JPS5932802B2 - パルス分配装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は制御対象を駆動するサーボモータにパルスを分
配するパルス分配装置に関するもので、その目的とする
ところは、円滑なスローアツプ・スローダウン制御を行
うことにある。

従来のスローアツプ・スローダウン制御は、コンデンサ
の充放電による充電電位の変化によつて分配パルスの周
期を制御することによつて行つており、スローアツプ・
スローダウンの特性はコンデンサど充放電抵抗との時定
数によつて調整していた。

しかしながら、かかる方法によるスローアツプ・スロー
ダウンの特性はサーボモータのトルク特性、制御対象の
応答特性に対して適当でなく、時定数を調整しても脱調
を起こさずに短時間にスローアツプ・スローダウンを行
うことは困難であつた。

また、コンピュータにより分配パルスのパルス間周期を
１パルスごとに演算し、直線的にスローアツプ・スロー
ダウンを行うものも提案されており、この方法によれば
コンデンサによる方法に比べ脱調が起こりにくいが、直
線的なスローアツプ・スローダウンもサーボモータのト
ルク特性、制御対象の応答特性に対して最適でないため
、理想的なスローアツプ・スローダウン制御を行うこと
ができず、また、分配パルスの最高周波数がコンピュー
タの演算処理速度で制限されてしまうため高速領域にま
で及ぶスローアツプ・スローダウン制御は不可能であつ
た。さらに、コンピュータ内部の記憶装置に制御対象の
位置に対応した速度データを記憶させておきこの速度デ
ータを制御対象が所定量移動する度に読出して、スロー
アツプ・スローダウン制御を行うものも提案されている
が、このものにおいては定速度状態における速度データ
を記憶するエリア゜が必要となり、速度データを小容量
のメモリに記憶させることはできなかつた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、周期がしだ
いに変化する分配パルスの各パルス間周期をパルス送出
の順に記憶する記憶手段と、この記憶手段からパルス間
周期を読出すアドレスカウンタと、一定周期のクロック
パルスを計数し読出された周期が経過すると分配パルス
を出力するプリセットカウンタとを設け、速度変更時に
はプリセットカウンタより出力される分配パルスによつ
てアドレスカウンタを正逆歩進させるようにしたことを
特徴とするものである。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する第１図に
おいて１０は数値制御装置本体であり、この数値制御装
置本体１０は紙テープ等で与えられる数値制御データを
読み込んで各種の処理を行う。

パルス分配の指令データが与えられた場合には、パルス
分配開始指令ＰＤＳを出力するとともに、指令データで
与えられる指令速度Ｆを出力するようになつている。ま
た、サーボモータ２０に分配される分配パルスＣＰを読
み込んで制御対象２１の現在位置を演算し、制御対象２
１が減速領域になると減速信号ＳＤＳを出力するように
なつている。１１は分配パルスのパルス間周期を記憶す
るメモリで、このメモリ１１には第１表に示すように、
若いメモリアドレスには大きな値がパルス間周期のデー
タとして記憶され、メモリアドレスが大きくなるに従つ
て小さな値がパルス間周期として記憶されている。

したがつて、このパルス間周期のデータを零番地から順
番に読出し読出された周期でパルスを分配するようにす
れば、スローアツプを行うことができ、反対に大きなア
ドレスから零番地に向つて順番にデータを読出してパル
ス分配を行えばスローダウンを行うことができる。この
パルス間周期の変化率はメモリアドレスの変化に対して
一様でなく、サーボモータのトルク特性、制御対象の応
答特性に合せて変化率を変えている。

すなわち、サーボモータ、特にパルスモーカブ′→！工
盾′百捷′γわ′）γＫｌ７ｈ払ぐ宣／ 宣オ′γなる
に従つてトルクが減少するため、分配パルスの周期の変
化率を低速領域では大きく、高速領域では小さくしてい
る。これにより、スローアツプ・スローダウン時にパル
スモータに許容以上のトルクが加わることを防止でき、
短時間で渭らかなスローアツプ・スローダウンがでさる
。１２はメモリ１１のアドレスを指定し、メモリ１１か
らパルス間周期のデータを読出すアドレスカウンタで、
このアドレスカウンタ１２で指定されたメモリアドレス
のパルス間周期がデータバス１３に出力される。

そして、このデータバス１３に出力されたパルス間周期
のデータはプリセツトカウンタ１４と比較回路１５とに
与えられる。このプリセツトカウンタ１４は基準クロツ
ク発生回路１６から出力される一定周期の基準クロツク
ＣＬＫを計数し、メモリ１１から読み出された周期が経
過した時点で分配パルスを出力するもので、ロード制御
回路１７からロード信号ＬＯＡＤが出力されるとデータ
バス１３に出力されているパルス間周期のデータを読み
込み、アンドゲートＡＧｌが開かれると読み込まれたデ
ータを基準クロツクＣＬＫで減算して、内容が零となる
と分配パルスＣＰを出力するようになつている。なお、
ロード制御回路１７は、プリセツトカウンタ１４の動作
を制御するためのもので、数値制御装置本体１０から分
配開始信号ＰＤＳが出力されると有効にされ、プリセツ
トカウンタ１４から分配パルスＣＰが出力される度に、
プリセツトカウンタ１４にロード信号ＬＯＡＤを与えて
データバス１３に出力されているパルス間周期のデータ
をプリセツトカウンタ１４にロードし、この後アンドゲ
ートＡＧｌを開くようになつている。プリセツトカウン
タ１４から出力される分配パルスＣＰはパルスモータ２
０に与えられ、制御対象２１は分配パルスＣＰの周波数
に応じた速度で５駆動され、分配パルスＣＰの数に応じ
た距離だけ正確に移動される。

また、プリセツトカウンタ１４より出力される分配パル
スＣＰは、アンドゲートＡＧ２を介してアンドゲートＡ
Ｇ３，ＡＧ４の入力端子に与えられ、アンドゲートＡＧ
３，ＡＧ４の入力端子に与えられ、アンドゲートＡＧ３
，ＡＧ４の出力端子はアドレスカウンタ１２の減算端子
ＵＰおよび加算端子ＤＯＷＮにそれぞれ接続されている
。したがつてアンドゲートＡＧ３，ＡＧ４の切換えによ
り、アドレスカウンタ１２は分配パルスＣＰを加算した
り減算したりする。このアンドゲートＡＧ３，ＡＧ４の
内、アンドゲートＡＧ３の人力端子には数値間脚装置本
体１０から出力される減速信号ＳＤＳが与えられるよう
になつており、アンドゲートＡＧ４の入力端子には減速
信号ＳＤＳがインバータ１１を介して与えられるように
なつている。

したがつて、制御対象２１が加速領域に位置し、数値制
御装置本体１０から減速信号ＳＤＳが出力されていない
場合にはアンドゲートＡＧ４が開かれ、アンドレスカウ
ンタ１２は分配パルスＣＰが送出される度に１ずつ歩進
し、メモリ１１のアドレスが零番地から大きいアドレス
へと順番に指定される。また、減速開始信号ＳＤＳが出
力されると、アンドゲートＡＧ３が開かれるため、アド
レスカウンタ１２は分配パルスＣＰが送出される度に１
ずつ減算を行い、メモリ１１のアドレス指定が零番地に
向つて順番に変更される。比較回路１５はメモリ１１か
ら読み出されたパルス間周期のデータを、数値制御装置
本体１０から出力される指令速度Ｆのパルス間周期と比
較し、両者が一致した時点でアドレスカウンタ１２の歩
進を停止させるためのもので、両者のパルス間周期が一
致すると一致信号ＦＱＳを出力し、この一致信号ＥＱＳ
を数値制御装置本体１０とアンドゲートＡＧ５とに与え
るようになつている。

このアンドゲートＡＧ５の他方の入力端子には減速信号
ＳＤＳがインバータ２を介して与えられるようになつて
おり、加速領域、定速領域においては開かれている。し
たがつて、加速領域において比較回路１５より一致信号
ＥＱＳが出力されると、この一致信号ＥＱＳはインバー
タ３で反転され、アンドゲートＡＧ２を閉じるこれによ
り、アンドレスカウンタ１２の歩進は停止され、一定の
パルス間周期で分配パルスＣＰが送出されるようになる
。一方、一致信号ＥＱＳが数値制御装置本体１０に与え
られると、数値制御装置本体１０は、パルス分配が開始
されてから一致信号ＥＱＳが出力されるまでにサーボモ
ータ２０に与えられた分配パルスＣＰの数を、スローア
ツプ時に制御対象２１が移動した距離として記憶し、制
御対象２１が数値制御データで指定．された終点よりも
スローアツプ時の移動量だけ手前の位置になると減速信
号ＳＤＳを出力する。

減速信号ＳＤＳが出力されるとインバータＩ２の出力は
３３Ｌ′２となりアンドゲートＡＧ５が閉じられるため
一致信号ＥＱＳがインバータ３に与えられなくなり、ア
ンドゲートＡＧ２は再び開かれる。これにより、分配パ
ルスＣＰがアドレスカウンタ１２の減算端子ＤＯＷＮに
与えられるようになり、スローダウンが行われる。そし
て、終点になると数値制御装置本体１０から分配開始信
号ＰＤＳが送出されなくなる。次に上記構成によるパル
ス分配装置によるパルス分配動作を説明する。

数値制御装置本体１０によつてパルス分配の数値制御デ
ータが読み込まれると、分配開始信号ＰＤＳがロード制
御回路１７に与えられるとともに、数値制御データで与
えられた指令速度Ｆが比較回路１５に与えられる。ロー
ド制御回路１７に分配開始信号ＰＤＳが与えられると、
ロード制御回路１７は有効にされ、プリセツトカウンタ
１４にＬＯＡＤ信号を出力した後、アンドゲートＡＧｌ
を開く。プリセツトカウンタ１４にロード信号ＬＯＡＤ
が与えられると、プリセツトカウンタ１４はデータバス
１３に出力されているパルス間周期を読み込む。パルス
分配の開始に当つてはアドレスカウンタ１２がりセツト
され内容が零となつているため、メモリ１１の零番地の
データ２０００がデータバス１３に出力され、これがプ
リセツトカウンタ１４に読み込まれる。そして、アンド
ゲートＡＧｌが開かれると、プリセツトカウンタ１４は
基準クロツクＣＬＫが与えられる度にパルス間周期のデ
ータ２０００を１ずつ減算して行く。パルス間周期２０
００に対応した時間が経過し、プリセツトカウンタ１４
の内容が零になると分配パルスＣＰが出力される。プリ
セツトカウンタ１４から分配パルスＣＰが出力されると
、この分配パルスＣＰはサーボモータ２０に与えられ、
制御対象２１の移動が開始される。またこのときアンド
ゲートＡＧ２，ＡＧ４が開かれているため、分配パルス
ＣＰはアドレスカウンタ１２の加算端子ＵＰに与えられ
、アドレスカウンタ１２は歩進される。すると、メモリ
１１の１番地のデータ１８００がパルス間周期として読
み出され、データバス１３に出力される。一方、プリセ
ツトカウンタ１４から分配パルスＣＰが出力されると、
これがロード制御回路１７に与えられるため、再びプリ
セツトカウンタ１４にロード信号ＬＯＡＤが与えられ、
１番地のデータ１８００がプリセツトカウンタ１４にプ
リセツトされる。そして、アンドゲートＡＧ，が開かれ
ると、プリセツトカウンタ１４はパルス間周期のデータ
１８００を基準クロツクＣＬＫが送出される毎に減算し
、内容が零となると分配パルスＣＰを出力する。この場
合のパルス間周期は前のパルス間周期に比べて短いため
、分配パルスＣＰの速度は早くなる。以下向様にして、
分配パルスＣＰが出力される度にアドレスカウンタ１２
が歩進され、メモリ１１の読出し番地が１番地ずつ変更
されてゆく。

これにより、分配パルスＣＰの周期はメモリ１１に記憶
されたパルス間周期の変化に従つて短かくなつて，行き
、分配パルスＣＰの速度は徐々に早くなる。メモリ１１
に記憶されているパルス間周期は、前記したように、メ
モリアドレスの若い部分では変化率が大きく、メモリア
ドレスが大きくなると変化率が小さくなつているので、
分配パルスＣＰの速度は第２図に示すように、サーボモ
ータ２０のトルクの高い低速回転時では大きく上昇し、
サーボモータ２０の回転が高くなるに従つて上昇率が小
さくなる。これにより、サーボモータ２０に許容以上の
トルクをかけないで制御対象２１を短時間でスローアッ
プすることができ、説調の発生を防止できる。サーボモ
ータ２０の速度が上昇し、指令速度Ｆになると、メモリ
１１から読出されるパルス間周期と指令速度Ｆのパルス
間周期とが一致し、これが比較回路１５によつて検出さ
れる。

すると、比較回路１５から一致信号ＥＱＳが出力され、
この一致信号ＥＱＳがアンドゲートＡＧ５を介してイン
バータＩＶ３に与えられる。これにより、インバータＩ
３の出力は８Ｌ″となり、アンドゲートＡＧ２が閉じら
れる。アンドゲートＡＧ２が閉じられると、分配パルス
ＣＰがアドレスカウンタ１２に与えられなくなるためア
ドレスカウンタ１２の歩進は停止され、メモリ１１の読
出番地は一定となる。

例えば速度指令Ｆのパルス間周期が７８であれば、メモ
リアドレス４２０番地のデータが読み出されたときにア
ドレスカウンタ１２の歩進が停止される。これにより、
プリセツトカウンタ１４からは指令速度Ｆに応じた周波
数の分配パルスＣＰが出力されるようになり、制御対象
２１は指令速度Ｆに応じた一定速度で移動される。制御
対象２１が減速開始点まで送られると、これが数値制御
装置本体１０によつて検出され、数値制御装置本体１０
から減速信号ＳＤＳが出力される。

すると、インバータＶ２の出力が６Ｌ”となり、アンド
ゲートＡＧ５が閉じられる。これにより、インバータＩ
３に一致信号ＥＱＳが与えられなくなり、アンドゲート
ＡＧ２は再び開かれる。また、減速信号ＳＤＳが出力さ
れると、アンドゲートＡＧ４は閉じられ、アンドゲート
ＡＧ３が開かれる。これにより、プリセツトカウンタ１
４から出力される分配パルスＣＰはアドレスカウンタ１
２の減算端子ＤＯＷＮに与えられるようになり、アドレ
スカウンタ１２は分配パルスＣＰが送出される度に減算
されるようになる。アドレスカウンタ１２が減算されて
行くと、メモリ１１の読出番地は４２０番地から零番地
に向つて順番に減少して行く、これにより、分配パルス
ＣＰのパルス間周期はスローアツプ時とは反対にしだい
に長くなつて行さ、スローダウンが行われる。

この場合も、サーボモータ２０のトルクの低い高速領域
ではパルス間の増加率が小さく、トルクの高い低速で増
加率が大さくなるため、サーボモータ２０に許容以上の
トルクが加わることはなく、脱調を生じさせないで短時
間でスローダウンを行うことができる。このように、メ
モリ１１内部にサーボモータ２０のトルク特性と制御対
象２１の応答特性に合つたパルス間周期のデータを記憶
させておくことにより、脱調を生じさせないで速かなス
ローアツプ・スローダウンを行うことができる。

また、メモリ１１から読み出されたパルス間周期が指令
速度のパルス間周期と一致したところでアドタスカウン
タの歩進を停止させるようにしているので、指令速度に
関係なく共通のパルス間データでスローアツプ・スロー
ダウンを行うことができるだけでなく、制御対象２１を
一定速度で移動させる間のパルス間周期のデータは記憶
させておく必要はない。なお、上記実施例においては、
数値制御装置本体１０によつて制御対象２１を制御する
例であつたが手動で制御対象の送りを行う場合にも本発
明のパルス発生装置を利用することができる。

この場合には速度設定用の可変抵抗器の出力をＡＤ変換
して指令速度とするか、指令速度をデジタルスイツチ等
で設定するようにすればよい。また、上記実施例のメモ
リには、スローアツプ・スローダウン用のパルス間周期
のデータが一組しか記憶されていなかつたが、指令速度
の範囲に応じた複数のパルス間周期のデータを記憶させ
ておき、指令速度の範囲によつて読み出すデータを選択
するようにしてもよい。

さらに、スローアツプとスローダウンとの間でパルス分
配の特性を変えたい場合にはスローアツプのパルス間周
期のデータとスローダウンのパルス間周期のデータとを
別々のエリアに記憶させておき、スローダウンを行うと
きは、スローダウンのデータが記憶されたエリアから指
令速度のパルス間周期と同１じデ・一タが記憶されてい
るメモリアドレスをサーチし、このメモリアドレスから
順番に読み出しを行うようにすればよい。

以上述べたように、本発明のパルス分配装置においては
、スローアツプ・スローダウンにおける分配パルスのパ
ルス間周期をパルス送出の順に記憶させた記憶手段を設
け、この記憶手段に記憶されたパルス間周期のデータを
順番に読み出して読出された周期でパルスを分配するよ
うにしているから、記憶手段のデータを変更することに
よつてスローアツプ・スローダウンの特性を任意に変更
することができる。

したがつて、サーボモータのトルク特性、制御対象の応
答特性に対して最適なスローアツプ・スローダウンを行
うことができ、説調を起こさずに短時間でスローアツプ
・スローダウンを行うことができる。また、パルス問周
期を求めるのに演算を必要としないため、コンピユータ
でパルス間周期を演算するものに比べ、スローアツプ・
スローダウンの制御を高速領域にわたつてまで行うこと
が可能となる。また、本発明のパルス分配装置において
は、記憶手段から読出されたパルス間周期が指令速度と
一致したところでアドレスカウンタの歩進を停止するよ
うにしているから、制御対象を一定速度で送る間のパル
ス間周期を記憶させておくエリアが必要でないだけでな
く、指令速度が変わつた場合でも共通のデータでスロー
アツプ・スローダウンの制御を行うことができる利点を
有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すプロツク線図、第２図は
パルス分配動作を説明するための図である。 １０・・・・・・数値制御装置本体、１１・・・・・・
メモＩ八１２・・・・・・アドレスカウンタ、１４・・
・・・・プリセツトカウンタ、１５・・・・・・比較回
路、１６・・・・・・基準タロツク発生回路、１７・・
・・・・ロード制御回路、２０・・・・・・サーボモー
タ、２１・・・・・・制御対象、ＡＧ，〜ＡＧ５・・・
・・・アンドゲート、１１〜Ｉ３・・・・・・インバー
タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 周期がしだいに変化する分配パルスの各パルス間周
   期をパルス送出の順に記憶する記憶手段と、この記憶手
   段のアドレスを指定し記憶手段に記憶されたパルス間周
   期を読み出すアドレスカウンタと、一定周期のクロック
   パルスを計数し前記記憶手段から読み出された周期が経
   過すると分配パルスを出力するプリセットカウンタと、
   速度変更時に前記プリセットカウンタより出力される分
   配パルスにより前記アドレスカウンタを正逆歩進させる
   制御回路とからなるパルス分配装置。