JPS6016969Y2 - 回転体の停止位置制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、回転体の停止位置制御装置に関する。

従来、工作機械の主軸等の回転体の停止位置を制御する
装置として、制御対象の回転体の基準位置に、回転方向
に対して極性が異なるようにした磁石片を装着するとと
もに、上記磁石片の通過を検出する磁気センスコイルを
設置して、磁石片の通過によってこの磁気センスコイル
から生じる正弦波状の信号のゼロクロス点を検出して回
転体用の駆動装置に停止指令をあたえて、該回転体の基
準位置を所定の位置に停止させるようにしたものが提案
されている。

ところで、上記従来の停止位置制御装置において、回転
体の停止位置を変更するには、磁気センスコイルの設定
位置を変更すればよいが、該磁気センスコイルの構造上
、設定位置を変更するのに多くの手間を要し、また、変
更後の設定位置の微調整が厄介であり、このため、回転
体の停止位置の変更操作性が悪いという欠点があった。

特に、回転体が工作機械の主軸である場合には、該主軸
の周辺には、種々の構成部分が配設されており、また、
工作機械等においては、磁気センスコイルは、油が充填
されたギヤボックス内に設置されることが多く、このた
め、磁気センスコイルの設定位置を変更することは非常
に厄介であるという欠点があった。

この考案は、上記欠点を除去するためになされたもので
、回転体の基準位置に設けた磁石片を検出する一対の磁
気センスコイルを設け、各磁気センスコイルから出力さ
れる２つの正弦波状の電圧信号を、適宜な比率で合威し
、この比率を変化することによってこの合成電圧信号の
ゼロクロス点を変化させることにより、回転体の停止位
置を制御するようにして、何ら、磁気センスコイルの設
定位置を変更することなく、回転体の停止位置を変更す
るようにした、停止位置の変更操作性の良好な回転体の
停止位置制御装置を提供することを目的とする。

以下に、この考案の一実施例を添付図面とともに説明す
る。

第１図において、１は、定位置停止制御される制御対象
の工作機械の主軸で、この主軸１は、モータ２により、
たとえば、電磁クラッチ３等を介して回路駆動される一
方、定位置停止指令が与えられると詳細に後述する駆動
制御装置８によって制御され、この主軸１の所定の基準
位置Ｐ１が定位置に一致して停止するようになっている
。

４は、上記主軸１の周面上の基準位置Ｐ□に相当する位
置に装着された小型の永久磁石で、この永久磁石４は、
そのＮ極とＳ極との中間点が基準位置Ｐ１に対応するよ
うに設置されている。

５−１と５−２とは、ともに、上記主軸の周面と所定の
狭い間隙をもって設置された磁気センスコイルであり各
磁気センスコイル５−１．５−２は永久磁石４が通過す
ることにより、１サイクルの正弦波状の信号を生じるよ
うになっている。

磁気センスコイル５−１と５−２の間隔αは永久磁石４
が通過するとき両コイルからそれぞれ１８００以内の位
相差の電圧信号が生じるように定められている。

６−１と６−２とは、それぞれ、上記磁気センスコイル
５−１と５−２の出力型ＰＥＰＷ１．ＰＷ２を増幅する
バッファ増幅器である。

これ等の両バッファ増幅器６−１と６−２は、互いに、
同等のレベルの出力電圧信号Ｓ１．Ｓ２を出力するよう
になっている。

７は、上記バッファ増幅器６−１と６−２との出力を和
動的に合皮する可変抵抗器である。

この可変抵抗器７の両端の入力端子７−１と７−２とは
、それぞれ、上記バッファ増幅器６−１と６−２の出力
を受けるように接続され、この可変抵抗器７の抵抗本体
７−４に、摺動子７−３が摺動自在に接触している。

この構成により、可変抵抗器７の摺動子７−３の設定位
置によって定まる、摺動子７−３の摺動部と入力端子７
−１と間の抵抗Ｒ１、および該摺動部と入力端子７−２
と間の抵抗Ｒ２に応じて、それぞれバッファ増幅器６−
１と６−２の出力電圧Ｖ１とＶ２は分圧されるとともに
、この分圧された電圧Ｖ１′とＶ２′は、和動的に合皮
される。

そして、この合成電圧信号Ｓ３が、摺動子７−３から送
出されるようになっている。

８は、上記モータ２を制御するための駆動制御装置であ
る。

この駆動制御装置８は、図示しないモータ速度制御用の
サイリスタおよび上記モータ２を制動する制御器等を備
えており、上記可変抵抗器７から受けた合成電圧信号Ｓ
３がゼロクロス点の近傍で所定レベル以下になったとき
、モータ２を停止し、主軸１を定位置に停止させるよう
になっている。

つぎに、上記構成の回転体の停止位置制御装置の動作を
説明する。

可変抵抗器７の摺動子７−３は、適宜位置に設定され、
摺動子７−３と入力端子７−１と間の抵抗Ｒ１が、該摺
動子７−３と入力端子７−２との間の抵抗Ｒ２より大き
い状態に設定されているとする。

いま、主軸１を矢印Ａ方向に回転しているとき所定の位
置に停止する指令が加えられると、モータ２の回転速度
が所定の低速度に減速される。

このときの回転角速度をω０とする。

そして永久磁石４のＮ極が磁気センスコイル５−１を通
過し、その後、続いてＳ極が通過すると、この磁気セン
スコイル５−１には、レンツの法則にしたがって、はぼ
正弦波状の１サイクルの電圧信号ＰＷ１が誘起される。

その後、永久磁石４のＮ極とＳ極とがもう１つの磁気セ
ンスコイル５−２を通過すると、上述したと同様にして
、この磁気センスコイル５−２には、上記電圧信号ｐｗ
□との位相差がαのほぼ正弦波状のｌサイクルの電圧信
号ＰＷ２が誘起される。

上記電圧信号ＰＷ１とＰＷ２とは、それぞれ、バッファ
増幅器６−１と６−２により、互いに、電圧波高値が同
等となるように増幅される。

そして、この増幅された電圧信号Ｖ１とＶ２は、それぞ
れ、上記可変抵抗器７の２つの入力端子７−１と７−２
に、印加される。

さらに、これ等の電圧信号Ｖ１とＶ２は、それぞれ、可
変抵抗器７の入力端子７−１と摺動子７−３との間の抵
抗Ｒ□と、もう一方の入力端子７−２と該摺動子７−３
の間の抵抗Ｒ２とに比例した大きさに分圧される。

そして、これ等の分圧された電圧信号Ｖ１′とＶ２′は
、第２図に示すように、和動的に合皮されて、当該可変
抵抗器７の摺動子７−３から送出される。

この合成電圧信号Ｓ３は、第２図中、実線で示す。

上記電圧信号Ｖ１′とＶ２′とは、次式で示される。

Ｖ１’＝ａＩＳｊｎ６）□ｔ＊ａ＊−＊−（１）■２′
＝ａ２ｓｉｎ（ω。

ｔ−１α）・・・・・・（２）ここで、前述したように
、抵抗Ｒ１＞Ｒ２でありよって、電圧Ｖ１′とＶ２′の
最大値を示す定数ａ□とａ２は、ａ、）ａ２である。

上記可変抵抗器７の出力の合成電圧信号Ｓ３は、５３＝
Ｖ１′十Ｖ２′ ＝ （ａ１＋ａ２ｓｉｎａ） ｓｉｎ （ωｏｔ−β）
−（３１ここで β＝由。

−１ａ＋３・８ｍαである。ａ２ＣＯ３α と示される。

なお、第２図において、出力電圧Ｖ１′が零となる時点
（は、主軸１の永久磁石４の中心位置、即ち、主軸１の
基準位置Ｐ１が、磁気センスコイル５−１の中心軸線Ｃ
１を通過する時点に相当し、一方、出力電圧Ｖ２′が零
となる時点ｔ２は、上記主軸１の基準位置Ｐ１が、磁気
センスコイル５−２の中心軸線Ｃ１を通過する時点に相
当している。

いま、可変抵抗器７の摺動子７−３の設定位置を変更し
て、紙積Ｒ１とＲ２を変更し、その分圧比を変更すると
定数ａ１とａ２が変化して、合を電圧信号Ｓ３が零点を
通過する位相βを随意に変更することができる。

このようにして生成された合成電圧信号Ｓ３が、駆動制
御装置８に印加され、この合成電圧信号Ｓ３がゼロクロ
ス点に近い所定のレベル以下になると、駆動制御装置８
はサイリスタをしゃ断し、一方制動器を駆動して合成電
圧信号Ｓ３が零となる時点ｔ３に相当した位相に、モー
タ２、したがって、主軸１を停止させる。

なお、上記合成電圧信号Ｓ３は、上述したように、可変
抵抗器７の摺動子７−３の設定位置を変更することによ
り、ゼロクロス点の位相が変更される。

したがって、単に、可変抵抗器７の摺動子７−３の設定
位置を変更することにより、主軸１の基準位置Ｐ１の停
止位置を変更できる。

なお、上記構成の停止位置制御装置において、可変抵抗
器７の摺動子７−３を操作する代りに、各バッファ増幅
器６−１．６−２の増幅率を、公知の方法で、たとえば
、可変抵抗器（図示しない）を用いて、適宜に変化させ
るようにして、合成電圧信号Ｓ３の位相βを変化させる
ようにしてもよい。

以上に説明したことから明らかなように、この考案によ
れば、回転体の基準位置ｐｔ （磁石が装着されている
）を、一対の磁気センスコイルで検出し、各磁気センス
コイルの出力を、適宜の比率で和動的に合戒腰この合成
電圧信号を、上記回転体の停止を制御する駆動制御装置
に印加するようにしたから、単に、合皮しようとする２
つの電圧信号のレベルを変更する操作をおこなうだけで
、何ら、磁気センスコイルの設定位置を変更することな
く、合成電圧信号が零となる時点（位相）、即ち、回転
体を停止させる位置を、簡単かつ高精度に変更すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例の回転体の停止位置制御
装置の構成を示すブロック図、第２図は、第１図の装置
における停止位置制御用の合成信号の一例を示す信号波
形図である。 １・・・・・・回転体、２・・・・・・モータ、４・・
・・・・永久磁石、５−１． ５−２・・・・・・磁気
センスコイル、６−１、６−２・・・・・・バッファ増
幅器、７・・・・・・可変抵抗器、？−１，７−２・・
・・・・入力端子、７−３・・・・・・摺動子、８・・
・・・・駆動制御装置、Ｐｌ・・・・・・回転体の基準
位置、Ｏ・：・・・・回転体の中心軸、Ｃ１，Ｃ２・・
・・・・磁気センスコイルの中心軸線、Ｓ３・・・・・
・合成電圧信号、ａ□９ ａ２・・・・・・合皮しよう
とする電圧信号Ｖ１′とＶ１′の最大値に相当する定数
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転体上に適宜に定められた基準位置に装着した磁石と
   、上記回転体の近傍で、回転体の回転方向に所定の間隔
   をもって設置され、該回転体の磁石の通過を検出してそ
   れぞれ正弦波状の電圧信号を送出する２つの磁気センス
   コイルと、上記各磁気センスコイルの出力電圧を所定の
   比率で合皮する信号合成手段と、上記比率を調節する比
   率調節手段と、上記信号合成手段の出力の合成電圧信号
   のゼロクロス点で、上記回転体を停止するように制御す
   る制御手段とを備え、上記比率調節手段を調節して合成
   電圧信号のゼロクロス点の位相を変更し、回転体の停止
   位置を変更するようにしたことを特徴とする回転体の停
   止位置制御装置。