JP2561887B2 - サーボモータの回転数計数回路 - Google Patents

サーボモータの回転数計数回路

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JP2561887B2
JP2561887B2 JP4305696A JP30569692A JP2561887B2 JP 2561887 B2 JP2561887 B2 JP 2561887B2 JP 4305696 A JP4305696 A JP 4305696A JP 30569692 A JP30569692 A JP 30569692A JP 2561887 B2 JP2561887 B2 JP 2561887B2
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    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はロボットの関節などを
駆動させるサーボモータの回転された程度を計数し、そ
の関節の移動量を検出するサーボモータの回転数計数回
路に関し、とくにサーボモータに付着されたエンコーダ
出力パルスをサーボモータを制御する位置制御器の動作
周波数範囲に合うパルスにより分周可能にされたサーボ
モータの回転数計数回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の計数回路は、図1のごとくパルス
信号入力ターミナルAがエクスクルーシブORゲートG
11の一側入力ターミナル及びフリップフロップFF1
1の入力ターミナルD11に共通接続され、エクスクル
ーシブORゲートG11の他側入力ターミナルにはパル
ス信号入力ターミナルBが接続され、バルス信号及び入
力ターミナルA及びBには図示のないエンコーダからサ
ーボモータの回転情報をもつ信号パルスが出力される。
【0003】上記パルス信号入力ターミナルBはまたエ
クスクルーシブORゲートG12の一側入力ターミナル
に接続されるとともに、抵抗R1及びコンデンサを介し
てエクスクルーシブORゲートG12の他側入力ターミ
ナルに接続され、エクスクルーシブORゲートG12の
出力端は、フリップフロップFF11のクロックターミ
ナルCK1に接続される。
【0004】一方、エクスクルーシブORゲートG11
の出力端は、エクスクルーシブORゲートG13の一側
入力ターミナルに接続され、その接続点が抵抗R2及び
コンデンサG2を介してエクスクルーシブORゲートG
13の他側入力ターミナルに接続され、エクスクルーシ
ブORゲートG13の出力端は、カウンタ21のアップ
またはダウンターミナルに出力端が夫々接続されたナン
ドゲートNG1,NG2の一側入力ターミナルに抵抗R
3及びコンデンサC3を介して接続される。ナンドゲー
トNG1の他側入力ターミナルには一側入力ターミナル
がフリップフロップFF1の出入ターミナルA1に接続
され、他側入力ターミナルがパルス信号入力ターミナル
Bに接続されたエクスクルーシブORゲートG14の出
力端に接続され、その接続点はインバータ11を介して
ナンドゲートNG2の他側入力ターミナルに接続される
構造となっていた。
【0005】上記構成の従来の計数回路は、回転軸の
正、逆回転により図2Aのパルス信号が図1のパルス信
号入力ターミナルAを介してエクスクルーシブORゲー
トG11の一側入力ターミナルに印加され、図2Bのパ
ルス信号はパルス信号入力ターミナルBを介してエクス
クルーシブORゲートG11,G12の他側入力ターミ
ナルに印加されるとともに、抵抗R1及びコンデンサG
1を介して所定時間遅延後、エクスクルーシブORゲー
トG12の一側入力ターミナルに印加される。したがっ
て、エクスクルーシブORゲートG11の出力端には図
2Cのパルス信号が出力されたエクスクルーシブORゲ
ートG13の一側入力ターミナルに印加されるととも
に、抵抗R2及びコンデンサG2を介して所定時間遅延
された後、エクスクルーシブORゲートG13の他側入
力ターミナルに印加されるため、エクスクルーシブOR
ゲートG13の出力側には図2Dのパルス信号が出力さ
れ、その出力パルス信号は抵抗R3とコンデンサC3を
介して所定時間遅延されたのち、ナンドゲートNG1,
NG2の一側入力ターミナルに印加される。
【0006】さらに、エクスクルーシブORゲートG1
2の出力側には、図2Eのパルス信号が出力されフリッ
プフロップ11のクロックターミナルCK1に印加され
るため、フリップフロップFF11の出力ターミナルQ
1には図2Fのパルスが出力されエクスクルーシブOR
ゲートG14の一側入力ターミナルに印加され、エクス
クルーシブORゲートG14の他側入力ターミナルには
パルス信号入力ターミナルBに入力された図2Bのパル
ス信号が印加される。
【0007】したがって、エクスクルーシブORゲート
G14の出力側には図2Gのごとく、回転軸の正方向又
は逆方向回転に従い高電位又は低電位が出力され、ナン
ドゲートNG1の他側入力ターミナルに印加されるとと
もに、インバータ11を介して図4Hの低電位又は高電
位に反転され、ナンドゲートNG2の他側入力ターミナ
ルに印加される。これにより、ナンドゲートNG1,N
G2の出力側には図2I,Jのパルス信号が出力され、
カウンタ21のアップ、ダウンターミナルに印加される
ため、カウンタ21は回転軸の1回転につれて信号パル
スを加算又は減算し回転軸の回転程度を計数するように
なる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
計数回路は、回転軸の1回転につれてパルス信号入力タ
ーミナルA,Bに入力されるパルス信号を4逓倍し、カ
ウンタはこの逓倍されたパルスをアップカウント又はダ
ウンカウントしながら、回転軸の回転程度を計数するの
であるが、サーボモータを制御する図示のない位置制御
器は、その種によって定格周波数範囲が相違するため、
従来の計数回路のごとく、回転軸の1回転につれて出力
されるパルスを一定の範囲内でのみ計数する計数回路
は、これに相応する出力周波数範囲内で動作する位置制
御器だけが使用できるし、位置制御器の定格周波数範囲
が上記計数回路の出力周波数より小の場合には、上記従
来の計数回路は使われないという問題点があった。
【0009】
【発明の目的】そこで、この発明は上記のごとき従来の
問題点の解決のためなされたものであって、この発明の
目的は、計数回路の接続される図示のない位置制御器の
動作周波数範囲内へ信号パルスを分周できるサーボモー
タの回転数計数回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記のごとき目的を達成
するためにこの発明は、信号入力端にエンコーダの接続
された第1エクスクルーシブORゲートの出力端が
2エクスクルーシブORゲートの一方の入力ターミナル
に接続され、その他の入力ターミナルには遅延回路を
介して接続され、記エンコーダから出力される位相が
異なる1対の信号パルスを逓倍するパルス逓倍手段と、
記パルス逓倍手段から出力される逓倍信号パルスをマ
イクロプロセッサにセッティングされた分周量にて分周
するパルス分周手段と、記マイクロプロセッサでセッ
ティングされた前記分周量に応じ記パルス逓倍手段
記パルス分周手段から出力される信号パルス
1つを選ぶパルス選択手段と、記パルス選択手段から
出力される信号パルスをアップ/ダウンカウントするカ
ウンタと、このカウンタに接続された第3エクスクルー
シブORゲート、また、記カウンタの出力側及び前記
第3エクスクルーシブORゲートの出力側に接続された
第1及び第2フリップフロップとから構成され、前記
ンコーダから出力される信号パルスと同じ位相差を有す
る1対の信号パルスを出力する波形整形手段と、前記
ンコーダから出力される信号パルスと、前記第2エクス
クルーシブORゲートから出力される信号パルス周期に
って制御信号を発生し前記波形整形手段に構成され
前記カウンと、前記第1,第2フリップフロップに
印加る制御信号発生手段とから構成されたことを特徴
とする。
【0011】
【実施例】以下、添付図面に沿ってこの発明の実施例を
詳述する。図3において、パルス逓倍回路1は、1対の
継続接続された第1,2エクスクルーシブORゲートG
1,G2から構成され、図示のないエンコーダから出力
される、位相の異なる1対の信号パルスをエクスクルー
シブORして4逓倍する。つまり、第1エクスクルーシ
ブORゲートG1はパルス入力ターミナルA,Bに印加
される1対のエンコーダ信号パルスをエクスクルーシブ
OR演算してエンコーダ信号パルス周波数の2倍に該当
される信号パルス、つまり、2逓倍された信号パルスを
出力する。第2エクスクルーシブORゲートG2の1対
の入力ターミナルには、抵抗R1とコンデンサC1から
構成された遅延回路を介して遅延された2逓倍信号パル
スが入力される。従って、第2エクスクルーシブORゲ
ートG2は2逓倍信号パルスと遅延された2逓倍信号パ
ルスをエクスクルーシブOR演算してエンコーダ出力パ
ルスと比べて4倍の周波数にてなる信号パルスを出力す
るようになる。
【0012】結果、パルス逓倍回路1は、エンコーダで
印加される信号パルスを4逓倍することになる。
【0013】第2エクスクルーシブORゲートG2の出
力端には設定されたデータ値を可変的に変更できるプロ
グラマブルカウンタ2が接続され、上記プログラマブル
カウンタ2は設定されたデータ値で第2エクスクルーシ
ブORゲートG2から出力される信号パルスを分周す
る。
【0014】プログラマブルカウンタ2のデータ入力端
は緩衝役割をするバッファ3及びデータバスDBを介し
てマイクロプロセッサ4に接続され、マイクロプロセッ
サ4のデータ端D0〜D7はバッファ5を介してユーザ
ーが手操作をするDIPスイッチ6に接続される。従っ
て、ユーザーがDIPスイッチ6を手操作して設定され
た分周量をマイクロプロセッサ4に入力させ、マイクロ
プロセッサ4は入力された分周量データによりプログラ
マブルカウンタ2を制御する。
【0015】図3のごとく、8ビットDIPスイッチ6
を用いる場合、最高256まで可変設定できるため、プ
ログラマブルカウンタ2は入力信号パルスを最高256
まで分周できるが、この発明は8ビットDIPスイッチ
に限定せず、各種のDIPスィッチを使用できる。
【0016】上記プログラマブルカウンタ2で分周され
た信号パルスと、第1,2エクスクルーシブORゲート
で逓倍された夫々の信号パルスは、夫々マルチプレクサ
7のデータ入力端D0,D1,D2に入力され、マルチ
プレクサ7はマイクロプロセッサ4からラッチ回路8を
介して、制御信号入力端C1〜C4に印加される信号に
よって上記信号パルス中の1つが出力端A1を介して選
択的に出力することになる。
【0017】つまり、エンコーダ信号パルスを3分以上
分周するために、マイクロプロセッサ4に3分以上のデ
ータ値が設定されているときには、ラッチ回路8を介し
てマルチプレクサ7の制御信号入力端C1〜C4に10
進数の3に該当する2進数の0011信号が入力され、
マルチプレクサ7はプログラマブルカウンタで分周され
た信号パルスを出力する。
【0018】エンコーダ信号パルスを2分周するため、
DIPスイッチ6を0000 0010に設定すると、
制御信号入力端C1〜C4には、10進数の2に該当す
る2進数の0010信号が入力され、マルチプレクサ7
は第2エクスクルーシブORゲートG2で逓倍された信
号パルスを出力する。また、エンコーダ信号パルスを分
周せずにそのまま出力させるために、DIPスイッチ6
を0000 0001に設定すると、制御信号入力端C
1〜C4には0001信号が入力され、マルチプレクサ
7は第1エクスクルーシブORゲートG1で逓倍された
信号パルスを出力する。
【0019】マルチプレクサ7から出力された信号は、
波形整形手段9からエンコーダから出力される信号パル
スと同一の位相差をもつ1対の分周信号パルスに再構成
され、図示のない位置制御器に出力される。
【0020】つまり、波形整形手段9には、カウンタ1
0が構成されマルチプレクサ7から出力される分周信号
を図示のないサーボモータの回転方向につれてアップ又
はダウン動作を行い、カウンタ10から出力される信号
はフリップフロップFF1に直接印加され、また、第3
エクスクルーシブORゲートでエクスクルーシブORゲ
ート演算されフリップフロップFF2に印加される。
【0021】一方、フリップフロップFF1,FF2
は、第1,2エクスクルーシブORゲートG1,G2に
接続された制御信号発生手段から印加される制御信号に
よりエンコーダから出力される1対の信号パルス位相差
と同一の1対の分周された信号パルスを図示のない位置
制御器に出力し、位置制御器は再構成され分周された信
号パルスを用いて図示のないサーボモータを制御するこ
とになる。
【0022】一方、制御信号発生手段は、フリップフロ
ップFF3とインバータ11とから構成される。
【0023】次に、この発明の実施例の作用及び効果に
ついて述べる。図3において、エクスクルーシブORゲ
ートG1の信号入力端A,Bには、図示のないエンコー
ダから図4A,Bに示す信号パルスが入力される。エン
コーダを付された図示のないサーボモータが正回転する
ときは、図4のパルス位相は同図Bのパルスより先立ち
モータの逆回転時にはその反対の場合が生じる。つま
り、Aのパルス位相は、Bのパルスより遅れることにな
る。
【0024】上記エクスクルーシブORゲートG1は、
図4A,Bに示すパルスをエクスクルーシブORして図
4Cのごとく、2逓倍された信号パルスをエクスクルー
シブORゲートG2に出力する。エクスクルーシブOR
ゲートG2は、2逓倍された信号パルスと抵抗R1及び
コンデンサC1で遅延された信号パルスを4逓倍した
後、分周手段をなすプログラマブルカウンタ2に出力す
る。
【0025】上記プログラマブルカウンタ2は、ユーザ
ーがDIPスイッチ6を操作し、マイクロプロセッサに
設定されたN分周量によりエクスクルーシブORゲート
G2から出力される4逓倍された信号パルスを分周す
る。この発明では理解を助けるために、N=3に該当す
る分周について述べ、エクスクルーシブORゲートG2
から出力される信号パルスを3分周したものが図4Eに
示されている。
【0026】上記エクスクルーシブORゲートG1で2
逓倍された信号パルスとエクスクルーシブORゲートG
2で4逓倍された信号パルス及びプログラマブルカウン
タ2で3分周された信号パルスはマルチプレクサ7の入
力端D0,D1,D2に夫々印加し、マルチプレクサ7
はこれらの信号パルス中1つを選択して波形整形手段9
をなすアップ/ダウンカウンタ10へ出力する。この発
明では理解を助けるためにマルチプレクサ7がプログラ
マブルカウンタ2から出力される3分周された信号パル
スを選択したのについて述べる。
【0027】上記アップ/ダウンカウンタ10は、サー
ボモータが正回転しエクスクルーシブORゲートG1の
信号入力端に接続されたフリップフロップFF3から高
電位が出力されるときには、アップカウント動作を行
い、これに反し、モータの逆回転時にはフリップフロッ
プFF3から低電位が出力されダウンカウント動作を行
う。この発明では、アップカウント動作について述べ、
ダウンカウント動作は省くことにする。
【0028】上記アップ/ダウンカウンタ10が図4E
の信号パルスをアップ/カウントすると、その出力端Q
1とQ2では図4F,Gの信号パルスが出力され、これ
ら信号パルスはエクスクルーシブORゲートG3でエク
スクルーシブORされて図4Hのパルスの状態でフリッ
プフロップFF2のDターミナルに入力されるが、出力
端Q2から出力される信号パルスは直接フリップフロッ
プFF1のDターミナルに入力される。
【0029】上記フリップフロップFF1,FF2は、
エクスクルーシブORゲートG2から出力された信号パ
ルスがインバータ11を介して反転されクロック端に印
加される信号により図4I,Jの信号パルスを出力し、
この信号パルスは上記フリップフロップの出力端に接続
された図示のない位置コントロールに印加されるモータ
を制御することになる。
【0030】
【発明の効果】上述のごとく、この発明はDIPスイッ
チを用いてユーザーが設定した分周量によりエンコーダ
から出力される信号パルスを選択的に分周でき、場合に
よってはエンコーダの信号パルスを分周することなく、
そのまま出力できる効果があり、とくに、位相差を有す
る1対のエンコーダの信号パルスを望む周波数をもち、
かつ、同じ位相差を有する1対のパルスに分周させ出力
させうるため、エンコーダの信号パルスを利用してサー
ボモータの現在の変位量を検出する位置制御器の種に関
りなしに、これに接続して使用できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のサーボモータの回転数計数回路である。
【図2】図1の各部波形図である。
【図3】この発明のサーボモータの回転数計数回路であ
る。
【図4】図3の各部の波形図である。
【符号の説明】
1 パルス逓倍回路 2 プログラマブルカウンタ 3,5 バッファ 4 マイクロプロセッサ 6 DIPスイッチ 7 マルチプレクサ 8 ラッチ回路 9 波形整形手段 10 カウンタ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サーボモータの回転数を計数し回転され
    た程度を検出するサーボモータの回転数計数回路におい
    て、 信号入力端にエンコーダの接続された第1エクスクルー
    シブORゲートの出力端が第2エクスクルーシブOR
    ゲートの一方の入力ターミナルに接続され、その他
    入力ターミナルには遅延回路を介して接続され、記エ
    ンコーダから出力される位相が異なる1対の信号パルス
    を逓倍するパルス逓倍手段と、 記パルス逓倍手段から出力される逓倍信号パルスをマ
    イクロプロセッサにセッティングされた分周量にて分周
    するパルス分周手段と、 記マイクロプロセッサでセッティングされた前記分周
    量に応じ記パルス逓倍手段と記パルス分周手段か
    ら出力される信号パルス1つを選ぶパルス選択手
    段と、 記パルス選択手段から出力される信号パルスをアップ
    /ダウンカウントするカウンタと、このカウンタに接続
    された第3エクスクルーシブORゲート、また、記カ
    ウンタの出力側及び前記第3エクスクルーシブORゲー
    トの出力側に接続された第1及び第2フリップフロップ
    とから構成され、前記エンコーダから出力される信号パ
    ルスと同じ位相差を有する1対の信号パルスを出力する
    波形整形手段と、前記 エンコーダから出力される信号パルスと、前記第2
    エクスクルーシブORゲートから出力される信号パルス
    周期によって制御信号を発生し前記波形整形手段に構
    成された前記カウンと、前記第1,第2フリップフロ
    ップに印加る制御信号発生手段とから構成されたこと
    を特徴とするサーボモータの回転数計数回路。
  2. 【請求項2】 記パルス分周手段は、プログラマブル
    カウンタから構成されたことを特徴とする請求項1記載
    のサーボモータの回転数計数回路。
  3. 【請求項3】 記パルス選択手段は、マルチプレクサ
    から構成されたことを特徴とする請求項1記載のサーボ
    モータの回転数計数回路。
  4. 【請求項4】 記マルチプレクサに設定された前記
    周量により入力パルス中1つを選んで出力することを特
    徴とする請求項3記載の回転数計数回路。
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