JPS6114525B2 - - Google Patents

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JPS6114525B2
JPS6114525B2 JP9256976A JP9256976A JPS6114525B2 JP S6114525 B2 JPS6114525 B2 JP S6114525B2 JP 9256976 A JP9256976 A JP 9256976A JP 9256976 A JP9256976 A JP 9256976A JP S6114525 B2 JPS6114525 B2 JP S6114525B2
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JP
Japan
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output
phase difference
circuit
output signal
signal
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JP9256976A
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Matsutaka Ito
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Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPS6114525B2 publication Critical patent/JPS6114525B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は工作機械等の制御を行う数値制御装置
に於ける位置制御回路に関するものである。 第1図は数値制御系の構成を示すブロツク図で
ある。 図に於いて1は指令テーブルである。例えば切
削を行う場合まず切削すべき加工物の図面から、
寸法に関する数値、送り速度など加工に必要な数
値情報をまず求める。この数値情報を一定の規約
に従つてさん孔したものが指令テープである。2
は指令テープ1に記録された情報を、指令パルス
列に変換する情報処理回路である。 3は位置制御回路であり、モータに制御出力を
出力し、モータの回転方向、回転速度を制御す
る。4は前記モータであり、このモータ4の回転
に従つて工具であるバイト5が移動する。6,7
は歯車であり、8は送りねじである。 なお図に於いてはバイト位置のX方向の制御を
行うモータのみ示しているが、同様の構成でバイ
ト位値のY方向の制御を行うモータが設けられて
いる。 9はモータ4の主軸の回転に連動して回転する
回転体を有するシンクロレゾルバ(バイト位置検
出器)であり、回転体の回転角に対応した位相を
有する出力信号を出力する。この出力信号は位置
制御回路3に帰還される。 位置制御回路3は前記情報処理回路2より出力
される指令パルスによつて位相変調された制御出
力信号と、前記シンクロレゾルバ(以下単にレゾ
ルバという。)から出力される出力信号の位相差
を検出し、この位相差の正負及び大きさに対応し
た直流電圧をモータ4に出力する。これによつて
モータ4の回転方向、回転速度が制御される。こ
の制御は前記制御出力信号とレゾルバの出力信号
の位相差が零になるまで行われ、バイト5の移動
が完了する。 しかしこのような数値制御装置には以下のよう
な欠点があつた。 即ち制御出力信号とレゾルバの出力信号の位相
差が±180゜の範囲内で変化する場合にしか使用
できず、位置制御範囲が限られていた。 バイトの送り速度をおさえることによつて、即
ち指令パルスの出力周波数を低く設定することに
よつて前記2つの信号の位相差が常に±180゜の
範囲内にあるように設定することはできる。 しかしバイトの送り速度を速くすることが要求
されるような場合には前記2つの信号の位相差が
±180゜の範囲を越え、従来の数値制御装置では
制御不可能であつた。 例えばバイトの空送り等の時は送り速度はでき
るだけ大きくした方が効率的であるが、送り速度
を速くするようにすれば制御出力倍力とレゾルバ
出力信号の位相差が±180゜の範囲を越えてしま
い従来の数値制御装置では制御不可能であつた。 本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、
前記2つの信号の位相差が±180゜の範囲を越え
ても正しくその位相差に比例した直流電圧を出力
し、工作機械等を制御できる数値制御装置、更に
詳しく述べるならば数値制御装置に於ける位置制
御回路を得ることを目的としてなされたものであ
る。 以下実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。 第2図は本発明の一実施例である位置制御回路
を示すブロツク回路図である。 図に於いて10は前記制御出力信号を出力する
カウンタ回路である。 指令パルスの印加がない時には、カウンタ回路
10の入力には一定周波数の基準クロツクパルス
CPが与えられており、この基準クロツクパルス
CP100パルス毎に「1」、「0」を繰り返す矩形波
(本実施例に於いては4KHzの矩形波)をカウン
タ回路10は出力する。この信号を基準信号と呼
ぶ。 指令パルスが与えられると、例えば十の指令パ
ルスが1個与えられると、前記基準クロツクパル
スCPとは別に1個クロツクパルスがカウンタ回
路10に供給される。この結果カウンタ回路10
の出力信号(制御出力信号)はクロツクパルス1
個に対応する分だけ位相が進む。 逆に一の指令パルスが与えられると、前記基準
クロツクパルスCPの1つが間引かれる。この結
果カウンタ回路10の出力信号はクロツクパルス
1個に対応する分だけ位相が遅れる。 十あるいは一の指令パルスは一定周波数(バイ
トの送り速度に比例する。)で供給され、それに
基づいて上記の如く位相変調された制御出力信号
がカウンタ回路10より出力される。 この制御出力信号Aはレゾルバ(図示せず。)
の出力信号Bとともに位相差正負検出回路11に
入力される。位相差正負検出回路11は前記2つ
の信号の位相差の正負を検出する。 正確に述べれば位相差正負検出回路11に入力
される信号は制御出力信号Aではなく、制御出力
信号Aに基づいて作成された特別の信号である。
詳細は後述する。 位相差の正負は第3図に示す如く定義する。 即ち制御出力信号Aよりもレゾルバ出力信号B
の方が位相が進んでいる場合を位相差正、逆の場
合を位相差負とする。 12は制御出力信号Aとレゾルバ出力信号Bの
位相差の大きさ(絶対値)が(360×n)゜−
(360×n+180)゜の範囲内にあるか、(360×n
+180)゜−(360×n+360)゜の範囲内にあるか
を検出する位相差検出回路である。nは0又は正
整数である。以下位相差の大きさとは正負を無視
した絶対値をいうものとする。 位相差検出回路12は前記制御出力信号A、レ
ゾルバ出力信号B、及び位相差正負検出回路11
の出力に基づいて位相差がどの範囲にあるかを検
出する。 位相差検出回路12の原理を第4図に基づいて
説明する。 即ちレゾルバ出力信号Bの立ち下り時に制御出
力信号Aが「1」にあるか「0」にあるかという
ことと、前記位相差正負検出回路11の出力が正
出力か負出力かに基づいて位相差の大きさの範囲
を検出する。 〔位相差正負検出回路11の出力が正出力である
場合〕 信号Bの立ち下り時に信号Aが「1」であれば
位相差の大きさは(360×n)゜−(360×n+
180)゜の範囲にあり、「0」であれば(360×n
+180)゜−(360×n+360)゜の範囲にあると判
定して出力する。 〔位相差正負検出回路11の出力が負出力である
場合〕 信号Bの立ち下り時に信号Aが「0」であれば
位相差の大きさは(360×n)゜−(360×n+
180)゜の範囲にあり、「1」であれば(360×n
+180)゜−(360×n+360)゜の範囲にあると判
定して出力する。 13は制御出力信号Aとレゾルバ出力信号Bと
をその2入力とする排他的論理和回路である。 更に14は該排他的論理和回路13の出力信号
に基づき、該出力信号のパルス幅に比例した直流
電圧を出力する第1フイルタ回路である。 15は排他的論理和回路13の出力信号をイン
バータ16により反転した信号(排他的論理和回
路の反転出力信号)に基づき、該信号のパルス幅
に比例した直流電圧を出力する第2フイルタ回路
である。 第1フイルタ回路14、第2フイルタ回路15
の出力電圧波形を第5図に示す。(第8図102
第1フイルタ回路14、103第2フイルタ回路
15の出力波形も参照) 図に於いて点線で示されるのが第1フイルタ回
路14の出力電圧であり、実線で示されるのが第
2フイルタ回路15の出力電圧である。 図より明きらかであるが、位相差の大きさが
(360×n)゜−(360×n+180)゜の範囲内に於
いては第1フイルタ回路14の出力電圧が位相差
の大きさの増加に比例して増加し、位相差の大き
さが(360×n+180)゜−(360×n+360)゜の
範囲内に於いては第2フイルタ回路15の出力電
圧が位相差の大きさの増加に比例して増加する。 17はバイアス電圧出力回路であり、前記位相
差検出回路12の判定出力に基づいて制御され
る。このバイアス電圧出力回路17が本発明に於
ける特徴部分である。即ちこのバイアス電圧出力
回路17により、前記制御出力信号Aとレゾルバ
出力信号Bの位相差が±180゜の範囲を越えて
も、本発明の位置制御回路は位相差に比例した大
きさの直流電圧をモータに供給し、正しく制御を
行うことができるのである。 更に詳しく述べるならばバイアス電圧出力回路
17は、前記2つの信号AとBの位相差の大きさ
が(360×m/2)゜−(360×m/2+180)゜の範囲
内か ら(360×m/2+180)゜−(360×m/2+360)゜の
範 囲内に変化する時〔あるいは位相差の大きさが
(360×m/2+180)゜−(360×m/2+360)゜の範
囲内 から(360×m/2)゜−(360×m/2+180)゜の範
囲内 に変化する時〕に出力バイアス電圧を段階的に一
定量増加(あるいは減少)するように構成されて
いる。mは0又は正整数である。前記一定量は例
えば位相差が180゜の時の第1フイルタ回路の出
力電圧値に等しくなるように構成されている。 このような構成とすることによつてバイアス電
圧出力回路17は位相差の大きさが大きくなるに
従つて段階的に増加するバイアス電圧を出力し、
逆に位相差の大きさが小さくなるに従つて段階的
に減少するバイアス電圧を出力する。 前記フイルタ回路14の出力、フイルタ回路1
5の出力、バイアス電圧出力回路17の出力はア
ナログゲート18に入力され、アナログゲート1
8は位相差検出回路12の出力に基づいて、前記
3回路の出力から位相差の大きさに正しく比例し
た直流電圧を合成して出力する。 即ち位相差の大きさが(360×n)゜−(360×
n+180)゜の範囲に於いては、位相差検出回路
12の出力に基づいて第1フイルタ回路14の出
力とバイアス電圧出力回路17の出力とを合成し
た出力電圧を出力する。又位相差の大きさが
(360×n+180)゜−(360×n+360)゜の範囲に
於いては、第2フイルタ回路15の出力とバイア
ス電圧出力回路17の出力とを合成した出力電圧
を出力する。(第8図105のアナログゲート1
8の出力波形参照) 19はゲイン(−1)のインバーテイングアン
プであり、アナログゲート18の出力は直接及び
インバーテイングアンプ19を介してアナログゲ
ート20に与えられる。 アナログゲート20は前記位相差正負検出回路
11の出力に基づいて、前記アナログゲート18
の出力あるいはアナログゲート18のインバーテ
イングアンプ19を介した出力のいずれかをモー
タ駆動回路に出力する。即ち位相差の正負に基づ
いて直流電圧の極性が制御される。これによつて
位相差の正、負に対応した極性を有し、位相差の
大きさに正しく比例した大きさを有する直流電圧
がモータ駆動回路に出力され、第8図106のア
ナログゲート20の出力波形参照)モータが駆動
される。 以上で本実施例の概略説明を終わる。 以下第6図の回路図に基づいて更に詳細に説明
していく。 第6図イ,ロは第6図ロに示すような関係にあ
り、第6図イのA点、B点、C点、D点、E点、
F点、G点、H点はそれぞれ第6図ロのa点、b
点、c点、d点、e点、f点、g点、h点に一致
する。また第2図と同一部分には同一符号を符
す。 図に於いて10は制御出力信号Aを出力するカ
ウンタ回路である。その入力には前述した如く指
令パルスによつてその個数が変調(増加、減少)
されたクロツクパルスCPMが与えられており、
このクロツクパルスCPMに基づいて制御出力信
号Aを出力する。 21は10進カウンタであり、クロツクパルス
CPMを10個計数する毎に1発クロツクパルス
CPNを出力する。22も10進カウンタであり、
前記クロツクパルスCPNを10個計数する毎に1
発クロツクパルスCPOを出力する。23はT型
フリツプフロツプであり、前記クロツクパルス
CPOの入力毎にセツト、リセツトを繰り返す。 この結果T型フリツプフロツプ23はクロツク
パルスCPM200パルスを一周期とする制御出力信
号Aを出力する。 このカウンタ回路10の内容に基づいて191パ
ルス信号、199パルス信号、0〜7パルス信号が
作成される。 これらの信号は位相差正負検出回路11に入力
され、これら各信号とレゾルバ出力信号Bとに基
づいて制御出力信号Aとレゾルバ出力信号Bの位
相差が正が負かが検出される。 アンドゲート24,25は191パルス信号を出
力するためのゲートであり、アンドゲート26,
27は199パルス信号を出力するためのゲートで
あり、アンドゲート28は0〜7パルス信号を出
力するためのゲートである。 本実施例に於いては位相差の正負を検出するた
めの信号として191パルス信号、199パルス信号、
0〜7パルス信号を用い、位相差の正負を検出す
るよう構成しているが、位相差の正負を検出する
ための信号はこれらの信号に限定されず、種々選
択できる。 第7図に制御出力信号A、191パルス信号、199
パルス信号、0〜7パルス信号の波形を示す。 位相差正負検出回路11を説明する前に位置検
出器であるレゾルバについて説明しておく。 29はレゾルバである。レゾルバ29はモータ
の回転に連動して回転する回転体30を有し、該
回転体30は2つの巻線R1−R3とR2−R4を有す
る。 またS1−S2はレゾルバ29の固定子出力巻線で
ある。 回転体30の2つの巻線R1−R3,R2−R4には
互いにその位相が90゜ずれた正弦波(その周期は
前記基準信号の周期と同一である。)が各各入力
される。 そして固定子出力巻線S1−S2には回転体30の
回転角の大きさに対応した分だけ前記入力正弦波
とはその位相のずれた正弦波が出力される。この
正弦波はフイルター増幅器31に入力される。更
にフイルター増幅器31の出力はインバータ32
に入力されて波形整形され、レゾルバ出力信号B
として出力される。 回転体30の2つの巻線R1−R3,R2−R4に互
いにその位相が90゜ずれた入力正弦波を供給する
回路の構成は以下のとおりである。 第6図ロに於いて、33は50進カウンタであ
り、基準クロツクパルスCPを50個計数する毎に
1発クロツクパルスCPPを出力する。34はクロ
ツクパルスCPPが入力される毎にセツト、リセツ
トを繰り返すT型フリツプフロツプである。 T型フリツプフロツプ34のセツト出力はT型
フリツプフロツプ35の入力に与えられ、一方リ
セツト出力はT型フリツプフロツプ36の入力に
与えられる。T型フリツプフロツプ35,36は
共に入力信号の立ち下りでセツト、リセツトを繰
り返すものである。従つてT型フリツプフロツプ
35,36は、それぞれ周期が前記基準信号と同
一であり且その位相が互いに90゜ずれた矩形波を
出力する。 この矩形波はフイルタ増幅器37に入力され、
正弦波に変換される。更にフイルタ増幅器37の
出力はトランス38,39に入力され、このトラ
ンス38,39の出力が入力正弦波として前記レ
ゾルバ回転体30の2つの巻線にそれぞれ供給さ
れる。 次に位相差正負検出回路11の構成を説明す
る。 位相差正負検出回路11は制御出力信号Aとレ
ゾルバ出力信号Bの位相差が±90゜の範囲内に於
いてのみ位相差正負の検出を行う。 インバーテイングアンプ19は前述した如く位
相差の大きさに比例した直流電圧を出力する。こ
の出力はインバータ40の入力端子に供給されて
いる。このインバータ40は入力電圧が一定値以
上(位相差90゜に対応する電圧以上)でトランジ
スタオンするインバータである。こいインバータ
40の出力はアンドゲート41の一方の入力に与
えられている。アンドゲート41の他方の入力に
はレゾルバ出力信号Bが供給されている。 アンドゲート41の出力は位相差正負検出回路
11に入力されている。従つてインバータ40の
出力が「1」の時(2つの信号の位相差が90゜以
内の時)のみ、アンドゲート41はレゾルバ出力
信号Bを位相差正負検出回路11に入力し、位相
差正負検出回路11に於いて位相差正負の判定が
行われる。 アンドゲート42は前記191パルス信号を一方
の入力とし、他方の入力には前記アンドゲート4
1の出力が与えられるアンドゲートである。また
アンドゲート43は前記199パルス信号を一方の
入力とし、他方の入力にはアンドゲート41の出
力が与えられるアンドゲートである。 以下第7図を参照して説明を進める。 〔レゾルバ出力信号Bが(1)の場合(位相差正)〕 なお位相差は±90゜の範囲内にあるとする。 第7図イに示すようにアンドゲート42の出力
信号によりワンシヨツトモノマルチバイブレータ
44がセツトされる。このセツト出力はアンドゲ
ート45の一入力に与えられる。アンドゲート4
5の他の3入力は以下のとおりである。 1 ワンシヨツトモノマルチバイブレータ46の
リセツト出力。 2 199パルス信号。 3 基準クロツクパルスCPとレゾルバ出力の反
転信号とをその2入力とするアンドゲート4
7の出力信号。 199パルス信号出力時にレゾルバ出力信号は
「0」である。従つてアンドゲート45は199パル
ス信号出力時に出力信号を出力し、フリツプフロ
ツプ48をセツトする。これにより位相差が正と
判定される。 〔レゾルバ出力信号Bが(2)の場合(位相差負)〕 第7図ロに示すようにアンドゲート43の出力
信号によりワンシヨツトモノマルチバイブレータ
46がセツトする。このセツト出力はアンドゲー
ト49の一入力に与えられる。アンドゲート49
の他の2入力は以下のとおりである。 1 前記アンドゲート47の出力信号。 2 0〜7パルス信号。 0〜7パルス信号出力時にレゾルバ出力信号B
が「0」となれば、アンドゲート49は出力信号
を出力し、フリツプフロツプ48をリセツトす
る。これにより位相差が負と判定される。 なおワンシヨツトモノマルチバイブレータ44
は199パルス信号が出力されるまでセツト状態を
保つように構成されており、ワンシヨツトモノマ
ルチバイブレータ46は0〜7パルス信号出力時
間セツト状態を保つように構成されている。 以上の構成により明きらかな如く制御出力信号
Aとレゾルバ出力信号Bの位相差が90゜以内の範
囲にあり且レゾルバ出力信号Bの立ち下り時が
191パルス時と7パルス時の間にある時に於いて
のみ位相差正負の検出がなされる。またモータ等
の慣性と指令パルスの滑らかな発生のために位相
差は滑らかに変動するので、191〜7パルス信号
以上の位相ズレが生じることはない。すなわち、
例えば10パルス信号より180パルス信号に瞬間的
にジヤンプすることはない。したがつてその他の
状態に於いてはフリツプフロツプ48の状態は何
ら変化せず、前回の判定結果を保持する。 次に位相差検出回路12の構成を説明する。 アンドゲート50には制御出力信号Aが、アン
ドゲート51には制御出力信号Aの反転信号が
入力されている。更にアンドゲート50,51の
他方の入力にはレゾルバ出力信号Bの反転信号が
微分回路52を介して与えられている。これはレ
ゾルバ出力信号Bの立ち下り時を検出するためで
ある。 従つてレゾルバ出力信号Bの立ち下り時に制御
出力信号Aが「1」であればアンドゲート50が
出力信号を出力し、「0」であればアンドゲート
51が出力信号を出力する。 アンドゲート50の出力信号はアンドゲート5
3,54の一方の入力に与えられている。アンド
ゲート53,54の他方の入力には、前記位相差
正負検出回路11の判定用フリツプフロツプ48
のセツト出力、リセツト出力がそれぞれ与えられ
ている。 一方アンドゲート51の出力信号はアンドゲー
ト55,56の一方の入力に与えられている。ア
ンドゲート55,56の他方の入力にはフリツプ
フロツプ48のリセツト出力、セツト出力がそれ
ぞれ与えられている。 アンドゲート53,55の出力はオアゲート5
7の入力に与えられ、オアゲート57の出力はフ
リツプフロツプ58のセツト入力に与えられてい
る。 一方アンドゲート56,54の出力はオアゲー
ト59の入力に与えられ、オアゲート59の出力
はアンドゲート60の一方の入力に与えられてい
る。アンドゲート60の他方の入力には、位相差
が90゜以上で出力「0」となるインバータ40の
反転出力が与えられている。そしてアンドゲート
60の出力はフリツプフロツプ58のリセツト入
力に与えられている。 以上の構成より明きらかな如く 1 位相差が正と判定されており且レゾルバ出力
信号Bの立ち下り時に制御出力信号Aが「1」
である時 2 位相差が負と判定されており且信号Bの立ち
下り時に信号Aが「0」である時はオアゲート
57が出力信号を出力し、フリツプフロツプ5
8がセツトされる。これにより位相差の大きさ
が(360×n)゜−(360×n+180)゜の範囲に
あると判定される。(第8図101の位相差検
出回路12のセツト信号の出力波形参照) また 1 位相差が正と判定されており且信号Bの立ち
下り時に信号Aが「0」である時 2 位相差が負と判定されており且信号Bの立ち
下り時に信号Aが「1」である時 はオアゲート59が出力信号を出力し、アンドゲ
ート60を介してフリツプフロツプ58がリセツ
トされる。これによつて位相差の大きさが(360
×n+180)゜−(360×n+360)゜の範囲にある
と判定される。(第8図101の位相差検出回路
12のリセツト信号の出力波形参照) なおオアゲート59の出力をアンドゲート60
(禁止ゲート)を介してフリツプフロツプ58の
リセツト入力に与えるようにしているのは以下の
理由による。即ち位相差が0゜の付近では位相差
正負検出回路11の出力が安定しておらず、まち
がつてオアゲート59が出力信号を出力するよう
なことがある。このような出力信号をフリツプフ
ロツプのリセツト入力に与えないようにするため
である。アンドゲート60は位相差±90゜の範囲
内に於いて出力を禁止する。 この位相差検出回路12中のフリツプフロツプ
58のリセツト出力、セツト出力はそれぞれアナ
ログゲート18中のアナログスイツチ61を構成
するMOS電界効果トランジスタ(以下MOSFET
という。)62,63のゲート電極に与えられて
いる。このMOSFET62,63はゲート入力
「0」で導通するPチヤンネルエンハンスメント
型である。 すなわち負論理であり、たとえばフリツプフロ
ツプ58からMOSFET62へのリセツト出力が
「0」で、MOSFET63へのセツト出力が「1」
のときには、MOSFET62が「1」となる。 一方MOSFET62,63のソースには前記第
1フイルタ回路14、第2フイルタ回路15の出
力がそれぞれ与えられている。またMOSFET6
2,63のドレインは共通接続されてインバーテ
イングアンプ64の入力に接続され、インバーテ
イングアンプ64の出力がアナログゲート18の
出力となる。 アナログゲート18の出力はインバーテイング
アンプ19を介して、アナログゲート20中のア
ナログスイツチ65を構成するMOSFET66の
ソースに与えられる。 一方に於いてアナログゲート18の出力は直接
前記アナログスイツチ65を構成するMOSFET
67のソースに与えられている。 またMOSFET66のゲートには位相差正負検
出回路11を構成するフリツプフロツプ48のセ
ツト出力が、MOSFET67のゲートには前記セ
ツト出力の反転出力が与えられている。 MOSFET66,67のドレインは共通接続さ
れてインバーテイングアンプ68の入力に接続さ
れ、インバーテイングアンプ68の出力がアナロ
グゲート20の出力としてモータ駆動回路に与え
られる。 次に本発明の特徴部分であるバイアス電圧出力
回路17について説明していく。 第6図ロに於いてインバーテイングアンプ19
の出力をその入力とするインバータ69,70,
71,72はそれぞれ一定の入力電圧以上でトラ
ンジスタオンするインバータである。 69は入力電圧V1(位相差450゜の時のインバ
ーテイングアンプ19の出力電圧)以上でオンす
る。70は入力電圧V2(位相差270゜の時のイン
バーテイングアンプ19の出力電圧)以上でオン
する。71は入力電圧V3(位相差810゜の時のイ
ンバーテイングアンプ19の出力電圧)以上でオ
ンする。72は入力電圧V4(位相差630゜の時の
インバーテイングアンプ19の出力電圧)以上で
オンする。 トランジスタのベース抵抗69R,………,7
2Rの値を調整することによりインバータの閾値
電圧を調整することができる。 インバータ69の出力及びインバータ70の反
転出力はアンドゲート73の入力に与えられてい
る。従つてアンドゲート73は位相差270゜−450
゜の範囲でその出力が「1」となる。 一方インバータ71の出力及びインバータ72
の反転出力はアンドゲート74の入力に与えられ
ている。従つてアンドゲート74は位相差630゜
−810゜の範囲内でその出力が「1」となる。 アンドゲート73の出力はアンドゲート75,
76の一方の入力に与えられている。アンドゲー
ト75の他方の入力には位相差検出回路12のフ
リツプフロツプ58のセツト出力が与えられてお
り、アンドゲート76の他方の入力にはリセツト
出力が与えられている。 アンドゲート75の出力はフリツプフロツプ7
7のセツト入力に、アンドゲート76の出力はフ
リツプフロツプ77のリセツト入力に与えられて
る。 アンドゲート74の出力はアンドゲート78,
79の一方の入力に与えられている。アンドゲー
ト78,79の他方の入力には位相差検出回路1
2のフリツプフロツプ58のセツト出力、リセツ
ト出力がそれぞれ与えられている。 アンドゲート78の出力はフリツプフロツプ8
0のセツト入力に、アンドゲート79の出力はフ
リツプフロツプ80のリセツト入力に与えられて
いる。 更に位相差検出回路12のフリツプフロツプ5
8のセツト出力はアナログスイツチ81を構成す
るMOSFET82のゲート電極に与えられてい
る。MOSFET82のソースにはバイアス電圧v1
が供給されている。このバイアス電圧v1の値は、
制御出力信号Aとレゾルバ出力信号Bの位相差が
180゜の時の第1フイルタ回路出力電圧に等し
い。 また前記フリツプフロツプ77のリセツト出力
はMOSFET83のゲート電極に与えられてる。
MOSFET83のソースにはバイアス電圧v2が供
給されている。v2=2v1である。前記フリツプフ
ロツプ80のリセツト出力はMOSFET84のゲ
ート電極に与えられている。MOSFET84のソ
ースにはバイアス電圧v2が供給されている。 MOSFET82,83,84のドレインは共通
接続されて前記アナログスイツチ61の出力点に
接続されている。 バイアス電圧出力回路17は以上のように構成
されている。(第8図104のバイアス電圧出力
回路17の出力波形参照) 以上の構成から成る本実施例の位置制御回路の
動作を下記第1表にまとめる。この第1表より本
実施例の動作は明白である。
The present invention relates to a position control circuit in a numerical control device that controls machine tools and the like. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a numerical control system. In the figure, 1 is a command table. For example, when cutting, first from the drawing of the workpiece to be cut,
First, obtain the numerical information necessary for machining, such as numerical values regarding dimensions and feed rate. A command tape is a tape made by punching this numerical information according to certain rules. 2
is an information processing circuit that converts information recorded on the command tape 1 into a command pulse train. 3 is a position control circuit which outputs a control output to the motor and controls the rotation direction and rotation speed of the motor. Reference numeral 4 is the motor, and as the motor 4 rotates, the cutting tool 5 moves. 6,7
is a gear, and 8 is a feed screw. Although the figure only shows the motor that controls the bite position in the X direction, a motor with a similar configuration that controls the bite position value in the Y direction is also provided. A synchro resolver (bit position detector) 9 has a rotating body that rotates in conjunction with the rotation of the main shaft of the motor 4, and outputs an output signal having a phase corresponding to the rotation angle of the rotating body. This output signal is fed back to the position control circuit 3. The position control circuit 3 detects the phase difference between the control output signal phase-modulated by the command pulse output from the information processing circuit 2 and the output signal output from the synchro resolver (hereinafter simply referred to as resolver). , outputs to the motor 4 a DC voltage corresponding to the sign and magnitude of this phase difference. This controls the rotational direction and rotational speed of the motor 4. This control is performed until the phase difference between the control output signal and the resolver output signal becomes zero, and the movement of the cutting tool 5 is completed. However, such numerical control devices have the following drawbacks. That is, it can only be used when the phase difference between the control output signal and the resolver output signal changes within a range of ±180°, and the position control range is limited. By suppressing the feeding speed of the cutting tool, that is, by setting the output frequency of the command pulse low, it is possible to set the phase difference between the two signals so that it is always within the range of ±180°. However, when it is required to increase the feeding speed of the cutting tool, the phase difference between the two signals exceeds the range of ±180°, making it impossible to control with a conventional numerical control device. For example, when dry-feeding a cutting tool, it is more efficient to increase the feed rate as much as possible, but if the feed rate is increased, the phase difference between the control output boost and the resolver output signal will be within a range of ±180°. It was impossible to control with conventional numerical control equipment. The present invention has been made in view of this point,
Even if the phase difference between the two signals exceeds the range of ±180°, a numerical control device that can correctly output a DC voltage proportional to the phase difference and control a machine tool, etc. More specifically, a numerical control device This was developed with the aim of obtaining a position control circuit that would The present invention will be described in detail below based on Examples. FIG. 2 is a block circuit diagram showing a position control circuit which is an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a counter circuit that outputs the control output signal. When no command pulse is applied, a constant frequency reference clock pulse is input to the counter circuit 10.
CP is given and this reference clock pulse
The counter circuit 10 outputs a rectangular wave (4 KHz rectangular wave in this embodiment) that repeats "1" and "0" every CP100 pulse. This signal is called a reference signal. When a command pulse is applied, for example, when one command pulse of 10 is applied, one clock pulse is supplied to the counter circuit 10 in addition to the reference clock pulse CP. As a result, the counter circuit 10
The output signal (control output signal) is clock pulse 1
The phase advances by the amount corresponding to the number. Conversely, when one command pulse is applied, one of the reference clock pulses CP is thinned out. As a result, the output signal of the counter circuit 10 is delayed in phase by an amount corresponding to one clock pulse. Ten or one command pulses are supplied at a constant frequency (proportional to the feed rate of the cutting tool), and based on this, the counter circuit 10 outputs a control output signal that is phase modulated as described above. This control output signal A is supplied to a resolver (not shown).
It is input to the phase difference positive/negative detection circuit 11 together with the output signal B of . A phase difference positive/negative detection circuit 11 detects whether the phase difference between the two signals is positive or negative. To be precise, the signal input to the phase difference positive/negative detection circuit 11 is not the control output signal A, but a special signal created based on the control output signal A.
Details will be described later. The sign of the phase difference is defined as shown in FIG. In other words, the resolver output signal B is higher than the control output signal A.
If the phase is ahead of the other, the phase difference is positive, and if the opposite is the case, the phase difference is negative. 12, the magnitude (absolute value) of the phase difference between the control output signal A and the resolver output signal B is (360×n)°-
Is it within the range of (360×n+180)°?
This is a phase difference detection circuit that detects whether the phase difference is within the range of +180)°-(360×n+360)°. n is 0 or a positive integer. Hereinafter, the magnitude of the phase difference refers to the absolute value, ignoring whether it is positive or negative. The phase difference detection circuit 12 receives the control output signal A, the resolver output signal B, and the phase difference positive/negative detection circuit 11.
The range of the phase difference is detected based on the output of the phase difference. The principle of the phase difference detection circuit 12 will be explained based on FIG. 4. That is, the position is determined based on whether the control output signal A is at "1" or "0" when the resolver output signal B falls, and whether the output of the phase difference positive/negative detection circuit 11 is a positive output or a negative output. Detect the range of phase difference size. [When the output of the phase difference positive/negative detection circuit 11 is a positive output] If the signal A is “1” at the falling edge of the signal B, the magnitude of the phase difference is (360×n)゜−(360×n+
180)°, and if it is “0” then (360×n
+180)° - (360×n+360)° and outputs it. [When the output of the phase difference positive/negative detection circuit 11 is a negative output] If the signal A is “0” at the falling edge of the signal B, the magnitude of the phase difference is (360×n)゜−(360×n+
180)°, and if it is “1”, it is (360×n
+180)° - (360×n+360)° and outputs it. 13 is an exclusive OR circuit which receives the control output signal A and the resolver output signal B as its two inputs. Furthermore, 14 is a first filter circuit that outputs a DC voltage proportional to the pulse width of the output signal based on the output signal of the exclusive OR circuit 13. 15 is a second filter circuit that outputs a DC voltage proportional to the pulse width of the signal based on the signal obtained by inverting the output signal of the exclusive OR circuit 13 by the inverter 16 (the inverted output signal of the exclusive OR circuit); be. First filter circuit 14, second filter circuit 15
The output voltage waveform of is shown in FIG. (Fig. 8 102
(See also the output waveform of the first filter circuit 14, 103 and the second filter circuit 15) In the figure, the dotted line indicates the output voltage of the first filter circuit 14, and the solid line indicates the second filter circuit 15. is the output voltage of As is clear from the figure, when the magnitude of the phase difference is within the range of (360×n)° - (360×n+180)°, the output voltage of the first filter circuit 14 is equal to the magnitude of the phase difference. When the magnitude of the phase difference is within the range of (360×n+180)°-(360×n+360)°, the output voltage of the second filter circuit 15 increases in proportion to the increase in the magnitude of the phase difference. increases in proportion to Reference numeral 17 denotes a bias voltage output circuit, which is controlled based on the judgment output of the phase difference detection circuit 12. This bias voltage output circuit 17 is a characteristic part of the present invention. That is, with this bias voltage output circuit 17, even if the phase difference between the control output signal A and the resolver output signal B exceeds the range of ±180°, the position control circuit of the present invention generates a DC voltage proportional to the phase difference. can be supplied to the motor and controlled correctly. To explain in more detail, the bias voltage output circuit 17 outputs a signal whose phase difference between the two signals A and B is within the range of (360×m/2)°-(360×m/2+180)° to (360×m/2+180)°. m / 2 + 180) ° - (360 × m / 2 + 360) ° [or when the magnitude of the phase difference changes from within the range of (360 × m / 2 + 180) ° - (360 × m / 2 + 360) ° (360×m/2)°-(360×m/2+180)°], the output bias voltage is increased (or decreased) by a certain amount stepwise. m is 0 or a positive integer. The fixed amount is configured to be equal to the output voltage value of the first filter circuit when the phase difference is 180 degrees, for example. With this configuration, the bias voltage output circuit 17 outputs a bias voltage that increases stepwise as the magnitude of the phase difference increases,
Conversely, as the magnitude of the phase difference decreases, a bias voltage is output that decreases in stages. Output of the filter circuit 14, filter circuit 1
5 and the output of the bias voltage output circuit 17 are input to the analog gate 18.
8, based on the output of the phase difference detection circuit 12, synthesizes and outputs a DC voltage that is correctly proportional to the magnitude of the phase difference from the outputs of the three circuits. In other words, the magnitude of the phase difference is (360×n)゜−(360×
In the range of n+180) degrees, an output voltage that is a combination of the output of the first filter circuit 14 and the output of the bias voltage output circuit 17 is output based on the output of the phase difference detection circuit 12. In addition, when the magnitude of the phase difference is in the range of (360×n+180)°-(360×n+360)°, an output voltage that is a combination of the output of the second filter circuit 15 and the output of the bias voltage output circuit 17 is output. do. (Analog gate 1 in Fig. 8 105
8) 19 is an inverting amplifier with a gain of (-1), and the output of the analog gate 18 is given to the analog gate 20 directly and via the inverting amplifier 19. The analog gate 20 detects the analog gate 18 based on the output of the phase difference positive/negative detection circuit 11.
Either the output of the analog gate 18 or the output via the inverting amplifier 19 of the analog gate 18 is output to the motor drive circuit. That is, the polarity of the DC voltage is controlled based on whether the phase difference is positive or negative. As a result, a DC voltage having a polarity corresponding to the positive or negative phase difference and a magnitude proportional to the magnitude of the phase difference is output to the motor drive circuit, and the DC voltage is outputted to the motor drive circuit, and the DC voltage has a polarity corresponding to the positive or negative phase difference and a magnitude proportional to the magnitude of the phase difference. (See output waveform) The motor is driven. This concludes the general description of this embodiment. A more detailed explanation will be given below based on the circuit diagram shown in FIG. Figure 6 A and B have the relationship as shown in Figure 6 B, and points A, B, C, D, and E in Figure 6 A,
Point F, point G, and point H are points a and b in Figure 6 B, respectively.
It coincides with point, c point, d point, e point, f point, g point, and h point. Also, the same parts as in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. In the figure, 10 is a counter circuit that outputs the control output signal A. As mentioned above, the number of inputs is modulated (increase, decrease) by the command pulse.
clock pulse CPM is given,
A control output signal A is output based on this clock pulse CPM. 21 is a decimal counter and clock pulse
One clock pulse every 10 CPM counts
Output CPN. 22 is also a decimal counter,
1 for every 10 clock pulses CPN counted.
Outputs the starting clock pulse CPO. 23 is a T-type flip-flop, and the clock pulse
Repeats setting and resetting each time CPO is input. As a result, the T-type flip-flop 23 outputs a control output signal A having one period equal to the clock pulse CPM200. Based on the contents of this counter circuit 10, a 191 pulse signal, a 199 pulse signal, and a 0 to 7 pulse signal are created. These signals are input to the phase difference positive/negative detection circuit 11, and based on these signals and the resolver output signal B, it is detected whether the phase difference between the control output signal A and the resolver output signal B is positive or negative. AND gates 24 and 25 are gates for outputting 191 pulse signals, and AND gates 26,
27 is a gate for outputting a 199 pulse signal, and AND gate 28 is a gate for outputting a 0 to 7 pulse signal. In this embodiment, 191 pulse signals, 199 pulse signals,
Although the configuration is configured to detect whether the phase difference is positive or negative using 0 to 7 pulse signals, the signal for detecting the positive or negative phase difference is not limited to these signals, and various types can be selected. Fig. 7 shows control output signal A, 191 pulse signal, 199
The waveforms of pulse signals and 0 to 7 pulse signals are shown. Before explaining the phase difference positive/negative detection circuit 11, the resolver, which is a position detector, will be explained. 29 is a resolver. The resolver 29 has a rotating body 30 that rotates in conjunction with the rotation of the motor, and the rotating body 30 has two windings R 1 -R 3 and R 2 -R 4 . Further, S 1 -S 2 are stator output windings of the resolver 29. The two windings R 1 -R 3 and R 2 -R 4 of the rotating body 30 each receive a sine wave whose phase is shifted by 90 degrees (its period is the same as that of the reference signal). be done. A sine wave whose phase is shifted from the input sine wave by an amount corresponding to the rotation angle of the rotating body 30 is output to the stator output windings S 1 -S 2 . This sine wave is input to a filter amplifier 31. Furthermore, the output of the filter amplifier 31 is connected to the inverter 32.
is input into the resolver output signal B, which is waveform-shaped.
is output as The configuration of a circuit that supplies input sine waves whose phases are shifted by 90 degrees to the two windings R 1 -R 3 and R 2 -R 4 of the rotating body 30 is as follows. In FIG. 6B, 33 is a 50-decimal counter, which outputs one clock pulse CPP every time 50 reference clock pulses CP are counted. 34 is a T-type flip-flop which is repeatedly set and reset each time a clock pulse CPP is input. The set output of T-type flip-flop 34 is applied to the input of T-type flip-flop 35, while the reset output is applied to the input of T-type flip-flop 36. Both T-type flip-flops 35 and 36 are repeatedly set and reset at the falling edge of the input signal. Therefore, the T-type flip-flops 35 and 36 each output a rectangular wave whose period is the same as that of the reference signal and whose phases are shifted by 90 degrees from each other. This square wave is input to the filter amplifier 37,
converted to a sine wave. Further, the output of the filter amplifier 37 is input to transformers 38 and 39, and the outputs of the transformers 38 and 39 are supplied as input sine waves to the two windings of the resolver rotating body 30, respectively. Next, the configuration of the phase difference positive/negative detection circuit 11 will be explained. The phase difference positive/negative detection circuit 11 detects the positive/negative phase difference only when the phase difference between the control output signal A and the resolver output signal B is within the range of ±90°. The inverting amplifier 19 outputs a DC voltage proportional to the magnitude of the phase difference, as described above. This output is supplied to the input terminal of inverter 40. This inverter 40 is an inverter whose transistor is turned on when the input voltage is above a certain value (a voltage corresponding to a phase difference of 90° or above). The output of the inverter 40 is given to one input of an AND gate 41. The other input of the AND gate 41 is supplied with the resolver output signal B. The output of the AND gate 41 is input to the phase difference positive/negative detection circuit 11. Therefore, only when the output of the inverter 40 is "1" (when the phase difference between the two signals is within 90 degrees), the AND gate 41 inputs the resolver output signal B to the phase difference positive/negative detection circuit 11 and detects the phase difference positive/negative. The detection circuit 11 determines whether the phase difference is positive or negative. The AND gate 42 receives the 191 pulse signal as one input, and has the other input as the AND gate 4.
This is an AND gate that is given an output of 1. The AND gate 43 is an AND gate which receives the 199 pulse signal as one input and receives the output of the AND gate 41 as the other input. The explanation will be continued below with reference to FIG. [When resolver output signal B is (1) (positive phase difference)] It is assumed that the phase difference is within the range of ±90°. As shown in FIG. 7A, a one shot mono multivibrator 44 is set by the output signal of the AND gate 42. This set output is applied to one input of AND gate 45. and gate 4
The other three inputs of 5 are as follows. 1 Reset output of the one-shot mono multivibrator 46. 2 199 pulse signal. 3 AND gate 4 whose two inputs are the reference clock pulse CP and the inverted signal of the resolver output
7 output signal. The resolver output signal is "0" when the 199 pulse signal is output. Therefore, AND gate 45 outputs an output signal when the 199 pulse signal is output, and flip-flop 48 is set. This determines that the phase difference is positive. [When the resolver output signal B is (2) (negative phase difference)] As shown in FIG. 7B, the one shot mono multivibrator 46 is set by the output signal of the AND gate 43. This set output is applied to one input of AND gate 49. and gate 49
The other two inputs of are as follows. 1 Output signal of the AND gate 47. 2 0-7 pulse signal. Resolver output signal B when outputting 0 to 7 pulse signals
When becomes "0", the AND gate 49 outputs an output signal and resets the flip-flop 48. This determines that the phase difference is negative. In addition, one-shot mono multivibrator 44
is configured to maintain the set state until the 199 pulse signal is output, and the one shot mono multivibrator 46 is configured to maintain the set state for the output time of the 0 to 7 pulse signal. As is clear from the above configuration, the phase difference between the control output signal A and the resolver output signal B is within 90 degrees, and the fall time of the resolver output signal B is
The positive/negative phase difference is detected only between 191 pulses and 7 pulses. Furthermore, the phase difference varies smoothly due to the inertia of the motor and the smooth generation of command pulses, so a phase shift of more than 191 to 7 pulse signals does not occur. That is,
For example, there is no instantaneous jump from a 10 pulse signal to a 180 pulse signal. Therefore, in other states, the state of the flip-flop 48 does not change at all, and the previous determination result is maintained. Next, the configuration of the phase difference detection circuit 12 will be explained. A control output signal A is input to the AND gate 50, and an inverted signal of the control output signal A is input to the AND gate 51. Further, an inverted signal of the resolver output signal B is applied to the other input of the AND gates 50 and 51 via a differentiating circuit 52. This is to detect when the resolver output signal B falls. Therefore, when the resolver output signal B falls, if the control output signal A is "1", the AND gate 50 outputs an output signal, and if it is "0", the AND gate 51 outputs an output signal. The output signal of AND gate 50 is AND gate 5
3 and 54. The other input of the AND gates 53 and 54 is a flip-flop 48 for determination of the phase difference positive/negative detection circuit 11.
A set output and a reset output are provided respectively. On the other hand, the output signal of AND gate 51 is given to one input of AND gates 55 and 56. The other inputs of AND gates 55 and 56 are supplied with the reset output and set output of flip-flop 48, respectively. The output of AND gates 53 and 55 is OR gate 5
The output of OR gate 57 is applied to the set input of flip-flop 58. On the other hand, the outputs of AND gates 56 and 54 are applied to the input of OR gate 59, and the output of OR gate 59 is applied to one input of AND gate 60. The other input of the AND gate 60 is supplied with the inverted output of the inverter 40, which outputs "0" when the phase difference is 90 degrees or more. The output of AND gate 60 is applied to the reset input of flip-flop 58. As is clear from the above configuration, the phase difference 1 is determined to be positive, and the control output signal A becomes "1" when the resolver output signal B falls.
2 When the phase difference is determined to be negative and the signal A is "0" at the falling edge of the signal B, the OR gate 57 outputs an output signal and the flip-flop 5
8 is set. As a result, it is determined that the magnitude of the phase difference is in the range of (360×n)°-(360×n+180)°. (Refer to the output waveform of the set signal of the phase difference detection circuit 12 in FIG. 8 101) Also, 1. When the phase difference is determined to be positive and the signal A is "0" at the falling edge of the signal B, 2. The phase difference is When the signal A is determined to be negative and the signal A is "1" at the falling edge of the signal B, the OR gate 59 outputs an output signal, and the flip-flop 58 is reset via the AND gate 60. As a result, the magnitude of the phase difference is (360
×n+180)°-(360×n+360)°. (See the output waveform of the reset signal of the phase difference detection circuit 12 in FIG. 8 101.) The output of the OR gate 59 is
The reason why the signal is applied to the reset input of the flip-flop 58 via the (inhibition gate) is as follows. That is, when the phase difference is around 0°, the output of the phase difference positive/negative detection circuit 11 is not stable, and the OR gate 59 may output an output signal by mistake. This is to prevent such an output signal from being applied to the reset input of the flip-flop. The AND gate 60 prohibits output within a phase difference range of ±90°. The reset output and set output of the flip-flop 58 in the phase difference detection circuit 12 are respectively connected to a MOS field effect transistor (hereinafter referred to as MOSFET) which constitutes the analog switch 61 in the analog gate 18.
That's what it means. ) 62 and 63 are applied to the gate electrodes. These MOSFETs 62 and 63 are of a P channel enhancement type that becomes conductive when the gate input is "0". In other words, it is a negative logic; for example, the reset output from flip-flop 58 to MOSFET 62 is "0" and the set output to MOSFET 63 is "1".
When , MOSFET 62 becomes "1". On the other hand, the outputs of the first filter circuit 14 and the second filter circuit 15 are applied to the sources of the MOSFETs 62 and 63, respectively. Also MOSFET6
The drains of 2 and 63 are commonly connected to the input of an inverting amplifier 64, and the output of the inverting amplifier 64 becomes the output of the analog gate 18. The output of the analog gate 18 is applied via an inverting amplifier 19 to the source of a MOSFET 66 constituting an analog switch 65 in the analog gate 20. On the other hand, the output of the analog gate 18 is directly connected to the MOSFET constituting the analog switch 65.
It is given in 67 sources. The gate of the MOSFET 66 is supplied with the set output of the flip-flop 48 constituting the phase difference positive/negative detection circuit 11, and the gate of the MOSFET 67 is supplied with an inverted output of the set output. The drains of the MOSFETs 66 and 67 are commonly connected and connected to the input of an inverting amplifier 68, and the output of the inverting amplifier 68 is given to the motor drive circuit as the output of the analog gate 20. Next, the bias voltage output circuit 17, which is a feature of the present invention, will be explained. Inverting amplifier 19 in Figure 6B
Inverters 69, 70, whose inputs are the outputs of
Reference numerals 71 and 72 each indicate an inverter whose transistor is turned on when the input voltage exceeds a certain level. 69 is turned on when the input voltage V 1 (the output voltage of the inverting amplifier 19 when the phase difference is 450°) is exceeded. 70 turns on when the input voltage is equal to or higher than the input voltage V 2 (the output voltage of the inverting amplifier 19 when the phase difference is 270°). 71 turns on when the input voltage is equal to or higher than the input voltage V 3 (the output voltage of the inverting amplifier 19 when the phase difference is 810°). 72 is turned on when the input voltage V 4 (the output voltage of the inverting amplifier 19 when the phase difference is 630°) is exceeded. Transistor base resistance 69R,......,7
By adjusting the value of 2R, the threshold voltage of the inverter can be adjusted. The output of inverter 69 and the inverted output of inverter 70 are provided to the input of AND gate 73. Therefore, the AND gate 73 has a phase difference of 270°−450
The output becomes "1" in the range of . On the other hand, the output of inverter 71 and inverter 72
The inverted output of is given to the input of AND gate 74. Therefore, the output of the AND gate 74 becomes "1" within the phase difference range of 630°-810°. The output of the AND gate 73 is the AND gate 75,
76 is applied to one input. The other input of the AND gate 75 is supplied with the set output of the flip-flop 58 of the phase difference detection circuit 12, and the other input of the AND gate 76 is supplied with the reset output. The output of AND gate 75 is flip-flop 7
The output of AND gate 76 is applied to the reset input of flip-flop 77. The output of the AND gate 74 is the AND gate 78,
79 is applied to one input. The other input of the AND gates 78 and 79 has a phase difference detection circuit 1.
The set output and reset output of two flip-flops 58 are respectively provided. The output of AND gate 78 is flip-flop 8
The output of AND gate 79 is applied to the reset input of flip-flop 80. Furthermore, the flip-flop 5 of the phase difference detection circuit 12
The set output No. 8 is applied to the gate electrode of a MOSFET 82 constituting an analog switch 81. Bias voltage v 1 is applied to the source of MOSFET82.
is supplied. The value of this bias voltage v 1 is
The phase difference between control output signal A and resolver output signal B is
Equal to the first filter circuit output voltage at 180°. Further, the reset output of the flip-flop 77 is applied to the gate electrode of the MOSFET 83.
A bias voltage v 2 is supplied to the source of the MOSFET 83. v 2 = 2v 1 . The reset output of flip-flop 80 is applied to the gate electrode of MOSFET 84. A bias voltage v 2 is supplied to the source of the MOSFET 84. The drains of the MOSFETs 82, 83, and 84 are commonly connected to the output point of the analog switch 61. The bias voltage output circuit 17 is configured as described above. (Refer to the output waveform of the bias voltage output circuit 17 in FIG. 8 104) The operation of the position control circuit of this embodiment having the above configuration is summarized in Table 1 below. The operation of this embodiment is clear from Table 1.

【表】 ここで第8図に全体の動作の波形図を示す。 101は位相差検出回路12の出力で、位相差
の大きさが(360×n)゜−(360×n+180)゜の
範囲にあるときセツトされ、(360×n+180)゜
−(360×n+360)゜の範囲にあるときリセツト
される。 102は第1フイルタ回路14の出力で、排他
的論理回路13の出力を位相差の大きさが(360
×n)゜−(360×n+180)゜の範囲内におい
て、位相差の大きさの増加に比例する直流電圧に
した出力である。 103は第2フイルタ回路15の出力で、インバ
ータ16により反転された排他的論理回路13の
出力を位相差の大きさが(360×n+180)゜−
(360×n+360)゜の範囲内において、位相差の
大きさの増加に比例する直流電圧にした出力であ
る。 104はバイアス電圧出力回路17の出力で、
インバーテイングアンプ19、位相差検出回路1
2の出力に基づいて第30頁第1表にまとめられた
動作を行つた後の出力である。 105はアナログゲート18の出力で、位相差
検出回路12の出力に基づいて第1フイルタ回路
14、第2フイルタ回路15、バイアス電圧回路
17の出力から位相差の大きさに正しく比例する
直流電圧に合成した出力である。 106はアナログゲート20の出力で、アナロ
グゲート18の出力あるいはアナログゲート18
のインバーテイングアンプ19を介した出力のい
ずれかを位相差正負検出回路の出力に基づいて選
択した出力である。 以上の実施例では最大バイアス電圧の値は5v1
であつたがこの値は任意に増減させ得ることは明
白であろう。 また上記実施例ではモータの回転によつて工具
であるバイトの位置制御を行つていたが、モータ
の回転によつてテーブル、サドル等の位置制御を
するものに於いても本発明は実施可能である。位
置検出器としてレゾルバ以外のものを用いたもの
に於いても本発明は実施可能である。 以上詳細に説明したように本発明によれば、制
御出力信号Aと位置検出器の出力信号Bの位相差
が±180゜の範囲を越える場合にも位相差に正し
く比例した出力電圧を出力し、工作機械を制御で
きる数値制御装置に於ける位置制御回路を提供す
ることができる。 即ち例えばバイトの空送り時等の送り速度を大
きくするようにプログラムを組んでも、換言すれ
ば位相差が±180゜の範囲を越えてしまうように
プログラムを組んだ場合にも正しく位相差に比例
した出力電圧を出力し、バイトを所定の速度で移
動させ得る位置制御回路を提供することができ
る。しかもその回路構成も比較的簡単なもので実
現できる。
[Table] FIG. 8 shows a waveform diagram of the overall operation. 101 is the output of the phase difference detection circuit 12, which is set when the magnitude of the phase difference is in the range of (360 × n) ° - (360 × n + 180) °, and (360 × n + 180) ° - (360 × n + 360). It is reset when the value is within the range of °. 102 is the output of the first filter circuit 14, which is the output of the exclusive logic circuit 13 when the phase difference is (360
xn)° - (360xn+180)°, the output is a DC voltage proportional to the increase in the magnitude of the phase difference. 103 is the output of the second filter circuit 15, which is the output of the exclusive logic circuit 13 which has been inverted by the inverter 16, and the magnitude of the phase difference is (360×n+180)°−
The output is a DC voltage proportional to the increase in the phase difference within the range of (360×n+360)°. 104 is the output of the bias voltage output circuit 17;
Inverting amplifier 19, phase difference detection circuit 1
This is the output after performing the operations summarized in Table 1 on page 30 based on the output of step 2. 105 is the output of the analog gate 18, which converts the outputs of the first filter circuit 14, second filter circuit 15, and bias voltage circuit 17 into a DC voltage that is correctly proportional to the magnitude of the phase difference based on the output of the phase difference detection circuit 12. This is the combined output. 106 is the output of the analog gate 20, which is the output of the analog gate 18 or the analog gate 18.
This is an output selected from one of the outputs through the inverting amplifier 19 based on the output of the phase difference positive/negative detection circuit. In the above example, the maximum bias voltage value is 5v 1
However, it will be obvious that this value can be increased or decreased arbitrarily. Furthermore, in the above embodiment, the position of the tool, ie, the cutting tool, was controlled by the rotation of the motor, but the present invention can also be implemented in devices where the position of a table, saddle, etc. is controlled by the rotation of the motor. It is. The present invention can also be implemented in a position detector that uses something other than a resolver. As explained in detail above, according to the present invention, even when the phase difference between the control output signal A and the output signal B of the position detector exceeds the range of ±180°, an output voltage that is correctly proportional to the phase difference is output. , it is possible to provide a position control circuit in a numerical control device that can control a machine tool. In other words, even if you create a program to increase the feed speed when empty feeding a cutting tool, or in other words, if you create a program so that the phase difference exceeds the range of ±180°, it will still be correctly proportional to the phase difference. Accordingly, it is possible to provide a position control circuit that outputs a certain output voltage and can move a cutting tool at a predetermined speed. Furthermore, it can be realized with a relatively simple circuit configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は数値制御系の構成を示すブロツク図、
第2図は本発明の一実施例を示すブロツク回路
図、第3図は同実施例に於ける制御出力信号とレ
ゾルバ出力信号の位相差の正、負の定義の説明に
供する図、第4図は同実施例に於ける位相差検出
回路の原理説明図、第5図は同実施例に於ける第
1フイルタ回路、第2フイルタ回路の出力電圧波
形を示す図、第6図イ,ロは同実施例の構成を示
す詳細な回路図、第7図イ,ロは同実施例の説明
に供するタイムチヤート、第8図は同実施例に於
ける全体の動作の波形図である。 符号、3:位置制御回路、4:モータ、5:バ
イト、9:レゾルバ、11:位相差正負検出回
路、12:位相差検出回路、13:排他的論理和
回路、14:第1フイルタ回路、15:第2フイ
ルタ回路、17:バイアス電圧出力回路、18:
アナログゲート、19:インバーテイングアン
プ、20:アナログゲート、29:レゾルバ、
A:制御出力信号、B:レゾルバ出力信号。
Figure 1 is a block diagram showing the configuration of the numerical control system.
FIG. 2 is a block circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram for explaining the definition of positive and negative phase differences between the control output signal and the resolver output signal in the same embodiment, and FIG. The figure is a diagram explaining the principle of the phase difference detection circuit in the same embodiment, Figure 5 is a diagram showing the output voltage waveforms of the first filter circuit and the second filter circuit in the same embodiment, and Figures 6A and 6B are diagrams showing the output voltage waveforms of the first filter circuit and the second filter circuit in the same embodiment. 7 is a detailed circuit diagram showing the configuration of the same embodiment, FIGS. 7A and 7B are time charts for explaining the same embodiment, and FIG. 8 is a waveform diagram of the overall operation in the same embodiment. code, 3: position control circuit, 4: motor, 5: bite, 9: resolver, 11: phase difference positive/negative detection circuit, 12: phase difference detection circuit, 13: exclusive OR circuit, 14: first filter circuit, 15: Second filter circuit, 17: Bias voltage output circuit, 18:
Analog gate, 19: Inverting amplifier, 20: Analog gate, 29: Resolver,
A: Control output signal, B: Resolver output signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 モータの回転によつてテーブル、サドル、工
具等の位置制御を行う数値制御装置に於いて、 指令信号によつて位相変調された制御出力信号
と、位置検出器の出力信号との位相差を検出し、
この位相差の正負及び位相差の大きさに基づいて
所定の極性、大きさを有する直流電圧を前記モー
タに印加することによつてモータの回転方向、回
転速度を制御するように構成した位置制御回路で
あつて、 前記制御出力信号と位置検出器の出力信号の位
相差が正であるか負であるかを検出する位相差正
負検出回路と、 前記制御出力信号と位置検出器の出力信号の位
相差の大きさ(絶対値)が(360×n)゜−(360
×n+180)゜の範囲内にあるか、(360×n+
180)゜−(360×n+360)゜の範位内にあるかを
検出する位相差検出回路と(但しnは0又は正整
数)、 前記制御出力信号と位置検出器の出力信号とを
その2入力とする排他的論理和回路と、 該排他的論理和回路の出力信号を、該出力信号
のパルス幅に比例した直流電圧に変換して出力す
る第1フイルタ回路と、 前記排他的論理和回路の反転出力信号を、該反
転出力信号のパルス幅に比例した直流電圧に変換
して出力する第2フイルタ回路と、 前記位相差検出回路の出力に基づいて、前記制
御出力信号と位置検出器の出力信号の位相差の大
きさ(絶対値)が(360×m/2)゜−(360×m/2+ 180)゜の範囲内から(360×m/2+180)゜−(360 ×m/2+360)゜の範囲内に変化する時〔あるいは 位相差の大きさが(360×m/2+180)゜−(360×m
/2 +360)゜の範囲内から(360×m/2)゜−(360×m
/2 +180)゜の範囲内に変化する時〕に出力バイア
ス電圧を段階的に一定量増加(あるいは減少)し
て出力するバイアス電圧出力回路と(但しmは0
又は正整数)、 前記位相差検出回路の出力に基づいて、前記第
1フイルタ回路又は第2フイルタ回路の出力及び
前記バイアス電圧出力回路の出力とから、前記制
御出力信号と位置検出器の出力信号の位相差に比
例した直流電圧を合成して出力する直流電圧出力
回路と、 該直流電圧出力回路の出力電圧及び前記位相差
正負検出回路の検出出力に基づき、前記直流電圧
出力回路の出力電圧に比例した、所定の極性の直
流電圧を前記モータに供給する回路とから成るこ
とを特徴とする位置制御回路。
[Claims] 1. In a numerical control device that controls the position of a table, saddle, tool, etc. by rotation of a motor, a control output signal whose phase is modulated by a command signal and an output of a position detector. Detects the phase difference with the signal,
Position control configured to control the rotational direction and rotational speed of the motor by applying a DC voltage having a predetermined polarity and magnitude to the motor based on the positive/negative of this phase difference and the magnitude of the phase difference. The circuit comprises: a phase difference positive/negative detection circuit for detecting whether the phase difference between the control output signal and the output signal of the position detector is positive or negative; The magnitude (absolute value) of the phase difference is (360×n)゜−(360
×n+180)° or (360×n+
180)° - (360×n+360)° (where n is 0 or a positive integer); an exclusive OR circuit as an input; a first filter circuit that converts the output signal of the exclusive OR circuit into a DC voltage proportional to the pulse width of the output signal and outputs it; and the exclusive OR circuit. a second filter circuit that converts the inverted output signal of the inverted output signal into a DC voltage proportional to the pulse width of the inverted output signal and outputs it; The magnitude (absolute value) of the phase difference of the output signal is within the range of (360 × m/2) ° - (360 × m / 2 + 180) ° to (360 × m / 2 + 180) ° - (360 × m / 2 + 360) )° [or when the phase difference changes within the range of (360×m/2+180)° – (360×m
/2 +360)° to (360×m/2)° – (360×m
/2 +180)°], the bias voltage output circuit increases (or decreases) the output bias voltage by a certain amount step by step (however, m is 0).
or a positive integer), based on the output of the phase difference detection circuit, the control output signal and the output signal of the position detector from the output of the first filter circuit or the second filter circuit and the output of the bias voltage output circuit. a DC voltage output circuit that synthesizes and outputs a DC voltage proportional to the phase difference of the DC voltage output circuit; and a circuit for supplying a proportional DC voltage of a predetermined polarity to the motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0429225U (en) * 1990-06-29 1992-03-09

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