JPH0217415A - インクリメント型発信器の信号の評価方法および装置 - 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、特に印刷機において、カウントされる少なく
とも２つの互いに位相差があるタコメ−り信号を発生す
るインクリメント型発信器の信号を評価する方法および
装置に関する。

［従来の技術） 機械部分の位置、特に回転機械部分の回転位置を測定し
て、制御に用いるためには、インクリメント型発信器を
用いて２つの互いに位相差があるタコメータ信号を発生
させてそれらの個々のパルスをカウントすることが公知
である。しかしこの場合、もしタコメータ信号に妨害パ
ルスが重畳しているならば、誤差が生じる。この妨害パ
ルスは、例えばインクリメント型発信器と制御機器との
間の接続配線への干渉によって生じつる。さらに、妨害
パルスの原因はインクリメント型発信器自体にもありう
る。それは例えば光学的インクリメント型発信器に光を
透過しない小片が侵入した場合である。

［発明が解決しようとするか課題］ 本発明の目的は、インクリメント型発信器の信号が乱さ
れていた場合であっても、それら信号の申し分のない評
価を可能にすることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のインクリメント型発信器の信号の評価方法は、
タコメータ信号が許容される組合せになっているときだ
け、それらタコメータ信号がカウントされることを特徴
とする。

これにより、インクリメント型発信器の信号の評価にお
ける外乱に影響されない確実性が実質的に高められる。

カウンタが、タコメータ信号の両方向のエツジでデクリ
メントまたはインクリメントされるようにするのが有利
である。

本発明の方法の発展した形態は、カウント方向を制御す
る信号が、タコメータ信号の１つとカウント値の最下位
から２つ目の桁との比較によって発生されることと、タ
コメータ信号のカウントを可能にするイネーブル信号が
、２つのタコメータ信号の比較と、それに続いてのカウ
ント値の最下位桁との比較によって発生されることであ
る。

外乱に影響されない確実性をさらに高めることが、本発
明の他の発展した形態、タコメータ信号に関係なく導か
れた１つの信号がタコメータ信号から導かれた信号に、
カウント方向制御のために結合され、その結合で得られ
た信号が、タコメータ信号から導かれたイネーブル信号
に、さらに別のイネーブル信号を作るために結合される
、ということにより達成される。

この発展した形の有利な１つの実施態様によれば、イン
クリメント型発信器のある所定の速度において第１の論
理レベルから第２の論理レベルに移行する速度信号が導
かれ、その速度信号が、カウント方向制御のための信号
および信号方向と、速度が小さくなったときにタコメー
タ信号のカウントが中断されることなく行われるように
結合されることによって、低速度における誤動作が回避
される。

本発明の方法を実施するための１つの有利な装置は、カ
ウンタに１つの組合せ論理回路が前置接続されており、
タコメータ信号はその組合せ論理回路に送られ、カウン
タの出力端が組合せ論理回路の入力端に接続されている
。

このような装置は、一方ではコストが安いこと、他方で
は、計算機に前置接続されたカウンタを用いることで、
計算機はパルスを連続的にカウントする必要がなくなる
ことを特徴とする。装置の有利な１つの発展した形にお
いては、上記組合せ論理回路の他の入力端に、方向信号
と、インクリメント型発信器のある所定の速度において
第１の論理レベルから第２の論理レベルに移行する速度
信号が送られる。これにより、タコメータ信号のさらに
別の状態判定が容易に可能となる。

運転の確実性をさらに高めるためには、インクリメント
型発信器と上記組合せ論理回路の間に、試験信号が入力
されうるスイッチ２が配置されている、という本発明に
よる装置の別の１つの発展した形が寄与する。これによ
り、本発明の装置の簡単な自己試験が可能となり、その
試験は例えば機械の起動時に自動的に行われつる。

［実施例コ 本発明の実施例が添付の幾つかの図面に示されており、
以降ではこれをより詳細に説明する。

別の図でも同じ部分については同じ参照番号を用いてい
る。

第１図の装置においては、公知のインクリメント型発信
器ｌが設けられている。この種のインクリメント型発信
器１は、例えば、光電変換器で措成されている。ここに
おいて、光電変換器のうちの１つが１回転の間に１つの
パルスＯを出力する。さらに、波形で、互いに９０°の
位相差をタコメータ信号ＡとＢが発生される。市販のイ
ンクリメント型発信器の場合、タコメータ信号ＡとＢは
、各々１回転に１０２４回のパルスを含む。

タコメータ信号０．ＡおよびＢはスイッチ２の入力端に
送られる。このスイッチ２のその他の入力端には、電子
的に発生させられた試験信号ｔｅｓｔ−〇、　ｔｅｓｔ
−Ａ、およびｔｅｓｔ　−Ｂが入力されている。このス
イッチ２は、機械が休止中であっても、試験運転モート
の場合には後述の回路が試験されうるように、計算機３
によって制御される。

タコメータ信号ＡとＢとは、回転方向と位置を把握する
ため、および速度または回転数を測定するために評価さ
れる。回転方向を把握するには、タコメータ信号ＡとＢ
とは回路４に送られる。回路４には２つの出力端５，６
があり、出力端５には回転方向を表わす信号が出力され
、出力端６には回転方向が変ったときに１つのパルスが
出力される。回転方向を表わす信号が計算機３のデータ
入力端に送られている間に、出力端６のパルスはプログ
ラム割込み（ｒＲ）を起させる。

回転数の測定は２つのカウンタ８，９で行われる。これ
らカウンタ８，９には、タコメータ信号Ａ、Ｂの一方が
スイッチ７と分周回路１７を経て送られる。この際、ス
イッチ７は、タコメータ信号の一方が故障したとき他方
が以降段に送られるように、回路１８によって制御され
る。分周回路１７はプログラマブルで、そのために、各
場合の分周比が計算機３からデータバス１０を経て送ら
れる。カウンタ８，９には、回転数測定の分解能に応す
るように、周波数がタコメータ信号Ａ、Ｂの周波数より
も実質的に高い１つの基準信号が送られる。

この基準信号に周波数は、回転数が低い場合にカウンタ
８．９がオーバフローすることなく、回転数が高い場合
にも、回転数測定の高い分解能が達成されるように、変
更されうる。そのため、しかるべき値がバスシステムｌ
Ｏを経て基準信号のための発振器１１に送られる。

さて、回転数の測定は、分周回路１７から送出される２
つのパルスの間においてカウンタ８．９のうちの一方が
、そしてカウンタ８．９は交互に基準信号をカウントす
るということで行われる。そのカウント動作が終った後
にプログラム割込み（ＩＲ）が起り、そこで、計算機３
はデータバス１０を経てそのカウント値を読取る。その
間において、他方のカウンタはスタートされているので
、分周回路１７の出力、信号の各１周期の長さ（Ｄａｕ
ｅｒ）が測定される。測定値は計算機３において回転数
に換算される。

カウント値を読み込むためには、その度ごとプログラム
割込みが起るので、それによって計算機３での他のプロ
グラムの進行が乱される。この乱れが過度に頻繁に起ら
ないようにするために、回転数が高い場合にはタコメー
タ信号Ａ、Ｂの周波数は（さきに述べたように）分割さ
れる。データバス１０と計算機３は極めて簡単に図示さ
れているが、それは、適合する回路とか構成要素は十分
に知られているからである。

位置を把握するために、タコメータ信号ＡＢ、そしてパ
ルスＯがカウンタ回路１２に送られる。さらに、パルス
０がプログラム割込みを起すようになっている。パルス
０によってカウンタ回路１２はリセットされるので、カ
ウント値は最初の位置を基準としての位置または回転角
度を表わす。この値は、第１図においては１位置の実際
値として比較器１３に送られ、そこで、計算機３によっ
て予めレジスタ１４に書き込まれてあった位置の設定値
と比較される。機械が設定値のところに到達したならば
両方の値は等しくなり、比較器１３はプログラム割込み
を起し、そうなると計算機３は設定値において準備され
た処理を行なう、その直後レジスタ１４を経て新しい設
定値が入力されうる。機械がこの新しい設定値に到達す
るまでは、計算機３としては機械の位置を把握し続ける
必要はない。

位置計測の分解能を高めるためには、カウンタ回路に補
助パルス発生器１５から、周波数が４、タコメータ信号
Ａ、Ｂの周波数の何倍かである補助パルスが送られるよ
うにできる。そのためには発振器Ｉ５が計算機３によっ
て、回路７〜１１によって周波数測定に基づいて制御さ
れる。補助パルスのカウントは、比較器１３に送られる
位置実際値の下位桁を作る。機械の特性上、タコメータ
信号Ａ、　Ｂの周期はさほど急速に変化することはない
ので、周波数測定、したがって次のタコメータ信号Ａ。

Ｂの周期に対しての発振器１５の制御は、十分な正確さ
をもって行われる。

第２図はカウンタ回路１２（第１図）の１つの実施例を
示し、ここでは３個の４ビツトカウンタ（ＬＳ６９９）
が設けられている。カウンタ２１と２２の桁上げ出力端
一がカウンタ２２と２３の入力端に接続されているので
、全体としては１２ビツトのカウンタになっている。タ
コメータ信号ＡとＢは入力端２４２５を経て結合回路２
６に送られ、ここで、カウンタ値の下位桁Ｑｌと０２と
の論理結合がなされることにより、アップダウン信号Ｕ
／Ｄとカウンタイネーブル信号ＥＮＡが出力される。さ
らに結合回路２６には、入力端２７．２８を経て信号Ｏ
Ｒ−人力信号とＤＲ−イネーブル信号が入力される。信
号ＤＲ−人力信号は機械の回転方向を表わす。信号ＯＲ
−イネーブル信号は、機械の回転数が、方向変化があり
うる回転数の上であるか下であるかを示す、さらに別の
入力端２９はパルスＯのために設けられており、これは
ＬＯＡＤ入力端を制御し、したがってカウンタ２１〜２
３をリセットする。何故ならば、データ入力端Ａ−Ｄは
フレームポテンシャル（ＭａｓｓｅＰｏｔｅｎｔｉａｌ
）にあるからである。最後に、カウンタ２１〜２３は、
クロック信号ＣＬＫのための入力端３０を有している。

　第１図との関係で既に説明したように、位置測定にお
ける分解能は、発振器１５でもって、周波数がタコメー
タ信号Ａ、Ｂの周波数の何倍かである別のパルスが発生
されることによって高められる。第３図に示す実施例で
は、発振器１５はタコメータ周波数の６４倍の周波数の
パルスを発生し、これが、追加のカウンタ３１　（ＬＳ
６６９）に送られる。この追加のカウンタ３１のカウン
ト方向は信号ＤＲ−人力信号によって制御される。した
がって、カウンタ値は１６桁（Ｑｌ°〜Ｑ４’、Ｑｌ〜
Ｑ１２）まで拡大され、分解能は１６倍に高められる。

何故ならば、タコメータ信号ＡとＢの両方のエツジの評
価で既に４倍のカウント周波数が達せられているからで
ある。角度の分解能はしたがって、全周が１０２４に分
割されているとき追加のカウンタ３１がなければ３６０
／４０９６　＝　０．０８７９°、追加のカウンタ３１
があれば３６０／４０９６Ｘ　１６＝　０．００５５″
　となる。

第４図は絹合せ論理回路２６の１つの実施例を示してい
るが、ここでは信号ＤＲ−イネーブル信号とＯＲ−人力
信号は考慮されていない。この組合せ論理回路は１つの
排他的論理和４１と２つの等価回路４２、４３を含んで
いる。タコメータ信号ＡとＢは、排他的論理和４１と２
つの入力端２４．２５を経て送られる。排他的論理和４
１の出力端は等価回路４３の入カ端と接続されており、
この等価回路の他方の入力端には最下位ピッド（ＬＳＤ
）　Ｑｌが入っている。出力端４４か らカウンタのためのイネーブル信号ＥＮＡが出力されう
る。アップダウン信号Ｕ／Ｄを得るためには、タコメー
タ信号Ａとカウンタ値の最下位から２つ目のビットＱ２
とが等価回路４２に送られ、その出力端４５から信号Ｕ
／Ｄが取り出されうる。

第２図のカウンタ２１〜２３と接続されている第４図の
組合せ論理回路の機能を以下第５図によってさらに詳し
く説明する。第５図は、所定の回転方向、例えば右廻り
に対しての信号０．Ａ、およびＢのタイムチャートであ
る。第５図ではさらに、カウンタ２１のＱ１、　Ｑ２の
値と、カウント値０１〜Ｑ１２が示されており、終りと
してカウント値Ｑ１“〜ｑ４°　（第３図）も示されて
いる。

信号０は１回転につき１９起るが、タコメータ信号Ａと
Ｂとは、インクリメント型発信器１での分割に応じてよ
り頻繁に、例えば１回転に１０２４回起る９タコメータ
信号ＡとＢとは互いに９０°位相がずれている。パルス
○によってカウンタ２１〜２３はリセットされるので、
カウント値は０となり、したがって最下位の２桁Ｑｌと
０２も値０となる。以後の最初のタコメータ信号Ａのエ
ツジの後では、タコメータ信号ＡとＢの大きさが異るの
で排他的論理和４１の出力端は値“１゛°となる。等価
回路４３のＱｌ＝Ｏとの結合によって、入力端４４はや
はり“０”であり、これがカウンタ２１〜２３をイネー
ブルする。この時点で０２＝Ｏであり、Ａ＝Ｏとなるか
ら、Ｕ／Ｄ＝１となり、これにより、カウンタ２１〜２
３はインクリメントされる。

カウンタ２１〜２３のインクリメントによってＱｌ＝１
となり、その結果として、その次にタコメータ信号Ｂの
エツジが来たときには、タコメータ信号ＡとＢが等しく
なる結果ＥＮＡ＝Ｏとなり、その結果、カウンタ２１〜
２３はさらにインクリメントされる。

これに続いてのタコメータ信号Ａ、Ｂの１／４周期の始
めに当って信号Ａは°“１”に変わる。何故ならば、Ｑ
２はやはり＝１ではあるがＵ／Ｄ＝１となるからである
。なお、Ｑ］＝　１は＝Ｏではあるがタコメータ信号Ａ
とＢが相異るので、ＥＮＡ＝Ｏとなり、カウンタ２１〜
２３はさらにインクリメントされる。

第４図の組合せ論理回路とカウンタ回路、特にカウンタ
２１（第２図）とが接続されたものの機能をさらに説明
するために、以降では第６図の状態遷移図を参照するこ
ととする。これによれば、組合せ論理回路２６は、カウ
ンタ２１の２つの下位桁を含めて、２０．　Ｚ１、　Ｚ
２およびＺ３の状態をとりつる。

これらの状態において出力端Ｑｌと０２に生じている値
が、状態を表わす円の中に示されている。１つの状態か
ら他の状態への移行は、アップまたはダウンのカウント
の意味においてのみ起る。それが第６図では円と円の間
の矢印で示されている。ここで、矢印についている数字
は、それぞれの移行に必要なタコメータ信号Ａ、Ｂの値
を示す。つまり、例えば状態ｚＯから状態ｚ１への移行
はＡ＝０でＢ＝１であることによって起る。それからＢ
＝０になったとすれば、組合せ論理回路は状態Ｚ２に移
行する。　例として１つの妨害パルス４６（第５図）が
あった場合について組合せ論理回路のフィルタ作用を説
明する。妨害パルスが来る前には組合せ論理回路は状態
Ｚ３にある。妨害パルス４６が続く間、タコメータ信号
Ｂは値”１”をとっているので、状態ＺＯへの遷移が起
る。何故ならばタコメータ信号Ａも＝１であるからであ
る。しかし、妨害パルスが終りに当って再びＢ＝Ｏとな
るので、組合せ論理回路は状態Ｚ３に戻される。したが
って、カウンタは、妨害パルス４６によってインクリメ
ントされるが、その妨害パルスのあとでは再びインクリ
メントされ、結局カウント結果に誤差を生じない。

したがって第４図に示した組合せ論理回路は、ある任意
の状態にはその際に隣り合っている状態だけしか入り得
ない、という働き方をする。つまり、カウント値Ｏに続
くつるのはカウント値１または４０９５Ｌかない。運転
の確実さをさらに高めることが、計算機３（第１図）に
よっての回転方向の人力によって得られる。この場合、
タコメータ信号ＡとＢによって示された回転方向の変化
は、もしこれが計算機３から送られて来ている信号ＤＲ
−人力と矛盾するものであったならば、誤りと判定され
る。この補完的な状態判定はしかしながら、休止中や回
転数が小さい場合には誤差を生ずる原因となるので、回
転数が小さいたために回転方向の変化があり得るときに
は切離しされる。したがって、計算機３から、所定の回
転数以上で値１をとるさらに１つの信号ＤＲ−イネーブ
ル信号が送られる。

第７図の組合せ論理回路は、既に第４図との関係で説明
した構成部分のほかに、排他的論理回路５０、アンド回
路５１、オア回路５２を含んでいる。第４図の組合せ論
理回路においてはカウンタを停止したり（ＥＮＡ＝１）
イネーブルしたり（ＥＮＡ　＝０）した等価回路４３の
出力信号ＥＮＡは、第７図の組合せ論理回路の場合はさ
らにオア回路５２によってフィルタ作用をうけ、それの
出力信号ＥＮＡ　’が出力端５３を経てカウンタ２１〜
２３に送られる。オア回路５２の下側の入力端に値”　
ｏ　”があるならば、ＥＮＡ　’　＝　ＥＮＡとなるか
ら、第７図の組合せ論理回路は第４図の組合せ論理回路
と同様に働く。しかし、下側の入力端に“１°°があっ
た場合には、出力端５３はＥＮＡの値に関係なく”１”
となって、それはカウンタを停止する働きをする。

しかし、このカウンタの停止は、アンド回路５１の両方
の入力端に値“１”が送られている場合に起る。それは
、信号ＤＲ−イネーブル信号が“１”であるほか、互い
に無関係に得られた２つの信号Ｕ／ＤとＤＲ−人力信号
が相互に異る場合である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタコメータ信号の評価装置のブロック
図、第２図はカウンタ２１〜２３の回路図、第３図はカ
ウンタのさらに別の回路図、第４図は第２図、第３図の
回路の一部である組合せ論理回路の回路図、第５図は第
２図の装置で用いられている幾つかの信号のタイムチャ
ート、第６図は組合せ論理回路２６の機能を説明する状
態遷移図、第７図は組合せ論理回路の他の例の回路図で
ある。 ｌ・・・・インクルメント型発信器、 ２・・・・スイッチ、 ３・・・・計算機、 ４・・・・回転方向回路、 ５．６・・・・出力端子、 ７・・・・切換スイッチ、 ８９・・・・カウンタ、 ｌＯ・・・・データバス、 １１・・・・発振器、 ｊ２・・・・カウンタ回路、 １３・・・・比較器、 １４・・・・レジスタ、 １５・・・・補助パルス発生器（発振器）、１７・・・
・分周回路、 】８・・・・Ａ／Ｄ回路、 ２１、２２．２３・・・・カウンタ、 ２４、２５・・・・組合せ論理回路入力端子、２６・・
・・組合せ論理回路、 ２７、２８・・・・組合せ論理回路入力端子、３０・・
・・入力端子、 ３１・・・・カウンタ、 ４１・・・・排他的論理和回路、 ４２、４３・・・・等価回路、 ４４・・・・出力端子、 Ａ、Ｂ、○・・・・回転信号（パルス）、ＩＲ・・・・
プログラム割込み。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、特に印刷機において、カウントされる少なくとも２
   つの互いに位相差があるタコメータ信号を発生するイン
   クリメント型発信器の信号を評価する方法において、タ
   コメータ信号が許容される組合せになっているときだけ
   、それらタコメータ信号がカウントされることを特徴と
   する、インクリメント型発信器の信号の評価方法。 ２、カウンタが、各タコメータ信号の両方向のエッジで
   デクリメントまたはインクリメントされる、請求項１に
   記載の方法。 ３、カウント方向を制御する信号（Ｕ／＠Ｄ＠）が、タ
   コメータ信号の１つとカウント値の最下位から２つ目の
   桁との比較によって発生される、請求項２に記載の方法
   。 ４、タコメータ信号のカウントを可能にするイネブル信
   号（＠ＥＮ＠Ａ）が、２つのタコメータ信号の比較と、
   それに続いてのカウント値の最下位桁との比較によって
   発生される、請求項２に記載の方法。 ５、タコメータ信号に関係なく出力された１つの信号が
   、タコメータ信号から出力された信号に、カウント方向
   制御のために結合され、その結合で得られた信号が、タ
   コメータ信号から出力されたイネーブル信号に、さらに
   別のイネーブル信号を作るために結合される、請求項２
   に記載の方法。 ６、インクリメント型発信器のある所定の速度において
   第１の論理レベルから第２の論理レベルに移行する速度
   信号が導かれ、その速度信号が、カウント方向制御のた
   めの信号および方向信号と、速度が小さくなったときに
   タコメータ信号のカウントが中断されることなく行われ
   るように結合される、請求項５に記載の方法。 ７、カウンタ（２１、２２、２３）に組合せ論理回路（
   ２６）が前置接続されており、タコメータ信号（Ａ、Ｂ
   ）はその組合せ論理回路（２６）に送られ、カウンタ（
   ２１、２２、２３）の出力（Ｑ１、Ｑ２）が組合せ論理
   回路（２６）の入力端に接続されている、本発明による
   方法を実施するための装置。 ８、前記組合せ論理回路（２６）の他の入力端（２７、
   ２８）に、方向信号と、インクリメント型発信器（１）
   のある所定の速度において第１の論理レベルから第２の
   論理レベルに移行する速度信号が入力される、請求項７
   に記載の装置。 ９、インクリメント型発信器（１）と組合せ論理回路（
   ２６）の間に、試験信号に接続されうるスイッチ（２）
   が配置されている、請求項７に記載の装置。