(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オープンコレクタ方式またはラインドライバ方式の指令装置から出力された所定周波数のパルスをカウントする機能を備えたパルスカウント装置において、
オープンコレクタ方式の指令装置に接続される第１，第３の入力端子と、
ラインドライバ方式の指令装置に接続される第２，第３の入力端子と、
共通接点の接続先を第１，第２の入力端子に切り替える第１の切替スイッチと、
第１の切替スイッチの前記共通接点と第３の入力端子とからオープンコレクタ方式またはラインドライバ方式の指令装置の出力パルスが入力されるパルス伝達手段と、
前記パルス伝達手段の出力パルスが共通接点に与えられ、この共通接点の接続先を第１，第２のフィルタ入力接点に切り替える第２の切替スイッチと、
第１のフィルタ入力接点に接続されてオープンコレクタ出力用のカットオフ周波数が設定された第１のノイズフィルタと、
第２のフィルタ入力接点に接続されてラインドライバ出力用のカットオフ周波数が設定された第２のノイズフィルタと、
第１，第２のノイズフィルタから出力されるパルスを計数するカウント手段と、
前記指令装置がオープンコレクタ方式，ラインドライバ方式のいずれの回路方式であるかを示す信号が外部から設定されたときに、設定された回路方式に従って第１または第２のノイズフィルタに前記指令装置の出力パルスが入力されるように第１，第２の切替スイッチを切り替えるスイッチ切替手段と、
を備えたことを特徴とするパルスカウント装置。
【請求項２】
オープンコレクタ方式またはラインドライバ方式の指令装置から出力された所定周波数のパルスをカウントする機能を備えたパルスカウント装置において、
オープンコレクタ方式の指令装置に接続される第１，第３の入力端子と、
ラインドライバ方式の指令装置に接続される第２，第３の入力端子と、
共通接点の接続先を第１，第２の入力端子に切り替える第１の切替スイッチと、
第１の切替スイッチの前記共通接点と第３の入力端子とからオープンコレクタ方式またはラインドライバ方式の指令装置の出力パルスが入力されるパルス伝達手段と、
前記パルス伝達手段の出力パルスが共通接点に与えられ、この共通接点の接続先を、複数のノイズフィルタのうちオープンコレクタ出力用またはラインドライバ出力用のカットオフ周波数が設定されたノイズフィルタの入力接点に接続するための第２の切替スイッチと、
各ノイズフィルタから出力されるパルスを計数するカウント手段と、
前記指令装置がオープンコレクタ方式，ラインドライバ方式のいずれの回路方式であるかを示す信号と回路の最大動作周波数とが外部から設定されたときに、設定された回路方式及び前記最大動作周波数に従って所定のノイズフィルタに前記指令装置の出力パルスが入力されるように第１，第２の切替スイッチを切り替えるスイッチ切替手段と、
を備えたことを特徴とするパルスカウント装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載したパルスカウント装置において、
前記パルス伝達手段が、第１の切替スイッチ側に発光素子が接続され、第２の切替スイッチ側に受光素子が接続されるフォトカプラであることを特徴とするパルスカウント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指令装置から出力された指令パルスをカウントしてモータの速度や位置を制御するサーボアンプ、インバータ等に適用可能なパルスカウント装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、指令装置１００からの指令パルスによりサーボアンプ３００を駆動するサーボシステムの構成を示している。
図４において、１００は、直流電源１０１とオープンコレクタ回路を構成するトランジスタ１０２とを備えたシーケンサ等からなる指令装置であり、トランジスタ１０２のオンオフにより発生させた指令パルスを、指令ケーブル２００を介してサーボアンプ３００に送出する。
【０００３】
サーボアンプ３００は、端子ａ，ｂ，ｃに電流制限抵抗２，３，４をそれぞれ介して接続されたパルス伝達用のフォトカプラ５と、その出力側に接続されたノイズフィルタ７と、カウンタ回路９及びＣＰＵ１０を備えている。なお、端子ａ，ｃは、図示するようにオープンコレクタ方式の指令装置１００を使用する場合に用い、端子ｂ，ｃは、図示されていないラインドライバ方式の指令装置を使用する場合に用いるものである。
【０００４】
次に、図４の回路動作を説明する。
指令装置１００内のトランジスタ１０２がオンすると、直流電源１０１→端子ａ→電流制限抵抗２→フォトカプラ５内の発光素子→電流制限抵抗４→端子ｃ→トランジスタ１０２の経路でパルス電流が流れ、フォトカプラ５内の発光素子がオンする。次に、トランジスタ１０２がオフすると上記経路の電流は遮断され、上記発光素子がオフする。
【０００５】
フォトカプラ５の発光素子がオンしている期間、受光素子の出力側にはパルス電圧が発生し、このパルス電圧はノイズフィルタ７に入力される。ここで、ノイズフィルタ７はパルス電圧波形の高周波成分を取り除くためのものであり、カウンタ回路９による高周波成分の不要なカウントを防いでいる。
カウンタ回路９はノイズフィルタ７から出力されるパルス数をカウントし、ＣＰＵ１０に出力する。ＣＰＵ１０は、入力されたカウント値に従ってモータ（図示せず）を回転させるための制御動作等を実行する。
【０００６】
なお、図４のサーボアンプ３００のように、オープンコレクタ，ラインドライバ両出力の指令パルスに対応可能なパルス入力装置として、特許文献１に記載された位置決め制御装置が知られている。
図５は、この従来技術の主要部を示す回路図である。図５において、４００はラインドライバ４０１を有するＺ相パルス（モータの一回転ごとに出力される基準パルス）出力回路、５００はオープンコレクタ出力のトランジスタ５０１を有するＺ相パルス出力回路、６００は位置決め制御装置、６１０はパルス出力回路４００または５００からのパルスが入力されるパルス入力回路、６１１は直流電源、６１２〜６１４は抵抗、６１５はフォトカプラ、４０１ａ，４０１ｂ，５０１ａ，５０１ｂ，６０１ａ〜６０１ｄは端子である。
【０００７】
Ｚ相パルス出力回路４００において、ラインドライバ４０１は、入力信号の正転信号を端子４０１ａに、入力信号の反転信号を端子４０１ｂにそれぞれ出力する。また、Ｚ相パルス出力回路５００において、トランジスタ５０１が入力信号に応答してオンすると端子５０１ａ，５０１ｂ間が導通し、オフすると端子５０１ａ，５０１ｂ間が非導通となる。
【０００８】
いま、ラインドライバ方式のＺ相パルス出力回路４００を用いる場合には、実線で示すように、端子４０１ａ，４０１ｂを位置決め制御装置６００の端子６０１ｂ，６０１ｃにそれぞれ接続する。これにより、端子４０１ａ→フォトカプラ６１５の発光素子→端子４０１ｂの経路で電流が流れ、受光素子を流れる電流によって位置決め制御装置６００の内部回路にパルスが送られる。
【０００９】
一方、オープンコレクタ方式のＺ相パルス出力回路５００を用いる場合には、破線で示すように、端子５０１ａ，５０１ｂを位置決め制御装置６００の端子６０１ｃ，６０１ｄにそれぞれ接続すると共に、端子６０１ａ，６０１ｂ同士を接続する。これにより、トランジスタ５０１がオンすると直流電源６１１→フォトカプラ６１５の発光素子→トランジスタ５０１の経路で電流が流れ、受光素子を流れる電流によって位置決め制御装置６００の内部回路にパルスが送られることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−６９３２５号公報（段落[００２８]〜[００３１]、図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
さて、指令装置からのパルスを用いてモータの速度や単位時間あたりの回転量を制御する場合には、周波数が例えば０〜数[ＭＨｚ]という幅で変化する指令パルスの数を正確にカウントする必要があるが、図４や図５に示したようにオープンコレクタ、ラインドライバの両出力に適用可能な装置では、以下のような問題がある。
【００１２】
すなわち、図４に示すサーボアンプ３００では、指令装置がオープンコレクタ出力である場合には端子ｂを使用せず、指令装置がラインドライバ出力である場合には端子ａを使用しないため、これらの不使用端子を含む配線部分がアンテナとなって生じたノイズ電流によりフォトカプラ５が誤動作し、カウンタ回路９が本来の指令以外のパルス（ノイズ）を誤カウントしてしまうことがある。
また、侵入したノイズはフォトカプラ５の後段のノイズフィルタ７により除去するようにしているが、前述のように幅をもった周波数のパルス指令をカウントする必要があるため、ノイズフィルタ７のカットオフ周波数を指令パルスの周波数の上限値に設定しなくてはならず、それ以下の周波数のノイズには効果がない。
一般に、オープンコレクタ方式よりラインドライバ方式の方が高い周波数で動作するため、ノイズフィルタ７のカットオフ周波数はラインドライバ方式の上限値に設定されており、オープンコレクタ方式の上限周波数から上記カットオフ周波数までのノイズはノイズフィルタ７によって除去することができない。
【００１３】
このように、ノイズフィルタ７によって除去できないノイズに起因して、指令装置１００から出力されたパルス指令の数とカウンタ回路９によるカウント値との間に誤差が生じてしまい、その結果、位置制御されるモータの位置ずれを招く等の問題があった。
なお、図５の従来技術では、オープンコレクタ方式のＺ相パルス出力回路５００の接続時に、端子６０１ａ，６０１ｂ間を短絡させる配線作業が必要であった。
【００１４】
図４に示した従来技術において、前述したノイズによる誤カウントを防止するためには、指令ケーブル２００のシールド両端や不使用端子を接地する等の方法が考えられるが、これらの作業はサーボアンプ３００や位置決め制御装置６００の外部における配線作業を必要とし、また、図５に示した従来技術では、端子６０１ａ，６０１ｂ間を短絡させる配線作業が煩雑である。
そこで、本発明の解決課題は、オープンコレクタ，ラインドライバ両出力のパルス指令に対応可能なパルスカウント装置において、煩雑な作業を必要とせずにノイズの除去効果を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、オープンコレクタ方式またはラインドライバ方式の指令装置から出力された所定周波数のパルスをカウントする機能を備えたパルスカウント装置において、
オープンコレクタ方式の指令装置に接続される第１，第３の入力端子と、
ラインドライバ方式の指令装置に接続される第２，第３の入力端子と、
共通接点の接続先を第１，第２の入力端子に切り替える第１の切替スイッチと、
第１の切替スイッチの前記共通接点と第３の入力端子とからオープンコレクタ方式またはラインドライバ方式の指令装置の出力パルスが入力されるパルス伝達手段と、
前記パルス伝達手段の出力パルスが共通接点に与えられ、この共通接点の接続先を第１，第２のフィルタ入力接点に切り替える第２の切替スイッチと、
第１のフィルタ入力接点に接続されてオープンコレクタ出力用のカットオフ周波数が設定された第１のノイズフィルタと、
第２のフィルタ入力接点に接続されてラインドライバ出力用のカットオフ周波数が設定された第２のノイズフィルタと、
第１，第２のノイズフィルタから出力されるパルスを計数するカウント手段と、
前記指令装置がオープンコレクタ方式，ラインドライバ方式のいずれの回路方式であるかを示す信号が外部から設定されたときに、設定された回路方式に従って第１または第２のノイズフィルタに前記指令装置の出力パルスが入力されるように第１，第２の切替スイッチを切り替えるスイッチ切替手段と、を備えたものである。
【００１６】
請求項２に係る発明は、オープンコレクタ方式またはラインドライバ方式の指令装置から出力された所定周波数のパルスをカウントする機能を備えたパルスカウント装置において、
オープンコレクタ方式の指令装置に接続される第１，第３の入力端子と、
ラインドライバ方式の指令装置に接続される第２，第３の入力端子と、
共通接点の接続先を第１，第２の入力端子に切り替える第１の切替スイッチと、
第１の切替スイッチの前記共通接点と第３の入力端子とからオープンコレクタ方式またはラインドライバ方式の指令装置の出力パルスが入力されるパルス伝達手段と、
前記パルス伝達手段の出力パルスが共通接点に与えられ、この共通接点の接続先を、複数のノイズフィルタのうちオープンコレクタ出力用またはラインドライバ出力用のカットオフ周波数が設定されたノイズフィルタの入力接点に接続するための第２の切替スイッチと、
各ノイズフィルタから出力されるパルスを計数するカウント手段と、
前記指令装置がオープンコレクタ方式，ラインドライバ方式のいずれの回路方式であるかを示す信号と回路の最大動作周波数とが外部から設定されたときに、設定された回路方式及び前記最大動作周波数に従って所定のノイズフィルタに前記指令装置の出力パルスが入力されるように第１，第２の切替スイッチを切り替えるスイッチ切替手段と、を備えたものである。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載したパルスカウント装置において、
前記パルス伝達手段が、第１の切替スイッチ側に発光素子が接続され、第２の切替スイッチ側に受光素子が接続されるフォトカプラであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、オープンコレクタ，ラインドライバ両方式の指令装置に対応させて、ノイズフィルタ以外の部分を共通化しながらパルスの入力回路及びノイズフィルタのカットオフ周波数を切り替えることにより、面倒な配線作業を要することなくノイズの除去効果を高めることができ、指令パルスの誤カウントを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパルスカウント装置をオープンコレクタ方式の指令装置に接続した場合の回路構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るパルスカウント装置をラインドライバ方式の指令装置に接続した場合の回路構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るパルスカウント装置をオープンコレクタ方式の指令装置に接続した場合の回路構成図である。
【図４】従来技術のサーボシステムの回路構成図である。
【図５】特許文献１に記載された従来技術の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態は、本発明のパルスカウント装置をサーボシステムに適用した場合のものである。
図１は、本発明の第１実施形態に係るパルスカウント装置をオープンコレクタ方式の指令装置１００に接続した場合の回路構成図、図２は、上記パルスカウント装置をラインドライバ方式の指令装置１００Ａに接続した場合の回路構成図である。これらの図において、図４と同一の構成要素には同一の符号を付してあり、以下では図４と異なる部分を中心に説明する。
【００２１】
図１において、３００Ａはサーボアンプであり、オープンコレクタ出力の指令装置１００に接続される第１の入力端子ａと、ラインドライバ出力の指令装置１００Ａ（図２参照）に接続される第２の入力端子ｂと、両指令装置１００，１００Ａに共通して接続される第３の入力端子ｃと、を備えている。
入力端子ａは電流制限抵抗２を介して第１の切替スイッチＳ１の切替接点１に、入力端子ｂは電流制限抵抗３を介して切替スイッチＳ１の切替接点２に、入力端子ｃは電流制限抵抗４を介してパルス伝達手段としてのフォトカプラ５の発光素子の出力端子に、それぞれ接続されている。また、切替スイッチＳ１の共通接点３はフォトカプラ５の発光素子の入力端子に接続されている。
【００２２】
フォトカプラ５の受光素子の出力端子は、第２の切替スイッチＳ２の共通接点３に接続され、切替スイッチＳ２の第１のフィルタ入力接点１はオープンコレクタ用の第１のノイズフィルタ７に、第２のフィルタ入力接点２はラインドライバ用の第２のノイズフィルタ８に、それぞれ接続されている。また、これらのノイズフィルタ７，８から出力されるパルスはカウンタ回路９に入力されている。
ここで、第１のノイズフィルタ７のカットオフ周波数はオープンコレクタ出力用に設定され、第２のノイズフィルタ８のカットオフ周波数はラインドライバ出力用に設定されている。
なお、前記フォトカプラ５は、第１の切替スイッチＳ１の切替接点１または切替接点２から共通接点３を介して入力されたコモンモード電圧のパルスを、回路のグランドを基準とするノーマルモード電圧のパルスに変換して出力する機能を持っている。
【００２３】
カウンタ回路９により計数されたカウント値はＣＰＵ１０に出力され、ＣＰＵ１０は、入力されたカウント値に従ってモータ（図示せず）を回転させるための制御動作を実行する。また、ユーザにより設定される指令装置の回路方式（オープンコレクタ方式またはラインドライバ方式）が、外部からＩ／Ｆ（インターフェース）回路１１に設定可能となっており、ユーザにより設定された回路方式を示す信号が、Ｉ／Ｆ回路１１を介してＣＰＵ１０のレジスタに入力されている。
【００２４】
ＣＰＵ１０は、設定された回路方式に応じてスイッチ切替手段として動作するものであり、切替信号Ｃ１を切替スイッチＳ１に、切替信号Ｃ２を切替スイッチＳ２に、それぞれ出力する。なお、切替信号Ｃ１，Ｃ２は、図１に示すように切替スイッチＳ１，Ｓ２を接点１側に接続してフォトカプラ５の出力パルスをノイズフィルタ７に入力する動作（オープンコレクタ方式の設定時）と、図２に示すように切替スイッチＳ１，Ｓ２を接点２側に接続してフォトカプラ５の出力パルスをノイズフィルタ８に入力する動作（ラインドライバ方式の設定時）とを切り替えるためのものである。
また、切替スイッチＳ１，Ｓ２をオープンコレクタ方式、ラインドライバ方式のどちらに設定したかを示すスイッチ設定信号がＣＰＵ１０からカウンタ回路９に入力されており、カウンタ回路９は、このスイッチ設定信号に応じてノイズフィルタ７または８の出力信号のいずれかを選択して入力するようになっている。
【００２５】
いま、図１に示すように、オープンコレクタ出力の指令装置１００を指令ケーブル２００を介してサーボアンプ３００Ａの入力端子ａ，ｃに接続すると共に、ユーザがＩ／Ｆ回路１１を介してサーボアンプ３００Ａの回路方式をオープンコレクタ方式に設定すると、切替スイッチＳ１，Ｓ２の接続状態は図１のようになり、オープンコレクタ用回路が形成される。
この状態で指令装置１００からサーボアンプ３００Ａに指令パルス（電流パルス）が入力されると、入力端子ｂの配線部分に発生するノイズは切替スイッチＳ１により遮断されてフォトカプラ５に到達しないため、フォトカプラ５以降の回路には侵入しない。また、入力端子ａ，ｃ等から侵入したノイズは、オープンコレクタ用にカットオフ周波数が設定されたノイズフィルタ７により十分に除去されるため、カウンタ回路９は指令パルスの数を正確にカウントすることができ、誤動作を生じることはない。
【００２６】
一方、図２は、ラインドライバ出力の指令装置１００Ａを使用する場合の回路構成図である。この場合、指令装置１００Ａを指令ケーブル２００を介してサーボアンプ３００Ａの入力端子ｂ，ｃに接続すると共に、ユーザがＩ／Ｆ回路１１を介してサーボアンプ３００Ａの回路方式をラインドライバ方式に設定すると、切替スイッチＳ１，Ｓ２の接続状態は図２のようになり、ラインドライバ用回路が形成される。
【００２７】
この状態で指令装置１００Ａからサーボアンプ３００Ａに指令パルスが入力されると、入力端子ａの配線部分に発生するノイズは切替スイッチＳ１により遮断されてフォトカプラ５に到達しないため、フォトカプラ５以降の回路には侵入しない。また、入力端子ｂ，ｃ等から侵入したノイズは、ラインドライバ用にカットオフ周波数が設定されたノイズフィルタ８により十分に除去されるため、図１の場合と同様に、カウンタ回路９は指令パルスの数を正確にカウントすることができ、誤動作を生じることはない。
【００２８】
次に、図３は、本発明の第２実施形態に係るパルスカウント装置をオープンコレクタ方式の指令装置１００に接続した場合の回路構成図である。
図３において、３００Ｂはサーボアンプであり、入力端子ａ，ｂ，ｃからフォトカプラ５までの回路構成は第１実施形態と同様である。
【００２９】
この第２実施形態は、オープンコレクタ用，ラインドライバ用の合計ｎ（ｎは、例えば３以上の複数）個のノイズフィルタ１２（ノイズフィルタ１２１〜１２ｎ）を備え、各フィルタ１２１〜１２ｎは、カットオフ周波数が小刻みに異なるように設定されている。ここで、例えば、ｎ個のノイズフィルタ１２１〜１２ｎのうちｍ（ｍは複数であり、ｍ＜ｎ）個のフィルタはオープンコレクタ用、（ｎ−ｍ）個のフィルタはラインドライバ用となっている。
【００３０】
フォトカプラ５の受光素子の出力端子は、第２の切替スイッチＳ３内の共通接点３−１，３−２，……，３−ｎに接続され、各共通接点に対応するフィルタ入力接点４−１，４−２，……，４−ｎはノイズフィルタ１２１〜１２ｎにそれぞれ接続されている。そして、これらのノイズフィルタ１２１〜１２ｎの出力側はカウンタ回路９に接続されている。
カウンタ回路９以降の回路構成は第１実施形態と同様であるが、この第２実施形態では、ＣＰＵ１０からの切替信号Ｃ３が第２の切替スイッチＳ３に入力されていると共に、ユーザが回路の最大動作周波数をＩ／Ｆ回路１１に設定可能となっている。
【００３１】
以下、この第２実施形態の動作を説明する。
図３に示すように、オープンコレクタ出力の指令装置１００が接続された状態で、ユーザがＩ／Ｆ回路１１を介してサーボアンプ３００Ｂの回路方式をオープンコレクタ方式に設定すると、切替スイッチＳ１，Ｓ３の接続状態は図３のようになり、オープンコレクタ用回路が形成される。ここで、切替スイッチＳ３においては、切替信号Ｃ３によって例えば接点３−ｎ，４−ｎ同士を接続することにより、Ｉ／Ｆ回路１１に設定された回路の最大動作周波数以上で最も低いカットオフ周波数を持つノイズフィルタ１２ｎが選択されるようになっている。
【００３２】
この状態で指令装置１００からサーボアンプ３００Ｂに指令パルスが入力されると、入力端子ｂの配線部分に発生するノイズは切替スイッチＳ１により遮断されてフォトカプラ５に到達せず、フォトカプラ５以降の回路には侵入しない。また、入力端子ａ，ｃ等から侵入したノイズは、回路の最大動作周波数以上で最も低いカットオフ周波数を持つノイズフィルタ１２ｎにより十分に除去されるため、カウンタ回路９は指令パルスの数を正確にカウントすることができ、これによって誤動作が防止されるものである。
【００３３】
なお、図示されていないが、ラインドライバ出力の指令装置を使用する場合には、図２と同様に指令装置が入力端子ｂ，ｃに接続され、ＣＰＵ１０からの切替信号Ｃ１，Ｃ３により切替スイッチＳ１，Ｓ３が切り替えられてラインドライバ用回路が形成される。このとき、切替スイッチＳ３は、ノイズフィルタ１２ｎよりも高いカットオフ周波数を持つノイズフィルタが選択されるように接点をオンすることになる。
【符号の説明】
【００３４】
２，３，４：電流制限抵抗
５：フォトカプラ
７，８，１２，１２１〜１２ｎ：ノイズフィルタ
９：カウンタ回路
１０：ＣＰＵ
１１：Ｉ／Ｆ回路
１００，１００Ａ：指令装置
１０１：直流電源
１０２：トランジスタ
１０３：ラインドライバ回路
２００：指令ケーブル
３００Ａ，３００Ｂ：サーボアンプ
ａ，ｂ，ｃ：入力端子
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３：切替スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
0005804447.tif 000004
【図４】
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【図５】
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