JP3453198B2 - 入力回路 - Google Patents

入力回路

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JP3453198B2
JP3453198B2 JP20637494A JP20637494A JP3453198B2 JP 3453198 B2 JP3453198 B2 JP 3453198B2 JP 20637494 A JP20637494 A JP 20637494A JP 20637494 A JP20637494 A JP 20637494A JP 3453198 B2 JP3453198 B2 JP 3453198B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電圧信号またはオンオ
フ信号を所定の回路に入力する入力回路に関する。
【0002】本明細書において、電圧信号とは、2つの
端子間に電圧として現れる信号をいい、オンオフ信号と
は、2つの端子間が導通状態または非導通状態になって
いることを表わす信号をいうものとする。
【0003】
【従来の技術】ファクトリオートメーション(FA)に
おいては、移動体の位置決めを高い精度で行う必要があ
る。移動体の位置決めを行うためには、ステッピングモ
ータ、サーボモータ等のモータにより移動体を移動させ
る位置決め装置が用いられ、位置決め装置を制御するた
めに位置決め制御器が用いられる。
【0004】図2は位置決め装置および位置決め制御器
を含む位置決めシステムの構成の一例を示す図である。
位置決め装置10において、ステッピングモータ11の
回転によりボールねじ12が回転する。それにより、ボ
ールねじ12に嵌め込まれた移動体13がガイド14に
沿って矢印Xの方向に移動する。
【0005】移動体13の移動範囲内の予め定められた
原点位置には原点センサ15が配置されている。原点セ
ンサ15は、移動体13を検知するとオンし、検知信号
OLSを発生する。また、ステッピングモータ11に
は、基準位置から一回転ごとにZ相パルス(零相パル
ス)ZERを発生するロータリエンコーダ16が設けら
れている。
【0006】位置決め制御器20は、位置決め装置10
のステッピングモータ11を回転させるためのパルス信
号を発生し、そのパルス信号をモータドライバ30に与
える。モータドライバ30は、位置決め制御器20から
のパルス信号に応答してステッピングモータ11を駆動
する。
【0007】このような位置決め装置10の動作開始時
には、移動体13を原点位置に復帰させる原点復帰動作
を行う必要がある。位置決め制御器20が、プログラマ
ブルコントローラ(図示せず)等から与えられる原点復
帰指令に応答して移動体13を原点位置に復帰させる場
合には、移動体13を原点復帰方向(原点位置に近づく
方向)に移動させるようにモータドライバ30にパルス
信号を与え、原点センサ15からの検知信号OLSに応
答して移動体13を停止させるようにモータドライバ3
0を制御する。
【0008】この場合、原点センサ15の検知範囲は幅
を有するため、移動体13を一定の位置に停止させるた
めに、ステッピングモータ11の一回転ごとに発生され
るZ相パルスZERを用いる。すなわち、位置決め制御
器20は、原点センサ15からの検知信号OLSおよび
ロータリエンコーダ16からのZ相パルスZERが共に
与えられたときに移動体13の停止を行う。
【0009】このようなZ相パルスZERは、上記のよ
うにロータリエンコーダ16から位置決め制御器20に
直接出力する場合や、図2に破線で示すように、ロータ
リエンコーダ16からモータドライバ30を介して位置
決め制御器20に出力する場合もある。さらに、図3に
示すように、ステッピングモータ11の回転軸に切欠き
を有する円盤17を取付け、円盤17の切欠きをフォト
インタラプタ等のセンサ18により検知することにより
Z相パルスZERを発生させる場合もある。
【0010】このようなZ相パルスZERを位置決め制
御器20に出力するためのZ相パルス出力回路には、ラ
インドライバ、CMOS回路等のロジック回路によりZ
相パルスを電圧信号として出力する回路や、オープンコ
レクタ接続されたトランジスタによりZ相パルスをオン
オフ信号として出力する回路がある。位置決め制御器2
0においてZ相パルスZERを入力するための入力回路
の構成は、Z相パルス出力回路の構成によって異なる。
【0011】図4は位置決め制御器20に設けられる従
来の入力回路の構成を示す回路図である。図4におい
て、位置決め制御器20は、ラインドライバ出力に対応
する入力回路21およびオープンコレクタ出力に対応す
る入力回路22を含む。
【0012】入力回路21は、発光素子211および受
光素子212からなるフォトカプラ210、並列抵抗2
13および直列抵抗214により構成される。フォトカ
プラ210の受光素子212は内部回路(図示せず)に
接続されている。フォトカプラ210の発光素子211
には並列抵抗213が並列に接続されている。発光素子
211のアノードは直列抵抗214を介して外部端子2
1Aに接続され、発光素子211のカソードは外部端子
21Bに接続されている。
【0013】また、入力回路22は、発光素子221お
よび受光素子222からなるフォトカプラ220、並列
抵抗223、直列抵抗224および24Vの直流電源2
25により構成される。フォトカプラ220の受光素子
222は内部回路(図示せず)に接続されている。フォ
トカプラ220の発光素子221には並列抵抗223が
並列に接続されている。発光素子221のカソードは外
部端子22Aに接続され、発光素子221のアノードは
直列抵抗224および直流電源225を介して外部端子
22Bに接続されている。
【0014】一方、ラインドライバ出力を有するZ相パ
ルス出力回路41は、5Vの直流電源により駆動される
ラインドライバ410を含み、Z相パルスを電圧信号と
して出力する。ラインドライバ410は、入力信号の正
転信号を外部端子41Aに出力し、入力信号の反転信号
を外部端子41Bに出力する。
【0015】また、オープンコレクタ出力を有するZ相
パルス出力回路42は、オープンコレクタ接続されたト
ランジスタ420を含み、Z相パルスをオンオフ信号と
して出力する。トランジスタ420のコレクタは外部端
子42Aに接続され、エミッタは外部端子41Bに接続
されている。入力信号に応答してトランジスタ420が
オンすると外部端子42A,42B間が導通状態とな
り、入力信号に応答してトランジスタ420がオフする
と外部端子42A,42B間が非導通状態となる。
【0016】Z相パルス出力回路41を用いる場合に
は、外部端子41A,41Bを入力回路21の外部端子
21A,21Bにそれぞれ接続する。この場合、ライン
ドライバ410が外部端子41Aに5Vの信号を出力
し、外部端子41Bに0Vの信号を出力すると、電流が
直列抵抗214を介してフォトカプラ210の発光素子
211に流れ、発光素子211が発光する。それによ
り、フォトカプラ210の受光素子212がオンし、信
号が内部回路に入力される。
【0017】一方、Z相パルス出力回路42を用いる場
合には、外部端子42A,42Bを入力回路22の外部
端子22A,22Bにそれぞれ接続する。この場合、ト
ランジスタ420がオンすると、直流電源225から直
列抵抗224を介してフォトカプラ220の発光素子2
21に電流が流れ、発光素子221が発光する。それに
より、フォトカプラ220の受光素子222がオンし、
信号が内部回路に入力される。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】従来の位置決め制御器
は、上記のようにラインドライバ出力に対応する入力回
路21およびオープンコレクタ出力に対応する入力回路
22の両方を備えているか、あるいはそれらのいずれか
一方のみを備えている。両方のタイプの入力回路21,
22を備えた場合には、回路素子が多くなり、位置決め
制御器の小型化および低コスト化を妨げるという問題が
ある。一方、いずれか一方のタイプの入力回路のみを備
えた場合には、ラインドライバ出力のZ相パルスまたは
オープンコレクタ出力のZ相パルスのいずれか一方しか
入力することができないという問題がある。
【0019】本発明の目的は、少ない回路素子で電圧信
号およびオンオフ信号の両方を選択的に入力することが
できる入力回路を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明に係る入力回路
は、電圧信号またはオンオフ信号を所定の回路に入力す
る入力回路であって、第1、第2および第3の外部端子
を有し、第1の外部端子と第2の外部端子との間および
第2の外部端子と第3の外部端子との間にそれぞれ電圧
信号およびオンオフ信号が選択的に印加可能であり、第
1の外部端子と第2の外部端子との間に所定の回路に信
号を伝達する光結合手段と第1の抵抗手段との直列接続
を含む第1の回路が接続されるとともに、オンオフ信号
の印加時に、接続手段により第2の外部端子と第3の外
部端子との間に第1の回路、電源および第2の抵抗手段
の直列接続を含む回路が形成可能であることを特徴とす
ものである。
【0021】特に、電圧信号およびオンオフ信号がモー
タの一回転ごとに発生されるパルス信号であってもよ
い。
【0022】
【作用】本発明に係る入力回路においては、第1の外部
端子と第2の外部端子との間に電圧信号を印加すると、
第1の回路の第1の抵抗手段を介して光結合手段に電流
が流れ、光結合手段により所定の回路に信号が伝達され
る。一方、接続手段により第2の外部端子と第3の外部
端子との間に第1の回路、電源および第2の抵抗手段の
直列接続を含む回路を形成し、第2の外部端子と第3の
外部端子との間にオンオフ信号を印加すると、電源から
第2の抵抗手段および第1の回路の第1の抵抗手段を介
して光結合手段に電流が流れ、光結合手段により所定の
回路に信号が伝達される。
【0023】このように、電圧信号およびオンオフ信号
を選択的に印加することができ、かつ第1の回路が電圧
信号の印加時およびオンオフ信号の印加時に共通に用い
られるので、少ない回路素子で電圧信号およびオンオフ
信号を共に入力することができる。
【0024】
【実施例】図1は本発明の一実施例による入力回路の構
成を示す回路図である。図1の入力回路23は、例えば
位置決め制御器20に設けられる。
【0025】入力回路23は、発光素子232および受
光素子233からなるフォトカプラ231、並列抵抗2
34、第1の直列抵抗235、第2の直列抵抗236お
よび例えば24Vの直流電源237により構成される。
【0026】フォトカプラ231の受光素子233はC
PU(中央演算処理装置)等の内部回路(図示せず)に
接続されている。フォトカプラ231の発光素子232
には並列抵抗234が並列に接続されている。発光素子
232のアノードは第1の直列抵抗235を介して外部
端子23Bに接続され、発光素子232のカソードは外
部端子23Cに接続されている。また、直流電源237
の正極は第2の直列抵抗236を介して外部端子23A
に接続され、直流電源237の負極は外部端子23Dに
接続されている。
【0027】フォトカプラ231、並列抵抗234およ
び第1の直列抵抗235が第1の回路を構成し、直流電
源237および第2の直列抵抗236が第2の回路を構
成する。外部端子23Aと外部端子23Bとはコネクタ
の結線により接続可能となっている。
【0028】一方、ラインドライバ出力を有するZ相パ
ルス出力回路41は例えば5Vの直流電源により駆動さ
れるラインドライバ410を含み、Z相パルスを電圧信
号として出力する。ラインドライバ410は、入力信号
の正転信号を外部端子41Aに出力し、入力の反転信号
を外部端子41Bに出力する。
【0029】一方、オープンコレクタ出力を有するZ相
パルス出力回路42は、オープンコレクタ接続されたト
ランジスタ420を含み、Z相パルスをオンオフ信号と
して出力する。トランジスタ420のコレクタは外部端
子42Aに接続され、エミッタは外部端子42Bに接続
されている。入力信号に応答してトランジスタ420が
オンすると外部端子42A,42B間が導通状態とな
り、入力信号に応答してトランジスタ420がオフする
と外部端子42A,42B間が非導通状態となる。
【0030】Z相パルス出力回路41を用いる場合に
は、実線L1,L2で示すように、外部端子41A,4
1Bを入力回路23の外部端子23B,23Cにそれぞ
れ接続する。この場合、ラインドライバ410により外
部端子41Aに5Vの信号が出力され、外部端子41B
に0Vの信号が出力されると、第1の直列抵抗235を
介してフォトカプラ231の発光素子232に電流が流
れ、発光素子232が発光する。それにより、フォトカ
プラ231の受光素子233がオンし、信号が内部回路
(図示せず)に入力される。
【0031】一方、Z相パルス出力回路42を用いる場
合には、破線L3,L4で示すように、外部端子42
A,42Bを入力回路23の外部端子23C,23Dに
それぞれ接続するとともに、破線L5で示すように、入
力回路23の外部端子23Aと外部端子23Bとをコネ
クタの結線により接続する。この場合、トランジスタ4
20がオンすると、直流電源237から第2の直列抵抗
236および第1の直列抵抗235を介してフォトカプ
ラ231の発光素子232およびトランジスタ420に
電流が流れ、発光素子232が発光する。それにより、
フォトカプラ231の受光素子233がオンし、内部回
路(図示せず)に信号が入力される。
【0032】なお、並列抵抗234は、フォトカプラ2
31の発光素子232に所定の電圧を印加するために設
けられている。また、第1の直列抵抗235の抵抗値
は、Z相パルス出力回路41を接続した場合に、フォト
カプラ231の発光素子232に所定の電流が供給され
るように調整される。さらに、第2の直列抵抗236の
抵抗値は、Z相パルス出力回路42を接続した場合に、
フォトカプラ231の発光素子232に所定の電流が供
給されるように調整される。この第2の直列抵抗236
は、外部端子23Aを誤って外部端子23B以外の外部
端子に接続した場合に回路に過大な電流が流れて機器が
破損することを防止する働きも兼ねている。
【0033】上記実施例の入力回路23においては、ラ
インドライバ出力を有するZ相パルス出力回路41およ
びオープンコレクタ出力を有するZ相パルス出力回路4
2の両方を選択的に接続することができ、かつフォトカ
プラ231、並列抵抗234および第1の直列抵抗23
5からなる第1の回路を共通に用いているので、少ない
回路素子でラインドライバ出力およびオープンコレクタ
出力の両方を入力することが可能となる。
【0034】なお、上記実施例では、外部端子23A,
23B間をコネクタの結線により接続可能としている
が、外部端子23A,23B間にスイッチまたはスイッ
チング素子を予め接続し、スイッチまたはスイッチング
素子のオンオフにより外部端子23A,23B間を接続
および遮断可能としてもよい。この場合には、外部端子
23Aを設けずに、第2の直列抵抗236の一端を直接
スイッチまたはスイッチング素子に接続してもよい。
【0035】また、上記実施例の説明では、外部端子2
3B,23C間にラインドライバ出力を有するZ相パル
ス出力回路41を接続可能としているが、外部端子23
B,23C間にCMOS回路等のその他のロジック回路
により構成される電圧信号出力回路を接続することもで
きる。
【0036】さらに、上記実施例の説明では、外部端子
23C,23D間にオープンコレクタ出力を有するZ相
パルス出力回路42を接続可能としているが、外部端子
23C,23D間に接点スイッチを用いたオンオフ信号
出力回路を接続してもよい。
【0037】また、上記実施例では、Z相パルス出力回
路42内のオープンコレクタ接続されたトランジスタと
してベース端子を有するトランジスタ420を示してい
るが、Z相パルス出力回路42においてオープンコレク
タ接続されたトランジスタがフォトカプラのフォトトラ
ンジスタであってもよい。
【0038】上記実施例では、入力回路23を位置決め
制御器20においてZ相パルスを入力するために用いて
いるが、本発明は、プログラマブルコントローラ等のそ
の他の機器において種々の電圧信号およびオンオフ信号
を入力するための入力回路にも適用することができる。
【0039】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第1の
外部端子と第2の外部端子との間および第2の外部端子
と第3の外部端子との間にそれぞれ電圧信号およびオン
オフ信号を選択的に印加することができ、かつ第1の回
路が電圧信号の印加時およびオンオフ信号の印加時に共
通に用いられるので、少ない回路素子で電圧信号および
オンオフ信号を共に入力することが可能となる。したが
って、入力回路を備えた機器の小型化および低コスト化
が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による入力回路の構成を示す
回路図である。
【図2】Z相パルスを入力する入力回路を備えた位置決
め制御器を含む位置決めシステムの構成を示すブロック
図である。
【図3】センサを用いてZ相パルスを発生するための構
成を示す図である。
【図4】従来の入力回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
20 位置決め制御器 23 入力回路 23A,23B,23C,23D 外部端子 231 フォトカプラ 232 発光素子 233 受光素子 234 並列抵抗 235 第1の直列抵抗 236 第2の直列抵抗 237 直流電源 41,42 Z相パルス出力回路 41A,41B,42A,42B 外部端子 410 ラインドライバ 420 トランジスタ なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 3/00 - 3/20 G05B 19/04 - 19/05 G05B 19/18 B23Q 15/00 - 15/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧信号またはオンオフ信号を所定の回
    路に入力する入力回路であって 第1、第2および第3の外部端子を有し、 前記第1の外部端子と前記第2の外部端子との間および
    前記第2の外部端子と前記第3の外部端子との間にそれ
    ぞれ前記電圧信号および前記オンオフ信号が選択的に印
    加可能であり、 前記第1の外部端子と前記第2の外部端子との間に前記
    所定の回路に信号を伝達する光結合手段と第1の抵抗手
    段との直列接続を含む第1の回路が接続されるととも
    に、 前記オンオフ信号の印加時に、接続手段により前記第2
    の外部端子と前記第3の外部端子との間に前記第1の回
    路、電源および第2の抵抗手段の直列接続を含む回路が
    形成可能である ことを特徴とする入力回路。
  2. 【請求項2】 前記電圧信号および前記オンオフ信号
    は、モータの一回転ごとに発生されるパルス信号である
    ことを特徴とする請求項1記載の入力回路。
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