特許 5871385 発振器およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5871385

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】発振器およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01M 7/02 20060101AFI20160216BHJP

【ＦＩ】

   G01M7/00 B

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-91519(P2012-91519)

(22)【出願日】2012年4月13日

(65)【公開番号】特開2013-221762(P2013-221762A)

(43)【公開日】2013年10月28日

【審査請求日】2014年12月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】304039065

【氏名又は名称】カヤバ システム マシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067367

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 泉

(74)【代理人】

【識別番号】100122323

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 憲

(72)【発明者】

【氏名】関根 隆博

【審査官】 田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２３１９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０３３４６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のチャンネル毎に波形を設定する波形設定手段と、
上記波形設定手段に設定された上記各チャンネルの波形からデジタル制御信号を生成して出力する信号生成手段と、
上記チャンネルに一対一の関係で対応する複数の出力ポートを有して上記デジタル制御信号を対応するチャンネルのアナログ制御信号に変換して上記各出力ポートから出力するＤ／Ａボードと、
上記各チャンネルのうち一つを選択して当該選択されたチャンネルの波形の出力回数を含む波形出力条件を設定する条件設定手段とを備え、
上記信号生成手段は、上記選択チャンネルの波形については上記条件設定手段で設定された出力回数分のデジタル制御信号を出力するとともに、各非選択チャンネルの波形については上記選択チャンネルの波形を上記出力回数出力するために要する総出力時間を上記非選択チャンネルの波形の一回当たりの出力時間で割って得た回数分だけデジタル制御信号を出力する
ことを特徴とする発振器。

【請求項2】

複数のチャンネル毎に波形を設定する波形設定手段と、
上記波形設定手段に設定された上記各チャンネルの波形からデジタル制御信号を生成して出力する信号生成手段と、
上記チャンネルに一対一の関係で対応する複数の出力ポートを有して上記デジタル制御信号を対応するチャンネルのアナログ制御信号に変換して上記各出力ポートから出力するＤ／Ａボードと、
上記波形設定手段で設定した上記各チャンネルの各波形を波形セットとして複数の波形セットを記憶する記憶手段と、
上記波形セットの出力順と出力回数でなる波形セット出力条件を設定する波形セット出力条件設定手段とを備え、
上記信号生成手段は、上記波形セット出力条件に則って上記デジタル信号を生成出力する
ことを特徴とする発振器。

【請求項3】

ディスプレイ装置を備え、
上記波形セット出力条件設定手段は、上記ディスプレイ装置の画面に上記波形セット出力条件を入力可能な入力欄を表示する
ことを特徴とする請求項２に記載の発振器。

【請求項4】

複数のチャンネル毎に波形を設定する波形設定手段と、
上記各チャンネルのうち一つを選択して上記選択されたチャンネルの波形の出力回数を含む波形出力条件を設定する条件設定手段と、
上記波形設定手段に入力された上記各チャンネルの波形からデジタル制御信号を生成し、上記選択チャンネルの波形については上記条件設定手段で設定された出力回数分のデジタル制御信号を出力するとともに、各非選択チャンネルの波形については上記選択チャンネルの波形を上記出力回数出力するために要する総出力時間を上記非選択チャンネルの波形の一回当たりの出力時間で割って得た回数分だけデジタル制御信号を出力する信号生成手段
としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。

【請求項5】

複数のチャンネル毎に波形を設定する波形設定手段と、
上記波形設定手段で設定した上記各チャンネルの各波形を波形セットとして複数の波形セットを記憶する記憶手段と、
上記波形セットの出力順と出力回数でなる波形セット出力条件を設定する波形セット出力条件設定手段と、
上記波形設定手段に入力された各チャンネルの波形および上記波形セット出力条件に則ってデジタル信号を生成して出力する信号生成手段
としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。

【請求項6】

ディスプレイ装置の画面上に上記波形セット出力条件を入力可能な入力欄を表示させる上記波形セット出力条件設定手段
としてコンピュータを機能させることを特徴とする請求項５に記載のプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発振器および発振器に適するプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に試験片を加振する振動試験機等のアクチュエータへ与える制御指令を生成するために発振器が用いられる。

【0003】

この種の発振器は、発振信号として振動電圧を一つしか出力することができず、発振信号を二つの可変ボリュームへ入力し、可変ボリュームから出力された信号をアンプで増幅してアクチュエータへ与える制御信号を得るようになっている（たとえば、特許文献１参照）。

【0004】

このように、発振信号を複数の可変ボリュームへ入力することで、信号電圧の振幅を調節することができ、複数のアクチュエータを制御することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−１３３３５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の発振器は、一つの発振信号しか出力しないので、可変ボリュームで振幅を調節することができると言っても、複数のアクチュエータで位相の異なる振動を試験片に与えることができないので、このような場合には、発振器をアクチュエータの数だけ用意しなければならないから、コストが嵩むとともにスペースも余計に必要となるし、全ての発振器に振動波形や出力回数を入力する必要があるので、試験設定が非常に面倒である。

【0007】

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、低コスト且つ省スペースであって設定が簡単な発振器および発振器に向くプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段における発振器は、複数のチャンネル毎に波形を設定する波形設定手段と、上記波形設定手段に設定された上記各チャンネルの波形からデジタル制御信号を生成して出力する信号生成手段と、上記チャンネルに一対一の関係で対応する複数の出力ポートを有して上記デジタル制御信号を対応するチャンネルのアナログ制御信号に変換して上記各出力ポートから出力するＤ／Ａボードと、上記各チャンネルのうち一つを選択して当該選択されたチャンネルの波形の出力回数を含む波形出力条件を設定する条件設定手段とを備え、上記信号生成手段は、上記選択チャンネルの波形については上記条件設定手段で設定された出力回数分のデジタル制御信号を出力するとともに、各非選択チャンネルの波形については上記選択チャンネルの波形を上記出力回数出力するために要する総出力時間を上記非選択チャンネルの波形の一回当たりの出力時間で割って得た回数分だけデジタル制御信号を出力することを特徴とする。また、本発明の課題解決手段における他の発振器は、複数のチャンネル毎に波形を設定する波形設定手段と、上記波形設定手段に設定された上記各チャンネルの波形からデジタル制御信号を生成して出力する信号生成手段と、上記チャンネルに一対一の関係で対応する複数の出力ポートを有して上記デジタル制御信号を対応するチャンネルのアナログ制御信号に変換して上記各出力ポートから出力するＤ／Ａボードと、上記波形設定手段で設定した上記各チャンネルの各波形を波形セットとして複数の波形セットを記憶する記憶手段と、上記波形セットの出力順と出力回数でなる波形セット出力条件を設定する波形セット出力条件設定手段とを備え、上記信号生成手段は、上記波形セット出力条件に則って上記デジタル信号を生成出力することを特徴とする。

【0009】

また、本発明の課題解決手段におけるプログラムは、複数のチャンネル毎に波形を設定する波形設定手段と、上記各チャンネルのうち一つを選択して上記選択されたチャンネルの波形の出力回数を含む波形出力条件を設定する条件設定手段と、上記波形設定手段に入力された上記各チャンネルの波形からデジタル制御信号を生成し、上記選択チャンネルの波形については上記条件設定手段で設定された出力回数分のデジタル制御信号を出力するとともに、各非選択チャンネルの波形については上記選択チャンネルの波形を上記出力回数出力するために要する総出力時間を上記非選択チャンネルの波形の一回当たりの出力時間で割って得た回数分だけデジタル制御信号を出力する信号生成手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。さらに、本発明の課題解決手段における他のプログラムは、複数のチャンネル毎に波形を設定する波形設定手段と、
上記波形設定手段で設定した上記各チャンネルの各波形を波形セットとして複数の波形セットを記憶する記憶手段と、上記波形セットの出力順と出力回数でなる波形セット出力条件を設定する波形セット出力条件設定手段と、上記波形設定手段に入力された各チャンネルの波形および上記波形セット出力条件に則ってデジタル信号を生成して出力する信号生成手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。

【0010】

したがって、この発振器にあっては、オペレータは、アクチュエータへ入力したい振動を一つの発振器で一元的に設定することができ、波形設定が非常に容易となるとともに、一つの発振器で足りるのでコストを低減できるだけでなくスペースもその分取らずに済む。また、コンピュータにプログラムを実行させることで、コンピュータを波形設定手段および信号生成手段として機能させることができることから、汎用性に富むコンピュータを発振器の一構成とすることができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明の発振器によれば、低コスト且つ省スペースであって波形の設定が簡単となる。また、本発明のプログラムによれば、汎用性に富むコンピュータを発振器の一構成とすることができので、発振器のコストをより一層低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施の形態における発振器の構成を示す図である。

【図2】本発明の一実施の形態における発振器を構成するコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。

【図3】波形を入力するための設定画面を説明する図である。

【図4】波形セット出力条件を設定するための設定画面を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における発振器１は、図１に示すように、基本的には、六個のチャンネル毎に波形を設定する波形設定手段２と、波形設定手段２に設定された各チャンネルの波形からＤ／Ａボード４へ入力するデジタル制御信号を生成して出力する信号生成手段３と、上記チャンネルに一対一の関係で対応する複数の出力ポート４１，４２，４３，４４，４５，４６を有して上記デジタル制御信号を対応するチャンネルのアナログ制御信号に変換して各出力ポート４１，４２，４３，４４，４５，４６から出力するＤ／Ａボード４とを備えて構成され、出力ポート４１，４２，４３，４４，４５，４６にそれぞれ接続された図示しないアクチュエータへアナログ制御信号を与えるようになっている。

【0014】

つまり、この発振器１にあっては、六個のチャンネル毎に発振器１のオペレータが希望する波形を設定すると、設定された波形がチャンネルに対応する出力ポート４１，４２，４３，４４，４５，４６から出力され、図外の六個のアクチュエータを設定波形通りに伸縮作動させることができるようになっている。また、この実施の形態の発振器１にあっては、上記以外にも、波形出力条件を設定する条件設定手段５、波形設定手段２で設定した各チャンネルの各波形を波形セットとして複数の波形セットを記憶する記憶手段６と、波形セットの出力順と出力回数でなる波形セット出力条件を設定する波形セット出力条件設定手段７とを備えている。

【0015】

以下、各部について詳しく説明する。波形設定手段２と信号生成手段３は、図２に示すように、この実施の形態の場合、コンピュータＣがインストールされている所定のプログラムを実行することで実現される。コンピュータＣは、具体的にはたとえば、ＣＰＵ１０と、ＣＰＵ１０が演算を行う際に記憶領域を提供するＲＡＭ１１と、ハードディスク等の記憶装置１２と、ディスプレイ装置１３と、マウスやキーボードなどといった入力装置１４と、ＤＶＤ等といった記憶媒体からデータを読み出すことが可能なＤＶＤディスクドライブ等といったデータ読出装置１５と、これらを接続するバスライン１６とを備えて構成される。

【0016】

波形設定手段２は、ディスプレイ装置１３の画面上に六チャンネル分の波形入力エリアを表示させ、オペレータにチャンネル毎に波形を設定できる環境を提供する。具体的には、図３に示すように、ディスプレイ装置１３に表示される各チャンネルの波形入力エリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６にオペレータが波形を入力することで各チャンネルの波形が設定されるようになっている。また、この発振器１にあっては、予めいくつかのサンプル波形が記憶装置７に記憶されており、このサンプル波形を呼び出して波形表示エリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６に表示させるとともに、波形表示エリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６内でマウスなどのポインティングデバイスで指示することで振幅を変更することができるようになっている。サンプル波形は、たとえば、ランプ波、三角波、矩形波、正弦波等とされる。波形は、一周期分に限られず、数周期分で一つの波形として設定することができる。したがって、数周期に亘って徐々に振幅が小さくなるような波形を一波形としてチャンネルに設定することができる。なお、波形設定手段２にあっては、オペレータが設計した波形を自ら入力することができるようになっていてもよく、また、予めＤＶＤ等の記録媒体に記録された波形データをデータ読出装置１５で読み取り、この読み取った波形をチャンネルに設定するようにしてもよい。

【0017】

また、条件設定手段５は、ディスプレイ装置１３の画面上に波形出力条件を入力可能な入力欄を表示して、オペレータに波形出力条件を設定できる環境を提供する。オペレータは、この画面上で各チャンネルの波形を出力させる上で必要となる波形出力条件を入力することができるようになっており、この実施の形態では、六個のチャンネルのうち出力時間の基準となるチャンネルをいずれにするかを選択し、各チャンネルの波形の周波数と選択されたチャンネルの波形の出力回数でなる波形出力条件を設定する。

【0018】

そして、このように、各チャンネルの波形が全て設定され、波形出力条件が設定されると、オペレータが希望すれば、発振器１は、これら各チャンネルの波形群で一つの波形セットとして記憶装置１２に記憶させ、これで記憶手段６を構成している。波形セットは、いくつ作成してもよく、記憶装置１２に記憶させておくことができる。

【0019】

波形セット出力条件設定手段７は、ディスプレイ装置１３の画面上に波形セット出力条件を入力可能な入力欄を表示して、オペレータに波形セット出力条件を設定できる環境を提供する。オペレータは、この画面上で波形セットを出力させる順番と出力回数でなる波形セット出力条件を入力することができるようになっており、この実施の形態では、図４に示すように、ディスプレイ装置１３の画面上に、出力する波形セットを登録する登録欄Ｔと出力回数を入力する入力欄Ｎとを含む行が上下方向に多数列を形成しており、この行の登録欄Ｔに出力したい波形セットを登録すると、登録順に各波形セットがその行の入力欄Ｎに入力した回数出力される。よって、ある波形セットＡとある波形セットＢを交互に２回出力させるとともに波形セットＡについては一回ごとに２回出力させたい場合、図４に示すように、一列目の行の登録欄Ｔに波形セットＡを登録し、その行の入力欄Ｎに２を入力し、二列目の行の登録欄Ｔに波形セットＢを登録し、その行の入力欄Ｎに１を入力し、三列目の行の登録欄Ｔに波形セットＡを登録し、その行の入力欄Ｎに２を入力し、四列目の行の登録欄Ｔに波形セットＢを登録し、その行の入力欄Ｎに１を入力すればよい。このように、波形セットは何度の選択することができ、組み合わせもオペレータの希望によって自由に決定することができる。

【0020】

全ての入力作業が終了し、オペレータが制御信号の出力を希望すると、信号生成手段３は、波形出力条件と波形セット出力条件に則って六チャンネル分のデジタル制御信号を出力する。

【0021】

具体的には、信号生成手段３は、図４に示した波形セット出力条件に沿ってデジタル制御信号を出力する場合、まず、一列目の行の登録欄Ｔに登録した波形セットＡを記憶装置１２から読み込み、さらに、波形セットＡ内の選択チャンネルの波形については条件設定手段５で設定された出力回数分のデジタル制御信号を出力するとともに、各非選択チャンネルの波形については選択チャンネルの波形を上記出力回数分出力するために要する総出力時間を非選択チャンネルの波形の一回当たりの出力時間で割って得た回数分だけデジタル制御信号を出力する。

【0022】

このようなデジタル制御信号の出力について詳しく説明する。まず、波形セットＡにおける各波形ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５，ｈ６を考える。

【0023】

選択チャンネルにおける波形を波形ｈ１とし、波形ｈ１は、２周期分の波形であって、波形出力条件における周波数は１Ｈｚで、出力回数が１０００回とする。波形ｈ２は、１周期分の波形であって、波形出力条件における周波数は０．５Ｈｚとする。波形ｈ３は、５周期分の波形であって、波形出力条件における周波数は２Ｈｚとする。波形ｈ４は、１０周期分の波形であって、波形出力条件における周波数は２０Ｈｚとする。波形ｈ５は、２周期分の波形であって、波形出力条件における周波数は４Ｈｚとする。波形ｈ６は、２周期分の波形であって、波形出力条件における周波数は０．１Ｈｚとする。

【0024】

すると、波形セットＡを一回分出力するには、基準となる選択チャンネルの波形ｈ１が２周期分の波形であって、波形出力条件における周波数は１Ｈｚで、出力回数が１０００回であるので、波形ｈ１を総出力時間にして２０００秒出力すればよい。すると、波形ｈ２については、波形ｈ２が、１周期分の波形であって、波形出力条件における周波数が０．５Ｈｚであるので、波形ｈ２一回当たりの出力時間は２秒であるから、波形ｈ２を２０００秒÷２秒＝１０００回出力すればよい。波形ｈ３については、波形ｈ３が、５周期分の波形であって、波形出力条件における周波数が２Ｈｚであるので、波形ｈ３一回当たりの出力時間は２．５秒であるから、波形ｈ３を２０００秒÷２．５秒＝８００回出力すればよい。波形ｈ４については、波形ｈ４が、１０周期分の波形であって、波形出力条件における周波数が２０Ｈｚであるので、波形ｈ４一回当たりの出力時間は０．５秒であるから、波形ｈ４を２０００秒÷０．５秒＝４０００回出力すればよい。波形ｈ５については、波形ｈ５が、２周期分の波形であって、波形出力条件における周波数が４Ｈｚであるので、波形ｈ５一回当たりの出力時間は０．５秒であるから、波形ｈ５を２０００秒÷０．５秒＝４０００回出力すればよい。波形ｈ６については、波形ｈ６が、２周期分の波形であって、波形出力条件における周波数が０．１Ｈｚであるので、波形ｈ６一回当たりの出力時間は２０秒であるから、波形ｈ６を２０００秒÷２０秒＝１００回出力すればよい。

【0025】

このように波形セットＡ内でチャンネルが選択され、選択されたチャンネルの波形の出力回数、全てのチャンネルにおける波形の周波数が決まっていれば、波形セットＡを一回出力する際における各チャンネルの各波形ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５，ｈ６のそれぞれの出力回数を決めることができるから、信号生成手段３は、上記の如くの演算を行って得た出力回数にしたがって各波形ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５，ｈ６を出力する。

【0026】

この例では、波形セットＡの出力回数は２回と設定されているので、信号生成手段３は、波形セットＡの第一回目の出力が終了すると、引き続き、シームレスに第二回目の波形セットＡの各チャンネルの各波形ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５，ｈ６を上記と同様の回数分だけ出力する。波形セットＡの第二回名の出力が終了すると、信号生成手段３は、引き続き、シームレスに次に出力すべき波形セットＢの各チャンネルの各波形を上記と同様の手順で各波形の出力回数を求めて当該出力回数分だけ出力する。このように、信号生成手段３は、波形セット出力条件と波形出力条件に則ってデジタル制御信号をＤ／Ａボード４へ出力する。

【0027】

Ｄ／Ａボード４は、信号生成手段３で生成したデジタル信号の入力を受ける入力ポート４７と、各チャンネルに一対一の関係で対応する六個の出力ポート４１，４２，４３，４４，４５，４６と、デジタル信号をアナログ信号へ変換する変換処理部４８とを備えている。変換処理部４８は、入力ポート４７を介して受け取った信号生成手段３が生成する六個の波形を実現するためデジタル制御信号を各出力ポート４１，４２，４３，４４，４５，４６のアナログの電圧信号或いは電流信号へ変換する処理を行う。

【0028】

したがって、この発振器１にあっては、オペレータは、図外の六個のアクチュエータへ入力したい振動を一つの発振器１で一元的に設定することができ、波形設定が非常に容易となるとともに、一つの発振器１で足りるのでコストを低減できるだけでなくスペースもその分取らずに済む。よって、この発振器１によれば、低コスト且つ省スペースであって波形の設定が簡単となる。また、コンピュータにプログラムを実行させることで、コンピュータを波形設定手段２、信号生成手段３、条件設定手段５、記憶手段６、波形セット出力条件設定手段７として機能させることができることから、汎用性に富むコンピュータを発振器１の一構成とすることができ、より発振器１のコストをより一層低減することができる。

【0029】

また、複数の発振器を用いる場合、各波形を同時に出力開始するのが難しいが、この発振器１では、各波形を同時に出力開始することができるので、面倒な設定や出力管理が不要となる。

【0030】

なお、条件設定手段５、記憶手段６および波形セット出力条件設定手段７を設けずとも、各チャンネルの波形を設定して、各波形で図外のアクチュエータを駆動するための制御信号を生成することができるので、波形設定手段２、信号生成手段３とＤ／Ａボード４を備えていれば足りる。

【0031】

しかしながら、条件設定手段５を備えることで、各チャンネルの波形の全てに対して出力回数を設定する手間が無く、選択されたチャンネルの波形の出力が終了時間に合わせて各チャンネルの波形の出力も停止するので、出力回数の設定の手間が省けるとともに煩わしい出力回数の割り出しも自動で行える。

【0032】

さらに、記憶手段６を備えているので、オペレータが予め複数の波形セットを発振器１に記憶させておくことができ、必要な時に波形セットを呼び出して使用することができ、波形の設定が非常に簡単となる。

【0033】

また、波形セット出力条件設定手段７を設けているので、いくつかの波形セットの波形を連続して出力することができるようになり、いちいち、一回のテストが終了する毎に波形を設定する必要もなく、試験片に異なる条件での加振を連続的に行うことができる。

【0034】

なお、上記したディスプレイ装置１３の画面上の表示は、一例であって上記に限定されるものではない。また、チャンネル数は、六個でなくともよく、複数であればよい。

【0035】

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

【符号の説明】

【0036】

１ 発振器
２ 波形設定手段
３ 信号生成手段
４ Ｄ／Ａボード
４１，４２，４３，４４，４５，４６ 出力ポート
５ 条件設定手段
６ 記憶手段
７ 波形セット出力条件設定手段
Ｃ コンピュータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】