CN111971240A - 凸轮曲线的生成方法、凸轮曲线的生成装置、控制装置、输送装置、印刷装置、裁剪装置及制袋机 - Google Patents

Abstract

在生成表示电子凸轮控制中的成为控制基准的主轴的旋转角度和片材(1)的移动距离之间的关系的电子凸轮曲线的凸轮曲线的生成方法中，生成电子凸轮曲线，该电子凸轮曲线重复使片材(1)移动并且基于在片材(1)的移动中发生的电子凸轮控制的中断停止处理而使片材(1)停止的动作，且在包含重复的动作的各行程终端处的中断停止处理发生的时刻在内的规定的期间，使片材(1)以恒定的速度移动。

Description

凸轮曲线的生成方法、凸轮曲线的生成装置、控制装置、输送 装置、印刷装置、裁剪装置及制袋机

技术领域

本发明涉及生成电子凸轮曲线的凸轮曲线的生成方法、凸轮曲线的生成装置、控制装置、输送装置、印刷装置、裁剪装置及制袋机。

背景技术

在使用褶襞机构的片材的裁剪装置这样的制袋机或者进行凸版印刷的印刷机中，需要重复进行片材输送和定位动作即片材停止。在制袋机或者印刷机中，为了高精度地控制裁剪位置或者印刷位置，对输送辊进行伺服驱动。而且，通过以在片材印刷的标记为基准而使片材输送中断停止，从而对由片材和辊之间的打滑引起的裁剪位置或者印刷位置的偏差进行校正(例如，参照专利文献1)。另外，片材的输送辊大多按照电子凸轮曲线而通过电子凸轮控制进行驱动。

在裁剪中或者印刷中需要使片材停止，因此在停止的前后输送辊进行加减速运转，如果检测到片材上的标记，则输送辊将片材的输送中断而使其中断停止。

专利文献1：日本特开2017－226128号公报

发明内容

在为了进行中断停止而检测片材上的标记的情况下，如果在片材和输送辊之间发生了打滑，则直至检测到标记为止的输送辊的旋转量变化。因此，对标记进行检测的定时产生偏差，因此中断停止开始时的输送辊的速度发生波动。其结果，从标记的检测定时至输送辊停止为止的片材的惯性移动量也发生波动，因此存在下述问题，即，在最终的停止位置，即裁剪位置或者印刷位置发生波动。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到凸轮曲线的生成方法，该凸轮曲线的生成方法生成能够抑制中断停止时的片材的惯性移动量的波动的电子凸轮曲线。

为了解决上述的课题，达到目的，本发明是一种凸轮曲线的生成方法，其生成表示电子凸轮控制中的成为控制基准的主轴的旋转角度和被加工物的移动距离之间的关系的电子凸轮曲线。本发明生成电子凸轮曲线，该电子凸轮曲线重复使被加工物移动，并且基于在被加工物的移动中发生的电子凸轮控制的中断停止处理而使被加工物停止的动作，且在包含重复的动作的各行程终端处的中断停止处理发生的时刻在内的规定的期间使被加工物以恒定的速度移动。

发明的效果

本发明所涉及的凸轮曲线的生成方法具有下述效果，即，生成能够抑制中断停止时的片材的惯性移动量的波动的电子凸轮曲线。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的制袋机的结构的图。

图2是表示实施方式1所涉及的制袋机的功能结构的框图。

图3是表示实施方式1所涉及的电子凸轮曲线及速度波形的图。

图4是对实施方式1所涉及的制袋机的动作进行说明的第1流程图。

图5是对实施方式1所涉及的制袋机的动作进行说明的第1时序图。

图6是对本发明的实施方式2所涉及的制袋机的动作进行说明的第2流程图。

图7是对实施方式2所涉及的制袋机的动作进行说明的第2时序图。

图8是表示将实施方式1及2所涉及的凸轮曲线的生成装置实现的计算机系统的硬件结构的图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的实施方式所涉及的凸轮曲线的生成方法、凸轮曲线的生成装置、控制装置、输送装置、印刷装置、裁剪装置及制袋机详细地进行说明。此外，本发明不受这些实施方式限定。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的制袋机10的结构的图。制袋机10具有：输送辊2，其是对被加工物即片材1进行输送的输送部；标记检测器3，其是对预先印刷于片材1的标记4进行检测的检测部；印刷部5，其具有对片材1进行印刷的印戳；裁剪部6，其对片材1进行裁剪；以及控制装置100，其对上述这些部分进行控制。片材1是将多个袋状的片材经由连结部分连结而成的形状。裁剪部6是由使用褶襞切割器的褶襞机构构成的。由输送辊2、标记检测器3及控制装置100构成输送装置。由该输送装置和印刷部5构成印刷装置。另外，由该输送装置和裁剪部6构成裁剪装置。也可以将不包含印刷部5的裁剪装置视作制袋机10。裁剪部6通过对片材1的连结部分进行裁剪，从而制造多个袋。

控制装置100如果由标记检测器3检测到标记4，则立即使输送辊2停止。而且，在片材1停止后，控制装置100在片材1的停止中执行通过裁剪部6进行的片材1的裁剪及通过印刷部5进行的片材1的印刷。控制装置100使用后面记述的电子凸轮曲线，进行通过电子凸轮控制实现的片材1的移动控制。

图2是表示实施方式1所涉及的制袋机10的功能结构的框图。在图2中，详细示出控制装置100的结构，但省略片材1。控制装置100具有伺服电动机121、151、161、伺服放大器122、152、162和作为控制部的控制器200。

伺服电动机121对输送辊2进行驱动，伺服电动机151对印刷部5进行驱动，伺服电动机161对裁剪部6进行驱动。伺服放大器122对伺服电动机121进行控制，伺服放大器152对伺服电动机151进行控制，伺服放大器162对伺服电动机161进行控制。控制器200及伺服放大器122、152、162如图2所示进行了菊花链连接，控制器200对伺服放大器122、152、162进行电子凸轮控制。通过电子凸轮控制，输送辊2、印刷部5及裁剪部6与成为控制基准的假想的主轴同步地动作。在电子凸轮控制中示出主轴的旋转角度和被加工物的移动距离之间的关系的是电子凸轮曲线。标记检测器3如果检测到在片材1显示出的标记，则将检测结果输出至控制器200。控制器200基于电子凸轮曲线及标记检测器3的检测结果对伺服放大器122进行控制，由此对输送辊2进行驱动控制。同样地，控制器200通过电子凸轮控制对印刷部5及裁剪部6进行驱动控制。控制器200具有凸轮曲线的生成装置的功能，控制器200能够生成用于对输送辊2进行电子凸轮控制的电子凸轮曲线。另外，也可以构成为在存在于控制装置100的外部的个人计算机中生成电子凸轮曲线，发送至控制器200。控制器200可以具有：运动控制器，其分别对伺服放大器122、152、162进行电子凸轮控制；以及可编程控制器，其对运动控制器进行控制。

控制器200或者外部的个人计算机作为凸轮曲线的生成装置起作用。凸轮曲线的生成装置生成以下说明的固定尺寸进给电子凸轮曲线。固定尺寸进给电子凸轮曲线是指对由输送辊2周期性地重复被加工物即片材1的移动和定位停止的动作进行规定的电子凸轮曲线。控制器200使用电子凸轮曲线对输送辊2进行控制。图3是表示实施方式1所涉及的电子凸轮曲线71及速度波形72的图。图3的图形的横轴都表示主轴角度(x)，下方的图形即电子凸轮曲线71的纵轴是表示片材1的移动距离的片材移动量(y)，速度波形72的纵轴是片材1的移动速度即片材速度。主轴角度是电子凸轮控制中的成为控制基准的假想的主轴的旋转角度，如果主轴角度以凸轮循环发生了变化，则1个行程的处理完成。在这里，为了简单而设为凸轮循环＝360°。在制袋机10中，通过1个行程的处理裁剪出1个袋而完成。在这里，电子凸轮曲线示出主轴角度和被加工物即片材1的移动距离之间的关系。片材1的移动距离与输送辊2的旋转量成正比，因此电子凸轮曲线也可以说示出了主轴角度和输送辊2的旋转量之间的关系。对片材移动量进行时间微分得到的值是片材速度，但如果设为主轴角度的值与时间成正比，则可以将以主轴角度对片材移动量进行微分得到的值设为片材速度。下面，主轴角度的值设为与时间成正比而进行讨论。而且，输送辊2的旋转速度与片材速度相对应，成为与片材速度成正比的值。在图3的行程终端73处，在包含有片材1定位停止的时刻的规定的期间中，片材速度即输送辊2的旋转速度成为恒定值。即，图3的电子凸轮曲线在上述规定的期间中使被加工物即片材1以恒定的速度移动。上述规定的期间包含由标记检测器3对标记4进行检测、使控制装置100的控制器200产生电子凸轮控制的中断停止处理的时刻。如后面所述，如果电子凸轮控制的中断停止处理发生，则被加工物即片材1停止，以下重复进行片材1的移动及停止的动作。而且，为了设定上述规定的期间，基于在片材1预先印刷的标记4的位置而估计片材1的移动距离的变动幅度，由此预先求出能够由标记检测器3可靠地检测标记4的主轴角度的值的范围。而且，只要以包含与该范围相对应的期间的方式设定上述规定的期间即可。

在图3中，将1个行程的处理中的片材移动量即输送行程设为S，将在行程终端73处为了定位而成为低速的片材速度即蠕变速度设为Vc。而且，将片材速度成为蠕变速度Vc为止的片材1的移动距离设为S1，将片材速度成为蠕变速度Vc时的主轴角度设为L1。因此，在片材1的移动距离超过S1的范围，即，主轴角度超过L1的范围中，以发生电子凸轮控制的中断停止处理的方式设定L1及S1。

电子凸轮曲线是将凸轮输出即片材移动量(y)通过凸轮输入即主轴角度(x)的多项式表现出的次数n的曲线，通过以下的算式(1)表现。在这里，A₀、A₁、…、A_n是系数。

【式1】

y＝A₀xⁿ+A₁x^n-1+…+A_n-1x+A_n…(1)

通过算式(1)表示的电子凸轮曲线的倾斜度通过以下的算式(2)表现。

【式2】

如上所述，片材速度切换为蠕变速度Vc的点的(x，y)坐标成为(L1，S1)，因此如果将其作为边界条件而代入至算式(1)，则得到以下的算式(3)。

【式3】

S1＝A₀L1ⁿ+A₁L1^n-1+…+A_n-1L1+A_n…(3)

另外，如果将在主轴角度为L1时片材速度成为蠕变速度Vc这一条件代入至算式(2)，则得到以下的算式(4)。

【式4】

控制器200或者外部的个人计算机通过在成为联立方程式的算式(3)及(4)中加入输送行程成为S这一条件，并且加入片材速度的初始加速度的条件等而求解，从而能够求出系数A₀、A₁、…、A_n。在这里，系数的数n受到赋予的条件的数量的限制。通过赋予以上述方式求出的系数A₀、A₁、…、A_n，从而控制器200得到行程终端73的片材速度维持目标值即恒定的蠕变速度Vc的由算式(1)表示的电子凸轮曲线。

图4是对实施方式1所涉及的制袋机10的动作进行说明的第1流程图。图5是对实施方式1所涉及的制袋机10的动作进行说明的第1时序图。图5的横轴是主轴角度，纵轴是输送辊速度。输送辊速度是与片材速度成正比的输送辊2的旋转速度。

控制装置100的控制器200按照如上述所示而得到的电子凸轮曲线，对输送辊2进行控制而使其驱动，开始片材1的输送(步骤S11)。而且，如果标记检测器3检测到标记4(步骤S12)，则在控制器200发生中断停止处理(步骤S13)。如果在控制器200发生了中断停止处理，则在经过恒定的惯性移动时间T后输送辊2停止而片材1的输送停止(步骤S14)。在这里，按照上述电子凸轮曲线，行程终端73的输送辊速度由控制器200控制，以使得在惯性移动时间T中，片材速度成为蠕变速度Vc而成为恒定值。其结果，即使标记4的检测定时发生波动，中断停止处理后的惯性移动时间T之间的片材1的惯性移动量也成为恒定量而不发生波动。

在步骤S14中片材1的输送停止后，控制器200在规定的主轴角度使裁剪部6开始切割器动作(步骤S15)。此外，规定为即使没有检测到标记4，输送辊2也会以预定的主轴角度的值停止。因此，能够预先确定在片材1的输送可靠地停止之后，开始裁剪部6的切割器动作这样的主轴角度，在步骤S15中，以该主轴角度开始切割器动作。裁剪部6的褶襞切割器的切割器位置下降至切割器闭合位置以下的状态是褶襞切割器闭合的状态。如果裁剪部6的褶襞切割器闭合(步骤S16)，则向片材1发生进刀，图5的矩形波形所示的预定的期间成为切割器闭合期间。如果切割器闭合期间结束，则褶襞切割器上升，根据伺服电动机161的编码器的值，控制器200对褶襞切割器的开放进行确认(步骤S17)。褶襞切割器从完全打开的状态至闭合为止需要时间，因此在步骤S14中输送辊2停止而片材1的输送停止后，直至在步骤S16中褶襞切割器闭合为止，成为片材输送和裁剪都不进行的死区时间。另外，通过印刷部5进行的片材1的印刷只要在上述切割器闭合期间进行即可，因此省略了印刷部5的动作的说明。

实施方式2.

本发明的实施方式2所涉及的制袋机10的结构与图1相同，制袋机10的功能结构也与图2相同。

图6是对本发明的实施方式2所涉及的制袋机10的动作进行说明的第2流程图。图7是对实施方式2所涉及的制袋机10的动作进行说明的第2时序图。图7的横轴是主轴角度，纵轴是输送辊速度。

在如制袋机10这样具有褶襞切割器的裁剪部6中，只要直至切割器闭合为止，在片材1的输送完成后切割器闭合的时刻片材1停止即可。因此，如果使褶襞切割器的动作比实施方式1提前，则能够进一步缩短死区时间。在实施方式2中，控制器200为了控制输送辊2而使用的电子凸轮曲线与实施方式1的电子凸轮曲线相同，但使裁剪部6的动作定时比实施方式1提前。

控制装置100的控制器200按照在实施方式1中说明那样而得到的电子凸轮曲线，对输送辊2进行控制而使其驱动，开始片材1的输送(步骤S11)。而且，控制器200在规定的主轴角度使裁剪部6开始切割器动作(步骤S15)。如实施方式1中所述那样，即使没有检测到标记4，输送辊2也会以预定的主轴角度的值停止。而且，从切割器动作开始至成为闭合的状态为止所花费的时间也预先可知。因此，如果处于在切割器闭合的时刻片材1可靠地停止的范围，则能够使切割器动作的开始比实施方式1提前而处于片材1的输送停止之前。具体地说，只要将在步骤S15中切割器动作开始的主轴角度设定为比从输送辊2停止的主轴角度减去切割器的动作开始至闭合为止所需的主轴角度的变化而得到的角度大的角度即可。

而且，如果标记检测器3检测到标记4(步骤S12)，则在控制器200发生中断停止处理(步骤S13)。如果在控制器200发生了中断停止处理，则在经过恒定的惯性移动时间T后输送辊2停止而片材1的输送停止(步骤S14)。在这里，按照上述电子凸轮曲线，行程终端73的输送辊速度由控制器200控制，以使得在惯性移动时间T中片材速度成为蠕变速度Vc而成为恒定值。其结果，惯性移动时间T之间的片材1的惯性移动量成为恒定量而不发生波动。

在步骤S14中片材1的输送停止后，在片材1的停止中裁剪部6的褶襞切割器闭合(步骤S16)，向片材1发生进刀而进行裁剪，图7的矩形波形所示的预定的期间成为切割器闭合期间。如果切割器闭合期间结束，则褶襞切割器上升，根据伺服电动机161的编码器的值，控制器200对褶襞切割器的开放进行确认(步骤S17)。此外，也可以根据状况而调换步骤S15和S12的顺序。

在实施方式2中，通过使切割器动作的开始比实施方式1提前，从而能够与实施方式1相比缩短在步骤S14中片材1的输送停止至在步骤S16中褶襞切割器闭合为止的死区时间。由此，能够实现1个行程的处理所花费的时间即生产节拍时间。

在以上述方式缩短生产节拍时间的情况下，控制器200或者外部的个人计算机只要生成使行程终端73的输送辊速度成为恒定速度的固定尺寸进给电子凸轮图案即可。因此，即使在为了提高袋的生产速度而缩短裁剪或者印刷等的加工周期即生产节拍时间的情况下，也能够不使片材1的惯性移动量发生波动而维持为恒定量，因此能够以高尺寸精度生产袋。

此外，印刷部5也可以置换为在被加工物即片材1的停止中对片材1进行封装动作的封装部。在该情况下，由输送辊2、标记检测器3、控制装置100及封装部构成印刷装置。另外，在上述说明中，通过输送辊2说明了输送部，但输送部也可以作为输送方式而采用将被加工物抓持而拉伸的抓持输送。

在实施方式1及2中作为生成电子凸轮曲线的凸轮曲线的生成装置起作用的控制器200或者个人计算机是通过计算机系统实现的。图8是表示将实施方式1及2所涉及的凸轮曲线的生成装置实现的计算机系统的硬件结构的图。图8的计算机系统具有CPU(CentralProcessing Unit)201、存储器202、存储装置203、显示装置204、输入装置205及通信接口206等经由总线300连接的结构。控制器200或者个人计算机所进行的凸轮曲线的生成方法的功能是通过软件、固件或者软件和固件的组合而实现的。软件或者固件作为程序记述而储存于存储装置203。CPU 201将在存储装置203中存储的软件或者固件读出至存储器202而执行，由此实现凸轮曲线的生成装置的功能。即，计算机系统具有存储装置203，该存储装置203在凸轮曲线的生成装置的功能由CPU 201执行时，用于对将实施方式1及2所涉及的凸轮曲线的生成方法实施的程序步最终得以执行的程序进行储存。另外，这些程序可能够说是使计算机执行凸轮曲线的生成装置的功能所实现的处理。存储器202相当于RAM(RandomAccess Memory)这样的易失性的存储区域。存储装置203相当于ROM(Read Only Memory)、闪存这样的非易失性或者易失性的半导体存储器、磁盘。显示装置204的具体例是监视器、显示器。输入装置205的具体例是键盘、鼠标、触摸面板。通信接口206在与外部设备之间进行通信。

以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。

标号的说明

1片材，2输送辊，3标记检测器，4标记，5印刷部，6裁剪部，10制袋机，71电子凸轮曲线，72速度波形，73行程终端，100控制装置，121、151、161伺服电动机，122、152、162伺服放大器，201CPU，202存储器，203存储装置，204显示装置，205输入装置，206通信接口。

Claims (7)

1.一种凸轮曲线的生成方法，其生成表示电子凸轮控制中的成为控制基准的主轴的旋转角度和被加工物的移动距离之间的关系的电子凸轮曲线，

该凸轮曲线的生成方法的特征在于，

生成所述电子凸轮曲线，所述电子凸轮曲线重复使所述被加工物移动并且基于在所述被加工物的移动中发生的电子凸轮控制的中断停止处理而使所述被加工物停止的动作，且在包含重复的所述动作的各行程终端处的所述中断停止处理发生的时刻在内的规定的期间，使所述被加工物以恒定的速度移动。

2.一种凸轮曲线的生成装置，其生成表示电子凸轮控制中的成为控制基准的主轴的旋转角度和被加工物的移动距离之间的关系的电子凸轮曲线，

该凸轮曲线的生成装置的特征在于，

生成所述电子凸轮曲线，所述电子凸轮曲线重复使所述被加工物移动并且基于在所述被加工物的移动中发生的电子凸轮控制的中断停止处理而使所述被加工物停止的动作，且在包含重复的所述动作的各行程终端处的所述中断停止处理发生的时刻在内的规定的期间，使所述被加工物以恒定的速度移动。

3.一种控制装置，其使用表示成为基准的主轴的旋转角度和被加工物的移动距离之间的关系的电子凸轮曲线而进行所述被加工物的移动控制，

该控制装置的特征在于，

进行移动控制，该移动控制重复使所述被加工物移动，并且基于在所述被加工物的移动中发生的电子凸轮控制的中断停止处理而使所述被加工物停止的动作，且在包含重复的所述动作的各行程终端处的所述中断停止处理发生的时刻在内的规定的期间使所述被加工物以恒定的速度移动。

4.一种输送装置，其特征在于，具有：

权利要求3所述的控制装置；

输送部，其由所述控制装置基于所述电子凸轮曲线进行驱动控制，对所述被加工物进行输送；以及

检测部，其如果检测到在所述被加工物显示出的标记，则将检测结果输出至所述控制装置，

所述控制装置基于所述检测结果，产生所述中断停止处理。

5.一种印刷装置，其特征在于，具有：

权利要求4所述的输送装置；以及

印刷部，其由所述控制装置基于所述电子凸轮曲线进行驱动控制，在所述被加工物的停止中对该被加工物进行印刷。

6.一种裁剪装置，其特征在于，具有：

权利要求4所述的输送装置；以及

裁剪部，其由所述控制装置基于所述电子凸轮曲线进行驱动控制，在所述被加工物的停止前开始动作，并且在所述被加工物的停止中对该被加工物进行裁剪。

7.一种制袋机，其特征在于，

具有权利要求6所述的裁剪装置，

所述被加工物是将多个袋状的片材经由连结部分连结而成的形状，

所述裁剪部通过对所述连结部分进行裁剪，从而制造多个袋。

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