JP5327441B2 - Pulse output device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a pulse output device suitable for incorporation into, for example, a position control unit that is an element unit of a building block type PLC.
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。
A schematic diagram showing an application example of a building block type PLC including a position control unit is shown in FIG. In this application example, a lift device having a
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。
In the figure, a
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。
The
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。
The
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。 The step signal PS is defined by a plurality of step pulse trains defined by a pulse number (N) and a pulse interval (T) (first step pulse trains defined by N1 and T1, N2 and T2). Second stepping pulse train, third stepping pulse train defined by N3 and T3,... Nth stepping pulse train defined by Nn and Tn) are sequentially included in series.
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。
The direction progression DS is a binary signal, and its logical value is the first logical value (for example, “H”) and counterclockwise (CCW) when the
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。
The motor rotation amount or rotation angle per step pulse included in the step signal PS is maintained constant by the
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。
Therefore, by controlling the number of pulses (N) and pulse interval (T) included in the step signal PS and the logical value of the direction signal DS, the rotation amount, rotation speed, and rotation direction of the
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)。 A block diagram showing the overall configuration of the position control unit is shown in FIG. 12, and a detailed configuration diagram of the entire PLC including the unit is shown in FIG. 13 (see, for example, Patent Document 1).
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。
As shown in FIG. 12, the
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。
A detailed configuration diagram of the entire PLC including the position control unit is shown in FIG. As shown in the figure, the
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。
Here, the command analysis processing unit P1 receives the control command received from the
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。 Together, the unit conversion calculation processing unit P2 and the position control calculation processing unit P3 are the target height expressed in a predetermined command unit system (mm) obtained as a result of the analysis in the command analysis processing unit P1. 14 (a), a series of speeds corresponding to each time-division instantaneous value of the speed profile from the current height to the target height are calculated as shown in FIG. 14 (a) and shown in FIG. 14 (b). As described above, a series of movement amount data expressed in a predetermined pulse unit system (number of stepping pulses) is output in time series.
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。
Based on a series of movement amount data output in time series from the position control calculation processing unit P3, the pulse output command processing unit P4 corresponds to the corresponding position control command data (output instruction data, pulse output number designation data, pulse interval). Designating data, direction designation data, etc.) and writing these data to the corresponding registers in the
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。
A block diagram of a conventional pulse output ASIC is shown in FIG. As shown in the figure, the pulse output ASIC 122 includes an MPU / I /
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。
The MPU / I /
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。
The
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。
In response to the reception timing of the output instruction signal S1, the
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。
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。 By the way, the pulse output command processing unit P4 (see FIG. 13) is based on the movement amount data string (see FIG. 14B) given in time series from the position control calculation processing unit P3 located in the preceding stage. The target position data and the speed data are determined one after another, and a necessary command is given to the pulse output ASIC 122 based on the determined data pairs (target position data and speed data).
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。 FIG. 16 shows a flowchart showing conventional MPU processing (corresponding to processing for realizing the function of the pulse output command processing unit P4) at that time.
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。
As shown in the figure, in this MPU process, first, as
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。
Next, as
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。
Next, in
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。
Finally, as
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)。
However, such conventional MPU processing requires various pre-processing (
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。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to reduce the load on the MPU by making the preprocessing prior to the data writing process to the output instruction unit as unnecessary as possible. Even if the step pulse corresponding to the previous target position is being output, a new setting corresponding to the next target position can be set until the end of the output of the step pulse corresponding to the previous setting. It is an object to provide a pulse output ASIC that improves the responsiveness of the device and enables high-speed and fine control.
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。 Still another object of the present invention is to provide a position control unit of a building block type PLC that enables high-speed and fine control by incorporating such a pulse output ASIC.
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。 Still other objects and operational effects of the present invention should be easily understood by those skilled in the art by referring to the following description of the specification.
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。 The above-mentioned [Problem to be Solved by the Invention] can be solved by a pulse output ASIC or a position control unit having the following configuration.
[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。
[Basic configuration]
That is, the pulse output device (13) of the present invention includes an MPU system (121) for generating position control command data, a step signal (PS) including a series of step pulse trains, and a logical value corresponding to the step direction. Position control command provided from the MPU system (121), which is interposed between the drive device (2) which advances a drive source such as a motor in a designated direction based on a direction signal (DS) having Based on the data, the step signal (PS) and the direction signal (DS) corresponding to the step signal are generated and output. More specifically, for example, it can be configured as a pulse output ASIC (generally a wired logic IC, but in some cases, it may be a programmable element such as an FPGA).
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。 That is, this pulse output device is connected to the MPU bus (123) connected to the MPU system (121) as shown in FIGS. 1, 3, 5, and 7, and is connected to the MPU system (121). MPU / I / F control unit (131) functioning as an interface between the MPU / I / F control unit (131) and the MPU system (121) side to which the position control command data can be written The output instruction unit (132) including the output signal, and the step signal (PS) and the direction signal (DS) are generated and output based on the position control command data written in the register of the output instruction unit (132). And an output unit (133).
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。 The output instruction unit (132), as the registers, includes an output instruction register (132a) for storing output instruction data (D0) and a pulse interval specification register (132b) for storing pulse interval specification data (D2). ) And an absolute position designation register (132c) for storing absolute position designation data (D4) representing the target position by the absolute position, and the output instruction data (D0) is written to the output instruction register In response to the determined timing, a predetermined output instruction signal (S1) is generated (132-1).
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。 In response to the output instruction signal (S1), the output unit (133) stores the absolute position designation data (D4) stored in the absolute position designation register (132c) and the pulse interval designation register (132b). Based on the pulse interval designation data (D2), the number of stepping pulses necessary to reach the target position designated by the absolute position designation data (D4) is represented by the pulse interval designation data (D2). Output in the step signal (PS) at a specified pulse interval, and change the logical value of the direction signal (DS) in correspondence with the step direction required to reach the target position. (133-1).
[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。
[Effects of basic configuration]
According to such a configuration, since the data (D0, D2, D4) to be written in the registers (132a, 132b, 132c) of the output instruction unit (132-1) are all known, the output The pre-processing prior to the data writing process for each register (132a, 132b, 132c) of the instruction unit (132-1) is almost unnecessary, and as shown in FIG. 8, by reducing the load on the MPU, the previous target can be obtained. Even when a stepping pulse corresponding to the position is being output, a new setting corresponding to the next target position can be made until just before the stepping pulse output ends, improving the responsiveness in position control, and at high speed. Fine control is possible.
[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。
[Modification 1]
The output unit (133) includes a step signal generation circuit (133a ′) for generating the step signal (PS) and the direction signal, like the output unit (133-2) shown in FIG. A direction signal generation circuit (133b) for generating (DS), an output stop instruction signal (S2) for stopping output of a stepping pulse in the stepping signal (PS), and a target position are reached. An absolute position control circuit (133c ′) may be included in order to generate direction designation data (D3) representing a necessary step direction.
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。 The absolute position control circuit (133c ′), as shown in FIG. 4, is obtained by adding / subtracting a step pulse included in the step signal (PS) according to a logical value of the direction signal. Current position register (133c'-1) for storing position data, current position data stored in the current position register (133c'-1), and absolute position stored in the absolute position designation register (132c) An output stop instruction signal (S2) is generated based on the comparison with the designated data (D4), and the step direction determined from the polarity of the difference between the current position data and the absolute position designated data (D4) is shown. An arithmetic circuit (1334-2) for generating the direction designation data (D3), and outputting the output stop instruction signal (S2) and the direction designation data (D3) thus generated. It may be.
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。 As shown in FIG. 3, the step signal generation circuit (133a ′) stores the step pulse in the pulse interval designation register (132b) in response to the timing of the output instruction signal (S1). At the pulse interval designated by the designated pulse interval designation data (D2), output is started during the step signal (PS) and the output stop instruction signal (S2) outputted from the absolute position control circuit (133c ′) ), The output of the stepping pulse may be stopped.
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。 As shown in FIG. 3, the direction signal generation circuit (133b) has a logical value corresponding to the direction indicated by the direction designation data (D3) output from the absolute position control circuit (133c ′). (DS) may be output.
[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。
[Effects of Modification 1]
According to such a configuration, in addition to the operational effects of the basic configuration, as shown in FIG. 4, in the arithmetic circuit (1334-2), the function of calculating the movement amount becomes unnecessary, and the circuit is correspondingly increased. There is an advantage that the configuration is simplified.
[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。
[Modification 2]
As in the output instruction unit (132-3) shown in FIG. 7, the output instruction unit (132) is a register for switching the position designation mode between the relative position designation mode and the absolute position designation mode. / Relative / absolute / switch register (132f) for storing absolute / switching data, pulse output number specifying register (132g) for storing pulse output number specifying data (D1), and direction specifying data are stored. And a predetermined relative / absolute / switching signal (S4) based on the relative / absolute / switching data written to the relative / absolute / switching register (132f). It may be configured to generate.
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。 When the relative / absolute / switching signal (S4) indicates the relative position designation mode, the output unit (133) can be configured like the output unit (133-4) shown in FIG. The step signal generation circuit (133a), like the step signal generation circuit (133a ″), responds to the timing of the output instruction signal (S1) and outputs a pulse output number designation register (132g). The number of stepping pulses designated by the pulse output number designation data (D1) stored in the pulse interval designation data (D2) stored in the pulse interval designation register (132b) It may be configured to output during the step signal (PS).
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(D6)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。 The direction signal generation circuit (133b) also has a logical value corresponding to the direction indicated by the direction specification data (D 6 ) stored in the direction specification register (132h) like the direction signal generation circuit (133b ′). May be configured to output a direction signal (DS).
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。 When the relative / absolute / switch signal (S4) indicates the absolute position designation mode, the output unit (133) can be configured like the output unit (133-4) shown in FIG. The step signal generation circuit (133a), like the step signal generation circuit (133a ″), in response to the timing of the output instruction signal (S1), the step pulse generation circuit (133a) At the pulse interval designated by the pulse interval designation data (D2) stored in the interval designation register (132b), output is started during the advance signal (PS) and output from the absolute position control circuit (133c ″). In response to the output stop instruction signal (S2), the output of the stepping pulse may be stopped.
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。
The direction signal generation circuit (133b) is the direction indicated by the direction designation data (D3) output from the absolute position control circuit (133c ″) like the direction signal generation circuit (133b ′) shown in FIG. The direction designation data (D3) output from the absolute position control circuit (133c ″) may of course be output so as to output a direction signal (DS) having a logical value corresponding to. The difference between the current position data obtained by adding or subtracting the step pulse included in the step signal (PS) according to the logical value of the direction signal (DS) and the absolute position designation data (D4). It is generated from the polarity and is not stored in the
[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。
[Effects of Modification 2]
According to such a configuration, in addition to the operational effects of the basic configuration, as long as data corresponding to the “relative mode” is written in the relative /
[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。
[Modification 3]
The output unit 133 includes a step signal generation circuit (133a) for generating the step signal (PS) and the direction signal (DS) like the output unit (133-1) shown in FIG. A direction signal generation circuit (133b) for generating a signal, output number designation data (D1) indicating the number of stepping pulses necessary to reach the target position, and a stepping direction necessary for reaching the target position An absolute position control circuit (133c) may be included to generate the direction designation data (D3).
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。 As shown in FIG. 2, the absolute position control circuit (133c) stores current position data obtained by adding or subtracting a step pulse included in the step signal according to a logical value of the direction signal. Current position register (133 c-1) for performing the difference between the current position data stored in the current position register (133 c-1) and the absolute position designation data (D 4) stored in the absolute position designation register Output number designation data (D1) is generated from the absolute value, and direction designation data (D3) indicating the stepping direction determined from the polarity of the difference between the current position data and the absolute position designation data (D4) is generated. And outputs the output number designation data (D1) and the direction designation data (D3) thus generated in synchronization with the output instruction signal (S1). It may be configured so.
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。 In response to the timing of the output instruction signal (S1), the step signal generation circuit (133a) has the number of outputs specified by the output number specifying data (D1) output from the absolute position control circuit (133c). The step pulse may be output in the step signal (PS) at a pulse interval designated by the pulse interval designation data (D2) stored in the pulse interval designation register (132b). Good.
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。 The direction signal generation circuit (133b) is configured to output a direction signal (DS) having a logical value corresponding to the direction indicated by the direction designation data (D3) output from the absolute position control circuit (133c). May be.
[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。
[Effects of Modification 3]
According to such a configuration, there is an advantage that the step signal generation circuit (1223a) used conventionally shown in FIG. 15 can be used in addition to the function and effect of the basic configuration.
[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示データが前記プリセット指示レジスタ(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示信号(S3)を生成するように構成されていてもよい。
[Modification 4]
In any of the basic configuration and third modifications described above, the output control unit (132), as the output control unit (132-2) shown in FIG. 5, as the register, further, the preset instructions a preset instructions register for storing the data (132d), and a preset value designation register for storing the preset value specified data (132e), and the preset instructions data the preset instructions register (132d) in response to the timing stored in, or may be configured to generate a predetermined preset instructions signal (S3).
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、前記プリセット指示信号(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。 The absolute position control circuit (133c) is stored as an absolute position control circuit shown in FIG. 5 (133c "), in response to said preset instructions signal (S3), the preset value specified register (132e) The preset value specified by the preset value specifying data may be configured to be preset in the current position register (133c ″ -1).
[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。
[Effects of Modification 4]
According to such a configuration, there is an advantage that a one-dimensional coordinate reference point for defining the current position can be freely determined.
[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。
[Application example]
The pulse output device according to the basic configuration and the first to fourth modifications can be applied to a position control unit of a building block type PLC. That is, this position control unit is a one-element unit of a building block type PLC (12) used together with the CPU unit (11), the input / output unit, and the like, and has the following configuration.
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。 That is, the position control unit includes an MPU system (121) connectable to an internal bus (123) connected to the CPU unit (11), and a pulse output device to which position control command data is given from the MPU system (121). (122).
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。
The MPU system (121) is expressed by a command analysis processing unit (P1) for analyzing a control command received from the CPU unit, and a predetermined command unit system obtained as a result of analysis in the command analysis processing unit. Based on the target position, a series of speeds corresponding to each time-division instantaneous value of the speed profile from the current position to the target position is calculated, and a series of movement amount data expressed in a predetermined pulse unit system is obtained in time series. A position control calculation processing unit (P2, P3) with unit conversion function to be output and a series of movement amount data output in time series from the position control calculation processing unit (P2, P3) with unit conversion function Based on the above, the target position data and speed data for the time being are determined one after another, and based on each of the determined data pairs (target position data and speed data), It includes the pulse output command processing unit to provide the necessary instruction to
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。 As the pulse output device, the pulse output device according to any one of the basic configuration and the first to fourth modifications is used.
[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。
[Function and effect of application example]
According to this position control unit, it is possible to make new settings corresponding to the next target position until just before the end of the output of the stepping pulse, thus improving responsiveness in position control and enabling high-speed and fine control. Become.
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。 According to the pulse output device of the present invention, since the data (D0, D2, D4) to be written to the registers (132a, 132b, 132c) of the output instruction unit (132) are all known, output is performed. The pre-processing prior to the data writing process for each register (132a, 132b, 132c) of the instruction unit (132-1) is almost unnecessary, and as shown in FIG. 8, by reducing the load on the MPU, the previous target can be obtained. Even when a stepping pulse corresponding to the position is being output, a new setting corresponding to the next target position can be made until just before the stepping pulse output ends, improving the responsiveness in position control, and at high speed. Fine control is possible.
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。 Hereinafter, a preferred embodiment of a pulse output device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, the pulse output device according to the present invention is realized as an ASIC (Application Specific IC).
[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。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a configuration diagram (first embodiment) of a pulse output ASIC which is a pulse output device according to the present invention. As described above with reference to FIGS. 11 to 14, the
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。
The
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。
The output instruction unit 132-1 includes, as the registers, an
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。
The output unit 133-1 includes a step
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。
A detailed configuration diagram of the absolute
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。
In FIG. 2, the data input D of the current position register 133c-1 is alternatively inputted with its own “Q output value +1” or “Q output value −1” via the
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。 The arithmetic circuit 1334-1 calculates the output number designation data from the absolute value of the difference between the current position data stored in the current position register 133c-1 and the absolute position designation data D4 corresponding to the target position stored in the absolute position designation register. In addition to generating D1, direction specifying data D3 indicating the stepping direction determined from the polarity of the difference between the current position data and the absolute position specifying data D4 is generated.
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。 An explanatory diagram of the ring count operation when the current position and the designated position are given is shown in FIG. As shown in the figure, in this arithmetic circuit 1334-1, assuming a ring count operation, if the current position <specified position, the stepping direction is clockwise (CW direction) and the movement amount is (specified position). -Current position), if current position> specified position, the stepping direction is counterclockwise (CCW direction) and the movement amount is (current position-specified position), and the current position = In the case of the designated position, the current direction is maintained as the stepping direction, and the movement amount is set to zero.
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。
Since the output number designation data D1 thus generated is latched in the
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。
In response to the reception timing of the output instruction signal S1, the step
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。
The direction
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。
According to the above configuration, the output number designation data D1 and the direction designation data D3 required for generating the step signal PS and the direction signal DS are automatically generated by the action of the absolute
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。
At this time, since the data D0, D2, and D4 to be written to the
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。 According to the experiments by the present inventors, as shown in FIG. 9, when it is desired to set the target value to “4” during the output of the stepping pulse, the margin even during high frequency (for example, 1 MHz) output. It was confirmed that control could be implemented without need.
[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。
[Second Embodiment]
FIG. 3 shows a configuration diagram (second embodiment) of the pulse output ASIC according to the present invention. As described above with reference to FIGS. 11 to 14, the
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。
The
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。
The output instruction unit 132-1 includes the
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。
The output unit 133-2 includes a step
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。
A detailed configuration diagram of the absolute
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。
In FIG. 4, the current “Q output value + 1” or “Q output value−1” is alternatively input to the data input D of the
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。
The arithmetic circuit 1334-2 calculates the output stop instruction source signal (current position) based on the comparison between the current position data stored in the
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。
Returning to FIG. 3, in response to the generation timing of the output instruction signal S1, the step
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。
The direction
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。
According to the above configuration, the output stop instruction signal S2 and the direction designation data D3 required for generating the step signal PS and the direction signal DS are automatically generated by the action of the absolute
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。
At this time, since the data D0, D2, and D4 to be written to the
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。 Moreover, in the second embodiment, the absolute position control circuit does not need a function for calculating the movement amount, and there is an advantage that the circuit configuration is simplified correspondingly.
[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。
[Third Embodiment]
A block diagram (third embodiment) of a pulse output ASIC according to the present invention is shown in FIG. As described above with reference to FIGS. 11 to 14, the
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。
The
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。
The output instruction unit 132-2 includes the
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。
In addition, the output instruction unit 132-2 includes a
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。
The output unit 133-3 includes a step
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。
A detailed configuration diagram of the absolute
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。
6, the preset value designation data D5 and the output of the
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。
Therefore, in the
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。
The arithmetic circuit 1334-2 calculates the output stop instruction source signal (current position) based on the comparison between the current position data stored in the
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。
Returning to FIG. 5, the step
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。
The direction
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。
According to the above configuration, the output stop instruction signal S2 and the direction designation data D3 required for generating the step signal PS and the direction signal DS are automatically generated by the action of the absolute
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。
At this time, since the data D0, D2, and D4 to be written to the
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。
In addition, in the third embodiment, by appropriately operating the
[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。
[Fourth Embodiment]
A block diagram (fourth embodiment) of a pulse output ASIC according to the present invention is shown in FIG. As described above with reference to FIGS. 11 to 14, the
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。
The
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。
The output instruction unit 132-3 includes, as the registers, an
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。
The output instruction unit 132-3 includes a
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。
Furthermore, the output instruction unit 132-3 uses the relative / absolute /
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D6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。
When the relative / absolute / switching signal S4 indicates the relative position designation mode, in the output unit 133-4, the step
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。
When the relative / absolute / switching signal S4 indicates the absolute position designation mode, in the output unit 134-4, the step
[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。
[Effects of Fourth Embodiment]
According to the above configuration, in addition to the operational effects of the configuration of the third embodiment, as long as data corresponding to the “relative mode” is written in the relative /
[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。
[Application example]
The
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。
That is, as shown in FIG. 12, the
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。
As shown in FIG. 13, the
[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。
[Function and effect of application example]
According to this position control unit, a new setting corresponding to the next target position can be made until just before the end of the output of the stepping pulse, so that the responsiveness in position control is improved and high-speed and accurate fine control is achieved. It becomes possible.
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。 The pulse output device (pulse output ASIC in the embodiment) of the present invention includes, for example, an MPU system that generates position control command data and a series of stepping pulse trains in a position control unit that is an element unit of a building block type PLC. Between a drive device that advances a drive source such as a motor in a designated direction based on a step signal (PS) including a direction signal (DS) having a logical value corresponding to the step direction By doing so, the responsiveness in position control in the position control unit is improved, and high-speed and fine control is possible.
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
D6 方向指定データ
1 PLC
DESCRIPTION OF
121
121b ROM
121c RAM
122 Pulse output ASIC (conventional example)
123
D6 Direction specification data
Claims (6)
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。 Based on an MPU system (121) that generates position control command data, a step signal (PS) including a series of step pulse trains, and a direction signal (DS) having a logical value corresponding to the step direction, etc. Based on the position control command data given from the MPU system (121), which is interposed between the drive source (2) and the drive device (2) that advances in the designated direction. PS) and a pulse output device (13) for generating and outputting the direction signal (DS),
An MPU / I / F control unit (131) connected to an MPU bus (123) connected to the MPU system (121) and functioning as an interface with the MPU system (121);
An output instruction unit (132) including a register to which the position control command data can be written from the MPU system (121) side via the MPU / I / F control unit (131);
An output unit (133) for generating and outputting the step signal (PS) and the direction signal (DS) based on the position control command data written in the register of the output instruction unit (132-1); And
The output instruction unit (132)
As the registers, an output instruction register (132a) for storing output instruction data, a pulse interval specification register (132b) for storing pulse interval specification data (D2), and an absolute value that represents the target position by its absolute position An absolute position designation register (132c) for storing position designation data (D4), and a predetermined output designation signal (S1) in response to the timing when the output designation data is written in the output designation register Is configured (132-1) to generate
The output unit (133)
In response to the output instruction signal (S1), absolute position designation data (D4) stored in the absolute position designation register (132c) and pulse interval designation data (D2) stored in the pulse interval designation register (132b). ), The number of stepping pulses required to reach the target position specified by the absolute position specifying data (D4) is changed at the step interval specified by the pulse interval specifying data (D2). The signal is output during the advance signal (PS), and the logical value of the direction signal (DS) is changed (133-1) in accordance with the stepping direction necessary to reach the target position. A pulse output device characterized by that.
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)。 The output unit (133)
A step signal generation circuit (133a ′) for generating the step signal (PS);
A direction signal generation circuit (133b) for generating the direction signal (DS);
An output stop instruction signal (S2) for stopping the output of the stepping pulse in the stepping signal (PS) and direction designation data (D3) indicating the stepping direction necessary to reach the target position are generated. Therefore, an absolute position control circuit (133c ') is included (133-2),
The absolute position control circuit (133c ′)
A current position register (133c′-1) for storing current position data obtained by adding or subtracting a step pulse included in the step signal (PS) according to a logical value of the direction signal;
Based on the comparison between the current position data stored in the current position register (133c'-1) and the absolute position designation data (D4) stored in the absolute position designation register (132c), an output stop instruction signal (S2) And an arithmetic circuit (1334-2) for generating direction designation data (D3) indicating a stepping direction determined from the polarity of the difference between the current position data and the absolute position designation data (D4). Have
The output stop instruction signal (S2) and the direction designation data (D3) generated in this way are output,
The step signal generation circuit (133a ′)
In response to the timing of the output instruction signal (S1), the stepping pulse is changed at the pulse interval designated by the pulse interval designation data (D2) stored in the pulse interval designation register (132b). The output is started during the signal (PS), and the output of the stepping pulse is stopped in response to the output stop instruction signal (S2) output from the absolute position control circuit (133c ′). And
The direction signal generation circuit (133b)
It is configured to output a direction signal (DS) having a logical value corresponding to the direction indicated by the direction designation data (D3) output from the absolute position control circuit (133c ′). The pulse output device (13) according to claim 1.
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(D6)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。 The output instruction unit (132)
The register further includes a relative / absolute / switching register (132f) for storing relative / absolute / switching data for switching the position designation mode between the relative position designation mode and the absolute position designation mode, and a pulse output number designation. A pulse output number designation register (132g) for storing data (D1) and a direction designation register (132h) for storing direction designation data, and written to the relative / absolute / switching register (132f) Based on the relative / absolute / switching data, a predetermined relative / absolute / switching signal (S4) is generated (132-3),
When the relative / absolute / switching signal (S4) indicates the relative position designation mode,
In the output unit (133),
The step signal generation circuit (133a)
In response to the timing of the output instruction signal (S1), the number of stepping pulses designated by the pulse output number designation data (D1) stored in the pulse output number designation register (132g) is changed to the pulse interval designation register. (133a ″) configured to output the step signal (PS) at a pulse interval specified by the pulse interval specification data (D2) stored in (132b), and the direction signal generation circuit (133b)
It is configured (133b ′) to output a direction signal (DS) having a logical value corresponding to the direction indicated by the direction specifying data (D 6 ) stored in the direction specifying register (132h),
When the relative / absolute / switching signal (S4) indicates the absolute position designation mode,
In the output unit (133),
The step signal generation circuit (133a)
In response to the timing of the output instruction signal (S1), the stepping pulse is changed at the pulse interval designated by the pulse interval designation data (D2) stored in the pulse interval designation register (132b). The output is started during the signal (PS), and the output of the stepping pulse is stopped in response to the output stop instruction signal (S2) output from the absolute position control circuit (133c ″) (133a) ″)
The direction signal generation circuit (133b)
It is configured (133b ′) to output a direction signal (DS) having a logical value corresponding to the direction indicated by the direction designation data (D3) output from the absolute position control circuit (133c ″). The pulse output device according to claim 2.
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。 The output unit (133)
A step signal generation circuit (133a) for generating the step signal (PS);
A direction signal generation circuit (133b) for generating the direction signal (DS);
Absolute position control for generating output number designation data (D1) representing the number of stepping pulses necessary to reach the target position and direction designation data (D3) representing the stepping direction necessary to reach the target position Circuit (133c),
The absolute position control circuit (133c)
A current position register (133c-1) for storing current position data obtained by adding or subtracting a step pulse included in the step signal according to a logical value of the direction signal;
Output number designation data (D1) is generated from the absolute value of the difference between the current position data stored in the current position register (133c-1) and the absolute position designation data (D4) stored in the absolute position designation register. And an arithmetic circuit (1334-1) for generating direction designation data (D3) indicating a stepping direction determined from the polarity of the difference between the current position data and the absolute position designation data (D4),
The output number designation data (D1) and the direction designation data (D3) generated in this way are configured to be output in synchronization with the output instruction signal (S1).
The step signal generation circuit (133a)
In response to the timing of the output instruction signal (S1), the number of stepping pulses specified by the output number specifying data (D1) output from the absolute position control circuit (133c) is transferred to the pulse interval specifying register ( 132b) is configured to output in the step signal (PS) at a pulse interval specified by the pulse interval specification data (D2) stored in
The direction signal generation circuit (133b)
The direction signal (DS) having a logical value corresponding to the direction indicated by the direction designation data (D3) output from the absolute position control circuit (133c) is output. Item 2. The pulse output device according to Item 1.
前記レジスタとして、さらに、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示データが前記プリセット指示レジスタ(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示信号(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、
前記プリセット指示信号(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。 The output instruction unit (132)
As said register further includes a preset instructions register for storing the preset instructions data (132d), and a preset value designation register for storing the preset value specified data (132e), and the preset instructions data There in response to the timing stored in the preset instructions register (132d), is configured (132-2) to produce a predetermined preset instructions signal (S3),
The absolute position control circuit (133c)
In response to said preset instructions signal (S3), so as to preset the preset value specified in the preset value specified data stored in the preset value specified register (132e) to said current position register (133c "-1) 5. The pulse output device according to claim 2, wherein the pulse output device is configured as (133c ″).
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。 It is a one-element unit of a building block type PLC (12) used together with a CPU unit (11) and an input / output unit,
An MPU system (121) connectable to an internal bus (123) connected to the CPU unit (11), and a pulse output ASIC (122) to which position control command data is given from the MPU system (121),
The MPU system (121)
A command analysis processing unit (P1) for analyzing a control command received from the CPU unit;
Based on the target position expressed in a predetermined command unit system obtained as a result of the analysis in the command analysis processing unit, a series of speeds corresponding to each time-division instantaneous value of the speed profile from the current position to the target position is obtained. A position control arithmetic processing unit (P2, P3) with a unit conversion function that calculates and outputs in a time series as a series of movement amount data expressed in a predetermined pulse unit system;
Based on each of a series of movement amount data output in time series from the position control calculation processing unit (P2, P3) with unit conversion function, the target position data and speed data for the time being are determined as a pair one after another. And a pulse output command processing unit (P4) for giving a necessary command to the pulse output device (122) based on each determined data pair (target position data and velocity data),
A PLC position control unit, wherein the pulse output device according to any one of claims 1 to 5 is used as the pulse output device.
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