰り返し精
度が要求される。そのため、’の動作は、なるべく低
速で行う必要があり、ニアＯＲＧ位置は低速動作距離を
必要最少限にするのに有効である。

【００３５】図７に示すパルスモータの接続図に示すよ
うに、電源投入後のパルスモータ原点位置（ORG）を検
出する手段として、キャリア７５を逆方向リミット（-
L）まで移動させた後、正方向回転（CW）により原点位
置検出動作を実行し、原点位置（ORG）を検出する。

【００３６】そのため、本発明の実施形態においては、
パルスモータコントロールユニット７２に、ファンクシ
ョンコントロールセレクタ部１２と、原点復帰コントロ
ーラ部１７と、−Ｌ〜ＯＲＧ間距離設定部１８と、ニア
ＯＲＧ点情報設定部１９とを付加することにより、パル
スモータ原点復帰を制御部７１からの指示で自動実行す
る。

【００３７】本発明の一実施形態では、パルスモータを
駆動するために制御部から動作命令を発行し、以下の手
順でセットアップを行う。１）電源投入後は、まずパルスモータコントローラ６３
を初期化し、モータの移動速度等の動作条件を初期設定
する。２）次に、キャリアの位置が不明のため、パルスモータ
の動作基準位置を決める必要がある。そこで、リミット
移動命令でキャリアを逆方向リミット（-L）まで移動さ
せた後、原点位置→移動命令で正方向（CW）に低速で移
動し、原点位置を検出して停止する。３）この停止位置がパルスモータが動作するための基準
位置となる。このとき、制御部は、パルスモータの位置
を管理するための位置カウンタを０とし、以後動作する
たびにこの位置カウンタを更新している。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のパルスモ
ータの制御装置によれば、パルスモータの原点復帰動作
は制御部から指示を行うだけでパルスモータコントロー
ルユニットが原点復帰制御を行うため、制御部では専用
のプログラムを作る必要がない。また、本発明によれ
ば、原点復帰動作が共通化され、運用時においても保守
が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるパルスモータの制御装置の一実施
形態におけるパルスモータコントロールユニットを示す
ブロック図である。

【図２】本発明によるパルスモータの制御装置の一実施
形態のファンクションコントロールの割り付けを示す説
明図である。

【図３】本発明によるパルスモータの制御装置の一実施
形態の原点復帰コントローラ部ステータスを示す説明図
である。

【図４】本発明によるパルスモータの制御装置の一実施
形態の原点復帰コントローラ部の処理を示すフローチャ
ートである。

【図５】本発明の実施形態における原点復帰処理を説明
するための図で、リミットセンサとＯＲＧセンサとが近
接している場合を示す図である。

【図６】本発明の実施形態における原点復帰処理を説明
するための図で、リミットセンサとＯＲＧセンサとが離
れている場合を示す図である。

【図７】本発明の実施形態におけるパルスモータの接続
関係を示すブロック図である。

【図８】従来のパルスモータコントロールユニットのブ
ロック図である。

【図９】従来のパルスモータの接続を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１１、６１ボートアドレス設定部１２ファンクションコントロールセレクタ
部１３、６２ファンクションコントロール部１４、６３パルスモータコントローラ１５、６４データバスドライバ部１６、６５発振器（ＯＳＣ）１７原点復帰コントローラ部１８ −Ｌ〜ＯＲＧ間距離設定部１９ニアＯＲＧ情報設定部５１キャリア５２センサーブラケット７１制御部７２パルスモータコントロールユニット７３モータ駆動ドライバ７４パルスモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給されるパルスにより回転が制御される
パルスモータの制御装置において、モータ回転に対応して移動するキャリアが予め定めたリ
ミット位置に達した後、前記リミット値と予め定めた原
点位置とを加算して前記原点の近傍を示すニア原点位置
を算出し、算出したニア原点位置へ前記キャリアを移動
させた後、前記キャリアを原点位置に移動させ原点復帰
を行うことを特徴とするパルスモータの制御装置。
【請求項２】前記ニア原点位置を示す値は略５mmである
請求項１に記載のパルスモータの制御装置。
【請求項３】前記キャリアの前記ニア原点位置から前記
原点位置への移動は低速で行われる請求項１に記載のパ
ルスモータの制御装置。