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JPH05219799A - Recorder - Google Patents

Recorder

Info

Publication number
JPH05219799A
JPH05219799A JP7642292A JP7642292A JPH05219799A JP H05219799 A JPH05219799 A JP H05219799A JP 7642292 A JP7642292 A JP 7642292A JP 7642292 A JP7642292 A JP 7642292A JP H05219799 A JPH05219799 A JP H05219799A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
acceleration
section
division
constant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7642292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naotaka Sasaki
直孝 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Advanced Motor Corp
Original Assignee
Japan Servo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Servo Corp filed Critical Japan Servo Corp
Priority to JP7642292A priority Critical patent/JPH05219799A/en
Publication of JPH05219799A publication Critical patent/JPH05219799A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the throughput of positioning work in a low speed area by changing the length of a constant-speed division to a specified length according to the increase of arriving speed, when a motor is shifted to the constant-speed division at the intermediate section of an acceleration division for achieving a maximum speed. CONSTITUTION:A plotting data for input provided to an interface circuit 3 from a host computer 2, is housed in a RAM 6, and the inclination of a vector to be plotted by a CPU 5, long and short shafts, the length of the vector, an arriving speed, an acceleration division, a constant-speed division, and a deceleration division are specified. in this case, a time controlling data for generating a specified acceleration or deceleration pattern is previously housed in a ROM 7, and by processing linear interpolation, X-axis and Y-axis stepping motors 10, 12 are driven. At the same time, with a pen vertically-controlling circuit 15, the vertical movement of a recording pen is executed. The specified length of the the constant-speed division to be adopted for the ROM 7 when the accelerated division for achieving a maximum speed Vm is shifted to the constant-speed division at the intermediate section of the accelerated division, is set in relation to an equation along the increase curve C of the constant speed division according to the values of arriving speeds V1-V5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、直交する2軸に駆動源
としてステップモータを使用した記録装置で、特にCA
D分野などで使用されるXYプロッタの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording apparatus using a step motor as a drive source for two axes which are orthogonal to each other, and particularly to a CA.
The present invention relates to improvement of an XY plotter used in the D field and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、従来からCAD分野等で用いら
れるXYプロッタ機構の内部構造の概略を示す。同図で
10はX軸ステップモータ、12はY軸ステップモー
タ、17はX軸駆動プーリ、18はX軸駆動ベルト、1
9はX軸アイドラプーリ、20はX軸ガイド、21はX
軸スライダ、22はY軸駆動プーリ、23はY軸駆動ベ
ルト、24はY軸アイドラプーリ、25はY軸ガイド、
26はキャリッジ、27は記録ペン、28はプラテン、
29は記録媒体を示す。以下同図を用いてXYプロッタ
の動作原理を説明する。X軸ステップモータ10に駆動
パルスが入力されると、該X軸ステップモータ10の回
転軸に直結されたX軸駆動プーリ17も同時に回転し、
このX軸駆動プーリ17に巻回されたX軸駆動ベルト1
8が自由回転するX軸アイドラプーリ19を周回して移
動する。一方このX軸駆動ベルト18の一部はX軸スラ
イダ21に固定されており、結果としてX軸ステップモ
ータ10の回転量はX軸スライダ21に固定されたY軸
ガイド25を直線移動させるように変換されている。こ
の時の直線移動量の分解度はおよそ0.025ミリメー
トル/ステップとなるように制御されている。またY軸
駆動系もX軸同様にY軸ステップモータ12の回転量を
Y軸駆動プーリ22、Y軸駆動ベルト23、Y軸アイド
ラプーリ24で直線変換し、Y軸駆動ベルト23に固定
されたキャリッジ26がおよそ0.025ミリメートル
の分解度でY軸ガイド25上を移動可能とする構成とな
っている。X軸およびY軸駆動パルスは、プロッタ内部
の演算処理回路によって2軸同時制御アルゴリズムによ
って生成され、キャリッジ26に把持された記録ペン2
7の断続的な上下動作と組み合わせることによって所望
の軌跡がプラテン28に載置された記録媒体29上に描
かれる。
2. Description of the Related Art FIG. 5 schematically shows the internal structure of an XY plotter mechanism conventionally used in the CAD field and the like. In the figure, 10 is an X-axis step motor, 12 is a Y-axis step motor, 17 is an X-axis drive pulley, 18 is an X-axis drive belt, 1
9 is an X-axis idler pulley, 20 is an X-axis guide, 21 is an X
Axis slider, 22 Y-axis drive pulley, 23 Y-axis drive belt, 24 Y-axis idler pulley, 25 Y-axis guide,
26 is a carriage, 27 is a recording pen, 28 is a platen,
Reference numeral 29 indicates a recording medium. The operating principle of the XY plotter will be described below with reference to FIG. When a drive pulse is input to the X-axis step motor 10, the X-axis drive pulley 17 directly connected to the rotation shaft of the X-axis step motor 10 also rotates,
The X-axis drive belt 1 wound around the X-axis drive pulley 17
8 orbits around an X-axis idler pulley 19 that rotates freely and moves. On the other hand, a part of the X-axis drive belt 18 is fixed to the X-axis slider 21, and as a result, the rotation amount of the X-axis step motor 10 causes the Y-axis guide 25 fixed to the X-axis slider 21 to linearly move. Has been converted. The resolution of the linear movement amount at this time is controlled to be about 0.025 mm / step. Similarly to the X-axis, the Y-axis drive system is also fixed to the Y-axis drive belt 23 by linearly converting the rotation amount of the Y-axis step motor 12 with the Y-axis drive pulley 22, the Y-axis drive belt 23, and the Y-axis idler pulley 24. The carriage 26 is configured to be movable on the Y-axis guide 25 with a resolution of about 0.025 mm. The X-axis and Y-axis drive pulses are generated by a two-axis simultaneous control algorithm by an arithmetic processing circuit inside the plotter, and the recording pen 2 gripped by the carriage 26.
A desired trajectory is drawn on the recording medium 29 mounted on the platen 28 by combining with the intermittent vertical movement of 7.

【0003】このような構成のXYプロッタでは、装置
の価格を安価とするためX軸およびY軸の駆動源となる
ステップモータの駆動制御にオープンループ制御方式を
採用して運転するが、オープンループ制御方式のために
現在位置のフィードバックがなくステップモータの振動
現象などに起因する脱調による位置ズレを予め完全に防
止する処置が施される。このような処置の一策としてス
テップモータは可能な限り高速まで運転するためにも起
動から最高作図速度に至る加速終了までの加速区間と加
速終了から減速開始までの定速区間と減速開始から停止
までの減速区間からなる所定の台形状の加減速パターン
に従った駆動パルス列で運転される。通常XYプロッタ
で作図される視覚像は短ベクトルの集合で表現される場
合が多く、従って前記加速区間の途中すなわち最高作図
速度に達する以前に定速へ移行しさらに減速して停止す
ることが頻繁に行われる。
In the XY plotter having such a structure, in order to reduce the price of the apparatus, an open loop control system is used for driving control of a step motor which is a driving source for the X axis and the Y axis. Due to the control method, there is no feedback of the current position, and a measure for completely preventing position deviation due to step-out caused by a vibration phenomenon of the step motor is taken in advance. As a measure for such measures, in order to operate the step motor as high as possible, the acceleration section from the start to the maximum drawing speed until the end of acceleration, the constant speed section from the end of acceleration to the start of deceleration, and the start to stop from deceleration. The driving pulse train is in accordance with a predetermined trapezoidal acceleration / deceleration pattern including deceleration sections up to. Usually, a visual image drawn by an XY plotter is often expressed by a set of short vectors, and therefore, it often shifts to a constant speed during the acceleration section, that is, before reaching the maximum drawing speed, and further decelerates and stops. To be done.

【0004】図6に従来のXYプロッタに搭載されるス
テップモータの運転に用いられる加減速パターンを示
す。P3’が到達速度V3の場合の加減速パターン、P
4’が到達速度V4の場合の加減速パターン、Pmが最
高速度Vmの場合の加減速パターン、t4が加減速パタ
ーンP3’の加速終了時刻、t6が加減速パターンP
4’の加速終了時刻、t9が加減速パターンPmの加速
終了時刻、t13が加減速パターンP3’の定速終了時
刻、t14が加減速パターンP4’の定速終了時刻、t
12が加減速パターンPmの定速終了時刻、(t13−
t4)が加減速パターンP3’の定速区間、(t14−
t6)が加減速パターンP4’の定速区間を示してい
る。いづれのパターンも定速終了時刻から停止に至るま
での区間が減速区間を示している。従来のXYプロッタ
では制御アルゴリズムの簡便性から(t13−t4)=
(t14−t6)とする加減速パターンP3’およびP
4’が採用され、場合によっては(t13−t4)=
(t14−t6)=0の三角状の加減速パターンが採用
されていた。
FIG. 6 shows an acceleration / deceleration pattern used for operating a step motor mounted on a conventional XY plotter. Acceleration / deceleration pattern when P3 'is the reaching speed V3, P
4'is the acceleration / deceleration pattern when the reaching speed V4, Pm is the acceleration / deceleration pattern when the maximum speed Vm, t4 is the acceleration end time of the acceleration / deceleration pattern P3 ', and t6 is the acceleration / deceleration pattern P.
4 ′ is the acceleration end time, t9 is the acceleration end time of the acceleration / deceleration pattern Pm, t13 is the constant speed end time of the acceleration / deceleration pattern P3 ′, t14 is the constant speed end time of the acceleration / deceleration pattern P4 ′, t
12 is the constant speed end time of the acceleration / deceleration pattern Pm, (t13-
t4) is a constant speed section of the acceleration / deceleration pattern P3 ′, (t14−
t6) shows the constant speed section of the acceleration / deceleration pattern P4 ′. In each pattern, the section from the constant speed end time to the stop indicates the deceleration section. In the conventional XY plotter, (t13-t4) =
(T14-t6) acceleration / deceleration patterns P3 ′ and P3
4 ′ is adopted, and in some cases (t13−t4) =
A triangular acceleration / deceleration pattern of (t14-t6) = 0 has been adopted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、加速区間から
定速区間および定速区間から減速区間への移行変曲点で
は急激な加速度の変化によって駆動系の運動方程式に不
平衡状態を生じ、この不平衡状態は振動エネルギとして
消費される。特に駆動源のステップモータにおいてはこ
の振動エネルギによって励起される不安定現象の影響に
敏感であり、運転する速度すなわち駆動パルスの周波数
によっては発生する振動の大きさや整定時間にバラツキ
がある。図7に駆動パルス周波数と発生する振動振幅G
の関係を示す。図7で、f3は到達速度V3に相当する
駆動パルス周波数でf4は到達速度V4に相当する駆動
パルス周波数を示し、f4すなわち到達速度V4が大き
な振動を発生する領域である。このため前述のように定
速区間の長さを一定にすると運転される速度によっては
振動の整定以前に定速区間から減速区間に移行すること
になり、その変曲点(例えば時刻t14)で再び大きな
振動を発生し、場合によってはこの振動がステップモー
タの脱調現象を招いて現在位置の管理が不能となり、X
Yプロッタの信頼性を著しく損なうという欠点があっ
た。一方、予め上記振動の整定に十分余裕を持った一定
の長さで定速区間を設けることもあるが、この場合は余
分な定速区間が作図動作のスループットを低下させる欠
点となっていた。以上のような欠点は、X軸およびY軸
の駆動源としているステップモータの運転方法で特に加
減速パターンの最適化について十分な検討が為されてい
ないことに起因していた。従って最終的に記録ペンを駆
動しているステップモータの加減速パターンを改善し、
特に加速区間から定速区間に移行した後の定速区間の長
さを最適化して作図動作のスループットを向上し、さら
に脱調を防止して信頼性を向上した高速作図用の記録装
置を提供することを目的としている。
However, at the transition inflection point from the acceleration section to the constant speed section and from the constant speed section to the deceleration section, a rapid change in acceleration causes an unbalanced state in the equation of motion of the drive system. The unbalanced state is consumed as vibrational energy. In particular, the step motor of the drive source is sensitive to the influence of the unstable phenomenon excited by the vibration energy, and the magnitude of the generated vibration and the settling time vary depending on the operating speed, that is, the frequency of the drive pulse. Fig. 7 shows the drive pulse frequency and the generated vibration amplitude G.
Shows the relationship. In FIG. 7, f3 indicates a drive pulse frequency corresponding to the reaching speed V3, f4 indicates a driving pulse frequency corresponding to the reaching speed V4, and f4, that is, the reaching speed V4 is a region where large vibration is generated. Therefore, as described above, if the length of the constant speed section is fixed, the constant speed section is shifted to the deceleration section before the vibration is settled depending on the operating speed, and at the inflection point (for example, time t14). A large vibration is generated again, and in some cases, this vibration causes a step-out phenomenon of the step motor, which makes it impossible to control the current position.
There is a drawback that the reliability of the Y plotter is significantly impaired. On the other hand, although a constant speed section may be provided in advance with a constant length with a sufficient margin for the vibration settling, in this case, the extra constant speed section is a drawback that the throughput of the plotting operation is reduced. The above-mentioned drawbacks have been attributed to the fact that the optimization method of the acceleration / deceleration pattern has not been sufficiently studied in the operation method of the step motor used as the X-axis and Y-axis drive sources. Therefore, finally improve the acceleration / deceleration pattern of the step motor driving the recording pen,
In particular, we provided a recording device for high-speed plotting that improved the throughput of plotting operations by optimizing the length of the constant velocity segment after shifting from the acceleration segment to the constant velocity segment, and also prevented step-out and improved reliability. The purpose is to do.

【0006】[0006]

【問題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、XY軸駆動源として用いるステップモータの加減速
制御を、最高作図速度に至る加速区間の中間で前記最高
作図速度よりも遅い到達速度の定速区間に移行する場合
に該定速区間の長さを到達速度の増加に応じて所定の長
さに変更した加減速パターンで運転することにより目的
を達成する。また、特定の速度の定速区間に移行する場
合に定速区間の長さを所定の長さより延長した加減速パ
ターンで運転することにより目的を達成する。
In order to solve the above problems, the acceleration / deceleration control of the step motor used as the XY axis drive source is achieved at a speed lower than the maximum drawing speed in the middle of the acceleration section reaching the maximum drawing speed. The object is achieved by operating in the acceleration / deceleration pattern in which the length of the constant speed section is changed to a predetermined length in accordance with the increase of the reaching speed when shifting to the constant speed section. Further, the object is achieved by operating in an acceleration / deceleration pattern in which the length of the constant speed section is extended from a predetermined length when shifting to the constant speed section of a specific speed.

【0007】[0007]

【作用】このような手段を用いると、ステップモータの
発生トルクに余裕がある低速領域では定速区間の短縮を
行って位置決め動作のスループットを向上し、さらにス
テップモータを振動に敏感な特定の速度による定速区間
の長さを変更するため加速区間から定速区間への移行時
に発生した振動が所定の量に整定してから減速区間へ移
行することが可能となり、減速区間への移行時における
振動を抑制しすることによってステップモータの脱調を
防止して位置管理の信頼性を高め、作図動作のスループ
ットの低下を最小限に抑制しながらこれら一連の改良を
実現することが可能となる。
When such means is used, the constant speed section is shortened in the low speed region where the torque generated by the step motor has a margin to improve the throughput of the positioning operation, and further, the step motor is driven at a specific speed sensitive to vibration. Since the length of the constant speed section is changed by, it is possible to settle the vibration generated at the time of shifting from the acceleration section to the constant speed section to a predetermined amount and then shift to the deceleration section. By suppressing the vibration, step-out of the step motor can be prevented, the reliability of position management can be improved, and a series of these improvements can be realized while minimizing the decrease in the throughput of the drawing operation.

【0008】[0008]

【実施例】図1は、本発明の記録装置におけるX軸およ
びY軸ステップモータの運転に使用される加減速パター
ンを示す。P1が到達速度V1の場合の加減速パター
ン、P2が到達速度V2の場合の加減速パターン、P3
が到達速度V3の場合の加減速パターン、P4が到達速
度V4の場合の加減速パターン、P5が到達速度V5の
場合の加減速パターン、Pmが作図の最高速度Vmの場
合の加減速パターン、t1が加減速パターンP1の加速
終了時刻、t3が加減速パターンP2の加速終了時刻、
t4が加減速パターンP3の加速終了時刻、t6が加減
速パターンP4の加速終了時刻、t7が加減速パターン
P5の加速終了時刻、t9が加減速パターンPmの加速
終了時刻、t2が加減速パターンP1の定速終了時刻、
t5が加減速パターンP2の定速終了時刻、t8が加減
速パターンP3の定速終了時刻、t10’が加減速パタ
ーンP4の変更前の定速終了時刻、t10が加減速パタ
ーンP4の延長された定速終了時刻、t11が加減速パ
ターンP5の定速終了時刻、t12が加減速パターンP
mの定速終了時刻、(t2−t1)が加減速パターンP
1の定速区間、(t5−t3)が加減速パターンP2の
定速区間、(t8−t4)が加減速パターンP3の定速
区間、(t10’−t6)が加減速パターンP4の変更
前の定速区間、(t10−t6)が加減速パターンP4
の延長後の定速区間、(t11−t7)が加減速パター
ンP5の定速区間、(t12−t9)が加減速パターン
Pmの定速区間を示している。また、いづれの加減速パ
ターンも定速終了時刻から速度0の停止に至るまでの区
間が減速区間を示している。Cは定速区間の増加曲線を
示している。
FIG. 1 shows an acceleration / deceleration pattern used for operating the X-axis and Y-axis step motors in the recording apparatus of the present invention. Acceleration / deceleration pattern when P1 is the reaching speed V1, acceleration / deceleration pattern when P2 is the reaching speed V2, P3
Is an acceleration / deceleration pattern when the reaching speed V3, an acceleration / deceleration pattern when P4 is the reaching speed V4, an acceleration / deceleration pattern when P5 is the reaching speed V5, an acceleration / deceleration pattern when Pm is the maximum speed Vm of the drawing, t1 Is the acceleration end time of the acceleration / deceleration pattern P1, t3 is the acceleration end time of the acceleration / deceleration pattern P2,
t4 is the acceleration end time of the acceleration / deceleration pattern P3, t6 is the acceleration end time of the acceleration / deceleration pattern P4, t7 is the acceleration end time of the acceleration / deceleration pattern P5, t9 is the acceleration end time of the acceleration / deceleration pattern Pm, and t2 is the acceleration / deceleration pattern P1. Constant speed end time,
t5 is the constant speed end time of the acceleration / deceleration pattern P2, t8 is the constant speed end time of the acceleration / deceleration pattern P3, t10 ′ is the constant speed end time before the change of the acceleration / deceleration pattern P4, and t10 is the extension of the acceleration / deceleration pattern P4. Constant speed end time, t11 is the constant speed end time of the acceleration / deceleration pattern P5, and t12 is the acceleration / deceleration pattern P
Constant speed end time of m, (t2-t1) is acceleration / deceleration pattern P
1 is a constant speed section, (t5-t3) is a constant speed section of the acceleration / deceleration pattern P2, (t8-t4) is a constant speed section of the acceleration / deceleration pattern P3, and (t10'-t6) is before the change of the acceleration / deceleration pattern P4. Constant speed section, (t10-t6) is the acceleration / deceleration pattern P4.
Is a constant speed section after extension, (t11-t7) is a constant speed section of the acceleration / deceleration pattern P5, and (t12-t9) is a constant speed section of the acceleration / deceleration pattern Pm. In each of the acceleration / deceleration patterns, the section from the constant speed end time to the stop at the speed 0 indicates the deceleration section. C indicates an increase curve in the constant speed section.

【0009】XYプロッタが短ベクトルを作図するため
最高作図速度に至る加速区間の中間で定速区間に移行す
る場合に採用される定速区間の所定の長さは、到達速度
V1〜V5の値に応じて定速区間の増加曲線Cに沿って
(t2−t1)<(t5−t3)<(t8−t4)<
(t10’−t6)<(t11−t7)の関係で設定さ
れている。ここで、種々の速度で運転されるステップモ
ータの発生トルク対駆動パルス周波数の関係は図3のよ
うになり、PIがステップモータの引き入れトルク曲
線、POが脱出トルク曲線、Lが図1のようにステップ
モータを台形状の加減速パターンで運転する場合に負荷
を駆動するのに必要なトルクを示し、fmが最高速度V
mを達成する駆動パルス周波数を示している。一般にス
テップモータを図1のように加減速運転すると、ステッ
プモータの発生トルクは脱出トルク曲線で示され、駆動
パルス周波数が低周波の場合は所要トルクLに対して発
生トルクに大きな余裕があり、駆動パルス周波数がfm
に近づくにつれてトルク余裕が少なくなる。すなわち駆
動パルス周波数が低周波の領域では十分なトルク余裕が
あり、低速領域では定速区間を短縮してもステップモー
タの脱調現象は防止可能である。また特に低速領域での
定速区間を短縮することは短ベクトルのように細かな位
置決め動作を頻繁に行う場合のスループット向上にとっ
て極めて有効である。
Since the XY plotter draws a short vector, the predetermined length of the constant speed section adopted when shifting to the constant speed section in the middle of the acceleration section reaching the maximum drawing speed is the value of the reaching speeds V1 to V5. Along the increasing curve C in the constant speed section in accordance with (t2-t1) <(t5-t3) <(t8-t4) <
It is set in the relationship of (t10'-t6) <(t11-t7). Here, the relationship between the generated torque of the step motor operated at various speeds and the drive pulse frequency is as shown in FIG. 3, where PI is the pull-in torque curve of the step motor, PO is the exit torque curve, and L is as shown in FIG. Shows the torque required to drive the load when operating the step motor in a trapezoidal acceleration / deceleration pattern. Fm is the maximum speed V
The drive pulse frequency that achieves m is shown. Generally, when the step motor is accelerated / decelerated as shown in FIG. 1, the generated torque of the step motor is represented by an escape torque curve, and when the drive pulse frequency is low, there is a large margin in the generated torque with respect to the required torque L. Drive pulse frequency is fm
The torque margin decreases as it approaches. That is, there is sufficient torque margin in the low drive pulse frequency region, and in the low speed region, the step-out phenomenon of the step motor can be prevented even if the constant speed section is shortened. Further, shortening the constant speed section particularly in the low speed region is extremely effective for improving the throughput in the case where a fine positioning operation is frequently performed like a short vector.

【0010】一般にステップモータに所定の負荷を連結
して種々の速度すなわち駆動パルス周波数で運転すると
それぞれの速度で運転した場合の振動特性は図7で示し
たように予め把握することが可能であり、図1の場合で
は加減速パターンP4の到達速度V4すなわち駆動パル
ス周波数f4の近傍で通常より大きく振動的な動作軌跡
を示すため、定速区間の長さを(t10’−t6)から
(t10−t6)へ変更して定速区間の長さを延長して
最適化を行っている。図2は、図1における加減速パタ
ーンP3と加減速パターンP4の部分を拡大表示し、2
点鎖線はこれらの加減速パターンで運転されるステップ
モータの動作軌跡を示す。同図で、加速区間から到達速
度V4の定速区間に移行する際にステップモータで大き
な振動を発生するためこの振動が所定量に整定するまで
定速区間の長さが延長されるように加減速パターンP4
が形成されている。この結果、時刻t6で発生した振動
の残留振動によって影響を受けることなく時刻t10で
定速区間から減速区間への移行することが可能となり、
また通常の短ベクトル作図では定速区間の増加曲線Cに
沿った定速区間長が採用され、定速区間の延長による作
図動作のスループット低下を最小限とするように加減速
パターンが形成されている。
Generally, when a step motor is connected to a predetermined load and is operated at various speeds, that is, drive pulse frequencies, the vibration characteristics at each speed can be grasped in advance as shown in FIG. In the case of FIG. 1, an oscillating operation locus larger than usual is shown in the vicinity of the arrival speed V4 of the acceleration / deceleration pattern P4, that is, the drive pulse frequency f4, and therefore the length of the constant velocity section is changed from (t10′−t6) to (t10). -T6) is changed to extend the length of the constant speed section for optimization. FIG. 2 shows an enlarged view of the acceleration / deceleration pattern P3 and the acceleration / deceleration pattern P4 in FIG.
The dotted chain line indicates the operation locus of the step motor operated in these acceleration / deceleration patterns. In the figure, a large vibration is generated by the step motor when shifting from the acceleration section to the constant speed section of the reaching speed V4. Therefore, the length of the constant speed section is extended until the vibration is settled to a predetermined amount. Deceleration pattern P4
Are formed. As a result, it becomes possible to shift from the constant speed section to the deceleration section at time t10 without being affected by the residual vibration of the vibration generated at time t6.
Further, in the normal short vector drawing, the constant speed section length along the increase curve C of the constant speed section is adopted, and the acceleration / deceleration pattern is formed so as to minimize the decrease in the throughput of the drawing operation due to the extension of the constant speed section. There is.

【0011】次に本発明による記録装置の内部制御回路
を図4に示す。また本発明の一実施例として説明に用い
られるXYプロッタ機構は従来例の説明に使用した図5
の機構と同様である。図4で1がXYプロッタ、2がホ
ストコンピュータ、3がインターフェイス回路、4が通
信制御回路、5がCPU(演算処理装置)、6がRAM
(読み書き可能記憶回路)、7がROM(読み出し専用
記憶回路)、8が入出力制御回路(イ)、9がX軸モー
タ制御回路、10がX軸ステップモータ、11がY軸モ
ータ制御回路、12がY軸ステップモータ、13がペン
上下制御回路、14がペン上下駆動ソレノイド、15が
入出力制御回路(ロ)、16が手動操作手段を示す。
FIG. 4 shows the internal control circuit of the recording apparatus according to the present invention. In addition, the XY plotter mechanism used for explanation as one embodiment of the present invention is shown in FIG.
It is similar to the mechanism of. In FIG. 4, 1 is an XY plotter, 2 is a host computer, 3 is an interface circuit, 4 is a communication control circuit, 5 is a CPU (arithmetic processing unit), and 6 is a RAM.
(Readable / writable memory circuit), 7 ROM (read only memory circuit), 8 input / output control circuit (a), 9 X-axis motor control circuit, 10 X-axis step motor, 11 Y-axis motor control circuit, Reference numeral 12 is a Y-axis step motor, 13 is a pen up / down control circuit, 14 is a pen up / down drive solenoid, 15 is an input / output control circuit (b), and 16 is a manual operation means.

【0012】XYプロッタ1の内部制御は、CPU5が
ROM7に格納された制御プログラムに従って順次実行
し、一連の処理動作は以下のようになる。ホストコンピ
ュータ2からXYプロッタ1のインターフェイス回路3
を経由して入力された作図データは、通信制御回路4を
介して一旦RAM6に蓄積格納され、CPU5によって
順次読み出されて解析処理された後、作図すべきベクト
ルの傾きから長短軸指定とベクトルの長さから到達速
度、加速区間、定速区間、減速区間の指定が行われる。
これらの処理が終了すると、指定された加減速パターン
に従いながら所定のベクトルを生成するように直線補間
が行われる。この時に所定の加減速パターンを発生する
ための時間制御データは前記ROM7に予め格納されて
おり、この時間制御データを参照しながら直線補間処理
を行うことによってX軸ステップモータ10およびY軸
ステップモータ12を運転する駆動パルス列の生成が行
われる。生成された駆動パルス列は、入出力制御回路
(イ)8を経由してX軸モータ制御回路9およびY軸モ
ータ制御回路11で電力増幅が行われ、次いでX軸ステ
ップモータ10およびY軸ステップモータ12の励磁通
電が行われる。それぞれの作図ベクトルにはペン上下動
作の情報が含まれており、X軸およびY軸ステップモー
タ10および12の運転と同時にペン上下制御回路13
の電力増幅によってペン上下駆動ソレノイドの駆動が行
われ、記録ペンの上下動が実行され、記録媒体29の上
に視覚像の形成が行われる。
The internal control of the XY plotter 1 is sequentially executed by the CPU 5 in accordance with the control program stored in the ROM 7, and a series of processing operations are as follows. Interface circuit 3 of host computer 2 to XY plotter 1
The drawing data input via the is temporarily stored and stored in the RAM 6 via the communication control circuit 4, is sequentially read by the CPU 5 and is subjected to analysis processing. The arrival speed, acceleration section, constant speed section, and deceleration section are specified based on the length of.
When these processes are completed, linear interpolation is performed so as to generate a predetermined vector according to the designated acceleration / deceleration pattern. At this time, the time control data for generating a predetermined acceleration / deceleration pattern is stored in advance in the ROM 7, and the X-axis step motor 10 and the Y-axis step motor are executed by performing a linear interpolation process with reference to the time control data. A drive pulse train for driving 12 is generated. The generated drive pulse train is subjected to power amplification by the X-axis motor control circuit 9 and the Y-axis motor control circuit 11 via the input / output control circuit (a) 8, and then the X-axis step motor 10 and the Y-axis step motor. Twelve exciting energizations are performed. Each drawing vector includes information about the pen up / down movement, and the pen up / down control circuit 13 operates simultaneously with the operation of the X-axis and Y-axis step motors 10 and 12.
By driving the pen up-and-down drive solenoid by the power amplification, the up-and-down movement of the recording pen is performed, and a visual image is formed on the recording medium 29.

【0013】このような一連の作図処理を行う過程で、
作図すべきベクトルの長さからステップモータを運転す
る加速区間、定速区間、減速区間、到達速度の演算が可
能であり、図1の定速区間の増加曲線Cに沿って定速区
間長の設定が行われる。また到達速度の演算結果が到達
速度V4に一致する場合は定速区間を延長する処置が施
される。この特定化される速度は図7のように予めステ
ップモータの振動特性を勘案して決定しておくことが可
能であり、振動振幅が大となる速度域では振動の整定が
所定の量に落ちつくまで定速区間を延長するように加減
速パターンの決定が行われる。また作図動作のスループ
ット向上には、短ベクトルを作図するため最高作図速度
に到達する加速区間の中間で定速区間に移行する場合に
採用される定速区間の長さが到達速度が低速になるほど
短い方が効果的であり、つまり最高速度に至る加速区間
の中間で定速へ移行してさらに減速停止する場合に到達
速度に応じて定速区間の長さを変更した加減速パターン
で加減速駆動する方法がとられる。この結果、通常の短
ベクトルの作図においては到達速度の値に応じて所定の
長さを持つ定速区間備え、特定の到達速度の場合にのみ
定速区間の長さを変更した加減速パターンで各軸駆動用
ステップモータを運転することが可能となる。
In the process of performing such a series of drawing processing,
It is possible to calculate the acceleration section, the constant speed section, the deceleration section, and the arrival speed at which the step motor is operated from the length of the vector to be plotted, and to calculate the constant speed section length along the increase curve C of the constant speed section in FIG. Settings are made. Further, when the calculated result of the arrival speed matches the arrival speed V4, the constant speed section is extended. This specified speed can be determined in advance in consideration of the vibration characteristics of the step motor as shown in FIG. 7, and the settling of vibration settles to a predetermined amount in the speed range where the vibration amplitude is large. The acceleration / deceleration pattern is determined so as to extend the constant speed section until. In order to improve the throughput of the plotting operation, the length of the constant velocity section used when shifting to the constant velocity section in the middle of the acceleration section that reaches the maximum plotting speed in order to plot a short vector Shorter is more effective, that is, when moving to a constant speed in the middle of the acceleration section reaching the maximum speed and further decelerating and stopping, the acceleration / deceleration pattern is changed by changing the length of the constant speed section according to the reached speed. The method of driving is taken. As a result, a normal short vector is provided with a constant speed section having a predetermined length according to the value of the reaching speed, and the acceleration / deceleration pattern is obtained by changing the length of the constant speed section only at a specific reaching speed. It becomes possible to operate the step motor for driving each axis.

【0014】[0014]

【効果】以上のように記録装置のXY軸駆動用のステッ
プモータの運転で、ステップモータの発生トルクに余裕
がある低速領域では定速区間の短縮を行って作図動作の
スループットを向上し、さらにステップモータを振動に
敏感な特定の速度による定速区間の長さを変更するため
加速区間から定速区間への移行時に発生した振動が所定
の量に整定してから減速区間へ移行することが可能とな
り、減速区間への移行時における振動を抑制しすること
によってステップモータの脱調を防止して位置管理の信
頼性を高め、作図動作のスループットの低下を最小限に
抑制しながらこれら一連の改良を実現した記録装置を提
供することが可能となる。また本発明は、記録媒体を移
動させてX軸またはY軸の何れか一方の軸とした紙移動
型XYプロッタに適用しても同様の効果が得られる。
[Effect] As described above, in the operation of the step motor for driving the XY axes of the recording apparatus, the constant speed section is shortened in the low speed region where the torque generated by the step motor has a margin to improve the throughput of the plotting operation. Since the step motor changes the length of the constant speed section at a specific speed that is sensitive to vibration, it is possible to settle the vibration generated during the transition from the acceleration section to the constant speed section to a predetermined amount and then move to the deceleration section. By suppressing the vibration at the time of shifting to the deceleration section, stepping out of the step motor can be prevented, the reliability of position management can be improved, and the decrease in the throughput of drawing operation can be suppressed to the minimum. It is possible to provide a recording device that realizes the improvement. Further, the same effect can be obtained even when the present invention is applied to a paper moving type XY plotter in which the recording medium is moved to use either the X axis or the Y axis.

【0015】[0015]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による記録装置のXY軸駆動
用に搭載されるステップモータの加減速パターンを示
す。
FIG. 1 shows an acceleration / deceleration pattern of a step motor mounted for driving an XY axis of a recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】ステップモータの発生トルク対駆動パルス周波
数の関係を示す。
FIG. 2 shows a relationship between torque generated by a step motor and drive pulse frequency.

【図3】本発明の一実施例による記録装置のXY軸駆動
用に搭載されるステップモータの加減速パターンの拡大
図を示す。
FIG. 3 is an enlarged view of an acceleration / deceleration pattern of a step motor mounted for driving the XY axes of the recording apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例による記録装置の内部制御回
路を示す。
FIG. 4 shows an internal control circuit of a recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図5】XYプロッタ機構の概略構造を示す。FIG. 5 shows a schematic structure of an XY plotter mechanism.

【図6】従来例によるステップモータの加減速パターン
を示す。
FIG. 6 shows an acceleration / deceleration pattern of a step motor according to a conventional example.

【図7】ステップモータの駆動パルス周波数と発生する
振動振幅Gの関係を示す。
FIG. 7 shows the relationship between the drive pulse frequency of the step motor and the generated vibration amplitude G.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:XYプロッタ 2:ホストコンピュータ 5:CPU 6:RAM 7:ROM 8:入出力制御回路(イ) 9:X軸モータ制御回路 10:X軸ステップモータ 11:Y軸モータ制御回路 12:Y軸ステップモータ 27:記録ペン 28:プラテン 29:記録媒体 P1〜P5:到達速度V1〜V5の加減速パターン Pm:最高速度Vmの加減速パターン 1: XY plotter 2: Host computer 5: CPU 6: RAM 7: ROM 8: Input / output control circuit (a) 9: X-axis motor control circuit 10: X-axis step motor 11: Y-axis motor control circuit 12: Y-axis Step motor 27: Recording pen 28: Platen 29: Recording medium P1 to P5: Acceleration / deceleration pattern of reaching speeds V1 to V5 Pm: Acceleration / deceleration pattern of maximum speed Vm

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ステップモータを駆動源とし、起動から
加速終了までの加速区間と加速終了から減速開始までの
定速区間と減速開始から停止までの減速区間からなる駆
動パルス列で駆動される前記ステップモータと連動しか
つ記録ペンを装着可能としたキャリッジを、ほぼ直交す
る論理的2軸上で移動可能とし、該キャリッジを記録媒
体上で走査しながら前記記録ペンの上下動作によって視
覚像を形成する記録装置において、最高作図速度に至る
加速区間の中間で前記最高作図速度よりも遅い到達速度
の定速区間に移行する場合に該定速区間の長さを到達速
度の増加に応じて所定の長さに変更した加減速パターン
で前記ステップモータを運転としたことを特徴とした記
録装置。
1. A step in which a stepping motor is used as a drive source and is driven by a drive pulse train including an acceleration section from start to acceleration end, a constant speed section from acceleration end to deceleration start, and a deceleration section from deceleration start to stop. A carriage, which is interlocked with a motor and on which a recording pen can be mounted, can be moved on two logical axes that are substantially orthogonal to each other, and a visual image is formed by vertically moving the recording pen while scanning the carriage on a recording medium. In the recording device, in the middle of the acceleration section up to the maximum plotting speed, when shifting to the constant speed section of the reaching speed slower than the maximum plotting speed, the length of the constant speed section is set to a predetermined length according to the increase of the reaching speed. The recording device is characterized in that the stepping motor is operated with the acceleration / deceleration pattern changed to the above.
【請求項2】 最高作図速度に至る加速区間の中間で特
定の速度の定速区間に移行する場合に定速区間の長さを
所定の長さより延長した加減速パターンでステップモー
タを運転することを特徴とする請求項1に記載の記録装
置。
2. The step motor is operated in an acceleration / deceleration pattern in which the length of the constant speed section is extended from a predetermined length when the speed is changed to a constant speed section of a specific speed in the middle of the acceleration section reaching the maximum drawing speed. The recording apparatus according to claim 1, wherein:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5706501A (en) * 1995-02-23 1998-01-06 Fuji Xerox Co., Ltd. Apparatus and method for managing resources in a network combining operations with name resolution functions

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