JPS6263096A - 連続走行材の定尺切断制御方式 - 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〕 本発明は１．被切断材としての走行シート材をロータリ
・シヤによって所定長さに連続的に切断するための回転
式走間切断装置の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

祇、鋼板など連続的に搬送されてくる材料をシート状に
切断する装置として、回転式走間切断装置が従来から多
く用いられて来た。

第３図は従来のかかる回転式走間切断装置の概略を示す
斜視図である。同図において、被切断材１が矢印２の方
向に進み、この被切断材１を切断するためにロータリ・
シヤが設置されている。ロータリ・シヤは上下一対のシ
リンダ３と切断刃４から成り、切断刃が噛み合った際、
被切断材１を切断する。上下のシリンダ３はギヤ９を介
して結合され、かつギヤ５を介してサーボ・モータ６に
連結されている。サーボ・モータ６にはパルス・エンコ
ーダ８及びアナログ・タコジェネレータ７が連結されて
おり、ロータリ・シヤの移動量と速度を計測する。また
ロータリ・シヤの絶対位置を検出するために近接スイッ
チ１０がシリンダ３の軸上に取付けられ、ロータリ・シ
ヤ１回転に付きｌパルスの信号を発生する。

パルス・エンコーダ１２は被切断材１の移動量と速度を
検出するために、被切断材１に転接した測長ロール１１
に結合されている。

サーボ・モータ６が回転すると、ギヤ５を介してロータ
リ・シヤも回転し、上下の切断刃４が噛み合い被切断材
１を切断するが、切断中は被切断材１の速度とロータリ
・シヤの刃先速度が一致する様にあらかじめ設定されて
いる。

刃先速度が材料速度と等速でロータリ・シヤが１回転し
材料を切断すると、切断されたシートの長さは刃先周長
（Ｂ０）に等しくなる。刃先周長よりも短いシートに切
断する場合は、被切断材１を切断後、ロータリ・シヤは
高速に回転し、切断刃４を先行させ、切断刃４が被切断
材１に噛み合う時点（つまり切断が開始される時点）で
は、ロータリ・シヤの回転速度が被切断材１の速度と等
しくなるように該シャの回転速度を減速させるようにサ
ーボ・モータ６が制御され、このようにして刃先周長よ
り短いシートの切断に際しても同期速度での切断がなさ
れる。

逆に刃先周長よりも長いシートに切断するには、被切断
材を切断後、ロータリ・シヤを減速、停止させ、所定の
寸法に達したら加速し、切断刃が被切断材に噛み合う時
点（つまり切断が開始される時点）では、ロータリ・シ
ヤの回転速度が被切断材の速度と等しくなるように該シ
ャの回転速度を加速させるようにサーボ・モータ６が制
御され、このようにして刃先周長より長いシートの切断
に際しても同期速度での切断がなされるようになってい
る。

このように、従来の回転式走間切断装置では一定速度で
搬送される材料を切断装置側のロータリ・シヤの回転速
度を変速させる事で長短、何れの切断長を得ることも可
能にしている。この種の制御装置に関しては、例えば特
公昭５６−４１３９８号公報等などで開示されている。

さて、上述した如き従来の回転式走間切断装置では、ロ
ータリ・シヤを急峻に変速させる必要が有り、これに依
り生じるシリンダのたわみ及びねじれを防止するために
はシリンダ径を太くし剛性をもたせる必要がある。この
ため所定の加速率を達成するためにサーボ・モータの出
力の大型化が必要になるという欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明は、回転式走間切断装置において、ロータ
リ・シヤを急峻に変速させる必要なしに、従ってサーボ
・モータの出力の大型化を招くことなしに、長短、何れ
の切断長を得ることも可能にすること、を解決すべき問
題点としている。従って本発明は上述のことを可能にす
る連続走行材の定尺切断制御方式を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕上記目的を
達成するため、本発明で、は、ロータリ・シヤの回転速
度を一定とし、被切断材のフィード速度を変速させる事
により、長短、何れの切断長を得ることも可能にしたも
ので、そのために、機構的に簡単なフィード・ロールを
付加し、これを変速させることで被切断材のフィード速
度を変速させている。従って、フィード・ロールを駆動
するサーボ・モータの出力も大型化することを要しない
わけである。

〔実施例〕

次に図を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の機械的構成を示す斜視図で
ある。同図において、被切断材ＬＡは矢印２Ａの方向よ
り一定速度で供給されループ１３を形成し、フィード・
ロール１４でニップされた後、ロータリ・シヤに送り込
まれる。フィード・ロール１４に依り被切断材ＩＡを変
速させるため、その変動を吸収するループ１３がフィー
ド・ロール１４の手前に構成されているわけである。

フィード・ロール１４は上下一対のロールで構成され、
ギヤ１５を介してサーボ・モータ１６に結合している。

サーボ・モータ１６にはサーボ・アンプの速度フィード
バック用として、タコジェネレータ１７が連結している
。

ロータリ・シヤは前述した回転式走間切断装置と同じく
、上下一対のシリンダ３Ａ、ギヤ５Ａ。

サーボ・モータ６Ａ、タコジェネレータ７Ａ、パルス・
エンコーダ８Ａ、より構成されている。

第２図は、第１図に示したフィード・ロール１４の駆動
制御のための基本回路図である。同図において、８Ａは
シャ移動計測用のパルス・エンコーダ、２０は係数器、
２１は長さ設定器、１２Ａは被切断材の測長用パルス・
エンコーダ、１８は係数器、１９は制御レジスタ、２２
はＤ／Ａ変換器、２３は非線形アンプ、２５はアナログ
加算器、３５はフィード・ロール１４の回転移動ｔｃｏ
を設定されていて、出力することの出来るロール回転移
動量ＣＯの発生器（ここで、フィード・ロール１４の回
転移動１ｃｏというのは、フィード・ロール１４を回転
駆動するサーボ・モータ１６に停止指令が入力されてか
ら、実際にフィード・ロール１４が停止するまでの間に
該ロールが回転移動するその移動量を指している。従っ
てこの移動量は、そのときのサーボ・モータの回転速度
、該モータに結合されている諸機構のもつ慣性モーメン
ト等により決定される減速率に依存するが、定数として
予め求めておくことができる値である）、２８は停止制
御レジスタ、２９はＤ／Ａ変換器、３０は非線形アンプ
、３１は比較回路、２６は信号選択回路、２７はサーボ
・アンプ、１６はサーボ・モータ、１７はタコジェネレ
ータ、である。

第１図、第２図を参照して回路動作を説明する。

被切断材ＩＡに転接した測長ロールＩＩＡの回転により
、測長用パルス・エンコーダ１２Ａからパルス信号が発
生する。このパルス信号は係数器１８によりたとえば材
料が１ｍｍ移動するとパルスが１０パルス発生する様に
係数設定され、制御レジスタ１９の減算入力に入力され
る。

他方ロータリ・シヤの移動量を計測するパルス・エンコ
ーダ８Ａからのパルス信号は係数器２０により測長用パ
ルス信号と同様に係数設定され、ロータリ・シヤの刃先
円周の移動量に対応したパルスを発生し、制御レジスタ
１９の加算入力に入力される。

長さ設定器２１は切断長（Ｌ）からロータリ・シヤの刃
先周長（Ｂ０）を引き、（Ｌ−Ｂ０）に対応するパルス
に変換して、その値が正の場合は、制御レジスタ１９の
加算入力に、逆にその値が負の場合は制御レジスタ１９
の減算入力に、ロータリ・シヤの絶対位置検出用近接ス
イッチＩＯＡが動作したタイミングで入力される。

結局制御レジスタ１９の内容をＲとするとＲ＝（Ｌ−Ｂ
０）＋Ａ−Ｂとなる。ここでＡは係数器２０の出力を積
算した値で１．Ｂは係数器１８の出力を積算した値であ
る。制御レジスタ１９の内容はＤ／Ａ変換器２２でもっ
てアナログ電圧に変換された値Ｖｃとなり、その役割に
ついては詳述はしないが、ＯＶ近辺におけるゲインを上
げるようにした非線形アンプ２３にて増幅されてＶｃ’
となる。

またパルス・エンコーダ８Ａからのパルス信号は周波数
／アナログ電圧変換器２４で直流電圧Ｖａに変換された
後、非線形アンプ２３の出力電圧とアナログ加算器２５
でもって加算され、ＶＯ値としてＶＯ＝Ｖａ　＋Ｖｃ’
となる。

信号選択回路２６には前記出力電圧■０の外、後述する
アナログ電圧値ｖｂが入力され、■０もしくはｖｂのう
ちで電圧値の高い値を選択し、選択された出力電圧は直
流電動機から成るサーボ・モータ１６等で構成されるサ
ーボ制御系の速度指令として、サーボ・アンプ２７に入
力される。

停止制御レジスタ２８には、ロータリ・シヤ基準位置検
出器１０Ａより切断完了信号が得られる毎に、ＣＯ発生
器３５からのロール回転移動量ＣＯの値が加算入力とし
て書き込まれる。また、停止制御レジスタ２８には、前
記サーボ・モータが正転するときは減算入力として、ま
た逆転するときは加算入力として、係数器１８からのパ
ルスが入力し、その内容Ｒ′はＲ’＝Ｃ０−Ｂとなる。

停止制御レジスタ２８の出力はＤ／Ａ変換器２９でアナ
ログ電圧に変換され、非線形アンプ３０にてＯＶ近辺に
おけるゲインを上げた後、Ｖａとの比較回路３１で、Ｖ
ａ以上の値はＶａ値にクランプされたｖｂ値として、信
号選択回路２６に入力する。

次に以上のように構成された本切断装置の動作について
、次の三つの場合に分けて説明する。

（イ）設定長しがＢＯに一致する場合 この場合は長さ設定器２１からの設定パルスはゼロで制
御レジスタ１９には被切断材移動量パルスとロータリ・
シヤ移動量パルスのみが入力する。

この際ＶｃがほとんどＯになるように調整されており、
Ｖａのみの信号でサーボ・モータは回転しており、被切
断材とロータリ・シヤの移動量の差は制御レジスタ１９
に記憶され、補正値としてＶａに重畳され、常時速度同
調制御が行なわれている。

各切断タイミングでＶｃはほとんど同じとなるため、被
切断材はＢＯにて切断される。

（１１）　　設定長しがＢＯより短い場合切断完了信号
により、長さ設定器２１からの（ＢＯ−Ｌ）に相当する
パルスが制御レジスタ１９の減算入力に書き込まれ、制
御レジスタ１９の内容ＲはＲ＝−（ＢＯ−Ｌ）＋Ａ−Ｂ
に短時間で変化し、ＶｃはＲに比例した負の値となる。

加算器２５の出力■０はＶａよりも小さな値となり、Ｖ
ｃが充分大きな値の場合、負にもなる。

停止制御レジスタ２８の内容Ｒ′はＲ’＝Ｃ０−Ｂと正
となり、信号選択回路２６はｖｂを選択し、サーボ・モ
ータ１６はｖｂの変化にしたがって、減速、停止するサ
ーボ制御を行なう。サーボ・モータがロータリ・シヤの
速度に比べ低下し、ＡよりＢの変化量が小さいと、制御
レジスタ１９の内容Ｒはゼロに近ずくので、Ｖｃおよび
Ｖｃ’の値も同時にゼロに近ずく。■０がｖｂより大き
な値となり、信号選択回路２６はＶＯを選択し、サーボ
・モータは再加速する。加速中においても、ＡよりＢの
変化量が小さなため、ロータリ・シヤ及びサーボ・モー
タの両速度が一致するまで、即ちＶｃがほとんどゼロと
なるまで加速される。指令電圧（Ｖａ　＋Ｖｃ　）のＶ
ａのみの信号でほとんど回転し、切断が行われる。

Ｖｃがゼロということは制御卸レジスタ１９の内容Ｒが
ゼロを意味し、−（ＢＯ−Ｌ）＋Ａ−Ｂ＝０となる。こ
こで、切断完了から次の切断完了までのＡの変化量はＢ
Ｏであるから、結局Ｌ−Ｂ＝０となる。即ち、切断され
たシート長Ｂは設定長に等しくなる事を意味する。

（ハ）設定長しがＢＯより長い場合 この場合は（Ｌ−Ｂ０）に相当するパルスが制御レジス
タ１９の加算入力に書き込まれ、制御レジスタ１９の内
容ＲはＲ＝Ｌ−ＢＯ＋Ａ−ＢとＲは正となる。■０はｖ
ｂより大きくなり、サーボ・モータは切断完了信号が入
力すると同時に加速する。ＡよりＢの変化量が大きなた
め、Ｒはゼロに向かい、サーボ・モータも減速し、ロー
タリ・シヤの速度に等しくなるよう追従し、切断された
シート長と設定長が等しくなる点は切断長が短い場合と
同じである。

以上に説明した如く、フィード・ロール１４の動きは従
来の第３図に示すロータリ・シヤのシリンダ３の動きと
比例すると、丁度、長尺（Ｌ＞Ｂ０）と短尺（Ｌ＜Ｂ０
）の場合で逆の関係で類似する。

−ｉにシリンダ３Ａの慣性はフィード・ロール１４のそ
れに比較して大きいため、ロータリ・シヤをサイクリッ
クに駆動する場合は高出力のサーボ・モータ６を必要と
した。フィード・ロール１４は慣性が小さいので同じよ
うなサイクリックな駆動をしても低出力のサーボ・モー
タ１６ですみ、従来以上に高速にシート材を切断できる
という極めて顕著な効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、回転式走間切断
装置において、慣性の大きなロータリ・シヤを急峻に変
速させる必要がなくなり、慣性の小さなフィード・ロー
ルを変速させればすむので、所要のサーボ・モータの出
力の低減を図り得るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の機械的構成を示す斜視図、
第２図は第１図に示したフィード・ロールの駆動制御の
だめの基本回路図、第３図は従来の回転式走間切断装置
の概略を示す斜視図、である。 符号説明 １．１．Ａ・・・被切断材、３，３Ａ・・・シリンダ、
４゜４Ａ・・・切断刃、５，５Ａ、９．９Ａ・・・ギヤ
、６゜６Ａ、１６・・・サーボ・モータ、８．８Ａ、１
２゜１２Ａ・・・パルス・エンコーダ、１０．１０Ａ・
・・近接スイッチ、１１．ＩＩＡ・・・測長ロール、７
，７Ａ、１７・・・タコジェネレータ、１３・・・ルー
プ、１４・・・フィード・ロール、１８．２０・・・係
数器、１９・・・切断制御レジスタ、２１・・・長さ設
定器、２２゜２９・・・Ｄ／Ａ変換器、２３．３０・・
・非線形アンプ、２４・・・周波数／アナログ電圧変換
器、２５・・・アナログ加算器、２６・・・信号選択回
路、２７・・・サーボ・アンプ、３１・・・比較回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）被切断材としての走行シート材を所定長さに連続的
   に切断するためのロータリ・シヤと、該シヤへ向けて前
   記シート材をフィードするためのフィード・ロールと、
   を有し、前記ロータリ・シヤを一定速度で回転させなが
   ら前記走行シート材を切断するようにした定尺切断装置
   において、前記シート材の切断長設定値（Ｌ）と前記ロ
   ータリ・シヤの周長（Ｂ０）との間の関係が、Ｌ＞Ｂ０
   の場合には、シート材が毎回切断させるタイミングをも
   って前記シート材のフィード速度を加速し、Ｌ＜Ｂ０の
   場合には、前記タイミングをもってフィード速度を減速
   させ、前記シヤによるシート材の切断開始時点ではシー
   ト材のフィード速度がシヤの回転速度と一致するように
   フィード速度を回復させるべく、前記フィード・ロール
   を制御する手段を備え、前記シートを前記ロータリ・シ
   ヤと同期速度で切断するようにしたことを特徴とする連
   続走行材の定尺切断制御方式。