JPS5848858B2 - 速度検出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、数値制御における速度検出方式、特にレゾル
バ・インダクトシン等の位置検出器を使用した数値制御
における速度検出方式に関する。

一般に工作機械等の数値制御においては帰還用速度検出
器として直流のタコメータが使用されているが、この種
タコメータには整流ブラシが必要な為保守点検を要する
と共に寿命も有限であり、且つ高価なものであった〇 本発明は上記欠点を解消する為、位置検出器として使用
されるレゾルバ・インダクトシン等の出力変化より速度
成分を抽出し、もって前記タコメータを不要ならしめる
ことを目的とする〇第１図は従来の一般的な数値制御力
式のブロツク図であるが本発明との関係上これについて
説明する。

図において１は種々のデータを設定する為のテータ入力
装置、２は所望の軌跡を発生させる為のインクポレータ
である。

３は該インクポレータ出力の指令移動パルスに応答して
シフトするような矩形波を出力する指令位相カウンタで
あり、この場合移相量は指令された機械の動さを表わす
。

４は該指令位相カウンタ３からの指令位相を後記波形整
形器１１からの帰還位相と比較する位相差検出器であり
、これら位相間の誤差に比例した出力を生ずる。

５は位相誤差をその量が誤差に比例し、その極性が誤差
の方向を示すようなＤＣ電圧に変換する位相一電圧変換
器である。

６は該位相−電圧変換器５の出力である誤差電圧に比例
してモータの速度や方向を制御するサーボコントロール
回路である。

１は機械スライドを動かす為の力を供給するモータであ
る。

８は該モーターの速度を正確に制御する為に前記サーボ
コントロール回路６に帰還を与えるタコＩ メータである。

９は機械スライドの実際の動きに応答してシフトする位
相出力を供給するレゾルバである。

１０は該レゾルバ９の励磁口路であり例えは１０Ｋ＆の
正弦波ｓｉｎｗｔでレゾルバ９の入力側を励磁すれば出
力側から位置に関した正弦ｖｓ ｉ ｎ （ ｗ ｔ＋
θ）を得ることが出来る。

励磁回路が矩形波で実施されている例も多いが基本波に
ついて考慮すれは本実施態様と本質的に同一となる。

１１は前記レゾルバ９の出力を矩形波に整形する波形整
形器である。

第２図は本発明の一実施態様ブロック図であり第１図と
同一番号のブロックは同一の機能を有するものである。

２１は前記レゾルバ９の出力波形ｂを整形する波形整形
器であり、２２は該波形整形器２１の出力Ｃに基ずき積
分動作を行う積分器である。

２３は該積分器２２の出力ｄを平滑する平滑器であり前
記レゾルバ９の出力波形の周期に比例した電圧を得る。

２４は前記励磁回路１０の出力波形ａを整形する波形整
形器であり、２５は該波形整形器２４の出力ｈに基ずき
積分動作を行う積分器である。

２６は該積分器２５の出力ｉを平滑する平滑器であり、
前記励磁回路１０の出力波形の周期に比例した電圧を得
る。

２γは前記乎滑器２３の出力ｅから該平滑器２６の出力
ｊを減算する減算器であり該減算器出力は前記周期の差
分に比例した電圧となるから前記機械スライドの移動速
度あるいは前記モーターの回転速度に比例した電圧とな
る。

第３図は第２図における要部波形を示すタイムチャート
である。

概タイムチャートを参照しつつ本発明の原理について記
す。

今励磁回路１０の出力波形ａを ａ＝ＳｉｎＷ１ｔ とすれはレゾルバ９の出力波形ｂは ｂ＝ｓｉｎ（ｗ１ｔ＋θ） と記すことが出来る。

ここにｗ１： レゾルバ９を励磁する発振角周波数θ
：モーター及ひレゾルバ９の機械的位置を示す位相差で
ある。

動いている時にはθはある角速度をもった値であり、θ
＝ｗ２ｔとすれば ｂ ＝ ｓｉｎ （ｗ１＋ｗ２） ｔ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）のよう
に記すことが出来る。

ここにｗ２：モーター及びレゾルバ９の機械的角周波数
であり回転速度に比例する。

例えはレゾルバ１相当り２馴に相当させれば１００關／
ｓｅｃの速度のときにはｗ２＝１００＝２ ５０Ｈｚとなるものである。

（２）式におけるθはモーター及ひレゾルバ９が停止し
ていれは、一定値を保ち従ってその時の出力波形ｂの周
期は励磁回路１０の出力波形ａの周期と等しいか、モー
タγ及びレゾルバ９が回転している時は上記θはｗ２
に比例して、即ち回転速度に比例して変化する。

このことは出力波形ｂの１周期あるいは半周期当りの変
化分も回転速度に比例していることを意味するものであ
る。

従って本発明では前記レゾルバ９の出力波形ｂの周期に
比例した成分と励磁回路１０の出力波形ａの周期に比例
した成分とをそれぞれ抽出し、その差分を取出して回転
速度に比例する成分とみなすものであるＯ これを具体的に説明すれは前記波形整形器２１の出力波
形Ｃの周期をＴとし、前記積分器２２の積分勾配をαと
すると該積分器出力ｄの平均値が前記平滑器２３よりｅ
として出力される。

ここに平均値ｅは 一方、前記波形整形器２４の出力波形ｈの周期をＴｏと
し、前記積分器２５の積分勾配をαとすると該積分器出
力ｌの平均値が前記平滑器２６よりＪとして出力される
。

ここに平均値ｊはとして表わされる。

これより平滑器２６の出力Ｊは周期Ｔｏに比例した或分
であることかわかる。

を得る。

従って前記減算器２ うに求められる。

γからは出力ｋが次式のよ 従ってｋはｗ２に比例する、即ちモータγ及びレゾルバ
９の回転速度に比例する成分であることがわかる。

なおーの符号はレゾルバの回転方向に関連するもので前
記レゾルバ９の出力波形の周期Ｔが前記励磁回路１０の
出力波形の周期Ｔｏより小さくなる状態に対応するもの
である。

第４図は本発明の他の実施態様のフロック図であり、第
２図を簡略化したものである。

第２図における励磁回路１０の出力である励磁周波数か
一定であれは平滑器２６より出力される電圧』は一定で
ある。

従って波形整形器２４、積分器２５、平滑器２６のかわ
りに一定値の電圧を設定出来る電圧設定手段２８を用い
ることが可能である。

即ち該電圧設定手段２８の出力ｍは前記平滑器２６の出
力ｊに等しいから となるように電圧設定手段２８の出力を調整すれば所期
の目的を達することが出来るものである。

以上説明したように本発明によれば整流ブラシを有する
直流タコメータを使用せずに済むため保守点検の必要か
なく寿命も半永久的である。

レゾルバ・インダクトシン等の位置検出器と兼用出来る
ので機械的構成か簡素化される。

更に本発明の速度検出手段の方が価格的にも安価である
。

更に又、他の非接触速度検出装置にみられるような低速
域での非線形性もなく高精度の速度検出が可能であるな
ど大きな効果を有するものである。

なお本発明の実施態様においてはレゾルバ及び励磁回路
の出力波形の周期に比例した成分を抽出するのに波形整
形器、積分器、平滑器あるいは電圧設定手段を組み合わ
せて用いたが、この方法に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的な数値制御方式のブロック図、第
２図は本発明の一実施態様ブロック図、第３図は第２図
における要部波形を示すタイムチャート、第４図は本発
明の他の実施態様ブロック図である。 ９・・・・・・レゾルバ、１０・・・・・・励磁回路、
２１・・・・・・波形整形器、２２・・・・・・積分器
、２３・・・・・・平滑器、２４・・・・・・波形整形
器、２５・・・・・・積分器、２６・・・・・・平滑器
、２γ・・・・・・減算器、２８・・・・・・電圧設定
千段０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 励磁回路を備えたレゾルバ・インダクトシン等を位
   置検出器とする数値制御において、前記位置検出器の出
   力波形の周期に比例した成分を抽出する第１の手段と、
   前記励磁回路の出力波形の周期に比例した成分を抽出あ
   るいは設定する第２の手段と、前記第１の手段出力から
   前記第２の手段出力を減算する減算器とを設けてなり、
   速度に比例した成分を得るようにした事を特徴とする速
   度検出方式。 ２ 前記第１の手段は前記位置検出器出力の波形か整形
   する波形整形器と、該波形整形器の出力に基ずき積分動
   作を行う積分器と、該積分器出力を平滑する平滑器とで
   構或された特許請求の範囲第１項記載の速度検出方式。 ３ ＠記第２の手段は前記励磁回路出力の技形を整形す
   る波形整形器と、該波形整形器の出力に基すき積分動作
   を行う積分器と、該積分器出力を平滑する平滑器とで構
   成された特許請求の新囲第１項記載の速度検出方式。 ４ 前記第２の手段はある一定の電圧を設定する電圧設
   定手段である特許請求の範囲第１項記載の速度検出方式
   。