JPS6059993A - ステツピングモ−タ停止時間差測定装置 - 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】 生時から実際にステッピングモータが停止したとみなさ
れる時点までの時間差を測定する装置に関する〇 ステッピングモータはパルス信号により励磁駆動され・
その駆動制御が容易であるため、種々の分野で広く使用
されている◇ ところでステッピングモータの停止は停止信号により励
磁パルスの発振を停止することにょつて行なわれている
が、回転しているモータを停止信号の入力と同時に停止
させることは、一定速度以上で回転しているばあい不可
能に近い。

とくに高速で回転しているばあいは、急停止により振動
などが生じ、被駆動装置およびモータ自体に損傷を与え
る惧れがある。

そこでステッピングモータの停止は、停止信号の入力後
励磁パルスを漸次減少させてモータをスムーズに停止さ
せている。第２図に停止信号入力時からのパルスの変化
の一例を４相（Ａ相、Ｘ相、Ｂ相、Ａ相）励磁方式のば
あいについて示す。停止信号は（ｔｌ）で入力され、そ
の後漸次パルス幅およびパルス間隔が長くなり、最終的
にパルスが発せられなくなる。

本発明は、かかる停止信号入力時から実際にステッピン
グモータが停止したとみなされる時点までの時間を測定
する装置を提供することを目的とする。

つぎに第１図に基づき本発明の装置の機能実現手段を説
明する。

（１）はステッピングモータ励磁パルス発生手段であり
、パルス発生手段（１）で発生せられた励磁パルスはス
テッピングモータ（２）と励磁パルス入力手段（ａ）に
送られる。該入力手段（ａ）では励磁パルスの波形整形
などが行なわれ、その出力を励磁パルス測定手段（ｂ）
に送る。

励磁パルス測定手段（ｂ）では励磁パルスのパルス幅お
よび（または）パルス間隔を測定する。

この測定はパルスごとに常時性なわれる。また測定する
対象はパルス幅のみであっても、パルス間隔のみであっ
ても、さらにその両者であってもよい０なお、以下とく
に断わらない限りパルス間隔を測定するばあいを代表例
にあげて説明する。

（ｃ）はステッピングモータ停止信号検出手段であり、
ストップスイッチ（８）の作動により生ずる停止信号を
検出し、測定手段（ｂ）にその信号を送る。

前記測定手段（ｂ）で測定されたパルス間隔は記憶手段
（ｄ）に記憶される。記憶手段（ｄ）に記憶される内容
は、パルスごとに更新されてもよいし、ステッピングモ
ータの定常駆動時の励磁パルスのパターンが１種類のば
あいは、ステッピングモータの駆動が安定したときの励
磁パルスのパルス間隔を１回記憶したものであってもよ
い。

また後者のばあい□は、あらかじめ決まっているパルス
間隔を記憶手段（ｄ）に記憶させていてもよい。

ストップスイッチ（８）が作動すると停止信号が前記停
止信号検出手段（ｃ）に送られると共にパルス発生手段
（１）にも送られ、前記のごとく発振パルスの周波数を
減少させる（第２図参照、以下このパルスを停止用パル
スという）。

停止用パルスも同様に、パルス入力手段（ＩＬ）を通り
測定手段（ｂ）に、入力され、そのパルス間隔（Ｄ）が
測定される。

停止用パルスのパルス間隔の測定結果は停止判定手段（
ｅ）に送られる。この停止判定手段（ｅ）には記憶手段
（、ｉ）の記憶内容（以下、基準パルスのパルス間隔（
ＤＳ）という）も入力されている。

停止判定手段（ｄ）では停止用パルスのパルス間隔（Ｄ
）と基準パルスのパルス間隔（Ｄａ）を比較し、停止用
パルスのパルス間隔ＣＤ）が基準パルＸ（７）パルス間
隔（ＤＳ）の所定倍になるとステッピングモータはすで
に実質的に停止したものとみなし、タイマ（ｆ）に出力
を送る。

タイマ（ｆ）には停止信号検出手段（Ｑ）から停止信号
が入力され、タイマ（ｆ）はその入力により始動し停止
判定手段（θ）からの入力により停止する。

したがってタイマ（ｆ）の内容は実質的なステッピング
モータの停止時間よりも基準パルス間隔（ＤＳ）の所定
倍の時間（以下、誤差時間（ｎｕ　）という）だけ長く
なっている。

そこでタイマ（ｆ）の内容は補正手段（ｇ）に送られ、
タイマから送られてきた内容から誤差時間を減する。補
正手段（ｇ）の出力は表示手段（ｈ）に送られ、停止信
号発生時から実質的なステッピングモータの停止時まで
の時間差が表示される。表示手段（ｈ）としては、たと
えばデジタル表示器やユニバーサルカウンタ、オシ四ス
コープなどが好適に用いられる。

このように本発明の装置は、ステッピングモータ駆動時
の基準パルスと停止信号入力後の停止用パルスとを比較
し、停止用パルスのパルス間隔が基準パルスのパルス間
隔の所定倍になったとき、ステッピングモータはすでに
停止しているものとみなし、停止信号発生時からその時
点までの時間を測定したのち補正することに大きな特徴
がある。

なお、測定の対象なパルス間隔ではなくパルス幅あるい
はパルス間隔とパルス幅の両′者としても同様の作用効
果かえられるのは明らがである。さらに測定結果を正確
にするためには、１相だけではなく２相以上についても
測定するのが好ましい。

また記憶手段（ｄ）に記憶させる内容は、前記のごとく
、パルスごとのパルス間隔であっても、その代表的なパ
ルスのパルス間隔であっても、あらかじめ決められたパ
ルスのパルス間隔であってもよい。

パルスごとに記憶し、更新させるばあいは、ステッピン
グモータの励磁パターンが変更されつるばあいにとくに
適する。このばあい、停止信号検出手段（Ｑ）から停止
イＪ号が入力され、その停止信号の入力により記憶内容
の更新が止められ、停止信号入力直前の内容が基準パル
スとして採用される。

停止判定手段（ｅ）では、測定手段（ｂ）の測定結果と
記憶手段（ｄ）の内容とを常時比較していてもよいし、
停止信号入力時に比較をＩＪ始してもよい。

ステッピングモータの実質的な停止を判定する基準とな
る基準パルスのパルス間隔と停止用パルスのパルス間隔
の差は、ステッピングモータの励磁方式、駆動対象物、
要求される精度などによって適宜選定すればよいが、多
くのばあい基準パルスのパルス間隔の２〜５倍、通常３
〜４倍の範囲のパルス間隔に停止用パルスがなったとき
、実質的にステッピングモータはすでに停止していると
みなしてよい。

たとえば第２図において、基準パルスのパルス間隔（Ｄ
Ｓ）は１であり、（ｔｌ）で停止信号が入力されたとす
ると停止用パルスのパルス間隔（Ｄ）は漸次長くなる。

測定の対象を（Ａ）相とし、基準パルスのパルス間隔（
ＤＢ）の３倍以上に停止用パルスのパルス間隔（Ｄ）が
なったときを停止判定の基準とすると、停止信号入力時
（ｔｌ）から２つ目のパルス（Ｐ２）からつぎのパルス
（図示されていない。

なお、つぎのパルスはないこともある）までのパルス部
間（Ｄ３）は（ＤＳ）の３倍の点（＋３）を超えている
。したがって、誤差時間（ｐｍ＝ｓＤｓ）を減じた点（
＋２）が実質的にステッピングモータが停止した点とみ
なされる。なお、ステッピングモータにおいては、通常
パルスが変化した（たとえば点（＋２）’）のちでも一
定時間電流が流れており、機械的にも動くことがある。

したがって、そのようなばあいには誤差時間をたとえば
１パルス分少ない目に見積り、２ＤＳとすればよい。そ
のばあい、実質的にステッピングモータが停止したとみ
なされる点は点（＋４）である。

測定手段（ｂ）における測定は、たとえばパルス幅およ
び（または）パルス間隔よりもかなり短い間隔でパルス
の状態（ｒＨ工ＧＨＪか［ＬＯＷ　Ｊか）を検出し、同
じ状態が続いている時間をカウント数に表わせばよいが
、この仕方に限定されるものではない。

つぎに本発明の装置ａを実施するためのハードウェアの
一実施例の概略ブロック図を第３図に示す。

（ｌＯ）はステッピングモータ励磁パルス（Ａ相、Ｘ相
、Ｂ相、石棺）および停止信号の波形を整える波形整形
部であり、電圧比較部θ１）を介してマイクロコンピュ
ータの入力ボートＱ２）に接続されている。０３）は基
準電圧発生部であり、電圧比較部（１１）に基準電圧を
送る。（＋４）およびθ５）はそれぞれスタンバイスイ
ッチおよびリセットスイッチである。

入力ボート（ロ）に入力された各信号は、ＣＰＵ　（Ｉ
Ｆ５）、ＲＯＭ（１７）およびＲＡＭ　Ｑ８）で前記の
処理、判断をし、出力ボートα９）から出力を出す。出
力は、表示手段としてＬｌｌｉＤなどの専用のデジタル
表示器■を用いるときはデジット出力およびセグメント
出力であり、汎用のユニバーサルカウンタやオシロスコ
ープ（図示されていない）などを用いるときは出力緩衝
部０υを介して、カウント開始信号（ステッピングモー
タ停止信号に対応）およびカウント停止信号（前記補正
手段（ｇ）の出力に対応）である。

本発明の装置は、被駆動装置またはその制御装置に組込
んでもよいし、入方部および出方部に接続端子を設けて
独立した測定器に構成してもよい。

つぎに本発明の装置を作動させるためのプログラムのフ
ローチャートの一実施例を第４図に示す。

なお、この実施例ではっぎの条件のもとに処理−判断を
行なっている。

（１）ステッピングモータは３ｍ５ｅｃと４ｍ５ｅｃの
２段の切換え可態な励磁パルスで駆動 但）測定の対象はパルス幅とパルス間隔の両者（Ｕｔ　
）測定するパルスの相はＡＭとＢ相（１ｖ）パルス幅（
ｒＨ工ＧＨＪ）とパルス間隔（ｒＬＯＷＪ　’）の測定
は４００μｓｅｃごとにカウント（、）カウント数はパ
ルスごとに更新 第４図に示される各符号はそれぞれっぎの処理、判断を
表わしている。

（１ｏｏ）：　ａｐｔｒを初期状態にセット（１ｏ１）
：リセットスイッチ０Ｎ （ｔｏ２）ニスタンバイスイッチＯＮが？（１ｏ３）：
　Ａ相の入力パルＸは「ＨＩＧＨＪか？（１０４）；人
相の入力パルスは「ｒ、ｏｗＪになったが？（１０５）
：　Ａ相の入力パルスは［ａ工ａｕＪになったが？（１
０６）：　４００μｓｅｃごとに［ＨＩＧＨＪになるま
でカウント（１ｏ７）：　Ａ相の入力パルスは［Ｈ工Ｇ
ＨＪになったが？（１ｏｓ）：　ＲＡＭ中の前のカウン
ト数（基準パルス間隔Ｄａ）を測定されたカウント数（
基準パルス間隔ＤＳ）に更新 （１ｏｓｓ）：停止信号が入力されたが？（１１０）　
：　４００μｓｅｃごとに「ＬＯＷＪになるまでカウン
ト（１１１）：　Ａ相の入力パルスは「ｂｏｗＪになっ
たが？（１１２）ｊ　ＲＡＭ中の前のカウント数（基準
パルス幅ＷＳ）を測定されたカウント数（基準パルス幅
ｗｓ）に更新 （１１３）：停止信号が入力されたか？（１１４）：カ
ウント数の更新停止 （１１５）　：誤差時間計算（ＤＥおよびパルス幅の誤
差時間ｗｘ　） （１１６）：タイマ始動 （１１７）：　Ａ相の入力パルスは「Ｈ工ＧＨＪか？（
１１Ｂ）：　Ａ相の入力パルスは「ｌｌ０Ｗ」になった
か？（１１９）　＋　４００ｐｓｅｃごとに「ＬＯＷ」
の長さく停止用パルス間隔Ｄ）をカウント （１２ｏ）：　Ｄ　＞　５ＤＳ　ｔ （１２１）　：　Ａ　相の入力パルスは「Ｈ工ＧＨＪに
なったか？（１２２）　：　４００ｐｓｅａごとに「Ｈ
ＩＧＨ」の長さく停止用パルス幅Ｗ）をカウント （１２３）＋　Ｗ　＞　３ＷＳ　？ （１２４）：　Ｂ　ｍの入力パルスのパルス間隔または
パルス幅が基準パルスのパルス間隔またはパルス幅の３
倍を超えたか？ （１２５）：タイマ停止 （１２１５）：タイマの内容から誤差時間（ＤＴＢまた
はＷＥ）を減算 （１２７）：その内容を表示 本発明の装置を用いるときは、停止信号の入力時から実
際にステッピングモータが停止した時までの時間差を正
確に測定することができ、その測定結果は被駆動装置の
移動位置や距離の補正のための資料として、あるいはス
テッピングモータの検査などの資料として重要なデータ
を与える。

特殊な分野では、遊戯機械である電動型スリットマシン
のリール（ステッピングモータにより回転駆動される）
の停止信号から実際のリールの停止時までの時間を表示
するための装置として用いることができる。電動型スロ
ットマシンにおいては、そのリール停止時間差が所定の
時間を超えてはならないと規定されており、その時間差
を表示することがめられている。

このように本発明の装置はステッピングモータを使用す
る種々の分野において、その制御や点検に大きな威力を
発揮するものである〇

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の装置の機能実現手段の概略ブロック図
、第２図はステッピングモータの停止用パルスの一例の
概略波形図、第３図は本発明の装置の電子回路の一実施
例の概略ブロック図、第４図は本発明の装置を作動させ
るためのプルグラムの一実施例のフローチャートである
。 （図面の主要符号） （１）：　ステッピングモータ励磁パルス発生手段（２
）ニスチッピングモータ （８）：停止スイッチ θＯ）二波形整形部 ０２）−入力ポート Ｑｏ）　：　０ＰＵ （１？）　Ｆ　ＲＯＭ （ホ）：　ＲＡＭ （＋ｏ）　：出力ボート Ｈ：デジタル表示器 （ａ）：励磁パルス入力手段 （ｂ）：測定手段 （０）コ停止信号検出手段 （ｄ）：記憶手段 （θ）：停止判定手段 （ｆ）：タイマ （ｇ）：補正手段 （ｈ）：表示手段 手続補正書（自発） 特Ｗ１庁長官若杉和夫　殿 １事件の表示 昭和５８年特許願第　１６６９１６　号２発明の名称 ステッピングモータ停止時間差測定装置３補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　大阪市淀川区西中島４丁目５番２０号４代理人〒
５４０ ５補正の対象 （１）　明細書の１発明の詳細な説明」の欄６補正の内
容 （１）明’ｆＪＨ書９頁６行の「Ｐ、」を「Ｐエコと補
正する。 以　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）ステッピングモータ励磁パルス入力手段１（ｂ
   ）　８６励磁パルスのパルス幅および（または）パルス
   間隔を常時測定する手段、 （Ｑ）ステッピングモータ停止信号検出手段、（ａ）該
   停止信号入力前のステッピングモータ励磁パルスのパル
   ス幅および（または）パルス間隔を記憶しておく手段、 （ｅ）停止信号の入力後に前記測定手段（ｂ）で測定さ
   れた停止用パルスのパルス幅および（または）パルス間
   隔と前記記憶手段（ｄ）に記憶されている基準パルスの
   パルス幅および（または）パルス間隔を比較し、停止用
   パルスのパルス幅および（または）パルス間隔が基準パ
   ルスのパルス幅および（または）パルス間隔の所定倍に
   なると出方を出す停止判定手段、（ｆ）停止信号入力時
   から停止判定手段よりの出力入力時までの時間を測定す
   るタイマ、（ｇ）該タイマの内容がら時間誤差（＝基準
   パルスのパルス間隔の所定倍−Ｍ準パルスのパルス間隔
   ）を減する補正手段および （ｈ）補正手段の内容を表示する手段 を有するステッピングモータ停止時間差測定装置。