JPS5933488B2 - デジタルサ−ボ走間切断制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、走行する被切断材料を走行のまま定尺切断
または定位置切断することのできるデジタルサーボ走間
切断制御装置における切断位置の精度の改善に関するも
のである。

かかる切断制御装置としては、切断刃が一方向に回転す
るドラムタイプのロータリーシャーまたは切断刃が被切
断材料の移動方向に往復運動をするダイセットシャータ
イプの切断装置の制御装置があり、いずれのタイプの切
断装置でも刃が材料速度に完全同調し、しかも定尺また
は定位置にて精度よく切断されることが要求される。

この発明は、かかる要求を満足する新規な走間切断制御
装置を提供することにある。

この発明の構成の要点は、被切断材料の走行長をディジ
タル的に測長するための第１の測長カウンターと切断機
の走行長をディジタル的に測長するための第２の測長カ
ウンターを備え切断されるべき所定長により定まる設定
数値Ｎと第１の測長カウンター出力Ａと第２の測長カウ
ンター出力Ｂを加減算器に入力して（Ｎ−Ａ＋Ｂ）なる
演算を行ない、上記加減算器出力（Ｎ−Ａ＋Ｂ）が零に
近づくように制御を行なわせ、かつその制御動作を繰り
返させるデジタルサーボ装置に於いて、各繰り返しの始
めに上記加減算器出力の残留偏差が正極性のときはその
残留偏差を上記第２の測長カウンターヘプリセットし、
負の極性の時はその残留偏差の絶対値を第１の測長カウ
ンターにプリセットして次の操作での精度を補正する点
にある。

次に図を参照してこの発明の実施例を詳しく説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示すブロック図であり
、詳しくはこの発明をロータリシャーに実施した場合を
示す図である。

同図においてロータリーシャー１８には図示せざる機械
的な伝達機構を介して直流電動機１２がとりつげられる
。

直流電動機１２はロータリーシャー１８の加減速のみな
らず切断に必要なトルクも供給する。

更に直流電動機１２に連結するパルス発電機４は直流電
動機１２及びロータリーシャー１８の回転距離のみなら
ずその速度も検出する。

第１図の場合、周波数電圧変換器１３を用いて速度検出
を行なっているが周波数電圧変換器１３の代りに直流電
動機１２にアナログタコ発電機を取付けても構わない。

成る速度基準Ｖ。

に対してロータリーシャー１８及び直流電動機１２の回
転速度−がフィードバックされその差がサーボ増幅器１
１で増幅されて直流電動機１２を制御している。

この制御ループだけをみると一般の速度制御に他ならな
い。

この速度制御ループに与えられる速度指令（速度基準）
ｖｏ について以下説明する。

切断されるべき材料１７の走行長は、該走行に伴ってパ
ルスを発生するパルス発電機１と該パルスの測長カウン
ター２によって計測されその長さをＡとし、ロータリー
シャー１８の回転走行長は同様にしてパルス発電機４と
測長カウンター３によって計測されその長さをＢとする
。

材料１７は走行を一時停止したりわずかに逆行すること
もあるのでパルス発電機１，４は２相のパルス信号を出
しその位相によって回転方向が判別できるものを使用す
る。

また測長カウンター２，３としてプリセッタブル可変カ
ウンターが使用される。

故にパルス発電機１，４０回転方向によって測長カウン
タの出力も増減できる。

測長カウンター２および３は材料１７及びロータリーシ
ャー１８がそれぞれ第１図の矢視の方向に動いている時
、プラス側に入力されるので材料１７の走行長Ａおよび
ロータリーシャーの回転走行長Ｂは増加する。

通常の場合ロータリーシャー１８の回転時に発生する切
断完了角通過信号を図示せざる近接スイッチ等で検出し
てこれを毎回の操作のスタート信号Ｓとして使用する。

いまスタート信号Ｓによって測長カウンター２，３はク
リアーされ走行長Ａ、Ｂは零から始まるものとする。

一方、所定の切断長である設定値しは上記スタート信号
Ｓによって新たな数値としてラッチ回路２１に移される
構成となっている。

この切断長設定値りとロータリーシャー１８の１回転３
６０゜の周長に相当する一定数値Ｂ。

がそれぞれ設定数値として加減算器５に入力される。

加減算器５は（Ｌ−Ｂｏ−Ａ＋Ｂ ） なる演算を行な
い、その結果を常時出力しているがこの値を仮にＲとす
る。

値Ｒはスタート信号Ｓが発生する瞬間は、走行長Ａ、Ｂ
が共に零であるからＲ＝Ｌ−Ｂｏだけになる。

このデジタル量Ｒはデジタルアナログ変換器６でアナロ
グ電圧に変換され更に函数発生器７を通って出力電圧Ｖ
。

どなる。函数発生器７は非線形増幅器であり、入力電圧
が小さい程その利得が大きくなるものである。

この函数発生器７は、応答性を高めるためにサーボ制御
には不可欠のものであるがここではその詳述はしない。

出力電圧Ｖ は電圧ｖａと共にアナログ加算器９に入力
し、（Ｖ −Ｖ ） を出力する。

電圧ｖａはパルス発 Ｃ 電機１から発生するパルス周波数を周波数電圧変換器８
でアナログ電圧に変換したもので材料１７の走行速度を
表わし一定値である。

更に（Ｖａ−ｖ。

）は選択回路１０ａに入力され、もう一方の入力電圧ｖ
ｂと比較されてどちらか一方が出力ｖｏ として選ば
れる。

出力電圧Ｖ。がロータリーシャー１８の速度基準信号で
ある。

電圧Ｖｂは材料切断完了後のロータリーシャー１８の制
御に使用されるもので、測長カウンター４とデジタルア
ナログ変換器１５と電圧制御回路２０からつくられる。

測長カウンター１４はやはりプリセッタブル可逆カウン
ターを使用すれば、スタート信号Ｓが入力されると測長
カウンター１４は成る設定値ｃｏ がプリセットされ、
ロータリーシャー１８が矢視方向に正常回転している時
はパルス発電機４のパルスが減算入力として入力するか
ら測長カウンター１４は設定値Ｃ６から零に向って減少
する。

ｃｏの数値は大体シャー１８の周長Ｂ。

の半分が望ましい。

それはロータリーシャー１８が切断完了して更にＣ６に
相当する距離だけ回転したところで停止するように制御
されるため、シャー１８の停止点をロータリーシャーの
上死点にすることができるからである。

測長カウンター１４の出力はデジタルアナログ変換器１
５でアナログ電圧に変換され電圧制限回路２ｏを通って
電圧Ｖｂとして出力される。

電圧制限回路２０は必ずしも必要ではないが、ロータリ
ーシャー１８が切断完了後電圧Ｖｂで速度制御される場
合に、シャー１８の速度が材料１７の速度を越えないよ
うに付加したものである。

ところで出力電圧Ｖ。

は（Ｖａ−Ｖｏ） とｖｂのいずれか一方を選択する
ことを前述したが選択回路１０ａは入力電圧が高い方の
入力を選択するものとする。

話しをスタート信号Ｓが発生した時点にもどすともしＬ
＞Ｂｏであれば（ｖａ−Ｖ。

）は負になるように電圧レベルが設定されており、選択
回路１０ａにおいて出力Ｖ。

はＶｂの方を選ぷ。

第２図は切断長設定値りがロータリーシャー周長Ｂ。

より長い場合即ちＬ＞Ｂｏの場合の各点の電圧波形を示
している。

第２図ａはＶ。の電圧波形でありスタート信号Ｓが発生
した時点で（Ｌ−Ｂ。

）が大きいと電圧Ｖ。は函数発生器７において飽和して
しまう。

その飽和電圧はＶａより太きいものと設定する。

第２図すは（Ｖａ−Ｖ。）、ＣはＶｂ、ｄはＶ。

の各電圧波形である。スタート信号Ｓが発生した時点で
は明らかにｖｂが太きいのでロータリーシャー１８はｖ
ｂの速度指令で回転するがパルス発電機４のパルスは測
長カウンター１４の減算側端子に入力されているからＶ
ｂは減少してロータリーシャー１８がＣ６に相当スる距
離だけ回転したところで停止する。

その時当然Ｖｂは零である。

一方Ｒ＝Ｌ−１３ｏ−Ａ＋Ｂにおいては材料１７０走行
長Ａは増加を続けているのでＲは減少しやがてＶ。

がＶａより小さくなり、（Ｖａ−ｖ。

）〉Ｖｂとなり出力ｖ。は（ｖａ−■ ）を選択するに
至る。

するとロータリーシャ＝１８は（Ｖａ−ｖｏ）を速度基
準信号として回転を始めるが、材料１７の速度の方がロ
ータリーシャー１８の回転速度より速いので材料１７０
走行長Ａの増加率がシャー１８の進行長Ｂの増加率より
大きい。

従ってＲは更に減少をしＲは零に向うのでＶ。

も零に向う。（Ｖａ−Ｖｂ）は材料１７の走行速度を表
わす一定値ｖａに近づき完全にＶａに達したとき、材料
１Ｔの速度力昂−タリーシャー１８の刃先速度に同調す
るようにフィードバック電圧ｖｍを選べばｖｃ−０即ち
Ｒ＝０のとき材料１７の走行長Ａの増加率とシャー１８
の走行長Ｂの増加率は等しくなり、ｖ。

−０のままデジタルによるサーボ制御が持続する。

やがてシャー１８の刃が材料１７とかみ合って切断を完
了して再び次の所定切断長である設定値しに対して操作
を繰り返す。

切断完了時Ｒ＝Ｌ−Ｂｏ−Ａ十Ｂが零になるということ
は、材料１７が切断完了するまでに走行した長さＡはＬ
−Ｂｏ−Ａ＋Ｂ＝０からＡ＝Ｌ−Ｂｏ十Ｂ となること
である。

切断完了時ロータリーシャー１８は丁度１回転したこと
になるのでＢ−Ｂｏである。

故にＡ＝Ｌとなり切断長は所定の設定値りに等しくなる
。

ここまではＬ＞Ｂｏ の場合について説明したがＬ ＜
Ｂｏでも構わず第１図の回路は変らない。

仮にＬ＝Ｂｏの場合だとＲは零からスタートして零で終
る。

即ちＶ。−０を持続するので材料１Ｔとロータリーシャ
ー１８は常時同調しているため切断長はロータリーシャ
ー周長Ｂ。

に等しい。もしＬ＜Ｂｏ であればＲはスタート信号
Ｓで負になるためＶ 自体も負になる。

すると（ｖａ−■ ）〉ｖａ となるからロータリーシ
ャー１８は切断完了後すぐに材料１７の速度よりも増加
する。

すると材料１Ｔの走行長Ａの増加率よりシャー１８の走
行長Ｂの増加率が大きいためやがてＲは零に近づき同調
する。

だからロータリーシャー周長Ｂ。

よりも短い長さしで切断できる。ところで切断時Ｒが完
全に零でない場合はそれが切断誤差となる。

その要因としてはたとえばデジタルアナログ変換器６の
ドリフトや周波数電圧変換器８，１３０特性のバラツキ
やサーボ増幅器の利得の変化等によって生ずる。

この発明はそれらの要因でＲが零にならなくてもその誤
差を毎回補正する手段に係るものである。

加減算器５の出力Ｒは勿論正負を出力するがデジタル数
値の場合Ｒは絶対値で示しＲの正負の極性は別に極性信
号線２２で出力するのが一般的である。

もしＲ−＋εで切断完了した場合はεが誤差となる。

そこで極性信号線２２が正極性のときゲート２３を開き
、次のスタート信号Ｓで測長カウンター３にεをプリセ
ットしてやればたとえまた切断時Ｒ−＋εとして残留誤
差があったとしてもＬ−Ｂｏ−Ａ＋（Ｂ＋ε）−十εで
あるからεがキャンセル出来てＡ＝Ｌとなる。

Ｒ−−εの場合カウンターに負の数をプリセットするこ
とは容易でないため１−Ｃ１−εを測長カウンター２に
プリセットすれば結果的には測長カウンター３に−εを
プリセットしたことと等価である。

すなわち極性信号線２２が負極性のときはゲート２４を
開き、次のスタート信号Ｓで測長カウンター２にεをプ
リセットする。

このようにすればＬ ＢＯ（Ａ＋ε）十Ｂ−一εであ
るからやはり一εはキャンセルされＡ＝Ｌとなる。

以上はこの発明をロータリーシャーに応用した場合につ
いて説明したが次に第３図のダイセットシャーの場合に
ついて簡単に説明を加える。

第３図は、この発明の他の実施例を示すブロック図であ
り、この発明をダイセットシャーに実施した場合を示す
図である。

同図を参照する。この場合も回路構成は全くといってい
い程同じであるが大きな相違点はダイセットシャー１９
が被切断材料１Ｔに治って往復運動をするために該シャ
ーを駆動する直流電動機１２が正転、逆転をくりかえす
ところである。

ダイセットシャー１９が材料走行方向に進行している時
は測長カウンター３に加算入力、測長カウンター１４に
減算入力が入力され、後退している時はその逆になる。

この場合も切断完了時がスタート信号Ｓの発生時点であ
る。

加減算器５での演算はＲ＝Ｌ−Ａ＋ＢでありやはりＲ＝
Ｏ１■。

＝０で切断を行なう。ダイセットシャーは往復運動をす
るから該シャーの走行長Ｂは零から始まりまた零にもど
る。

切断時はＲ＝Ｏ１Ｂ＝ＯでありＬ−Ａ＝Ｏ１Ａ＝Ｌで切
断できる。

Ｒ＝Ｏでない時の補正のやり方はロータリーシャーの場
合と全く同じであるので説明は省略する。

選択回路１０ｂにおいては（ｖａ−ｖｃ）が正極性の時
だけ出力ｖｏはこれを選択しｖｏ＝ｖａ−Ｖｏとなり、
それ以外の時はｖｂを選択しＶ。

＝ｖｂとなる。また測長カウンター１４とデジタルアナ
ログ変換器１５はダイセットシャー１９が材料１Ｔを切
断後ホームポジョンに戻るための制御回路である。

測長カウンター１４に特別にある数値をプリセットしな
くてもダイセットシャー１９が材料走行方向に進めばそ
の移動距離を測長カウンター１４に測長していて切断後
速度基準信号Ｖ。

がＶｂに切り替ったら測長カウンター１４にだ（わえら
れた走行量だけダイセットシャー１９が後退してｖｂ−
０でホームポジョンに停止する。

第４図のａにｖｂに（ｖａ−Ｖｏ）、１ ｃＫｖｂそしてｄＫｖｏの波形を示す。

ｖｏ の波形で切断完了時正電圧から急激に負電圧に変
っているが実際にこの様な動作を直流電動機１２にさせ
ることは不可能であるため点線の様な特性をもつレート
回路にＶｂを通すか又はサーボ増幅器１１に電流制限回
路等をもうけて考慮するのが普通である。

しかしそれはこの発明にとっては重要な要素ではない。

またこの場合材料１７とダイセットシャーが同速度にな
った時切断させる別の指令が必要であるがそれはデジタ
ル量Ｒがアナログ量Ｖ をある設定値と比較することに
よって切断指令を簡単につくることができるので説明を
省略しである。

被切断材料の形状はシート状でも棒状でもどんなもので
もよくその材質も間はない。

また必ずしも切断しなくてもた仁えば定寸または定位置
に刻印する場合にもこの発明を適応できることは説明す
るまでもない。

以上説明したとおりであるから、この発明の切断制御装
置によれば、材料を定尺または定位置にて常に精度良く
切断できるという利点がある。

【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図であり
、第２図は第１図における各部の電圧信号波形図、第３
図はこの発明の他の実施例を示すブロック図であり、第
４図は第３図における各部の電圧信号波形図である。 １．４・・・・・・パルス発電機、２，３，１４・・・
・・・測長カウンター、５・・・・・・加減算器、６，
１５・・・・・・デジタルアナログ変換器、７・・・・
・・函数発生器、８゜１３・・・・・・周波数電圧変換
器、９，２１・・・・・・アナログ加算器、１０ａ、１
０ｂ・・・・・・選択回路、１１・・・９０．サーボ増
幅器、１２・・・・・・直流電動機、１６・・・・・・
メジャーリングロール、１７・・・・・・材料、１８・
・・・・・ロータリーシャー、１９・・・・・・ダイセ
ットシャー、２０・・・・・・電圧制限回路、２１・・
・・・・ラッチ回路、２２・・・・・・極性信号線、２
３，２４・・・・・・ゲート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定長または所定位置において切断されるべき被切
   断材料を走行させる第１の駆動手段と、切断機を走行さ
   せる第２の駆動手段と、前記被切断材料の走行に伴い発
   生するパルスをカウントすることによりその走行長を測
   定する第１の測長カウンタと、前記切断機の走行に伴い
   発生するパルスをカウントすることによりその走行長を
   測定する第２の測長カウンタと、切断されるべき前記所
   定長または所定位置に従って設定される成る設定量と前
   記第１および第２の測長カウンタの各出力との間で所定
   の演算を行なう演算手段と、前記演算結果が特定値に達
   した時点で、被切断材料の走行速度と切断機の走行速度
   とが同調し該材料の所定長または所定位置における切断
   が可能となる如くに前記第１および第２の駆動手段を制
   御する制御装置とを有して成るデジタルサーボ走間切断
   制御装置において、切断時に演算結果が前記特定値に達
   せず残留偏差が発生したときは；該偏差値の極性に従っ
   て前記第１または第２の測長カウンタを選択し次回の動
   作開始時に偏差量のプリセットを行なう手段を備えたこ
   とを特徴とするデジタルサーボ走間切断制御装置。