JPS63187911A - 信号入力装置 - 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〕 未発明は、信号入力装置の改良に関する。特に、ＮＣ工
作機械等マイクロコンピュータを利用する制御装置に、
接点等の開閉状態等を代表する信号を、高い信頼性と高
い応答性をもって、遅延時間をともなうことなく入力し
うるようにする信号入力装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

ＮＣ工作機械等マイクロコンピュータを利用する制御装
置には、ワークの位置・工具の位置等をはじめ、工作機
械本体の機械的な状態を検出して、これを制御装置に帰
還することが必要であるため、入力信号を受取る信号入
力装置が必須である。

可動部を有する接点が閉成するときは、その閉成に先立
ち、１ミリ秒程度の期間、高速間°閉を繰返し接点等の
開閉状態が不安定になるいわゆるチャタリング現象が避
は難い。

この開閉状態が不安定な期間の接点開閉状態を逐一制御
装置に入力すると誤動作の原因となるので、不安定な期
間の信号は無視し、安定状態に移行した後の信号のみを
制御装置に入力することとすることが必要である。

また、ＮＣ工作機械等マイクロコンピュータを利用する
制御装置において、これを構成する半導体装置等の制御
用に使用される電圧はＤ　Ｃ５’Ｖ等に統一されている
が、制御装置に入力される入力信号を発する外部接点回
路の電圧は必ずしもＤＣ５ｖに統一されているとは限ら
ないから、外部接点回路から入力された入力信号を制御
回路に入力するに先立ち、入力信号電圧を調整して、Ｄ
Ｃ５■に統一することが望ましい、さらに、外部接点回
路と制御装置とを接続する回線内に外部から雑音が侵入
するおそれもあるので、この雑音を除去する必要もある
。

これらの要請を満す信号入力装置として、従来使用され
ていた信号入力装置の１例を第３図に示す０図において
、１は外部接点であり、１端は接地されている。２は信
号電圧を規定する抵抗であり、ｌ端は例えばＤ　Ｃ２４
Ｖの電源に接続されている。８はＣＲフィルタであり、
かなり大きな時定数を有しており、上記のチャタリング
期間には信号の通過を許さず、また、外部から侵入した
雑音の通過も許さない、９は電圧レベル変換回路であり
、入力される信号の電圧が何Ｖであっても、これを５ｖ
に変換して出力する。　１０は入力信号認識手段であり
、例えばシュミット回路等が一般に使用される。

〔発明が解決しようとする問題点３ １例を上記した従来技術に係る信号入力装置においては
、チャタリング期間の入力信号を確実にブロックし、ま
た、外部から侵入した雑音を確実にブロックするには、
上記のＣＲフィルタ８の時定数を１０ミリ秒程度以上に
する必要があるため、応答速度が必ずしも満足しうるも
のではないという欠点がある。

本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、チャ
タリング期間には信号入力を確実にブロックして誤動作
の発生を防止し、外部雑音の入力も確実にブロックし、
外部雑音を構成するサージ電圧により制御装置を構成す
る半導体装置等が破壊するおそれもなく、しかも、十分
に速い応答速度をもって信号入力を入力しうる信号入力
装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明が採った手段は、高
調波を濾波するアナログフィルタ（３）と、このアナロ
グフィルタ（３）の出力する電気信号を、特定の時間（
サンプリング周期）毎に認識する入力信号認識手段（４
）と、この入力信号認識手段（４）の認識する入力信号
を記憶する第１の記憶手段（５）と、この第１の記憶手
段（５）が記憶している入力信号を、特定の時間（サン
プリング周期）毎に移送されて記憶する第２の記憶手段
（６）と、この第２の記憶手段（６）が記憶している入
力信号と前記の第１の記憶手段（５）が記憶している入
力信号とが等しいときのみ、その入力信号を真の入力信
号として出力する演算手段（７）とを具備するように信
号入力装置を構成することにある。

上記の特定の時間（サンプリング周期）を可変にするこ
とは極めて容易であり、しかも、信号入力装置の標準化
や工程管理惨敗り扱い等の点で極めて有用である。

〔作用〕

上記せる従来技術における欠点である遅い応答性の理由
は、チャタリング期間が一般に１ミリ秒　。

程度であるにか−わらず、上記の従来技術において使用
されていたＣＲフィルタ８の時定数をｌθミリ秒程度と
かなり長くする必要がある点にある。

本発明は、（イ）入力信号認識をサンプリング方式をも
ってなすこととし、サンプリング周期をチャタリング期
間より少し長く設定すれば、少なくとも３回のサンプリ
ングをもって確実にチャタリング期間における入力認識
の可能性を排除しうるという着想と、（ロ）この入力信
号認識手段を構成するサンプリング回路を構成する各要
素（半導体装置等）にサージ電圧が印加されてこれらが
破損することを防止することは、サンプリング回路の入
力側に、比較的高次の高調波を濾波するアナログフィル
タを設けることによって可能であるとの着想とを組み合
わせて完成したものであり。

上記（イ）の作用を以下に説明する。

第２図参照 図に示すタイムチャートにおいて、（ａ）は入力信号を
示す、「イ」の期間がチャタリング期間であり、この期
間の入力信号は無視する必要がある。「口」が外部雑音
にもとすくサージ電圧であり、この電圧の侵入を防正し
なければならない。

例えば、（ｂ）に示すように、第１のサンプリングがチ
ャタリング期間ｔ１の開始寸前になされたとし、しかも
、サンプリング周期ｔ２がチャタリング期間ｔ１より長
く設定さ、れているとすれば、第２のサンプリングは安
定した入力信号を認識する筈であり、この場合は、１回
のサンプリングで認識された入力信号を真正な入力信号
と信することができる。

次に、（Ｃ）に示すように、第１のサンプリングがチャ
タリング期間ｔ１の中央でなされ、チャタリング中の信
号を認識しなかったとし、しかも、サンプリング周期ｔ
２がチャタリング期間ｔ１より長く設定されているとす
れば、第２のサンプリングにおいて、安定した入力信号
を認識する筈であるから、この場合も、１回のサンプリ
ングで認識された入力信号を真正な入力信号と信するこ
とができる。

第３に、（ｄ）に示すように、第１のサンプリングがチ
ャタリング期間ｔ１の中央でなされ、ここでチャタリン
グ中の信号を認識したとし、ここで、しかも、サンプリ
ング周期ｔ２がチャタリング期間ｔ１より長く設定され
ているとすれば、この１回のサンプリングで認識した信
号は真正な入力信号と信することはできない、しかし、
第２のサンプリングにおいて認識される信社は安定した
信号であるから、２回連続して認識された入力信号は真
正な入力信号と信することができる。

最後に、（ｅ）に示すように、チャタリング期間の極め
て初期に、第１のサンプリングがなされ、ここで入力信
号を認識したとし、しかも、サンプリング周期ｔ２がチ
ャタリング期間ｔ１より長く設定されているとすれば、
この１回のサンプリングで認識した信号は真正な入力信
号と信することはできない、しかし、第２のサンプリン
グにおいて認識される信号は安定した信号であるから、
２回連続して認識された入力信号は真正な入力信号と信
することができる。

このように、サンプリング周期ｔ２をチャタリング期間
ｔ１より長く設定しておき、２回連続して入力された入
力信号のみを認識することとすれば、チャタリング期間
の誤認識は避はうる。

たＣ１半導体装置等は、一般に耐圧が低いから「口」に
示すサージ電圧は是非排除する必要があるので、サンプ
リング回路の入力側にアナログフィルタが設けである。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつ覧１本発明の一実施例に係る信号
入力装置について、さらに説明する。

本発明は個別回路をもっても容易に構成しうるが、マイ
クロコンピュータ応用技術をもって実現することがさら
に現実的であるから、この前提にもとづいて説明を継続
する。

第１ａ図参照 図は、全体構成図を示す０図においては、１は外部接点
であり、１端は接地されている。２は信号電圧を規定す
る抵抗であり、３は比較的高次の高調波を濾波するアナ
ログフィルタであり、サージ電圧を排除し、チャタリン
グ期間の入力電圧の波高値を減少する。４．５，６はマ
イクロコンピュータをもって構成され、４は特定の時間
（サンプリング周期）毎に、入力信号を認識する入力信
号認識手段である。５は第１の記憶手段であり、入力信
号認識手段４が認識した信号を記憶する。６は第２の記
憶手段であり、特定の時間（サンプリング周期）毎に、
第１の記憶手段５に記憶されている信号を受取る。７は
演算手段であり。

第１の記憶手段５に記憶されている信号と第２の記憶手
段６に記憶されている信号とが同一か否かを判定して、
同一であるとき（入力信号認識手段４が、２回つＣいて
発生するサンプリングにおいてつＣけて信号を認識した
とき）信正な入力信号を出力する。

第１ｂ図参照 上記の機能をフローチャートを参照して説明する。

このフローチャートは連続動作を前提とするので、アナ
ログフィルタ３を通過して入力信号認識手段４によって
認識されたた信号が、すでに、第１の記憶手段５に記憶
されているものとする。

第１の記憶手段５の記憶している信号は、特定時間（サ
ンプリング周期）の経過毎に、第２の記憶手段６に移送
される（ａ）。

入力信号認識手段４は、次にアナログフィルタ３を通過
した信号を認識して、この情報を第１の記憶手段５に記
憶する（ｂ）。

次に、第１の記憶手段５の記憶する信号と第２の記憶手
段６の記憶する信号とを比較し、もし、同一であれば、
これを真正な入力信号と判断して、真正入力を出力し、
もし、同一でなければ、特定の時間（サンプリング周期
）経過後に、入力信号認識手段４は、アナログフィルタ
３を次に通過した信号を認識して、この情報を第１の記
憶手段５に記憶する（Ｃ）。

上記の特定の時間（サンプリング周期）は、上記作用に
おいて述べたとおり、チャタリング期間より長く設定す
ればよいのであるから、マージンを見込んでも、応答速
度は十分速くなる。また。

可ＷＲ皺としておき、対象となる接点のチャタリング期
間の長さに対応して設定すればよい。

〔発明の効果〕

以上説明せるとおり、本発明によれば、入力信号は、ま
ず、アナログフィルタにおいて、サージ電圧が排除され
、同時にチャタリング期間初期の信号振幅は減衰され、
次に、設けられた２回っ−けて入力された信号のみを真
正な入力信号と認識する手段によって、チャタリング期
間に誤って入力された信号は排除され、安定°状態に到
達して後に入力された入力信号のみを真正な入力信号と
して出力することができ、しかも、応答遅延時間はチャ
タリング期間の３倍以下に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は１本発明に係る信号入力装置の全体構成図で
ある。 第１ｂ図は、本発明に係る信号入力装置のフローチャー
トである。 第２図は、本発明の詳細な説明する図である。 第３図は、従来技術に係る信号入力装置のブロック図で
ある。 ｌ・・・外部接点、 ２・・・抵抗、 ３・・・アナログフィルタ、 ４・・・入力信号認識手段。 ５・・・第１の記憶手段。 ６・・・第２の記憶手段、 ７・・自演算手段、 ８・・・ＣＲフィルタ、 ９・・・レベル変換回路、 １０１１Φ拳入力信号認識手段（シュミット回路）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］高調波を濾波するアナログフィルタ（３）と、 該アナログフィルタ（３）の出力する電気信号を、特定
   の時間毎に認識する入力信号認識手段（４）と、 該入力信号認識手段（４）の認識する入力信号を記憶す
   る第１の記憶手段（５）と、 該第１の記憶手段（５）が記憶している入力信号を、特
   定の時間毎に移送されて記憶する第２の記憶手段（６）
   と、 該第２の記憶手段（６）が記憶している入力信号と前記
   第１の記憶手段（５）が記憶している入力信号とが等し
   いときのみ、該入力信号を真の入力信号として出力する
   演算手段（７）と を有することを特徴とする信号入力装置。 ［２］前記特定の時間は可変であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の信号入力装置。