JPH01320468A - 機械の回転数を測定する方法および装置 - 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、インクリメント型発信器かタコメータ信号を
発生する機械、特に印刷機の回転数を測定する方法およ
び装置に関する。

［従来の技術］ 機械がからんだｆ！少の制御の目的のためには回転数の
測定、つまり把握が必要である。特に印刷機の場合、こ
のことを非常に広い回転数範囲において可能な限り高精
度で行わなければならない。

［課題を解決するための手段］ 本発明の機械の回転数を測定する方法は、タコメータパ
ルスの１つから導出される時間間隔の間にカウントパル
スかカウントされ、この時間間隔の終りにおいて計算機
においてプログラム割込みが起され、カウント値が計算
機によって読取られることを特徴としている。

ここで、時間間隔は、タコメータパルスの１周期または
それの何倍かに相当している。

上記倍数をしかるべく選定するならば、プログラム割込
みの傾度は小ざ〈抑えられうる。

本発明の方法の発展した１つの形においては、この倍数
は回転数に関係し、回転数が増すと共に増加して設定さ
れるこれにより、プログラム割込みの頻度は回転数が高
い場合であっても低く抑えられるので、他の計算過程の
進行が乱される傾度が少なくなる。ざらに、本発明の方
法によれば、回転数が高いときの測定精度が高まる。何
故ならば、この場合でも、周波数分割によって、十分に
大きな数のカウントパルスがカウントされるからである
。

大きく相異る回転数はさらによく適合させることが、カ
ウントパルスの周波数が可変であることによって達成さ
れる。

本発明の方法を実施する有利な装置は、クコメータパル
スが、１つの制御されうる分周回路を経てカウンタ回路
に送られ、カウンタ回路はカウントパルス発生のための
回路と接続されており、カウンタ回路の出力端は計算機
の入力端と接続されていることを特徴としている。

請求項２以降に記載しである方策によれば、請求項１に
記載の本発明の有利な発展や改善が可能になる。

［実施例］ 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でい
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１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、光電変換器で構成されでいる。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○を出力する。ざらに、波形で、互いに９０°の
位相差をタコメータ信号Ａと８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８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−○、　ｔｅｓｔ
−Ａ、およびｔｅｓｔ　−８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、試験運転モード
の場合には稜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１１ｉ１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０回転方向を把握するには、クコメータ信号
ＡとＢとは回路４に送られる０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０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でいる間に、出力端６のパルスは
プログラム割込み（Ｉ８）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、タコメーク信号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０分周回路１７はプログラマブルで、そのために、各
場合の分周比か計算機３からデータバス１０ヲ経て送ら
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１
０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から退出される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ヲ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（Ｄａｎｅ
ｒ）が測定される。測定値は計算機３においで回転数に
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クコメー
タ信号Ａ、Ｂの周波数は（さきに述べたように）分割さ
れる。このための詳細は以降においで第８図と第９図の
関係で説明する。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Ａ。

Ｂ、そしてパルスＯがカウンタ回路１２に送られる。ざ
らに、パルス○がプログラム割込みを起すよう（こなっ
ている、パルス○によっでカウンタ回路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図においで
は、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に書き込まれであっ
た位置の設定値と比較される０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としでは機械の位置
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、周波数がクコメータ信号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（
こできる。そのためには発振器１５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０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、　８
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
端がカウンタ２２と２３の入力端に接続されでいるので
、全体としては１２ビ・ントのカウンタになっている。

タコメータ信号Ａと８は入力端２４、２５％経て結合回
路２６に送られ、ここで、カウンタ値の下位桁Ｑ１と０
２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
。ざらに結合回路２６には、入力端２７．２８を経て信
号０８−人力信号と０８−イネーブル信号が入力される
。信号ＯＲ−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のために設けられでおり、こ
れはＬＯＡＤ入力端を制御し、したがってカウンタ２１
〜２３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（Ｍａｓｓｅ　ｐｏｔｅｎ
ｔｉａｌ）にあるからである。最後に、カウンタ２１〜
２３は、クロック信号ＣＬにのための入力端３０を有し
ている。　第１図との関係で既に説明したように、仮言
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
（ＬＳ６６９）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ＯＢ−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°。

０１〜Ｑ１２）まで拡大され、分解能は１６倍に高めら
れる。何故ならば、クコメータ信号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１０２
４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があれは３６０／４０９６　Ｘ　Ｉ　６　＝　０．
００５５°となる。

第４図は組合せ論理回路２６の１つの実施例を示してい
るが、ここでは信号ＯＲ−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８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の入力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ビット（ＬＳＢ
）　ａ＋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が出力されつる。アップダウン
信号Ｕ／Ｄを得るため（こは、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４
２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図によってざらに詳し
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図ではざらに、カウンタ２１のＱｌ、　Ｑ２の
値と、カウント値０１〜０１２が示されており、終りと
してカウント値Ｑｌ’〜Ｑ４°（第３図）も示されてい
る。

信号０は１回転につき１０起るが、タコメータ信号Ａと
８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０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
０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Ｏとなり、したがって最下位の２桁Ｑ１と
０２も値Ｏ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０等価回
路４３のＱ＋＝　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ヲイネー
ブルする。この時点でＱ２＝０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１７４周期の始
めに当って信号へは“１”に変わる。何故ならば、Ｑ２
はやはり＝１ではあるがＵ／Ｄ＝１となるからである。

なお、Ｑ１＝１は＝０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
はざ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ざらに説明
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、７０．　Ｚｌ、　７
２およびＺ３の状態をとりうる。

これらの状態において出力端０１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
の矢印で示されでいる。ここで、矢印についでいる数字
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＝Ｏで８＝１であることによって起る。それから８
＝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
についで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０に続
くうるのはカウント値１または４０９５シかない、運転
の確実さをざらに高めることが、計算機３（第１図）に
よっての回転方向の入力によって得られる。この場合、
タコメータ信号Ａと已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から送られて来でいる信号ＯＲ
−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
転数が小ざ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１１をとるざらに１つの信号ＤＢ−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　）イネーブルしたつ（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
合はざらにオア回路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２
１〜２３に送られる。オア回路５２の下側の入力端に値
“０″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、シかし、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ＯＲ−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。

第８図はカウンタ８．９とそれに付随した回路に関係あ
る種々の信号を示している。第８図に示された運転状態
では、スイッチ７の働きにより、タコメータ信号Ａと８
のうち、タコメータ信号Ｂが以降段に送られる。デーク
バス１ｏによって分周比が１：１から１　：　：　６５
５３６　　（ｍ＝　１〜６５５３６）に設定されうる分
周回路１７が、第８図に示されるところにおいて、タコ
メータ信号Ｂを２で割る。それによってＢ　／　ｍに示
されているパルスが発生する。カウンタ８，９が交代し
ながらそれぞれ信号Ｂ　／　ｍの１周期の長さにわたっ
て作動させつるために、波形の信号ＥＮＡ８またはＥＮ
Ａ９が導出され、それらは、カウンタ８，９の対応する
制御入力端に送られる。その地図示しであるものはカウ
ンタ８に関しでいる。

発振器１１で発生されたカウンタパルスｚ１は、第８図
（こおいて暗示的にしか示されでいないが、これが時刻
ｔ、とｔ２の間でカウントされるａ　ｔ２の時刻ではカ
ウンタ８は抑止されていて、計算機３にプログラム割込
みのためのパルスＩＲヲ与える。そこで計算機３は、デ
ータバス１時経てカウンタ値を読取る。このことは、第
８図で信号ＲＥＡＤで示されている。その後リセットパ
ルス日の働きによりカウンタは再び０になることができ
、信号Ｂ／ｍの次の次の周期においで再びカウントのた
めに使われる。その間においてはカウンタパルスはカウ
ンタ９によってカウントされる。

第９図に示されているプログラム部分を用いて分周回路
１７の制御を説明する。プログラムのステップ６１にお
いて先ずカウンタ８または９のカウント値Ｚが下限値Ｃ
１より大きいか杏かが判定される。もしそうでなかった
ならば、ステップ６２においてｍが大きくされる。その
後、ｍが６５５３６より小ざいかまたはそれに等しいか
が判定される。もしそうであるならば、ｍはステップ６
２で大きくされた値にされ、その後の回転数測定の基準
とされる。そうでなかった場合ｍは６５５３６とされる
。

もしステップ６１において、カウンタ７がＣ１より大き
いと決ったならば、ステップ６５において、カウンタ値
２が上限値Ｃ２より小さいか否かが判定される。もしそ
うであるならば、ｍはステップ６６において変えられる
ことなしに分周回路１７に向けて出力される。しかし、
カウンタ値がＣ２より大きくなかったときは、ステップ
６７においでｍが減らされる。この場合ステップ６８に
おいでｍが１より小さくなったかが判定され、そのうえ
でステップ６９においてｍ＝１とおかれる。そこでステ
ップ６６においでｍの減らされた値またはｍ＝１が分周
回路１７１こ送られる。

【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
ウンタのざらに別の回路図、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２６０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。 第８図は回転数測定の説明のためのタイムチャート、第
９図は回転数測定の説明のための計算機プログラムの一
部の流れ図である。 １・・・・インクリメント型発信器、 ２・・・・スイッチ、 ３・・・・計算機、 ４・・・・回転方向回路、 ５．６・・・・圧力端子、 ７・・・・切換スイッチ、 ８．９・・・・カウンタ、 １０・・・・デークバス、 １１・・・・発振器、 １２・・・・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、 １８・・・・Ａ／Ｄ変換回路、 ２Ｌ　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、８．○・・・・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、インクリメント型発信器がタコメータ信号を発生す
   る機械、特に印刷機の回転数を測定する方法において、
   タコメータパルスの１つから導出される時間間隔の間に
   カウントパルスがカウントされ、この時間間隔の終りに
   おいて計算機においてプログラム割込みが起され、カウ
   ント値が計算機によって読取られることを特徴とする機
   械の回転数を測定する方法。 ２、前記時間間隔が、タコメータパルスの１周期または
   それの何倍かに相当している、請求項１に記載の方法。 ３、前記倍数が回転数に関係し、回転数が増すと共に増
   加して設定される、請求項２に記載の方法。 ４、カウントパルスの周波数が可変になっている、請求
   項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。 ５、本発明による方法を実施する装置であって、タコメ
   ータパルスが、１つの制御されうる分周回路を経てカウ
   ンタ回路に送られ、カウンタ回路はカウントパルス発生
   のための回路と接続されており、カウンタ回路の出力端
   は計算機の入力端と接続されている装置。 ６、カウンタ回路が、２つの交互に制御されるカウンタ
   を含んでいる、請求項５に記載の装置。 ７、タコメータパルスを含み、互いに位相がずれた２つ
   のタコメータ信号が、制御されうる分周回路に前置接続
   されたスイッチに送られ、このスイッチは、タコメータ
   信号のための監視装置によって制御されるものである、
   請求項５に記載の装置。 ８、カウントパルス発生のための回路が、カウントパル
   スの周波数に関して、データ入力端を経て制御される、
   請求項５に記載の装置。