(57)【要約】【課題】ステッピングモータが停止する際の減衰振動のばらつきを大幅に抑制することが可能な励磁電流切替方法および励磁電流切替装置を提供する。【解決手段】励磁電流切替装置１００は、コントローラ１１と、指令パルス発生器１２と、モータドライバ１３と、同期回路１５とを備えている。駆動機構３４内に同期回路１５を設け、励磁電流Ａの立ち上がりに同期して指令パルス信号２２を生成し、指令パルス信号２２の立ち上がりを起点として始動期間Ｔ１を設定するため、始動期間Ｔ１内で励磁電流ＡＢの生成が開始されるまでの間隔を常に一定にすることができる。そのため、始動、加速および減速の各期間内での励磁電流の総量がそれぞれ一定となり、ステッピングモータが停止する際の減衰振動のばらつきを大幅に抑制できる。【選択図】図１
2011019364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルに流れる励磁電流を決められた順序で切り替えることによって回転駆動されるステッピングモータの励磁電流切替方法において、
前記複数のコイルのうち、少なくとも１つのコイルに流れる前記励磁電流が変化するタイミングを検出し、前記タイミングに同期した変化タイミング信号を生成するステップと、
前記変化タイミング信号に同期した第１の指令パルスを生成した後、所定の時間間隔で第２の指令パルスを間歇的に生成するステップと、
前記第１および第２の指令パルスに同期させて、前記複数のコイルに流れる前記励磁電流を決められた順序で切り替えるステップと、を備えることを特徴とするステッピングモータの励磁電流切替方法。
【請求項２】
前記第１および第２の指令パルスを生成するステップは、前記第１の指令パルスの生成が終了したタイミングと、その後に前記少なくとも１つのコイルに前記励磁電流が流れ始めるタイミングとの間の時間差が変動しないように、前記第１の指令パルスの生成タイミングを設定することを特徴とする請求項１に記載の励磁電流切替方法。
【請求項３】
前記複数のコイルに流れる前記励磁電流を決められた順序で切り替えるステップは、前記第１または第２の指令パルスが生成されてから、次の前記第２の指令パルスが生成されるまでの間に、前記複数のコイルのうち少なくとも一つに流れる前記励磁電流の総量が一定になるように、前記複数のコイルに励磁電流を流すタイミングを設定することを特徴とする請求項１または２に記載の励磁電流切替方法。
【請求項４】
前記指令パルスを生成するステップでは、停止状態の前記ステッピングモータを回転させて再度停止状態とする１サイクルの間に２Ｎｎ個（Ｎは前記ステッピングモータの相数、ｎは正の整数）の前記指令パルスを生成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の励磁電流切替方法。
【請求項５】
前記ステッピングモータの相数Ｎは２であることを特徴とする請求項４に記載の励磁電流切替方法。
【請求項６】
前記第１の指令パルスは、前記ステッピングモータの始動開始を指示するスタート信号が入力された直後に前記励磁電流に所定のエッジが現れるタイミングと、このタイミングから所定期間経過後に前記励磁電流に所定のエッジが現れるタイミングとに同期して生成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の励磁電流切替方法。
【請求項７】
前記間歇的に生成される第２の指令パルスのそれぞれは、その直前の前記第１または第２の指令パルスの生成が終了したタイミングと、このタイミングから所定期間経過後のタイミングとに同期して生成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の励磁電流切替方法。
【請求項８】
前記変化タイミング信号を生成するステップは、前記少なくとも１つのコイルの一端に供給される電圧が変化するタイミングを検出して、前記電圧とは異なる電圧レベルの前記変化タイミング信号を生成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の励磁電流切替方法。
【請求項９】
複数のコイルに流れる励磁電流を決められた順序で切り替えることによって回転駆動されるステッピングモータの励磁電流切替装置において、
前記複数のコイルのうち、少なくとも１つのコイルに流れる前記励磁電流が変化するタイミングを検出し、前記タイミングに同期した変化タイミング信号を生成する同期回路と、
前記変化タイミング信号に同期した第１の指令パルスを生成した後、所定の時間間隔で第２の指令パルスを間歇的に生成する指令パルス発生器と、
前記第１および第２の指令パルスに同期させて、前記複数のコイルに流れる前記励磁電流を決められた順序で切り替えるモータドライバと、を備えることを特徴とするステッピングモータの励磁電流切替装置。
【請求項１０】
前記指令パルス発生器は、前記第１の指令パルスの生成が終了したタイミングと、その後に前記少なくとも１つのコイルに前記励磁電流が流れ始めるタイミングとの間の時間差が変動しないように、前記第１の指令パルスの生成タイミングを設定することを特徴とする請求項９に記載の励磁電流切替装置。
【請求項１１】
前記モータドライバは、前記指令パルス発生器が前記第１または第２の指令パルスを生成しから、次の前記第２の指令パルスを生成するまでの間に、前記複数のコイルのうち少なくとも一つに流れる前記励磁電流の総量が一定になるように、前記複数のコイルに励磁電流を流すタイミングを設定することを特徴とする請求項９または１０に記載の励磁電流切替装置。
【請求項１２】
前記指令パルス発生器は、停止状態の前記ステッピングモータを回転させて再度停止状態とする１サイクルの間に２Ｎｎ個（Ｎは前記ステッピングモータの相数、ｎは正の整数）の前記指令パルスを生成することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の励磁電流切替装置。
【請求項１３】
前記ステッピングモータの相数Ｎは２であることを特徴とする請求項１２に記載の励磁電流切替装置。
【請求項１４】
前記指令パルス発生器は、前記ステッピングモータの始動開始を指示するスタート信号が入力された直後に前記励磁電流に所定のエッジが現れるタイミングと、このタイミングから所定期間経過後に前記励磁電流に所定のエッジが現れるタイミングとに同期して前記第１の指令パルスを生成することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の励磁電流切替装置。
【請求項１５】
前記指令パルス発生器は、それぞれが直前の前記第１または第２の指令パルスの生成が終了したタイミングと、このタイミングから所定期間経過後のタイミングとに同期して前記第２の指令パルスを間歇的に生成することを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載の励磁電流切替装置。
【請求項１６】
前記同期回路は、前記少なくとも１つのコイルの一端に供給される電圧が変化するタイミングを検出して、前記電圧とは異なる電圧レベルの前記変化タイミング信号を生成することを特徴とする請求項９乃至１５のいずれかに記載の励磁電流切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のコイルに流れる励磁電流を決められた順序で切り替えることによって回転駆動されるステッピングモータの励磁電流切替方法および励磁電流切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは、パルス電力に同期して動作する同期電動機で、その運動量（回転角度）は駆動パルスの数に比例する。このため、デジタル制御回路との相性がよく、簡易な回路構成により正確な位置決めを実現できる。
【０００３】
この種のステッピングモータは例えば、コンデンサ等のチップ型電子部品（以下、ワークと呼ぶ）のテーピングを行うテーピング装置の搬送テーブルを位置決めするために用いられる。図６は、従来のテーピング装置３０の一例を示す平面図である。図６のテーピング装置３０は、テーブルベース３１と、搬送テーブル３２と、ワーク収納孔３３と、駆動機構３４と、中心軸３５と、リニアフィーダ３６と、分離供給部３７と、第１検査部３８と、第１排出部３９と、第２検査部４０と、第２排出部４１と、挿入部４２と、キャリアテープ４３と、キャビティ４４とを備えている。
【０００４】
搬送テーブル３２は円形のテーブルであり、テーブルベース３１上に水平に設置される。搬送テーブル３２の周縁部に沿って一定間隔で複数のワーク収納孔３３が設けられている。各ワーク収納孔３３は搬送テーブル３２の外周に向けて開孔し、直方体形状のワークを収納可能である。搬送テーブル３２は、ワーク収納孔３３の間隔ごとに間歇的に回転駆動される。
【０００５】
搬送テーブル３２が間歇回転する際にワーク収納孔３３内のワークが開孔部から遠心力によって外側に飛び出さないように、分離供給部３７の付近を除き、不図示のガード壁が搬送テーブル３２の周囲に設けられている。
【０００６】
分離供給部３７にはリニアフィーダ３６が接続されている。このリニアフィーダ３６は、ワークを順に分離供給部３７に送り込むものである。第１検査部３８、第１排出部３９、第２検査部４０、および、第２排出部４１は、搬送テーブル３２の周縁部に沿って順に配置されている。キャリアテープ４３は、挿入部４２の下側に配置される。キャリアテープ４３上には、一定間隔でキャビティ４４が設けられており、挿入部４２を介してキャビティ４４の中にワークが順に収納される。
【０００７】
次に、図６を用いて、従来のテーピング装置３０の動作の概略を説明する。ワークは、不図示のパーツフィーダからリニアフィーダ３６に投入される。投入されたワークは、振動しながらリニアフィーダ３６内を一列に搬送され、分離供給部３７に到達する。分離供給部３７は、回転駆動される搬送テーブル３２の各ワーク収納孔３３に１つずつワークを収納する。駆動機構３４は、搬送テーブル３２の中心軸３５を基準として、時計回り（図６の矢印Ｆの方向）に搬送テーブル３２を間歇回転させる。
【０００８】
ワーク収納孔３３に収納された各ワークは、搬送テーブル３２の間歇回転により搬送され、第１検査部３８に順に到達する。第１検査部３８では、第１の検査が行われる。第１の検査で不良と判断されたワークは、間歇回転により第１排出部３９に到達すると、外部に排出される。一方、第１の検査で良品と判断されたワークは、間歇回転により第１排出部３９を通過して、第２検査部４０に到達する。
【０００９】
第２検査部４０では、第２の検査が行われる。第２の検査で不良と判断されたワークは、間歇回転により第２排出部４１に到達すると、外部に排出される。一方、第２の検査で良品と判断されたワークは、間歇回転により第２排出部４１を通過して、挿入部４２に到達する。挿入部４２は、各ワークを順にキャビティ４４に１つずつ挿入する。
【００１０】
上記の搬送テーブル３２を間歇回転させるためにステッピングモータを用いることができる。図７は、２相ステッピングモータ（以下、単にモータと呼ぶ）７０の一例を示す斜視図であり、図８（ａ）は図７のモータ７０の平面図である。図７に示すように、モータ７０は、上部ロータ７１ａおよび下部ロータ７１ｂを有するロータ７１と、ロータ７１を貫通するシャフト７２とを備えている。上部ロータ７１ａは、Ｓ極に磁化された歯５１ａ〜６５ａを有し、下部ロータ７１ｂは、Ｎ極に磁化された歯５１ｂ〜６５ｂを有する。
【００１１】
上部ロータ７１ａの歯５１ａ〜６５ａと、下部ロータ７１ｂの歯５１ｂ〜６５ｂとは、１／２ピッチずれて互い違いに配置されている。例えば、下部ロータ７１ｂの歯５１ｂは、上部ロータ７１ａの歯５１ａと５２ａとの間に配置される。なお、図７では、上部および下部ロータ７１ａ，７１ｂがそれぞれ１５個の歯を備えている例を図示しているが、歯の数は任意でよい。歯の数が多いほど、モータ７０の間歇回転角度は小さくなる。
【００１２】
また、図８（ａ）に示すように、ロータ７１に対向してステータ７３ａ，７３ｂが配置されている（図７には不図示）。ステータ７３ａの表面にはコイル７４ａ、７４ａ’が巻回されている。コイル７４ａの一端は端子Ａに接続され、他端は共通端子ＣＯＭ＿Ａに接続されている。コイル７４ａ’の一端は端子Ａ’に接続され、他端は共通端子ＣＯＭ＿Ａに接続されている。
【００１３】
以下では、コイル７４ａの端子Ａから共通端子ＣＯＭ＿Ａに向かって流れる電流を励磁電流Ａと表現し、コイル７４ａ’の端子Ａ’から共通端子ＣＯＭ＿Ａに向かって流れる電流を励磁電流Ａ’と表現する。励磁電流ＡとＡ’は、電流の向きが互いに逆である。
【００１４】
同様に、ステータ７３ｂの表面にはコイル７４ｂ、７４ｂ’が巻回されている。コイル７４ｂの一端は端子Ｂに接続され、他端は共通端子ＣＯＭ＿Ｂに接続されている。コイル７４ｂ’の一端は端子Ｂ’に接続され、他端は共通端子ＣＯＭ＿Ｂに接続されている。
【００１５】
以下では、コイル７４ｂの端子Ｂから共通端子ＣＯＭ＿Ｂに向かって流れる電流を励磁電流Ｂと表現し、コイル７４ｂ’の端子Ｂ’から共通端子ＣＯＭ＿Ｂに向かって流れる電流を励磁電流Ｂ’と表現する。励磁電流ＢとＢ’は、電流の向きが互いに逆である。
【００１６】
図７および図８（ａ）に示すモータ７０は、端子ＡＡ’間および端子ＢＢ’間の２組の端子間にコイル７４ａ〜７４ｂ’を接続しているため、２相ステッピングモータと呼ばれる。後に詳述するように、これらのコイル７４ａ〜７４ｂ’に励磁電流ＡＢ（励磁電流Ａおよび励磁電流Ｂを同時に生成、以下同様），Ａ’Ｂ，Ａ’Ｂ’，ＡＢ’の４種類の励磁電流を順に流す、いわゆる２相励磁方式で、ロータ７１を間歇回転させることができる。これにより図６に示すテーピング装置３０の搬送テーブル３２は間歇回転する。なお、本明細書では、１回分の間歇回転を、１ステップの回転と呼ぶ。
【００１７】
図９は図６の駆動機構３４の内部構成の一例を示すブロック図である。駆動機構３４は、コントローラ１１と、指令パルス発生器１２１と、モータドライバ１３と、図７および図８に示す２相モータ７０で構成されるモータユニット１４とを備えている。
【００１８】
コントローラ１１は、モータ７０の回転を制御する。より具体的には、コントローラ１１は、搬送テーブル３２を１ステップ回転させるために、スタート信号２１を生成する。スタート信号２１は、ハイからロウへの立ち下がりでモータ７０を始動させることを意味する。
【００１９】
指令パルス発生器１２１は、スタート信号２１が立ち下がると、予め定められた時間間隔で４つの指令パルスＸ１〜Ｘ４を含む指令パルス信号２２を生成する。これら４つの指令パルスＸ１〜Ｘ４は、上記４種類の励磁電流に対応しており、指令パルス信号２２がロウからハイへ立ち上がると励磁電流の種類が上記の順で切り替わることを意味する。
【００２０】
モータドライバ１３は、指令パルス信号２２が立ち上がる毎に、モータユニット１４内の４つコイル７４ａ〜７４ｂ’のうち、２つのコイルに流れる励磁電流を決められた順序で切り替える。
【００２１】
モータドライバ１３およびモータユニット１４の内部構成は以下のようになっている。図１０は、モータドライバ１３およびモータユニット１４の内部構成の一例を示すブロック図である。モータドライバ１３は、モータドライバ制御回路８１と、モータドライバ制御回路８１に制御される励磁電流生成回路８２ａ〜８２ｂ’ と、スイッチ７５ａ，７５ｂと、電流検出抵抗７６ａ，７６ｂと、電圧比較回路９２ａ，９２ｂとを有する。モータユニット１４は、コイル７４ａ〜７４ｂ’を有する。
【００２２】
励磁電流生成回路８２ａ〜８２ｂ’の内部構成および動作は同様なので、以下では、励磁電流生成回路８２ａについて、その構成および動作を説明する。
【００２３】
励磁電流生成回路８２ａは、コイル７４ａに励磁電流Ａを流すための電圧をコイル７４ａの両端に供給する。励磁電流生成回路８２ａは、スイッチ９１ａと、ダイオード９３ａと、スイッチ制御回路９４ａとを有する。スイッチ９１ａは、電源端子Ｖｃｃ（例えば１００Ｖ）と端子Ａとの間に接続される。電圧比較回路９２ａは、スイッチ７５ａと電流検出抵抗７６ａとの接続ノードの電圧を基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、電圧比較結果を出力する。ダイオード９３ａは、カソードが端子Ａに接続され、アノードが接地端子に接続されている。スイッチ制御回路９４ａは、電圧比較回路９２ａの出力結果に応じてスイッチ９１ａをオン・オフ制御する。スイッチ７５ａ，９１ａは、例えばバイポーラトランジスタやＭＯＳトランジスタで実現できる。また、共通端子ＣＯＭ＿Ａは、スイッチ７５ａおよび電流検出抵抗７６ａを介して、励磁電流生成回路８２ａ内で接地端子に接続される。
【００２４】
指令パルス信号２２の立ち上がりを検出したモータドライバ制御回路８１が、励磁電流生成回路８２ａに励磁電流Ａを生成するよう指令を出すと、まず電圧比較回路９２ａはスイッチ７５ａと電流検出抵抗７６ａとの接続ノード（以下、単に接続ノードと呼ぶ）の電圧と基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する。コイル７４ａに電流が流れていない状態では、接続ノードの電圧は基準電圧Ｖｒｅｆより小さい。この場合、スイッチ制御回路９４ａは、スイッチ９１ａをオンに設定する。これにより、電源電圧Ｖｃｃがスイッチ９１ａと駆動信号２３１を介して端子Ａに供給され、コイル７４ａに電流が流れる。
【００２５】
コイル７４ａに電流が流れると、しばらくして接続ノードの電圧は基準電圧Ｖｒｅｆより大きくなる。この場合、スイッチ制御回路９４ａは、スイッチ９１ａをオフに設定する。これにより、コイル７４ａには電流が流れなくなる。このとき、端子Ａの電圧は０Ｖ（ロウ）になる。この動作を繰り返すことで、オンとオフとを繰り返すパルス状の波形の励磁電流Ａがコイル７４ａに生成される。このようなパルス状の励磁電流をコイルに供給することはチョッパ制御と呼ばれる。チョッパ制御では、励磁電流が流れる状態と流れない状態とを短い周期で繰り返すことで、コイルに流す励磁電流の総量を任意に制御できる。この総量とは、励磁電流を時間で積分した値である。
【００２６】
その後、モータドライバ制御回路８１が、次の指令パルス信号２２の立ち上がりを検出し、励磁電流生成回路８２ａの励磁電流Ａを止めるよう指令を出すと、スイッチ９１ａがオフしてコイル７４ａに電流が流れなくなる。その後、別の励磁電流生成回路（例えば８２ａ’）は励磁電流の生成を開始する。
【００２７】
実際には、モータドライバ制御回路８１は、２つの励磁電流生成回路に同時に励磁電流を生成する。例えばモータドライバ制御回路８１は、励磁電流生成回路８２ａ，８２ｂからコイル７４ａ，７４ｂに電流を流し、励磁電流ＡＢを生成する。そして、指令パルス信号２２が立ち上がる度に、電流を流す２個のコイルのうち１つを切り替えて、励磁電流ＡＢ，Ａ’Ｂ，Ａ’Ｂ’，ＡＢ’を順に生成する。
【００２８】
図１１（ａ）は、モータ７０の動作の一例を示すタイミング図である。横軸は時間であり、スタート信号２１と指令パルス信号２２の縦軸は電圧、励磁電流ＡＢ’〜Ａ’Ｂ’の縦軸は電流、モータ７０の変位の縦軸は位置である。モータ７０の変位は、モータ７０が「初期位置」から１ステップ回転して「目標位置」に到達する様子を描いている。図８〜図１１を用いて、モータ７０が初期位置から目標位置へ到達する動作を詳しく説明する。なお、図８（ｂ）〜（ｅ）では、コイル７４ａ等を省略している。
【００２９】
図１１（ａ）において、時刻ｔ０以前では、モータ７０は初期位置に停止している状態であり、図９のモータドライバ１３は励磁電流ＡＢ’を生成している。このときの様子を図８（ａ）に示す。コイル７４ａに流れる励磁電流Ａによってステータ７３ａのロータ７１側にＮ極が発生し、コイル７４ｂ’に流れる励磁電流Ｂ’によってステータ７３ｂのロータ７１側にＳ極が発生する。この状態では、ステータ７３ａ（Ｎ極）と、上部ロータ７１ａの歯５１ａ（Ｓ極）とが対向した位置で、両者の引力によってロータ７１は安定して停止している。
【００３０】
仮に停止状態で励磁電流ＡＢ’をオフにすると、この引力がなくなり、モータ７０に接続される負荷（例えば図６の搬送テーブル３２）によってモータ７０が回転してしまうおそれがあるため、停止状態でも励磁電流ＡＢ’を流し続ける必要がある。
【００３１】
図１１（ａ）において、時刻ｔ０でコントローラ１１がスタート信号２１をハイに設定し、さらに時刻ｔ１でロウに設定する。このスタート信号２１の立ち下がりに同期して、指令パルス発生器１２１は指令パルス信号２２をロウに設定し、時刻ｔ２で指令パルス信号２２をハイに設定する。この１番目の指令パルスＸ１に応じて、モータドライバ１３は励磁電流ＡＢ’を止める。そして、励磁電流ＡＢ’を止めて所定時間が経過した時刻ｔ３でモータドライバ１３は励磁電流ＡＢの生成を開始する。ステータ７３ａには、図８（ａ）と同じくロータ７１側にＮ極が発生するが、コイル７４ｂに流れる励磁電流Ｂによってステータ７３ｂのロータ７１側はＮ極に切り替わる。すると、ステータ７３ｂ（Ｎ極）と歯６２ａ（Ｓ極）との引力、および、ステータ７３ｂ（Ｎ極）と歯６２ｂ（Ｎ極）との斥力によりロータ７１は時計回り（矢印Ｆの方向）に回転を開始する。そして、図８（ｂ）に示す、ステータ７３ｂと歯６２ａとが対向する位置まで到達する。この、図１１（ａ）における時刻ｔ２での指令パルス信号２２の立ち上がりから、次の時刻ｔ４での指令パルス信号２２の立ち上がりまでのモータ７０の動作を「始動」と呼ぶ。
【００３２】
さらに、指令パルス発生器１２１は指令パルス２２をロウに設定し、時刻ｔ２から始動期間Ｔ１が経過した時刻ｔ４で指令パルス２２をハイに設定する。この２番目の指令パルスＸ２に応じて、モータドライバ１３は励磁電流ＡＢを止める。そして、励磁電流ＡＢを止めて所定時間経過した時刻ｔ５でモータドライバ１３は励磁電流Ａ’Ｂの生成を開始する。コイル７４ａ’に流れる励磁電流Ａ’によってステータ７３ａのロータ７１側はＳ極に切り替わるが、ステータ７３ｂには、図８（ｂ）と同じくロータ７１側にＮ極が発生する。すると、ステータ７３ａ（Ｓ極）と歯５１ａ（Ｓ極）との斥力、および、ステータ７３ａ（Ｓ極）と歯６５ｂ（Ｎ極）との引力によりロータ７１は時計回りに回転する。そして、図８（ｃ）に示す、ステータ７３ａと歯６５ｂとが対向する位置まで到達する。
【００３３】
上記の始動期間Ｔ１は以下のように設定される。図１１（ｂ）は、時刻ｔ５付近におけるモータ７０の変位の拡大図である。同図の曲線ｇ２に示すように、時刻ｔ５より前に、ロータ７１はステータ７３ｂと歯６２ａとが対向する位置ｐに一旦到達するが、位置ｐを通り過ぎて目標位置側まで進むオーバーシュートが起きる。その後、位置ｐまで引き戻されるが、今度は、位置ｐを通り過ぎて初期位置側まで進むアンダーシュートが起きる。そして、再び位置ｐへ向かう途中の時刻ｔ５（位置ｑ）において励磁電流Ａ’Ｂの生成を開始する。このように、アンダーシュートした位置ｑから位置ｐに向かう時計回りの回転の途中で、上述した励磁電流Ａ’Ｂによる同じ方向の回転動作を行うため、モータ７０は加速される。これにより、モータ７０は、始動から加速に移行する。
【００３４】
始動時の終了時点でモータ７０が加速されるように、モータ７０が初期位置から上述の位置ｑへ到達するまでの時間に応じて、始動期間Ｔ１は予め実験等により設定される。位置ｑへ到達するまでの時間は、モータ７０に取り付ける負荷（この場合、テーピング装置３０の搬送テーブル３２）によって異なるので、負荷毎に始動期間Ｔ１を設定する必要がある。
【００３５】
図１１（ａ）における始動期間Ｔ１が終了する時刻ｔ４での指令パルス信号２２の立ち上がりから、次の時刻ｔ６での指令パルス信号２２の立ち上がりまでのモータ７０の動作を「加速」と呼ぶ。モータ７０を加速することで、目標位置に達するまでの時間を短縮できる。
【００３６】
続いて、指令パルス発生器１２１は指令パルス２２をロウに設定し、時刻ｔ４から加速期間Ｔ２が経過した時刻ｔ６で指令パルス２２をハイに設定する。この３番目の指令パルスＸ３に応じて、モータドライバ１３は励磁電流Ａ’Ｂを止める。そして、励磁電流Ａ’Ｂを止めて所定時間経過した時刻ｔ７でモータドライバ１３は励磁電流Ａ’Ｂ’の生成を開始する。ステータ７３ａには、図８（ｃ）と同じくロータ７１側にＳ極が発生するが、コイル７４ｂ’に流れる励磁電流Ｂ’によってステータ７３ｂのロータ７１側はＳ極に切り替わる。すると、ステータ７３ｂ（Ｓ極）と歯６２ａ（Ｓ極）との斥力、および、ステータ７３ｂ（Ｓ極）と歯６１ｂ（Ｎ極）との引力によりロータ７１は時計回りに回転する。そして、図８（ｄ）に示す、ステータ７３ｂと歯６１ｂとが対向する位置まで到達する。
【００３７】
上記の加速期間Ｔ２は以下のように設定される。図１１（ｃ）は、時刻ｔ７付近におけるモータ７０の変位の拡大図である。同図の曲線ｇ３に示すように、時刻ｔ７より前に、ロータ７１はステータ７３ａと歯６５ｂとが対向する位置ｒに一旦到達するが、位置ｒを通り過ぎて目標位置側まで進むオーバーシュートが起きる。その後、位置ｒに引き戻される途中の時刻ｔ７（位置ｓ）において励磁電流Ａ’Ｂ’の生成を開始する。このようにすることで、オーバーシュートした位置から位置ｒへ向かう反時計回りの回転を行っている途中で、上述した励磁電流Ａ’Ｂ’による時計回りの回転動作を行うため、回転速度が相殺されてモータ７０は減速される。
【００３８】
このようなタイミングでモータ７０が駆動されるように、モータ７０が上述の位置ｓへ到達するまでの時間に応じて、加速期間Ｔ２は予め実験等により設定される。位置ｓへ到達するまでの時間は、モータ７０に取り付ける負荷（この場合、テーピング装置３０の搬送テーブル３２）によって異なるので、負荷毎に加速期間Ｔ２を設定する必要がある。図１１（ａ）における時刻ｔ６での指令パルス信号２２の立ち上がりから、次の時刻ｔ８での指令パルス信号２２の立ち上がりまでのモータ７０の動作を「減速」と呼ぶ。一度加速したモータ７０を減速することで、後述する目標位置での減衰振動の振幅を小さくすることができる。
【００３９】
続いて、指令パルス発生器１２１は指令パルス２２をロウに設定し、時刻ｔ６から減速期間Ｔ３が経過した時刻ｔ８で指令パルス２２をハイに設定する。この４番目の指令パルスＸ４に応じて、モータドライバ１３は励磁電流Ａ’Ｂ’を止める。そして、励磁電流Ａ’Ｂ’を止めて所定時間経過した時刻ｔ９でモータドライバ１３は励磁電流ＡＢ’の生成を開始する。コイル７４ａに流れる励磁電流Ａによってステータ７３ａのロータ７１側はＮ極に切り替わるが、ステータ７３ｂには、図８（ｄ）と同じくロータ７１側にＳ極が発生する。すると、ステータ７３ａ（Ｎ極）と歯６５ｂ（Ｎ極）との斥力、および、ステータ７３ａ（Ｎ極）と歯６５ａ（Ｓ極）との引力によりロータ７１は時計回りに回転する。そして、図８（ｅ）に示す、ステータ７３ａと歯６５ａとが対向する位置である目標位置まで到達する。
【００４０】
図１１（ａ）の破線曲線ｇ０で示すように、目標位置で振動することなく停止するのが理想的だが、実際は実線曲線ｇ１のようにオーバーシュートとアンダーシュートを繰り返しながら、減衰振動を経て目標位置で停止する。
【００４１】
なお、図８では、２つのステータ７３ａ，７３ｂでロータ７１を回転させる例を示しているが、それぞれが端子Ａ，Ａ’と共通端子ＣＯＭ＿Ａ、または、端子Ｂ，Ｂ’と共通端子ＣＯＭ＿Ｂとの間に接続されるコイルを巻かれたステータを更に設けた２相ステッピングモータ７０としてもよい。多くのステータでロータを駆動することで、安定してより大きな負荷を回転させることができる。
【００４２】
図１２は、励磁電流とモータ７０の動作との関係をまとめた図である。このように、図８（ａ）の停止状態から、始動、加速、減速を経て、図８（ｅ）で停止させる１サイクルの動作により、モータ７０は歯１個分回転する。この回転を利用して、図６に示すテーピング装置３０の搬送テーブル３２を１回間歇回転させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４３】
テーピング装置３０には、間歇回転の位置決めが正確であることが要求される。位置決めが不正確であると、例えばワーク収納孔３３が第１検査部３８からずれた位置で第１の検査が行われるおそれがあり、この場合、正しく第１の検査を行えない可能性がある。図１１（ａ）の実線曲線ｇ１に示すように、モータ７０は減衰振動の後に目標位置に到達するので、目標位置に到達してモータ７０が完全に停止する時刻ｔ１１で検査や排出等の処理を開始するのが望ましい。
【００４４】
一方で、テーピング装置３０の検査等の処理スループットを上げるには、搬送テーブル３２を高速に間歇回転することも要求される。時刻ｔ９で４番目の指令パルス信号Ｘ４が立ち上がった後、時刻ｔ１０までには減衰振動の振幅が確実に許容範囲Ｚ（例えば、第１の検査が正しく行える位置）内に収束するのであれば、時刻ｔ１１でなく時刻ｔ１０で処理を開始することができ、テーピング装置３０の処理スループットを向上できる。
【００４５】
しかしながら、図９に示す従来の駆動機構３４では、減衰振動が許容範囲Ｚに収束するまでの時間に大きなばらつきが存在する。図１３は、従来の駆動機構３４でのモータ７０の変位を観測した結果を示す図である。図１３は、指令パルス信号２２の電圧波形とモータ７０の変位を示す位置波形を示しており、モータ７０の変位を５回観測した結果をそれぞれ示している。図１３の横軸は時間であり、指令パルス信号２２の波形の縦軸は電圧、モータ７０の変位波形Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５の縦軸は位置である。測定器の表示機能上の特徴として、モータ７０の変位波形Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５の波形は縦軸方向の上方にいったん振り切れて、その後下方から再度現れているが、実際には、モータ７０は初期位置から目標位置に向かって回転する。
【００４６】
時刻ｔ２以前は、モータ７０は初期位置で停止している。時刻ｔ２で指令パルス信号２２が立ち上がるとモータ７０は始動し、加速および減速を経て、時刻ｔ８で指令パルス信号２２が立ち上がった後に目標位置付近で減衰振動し、やがて目標位置で停止する。図１３から分かるように、Ｎｏ．１の場合はモータ７０が停止するまでの時間が比較的短いが、Ｎｏ．５の場合はモータ７０が停止するまでの時間が長い。減衰振動にばらつきが存在すると、減衰振動の振幅が図１１（ａ）の目標位置に示した許容範囲Ｚ内に収束するまでの時間が最も長い場合を念頭に置いて、搬送テーブル３２を回転駆動した上で、テーピング装置３０における検査や排出の処理を開始せざるを得なくなる。
【００４７】
このように、従来の駆動機構３４では、目標位置での減衰振動が大きくばらつくために、テーピング装置３０の処理スループットを向上できないという問題がある。
【００４８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステッピングモータが停止する際の減衰振動のばらつきを大幅に抑制することが可能な励磁電流切替方法および励磁電流切替装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００４９】
本発明の一態様によれば、複数のコイルに流れる励磁電流を決められた順序で切り替えることによって回転駆動されるステッピングモータの励磁電流切替方法において、前記複数のコイルのうち、少なくとも１つのコイルに流れる前記励磁電流が変化するタイミングを検出し、前記タイミングに同期した変化タイミング信号を生成するステップと、前記変化タイミング信号に同期した第１の指令パルスを生成した後、所定の時間間隔で第２の指令パルスを間歇的に生成するステップと、前記第１および第２の指令パルスに同期させて、前記複数のコイルに流れる前記励磁電流を決められた順序で切り替えるステップと、を備えることを特徴とするステッピングモータの励磁電流切替方法が提供される。
【００５０】
また、本発明の一態様によれば、複数のコイルに流れる励磁電流を決められた順序で切り替えることによって回転駆動されるステッピングモータの励磁電流切替装置において、前記複数のコイルのうち、少なくとも１つのコイルに流れる前記励磁電流が変化するタイミングを検出し、前記タイミングに同期した変化タイミング信号を生成する同期回路と、前記変化タイミング信号に同期した第１の指令パルスを生成した後、所定の時間間隔で第２の指令パルスを間歇的に生成する指令パルス発生器と、前記第１および第２の指令パルスに同期させて、前記複数のコイルに流れる前記励磁電流を決められた順序で切り替えるモータドライバと、を備えることを特徴とするステッピングモータの励磁電流切替装置が提供される。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、ステッピングモータが停止する際の減衰振動のばらつきを大幅に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】テーピング装置３０の駆動機構３４の概略構成の一例を示すブロック図。
【図２】同期回路１５の内部構成の一例を示す回路図。
【図３】指令パルス発生器１２の処理動作の一例を示すフローチャート。
【図４】図１の駆動機構３４における、励磁電流、スタート信号２１、立ち上がり検出信号２４および指令パルス信号２２との関係を示すタイミング図。
【図５】図１の駆動機構３４でのステッピングモータ７０の変位を観測した結果を示す図。
【図６】テーピング装置３０の一例を示す平面図。
【図７】２相ステッピングモータ７０の一例を示す斜視図。
【図８】２相ステッピングモータ７０の一例を示す平面図。
【図９】図７および図８に示す２相ステッピングモータ７０を内蔵する、従来の駆動機構３４の概略構成の一例を示すブロック図。
【図１０】モータドライバ１３およびモータユニット１４の内部構成の一例を示すブロック図。
【図１１】ステッピングモータ７０の動作の一例を示すタイミング図。
【図１２】励磁電流とステッピングモータ７０の動作との関係をまとめた図。
【図１３】従来の駆動機構３４でのステッピングモータ７０の変位を観測した結果を示す図。
【図１４】図９の駆動機構３４における、励磁電流、スタート信号２１および指令パルス信号２２の関係を示すタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
まず初めに、モータ７０の減衰振動が収束するまでの時間にばらつきが生じる理由を説明する。図１４は、図９の駆動機構３４における、励磁電流、スタート信号２１および指令パルス信号２２の関係を示すタイミング図である。横軸は時間であり、縦軸は、励磁電流ＡＢ’，ＡＢについては電流、その他については電圧である。
【００５４】
時刻ｔ１０で、図９のコントローラ１１はスタート信号２１をロウに設定する。これに同期して、指令パルス発生器１２１は指令パルス信号２２中の最初の指令パルスＸ１を生成する。この指令パルスＸ１は、スタート信号２１に同期してロウになり、さらに時刻ｔ１２でハイになる。
【００５５】
スタート信号２１は、励磁電流ＡＢ’とは非同期であるため、従来の励磁電流切替手法では、励磁電流ＡＢ’と非同期で指令パルスを生成していた。
【００５６】
図１４（ａ）は、指令パルス発生器１２１が指令パルス信号２２をハイに設定する時刻ｔ１２で励磁電流ＡＢ’が流れない例を示している。この場合、図９のモータドライバ１３は、励磁電流ＡＢ’が生成されなくなる時刻ｔ１１から所定の時間Ｔ０が経過した時刻ｔ１３から励磁電流ＡＢを生成し始める。
【００５７】
一方、図１４（ｂ）は、指令パルス発生器１２１が指令パルス信号２２をハイに設定する時刻ｔ１２で励磁電流ＡＢ’が流れる例を示している。この場合、モータドライバ１３は、励磁電流ＡＢ’が生成されなくなる時刻ｔ１５から所定の時間Ｔ０が経過した時刻ｔ１６から励磁電流ＡＢを生成し始める。
【００５８】
励磁電流ＡＢ’と非同期で指令パルス２２が立ち上がり、その立ち上がりタイミングは全く制御されていないので、図１４（ａ）のタイミングで励磁電流が切り替わることもあるし、同図（ｂ）のタイミングで切り替わることもある。図１４（ａ）と同図（ｂ）とを比較すると、始動期間Ｔ１内の励磁電流ＡＢの総量（励磁電流ＡＢを時間で積分した量）が異なっている。より具体的には、図１４（ｂ）の方が指令パルス信号２２がハイになってから励磁電流ＡＢの生成が開始されるまでの時間が長いため、始動期間Ｔ１内の励磁電流ＡＢの総量が少なくなる。
【００５９】
仮に、図１４（ａ）の場合を念頭に置いて始動期間Ｔ１、加速期間Ｔ２、減速期間Ｔ３を定めていたとすると、図１４（ａ）の場合は、図１１（ａ）〜（ｃ）の軌跡を再現できる。しかしながら、図１４（ｂ）の場合は、励磁電流ＡＢの生成開始時刻が図１４（ａ）よりも遅いため、図１１（ｂ）の時刻ｔ５までに流れる励磁電流ＡＢの総量は、図１４（ａ）の場合より少なくなる。その結果、時刻ｔ５における、モータ７０の変位を示す曲線ｇ２（図１１（ｂ））上の位置は図１４（ａ）の場合と一致しない。この場合でも時刻ｔ５でモータドライバ１３が励磁電流をＡＢ（始動）からＡ’Ｂ（加速）へと切り替えるため、時刻ｔ７における、モータ７０の変位を示す曲線ｇ３（図１１（ｃ））上の位置も図１４（ａ）の場合と一致しない。この場合に時刻ｔ７でモータドライバ１３が励磁電流をＡ’Ｂ（加速）からＡ’Ｂ’（減速）へと切り替えると、図１４（ｂ）の場合は、図１１（ａ）の実線曲線ｇ１とは異なってしまう。その結果、目標位置での減衰振動が図１１（ａ）に示すものとは異なることになる。
【００６０】
このように、励磁電流ＡＢ’と指令パルス信号２２とが非同期であるために、始動期間Ｔ１内の励磁電流ＡＢの総量にばらつきが生じる。同様に、加速期間Ｔ２内の励磁電流Ａ’Ｂや減速期間Ｔ３内の励磁電流Ａ’Ｂ’の総量にもばらつきが生じる。これら各期間での励磁電流の総量のばらつきが、図１３に示すような、モータ７０の減衰振動がばらつく原因である。
【００６１】
以下、本発明に係るモータ７０の励磁電流切替方法および励磁電流切替装置の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００６２】
図１はテーピング装置３０の駆動機構３４の概略構成の一例を示すブロック図である。図１の駆動機構３４は、本発明の一実施形態に係るモータ７０の励磁電流切替装置１００と、モータ７０で構成されるモータユニット１４とを備えている。図１では、図９と共通する構成部分には同一の符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。
【００６３】
図１の励磁電流切替装置１００は、コントローラ１１と、指令パルス発生器１２と、モータドライバ１３と、モータユニット１４と、同期回路１５とを備えている。
【００６４】
図９と比較して、図１の駆動機構３４は同期回路１５をさらに備えており、かつ、指令パルス発生器１２の動作は図９の指令パルス発生器１２１の動作と異なる。その他の構成および動作は図９と同様であるため、説明を省略する。
【００６５】
まず、同期回路１５について説明する。同期回路１５は、図８（ａ）に示すコイル７４ａの一端に供給される駆動信号２３１の電圧の立ち上がりを検出することにより、コイル７４ａを流れる励磁電流Ａの立ち上がりを検出し、立ち上がり検出信号２４を生成する。より具体的には、同期回路１５は、励磁電流Ａが立ち上がると、立ち上がり検出信号２４をロウに設定し、励磁電流Ａが立ち下がると、立ち上がり検出信号２４をハイに設定する。また、同期回路１５は、駆動信号２３１の電圧（電圧振幅が例えば１００Ｖ）を、指令パルス発生器１２の電源電圧（例えば５Ｖ）に応じた電圧振幅の立ち上がり検出信号２４に変換するレベル変換の役割も持つ。
【００６６】
図２は、同期回路１５の内部構成の一例を示す回路図である。図２の同期回路１５は、フォトカプラ１５１を備える。フォトカプラ１５１は、アノードが電源端子Ｖ１（例えば駆動信号２３１の電圧と同じ１００Ｖ）に接続され、カソードが駆動信号２３１に接続される発光ダイオード１５２と、コレクタが電源端子Ｖ２（例えば指令パルス発生器１２の電源電圧と同じ５Ｖ）に接続され、エミッタから立ち上がり検出信号２４が出力されるフォトトランジスタ１５３とを有する。発光ダイオード１５２とフォトトランジスタ１５３は互いに電気的に絶縁されており、リーク電流の発生を抑制できる。
【００６７】
駆動信号２３１がハイに設定されると、発光ダイオード１５２のアノードとカソードとの電位差がなくなるため、発光ダイオード１５２は発光しない。よって、フォトトランジスタ１５３はオンせず、エミッタである立ち上がり検出信号２４はロウとなる。一方、駆動信号２３１がロウに設定されると、発光ダイオード１５２が発光する。そのため、フォトトランジスタ１５３がオンし、エミッタである立ち上がり検出信号２４はハイとなる。図１０で説明した通り、駆動信号２３１が電源電圧Ｖｃｃすなわちハイになるのと同期して励磁電流Ａが流れるので、同期回路１５は、駆動信号２３１の立ち上がり、すなわち、励磁電流Ａの立ち上がりを検出する度に、立ち上がり検出信号２４をロウに設定する。
【００６８】
このように、図２に示す簡易な同期回路１５で、励磁電流Ａの立ち上がりを検出して、指令パルスＸ１を生成できる。なお、図２は例示であって、同期回路１５の具体的な回路構成はこれに限定されない。
【００６９】
図３は、指令パルス発生器１２の処理動作の一例を示すフローチャートである。以下、図３を用いて指令パルス発生器１２の処理動作を説明する。
【００７０】
指令パルス発生器１２は、スタート信号２１がロウになり（ステップＳ１）、かつ、同期回路１５で生成される立ち上がり検出信号２４が立ち下がる（ステップＳ２）と、指令パルス信号２２をロウに設定する（ステップＳ３）。その後、所定の時間待機する（ステップＳ４）。待機後、立ち上がり検出信号２４が立ち下がる（ステップＳ５）と、指令パルス発生器１２は、指令パルス信号２２をハイに設定する。立ち上がり検出信号２４の立ち下がりは、励磁電流Ａの立ち上がりに同期しているため、以上のようにして指令パルス発生器１２は、励磁電流Ａに同期した第１の指令パルスとして指令パルスＸ１を含む指令パルス信号２２を生成できる。
【００７１】
なお、図１２によると、励磁電流Ａが流れるのは、停止および始動の期間であるが、停止状態でスタート信号２１がロウ設定されるため、始動を意味する１番目の指令パルスＸ１が励磁電流Ａに同期して生成される。
【００７２】
その後は、指令パルス発生器１２は、立ち上がり検出信号２４を参照することなく、図１１（ｂ），（ｃ）のように駆動されるよう予め設定された始動期間Ｔ１、加速期間Ｔ２、減速期間Ｔ３に応じて、指令パルスＸ２，Ｘ３，Ｘ４を第２の指令パルスとして生成する（ステップＳ７）。これら各期間Ｔ１〜Ｔ３を計測するために、例えば指令パルス発生器１２内にタイマ（不図示）を設けてもよいし、指令パルス発生器１２に入力されるクロック信号（不図示）をカウントすることで計測しても良い。
【００７３】
このような指令パルス発生器１２は、ハードウェアで実現してもよいし、ソフトウェアで実現してもよい。
【００７４】
図４は、図１の駆動機構３４における、励磁電流、スタート信号２１、立ち上がり検出信号２４および指令パルス信号２２との関係を示すタイミング図である。横軸は時間、縦軸は、立ち上がり検出信号２４については電圧であり、その他は図１４と同様である。
【００７５】
まず、時刻ｔ３０で、図１のコントローラ１１はスタート信号２１をロウに設定する。次いで、時刻ｔ３１で励磁電流Ａが立ち上がるため、同期回路１５は立ち上がり検出信号２４をロウに設定する（図３のステップＳ３）。これにより、指令パルス発生器１２は、時刻ｔ３１で指令パルス信号２２をロウに設定する。その後、待機時間を経過（ステップＳ４）した後、時刻ｔ３２で励磁電流Ａが立ち上がるため、同期回路１５は立ち上がり検出信号２４をロウに設定する。これにより、指令パルス発生器１２は、時刻ｔ３２で指令パルス信号２２をハイに設定する（ステップＳ６）。
【００７６】
その後、図４の時刻ｔ３３で励磁電流Ａは立ち下がる。時刻ｔ３２で指令パルス信号２２が立ち上がるため、時刻ｔ３３の後は、モータドライバ１３は励磁電流ＡＢ’を生成しない。このように、モータドライバ１３は、励磁電流ＡＢ’の生成を開始した後、指令パルス信号２２が立ち上がると、励磁電流ＡＢ’の生成を停止する。
【００７７】
その後、時刻ｔ３３から所定の時間Ｔ０が経過した時刻ｔ３４からモータドライバ１３は励磁電流ＡＢを生成し始める。このように、図１の駆動機構３４では、常に指令パルス信号２２の立ち上がりである時刻ｔ３２から、励磁電流ＡＢが生成される時刻ｔ３４までの時間差が変動しない。これは、図３の処理により、指令パルス発生器１２が指令パルス信号２２の指令パルスＸ１の立ち上がりタイミングを励磁電流Ａの立ち上がりタイミングに同期させたことにより得られる効果である。
【００７８】
ここで、従来の駆動機構３４による図１４と、本実施形態の駆動機構３４による図４とを比較する。図１４（ａ）では、時刻ｔ１３で励磁電流ＡＢの生成が開始されるが、図１４（ｂ）では、時刻ｔ１３より遅い時刻ｔ１６で励磁電流ＡＢの生成が開始される。このように、励磁電流ＡＢの生成開始時間にばらつきが存在し、その結果、始動期間Ｔ１内に流れる励磁電流ＡＢの総量にばらつきが生じる。これは、上述のように励磁電流Ａと指令パルス信号２２が同期していないのが原因である。
【００７９】
これに対し、図４では、励磁電流Ａの立ち上がりに同期して指令パルス信号２２が立ち上がるため、励磁電流ＡＢが生成されるのは、常に時刻ｔ３４である。つまり、始動期間Ｔ１内に流れる励磁電流ＡＢの総量は常に一定になる。
【００８０】
よって、図１１（ｂ）に示す時刻ｔ５ではモータ７０が位置ｑに到達しており、確実にこのタイミングでモータドライバ１３は励磁電流をＡＢ（始動）からＡ’Ｂ（加速）に切り替えることができる。そのため、時刻ｔ５から加速時間Ｔ２が経過した後の時刻ｔ７におけるモータ７０の位置もばらつかず、図１１（ｃ）に示す時刻ｔ７ではモータ７０が位置ｓに到達しており、確実にこのタイミングでモータドライバ１３は励磁電流をＡ’Ｂ（加速）からＡ’Ｂ’（減速）に切り替えることができる。同様に、モータ７０が一定の位置にあるタイミングで、確実にモータドライバ１３は励磁電流をＡ’Ｂ’（減速）からＡＢ’（停止）に切り替えることができる。その結果、常に図１１（ａ）にモータの変位として示した軌跡でモータ７０は初期位置から目標位置まで移動することとなり、時刻ｔ９以降の減衰振動にばらつきは生じなくなる。
【００８１】
図５は、図１の駆動機構３４でのモータ７０の変位を観測した結果を示す図である。図１３と共通する説明は省略する。図５から分かるように、Ｎｏ．１〜５のいずれも、ほぼ同一の減衰振動をしており、図１３と比較して、大幅に減衰振動のばらつきが抑制される。
【００８２】
結果として、図１の駆動機構３４で図６のテーピング装置３０の搬送テーブル３２を間歇回転させる場合、一定の時間内で、減衰振動の振幅を確実に図１１（ａ）の目標位置に示した許容範囲Ｚ内に抑えることができ、テーピング装置３０における検査や排出等の処理の開始を図１１（ａ）における時刻ｔ１０に早めることができる。よって、搬送テーブル３２の回転速度を高速化でき、テーピング装置３０の処理スループットを向上できる。本実施形態に示す駆動機構３４でモータ７０を駆動することにより、例えば数１０ｍｓの周期（スタート信号２１が立ち下がる周期）で搬送テーブル３２を間歇回転させることが可能になる。
【００８３】
このように、本実施形態では、駆動機構３４内に同期回路１５を設け、励磁電流Ａの立ち上がりに同期して指令パルス信号２２を生成し、指令パルス信号２２の立ち上がりを起点として始動期間Ｔ１を設定するため、始動期間Ｔ１内で励磁電流ＡＢの生成が開始されるまでの間隔を常に一定にすることができる。そのため、始動、加速および減速の各期間内での励磁電流の総量がそれぞれ一定となり、モータ７０が停止する際の減衰振動のばらつきを大幅に抑制できる。結果として、モータ７０で間歇回転されるテーピング装置３０の処理スループットを向上できる。
【００８４】
上述した実施形態では、同期回路１５は、励磁電流Ａの立ち上がりを検出するが、励磁電流Ａの立ち下がりを検出して立ち下がり検出信号を生成し、この立ち下がり検出信号に同期して、指令パルス発生器１２が指令パルス信号２２を生成してもよい。この場合も、同期回路１５や指令パルス発生器１２の基本的な動作は同様である。すなわち、同期回路１５は、励磁電流Ａの立ち上がりまたは立ち下がりである変化タイミングを検出して、これに同期して立ち上がり検出信号または立ち下がり検出信号である変化タイミング検出信号を生成すればよい。
【００８５】
また、上述した実施形態では、モータ７０のコイルが２相で、励磁電流の種類は４である例を説明したが、一般には、コイルがＮ相の場合、指令パルス発生器１２は２Ｎの整数倍個の指令パルスを生成し、励磁電流の種類を２Ｎの整数倍とすることで、モータ停止時の位置決め精度を向上できる。例えば、モータのコイルが３相（端子ＡＡ’間と、端子ＢＢ’間と、端子ＣＣ’間とにコイルが設けられる）であれば、指令パルス発生器１２は６の整数倍個の指令パルスを生成し、励磁電流の種類は６の整数倍とする。同様に、モータのコイルが５相であれば、指令パルス発生器１２は１０の整数倍個の指令パルスを生成し、励磁電流の種類は１０の整数倍とする。これらの場合も、１番目の指令パルスＸ１を、励磁電流の変化タイミングに同期させることにより、減衰振動のばらつきを大幅に抑制できる。
【００８６】
ここで、指令パルス発生器１２は、２番目以降の指令パルスを励磁電流の変化タイミングに同期させて第１の指令パルスを生成してもよい。この場合、同期させる指令パルス以降の励磁電流の総量がばらつかなくなり、上述した実施形態と同様に、減衰振動のばらつきを軽減できる。また、指令パルス発生器１２は、複数の指令パルスを励磁電流の変化タイミングに同期させて第１の指令パルスを生成してもよい。
【００８７】
さらに、上述した本実施形態では、コイルが２相である場合に、４種類の励磁電流に対応して、モータ７０を停止から始動、加速、減速を経て停止させるが、モータ７０の駆動方式は必ずしもこれに限らない。例えば、停止から始動、等速移動、等速移動を経て停止させてもよい。また、コイルが３相で、６種類の励磁電流でモータを駆動する場合は、６種類の励磁電流に対応して、停止から始動、第１加速、第２加速、第１減速、第２減速を経て停止させてもよいし、始動、等速移動、等速移動、等速移動、等速移動を経て停止させてもよい。
【００８８】
また、図１の同期回路１５の役割は、上述したように、励磁電流の変化タイミングの検出およびレベル変換であり、モータドライバ１３やモータユニット１４の内部構成とは無関係であるため、異なる種類のモータドライバ１３やモータユニット１４に図１の同期回路１５を接続可能である。
【００８９】
上述した実施形態では、テーピング装置３０の搬送テーブル３２を間歇回転させるためにモータ７０を用いる例を説明したが、モータ７０の用途はこれに限られない。
【００９０】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態には限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１２  指令パルス発生器
１３  モータドライバ
１５  同期回路
２１  スタート信号
２２  指令パルス信号
２４  立ち上がり検出信号
７０  ステッピングモータ
７４ａ〜７４ｂ’  コイル
１００  励磁電流切替装置
【図１】
2011019364.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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