(57)【要約】【課題】ユーザなどにより設定された停止判定基準周期に基づく停止判定機能を、判定回路を追加することなく実現することにより、回路規模を縮小した回転周期計測装置を提供する。【解決手段】回転センサから出力されるパルス信号の周期における基準クロックを計数することにより、回転周期を算出する回転周期計測装置において、前記基準クロックの計数値が格納されるカウントアップレジスタと、回転停止を判定する基準周期に基づき算出した初期値を前記カウントアップレジスタに格納して初期化するカウントアップレジスタ初期化回路と、前記基準クロックの計数値が前記カウントアップレジスタに格納できる最大値となったか否かを検出するオーバーフロー判定回路と、を有することを特徴とする回転周期計測装置。【選択図】        図１
2004198337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転センサから出力されるパルス信号の周期における基準クロックを計数することにより、回転周期を算出する回転周期計測装置において、前記基準クロックの計数値が格納されるカウントアップレジスタと、
回転停止を判定する基準周期に基づき算出した初期値を、前記カウントアップレジスタに格納して初期化するカウントアップレジスタ初期化回路と、
前記基準クロックの計数値が前記カウントアップレジスタに格納できる最大値となったか否かを検出するオーバーフロー判定回路と、
を有することを特徴とする回転周期計測装置。
【請求項２】
前記カウントアップ回路に格納された値から前記初期値を減じて前記パルス信号の周期における前記基準クロックの計数値を算出し、前記回転周期を求めることを特徴とする請求項１に記載の回転周期計測装置。
【請求項３】
前記初期値は、前記カウントアップレジスタに格納できる最大値から前記基準周期での前記基準クロック数を減じた値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転周期計測装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体の回転周期を測定する回転周期計測装置に関し、特に回転停止を検出する判定機能に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転体の回転周期や回転数などの計測では、パルスエンコーダである回転センサを用いて、この回転センサが回転体の回転周期に応じて出力するパルス信号の周期を計測することによるものがある。
これを図を用いて説明する。
【０００３】
図２は従来の回転周期の計測を説明するタイミングチャートである。
図２において、回転パルス（ａ）は、回転体の回転に同期して発生する回転パルス信号を、横軸に時間、縦軸に振幅をとって表したものである。パルスの間隔がすなわち回転周期である。
【０００４】
基準クロック（ｂ）は、所定の周期（Ｔｃｌｋ）で発生させたクロック信号であり、横軸に時間、縦軸に振幅をとって表したものである。
カウントアップ値（ｃ）は、回転パルスを検出した時に、０に初期化され、基準クロックが発生する度に１ずつ加算される値であり、横軸に時間、縦軸にカウントアップ値をとって表したものである。
【０００５】
確定カウント値（ｄ）は、次の回転パルスを検出した時に、その時点（０に初期化される直前）でのカウントアップ値を示すものであり、横軸に時間、縦軸に確定カウント値をとって表したものである。
【０００６】
回転周期は、回転パルスの１周期の間に発生した基準クロックの数をカウントした確定カウント値Ｎと基準クロックの周期Ｔｃｌｋから次式により算出することができる。
回転周期＝  Ｎ×Ｔｃｌｋ  ・・・・・（１）
ここで、Ｎは確定カウント値、Ｔｃｌｋは基準クロックの周期である。
【０００７】
具体的には、最初の回転パルスを検出した時に、カウントアップ値を０に初期化し、基準クロックが発生する度にカウントアップ値を１ずつ加算して行く。２個目の回転パルスを検出した時に、その時点でのカウントアップ値（基準クロックの繰り返し数の計数値）を確定カウント値とすると共に、カウントアップ値を０に初期化し、引き続き基準クロックのカウントアップを行う。３個目以降の回転パルスについても同様な動作を繰り返して行く。
【０００８】
例えば、図２の回転パルス（ａ）の周期Ｔ４は、この周期Ｔ４におけるパルスの立ち上がりを検出してから次の周期Ｔ５におけるパルスの立ち上がりを検出するまでの時間であり、この時間でカウントされる基準クロックの数がカウントアップ値Ｎ４となる。
【０００９】
しかし、このような回転周期の計測では、回転パルスを検出して初めて周期が確定するので、次の回転パルスを検出するまでの間は、その時点の以前に計測された周期が計測結果となる。したがって、回転が停止して回転パルスが発生しなくなると、最後の測定結果が継続して表示されるので、ユーザには回転が停止しているのか、実際に最後の測定結果の周期で回転が継続しているのか区別が付かない。
【００１０】
この場合、カウンタに備えられたオーバーフロー判定機能により計測値のオーバーフローをもって、回転停止を判定する構成も考えられるが、ユーザの作業性などを考慮すると回転停止を判定するための基準となる周期（停止判定基準周期）を任意に設定し、この周期を超えて次の回転パルスが発生しない場合には回転が停止したものと判定する機能が必要となる。
【００１１】
停止判定基準周期を設定した場合では、図２のＮｓｐが、回転体の回転が停止しているか否かの判定に用いる予め設定された回転停止を判定する基準のカウント値（基準クロックの数）である。
Ｎｓｐは、停止判定基準周期をＴｓｐとすると、（１）式より、Ｎｓｐ＝Ｔｓｐ／Ｔｃｌｋで与えられる。カウントアップ値がＮｓｐに達した場合に、「回転停止」と判定し、確定カウント値をＮｓｐとする。
【００１２】
上述の停止判定機能を有する従来の回転周期計測装置について図を用いて説明する。
図３は、従来の回転周期計測装置の一例を示した構成図である。
図３において、基準クロック検出時動作部１０は、カウントアップ回路１０１と、オーバーフロー判定回路１０２と停止判定回路１０３から成り、周期Ｔｃｌｋの基準クロックが入力され、この基準クロックを検出した時に動作する。
回転パルス検出時動作部１１は、ラッチ回路１１１とカウントアップレジスタ初期化回路１１２から成り、回転パルスが入力され、この回転パルスを検出した時に動作する。
レジスタ部１２は、カウントアップレジスタ１２１と停止判定基準値レジスタ１２２と確定カウント値レジスタ１２３から成り、各種の値を保持、記憶する。  ＣＰＵ１３（中央演算装置）は、ソフトウェア処理により周期算出手段１３１と停止判定基準値設定手段１３２を有する。
また、装置においては、図示しない基準クロックを発生させるクロック発生手段と回転周期の計測結果を表示する表示手段と装置の操作や所定の数値の入力などを行うための操作手段などを備えている。
【００１３】
詳細について、それぞれの動作順序に従って説明する。
図３において、ＣＰＵ１３の停止判定基準値設定手段１３２はユーザが指定した停止判定基準周期（Ｔｓｐ）から、次式により停止判定基準値（Ｎｓｐ）を算出して、この値を停止判定基準値レジスタ１２２に格納して初期化を行う。
Ｎｓｐ＝Ｔｓｐ／Ｔｃｌｋ
ここで、Ｎｓｐは、停止判定基準値、Ｔｓｐは、停止判定基準周期、Ｔｃｌｋは基準クロックの周期である。
【００１４】
カウントアップ回路１０１は、基準クロックの繰り返し信号を検出する毎に、カウントアップレジスタ１２１の計数値に１を加算して基準クロックを計数していく。
オーバーフロー判定回路１０２は、カウントアップレジスタ１０１の値が、保持できる最大値に達していないかを判定するものであり、達していた場合は測定を中止して最大値を確定カウント値レジスタ１２３に設定する。
カウントアップ回路１０１とカウントアップレジスタ１２１とオーバーフロー判定回路１０２とで通常のカウンタが構成される。オーバーフロー判定機能は、一般的にカウンタに備えられるものである。
【００１５】
停止判定回路１０３は、コンパレータなどで構成され、カウントアップレジスタ１２１の計数値が停止判定基準値レジスタ１２２の値に達していないか判定し、達していた場合は測定を中止して停止判定基準値レジスタ１２２の値を確定カウント値レジスタ１２３に設定する。これが、任意に設定された停止判定基準周期による回転停止の判定である。
【００１６】
また、通常の回転周期計測では、回転パルスの検出により、ラッチ回路１１１は、確定カウント値レジスタ１２３に格納し、カウント値をラッチすると共に、カウントアップレジスタ初期化回路１１２は、リセット信号を出力し、カウントアップレジスタ１２１の値を０で初期化する。ＣＰＵ１３の周期算出手段１３１は確定カウント値レジスタ１２３の値（Ｎ）を読み出し、周期（Ｔ）を次式により算出する。
Ｔ＝Ｎ×Ｔｃｌｋ
ここで、Ｔは回転パルスの周期、Ｎは基準クロックの計数値、Ｔｃｌｋは基準クロックの周期である。
【００１７】
また、サーボモータに取り付けられたパルス発生器から発生する出力パルス列の周期をクロック信号を用いてカウントするカウンタと、カウントした周期を記憶しておくレジスタと、このパルス周期の逆数を記憶するメモリを有し、エンコーダ出力パルスの周期を上記レジスタから読み取り、そのエンコーダ出力パルス周期を上記メモリのアドレスに変換してこのメモリより出力パルス周期の逆数を読み出して、サーボモータの回転速度を検出するようにしたものもある（例えば特許文献１参照。）。
【００１８】
【特許文献１】
特開昭５９−１６０７６６号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、回転が停止して回転パルスが発生しなくなると、最後の測定結果が継続するので、ユーザには回転が停止しているのか、実際に最後の測定結果の周期で回転が継続しているのか区別が付かない。
【００２０】
このため、ユーザなどにより設定された停止判定基準周期を超えた場合に、回転停止を判定する停止判定回路が必要となるため、オーバーフロー判定回路に加えてもう１つの判定回路を持たなければならず、回路規模が大きくなるという問題があった。
【００２１】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、ユーザなどにより設定された停止判定基準周期に基づく停止判定機能を、判定回路を追加することなく実現することにより、回路規模を縮小した回転周期計測装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は次の通りの構成になった回転周期計測装置である。
【００２３】
（１）  回転センサから出力されるパルス信号の周期における基準クロックを計数することにより、回転周期を算出する回転周期計測装置において、
前記基準クロックの計数値が格納されるカウントアップレジスタと、
回転停止を判定する基準周期に基づき算出した初期値を、前記カウントアップレジスタに格納して初期化するカウントアップレジスタ初期化回路と、
前記基準クロックの計数値が前記カウントアップレジスタに格納できる最大値となったか否かを検出するオーバーフロー判定回路と、
を有することを特徴とする回転周期計測装置。
【００２４】
（２）  前記カウントアップ回路に格納された値から前記初期値を減じて前記パルス信号の周期における前記基準クロックの計数値を算出し、前記回転周期を求めることを特徴とする（１）に記載の回転周期計測装置。
【００２５】
（３）  前記初期値は、前記カウントアップレジスタに格納できる最大値から前記基準周期での前記基準クロック数を減じた値であることを特徴とする（１）または（２）に記載の回転周期計測装置
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示した構成図である。
【００２７】
図１において、基準クロック検出時動作部１は、カウントアップ回路１１と、オーバーフロー判定回路１２から成り、周期Ｔｃｌｋの基準クロックが入力され、この基準クロックを検出した時に動作する。
回転パルス検出時動作部２は、ラッチ回路２１とカウントアップレジスタ初期化回路２２から成り、回転パルスが入力され、この回転パルスを検出した時に動作する。
レジスタ部３は、カウントアップレジスタ３１とカウントアップ初期値レジスタ３２と確定カウント値レジスタ３３とから成り、各種の値を保持・記憶する。  ＣＰＵ４（中央演算装置）はソフトウェア処理により周期算出手段４１と基準値設定手段４２を有する。
また、図示しないが、基準クロックを発生するクロック発生手段と、回転周期計測結果を表示する表示手段と操作や所定の数値の入力などを行うための操作手段などが設けられている。
【００２８】
詳細について、それぞれの動作順序に従って説明する。
ＣＰＵ４の停止判定基準値設定手段４２は、カウントアップレジスタ３１に格納できるクロック数（基準クロックの繰り返し数）の最大値（Ｎｍａｘ）と、ユーザが指定した停止判定基準周期（Ｔｓｐ）と、基準クロックの周期（Ｔｃｌｋ）から次式より求められる停止判定基準値（Ｎｏ）をカウントアップ初期値レジスタ３２に格納して初期化する。
Ｎｏ＝Ｎｍａｘ−Ｔｓｐ／Ｔｃｌｋ
【００２９】
カウントアップレジスタ初期化回路２２は、回転パルスを検出して、カウントアップ初期値レジスタの停止判定基準値（Ｎｏ）をカウントアップレジスタ３１に格納して初期化する。
カウントアップ回路１１は、基準クロックの繰り返し信号を検出する毎に、カウントアップレジスタ３１の値に１を加算して、基準クロックを計数していく。
オーバーフロー判定回路１２は、コンパレータなどから構成され、カウントアップレジスタ３１の値が、保持できる最大値（Ｎｍａｘ）に達していないかを判定し、達していた場合は測定を中止して最大値（Ｎｍａｘ）を確定カウント値レジスタ３３に格納する。カウントアップ回路１１とカウントアップレジスタ３１とオーバーフロー判定回路１２とで通常のカウンタが構成される。オーバーフロー判定機能は、一般的にカウンタに備えられるものである。
【００３０】
このとき、カウントアップレジスタ３１には、停止判定基準値（Ｎｏ）が初期値として予め格納されているため、この初期値から基準クロックを計数していくことにより、最大値（Ｎｍａｘ）まで計数したときが、ユーザが設定した停止判定周期となったときとなる。
【００３１】
これにより、オーバーフロー判定回路１２がカウントアップレジスタ３１のオーバーフローを検出することで、停止判定基準周期との比較により、回転体が停止しているか否かを判定することができ、別途、判定回路を設ける必要がない。
尚、回転体の停止を検出した場合には、図示しない表示手段に停止している旨を表示し、ユーザに知らせる。
【００３２】
オーバーフロー判定回路１２がカウントアップレジスタ３１のオーバーフローを検出しない場合は、以下のように通常の回転周期の計測を行う。
回転パルスの検出により、ラッチ回路２１は、カウントアップレジスタ３１の値を確定カウント値レジスタ３３に格納し、カウント値をラッチすると共に、カウントアップレジスタ初期化回路２２は、カウントアップレジスタ３１に、カウントアップ初期値レジスタ３２に格納されている停止判定基準値（Ｎｏ）を格納して初期化する。
尚、各レジスタ間のカウント値のやり取りなどは、ＣＰＵを介して行ってもよい。
【００３３】
ＣＰＵ４の周期算出手段４１は、確定カウント値レジスタ３３の値（Ｎ）を読み出し、周期（Ｔ）を次式により算出する。
Ｔ＝（Ｎ−Ｎｏ）×Ｔｃｌｋ
以上により、回転体の回転周期を算出することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果がある。
【００３５】
請求項１及び請求項３に記載の発明によれば、カウントアップレジスタに格納できる最大値から停止判定基準周期に相当する基準クロックの計数値を引いた値を、予めカウントアップレジスタに格納しておくことで、１つの判定回路のみでカウントアップレジスタがオーバーフローしたか否かにより、回転停止が判定できる。これにより、回路規模を縮小することができる。
【００３６】
請求項２に記載の発明によれば、オーバーフロー判定に対応させるためにオフセットを加えた計数値から、回転周期を算出することができる。
【００３７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】従来の回転周期の計測を説明するタイミングチャートである。
【図３】従来の回転周期計測装置の一例を示した構成図である。
【符号の説明】
１１  カウントアップ回路
１２  オーバーフロー判定回路
２２  カウントアップレジスタ初期化回路
３１  カウントアップレジスタ
３２  カウントアップ初期値レジスタ
４１  周期算出手段
４２  停止判定基準値設定手段
【図１】
2004198337.tif 000003
【図２】
2004198337.tif 000004
【図３】
2004198337.tif 000005