JPS6244645B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回転体の停止位置制御装置に関す
る。

たとえば工作機械等において、回転軸を所定の
位置に停止するための回転位置検出器としては従
来シンクロ等が知られているが、シンクロは高価
である等の問題がある。

安価な回転位置検出器としては、回転体の検出
すべき位置に、回転方向にNS極を向けた磁石を
固定して、この磁石の磁界を磁束検出器で検出す
るようにしたものが知られている。この方式の検
出器を用いた定位置停止システムでは、磁束検出
器の検出範囲から定まる制御ゾーンに回転体の所
定位置が到達すると、回転体を駆動するモータを
停止させるようにしている。

この種の従来の定位置停止システムにおいて
は、回転体の常時の回転方向と同じ方向で停止制
御をしていたために、低速で制御ゾーンを通過し
た場合、同方向に駆動されると次回に制御ゾーン
に入るまでの時間がかかり、かつ正確な停止を行
なえなかつた。

この発明は、上述の問題を解決するためになさ
れたもので、回転体の回転方向検出手段を設け、
停止時には低速で制御ゾーンを通過したときは回
転体を制御ゾーンへ引き戻すように制御すること
により、回転体を早く正確に一定の位置で停止さ
せることができる、安価な停止システムを提供す
ることを目的とするものである。

以下にこの発明の一実施例を図面とともに説明
する。

第１図において、１は工作機械等の回転軸或い
は回転軸と連動して回転するロータ、２はロータ
１の周辺において、所定の位置に設けた磁石であ
り、この磁石２は、そのＮ極とＳ極が回転方向に
向くように固定されている。

３はロータ１が停止すべき位置に設けられた磁
束検出器であつて、第２図に示すように、磁石２
と対向し得る位置において、ロータ１の回転方向
に２つの検出コイル３ａ，３ｂを適宜間隔で並べ
て設けたものである。そして磁石２がコイル３ａ
の近傍を通過すると第３図のＡに示す１サイクル
の交流波が、このコイル３ａから生じ、また磁石
２がコイル３ｂの近傍を通過すると第３図のＢに
示すように、波形Ａから位相がφだけずれた１サ
イクルの交流波が生じるようになつている。

磁束検出器３のコイル３ａ，３ｂの出力信号は
増幅器４，５を介して、後述の合成用抵抗６に印
加される一方、それぞれ対応するレベル判別器
８，９にも印加される。レベル判別器８は検出コ
イル３ａの出力がしきい値A0より低いときはハ
イレベル“Ｈ”、A0より高いときローレベル
“Ｌ”となる第３図ロに示す信号Ｄを生じ、また
レベル判別器９は検出コイル３ｂの出力がしきい
値B0よりも負方向に大きいときはハイレベル
“Ｈ”、B0よりも正側にあるときはローレベル
“Ｌ”となり、インバータ１０で反転して第３図
ハに示すような信号Ｅを生じる。

１１は回転体の回転方向検出用のフリツプフロ
ツプでロータ１の正転時（第２図の矢印Ｘ方向）
に、レベル判別器９の出力がローレベル“Ｌ”で
レベル判別器８の出力がローレベル“Ｌ”になる
と（第４図のＥ０）セツトされ、正転を記憶しハ
イレベル“Ｈ”の信号Ｇ１を生じる。またロータ
１の逆転時にはレベル判別器９の出力がローレベ
ル“Ｌ”で、レベル判別器８の出力がローレベル
からハイレベルになつたとき（第４図ロ，Ｅ
０′）リセツトされ、該フリツプフロツプ１１の
出力はローレベル“Ｌ”となり逆転を記憶する。

フリツプフロツプ１１の出力端子は排他的オア
ゲート１７の一方の入力端子に接続されている。

一方、レベル判別器８の出力およびインバータ
１０の出力はそれぞれナンドゲート１３に接続さ
れており、磁石２が磁束検出器３の検知範囲内に
あるとき、即ち制御ゾーンＺ内にあるとき、この
ナンドゲート１３の出力はハイレベル“Ｈ”とな
り、第３図ニに示す信号Ｆを生じる。

タイマ１４は、その入力端子がローレベル
“Ｌ”であるとき或いはハイレベル“Ｈ”でかつ
設定時間以内であるときは、出力端子はハイレベ
ル“Ｈ”に保たれる。一方、タイマ１４の入力端
子が設定時間以上ハイレベル“Ｈ”となつたとき
は、その設定時間の経過後に出力端子はローレベ
ル“Ｌ”に変化する。

またフリツプフロツプ１５の一方の素子である
ナンドゲート１５−１の入力端子には停止命令
（停止で“Ｈ”）が印加されるとともに、他方の素
子であるノアゲート１５−２にはタイマ１４の出
力信号が印加され、該フリツプフロツプ１５の出
力は通常はローレベルであるが、停止命令がナン
ドゲート１５−１に印加され、かつタイマ１４の
出力がローレベル（低速に減速されたとき）とな
つたとき、該フリツプフロツプ１５の出力はハイ
レベル“Ｈ”となる。

フリツプフロツプ１５の出力端子は排他的オア
ゲート１７の他方の入力端子に接続される。

この排他的オアゲート１７は回転体が正転して
おり、かつ高速であるとき或いは回転体が逆転し
ており、かつ低速であるときのいずれかに出力は
ハイレベル“Ｈ”となり、この信号“Ｈ”は詳細
に後述するリレー１８の常閉接点１８ｂと増幅器
２０を介して緩速指令として出力される。

リレー１８はノアゲート１３の出力に接続さ
れ、回転体の所定位置が制御ゾーン外にあるとき
非励磁であつて、排他的オアゲート１７の出力が
常閉接点１８ｂと増幅器２０とを介し緩速指令と
して、モータの制御回路（図示せず）に供給さ
れ、また制御ゾーン内にあるときは励磁されて常
開接点１８ａを介して、抵抗６の出力信号が反転
増幅器７を介して定位置停止指令用の第３図トに
示す補正信号として上記制御回路に印加される。
なお増幅器２０はその入力端子に印加される信号
レベルにしたがつて正或いは負の信号を生じる。
この実施例では入力信号が“Ｈ”のとき（−）
“Ｌ”のとき（＋）の所定電圧の信号を生じる。

上記のように構成した定位置停止システムにお
いて、ロータ１が回転しているとき、磁石２が磁
束検出器３の各検出コイル３ａ，３ｂを通過する
毎に、第３図イに示すような１サイクルの交流信
号Ａ，Ｂが生じ、この信号は抵抗６に印加されて
合成され、その中点６ａから第３図イのＣに示す
ような信号が生じる。信号Ｃのゼロクロス点が生
じるロータ１の回転位置は、ロータ１の所定位置
が停止すべき基準位置と一致するように可変抵抗
６の可動接点６ａを調整することによつて調整す
る。

この信号Ｃは反転回路７で反転され、接点１８
ａに印加される。（接点１８ａはオフとなつてい
る。） いまロータ１が正転している場合において、上
記ロータを定位置に停止するために停止指令がフ
リツプフロツプ１５に与えられると、図示しない
回路によつてモータにブレーキが加えられ、減速
する一方、第１図に示した回路が作動を開始し、
磁石２が磁束検出器３の検出コイル３ｂに信号を
生じ、レベル判別器９の入力信号がしきい値B0
よりも負になると、その出力は“Ｈ”となりイン
バータ１０の出力は“Ｈ”から“Ｌ”に立ち下
り、フリツプフロツプ１１はリセツトされ、ロー
タ１が制御ゾーンを通過するとフリツプフロツプ
１１はセツトされ、正回転であることを記憶し、
出力Ｇは“Ｈ”となる。

またインバータ１０の出力はナンドゲート１３
に印加され、その出力は“Ｈ”となる。磁石２が
検出コイル３ａを通過すると、レベル判別器８の
出力はローベル“Ｌ”となる。その結果ナンドゲ
ート１３の出力は、磁石２が制御ゾーンに存在し
ている間ハイレベル“Ｈ”となる。

タイマ１４はこのハイレベル“Ｈ”の時間を計
測し、もしロータの回転が停止に必要な緩速より
も速いときはタイマ１４の出力は“Ｈ”のまゝ変
化しない。そしてフリツプフロツプ１５の出力は
“Ｈ”で変化せず、この“Ｈ”信号は排他的オア
ゲート１７に印加される。そして磁石が制御ゾー
ンＺ外で移動しているときは、リレー１８はオフ
となつているので、この排他的オアゲート１７の
出力は接点１８ｂを通つて、反転増幅器２０に印
加されて負極性の信号とされ、その出力は緩速指
令としてモータの制御回路に印加され、モータ、
したがつてロータ１は正方向の緩速運転に切りか
えられる。

そしてロータ１が１回転して再び磁石２が制御
ゾーンＺに入ると、ナンドゲート１３の出力によ
つてリレー１８は励磁され、接点１８ａがオンと
なり、第３図イの点線Ｃに示す信号の反転信号が
反転回路７から、接点１８ａと反転増幅器２０と
を介して制御回路に負極性の補正信号として印加
され、その補正信号の大きさV₀に対応した速度
でモータが正方向に運転する。

その後磁石２が基準位置に到達して、補正信号
が０になつたときモータは停止し、したがつてロ
ータ１、即ち回転軸の所定位置は基準位置に停止
する。

もしロータ１の停止後、ロータ１に加えられた
不要なトルクによつて回転し、所定位置が基準位
置から正転方向にはずれると、そのずれ量が制御
ゾーンの範囲内にあれば、反転回路７を介して反
転増幅器２０から印加され正極性の補正信号の大
きさにしたがつてモータは逆回転し、基準位置ま
で引き戻される。

また上記ずれ量が正転方向の制御ゾーンの範囲
外であれば、またロータ１が所定の低速度まで降
下して、制御ゾーンを通過したときは、ナンドゲ
ート１３の出力が“Ｈ”である状態が比較的長い
時間継続する。そしてタイマ１４の設定時間以上
にナンドゲート１３の出力“Ｈ”が継続すると、
その設定時間の経過後にタイマ１４の出力はロー
レベルとなり、フリツプフロツプ１５の出力はハ
イレベルとなる。

したがつてこの状態（正転でかつ低速で制御ゾ
ーンを通過した状態）では、排他的オアゲート１
７の入力はともに“Ｈ”となり、その出力はロー
レベル“Ｌ”となり、この信号“Ｌ”は接点１８
ｂを通つて増幅器２０に印加され、モータに逆転
指令が印加され、ロータ１は逆方向に引き戻され
る。そして磁石が制御ゾーンに入ると、リレー１
８はオンとなり、反転回路７の出力によつて基準
位置停止が行なわれる。

上記の動作とは逆に、ロータ１が逆転方向に回
転しているときに停止命令があたえられたときに
はフリツプフロツプ１１はリセツトされ、その出
力はローレベル“Ｌ”となる。一方ロータの回転
速度が高速であれば、タイマ１４、フリツプフロ
ツプ１５の出力はローレベル“Ｌ”であつて、排
他的オアゲート１７の出力はローレベル“Ｌ”と
なり、このローレベル信号によつて増幅器２０の
出力は（＋）となり、逆転指令が印加され、モー
タは同方向に回転し続けて制御ゾーンに入る。

以後の定位置停止動作は前述の場合と同様であ
る。

また、ロータが逆転しながら、低速で制御ゾー
ンから外れたときは、フリツプフロツプ１１の出
力は“Ｌ”、タイマ１４の出力は“Ｌ”、したがつ
てフリツプフロツプ１５の出力は“Ｈ”となつ
て、排他的オアゲート１７の出力は“Ｈ”とな
り、モータには正転指令が印加されて、ロータは
制御ゾーンへ引き戻される。

以上詳述したようにこの発明は回転体の定位置
停止制御において、回転体の回転方向と制御ゾー
ンの通過速度を記憶しておき、停止制御時に、回
転体の所定点が高速で制御ゾーンを通過したとき
は、回転体を同方向に駆動して、次に制御ゾーン
に入るときに定位置停止を行ない、また低速で制
御ゾーンを通過したときは、回転体を逆方向に制
御ゾーンへ引き戻して定位置停止を行なうように
したから、常に正確な点に早く停止させることが
できる。

またこの発明の装置によれば、回転検出器は磁
石と１対の磁束検出器を用いた安価なものである
とともに、回転検出器の出力を処理する回路も論
理回路的に構成したものであるから、この点から
も安価となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第
２図は第１図の実施例に用いられる回転検出器の
１例を部分的に示す図、第３図は第１図の回路の
要部の出力波形図、第４図は第３図のさらに詳細
な波形図である。 １……回転軸、２……磁石、３……磁束検出
器、３ａ……コイル、３ｂ……コイル、４，５…
…増幅器、６……合成用抵抗、８……レベル判別
器、９……レベル判別器、１１……フリツプフロ
ツプ、１３……ノアゲート、１４……タイマ、１
５……フリツプフロツプ、１７……排他的オアゲ
ート、１８……リレー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転体の回転方向に異極となるように磁石を
   該回転体の特定点に固定するとともに、この磁石
   の磁束を検出して磁石と対向しない状態では０、
   磁石と対向する位置では正弦波状に変化する信号
   を生じる磁束検出器を含む回転位置検出器と、 磁束検出器の出力レベルを判別して回転体の特
   定点が停止範囲にあるか否かを示す信号を生じる
   レベル判別手段と、 レベル判別手段の信号から回転体の回転方向を
   記憶する回転方向記憶手段と、 回転体の特定点が所定の制御ゾーンに入つてい
   るか否かを判別するゾーン判別手段と、 回転体の特定点が制御ゾーンを通過した速度を
   記憶する速度記憶手段と、 停止命令があつたとき、回転方向記憶手段の記
   憶状態とゾーン判別手段の判別状態と速度記憶手
   段の信号に従つて、回転体の特定点が所定速度以
   上で制御ゾーンを通過したときは、該回転体を駆
   動するモータを同方向に駆動する信号を生じる一
   方、回転体の特定点が所定速度以下で制御ゾーン
   を通過したときは、モータを逆方向に駆動する信
   号を生じる回路と、 回転体の特定点が制御ゾーンに入つたとき、回
   転位置検出器の出力信号にしたがつてモータを駆
   動するとともに、その出力信号が所定値になつた
   ときモータを停止する指令を出力する回路とを備
   えた回転体の定位値停止制御装置。