JPS59120962A - 速度信号検出装置 - Google Patents

速度信号検出装置

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JPS59120962A
JPS59120962A JP22776482A JP22776482A JPS59120962A JP S59120962 A JPS59120962 A JP S59120962A JP 22776482 A JP22776482 A JP 22776482A JP 22776482 A JP22776482 A JP 22776482A JP S59120962 A JPS59120962 A JP S59120962A
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JP
Japan
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outputs
output
circuits
circuit
differentiating
Prior art date
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Pending
Application number
JP22776482A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisashi Kinoshita
木下 久
Shinobu Kake
忍 懸
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59120962A publication Critical patent/JPS59120962A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/46Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring amplitude of generated current or voltage

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分 本発明は、工作機械およびロボット等の速度制御を必要
とする動力源の速度センサとして使用される速度信号検
出装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 一般に、産業用ロボットなどの機械的な制御を行なうサ
ーボ系において、系の動作の安定化および応答性を向上
させるためには速度ループが必要である。そこで、従来
は速度信号検出器として直流タコノエネレータを設置し
て速度信号を検出していた。ところが、直流タコジェネ
レータには整流ブラシがあるため、保守点検が必要とな
り、取り扱いが煩雑でちった。また、位置決め制御を行
なうサーボ系では、位置信号検出用のロータリエンコー
ダ等を併せて設置する必要があり、高価なものとなって
いた。
その他の従来の速度信号検出装置として、位置信号検出
用のロータリエンコーダのパルス出力をf/υ変換する
ことにより速度信号を得るものもあるが、この場合、変
速中の大きい速度制御において、応答性を上げると低速
時に速度信号のりッノルが大きくなり、また、低速時の
りップルを平滑して低減すると応答性が悪くなる等の欠
点があった。
二里±1匁 本発明は、上記従来例の欠点に鑑みてなされたもので、
検出した速度信号のリソゾルが少なく且つ応答性がよく
、シかも安価な速度信号検出装置を提供するものである
発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、二相式ロータリ
エンコーダの二相の出力を入力とし、まず、この二相の
入力を、それぞれ微分したものとさらに反転したものと
の4つの信号に変換する。
次に、前記の4つの信号のうち所定の信号を演算処理し
たものと、前記の二相の入力から論理処理によシ回転方
向を検出したものとでさらに論理処理を行なうことによ
り、スイッチング回路における前記の4つの信号の各ト
リミング位置をそれぞれ決定し、これに従って前記の4
つの信号の最大値または最小値付近をトリミングして合
成した後、高周波成分を除去するように構成したもので
ある。
実施例の説明 以下、図面によシ本発明の実施例を詳細に説明する。第
1図は、本発明の一実施例の構成を示す図で、1aおよ
び1bはそれぞれ二相式ロータリエンコーダの出力が供
給される入力端子、2および3はそれぞれ微分回路、4
および5はそれぞれ反転回路、6はアナログスイッチ、
7および8はそれぞれ加算回路、9,10.11および
12はそれぞれパルス変換回路、13はDフリップフロ
ッグ、14および15はそれぞれ排他的論理和回路、1
6はバイナリカウンタ、17はローノやスクィルタであ
る。
次に、本実施例の動作を各部の正回転時および逆回転時
の出力波形をそれぞれ示す第2図(4)および(B)と
ともに説明する。振巾が一定で且つ互いに90°の位相
差を有する二相の正弦波(または三角波)を出力する二
相式ロータリエンコーダの出力が入力端子1aおよび1
bに供給されていて、入力端子1aおよび1bの入力を
それぞれA、およびB。とすると、正回転の場合はAo
はBOに対して90°位相が進み、逆回転の場合はBo
がA。
に対して90°位相が進んでいる。この人力Aoおよび
Boを微分回路2および3でそれぞれ微分してその出力
をA1およびB1とし、このA1およびB1をさらに反
転回路4および5で反転してその出力をτ】およびT1
とし、これらの出力AlB1+AIおよび丁1をアナロ
グスイッチ6に供給する。さらに、両微分回路2および
3の出力A1およびB1を加算回路7で加算してその出
力を01とし、反転回路4の出力A1と微分回路3の出
力B1とを加算回路8で加算してその出力をC2として
、C1およびC2をそれぞれ、e)レス変換回路9およ
び10で符号を判別することによりパルスに変換してD
lおよびB2とする。また、入力端子1aおよび1bの
入力AOおよびB、を/eルス変換回路11および12
で符号を判別することによりそれぞれパルスに変換し、
これらをDフリッゾフロッf13のDとCKの入力とす
る。このDフリップフロップ13の出力頁は、正回転の
場合にロー、逆回転の場合にノ・イとなる。そして・ぞ
レス変換回路9および10の出力D1およびB2とDフ
リップフロップ13の出力頁とをそれぞれ排他的論理和
回路14および15に入力し、その出力を各々Elおよ
びB2としてバイナリカウンタ16に供給する。バイナ
リカウンタ16はSl + B2  + SsおよびB
4の4つの出力を有していて、排他的論理和回路14お
よび15の出力E1およびB2が、Elがノ・イでB2
がローの時に出力S1がハイ、ElおよびB2が共にノ
・イの時に出力S2がハイ、ElがローでB2が/Sイ
の時に出力S3がハイ、El およびB2が共にローの
時に出力S4がハイになシ、これらの出力をアナログス
イッチ6に供給する。アナログスイッチ6はバイナリカ
ウンタ16の出力81  + B2  + B3および
B4によシ、微分回路2および3と反転回路4および5
から供給された各々の出力A1およびB1 とAlおよ
びB1を、それぞれA1をS、IBlをS2+A1をB
3 、B1をB4の各ハイの出力時にトリミングし、合
成して出力Vlを出力する。このアナログスイッチロの
出力v1をローパスフィルタ17で高周波成分を除去し
て、回転速度に比例したリップルのない出力voが得ら
れる。
ここで、正回転の場合に本実施例は、第2図(〜に示す
ように、微分回路2および3の出力A1およびB1を加
算回路7で加算することにより、その出力C,はA1に
対して45°位相が遅れ、従って、C1と同位相のパル
ス変換回路9の出力D1もA1に対して45°位相が遅
れている。同様に、反転回路4の出力x1と微分回路3
の出力B1とを加算した加算回路8の出力C2がB1に
対して45°位相が遅れるため、C2と同位相の・ぞル
ス変換回路10の出力D2もB、に対して45°位相が
遅れている。この時、回転方向を検出するDフリツプフ
ロツプの出力頁はローであるので、排他的論理和回路1
4および15の出力E1お上びB2はDlおよびB2と
それぞれ同位相となり、また、DlはB2に的して90
°位相が進んでいるため、バイナリカウンタ16の出力
sl +S2  +S3およびB4は、各周期において
Slから84にそれぞれ90°の間ずつハイの出力が順
次生じ、また、SlおよびB2はAlおよびB1に対し
てそれぞれ45°位相が遅れている。従って、アナログ
スイッチ6において、AI  + Bl  + AIお
よびB1をそれぞれトリミングする位置は各々の正弦波
の最大値に対して±45°の範囲である。こうして微分
回路2および3と反転回路4および5の各々の出力の最
大値付近だけをトリミングして合成することにより、回
転速度に比例した交流電圧から、応答性がよく、シかも
リップルが少ない回転速度に比例しだ正の直流電圧v1
が得られる。ここで、このvlはリップルが少ないとは
いえ約30チのリップル電圧を含んでいるが、二相式ロ
ータリエンコーダは一回転あたり数百から数千・ぐルス
を発生し、その出力AoおよびBoの周波数は二相式ロ
ータリエンコーダの回転数の数百から数千倍であシ、シ
かもvlのリッゾル周波数はAoおよびBoの4倍とな
り、非常に高い周波数となるので、ローパスフィルタ1
3により応答性を損なうことなく容易にリップル電圧を
除去することができる。
また、逆回転の場合、第2図(B)に示すように、二相
式ロータリエンコーダからの入力Aoおよび、Boの位
相が、AoがBoに対して90°遅れるため、微分回路
2および3の出力AlおよびB1の位相もAlがB1に
対して90°遅れる。このため、加算回路7および8の
出力C1およびC2は、AIおよびB1に対してそれぞ
れ45°位相が進み、ノヤルス変調回路9および10の
出力D1およびB2も、AI およびBlに対してそれ
ぞれ45°位相が進み、且つDlがB2に対して90°
位相が遅れる。
この時、回転方向を検出するDフリソゲフロップ13の
出力頁がハイになるので、排他的論理和回路14および
15の出力ElおよびB2はそれぞれDIおよびB2と
逆位相となる。このため、バイナリカウンタ16の出力
はB4からSlに順次ハイの出力が生じ、且つSlおよ
びB2がA、およびA2に対してそれぞれ135°位相
が進んでいる。従って、アナログスイッチ6はバイナリ
カウンタ16の出力により、A、、B、、A、およびT
】の各々の最小値を中心に±45°の範囲をトリミング
して合成するため、Voは負の直流電圧となる。このよ
うにして、逆回転時には、トリミングする位置が自動的
に移動して出力の極性が変化するため、回転方向に応じ
た出力が得られる。
なお、本実施例は微分回路2および3の出力Al およ
びBlからトリミングのタイミングを決定しているので
、通常それぞれ90°の位相差を有する入力Aoおよび
BoとA1およびB1との関係が、周波数が高くなるこ
とにより、その位相差に変化が生じても、トリミングの
タイミングに誤差が生じることなく、アナログスイッチ
6の出力v1は常にリップルを少なく保つことができる
また、二相式ロータリエンコーダの出力が三角波の場合
においても、本実施例は同様の効果を有している。
ヌ」1幻」L朱 以上説明したように、本発明は、二相式ロータリエンコ
ーダの出力を入力として、回転方向によって極性が異な
り且つ回転速度に比例し、しかもリップルがなく応答性
のよい直流圧を検出することができる。また、位置決め
制御に用いられるサーyJ/系においては、直流ノエネ
レータを不要にするだめ、保守点検の必要がなくなると
ともに、コストの低減をも可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第2図は、第1図の各部の出力波形を示す図である。 2.3・・・微分回路、4,5・・・反転回路、6・・
・アナログスイッチ、7,8・・・加算回路、13・・
・Dフリップフロップ、14.15・・・排他的論理和
回路、16・・・バイナリカウンタ、17・・・ローパ
スフィルタ。 第2図 iAl                    (8
1手続補正書(自発) 昭和59年1月e日 特許庁長官 若 杉 和 夫  殿 1、事件の表示   %願昭、□−2□7764 号2
、発 明 の名称 速度信号検出装置 3、補正をする者 事件との関係   出願人 住  所    大阪府門真市大字門真1006番地名
 称   (582)松下電器産業株式会社代表者  
       山  下  俊  彦4、代理人〒10
5 5、補正により増加する発明の数  07、補正の内容
  (1)  特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する
。 (2)明細書第5頁第6行から第7行までの「(または
三角波)」を削除する。 (3)同第5頁第20行の「出力A、 Jを「出力A、
 Jに訂正する。 (4)同第11頁第3行から第4行までの「三角波」の
前に「疑似正弦波または」を加入する。 (5〕  同第11頁第10行の「直流圧」を「直流電
圧」に訂正する。 (6)同第11頁第12行の「直流ジェネレータ」を「
直流タコジェネレータ」に訂正する。 以  上 特許請求の範囲を記載した書面 特許請求の範囲 振巾が一定で且つ互いに90’の位相差を有するれ出力
する二相式ロータリエンコーダの出方を入力とし、前記
二相の入力をそれぞれ微分する第1および第2の微分回
路と、前記第1および第2の微分回路の出方をそれぞれ
反転する第1および第2の反転回路と、前記第1および
第2の微分回路の出力を加算する第1の加算回路と、前
記第1および第2の微分回路の一方の出方と前記第1お
よび第2の反転回路の他方の出方とを加算する第2の加
算回路と、前記二相の入力により回転方向に応じた信号
を出方する第1の論理回路と、前記第1および第2の加
算回路の出方と前記第1の論理回路の出力とにより一周
期の間に4種類の信号を順次出力する第2の論理回路と
、前記第2の論理回路の4種類の出力により前記第1お
よび第2の微分回路と前記第1および第2の反転回路の
各々の出力の最大値または最小値の付近をトリミングし
て合成するスイッチング回路と、前記スイッチング回路
の出力の高周波成分を除去するフィルタ回路とからなり
、前記二相式ロータリエンコーダの出力から、回転方向
によって極性が異なり且つ回転速度に比例した直流電圧
を検出することを特徴とする速度信号検出装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 振巾が一定で且つ互いに90°の位相差を有する二相の
    三角波または正弦波をそれぞれ出力する二相式ロータリ
    エンコーダの出力を入力とし、前記二相の入力をそれぞ
    れ微分する第1および第2の微分回路と、前記第1およ
    び第2の微分回路の出力をそれぞれ反転する第1および
    第2の反転回路と、前記第1および第2の微分回路の出
    力を加算する第1の加算回路と、前記第1および第2の
    微分回路の一方の出力と前記第1および第2の反転回路
    の他方の出力とを加算する第2の加算回路と、前記二相
    の入力により回転方向に応じた信号を出力する第1の論
    理回路と、前記第1および第2の加算回路の出力と前記
    第1の論理回路の出力しにより−周期の間に4種類の信
    号を順次出力する第2の論理回路と、前記第2の論理回
    路の4種類の出力により前記第1および第2の微分回路
    と前記第1および第2の反転回路の各々の出力の最大値
    または最小値の付近をトリミングして合成するスイッチ
    ング回路と、前記スイッチング回路の出力の高周波成分
    を除去するフィルタ回路とからなり、前記二相式ロータ
    リエンコーダの出力から、回転方向によって極性が異な
    り且つ回転速度に比例した直流電圧を検出することを特
    徴とする速度信号検出装置。
JP22776482A 1982-12-28 1982-12-28 速度信号検出装置 Pending JPS59120962A (ja)

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JP22776482A JPS59120962A (ja) 1982-12-28 1982-12-28 速度信号検出装置

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JPS59120962A true JPS59120962A (ja) 1984-07-12

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ID=16866005

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59187816U (ja) * 1983-05-31 1984-12-13 株式会社 アマダ 2相入力方向弁別装置
EP0254970A2 (de) * 1986-07-26 1988-02-03 AEG Olympia Office GmbH Verfahren und Anordnung zur Erzeugung einer Tachospannung für Antriebe in einem Gleichstrommotor in Schreib- oder ähnlichen Büromaschinen
JPH01199167A (ja) * 1988-02-04 1989-08-10 Nakamichi Corp 移動速度検出回路

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59187816U (ja) * 1983-05-31 1984-12-13 株式会社 アマダ 2相入力方向弁別装置
EP0254970A2 (de) * 1986-07-26 1988-02-03 AEG Olympia Office GmbH Verfahren und Anordnung zur Erzeugung einer Tachospannung für Antriebe in einem Gleichstrommotor in Schreib- oder ähnlichen Büromaschinen
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