JPS6173002A - 角度検出装置 - Google Patents

角度検出装置

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JPS6173002A
JPS6173002A JP19528084A JP19528084A JPS6173002A JP S6173002 A JPS6173002 A JP S6173002A JP 19528084 A JP19528084 A JP 19528084A JP 19528084 A JP19528084 A JP 19528084A JP S6173002 A JPS6173002 A JP S6173002A
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JP
Japan
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angle
phase difference
origin
counter
initial value
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Pending
Application number
JP19528084A
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English (en)
Inventor
Koji Hasegawa
宏治 長谷川
Hideki Sato
秀樹 佐藤
Masaharu Igawa
正治 井川
Katsutoshi Naruse
成瀬 勝俊
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Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
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Publication date
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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、レゾルバを用いた角度検出i!置に関する。
本発明の角度検出装置は、たとえば数値υ制御工作機械
の駆動軸の絶対回転角を検出し、可動台、工具の絶対位
置を検出するのに用いられる。
[従来の技術] 数値υ1郊工作機械において、可動台、又は工具の位置
の検出は、それらを移動させる送りネジの回転角をレゾ
ルバで検出することにより行なわれている。
そして、その回転角を絶対値で検出するには、例えばレ
ゾルバを少なくとも2台設ける。1台はレゾルバの回転
軸の1回転以内の角度を検出するのに用いられ、他の1
台は、レゾルバの回転数を検出するのに用いられる。こ
の様に複数のレゾルバを組合せて使用することにより、
広範囲かつ高精度の回転角が絶対値で検出できる。数値
制御工作R械では、この様な複数のレゾルバによって検
出された角度信号を計算機で合成し、可動台又は工具の
現在の絶対位置を求めている。
上記レゾルバを用いた角Dlt検出装置は、レゾルバの
励磁信号と検出信号との位相差を検出するものであり、
その位相差は、それに比例した時間量としてパルスカウ
ンタによって計測される。従ってパルスカウンタの出力
が、レゾルバの回転軸の回転角に比例する。しかしなが
らその回転角の原点は各レゾルバに固定された特有値で
あり、これを変化さけることが出来なかった。
そのため、上記角度検出装置によって、数値υ制御工作
81械の可動台、又は工具の絶対位置を直読するために
は、複数のレゾルバの角度原点を整合されると共に、そ
れらの角度原点を可動台、又は工具等の位置の基準とな
る原点とも整合させる必要があった。
[発明が解決しようとする問題点] したがって、上記の如くそれぞれの原点の整合をとるに
は、送りネジの原点位置に、各レゾルバの回転軸の原点
が精度良く一致する様に、それらの組付けを精密に行う
必要があった。このため、組付の作業には多くの時間を
必要とした。
さらには、−反引付けると、可動台、工具等の絶対位置
と、角度検出vI置の出力値との関係を変化させること
ができないため、可動台等の原点を変化させることがで
きないこと、その原点を変化させるには、角度検出装置
の原点較正時に再度組付ける必要があり、機械的な微調
整を必要とする等の欠点があった。本発明は、上記の欠
点を改良するためになされたものであり、角度検出装置
の原点を可変的に設定する機能を付加することにより、
制御系との原点調整を容易にすることを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、交流励磁信号を入力し、該交流励磁信号に対
し、回転角に比例した位相差を有する交流検出信号を出
力する角度位相変換器と、前記交流励磁信号と前記交流
検出信号との位相差を、それに対応した時間mとして計
測するカウンタを有する位相差検出回路と、かう成る角
度検出装置において、 前記位相差検出回路に、前記カウンタの初期値を可変的
に与える初期値設定器を設け、前記位相差の検出開始毎
に、前記初11値設定器によって設定された初1111
1t!を前記カウンタに設定することを特徴とするもの
である。
本発明の角度(立相変換器には、例えばレゾルバを用い
ることがて−き、このレゾルバは、単数でも、?!2数
で5良い、、複数の場合には、それぞれのレゾルバの回
転軸の角度を検出するカウンタを有する位相検出回路が
複数存在する。レゾルバが単数の揚ごには、制御I系の
原点とレゾルバの原点との調整が容易となる6複数の場
合には、上記原点の整合の池、各レゾルバ間の原f二1
調整が容易となる。
上記、初期値設定器は、カウンタにオフセットを与える
ものであり、たとえば、外部からキー操作によって設定
された数値を保持する回路及び、位相差の検出の開始を
与える制御信号を入力し、その信号に同期して、カウン
タに、その数値を設定するゲート回路等で構成される。
[作用] まず、角度検出装置を送りネジ等の制御系に取付け、制
御系の任意に設定された原点まで制御系を作動する。そ
の時のカウンタ出力が、角度位相変換器の原点と制御系
の原点との差を表している。
従って、この時のカウンタ出力値に基づいて、初期値を
、たとえば加算カウンタなうば、その補数を、初期値設
定器に設定する。その後、本発明装置は、一定周期で与
えられる位相差の測定開始毎に、上記初ll1Iaがカ
ウンタに設定され、その後、加算カウンタならば、位相
差に対応した時間だtブパルス毎に加算される。従って
、カウンタ出力は、一定量オフヒツトされたことになり
、制御系の原点にレゾルバの回転軸が整合した時、その
出力は零となる。即ち、角度検出装置の原点を、制御系
の原点と一致させることができる。レゾルバ、位相差検
出回路が複数あるときは、同様な操作により、それぞれ
の原点を整合させることができる。
以後この様な初期fti設定を行なった後は、それぞれ
のカウンタの出力が、制御系のその原点に対する絶対位
富を示していることになる。
[実施例] 以下、本発明を具体的な実施例に基づいて詳述する。第
1図は、本発明の具体的な1実施例に係る角度検出装置
の構成を示したブロックダイヤグラムである。本実施例
は、レゾルバを2台用いて、数lIn制御工作別械0可
動台の位置測定に用いられたらのである。数kl[i制
御工作機械の可動台1は、)”ノド3を有し、ナツト3
は、サーボモータ5によって駆動される送りネジ2と螺
合している。可動台1はり−・I;を−夕5の回転によ
り移動することができる。サーボモータ5の回転軸は1
1i14を介して、第ルゾルバ10aの回転軸11aと
係合しており、その回転@11aは、減速ギヤ12を介
して、第2レゾルバ10bの回転軸11bに係合してい
る。サーボモータ5の回転角と可動台1の位置は、一対
一に対応しており、従ってサーボモータ5の回転角をレ
ゾルバで測定することにより可動台1の位置を測定する
ことができる。ここで、レゾルバはそれぞれ2極のもの
を用い、第ルゾルバ10aは、回転軸11aの1回転以
内の角度を検出し、第2レゾルバ10bは、多数回回転
における角度を即ち回転数を検出する。それぞれのレゾ
ルバ10a、10bの2本のステータ巻線には、励磁信
号発生回路60から90°位相差の正弦波交流励磁信号
が印加されている。励磁信号発生回路60は、パルス発
振器62、分周器64、メモリ65.75、OA変換2
166.76、増幅器67.77を有している。メモリ
65.75はそれぞれ、サンプリング点にお1プる正弦
波、余弦波の振幅値が記憶されており、分周!S64か
ら出力されるサンプリング信号をアドレス選択信 ′号
として、順次振幅信号が選出されOA変換器66.76
によってアナログ信号に変換されて所定周波数の正弦波
、余弦波が合成される。その合成波は増幅器67.77
によって増幅されステータ巻線に印加される。
位相差検出回路20は、交流励磁信号のゼロクロス点を
検出する零点検出回路28を有している。
零点検出回路28は位相差検出の始期タイミングV1を
与える。一方、レゾルバ10a、iobのロータ巻線か
ら取出される交流検出信号のゼロクロス点を検出する零
点検出回路22a、22i)が設+jられてJ3す、そ
れらは、位相差検出の終期タイミング2.v3を与える
。位相差は、カウンタ24a、24bて−、パルス発振
器62から出力されるパルス数を計数することにより計
測される。
このカウンタ24a、24bに初期値を設定するために
、本発明の要部である初期値設定器40a、40 b 
lfi設(プられている。42a、42k)は初期暗を
マニ」アル入力するためのキーボードであり、44a、
4/lbは、その入力随を保持するためのラッチ回路で
あり、46a、46bは、ラッチ回路44a、44bに
保持されている初期(自をカウンタ24a、24bへ始
期タイミング信号■1に同期して設定するゲート回路で
ある。26a、26bは、柊」タイミンク信号v2、v
3に同期して、その時のカウンタ24a、24bの値を
保持するラッチ回路である。なおキーボード42a、4
2FIとラッチ回路44a 、44bを設ける替わりに
、デジタルスイッチを設けてもよい。
制i装N80は、ラッチ回路26a、261)から回転
軸11aの回転角信号を入力することにより、加動台1
の現在位置を知ることができる。1I11−に180は
、回転角信号SL、SHを読取るタイミングを付与する
割込制御回路82、中央処理装ご84、メモリ86、入
出力インターフェース88.89から成る。
次に本実施例装置の作用を説明する、第2図(a)(b
)(c)は、ラッチ回路26aから出力ぎれる回転角信
号Sし、ラッチ回路26bから出力される回転角信号S
H,CPtJ84の出力する位置信号Nを、それぞれ可
動台1の位置との関係において示したグラフである。な
お、図中Oは、可Oj台1に関づる制御系の原点を示す
。カウンタ24a、24bに初期値をgQ定しない従来
方式では、制御系のb;ミ点Oと、角度検出装置の1星
点OL、ONとのImで、△1、Δ2の誤差が存在する
ので、角度信号SL、5l−111う可動台1の位置を
直読できない。又、各レゾルバによって測定される角度
の原点に差がある(△1キ△2)ため、角度13号s 
l、311を合成して、絶対角Nを合成づることがでさ
ない。そのため、従来では、上記誤差へ1、Δ2を零に
するようにレゾルバの紺付けを精度良く調整しでいたつ 本発明は、図中、IL、IHで示される初期(直を、位
Kl差測定毎に、カウンタ24a、24bに設定する。
そうすれば、カウンタ24a、24bの示す位ill!
 iJ、それぞれ初期1+1分だけオフセラ1−された
ことにり、/Jウンタの零値が1.II Ill系の原
点を示し、角度検出装置の原点と制御系の原点とが一致
する。このときの、カウンク出り、CPLI出力、と可
動台1どの位ご関係が第2図の実線で示されている。
木実m tm テ、カウンタ24a、24b+;t、加
算カウンタで構成しであるので、IL、IHの決定は次
の様に行なわれる。まず、可動台1が制御系の原点Oに
設定される。初期値をOとその時のカウンタ出力、TL
、THを読みとる。そのカウンタのフルスケールに対す
るrL、THの補数を求めればそれが初期1111.[
Hとなる。
この様にしてキーボード40a、40bから初l!Il
値IL、[Hが入力され、その値はラッチ回路44aP
44bに保持される。カウンタ24a、24bは、位相
差検出毎に、励磁信号のゼロクロス点に同期して出力さ
れる始期タイミング信@V1により、ゲート回路46a
、46bを介して初期値IL、IHが設定される。その
後、検出信号のゼロクロス点に同期して出力される終期
タイミング信QV2、v3が入力されるまで、パルス発
振器62から出力される1パルス毎のその値を1つづつ
加算する。終期タイミング信@v2、v3により、その
時の値がラッチ回路25a、26bに保持され、その値
は、可動台1の位置を直視的に示している。
[発明の効宋] 本発明1.1、角度位相変換器によって検出された角度
にオフセットを与える初期値設定回路を設けている。し
たがって、1Jli2II系の原点と角度検出装置の原
点の整合を電気的に行うことができるので、角度位相変
換器のijl till系への相付けが容易となる。
又、角度検出装置の原点を制−系の原点と容易に一致さ
けることができるので、11111II系原点の変更が
II1I01に行なえる。さらに、角度検出装置の出力
を使用時に事後補正する必要がないので、角度検出が高
速に行うことができ、その値を直読することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の具体的な一実施例に係る角度検出Mi
ffの構成を示したブロックダイヤグラムCある。第2
図は、角度検出装置の出力とシII till系におけ
る位置との関係を示したグラフである。 I L、Ill・・初11+直 O・・・制罪系原点0
[,01(・・・角度検出装置の原点1・・・可動台 
    5・・・サーボモータ10a、10b・・・レ
ゾルバ 40a、40b・・・初期値設定器 60・・・励磁信号発生回路 特許出願人   豊田工機株式会社 トヨタ自動車株式会社 代理人    弁理士 大川 宏 同     弁理士 藤谷 晦 同     弁理士 丸山明夫

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 交流励磁信号を入力し、該交流励磁信号に対し
    、回転角に比例した位相差を有する交流検出信号を出力
    する角度位相変換器と、 前記交流励磁信号と前記交流検出信号との位相差を、そ
    れに対応した時間量として計測するカウンタを有する位
    相差検出回路と、から成る角度検出装置において、 前記位相差検出回路に、前記カウンタの初期値を可変的
    に与える初期値設定器を設け、前記位相差の検出開始毎
    に、前記初期値設定器によって設定された初期値を前記
    カウンタに設定することを特徴とする角度検出装置。
  2. (2) 前記角度位相変換器は、小角度区間における角
    を検出するものと、前記小角度区間のくり返しにより構
    成される大角度区間における角を検出するものとが設け
    られ、 前記位相差検出回路は上記複数の角度位相変換器に対し
    、それぞれ設けられ、 前記カウンタに初期値を与える初期値設定器がそれぞれ
    の位相差検出回路に設けられており、前記各カウンタの
    出力を組合わせて、回転角を検出することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の角度検出装置。
JP19528084A 1984-09-18 1984-09-18 角度検出装置 Pending JPS6173002A (ja)

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