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JP4491401B2 - Motor driving circuit and motor driving method - Google Patents

Motor driving circuit and motor driving method Download PDF

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JP4491401B2
JP4491401B2 JP2005310601A JP2005310601A JP4491401B2 JP 4491401 B2 JP4491401 B2 JP 4491401B2 JP 2005310601 A JP2005310601 A JP 2005310601A JP 2005310601 A JP2005310601 A JP 2005310601A JP 4491401 B2 JP4491401 B2 JP 4491401B2
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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

本発明はモータ駆動回路及びモータ駆動方法に関し、特に駆動する相の電流と駆動する相とを切り替えるタイミングを制御するモータ駆動方式に関するものである。   The present invention relates to a motor drive circuit and a motor drive method, and more particularly to a motor drive system that controls the timing of switching between a drive phase current and a drive phase.

従来、ステッピングモータにおいては、最初、低い駆動周波数(駆動速度)で駆動を開始し、その後に徐々に駆動周波数を上げていくような駆動プロファイルで駆動されている。   Conventionally, a stepping motor is driven with a drive profile that starts at a low drive frequency (drive speed) first and then gradually increases the drive frequency.

このように、ステッピングモータは、駆動周波数及びパルス数を制御するだけで、速度制御や位置制御を簡単に行えるという特徴を持っているが、駆動パルスに同期して回転するため、モータのトルクと負荷とを考慮して、適切な駆動周波数を決めなければならない。   As described above, the stepping motor has a feature that the speed control and the position control can be easily performed only by controlling the drive frequency and the number of pulses. However, since the stepping motor rotates in synchronization with the drive pulse, An appropriate drive frequency must be determined in consideration of the load.

例えば、モータのトルクに対して、負荷が小さなものを遅い速度で駆動すれば振動するし、逆に負荷が大きく、動作周波数が速ければ、モータは同期することができず、脱調してしまう。   For example, if a motor with a small load is driven at a slow speed relative to the torque of the motor, the motor vibrates. If the load is large and the operating frequency is fast, the motor cannot synchronize and step out. .

上記のステッピングモータの駆動方法としては、日本特許庁発行の特開2003−235296号公報(特許文献1)に開示されている方法がある。すなわち、バックラッシュを有し、かつ弾性体により構成される歯車伝達機構を介して所定の駆動プロファイルで加速、減速駆動を行うステッピングモータ駆動方法において、少なくとも起動時にバックラッシュ及び弾性体による変位量に対応する加速領域では、最低速度よりも速い速度で駆動を行う。そして、この駆動後に、最低速度に切換えて順次加速していくという駆動プロファイルによって、ステッピングモータの加速、減速を行うというものである。   As a method for driving the above stepping motor, there is a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-235296 (Patent Document 1) issued by the Japan Patent Office. That is, in a stepping motor driving method that performs acceleration and deceleration driving with a predetermined driving profile via a gear transmission mechanism that has a backlash and is constituted by an elastic body, at least at the time of startup, the amount of displacement due to the backlash and the elastic body is reduced. In the corresponding acceleration region, driving is performed at a speed faster than the minimum speed. Then, after this driving, the stepping motor is accelerated and decelerated based on a driving profile in which the speed is switched to the minimum speed and accelerated sequentially.

こうすることにより、バックラッシュや弾性体による変位量に起因する起動時の振動や騒音の発生を防ぎ、脱調せずにステッピングモータの駆動を行うことができるようにしたものである。
特開2003−235296号公報
By doing so, it is possible to prevent the occurrence of vibration and noise at the time of starting due to backlash and the amount of displacement by the elastic body, and to drive the stepping motor without stepping out.
JP 2003-235296 A

上述した特許文献1に開示のステッピングモータの駆動方法は、系に遊び(バックラッシュ)がある区間では、ステッピングモータを早く駆動し、その後に最低速から順次加速する方法である。この技術では、速い速度でのフィードでは、系に遊びがあることを前提としているので、遊びの変動が大きい系には適用が困難である。すなわち、この方法では、早い速度でフィード中に遊びがなくなって負荷が増加すると、脱調の恐れがあり、遊びが大きく負荷が小さいうちに遅い速度でフィードすると、振動が大きくなる恐れがある。   The driving method of the stepping motor disclosed in Patent Document 1 described above is a method in which the stepping motor is driven early in a section where there is play (backlash) in the system, and then the speed is sequentially accelerated from the lowest speed. This technique assumes that there is play in the system when feeding at a high speed, so that it is difficult to apply to a system with large fluctuations in play. That is, in this method, if there is no play during feeding at high speed and the load increases, there is a risk of step-out, and if feeding is slow while the play is large and the load is small, vibration may increase.

この問題は、例えば、複写機等の読取り走査を行うキャリッジを歯車で駆動しようとする時に発生する。すなわち、キャリッジは読取り走査と復帰動作とを繰り返す必要があり、復帰動作を終えて読取り走査を開始する時の歯車の遊びには、当然に複写機毎の差(機差と称す)が存在し、同じ機械でも起動される毎に遊びの量が変動する。   This problem occurs, for example, when a carriage that performs scanning for scanning such as a copying machine is driven by a gear. In other words, the carriage needs to repeat scanning and returning operations, and naturally there is a difference (referred to as machine difference) for each copying machine in the play of the gear when the returning operation is finished and the scanning is started. The amount of play fluctuates each time the same machine is started.

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、バックラッシュの大きさに影響されずに、モータをスルー領域へと加速することができるモータ駆動回路及びモータ駆動方法を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor drive circuit and a motor drive method capable of solving the above problems and accelerating the motor to the through region without being affected by the magnitude of backlash. .

本発明によるモータ駆動回路は、
少なくともバックラッシュ及び変形による系の遊びが大きく、機差や起動毎の変動によって前記遊びが変動する系において、所定のプロファイルによってモータをスルー領域へと加速するモータ駆動回路であって、
前記モータを起動した後に最低速へ向けて順次減速させ、かつ前記モータの起動から最低速までの回転角を前記バックラッシュよりもほぼ大きく設定すると共に、前記モータの起動から最低速までの前記モータの駆動電流を、最低速から前記スルー領域に向かう区間における前記モータの駆動電流よりも小さく設定する制御回路を有することを特徴とする。
The motor drive circuit according to the present invention comprises:
A motor drive circuit for accelerating the motor to a through region with a predetermined profile in a system in which at least play of the system due to backlash and deformation is large, and the play varies due to machine differences and fluctuations at each start,
After starting the motor, the motor is sequentially decelerated toward the lowest speed, and the rotation angle from the start of the motor to the lowest speed is set to be substantially larger than the backlash, and the motor from the start of the motor to the lowest speed is set. And a control circuit for setting the driving current to be smaller than the driving current of the motor in the section from the lowest speed toward the through region.

本発明によるモータ駆動方法は、
少なくともバックラッシュ及び変形による系の遊びが大きく、機差や起動毎の変動によって前記遊びが変動する系において、所定のプロファイルによってモータをスルー領域へと加速するモータ駆動方法であって、
モータを起動した後に最低速へ向けて順次減速させ、かつ前記モータの起動から最低速までの回転角を前記バックラッシュよりもほぼ大きく設定すると共に、前記モータの起動から最低速までの前記モータの駆動電流を、最低速から前記スルー領域に向かう区間における前記モータの駆動電流よりも小さく設定する駆動制御ステップを有することを特徴とする。
The motor driving method according to the present invention includes:
A motor driving method for accelerating a motor to a through region with a predetermined profile in a system in which at least play of the system due to backlash and deformation is large and the play varies due to machine differences and variations at each start-up,
After starting the motor, the motor is sequentially decelerated toward the lowest speed, and the rotation angle from the start of the motor to the lowest speed is set to be substantially larger than the backlash, and the motor from the start of the motor to the lowest speed is set. It has a drive control step of setting a drive current to be smaller than the drive current of the motor in a section from the lowest speed toward the through region.

すなわち、本発明のモータ駆動回路では、バックラッシュや変形等の系の遊びが大きくかつ起動毎に遊びが変動する系において、モータの起動から最低速までの回転角を前記バックラッシュよりも大きく設定すると共に、ステッピングモータをスルー領域へと加速するのに先行して、系の遊びがバックラッシュよりも大きな場合に、最初は高速で起動し、その後順次減速する減速区間を設け、この減速区間においては、後に続くスルー領域への加速区間よりも、ステッピングモータを駆動する電流を小さく設定して、振動の発生を起こりにくくしている。   That is, in the motor drive circuit of the present invention, in a system in which the play of the system such as backlash and deformation is large and the play fluctuates at each start, the rotation angle from the start of the motor to the lowest speed is set larger than the backlash. In addition, prior to accelerating the stepping motor to the through region, when the play of the system is larger than the backlash, a speed reduction section that starts at a high speed and then sequentially decelerates is provided. In this case, the current for driving the stepping motor is set smaller than the subsequent acceleration section to the through region, thereby making it difficult for vibration to occur.

また、本発明のモータ駆動回路では、系の遊びであるバックラッシュが十分に小さい場合、起動とほぼ同時にバックラッシュがゼロとなり、被駆動物が比較的大きな振動を発生させる。すなわち、本発明のステッピングモータ駆動回路では、減速比が十分大きくかつ完全な弾性衝突を想定すると、被駆動物が衝突する速度の2倍の初速を得、その後、駆動系の弾性(バネ性)と被駆動物の慣性とによって構成される系の固有振動数で振動し、系の粘性等によって減衰していく。   Further, in the motor drive circuit of the present invention, when the backlash that is the play of the system is sufficiently small, the backlash becomes zero almost simultaneously with the start-up, and the driven object generates a relatively large vibration. That is, in the stepping motor drive circuit of the present invention, assuming a sufficiently large reduction ratio and a complete elastic collision, an initial speed that is twice the speed at which the driven object collides is obtained, and then the elasticity (spring characteristics) of the drive system is obtained. Oscillates at the natural frequency of the system constituted by the inertia of the driven object and attenuates due to the viscosity of the system.

系のバックラッシュが十分に大きい場合には、最低速に近いところでバックラッシュがゼロとなり、被駆動物が比較的小さな振動を発生させる。すなわち、最低速の2倍を初速とする振動である。   When the backlash of the system is sufficiently large, the backlash becomes zero near the lowest speed, and the driven object generates a relatively small vibration. In other words, the vibration has an initial speed that is twice the minimum speed.

本発明のモータ駆動回路では、起動時の速度と最低速度との比を、減速区間での系の振動の振幅が減衰する比(振幅減衰比)にほぼ等しく設定してあるので、加速を開始する時点で、バックラッシュが最大の時も、最小の時も、振動の振幅がほぼ等しくなる。   In the motor drive circuit of the present invention, since the ratio between the speed at the time of start-up and the minimum speed is set to be approximately equal to the ratio (amplitude attenuation ratio) at which the vibration amplitude of the system in the deceleration zone attenuates, acceleration is started. At this point, the amplitude of vibration is approximately equal when the backlash is maximum and minimum.

これによって、本発明のモータ駆動回路では、上述したように、加速開始時の振動をバックラッシュの大きさにかかわらず、ほぼ等しくかつ小さくすることができるので、バックラッシュの大きさに影響されずに、ステッピングモータをスルー領域へと加速することが可能となる。   Thus, in the motor drive circuit of the present invention, as described above, the vibration at the start of acceleration can be made almost equal and small regardless of the magnitude of the backlash, so that it is not affected by the magnitude of the backlash. In addition, the stepping motor can be accelerated to the through region.

また、本発明のモータ駆動回路では、最初は高速でステッピングモータを駆動するので、初めから低速で駆動する場合に比べ、同じ距離を駆動するための時間が短くなり、よってバックラッシュを解消する区間の所要時間を小さくすることが可能となる。   Further, in the motor drive circuit of the present invention, the stepping motor is driven at a high speed at the beginning, so that the time for driving the same distance is shortened compared with the case where the motor is driven at a low speed from the beginning. It is possible to reduce the required time.

さらに、本発明のモータ駆動回路では、系にバックラッシュが存在する区間においてステッピングモータの電流を小さくしたので、この区間での振動が発生しにくくなり、さらに一定速度でフィードさせないので、ステッピングモータの振動が成長しにくくなり、動作が安定する。   Further, in the motor drive circuit of the present invention, since the current of the stepping motor is reduced in the section where the backlash exists in the system, vibration in this section is less likely to occur, and further, the feeding at a constant speed is not performed. Vibration is less likely to grow and operation is stable.

本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、バックラッシュの大きさに影響されずに、モータをスルー領域へと加速することができるという効果が得られる。   With the configuration and operation described below, the present invention provides an effect that the motor can be accelerated to the through region without being affected by the size of the backlash.

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例によるステッピングモータ駆動回路の構成を示すブロック図である。図1において、本発明の一実施例によるステッピングモータ駆動回路はプロファイルテーブル11を備えた制御回路1と、ステッピングモータ(M)3を駆動する駆動回路2と、制御回路1で実行されるプログラムを格納する記録媒体4とから構成されている。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a stepping motor driving circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a stepping motor driving circuit according to an embodiment of the present invention includes a control circuit 1 having a profile table 11, a driving circuit 2 for driving a stepping motor (M) 3, and a program executed by the control circuit 1. And a recording medium 4 to be stored.

プロファイルテーブル11はステッピングモータ3を減速、加速するためのデータを格納している。制御回路1はプロファイルテーブル11からデータを順次読み出し、駆動回路2への制御線(電流設定信号101及び制御パルス102)を制御する。   The profile table 11 stores data for decelerating and accelerating the stepping motor 3. The control circuit 1 sequentially reads data from the profile table 11 and controls the control lines (current setting signal 101 and control pulse 102) to the drive circuit 2.

駆動回路2は制御回路1からの制御パルス102に応じて、ステッピングモータ3を駆動する相を順次切り替える。また、駆動回路2は制御回路1からの電流設定信号101に応じてステッピングモータ3に供給する電流の大きさを設定する。ステッピングモータ3の電流制御や相の切り替えについては、一般的な技術なので、それらについての具体的な説明は省略する。   The drive circuit 2 sequentially switches the phase for driving the stepping motor 3 in accordance with the control pulse 102 from the control circuit 1. Further, the drive circuit 2 sets the magnitude of the current supplied to the stepping motor 3 in accordance with the current setting signal 101 from the control circuit 1. Since current control and phase switching of the stepping motor 3 are general techniques, a detailed description thereof will be omitted.

図2は図1のプロファイルテーブル11の構成例を示す図である。また、図3は本発明の一実施例による系の応答(Ya ,Yb )を表す図であり、直線部分X1 ,X2 が系の入力に相当し、ステッピングモータ3の回転を直線的に近似したものである。更に、図4は図1の制御回路1及び駆動回路2の動作を示すシーケンスチャートである。これら図1〜図4を参照して本発明の一実施例によるステッピングモータ駆動回路の動作について説明する。尚、図1に示す制御回路1の動作は記録媒体4のプログラムを実行することで実現される。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the profile table 11 of FIG. FIG. 3 is a diagram showing the response (Ya, Yb) of the system according to an embodiment of the present invention. The straight line portions X1, X2 correspond to the input of the system, and the rotation of the stepping motor 3 is approximated linearly. Is. FIG. 4 is a sequence chart showing operations of the control circuit 1 and the drive circuit 2 of FIG. The operation of the stepping motor driving circuit according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The operation of the control circuit 1 shown in FIG. 1 is realized by executing the program of the recording medium 4.

制御回路1は図示せぬ起動信号を受け取ると、プロファイルテーブル11からデータを順次読み出し、そのデータに基づいて電流設定信号101と制御パルス102とを駆動回路2に出力する(図4のa1〜a4)。   When receiving a start signal (not shown), the control circuit 1 sequentially reads data from the profile table 11, and outputs a current setting signal 101 and a control pulse 102 to the drive circuit 2 based on the data (a1 to a4 in FIG. 4). ).

駆動回路2は制御回路1からの制御パルス102に応じて、ステッピングモータ3を駆動する相を順次切り替える。また、駆動回路2は制御回路1からの電流設定信号101に応じてステッピングモータ3に供給する電流の大きさを設定する(図4のa5)。   The drive circuit 2 sequentially switches the phase for driving the stepping motor 3 in accordance with the control pulse 102 from the control circuit 1. The drive circuit 2 sets the magnitude of the current supplied to the stepping motor 3 in accordance with the current setting signal 101 from the control circuit 1 (a5 in FIG. 4).

プロファイルテーブル11の各エントリは、図2に示すように、データと、そのデータの種別を示すタグとにより構成されている。プロファイルテーブル11の最初のデータのタグは「TagA」であり、このデータは電流設定データであることを表している。そこで、制御回路1は電流設定信号101に「L1 」を出力する。   As shown in FIG. 2, each entry of the profile table 11 includes data and a tag indicating the type of the data. The tag of the first data in the profile table 11 is “Tag A”, which indicates that this data is current setting data. Therefore, the control circuit 1 outputs “L 1” to the current setting signal 101.

プロファイルテーブル11の次のテータのタグは「TagB」であり、このデータは制御パルス102を出力するまでの時間を表している。そこで、制御回路1はT10後に制御パルス102を出力する。以降、制御回路1はT1nまで、プロファイルテーブル11のデータにて定められた間隔で制御パルス102を出力する。ここで、T10から、T11,……,T1nまで、プロファイルテーブル11のデータにて定められた間隔は時間が次第に長くなるよう設定される。   The tag of the next data in the profile table 11 is “Tag B”, and this data represents the time until the control pulse 102 is output. Therefore, the control circuit 1 outputs a control pulse 102 after T10. Thereafter, the control circuit 1 outputs control pulses 102 at intervals determined by the data in the profile table 11 until T1n. Here, from T10 to T11,..., T1n, the intervals determined by the data in the profile table 11 are set so that the time gradually increases.

これを図3に示す応答との対比で説明すると、
T10=α/V0
T1n=α/Vmin
T10<T11<……<T1n
となる。ここで、V0は起動時の初速であり、Vmin は最低速である。また、αは系の減速比によって決定される定数である。すなわち、ここまでが、図3に示す減速区間T1 に対応する。
This will be explained in comparison with the response shown in FIG.
T10 = α / V0
T1n = α / Vmin
T10 <T11 <...... <T1n
It becomes. Here, V0 is the initial speed at start-up, and Vmin is the lowest speed. Α is a constant determined by the reduction ratio of the system. That is, the steps so far correspond to the deceleration section T1 shown in FIG.

プロファイルテーブル11の次のデータのタグは「TagA」なので、このデータは電流設定データである。そこで、制御回路1は電流設定101に「L2 」を出力する。L2 >L1 である。以下、制御回路1は制御パルス102をT20,T21,……,T2mの間隔で出力する。この区間は、図3に示す加速区間T2 に相当し、
T20>T21>……>T2m
である。
Since the tag of the next data in the profile table 11 is “Tag A”, this data is current setting data. Therefore, the control circuit 1 outputs “L 2” to the current setting 101. L2> L1. Hereinafter, the control circuit 1 outputs the control pulse 102 at intervals of T20, T21,..., T2m. This section corresponds to the acceleration section T2 shown in FIG.
T20>T21>……> T2m
It is.

以上説明したように、図3に示す減速区間T1 及び加速区間T2 それぞれについて、電流設定信号101として「L1 」及び「L2 」、制御パルス102として間隔T10,T11,……,T1nとT20,T21,……,T2mとが、それぞれ出力される。その結果、図3に示すように、遊びが十分小さい時には系の応答がYaの軌跡を辿り、遊びが十分大きい時には系の応答がYbの軌跡を辿る。   As described above, for each of the deceleration section T1 and the acceleration section T2 shown in FIG. 3, the current setting signal 101 is “L1” and “L2”, and the control pulse 102 is the intervals T10, T11,..., T1n and T20, T21. ,..., T2m are output. As a result, as shown in FIG. 3, when the play is sufficiently small, the response of the system follows the locus of Ya, and when the play is sufficiently large, the response of the system follows the locus of Yb.

図3に示した、遊びが小の場合の応答Yaの軌跡では、初期において、振動の振幅は大きいが、時間の経過と共に振幅は減衰していく。また、遊びが大の場合の応答Ybの軌跡では、入力の速度が小さいので、初期から振動の振幅が小さくなっている。   In the trajectory of the response Ya when the play is small as shown in FIG. 3, the amplitude of the vibration is large in the initial stage, but the amplitude is attenuated as time passes. In the locus of the response Yb when the play is large, the input speed is small, so the amplitude of vibration is small from the beginning.

本例では、振動の振幅に合わせて、速度V0 ,Vmin との比を、系の固有振動の振幅が、起動から最低速度までの間に減衰する率(振幅減衰率)と略同一にすることにより、区間T2 の開始部分において、振動の振幅がYa ,Yb 共に、等しくすることができる。よって、加速を開始する時点(区間T2 の開始点)において、バックラッシュが最大であっても、また最小であっても、振動の振幅がほぼ等しくなる。   In this example, according to the vibration amplitude, the ratio between the speeds V0 and Vmin is made substantially the same as the rate at which the amplitude of the natural vibration of the system decays from the start to the minimum speed (amplitude decay rate). Thus, at the start of the section T2, the vibration amplitude can be made equal for both Ya and Yb. Therefore, at the time when acceleration is started (starting point of the section T2), the amplitude of vibration is almost equal regardless of whether the backlash is maximum or minimum.

図3においては、Yb が“0”から動き始めた時点が、丁度、バックラッシュがゼロになった時点に相当しており、このことは、モータの起動(V0 )から最低速(Vmin )までの回転角を、バックラッシュよりもほぼ大きく設定することを意味している。このように、モータ回転角をバックラッシュよりもほぼ大きく設定する理由は以下のとおりである。   In FIG. 3, the point in time when Yb starts to move from "0" corresponds to the point in time when the backlash becomes zero. This is from the start of the motor (V0) to the minimum speed (Vmin). This means that the rotation angle is set substantially larger than the backlash. Thus, the reason why the motor rotation angle is set to be substantially larger than the backlash is as follows.

すなわち、バックラッシュがゼロになった(なくなった)ときに、モータの速度が大きいと、被駆動物の振動が大きくなり、モータの加速が始まったときに (図3の減速区間T1 から加速区間T2 へ移行するときに)、バックラッシュがなくなると、振動が大きいままモータが加速され続けることになり、最悪の場合、モータの脱調が発生してしまうことになる。そこで、本発明では、モータの起動から最低速までの回転角を、バックラッシュよりもほぼ大きく設定するようにしているのである。   That is, when the backlash becomes zero (or disappears), if the motor speed is large, the vibration of the driven object increases and the motor starts to accelerate (from the deceleration section T1 in FIG. 3 to the acceleration section). When the backlash is eliminated (when shifting to T2), the motor will continue to be accelerated with large vibrations, and in the worst case, the motor will step out. Therefore, in the present invention, the rotation angle from the start of the motor to the lowest speed is set to be substantially larger than the backlash.

次に、減速区間T1 の電流I1 を加速区間T2 の電流I2 より小さくしたことによる働きについて、具体的なデータを基に説明する。図5は本発明の一実施例によって加速を安定に行った応答例Ya4を示す図であり、図6は減速区間T1 での電流が大きすぎて、ステッピングモータ3が振動して脱調を起こした応答例Ya5を示す図である。   Next, the operation of making the current I1 in the deceleration zone T1 smaller than the current I2 in the acceleration zone T2 will be described based on specific data. FIG. 5 is a diagram showing a response example Ya4 in which acceleration is stably performed according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 shows that the current in the deceleration section T1 is too large and the stepping motor 3 vibrates to cause a step-out. It is a figure showing the example of response Ya5.

図6に示す応答Ya5の様に、途中から被駆動物が一旦停止し、その後の被駆動物の振動が図5に比べて非常に大きくなっている。これは、応答Ya5の途中で、ステッピングモータ3が脱調したためである。低速の脱調は、ステッピングモータ3のトルクが負荷に比べて大きすぎる時に発生しやすく、ステッピングモータ3の電流を下げることによって、一般に防止することができる。   Like the response Ya5 shown in FIG. 6, the driven object is temporarily stopped from the middle, and the vibration of the driven object thereafter is much larger than that in FIG. This is because the stepping motor 3 has stepped out during the response Ya5. Low-speed step-out tends to occur when the torque of the stepping motor 3 is too large compared to the load, and can generally be prevented by reducing the current of the stepping motor 3.

尚、区間T1 の電流設定は、速度V0 に相当するパルス間隔T10で、被駆動物に対して遊びがない状態で、ステッピングモータ3が安定的に自起動できる範囲で極力小さく設定すべきであることは言うまでもない。   It should be noted that the current setting in the section T1 should be set as small as possible within a range in which the stepping motor 3 can be stably started by itself at a pulse interval T10 corresponding to the speed V0 without any play with respect to the driven object. Needless to say.

このように、本実施例では、加速開始時の振動をバックラッシュの大きさに関わらず、ほぼ等しくかつ小さくすることができるので、バックラッシュの大きさに影響せずに、ステッピングモータ3をスルー領域へと加速することができる。   In this way, in this embodiment, the vibration at the start of acceleration can be made substantially equal and small regardless of the magnitude of the backlash, so that the stepping motor 3 can be bypassed without affecting the magnitude of the backlash. Accelerate to the area.

また、本実施例では、系にバックラッシュがある減速区間T1 においては、加速区間T2 よりも、ステッピングモータ3の電流を小さくした(I1 <I2 )ので、この区間T1 での振動が発生しにくくなる。また、一定速度でフィードさせないようにしているので、ステッピングモータ3の振動が成長しにくいために、動作を安定化させることができる。   In this embodiment, the current in the stepping motor 3 is made smaller (I1 <I2) in the deceleration zone T1 where the system has backlash than in the acceleration zone T2, so that vibration in this zone T1 is less likely to occur. Become. Further, since the feed is not performed at a constant speed, the vibration of the stepping motor 3 is difficult to grow, so that the operation can be stabilized.

本発明では、モータ3がステッピングモータでなくても、速度制御が可能であれば、応用が可能である。例えば、サーボモータであれば、駆動電流を制御する必要はないが、加速の前に、中速から低速へ向かう減速区間を、系の遊びよりも大きく確保し、中速と低速との速度比を、減速区間での系の振動の減衰率にほぼ合わせることによって、加速時の系の振動を効率的に小さくすることができる。   In the present invention, even if the motor 3 is not a stepping motor, it can be applied if speed control is possible. For example, in the case of a servo motor, there is no need to control the drive current, but before acceleration, a deceleration zone from medium speed to low speed is secured larger than the play of the system, and the speed ratio between medium speed and low speed is ensured. Is substantially matched to the damping rate of the vibration of the system in the deceleration zone, so that the vibration of the system during acceleration can be effectively reduced.

本発明の一実施例によるステッピングモータ駆動回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the stepping motor drive circuit by one Example of this invention. 図1のプロファイルテーブルの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the profile table of FIG. 本発明の一実施例による系の応答を表す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the response of a system according to an embodiment of the present invention. 図1の制御回路及び駆動回路の動作を示すシーケンスチャートである。2 is a sequence chart illustrating operations of a control circuit and a drive circuit in FIG. 1. 本発明の一実施例によって加速を安定に行った例を示す図である。It is a figure which shows the example which performed acceleration stably by one Example of this invention. 減速区間T1 での電流が大きすぎてステッピングモータが振動して脱調を起こした例を示す図である。It is a figure which shows the example which stepped motor vibrated and caused step-out because the electric current in deceleration area T1 was too large.

符号の説明Explanation of symbols

1 制御回路
2 駆動回路
3 ステッピングモータ
4 記録媒体
11 プロファイルテーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control circuit 2 Drive circuit 3 Stepping motor 4 Recording medium 11 Profile table

Claims (12)

少なくともバックラッシュ及び変形による系の遊びが大きく、機差や起動毎の変動によって前記遊びが変動する系において、所定のプロファイルによってモータをスルー領域へと加速するモータ駆動回路であって、
前記モータを起動した後に最低速へ向けて順次減速させ、かつ前記モータの起動から最低速までの回転角を前記バックラッシュよりもほぼ大きく設定すると共に、前記モータの起動から最低速までの前記モータの駆動電流を、最低速から前記スルー領域に向かう区間における前記モータの駆動電流よりも小さく設定する制御回路を有することを特徴とするモータ駆動回路。
A motor drive circuit for accelerating the motor to a through region with a predetermined profile in a system in which at least play of the system due to backlash and deformation is large, and the play varies due to machine differences and fluctuations at each start,
After starting the motor, the motor is sequentially decelerated toward the lowest speed, and the rotation angle from the start of the motor to the lowest speed is set to be substantially larger than the backlash, and the motor from the start of the motor to the lowest speed is set. A motor drive circuit comprising: a control circuit for setting the drive current of the motor to be smaller than the drive current of the motor in a section from the lowest speed toward the through region.
前記モータの起動から最低速までの減速を直線的に行い、かつ前記モータの起動速度と最低速との比を、前記系の固有振動の振幅が前記モータの起動から最低速までの時間に減衰する率略同一としたことを特徴とする請求項1記載のモータ駆動回路。 The motor is linearly decelerated from the start to the lowest speed, and the ratio between the start speed and the lowest speed of the motor is attenuated in the time from the start of the motor to the lowest speed. 2. The motor driving circuit according to claim 1, wherein the motor driving circuit is substantially the same as the rate of the motor driving. 前記制御回路は、前記モータを減速、加速するためのデータを格納するプロファイルテーブルを備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載のモータ駆動回路。   The motor drive circuit according to claim 1, wherein the control circuit includes a profile table that stores data for decelerating and accelerating the motor. 前記プロファイルテーブルは、前記モータに対する電流設定データと、前記モータへのパルスを出力するまでの時間のデータとを少なくとも格納することを特徴とする請求項3記載のモータ駆動回路。   4. The motor drive circuit according to claim 3, wherein the profile table stores at least current setting data for the motor and data of time until a pulse is output to the motor. 前記プロファイルテーブルは、前記モータをスルー領域へと加速するのに先行して、前記系の遊びが前記バックラッシュよりも大きな場合には、最初は高速で起動して順次減速する区間を設け、この順次減速する区間において、スルー領域へと加速する際よりも前記モータを駆動する電流が小さくなるように設定されたデータを格納し、
前記制御回路は、前記プロファイルテーブルから当該データを読み出して前記モータの駆動制御を順次実行することを特徴とする請求項4記載のモータ駆動回路。
The profile table, prior to the motor to accelerate to the through region, when the play of the system is greater than said backlash is initially provided with a section for sequentially decelerate started at high speed, this Stores data set so that the current for driving the motor becomes smaller than when accelerating to the through region in the section where the vehicle is sequentially decelerated,
5. The motor drive circuit according to claim 4, wherein the control circuit sequentially reads out the data from the profile table and sequentially executes drive control of the motor.
前記モータはステッピングモータであることを特徴とする請求項1〜5いずれか記載のモータ駆動回路。   6. The motor drive circuit according to claim 1, wherein the motor is a stepping motor. 少なくともバックラッシュ及び変形による系の遊びが大きく、機差や起動毎の変動によって前記遊びが変動する系において、所定のプロファイルによってモータをスルー領域へと加速するモータ駆動方法であって、
モータを起動した後に最低速へ向けて順次減速させ、かつ前記モータの起動から最低速までの回転角を前記バックラッシュよりもほぼ大きく設定すると共に、前記モータの起動から最低速までの前記モータの駆動電流を、最低速から前記スルー領域に向かう区間における前記モータの駆動電流よりも小さく設定する駆動制御ステップを有することを特徴とするモータ駆動方法。
A motor driving method for accelerating a motor to a through region with a predetermined profile in a system in which at least play of the system due to backlash and deformation is large and the play varies due to machine differences and variations at each start-up,
After starting the motor, the motor is sequentially decelerated toward the lowest speed, and the rotation angle from the start of the motor to the lowest speed is set to be substantially larger than the backlash, and the motor from the start of the motor to the lowest speed is set. A motor drive method comprising: a drive control step of setting a drive current to be smaller than a drive current of the motor in a section from the lowest speed toward the through region.
前記駆動制御ステップは、前記モータの起動から最低速までの減速を直線的に行うステップを有し、
前記モータの起動速度と最低速との比を、前記系の固有振動の振幅が前記モータの起動から最低速までの時間に減衰する率略同一としたことを特徴とする請求項7記載のモータ駆動方法。
The drive control step includes a step of linearly decelerating from starting of the motor to the lowest speed,
The ratio between the starting speed and the minimum speed of the motor is substantially the same as the rate at which the amplitude of the natural vibration of the system decays in the time from the starting of the motor to the minimum speed. Motor drive method.
前記駆動制御ステップは、前記モータを減速、加速するためのデータを格納するプロファイルテーブルを用いて前記モータの駆動制御を行うことを特徴とする請求項7または8記載のモータ駆動方法。   9. The motor drive method according to claim 7, wherein the drive control step performs drive control of the motor using a profile table storing data for decelerating and accelerating the motor. 前記プロファイルテーブルは、前記モータに対する電流設定データと、前記モータへのパルスを出力するまでの時間のデータとを格納しておくことを特徴とする請求項9記載のモータ駆動方法。   10. The motor driving method according to claim 9, wherein the profile table stores current setting data for the motor and time data until a pulse is output to the motor. 前記プロファイルテーブルは、前記モータをスルー領域へと加速するのに先行して、前記系の遊びが前記バックラッシュよりも大きな場合には、最初は高速で起動して順次減速する区間を設け、この順次減速する区間において、スルー領域へと加速する際よりも前記モータを駆動する電流が小さくなるように設定されたデータを格納しておき、
前記駆動制御ステップは、前記プロファイルテーブルから当該データを読み出して前記モータの駆動制御を順次実行することを特徴とする請求項10記載のモータ駆動方法。
Prior to accelerating the motor to the through region, the profile table is provided with a section that starts at a high speed and decelerates sequentially when the play of the system is larger than the backlash. Stores data set so that the current for driving the motor becomes smaller than when accelerating to the through region in the section where the vehicle is sequentially decelerated,
11. The motor driving method according to claim 10, wherein in the driving control step, the data is read from the profile table and the driving control of the motor is sequentially executed.
前記モータはステッピングモータであることを特徴とする請求項7〜11いずれか記載のモータ駆動方法。   The motor driving method according to claim 7, wherein the motor is a stepping motor.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04261397A (en) * 1991-01-28 1992-09-17 Fuji Xerox Co Ltd Driving method of step motor
JPH06138922A (en) * 1992-10-23 1994-05-20 Makino Milling Mach Co Ltd Acceleration control method and device in servo system
JPH1189291A (en) * 1997-09-08 1999-03-30 Honda Motor Co Ltd Acceleration/deceleration control method of motor
JP2000262094A (en) * 1999-03-09 2000-09-22 Hitachi Ltd Pulse motor control method
JP2003219694A (en) * 2002-01-24 2003-07-31 Canon Inc Control method for stepping motor and image scanner

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04261397A (en) * 1991-01-28 1992-09-17 Fuji Xerox Co Ltd Driving method of step motor
JPH06138922A (en) * 1992-10-23 1994-05-20 Makino Milling Mach Co Ltd Acceleration control method and device in servo system
JPH1189291A (en) * 1997-09-08 1999-03-30 Honda Motor Co Ltd Acceleration/deceleration control method of motor
JP2000262094A (en) * 1999-03-09 2000-09-22 Hitachi Ltd Pulse motor control method
JP2003219694A (en) * 2002-01-24 2003-07-31 Canon Inc Control method for stepping motor and image scanner

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