JPS59225354A - 速度検出方式 - Google Patents

速度検出方式

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Publication number
JPS59225354A
JPS59225354A JP10044283A JP10044283A JPS59225354A JP S59225354 A JPS59225354 A JP S59225354A JP 10044283 A JP10044283 A JP 10044283A JP 10044283 A JP10044283 A JP 10044283A JP S59225354 A JPS59225354 A JP S59225354A
Authority
JP
Japan
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speed
pulse
counter
period
cycle
Prior art date
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Pending
Application number
JP10044283A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Kurakake
鞍掛 三津雄
Jiro Kinoshita
次朗 木下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP10044283A priority Critical patent/JPS59225354A/ja
Publication of JPS59225354A publication Critical patent/JPS59225354A/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
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/489Digital circuits therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は速度検出方式に係り、特にサーボモータに取付
けたパルス発生器から発生する出力パルス列の周期音イ
4、該周期の逆数を用いてサーボモータの実速度を求め
る速度検出方式に関する。
〈従来技術〉 直流モータ、ACモータ等のサーボモータの制御におい
ては、サーボモータの実速度を検出し、該実速度と指令
速度との差分を演算し、該差分に基いて速度制御を行な
う。このため、従来よシ種々の速度検出装置が提案され
ている。第1図はデジタル的に実速度を検出できる従来
の速度検出器のブロック図である。この従来例において
は、パルス発生器(ロータリエンコーダ)11’iけ、
モータが所定量回転する毎に該ノくルスコーダからパル
スを発生せしめ、このパルスをカウンタ12にカウント
させ、所定時間毎に該カウンタの内容をレジスタ16に
転送すると共にリセットし、しかる後肢レジスタの内容
を実速度としてマイコン14に読取らせている。そして
以後、上記動作を繰返して実速度をディジタルで取出し
ている。
しかし、この従来方法では高速時に精度良く速度検出が
できるが低度時にはバルスコーダから発生するパルス周
期が大きくなるため精度良く速度検出ができない。そし
て、第1図の従来方法で低速時の分解能全土げるには(
イ)パルスコーダ11から発生する1回転当りのパルス
数を増加させるか、或いは(ロ)読取り周期を長くする
かしなければならない。しかしながら、パルスコーダ1
1から発生するパルス数は1回転当り1万パルスが限度
であシ、この程匿では分解能を上げることはできない。
従って前者(イ)の手段では分解能を上昇できない0−
力、読取り周期を長くする後者(ロ)の手段では制御の
応答性カ悲くする。即ち、マイクロプロセッサによる前
記度制御系の応答性金力えると11’TIS程度にしな
ければならず、応答性を良くすることはできない。
このため、本願出願人はサーボモータに取付けられたパ
ルス発生器から発生する出力パルス列の周期を、高速ク
ロックパルスをカウンタに計数させることで求め、しか
る後肢周期の逆数を求める演算を行なってサーボモータ
の回転速度を求める速度検出方式を提案している。
〈従来技術の欠点〉 ところで上記提案した速度検出方式においては。
カウンタにクロックパルスを計数させることによシ出力
パルスの周期を求めている′。そして、周期が短い高速
回転時における検出精度を向上させるためには該クロッ
クパルスの周波数を高くしなりればならない。換言すれ
は上記提案した速度検出方式においては、クロックパル
スの周波数を高速にすることによシ低速回転時及び高速
回転時残高精度の速度検出ができるようになっている。
しかし、クロックパルスの周波数を高速にすると低速時
においてカウンタの計数値が大きくなるため該カウンタ
のピy)数を太キくシなければならない。そして、カウ
ンタのビット数を大きくすることは必然的に、周期から
速度を演算するマイクロプロセ・ノサとして高価且つ高
槻歯上のもの力(必要となると共に処理時間が増大する
又、連応性を向上させるため速度検出のサンプリング周
期を短くする必要があるが、上舊己提案した速度検出方
式では低速時に出力)くルスの周期力;大きくなるため
サンプリング周期を短くしてもI:l:1カパルスの1
周期経過する迄は検出速度〃(一定となシ速応性を向上
させることができない。
〈発明の目的〉 本発明の目的は低速回転時であっても、高速且つ高精度
にサーボモータの速度をディジタル的に検出できる速度
検出方式を提供することである。
本発明の別の目的は出力)(ルス列の周期の逆数から速
度を検出するようにして4カウンタのビット数を太きく
する必要がない速度検出方式を提供することで必る。
本発明の更に別の目的は速度検出のサンプリング周期を
短くして連応性を高めることができる速度検出方式を提
供することである。
〈発明の概要〉 本発明はサーボモータに取付けられた)(ルス発生器か
ら発生する出力パルス列の4倍の周波数を有するパルス
列を発生する4倍回路と、クロックパルスを計数するこ
とにより)(ルス発生器から発生する出力パルスの周期
をカウントする第1カウンタと、クロックツ(ルスを計
数することにより前記4倍回路から発生するノクルスの
周期をカウントする第2カウンタと、第1及び第20カ
ウンタによりカウントされた周期を記憶する第1.第2
のレジスタと、回転速度が高速の場合には前記第1カウ
ンタの周期を、回転速度が低速の場合には前記第2カウ
ンタの周期を用いて、サーボモータの回転速度を検出す
る速度検出方式である。
〈実施例〉 サーボモータのシャフトに結合されたロータリエンコー
ダから出力される〕(ルスPcの1周期内に発生するク
ロックパルス数をn1クロツクパルスの周期音ΔTとす
れば、パルスPcの周期T及び周波数fはそれぞれ、 lr= n・ΔT(1) f = 、−−−−−(Hz /sec )n・ΔT と表現される。従って、ロークリエンコーダ1回転当り
のパルスPcの発生数音Pとすnばツーーボモータの回
転速度Vは によって演算できる。従って、前述の既提案の方法では
、周期ΔTの間に発生するクロックパルス数n’fカウ
ンタに計数させ(3)式より回転速度を検出するように
している。しかし、パルスPcの周期が短かい高速回転
時において高棺度で速度検出を行なうためにはクロック
パルスの周Mを短かくせざるをえず、このためパルるP
cの周期が長くなる低速回転時においてカウンタの計数
値が大きくなって前述のように種々の欠点を生じる。
そこで、もし低速時においてクロックパルスを計数する
時間をパルスPcの周期よ−り短かくできればカウンタ
の計数値を小さくでき、カウンタのビット数を増やす必
要がなくなp、既提案の欠陥を除去することができる・ さて、ロータリエンコーダからは実際には互いに90’
位相がずれ、しかも同一周期でデユーティ50%の人相
、B相のパルスPa 、Pbが発生している。第2図(
6)は正転している場合のA相パルスPa。
B相パルスpbの関係図、第2図の)は逆転している場
合のA相パルスPa、B相パルスPbの関係図である。
従って、A相パルスPaとB相パルスpbの立上シ、立
下り時にそれぞれパルスPcを発生スレば該パルスPc
の周期ΔtはA相或いはB相パルスの周期ΔTの1/4
になる(Δを一ΔT/4)。
以上から、本発明は周期ΔTiカウントする高速用カウ
ンタと周期Δtを計数する低速用カウンタ全役け、谷カ
ウンタに同一の高速クロックパルスをgt数させ、サー
ボモータの回転速度が高速の場合&CV、LA速カウン
タの計数値nを用いて(3)式よか回転速度Vを検出し
、又低速の場合には低速カウンタの計数値dを用いて次
式 に工り回転速駄を検出している。
第6[ン1は本発明に係る速度検出装置のブロック図、
第4図は第6図の各部波形説明図である。
第2図において1ン1示しないサーボモータのシャフト
に結合さ九たロータリエンコーダ101から、サーボモ
ータの所定回転角毎に互いに90°位相のず)1.り正
弦波1人、PBが発生し、これら正弦波1人。
pBは波形整形回路102に入力され、該波形整形回路
102は第2図に示す矩形波の人相及びB相のパルスP
a、Pbft発生する。A相パルスPa及びB相パルス
Pbが周波数4倍回路F Q Cに入力されると、該回
路FQCはA相パルスPaの4倍の周波数を有するパル
スPci発生する。伺、周波数4倍回路FQCは第5図
に示すように人相パルスPa及びB相パルスPbをそれ
ぞれ反転してパルス*Pa。
*Pbを発生するインバータIVa 、 IVbとパ、
n−スPa。
Pb、*Pa、*Pbを微分して各パ、n−スPa 、
Pb 、 *Pa 、*Pbの立上シパルスPa’、P
d、*Pi、*PWを発生する周知の微分回路DIFa
 、DIFb 、DIFc 、DIFdと、各微分回路
の合成パルスを合成するオアゲートoGから構成され、
各部波形が第6図に示されている。
さて、パルスPcは低速用の周期演算ユニットLSPU
に印加され、又A相立上パルスPa′は高速用の周期演
算ニュッ))IsPUに印加される。すなわち、パルス
Pa’は高速用の周期演算ユニットH8PUのS −R
型の7リツプフロツプ(F’Fという)103に印加さ
れる。、FF10!l CPの立下りに同期してセット或いはリセットするよう
に構成されているから、該FFはパルスPa’発生後の
最初のクロックパルスCPの立下シによりセットされる
。父、FF10!lのセット出力SETは該FFのリセ
ット入力端子に結合されているから、第2番目のクロッ
クパルスCPの立下りにエフリセットされる。又、パル
スPcは低速用の周期演算ユニットLSPUのS−R型
フリップ70ツブ103′に印加される。FF10.!
l’はクロックパルスCPの立下シに同期してセット或
いはリセットするように構成されているから、該FFは
パルスPc発生後の最初のクロックパルスCPの立下り
によりセットされる。又、F14’103’のセット出
力SET’は該F F’のリセット入力端子に結合さ九
ているから、第2番目のクロックパルスCPの立下りに
よりリセットされる。
さて、高速用の周期演算ユニットではFF1o3がリセ
ットされている状態において、カウンタ104はクロッ
クパルスCP=i計数する。そして、ある時刻tl(第
4図参照)において4倍回路F’QCから人相立上シパ
ルスPa’が発生するとFF10′は該A相パルスPa
’によリセットされ、カウンタ104はクロックパルス
CPの計数を停止する。又、次のクロックパルスCPの
発生によりアンドゲート105の出力が1”となり、カ
ウンタ104の計数値nが第ルジスタ106にシフトさ
れる。又、これと同時にFF10′5は再びリセットさ
れ、次のその内容を零にクリア後、再びクロックパルス
CPのカウントを開始する。
一方、サンプリングパルスSPが図示しないサンプリン
グパルス発生部から所定の周期で発生しておシ、このサ
ンプリングパルスSPが発生するとクロックパルスCP
の立下りに同期してアンドゲート107の出力が” i
 ”となシ、第2レジスタ108に第ルジスタ106の
内容nが転送される。
一方、低速用の周期演算ユニツ)LSPUのFF106
′がリセットされている状態においては、カウンタ10
4′はクロックパルスCPを計数する。
そしである時刻t1′(第午図参照)において周波数4
倍回路FQCからパルスPcが発生するとFF106′
は該パルスPcによリセットされ、カウンタ104’t
iりoツクパルスCPの計数を停止する。
又、次のクロックパルスCPの発生によりアンドゲート
10ぴの出力が1″となり、カウンタ104′の計数値
dが第ルジスタ106′にシフトされる。
又、これと同時にFF103′は再びリセットされ。
次のクロックパルスCPの立下シによりカウンタ104
′はその内容を零にクリア後、再びクロックパルスCP
のカウントを開始する。
一方、サンプリングパルスSPが図示しないサンプリン
グパルス発生部から所定の周期で発生しており、このサ
ンプリングパルスSPが発生するとクロックパルスCP
の立下りに同期してアンドゲート107′の出力が1”
となり、第2レジスタ10ぎに第ルジスタ106′の内
容I7が転送される。
マイクロプロセッサ109は第2レジスタ108゜10
8′にn、n’がシフトされるとこれらn 、 dを読
み取シ内蔵の汎用レジスタに記憶すると共に。
パラメータメモリ110に記憶されている数値Sとnの
大小を判〜別する。岡、数値Sは高速回転領域と低速回
転領域の境界値で多シ、マイクロプロセッサ109はS
≦nであればサーボモータの回転速度は低速であると判
断し、s)nであれはサーボモータの回転速度は高速で
あると判断する。
そして、S≦n″i?$れば低速用の周期演算ユニッ)
LSPUから出力された数値dを用いて、又S〉nであ
れば高速用の周期ユニン)H8PUから出力さ才した数
値nを用いて人相パルスPaの周期を演算する。すなわ
ち、S≦nであればパラメータメモリー10からクロッ
クパルスCPの周期の逆数−77を読み出し、(5)式
によシ 人相パルスPaの周期の逆数全演算し、又s)nであれ
ば次式によシ 人相パルスPaの周期の逆数1/Tを演算する。(5)
式或いは(6)式によ、9A相パルスPaの周期の逆数
1/Tが求まればマイクロプロセッサ−09はパラメー
タメモリー10に記憶されている丁(但し、Pはロータ
リエンコーダ1回転MJ)に発生するパルスPaの発生
数)を用いて次式の演算を行なってv−〒” 6 ’ 
” P  (’ p mj     (7)回転速度v
(rpm)を演算して出力する。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明はサーボモータに取付けられ
たパルス発生器から発生する出力パルス列の4倍の周波
数を有するパルス列を発生する4倍回路と、クロックパ
ルスを計数することによシパルス発生器から発生する出
力パルスの周期金カウントする第1カウンタと、クロッ
クパルスを計数することによシ前記4倍回路から発生す
るパルスの周期をカウントする第2カウンクと、第1及
び第2のカウンタによりカウントさ詐た周期を記憶する
第1.第2のレジスタと、回転速度が高速の場合には前
記第1カウンタの周期の逆数金、回転速度が低速の場合
には前記第2カクンタの周期の通数を求める演算を行な
ってサーボモータの回転速度を検出するように構成した
から、低速用の第2カウンタ及び高速用の第1カウンタ
のビット数を少なくでき、高価且つ高機能のマイクロプ
ロセッサは不用であり、しかも全速度領域にわたって〜
J梢度の速度検出ができる。父、低速時におけしかる後
4倍して求めることができるため、サンプリング周期を
短かくして連応性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の速度検出装置のブロック図、第2図はロ
ークリエンコーダから発生するA相パルスとB相パルス
の関係図、第3図は本発明に係る速度検出装置のブロッ
ク図、第4図は第3図の各部波形説明図、第5図は周波
数4倍回路のブロック図、第6図は同波形図である。 101・・・ロータリエンコーダ、102・・・波形整
形回路、104.104’・・・カウンタ、106,1
06’:108,10ぎ・・・第1及び第2のレジスタ
、109・・・マイクロプロセッサ、110・・・バラ
メークメモリH,S P U・・・高速用の周期演算ユ
ニットLSPU・・・低速用の周期演算ユニットIi”
 Q C・・・周波数4倍回路 特許出願人   ファナック株式会社 代理人 弁理士  辻     實  (外1名)84
図 、SET・          −U−一一下一トー第
S図 烏へ  乙  レコ c

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  サーボモータに数句けられたパルス発生器か
    ら発生する出力パルス列の4倍の周波数を有するパルス
    列を発生する4倍回路と、クロックパルスを計数するこ
    とによシバルス発生器から発生する出力パルスの周期を
    カラントスる第1カウンタと、クロックパルスを計数す
    ることによシ前記4倍回路から発生するパルスの周期を
    カウントする第2カウンタと、第1及び第2のカウンタ
    によυカウントされた周8Aを記憶する第1、第2のレ
    ジスタと、回転速度が高速の場合には前記第2レジスタ
    に記憶されている周期の逆数を、回転速度が低速の場合
    には前記第2レジスタに記憶されている周期の逆数を求
    める演算を行なってサーボモータの回転速度を検出する
    ことを特徴とする速度検出方式。
  2. (2)  前記複数のカウンタのうち所定のカウンタに
    よシカラントされた周期と予め定めた周期との大小を判
    別し、該大小結果に応じて、とのカウンタにカウントさ
    れている周期を用いて回転速度を演算するかを決定する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の速度
    検出方式。
JP10044283A 1983-06-06 1983-06-06 速度検出方式 Pending JPS59225354A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63235644A (ja) * 1987-03-24 1988-09-30 Yanmar Diesel Engine Co Ltd ガス機関の回転数検出装置
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