JPS63102894A - レ−キ付ロ−タリシヤ− - 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」 この発明は走行しているシート状材料をレーキ付ロータ
リシャーにより設定切断長ずつ次々と切断するレーキ付
ロータリシャーに関する。

「従来の技術」 従来ロータリシャーを用いて材料を設定切断長ずつ切断
制御する制御装置として特公昭５２−４６３８５号公報
に示すものが知られている。これについて簡単に説明す
ると、第４図に示すように材料１１が矢印１２で示す方
向に走行しており、ロータリシャー１３はモーター４に
よ多回転制御される。

材料１１に転接するローラー１５によってロータリエン
コーダ１６が回転駆動され、ロータリエンコーダ１６か
ら材料１１の一定長移動ごとに・やルスが発生し、この
・Ｐルスは制御装置１８に入力される。一方モーター４
の回転によりロータリエンコーダ１９が駆動され、その
回転に応じてノクルスが発生され、このノ９ルスも制御
装置１８に入力される。設定器２１から設定切断長しが
制御装置１８に入力される。

制御装置１８は両ロータリニンコーダ１６及び１９の各
・にルスから検出された材料１１の走行速度と、ロータ
リシャー１３の刃の回転速度とが材料１１を切断する際
に同一速度になるように制御すると共に、ロークリエン
コーダ１６のパルスを計数して材料１１の移動長を検出
し、またロータリエンコーダ１９のパルスを計数してロ
ータリシャー１３の刃の移動長を検出し、これらと設定
切断長Ｌ　とから設定切断長し。だけ材料がロータリン
ヤー１３の刃先から突出した状態で材料を切断するよう
に制御している。

ロータリシャー１３の刃先回転円の直径をＤとする時、
その刃の回転周長πＤと設定切断長し。とが等しい場合
は、ロータリシャー１３をほぼ等速度で回転させると、
ち工うと１回転で設定切断長に材料を切断し、しかも切
断時の刃の速度を材料速度と一致させることができる。

この時の設定切断長を同期長し、と呼ぶ。

設定切断長し。が同期長り、よりも長い場合は、ロータ
リシャー１３の１回転の間において一度減速して材料を
少し見送らせたあと、切断時に材料走行速度と刃の移動
速度とが同調するように増速する制御を制御装置１８で
行っている。従ってロータリシャーに対する速度制御は
第５図Ａに示すようになる。第５図Ａにおいて■１は材
料速度と同調した速度であシ、時点ｔ０は材料切断時点
を示している。

設定切断長り。が同期長り、よりも短かい場合は、第５
図Ｂに示すようにロータリシャーの１回転の間に切断時
の速度ｖ１よりも増速しだあと減速し、同調して切断す
る制御を行っている。

「発明が解決しようとする問題点」 第４図に示した従来のロータリシャーにおいて、設定切
断長Ｌｄが同期長Ｌ８よりも短かくなってくると第５図
Ｂのように短時間の間にモータ１４を急加速させたあと
急減速させる必要が生じてくる。

このようにシャーを加減速させるには、モータ１４とし
て大馬力のものを用いる必要があり、それに応じて機械
も大きくなりそれだけ高価となる。併し実際上はモータ
が大きくなればそれだけ慣性が大きくなるからイタチゴ
ッコであり結局短いものを切るのは困難といえる。ロー
タリシャーの刃先回転直径りを小さくすれば比較的短い
切断長が可能となるが、材料１１の幅方向にドラム軸の
たわみが生じるなど機械的にロータリシャーのト９ラム
径を小さくすることには限界がある。

そのため設定切断長り。が短かくなった場合、これに応
じて材料走行速度を遅くするしかないのが実情である。

第６図Ａに示すように、同期長りが８８０　ミＩＪの機
械を例にとると切断可能な最高走行速度が２４０　ｍ１
分とした場合、８８０閣よシ短い長さになると切断可能
最高走行速度が急激に減少し、設定切断長を２２０閣と
すると、材料走行速度を例えば２０ｍ／分にする必要が
ある。切断だけが目的のシャーラインではライン速度を
下げでも支障は無いが、併し生産性の低い操業となる。

切断前に種々の加工を行なっている多くのプロセスでの
オンライン切断では、加工の速度が主であるため、切断
のためだけにライン速度を下げるわげにいかない。その
場合結局は短い製品を作れずいったん長尺で切断するし
かない。その後別のオフラインで切り直しを行なわねば
ならず、その為にヤードも設備も人手も余分に必要とな
る。

ところで材料として紙、フィルムのように薄いかつ柔ら
かいシート状のものについては、その切断の際に必ずし
も刃の速度を材料走行速度に同調させる必要はなく、刃
の速度を材料走行速度より早くするだけで比較的良好な
切シロが得られるという特徴がある。

またシート状材料を切断するには、ハサミで切るように
その一方の縁から他方の縁に向って切ると良好な切断が
得られる。このような切断のだめ、ロータリシャーでは
円筒形ドラムを展開したとき第３図Ａのように、刃先は
直線であるが傾斜（ＲＡＫＥ）して取付けられることが
多い。このような極く僅かであるが通常１°以下程度の
レーキ付シャーを用いる場合が多い。この発明の目的は
上記２つの特徴を活用して、１つには設定切断長が同期
長よシも短かい場合においても材料速度を遅くすること
なく第６図Ｂのように切断長の如何てかかわらず切断可
能材料最高走行速度が２４０　ｍ／ｍｉｎのままとなる
ようなシャーを提供することにある。併し、この場合後
述するようにシャーの据え付けを固定しておくと切断長
の変更によって、切断されたシートの４角形の４つの角
が互いに相異してしまう。

そこで本発明のもう１つの目的は、シャー据付は台を切
断長の設定変更にともなって、シート走行方向に対する
交差角を自動的に変更させることによって、切断長の如
何にかかわらず一定角度に切断されたシートになるよう
なレーキ付ロータリシャーを提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 この発明によればロータリシャーの回転を制御するため
の回転制御手段と、ロータリシャーの回転軸とシート状
材料の走行方向とのなす角度を変更する交差角制御手段
とが設けられる。

この回転制御手段は、設定切断長によって決る一定比率
でシート状材料の走行にシャーの回転を追従させ、かつ
シート状材料が設定切断長だけ走行するとシャードラム
がちょうど１回転するようにシャーの回転を制御する。

一方交差角制御手段は、シャーの回転軸、・とシート状
材料の走行方向とのなす角度をモータの回転によシ変更
できるように構成され、設定切断長の変更に応じてその
モータを回転駆動して前記交差角の変更を行う。

このよって構成されているため設定切断長が同期長より
も短かい場合においてもその短かい程度に応じてシャー
の回転速度が高められ、はぼ一定の回転速度で材料を次
々と設定切断長に切断し、かつ材料が薄いシートである
ため比較的良好な切シロで切断することができ、しかも
設定切断長に応じて材料走行方向とシャーの回転軸との
なす角度が自動的に変更され、シート状材料を常に同じ
角度で切断することができる。

「実施例」 第１図にこの発明の実施例における制御系を示し、第４
図と対応する部分には同一符号を付けである。シート状
材料１１の走行に対応して発生するエンコーダ１６から
のパルスは回転制御手段３１に供給され、またロータリ
シャー１３の刃の回転と対応して発生するロータリエン
コーダ】９からのパルスも回転制御手段３１に入力され
、更に設定器２１からの設定切断長Ｌ０も回転制御手段
３１に入力される。

回転制御手段３１においては、入力された設定切断長り
によって決る一定比率でシート状材料１１の走行にシャ
ーの回転を追従させる速度制御ループが設けられている
。即ちこの例では、エンコーの掛算が行われ、その出力
は周波数電圧変換器３３で掛算器３２の出カッ９ルス周
波数と対応した電圧に変換され、その変換された電圧は
アナログ加算器３４に入力される。一方エンコーダ１９
からの／４’ルスは周波数電圧変換器３５で／ｌルス周
波数に対応した電圧に変換されて、シャー１３の刃の回
転速度と対応した電圧が得られる。この電圧はアナログ
加算器３４に入力されて周波数電圧変換器３３の出力と
の差フ、：とられ、アナログ加算器３４の出力で速度増
幅器３６を通じてモーター４が制御される。この結果、
モーター４は周波数電圧変換器３３の基単速度に追従す
るように制御される。

ここで掛算器３２について少し述べる。今設定切断長Ｌ
　が同期長Ｌ　と等しい時、シャー１３の刃ＯＳ の回転速度が材料１１の走行速度と一致させるに必要と
する掛算器３２の乗数をｍとする。設定切断長りが同期
長し　よシも小さい場合（Ｌｏ＜Ｌ、）においＯＳ て、Ｌだけの材料１１の移動でシャー１３の刃がちょう
ど１回転するには、材料１１の走行速度にとなる。この
ようにして設定切断長りが同期長り。

よシ短かいと、これに応じてシャー１３の刃の回転速度
が増速され、材料１１が設定切断長Ｌ０だけ移動すると
、ロータリシャー１３の刃がちょうど１回転する速度制
御・が行われる。併し前述のように同期長りの速度より
遅いと切シロが不良となるので、設定切断長Ｌ０が同期
長り、より長い場合（Ｌ０≧Ｌ３）は、掛算器３２の乗
数は固定値ｍとする。

回転制御手段３１はこのような速度制御ループをマイナ
ーループにすると共に、メージャループとして位置決め
制御ループも設けて材料１１の単位長、例えば０゜０５
瓢ごとにシャー１３の刃の回転角を位置決め制御して設
定切断長Ｌ０だけ材料先端がシャーの刃よシ突出した状
態で切断されるように走間位置決めを行なう。このだめ
エンコーダ１６のパルスが入力されるごとにデジタル加
算器３７でＧ／Ｌ０なる数値が加算され、またエンコー
ダ１９からパルスが入力されるごとに数値Ｋがデジタル
加算器３７で減算される。このデジタル加算器３７の出
力は、ＤＡ変換器３８でアナログ電圧に変換され、その
アナログ電圧はアナログ加算器３４に修正信号として供
給される。

この位置決め制御が安定している状態では、デジタル加
算器３７における加算入力と減算入力とが等しい状態で
材料１１の移動にシャー１３の回転角がサーボしている
。例えば材料１１と転接するロー２１５の周長が４００
．０２ｍ、エンコーダ１６゜１９がそれぞれ１回転で８
０００７４ルスを出力し、モータ１４とロータリシャー
１３との間に介在された減速器３９の減速比を１：２．
４とすると、材料１１が設定切断長し。配送られるとエ
ンコーダシャー１３が１回転する間にエンコーダ１９か
ら発生するノ９ルスは８０００Ｘ２．４　となる。位置
決め制御は正しく行われると、デジタル加算器３７の出
すればよい。Ｇは感度ともいうべきパラメータでありど
んな値でもよいが、太き過ぎるとエンコーダからの１ノ
ンルスの重みが大きくなり、制御が不安定になる。

回転制御手段３１において設定器２１からの設定切断長
し。は割算器４１に入力され、割算器４１においてＧ／
Ｌ０の演算が行われ、その結果がデジタル加算器３７に
加算定数として与えられる。また設定器４２からＫが減
算定数としてデジタル加算器３７に与えられる。しかし
速度ループと同じ理由で設定切断長Ｌ０が同期長し、よ
り長い場合（Ｌｏ≧Ｌｓ）は、割算器４１の出力をＧ／
Ｔ、８に固定する。そして、第４図の制御と同様に第５
図Ａの速度波形にする。その方法は従来のものでも良い
が、ここではＬｏ〈Ｌｓで用いた上記制御手段をそのま
ま使う方法を例にして説明する。Ｌｏだけ走行する間に
シャーを一回転させるという回転制御手段３１において
、この場合も割算器４１からＶＬ。

が出力していれば問題は無い。ところが切り口のために
速度を同期速度（同期長り、を切断するときの速度）よ
り下げたくないということで、割算器４１の出力をＧ／
Ｌに固定するのであるから、その分の差し引きをすれば
良い。いま設定切断長し。だけ材料１１が走行した時に
エンコーダ１６から発回転制御手段３１において設定器
２１よりの設定切断長り。と、設定器４３よシの同期長
し、とを演算器４４に入力して前記Ｎを演算し、そのＮ
を１回の切断完了ごとに加算器３７に却える。これはＬ
０≧Ｌ３の場合だけであるからＮは負である。切断完了
でＮが加えられると加算器３７そしてＤＡ変換器３８の
出力は負となシ第５図Ａのように減速する。併しその後
Ｇ／Ｌ３の累積が効いてくるので加算器３７はゼロに収
束し、それに応じてシャーが加速し材料１１の移動にシ
ャー１３の回転角が同期してサーボする状態で切断に入
る。

次にこの発明ではロータリシャー１３はレーキ付のもの
が用いられ、ロータリシャー１３の回転軸と材料１１の
移動方向とのなす角度が設定切断長りに応じて変更され
る。以下にその必要性について述べる。レーキ付ロータ
リシャー１３の回転ドラムを展開すると前にも述べた通
り第３図Ａに示すように刃先は僅か傾斜した斜めの線と
なってお９、ドラム上では、第３図Ｂのように螺旋状に
なっている。レーキは一一１４である。こうしてハサミ
のように切るためにドラムの回転角でみると切断始めか
ら切断完了までに一定の角度の間切断が持続する。この
刃先回転角θ０（第３図Ｃ）は、である。また回転ドラ
ムの回転軸は第３図Ｂに示すようにシート状材料１１の
走行方向に対し僅か傾斜し、刃先が材料１１の１側縁の
１点Ｐ、で接触して回転ドラムの回転が進むに従って材
料１１が幅方向に切られ、材料１１の他の側縁Ｐ２で材
料】１が切断を完了する。第３図りで材料切断角（材料
の側縁と切断線とのなす角）Ｈで切りたいとき、即ち瞑
の角度に切りたいとき、回転ドラム軸はＰ１Ｐ２に据え
つけられる。

次に下汎の長さλを求める。先に述べたようにこの発明
においては、設定切断長り。が同期長Ｌ８より短かい場
合に見掛けの同期長をり。にして回転制御をする。言い
かえると材料がり。進む間にほぼ一定速度でドラムが一
回転する。従って刃先切断角θの間に進む材料の長さλ
は、 でちる。即ちＬの変更に応じてλを変更しなければなら
ない。

そこでこの発明では設定切断長しが同期長Ｌｓよ９も短
かい場合は、その設定切断長Ｌ０と対応してロータリシ
ャーの回転軸と材料走行角度とのなす角度を変更するの
である。第１図に示すように設定器２１よりの設定切断
長り。は演算器７１に入力され、λを演算する。モータ
６３の回転によりエンコーダ７２を駆動し、エンコーダ
７２からのＡ？ルスをカウンタ７３で計数し、この計数
値と演算器７１の演算結果との差をデジタル加算器７４
でとり、そのデジタル加算器７４の出力をＤＡ変換器７
５でアナログ信号に変換する。エンコーダ７２のパルス
を周波数電圧変換器７６に供給してモータ６３の回転速
度と対応した電圧を得て、これとＤＡ変換器７５の出力
との差をアナログ加算器７７でとって、その出力でスピ
ード増幅器７８１を通じてモータ６３を駆動する。つま
りモータ６３の回転により回転ドラム５６、即ちロータ
リシャー１３の軸心の材料走行方向に対する角度が制御
され、その角度と対応した値がカウンタ７３の計数値と
して得られ、これと演算器７１の演算結果とに差がある
場合は、この差が無くなるようにモータ６３が回転され
、ロータリシャー１３の軸心と材料走行方向とのなす角
が所望の角度に変更される。なお設定切断長り。が同期
長Ｌｓより長い場合は、演算器７１は固定値ｔを出力す
る。この場合エンニーダ７２としてはインクレメンタル
でなくアブソリュートにしてカウンタ７３の代りにコー
ド読取り器にしても良い。ロータリシャー１３は例えば
第２図に示すように、材料１１を幅方向から挾んで固定
台５１．５２が対向して設けられ、これら固定台５１．
５２間にわたってロータリシャー１３が保持される。固
定台５１．５２上に支持体５３゜５４が対向して配され
、支持体５３．５４間にわたって固定下刃５５が取９付
けられる。また回転ドラム５６が支持体５３．５４間に
回転自在に保持される。回転ドラム５６の周面に、レー
キ付上刃５７が取り付けられている。回転ドラム５６は
固定台５２上のモータ１４の回転が減速器３９を介して
伝達される。減速器３９と回転ドラム５６とは、フレキ
シブルカップリング５８によシ結合されている。支持体
５４はピボット５９を中心に僅か回動できるようにされ
ている。

一方ボールねじ６２の一端は支持体５３に回転自在に連
結され、他端は固定台５１上のモータ６３の回転軸に連
結されている。ねじ６２を回転することによって支持台
５３をピボット５９を中心に固定台５１上をスライドさ
せることができる。材料１１は下刃５５と回転ドラム５
６との間を挿通し、ト９ラム５６の回転によって下刃５
５と上刃５７とにより切断される。

上述においてはロータリシャー１３として下刃を固定刃
としたが、下刃も回転するロータリシャーにもこの発明
を適用することができる。また各種の演算などを電子計
算機によって行わせることができ、例えば第１図におい
て掛算器３２、周波数電圧変換器３３、デジタル加算器
３７，７４、ＤＡ変換器３８，７５．割算器４１、演算
器４４゜７１、カウンタ７３の各機能を電子計算機で処
理させるように構成してもよい。更に上述では設定切断
長り。が同期長Ｌ３より短かい場合のみならず、長い場
合も切断可能としたが、設定切断長が同期長より短かい
場合のみに用いる場合は、例えば演算器４４を省略する
など簡略化することができる。

「発明の効果」 以上述べたようにこの発明によれば、設定切断長が同期
長よりも短かい場合においても急加減速回転制御をする
必要がなく、比較的小形のモータで高速運転ができる。

従って材料走行速度を変更する必要もなく、例えば第６
図Ｂのように短い切断長になりても材料走行の最高速度
を２４ｏｍ／頒ままで切断することができる。

併し、この回転制御だけではレーキ付シャーである限り
切断長によって材料の切断角即ち４角形の４つの角が変
ってしまう欠点を生ずるところであるが、本発明では設
定切断長に応じてシャーの回転軸と材料走行方向とのな
す交差角度を交差角制御手段により自動的に変更するた
め、設定切断長を変更しても材料の切断角度は一定のも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるレーキ付ロータリシャーの一例
における電気的構成を示すブロック図、第２図は本発明
の機構例を示す斜視図、第３図Ａはロータリシャーの回
転ドラムを展開した状態を示す図、第３図Ｂは同じシャ
ーβダムの斜視図、第３図Ｃは切断に必要なドラムの回
転角を示す図、第３図りはロータリシャーと材料とのな
す角度を示す図、第４図は在来のロータリシャーの制御
装置を示すブロック図、第５図は第４図の制御装置にお
けるロータリシャーの回転速度の時間変化例を示す図、
第６図は設定切断長と切断可能材料走行速度との関係例
を示す図であり、第６図Ａは在来のシャーの場合、第６
図Ｂは本発明のシャーの場合である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）走行しているシート状材料を、その走行方向と交
   差して切断するレーキ付ロータリシャーにおいて、 設定切断長によって決る一定比率で上記シート状材料の
   走行に上記シャーの回転が追従し、かつ上記シート状材
   料が上記設定切断長だけ走行すると上記シャーが１回転
   するようにシャーの回転を制御する回転制御手段と、 上記シャーの回転軸心と上記シート状材料の走行方向と
   のなす角度をモータの回転により変更できるように構成
   され、上記設定切断長に応じて上記モータを駆動して上
   記交差角を変更する交差角制御手段とを具備することを
   特徴とするレーキ付ロータリシャー。