JPS6295985A - 速度制御装置の断線検出回路 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は回転機の速度をデジタル電気信号として検出す
る速度検出器の速度検出信号と速度設定器からの速度設
定信号とを比較して前記回転機の速度制御を行なう速度
制御装置の断線検出回路に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来より、例えば工作機械の加工テーブルを位置決めす
る回転機の速度制御装置においては、速度設定器により
アナログ電気信号からなる速度設定信号を速度指令値演
算回路に出力し、一方、回転機例えば誘導電動機の速度
をフォトエンコーダ等の速度検出器により検出してデジ
タル電気信号からなる速度検出信号を得、この速度検出
信号を周波数−電圧変換器によりアナログ電気信号から
なる速度検出信号に変換して速度指令値演算回路に出力
し、これらの速度設定信号と速度検出信号とを速度指令
値演算回路にて比較演算して、この演算出力信号により
速度検出信号が速度設定信号と一致するようにインバー
タを介して前記誘導電動機の速度を増減させるように構
成したものか供されている。

〔背景技術の問題点〕

ところが、」２記従来の構成では、速度検出器か断線し
た場合は、速度検出信号か零信号となってしまうので、
速度指令値演算回路からは常に速度を増大させる方向の
演算出力信号が出力されることになって、誘導電動機の
速度が増大し続けるという制御不能状態に陥ってしまう
不具合があり、従って、このような異常が発生すると遂
には誘導電動機によって駆動される加工テーブルが高速
度で終端に衝突してしまうという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記’Ｂ情に鑑みてなされたものであり、その
目的は、回転機の速度を検出する速度検出器か断線した
時には直ちに断線検出信号を出力することかできる速度
制御装置の断線検出回路を提供するにある。

〔発明のｌｌ！Ｅ要〕

本発明は、回転機の速度制御を行なう速度制御装置にお
いて、速度設定器からの速度設定信号があることを条件
に速度検出器で検出されるデジタル電気信号からなる速
度検出信号の々無に応じてその都度カウント動作が開始
されるカウンタを設け、このカウンタのカウント値が所
定値となった時に断線検出信号を出力することにより回
転機の停止と区別して確実に断線検出を行なわることに
特徴ををする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を工作機械の加工テーブルを位置決めする
回転機の速度制御装置に適用した一実施例につき図面を
参照しながら説明する。

先ず、第１図に従って速度制御装置１の電気的構成につ
いて述べる。２は加工テーブルを資する位置決め装置で
あり、回転機たる誘導電動機３により駆動される。この
誘導電動機３の回転速度は速度検出器及び信号変換器か
ら成る速度検出回路６により電気信号に変換される。ま
ず速度検出器たるフォトエンコーダ４は誘導電動機３の
回転速度に応じて周波数変化するデジタル電気信号から
なる速度検出信号Ｓ４を信号変換器たる周波数−電圧変
換器（Ｆ／Ｖ変換器と称す）５の入力端子に出力する。

Ｆ／Ｖ変換器５は速度検出信号Ｓ４を受け、これに応じ
たアナログ電気信号たる電圧信号からなる速度検出信号
Ｓ５に変゛換して速度指令値演算回路９に出力する。一
方、７は電圧、または電流′、９により速度指令信号が
与えられる速度指令端子であり、これに速度設定器８の
入力端子か接続されている。この速度設定器８は入力端
子に与えられる速度指令信号に応じたアナログ電気ｆ凸
号例えば電圧信号からなる速度設定信号Ｓ８を速度指令
値演算回路９に出力する。９は速度指令値演算回路で、
この入力端子９ａ及び９ｂはそれぞれ速度設定器８の出
力端子及びＦ／Ｖ変換器５の出力端子に接続されて、そ
れぞれの端子から出力される速度設定信号Ｓ８と速度検
出信号Ｓ、を比較してその偏差値を演算し、その演算結
果を示す演算出力信号Ｓ、を出力端子９ｃから出力する
ようになっている。１０は可変速制御回路たるインバー
タで、一方の入力端子１０ａは速度指令値演算回路９の
出力端子９ｃに接続されている。このインバータ１０は
、速度指令値ａ算回路９から入力される演算出力信号Ｓ
９に応じて出力端子１０Ｃから誘導電動機３に与える交
流出力の周波数並びに電圧を制御し、以て、速度検出信
号Ｓ５が速度設定信号Ｓ８に一致するように誘導電動機
３の回転速度を増減させるようになっている。

さて、１１は入力端子１１ａ、ｌｌｂ及び出力端子ｌｉ
ｅを有する断線検出回路であり、入力端子１１ａは前記
フォトエンコーダ４の出力端子に、入力端子１１ｂは速
度設定器８の出力端子に接続され、出力端子１１Ｃは前
記インバータ１０の他方の入力端子１０ｂに接続されて
いる。以下、この断線検出回路１１の電気的構成につき
第２図に詳細に示しこれを参照して説明する。即ち、１
２はコンパレータ等で構成された状態検出回路で、その
正（＋）入力端子は入力端子１１ｂに接続され、負（−
）入力端子はアースされている。１３は抵抗１３ａ、ダ
イオード１３ｄ、コンデンサ１３ｂ及びヒステリンス特
性を有するインバータゲート１３ｃとからなる遅延回路
で、これの入力端子は状態検出回路１２の出力端子に接
続され、出力端子はプリセット形のプログラマブルカウ
ンタを用いたダウンカウンタ１４のインヒビット端子Ｉ
Ｎｆ（に接続されている。尚、遅延回路１３において、
抵抗１３ａの抵抗値はＲ１Ωに、コンデンサ１３ｂの８
二はＣＩ　Ｆに設定されており、従っＳｅＣ て時定数ｔ　−Ｋ　ＲＩ　Ｃ１（Ｋ　：定数）　　であ
る。

１５は抵抗１５ａ、コンデンサ１５ｂ及びイクスクルー
シブオアゲート１５Ｃとからなる立上り及び立下がり検
出回路で、その入力端子は入力端子１１ａに接続され、
出力端子はダウンカウンタ１４のプリセント端子ＰＲに
接続されている。１６は発振回路で、ダウンカウンタ１
４のクロック端Ｊ’　ＣＫに接続されてクロックパルス
ｐｔｇを出力するようになっている。尚、ダウンカウン
タ１４は４ビットのデータ端子ＤＡを有しており、各ビ
ット端子は制御電源端子＋Ｖｃｃに接続されているので
常に「１５」のデータ値が与えられている。

次に本実施例の作用につき第３図のタイムチャー１・を
も参照して説明する。

ここで今、誘導電動機３が停ｒＪ〕しているものとする
と、Ｆ／Ｖ変換器５の速度検出信号Ｓ５は零信号てあり
、これか速度指令値演算回路９に与えられる。速攻指令
端子７に速度指令信号が与えられると、速度設定器８が
これに応じて第３図（ａ）に示すように正（＋）の速度
設定信号Ｓ８を出力するようになり、これが速度指令値
演算回路９に与えられる。従って、速度指令値演算回路
９は演算出力信号Ｓ９を出力してインバータ１０に与え
るようになり、そのインバータ１０は交流出力を誘導電
動機３に与えて回転を開始させる。一方、前述の速度設
定信号Ｓ８は状態検出回路１２に与えられるので、状態
検出回路１２は第３図（ｂ）に示すようにハイレベルの
状態検出信号Ｓ１２を出力するようになり、これか遅延
回路１３に与えられる。この場合、遅延回路１３は回転
指令か出されてから誘導電動機３が回転を開始するまで
のＳｅＣ 時間より少し長い時間ｔ　　の遅延時間を有するので、
それまでは出力信号たる遅延信号Ｓ工、は第３図（Ｃ）
で示すようにハイレベルであり、これがダウンカウンタ
１４のインヒビット端子ＩＮＨに与えられることにより
ダウンカウンタ１４はカウント動作を行なわない。而し
て、誘導電動機３が回転を開始すると、速度検出回路６
のフォトエンコーダ４がこれの回転数を検出するように
なって第３図（ｄ）で示すようにハイレベル及びロウレ
ベルを繰返し回転速度に応じて周期が変化するデジタル
電気信号たる速度検出信号Ｓ４を出力するようになる。

そして、この速度検出信号Ｓ４はＦ／Ｖ変換器５に、よ
りアナログ電気信号たる速度検出信号Ｓ、に変換され前
記速度指令値演算回路９に与えられ前述したように速度
設定信号Ｓ６と比較演算される。更に、フォトエンコー
ダ４からの速度検出信号Ｓ４は立上り及び立下がり検出
回路１５に入力されるので、その立上り及び立下がり検
出回路１５は第３図（ｅ）で示すようにロウレベルから
ハイレベルへの立上り時及びハイレベルからロウレベル
への立下がり時にプリセットパルスＰ１５を発生するよ
うになり、これがダウンカウンタ１４のプリセット端子
ＰＲに人力されるので、ダウンカウンタ１４にはプリセ
ットパルスＰ１５が人力される毎にデータ端子ＤＡに与
えられている数値「１５」を示すデータがプリセットさ
れるが、第３図（Ｃ）で示すようにハイレベルの遅延信
号Ｓ１３がインヒビット端子ＩＮＨに入力されている間
はダウンカウンタ１４はカウント動作を実行しない。即
ち、速度設定器８から速度設定信号８日が出力されてか
ら誘導電動機３か回転を開始するまでには若干の時間遅
れがあるものであり、この為、遅延回路１３の遅延時間
ｔはこの時間遅れよりも少し大となるように設定されて
いる。その後、遅延時間ｔが経過すると、遅延信号Ｓ１
３は第３図（Ｃ）で示すようにロウレベルとなってダウ
ンカウンタ１４はカウント動作を開始することか可能と
なる。

ところで、発振回路１６から出力されるクロックパルス
Ｐ１６の周波数ｆ。ｋは次のように設定されている。即
ち、誘導電動機３の始動時の同転数Ｎ　ｓｒｐｍとし、
この時にフォトエンコーダ４で検出される誘導電動機３
の一回転当りのパルス数をＭＳ（ＩＭとすると、ダウン
カウンタ１４は速度検出信号Ｓ４の立」ニリ及び立下り
でプリセットされることから、ダウンカウンタ１４は（
Ｎ　ｓ　／　６０　）Ｘ　Ｍ　ｓ　Ｘ　２回／Ｓ０”’
プリセットされるようになり、又、ダウンカウンタ１４
にブリセントされるデー値をＤとすると、このダウンカ
ウンタ１４のカウント値か「０」にならない為には、 １　／　「ｃｋ　＞　（１／（Ｎｓ／Ｇｏ　Ｘ　ＭｓＸ
　２）＋　Ｄ　（Ｓ００）となり、即ち、 ｒｅｋ　＜　（Ｎｓ／６０）　ＸＭｓＸ２　ｘ　Ｄ　”
’−・・・＝　（１）となる。このように、クロックパ
ルスＰｉＢの周波数ｆ　ｃｋが設定されていれば、誘導
電動機３の回転中はダウンカウンタ１４のカウント値が
所定値たる「０」となることはなく、そのダウンカウン
タ１４の出力信号は第３図（ｅ）で示すようにロウレベ
ルのままである。

さて、誘導電動機３の回転時にフォトエンコーダ４に断
線が発生した時には、速度検出信号Ｓ４か第３図（ｄ）
で示すように零信号（ロウレベル）となり、その立下り
時においてプリセット信号Ｐ１５か出力されるが、それ
以降は出力されなくなる。従って、ダウンカウンタ１４
はプリセットされることなくそのカウント値が所定値た
る「０」となり、出力端子Ｏから第３図（ｆ）で示すよ
うにハイレベルの信号たる断線検出信号Ｓｌｌをインバ
ータ１０に出力する。この信号を受はインバータ１０は
誘導電動機３への交流出力の供給を停止して誘導電動機
３を停止し、位置決め装置２の加工テーブルを停止させ
る。

今、例えば、データ値をＤ−１５，誘導電動機３の始動
時回転数をＮ５−３０　（ｒｐｍ）、　　フォトエンコ
ーダ４か検出する１回転当りのパルス故を、Ｍｓ”１Ｏ
ＯＯ（個）とした場合、（１）式よりクロックパルスＰ
１６の周波数はｆ　ｃｋ＜　１５　（ｋＨｚ）となるこ
とから、例えばこれを１２　（ＫＨｚ）に設定すると、
フォトエンコーダ４か断線事故を発生してから少なくと
も（１／　ｆ　ｃｋ）　Ｘ　Ｄ　（ｓｅｅ）でダウンカ
ウンタ１４のカウント値が「０」になるから、約１．２
５ｍ５ｅｃ後に断線検出信号Ｓｌｌが出力されることに
なる。

このような本実施例によれば次のような効果を得ること
ができる。即ち、フォトエンコーダ４からの速度検出信
号Ｓ４の立上り及び立下りに同期して出力されるプリセ
ットパルスＰＩＳによりその都度ダウンカウンタ１４を
プリセントするようにして発振回路１６からのクロック
パルスｐｔｓによりそのタウンカウンタ１４にダウンカ
ウント動作を行なわせ、ダウンカウンタ１４のカウント
値が「０」となった時に断線検出信号Ｓｌｌを出力させ
るようにしたので、この断線検出信号Ｓ１１に基づいて
誘導電動機３を速やかに停止させることができ、加工テ
ーブルが高速度で終端に衝突することを未然に防止する
ことができる。又、ダウンカウンタ１４に状Ｂｌｌ倍信
号１２を遅延する遅延回路１３の遅延信号Ｓ１３を与え
て誘導電動機３か回転すべき状態にある時にダウンカウ
ンタ１４にカウント動作を行なわせるようにしたので、
誘導電動機３の回転停止（−中に誤って断線検出信号Ｓ
ｌｌが出力されることを確実に防１１−できる。

尚、−に記実施例では断線検出回路１１にダウンカウン
タ１４を用いたが、これに限らず速度検出信号Ｓ４の立
上り及び立下りでリセットされるアップカウンタを用い
てもよい。

また、上記実施例ではブリセントパルスＰＩＳを速度検
出信号Ｓ４の立上り時及び立トリ時に夫々出力させるよ
うにしたか、これに限らず速度検出信号Ｓ４の立上り時
及び立下り時のいずれか一方のみで出力させるようにし
てもよい。

更に、上記実施例では断線検出信号Ｓｌｌに基づいて誘
４電動機３を自動的に停止させるようにしたが、例えば
この断線検出信号Ｓｌｌによりブサー等の警報器を動作
させるようにしてもよい。

その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例にのみ限
定されるものではなく、例えば工作機械の誘導電動機の
速度制御装置に限らず、その他のの回転機の速度制御装
置全般の断線検出回路に適用し得る等、要旨を逸脱しな
い範囲内で適宜変形して実施し得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は以−に述べたように、速度設定器からの速度設
定信号があることを条件に速度検出２；の速度検出信号
の何無に応じてその都度カウンタにカウント動作を開始
させると共にそのカウンタのカウント値か所定値となっ
た時に断線検出信号を出力させるようにしたので、速度
検出器の断線時にこれを速やかに対処できるという優れ
た効果を奏し得るものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体の７は気
的ｆＭ成図、第２図は断線検出回路の電気的構成図、第
３図は作用説明用のタイムチャートである。 図面中、１は速度制御装置、３は誘導電動機（回転機）
、４はフォトエンコーダ（速度検出器）、５はＦ／Ｖ変
換器、６は速度検出回路、８は速度設定器、９は速度指
令値演算回路、１０はインバータ、１１は断線検出回路
、１４はダウンカウンタ（カウンタ）を示す。 出１グＡ人　　株式会社　東　　芝 第　１　図 第　２　図 ８３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、回転機の速度をデジタル電気信号として検出する速
   度検出器の速度検出信号と速度設定器からの速度設定信
   号とを比較して前記回転機の速度制御を行なう速度制御
   装置において、前記速度設定信号があることを条件に前
   記速度検出信号に応じてその都度カウント動作が開始さ
   れるカウンタを設け、このカウンタのカウント値が所定
   値となった時に断線検出信号を出力するようにしたこと
   を特徴とする速度制御装置の断線検出回路。