JPS6394163A - 速度変換器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、射出成形機やダイカストマシン等において、
その金型キャビティ内へ溶湯を供給する油圧シリンダの
移動速度を求めるために用いて好適な速度変換器に関す
るものである。

〔従来の技術〕

パルス信号をアナログ信号に変換するものにＦ−Ｖコン
バータがある。第６図はこのＦ−Ｖコンバータの一般的
な構成例を示す回路図である。このＦ−Ｖコンバータは
、端子２０１より入力されるパルス列入力信号ＦｉＩ、
（第７図（ａ））の立ち上がりエツジ毎にワンショット
マルチバイブレーク回路２０２を作動させ、このワンシ
ョットマルチパイプレーク回路２０２より入力パルス数
に比例した一定パルス幅Ｔの出力信号Ｆｇ（第７図（ｂ
））を得るようになし、この出力信号Ｆｇによりタンク
ダンプ回路２０３の充放電スイッチ２０３ａを作動させ
、その出力端子２０４より■０なるアナログ信号（第７
図（Ｃ））を得るものである。

この種のＦ−Ｖコンバータは、積分回路によりそのアナ
ログ変換を行うため、大きな時間遅れが生じ易く、特に
数１０Ｈｚ以下の低周波信号に対しては大きなり７ブル
を生ずる欠点がある。

最近では、この応答速度を改善したものとして、カウン
タ式のＦ−Ｖコンバータが用いられている。

第８図は、このカウンタ式のＦ−Ｖコンバータの具体例
である。同図において、１０１は入力処理回路、１０２
はカウンタ、１０３はＤ／Ａ変換器、１０４はアナログ
ホールド部、１０５はリセット信号回路、１０６はデー
タ更新回路である。基本原理としては、入力周波数（パ
ルス列人力）を一定時間（レンジクロック）カウンタで
計数し、その値をＤ／Ａ変換して出力するものであり、
第９図（ａ）にリセット信号回路１０５およびデータ更
新回路１０６に入力されるクロックパルス信号を、同図
（ｂ）にデータ更新回路１０６の送出するデータ更新パ
ルス信号を、同図（Ｃ）にリセット信号回路１０５の送
出するカウンタ方式・ノド信号を、同図（ｅ）に入力処
理回路１０１に入力される入力パルス列信号を、同図（
ｄ）に入力処理回路１０１の送出する処理信号を示す。

このＦ−Ｖコンバータは、英国フエランティ社ＺＮ４５
を使用したものであるが、変換精度±０゜５％の０〜２
５０Ｈｚ入力のＦ−Ｖコンバータを作る場合、レンジク
ロックとして１　ｓｅｃを要する。

これは、データの新値更新が１秒毎になることを意味し
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、射出成形機の多段制御は今や常識的となり、
制御の質的な要求も高度化し、フィードバック制御も必
要となってきている。フィードバック制御における検出
器には応答性が一番であり、上述したＦ−Ｖコンバータ
では制御系を作ることが困難である。

また、成形機の運転モニタリングにおいても、射出工程
から保圧工程への切換時点の射出シリンダの速度等、超
低速度移動中の掻短区間の速度（瞬時速度）の計測要求
も出ており、従来のＦ−Ｖコンバータではこの瞬時速度
を遅れなく求めることが困難であった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、被
測定物の移動速度の変化に応じてその発生間隔が変化す
るパルス信号を送出するパルス信号送出手段と、このパ
ルス信号送出手段の送出する隣接パルス間隔に基づいて
前記被測定物の平均移動速度を算出しこの平均移動速度
を次の隣接パルス発生期間における予想移動速度とする
移動速度算出手段とを備えてなる速度変換器において、
前記平均移動速度を記憶しこの平均移動速度を被測定物
の次回移動時における算出対応パルス発生期間の予想移
動速度とするようにしたものである。

〔作用〕

したがってこの発明によれば、前回移動時において算出
した平均移動速度が、今回移動時における算出対応パル
ス発生期間の予想移動速度として前倒しに採用されるこ
とになる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る速度変換器を詳細に説明する。第１
図は、この速度変換器の一実施例を示すＦ−Ｖコンバー
タのブロック回路構成図である。

まず、このＦ−Ｖコンバータの説明に入る前に、このＦ
−Ｖコンバータの原形を第３図を用いて説明する。第３
図に示したＦ−Ｖコンバータは、第８図に示したカウン
タ方式のＦ−Ｖコンバータの変形である。すなわち、第
８図に示したＦ−Ｖコンバータは一定周期に入ってくる
入力パルスの数により速度変換を行うようにしたもので
あるが、これに対して、第３図に示したＦ−Ｖコンバー
タは測定人力パルス間の間隔を基準クロックの数でカウ
ントして速度変換するようにしたものである。

第３図において、１は微分整形回路、２はフリップフロ
ップ回路、３〜５はアンド回路、６および７はカウンタ
、８は切換器、９は水晶発振器、ｌＯは分周器、１１は
速度演算器、１２はＤ／Ａ変換器、１３は制御装置、１
４は積分回路である。

微分整形回路１には、図示せぬセンサを介して、被測定
物（例えば、射出成形機における油圧シリンダ）の移動
速度に応じて、第４図（ｂ）に示すような、その発生間
隔が変化するパルス列信号ａが入力されるようになって
いる。微分整形回路１は、この入力されるパルス列信号
ａを微分して第４図（Ｃ）に示すような微分列信号すを
作り、この微分列信号すをフリップフロップ回路２の七
ソＨＸ子へ入力するようになっている。フリップフロッ
プ回路２は、微分列信号すの奇数順位微分信号の入力に
よりセ−／　）され、偶数順位微分信号の入力によりリ
セットされるようになっており、そのＱ出力信号ｄが（
第４図（ｄ））アンド回路４の一端へ、またそのＱ出力
信号ｅが（第４図（ｅ））アンド回路５の一端および制
御装置１３に入力されるようになっている。水晶発振器
９の送出するクロック信号は分周器１０により分周され
、第４図（ｆ）に示す計測用基準クロック信号ｆとして
アンド回路３の一端に入力されるようになっており、ア
ンド回路３の他端には制御装置１３を介して、被測定物
の移動開始時にｒＨＪレベルとなる第４図（ａ）に示す
ような移動開始信号Ｃが人力されるようになっている。

すなわち、制御装置１３がｒＨＪレベルの移動開始信号
Ｃを送出している間、アンド回路３は分周器１０の送出
する計測用基準クロック信号ｆを通過し、フリップフロ
ップ回路２の送出するＱ出力信号ｄおよびＱ出力信号ｅ
が「Ｈ」レベルである間、アンド回路３を通過する計測
用基準クロック信号ｆがアンド回路４および５を通過し
て（第４図（ｇｌおよび（ｈ））、計測クロック信号ｇ
およびｈとしてカウンタ６および７に入力されるように
なっている。そして、この計測クロック信号ｇおよびｈ
におけるパルス数がカウンタ６および７においてカウン
トされるようになっている。つまり、分周器１０の送出
する計測用基準クロック信号ｆがアンド回路４および５
において分配され、カウンタ６および７に交互に取り込
まれて計測される。

一方、制御装置１３は、フリップフロップ回路２のＱ出
力信号ｅを取り込み、このＱ出力信号ｅのレベル状態に
応じて、切換器８を作動する切換タイミングを作り、カ
ウンタ６および７におけるカウント値を交互に速度演算
器１１に入力させるようになっている。速度演算器１１
は、カウンタ６および７を介して入力されるカウントデ
ータに基づき、パルス列信号ａの隣接パルス間における
平均速度を算出すると共に、この算出した速度データを
デジタル値としてホールドできるような構成となってい
る。そして、この速度演算器１１の送出する速度データ
がＤ／Ａ変換器１２に入力され、このＤ／Ａ変換器１２
においてその速度に比例したアナログ速度信号ｋ（第４
図（１））が作られるようになっている。そして、この
アナログ速度信号ｋが積分回路１４によってなめされ、
第４図０）に示すような出力信号ｌとなる。尚、カウン
タ６および７はそのカウントデータを切換器８により速
度演算器１１に送出した後は、そのデータをリセットし
次のカウントに備えるようになっていることは言うまで
もない。

このように構成されたＦ−Ｖコンバータにおいては、Ｄ
／Ａ変換器１２の作るアナログ速度信号ｋが入力パルス
列信号ａの１パルス分遅れて得られるため、入力パルス
列信号によっては、かなり変形した出力信号となる。す
なわち、実際に算出して得られたアナログ速度信号には
、その算出対応パルス発生期間に対応すべ（、同図（ｋ
）に示す波形Ｚとする方がより正しい。

第１図に示したＦ−Ｖコンバータは、第３図に示したＦ
−Ｖコンバータのさらなる特性改善を図ったものである
。以下、この第１図に示したＦ−■コンバータについて
説明する。同図において、第３図と同一符号は同一構成
要素を示しその説明は省略する。すなわち、パルス列計
測については、第３図に示したＦ−Ｖコンバータと同一
であるが、その制御装置１３をマイコン１５におきかえ
、°演算機能の強化を図っている。即ち、カウンタ６お
よび７のデータは、マイコン１５からの切換タイミング
によりマイコン１５内に取り込まれるようになっており
、マイコン１５はこのデータに基づき速度演算を行い、
第２図（ｂ）に示した入力パルス列信号ａのそれぞれの
パルス発生期間の平均速度をアナログ速度情報ｋ（第２
図（１））としてＤ／Ａ変換器１２に送出すると共に、
同図（ｋ）に示す波形２で記憶してお（ようになってい
る。

つまり、次回の被測定物の移動開始時、即ちアンド回路
３への次回の計測スタート信号Ｃの入力時には、前回の
速度と同じ速度で被測定物が移動するものとして、Ｄ／
Ａ変換器１２に前回算出して記憶した第２図（ｋ）にお
ける速度情報２を前倒しに出力する。したがって、第１
回目のみは第２図ｔ１）に示したような、入力パルス列
に対して１パルス分遅れた速度情報ｋが出力されるが、
２回目以降は前回算出した平均速度情報２が今回の予想
速度情報として前倒しに採用される。また、第２図（ｋ
）に示した速度情報２は、より現実的な形まで演算を行
い、第２図（１）に示した波形ｙで記憶することも可能
である。さらに、第２図（ｋ）に示した速度情報２を、
第２図（至））に示した入力パルス列信号ａの１パルス
入力毎に算出される平均速度で修正しながら出力するこ
とも可能である。

また、事前に運動の予想や外乱を記憶しておいて、この
数値を元に予想速度情報を修正することも可能である。

すなわち、Ｆ−Ｖコンバータに制御の条件、即ち設定値
等を入力することにより、設定変更がなければ前回の速
度情報と同じとして予想速度情報を出力するようになし
、設定が変わった場合には制御出力を予測して予想情報
を修正するようになし、事前の運動予想とすることが可
能である。また、例えば成形機においては、金型キャビ
ティ内に溶湯が充満されると、その速度が急激に低下す
る（アルミ等の場合は特に）。すなわち、第５図に示す
ように、溶湯量が少なければ、金型キャビティ内に溶湯
が充満されその速度が急激に低下する点ＰがＰｌへ変化
し、溶湯量が多ければＰ２へ変化する。したがって、前
回までの溶湯量を比較して今回の溶湯量を演算（入力）
することにより、前回との差を求めて外乱を算出し、予
想出力情報を修正することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による速度変換器よると、被
測定物の移動速度の変化に応じてその発生間隔が変化す
るパルス信号を送出するパルス信号送出手段と、このパ
ルス信号送出手段の送出する隣接パルス間隔に基づいて
前記被測定物の平均移動速度を算出しこの平均移動速度
を次の隣接パルス発生期間における予想移動速度とする
移動速度算出手段とを備えてなる速度変換器において、
前記平均移動速度を記憶しこの平均移動速度を前記被測
定物の次回移動時における算出対応パルス発生期間の予
想移動速度とするようにしので、前回移動時において算
出した平均移動速度が、今回移動時における算出対応パ
ルス発生期間の予想移動速度として前倒しに採用される
ことになり、従来の速度変換器に比してその応答性の大
幅な改善を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る速度変換器の一実施例を示すＦ−
Ｖコンバータのブロック回路構成図、第２図はこのＦ−
Ｖコンバータにおける各部の入出力波形図、第３図はこ
のＦ−Ｖコンバータの原形をなすＦ−Ｖコンバータのブ
ロック回路構成図、第４図はこのＦ−Ｖコンバータにお
ける各部の入出力波形図、第５図は成形機における金型
キャビティ内への供給溶湯量とシリンダ速度との関係を
示す特性図、第６図は従来のＦ−Ｖコンバータの−ｍ的
な構成例を示す回路図、第７図はこのＦ−■コンバータ
における各部の入出力波形図、第８図は従来のカウンタ
式のＦ−Ｖコンバータの具体例を示すブロック回路構成
図、第９図はこのＦ−■コンバータにおける各部の入出
力波形図である。 １・・・微分整形回路、２・・・フリップフロップ回路
、３〜５・・・アンド回路、６，７・・・カウンタ、８
・・・切換器、９・・・水晶発振器、１０・・・分周器
、１２・・・Ｄ／Ａ変換器、１４・・・積分回路、１５
・・・マイコン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定物の移動速度の変化に応じてその発生間隔が変化
   するパルス信号を送出するパルス信号送出手段と、この
   パルス信号送出手段の送出する隣接パルス間隔に基づい
   て前記被測定物の平均移動速度を算出しこの平均移動速
   度を次の隣接パルス発生期間における予想移動速度とす
   る移動速度算出手段とを備えてなる速度変換器において
   、前記平均移動速度を記憶しこの平均移動速度を前記被
   測定物の次回移動時における算出対応パルス発生期間の
   予想移動速度とする平均移動速度記憶手段を設けたこと
   を特徴とする速度変換器。