JP3354184B2 - Angle signal generator - Google Patents

Angle signal generator

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JP3354184B2
JP3354184B2 JP29743892A JP29743892A JP3354184B2 JP 3354184 B2 JP3354184 B2 JP 3354184B2 JP 29743892 A JP29743892 A JP 29743892A JP 29743892 A JP29743892 A JP 29743892A JP 3354184 B2 JP3354184 B2 JP 3354184B2
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slit
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、角度信号発生装置に関
し、特に、回転駆動源を用いて周期運動する可動体の1
周期毎に発生させる駆動制御出力の発生時期を危険側に
誤らないようにするためのフェールセーフな角度信号発
生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angle signal generator and, more particularly, to a movable member which periodically moves using a rotary drive source.
The present invention relates to a fail-safe angle signal generation device for preventing a generation timing of a drive control output generated for each cycle from being erroneously set.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、モータによってクランクを介し
てスライドを往復動させる機械プレスでは、手動操作す
る場合はスライドの1往復毎に作業者が運転ボタンを操
作するようになっており、作業の安全対策として、スラ
イドが上昇から下降に移る際にスライドが一旦停止した
ことを確認する信号や、スライドの上昇過程においてあ
る位置を定め、この位置を通過後改め運転ボタンを押さ
ないとスライドが動作しないようにしており前記位置の
通過を確認するための信号(再起動防止信号)等を発生
させるようになっている。
2. Description of the Related Art For example, in a mechanical press in which a slide is reciprocated via a crank by a motor, when operated manually, an operator operates a drive button for each reciprocation of the slide. As a countermeasure, when the slide moves from rising to falling, a signal to confirm that the slide has stopped temporarily, or a certain position in the slide rising process, the slide will not operate unless you press the operation button again after passing this position Thus, a signal (restart prevention signal) for confirming passage of the position is generated.

【0003】また、上記プレス機械の制御ではスライド
の上昇過程の所定位置範囲で駆動出力を一旦OFFさせ
ることでブレーキを作動させるようにしている。このブ
レーキ作動位置は、スライドの制御精度向上には、スラ
イドの運転速度に応じて可変とすることが好ましく、運
転速度が速い場合にはブレーキの作動を早くし、運転速
度が遅い場合にはブレーキの作動を遅くすることで、ス
ライドを所定位置範囲に停止させるようにする。このブ
レーキ作動のための位置信号は、作業者の安全に関わり
極めて重要であり、この位置信号が誤って所定位置範囲
でOFFとならずONし続けた場合は、スライドが停止
せず事故発生の虞れが生じる。
In the control of the press machine, the brake is actuated by temporarily turning off the drive output in a predetermined position range in the process of raising the slide. It is preferable that the brake operation position is variable in accordance with the operation speed of the slide in order to improve the control accuracy of the slide. The brake operation is accelerated when the operation speed is high, and the brake operation is performed when the operation speed is low. The slide is stopped in a predetermined position range by delaying the operation of. The position signal for the operation of the brake is extremely important for the safety of the worker, and if the position signal is erroneously kept on without being turned off within a predetermined position range, the slide does not stop and an accident may occur. There is a fear.

【0004】このように、プレス機械では、スライドの
駆動制御のためにスライドの位置検出を行なう必要があ
り、このスライドの位置検出は、モータに同期するクラ
ンク軸の回転角を検出することで行なわれる。
As described above, in the press machine, it is necessary to detect the position of the slide for drive control of the slide, and the position of the slide is detected by detecting the rotation angle of the crankshaft synchronized with the motor. It is.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来では、
回転角の検出にロータリエンコーダが一般に使用されて
おり、このロータリエンコーダからの角度位置検出信号
に基づいて駆動制御出力を発生させるようにしている。
しかし、このロータリエンコーダの場合、故障時の出力
形態が論理値1(高レベルに相当する)にも論理値0
(低レベル状態に相当する)にも誤る対称誤り特性を持
っているため、故障時に出力が発生されてはならないフ
ェールセーフ特性が要求される前述のブレーキ作動や再
起動防止信号等の位置情報検出に使用するにはフェール
セーフ性の点で問題がある。
By the way, conventionally,
A rotary encoder is generally used for detecting a rotation angle, and a drive control output is generated based on an angular position detection signal from the rotary encoder.
However, in the case of this rotary encoder, when the output form at the time of failure is a logical value 1 (corresponding to a high level) or a logical value 0
(Equivalent to a low-level state) has a symmetric error characteristic, so that output must not be generated at the time of failure. Fail-safe characteristics are required. Detection of position information such as the above-mentioned brake operation and restart prevention signals. There is a problem in terms of fail-safeness when used for

【0006】また、前記ロータリエンコーダは、角度検
出対称である回転軸にカップリングやチェーン等の伝達
機構を介して間接的に連結するのが一般的であった。こ
の場合、前記伝達機構に異常(例えばチェーンが切れ
る)が生じると、回転軸とロータリエンコーダとの間に
同期ずれが発生するという問題がある。尚、ロータリエ
ンコーダの他には、カムスイッチを用いて回転角度を検
出する方式があるが、この場合も、カムスイッチの接点
溶着故障があり、同じくフェールセーフ性の点で不充分
である。
In general, the rotary encoder is indirectly connected to a rotation shaft having an angle detection symmetry via a transmission mechanism such as a coupling or a chain. In this case, when an abnormality (for example, a broken chain) occurs in the transmission mechanism, there is a problem that a synchronization shift occurs between the rotary shaft and the rotary encoder. In addition to the rotary encoder, there is a method of detecting a rotation angle by using a cam switch. However, in this case, there is a contact welding failure of the cam switch, which is also insufficient in fail-safe performance.

【0007】本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、可動体の駆動制御出力の発生に使用する可動***置
検出用の角度信号をフェールセーフに発生する角度信号
発生装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an angle signal generator for fail-safely generating an angle signal for detecting a position of a movable body used for generating a drive control output of the movable body. Aim.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このため本発明の角度信
号発生装置は、回転駆動源により周期運動する可動体を
駆動制御するために可動体の1周期毎に発生する駆動制
御出力の出力発生範囲を規定するための角度信号発生装
置であって、前記回転駆動源と同期して回転し前記駆動
制御出力の出力発生許容角度範囲を定めるスリットパタ
ーンと予め定めた等角度間隔で設けられる現在位置検出
用スリットが形成される回転円板と、該回転円板のスリ
ット回転軌跡上に投光素子と受光素子からなるフォトイ
ンタラプタとを備え、回転円板の回転によるスリットの
通過の有無に伴って前記出力発生許容角度範囲を定める
固定角度信号及び現在位置検出信号とを出力し少なくと
も故障時に前記出力が発生しない固定角度信号生成手段
と、信号発生角度範囲が可変可能であって、前記固定角
度信号生成手段からの現在位置検出信号に基づき可動体
の駆動状態に応じた設定角度範囲で信号を発生する可変
角度信号生成手段と、前記固定角度信号生成手段の固定
角度信号を出力発生の許可信号とし、該許可信号が入力
しているときのみ前記可変角度信号生成手段の可変角度
出力に基づいて前記駆動制御出力の出力指令信号を生成
する少なくとも故障時に出力を発生しない出力指令信号
生成手段とを備えて構成した。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an angle signal generating apparatus according to the present invention generates an output of a drive control output generated for each period of a movable body in order to drive and control a movable body which periodically moves by a rotary drive source. An angle signal generating device for defining a range, wherein the current position is provided at a predetermined equal angular interval with a slit pattern which rotates in synchronization with the rotary drive source and defines an output generation allowable angle range of the drive control output. A rotating disk on which a slit for detection is formed, and a photo interrupter including a light emitting element and a light receiving element on a slit rotation trajectory of the rotating disk, with or without passage of the slit due to rotation of the rotating disk A fixed angle signal generating means that outputs a fixed angle signal and a current position detection signal that define the output generation allowable angle range and does not generate the output at least in the event of a failure; and a signal generation angle. A variable angle signal generating means for generating a signal in a set angle range according to a driving state of a movable body based on a current position detection signal from the fixed angle signal generating means; The fixed angle signal of the means is used as an output generation permission signal, and the output command signal of the drive control output is generated based on the variable angle output of the variable angle signal generation means only when the permission signal is input. Output command signal generating means that does not generate an output.

【0009】また、前記可変角度信号生成手段が、前記
固定角度信号生成手段からの固定角度信号を入力し、回
転円板の現在角度位置を示す現在位置検出信号値を固定
角度信号に基づいて補正する補正手段を備えた構成とし
た。また、前記回転円板を、回転駆動源の回転軸に直接
取付ける構成とした。また、前記回転円板のスリット幅
の大きいスリットの中間部に少なくとも1つの支柱を設
ける一方、前記フォトインタラプタを、回転円板の回転
方向に沿って前記支柱の幅より広い間隔で複数設ける構
成とした。
The variable angle signal generating means receives the fixed angle signal from the fixed angle signal generating means and corrects a current position detection signal value indicating a current angular position of the rotating disk based on the fixed angle signal. And a correction means for performing the correction. Further, the rotary disk is directly attached to a rotary shaft of a rotary drive source. A configuration in which at least one support is provided at an intermediate portion of a slit having a large slit width of the rotating disk, and a plurality of the photo interrupters are provided at intervals larger than the width of the support along the rotation direction of the rotary disk. did.

【0010】[0010]

【作用】かかる構成において、回転駆動源の回転運動に
よって可動体が往復動を開始すると共に、回転駆動源の
回転に同期して回転円板が回転する。そして、固定角度
信号生成手段において、スリットパターンに応じて回転
円板の所定角度範囲でフォトインタラプタから論理値1
(高レベルに相当する)の固定角度信号が出力される。
これと同時に、予め定めた等角度間隔で設けられる現在
位置検出用スリットにより回転円板の現在位置が逐次検
出されてその検出位置信号が出力される。
In this configuration, the movable body starts reciprocating by the rotational movement of the rotary drive source, and the rotary disk rotates in synchronization with the rotation of the rotary drive source. Then, in the fixed angle signal generating means, a logical value of 1 is output from the photo interrupter in a predetermined angle range of the rotating disk according to the slit pattern.
A fixed angle signal (corresponding to a high level) is output.
At the same time, the current position of the rotating disk is sequentially detected by current position detection slits provided at predetermined equal angular intervals, and a detected position signal is output.

【0011】一方、可変角度信号生成手段では、前記回
転円板の現在位置検出信号に基づいて、予め設定された
角度位置範囲で可変角度信号を出力する。出力指令信号
生成手段は、前記固定角度信号と可変角度信号とを入力
し、固定角度信号を出力発生の許可信号として固定角度
信号が入力している間のみ可変角度信号に基づいてスラ
イドの駆動制御出力の出力指令信号を発生させる。即
ち、固定角度信号で駆動出力発生許容範囲を定め、この
範囲内で可変角度信号出力で駆動制御出力の発生角度範
囲を可変設定するようにしている。
On the other hand, the variable angle signal generating means outputs a variable angle signal in a predetermined angular position range based on the current position detection signal of the rotating disk. The output command signal generating means receives the fixed angle signal and the variable angle signal, and controls the driving of the slide based on the variable angle signal only while the fixed angle signal is being input as the fixed angle signal as an output generation permission signal. Generate an output command signal for output. That is, the drive output generation allowable range is determined by the fixed angle signal, and the variable angle signal output is used to variably set the generation range of the drive control output within this range.

【0012】これにより、可変角度信号発生手段が何ら
かの故障が発生して可変角度信号が発生し続けても、固
定角度信号の出力停止で駆動制御出力が無くなり、安全
性を確保できる。そして、固定角度信号生成手段は、故
障時に誤って出力が発生しないフェールセーフな構成で
あり、可動体の駆動制御におけるフェールセーフを向上
できるようになる。
Thus, even if the variable angle signal generating means has some trouble and the variable angle signal continues to be generated, the output of the drive control is stopped by stopping the output of the fixed angle signal, and safety can be secured. Further, the fixed angle signal generating means has a fail-safe configuration in which no output is erroneously generated at the time of failure, so that fail-safe in drive control of the movable body can be improved.

【0013】また、前記固定角度信号生成手段からの固
定角度信号を入力し、回転円板の現在角度位置を示す現
在位置検出信号値を固定角度信号に基づいて補正するこ
とで、可変角度信号の出力精度を向上でき、可動体の制
御システムの精度を向上できる。また、前記回転円板
を、回転駆動源の回転軸に直接取付ける構成とすれば、
固定角度信号生成手段と回転駆動源の同期ずれが防止で
きる。
[0013] Further, a fixed angle signal from the fixed angle signal generating means is input, and a current position detection signal value indicating a current angular position of the rotating disk is corrected based on the fixed angle signal, thereby obtaining a variable angle signal. The output accuracy can be improved, and the accuracy of the control system of the movable body can be improved. Further, if the rotating disk is configured to be directly attached to a rotating shaft of a rotating drive source,
Synchronous deviation between the fixed angle signal generating means and the rotary drive source can be prevented.

【0014】また、回転円板のスリット幅の大きいスリ
ットの中間部に少なくとも1つの支柱を設けることで、
回転円板の強度を向上できる。また、この場合、前記フ
ォトインタラプタを、回転円板の回転方向に沿って前記
支柱の幅より広い間隔で複数設ける構成とすることで、
支柱の存在が固定角度信号の発生に影響を与えることを
防止できる。
Further, by providing at least one support in the middle of the slit having a large slit width of the rotating disk,
The strength of the rotating disk can be improved. Further, in this case, by providing a plurality of the photointerrupters at intervals larger than the width of the column along the rotation direction of the rotating disk,
It is possible to prevent the presence of the support from affecting the generation of the fixed angle signal.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例を機械プレスのスラ
イド駆動制御に適用した場合について図面に基づいて説
明する。本発明の一実施例の構成を示す図1〜図4にお
いて、可動体としてのスライド(図示せず)を周期運動
させる回転駆動源であるモータ1の回転軸に、例えばス
テンレス製の回転円板2が図2の如く直接、ねじ3によ
って締め付け固定されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which one embodiment of the present invention is applied to slide drive control of a mechanical press will be described below with reference to the drawings. In FIGS. 1 to 4 showing the configuration of an embodiment of the present invention, for example, a rotating disk made of stainless steel is attached to a rotating shaft of a motor 1 which is a rotating driving source for periodically moving a slide (not shown) as a movable body. 2 is directly tightened and fixed by a screw 3 as shown in FIG.

【0016】前記回転円板2を図3及び図4を参照して
詳細に説明する。図において、回転円板2は、中央部に
回転軸取付け用の孔4と2つの長孔のねじ孔5が設けら
れ、その周囲に複数のスリット6,7,8,9で構成さ
れる所定のスリットパターンが形成されている。前記ス
リット6は、345°〜240°の範囲で形成されてお
り、スリット幅が大きいことから中間部に5°の幅の支
柱6Aが0°〜5°,25°〜30°,50°〜55
°,75°〜80°,100°〜105°,125°〜
130°,150°〜155°の位置に設けられてい
る。また、スリット7は、340°〜15°の範囲で形
成されている。また、スリット8は、180°〜350
°の範囲で形成され、中間の200°〜205°,23
0°〜235°,260°〜265°,290°〜29
5°,320°〜325°の位置に支柱8Aが設けられ
ている。また、スリット9は、回転円板の現在位置検出
用として1°間隔で全周に形成されている。このよう
に、スリット幅の大きいスリット6,8の中間部に支柱
6A,8Aを設けることによって、スリット形成による
強度の低下を防ぐことができる。
The rotary disk 2 will be described in detail with reference to FIGS. In the figure, a rotating disk 2 is provided with a hole 4 for attaching a rotating shaft and two long screw holes 5 in the center, and a plurality of slits 6, 7, 8, 9 around the periphery. Are formed. The slit 6 is formed in a range of 345 ° to 240 °, and since the slit width is large, a support 6A having a width of 5 ° is provided at an intermediate portion at 0 ° to 5 °, 25 ° to 30 °, 50 ° to 50 °. 55
°, 75 ° to 80 °, 100 ° to 105 °, 125 ° to
130 °, 150 ° to 155 °. The slit 7 is formed in a range of 340 ° to 15 °. In addition, the slit 8 is 180 ° to 350 °.
° in the range of 200 ° to 205 °, 23
0 ° to 235 °, 260 ° to 265 °, 290 ° to 29
The column 8A is provided at a position of 5 °, 320 ° to 325 °. The slits 9 are formed on the entire circumference at 1 ° intervals for detecting the current position of the rotating disk. By providing the columns 6A and 8A in the middle of the slits 6 and 8 having a large slit width as described above, it is possible to prevent a decrease in strength due to the slit formation.

【0017】更に、回転円板2には、回転円板2を挟ん
で互いに対向する投光素子と受光素子とからなる複数の
透過型のフォトインタラプタが付近の壁等の固定体に固
定されて配置されている。即ち、スリット6の部分に
は、10°と0°と280°の3つの位置にフォトイン
タラプタPH1,PH2,PH3が、スリット7の部分
には、0°の位置にフォトインタラプタPH4が、スリ
ット8の部分には、10°と0°の位置にフォトインタ
ラプタPH5,PH6が、それぞれ配置されている。ま
た、スリット9の部分には、3つのフォトインタラプタ
PH7,PH8,PH9が配置され、これらの位置関係
は、図4に示すように、フォトインタラプタPH8はフ
ォトインタラプタPH7に対して1/3°位相をずらせ
た位置にあり、フォトインタラプタPH9はフォトイン
タラプタPH7に対して2/3°位相をずらせた位置に
ある。
Further, a plurality of transmissive photo-interrupters, each of which includes a light projecting element and a light receiving element opposed to each other with the rotating disk 2 interposed therebetween, are fixed to the rotating disk 2 on a fixed body such as a nearby wall. Are located. That is, the photointerrupters PH1, PH2, and PH3 are located at three positions of 10 °, 0 °, and 280 ° in the portion of the slit 6, and the photointerrupter PH4 is located in the portion of the slit 7 at the position of 0 °. , Photointerrupters PH5 and PH6 are arranged at positions of 10 ° and 0 °, respectively. In addition, three photointerrupters PH7, PH8, and PH9 are disposed in the slit 9 portion. As shown in FIG. 4, the photointerrupter PH8 has a phase of 1/3 ° with respect to the photointerrupter PH7. Are shifted, and the photointerrupter PH9 is shifted by 2/3 ° with respect to the photointerrupter PH7.

【0018】かかる構成より、回転円板2の図3の矢印
方向の回転に伴って1回転毎に、各フォトインタラプタ
PH1〜PH6からは、図5のタイムチャートで示すよ
うな回転円板2のスリット位置で確定される固定角度信
号が発生し、フォトインタラプタPH7〜PH9からは
回転円板位置検出用の1°信号が発生する。従って、回
転円板2、フォトインタラプタPH1〜PH9によって
固定角度信号生成手段が構成される。
With this structure, each photointerrupter PH1 to PH6 outputs the rotation of the rotating disk 2 as shown in the time chart of FIG. 5 every one rotation accompanying the rotation of the rotating disk 2 in the direction of the arrow in FIG. A fixed angle signal determined at the slit position is generated, and a 1 ° signal for detecting the position of the rotating disk is generated from the photo interrupters PH7 to PH9. Therefore, the rotating disk 2 and the photo interrupters PH1 to PH9 constitute a fixed angle signal generation unit.

【0019】また、フォトインタラプタは、各投光素子
を交流駆動すると共に、受光素子がこれに基づいてスイ
ッチングして交流成分を発生し、この交流成分を整流し
た後に直流電源電圧を重畳したものを出力として発生す
る構成とになっている。これにより、投光素子が故障し
た場合は、光が受光素子側に伝達されず、また、受光素
子に短絡及び断線のどちらの故障が発生しても受光素子
は交流成分を発生しない。従って、フォトインタラプタ
は、故障時には少なくとも正常な出力発生時に比べて低
レベル(論理値0に相当)の出力状態となりフェールセ
ーフな構成となっている。
The photo-interrupter drives each of the light-emitting elements with an AC drive, and the light-receiving element switches based on the AC power to generate an AC component, rectifies the AC component, and superimposes a DC power supply voltage. It is configured to generate as an output. Thus, when the light emitting element fails, light is not transmitted to the light receiving element side, and the light receiving element does not generate an AC component regardless of whether a short circuit or a disconnection occurs in the light receiving element. Therefore, the photointerrupter has a fail-safe configuration in which at the time of a failure, the output state is at a low level (corresponding to a logical value of 0) at least as compared with when a normal output is generated.

【0020】尚、フォトインタラプタPH7〜PH9か
らは、1/3°ずつ位相がずれた1°信号が発生する。
これら3つの1°信号は、図1に示すパルス信号処理回
路10に入力される。パルス信号処理回路10では、例えば
フォトインタラプタPH8の信号を代表として回転円板
2の位置検出用の1°信号として後述する制御回路21に
入力すると共に、3つのパルス信号に基づいて回転円板
2の回転方向の判定信号を発生する。尚、前記パルス信
号処理回路10については本出願人により先に提案(特願
平4−260356号)されたものでありここでは説明
を省略する。
The photo interrupters PH7 to PH9 generate 1 ° signals whose phases are shifted by 1/3 °.
These three 1 ° signals are input to the pulse signal processing circuit 10 shown in FIG. In the pulse signal processing circuit 10, for example, a signal of the photointerrupter PH8 is input as a 1 ° signal for detecting the position of the rotating disk 2 to a control circuit 21, which will be described later, and based on the three pulse signals. A determination signal for the rotation direction is generated. The pulse signal processing circuit 10 has been previously proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 4-260356) and will not be described here.

【0021】次に、前記固定角度信号を出力発生の許可
信号とし、この許可信号が入力しているときのみスライ
ドの運転条件に応じて設定される可変角度信号に基づい
てスライドの駆動制御出力の出力指令信号を生成する出
力指令信号生成手段としての出力指令信号生成回路を図
1に示し説明する。図1において、出力指令信号生成回
路20は、CPU等で構成される前述の制御回路21と、各
フォトインタラプタからの固定角度信号と制御回路21か
らの可変角度信号とを入力し、論理処理を実行して駆動
制御出力の出力指令信号を発生する論理処理回路22とを
備えて構成される。
Next, the fixed angle signal is used as an output generation permission signal, and only when the permission signal is input, is the slide drive control output based on the variable angle signal set in accordance with the slide operation conditions. An output command signal generation circuit as output command signal generation means for generating an output command signal will be described with reference to FIG. In FIG. 1, an output command signal generation circuit 20 receives the above-described control circuit 21 including a CPU and the like, a fixed angle signal from each photo interrupter and a variable angle signal from the control circuit 21, and performs logical processing. And a logic processing circuit 22 for executing and generating an output command signal of a drive control output.

【0022】制御回路21は、スライドの運転速度等に基
づいて可変設定されるブレーキ作動位置や自動上昇開始
位置等を指令する可変角度設定信号を入力し、パルス信
号処理回路10からの1°信号によって回転円板2の回転
位置を判定し、そのカウント値が設定角度範囲に相当す
る値の間で可変角度信号を発生する。また、前記1°信
号は、スリット間隔が極めて狭い時にはカウント抜けが
あるため、論理処理回路22に入力する固定角度信号の所
定角度、例えば180°,170°,320°,15°
の固定角度信号を入力してこの角度でカウント値を修正
するようにしてあり、1°信号の補正機能を有してい
る。
The control circuit 21 inputs a variable angle setting signal for instructing a brake operation position and an automatic ascending start position which are variably set based on a slide operation speed and the like, and receives a 1 ° signal from the pulse signal processing circuit 10. The rotation position of the rotating disk 2 is determined by the above-described method, and a variable angle signal is generated between the count values corresponding to the set angle range. In addition, since the 1 ° signal has a missing count when the slit interval is extremely narrow, the predetermined angle of the fixed angle signal input to the logic processing circuit 22, for example, 180 °, 170 °, 320 °, 15 °
The fixed angle signal is input to correct the count value at this angle, and has a 1 ° signal correction function.

【0023】論理処理回路22は、フォトインタラプタP
H1〜PH6からの固定角度信号が入力するヒステリシ
ス生成回路23と、該ヒステリシス生成回路23で生成され
る345°〜320°の固定角度信号と制御回路21から
のブレーキ作動位置を規定するための345°〜CX1
の可変角度信号の論理積演算を行なう第1ANDゲート
24と、ヒステリシス生成回路23で生成される345°〜
240°の固定角度信号の立ち下がりを検出する立ち下
がり微分回路25と、該立ち下がり微分回路25の出力を遅
延させるONディレー回路26と、該ONディレー回路26
の出力をトリガとしてヒステリシス生成回路23からの1
80°〜350°固定角度信号を自己保持するための自
己保持回路27と、該自己保持回路27の出力と制御回路21
からの270°〜350°可変角度信号の論理積を演算
する第2ANDゲート28と、該第2ANDゲート28の出
力とヒステリシス生成回路23からの345°〜240°
固定角度信号との論理和を演算するORゲート29と、ヒ
ステリシス生成回路23からの170°〜350°固定角
度信号と制御回路21からのCX2〜350°可変角度信
号との論理積を演算する第3ANDゲート30と、該第3
ANDゲート30とヒステリシス生成回路23からの180
°〜350°固定角度信号を切換る切換スイッチ31とを
備えて構成される。
The logic processing circuit 22 includes a photo interrupter P
A hysteresis generation circuit 23 to which fixed angle signals from H1 to PH6 are input, and a 345 ° to 320 ° fixed angle signal generated by the hysteresis generation circuit 23 and a 345 for defining the brake operation position from the control circuit 21. ° to CX1
AND gate for performing AND operation of variable angle signals of
24 and 345 ° generated by the hysteresis generation circuit 23.
A falling differential circuit 25 for detecting the falling of the fixed angle signal of 240 °, an ON delay circuit 26 for delaying the output of the falling differential circuit 25, and an ON delay circuit 26
Output from the hysteresis generation circuit 23 as a trigger
A self-holding circuit 27 for self-holding a fixed angle signal of 80 ° to 350 °, an output of the self-holding circuit 27 and a control circuit 21
And a second AND gate 28 for calculating the logical product of the variable angle signals from 270 ° to 350 ° from the output of the second AND gate 28 and 345 ° to 240 ° from the hysteresis generation circuit 23
An OR gate 29 for calculating the logical sum of the fixed angle signal and a logical product of the 170 ° to 350 ° fixed angle signal from the hysteresis generation circuit 23 and the CX2 to 350 ° variable angle signal from the control circuit 21; 3 AND gate 30 and the third
180 from the AND gate 30 and the hysteresis generation circuit 23
And a change-over switch 31 for changing over a fixed angle signal of from?

【0024】そして、ヒステリシス生成回路23を介して
340°〜15°の範囲でONとなるスライド停止位置
確認のための出力指令信号CS1と、第1ANDゲート
24を介して345°〜CX1(CX1は180°〜32
0°の範囲で可変)の範囲でONとなるブレーキ作動位
置を指定する出力指令信号CS2と、切換スイッチ31を
介してCX2(CX2は170°〜180°の範囲で可
変)〜350°又は180°〜350°の範囲でONと
なる自動上昇開始点を規定するための出力指令信号CS
3と、ORゲート29を介して270°〜240°でON
となる運転ボタンOFFの確認のための出力指令信号C
S4とが出力される。
An output command signal CS1 for confirming the slide stop position which is turned on in the range of 340 ° to 15 ° via the hysteresis generating circuit 23, and a first AND gate
24 to 345 ° to CX1 (CX1 is 180 ° to 32
An output command signal CS2 for specifying a brake operation position to be turned on in a range of 0 °) and CX2 (CX2 is variable in a range of 170 ° to 180 °) to 350 ° or 180 ° via a changeover switch 31. Output command signal CS for defining an automatic ascent start point that is turned ON in the range of ° to 350 °
3 and ON at 270 ° to 240 ° via OR gate 29
Command signal C for confirming the operation button OFF
S4 is output.

【0025】尚、前記ヒステリシス生成回路23では、フ
ォトインタラプタPH1〜PH3とフォトインタラプタ
PH5,PH6の出力から、図6の(A)〜(D)に示
すようなANDゲートとORゲートとの組み合わせによ
って、それぞれ345°〜240°、345°〜320
°、170°〜350°及び180°〜350°の各固
定角度信号を生成し、これによって各固定角度信号にヒ
ステリシスを持たせることで、回転円板2のバックラッ
シュ等の影響を受けないようにしている。
In the hysteresis generation circuit 23, the outputs of the photointerrupters PH1 to PH3 and the photointerrupters PH5 and PH6 are obtained by combining AND gates and OR gates as shown in FIGS. , 345 ° to 240 ° and 345 ° to 320, respectively
°, 170 ° to 350 ° and 180 ° to 350 ° are generated, and each fixed angle signal is given a hysteresis so that the rotating disk 2 is not affected by backlash or the like. I have to.

【0026】そして、前記第1〜第3のANDゲート2
4,28,30及び自己保持回路27は、その電源電圧より高
い入力信号が入力した時のみ出力を発生する従来公知の
フェールセーフなウインドコンパレータで構成されてお
り、故障時には出力(論理値1に相当する高レベルの出
力)が発生しない構成である。次に、かかる本実施例の
角度信号発生装置の動作について説明する。
The first to third AND gates 2
4, 28 and 30 and the self-holding circuit 27 are constituted by a conventionally known fail-safe window comparator which generates an output only when an input signal higher than the power supply voltage is input. (Equivalent high-level output) does not occur. Next, the operation of the angle signal generating device of this embodiment will be described.

【0027】ここで、プレス機械のスライド運転制御に
ついて簡単に説明すると、運転ボタンを押し続けること
でスライドが下降し、スライド下死点近傍の自動上昇開
始位置を通過すると、自動上昇開始位置信号(例えば1
70°〜180°の範囲で可変)が発生(ON信号)
し、これによって運転ボタンから手を離してもスライド
が自動上昇する。このスライドの上昇過程の所定位置で
ブレーキ作動位置信号(例えば180°〜320°の範
囲で可変)が発生(OFF信号)し、スライドの駆動出
力を停止しブレーキを作動させる。そして、スライドが
上死点近傍の所定位置を通過すると上死点停止信号が発
生(例えば340°〜15°の範囲でONとなる)す
る。そして、スライドが前記上死点停止信号が出力され
る角度範囲で停止すれば、ブレーキが正常と判断し次の
スライド運転を可能とする。ブレーキの効きが悪く前記
上死点停止信号がOFFとなる15°以降の角度でスラ
イドが停止した時には、上死点停止信号のOFFによっ
て運転ボタンを押してもスライドの駆動出力が発生せず
運転できないようになっている。そして、前記自動上昇
開始位置信号の発生角度は、プレス機械の運転効率を考
慮して可変できるようになっており、ブレーキ作動位置
信号の発生角度も、プレス作業の制御システムの精度向
上を図るため、スライドの運転速度に応じて可変にでき
るようにしている。
Here, the slide operation control of the press machine will be briefly described. When the slide is lowered by continuously pressing the operation button and passes through the automatic ascending start position near the slide bottom dead center, an automatic ascending start position signal ( For example, 1
(Variable from 70 ° to 180 °) (ON signal)
Then, the slide automatically rises even if the hand is released from the operation button. A brake operation position signal (for example, variable in the range of 180 ° to 320 °) is generated (OFF signal) at a predetermined position in the process of raising the slide, and the drive output of the slide is stopped to operate the brake. Then, when the slide passes a predetermined position near the top dead center, a top dead center stop signal is generated (for example, the signal is turned on in the range of 340 ° to 15 °). If the slide stops within the angle range in which the top dead center stop signal is output, the brake is determined to be normal and the next slide operation is enabled. When the slide stops at an angle of 15 ° or more at which the top dead center stop signal is turned OFF due to poor braking effect, even if the drive button is pressed due to the OFF of the top dead center stop signal, the drive output of the slide is not generated and the operation cannot be performed. It has become. The angle at which the automatic ascent start position signal is generated can be varied in consideration of the operating efficiency of the press machine, and the angle at which the brake operation position signal is generated is also improved in order to improve the accuracy of the control system for press work. , Can be varied according to the operation speed of the slide.

【0028】本実施例の角度信号発生装置は、上述のよ
うなスライド運転に必要な角度信号をフェールセーフな
構成で発生させるためのものであり、以下にその動作を
説明する。モータを駆動してスライドを往復動させると
これに同期して回転円板2が回転し、各フォトインタラ
プタPH1〜PH6からスリット6〜8の通過に伴って
図5のタイムチャートに示すような波形の出力が発生す
る。また、フォトインタラプタPH7〜PH9からはス
リット9の通過に伴って同じく出力が発生し、パルス信
号処理回路10を介して制御回路21に回転円板2の現在の
位置を示す1°信号が入力する。前記フォトインタラプ
タPH1〜PH6からの出力は論理処理回路22のヒステ
リシス生成回路23に入力し、ここで、340°〜15
°、345°〜240°、345°〜320°、170
°〜350°及び180°〜350°の角度範囲でON
となる各固定角度信号が生成されて出力される。尚、3
40°〜15°の範囲の固定角度信号は、直接上死点停
止信号の出力指令信号CS1として論理処理回路22から
出力される。
The angle signal generator of this embodiment is for generating an angle signal necessary for the above-described sliding operation in a fail-safe configuration, and its operation will be described below. When the motor is driven to reciprocate the slide, the rotating disk 2 is rotated in synchronization with the reciprocation, and the waveform as shown in the time chart of FIG. Output occurs. Similarly, outputs are generated from the photointerrupters PH7 to PH9 as they pass through the slit 9, and a 1 ° signal indicating the current position of the rotating disk 2 is input to the control circuit 21 via the pulse signal processing circuit 10. . Outputs from the photointerrupters PH1 to PH6 are input to a hysteresis generation circuit 23 of a logic processing circuit 22, where 340 to 15
°, 345 ° to 240 °, 345 ° to 320 °, 170
ON in the angle range of ° -350 ° and 180 ° -350 °
Are generated and output. 3
The fixed angle signal in the range of 40 ° to 15 ° is output from the logic processing circuit 22 directly as the output command signal CS1 of the top dead center stop signal.

【0029】345°〜320°の固定角度信号は、第
1ANDゲート24に入力される。この第1ANDゲート
24には、制御回路21から可変角度信号345°〜CX1
(180°〜320°の範囲で可変)が入力しており、
両信号の論理積出力として345°〜CX1の範囲でO
Nとなる出力指令信号CS2が発生し出力される。この
出力指令信号CS2は、ブレーキ作動位置を規定する信
号となる。
The fixed angle signal of 345 ° to 320 ° is input to the first AND gate 24. This first AND gate
24 includes a variable angle signal 345 ° to CX1 from the control circuit 21.
(Variable between 180 ° and 320 °)
The output of the logical product of both signals is O in the range of 345 ° to CX1.
An output command signal CS2 that is N is generated and output. This output command signal CS2 is a signal that defines the brake operation position.

【0030】また、345°〜240°の固定角度信号
は、立ち下がり微分回路25に入力し、立ち下がり微分回
路25では、240°の立ち下がりでON出力をONディ
レー回路26に出力する。ONディレー回路26は所定時間
遅延してON出力を自己保持回路27に入力する。自己保
持回路27にはヒステリシス生成回路23から180°〜3
50°の固定角度信号が入力するので、前記ONディレ
ー回路26からの出力でトリガされ350°まで出力を自
己保持し第2ANDゲート28に出力する。第2ANDゲ
ート28に制御回路21から270°〜350°の範囲でO
Nする信号が入力しており、第2ANDゲートからは2
70°〜350°の間出力が発生しORゲート29に入力
する。ORゲート29には、ヒステリシス生成回路23から
の345°〜240°の固定角度信号が入力しており、
従って、270°〜240°の範囲でONとなる出力指
令信号CS4が発生する。この出力指令信号CS4は、
運転ボタンOFF確認信号発生のためのもので、この2
40°〜270°の範囲でOFFとなることで、これ以
後の角度位置で再度運転ボタンを押さない限りスライド
が運転できないようにするためのものである。また、1
70°〜350°の固定角度信号は、第3ANDゲート
30に入力し、制御回路21からのCX2〜350°(CX
2は170°〜180°で可変)の可変角度信号との論
理積で第3ANDゲート30からCX2〜350°の範囲
でONとなる出力指令信号CS3が発生し、切換スイッ
チ31を介して出力される。この出力指令信号CS3は、
自動上昇開始位置を規定するためのものである。
The fixed angle signal of 345 ° to 240 ° is input to the falling differentiation circuit 25, and the falling differentiation circuit 25 outputs an ON output to the ON delay circuit 26 at the falling of 240 °. The ON delay circuit 26 inputs the ON output to the self-holding circuit 27 after a predetermined time delay. The self-holding circuit 27 is connected to the hysteresis generating circuit 23 by 180 ° to 3 °.
Since a fixed angle signal of 50 ° is input, the signal is triggered by the output from the ON delay circuit 26 and self-holds the output until 350 ° and outputs it to the second AND gate 28. The second AND gate 28 is connected to the control circuit 21 from the control circuit 21 in the range of 270 to 350 degrees.
N signal is input, and 2 is output from the second AND gate.
An output is generated between 70 ° and 350 ° and input to the OR gate 29. A fixed angle signal of 345 ° to 240 ° from the hysteresis generating circuit 23 is input to the OR gate 29,
Therefore, an output command signal CS4 that is turned ON in the range of 270 ° to 240 ° is generated. This output command signal CS4 is
This is for generating the operation button OFF confirmation signal.
By turning OFF in the range of 40 ° to 270 °, the slide cannot be operated unless the operation button is pressed again at the subsequent angular position. Also, 1
A fixed angle signal of 70 ° to 350 ° is supplied to a third AND gate.
30 and CX2 to 350 ° (CX
An output command signal CS3 that is turned on in the range of CX2 to 350 ° is generated from the third AND gate 30 by the logical product of the variable angle signal of 2 and 170 ° to 180 °) and output via the changeover switch 31. You. This output command signal CS3 is
This is for defining the automatic ascending start position.

【0031】そして、本実施例では、可変角度信号を発
生する制御回路21は、故障時に誤って論理値1に相当す
る出力が発生する可能性のある対称誤り特性を持ってい
るが、制御回路21からの可変角度信号が誤って出力が発
生し続けたとしても、第1〜第3ANDゲート24,28,
30の一方の入力である固定角度信号が、確実に所定角度
で一旦OFFとなるフェールセーフな信号であるため、
必ず出力指令信号CS2,CS3,CSが発生し続ける
ことはない。
In the present embodiment, the control circuit 21 for generating a variable angle signal has a symmetric error characteristic that an output corresponding to a logical value 1 may be erroneously generated at the time of failure. Even if the variable angle signal from 21 continues to be output erroneously, the first to third AND gates 24, 28,
Since the fixed angle signal which is one input of the signal 30 is a fail-safe signal which is turned off at a predetermined angle without fail,
Output command signals CS2, CS3, and CS do not always continue to be generated.

【0032】従って、ブレーキ作動位置や自動上昇位置
を可変に制御しながら、確実にOFFするフェールセー
フ信号を発生することができる。かかる構成の角度信号
発生装置によれば、信号発生位置を可変制御するために
CPU等の対称誤り特性を持つ素子を使用してもフェー
ルセーフを確保することができ、しかも、作業システム
の制御精度や作業効率を向上を図ることができるように
なる。
Therefore, it is possible to generate a fail-safe signal for surely turning OFF while variably controlling the brake operation position and the automatic ascent position. According to the angle signal generating device having such a configuration, fail-safe can be ensured even if an element having a symmetric error characteristic such as a CPU is used to variably control a signal generating position, and furthermore, the control accuracy of the work system is improved. And work efficiency can be improved.

【0033】また、回転円板2をモータの回転軸に直接
取り付けるようにしたので、回転軸と回転円板との同期
ずれが発生することを防止できる。尚、本実施例では、
プレス機械のスライドの運転制御に適用した例を示した
が、これに限らず、周期運動を行なう機械で位置検出を
必要とするものであれば適用できるものである。
Further, since the rotating disk 2 is directly attached to the rotating shaft of the motor, it is possible to prevent the occurrence of synchronization deviation between the rotating shaft and the rotating disk. In this embodiment,
An example in which the present invention is applied to operation control of a slide of a press machine has been described. However, the present invention is not limited to this, and any machine that performs a periodic motion and needs position detection can be used.

【0034】また、本実施例では、透過型のフォトイン
タラプタを適用した例を示したが、投光素子と受光素子
とを回転円板の同じサイドに配置する反射型のフォトイ
ンタラプタを用いることも可能である。この場合には、
回転円板の各スリット形成範囲を本実施例と逆にすれば
よい。即ち、スリット6は、240°〜345°の範囲
で形成し、スリット7は、15°〜340°の範囲で形
成し、スリット8は、350°〜180°の範囲で形成
すればよい。この際にも、形成角度範囲の大きいスリッ
トには支柱を設けることが望ましい。
In this embodiment, an example is shown in which a transmission type photo interrupter is applied. However, a reflection type photo interrupter in which a light projecting element and a light receiving element are arranged on the same side of a rotating disk may be used. It is possible. In this case,
What is necessary is just to make each slit formation range of a rotating disk reverse to this Example. That is, the slit 6 may be formed in a range of 240 ° to 345 °, the slit 7 may be formed in a range of 15 ° to 340 °, and the slit 8 may be formed in a range of 350 ° to 180 °. Also in this case, it is desirable to provide a column in the slit having a large formation angle range.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、信
号発生位置を可変制御するためにCPU等の対称誤り特
性を持つ素子を使用してもフェールセーフ性を確保する
ことができるので、産業機械の作業システムのフェール
セーフ性能を向上できると共に、制御精度及び作業効率
を向上をも図ることができる。
As described above, according to the present invention, even if an element having a symmetric error characteristic, such as a CPU, is used to variably control the signal generation position, fail-safe characteristics can be ensured. The fail-safe performance of the work system of the industrial machine can be improved, and control accuracy and work efficiency can be improved.

【0036】また、回転円板を回転駆動源の回転軸に直
接取り付けるようにしたので、回転駆動源と回転円板と
の同期ずれの発生を防止できる。また、回転円板の現在
位置検出用信号の補正機能を設けたので、位置検出精度
を向上できる。
Further, since the rotary disk is directly attached to the rotary shaft of the rotary drive source, it is possible to prevent the occurrence of a synchronization shift between the rotary drive source and the rotary disk. In addition, since the function of correcting the current position detection signal of the rotating disk is provided, the position detection accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る角度信号発生装置の一実施例の要
部構成図
FIG. 1 is a main part configuration diagram of an embodiment of an angle signal generating device according to the present invention.

【図2】同上実施例の回転円板の取付け状態を示す構成
FIG. 2 is a configuration diagram showing an attached state of the rotating disk of the embodiment.

【図3】同上実施例の回転円板の正面図FIG. 3 is a front view of the rotating disk of the embodiment.

【図4】同上実施例の回転円板の現在位置検出部の拡大
FIG. 4 is an enlarged view of a current position detection unit of the rotating disk according to the embodiment.

【図5】同上実施例の回転円板の回転に伴って発生する
固定角度信号のタイムチャート
FIG. 5 is a time chart of a fixed angle signal generated with the rotation of the rotating disk according to the embodiment.

【図6】同上実施例のヒステリシス生成回路の出力発生
構成を示す図
FIG. 6 is a diagram showing an output generation configuration of the hysteresis generation circuit according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータ 2 回転円板 6〜9 スリット PH1〜PH9 フォトインタラプタ 10 パルス信号処理回路 21 制御回路 22 論理処理回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Rotating disk 6-9 Slit PH1-PH9 Photointerrupter 10 Pulse signal processing circuit 21 Control circuit 22 Logic processing circuit

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16P 3/00 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F16P 3/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】回転駆動源により周期運動する可動体を駆
動制御するために可動体の1周期毎に発生する駆動制御
出力の出力発生範囲を規定するための角度信号発生装置
であって、 前記回転駆動源と同期して回転し前記駆動制御出力の出
力発生許容角度範囲を定めるスリットパターンと予め定
めた等角度間隔で設けられる現在位置検出用スリットが
形成される回転円板と、該回転円板のスリット回転軌跡
上に投光素子と受光素子からなるフォトインタラプタと
を備え、回転円板の回転によるスリットの通過の有無に
伴って前記出力発生許容角度範囲を定める固定角度信号
及び現在位置検出信号とを出力し少なくとも故障時に前
記出力が発生しない固定角度信号生成手段と、 信号発生角度範囲が可変可能であって、前記固定角度信
号生成手段からの現在位置検出信号に基づき可動体の駆
動状態に応じた設定角度範囲で信号を発生する可変角度
信号生成手段と、 前記固定角度信号生成手段の固定角度信号を出力発生の
許可信号とし、該許可信号が入力しているときのみ前記
可変角度信号生成手段の可変角度出力に基づいて前記駆
動制御出力の出力指令信号を生成する少なくとも故障時
に出力を発生しない出力指令信号生成手段と、を備えて
構成したことを特徴とする角度信号発生装置。
1. An angle signal generator for defining an output generation range of a drive control output generated for each period of a movable body in order to drive-control a movable body that periodically moves by a rotary drive source, A rotating disk that is rotated in synchronization with a rotary drive source and has a slit pattern for defining an output generation allowable angle range of the drive control output and a current position detecting slit provided at predetermined equal angular intervals; A fixed angle signal and a current position detection which are provided with a photo-interrupter comprising a light projecting element and a light receiving element on a slit rotation locus of the plate, and which determine the output generation allowable angle range depending on whether or not the slit passes through due to rotation of the rotating disk. A fixed angle signal generating means that outputs a signal and at least does not generate the output at the time of a failure; A variable angle signal generating means for generating a signal in a set angle range according to the driving state of the movable body based on the current position detection signal of the above, and a fixed angle signal of the fixed angle signal generating means as a permission signal for output generation; Output command signal generating means for generating an output command signal of the drive control output based on a variable angle output of the variable angle signal generating means only when a signal is input, and at least not generating an output at the time of failure. An angle signal generating device characterized in that:
【請求項2】前記可変角度信号生成手段が、前記固定角
度信号生成手段からの固定角度信号を入力し、回転円板
の現在角度位置を示す現在位置検出信号値を固定角度信
号に基づいて補正する補正手段を備えた構成である請求
項1記載の角度信号発生装置。
2. The variable angle signal generating means receives a fixed angle signal from the fixed angle signal generating means and corrects a current position detection signal value indicating a current angular position of the rotating disk based on the fixed angle signal. 2. The angle signal generating device according to claim 1, wherein the angle signal generating device is configured to include a correction unit that performs the correction.
【請求項3】前記回転円板が、回転駆動源の回転軸に直
接取付けられている構成である請求項1記載の角度信号
発生装置。
3. The angle signal generator according to claim 1, wherein said rotary disk is directly attached to a rotary shaft of a rotary drive source.
【請求項4】前記回転円板のスリット幅の大きいスリッ
トの中間部に、少なくとも1つの支柱を設ける一方、前
記フォトインタラプタを、回転円板の回転方向に沿って
前記支柱の幅より広い間隔で複数設ける構成である請求
項1記載の角度信号発生装置。
4. At least one support is provided at an intermediate portion of a slit having a large slit width of the rotating disk, and the photo-interrupter is arranged at intervals larger than the width of the support along the rotating direction of the rotating disk. 2. The angle signal generator according to claim 1, wherein a plurality of angle signal generators are provided.
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