(57)【要約】      （修正有）【課題】前回の設定に対応する歩進パルスの出力終了寸前まで、次回の目標位置に対応する新たな設定を可能として、位置制御上の応答性を向上させ、高速かつ微細制御を可能とするパルス出力装置を提供する。【解決手段】出力部１３３−１は、出力指示信号Ｓ１に応答して、絶対位置指定データＤ４とパルス間隔指定データＤ２とに基づいて、目標位置へと到達するに必要な個数の歩進パルスをパルス間隔指定データＤ２で指定されるパルス間隔で歩進信号ＰＳ中に出力すると共に、目標位置へと到達するに必要な歩進方向に対応させて、方向信号ＤＳの論理値を変化させる。【選択図】図１
2010140341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置制御指令データを生成するＭＰＵシステム（１２１）と、一連の歩進用パルス列を含む歩進信号（ＰＳ）と歩進方向に対応する論理値を有する方向信号（ＤＳ）とに基づいてモータ等の駆動源を指定された方向へと歩進する駆動装置（２）との間に介在され、前記ＭＰＵシステム（１２１）から与えられる位置制御指令データに基づいて、それに対応する前記歩進信号（ＰＳ）と前記方向信号（ＤＳ）とを生成出力するパルス出力装置（１３）であって、
前記ＭＰＵシステム（１２１）に繋がるＭＰＵバス（１２３）に接続されて、ＭＰＵシステム（１２１）との間におけるインタフェースとして機能するＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部（１３１）と、
前記ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部（１３１）を介して前記ＭＰＵシステム（１２１）側から前記位置制御指令データを書き込み可能なレジスタを含む出力指示部（１３２）と、
前記出力指示部（１３２−１）の前記レジスタに書き込まれた位置制御指令データに基づいて前記歩進信号（ＰＳ）と前記方向信号（ＤＳ）とを生成出力する出力部（１３３）とを有し、
前記出力指示部（１３２）は、
前記レジスタとして、出力指示データを格納するための出力指示レジスタ（１３２ａ）と、パルス間隔指定データ（Ｄ２）を格納するためのパルス間隔指定レジスタ（１３２ｂ）と、目標位置をその絶対位置で表す絶対位置指定データ（Ｄ４）を格納するための絶対位置指定レジスタ（１３２ｃ）とを含み、かつ前記出力指示データが前記出力指示レジスタに書き込まれたタイミングに応答して、所定の出力指示信号（Ｓ１）を生成するように構成（１３２−１）されており、
前記出力部（１３３）は、
前記出力指示信号（Ｓ１）に応答して、前記絶対位置指定レジスタ（１３２ｃ）に格納された絶対位置指定データ（Ｄ４）と前記パルス間隔指定レジスタ（１３２ｂ）に格納されたパルス間隔指定データ（Ｄ２）とに基づいて、前記絶対位置指定データ（Ｄ４）で指定される目標位置へと到達するに必要な個数の歩進パルスを前記パルス間隔指定データ（Ｄ２）で指定されるパルス間隔で前記歩進信号（ＰＳ）中に出力すると共に、前記目標位置へと到達するに必要な歩進方向に対応させて、前記方向信号（ＤＳ）の論理値を変化させるように構成（１３３−１）されている、ことを特徴とするパルス出力装置。
【請求項２】
前記出力部（１３３）は、
前記歩進信号（ＰＳ）を生成するための歩進信号生成回路（１３３ａ´）と、
前記方向信号（ＤＳ）を生成するための方向信号生成回路（１３３ｂ）と、
前記歩進信号（ＰＳ）中における歩進パルスの出力を停止するための出力停止指示信号（Ｓ２）と目標位置に到達するに必要な歩進方向を表す方向指定データ（Ｄ３）とを生成するため絶対位置制御回路（１３３ｃ´）とを含み（１３３−２）、
前記絶対位置制御回路（１３３ｃ´）は、
前記歩進信号（ＰＳ）に含まれる歩進パルスを前記方向信号の論理値に応じて加減算することにより得られた現在位置データを格納するための現在位置レジスタ（１３３ｃ´−１）と、
前記現在位置レジスタ（１３３ｃ´−１）に格納された現在位置データと前記絶対位置指定レジスタ（１３２ｃ）に格納された絶対位置指定データ（Ｄ４）との比較に基づいて出力停止指示信号（Ｓ２）を生成すると共に、前記現在位置データと前記絶対位置指定データ（Ｄ４）との差の極性から判定される歩進方向を示す方向指定データ（Ｄ３）を生成する演算回路（１３３４−２）とを有し、
こうして生成された出力停止指示信号（Ｓ２）と方向指定データ（Ｄ３）とを出力するように構成されており、
前記歩進信号生成回路（１３３ａ´）は、
前記出力指示信号（Ｓ１）のタイミングに応答して、前記歩進パルスを、前記パルス間隔指定レジスタ（１３２ｂ）に格納されたパルス間隔指定データ（Ｄ２）で指定されるパルス間隔で、前記歩進信号（ＰＳ）中に出力開始すると共に、前記絶対位置制御回路（１３３ｃ´）から出力される出力停止指示信号（Ｓ２）に応答して、前記歩進パルスの出力を停止するように構成されており、
前記方向信号生成回路（１３３ｂ）は、
前記絶対位置制御回路（１３３ｃ´）から出力される方向指定データ（Ｄ３）で示される方向に対応する論理値を有する方向信号（ＤＳ）を出力するように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のパルス出力装置（１３）。
【請求項３】
前記出力指示部（１３２）は、
前記レジスタとして、さらに、位置指定モードを相対位置指定モードと絶対位置指定モードとに切り替えるための相対／絶対・切替データを格納するための相対／絶対・切替レジスタ（１３２ｆ）と、パルス出力数指定データ（Ｄ１）を格納するためのパルス出力数指定レジスタ（１３２ｇ）と、方向指定データを格納するための方向指定レジスタ（１３２ｈ）とを含み、かつ前記相対／絶対・切替レジスタ（１３２ｆ）に書き込まれた前記相対／絶対・切替データに基づいて、所定の相対／絶対・切替信号（Ｓ４）を生成するように構成（１３２−３）されており、
前記相対／絶対・切替信号（Ｓ４）が相対位置指定モードを示すときには、
前記出力部（１３３）において、
前記歩進信号生成回路（１３３ａ）は、
前記出力指示信号（Ｓ１）のタイミングに応答して、パルス出力数指定レジスタ（１３２ｇ）に格納されたパルス出力数指定データ（Ｄ１）で指定される個数の歩進パルスを、前記パルス間隔指定レジスタ（１３２ｂ）に格納されたパルス間隔指定データ（Ｄ２）で指定されるパルス間隔で、前記歩進信号（ＰＳ）中に出力するように構成（１３３ａ″）されており、かつ
前記方向信号生成回路（１３３ｂ）は、
前記方向指定レジスタ（１３２ｈ）に格納された方向指定データ（Ｄ３）で示される方向に対応する論理値を有する方向信号（ＤＳ）を出力するように構成（１３３ｂ´）されており、
前記相対／絶対・切替信号（Ｓ４）が絶対位置指定モードを示すときには、
前記出力部（１３３）において、
前記歩進信号生成回路（１３３ａ）は、
前記出力指示信号（Ｓ１）のタイミングに応答して、前記歩進パルスを、前記パルス間隔指定レジスタ（１３２ｂ）に格納されたパルス間隔指定データ（Ｄ２）で指定されるパルス間隔で、前記歩進信号（ＰＳ）中に出力開始すると共に、前記絶対位置制御回路（１３３ｃ″）から出力される出力停止指示信号（Ｓ２）に応答して、前記歩進パルスの出力を停止するように構成（１３３ａ″）されており、
前記方向信号生成回路（１３３ｂ）は、
前記絶対位置制御回路（１３３ｃ″）から出力される方向指定データ（Ｄ３）で示される方向に対応する論理値を有する方向信号（ＤＳ）を出力するように構成（１３３ｂ´）されている、ことを特徴とする請求項２に記載のパルス出力装置。
【請求項４】
前記出力部（１３３）は、
前記歩進信号（ＰＳ）を生成するための歩進信号生成回路（１３３ａ）と、
前記方向信号（ＤＳ）を生成するための方向信号生成回路（１３３ｂ）と、
目標位置に到達するに必要な歩進パルスの個数を表す出力数指定データ（Ｄ１）と目標位置に到達するに必要な歩進方向を表す方向指定データ（Ｄ３）とを生成するため絶対位置制御回路（１３３ｃ）とを含み、
前記絶対位置制御回路（１３３ｃ）は、
前記歩進信号に含まれる歩進パルスを前記方向信号の論理値に応じて加減算することにより得られた現在位置データを格納するための現在位置レジスタ（１３３ｃ−１）と、
前記現在位置レジスタ（１３３ｃ−１）に格納された現在位置データと前記絶対位置指定レジスタに格納された絶対位置指定データ（Ｄ４）との差の絶対値から出力数指定データ（Ｄ１）を生成すると共に、前記現在位置データと前記絶対位置指定データ（Ｄ４）との差の極性から判定される歩進方向を示す方向指定データ（Ｄ３）を生成する演算回路（１３３４−１）とを有し、
こうして生成された出力数指定データ（Ｄ１）と方向指定データ（Ｄ３）とを前記出力指示信号（Ｓ１）に同期して出力するように構成されており、
前記歩進信号生成回路（１３３ａ）は、
前記出力指示信号（Ｓ１）のタイミングに応答して、前記絶対位置制御回路（１３３ｃ）から出力される出力数指定データ（Ｄ１）で指定される個数の歩進パルスを、前記パルス間隔指定レジスタ（１３２ｂ）に格納されたパルス間隔指定データ（Ｄ２）で指定されるパルス間隔で、前記歩進信号（ＰＳ）中に出力するように構成されており、
前記方向信号生成回路（１３３ｂ）は、
前記絶対位置制御回路（１３３ｃ）から出力される方向指定データ（Ｄ３）で示される方向に対応する論理値を有する方向信号（ＤＳ）を出力するように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のパルス出力装置。
【請求項５】
前記出力指示部（１３２）は、
前記レジスタとして、さらに、プリセット指定データを格納するためのプリセット指定レジスタ（１３２ｄ）と、プリセット値指定データを格納するためのプリセット値指定レジスタ（１３２ｅ）とを含み、かつ前記プリセット指定データが前記プリセット指定レジスタ（１３２ｄ）に格納されるタイミングに応答して、所定のプリセット指定信号（Ｓ３）を生成するように構成（１３２−２）されており、
前記絶対位置制御回路（１３３ｃ）は、
前記プリセット指定信号（Ｓ３）に応答して、前記プリセット値指定レジスタ（１３２ｅ）に格納されたプリセット値指定データで指定されるプリセット値を前記現在位置レジスタ（１３３ｃ″−１）にプリセットするように構成（１３３ｃ″）されている、ことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のパルス出力装置。
【請求項６】
ＣＰＵユニット（１１）や入出力ユニット等と共に使用されるビルディングブロック型ＰＬＣ（１２）の１要素ユニットであって、
前記ＣＰＵユニット（１１）に繋がる内部バス（１２３）に接続が可能なＭＰＵシステム（１２１）と、前記ＭＰＵシステム（１２１）から位置制御指令データが与えられるパルス出力ＡＳＩＣ（１２２）とを含み、
前記ＭＰＵシステム（１２１）は、
前記ＣＰＵユニットから受け取った制御指令を解析する指令解析処理部（Ｐ１）と、
前記指令解析処理部における解析の結果として得られた所定の指令単位系で表現された目標位置に基づいて、現在位置から目標位置に至る速度プロファイルの各時分割瞬時値に相当する一連の速度を算出し、所定のパルス単位系で表現された一連の移動量データとして時系列的に出力する単位変換機能付きの位置制御演算処理部（Ｐ２，Ｐ３）と、
前記単位変換機能付きの位置制御演算処理部（Ｐ２，Ｐ３）から時系列的に出力される一連の移動量データのそれぞれに基づいて、当面の目標位置データと速度データとを対として次々と決定し、それらの決定された各データ対（目標位置データと速度データ）に基づいて、パルス出力装置（１２２）に対して必要な指令を与えるパルス出力指令処理部（Ｐ４）とを含み、
前記パルス出力装置としては、請求項１〜５のいずれかに記載のパルス出力装置が使用されている、ことを特徴とするＰＬＣの位置制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、ビルディングブロック型ＰＬＣの一要素ユニットである位置制御ユニット等への組み込みに好適なパルス出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
位置制御ユニットを含むビルディングブロック型ＰＬＣの応用例を示す模式図が図１１に示されている。この応用例は、ＣＰＵユニット１１と位置制御ユニット１２とを含むビルディングブロック型のＰＬＣ１によって、昇降ベース６を有するリフト装置を制御するものである。
【０００３】
同図において、位置制御の対象となる昇降ベース６は、上部スプロケット４ａと下部スプロケット４ｂとの間に巻き掛けされたチェーン５と一体に結合され、チェーン５の動きに連れて、垂直に延びる昇降ガイド７に案内されつつ上下に移動可能とされている。
【０００４】
下部スプロケット４ｂは、モータ３の駆動軸と連動するものであり、モータ３はモータ駆動装置２の制御下にあって、正逆回転駆動される。モータ３の回転量乃至回転角度と昇降ベース６の昇降量とは、一定の相関が保たれている。そのため、モータ３の回転量乃至回転角度をモータ駆動装置２を介して制御することで、昇降ベース６の高さ位置をオープンループで制御することができる。
【０００５】
モータ駆動装置２は、ＰＬＣ１に組み込まれた位置制御ユニット１２から出力される歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを受けて、モータ３を指定された回転量乃至回転角度だけ回転させるように動作する。
【０００６】
歩進信号ＰＳには、パルス数（Ｎ）とパルス間隔（Ｔ）とで規定される複数の歩進パルス列（Ｎ１とＴ１とで規定される第１歩進パルス列、Ｎ２とＴ２とで規定される第２歩進パルス列、Ｎ３とＴ３とで規定される第３歩進パルス列、・・・ＮｎとＴｎとで規定される第ｎ歩進パルス列）が順次直列に含まれている。
【０００７】
方向進行ＤＳは二値信号であって、その論理値は、モータ３を時計回り（ＣＷ）に回転させたいときには第１の論理値（例えば、“Ｈ”）、反時計回り（ＣＣＷ）に回転させたいときには第２の論理値（例えば、“Ｌ”）となるように設定されている。
【０００８】
歩進信号ＰＳに含まれる歩進パルス１個当たりのモータ回転量乃至回転角度は、モータ駆動装置２によって一定に維持され、その際における回転速度は、パルス間隔（Ｔ）により決定され、また回転方向は方向信号ＤＳの論理値により決定され、総回転量乃至回転角度はパルス数（Ｎ）によって決定される。
【０００９】
そのため、歩進信号ＰＳに含まれるパルス数（Ｎ）及びパルス間隔（Ｔ）と、方向信号ＤＳの論理値とを制御することで、モータ３の回転量、回転速度、及び回転方向、換言すれば、昇降ベース６の昇降量、昇降速度、及び昇降方向を正確に制御することができるようになっている。
【００１０】
位置制御ユニットの全体構成を示すブロック図が図１２に、同ユニットを含むＰＬＣ全体の詳細構成図が図１３に示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
図１２に示されるように、位置制御ユニット１２は、ＭＰＵシステム１２１とパルス出力ＡＳＩＣ１２２と、それらを繋ぐ内部バス１２３とを含んで構成されている。ＭＰＵシステム１２１は、システム全体を統括するＭＰＵ１２１ａと、ＭＰＵ１２１ａにて実行されるべきシステムプログラムを格納するＲＯＭ１２１ｂと、ＭＰＵ１２１ａがシステムプログラムを実行する際にワークエリア等として使用されるＲＡＭ１２１ｃとを含んで構成されている。なお、バスインタフェース１２４は、当該位置制御ユニット１２をＣＰＵユニット１１へと繋がるユニット間接続バスと接続するためのものである。
【００１２】
位置制御ユニットを含むＰＬＣ全体の詳細構成図が図１３に示されている。同図に示されるように、ＭＰＵシステム１２１は、ＲＯＭ１２１ｂに格納されるシステムプログラムを実行することにより、指令解析処理部Ｐ１と、単位変換演算処理部Ｐ２と、位置制御演算処理部（パルス単位）Ｐ３と、パルス出力指令処理部Ｐ４とをファームウエアとして実現するものである。
【００１３】
ここで、指令解析処理部Ｐ１は、バスインタフェース１２４を介してＣＰＵユニット１１から受け取った制御指令（例えば、制御対象となるリフト装置において、「昇降ベース６を高さＨｍｍ上昇せよ」といった内容）を解析するものである。
【００１４】
単位変換演算処理部Ｐ２と位置制御演算処理部Ｐ３とは、両者相俟って、指令解析処理部Ｐ１における解析の結果として得られた所定の指令単位系（ｍｍ）で表現された目標高さに基づいて、図１４（ａ）に示されるように、現在高さから目標高さに至る速度プロファイルの各時分割瞬時値に相当する一連の速度を算出し、図１４（ｂ）に示されるように、所定のパルス単位系（歩進パルスの個数）で表現された一連の移動量データとして時系列的に出力するものである。
【００１５】
パルス出力指令処理部Ｐ４は、位置制御演算処理部Ｐ３から時系列的に出力される一連の移動量データに基づいて、対応する位置制御指令データ（出力指示データ、パルス出力数指定データ、パルス間隔指定データ、方向指定データ等）を生成し、それらのデータをパルス出力装置を構成するパルス出力ＡＳＩＣ１２２内の該当するレジスタに書き込むことにより、歩進信号ＰＳ及び方向信号ＤＳの出力を指令するものである。
【００１６】
従来のパルス出力ＡＳＩＣの構成図が図１５に示されている。同図に示されるように、このパルス出力ＡＳＩＣ１２２は、ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部１２２１と、出力指示部１２２２と、出力部１２２３とを含んで構成されている。
【００１７】
ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部１２２１は、ＭＰＵシステム１２１に繋がるＭＰＵバス１２３に接続されて、ＭＰＵシステム１２１との間におけるインタフェースとして機能するものである。出力指示部１２２２は、ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部１２１を介してＭＰＵシステム１２１側から位置制御指令データを書き込み可能なレジスタを含んでいる。出力部１２２３は、出力指示部１２２２のレジスタに書き込まれた位置制御指令データに基づいて歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを生成出力する。
【００１８】
出力指示部１２２２は、前記レジスタとして、出力指示データＤ０（図示せず）を格納するための出力指示レジスタ１２２２ａと、パルス出力数指定データＤ１を格納するためのパルス出力数指定レジスタ１２２２ｂと、パルス間隔指定データＤ２を格納するためのパルス間隔指定レジスタ１２２２ｃと、方向指定データＤ３を格納するための方向指定レジスタ１２２２ｄとを含んで構成されている。そして、出力指示部１２２２は、出力指示データＤ０が出力指示レジスタ１２２２ａに書き込まれたタイミングに応答して、所定の出力指示信号Ｓ１を生成するように構成されている。
【００１９】
出力部１２２３は、出力指示信号Ｓ１の受信タイミングに応答して、パルス出力数指定レジスタ１２２２ｂに格納されたパルス出力数指定データＤ１で指定される数の歩進パルスを、パルス間隔指定レジスタ１２２２ｃに格納されたパルス間隔指定データＤ２で指定されるパルス間隔で、歩進信号ＰＳ中に出力すると共に、方向指定レジスタ１２２２ｄに格納される方向指定データＤ３で指定される方向に対応させて、方向信号ＤＳの論理値を変化させるように構成されている。
【００２０】
加えて、出力部１２２３の内部には、歩進信号ＰＳに含まれる歩進パルスを方向信号ＤＳの論理値に応じた方向へとカウントすることにより、現在値データを生成するカウント機能が組み込まれており、こうして生成された現在位置データは、ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部１２２１を介して、ＭＰＵシステム１２１側から読み出し可能とされている。
【特許文献１】特開２０００−３３９００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ところで、パルス出力指令処理部Ｐ４（図１３参照）は、その前段に位置する位置制御演算処理部Ｐ３から時系列的に与えられる移動量データ列（図１４（ｂ）参照）に基づいて、当面の目標位置データと速度データとを対として次々と決定し、それらの決定された各データ対（目標位置データと速度データ）に基づいて、パルス出力ＡＳＩＣ１２２に対して必要な指令を与える。
【００２２】
その際における従来のＭＰＵ処理（パルス出力指令処理部Ｐ４の機能を実現するための処理に相当）を示すフローチャートが図１６に示されている。
【００２３】
同図に示されるように、このＭＰＵ処理にあっては、先ず、ステップ１０１として、ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ処理部１２２１を介して、出力部１２２３から「現在位置」を読み出し、続くステップ１０２として、読み出された「現在位置」と既知の「目標位置」との差の絶対値から「パルス出力数」を求める。
【００２４】
次に、ステップ１０３として、「現在位置」と「目標位置」との大小判定を行い、「目標位置≧現在位置」のときには「ＣＷ方向指定」として、「目標位置＜現在位置」のときには「ＣＣＷ方向指定」として、「歩進方向」を求める。
【００２５】
次に、ステップ１０４として、ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ処理部１２２１を介して、パルス出力数指定レジスタ１２２２ｂ、パルス間隔指定レジスタ１２２２ｃ、方向指定レジスタ１２２２ｄに、上で求められた「パルス出力数」、既知の速度に対応する「パルス間隔」、上で求められた「歩進方向」をそれぞれ書き込む。
【００２６】
最後に、ステップ１０５として、ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ処理部１２２１を介して、出力指示レジスタ１２２２ａに、出力指示データを格納することにより、出力指示信号Ｓ１を発生させる。
【００２７】
しかしながら、このような従来のＭＰＵ処理にあっては、出力指示部１２２２に対するデータ書き込み処理（ステップ１０４，１０５）に先立って、各種の前処理（ステップ１０１，１０２，１０３）が必要であることから、前回の目標位置に対応する歩進パルスの出力中に、次回の目標位置に対応する新たな設定を行おうとすると、歩進パルスの出力周波数が高周波（例えば、１ＭＨｚ程度）になると、ＭＰＵの処理速度との関係により、前回の設定に対応する歩進パルスの出力終了よりもかなり（例えば、歩進パルス２個分程度）早めに、次回の設定を完了させねばならず、位置制御上の応答性に制約を与え、高速かつ微細制御に支障を来す虞があると言う問題点があった（図１７参照）。
【００２８】
この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、出力指示部に対するデータ書き込み処理に先立つ前処理をできるかぎり不要としてＭＰＵの負荷を軽減することにより、前回の目標位置に対応する歩進パルスの出力中であっても、前回の設定に対応する歩進パルスの出力終了寸前まで、次回の目標位置に対応する新たな設定を可能として、位置制御上の応答性を向上させ、高速かつ微細制御を可能とするパルス出力ＡＳＩＣを提供することにある。
【００２９】
この発明のさらに他の目的とするところは、そのようなパルス出力ＡＳＩＣを組み込むことにより、高速かつ微細制御を可能としたビルディングブロック型ＰＬＣの位置制御ユニットを提供することにある。
【００３０】
この発明のさらに他の目的並びに作用効果は、明細書の下記の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解される筈である。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上述の［発明が解決しようとする課題］は、以下の構成を有するパルス出力ＡＳＩＣ乃至位置制御ユニットにより解決することができると考えられる。
【００３２】
［基本構成］
すなわち、本発明のパルス出力装置（１３）は、位置制御指令データを生成するＭＰＵシステム（１２１）と、一連の歩進用パルス列を含む歩進信号（ＰＳ）と歩進方向に対応する論理値を有する方向信号（ＤＳ）とに基づいてモータ等の駆動源を指定された方向へと歩進する駆動装置（２）との間に介在され、前記ＭＰＵシステム（１２１）から与えられる位置制御指令データに基づいて、それに対応する前記歩進信号（ＰＳ）と前記方向信号（ＤＳ）とを生成出力するものである。より具体的には、例えば、パルス出力ＡＳＩＣ（一般的には、ワイヤードロジックＩＣであるが、場合によっては、ＦＰＧＡのようなプログラミング可能な素子であってもよい）として構成することができる。
【００３３】
すなわち、このパルス出力装置は、図１、図３、図５、図７に示されるように、前記ＭＰＵシステム（１２１）に繋がるＭＰＵバス（１２３）に接続されて、ＭＰＵシステム（１２１）との間におけるインタフェースとして機能するＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部（１３１）と、前記ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部（１３１）を介して前記ＭＰＵシステム（１２１）側から前記位置制御指令データを書き込み可能なレジスタを含む出力指示部（１３２）と、前記出力指示部（１３２）の前記レジスタに書き込まれた位置制御指令データに基づいて前記歩進信号（ＰＳ）と前記方向信号（ＤＳ）とを生成出力する出力部（１３３）とを有する。
【００３４】
前記出力指示部（１３２）は、前記レジスタとして、出力指示データ（Ｄ０）を格納するための出力指示レジスタ（１３２ａ）と、パルス間隔指定データ（Ｄ２）を格納するためのパルス間隔指定レジスタ（１３２ｂ）と、目標位置をその絶対位置で表す絶対位置指定データ（Ｄ４）を格納するための絶対位置指定レジスタ（１３２ｃ）とを含み、かつ前記出力指示データ（Ｄ０）が前記出力指示レジスタに書き込まれたタイミングに応答して、所定の出力指示信号（Ｓ１）を生成するように構成（１３２−１）されている。
【００３５】
前記出力部（１３３）は、前記出力指示信号（Ｓ１）に応答して、前記絶対位置指定レジスタ（１３２ｃ）に格納された絶対位置指定データ（Ｄ４）と前記パルス間隔指定レジスタ（１３２ｂ）に格納されたパルス間隔指定データ（Ｄ２）とに基づいて、前記絶対位置指定データ（Ｄ４）で指定される目標位置へと到達するに必要な個数の歩進パルスを前記パルス間隔指定データ（Ｄ２）で指定されるパルス間隔で前記歩進信号（ＰＳ）中に出力すると共に、前記目標位置へと到達するに必要な歩進方向に対応させて、前記方向信号（ＤＳ）の論理値を変化させるように構成（１３３−１）されている。
【００３６】
［基本構成の作用効果］
このような構成によれば、出力指示部（１３２−１）の各レジスタ（１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ）に書き込まれるべきデータ（Ｄ０，Ｄ２，Ｄ４）は、いずれも既知のものであるから、出力指示部（１３２−１）の各レジスタ（１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ）に対するデータ書き込み処理に先立つ前処理は殆ど不要となり、図８に示されるように、ＭＰＵの負荷を軽減することにより、前回の目標位置に対応する歩進パルスの出力中であっても、歩進パルスの出力終了寸前まで、次回の目標位置に対応する新たな設定を可能として、位置制御上の応答性を向上させ、高速かつ微細制御が可能となる。
【００３７】
［変形例１］
前記出力部（１３３）は、図３に示される出力部（１３３−２）のように、前記歩進信号（ＰＳ）を生成するための歩進信号生成回路（１３３ａ´）と、前記方向信号（ＤＳ）を生成するための方向信号生成回路（１３３ｂ）と、前記歩進信号（ＰＳ）中における歩進パルスの出力を停止するための出力停止指示信号（Ｓ２）と目標位置に到達するに必要な歩進方向を表す方向指定データ（Ｄ３）とを生成するため絶対位置制御回路（１３３ｃ´）とを含んでいてもよい。
【００３８】
前記絶対位置制御回路（１３３ｃ´）は、図４に示されるように、前記歩進信号（ＰＳ）に含まれる歩進パルスを前記方向信号の論理値に応じて加減算することにより得られた現在位置データを格納するための現在位置レジスタ（１３３ｃ´−１）と、前記現在位置レジスタ（１３３ｃ´−１）に格納された現在位置データと前記絶対位置指定レジスタ（１３２ｃ）に格納された絶対位置指定データ（Ｄ４）との比較に基づいて出力停止指示信号（Ｓ２）を生成すると共に、前記現在位置データと前記絶対位置指定データ（Ｄ４）との差の極性から判定される歩進方向を示す方向指定データ（Ｄ３）を生成する演算回路（１３３４−２）とを有し、こうして生成された出力停止指示信号（Ｓ２）と方向指定データ（Ｄ３）とを出力するように構成されていてもよい。
【００３９】
前記歩進信号生成回路（１３３ａ´）は、図３に示されるように、前記出力指示信号（Ｓ１）のタイミングに応答して、前記歩進パルスを、前記パルス間隔指定レジスタ（１３２ｂ）に格納されたパルス間隔指定データ（Ｄ２）で指定されるパルス間隔で、前記歩進信号（ＰＳ）中に出力開始すると共に、前記絶対位置制御回路（１３３ｃ´）から出力される出力停止指示信号（Ｓ２）に応答して、前記歩進パルスの出力を停止するように構成されていてもよい。
【００４０】
前記方向信号生成回路（１３３ｂ）は、図３に示されるように、前記絶対位置制御回路（１３３ｃ´）から出力される方向指定データ（Ｄ３）で示される方向に対応する論理値を有する方向信号（ＤＳ）を出力するように構成されていてもよい。
【００４１】
［変形例１の作用効果］
このような構成によれば、基本構成による作用効果に加えて、図４に示されるように、演算回路（１３３４−２）においては、移動量を計算する機能が不要となり、その分だけ、回路構成が簡素化される利点がある。
【００４２】
［変形例２］
出力指示部（１３２）は、図７に示される出力指示部（１３２−３）のように、前記レジスタとして、さらに、位置指定モードを相対位置指定モードと絶対位置指定モードとに切り替えるための相対／絶対・切替データを格納するための相対／絶対・切替レジスタ（１３２ｆ）と、パルス出力数指定データ（Ｄ１）を格納するためのパルス出力数指定レジスタ（１３２ｇ）と、方向指定データを格納するための方向指定レジスタ（１３２ｈ）とを含み、かつ前記相対／絶対・切替レジスタ（１３２ｆ）に書き込まれた前記相対／絶対・切替データに基づいて、所定の相対／絶対・切替信号（Ｓ４）を生成するように構成されていてもよい。
【００４３】
前記相対／絶対・切替信号（Ｓ４）が相対位置指定モードを示すときには、前記出力部（１３３）は、図７に示される出力部（１３３−４）のように構成することができ、その場合には、前記歩進信号生成回路（１３３ａ）は、前記歩進信号生成回路（１３３ａ″）のように、前記出力指示信号（Ｓ１）のタイミングに応答して、パルス出力数指定レジスタ（１３２ｇ）に格納されたパルス出力数指定データ（Ｄ１）で指定される個数の歩進パルスを、前記パルス間隔指定レジスタ（１３２ｂ）に格納されたパルス間隔指定データ（Ｄ２）で指定されるパルス間隔で、前記歩進信号（ＰＳ）中に出力するように構成されていてもよい。
【００４４】
前記方向信号生成回路（１３３ｂ）についても、方向信号生成回路（１３３ｂ´）のように、前記方向指定レジスタ（１３２ｈ）に格納された方向指定データ（Ｄ３）で示される方向に対応する論理値を有する方向信号（ＤＳ）を出力するように構成されていてもよい。
【００４５】
前記相対／絶対・切替信号（Ｓ４）が絶対位置指定モードを示すときには、前記出力部（１３３）は、図７に示される出力部（１３３−４）のように構成することができ、その場合には、前記歩進信号生成回路（１３３ａ）は、前記歩進信号生成回路（１３３ａ″）のように、前記出力指示信号（Ｓ１）のタイミングに応答して、前記歩進パルスを、前記パルス間隔指定レジスタ（１３２ｂ）に格納されたパルス間隔指定データ（Ｄ２）で指定されるパルス間隔で、前記歩進信号（ＰＳ）中に出力開始すると共に、前記絶対位置制御回路（１３３ｃ″）から出力される出力停止指示信号（Ｓ２）に応答して、前記歩進パルスの出力を停止するように構成されていてもよい。
【００４６】
前記方向信号生成回路（１３３ｂ）は、図７に示される方向信号生成回路（１３３ｂ´）のように、前記絶対位置制御回路（１３３ｃ″）から出力される方向指定データ（Ｄ３）で示される方向に対応する論理値を有する方向信号（ＤＳ）を出力するように構成されていてもよい。このとき、絶対位置制御回路（１３３ｃ″）から出力される方向指定データ（Ｄ３）は、言うまでもないが、前記歩進信号（ＰＳ）に含まれる歩進パルスを前記方向信号（ＤＳ）の論理値に応じて加減算することにより得られた現在位置データと前記絶対位置指定データ（Ｄ４）との差の極性から生成されたものであって、方向指定レジスタ１３２ｈに格納されたものではない。
【００４７】
［変形例２の作用効果］
このような構成によれば、基本構成による作用効果に加えて、相対／絶対切替レジスタ１３２ｆに「相対モード」に相当するデータを書き込みさえすれば、従前通りに、「パルス間隔」、「パルス出力数」、及び「歩進方向」を直接に指定することで、所望の信号形態を有する歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを発生させることができる一方、相対／絶対切替レジスタ１３２ｆに「絶対モード」に相当するデータを書き込みさえすれば、「パルス間隔」と「目標位置（絶対位置）」とを指定するだけで、自動的に最適な信号形態を有する歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを発生させることができ、用途に応じて最適な使い方が可能となる。
【００４８】
［変形例３］
前記出力部１３３は、図１に示される出力部（１３３−１）のように、前記歩進信号（ＰＳ）を生成するための歩進信号生成回路（１３３ａ）と、前記方向信号（ＤＳ）を生成するための方向信号生成回路（１３３ｂ）と、目標位置に到達するに必要な歩進パルスの個数を表す出力数指定データ（Ｄ１）と目標位置に到達するに必要な歩進方向を表す方向指定データ（Ｄ３）とを生成するため絶対位置制御回路（１３３ｃ）とを含んでいてもよい。
【００４９】
前記絶対位置制御回路（１３３ｃ）は、図２に示されるように、前記歩進信号に含まれる歩進パルスを前記方向信号の論理値に応じて加減算することにより得られた現在位置データを格納するための現在位置レジスタ（１３３ｃ−１）と、前記現在位置レジスタ（１３３ｃ−１）に格納された現在位置データと前記絶対位置指定レジスタに格納された絶対位置指定データ（Ｄ４）との差の絶対値から出力数指定データ（Ｄ１）を生成すると共に、前記現在位置データと前記絶対位置指定データ（Ｄ４）との差の極性から判定される歩進方向を示す方向指定データ（Ｄ３）を生成する演算回路（１３３４−１）とを有し、こうして生成された出力数指定データ（Ｄ１）と方向指定データ（Ｄ３）とを前記出力指示信号（Ｓ１）に同期して出力するように構成されていてもよい。
【００５０】
前記歩進信号生成回路（１３３ａ）は、前記出力指示信号（Ｓ１）のタイミングに応答して、前記絶対位置制御回路（１３３ｃ）から出力される出力数指定データ（Ｄ１）で指定される個数の歩進パルスを、前記パルス間隔指定レジスタ（１３２ｂ）に格納されたパルス間隔指定データ（Ｄ２）で指定されるパルス間隔で、前記歩進信号（ＰＳ）中に出力するように構成されていてもよい。
【００５１】
前記方向信号生成回路（１３３ｂ）は、前記絶対位置制御回路（１３３ｃ）から出力される方向指定データ（Ｄ３）で示される方向に対応する論理値を有する方向信号（ＤＳ）を出力するように構成されていてもよい。
【００５２】
［変形例３の作用効果］
このような構成によれば、基本構成による作用効果に加えて、図１５に示される従来から使用されている歩進信号生成回路（１２２３ａ）が使用できると言う利点がある。
【００５３】
［変形例４］
上述の基本構成及び変形例１〜３のいずれかにおいて、前記出力指示部（１３２）は、図５に示される出力指示部（１３２−２）のように、前記レジスタとして、さらに、プリセット指定データを格納するためのプリセット指定レジスタ（１３２ｄ）と、プリセット値指定データを格納するためのプリセット値指定レジスタ（１３２ｅ）とを含み、かつ前記プリセット指定データが前記プリセット指定レジスタ（１３２ｄ）に格納されるタイミングに応答して、所定のプリセット指定信号（Ｓ３）を生成するように構成されていてもよい。
【００５４】
前記絶対位置制御回路（１３３ｃ）は、図５に示される絶対位置制御回路（１３３ｃ″）のように、前記プリセット指定信号（Ｓ３）に応答して、前記プリセット値指定レジスタ（１３２ｅ）に格納されたプリセット値指定データで指定されるプリセット値を前記現在位置レジスタ（１３３ｃ″−１）にプリセットするように構成されていてもよい。
【００５５】
［変形例４の作用効果］
このような構成によれば、現在位置を定義するための一次元座標の基準点を自由に決めることができる利点がある。
【００５６】
［応用例］
上述の基本構成並びに変形例１〜４にかかるパルス出力装置は、ビルディングブロック型ＰＬＣの位置制御ユニットに応用することができる。すなわち、この位置制御ユニットは、ＣＰＵユニット（１１）や入出力ユニット等と共に使用されるビルディングブロック型ＰＬＣ（１２）の１要素ユニットであって、以下の構成を有するものである。
【００５７】
すなわち、この位置制御ユニットは、前記ＣＰＵユニット（１１）に繋がる内部バス（１２３）に接続が可能なＭＰＵシステム（１２１）と、前記ＭＰＵシステム（１２１）から位置制御指令データが与えられるパルス出力装置（１２２）とを含んでいる。
【００５８】
前記ＭＰＵシステム（１２１）は、前記ＣＰＵユニットから受け取った制御指令を解析する指令解析処理部（Ｐ１）と、前記指令解析処理部における解析の結果として得られた所定の指令単位系で表現された目標位置に基づいて、現在位置から目標位置に至る速度プロファイルの各時分割瞬時値に相当する一連の速度を算出し、所定のパルス単位系で表現された一連の移動量データとして時系列的に出力する単位変換機能付きの位置制御演算処理部（Ｐ２，Ｐ３）と、前記単位変換機能付きの位置制御演算処理部（Ｐ２，Ｐ３）から時系列的に出力される一連の移動量データのそれぞれに基づいて、当面の目標位置データと速度データとを対として次々と決定し、それらの決定された各データ対（目標位置データと速度データ）に基づいて、パルス出力装置１２２に対して必要な指令を与えるパルス出力指令処理部（Ｐ４）とを含んでいる。
【００５９】
そして、前記パルス出力装置としては、基本構成並びに変形例１〜４のいずれかに記載のパルス出力装置が使用されている。
【００６０】
［応用例の作用効果］
この位置制御ユニットによれば、歩進パルスの出力終了寸前まで、次回の目標位置に対応する新たな設定を可能であるため、位置制御上の応答性を向上させ、高速かつ微細制御が可能となる。
【発明の効果】
【００６１】
本発明のパルス出力装置によれば、出力指示部（１３２）の各レジスタ（１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ）に書き込まれるべきデータ（Ｄ０，Ｄ２，Ｄ４）は、いずれも既知のものであるから、出力指示部（１３２−１）の各レジスタ（１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ）に対するデータ書き込み処理に先立つ前処理は殆ど不要となり、図８に示されるように、ＭＰＵの負荷を軽減することにより、前回の目標位置に対応する歩進パルスの出力中であっても、歩進パルスの出力終了寸前まで、次回の目標位置に対応する新たな設定を可能として、位置制御上の応答性を向上させ、高速かつ微細制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
以下に、本発明に係るパルス出力装置の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明に係るパルス出力装置をＡＳＩＣ（Application Specific IC）として実現したものである。
【００６３】
［第１実施形態］
本発明に係るパルス出力装置であるパルス出力ＡＳＩＣの構成図（第１実施形態）が図１に示されている。このパルス出力ＡＳＩＣ１３は、先に図１１〜図１４を参照して説明したように、位置制御指令データを生成するＭＰＵシステム１２１と、一連の歩進用パルス列を含む歩進信号ＰＳと歩進方向に対応する論理値を有する方向信号ＤＳとに基づいてモータ等の駆動源を指定された方向へと歩進するモータ駆動装置２との間に介在され、ＭＰＵシステム１２１から与えられる位置制御指令データに基づいて、それに対応する歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを生成出力するものである。
【００６４】
同パルス出力ＡＳＩＣ１３は、ＭＰＵシステム１２１に繋がるＭＰＵバス１２３に接続されて、ＭＰＵシステム１２１との間におけるインタフェースとして機能するＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部１３１と、ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部１３１を介してＭＰＵシステム１２１側から位置制御指令データを書き込み可能なレジスタを含む出力指示部１３２−１と、出力指示部１３２−１の前記レジスタに書き込まれた位置制御指令データに基づいて歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを生成出力する出力部１３３−１とを含んで構成される。
【００６５】
出力指示部１３２−１は、前記レジスタとして、出力指示データＤ０（図示せず）を格納するための出力指示レジスタ１３２ａと、パルス間隔指定データＤ２を格納するためのパルス間隔指定レジスタ１３２ｂと、目標位置をその絶対位置で表す絶対位置指定データＤ４を格納するための絶対位置指定レジスタ１３２ｃとを含み、かつ出力指示データＤ０が出力指示レジスタ１３２ａに書き込まれたタイミングに応答して、所定の出力指示信号Ｓ１を生成するように構成されている。
【００６６】
出力部１３３−１は、歩進信号ＰＳを生成するための歩進信号生成回路１３３ａと、方向信号ＤＳを生成するための方向信号生成回路１３３ｂと、目標位置に到達するに必要な歩進パルスの個数を表す出力数指定データＤ１と目標位置に到達するに必要な歩進方向を表す方向指定データＤ３とを生成するため絶対位置制御回路１３３ｃとを含んでいる。
【００６７】
図１に示される絶対位置制御回路１３３ｃの詳細構成図が、図２にロジックシンボルを用いて概略的に示されている。
【００６８】
図２において、現在位置レジスタ１３３ｃ−１のデータ入力Ｄには、自己の「Ｑ出力値＋１」又は「Ｑ出力値−１」が切替器１３３３を介して択一的に入力されており、またクロック入力ＣＫには、歩進信号ＰＳが供給され、さらに切替器１３３３の切替動作は方向信号ＤＳにより制御されている。そのため、現在値レジスタ１３３ｃ−１には、歩進信号ＰＳに含まれる歩進パルスを方向信号ＤＳの論理値に応じて加減算することにより得られた現在位置データが格納される。
【００６９】
演算回路１３３４−１は、現在位置レジスタ１３３ｃ−１に格納された現在位置データと絶対位置指定レジスタに格納された目標位置に相当する絶対位置指定データＤ４との差の絶対値から出力数指定データＤ１を生成すると共に、現在位置データと絶対位置指定データＤ４との差の極性から判定される歩進方向を示す方向指定データＤ３を生成する。
【００７０】
現在位置及び指定位置が与えられた場合におけるリングカウント動作の説明図が図１０に示されている。同図に示されるように、この演算回路１３３４−１においては、リングカウント動作を想定すると、現在位置＜指定位置の場合には歩進方向は時計回り（ＣＷ方向）かつ移動量は（指定位置−現在位置）とされるのに対して、現在位置＞指定位置の場合には歩進方向は反時計回り（ＣＣＷ方向）かつ移動量は（現在位置−指定位置）とされ、また現在位置＝指定位置の場合には歩進方向は現状維持、移動量は０とされる。
【００７１】
こうして生成された出力数指定データＤ１は、出力指示信号Ｓ１の発生タイミングに同期してレジスタ１３３５にラッチされるから、出力数指定データＤ１と方向指定データＤ３とは、出力指示信号Ｓ１に同期して外部へと出力されることとなる。
【００７２】
歩進信号生成回路１３３ａは、出力指示信号Ｓ１の受信タイミングに応答して、絶対位置制御回路１３３ｃから出力される出力数指定データＤ１で指定される個数の歩進パルスを、パルス間隔指定レジスタ１３２ｂに格納されたパルス間隔指定データＤ２で指定されるパルス間隔で、歩進信号ＰＳ中に出力する。
【００７３】
方向信号生成回路１３３ｂは、絶対位置制御回路１３３ｃから出力される方向指定データＤ３で示される方向に対応する論理値を有する方向信号ＤＳを出力するように構成されている。
【００７４】
以上の構成によれば、歩進信号ＰＳ及び方向信号ＤＳの生成に必要とされる出力数指定データＤ１及び方向指定データＤ３は、絶対位置制御回路１３３ｃの作用により自動的に作り出されることとなるため、ＭＰＵシステム１２１の側では、図８に示されるように、パルス間隔指定レジスタ１３２ｂ、絶対位置指定レジスタ１３２ｃに、パルス間隔指定データＤ２、目標位置に相当する絶対位置指定データＤ４を書き込んだのち（ステップ２０１）、出力指示レジスタ１３２ａに出力指示データＤ０を書き込むだけで（ステップ２０１）、目標位置に所定速度で接近するに要する歩進信号ＰＳ及び方向信号ＤＳを発生させることができる。
【００７５】
このとき、出力指示部１３２−１の各レジスタ１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃに書き込まれるべきデータＤ０，Ｄ２，Ｄ４は、いずれも既知のものであるから、出力指示部１３２−１の各レジスタ１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃに対するデータ書き込み処理に先立つ前処理は殆ど不要となって、その分だけＭＰＵの負荷を軽減することができ、前回の目標位置に対応する歩進パルスの出力中であっても、歩進パルスの出力終了寸前まで、次回の目標位置に対応する新たな設定が可能となり、位置制御上の応答性を向上させ、高速かつ微細な制御が可能となるのである。
【００７６】
本発明者等の実験によれば、図９に示されるように、歩進パルスの出力中に目標値を「４」に設定したい場合、高周波（例えば、１ＭＨｚ）出力中であっても、マージン必要なく制御が実装できることが確認された。
【００７７】
［第２実施形態］
本発明に係るパルス出力ＡＳＩＣの構成図（第２実施形態）が図３に示されている。このパルス出力ＡＳＩＣ１３も、先に図１１〜図１４を参照して説明したように、位置制御指令データを生成するＭＰＵシステム１２１と、一連の歩進用パルス列を含む歩進信号ＰＳと歩進方向に対応する論理値を有する方向信号ＤＳとに基づいてモータ等の駆動源を指定された方向へと歩進するモータ駆動装置２との間に介在され、ＭＰＵシステム１２１から与えられる位置制御指令データに基づいて、それに対応する歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを生成出力するものである。
【００７８】
同パルス出力ＡＳＩＣ１３は、ＭＰＵシステム１２１に繋がるＭＰＵバス１２３に接続されて、ＭＰＵシステム１２１との間におけるインタフェースとして機能するＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部１３１と、ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部１３１を介してＭＰＵシステム１２１側から位置制御指令データを書き込み可能なレジスタを含む出力指示部１３２−１と、出力指示部１３２−１の前記レジスタに書き込まれた位置制御指令データに基づいて歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを生成出力する出力部１３３−２とを含んで構成される。
【００７９】
出力指示部１３２−１は、前記レジスタとして、出力指示データＤ０を格納するための出力指示レジスタ１３２ａと、パルス間隔指定データＤ２を格納するためのパルス間隔指定レジスタ１３２ｂと、目標位置をその絶対位置で表す絶対位置指定データＤ４を格納するための絶対位置指定レジスタ１３２ｃとを含み、かつ出力指示データＤ０が出力指示レジスタ１３２ａに書き込まれたタイミングに応答して、所定の出力指示信号Ｓ１を生成するように構成されている。
【００８０】
出力部１３３−２は、歩進信号ＰＳを生成するための歩進信号生成回路１３３ａ´と、方向信号ＤＳを生成するための方向信号生成回路１３３ｂと、歩進信号ＰＳ中における歩進パルスの出力を停止するための出力停止指示信号Ｓ２と目標位置に到達するに必要な歩進方向を表す方向指定データＤ３とを生成するため絶対位置制御回路１３３ｃ´とを含んで構成される。
【００８１】
図３に示される絶対位置制御回路１３３ｃ´の詳細構成図が、図４にロジックシンボルを用いて概略的に示されている。
【００８２】
図４において、現在位置レジスタ１３３ｃ´−１のデータ入力Ｄには、自己の「Ｑ出力値＋１」又は「Ｑ出力値−１」が切替器１３３３を介して択一的に入力されており、またクロック入力ＣＫには歩進信号ＰＳが供給され、さらに切替器１３３３の切替動作は方向信号ＤＳにより制御されている。そのため、現在値レジスタ１３３ｃ´−１には、歩進信号ＰＳに含まれる歩進パルスを方向信号ＤＳの論理値に応じて加減算することにより得られた現在位置データが格納される。
【００８３】
演算回路１３３４−２は、現在位置レジスタ１３３ｃ´−１に格納された現在位置データと絶対位置指定レジスタ１３２ｃに格納された絶対位置指定データＤ４との比較に基づいて出力停止指示源信号（現在位置＝指定位置の場合、“Ｈ”）Ｓ２´を生成すると共に、現在位置データと絶対位置指定データＤ４との差の極性から判定される歩進方向を示す方向指定データＤ３を生成し、こうして生成された出力停止指示源信号Ｓ２´と方向指定データＤ３とを出力するように構成されている。なお、このとき、出力停止指示源信号Ｓ２´の“Ｌ”から“Ｈ”へのエッジは、微分回路１３３６を介して微少幅“Ｈ”パルスである出力停止指示信号Ｓ２に変換される。
【００８４】
図３に戻って、歩進信号生成回路１３３ａ´は、出力指示信号Ｓ１の発生タイミングに応答して、歩進パルスを、パルス間隔指定レジスタ１３２ｂに格納されたパルス間隔指定データＤ２で指定されるパルス間隔で、歩進信号ＰＳ中に出力開始すると共に、絶対位置制御回路１３３ｃ´から出力される出力停止指示信号Ｓ２に応答して、歩進パルスの出力を停止するように構成されている。
【００８５】
方向信号生成回路１３３ｂは、絶対位置制御回路１３３ｃ´から出力される方向指定データＤ３で示される方向に対応する論理値を有する方向信号ＤＳを出力するように構成されている。
【００８６】
以上の構成によれば、歩進信号ＰＳ及び方向信号ＤＳの生成に必要とされる出力停止指示信号Ｓ２及び方向指定データＤ３は、絶対位置制御回路１３３ｃ´の作用により自動的に作り出されることとなるため、ＭＰＵシステム１２１の側では、図８に示されるように、パルス間隔指定レジスタ１３２ｂ、絶対位置指定レジスタ１３２ｃに、パルス間隔指定データＤ２、目標位置に相当する絶対位置指定データＤ４を書き込んだのち（ステップ２０１）、出力指示レジスタ１３２ａに出力指示データＤ０を書き込むだけで（ステップ２０２）、目標位置に所定速度で接近するに要する歩進信号ＰＳ及び方向信号ＤＳを発生させることができる。
【００８７】
このとき、出力指示部１３２−１の各レジスタ１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃに書き込まれるべきデータＤ０，Ｄ２，Ｄ４は、いずれも既知のものであるから、出力指示部１３２−１の各レジスタ１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃに対するデータ書き込み処理に先立つ前処理は殆ど不要となって、その分だけＭＰＵの負荷を軽減することができ、前回の目標位置に対応する歩進パルスの出力中であっても、歩進パルスの出力終了寸前まで、次回の目標位置に対応する新たな設定が可能となり、位置制御上の応答性を向上させ、高速かつ微細な制御が可能となるのである。
【００８８】
しかも、この第２実施形態にあっては、絶対位置制御回路には、移動量を計算する機能が不要となり、その分だけ、回路構成が簡素化される利点がある。
【００８９】
［第３実施形態］
本発明に係るパルス出力ＡＳＩＣの構成図（第３実施形態）が図５に示されている。このパルス出力ＡＳＩＣ１３も、先に図１１〜図１４を参照して説明したように、位置制御指令データを生成するＭＰＵシステム１２１と、一連の歩進用パルス列を含む歩進信号ＰＳと歩進方向に対応する論理値を有する方向信号ＤＳとに基づいてモータ等の駆動源を指定された方向へと歩進するモータ駆動装置２との間に介在され、ＭＰＵシステム１２１から与えられる位置制御指令データに基づいて、それに対応する歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを生成出力するものである。
【００９０】
同パルス出力ＡＳＩＣ１３は、ＭＰＵシステム１２１に繋がるＭＰＵバス１２３に接続されて、ＭＰＵシステム１２１との間におけるインタフェースとして機能するＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部１３１と、ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部１３１を介してＭＰＵシステム１２１側から位置制御指令データを書き込み可能なレジスタを含む出力指示部１３２−２と、出力指示部１３２−２の前記レジスタに書き込まれた位置制御指令データに基づいて歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを生成出力する出力部１３３−３とを含んで構成される。
【００９１】
出力指示部１３２−２は、前記レジスタとして、出力指示データＤ０を格納するための出力指示レジスタ１３２ａと、パルス間隔指定データＤ２を格納するためのパルス間隔指定レジスタ１３２ｂと、目標位置をその絶対位置で表す絶対位置指定データＤ４を格納するための絶対位置指定レジスタ１３２ｃとを含み、かつ出力指示データＤ０が出力指示レジスタ１３２ａに書き込まれたタイミングに応答して、所定の出力指示信号Ｓ１を生成するように構成されている。
【００９２】
加えて、出力指示部１３２−２には、プリセット指示データを格納するためのプリセット指示レジスタ１３２ｄと、プリセット値指定データＤ５を格納するためのプリセット値指定レジスタ１３２ｅとが含まれており、かつプリセット指示データがプリセット指示レジスタに書き込まれるタイミングに応答して、所定のプリセット指示信号Ｓ３を生成するように構成されている。
【００９３】
出力部１３３−３は、歩進信号ＰＳを生成するための歩進信号生成回路１３３ａ´と、方向信号ＤＳを生成するための方向信号生成回路１３３ｂと、歩進信号ＰＳ中における歩進パルスの出力を停止するための出力停止指示信号Ｓ２と目標位置に到達するに必要な歩進方向を表す方向指定データＤ３とを生成するため絶対位置制御回路１３３ｃ″とを含んで構成される。
【００９４】
図５に示される絶対位置制御回路１３３ｃ″の詳細構成図が、図６にロジックシンボルを用いて概略的に示されている。
【００９５】
図６において、現在位置レジスタ１３３ｃ″−１のデータ入力Ｄには、プリセット値指定データＤ５と切替器１３３３の出力とが、切替器１３３７を介して択一的に入力される。切替器１３３３の出力側には、方向信号ＤＳの論理値に応じて、現在位置レジスタ１３３ｃ″−１の「Ｑ出力値＋１」又は「Ｑ出力値−１」が択一的に出力される。切替器１３３７の切替動作は、出力指示信号Ｓ１とプリセット指示信号Ｓ３との論理積を生成するＡＮＤゲート１３３８の出力で制御される。現在位置レジスタ１３３ｃ″−１のクロック入力ＣＫには、ＡＮＤゲート１３３８の出力と歩進信号ＰＳの出力との論理和を生成するＯＲゲートの出力が供給される。
【００９６】
そのため、現在位置レジスタ１３３ｃ″−１には、プリセット指示信号Ｓ３の発生タイミングに応答して、任意のプリセット値が現在位置として読み込まれると共に、こうして読み込まれた現在位置は、歩進信号ＰＳに含まれる歩進パルスと方向信号ＤＳの論理値に応じて加減算されて更新される。
【００９７】
演算回路１３３４−２は、現在位置レジスタ１３３ｃ″−１に格納された現在位置データと絶対位置指定レジスタ１３２ｃに格納された絶対位置指定データＤ４との比較に基づいて出力停止指示源信号（現在位置＝指定位置の場合、“Ｈ”）Ｓ２´を生成すると共に、現在位置データと絶対位置指定データＤ４との差の極性から判定される歩進方向を示す方向指定データＤ３を生成し、こうして生成された出力停止指示源信号Ｓ２´と方向指定データＤ３とを出力するように構成されている。なお、このとき、出力停止指示源信号Ｓ２´の“Ｌ”から“Ｈ”へのエッジは、微分回路１３３６を介して微少幅“Ｈ”パルスである出力停止指示信号Ｓ２に変換される。
【００９８】
図５に戻って、歩進信号生成回路１３３ｃは、出力指示信号Ｓ１の発生タイミングに応答して、歩進パルスを、パルス間隔指定レジスタ１３２ｂに格納されたパルス間隔指定データＤ２で指定されるパルス間隔で、歩進信号ＰＳ中に出力開始すると共に、絶対位置制御回路１３３ｃ″から出力される出力停止指示信号Ｓ２に応答して、歩進パルスの出力を停止するように構成されている。
【００９９】
方向信号生成回路１３３ｂは、絶対位置制御回路１３３ｃ″から出力される方向指定データＤ３で示される方向に対応する論理値を有する方向信号ＤＳを出力するように構成されている。
【０１００】
以上の構成によれば、歩進信号ＰＳ及び方向信号ＤＳの生成に必要とされる出力停止指示信号Ｓ２及び方向指定データＤ３は、絶対位置制御回路１３３ｃ″の作用により自動的に作り出されることとなるため、ＭＰＵシステム１２１の側では、図８に示されるように、パルス間隔指定レジスタ１３２ｂ、絶対位置指定レジスタ１３２ｃに、パルス間隔指定データＤ２、目標位置に相当する絶対位置指定データＤ４を書き込んだのち（ステップ２０１）、出力指示レジスタ１３２ａに出力指示データＤ０を書き込むだけで（ステップ２０１）、目標位置に所定速度で接近するに要する歩進信号ＰＳ及び方向信号ＤＳを発生させることができる。
【０１０１】
このとき、出力指示部１３２−２の各レジスタ１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃに書き込まれるべきデータＤ０，Ｄ２，Ｄ４は、いずれも既知のものであるから、出力指示部１３２−２の各レジスタ１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃに対するデータ書き込み処理に先立つ前処理は殆ど不要となって、その分だけＭＰＵの負荷を軽減することができ、前回の目標位置に対応する歩進パルスの出力中であっても、歩進パルスの出力終了寸前まで、次回の目標位置に対応する新たな設定が可能となり、位置制御上の応答性を向上させ、高速かつ微細な制御が可能となるのである。
【０１０２】
しかも、この第３実施形態にあっては、プリセット指示レジスタ１３２ｄとプリセット値指定レジスタ１３２ｅとを適宜に操作することで、現在位置を定義するための一次元座標の基準点を自由に決めることができる利点がある。
【０１０３】
［第４実施形態］
本発明に係るパルス出力ＡＳＩＣの構成図（第４実施形態）が図７に示されている。このパルス出力ＡＳＩＣ１３も、先に図１１〜図１４を参照して説明したように、位置制御指令データを生成するＭＰＵシステム１２１と、一連の歩進用パルス列を含む歩進信号ＰＳと歩進方向に対応する論理値を有する方向信号ＤＳとに基づいてモータ等の駆動源を指定された方向へと歩進するモータ駆動装置２との間に介在され、ＭＰＵシステム１２１から与えられる位置制御指令データに基づいて、それに対応する歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを生成出力するものである。
【０１０４】
同パルス出力ＡＳＩＣ１３は、ＭＰＵシステム１２１に繋がるＭＰＵバス１２３に接続されて、ＭＰＵシステム１２１との間におけるインタフェースとして機能するＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部１３１と、ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部１３１を介してＭＰＵシステム１２１側から位置制御指令データを書き込み可能なレジスタを含む出力指示部１３２−３と、出力指示部１３２−３の前記レジスタに書き込まれた位置制御指令データに基づいて歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを生成出力する出力部１３３−４とを含んで構成される。
【０１０５】
出力指示部１３２−３は、前記レジスタとして、出力指示データＤ０を格納するための出力指示レジスタ１３２ａと、パルス間隔指定データＤ２を格納するためのパルス間隔指定レジスタ１３２ｂと、目標位置をその絶対位置で表す絶対位置指定データＤ４を格納するための絶対位置指定レジスタ１３２ｃとを含み、かつ出力指示データＤ０が出力指示レジスタ１３２ａに書き込まれたタイミングに応答して、所定の出力指示信号Ｓ１を生成するように構成されている。
【０１０６】
また、出力指示部１３２−３には、プリセット指示データを格納するためのプリセット指示レジスタ１３２ｄと、プリセット値指定データＤ５を格納するためのプリセット値指定レジスタ１３２ｅとが含まれており、かつプリセット指示データがプリセット指示レジスタに書き込まれるタイミングに応答して、所定のプリセット指示信号Ｓ３を生成するように構成されている。
【０１０７】
さらに、出力指示部１３２−３は、前記レジスタとして、位置指定モードを相対位置指定モードと絶対位置指定モードとに切り替えるための相対／絶対・切替データを格納するための相対／絶対・切替レジスタ１３２ｆと、パルス出力数指定データＤ１を格納するためのパルス出力数指定レジスタ１３２ｇと、方向指定データＤ３を格納するための方向指定レジスタ１３２ｈとを含み、かつ前記相対／絶対・切替レジスタ（１３２ｆ）に書き込まれた前記相対／絶対・切替データに基づいて、所定の相対／絶対・切替信号Ｓ４を生成するように構成されている。
【０１０８】
そして、相対／絶対・切替信号Ｓ４が相対位置指定モードを示すときには、出力部１３３−４において、歩進信号生成回路１３３ａ″は、出力指示信号Ｓ１のタイミングに応答して、パルス出力数指定レジスタ１３２ｇに格納されたパルス出力数指定データＤ１で指定される個数の歩進パルスを、パルス間隔指定レジスタ１３２ｂに格納されたパルス間隔指定データＤ２で指定されるパルス間隔で、歩進信号ＰＳ中に出力するように構成されており、同時に、方向信号生成回路１３３ｂ´は、方向指定レジスタ１３２ｈに格納された方向指定データＤ３で示される方向に対応する論理値を有する方向信号ＤＳを出力するように構成されている。
【０１０９】
相対／絶対・切替信号Ｓ４が絶対位置指定モードを示すときには、出力部１３４−４において、歩進信号生成回路１３３ａ″は、出力指示信号Ｓ１のタイミングに応答して、歩進パルスを、パルス間隔指定レジスタ１３２ｂに格納されたパルス間隔指定データＤ２で指定されるパルス間隔で、歩進信号ＰＳ中に出力開始すると共に、絶対位置制御回路１３３ｃ″から出力される出力停止指示信号Ｓ２に応答して、歩進パルスの出力を停止するように構成されており、同時に、方向信号生成回路１３３ｂ´は、絶対位置制御回路１３３ｃ″から出力される方向指定データＤ３で示される方向に対応する論理値を有する方向信号ＤＳを出力するように構成されている。
【０１１０】
［第４実施形態の作用効果］
以上の構成によれば、第３実施形態の構成による作用効果に加えて、相対／絶対切替レジスタ１３２ｆに「相対モード」に相当するデータを書き込みさえすれば、従前通りに、「パルス間隔」、「パルス出力数」、及び「歩進方向」を直接に指定することで、所望の信号形態を有する歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを発生させることができる一方、相対／絶対切替レジスタ１３２ｆに「絶対モード」に相当するデータを書き込みさえすれば、「パルス間隔」と「目標位置（絶対位置）」とを指定するだけで、自動的に最適な信号形態を有する歩進信号ＰＳと方向信号ＤＳとを発生させることができ、用途に応じて最適な使い方が可能となる。
【０１１１】
［応用例］
上述の第１乃至第４実施形態にかかるパルス出力ＡＳＩＣ１３は、ビルディングブロック型ＰＬＣ１の位置制御ユニット１２に応用することができる。すなわち、この位置制御ユニット１２は、図１１に示されるように、ＣＰＵユニット１１や入出力ユニット等と共に使用されるビルディングブロック型ＰＬＣ１の１要素ユニットであって、以下の構成を有するものである。
【０１１２】
すなわち、この位置制御ユニット１２は、図１２に示されるように、ＣＰＵユニット１１に繋がる内部バス１２３に接続が可能なＭＰＵシステム１２１と、ＭＰＵシステム１２１から位置制御指令データが与えられるパルス出力ＡＳＩＣ１３（従来例の１２２に相当）とを含んでいる。
【０１１３】
ＭＰＵシステム１２１は、図１３に示されるように、ＣＰＵユニット１１から受け取った制御指令を解析する指令解析処理部Ｐ１と、指令解析処理部における解析の結果として得られた所定の指令単位系で表現された目標位置に基づいて、現在位置から目標位置に至る速度プロファイルの各時分割瞬時値に相当する一連の速度を算出し、所定のパルス単位系で表現された一連の移動量データとして時系列的に出力する単位変換機能付きの位置制御演算処理部Ｐ２，Ｐ３と、単位変換機能付きの位置制御演算処理部Ｐ２，Ｐ３から時系列的に出力される一連の移動量データのそれぞれに基づいて、当面の目標位置データと速度データとを対として次々と決定し、それらの決定された各データ対（目標位置データと速度データ）に基づいて、パルス出力ＡＳＩＣ１３（１２２に相当）に対して必要な指令を与えるパルス出力指令処理部Ｐ４とを含んでいる。そして、パルス出力ＡＳＩＣ１３としては、上述の第１乃至第４実施形態にかかるパルス出力ＡＳＩＣ１３のいずれかが採用されている。
【０１１４】
［応用例の作用効果］
この位置制御ユニットによれば、歩進パルスの出力終了寸前まで、次回の目標位置に対応する新たな設定を可能であるため、位置制御上の応答性を向上させ、高速かつ正確な微細制御が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明のパルス出力装置（実施形態ではパルス出力ＡＳＩＣ）は、例えば、ビルディングブロック型ＰＬＣの一要素ユニットである位置制御ユニットにおいて、位置制御指令データを生成するＭＰＵシステムと、一連の歩進用パルス列を含む歩進信号（ＰＳ）と歩進方向に対応する論理値を有する方向信号（ＤＳ）とに基づいてモータ等の駆動源を指定された方向へと歩進する駆動装置との間に介在することにより、当該位置制御ユニットにおける位置制御上の応答性を向上させ、高速かつ微細制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明に係るパルス出力装置の一例であるパルス出力ＡＳＩＣの構成図（第１実施形態）である。
【図２】図１に示される絶対位置制御回路の詳細構成図である。
【図３】本発明に係るパルス出力装置の一例であるパルス出力ＡＳＩＣの構成図（第２実施形態）である。
【図４】図３に示される絶対位置制御回路の詳細構成図である。
【図５】本発明に係るパルス出力装置の一例であるパルス出力ＡＳＩＣの構成図（第３実施形態）である。
【図６】図５に示される絶対位置制御回路の詳細構成図である。
【図７】本発明に係るパルス出力装置の一例であるパルス出力ＡＳＩＣの構成図（第４実施形態）である。
【図８】本発明のＭＰＵ処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係るパルス出力装置の一例であるパルス出力ＡＳＩＣ使用時におけるパルス出力波形、現在値、及び指定値変更のタイミングの説明図である。
【図１０】現在位置及び指定位置が与えられた場合に於けるリングカウント動作の説明図である。
【図１１】位置制御ユニットを含むＰＬＣの応用例を示す模式図である。
【図１２】位置制御ユニットの全体構成を示すブロック図である。
【図１３】ＰＬＣの詳細構成図である。
【図１４】位置制御ユニット内のＭＰＵ処理の説明図である。
【図１５】従来のパルス出力装置の一例であるパルス出力ＡＳＩＣの構成図である。
【図１６】従来のＭＰＵ処理を示すフローチャートである。
【図１７】従来のパルス出力装置の一例であるパルス出力ＡＳＩＣ使用時におけるパルス出力波形、現在値、及び指令値変更のタイミングの説明図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１        ＰＬＣ
２        モータ駆動装置
３        モータ
４ａ      上部スプロケット
４ｂ      下部スプロケット
５        チェーン
６        昇降ベース
７        昇降ガイド
１１      ＣＰＵユニット
１２      位置制御ユニット
１３      パルス出力ＡＳＩＣ（本発明）
１２１    ＭＰＵシステム
１２１ａ  ＭＰＵ
１２１ｂ  ＲＯＭ
１２１ｃ  ＲＡＭ
１２２    パルス出力ＡＳＩＣ（従来例）
１２３    内部バス
１２４    バスＩ／Ｆ部
１３１    ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部
１３２−１〜３    出力指示部
１３２ａ      出力指示レジスタ
１３２ｂ      パルス間隔指定レジスタ
１３２ｃ      絶対位置指定レジスタ
１３２ｄ      プリセット指示レジスタ
１３２ｅ      プリセット値指定レジスタ
１３２ｆ      相対／絶対・切替レジスタ
１３２ｇ      パルス出力数指定レジスタ
１３２ｈ      方向指定レジスタ
１３３−１〜４    出力部
１３３ａ，１３３ａ´，１３３ａ″      歩進信号生成回路
１３３ｂ，１３３ｂ´      方向信号生成回路
１３３ｃ，１３３ｃ´，１３３ｃ″      絶対位置制御回路
１３３ｃ−１，１３３ｃ´−１，１３３ｃ″−１  現在位置レジスタ
Ｐ１      指令解析処理部
Ｐ２      単位変換処理部
Ｐ３      位置制御演算処理部
Ｐ４      パルス出力指令処理部
１２２１    ＭＰＵ・Ｉ／Ｆ制御部
１２２２    出力指示部
１２２２ａ  出力指示レジスタ
１２２２ｂ  パルス出力数指定レジスタ
１２２２ｃ  パルス間隔指定レジスタ
１２２２ｄ  方向指定レジスタ
Ｓ１      出力指示信号
Ｓ２      出力停止指示信号
Ｓ３      プリセット指示信号
Ｓ４      相対／絶対・切替信号
Ｄ１      パルス出力数指定データ
Ｄ２      パルス間隔指定データ
Ｄ３      方向指定データ
Ｄ４      絶対位置指定データ
Ｄ５      プリセット値指定データ
【図１】
2010140341.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010140341.tif 000014
【図１３】
2010140341.tif 000015
【図１４】
2010140341.tif 000016
【図１５】
2010140341.tif 000017
【図１６】
2010140341.tif 000018
【図１７】
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