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JPH11146676A - Controller and control method for rotational drive source - Google Patents

Controller and control method for rotational drive source

Info

Publication number
JPH11146676A
JPH11146676A JP9325343A JP32534397A JPH11146676A JP H11146676 A JPH11146676 A JP H11146676A JP 9325343 A JP9325343 A JP 9325343A JP 32534397 A JP32534397 A JP 32534397A JP H11146676 A JPH11146676 A JP H11146676A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drive source
output
rotation
speed
phase
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
JP9325343A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Imamura
正 今村
Kikuo Okamura
暉久夫 岡村
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.)
NIPPON DENSAN SHINPO KK
Original Assignee
NIPPON DENSAN SHINPO KK
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 NIPPON DENSAN SHINPO KK filed Critical NIPPON DENSAN SHINPO KK
Priority to JP9325343A priority Critical patent/JPH11146676A/en
Publication of JPH11146676A publication Critical patent/JPH11146676A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control a rotational drive source to be at a specified rotational speed, and also, transmit the rotation to the target of control through a reduction gear and a transmission means without rotational irregularity, other kinetic irregularity, etc., and besides stably and with high accuracy, and besides, contrive downsizing. SOLUTION: This controller is so arranged as to control a DC motor 9 so that the rotational speed may synchronize with a row of reference pulses and also to transmit the rotation of the target 14 of control through a reduction gear 12 and a transmission means 13, and this is equipped with a rotary encoder 11 which detects the rotational speed, being provided at the rotary shaft of the DC motor 9, a phase sensor 17 which detects the motion, being provided at the mobile part of the control target 14, a frequency difference detector 4 which detects the frequency difference between the row of speed pulses outputted from the rotary encoder 11 and a row of reference pulses, and an output varying means 5 which increases and decreases the rotational speed of the DC motor 9, based on the frequency difference and the phase difference.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高い回転精度と優
れた回転安定性が要求される印刷機、プリンタ、複写機
や写真現像機等の画像処理機械、フィルム加工機械、或
いは録音録画装置等の制御対象における直線運動又は回
転運動部分の駆動に好適に採用される回転駆動源の制御
装置及び制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing machine such as a printing machine, a printer, a copying machine or a photo developing machine, a film processing machine, a recording / recording apparatus, etc., which require high rotational accuracy and excellent rotational stability. The present invention relates to a control device and a control method of a rotary drive source suitably adopted for driving a linear motion or a rotary motion portion in a control target.

【0002】[0002]

【従来の技術】前記回転駆動源の制御装置及び制御方法
として、定速回転に制御された回転駆動源の回転を歯車
式減速機を介して制御対象に伝達するようにしたものが
従来採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a control device and a control method of the above-mentioned rotary drive source, a device which transmits the rotation of a rotary drive source controlled to constant speed rotation to a control target via a gear type speed reducer has been conventionally adopted. ing.

【0003】図6は従来の回転駆動源の制御装置の構成
例を示すブロック図であり、この例では、回転駆動源で
ある直流電動機49の回転運動が、歯車機構で構成され
た減速機52及び伝動手段53を介して制御対象54の
回転軸55に伝達される。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional control device for a rotary drive source. In this example, the rotational motion of a DC motor 49 as a rotary drive source is controlled by a speed reducer 52 constituted by a gear mechanism. And transmitted to the rotating shaft 55 of the control target 54 via the transmission means 53.

【0004】直流電動機49の回転軸50にはロータリ
エンコーダ51が設けられ、該ロータリエンコーダ51
から出力される検出パルスが周波数差検出器44と位相
差検出器43とに与えられている。前記周波数差検出器
44と位相差検出器43には基準パルスが与えられ、周
波数差検出器44にはクロックが与えられている。前記
基準パルスは、水晶振動子を備えた発振器41から出力
されるクロックを分周器42により分周したパルスであ
り、該分周器42は、直流電動機49が所定の回転速度
で回転しているときにロータリエンコーダ51から出力
される検出パルスに基づいて、クロックを分周する。
[0004] A rotary encoder 51 is provided on a rotating shaft 50 of the DC motor 49.
Are output to the frequency difference detector 44 and the phase difference detector 43. A reference pulse is supplied to the frequency difference detector 44 and the phase difference detector 43, and a clock is supplied to the frequency difference detector 44. The reference pulse is a pulse obtained by dividing a clock output from an oscillator 41 having a crystal oscillator by a frequency divider 42. The frequency divider 42 is driven by a DC motor 49 rotating at a predetermined rotational speed. The clock is frequency-divided based on the detection pulse output from the rotary encoder 51 when the clock is present.

【0005】前記周波数差検出器44は、ロータリエン
コーダ51から出力される検出パルス列と前記基準パル
ス列との周波数差を、両パルス列の周期の差をクロック
で計数することにより検出し、その周波数差に応じた信
号を出力可変手段45に与える。前記位相差検出器43
は、前記検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出
し、その位相差に応じた信号を出力可変手段45に与え
る。また、前記出力可変手段45は、前記周波数差検出
器44及び位相差検出器43から与えられた各信号に基
づいて直流電動機49に流す電流を加減し、その回転速
度を増減させる。従って、この制御装置では、直流電動
機49に基準パルスに同期した回転速度が与えられ、そ
れによって制御対象54が所定の回転速度で回転するよ
うに作動させられる。
The frequency difference detector 44 detects the frequency difference between the detected pulse train output from the rotary encoder 51 and the reference pulse train by counting the difference between the periods of both pulse trains with a clock, and detects the frequency difference. The corresponding signal is given to the output varying means 45. The phase difference detector 43
Detects a phase difference between the detection pulse and the reference pulse, and supplies a signal corresponding to the phase difference to the output varying means 45. Further, the output varying means 45 adjusts the current flowing to the DC motor 49 based on each signal given from the frequency difference detector 44 and the phase difference detector 43, and increases or decreases the rotation speed. Therefore, in this control device, a rotation speed synchronized with the reference pulse is given to the DC motor 49, whereby the control target 54 is operated so as to rotate at a predetermined rotation speed.

【0006】しかしながら、従来の前記制御装置では、
直流電動機49から制御対象54に至る伝動系における
各種伝達部材間のバックラッシその他の伝達誤差や伝動
不良等に起因して制御対象54の回転軸55に回転むら
が生じ、特に前記伝動系に介在する歯車式減速機52
は、滑りの少ない確実な減速伝動を与える反面、歯車間
の噛合及び歯車の加工精度に起因して出力軸に微妙な角
速度の変化を生じ、制御対象54における前記回転むら
の発生を助長している。そして、伝動系に前記伝達誤差
や伝動不良が発生する限り、前記制御系において直流電
動機49の回転精度をいかに向上させても制御対象54
の前記回転むらは解消され得ない。
[0006] However, in the conventional control device,
In the transmission system from the DC motor 49 to the control target 54, backlash between various transmission members in the transmission system and other transmission errors and transmission failures cause uneven rotation of the rotary shaft 55 of the control target 54, and particularly the transmission shaft intervenes in the transmission system. Gear type reducer 52
Gives a reliable deceleration transmission with less slippage, but causes a slight change in the angular velocity of the output shaft due to the meshing between the gears and the processing accuracy of the gears, and promotes the occurrence of the rotational unevenness in the control target 54. I have. As long as the transmission error or the transmission failure occurs in the transmission system, no matter how much the rotation accuracy of the DC motor 49 is improved in the control system,
The rotation unevenness cannot be eliminated.

【0007】しかして、前記制御対象が印刷機やプリン
タ等の画像処理機械の場合において前記回転むらが紙や
感光紙の印刷用ドラムの回転軸に発生したときは、紙や
感光紙上に転写された画像に色ずれや縞模様等が生じる
ことになり、また前記制御対象がフィルム加工機械の場
合において前記回転むらがフィルム送りロールの回転軸
に発生したときは、得られたフィルムの厚みが不均一に
なり、さらに前記制御対象が録音録画装置の場合におい
て前記回転むらがテープやディスク等の記憶媒体の回転
軸に発生したときは、記憶媒体からの記録の再生時に種
々のノイズが発生することになる。
In the case where the object to be controlled is an image processing machine such as a printing machine or a printer, when the rotation unevenness occurs on the rotating shaft of a printing drum for paper or photosensitive paper, the unevenness is transferred to the paper or photosensitive paper. When the control object is a film processing machine and the rotation unevenness occurs on the rotation axis of the film feed roll, the thickness of the obtained film is not sufficient. In the case where the control object is a recording / recording device and the rotation unevenness occurs on the rotation axis of a storage medium such as a tape or a disk, various noises are generated when recording is reproduced from the storage medium. become.

【0008】そこで、前記のように歯車式減速機を用い
た制御装置では、前記回転むらを低減させるために、制
御対象の回転軸にそれと同軸のフライホイールを結合
し、そのフライホイールの慣性モーメントによって歯車
式減速機の出力軸に生じる前記角速度変化を吸収する方
法が従来採用されている。
Therefore, in the control device using the gear type speed reducer as described above, in order to reduce the rotational unevenness, a flywheel coaxial therewith is connected to a rotating shaft to be controlled, and the flywheel has a moment of inertia. Conventionally, a method of absorbing the change in the angular velocity generated on the output shaft of the gear type speed reducer has been adopted.

【0009】しかしながら、低速度で回転する制御対象
の回転軸に前記フライホイールを取り付けて安定した回
転を得ようとした場合、該フライホイールの重量及び回
転半径を可能な限り大きくする必要があるが、フライホ
イールの重量及び回転半径が大きくなると、装置全体の
大型化、重量化を余儀なくされ、特に制御対象が始動と
停止を頻繁に繰り返す操作を必要とする場合は、それら
始動及び停止のたびに多大のエネルギーと時間を浪費し
て作業性や効率の低下を招き、また制御対象がフィルム
加工等のように微妙な速度制御を必要とする場合は、フ
ライホイールの大きな慣性負荷のために制御の応答性が
悪化する等の問題が生じることになる。結局、前記制御
装置において制御対象の回転軸に前記フライホイールを
取り付けたとしても、フライホイールにおける採用可能
な重量及び回転半径の範囲では、前記回転むらの発生を
許容以下に低減させることが困難であり、昨今の高い回
転精度と高応答性の技術的要求には対応し難いものであ
った。
However, when the flywheel is mounted on a rotating shaft of a controlled object that rotates at a low speed to obtain stable rotation, it is necessary to increase the weight and the turning radius of the flywheel as much as possible. However, when the weight and the turning radius of the flywheel increase, the size and weight of the entire apparatus must be increased, especially when the control target needs to repeatedly start and stop. If a large amount of energy and time is wasted to reduce workability and efficiency, and if the controlled object requires delicate speed control such as film processing, the control of the Problems such as deterioration of responsiveness will occur. As a result, even if the flywheel is attached to the rotation shaft to be controlled in the control device, it is difficult to reduce the occurrence of the rotation unevenness to an unacceptable level within the range of the weight and the turning radius that can be adopted in the flywheel. Therefore, it has been difficult to respond to the recent technical demands of high rotational accuracy and high responsiveness.

【0010】なお、前記従来技術は、制御対象の可動部
が回転運動を行なう場合のものであるが、制御対象の可
動部が直線運動を行なう場合についても同様の問題があ
り、この場合は、回転運動から直線運動への運動変換部
を含む伝動系上の種々の伝達誤差や伝動不良等に起因し
て、制御対象の可動部に直線運動上の運動むらが生じる
ことになる。
The above-mentioned prior art is directed to a case where the movable portion to be controlled performs a rotary motion. However, a similar problem also occurs when the movable portion to be controlled performs a linear motion. Due to various transmission errors, transmission failures, and the like on the transmission system including the motion conversion unit from the rotational motion to the linear motion, the movable unit to be controlled may have linear motion unevenness.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、回転
駆動源を所定回転速度に制御すると共にその回転を減速
機及び伝動手段を介して制御対象に、回転むらその他の
運動むら等がなく、安定且つ高精度に伝達することがで
き、しかも小型軽量化を図ることができる回転駆動源の
制御装置及び制御方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to control a rotational drive source to a predetermined rotational speed and to control its rotation via a speed reducer and a transmission means so that the control object is free from uneven rotation and other movement. It is an object of the present invention to provide a control device and a control method for a rotary drive source, which can transmit power stably and with high precision, and which can be reduced in size and weight.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る回転駆動源
の制御装置は、回転駆動源をその回転速度がパルス発生
手段から出力される周期的な基準パルス列に同期するよ
うに制御すると共に、その回転を減速機及び伝動手段を
介して制御対象に伝達するようにした制御装置におい
て、前記回転駆動源の回転軸に設けられると共にその回
転速度を検出するロータリエンコーダと、前記制御対象
の可動部に設けられると共にその運動を検出する位相セ
ンサと、前記ロータリエンコーダから出力される速度パ
ルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出する周波
数差検出手段と、前記位相センサから出力される位相パ
ルスと前記基準パルスとの位相差を検出する位相差検出
手段と、前記周波数差と前記位相差とに基づいて前記回
転駆動源の回転速度を増減する出力可変手段とを備えた
ことを特徴としている。
A rotary drive source control device according to the present invention controls a rotary drive source so that its rotation speed is synchronized with a periodic reference pulse train output from a pulse generation means. A control device configured to transmit the rotation to a control target via a speed reducer and transmission means, a rotary encoder provided on a rotation shaft of the rotary drive source and detecting a rotation speed thereof, and a movable part of the control target. And a phase sensor for detecting the movement thereof, frequency difference detection means for detecting a frequency difference between the speed pulse train output from the rotary encoder and the reference pulse train, and a phase pulse output from the phase sensor and Phase difference detection means for detecting a phase difference from a reference pulse, and a rotation speed of the rotary drive source based on the frequency difference and the phase difference. Is characterized in that an output varying means for increasing or decreasing.

【0013】また、本発明に係る回転駆動源の制御方法
は、回転駆動源をその回転速度がパルス発生手段から出
力される周期的な基準パルス列に同期するように制御す
ると共に、その回転を減速機及び伝動手段を介して制御
対象に伝達するようにした制御方法において、前記回転
駆動源の回転速度を検出するロータリエンコーダから出
力される速度パルス列と前記基準パルス列との周波数差
を検出し、前記制御対象の運動を検出する位相センサか
ら出力される位相パルスと前記基準パルスとの位相差を
検出し、前記周波数差と前記位相差とに基づいて前記回
転駆動源の回転速度を増減することを特徴としている。
Further, in the method for controlling a rotary drive source according to the present invention, the rotary drive source is controlled so that its rotational speed is synchronized with a periodic reference pulse train output from the pulse generating means, and its rotation is decelerated. In a control method for transmitting to a control target via a machine and transmission means, a frequency difference between a speed pulse train output from a rotary encoder for detecting a rotation speed of the rotary drive source and the reference pulse train is detected, and Detecting the phase difference between the phase pulse output from the phase sensor that detects the movement of the control target and the reference pulse, and increasing or decreasing the rotation speed of the rotary drive source based on the frequency difference and the phase difference. Features.

【0014】前記回転駆動源の制御装置及び制御方法で
は、回転速度と位相とが互いに異なる対象物について検
出され、回転速度は、回転駆動源の回転軸に設けられた
ロータリエンコーダにより、高速回転する回転駆動源の
回転軸について高精度で検出されるのに対して、位相
は、制御対象の可動部に設けられた位相センサにより、
減速後の可動部について検出される。即ち、与えられた
前記基準パルスを基準として回転駆動源の回転速度に係
る速度パルス列及び制御対象の運動に係る位相パルスを
フィードバックすることにより、制御対象の運動の位相
が矯正されつつ回転駆動源が所定の回転速度に制御さ
れ、それによって制御対象にむらのない安定した位相の
運動が与えられると共に伝動系に生じる種々の伝達誤差
や伝動不良の影響が低減させられる。前記基準パルスと
比較される前記速度パルスや位相パルスは、それらの検
出手段であるロータリエンコーダや位相センサにおける
センサホイール等の加工誤差や取付け誤差等に起因する
検出精度の低下を防止するために、前記誤差が相殺又は
縮小されるように複数の検出値についての平均化処理そ
の他の補正処理が必要に応じて施されてもよい。
In the control device and the control method for the rotary drive source, an object whose rotation speed and phase are different from each other is detected, and the rotation speed is rotated at a high speed by a rotary encoder provided on a rotation shaft of the rotary drive source. While the rotation axis of the rotary drive source is detected with high accuracy, the phase is determined by a phase sensor provided in the movable part to be controlled.
Detected for the movable part after deceleration. That is, by feeding back the speed pulse train related to the rotation speed of the rotary drive source and the phase pulse related to the motion of the control target based on the given reference pulse, the rotary drive source is corrected while the phase of the control target motion is corrected. The rotation speed is controlled to a predetermined value, whereby the control target is given an even and stable phase motion, and the effects of various transmission errors and transmission failures occurring in the transmission system are reduced. The speed pulse and the phase pulse to be compared with the reference pulse, in order to prevent a decrease in detection accuracy due to a processing error or an installation error of a sensor wheel or the like in a rotary encoder or a phase sensor as a detecting unit thereof, An averaging process and other correction processes for a plurality of detection values may be performed as necessary so that the error is canceled or reduced.

【0015】なお、伝動系における減速機としてトラク
ションドライブ式減速機を採用した場合、出力軸におけ
る角速度変化の周期が歯車式減速機の場合のように小さ
くなく、トラクションの特性として負荷による回転変動
の周期も大きくなる。また、減速機としてウォーム式減
速機を採用した場合、通常の歯車式減速機にみられる歯
車間の断続的な噛合がないので、前記トラクションドラ
イブ式減速機の場合と同様に、出力軸における角速度変
化の周期が大きくなる。
When a traction drive type speed reducer is used as the speed reducer in the transmission system, the cycle of the angular velocity change on the output shaft is not so small as in the case of the gear type speed reducer. The period also increases. Further, when a worm type speed reducer is adopted as the speed reducer, there is no intermittent mesh between gears seen in a normal gear type speed reducer. The period of the change increases.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に、本発明を図面に示す実施
の形態に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の形態に係る回転駆動源の制御装置及び制御方法を示
すブロック図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a control device and a control method of a rotary drive source according to an embodiment of the present invention.

【0017】同図において、直流電動機9の回転運動は
トラクションドライブ式減速機12及び伝動手段13を
介して制御対象14の回転軸15に減速して伝達され
る。直流電動機9の回転軸10にロータリエンコーダ1
1が設けられると共に該ロータリエンコーダ11から出
力された速度パルス列が周波数差検出器4に与えられ、
また制御対象14の回転軸15にセンサホイール16を
介して位相センサ17が設けられると共に該位相センサ
17から出力された位相パルスが位相差検出器3に与え
られる。
In FIG. 1, the rotational motion of the DC motor 9 is transmitted through the traction drive type speed reducer 12 and the transmission means 13 to the rotary shaft 15 of the controlled object 14 at a reduced speed. The rotary encoder 1 is mounted on the rotating shaft 10 of the DC motor 9.
1 is provided and the speed pulse train output from the rotary encoder 11 is given to the frequency difference detector 4,
A phase sensor 17 is provided on a rotation shaft 15 of the control target 14 via a sensor wheel 16, and a phase pulse output from the phase sensor 17 is provided to the phase difference detector 3.

【0018】一方、前記周波数差検出器4及び位相差検
出器3には、水晶振動子を備えた発振器1から出力され
たクロックを分周器2で分周してなる基準パルス列が与
えられ、また周波数差検出器4にはクロックが与えられ
ている。前記分周器2は、直流電動機9が所定の回転速
度で回転しているときにロータリエンコーダ11から出
力される速度パルス、及び制御対象14が所定の回転速
度で回転しているときに位相センサ17から出力される
位相パルスの夫々に応じて、クロックを例えば1/40
96に分周して基準パルス列としている。
On the other hand, the frequency difference detector 4 and the phase difference detector 3 are provided with a reference pulse train obtained by dividing the frequency of the clock output from the oscillator 1 having the crystal oscillator by the frequency divider 2. The frequency difference detector 4 is provided with a clock. The frequency divider 2 includes a speed pulse output from the rotary encoder 11 when the DC motor 9 is rotating at a predetermined rotation speed, and a phase sensor when the control target 14 is rotating at a predetermined rotation speed. The clock is, for example, 1/40 according to each of the phase pulses output from
The frequency is divided into 96 to form a reference pulse train.

【0019】前記周波数差検出器4では、ロータリエン
コーダ11から出力される速度パルス列と前記基準パル
ス列との周波数差が、両パルス列の周期の差をクロック
で計数することにより検出され、その周波数差に応じた
信号が出力可変手段5に与えられる。また、位相差検出
器3では、位相センサ17から出力される位相パルスと
前記基準パルスとの位相差が検出され、その位相差に応
じた信号が出力可変手段5に与えられる。
The frequency difference detector 4 detects the frequency difference between the speed pulse train output from the rotary encoder 11 and the reference pulse train by counting the difference between the periods of both pulse trains with a clock. A corresponding signal is provided to the output varying means 5. Further, the phase difference detector 3 detects a phase difference between the phase pulse output from the phase sensor 17 and the reference pulse, and supplies a signal corresponding to the phase difference to the output varying means 5.

【0020】前記出力可変手段5は、チャージポンプ回
路6、低域フィルタ7及びパルス幅変調回路8から構成
される。前記チャージポンプ回路6はそれに入力された
前記の各信号に応じた電圧信号を出力し、低域フィルタ
7を介してパルス幅変調回路8に与えられる。前記パル
ス幅変調回路8は、与えられた電圧信号に応じて、出力
するパルス列のパルス幅を拡縮し、それによって直流電
動機9に流す電流が増減されると共にその回転速度が増
減制御される。
The output varying means 5 comprises a charge pump circuit 6, a low-pass filter 7, and a pulse width modulation circuit 8. The charge pump circuit 6 outputs a voltage signal corresponding to each of the signals input thereto, and is supplied to a pulse width modulation circuit 8 via a low-pass filter 7. The pulse width modulation circuit 8 expands or contracts the pulse width of the output pulse train according to the applied voltage signal, thereby increasing or decreasing the current flowing through the DC motor 9 and controlling the rotation speed thereof.

【0021】図2は図1に示す出力可変手段中のチャー
ジポンプ回路と低域フィルタの構成例を示すブロック図
である。同図において、低域フィルタ7は、非反転入力
端子に2.5Vの電圧を印加されたオペアンプAP、オ
ペアンプAPに負帰還をかけるコンデンサC及びオペア
ンプAPの反転入力端子に接続された抵抗Rからなる積
分回路18で構成され、チャージポンプ回路6は、その
入力電圧を5V又は0V(接地)に切り換えるスイッチ
回路19で構成されている。前記低域フィルタ7は、周
波数差検出器4及び位相差検出器3の各々に設けられて
もよく、或いは何れかの入力信号を得て抵抗Rの値を変
えることにより各入力信号に応じた出力ができるように
構成されてもよい。なお、前記低域フィルタ7は、制御
上の安定性を得るための調節機能を兼ねるものであって
もよい。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the charge pump circuit and the low-pass filter in the output variable means shown in FIG. In the figure, a low-pass filter 7 includes an operational amplifier AP to which a voltage of 2.5 V is applied to a non-inverting input terminal, a capacitor C for applying a negative feedback to the operational amplifier AP, and a resistor R connected to an inverting input terminal of the operational amplifier AP. The charge pump circuit 6 includes a switch circuit 19 for switching the input voltage to 5 V or 0 V (ground). The low-pass filter 7 may be provided in each of the frequency difference detector 4 and the phase difference detector 3, or may be adapted to each input signal by obtaining any input signal and changing the value of the resistor R. You may be comprised so that output is possible. Note that the low-pass filter 7 may also have an adjusting function for obtaining control stability.

【0022】図3は図1に示す位相差検出器の動作を示
すタイミングチャートである。同図において、位相差検
出器3では、分周器2から与えられた基準パルス(a)
の立上り時点及び立下り時点と、位相センサ17から出
力された検出位相パルス(b)の立上り時点及び立下り
時点とが比較される。
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the phase difference detector shown in FIG. In the figure, in a phase difference detector 3, a reference pulse (a) given from a frequency divider 2 is used.
Are compared with the rising and falling points of the detected phase pulse (b) output from the phase sensor 17.

【0023】そして、基準パルス(a)より検出位相パ
ルス(b)が立上り時点又は立下り時点で進みがあると
き、出力可変手段5のチャージポンプ回路6に直流電動
機9の回転速度を減速させるための信号(減速指令)が
与えられる。また、基準パルス(a)より検出位相パル
ス(b)が立上り時点又び立下り時点で遅れがあると
き、出力可変手段5のチャージポンプ回路6に直流電動
機9の回転速度を増速させるための信号(増速指令)が
与えられることになる。
When the detected phase pulse (b) advances from the reference pulse (a) at the time of rising or falling, the charge pump circuit 6 of the output varying means 5 reduces the rotational speed of the DC motor 9. (Deceleration command) is given. Further, when the detected phase pulse (b) is delayed from the reference pulse (a) at the rising time or the falling time, the charge pump circuit 6 of the output varying means 5 increases the rotation speed of the DC motor 9. A signal (speed increase command) is given.

【0024】図4は図1に示す周波数差検出器の構成例
を示すブロック図である。同図において、周波数差検出
器4では、発振器1からのクロックがカウンタ25、ダ
ウンカウンタ30及びフリップフロップ回路32に各々
与えられている。カウンタ25のリセット端子RESに
は、立上り回路27により検出された、ロータリエンコ
ーダ11からの速度パルスの立上り信号が遅延回路28
を介して与えられている。カウンタ25のクロック計数
値はレジスタ26に与えられ、レジスタ26のラッチ信
号として、立上り回路27から立上り信号が与えられて
いる。レジスタ26がラッチした計数値は演算器29に
与えられる。演算器29は、基準パルス1周期分のクロ
ック数4096(=分周器の分周比)から、レジスタ2
6がラッチした計数値を差し引く演算を行なう。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the frequency difference detector shown in FIG. In the figure, in the frequency difference detector 4, a clock from the oscillator 1 is given to a counter 25, a down counter 30, and a flip-flop circuit 32, respectively. At the reset terminal RES of the counter 25, a rising signal of a speed pulse from the rotary encoder 11, which is detected by the rising circuit 27, is supplied to the delay circuit 28.
Has been given through. The clock count value of the counter 25 is given to a register 26, and a rising signal is given from a rising circuit 27 as a latch signal of the register 26. The count value latched by the register 26 is supplied to the arithmetic unit 29. The arithmetic unit 29 calculates the number of clocks for one cycle of the reference pulse 4096 (= the frequency division ratio of the frequency divider) from the register 2
6 performs an operation of subtracting the latched count value.

【0025】一方、分周器2からの基準パルスが2分周
器23により2分周され、立上り回路24と立下り回路
24aとに与えられている。立上り回路24から出力さ
れる立上り信号は、ダウンカウンタ30のプリセット端
子PRE、フリップフロップ回路32のセット端子S及
びラッチ信号としてラッチ回路31に各々与えられてい
る。また、立下り回路24aから出力される立下り信号
は、周波数差検出器4のリセット信号として使用され
る。
On the other hand, the reference pulse from the frequency divider 2 is frequency-divided by a frequency divider 23 and supplied to a rising circuit 24 and a falling circuit 24a. The rising signal output from the rising circuit 24 is given to the preset terminal PRE of the down counter 30, the set terminal S of the flip-flop circuit 32, and the latch circuit 31 as a latch signal. The falling signal output from the falling circuit 24a is used as a reset signal for the frequency difference detector 4.

【0026】演算器29の演算結果はダウンカウンタ3
0に与えられ、ダウンカウンタ30が0を計数したとき
の0信号が、フリップフロップ回路32のリセット端子
Rに与えられている。フリップフロップ回路32のQ端
子からの出力信号は、ダウンカウンタ30のカウントイ
ネーブル端子CE及びANDゲートA及びBの各一方の
入力端子に各々与えられている。
The operation result of the operation unit 29 is a down counter 3
The signal 0 is supplied to the reset terminal R of the flip-flop circuit 32 when the down counter 30 counts 0. The output signal from the Q terminal of the flip-flop circuit 32 is supplied to the count enable terminal CE of the down counter 30 and one input terminal of each of the AND gates A and B.

【0027】演算器29の演算結果の正/負を示す信号
がラッチ回路31に与えられており、ラッチ回路31の
出力は、ANDゲートAの他方の入力端子及びインバー
タ33を介してANDゲートBの他方の入力端子に各々
与えられている。ANDゲートAからは、出力可変手段
5のチャージポンプ回路6に直流電動機9の回転速度を
減速させるための信号(減速指令)が出力され、AND
ゲートBからは、出力可変手段5のチャージポンプ回路
6に直流電動機9の回転速度を増速させるための信号
(増速指令)が出力される。
A signal indicating positive / negative of the operation result of the arithmetic unit 29 is given to the latch circuit 31. The output of the latch circuit 31 is supplied to the other input terminal of the AND gate A and the AND gate B via the inverter 33. , Respectively. From the AND gate A, a signal (deceleration command) for reducing the rotation speed of the DC motor 9 is output to the charge pump circuit 6 of the output variable means 5, and AND
From the gate B, a signal (speed increase command) for increasing the rotation speed of the DC motor 9 is output to the charge pump circuit 6 of the output variable means 5.

【0028】図5は図4に示す周波数差検出器の動作を
示すタイミングチャートである。同図において、カウン
タ(d)はロータリエンコーダ11から出力された検出
速度パルス(c)の立上りによりリセットされ、それに
よってクロックの計数が開始される。この計数値は次の
検出速度パルスの立上りによりレジスタ26にラッチさ
れ、演算器29に与えられる。演算器29では、基準パ
ルス1周期分のクロック数4096から、レジスタ26
にラッチされた計数値が差し引かれ、その演算結果の正
/負を示す信号がラッチ回路31に与えられると共に、
演算結果の絶対値がダウンカウンタ30に与えられる。
FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the frequency difference detector shown in FIG. In the figure, the counter (d) is reset by the rise of the detected speed pulse (c) output from the rotary encoder 11, and the clock counting is started. This count value is latched by the register 26 at the rise of the next detected speed pulse, and is given to the calculator 29. The arithmetic unit 29 calculates the register 26 from the number of clocks 4096 for one cycle of the reference pulse.
Is subtracted, a signal indicating the positive / negative of the operation result is given to the latch circuit 31, and
The absolute value of the operation result is given to the down counter 30.

【0029】一方、基準パルス(b)を2分周器23に
より2分周して得られた2分周パルス(a)の立上りに
より、ダウンカウンタ30がプリセットされると共にフ
リップフロップ回路32がセットされ、ラッチ回路31
がラッチする。ラッチ回路31は、ラッチすると、その
時点で入力されていた正/負を示す信号を出力し続け
る。つまり、ラッチ回路31は、検出速度パルス1周期
が基準パルス1周期より短いときは、正を示す信号を出
力し続け、検出速度パルス1周期が基準パルス1周期よ
り長いときは、負を示す信号を出力し続ける。
On the other hand, at the rise of the frequency-divided pulse (a) obtained by dividing the reference pulse (b) by 2 by the frequency divider 23, the down counter 30 is preset and the flip-flop circuit 32 is set. And the latch circuit 31
Latches. After latching, the latch circuit 31 continues to output a signal indicating positive / negative input at that time. That is, the latch circuit 31 continues to output a signal indicating positive when one cycle of the detection speed pulse is shorter than one cycle of the reference pulse, and outputs a signal indicating negative when one cycle of the detection speed pulse is longer than one cycle of the reference pulse. Continues to be output.

【0030】フリップフロップ回路32は、セットされ
ると、ダウンカウンタ30にカウントイネーブル信号を
与え続け、ダウンカウンタ30は、上述した演算結果の
絶対値をプリセットし、カウントイネーブル信号が与え
られている間、プリセットした値からカウントダウンす
る。カウントダウン値が0に達すると、フリップフロッ
プ回路32がリセットされ、カウントイネーブル信号が
出力されなくなる。つまり、ダウンカウンタ30がカウ
ントダウンしている間、カウントイネーブル信号は出力
される。
When the flip-flop circuit 32 is set, it continues to supply a count enable signal to the down counter 30. The down counter 30 presets the absolute value of the above-described operation result, and while the count enable signal is supplied, Count down from a preset value. When the countdown value reaches 0, the flip-flop circuit 32 is reset, and the count enable signal is not output. That is, while the down counter 30 is counting down, the count enable signal is output.

【0031】ラッチ回路31が出力し続ける正/負を示
す信号は、ANDゲートA及びBに互いに反転して与え
られ、両ANDゲートA及びBの内、オンである方が前
記カウントイネーブル信号を出力する。これにより、A
NDゲートBは、正/負を示す信号が負のときに、出力
可変手段5のチャージポンプ回路6に直流電動機9の回
転速度を増速させるための信号(増速指令)を出力し、
ANDゲートAは、正/負を示す信号が正のときに、出
力可変手段5のチャージポンプ回路6に直流電動機9の
回転速度を減速させるための信号(減速指令)を出力す
る。
The positive / negative signal output from the latch circuit 31 is inverted and applied to the AND gates A and B. The ON of the AND gates A and B outputs the count enable signal. Output. Thus, A
The ND gate B outputs a signal (speed increase command) for increasing the rotation speed of the DC motor 9 to the charge pump circuit 6 of the output variable means 5 when the signal indicating positive / negative is negative,
The AND gate A outputs a signal (deceleration command) for reducing the rotational speed of the DC motor 9 to the charge pump circuit 6 of the output variable means 5 when the signal indicating positive / negative is positive.

【0032】前記周波数差検出器4は、立下り回路24
aが出力する立下り信号によりリセットされ、上述した
動作は、基準パルスが2分周されたパルスの1周期毎に
行なわれる。
The frequency difference detector 4 includes a falling circuit 24
The signal a is reset by the falling signal output by the signal a, and the above-described operation is performed every cycle of the pulse obtained by dividing the reference pulse by two.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明に係る回転駆動源の制御装置及び
制御方法は以上のように構成されるので、回転駆動源を
所定回転速度に制御すると共にその回転を減速機及び伝
動手段を介して制御対象に、回転むらその他の運動むら
等がなく、安定且つ高精度に伝達することができ、しか
も小型軽量化を図ることができる。即ち、本発明では、
制御対象の高精度な位相制御と回転駆動源の応答性に優
れた高精度な速度制御が同時に行われるので、回転駆動
源から制御対象に至る、減速機を含む伝動系上の伝達誤
差や伝動不良等に起因する制御対象の運動の位相ずれが
矯正され、それによって制御対象の回転むらその他の運
動むらが解消される。
As described above, the control apparatus and the control method of the rotary drive source according to the present invention are configured as described above, so that the rotary drive source is controlled to a predetermined rotational speed and the rotation is controlled via the speed reducer and the transmission means. There is no rotation unevenness or other movement unevenness in the controlled object, transmission can be performed stably and with high accuracy, and furthermore, reduction in size and weight can be achieved. That is, in the present invention,
High-precision phase control of the control target and high-precision speed control with excellent responsiveness of the rotary drive source are performed simultaneously, so transmission errors and power transmission from the rotary drive source to the control target, including the reduction gear, on the transmission system The phase shift of the movement of the controlled object caused by the failure or the like is corrected, whereby the uneven rotation and other uneven movement of the controlled object are eliminated.

【0034】また、前記において、減速機がトラクショ
ンドライブ式減速機である場合、出力軸における角速度
変化の周期が歯車式減速機の場合のように小さくなく、
トラクションの特性として負荷による回転変動の周期も
大きくなり、また同様にウォーム式減速機の場合も、出
力軸における角速度変化の周期が大きくなり、何れの場
合も前記位相差に基づく制御対象の運動のフィードバッ
ク制御が比較的容易となる。
In the above, when the speed reducer is a traction drive type speed reducer, the cycle of the angular velocity change on the output shaft is not small as in the case of the gear type speed reducer.
As a characteristic of the traction, the cycle of the rotation fluctuation due to the load also becomes large, and also in the case of the worm type speed reducer, the cycle of the angular velocity change on the output shaft also becomes large. Feedback control becomes relatively easy.

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

【図1】本発明の実施の形態に係る回転駆動源の制御装
置及び制御方法を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a control device and a control method of a rotary drive source according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す出力可変手段中のチャージポンプ回
路と低域フィルタの構成例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a charge pump circuit and a low-pass filter in the output variable means shown in FIG.

【図3】図1に示す位相差検出器の動作を示すタイミン
グチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing an operation of the phase difference detector shown in FIG.

【図4】図1に示す周波数差検出器の構成例を示すブロ
ック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a frequency difference detector illustrated in FIG. 1;

【図5】図4に示す周波数差検出器の動作を示すタイミ
ングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart showing an operation of the frequency difference detector shown in FIG.

【図6】従来の回転駆動源の制御装置の構成例を示すブ
ロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional control device for a rotary drive source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発振器(パルス発生手段) 2 分周器(パルス発生手段) 3 位相差検出器(位相差検出手段) 4 周波数差検出器(周波数差検出手段) 5 出力可変手段 9 直流電動機(回転駆動源) 11 ロータリエンコーダ 12 減速機 13 伝動手段 14 制御対象 17 位相センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oscillator (pulse generation means) 2 Divider (pulse generation means) 3 Phase difference detector (phase difference detection means) 4 Frequency difference detector (frequency difference detection means) 5 Output variable means 9 DC motor (rotation drive source) DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Rotary encoder 12 Reduction gear 13 Transmission means 14 Control object 17 Phase sensor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転駆動源をその回転速度がパルス発生
手段から出力される周期的な基準パルス列に同期するよ
うに制御すると共に、その回転を減速機及び伝動手段を
介して制御対象に伝達するようにした制御装置におい
て、 前記回転駆動源の回転軸に設けられると共にその回転速
度を検出するロータリエンコーダと、前記制御対象の可
動部に設けられると共にその運動を検出する位相センサ
と、前記ロータリエンコーダから出力される速度パルス
列と前記基準パルス列との周波数差を検出する周波数差
検出手段と、前記位相センサから出力される位相パルス
と前記基準パルスとの位相差を検出する位相差検出手段
と、前記周波数差と前記位相差とに基づいて前記回転駆
動源の回転速度を増減する出力可変手段とを備えたこと
を特徴とする回転駆動源の制御装置。
1. A rotary drive source is controlled so that its rotation speed is synchronized with a periodic reference pulse train output from a pulse generation means, and its rotation is transmitted to a control target via a speed reducer and a transmission means. In the control device, a rotary encoder provided on a rotation shaft of the rotary drive source and detecting a rotation speed thereof, a phase sensor provided on a movable portion of the controlled object and detecting the movement thereof, and the rotary encoder Frequency difference detecting means for detecting a frequency difference between a speed pulse train output from the reference pulse train and a phase difference detecting means for detecting a phase difference between a phase pulse output from the phase sensor and the reference pulse, Output variable means for increasing or decreasing the rotation speed of the rotary drive source based on a frequency difference and the phase difference. Control device for a drive source.
【請求項2】 前記減速機がトラクションドライブ式減
速機である請求項1記載の回転駆動源の制御装置。
2. The control device according to claim 1, wherein the speed reducer is a traction drive type speed reducer.
【請求項3】 前記減速機がウォーム式減速機である請
求項1記載の回転駆動源の制御装置。
3. The control device according to claim 1, wherein the speed reducer is a worm type speed reducer.
【請求項4】 回転駆動源をその回転速度がパルス発生
手段から出力される周期的な基準パルス列に同期するよ
うに制御すると共に、その回転を減速機及び伝動手段を
介して制御対象に伝達するようにした制御方法におい
て、 前記回転駆動源の回転速度を検出するロータリエンコー
ダから出力される速度パルス列と前記基準パルス列との
周波数差を検出し、前記制御対象の運動を検出する位相
センサから出力される位相パルスと前記基準パルスとの
位相差を検出し、前記周波数差と前記位相差とに基づい
て前記回転駆動源の回転速度を増減することを特徴とす
る回転駆動源の制御方法。
4. A rotary drive source is controlled so that its rotation speed is synchronized with a periodic reference pulse train output from a pulse generation means, and its rotation is transmitted to a control target via a speed reducer and a transmission means. In the control method, a frequency difference between a speed pulse train output from a rotary encoder that detects a rotation speed of the rotary drive source and the reference pulse train is detected, and a phase sensor that detects a motion of the control target is output. Detecting a phase difference between the phase pulse and the reference pulse, and increasing or decreasing the rotation speed of the rotation drive source based on the frequency difference and the phase difference.
JP9325343A 1997-11-10 1997-11-10 Controller and control method for rotational drive source Pending JPH11146676A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003018880A (en) * 2001-07-02 2003-01-17 Nidec-Shimpo Corp Rotating drive and integrated circuit used therefor
JP2006254525A (en) * 2005-03-08 2006-09-21 Toyo Electric Mfg Co Ltd Synchronous control system
US7417655B2 (en) 2005-06-21 2008-08-26 Fujifilm Corporation Printer and printing method for recording image during movement of recording paper
US11119436B2 (en) 2019-07-03 2021-09-14 Canon Kabushiki Kaisha Driving device and image forming apparatus

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