JPS5929201Y2 - プログラム設定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、プログラム設定装置に関するものであって、
プログラム設定装置におけるサーボ追従動作が外れた場
合であっても、異常なプログラム信号が送出されないよ
うにするとともに、自動的にサーボ駆従動作が可能な状
態に復帰するようにしたものである。

一般に、製造プロセスにおける温度や圧力の制御にあた
っては、所定の時間計画（プログラム）に従って行なわ
れることが多い。

この場合、計器を錯視しながらプログラムの設定値を変
えるという繁雑さを改善するために、あらかじめ作成さ
れたプログラムに従って自動的に設定値を変えるための
プログラム信号を送出するように構成されたプログラム
設定装置が用いられることが多く、種種の構成のものが
実用化されている。

このようなプログラム設定装置の一種に、あらかじめプ
ログラムシートに画かれたプログラム曲線をサーボ系に
より、駆動される検出ヘッドで検出追従させるとともに
検出ヘッドの位置に対応したプログラム信号を送出する
ように構成されたサーボ形プログラム設定装置がある。

ところで、このようなサーボ形プログラム設定装置にお
いてサーボ追従動作が行なわれる範囲は、プログラム曲
線の線に沿った狭いものであり、外乱等によりサーボ追
従動作が乱れて、検出ヘッドがプログラム曲線から外れ
ることがある。

検出ヘッドがプログラム曲線から外れると、異常なプロ
グラム信号が送出されて制御対象に悪影響を及ぼすこと
になり、好ましくない。

本考案は、このような欠点を解決するとともに、比較的
簡単な回路構成で自動的にサーボ追従動作が可能な状態
に復帰するようにしたものであって、以下、図面を用い
て詳細に説明する。

第１図は、本考案の一実施例を示す構成説明図であって
、１はプログラムシート、２はプログラムシート１が巻
回されたドラム、３はドラム２を回転駆動するパルスモ
ータ等の駆動電動機、４は検出ヘッド、５は検出）ラド
４を構成する素子との間で駆動信号および検出信号を授
受するヘッド駆動回路、６はサーボ増幅器、７は平衡電
動機、８は伝送すべり抵抗器、９，１１．１４はそれぞ
れ演算増幅器、１２は出力端子、１３，１５は比較器、
１０，１７はスイッチ、１６は規整信号源、Ｃはコンデ
ンサである。

プログラムシート１には、所定のプログラム曲線Ｖが画
かれている。

このプログラム曲線１１は、検出ヘッド４を光学的素子
で構成して非接触的に検出する場合にはプログラムシー
ト１の素地の明度と異なる色で画かれ、電気抵抗の変化
として接触状態で検出する場合には絶縁シートの表面に
抵抗膜を被着した後その抵抗膜を選択的に除去すること
によって画かれる。

検出ヘッド４は、前述のように、プログラムシート１お
よびプログラム曲線Ｔの構成に対応した素子で構成され
、プログラムシート１上に移動可能に配置される。

この検出ヘッド４の検出出力信号Ｓ、は、ヘッド駆動回
路５を介してサーボ増１幅器６および比較器１３に送出
される。

なお、サーボ増幅器６には、検出出力信号Ｓ１とともに
バイアス信号−■および第２のスイッチ１７の出力信号
が印加されている。

平衡電動機７は、サーボ増幅器６からの出力信号に基づ
いて、駆動され、検出ヘッド４および伝送すべり抵抗器
８のブラシｇを連動、駆動する。

これにより、伝送すべり抵抗器８のブラシ８１には、検
出ヘッド４の位置に対応したプログラム信号Ｓ２が発生
する。

このプログラム信号Ｓ２は、演算増幅器９を介して第１
のスイッチ１０に加えられる。

スイッチ１０は、比較器１３を介して加えられる検出ヘ
ッド４の出力信号Ｓ１に基づいて、駆動されるものであ
って、検出ヘッド４の出力が異常になった時には演算増
幅器９からのプログラム信号Ｓ２の送出を禁止するよう
に動作する。

このような第１のスイッチ１０としては、ＦＥＴ等の半
導体スイッチ素子やリレー接点等を用いることができる
。

コンデンサＣは、スイッチ１０を介して送出されるプロ
グラム信号Ｓ２の値を保持するものであり、その値は演
算増幅器１１を介して出力端子１２に送出される。

すなわち、第１のスイッチ１０、コンデンサＣおよび演
算増幅器１１は、サンプルホールド回路を構成している
。

演算増幅器１４の反転入力端子には演算増幅器９の出力
信号Ｓ２が入力されて非反転入力端子には演算増幅器１
１の出力信号Ｓ３が入力され、両信号の差に関連した信
号Ｓ４が送出される。

この信号Ｓ４は比較器１５に入力されて基準レベルと比
較され、第２のスイッチ１７に、駆動信号ＳＣ２として
送出される。

比較器１５としては、上限値を検出する第１の回路と下
限値を検出する第２の回路とを組み合わせたものや、ヒ
ステリシス特性を有するもの等を用いる。

規整信号源１６は、検出ヘッド４を所定の方向に変位さ
せるためのに極性の信号十■１および負極性の信号−Ｖ
２を送出するものであって、これらの信号は第２のスイ
ッチ１７に刃口えられている。

第２のスイッチ１７からは、比較器１５から送出される
制御信号ＳＣ２に応じて＋Ｖ１あるいは−Ｖ２のいずれ
かが選択され、規整信号ＳＲ，として検出−・ラド４の
出力信号Ｓ１ とともにサーボ増幅器６に送出される。

第２図は、検出ヘッド４の出力信号Ｓ、とプログラム曲
線１１との対応関係の一例を示したものであって、サー
ボ追従動作中の正常時の信号レベルはバイアス信号−ｖ
ＡによりＥ２となり、サーボ追従動作が行なわれていな
い異常時の信号レベルはＥ ３（Ｅ ３＞ Ｅ ２ ＞
Ｏ）となっている。

すなわち、第２図のような信号形態の場合、異常時にお
ける検出ヘッド４は１００％方向に変位し続けることに
なる。

第３図は、プログラム曲線１１検出ヘツド４との対応関
係を示した説明図である。

この第３図から明らかなように、検出ヘッド４がプログ
ラム曲線１１から外れる状態としては、プログラム曲線
１１よりも０％側ｌどずれる場合と１００％側にずれる
場合が存在する。

第４図は、第１図の装置の外部の波形を示したものであ
って、ａは検出ヘッド４の出力信号Ｓ１を示し、ｂは演
算増隔器９の出力信号Ｓ２を示し、Ｃは比較器１３から
送出される制御信号Ｓ０１を示し、ｄは演算増幅器１１
の出力信号Ｓ３を示し、ｅは演算増幅器１４の出力信号
Ｓ４を示し、ｆは比較器１５から送出される制御信号Ｓ
ｃ２を示し、ｇはスイッチ１７から選択送出される規整
信号ＳＲ，を示しｈはサーボ増幅器６から送出される出
力信号Ｓ５を示している。

なお、以下の説明において、プログラム曲線Ｖは異常動
作の前後において一定値に対応しているものとする。

まず、検出ヘッド４がプログラム曲線１°に対して０％
側に変位したものとする。

検出ヘッド４が時刻ｔ１においてプログラム曲線１１か
嬶れると、検出ヘッド４からはＩＩ ＨＩ＋レベルの信
号Ｓ１が送出される。

この検出ヘッド４の変位に応じて、演算増幅器９の出力
信号Ｓ２は０％方向に急激に変化する。

一方、比較器１３は通常動作時は“’ ＯＮ ”の信号
Ｓｃ１を送出しているが、信号Ｓ、が°“Ｈ”レベルに
なると”ＯＦＦ”に変化する。

これにより、第１のスイッチ１０はＩＩ ＯＮ Ｉｆか
ら”ＯＦＦ”に切り換わり、演算増幅器１１からはコン
デンサＣに記憶されている時刻１１時の信号Ｓ２の値が
信号Ｓ３として送出されることになる。

したがって、出力端子１２には、検出ヘッド４の異常変
位に起因した異常信号が送出されることはない。

演算増幅器１４は、信号Ｓ２と８３の差を検出して、負
極性の信号Ｓ４を送出する。

比較器１５はこの信号Ｓ４のレベルを検出して正極性の
信号Ｓｃ２を第２のスイッチ１７に送出する。

そして、第２のスイッチ１７は、この信号Ｓ０２により
駆動され、正極性の信号十Ｖ、を規整信号ＳＲとして選
択し、サーボ増幅器６に送出する。

この結果、サーボ増幅器６からは、検出ヘッド４からの
信号Ｓ１ に同極性の規整信号ＳＲ力籾ロ算された正極
性の信号Ｓ５がサーボモータＢＭに送出されることにな
り、サーボモータＢＭは検出ヘッド４を１００％側に変
位させるように回転する。

これらの動作により、時刻ｔ２において検出ヘッド４が
再ひプログラム曲線１１を検出すると、正常なサーボ追
従動作が再開されることになる。

次に、検出ヘッド４が、プログラム曲線１１に対して１
００％側に変位したものとする。

時刻ｔ３において検出ヘッド４がプログラム曲線Ｖから
外れると、検出ヘッド４からはＩＩ ＨＩ＋レベルの信
号Ｓ、が送出され、演算増幅器９の出力信号Ｓ２は１０
０％方向に急激に変化する。

第１のスイッチ１０は比較器１３の信号Ｓｃ１に応じて
Ｉｔ ＯＮ Ｉｆから”ＯＦＦ”に切り換わり、演算増
幅器１１からはコンデンサＣに記憶されている時刻ｔ３
時の信号Ｓ２の値が信号Ｓ３として送出される。

演算増幅器１４は、信号Ｓ２と８３の差を検出して、正
極性の信号Ｓ４を送出する。

比較器１５はこの信号Ｓ４のレベルを検出して負極性の
信号Ｓ ｃ ２を第２のスイッチ１７に送出する。

第２のスイッチ１７は、この信号Ｓｃ２に応じて負極性
の信号−Ｖ２を規整信号として選択し、サーボ増幅器６
に送出する。

この結果、サーボ増幅器６からは、検出ヘッド４からの
信号Ｓ１ と規整信号ＳＲとの差に対応した負極性信号
Ｓ５がす一ボモータＢＭに送出されることになり、サー
ボモータＢＭは検出ヘッド４を０％側に変位させるよう
に回転する。

これらの動作により、時刻ｔ４において検出ヘッド４が
再びプログラム曲線１１を検出すると、正常なサーボ追
従動作が再開されることになる。

なお、本実施例では、プログラム曲線１１が異常動作の
前後において一定値に対応している例について説明した
が、プログラム曲線Ｖが変化している場合には、検出ヘ
ッド４を一旦Ｏ％あるいは１００％に振り切らせた後１
００％あるいは０％側にスキャンさせるようにすればよ
い。

また、本実施例では、検出ヘッド４がプログラム曲線１
１に対して０％側に変位した時に、正極性の規整信号十
Ｖ１をサーボ増幅器６に刃口える例を示しているが、１
００％側への変位速度の遅くなることが許容されるなら
ば省略してもよい。

また、上記実施例における各部の波形の極性が限定され
るものではないことはいうまでもない。

以上説明したように、本考案によれば、サーボ追従動作
が外れた場合であっても、異常なプログラム信号が送出
され７・ことを防止するとともにサーボ追従動作が可能
な状態に自動的に復帰するように構成されたプログラム
設定装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成説明図、第２図は
検出ヘッドの出力信号とプログラム曲線との対応関係の
一例を示す説明図、第３図はプログラム曲線と検出ヘッ
ドとの対応関係の一例を示す説明図、第４図は第１図の
各部の波形を示した波形図である。 １・・・・・・プログラムシート、２・・・・・・ドラ
ム、３・・・・・・駆動電動機、４・・・・・・検出ヘ
ッド、５・・・・・・ヘッド駆動回路、６・・・・・・
サーボ増幅器、７・・・・・・平衡電動機、８・・・・
・・伝送すべり抵抗器、９．ＩＬ１４・・・・・・演算
増幅器、１２・・・・・・出力端子、１３，１５・・・
・・・比較器、１０，１７・・・・・・スイッチ、１６
・・・・・・規整信号波、Ｃ・・・・・・コンデンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. あらかじめプログラム曲線が画かれたプログラムシート
   と、プログラムシート上に移動可能に配置されプログラ
   ム曲線を検出する機能を有する検出ヘッドと、検出ヘッ
   ドを検出ヘッドの出力に基づいてプログラム曲線に追従
   するように変化させるとともに検出ヘッドの位置に対応
   したプログラム信号を送出するサーボ系と、検出ヘッド
   の出力に基づいて１駆動され検出ヘッドがプログラム曲
   線を検出しない時にはサーボ系からのプログラム信号の
   送出を禁止する第１のスイッチと、この第１のスイッチ
   を介してサーボ系からのプログラム信号が入力され検出
   ヘッドがプログラム曲線を検出している状態のプログラ
   ム信号を保持し送出する記憶手段と、検出ヘッドを所定
   の方向に変化させるための規整信号を送出する信号源と
   、サーボ系から第１のスイッチに入力されるプログラム
   信号と記憶手段から送出されるプログラム信号との差に
   関連した信号に基づいて駆動され検出ヘッドがプログラ
   ム曲線を検出しない時に信号源の所定の出力信号を選択
   的にサーボ系に送出する第２のスイッチとからなるプロ
   グラム設定装置。