Brevet FR2478900A1 — publié le 19810925

La présente invention concerne un procédé d'at- taque en boucle fermée pour un moteur pas à pas. Un but de l'invention est d'offrir un procédé d'attaque d'un moteur pas à pas grâce auquel on puisse- éviter la vibration du moteur résultant d'une plage éten- due de tension d'alimentation ou de la variation de la char- ge pendant l'accélération ou la décélération du moteur pas à pas. En outre, conformément au procédé d'attaque de moteur pas à pas de l'invention, le moteur pas à pas est soumis à une bonne commande de vitesse constante lorsqu'il tourne à vitesse constante. L'invention a également pour but d'offir un procédé d'attaque de moteur pas à pas qui permette de supprimer la vibration du moteur pas à pas résultant d'une plage étendue de tension d'alimentation ou de la variation de la charge, et qui permette également d'obtenir de bon- nes caractéristiques d'attaque pendant la période d'at- taque du moteur pas à pas avec un angle faible, comme lorsque le moteur pas à pas est accéléré puis ensuite ralenti avant de passer à la condition de rotation à vitesse constante. La description qui suit, faite en relation avec un exemple de procédé d'attaque en boucle ouverte permettra de comprendre parfaitement un procédé d'at- taque classique d'un moteur pas à pas. Conformément au procédé d'attaque en boucle ouverte, il n'existe aucun détecteur destiné à détecter la rotation du moteur pas à pas. L'instant de changement de phase qui est néces- saire pour la commande d'accélération, de ralentisse- ment ou de vitesse constante, est calculé à l'avance et mémorisé dans une mémoire. Lorsque le circuit destiné à l'attaque du moteur pas à pas est constitué par un système à micro- ordinateur, les données relatives à la durée calculée sont mémorisées au préalable dans une mémoire morte. On trouvera ci-dessous une explication plus détaillée. Dans la période d'accélération, les données re- latives à la durée nécessaire pour la commande de ralen- tissement sont mémorisées à l'avance dans une mémoire. A l'instant de démarrage de l'attaque, la première durée est lue dans la mémoire et, simultanément lorsque cette durée s'achève, le changement de phase est accompli et la durée suivante est lue dans la mémoire. Ainsi, on accomplit le nombre calculé de changements de phase, grace à quoi la vitesse du moteur est augmentéejusqu'à la vitesse cons- tante. Dans la période à vitesse constante, on fixe tout d'abord la durée du changement de phase nécessaire pour la rotation à vitesse constante. Chaque fois que cette durée s'achève, on change la phase. On répète l'action ci-dessus pour attaquer le moteur à vitesse constante. Dans la période de ralentissement, la durée calculée est mémorisée à l'avance dans une mémoire. Au moment o le moteur passe à la condition de ralentisse- ment, on lit dans la mémoire la première durée calculée. Simultanément, on change la phase et on lit la durée suivante dans la mémoire. On répète l'action ci-dessus pour réduire la vitesse du moteur et pour arrêter finale- ment le moteur. Dans l'attaque du moteur avec un angle faible, on utilise la moitié du nombre total de pas pour la com- mande d'accélération et on utilise les pas restants pour la commande de ralentissement. Le moteur pas à pas est ainsi attaqué conformé- ment à la durée calculée qui est obtenue en prévoyant la caractéristique d'accélération et la caractéristique de ralentissement du moteur pas à pas. Le procédé d'atta- que de l'art antérieur présente donc un inconvénient consistant en ce qu'il arrive que le moteur vibre dans la période d'accelération ou de ralentissement. Ceci est produit par la variation de la tension d'alimentation ou par la variation de la charge appliquée au moteur pas à pas. Lafigure 1 montre la forme de la vibration du moteur pas à pas. Sur cette figure, on a porté en ordon- née la distance correspondant aux pas du moteur pas à pas et on a porté en abscisse le temps écoulé. Chacun des in- tervalles Ta à T + 9 est la durée prédéterminée qui est calculée à l'avance commre étant nécessaire pour la commande d'accélération ou de ralentissement. Le procédé d'attaque de l'art antérieur a un autre inconvénient consistant en ce que la vitesse du mo- teur ne peut pas réagit à l'impulsion de durée prédéter- minée lorsque le système d'attaque du moteur pas à pas est bloqué pendant un certain temps, du fait que la pha- se du moteur pas à pas est changée conformément à la du- rée calculée. 'L'invention est destinée à supprimer les dé- fauts mentionnés ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 montre la forme de la vibration du moteur pas à pas attaqué par le procédé d'attaque clas- sique. La distance d'avance pas à pas du moteur pas à pas est portée en ordonnée et le temps écoulé est porté en abscisse. La figure 2 montre le mécanisme d'entraînement d'un support de tête d'impression par points d'une im- primante par points correspondant à un mode de réalisa- tion de l'invention. La figure 3 est un diagramme séquentiel relatif au mécanisme d'entralnement d'un support de tète d'impres- sion qui est représenté sur la figure 2. Les figures 4 et 5 sont des diagrammes séquen- tiels correspondant au déplacement d'un petit nombre de pas du support de tète d'impression par points 1 de la fi- gure 2, et la figure 4 correspond à un déplacement d'un nombre de pas pair du support de tète d'impression, tan- dis que la figure 5 correspond à un déplacement d'un nombre de pas impair du support de tète d'impression. La figure 2 représente un mécanisme d'entraIne- ment d'un support de tête d'impression par points d'une imprimante par points, à titre de mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, la référence 1 désigne un mo- teur pas à pas et la référence 2 désigne un disque de syn- chronisation ayant un nombre de fentes égal au nombre de pas nécessaire pour un tour du moteur pas à pas 1. On dé- termine la distance entre les fentes adjacentes en di- visant le disque de synchronisation en parties égales, en nombre correspondant au nombre de pas nécessaire pour un tour du moteur pas à pas 1. La référence 3 désigne un détecteur de synchronisation de type optique. La référen- ce 4 désigne un support destiné à supporter le détecteur de synchronisation et ce support peut 4tre déplacé dans les directions indiquées par la flèche A, afin de régler sa position. La référence 5 désigne un engrenage réduc- teur, la référence 6 désigne une courroie de synchronisa- tion, la référence 7 désigne un support de tête dtimpres- sion par points qui est fixé à la courroie de synchroni- sation 6 et la référence 8 désigne une tête d'impression par points. La figure 3 représente le diagramme séquentiel d'entrainement du mécanisme d'entraînement de support de t9te d'impression par points envisagé ci-dessus. La li- gne (a) de la figure 3 représente les impulsions de syn- chronisation. La ligne (b) de la figure 3 représente les instants de changement de la phase du moteur pas à pas 1 La référence 10 désigne l'instant de démarrage de ltat- taque, auquel la phase du moteur pas à pas est changée pour la première fois. Pendant la période d'accélération 11, le moteur pas à pas 1 est soumis à la commande d'ac- celération. La référence 12 désigne la période pendant laquelle le moteur pas à pas 1 est commandé de façon à fonctionner à vitesse constante. Pendant la période de ralentissement 13, le moteur pas à pas 1 est soumis à la commande de décélération. -' 2478900 On va maintenant décrire le procédé d'attaque pour le mécanisme d'entraînement de support de tète d'impression par points de l'imprimante par points, en se référant au diagramme séquentiel de la figure 3. Pendant la période de repos 9, le moteur pas à pas 1 est excité avec une cer- taine phase. Lorsque la phase du moteur pas à pas 1 est changée à l'instant de démarrage d'attaque 10 comme il;est indiqué par la flèche d'instant de changement de phase à la ligne (b) de la figure 3, le moteur 1 commence à tour- lier. A l'instant o la phase est changée, le temporisateur est réglé de façon à être actionné-pendant l'intervalle d'impulsions de synchronisation te, dans la période de commande à vitesse constante 12. Si l'impulsion de syn- chronisation T1 n'est pas émise pendant que le tempori- sateur est actionné (c'est-à-dire pendant la durée te à partir de l'instant de démarrage d'attaque), la phase est changée au moment de l'émission de l'impulsion de synchro- nisation T1. Simultanément, le temporisateur est à nou- veau réglé de façon à être actionné pendant la même du- rée te. De plus, si l'impulsion de synchronisation T2 n'est pas émise peedant la durée prédéterminée te, la phase est changée au moment de l'émission de l'impulsion T2. Simultanément, le temporisateur est réglé à nouveau de façon à être actionné pendant la même durée te. L'ac- tion ci-dessus se répète jusqu'à ce que le moteur arrive à la condition dans laquelle l'impulsion de synchronisa- tion Til est émise pendant la durée prédéterminée te. Dans ce cas, la phase est changée à la fin de la durée prédé- terminée, mais n'est pas changée au moment de l'émission de l'impulsion de synchronisation. Au moment o l'impulsion de synchronisation est émise pendant la durée prédéterminée, le moteur 1 quit- te la période d'accélération 11 et passe à la période de commande à vitesse constante 12. Pendant la période d'accélération, l'interval- le de temps tm entre les émissions de l'impulsion de syn- chronisation est mémorisé successivement dans une mémoire, 6 2478900 de m=1 jusqu'à m=n-t. Dans le cas de t1, l'intervalle de temps tm désigne la durée qui s'écoule entre l'instant de démarrage d'attaque 10 et l'instant d'émission de l'impul- sion de synchronisation Tl. Dans la période de commande à vitesse constante 12, l'impulsion de synchronisation est habituellement émi- se pendant la durée te, la phase du moteur est changée à la fin de la durée définie par le temporisateur et ce der- nier est restauré pour la durée suivante. Il peut cepen- dant se produire que l'impulsion de synchronisation ne soit pas émise pendant la durée au cours de laquelle le temporisateur est actionné. La cause en est que la vites- se du moteur peut diminuer sous l'effet d'une augmentation rapide de la charge du moteur. Dans ce cas, la phase est changée en synchronisme ayec l'émission de l'impulsion de synchronisation, et le temporisateur est restauré, comme pendant la période d'accelération. Pendant la pé- riode de commande à vitesse constante, l'intervalle de temps tm de l'impulsion de synchronisation n'est pas me- morisé dans la mémoire. On peut ainsi réaliser la com- mande à vitesse constante pour le moteur pas à pas 1 en répétant l'action indiquée ci-dessus. Lorsqu'on a compté un nombre 1-(n-1) pour le nombre de pas à partir de l'instant de démarrage d'atta- que 10 (en désignant par î le nombre total prédéterminé de pas nécessaires pour l'attaque du moteur pas à pas), le moteur 1 passe à la période de ralentissement et il est placé sous la commande de décélération. Au moment o le dernier changement de phase est effectué dans la pé- riode de commande à vitesse constante, le temporisateur est réglé de façon à être actionné pendant la durée tn-1, qui est le dernier intervalle de temps correspondant à l'impulsion de synchronisation détecté et mémorisé pen- dant la durée d'accelération. A la fin de la durée tn-1, la phase est changée et le temporisateur est ensuite ré- glé de fa-on à être actionné pendant la durée tn-2, qui a été également mémorisée dans la mémoire. Ainsi, pen- dant la période de ralentissement, la phase est changée à la fin de la durée définie par le temporisateur qui est fixée par lecture de l'intervalle de temps de l'impulsion de synchronisation qui a été mémorisé pendant la période d'accélération. L'action ci-dessus est répétée jusqu'à ce que le dernier changement de phase soit effectué à la fin de la durée t>. Finalement, la période de ralentisse- ment s'achève. Conformément à l'action décrite ci-dessus, le support de tête d'impression par points 7 peut 8tre en- tramné progressivement depuis la période d'accélération jusqu'à la période de ralentissement, sans être influen- cé par la variation de la tension d'alimentation ou la variation de la charge. En outre, on peut obtenir une qua- lité d'impression extrêmement bonne du fait que l'instant d'impression de la tête d'impression par points est syn- chronisé avec la montée de l'impulsion de synchronisation et avec les instants obtenus en divisant en durées éga- les l'intervalle de temps dé l'impulsion de synchronisa- tion. Lorsque le déplacement du support de t9te d'impression par points 7 n'est pas aussi grand, il est nécessaire d'attaquerle moteur pas à pas conformément aux diagrammes séquentiels représentés sur les figures 4 et 5. Ceci vient du fait que le support de tête d'impression par points 7 se déplace trop loin si le moteur pas à pas 1 commence le ralentissement après qu'il a atteint la condition de vitesse constante. La figure 4 montre le procédé de commande pour attaquer le moteur pas à pas par un nombre pair de pas (6 pas). La référence c désigne des impulsions de synchroni- sation. La référence d désigne au moyen de flèches les ins- tants de changement de phase. Lorsque la phase est chan- gée à l'instant de démarrage d'attaque qui est indiqué en 14, le moteur pas à pas passe à la période d'accélération. La durée tel entre l'instant de démarrage d'attaque et l'instant de la première émission de l'impulsion de syn- chronisation est détectéeet mémorisée dans la mémoire. La phase est changée au moment de l'émission de l'impulsion de synchronisation suivante et l'intervalle de temps tc2 entre les première et seconde émissions de l'impulsion de synchronisation est détecté et mémorisé dans la mémoire. Le changement de phase suivant-est effectué au moment de l'émission de l'impulsion de synchronisation. Ainsi, l'ac- tion indiquée ci-dessus est répétée jusqu'à ce que soit effectué le I(nombre total de pas) /2 + 1 î ième changement de phase (le quatrième, par exemple, dans le mode de réalisation de la figure4). Le moteur pas à pas passe ensuite à la période de ralentissement. Dans la période de ralentissement 16, on accomplit un nombre de changements de phase égal à S(nombre total de pas) / 2 3 - 1. Le temporisateur est positionné à l'instant du changement de phase de façon à être actionné pendant la durée qui est mémorisée dans la mémoire. La durée est obtenue par lecture de l'intervalle de temps de l'impulsion de synchronisation qui a été mémorisé pen- dant la période, d'accélération 15, à l'exception du der- nier,tc3, c'est-à-dire à partir de tc2. Chaque fois que le temporisateur arrive à la fin de sa durée, la phase est changée et.le temporisateur est à nouveau po- sitionné. Cette action se répète jusqu'à ce que le der- nier changement de phase soit effectué à la fin de la durée tel. Enfin, le moteur s'arrête. La figure 5 montre le procédé de commande pour attaquer le moteur pas à pas par un nombre de pas impair, dans lequel la longueur de la période d'accélération 18 et celle de la période de ralentissement 19 sont égales. Le premier changement de phase est effectué à l'instant de démarrage d'attaque 17, le moteur commençant alors à tourner. Pendant la période d'accélération, l'inter- valle de temps de l'impulsion de synchronisation est détecté et Mémorifédans la mémoire. Pendant la période de ralentissement, l'intervalle de temps de l'impulsion de synchronisation est obtenu par lecture de l'intervalle qui a été mémorisé pendant la période d'accélération, et on se base sur cet intervalle pour fixer la durée pendant laquelle le temporisateur est actionné. On ré- 9 2478900 pète l'action ci-dessus jusqu'à ce que le dernier change- rent de phase soit effectué à la fin de la durée tdl pour arrêter le moteur. Sur la figure 5, la référence e dési- gne des impulsions de synchronisation et la référence f désigne des flèches qui indiquent les instants de change- ment de phase du moteur pas à pas 1. Conformément au système de commande décrit ci- dessus, il est possible d'attaquer le moteur pas à pas à grande vitesse sans aucune oscillation, même avec un petit nombre de pas. On peut donc obtenir une qualité d'impression extrêmement bonne pour l'imprimante par points, comme dans le cas de l'impression en mode in- crémentiel, dans lequel la tête d'impression par points est entrainée de façon à imprimer un caractère sous l'effet de l'émission d'une impulsion de synchronisation, pendant que le moteur pas à pas s'arrête ou pendant que le moteur pas à pas se déplace de plusieurs pas puis s'ar- rête à nouveau. Comme on a indiqué précédemment, le procédé d'attaque de moteur pas à pas de l'invention permet d'évi- ter une vibration du moteur qui se produit quelquefois pendant la période d'accélération ou de ralentissement. En outre, même si une charge trop élevée appliquée au moteur arrête celuici pendant la période d'attaque, le moteur recommence à tourner si la charge est supprimée. La raison en est que la phase n'est jamais changée tant que l'impulsion de synchronisation n'est pas émise. On peut ainsi supprimer l'inconvénient de l'art antérieur consistant en ce que la vitesse du moteur ne peut pas réagir à une impulsion de durée prédéterminée, en pré- sence d'une charge trop forte. Le procédé d'attaque de l'invention est donc avantageux. Le procédé d'attaque de l'invention s'appli- que non seulement au mécanisme d'entraînement de support de tête d'une imprimante, mais également à tout disposi- tif comprenant un moteur pas à pas, dans lequel il est souhaitable de faire fonctionner le moteur à vitesse 1 0 élevée sans aucune vibration, en utilisant des pas prédé- terminés, comme par exemple un dispositif d'entraînement de tête magnétique. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent 9tre apportées au procédé décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'attaque destiné à l'attaque d'un moteur pas à pas à vitesse constante, dans lequel on uti- lise un détecteur pour détecter l'instant de changement de phase du moteur pas à pas,caractérisé en ce qu'on effectue le changement de phase du moteur pas à pas en synchronisme avec l'émission d'une impulsion de synchro- nisation lorsque l'intervalle du signal de sortie (impul- sion de synchronisation) détecte par le détecteur est supérieur à une durée prédéterminée, tandis qu'on chan- ge la phase dès que la durée prédéterminée s'est écou- lée lorsque l'intervalle du signal de sortie est plus court que la durée prédéterminée. 2. Procédé d'attaque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détecte et on mémorise successi- vement l'intervalle de l'émission de l'impulsion de syn- chronisation, pendant une période d'accélération; et pendant une période de ralentissement on détermine l'in- tervalle d'émission de l'impulsion de synchronisation par lecture de l'intervalle mémorisé pendant la pério- de d'accélération, afin de fixer la durée prédéterminée pour le changement de phase, on change la phase à la fin de la durée prédéterminée et on répète l'action ci- dessus pour commander le ralentissement du moteur pas à pals. 3. Procédé d'attaque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un détecteur pour émet- tre une impulsion de synchronisation pour chaque pas du moteur pas à pas.