JPS6341696B2 - - Google Patents

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JPS6341696B2
JPS6341696B2 JP9573178A JP9573178A JPS6341696B2 JP S6341696 B2 JPS6341696 B2 JP S6341696B2 JP 9573178 A JP9573178 A JP 9573178A JP 9573178 A JP9573178 A JP 9573178A JP S6341696 B2 JPS6341696 B2 JP S6341696B2
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JP
Japan
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speed
shear
shear blade
cutting
traveling
Prior art date
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JP9573178A
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JPS5524840A (en
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Yoshikazu Kodera
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、走行中、鋼板などの板状体を走行
状態のままで切断する走行せん断制御装置に関す
るものである。
以下、説明の便宜上、鋼板の切断について述べ
るが、紙等の板状体であつてもよい。
この種装置においては、切断時点における切断
刃の位置を良好に制御し、鋼板の切断位置を精度
良く得ることが要求される。また切断時及びその
後の鋼板の走行を阻害しないよう適正な速度を保
ちながら刃先位置の制御を行うことが重要な機能
である。
しかるに、従来実施の装置では、切断設定位
置、鋼板速度を知つたのち、それ以後の鋼板走行
状態が一定であると仮定してシヤー刃の起動タイ
ミングを決定し、一定の加速パターンを指令する
のみで切断時での切断位置・切断速度の制御を実
現するものであつた。従つてシヤー起動以後の鋼
板速度の変化あるいは、シヤー駆動用モータの応
答おくれ、その他一切の不測外乱成分に対しては
全くの無制御であつた。
これを改良すべくなされた他の従来例として、
シヤー起動後もシヤー刃位置と鋼板走行位置との
偏差をつねにシヤーモータ速度の制御系にフイー
ドバツクするようにしたものがあり、第1図に示
されるように実施されている。
第1図は従来の走行せん断制御装置を示すブロ
ツク図で、1は切断される鋼板、2は鋼板1を切
断するシヤー刃21を有するシヤー、3は鋼板1
の移動によつて回転する測長用ローラ、4は測長
装置で、測長用ローラ3の回転数により鋼板1の
切断位置の移動長さを測るものである。5はシヤ
ー2の駆動用モータ、6はモータ5の減速機、7
はモータ5つまりシヤー2の速度検出器、8はシ
ヤー回転位置検出器でシヤー2のシヤー刃21が
切断位置に向つて、円周上の位置を移動した距離
を鋼板の移動に換算した直線上の距離Lsとして検
出する。9は指令速度演算器で、測長装置4及び
シヤー回転位置検出器8の出力LB、Lsを入力し、
これらと、予め設定されたゲインK及び鋼板1の
速度VBとでシヤー2の指令速度Vs *を演算する。
なお、測長装置4は、測長用ローラ3の回転に応
じたパルスを発生するものであり、指令速度演算
器9では、そのパルスを計数することによりLB
を、また、そのパルスを単位時間計数することに
よりVBを得る。10は速度制御装置で、指令速
度演算器9の指令速度Vs *に従つてモータ5を速
度制御するため、速度速出器7から実測値Vs
フイードバツクしている。また、Lは測長用ロー
ラ3とシヤー2との距離、LBは測長用ローラ3
と鋼板の先端の切断目標位置までの距離を示す。
即ち、指令速度演算器9は、測長装置4及びシ
ヤー回転位置検出器の出力からLB、VB及びLs
得、次式の演算処理を行なう。
Vs *=K(LB−Ls) +VB …(1) 但し、Kはゲイン定数。
指令速度演算器9により演算された指令速度
Vs *は速度制御装置に入力され、この速度制御装
置10によつて上記指令速度Vs *と速度検出器7
からフイードバツクされるシヤー2の実速度Vs
との偏差をなくすようモータ5の速度を制御す
る。
ここで、指令速度演算器9の演算する(1)式のゲ
イン定数Kには駆動用モータの速度制御系の応答
性により上限があり、大きくとれば位置制御(切
断長)の精度は高くなるが、あまり大きくする
と、刃先速度が鋼板走行速度に対して振動的とな
ることは自動制御理論の通例として広く知られて
いるところである。このため位置偏差とシヤー刃
速度偏差の両方を都合よく制御するには限界があ
り、通常、この種のモータ制御ではK=3.0程度
にしている。このことを第2図により具体的に説
明する。
第2図にK=3.0とした場合の第1図に示され
る装置の実験結果を示す。
第2図aは横軸に鋼板1の先端の切断予定点
が、測長用ローラ3を通過してからの時間、縦軸
は上記切断予定点が測長用ローラ3の位置を基準
として通過した距離LB及びシヤー刃21の直線
に換算した距離Lsを示す。また第2図bは横軸に
第2図aと同様に時間、縦軸にシヤー刃21の速
度を示す。
この図から分かるように切断予定点が測長用ロ
ーラ3を通過してから1秒後(切断時)にシヤー
刃21の位置と切断予定点の位置とはみかけ上一
致しているが(実際とは少し違つている)、シヤ
ー刃21の速度Vs *=1.00m/secに達していな
い。一方、ゲイン定数KをK=3より大きくとつ
てやれば、シヤー刃21速度Vsを切断時より前
に指令速度に達するようにできる。ところが、こ
の場合には、速度制御系の応答性が悪いためシヤ
ー刃21速度Vsが指令速度Vs *に対して振動的に
なる現象が生じて、Vs *=1.00m/secの前後の値
で振動し、結局、指令速度に一定制御できない。
またVsが振動的になることにより、LsもLBに対
し振動しながら追従することになる。
即ち、(1)式において、右辺第1項は、鋼板切断
位置とシヤー刃位置とを一致させるべく制御を行
なわせる項であるが、位置制御を実現するために
は速度を変化させる必要があるので、位置制御の
ゲインを大きくとり、精度を上げるには、速度制
御系の応答性を上げる必要がある。しかるに、従
来の制御装置にあつては、充分な応答性が得られ
るようになつておらず、従つて、ゲインKを大き
くとることにより、シヤー刃速度Vsが指令速度
に対して振動的になる。また、速度の変化は結果
として、移動長さとして表われるので、Vsが振
動的になることにより、LsもLBに対して振動的
になる。
ここで、第2図a,bによれば、シヤー2は制
御開始から約0.20秒後に起動し始めているが、こ
れは、制御開始時のLBに対してLsが大きいため、
(1)式のVs *が負の値をとることによる。すなわ
ち、本来シヤーは一度逆転を行ない、その後正転
に移るのであるが、実際の制御上では無駄なこと
であり、リミツタ等によよりモータ5の逆転指令
が出ないようにしている。
このように、第1図に示す装置は、鋼板1の進
行位置とシヤー刃21の位置追跡の偏差にのみ着
目するものであり、シヤーシ刃21の速度制御応
答の悪いものであつた。従つて、ゲインKを大き
くとることができず、切断装置精度、及び切断時
のシヤー刃速度精度が悪い欠点があつた。
上述したように走行切断においてシヤー刃の速
度の精度は、鋼板の走行安定や切れ具合に影響を
与えるものであり、重要な働きをなしている。し
かも設定位置での切断の精度の達成という切断制
御本来の機能も果たす必要がある。
この発明は、上述のような走行切断における要
望を満たすためになされたもので、速度制御系の
応答度を向上することにより切断装置精度と切断
時のシヤー刃速度精度とを共に向上できる走行せ
ん断制御装置を提供することを目的とするもので
ある。
第3図はこの発明の一実施例を示すブロツク図
で、1〜10は第1図と同様のものであり説明を
省略する。11は鋼板1の速度を検出する速度検
出器、12は時間演算器で、鋼板1の先端の切断
予定点が測長用ローラ3を通過してからの移動距
離LBと鋼板1の移動速度VBとを測長装置4及び
速度検出器11から導入して、鋼板1の切断予定
点が測長用ローラ3を通過してからの時間及び切
断時までの時間を演算する。14はゲイン設定器
で、時間演算器12からの時間信号に従つたゲイ
ンKL(t)、KV(t)を導出し、指令速度演算器1
3へ出力する。13は指令速度演算器で、上記ゲ
イン設定器14からゲインKL(t)、KV(t)、速
度検出器7及び11からシヤー刃速度Vs及び鋼
板速度VB、測長装置4及びシヤー回転位置検出
器8から鋼板移動距離LB及びシヤー刃移動距離
Lsを夫々導入し、後述する演算を行なうことによ
り、シヤー2の指令速度Vs *を導出する。指令速
度演算器13の導出した指令速度Vs *は速度制御
装置10に入力され、速度検出器7の検出するシ
ヤー速度Vsと比較され、これらの偏差をなくす
るように、速度制御装置10によりモータ5の速
度を制御し、もつてシヤー速度を制御する。
次に、指令速度演算器13の演算内容を述べ
る。
指令速度演算器13では、ゲイン設定器14か
らゲインKL(t)、KV(t)を、速度検出器7及び
11からシヤー刃速度Vs及び鋼板速度VBを、測
長装置4及びシヤー回転位置検出器8からLB
びLsを導入し、次の演算を行なう。
Vs *=KL(t)(LB−Ls)+KV(t)(VB−Vs) +VB …(2) 但し、 LBは鋼板1の先端の切断予定点の測長用ロー
ラ3からの移動距離、 Lsはシヤー刃21の直線距離に変換した移動距
離、 VBは鋼板1の速度、 Vsはシヤー刃21の速度である。
ここで、ゲイン設定器14が、指令速度演算器
13へ出力するゲインKL(t)、KV(t)は例えば
第4図のように示される。第4図は、(2)式に基づ
いた良好な切断制御をシミユレーシヨンしたとき
のゲインKL(t)、KV(t)の一例を示す。特徴と
しては切断予定点が測長用ローラ3を通過した直
後ではKL、KV共に小さく、切断予定点がシヤー
に近づくとKLは急激に大きくなり、切断時は再
び小さくなつているが、必ずしも切断時小さくす
る必要はない。KVは切断時に向かつて徐々に大
きくなつている。
つまり、シヤーを起動し始めの頃は距離偏差
(LB−Ls)及び速度偏差(VB−Vs)ともに大き
く、最初から大きなゲインであると、指令速度演
算器13はモータの電流容量以上の過大な速度指
令Vs *を演算し、出力することになる。一方、通
常モータは付属したリミツタ回路があり、過大な
速度指令Vs *が与えられても、モータの許容限度
内でしか応答しない。時間が進み偏差が少なくな
れば、大きなゲインをかけても、モータの許容限
度内で有効に動作させ得る。よつて、ゲイン設定
器14では時間演算器12の時間信号により、制
御の初めは、ゲインを小さくし、後半に進むに従
つてゲインを徐々に大きくとるようにし制御が良
好に行なえるようにしている。
第5図a,bに第3図の装置による実験結果を
示す。この場合、切断予定点が測長用ローラ3を
通過してから1秒後の切断時には、LsとLBが一
致し、しかも速度Vsも指令速度1.00/secになつ
ていることがわかる。
つまり、従来にあつては、鋼板の進行位置とシ
ヤー刃21の位置との偏差信号によりシヤー速度
を制御するものであつたが、この発明では(2)式の
右辺第2項に見られるように、鋼板速度とシヤー
刃速度との偏差よつてもシヤー速度を制御するも
のである。従つて、速度制御系の応答性が向上で
き、鋼板速度とシヤー刃速度との偏差を早い時点
で小さくできる。このことを、第3図により説明
するなら、第3図では従来のものに比べ、速度検
出器7、指令速度演算器13、速度制御装置7か
らなる速度制御ループが加わつている。よつて、
速度制御ループの応答速度が、従来に比べて1+
KV(t)倍速くなつていることによる。
他方、鋼板速度とシヤー刃速度との偏差が小さ
くなると、位置制御に対するゲインKL(t)を大
きくとることができ、また、言うまでもなく速度
偏差に対するゲインKV(t)をも大きくとること
ができる。それ故、位置制御及び速度制御の精度
が良好なものとなる。
なお、第5図a,bによれば、シヤー2は制御
開始直後から起動しているが、(2)式で制御する場
合、(LB−Ls)が負になつても、(VB−Vs)が正
であり、かつ、そこそこの値をとることから、制
御開始直後からVs *が正の値になつていることに
よる。ただ、切断位置と測長用ローラ3との間の
距離を長くとれば、制御開始時、Vs *は負になる
ので、リミツタ等を設ける必要がある。
以上のようにこの発明によれば、鋼板の切断予
定点と、シヤー刃位置とに関した位置制御に加
え、鋼板速度とシヤー刃速度とに関した速度制御
を行なうものとしたので、速度制御系の応答性が
向上でき、位置制御及び速度制御のゲインを大き
くすることができるので、切断長さ精度と切断時
のシヤー刃速度精度を共に向上できる効果があ
る。
また、各々の制御ゲインをシヤーの起動から切
断での時間に関して徐々に増大するようにすれ
ば、制御が良好に行なえる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の走行せん断制御装置を示すブロ
ツク図、第2図は第1図の装置による実験結果を
示す図、第3図はこの発明の走行せん断制御装置
の一実施例を示すブロツク図、第4図は第3図の
装置に使用されるゲイン特性図、第5図は第3図
の装置による実験結果を示す図である。 図中、1は鋼板、2はシヤー、21はシヤー
刃、3は測長用ローラ、4は測長装置、5は駆動
用モータ、6は減速機、7,11は速度検出器、
8はシヤー位置検出器、9,13は指令速度演算
器、10は速度制御装置、12は時間演算器、1
4はゲイン設定器である。なお、図中同一符号は
同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 移動する板状体を走行状態でモータによつて
    駆動されるシヤー刃により切断する走行せん断制
    御装置において、上記板状体を切断する時の上記
    シヤー刃の位置から一定距離離れた基準地点から
    切断位置へ向つて上記板状体が移動した距離LB
    を検出する測長装置、上記板状体の走行速度VB
    を検出する走行速度検出器、上記シヤー刃が切断
    位置へ向つて移動した円周上の距離を上記板状体
    の移動方向に換算した直線上の距離Lsとして検出
    するシヤー位置検出器、上記シヤー刃の速度を検
    出するシヤー刃速度検出器、所定のゲインKL
    (t)、KV(t)を設定するゲイン設定器、この設
    定器に設定されたゲインKL(t)、KV(t)と、上
    記測長装置及び走行速度検出器の検出する距離
    LB及び走行速度VBと、上記シヤー位置検出器及
    びシヤー刃速度検出器の検出する距離Ls及びシヤ
    ー刃速度Vsとを入力し、上記シヤー刃を駆動す
    るモータの指令速度Vs *を、 Vs *=KL(t)(LB−Ls)+KV(t)(VB−VS) +VB により演算する指令速度演算器、及び上記指令速
    度演算器の演算する指令速度Vs *と上記シヤー刃
    速度検出器の検出するシヤー刃速度Vsとを比較
    し、これらの偏差をなくすように上記モータの速
    度を制御する速度制御装置を備えたことを特徴と
    する走行せん断制御装置。 2 ゲインKL(t)、KV(t)を板状体が切断され
    るまでの時間経過に伴なつて増大するゲインにし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    走行せん断制御装置。
JP9573178A 1978-08-05 1978-08-05 Control unit of running cut Granted JPS5524840A (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01141174U (ja) * 1988-03-23 1989-09-27

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JPH01141174U (ja) * 1988-03-23 1989-09-27

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