JPH0279787A

JPH0279787A - 移動量・移動速度検出装置

Info

Publication number: JPH0279787A
Application number: JP63230928A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Nakajima; 中島　恒雄
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Kairo Buhin Engineering KK
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Kairo Buhin Engineering KK
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1990-03-20

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）この発明はたとえばモータ制御を行う際に用いられる移
動量・移動速度検出装置に関する。

（従来の技術）各種の製造工程および組立工程において、ワークを位置
決めし、この状態で所定の処理を施すことが行われてい
る。このように位置決めを行う場合、たとえば２次元あ
るいは３次元の方向に移動可能なデープル上にワークを
セットし、テーブルをモータにより駆動して行っている
。そして上述のモータの制御を行う場合に、モータの回
転速度の検出および回転量の検出をそれぞれ独立した装
置により行っている。移動速度検出装置では、ＦＶ変換
回路を用い、移動速度である回転速度を電圧値に変換す
る。この電圧値をＡＤコンバータによりディジタル変換
し、このディジタル値からＣＰＵにより速度を検出する
。また、移動量検出装置では、外部カウンタを用い、ロ
ークリエンコーダから出力されるパルスをカウントし、
そのカウント値をＣＰＵにより検出することにより、移
動量を求め、位置検出を行う。

しかしながら、上述した従来の移動速度検出装置では、
速度検出をＦＶ変換およびＡＤ変換を行って検出するた
め、高精度な検出を行う場合に、回路定数の調整および
高精度のＡＤコンバータが必要であり、コスト的負担が
大きいという課題があった。また、従来の移動量検出装
置では、位置検出を専用のハードカウンタを用いて行う
ため、位置の移動量の設定は測定精度であるカウンタ規
模で制限されるという課題があり、Ｄ１定精度を向上さ
せるようカウント数を増加させると、回路構成および制
御が複雑となりコスト負担が大きくなるという課題があ
った。

（発明が解決しようとする課題）上述したように従来の移動速度検出装置では、高精度な
検出を行うことが難しく、また、従来の移動量検出装置
では、カウンタ規模により測定精度が制限されるという
課題があった。

この発明は上述した従来の課題を解決するためのもので
、移動速度の検出精度の向上および移動量検出の精度を
向上させることができ、しかも回路規模を小さくしてコ
ストを低減させることのできる移動量・移動速度検出装
置を提供することを目的としている。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明は、移動系の移動に伴ってパルスを発生するパ
ルス発生手段°と、このパルス発生手段から出力される
パルスを所定の分周比で分周するパルス分周手段と、所
定単位の時間を計測するとともにこの所定単位の時間ご
とに割込信号を出力するタイマ手段と、前記パルス分周
手段における分周間のパルスをカウントして記憶し、前
記タイマ手段からの割込信号をカウントし記憶するとと
もに、前記移動系の移動量信号をカウントし記憶するカ
ウント記憶手段と、前記パルス分周手段から分周パルス
が入力されると、この時点での前記タイマ手段における
時間情報を得るとともに、前記カウント記憶手段におけ
る前記割込信号のカウント情報を得て、前記時間情報、
前記割込信号のカウント情報および前記タイマ手段の所
定単位の時間から前記分周パルスの周期時間情報を算出
する分周パルス周期時間算出手段と、前記分周パルスが
入力されたときに、前記カウント記憶手段における前記
分周間のパルスのカウント情報を得てこのカウント情報
に基づいて前記パルス分周手段の分周比を切換えこの分
周比に基づいて前記分周パルス周期間の全パルス数を算
出する全パルス数算出手段と、前記分周パルス周期時間
算出手段により算出された時間情報と、前記全パルス数
算出手段により算出された全パルス数から前記移動系の
移動量および移動速度を算出する移動量・移動速度算出
手段とを具備するものである。

（作　用）この発明では、移動系の移動に伴って発生するパルスを
所定の分周比で分周して分周パルスを出力させ、タイマ
手段により所定単位の時間を計ｉ１１するとともにこの
所定単位の時間ごとに割込信号を出力させ、カウント記
憶手段により分周パルス間のパルス、上述した割込信号
および移動系の移動量信号をカウントし記憶させ、分周
パルスが入力されると、タイマ手段における時間情報、
割送信号のカウント情報および所定単位の時間から上述
の分周パルスの周期時間情報を算出し、また上述の分周
パルスが入力されたときに、カウント記憶手段における
分周間のパルスのカウント情報を得てこのカウント情報
に基づいて上述の分周比を切換えこの分周比に基づいて
分周パルス周期間の全パルス数を算出し、上述の分周パ
ルスの周期時間および分周パルス周期間の全パルスから
移動系の移動量および移動速度を算出するようにしたの
で、移動速度の検出精度の向上および移動量検出の精度
を向上させることができ、しかも回路規模を小さくして
コストを低減させることができる。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図はこの発明の一実施例の移動量・移動速度検出装
置を説明するためのブロック図である。

同図に示すように、この装置は、モータ１の回転軸に取
付けられたロータリエンコーダ２、ロークリエンコーダ
２の回転によりパルスを出力するパルス発生２″：ｒ３
、パルス発生器３からのパルスを後述するＣＰＵにより
設定された分周比で分周する分周器４、分周器４におけ
る分周間のパルスをカウントする割込コントローラ５．
１ｍｓ周期で時間を計／１Ｈするタイマ６、各種のカウ
ント値を記憶するメモリ７、各部の制御、分周器４の分
周比の切換えおよび移動速度の算出および移動量の算出
を行うＣＰＵ８を備えている。

分周器４は、その分周比が１／１　、ｌ／２　、ｌ／４
、ｌ／２Ｎ・・・に切換えられるようになっており、設
定された分周比で分周パルスを出力する。

タイマ６は、Ｉ＋ｍｓ間の時間を計測し、Ｉｎ＋ｓごと
に割込信号を出力する。

割込コントローラ５は、分周器４から出力される分周パ
ルスの周期中にパルス発生器３から出力されるパルスを
カウントし、このカウント値をメモリ７に記憶させると
ともに、タイマ６からの割込信号数をカウントし、この
カウント値をメモリ７に記憶させる。

ＣＰＵ８は、分周器４からの分周パルスが入力されると
、タイマ６をラッチしこの時点での１ａｓｓ中の時間を
読出して時間情報を得るとともに、前回の分周パルスが
入力された時点での時間情報を得て、さらに、メモリ７
における割込信号数のカウント値からタイマ６によりカ
ウントした時間情報を得てこれらを加算することにより
分周パルス周期時間を求める。また、ＣＰＵ８は、上述
の分周パルスが入力されると、メモリ７における分周パ
ルスの周期中にパルス発生器３から出力されるパルスを
カウントしたカウント値に基づいて分周器４の分周比を
切換え、この分周比に基づいて分周パルス周期間におけ
る全パルスを算出し、メモリ７に記憶させ、メモリ７に
おいては、分周パルスが出力されるごとに、全パルスが
順次インクリメントされて記憶される。さらに、ＣＰＵ
８は、上述の分周パルスの周期時間および分周パルスの
周期間の全パルス数から移動量および移動速度を算出す
る。

次にこのように構成された移動量・移動速度検出装置の
動作処理について説明する。

まず、低速移動時の処理を第２図を用いて説明する。

ここでの分周器４の分周比は、ｌハに設定されている。

まず、分周器４から第１の分周パルスａがＣＰＵ８に入
力されると、ＣＰＵ８がタイマ６をラッチして１ｒａｓ
中の経過時間Ｔ１を読取る。また、このときメモリ７の
全パルス数のカウントをインクリメント（逆転の場合は
デクリメント）する。そして次の分周パルスが出力され
る間、割込コントローラ５がパルス発生器３から出力さ
れるパルスをカウントし、そのカウント値をメモリ７に
記憶させる。この場合では、カウント値「０」である。

また、タイマ６から　１ｍｓごとに割込信号が割込コン
トローラ５に出力され、割込コントローラ５はその割込
信号をカウントしそのカウント値をメモリ７に記憶させ
る。この後、分周器４から第２の分周パルスｂがＣＰＵ
８に入力されると、ＣＰＵ８がタイマ６をラッチしてこ
の第２の分周パルスｂが入力された時点での１ＩＩｓ中
の経過時間Ｔ２を読取る。そしてメモリ７におけるタイ
マ６からの割込信号のカウント数「２」を読取り、（ｌ
ＩＩｌｓｘ割込信号のカウント数−Ｔ１）＋Ｔ２の式か
ら分周パルス周期時間を算出する。

また、ＣＰＵ８は、割込コントローラ５によりカウント
された分周パルス周期間のパルスのカウント値をメモリ
７から読出し、そのカウント値に基づいて分周比を選択
し、その分周比に基づいて分周パルス周期間の全パルス
数を算出する。この場合では、分周パルス周期間のパル
スのカウント値は「０」であるので、分周比は１ハが選
択され全パルス数は、「１」であり、この全パルス数を
メモリ７に記憶された前回の全パルス数に加算して記憶
させる。

この後、ＣＰＵ８は、上述の分周パルス周期時間および
そのときの全パルスから移動量および移動速度を算出す
る。

次に低速移動から高速移動に変化するときの処理を第３
図を用いて説明する。

ここでの分周器４の分周比は、１ハに設定されている。

まず、分周器４から第ｎ＋１の分周パルスｎｉｌ　ａが
ＣＰＵ８に入力されると、ＣＰＵ８かタイマ６をラッチ
してｌ＋ｓ中の経過時間Ｔｎ＋１を読取る。また、この
ときメモリ７の全パルス数のカウントをインクリメント
（逆転の場合はデクリメント）する。そして次の分周パ
ルスが出力される間、割込コントローラ５がパルス発生
器３から出力されるパルスをカウントし、そのカウント
値をメモリ７に記憶させる。この場合では、カウント値
「１」である。また、タイマ６から　Ｌｍｓごとに割込
信号が割込コントローラ５に出力され、割込コントロー
ラ５はその割込信号をカウントしそのカウント値をメモ
リ７に記憶させる。この後、分周器４から第ｎ＋２の分
周パルスｎ＋２　ｂがＣＰＵ８に入力されると、ＣＰＵ
８がタイマ６をラッチしてこの第ｎ＋２の分周パルスｎ
＋２　ｂが入力された時点でのＬｍｓ中の経過時間Ｔ　
ｎ＋２を読取る。そしてメモリ７におけるタイマ６から
の割込信号のカウント数「２」を読取り、（ｌ■ＳＸ割込信号のカウント数−’ｒｉ　）　＋Ｔ２
の式から分周パルス周期時間を算出する。

また、ＣＰＵ８は、割込コントローラ５によりカウント
された分周パルス周期間のパルスのカウント値をメモリ
７から読出し、そのカウント値に基づいて分周比を選択
し、その分周比に基づいて分周パルス周期間の全パルス
数を算出する。この場合では、分周パルス周期間のパル
スのカウント値は「１」であるので、分周比はｌ／２が
選択され全パルス数は、「２」であり、この全パルス数
をメモリ７に記憶された前回の全パルス数に加算して；
己憶させる。

そして、同図に示すように、さらに分周パルス周期間に
おいてパルス発生器３からパルスが出力されていると（
モータ１の回転数が多くなると）、そのパルス数に応じ
て分周器４の分周比がｌ／４．１／８．１１２Ｎに設定
される。

したがって、この実施例では、従来のようにＦＶ変換器
、ＡＤ変換器、外部カウンタを必要とせず、移動速度の
検出精度の向上および移動量検出の精度を向上させるこ
とができ、しかも回路規模を小さくしてコストを低減さ
せることができる。

また、カウンタとなるメモリ７のカウント精度は自由に
設定することができるので、そのカウント分解能が向上
し、移動量の検出幅を容易に拡大させることも可能であ
る。そして、この実施例の移動量・移動速度検出装置は
、たとえばＸ−Ｙテーブルや関節ロボットなどにおける
駆動モータのフィードバック制御を行う場合に有効に適
用することができる。

なお、上述した実施例において、ロータリエンコーダを
用いたが、リニアタイプのエンコーダを用いてもよいこ
とはもちろんである。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明の移動量・移動速度検出装
置では、移動系の移動に伴って発生するパルスを所定の
分周比で分周して分周パルスを出力させ、タイマ手段に
より所定単位の時間を計測するとともにこの所定単位の
時間ごとに割込信号を出力させ、カウント記憶手段によ
り分周パルス間のパルス、上述した割込信号および移動
系の移動量信号をカウントし記憶させ、分周パルスが入
力されると、タイマ手段における時間情報、割込信号の
カウント情報および所定単位の時間から上述の分周パル
スの周期時間情報を算出し、また上述の分周パルスが入
力されたときに、カウント記憶手段における分周間のパ
ルスのカウント情報を得てこのカウント情報に基づいて
上述の分周比を切換えこの分周比に基づいて分周パルス
周期間の全パルス数を算出し、上述の分周パルスの周期
時間および分周パルス周期間の全パルスから移動系の移
動量および移動速度を算出するようにしたので、移動速
度の検出精度の向上および移動量検出の精度を向上させ
ることができ、しかも回路規模を小さくしてコストを低
減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の移動量・移動速度検出装
置を説明するためのブロック図、第２図および第３図は
それぞれ第１図の移動量・移動速度検出装置の処理動作
を説明するための図である。１・・・モータ、２・・・ロータリエンコーダ、３・・
・パルス発生器、４・・・分周器、５・・・割込コント
ローラ、６・・・タイマ、７・・・メモリ、８・・・Ｃ
ＰＵ０出願人　　　　　　株式会社　東芝同　　　　　　　東芝回路部品エンジニアリング株式会
社代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第１図第２図 ”ａｎ＋２１）＼　　　　（第３図

Claims

【特許請求の範囲】移動系の移動に伴ってパルスを発生するパルス発生手段
と、このパルス発生手段から出力されるパルスを所定の分周
比で分周するパルス分周手段と、所定単位の時間を計測
するとともにこの所定単位の時間ごとに割込信号を出力
するタイマ手段と、前記パルス分周手段における分周間
のパルスをカウントして記憶し、前記タイマ手段からの
割込信号をカウントし記憶するとともに、前記移動系の
移動量信号をカウントし記憶するカウント記憶手段と、前記パルス分周手段から分周パルスが入力されると、こ
の時点での前記タイマ手段における時間情報を得るとと
もに、前記カウント記憶手段における前記割込信号のカ
ウント情報を得て、前記時間情報、前記割込信号のカウ
ント情報および前記タイマ手段の所定単位の時間から前
記分周パルスの周期時間情報を算出する分周パルス周期
時間算出手段と、前記分周パルスが入力されたときに、前記カウント記憶
手段における前記分周間のパルスのカウント情報を得て
このカウント情報に基づいて前記パルス分周手段の分周
比を切換えこの分周比に基づいて前記分周パルス周期間
の全パルス数を算出する全パルス数算出手段と、前記分周パルス周期時間算出手段により算出された時間
情報と、前記全パルス数算出手段により算出された全パ
ルス数から前記移動系の移動量および移動速度を算出す
る移動量・移動速度算出手段とを具備することを特徴とする移動量・移動速度検出装置
。