JPH01257594A - 加工ローラ駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はプリンタ用紙、伝票などの被加工体に一定の
間隔でミシン目を加工するときの、加工ローラの駆動制
御を行なうための加工ローラ駆動制御装置に関する。

（従来の技術） たとえばミシン目をプリンタ用紙に加工する場合、従来
では第５図に示すような構成のものを使用していた。こ
れによればローラＡとローラＢによりプリンタ用紙Ｐが
送り出される。ミシンローラＲに取り付けられているミ
シン刃Ｍが、ローラＣと接触する瞬間に、プリンタ用紙
Ｐにミシン目が入ることになる。

プリンタ用紙Ｐの送り速度と、ミシンローラＲおよびロ
ーラＡ、Ｂ、Ｃの周速が一致するようにモータＩＭによ
り駆動される減速機０１〜Ｇ４の減速比が決定される。

このような構成によるとき、ミシン目の間隔を変更する
必要のあるときは１円周長さの異なるミシンローラに交
換するとともに、その周速がプリンタ用紙Ｐの送り速度
に一致するように、減速機Ｇ４の減速比を変更する必要
がある。

そのためには円周長さの異なる複数のミシンローラを用
意しておかなければならないし、またその取替作業なら
びに減速機の減速比の変更作業のために、長時間を要す
るようになる。

これを改善するために第６図に示すように、ミシンロー
ラＲの駆動にサーボモータＳＭを使用し。

プリンタ用紙Ｐの送り量の検出にロータリエンコーダＲ
ＥＩ、ミシン刃Ｍの位置検出にロータリエンコーダＲＥ
２を使用し、演算回路ｏｐで両者の位置関係を常時制御
する構成が考えられている。

なおＳはミシン［１の間隔を設定する設定器、ＡＭはサ
ーボ増幅器である。

（発明が解決しようとする問題点） 第６図に示す構成において、設定器Ｓによって設定され
たミシン目の間隔と、ミシンローラＲの円周長さより、
プリンタ用紙Ｐの送り量Ｘに対応するミシン刃Ｍの位ｔ
ｉ’！ｙを、第７図に示すように、ｙ　＝　ｆ　（ｘ） のように関数化する。

同図において、ミシン刃Ｍの入る位置ａおよび次にミシ
ン刃Ｍが入る位置ｄのうち、点ａを原点とすると、ｘｄ
はミシン目の間隔、ｙｄはローラＲの円周長さとなる０
点ａ、ｄはミシン刃Ｍの入る位置、点すはミシン刃Ｍが
用紙から離れる位置であり、また点Ｃまでの期間、ミシ
ンローラＲを停止する。更に点Ｃより点ｄまでの期間に
、再度関数に一致するようにミシンローラＲを制御する
。

これからも理解されるように、点８〜点すの区間および
点０〜点ｄの区間は、サーボモータＳＭが一定速度で回
転し、点５〜点Ｃの区間では、サーボモータＳＭが停止
していることを表わしている。

しかし現実にはサーボモータＳＮの応答遅れがあるため
、瞬時停止、および瞬時加速が不可能となり、第８図中
、点線で示すようにハンチングを起し、整定するまでに
時間を要することになる。

この発明は、次のミシン目の位置にミシン刃を入れるた
めの整定に要する時間の短縮化を図り。

もってプリント用紙等の送り速度を向上させることを目
的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は　任意の速度で送り出されてくる被加工体を
１円周上に加工刃が配置されてある加工ローラによって
、定められた間隔毎に加工を行なう加工装置において、 前記被加工体の位置を検出する被加工体位置検出手段と
、前記加工ローラの加工刃の位置を検出する加工刃位置
検出手段と、前記被加工体位置検出手段の出力を入力と
して前記加工刃の位置を出力する関数発生器と、前記関
数発生器の出力を速度出力信号に変換する速度制御回路
と、前記関数発生器の出力と前記加工刃位置検出手段の
出力とを比較する第１の比較器と、前記第１の比較器の
出力を位置出力信号に変換する位置制御回路と、前記関
数発生器と前記被加工体位置検出手段の出力と前記加工
刃位置検出手段の出力とにより、前記位置出力信号を制
御する出力信号制御回路と、前記速度出力信号と前記位
置出力信号を比較する第２の比較器とからなり、 前記関数発生器の出力の増加が停止する位置から、前記
関数発生器の出力が再び増加する時の前記加工刃位置検
出手段の出力と前記関数発生器の出力がほぼ一致するま
での期間中、前記位置制御回路の出力を停止する制御を
行なうようにしたことを特徴とする。

（作用） 本発明では第７図に対応する第２図に示すような態様で
加工ローラを制御する。すなわち点８〜点す区間は、速
度制御と位置制御を行なうが１点ｂに到達すると１位置
制御を中断するために速度制御のみとなり、サーボモー
タは速度ゼロに制御される。

しかし応答遅れにより、サーボモータが再びゼロ以外の
速度で制御される点Ｃに対するミシン刃の位置は、ｈｃ
となり、位置偏差 １ｃ＝ｈｃ−ｙｃ を生じる。

次にｙ＝ｈｃとなる点ｅより位置制御を再開する。この
結果１点ｅでは加速時の応答遅れによって生じる位置偏
差はほとんど無視でき、以後の整定時間も早くなる。ス
ムーズなサーボモータの駆動により用紙の送り速度を速
くすることができる。

通常は１点ａ〜点すおよび点Ｃ〜点ｄ区間の関数ｆ　（
Ｘ）の傾きは１とすることから１点ｅの座標は、ｅ（ｘ
ｃ＋ｉｃ、ｈｅ）であり、位置制御の再開は、ｘ＝ｘｃ
＋ｉｃからとしても同じである。

（実施例） この発明の実施例を第１図のブロック図にしたがって説
明する。なおその具体的な構成は第６図の構成と同じと
する。また以後の説明において、プリンタ用紙送りロー
ラＡ−ＣおよびミシンローラＲの円周長さをそれぞれ２
００ＩＩＩＩ１１．ロータリエンコーダＲＥＩ、　ＲＥ
２の出力を、２０００パルス／回転とする。

また設定器Ｓによって設定されるミシン目の間隔を３０
０ｍ＋ｍとすれば、関数発生器３による関数ｙ＝　ｆ　
（ｘ）は、第２図に対応して第３図のように示すことが
できる。点ａおよび点ｄは、ミシン刃Ｍがプリンタ用紙
Ｐに入る位置（ローラＣとミシンローラＲの各中心を結
ぶ線上に、ミシン刃Ｍがある位置）１点しはミシン刃Ｍ
がプリンタ用紙Ｐから離れる位置である。

点ａをグラフの原点（０，０）とすれば、点ｄは、ｄ　
（３０００，２０００）となる。なぜならロータリエン
ニーダＲＥＩ、ＲＥ２の出力１パルスにつき、　０．１
ｍｍであるからである。ミシン刃Ｍの入る位置点ａより
α度過ぎたときに、ミシン刃Ｍが用紙より離れたとすれ
ば１点すのｙ座標値ｙｂは、 ｙｂ≧　□　Ｘ２０００ として求められる。第３図のｙｂ　＝　１００の場合は
、α＝１８°である。

また点Ｃの座標値は次のようになる。

ｙ　ｃ＝　ｙ　ｂ＝＝　１００ ｘｃ＝　ｘｄ　−ｙｄ＋　ｘｂ＝３０００−２０００＋
１００：１１００したがって点Ｃはｃ　（１１００，１
００）である。

第１図において、カウンタ１，２は第３図のＸ座標値お
よびｙ座標値を示すことになるが、その各カウンタ値が
ｘｄ、ｙｄに一致すれば、それぞれの値がゼロとなるも
のとする。現在の位置を点ａとすれば、ロータリエンコ
ーダＲＥＩより出力される、プリンタ用紙Ｐの送り量に
比例したパルスをカウンタ１が計数し、その出力Ｘに基
づいて、関数発生器３によりミシン刃Ｍの位置を示すｙ
が出力される。

速度制御回路４は Δｔ を演算し、プリンタ用紙Ｐ送り速度ｖａを出力する。

一方ミシンローラＲがサーボモータＳＨに直結されてい
るものとすれば、ミシン刃Ｍの位置（座標）は常にカウ
ンタ２によって把握でき、出力ｙとｈが比較器７に入力
され、ミシン刃Ｍの位置偏差が、１＝ｈ−ｙとして出力
される。

位置制御回路５は、いわゆるＰ−Ｉ−Ｄ制御を行ない、
出力ｖｂは次式のようにあられせる。

なおＫＰは比例定数、Ｋｉは積分定数、Ｋｄは微分定数
である。

区間ａ＝ｂでは、出力信号制御回路６の出力信号ＫがＨ
レベルとなり、位置制御回路５から出力ｖｂが出力され
て、比較器８はｖ＝ｖａ＋ｖｂを。

サーボ駆動回路９に対して出力し、サーボモータＳＭを
制御する。この一連の制御が点ｂ、つまりカウンタ１の
値が１００となるまで継続する０点すに至ると、そのあ
とは出力信号制御回路６の出力信号ＫがＬレベルとなり
、位置制御回路５の出力ｖｂが停止されて、ｖ＝ｖａの
速度出力のみが比較器８から出力される。

区間ｂ＝ｃは関数発生器３の出力ｙが、一定値（＝１０
０）となり、結果として速度出力Ｖ＝Ｏとなるが、サー
ボモータＳＮの応答遅れにより、Ｘ＝ＸＣでのミシン刃
Ｍの位置はｈｅとなる。この点をｆ点とする。サーボモ
ータＳＭが再びゼロ以外の速度で制御される点Ｃでの位
置偏差をｉｃとすると、１ｃ＝ｈｅ−ｙｃ　（ｙｃはｘ
＝ｘｃのときの関数発生器３の出力）となる。

出力信号制御回路６は点ＣのＸ座標値ｘｃと位置偏差ｉ
ｃより１位置制御回路５の出力ｖｂを出力する点ｅのＸ
座標Ｘｅを、ｘｅ＝ｘｃ＋ｉｃとして求め、ｘ＝ｘｅと
なるまで出力信号ｖｂを停止する。

次に点ｃ　（ｘ　＝　１１００）以後、速度出力がゼロ
以外となり、サーボモータＳＭｔよプリンタ用紙Ｐの送
り速度ｖａに一致すべく急加速される。第４図はサーボ
モータＳＨの制御を示すものであるが、プリンタ用紙Ｐ
の送り速度が一定とすれば、横軸は第３図の横軸と一致
させることが可能である。

サーボモータＳＭなどの加・減速におけるステップ応答
では、減速時に比べて加速時の方が早いが、大差がない
ため、第４図の双方の斜線部分の面積にも大差がない。

すなわち点ｅでの位置の偏差１ｅ（ｘ＝ｘｅ）での関数
発生器３の出力ｈｅとミシン刃Ｍの位置ｈｅとの差は小
さい。したがって点ｇは、ｇ　（ｘ　ｅｔ　ｈ　ｅ）で
ある。点ＣにおいてサーボモータＳＭは停止から急加速
することになり、加速が完了する時点がほぼ点ｅであり
１点ｅでの位置偏差ｉｏが小さく、サーボ駆動回路９へ
の出力Ｖも変化が少なくなり、サーボモータＳＨの速度
修正がスムーズに行なわれるようになる。

サーボ駆動回路９は速度人力Ｖにて、サーボモータＳＮ
が駆動されるように、サーボモータＳ阿と直結されてい
るロータリエンコーダＲＥ２の出力パルスｊを入力し、
サーボモータＳＨに対して速度制御を行なうものである
。

なおこの発明は、ミシン目加工に代えてたとえばフィル
ムなどを切断加工するような場合でも適用される。

（発明の効果） 以上詳述したこの発明によれば、整定時間が短くてすむ
ようになり、したがって従来のように全範囲を位置制御
するのに比較して、送り速度を向上させることができる
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック線図、第２
図乃至第第４図は動作説明用の特性図、第５図、第６図
は従来例の配置図、第７図、第８図は従来例の動作説明
用の特性図である。 １．２・・・カウンタ、３・・・関数発生器、４・・・
速度制御回路、５・・・位置制御回路、６・・・出力信
号制御回路、７，８・・・比較器、９・・・サーボ駆動
回路、　ＳＭ・・・サーボモータ、ＲＥＩ、ＲＥ２・・
・ロータリエンコーダ、特許出願人　シンポ工業株式会
社−− 代　　理　　人　中　　沢　　謹　　之　１助゛・。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 任意の速度で送り出されてくる被加工体を、円周上に加
   工刃が配置されてある加工ローラによって、定められた
   間隔毎に加工を行なう加工装置において、 前記被加工体の位置を検出する被加工体位置検出手段と
   、前記加工ローラの加工刃の位置を検出する加工刃位置
   検出手段と、前記被加工体位置検出手段の出力を入力と
   して前記加工刃の位置を出力する関数発生器と、前記関
   数発生器の出力を速度出力信号に変換する速度制御回路
   と、前記関数発生器の出力と前記加工刃位置検出手段の
   出力とを比較する第１の比較器と、前記第１の比較器の
   出力を位置出力信号に変換する位置制御回路と、前記関
   数発生器と前記被加工体位置検出手段の出力と前記加工
   刃位置検出手段の出力とにより、前記位置出力信号を制
   御する出力信号制御回路と、前記速度出力信号と前記位
   置出力信号を比較する第２の比較器とからなり、 前記関数発生器の出力の増加が停止する位置から、前記
   関数発生器の出力が再び増加する時の前記加工刃位置検
   出手段の出力と前記関数発生器の出力がほぼ一致するま
   での期間中、前記位置制御回路の出力を停止する制御を
   行なうようにしたことを特徴とする、 加工ローラ駆動制御装置