JPH078388B2 - ロ−ルフイ−ダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明はロールフィーダに関し、詳細には、サーボモー
タで駆動され加工ステージにコイル材やシート材を供給
する供給側フィードロールと、同じくサーボモータで駆
動され前記加工ステージからコイル材やシート材を排出
する排出側フィードロールとを独立して備えるダブルロ
ールフィード方式のロールフィーダにおいて、材料の末
端付近における送り長さを正確に制御するとともに、前
記供給側フィードロールから前記排出側フィードロール
への材料の受け渡しを円滑に行うことができる様にした
新規なロールフィーダに関する。

【従来の技術】

例えば、プレス装置等の加工ステージにコイル材やシー
ト材を供給するフィード装置として、加工ステージの前
段及び後段に供給側フィードロールと排出側フィードロ
ールとを配置した所謂ダブルロールフィード方式のロー
ルフィーダが従来より知られており、この種のダブルロ
ールフィード方式のロールフィーダを使用した場合には
シート材やコイル材の末端が供給側フィードロールの位
置を通過した後にも排出側フィードロールによって材料
の搬送をすることができるので、材料の末端付近におい
ても材料を有効に使用することができる。

【発明が解決しようとする問題点】

さて、この種のダブルロールフィード方式のロールフィ
ーダの場合、コイル材やシート材の末端付近で供給側フ
ィードロールと排出側フィードロールの両者を同時に使
用して材料の搬送をする場合には、供給側フィードロー
ルと排出側フィードロールとが完全に同じ早さで材料の
搬送をしていない限り、いずれかのフィードロールが他
方のフィードロールにとって負荷として作用し、材料の
平面性等に悪影響を与える可能性がある。 そこで、従来のダブルロールフィード方式のロールフィ
ーダの場合には、材料の末端が供給側フィードロールを
通過するまでは供給側フィードロールのみを使用して材
料を搬送し、材料の末端が供給側フィードロールを通過
すると、供給側フィードロールをレリースするととも
に、排出側フィードロールで材料をクランプして排出側
フィードロールで材料を搬送する様にしている。 しかしながら、この様に材料の末端付近で供給側フィー
ドロールから排出側フィードロールに材料を受け渡す方
式の場合には、受け渡しタイミングの制御精度が要求さ
れ、特にプレス装置その他の加工ステージの動作サイク
ルが速い場合には、全体の受け渡し時間を短くする必要
上受け渡し時の所謂メカ送れが無視できないものとな
り、搬送量の精度が悪化する原因となっていた。

【問題点を解決するための手段】

本発明はこの様な問題点に鑑みてなされたものであり、
供給側フィードロールから排出側フィードロールへの材
料の受け渡し時における所謂メカ送れの影響を受けるこ
となく、材料の受け渡しが円滑にできる様になされた新
規なロールフィーダを提供することを目的とする。 要約すれば、本発明のロールフィーダは：加工ステージ
の前段に配置されレリース機構を有する供給側フィード
ロールと、前記加工ステージの後段に配置されレリース
機構を有する排出側フィードロールとを備え、前記供給
側フィードロールと前記排出側フィードロールが各々サ
ーボ駆動されるロールフィーダにおいて、：少なくとも
前記排出側フィードロールにトルク制限機構を設けると
ともに：前記供給側フィードロールと、前記排出側フィ
ードロールと、前記排出側フィードロールのトルク制限
機構と、前記供給側フィードロールのレリース機構と、
前記排出側フィードロールのレリース機構とを各々独立
して制御する制御手段とを有し、材料の末端付近におけ
る供給側フィードロールから排出側フィードロールへの
材料を受け渡しを円滑に行える様になされるともに、加
工ステージの速度上昇にも十分に追従できる様になされ
ている。

【作用】

即ち、本発明のロールフィーダによれば、少なくとも材
料の末端付近では供給側フィードロールと排出側フィー
ドロールの双方によって材料を搬送し、材料の末端が供
給側フィードロールを通過した後に排出側フィードロー
ルのみによって材料を搬送するので、材料の受け渡し時
の所謂メカ遅れの影響を受けにくくなり、又、上記材料
の末端付近における供給側フィードロールと排出側フィ
ードロールによる材料の同時搬送時には排出側フィード
ロールにトルク制限を加えるので、排出側フィードロー
ルは供給側フィードロールに倣い回転することになり、
同時搬送に伴う脱調を回避することが可能となる。

【実施例】

以下図面を参照して本発明の１実施例を詳細に説明す
る。 尚、以下において説明する実施例はコイル材をプレス装
置に供給するロールフィーダに本発明を適用した実施例
である。 先ず、第１図は本発明の１実施例に係るロールフィーダ
を原理的に示しており、図中１は加工ステージの１例で
あるプレス装置を示し、プレス装置１の前段にはプレス
装置１に対してコイル材２を供給する供給側フィードロ
ール３が、プレス装置１の後段にはプレス装置１からコ
イル材２を排出する排出側フィードロール４が配置され
る。 先ず、供給側フィードロール３は源動ロール3a・従動ロ
ール3bを有しており、両ロールはその側面がコイル材２
の搬送平面に密接する。 そして、源動ロール3aは、サーボモータ3cの回転がプー
リ3d−ベルト3e−プーリ3fを介して伝達されることによ
り搬送方向に回転する様になされ、従動ロール3bはシリ
ンダ3gによって源動ロール3a側に押圧されることにより
源動ロール3aに倣い回転する様になされている。 尚、3hはシリンダ3gの押圧力を従動ロール3bに伝達する
ための連結杆を、3iは従動ロール3bを源動ロール3aから
レリースするためのスプリングを各々示す。 同様に、排出側フィードロール４は源動ロール4a・従動
ロール4bを有しており、両ロールはその側面がコイル材
２の搬送平面に密接する。 そして、源動ロール4aは、サーボモータ4cの回転がプー
リ4d−ベルト4e−プーリ4fを介して伝達されることによ
り搬送方向に回転する様になされ、従動ロール4bはシリ
ンダ4gによって源動ロール4a側に押圧されることにより
源動ロール4aに倣い回転する様になされている。 尚、4hはシリンダ4gの押圧力を従動ロール4bに伝達する
ための連結杆を、4iは従動ロール4bを源動ロール4aから
レリースするためのスプリングを各々示す。 次にS₁・S₂・S₃は各々光電式のセンサを示し、各光電式の
センサS₁・S₂・S₃は例えば発光ダイオードとフォトトラン
ジスタにより構成され、コイル材２の末端通過に伴い、
発光ダイオードからフォトトランジスタに至る光路が形
成されることによりオンする様になされている。 そして、第１センサS₁はコイル材２の末端が供給側フィ
ードロール３に接近したことを検出するためのものであ
り、供給側フィードロール３の少なくとも１送りピッチ
以上手前に配置される。 又、第２センサS₂はコイル材２の末端が供給側フィード
ロール３の箇所に達したことを検出するためのものであ
り、供給側フィードロール３の直前に配置される。 更に、第３センサS₃はコイル材２の末端がプレス装置１
に接近したことを検出するためのものであり、第３セン
サS₃はプレス装置１の少なくとも１送りピッチ以上手前
に配置される。 そして、本実施例の動作を概説すれば、（１）通常の搬
送状態では供給側フィードロール３のみによってコイル
材２を搬送し、（２）コイル材２の末端を第１センサS₁
が検出すると、排出側フィードロール４にトルク制限を
加えつつ供給側フィードロール３と排出側フィードロー
ル４でコイル材２を同時搬送し、（３）第２センサS₂が
コイル材２の末端を検出すると、供給側フィードロール
３をレリースするとともに、排出側フィードロール４の
トルク制限を解除して排出側フィードロール４のみによ
ってコイル材２を搬送する様になされている。 第２図は本発明の制御回路例を示す回路図であり、3a・4
a・S₁・S₂・S₃は各々第１図を参照して説明したサーボモー
タ3a・サーボモータ4a・第１センサS₁・第２センサS₂・
第３センサS₃を各々示し、第１センサS₁は発光ダイオー
ドD₁とフォトトランジスタQ₁により、第２センサS₂は発
光ダイオードD₂とフォトトランジスタQ₂により、第３セ
ンサS₃は発光ダイオードD₃とフォトトランジスタQ₃によ
り各々構成される。 又、５はシステム全体を制御する制御装置、６は少なく
とも制御用のプログラムを格納したメモリ、７・８は出
力インタフェース、９は入力インタフェースを各々示
し、各センサS₁・S₂・S₃の出力は入力インタフェース９を
介して制御装置５にフィードバックされる。 又、サーボモータ3a（4a）は公知の位置決め制御用のフ
ィードバックループを構成しており、3j（4j）は供給側
フィードロール３（排出側フィードロール４）の回転量
を数値化するパルスジェネレータ、3k（4k）はエラーカ
ウンタ、3l（4l）は速度アンプを各々示す。 そして、出力インタフェース７を介してエラーカウンタ
3k（4k）に指令値が与えられるとエラーカウンタ3k（4
k）は指令値とパルスジェネレータ3j（4j）から加えら
れる現在値の偏差を出力し、この偏差に基づいて速度ア
ンプ3l（4l）がサーボモータ3a（4a）を駆動するので、
制御対象たる供給側フィードロール３（排出側フィード
ロール４）は指令値に追従することになる。 さて、この種のフィードバックループ自体は従来より周
知のものであるが、本発明ではその特徴的な点として排
出側フィードロール４を構成する速度アンプ4lにトルク
制限機構を設けており、その負荷が上昇しても一定値以
上のトルクを発生できない様にしている。 トルク制限のための手法自体は種々の態様が考えられる
が、本実施例では速度アンプ4lの出力部に電流リミッタ
を設け、上記電流リミッタを作動させるための電流リミ
ッタ制御端子4nを出力インタフェース８を介して制御装
置５に接続しており、出力インタフェース８を介して電
流リミッタ制御端子4nに制御信号をおくって電流リミッ
タを作動させると一定以上の駆動電流が速度アンプ4lに
流れない様にしたものを想定している。 更に、第２図において、3m及び4mはシリンダ3g及び4gを
切り換えるための方向切り換え弁のソレノイドコイルを
各々示す。 次に、上記事項及び第３図のフローチャートを参照して
本実施例の動作を説明しよう。 先ず、システムが起動されると、制御装置５は出力イン
タフェース８を介して光電式センサS₁・S₂・S₃を起動す
る。 そして、その後制御装置５は供給側フィードロール３を
構成するソレノイドコイル3mに対する起動指示を発生
し、同時に供給側フィードロール３を構成するサーボモ
ータ3cに対する起動指示を発生する。 先ず、ソレノイド3mに対する起動指示の結果、出力イン
タフェース８によってソレノイド3mは励磁され、シリン
ダ3gはスプリング3iに抗して供給側フィードロール３を
構成する従動ロール3bを押し下げる。 又、サーボモータ3cの起動指示の結果、出力インタフェ
ース７から供給側フィードロール３を構成するエラーカ
ウンタ3kに対して指令パルスが加えられ、エラーカウン
タ3kを加算する。 そして、速度アンプ3lはエラーカウンタ3kの出力値に対
応した駆動電流をサーボモータ3cに与え、サーボモータ
3cを回転させる。 このサーボモータ3cの回転はプーリ3d−ベルト3e−プー
リ3fを介して源動ロール3aに伝達されるので、供給側フ
ィードロール３を構成する源動ロール3aはコイル材２の
搬送方向に回転することになる。 そして、この時点で従動ロール3bはシリンダ3gによって
源動ロール3aの方向に押し下げられているので、従動ロ
ール3bは源動ロール3aに倣い回転し、コイル材２は供給
側フィードロール３を構成する源動ロール3aと従動ロー
ル3bとに挟まれながら搬送されることになる。 そして供給側フィードロール３の搬送量はパルスジェネ
レータ3jによって数値化され、パルスジェネレータ3jの
出力パルスはエラーカウンタ3kを減算する様に作用する
ので、エラーカウンタ3kは指令値と現在値の偏差に対応
した数値を発生し、従って、供給側フィードロール３に
よる搬送量はそのエラーカウンタ３に対して出力インタ
フェース７を介して与えられた指令値に追従することに
なる。 一方、制御装置５はシステム起動時より光電式のセンサ
S₁・S₂・S₃に対して電源を与えているが、コイル材２が十
分に残っている間は各センサS₁・S₂・S₃を構成する発光ダ
イオードD₁・D₂・D₃からフォトトランジスタQ₁・Q₂・Q₃に至
る光路はコイル材２によって遮断されているので、フォ
トトランジスタQ₁・Q₂・Q₃は全て遮断され、入力インタフ
ェース９の各段入力は全てＨレベルになっている。 そして、制御装置５はフォトトランジスタQ₁の出力がＨ
レベルの間は排出側フィードロール４を構成するサーボ
モータ4cに対する起動指示は発生せず、又、排出側フィ
ードロール４を構成するソレノイドコイル4mに対する起
動指示も発生しないので、コイル材２は供給側フィード
ロール３のみによって搬送されることになる。 そして、コイル材２はこの様にして搬送される過程でプ
レス装置１によってプレス加工を施される。 さて、この様にして、コイル材２の搬送が進むに連れ
て、コイル材２の残量は減少してゆき、やがてコイル材
２の末端が第１センサS₁の位置を通過する。 その結果第１センサS₁を構成する発光ダイオードD₁から
フォトトランジスタQ₁に至る光路が形成されるので、フ
ォトトランジスタQ₁は導通し、入力インタフェース９の
フォトトランジスタQ₁に対応した入力はＬレベルにな
り、制御装置５はコイル材２の末端が第１センサS₁の位
置を通過したことを知る。 さて、コイル材２の末端が第１センサS₁の位置を通過す
ると、制御装置５は供給側フィードロール３には搬送動
作をそのまま続けさせながら、排出側フィードロール４
を構成するソレノイドコイル4mを励磁するとともに、同
じくエラーアンプ4kに指令パルスを与える。 尚、この時排出側フィードロール４を構成するエラーア
ンプ4kには供給側フィードロール３を構成するエラーア
ンプ3kに与えられる指令パルスと同一のパルスが分配さ
れる。 そして、排出側フィードロール４は供給側フィードロー
ル３と基本的に同一の（あるいは極めて近似的な）特性
を与えられているので、排出側フィードロール４も供給
側フィードロール３と同様に作動し、コイル材２は排出
側フィードロール４と供給側フィードロール３とによっ
て同時に搬送されることになる。 ところで、排出側フィードロール４は供給側フィードロ
ール３と基本的に同一の（あるいは極めて近似的な）特
性を与えられてはいるが両者の特性が完全に一致する保
証はないので、両者の間に脱調が発生すると、円滑な搬
送動作を妨げる原因となる。 しかしながら、本実施例では第１センサS₁がオンした後
は制御装置５は出力インタフェース８を介して排出側フ
ィードロール４を構成する速度アンプ4lの電流リミッタ
制御端子4nに制御信号を与え、その電流リミッタを作動
させている。 さて、排出側フィードロール４が供給側フィードロール
３に対して先行しようとした場合には、供給側フィード
ロール３は排出側フィードロール４に対して負荷として
作用することになり、排出側フィードロール４の駆動電
流を増大させる様に作用するが、上記の様に排出側フィ
ードロール４では電流リミッタが作動しているので、排
出側フィードロール４が供給側フィードロール３を先行
することはできない。 従って、排出側フィードロール４は供給側フィードロー
ル３の速度の範囲内で回転することになり、単一のフィ
ードロールにおける搬送時と同様に円滑な搬送が可能と
なる。 従って、排出側フィードロール４と供給側フィードロー
ル３による同時搬送を円滑化する本実施例の効果を最大
限に得るためには、その単体時の特性として排出側フィ
ードロール４が供給側フィードロール３を若干先行する
様な調整がなされることが望ましい。 尚、排出側フィードロール４を構成するエラーカウンタ
4kと供給側フィードロール３を構成するエラーカウンタ
3kには共通の指令パルスが分配されているので、１ピッ
チの搬送サイクル終了時点ではコイル材２は所定量搬送
されることはいうまでもない。 さて、コイル材２の末端が第１センサS₁を通過した後に
更に搬送動作が行われると、やがてコイル材２の末端が
第２センサS₂の位置を通過する。 その結果第２センサS₂を構成する発光ダイオードD₂から
フォトトランジスタQ₂に至る光路が形成されるので、フ
ォトトランジスタQ₂は導通し、入力インタフェース９の
フォトトランジスタQ₂に対応した入力はＬレベルにな
り、制御装置５はコイル材２の末端が第２センサS₂の位
置を通過したことを知る。 さて、コイル材２の末端が第２センサS₂の位置を通過す
ると制御装置５は、出力インタフェース８を介して供給
側フィードロール３を構成するソレノイドコイル3mを与
えられている励磁電流を遮断するとともに、出力インタ
フェース７を介して供給側フィードロール３を構成する
エラーカウンタ3kに与える指令パルスを停止する。 この様にして、励磁電流が遮断されることによって供給
側フィードロール３を構成するソレノイドコイル3mは消
磁されるので、シリンダ3gは後退方向に切り換えられ、
供給側フィードロール３を構成する従動ロール3bはスプ
リング3iによってレリースされる。又、指令パルスが停
止することによりサーボモータ3cは回転を停止するの
で、供給側フィードロール３を構成する源動ロール3aも
回転を停止する。 そして、コイル材２の末端が第２センサS₂を通過した後
も排出側フィードロール４を構成するソレノイドコイル
4mは励磁され続け、又、エラーカウンタ4kには指令パル
スが与えられるので、コイル材２の末端が第２センサS₂
を通過した後はコイル材２は排出側フィードロール４の
みによって搬送されることになる。 又、コイル材２の末端が第２センサS₂を通過した後は上
記の様に排出側フィードロール４による単独搬送になる
ので、供給側フィードロール３と排出側フィードロール
４による脱調を問題にする必要性がなくなるので、制御
装置５はコイル材２の末端が第２センサS₂を通過する
と、上記供給側フィードロール３とレリース・停止処理
に先立って、出力インタフェース８を介して排出側フィ
ードロール４を構成する速度アンプ4lに対する電流制限
を解除する。 そして、制御装置５はコイル材２の末端が第３センサS₃
を通過するまで、排出側フィードロール４による搬送動
作を行わせ、コイル材２の末端が第３センサS₃を通過
し、第３センサS₃を構成するフォトトランジスタQ₃がオ
ンすると、搬送処理を終了する。 この様に本実施例のロールフィーダではコイル材２の末
端が供給側フィードロール３を通過する以前に排出側フ
ィードロール４が供給側フィードロール３の搬送速度の
範囲内でコイル材２の同時搬送を行っているので、プレ
ス装置１の動作サイクルが速くなっても供給側フィード
ロール３から排出側フィードロール４への材料の受け渡
しに際して所謂メカ遅れが発生する可能性はなく、円滑
な受け渡しが可能となる。 尚、上記では、センサを３種類設けた例を示したが、第
１センサS₁の位置に対する供給側フィードロール３の位
置及びプレス装置１の位置は固定したものであるので、
第１センサS₁の検出出力の発生後の送り長さによってコ
イル材の末端位置を算出し、第２センサS₂や第３センサ
S₃を省略してもよい。 又、上記ではコイル材２の末端が第１センサの位置を通
過する迄は供給側フィードロール３のみの単独搬送を行
い、コイル材２の末端が第１センサの位置を通過した後
に排出側フィードロール４にトルク制限を与えつつ供給
側フィードロール３と排出側フィードロール４によって
コイル材２の同時搬送を行う様にした例を示したが、本
発明は材料の末端が供給側フィードロール３の位置を通
過する以前に排出側フィードロール４にトルク制限を与
えつつ供給側フィードロール３と排出側フィードロール
４によって材料の同時搬送を行うことにより供給側フィ
ードロール３から排出側フィードロールに材料を円滑に
受け渡すことを本質とするものであり、常時排出側フィ
ードロール４にトルク制限を与えつつ供給側フィードロ
ール３と排出側フィードロール４によって材料の同時搬
送を行う様にしてもよい。 又、この様に常時排出側フィードロール４にトルク制限
を与えつつ供給側フィードロール３と排出側フィードロ
ール４によって材料の同時搬送を行う様にした場合には
第１センサS₁は不要になり、第２センサS₂が必要になる
ことはいうまでもない。 又、上記では材料としてコイル材を使用した例を示した
が、連続的な材料である限りコイル材以外にも本発明が
適用できることはいうまでもない。 又、上記では加工ステージの１例としてプレス装置を使
用した例を示したが、加工ステージがプレス装置に限定
されないこともいうまでもない。 又、上記ではセンサの１例として光電センサを使用した
例を示したが、センサは末端を検出できる限りその構造
は本質的な要素ではないことはいうまでもない。 更に、上記では単数の加工ステージの前段に供給側フィ
ードロールを配置し、上記加工ステージの後段に排出側
フィードロールを配置した場合につき説明したが、複数
の連続的に配置された加工ステージの間に各々フィード
ロールを配置し、隣接する各加工ステージ間で材料を順
次搬送しながら１連の加工を施す場合でも、上記複数の
フィードロールがその前段の加工ステージに対しては排
出側フィードロールとして作用するとともに、その後段
の加工ステージに対しては供給側フィードロールとして
作用する様な関係にある場合には本発明を適用すること
が可能となる。

【効果】

以上説明した様に、本発明によれば材料の末端が供給側
フィードロールを通過する以前に排出側フィードロール
が供給側フィードロールの搬送速度の範囲内で材料の同
時搬送を行っているので、加工ステージの動作サイクル
が速くなっても供給側フィードロールから排出側フィー
ドロールへの材料の受け渡しに際して所謂メカ遅れが発
生する可能性はなく、極めて円滑な受け渡しが可能とな
る。 又、本発明によれば排出側フィードロールと供給側フィ
ードロールの同時搬送時には排出側フィードロールはト
ルク制限を受け、供給側フィードロールの速度範囲内で
回転するので、両フィードロール間の脱調のために円滑
な搬送が妨げられることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係るロールフィーダを原理
的に示す正面図、第２図は本発明の１実施例に係るロー
ルフィーダの回路図、第３図は本発明の１実施例に係る
ロールフィーダの制御動作を示すフローチャート。 １……プレス装置、３……供給側フィードロール ２……コイル材、４……排出側フィードロール 4n……電流リミッタ制御端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工ステージの前段に配置されレリース機
   構を有する供給側フィードロールと、前記加工ステージ
   の後段に配置されレリース機構を有する排出側フィード
   ロールとを備え、前記供給側フィードロールと前記排出
   側フィードロールが各々サーボ駆動されるロールフィー
   ダにおいて、 少なくとも前記排出側フィードロールにトルク制限機構
   を設けるとともに、 前記供給側フィードロールと、前記排出側フィードロー
   ルと、前記排出側フィードロールのトルク制限機構と、
   前記供給側フィードロールのレリース機構と、前記排出
   側フィードロールのレリース機構とを各々独立して制御
   する制御手段とを有し、 該制御手段をして、少なくとも前記材料の末端が前記供
   給側フィードロールを通過する迄の期間前記排出側フィ
   ードロールにトルク制限を加えつつ前記供給側フィード
   ロールと前記排出側フィードロールにより前記材料を同
   時搬送なさしめ、前記材料の末端が前記供給側フィード
   ロールを通過した後は前記供給側フィードロールをレリ
   ースするとともに前記排出側フィードロールのトルク制
   限を解除して該排出側フィードロールにより前記材料を
   搬送する様にしたロールフィーダ。