KR830000030B1 - 리졸버의 절대위치 측정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

리졸버의 절대위치 측정장치

제1도는 가동부재를 지니 기계를 제어하기 위하여 리졸보위치 제어장치를 포함하는 수치제어장치의 전체의 블록도.

제2도는 제1도의 위치 측정장치에 사용할 수가 있는 본 발명의 리졸버의 절대위치 측정장치의 상세한 불록도.

제3도는 제2도에 표시한 리얼타임카운터의 상세한 블록도.

제4도는 제2도에 표시되어 있는 PROM과 D-A 변환기의 상세한 블록도.

제5도는 제2도에 표시되어 있는 위상 검출기의 상체한 블록도.

제6도는 제2에 표시되어 있는 멀티플렉서와 동기장치의 상세한 블록도.

제7도는 제2도에 표시되어 있는 기억장치의 상세한 블록도.

본 발명은 서어보장치에 의하여 제어되는 가동부재를 지닌 기계용의 수치제어 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게 말하면 가동부재의 위치를 지시하기 위한 그와 같은 수치제어장치에 있어서의 리졸버위치 측정장치에 관한 것이다.

밀링 및 보링기, 선반 및 기타등과 같은 수치제어장치에 의하여 제어되는 공작기계는 수치제어장치의 제어하에 서어보장치에 의하여 움직여지는 가동부재를 가지고 있다.

수치제어장치는 공작기계의 많은 축을 시간적으로 관련시켜 제어하는 일이 종종 있다. 가동부재의 위치는 리졸버를 사용하여 측정되는 것이 보통이다.

리졸버의 스테이터권선에는 직각 위상관계에 있는 여진신호가 주어지며, 리졸버의 로우터는 가동부재에 연결되어 리졸버의 로우터로부터 파형출력이 해석(解析)된다.

수치제어장치의 그와 같은 리졸버 위치 측정장치는 비교적 값이 싸지 않으면 않됨과 동시에 비교적 나쁜 환경속에서 동작하는 동안에 수많은 측정을 신속, 정확 또는 확실하게 할 수 있어야 한다. 예컨데 전형적인 수치제어장치는 40,000도/초 이상의 속도로 로우터가 회전할 수 있는 리졸버에 대하여 1초간에 150리졸버 위치 이상의 측정을 할 것을 요구하는 일이 있다. 가동부재의 운동의 방향과 절대위치를 전자장치가 추종할 수 있도록 하기 위하여 가동부재가 최고속도로 동작하고 있을 때에 로우터의 매(梅) 반회전이내에서 측정하는 것이 필요하므로 높은 측정속도가 바람직하다.

공작기계를 정확히 운동시키며 페루우프 귀환제어를 하기 위하여는 측정을 하는 것이 바람직하다.

주위온도가 어떻게 변화되는지 예측할 수 없는 기계공장에 있어서는 수치제어장치와 리졸버위치 측정장치는 적절한 속도와 적절한 정확성으로 동작하지 않으면 않되는 것이 보통이다.

미국특허 제 3,634,838호에는 2개의 카운터와 3개의 스테이터권선을 지닌 리졸버를 이용하는 리졸버 위치측정장치가 제시되어 있다. 제 1의 카운터은 기준으 400Hz 방형파를 발생한다. 이 방형파는 필터된 후 가해진 신호중의 적어도 하나의 신호의 위상을 검출한다. 위상검출기는 제3의 스테이터권선의 위상을 제2의 카운터의 위상과 비교하고 회로를 동작시켜서 제1의 카운터에 부여되는 펄스의 수를 증가 또는 감소 시켜 제3의 스테이터권선과 제2의 카운터를 동상으로 유지한다. 위상검출기는 유기로된 로우터의 파형의 영교차(霙交叉)를 검출하고 그것을 사용하여 제2의 카운터를 기억장치에 전달한다. 그러나 실제에는 그와같은 페루우프 우상보상을 하기 위한 장치는 비교적 복잡하고 고가이다.

다른 공지의 리졸버위치즉정장치는 직각 위상관계에 있는 방형파를 리졸버의 2개의 스테이터권선에 부여한다.

로우터 권선중에 유기된 파형은 필터되어서 기본주파수를 통과시키며 고조파를 제거한다.

위상 비교루우프는 이 기본주파스의 위상을 스텡터여진방형파의 위상과 비교하여 양자의위상차를 나타내는 카운터를 부여한다. 그러나 실제로는 그와같은 리졸버우치측정장치용의 정확한 온도보상된 필터는 상당히 고가이다.

본 발명은 수치제어용의 정확하고 염가의 리졸버위치측정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 위치측정장치는 한쌍의 스테이터권선과 수치제어되는 공작기계의 가동부재에 연결되는 로우터를 지닌 리졸버에 관련하여 동작한다. 이 위치 측정장치는 리얼타임을 카운터하여 시간에 대하여 주기적으로 용장(冗長 ; Redun dant)한 다진수 디탈데이타어(語)를 부여하는 리얼타임 카운터를 포함한다.

기억장치는 리얼타임카운데의 주기적인 디자탈데이타어에 의하여 어드레스되어 직각위상관계에 있는 사인파형을 표시하는 일련의 디지탈데이타어를 발생한다.

제 1 의 디지탈-아날로그 변환기는 기억장치로부터의 디지탈데이타에 응답하여 거의 사인 파형의 출력을 리졸버의 제2의 스테이터권선에 부여한다.

제 2 의 디지탈-아날로그 변환기는 기억장치로부터의 디지탈데이타에 응답하여 거의 사인파형의 출력을 리졸버의 제 2 의 스테이터권선에 부여한다.

제 1과 제 2의 디지탈-아날로그 변환기 출력은 직각위상관계에 있다. 공작기계의 가등부재에 연결되어 있는 리졸버의 로우터는 위상검출기에 어떤 파형의 츨력을 부여한다.

이 위상검출기는 리졸버의 로우터의 출력이 소정의 위상관계에 달한 때를 챠례로 지시한다.

이 위상검출기의 출력은 기억장치의 내용이 스테이터권선에 대한 로우터의 위치를 표시하는 것과 같이 리얼타임카운터로부터 현재의 시각을 그 기억 장치에 전송시킨다.

본 발명의 일실시예에 있어서는 자주(自走) 리얼타임카운터는 정확한 고주파클록을 카운터하여 주기적으로 용장한 다진수테이타어를 발생시킨다.

제 1의 PROM은 리얼타임카운터에의하여 어드레스되어서 사인파형을 나타내는 일련의 디지탈데이타어를 부여하고 제 2의 PROM은 제 1의 PROM과 병열로 리얼타임카운터에 의하여 어드레스 되어서 코사인파형을 표현하는 일련의 디지탈데이타어를 부여한다. 제 1의 디지탈-아날로그 변환기가 제 1의 PROM에 응답하여 주기적으로 용장한 사인파를 지졸버의 제 1이 스테이터권선에 부여하고 제 2이 디지탈-아날로그변하기가 제 2의 PROM에 응답하여 주기적으로 용장한 코사인파를 리졸버의 제 2이 스테이터권선에 부여한다.

이들의 디지탈- 아날로그 변환기는 리얼타임카운터와 정확한 위상관계를 유지하는 출력을 발생시킨다.

리졸버의 로우터권선에 유기된 파형신호는 기본주파수보다 휠씬 높은 주파수로 필터되어 이 파형신호의 거의 영교차가 리얼타임카운터의 현재는 카운트를 기억하기 위하여 사용된다. 그 카운터느 스테이터권선과 로우터권선과의 사이에 위상각을 나타낸다.

본 발명을 사용하는 정확도는 수치제어의 환경에서 일반적으로 일어나는 온도변화에 의한 영향을 그다지 받지 않는다. 스테이터회로 또는 로우터회로에는 기본여진주파수로 동작하는 필터 또는 이상기는 존재하지 않으므로 온도변화에 의하여 일어나는 위상변화가 측정확도에 큰영향을 미치는 일은 없다.

본 발명의 가장 적합한 실시예의 로우터버퍼증폭기에 있어서이 필터링에 의하여 기본주파수보다 대폭적으로 높은 주파수에 있어서 평활기능을 행하며, 그들의 높은 즈파수에 있어서의 온도 영향이 기본주파수에 있어서의 정확도에 큰 영향을 미치지 않도록 한다.

이 위치측정장치에 가장 적합한 실시예는 MSL와 LSL를 사용하여 오프셋문제와 교정문제 및 이상문제를 본래적으로 지닌 아날로그회로를 사용하는 회수가 대단히 적으므로 수치제어장치가 구하고 있는 것과 같은 정확하고 염가인 특징을 지닌다.

본 발명은 리졸버의 2개의 스테이터권선을 여진하는 신호의 크기와 위상을 경제적으로 정확하게 제공한다.

본 위치측정장치는 측정이 근본적으로 디지탈로 행하여지며 만약 원하는 경우에는 여진기본주파수의 매 사이클마다 반복될 수 있기 때문에 수치제어장치의 요구에 따라 높은 속도로 측정할 수 있다.

아날로그 루우프가 안정되는 것을 기다릴 수가 있다.

본 발명이 위치측정장치는 주위의 노이즈를 줌으로써 임의로 부여된 측정에 포함되게 하는 조그마한 부정확이 (자동적으로 수정되어서) 다음의 측정에 누적되지 않도록 리졸버의 임의로 부여된 회전내에서 절대위치르 측정한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

제1도는 가동부재를 지닌 공작기계를 제어하는 전형적인 수치제어장치의 블록도이다. 이 수치제어장치는 예컨데 콤퓨어터 프로세서(10)와 디지탈-아날로그 변환기(11)와 리졸버위치측정기(12)를 포함한다.

공작기계는 예컨데 모우터구동증폭기(13)와 모우터(14)와 회전계(15)와 가동부재(16)와 리졸버(17)를 포함한다.

이 수치제어장치는 공작기계를 다음에 기술하는 바와 같이 하여 페루우플ㄹ 제어할 수 있다.

공작기계의 원하는 움직임을 나타내는 데이타가 종이테이프 또는 기타의 기록매체로부터 컴퓨우터프로세서(10)에 부여된다. 이 프로세서는 그 데이타에 응답하여 디지탈- 아날로그 변환기(이하, D-A 변환기라고 기술한다)(11)에 디지탈속도 지령을 부여한다.

이 D-A변환기(11)는 공작기계의 모우터구동증폭기(13)에 아날로그속도지령을 부여한다.

이 증폭기(13)는 이 속도지령에 응답하여 모우터(14)에 출력을 부여한다. 회전계(15)는 모우터(14)에 연결되어서 모우터(14)가 속도지령을 거의 추종하도록 증폭기 (14)에 귀환 신호를 부여한다.

모우터(14)에는 피구동부재, 즉 가동부재(16)가 연결된다. 리졸버(17)는 그 로유터가 가동부재(16)의 움직임과 동시에 회전하도록 가동부재(16)에 연결된다.

리졸버위치측정장치(12)는 리졸버의 스테이터권선에 직각 리졸버여진신호를 부여하여 리졸버의 로우터의 회전위치를 결정한다. 리졸버회전위치측정장치(12)는 이 실제의 위치정보를 프로세서(10)에 부여한다.

그렇게 하면 프로세서(10)는 이 실제의 위치정보(시간에 대한)를 원하는 위치(시간에 대한)의 비교하여 D-A 변환기(11)나 블록에 부여되는 지령을 페루우프방식으로 적절하게 갱신한다.

제2도는 본 발명에 따른 리졸버의 절대위치측정장치이 상세한 블록이다. 이 위치측정장치는 제1도에 표시한 위치측정장치를 위하여 사용할 수가 있다.

제2도에 표시한 위치측정장치는 4개의 가동부재(21-24)는 대응하는 리졸버롱우터(31-34)에 각각 연결된다. 제2도에 표시한 회로는 공통회로를 공용할 수 있도록 다중화 기술을 사용하여 각 리졸버의 위치를 측정한다.

리어타임카운터(41)가 8MHz의 클록을 카운트하여 위치측정장치에 정확한 리얼타임기준을 부여한다. 카운터(41)는 그와 같은 클록퍼펄스를 2,000개 주기적으로 카운트하여 현재의 카운트를 나타내는 11비트의 병열출력을 발생시킨다. 이러한 2,000카운터는 250마이크로초의 주기 혹은 4kHz의 기본 여진주파수에 대응한다.

카운터(41)는 보다 낮은 주파수도 카운터하며 이 카운터는 다중화기능의 제어에 사용된다.

이에 대하여는 후술한다.

사인PROM(42)과 코사인 PROM(43)이 카운터(41)의 주기적으로 11비트으 병열출력중의 상위 5비트에 의하여 선(44)을 통하여 어드레스된다. 이러한 5비트는 4KHz의 기본 주파수에 있어서 주기적으로 용장한 각 PROM의 32개소의 장소를 어드레스한다.

그와 같은 어드레스에 따라서 상니PROM(42)은 32개이 데이타어로 이루어진 데이타어열(각 어는 병열 8비트)을 선(45)을 통하여 사인 D-A 변환기(46)에 부여한다. 그 데이타어열은 기본주파수를 가진 사인파형을 나타낸다. 사인 D-A 변환기(46)는 그 데이타어열을 거의 사인파상의 하나의 아날로그 전압으로 변환되어서 출력선 (47)으로 출력된다.

이 아날로그전압은 리얼타임카운터(41)와 정확한 위상관계를 지니며 각 리졸버(31-34)의 제 1 의 스테이터권선에 부여된다.

코사인 PROM(43)은 선(44)을 통하여 부여된 어드레스신호에 응답하여 32개의 데이타어(각 데이타어는 병열 8비트)를 선 (48)을 통하여 코사인 D-A 변환기(49)에 부여한다.

이 데이타어열은 기본주파수의 사인파형을 나타내며 그 파형은 선(45)에 출력되는 파형에 대하여 직가 위상관계룰 지닌다. 코사인 D-A 변환기(49)는 부여된 데이타어열을 거의 사인파상의 하나의 아날로그전압으로 변환시켜서 출력선(50)에 출력시킨다. 이 아날로그전압은 리얼타임카운터(41)에 따라서 출력선(47)으로 출력되는 신호에 대하여 정확한 90도 위상관계를 지닌다. 출력선(50)으로 출력된 아날로그전압은 각 리졸버(31-34)의 제 2의 스테이터권선에 부여된다.

각 리졸버(31-34)의 로우터가 대응하는 가동부재(21-24)의 움직임에 따라서 회전하도록 각 로우터는 가동부재(21-24)에 각각 연결된다. 각 로우터의 회전위치에 의거하여 각 로우터권선에 적절한 파형의 신호가 유기된다.

리졸버(31-34)의 파형출력선은 선(56-59)을 각각 통하여 위상검출기(51-54)에 각각 부여된다. 위상검출기(51-54)는 부여된 파형의 정에서 부로 향하는 천이의 영교차를 검출한다. 이와 같은 위상검출기는 각 사이클주에 파형의 정에서 부로 향하는 천이의 제 1의 영교차에 따라서 단 한개의 출력펄스만이 부여되도록 록아웃(lock out)회로를 포함한다. 위상검출기(51-54)의 출력펄스는 선(61-64)을 각각 통하여 멀티플렉스(60)에 부여되는 어드레스정보입력을 기초로 하여 그 선택된 1개의 신호를 선(65)에 부여한다. 선(61-64)에 있어서의 각 신호는 6밀리초마다 선택된다.

선(66)에 부여된 어드레스정보는4kHz의 기본주파수보다 낮은 주파수의 리얼타임카운터(41)의 출력에 의하여 부여된다. 멀티플렉스(60)의 선(65)에 부여된 출력은 기억동기장치(67)에 부여된다. 기억장치(70)는 기억동기장치(67)로부터 선(72)을 통하여 부여된 기억펄스에 응답하여 리얼타임카운터(41)로부터 선(71)을 통하여 부여되는 현재의 11비트병열출력을 기억한다. 기억장치(70)는 다(多)레지스터기억장칭 의해서 구성된다. 그 특정한 레지스터는 선(66)를 통하여 부여되는 어드레스정보에 의해서 선택된다.

부여된 리졸버의 영교차시각이 기억장치(7)내의 같은 레지스터에 항상 기억되되도록 멀티플렉스(60)와 기억장치(70)는 선(66)을 통하여 부여되는 같은 데이타에 의해서 어드레스된다. 기억장치(70)는 기억되어 있는 데이타를 선(73)에 출력 시키기 위하여 개별적으로 어드레스할 수도 있다.

기억동기장치(67)는 비동기영교차신호를 받어 리어타임카운터(41)에 동기되며 또한 그것과 어떤 위상관계를 유지하는 기억펄스를 선(65)으로부터 받는다. 따라서 선(72)에 부여되는 기억펄스는 리얼타임카운터(41)로부터 선(71)에 부여되는 11비트병열출력이 안정한 때에 항상 부여된다.

제3도는 제2도에 표시한 리얼타임카운터(41)의 구성에 사용할 수 있는 회로장치의 블록도이다.

이 회로장치는 도시한 바와 같이 종속접속되는 S/N-74161과 같은 5개의 동기카운터에 의해서 구성할 수 있다.

카운터(81, 82, 83)는 주기적으로 중복된 방법으로 2000개의 클록펄스를 카운트하여 4KHz의 기본주파수를 부여한다. 그들의 카운터는 선(301-311)에 병열 11비트출력을 부여한다. 선(311)에 부여되는 비트는 11비트중 최상위의 비트이다. 요약하면 카운터(83, 82, 81)는 830(16진법)에 프리세트되며 카운터 1999는 FFF(16진법)까지 카운터하고 그리고 주기적으로 중복하는 방법으로 카운터 2000에 의하여 830(16진법)에 재차 프리세트된다. 선(301-311)위에 비트는 선(71)에 11비트의 현재의 시간데이타를 부여한다. 선(307-311) 위의 비트는 선(44)에 5비트의 어드레스테이타를 부여한다.

카운터(84)는 3분의 1분주기능을 행하고 카운터(85)는 16분의 1분주기능을 행한다. 카운터(84)는 D(16진법, 10진법에서는 13)에 프리세트되며 카운터(83)로 부터2캐리(carry)를 카운터하고 선9314)에 부여되는 출력이 750마이크로초의 비대칭주기를 지니도록 카운터(83)로부터 제 3의 캐리에 프리세트된다.

카운터(85)는 선(317, 318, 319, 320)에 부여되는 출력이 각각 15, 3, 6, 12밀리초의 대칭적인 주기를 지니도록 16분의 1분주기능을 제공한다. 선(314, 317- 320)의 출력은 선(66)을 통하여 멀티플렉서에 부여되어서 그 멀티플렉서의 어드레싱을 행한다.

제4도는 사인PROM(42), 사인 D-A 변환기(46), 코사인PROM(43) 및 코사인D-A 변환기(49)의 상세한 블록도이다.

사인PROM(42)은 선(307-311)을 통하여 부여되는 리얼타임카운터의 출력비트에 의해서 어드레스된다. 그들의 비트는 11비트의 주기적으로 중복되는 기본주파수출력의 상위 5비트이다. 이들 비트에 응답하여 PROM(42)은 사인파형을 나타내는 32(8비트 병열)의 데이타어로 이루어진 데이타어열을 주기적으로 발생시킨다.

이 사인PROM은 실제적으로는 리얼타임카운터에 의하여 시이퀸스되는 디지탈탐색표이다.

32데이타어열의 크기는 기본주파수의 1사이클에 걸친 사인파의 크기에 근사하게 같다.

코사인PROM(43)의 11비트의 주기적으로 중복되는 기본주파수 출력의 상위 5비트에 의해서 어드레스 된다. 그 5비트에 응답하여 PROM(5)은 사인파형을 나타내는 32(8비트병열)데이타어열을 주기적으로 부여한다. PROM(42, 43)으로부터의 디지탈ㄷ이타어열은 직각 (90도 위상편이된)사인파형을 나타낸다. PROM(42, 43)은 본 발명의 가장 적합한 실시예의 기억장치를 구성한다.

사인PROM(42)의 8비트병열출력은 제 1의 D-A 변환기에 부여된다. 이 제 1의 D-A 변환기는 래디(ladder) 회로망(90)과 전류- 전압증폭기(91)와 버퍼증폭기 (92)에 의하여 구성된다. PROM(42)의 8비트 병열출력은 래더형의 모노리식 디지탈-전류변환기(90)에 부여된다. 이 변환기(90)는 프레시젼 모노리식 회사 (precision Monolithic Co.)의 DAC-08CQ로 구성할 수 있다.

디지탈-전류변환기(90)의 출력은 전류- 전압증폭기(91)에 부여된다. 이 증폭기(91)는 747형 증폭기로 구성할 수 있다. 이들 2개의 구성부분을 둘러싸고 있는 정항은 증폭기(91)로 부터 15V p-p의 출력을 얻기 위하여 선택된다. 증폭기(92)는 이득이 1인 버퍼증폭기로서 747형 증폭기에 의해서 구성할 수 있다. 실제로는 각 리졸버(31-34)의 제 1의 스테이터권선을 여진하기 위한 4개의 이득 1의 버퍼증폭기가 설치된다. 집적회로부품(90, 91, 92)과 그들에 관련하는 저항 및 콘덴서는 거의 사인파의 신호를 출력하는 제 1의 디지탈-아날로그 변환기를 구성한다.

코사인PROM(43)의 8비트병열 출력은 제 1의 D-A 변환기와 똑같은 방식으로 회로부품(95, 96, 97)으로 구성되는 제 2의 D-A 변환기에 부여된다. 그러나 이 제2의 D-A 변환기는 증폭기(96)에 결합되는 저항의 저항치가 증폭기(91)에 결합된 저항의 저항치보다 10% 높고 증폭기(96)는 거의 16V p-p의 출력을 발생하도록 되어 있는 점이 제 1의 D-A 변환기와 다르다. 증폭기(97)의 입력단자에 접속되어 있는 포텐쇼미터 (98, 99)가 이 값을 작게하여 리졸버마다 사인출력과 코사인출력을 적절하게 균형시키기 위하여 사용된다. 이 리졸버축 1개당의 1개의 포텐쇼미터는 본 발명에서 사용되는 유일한 조정요소이다.

집적회로부품(95, 96, 97)은 그들에 결합된 저항 및 콘데서와 함께 제 2의 D-A 변환기를 구성한다. 이 제 2의 D-A 변환기는 제 1의 D-A 변환기의 출력에 대하여 직각의 위상관계를 지니는 거의 사인파형의 출력을 발생시킨다.

제5도는 위상검출기(51-54)의 상세한 블록회로도이다.

이 블록회로도는 버퍼증폭기(101)와 거의 영고차검출기(102)와 록아웃회로를 포함한다.

버퍼증암기(101)는 로우터파형(ROTOR RTN)을 선(56)을 통하여 받는다. 이 증폭기(101)의 이득은 2/3이며 3dB지연시정수는 20마이크로초이다. 이 20마이크로초의 시정수에 의하여 로우터권선에 유기된 전압의 기본주파수 4kHz보다도 충분하게 높은 주파수의 평활작용을 한다.

이 증폭기는 747형 집적회로로 구성할 수 있다.

영교차검출기(102)는 버퍼증폭기(101)의 출력을 입력으로서 받는다. 이 영교차검출기는 선(56)에 부여된 신호의 파형이 정에서 부로 변화한때에 「1」에서 「0」으로 변화하는 출력을 선(104)에 부여하는 비교기에 의해서 구성된다.

이 비교기는 LM 311형 집적회로로 구성할 수 있다. 실제로는 로우터의 리이드가 사고로 회로에서 벗어났다 하여도 이 비교기가 트리거되지 않도록 이 비교기는 OV가 아니고 약 +0.3V로 스위칭되도록 바이어스된다.

또 그와 같은 트리거레벨은 증폭기(101)에 있어서으 지연을 보상하게 된다.

록아웃회로(103)에 의하여 유기된 로우터신호의 각 기본사이클에 대하여 선(61)에는 단 1개의 펄스가 출력되게 되며 1사이클의 사이에 짧은 펄스가 다수 바랭되는 가능성을 없앤다. 여기서 기본주파스의 주기가 250마이크로초로 되었음을 상기하시오.

선(104)에 부여되는 신호가 「1」에서 「0」으로 변하면 원쇼트 형성회로 (103)가 150마이크로초 동안 동작하여 선(61)에 1개의 출력펄스를 부여하고 다른 거의 영교차가 그 150마이크로로 초동안 선(61)에 지시될 수가 없도록 한다.

따라서 회로(103)는 선(56)에 부여된 잡음이 섞여 있는 로우터 신호에 의하여 생길수 있는 부가 출력을 제거한다. 제5도의 회로는 가장적합한 실시예의 위상검출수단을 구성한다.

제6도에는 멀티플렉스(60)은 S/N74151과 같은 멀티플렉서 집적회로(110)와 NAND 게이트(111)에 의해서 구성할 수 있다. 멀티플렉스(110)의 데이타입력단자에는 위상검출기(51-54)의 비동기출력이 선(61-64)을 각각 통하여 부여된다.

멀티플렉서(110)의 선택입력단자에는 3, 6, 12밀리초의 대칭적인 주기를 지닌 리얼타임카운터의 출력선이 선(318-320)을 각각 통하여 부여된다.

이 AND게이트(111)의 출력단자에는 「1」레벨이 1.5밀리초 계속되고 「0」

레벨이 0.5밀리초 계속되는 스트로우브신호가 나타난다. 따라서 멀티플렉스 (110)는 부여된 데이타선택입력 및 스트로우브 입력에 응답하여 입력선(61-64)의 하나로부터 부여되는 데이타를 1.5밀리초마다 출력선(65)에 출력한다.

환언하면 12밀리초 동안에 부여된 위상검출기로부터의 데이타가 6밀리초 간격으로 2회마다(매회마다 0.5밀리초간) 선(65)에 부여된다. 멀티플렉서(110)로부터 선(65)에 부여되는 데이타는 8KHz의 클록에 대하여 비동기이며 멀티플렉스의 스트로우브입력단자에 스트로우브신호가 부여될적마다 생길 수가 있는 여분의 전연(前緣)부를 포함할 수가 있다.

기억동기장치(67)는 동기장치(120)와 단일펄스회로(121)와 펄스단축회로 (122)에 의하여 구성할 수 있다.

동기장치(120)는 선(65)에 부여되는 신호의「1」레벨에의 변화에 따라서 부로 향하는 1개의 펄스를 선(125)에 부여한다.

그 펄스는 8KHz 클록펄스와 동기하고 있으며 그 펄스폭은 150나노초이다. 동기장치(120)는 2개의 종속접속된 D형 플립플롭(126, 127)(이것은 S/N74175로 구성할 수 있다)과 NAND게이트(128)에 의해서 구성된다.

플립플롭(126, 127)은 8KHz 클록에 의해서 클록제어된다. 선(125)에 부여되는 출력펄스는 플립플롭(126)이 상태를 변경할 때에 사작하고 플립플롭(127)이 상태를 변경할때에 정지한다.

따라서 선(65)의 신호가 「1」로 변하면 동기장치(120)는 폭이 125나노초이며 8KHz의 클록에 동기되어 있는 1개의 부로 향하는 펄스를 선(125)에 출력한다.

단일펄스회로(121)는 선(125)에 부여된 펄스와 선(129) 신호의 레벨변화에 응답하여 선(130)에 1개 펄스를 부여한다. 회로(121)는 2개의 기본적인 기능을 다한다.

그하나는 멀티플렉스(110)로부터 부여되는 위상검출기출력의 전연부를 선택하는 것이며 다른하나는 1.5밀리초마다(위상검파기출력의 전연부에 대응한다) 단 한개의 펄스를 선(130)에 부여할수가 있도록 하는 것이다.

회로(121)는 D형 플립플롭(S/N74175와 같은)(131, 132)과 NOR 게이트 (133)와 J-K 플립플롭 (S/N74109와 같음)(134)과 NOR게이트(135)와 인버어트 (136)를 포함한다. 선(129)에 부여되는 신호가「0」으로 변하면 멀티플렉서(110)의 스트오우브입력단자에 신호가 부여된다.

종속접속된 D형 플립플롭(131, 132)과 NOR 게이트(133)는 선(129)에 부여되는 신호의 그와같은 변화에응답하여 1개의 정에 향하는 펄스를 선(137)에 부여한다.

그 펄스 폭은 125나노초의 8KHz 펄스에 등기하고 있다. 선(137)에 부여되는 펄스는 플립플롭(134)의 J입력단자에 부여되어서 1클록사이클 후에 플립플롭(134)이 세트되어 게이트(135)가 펄스를 통과시킬 수 있도록 한다.

따라서 만약 「0」으로 되어가고 있는 선(129)에 부여되는 신호에 응답하여 선(65)에 다른 입상(rising)연부가 생긴다고 한다면 선(125,137)에 펄스가 동시에 부여되나 플립플롭(134)이 게이트(135)를 열기전에 선(125)에 부여되어 있는 펄스는 끝난다.

따라서 회로(121)는 멀티플렉서에 의하여 선(65)에 발생되는 여분의 펄스를 제거하고 선(65)에 실제의 위상검출기출력의 전연부를 선택한다.

회로(121)는 위상검출기출력의 전연부에 대응하는 단 한개의 펄스가 1.5밀리초마다 선(130)에 부여되게도 한다.

상기한 바와같이 「0」으로 되는 선(129)에 부여되는 신호가 멀티플렉서의 스ㅌ토로우브입력단자에 부여된 후에 플립플롭(134)은 게이트(135)를 열고 선(135)으로부터의 펄스를 통하게 한다. 그러나 게이트(135)를 통하는 최초의 펄스는 플립플롭(134)의 K입력단자로 귀환되어서 이 플립플롭이 동기하여 상태를 바꾸어 최초의 펄스가 게이트(135)를 통한후는 게이트9135)를 닫도록 한다. 그렇게하면 1.5밀리초마다 1개의 비돈기펄스가 선(130)에 부여된다.

그 펄스는 선택된 하나의 위상검출기의 출력에 대응한다.

펄스단축회로(122)는 선(72)에 잇어서의 펄스가 리얼타임카운터와 동기될 뿐만아니라 리얼타임카운터가 안정된때에 생기도록 선(130)에 폭이 125나노초 펄스로부터 앞부부의 100노초를 제거한다.

이회로(122)는 이 기능을 행할 때에 8KHz클록에 의하여 트리거되는 100나노초 지연회로(138)를 이용한다.

따라서 선택된 위상검출기의 출력이 상태를 변하는데에 따라서 1개의 25나노초 펄스가 선(72)에 부여된다. 이 펄스는 리얼타임카운터의 데이타출력이 안정될때에 발생되는 것으로 리얼타임카운터에 동기한다.

제7도는 제2도의 기억장치(70)의 구성을 표시한 블록도이다. 기억장치(70)는 3개 다중레지스터 집적회로(150,151,152)외 레지스터선택회로(153)(S/N74161)로 구성할 수 있다.

각 레지스터회로(150,151,152)는 S/N74 S189로 구성되며 적어도 8개의 (4비트) 레지스터를 포함하며 각 레지스터의 선택은 A,B,C 선택입력에 의해서 행해ㅣㄴ다.

선(72)에 펄스가 부여되면 선(301-311)의 데이타는 회로(153)에 의하여 행해지는 데이타선택을 기초로하여 회로(150,151,152)의 특정한 부분에 저장된다.

상기한 바와 같이 그와 같은 8개 펄스가 12밀리초마다 선(72)에부여된다. A,B,C 선택신호도 기억되어 있는 데이타를 데이타출력단자에 전송하기 위하여 선택한다.

그들의 데이타 출력단자는 화살표(73)로 표시되어 있다.

회로(153)는 A,B,C 선택입력을 회로(150,151,152)에 부여한다.

회로(153)는 리얼타임카운터로부터의 데이타를 회로(150,151,152)에 기억하기 위하여 제1의 모우드로 동작하며 회로(150,151,152)로부터 데이타를 판독하기 위하여 제2의 모우드로 동작한다.

먼저 데이타를 기억중은 선(154)은 「0」신호를 포함하며 회로(153)가 그 데이타입력을 그 데이타출력단자에 단지 통과시키도록 한다. 선(318,319,320)이 구기가 각각 3,6,12밀리초의 대칭적인 방형파를 12밀리초 이상 포한하고 있음을 상기하면 1.5밀리초마다 8개의 레지스터가 선택되어서 각 1.5밀리초 동안에 1개의 펄스가 선(72)에 부여되어서 데이타를 기억한다.

그 데이타가 기억된 후에 선(154)의 신호는 「1」로 변환하여 회로(153)가 카운트모우드로 변할 수가 있도록 한다.

선(155)에 펄스를 부여하므로써 기억되어 있는 8개의 (11비트) 워어드를 기억장치의 추력단자에서 선택적으로 이용할 수 있도록 회로(153)를 8카운트까지 보진(步進)시킬수가 있다. 콤퓨우터프로세서(10)가 레지스터에 기억되어 있는 데이타를 12밀리초마다 레지스터로부터 판독할 수 있도록 프로세서(10)로 선(154,155)을 제어할 수 있다.

이 프로세서는 그 데이타를 끼어듦에 의하여 12초마다 이용할 수 있도록 변겨오딜 수 있다.

집적회로(150-153)에 의하여 구성되는 기억장치는 선(72)에 펄스가 부여된때에 선(301-311) 위에 데이타를 기억한다. 기억된 그들의 데이타는 리졸머의 로우터의 회전위치와 그 로우터가 연결되어 있는 대응하는 가동부재의 위치를 나타낸다.

Claims (1)

1. 공작기계의 가동부재가 움지임에 따라서 리졸버의 로우터가 회전하도록 리졸버가 가동부재에 작동적으로 연결되어 있는 최소한 한개의 가동부재를 갖춘 기계를 제어하는 수치제어장치용 리졸버의 절대위치측정장치에 있어서, 실시간을 계수하여 주기적으로 용장한 다진수 디지탈데이타어를 제공하는 리얼타임카운터수단과, 리얼타킴카운터수단에 의해서 어드레스 가능하며 지각위상사인파형을 나타내는 일련의 디지탈데이타어를 주기적으로 부여하는 기억수단과, 상기 기억수단으로 부터의 디지탈데이타어에 응답하며 상기 리졸버의 제1스테이터권선을 여징하기 위한 대략 사인파형의 출력을 발생하는 제1디지탈-아날로그변환기 수단과, 상기 기억수단으로부터 디지탈에이타어에 응답하여 상기 리졸버의 제2의 스테이터권선을 여진하기 위한 제1디지탈-아날로그변환기출력과 90°위상차이가 있는 대략 사인파형의 출력을 발생하는 제2디지탈-아날로그변환기 수단과, 상기 리졸버의 로우터에 의해 조어지는 파형에 응답하며 그 파형이 소정의 위상괸계에 도달한 시간에 지시출력을 발생하는 위상검출수단 및 상기 기억수단의 내용이 로우터 및 가동부재의 위치를 표시하도록 상기 위상검출수단의 출력지시에 응답하여 상기 리얼타임카운터수당의 출력을 기억하는 기억수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리졸버의 절대위치측정장치.

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