JPS60237875A

JPS60237875A - サ−ボ制御装置の保護回路

Info

Publication number: JPS60237875A
Application number: JP59093270A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Nakazawa; 良雄中澤; Kazuhito Okayama; 岡山　一仁
Original assignee: Graphtec Corp
Current assignee: Graphtec Corp
Priority date: 1984-05-09
Filing date: 1984-05-09
Publication date: 1985-11-26

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〕この発明は、サーボ制御装置の保護回路に係り、特に、
２次元記録装置の記録ペンの位置制御などに好適なサー
ボ制御装置の保護回路に関する。　。

〔従来の技術〕

Ｙ軸およびＹ軸のそれぞれの方向に記録ペンを移動させ
、所望の図形を描く２次元記録装置が実用化されている
。

この２次元記録装置は、コンピュータの端末機器として
用いられ、コンピュータから与えられる所望の図形デー
タを具体的な図形に変換する変換器としで利用されてい
る。

この２次元記録装置には、その記録手段として、たとえ
ば、記録ペンがモータによってＸＹ軸方向に移動可能に
設置され、モータには所望の指令回転値を与えるととも
に、その指令回転値とモータの実測回転値とを比較し、
その偏差値に応じてモータを回転させる号−水制御装置
が設置されている。

従来、この種の２次元記録装置においては、ループ内に
マイクロプロセンサを設置し、その制御系統がディジタ
ル化されたディジタルサーボ制御装置が実用化されてい
る。

このようなサーボ制御装置において、制御系統に誤動作
が生じてモータが暴走すると、その記録系統を破壊する
危険性がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は、モータの暴走をその回転速度から直接検出
し、モータおよびその回転駆動系統などの破壊を防止す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段）この発明は、モータの駆動入力側に設置されて駆動入力
を遮断するスイッチと、モータの回転を符号化するエン
コーダと、このエンコーダの出力を計数するカウンタと
、このカウンタの計数値からモータの異常速度を検出し
て前記スイッチを制御しモータの駆動入力を遮断する速
度検出回路とから構成されている。

〔作　用〕

モータの単位時間当りの回転数を検出し、その回転数が
必要以上に高い場合を異常と判断してモータへの駆動入
力を遮断する。

〔実施例〕

以下、この発明を図面に示した実施例を参照し゛て詳細
に説明する。

第１図はこの発明のサーボ制御装置の保護回路の実施例
を示している。

この実施例は、２次元記録装置に用いたディジタルサー
ボ制御装置を示し、２次元記録装置ではＸ軸およびＹ軸
方向に個別に設置されるディジクルサーボ制御装置が設
置されるが、第１図はその内の一方の系統のみを示しで
ある。

主制御装置２は、マイクロプロセッサなどの制御機器で
構成され、図示していないコンピュータなどから所望の
作図データが加えられる。すなわち、この主制御装置２
ば、設定される指令回転値と実測回転値とを比較し、そ
の偏差値をめる通常のサーボ制御回路における比較器を
構成している。

この主制御装置２の出力側には、位置情報としてのディ
ジタル指令回転値をアナログ信号に変換するディジタル
・アナログ変換器６　（以下ＤＡＣ６という）が設置さ
れ、このＤＡＣ６に対応してディジタル・アナログ変換
器８　（以下ＤＡＣ８という）が設置されており、これ
らＤＡＣ６，８はＸ軸系統およびＹ軸系統の各制御装置
に共通に設置されている。

ＤＡＣ６の出力は、サンプルホールド回路１０（以下Ｓ
／Ｈ回路１０という）に加えられ、サンプルホールドさ
れたアナログ値は、減算手段としての差動増幅器１２の
非反転入力端子（＋）に加えられている。

また、ＤＡＣ８の出力は、サンプルホールド回Ｆ＠１４
（以下Ｓ／Ｈ回路１４という）に加えられ、サンプルホ
ールドされたアナログ値は、差動増幅器１６の非反転入
力端子（＋）に加えられ、その反転入力端子（−）には
電圧源１８によってバイアス電圧ＶＢが設定されている
。したがって、Ｓ／Ｈ回路１４の出力がバイアス電圧ｖ
Ｂを越えているとき、差動増幅器１６はその越えたレヘ
ルに応じた電圧値を発生し、その電圧を差動増幅器１２
の反転入力端子（−）に加える。

すなわち、差動増幅器１２には、非反転入力端子（＋）
に位置制御人力が加えられ、その反転入力端子（−）に
回転速度制御入力が加えられており、この差動増幅器１
２によって、位置制御入力に回転速度制御入力の重み付
けが行われる。

差動増幅器１２の出力は、電力増幅器２０で増幅された
後、スイッチとしてのリレー２２のリレー接点２２Ｐを
介してモータ２４に加えられている。すなわち、このモ
ータ２４の駆動入力側にスイッチとしてのリレー接点２
２Ｐが設置され、リレー接点２２Ｐが接点ｍ側から接点
す側に閉したとき、駆動入力が遮断されるよう゛になっ
ている。

なお、抵抗２６は電流検出用である。

モータ２４には、図示していない記録ペンの駆動機構が
連結されているとともに、その回転をディジタル信号に
変換するエンコーダ２８が設置され、このエンコーダ２
Ｂの符号化出力は、４偏倍回路３０を介して位置カウン
タ３２および速度カウンタ３４に加えられている。

すなわち、位置カウンタ３２は、エンコーダ２８からの
パルス入力を計数し、その計数値によってモータ２４の
回転位置である記録ペンの位置を検出し、その計数値を
主制御装置２に加える。また、速度カウンタ３４は、所
定の計数時間に応じてパルス入力を計数し、単位時間当
りのパルス数によって、モータ２４の回転速度、すなわ
ち記録ベンの移動速度を検出し、その計数値をＤＡＣ８
に加えるとともに、その出力側に設置された速度検出回
路３６に加えられる。

速度検出回路３６は、速度カウンタ３４の計数値からモ
ータ２４が異常回転速度にあることを検出し、その検出
出力によってリレー２２のリレーコイル２２Ｌを励磁す
る。

Ｓ／Ｈ回路１０．１４、位置カウンタ３２および速度カ
ウンタ３４には、タイミング回路３８から所定のタイミ
ング信号が加えられ、特に、速度カウンタ３４の計数時
期および計数時間はそのタイミング信号φ２、■Ｌによ
って規制される。

このような構成によれは、速度カウンタ３４の計数値を
速度検出回路３６に取込み、その計数値から異常回転速
度を検出し、その検出出力に応してリレー２２を駆動す
る。この結果、リレー接点２２Ｐを接点す側に閉じると
、モータ２４の駆動入力が遮断され、モータ２４は瞬時
に停止する。

この結果、サー水制御装置の暴走を未然に防止でき、安
全性の高い制御状態を維持することができる。特に、こ
の実施例では、リレー接点２２Ｐおよび接点すを介して
モータ２４の両端子間が閉しられるため、その逆起電力
が制動力として働くので、モータ２４を急速に停止させ
ることができる。

第２図は速度検出回路３６の具体的な構成例を示してい
る。

すなわち、速度カウンタ３６の計数出力は、カウンタ４
０に加えられ、このカウンタ４０は一定周期でプリセッ
トされて加算、減算する。このカウンタ４０の所定ビッ
ト出力は、エクスクル−シブＯＲ回路４２．４４に加え
られている。すなわぢ、モータ２４の異常回転速度とな
るカウンタ４０の計数値の所定のピントを選択し、その
ビ・ノドの排他的論理和を得る。

エクスクル−シブＯＲ回路４２．４４の出力は−ＡＮＤ
回路４６に加えられ、その論理積出力がフリップフロッ
プ回路４８のデータ人力りに加えられ、このフリップフ
ロップ回路４８のタイミング人力Ｔには、主制御装置２
から同期信号が加えられる。そして、このフリップフロ
ップ回路４８の出力Ｑは、ランチ回路５０に加えられ、
そのランチ出力で異常速度信号が得られる。

以上の構成に基づき、その動作を第３図を参照して説明
する。

第３図はその動作波形を示し、Ａはタイミング信号φｏ
、、Ｂはタイミング信号φＩ、Ｃはタイミング信号ＶＬ
、Ｄはフリップフロップ回路４８に加える速度値同期信
号である。

ここで、カウンタ４０に第４図に示す特性を持つオフセ
ソトハイナリカウンタを用いるものとする。このカウン
タ４０をラッチするサンプリング周波数をｆｖ、パルス
数をＮとすると、モータ２４の回転による記録ペンの速
度Ｖは、Ｖ−Ｎ−ｆｖ・　（１パルスの移動能ｔｉｌｔ）で与え
られる。

すなわち、正側において、カウンタ４０の最上位ビット
ＭＳＢと、他のあるビットが同時に「１」またはｒＯＪ
になるとき、その状態がある速度を示しているので、最
上位ビットＭＳＢと他のビットとを対応させて異常速度
が検出できる。

また、負側においては、最上位ビン１−Ｍ５Ｂより１ピ
ント最下位ピノＦＬＳＢ側のビットと他のあるビットが
同時に「１」または「０」になるとき、その状態がある
速度を示しているので、最上位ビットＭＳＢと他のピン
トとを対応させて異常速度が検出できる。

したがって、エクスクル−シブＯＲ回路４２．４４が共
に高レベル出力となるとき、論理積が成立してＡＮＤ回
路４６は高レベル出力を発生し、フリップフロップ回路
４８のＱ出力も高レベル出力となる。この場合、フリッ
プフロップ回路４Ｂのタイミング人力］゛にば、第３図
のＤに示す同期信号が与えられ、その同期信号区間にお
いて、異常出力の検知か行われる。

すなわち、その期間中、ＡＮＤ回路４６の出力が持続し
ている場合、フリップフロップ回路４Ｂの出力Ｑが高レ
ベル出力となり、この結果、ランチ回路５０はその出力
を保持し、その保持出力が異常速度信号出力となる。

この出力は、リレー２２の励磁駆動入力となり、その励
磁によってリレー接点２２Ｐを接点す側に閉じ、駆動電
流が遮断されるので、モータ２４の暴走を阻止すること
ができる。

また、実施例では２次元記録装置を例に取って説明した
が、この発明は、各種のサーボ制御装置に適用しても、
同様の効果が期待できる。

実施例では、モータの駆動入力を遮断するスイッチとし
てリレーを使用してか、リレー以外のスイッチ手段を用
いても同様の効果が期待できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、次のような効
果が得られる。

（１）モータの回転速度が異常上昇する場合を検出して
モータに加わる駆動入力を解除するので、モータの暴走
を未然に防止できる。

（２）モータの回転部分で直接その異常速度を検知する
ので、ソフトウェア側の暴走に対しても、サーボ制御装
置の保護を図ることができ、安全性および信頼性の高い
保護が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のサーボ制御装置の保護回路の実施例
を示すブロック図、第２図は速度検出回路の具体的な構
成例を示すブロック図、第３図はその動作特性を示す説
明図、第４図はカウンタの計数特性を示す説明図である
。２２・・・スイッチとしてのリレー、２４・・・モータ
、３４・・・速度カウンタ、３６・・・速度検出回路。第２図り第３図第４図入　力手続補正書働幻特許庁長官　若　杉　和　夫　殿１、事件の表示昭和５９年特許願第９３２７０号２、発明の名称サーボ制御装置の保護回路３、補正をする者事件との関係　特許出願人住　所　東京部品用区西品用三丁目１９番６号名　称　
グラフチック株式会社代表者　山　口　三　津　男４、代理人住　所　東京都杉並区天沼三丁目２番２号荻窪勧業ビル
２階　〒１６７悄止しよ丁。

Claims

【特許請求の範囲】

モータの駆動入力端に設置されて駆動入力を遮゛　断す
るスイッチと、モータの回転を符号化するエンコーダと
、このエンコーダの出力を計数するカウンタと、このカ
ウンタの計数値からモータの異常速度を検出して前記ス
イッチを制御しモータの駆動入力を遮断する速度検出回
路とから構成したサーボ制御装置の保護回路。