JP2000262091A - ドロー制御方法 - Google Patents

ドロー制御方法

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JP2000262091A
JP2000262091A JP11060768A JP6076899A JP2000262091A JP 2000262091 A JP2000262091 A JP 2000262091A JP 11060768 A JP11060768 A JP 11060768A JP 6076899 A JP6076899 A JP 6076899A JP 2000262091 A JP2000262091 A JP 2000262091A
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JP
Japan
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motor
speed
signal
draw
controller
Prior art date
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JP11060768A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Watariyou
和彦 済陽
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度な速度比の制御をすることができる
速度比制御方法を提供する。 【解決手段】主モータ10の速度を設定する速度設定器
2と、主モータ10の速度と従モータ20の速度の比を
設定するドロー設定器4と、主モータ10と従モータ2
0の回転位置を検出する位置検出手段11,21とを備
え、主モータ10と従モータ20の位置指令を出力して
主モータ10と従モータ20の速度の比を一定に制御す
るコントローラにおいて、主モータ10の回転位置信号
にドロー設定器4の信号を乗じて従モータ20の回転位
置信号との差を求め、その差を入力とするPI制御器5
の出力を、速度設定器2とドロー設定器4の信号を乗算
して得られた従モータ20の回転数指令に加える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紙やフィルムを搬
送する複数のロール間の速度比や、紡糸設備の巻取機と
トラバース間の速度比を、高精度で一定に制御する制御
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フィルムスリッタ設備など、複数のロー
ルの回転速度の比を一定にすることが必要な設備では、
ロール間にベルトを掛けて一括して駆動するという構成
が取られてきたが、近年、保守を容易にしたり、ベルト
の騒音を防止するため、各ロールを個別に駆動するとい
う方法が用いられるようになってきた。しかし、ロール
が個別に駆動される場合であっても、従来のベルト掛け
の場合と同等の性能が求められており、速度比の変動を
0.1%以下、速度範囲を50以上にできることが求め
られている。
【0003】ここで各ロールを個別に駆動する従来の設
備について図を用いて説明する。図2は図示しない2本
のロールを2台のモータ10、20で独立して駆動する
設備のブロック図である。図において10はマスタロー
ル駆動用のモータ、11はモータ10に設けられた回転
速度検出用のPG、12はモータ10を駆動するインバ
ータであり、20はヘルパロール駆動用のモータ、21
はモータ20に設けられた回転速度検出用のPG、22
はモータ20を駆動するインバータである。インバータ
12、22が指令を受けると、それぞれモータ10、2
0の回転速度を検出するPG11、21の信号を受けて
働き、モータ10、20に電力を供給して回転速度を制
御する。
【0004】1Bはインバータ12、22に与える速度
指令を生成するコントローラであり、2はモータ10の
速度を設定する速度設定器、3はその指令を受けてその
指令の時間変化率を制限するソフトスタータ、7は計数
設定器、81は乗算器である。計数設定器7の信号を乗
算器81によってソフトスタータ3の信号に乗じること
によって、コントローラ1Bの信号をモータ10の定格
回転速度と定格出力に合うようスケーリングされる。4
はモータ10とモータ20の速度比を設定するドロー設
定器、82、83は乗算器である。ドロー設定器4の信
号は乗算器83によってソフトスタータ3の信号に乗じ
られ、その結果の信号に、乗算器81と同様計数設定器
7’の信号が乗算器82で乗じられる。
【0005】このような構成をしているため、コントロ
ーラ1B使われるときは次にようになる。まず、速度設
定器2でメインロールの速度が設定されてコントローラ
1Bが起動されると、速度設定器2の出力が0から所定
値までステップ状に変化する。その信号を受けるとソフ
トスタータ3の信号はランプ状の信号を出力し、その後
所定値に達して保持される。ソフトスタータ3の信号に
は計数設定器7の信号が乗算器81によって乗算され、
速度指令としてインバータ12の入力とされる。インバ
ータ12は速度制御機能があり、PG11の信号をフィ
ードバックして乗算器81の信号とPG11の信号が一
致するよう働いて、モータ10の速度を滑らかに上昇さ
せる。
【0006】ヘルパロールについては、ソフトスタータ
3の信号に速度比を設定しているドロー設定器4の信号
が乗算器83で乗算され、乗算器82で計数設定器7’
の係数が乗じられて速度制御指令とされる。この指令を
受けたインバータ22も速度制御機能があり、PG21
の信号をフィードバックして乗算器82の信号とPG2
1の信号が一致するよう働いて、モータ20の速度を滑
らかに上昇させる。モータ10とモータ20がこのよう
に制御されるので、結果としてマスタロールを駆動する
モータ10の速度とヘルパロールを駆動するモータ20
の速度の比が一定に保たれる。
【0007】このような構成の設備が用いられる他の用
途として、紡糸設備の巻取装置がある。紡糸設備の巻取
装置は、一般的に、トラバース装置によって回転する巻
取ボビンに糸をターンさせつつ巻き取られるので、前記
のコントローラ1Bを用いて速度比一定制御される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の構成
をした設備では、各ロール間がタイトに接続される場
合、すなわち各ロールがベルトや歯車で連結されるよう
に相互の回転に滑りやガタがないような場合は、過負荷
防止の意味もあって、一般に電動機容量の小さいヘルパ
側の駆動装置内の速度制御器に比例積分制御(PI制
御)が用いられることはなく、比例制御(P制御)等の
速度垂下処置がとられる。従って、そのようなタイトな
場合は、速度比は設定値通りに制御されることはなく、
ほとんど設定値と合致することはない。又、タイトでな
い場合、即ち、ヘルパ側にPI制御が用いられる場合は
駆動装置単体の速度精度以上の精度が得られることはな
い。
【0009】これを定量的に説明すると、一般にコント
ローラとインバータ間の速度指令インターフェース仕様
は30000/100%回転数程度になっている。この
とき、1/50速度における0.1%相当の回転数指令
は 30000×1/50×0.1/100×1/2=0.
3 であるため、まず回転数指令の分解能が不足しているこ
とがわかる。また、インバータ単体の速度制御は最高回
転数比の0.01%であるため、1/5速度以下では速
度比0.1%が実現できないことになる。このため、速
度比の制御精度が悪く、巻取りボビンの端面に糸が重な
ると荷崩れを引き起こすという問題が生じるのである。
【0010】これを防止する方法として、巻取りの回転
数とトラバースの回転数を非常に微妙な速度比とする手
法がとられることもあるが、その場合も駆動装置の速度
制御精度をはるかに上回る精度が要求されるため、実現
することは極めて困難であった。さらに、紡糸設備の場
合はライン速度が10,000m/minにも達するた
め、巻取機駆動装置は36,000rpm程度の非常な
高速となり、パルスゼネレータの計数周波数が非常な高
周波となって、これに見合う十分な分解能のパルスゼネ
レータを採用することができなかった。このため、本来
の要求機能に対する位置制御ループの構成も、分解不足
のため得策といえず、結果としての要求精度を満足する
ことができなかった。そこで本発明は、周波数検出によ
り、パルスゼネレータの分解能が低くとも十分な精度の
位置検出を行うことができ、この信号を用いた位置のフ
ィードバック制御系を構成することにより、従来の速度
制御では実現できなかった高精度な速度比の制御をする
ことができる速度比制御方法を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】そこで本発明のドロー制
御方法は、主モータの速度を設定する速度設定器と、前
記主モータの速度と従モータの速度の比を設定するドロ
ー設定器と、前記主モータと前記従モータに連結された
パルスゼネレータの周波数を検出し、積算して前記主モ
ータと前記従モータの回転位置を検出する位置検出手段
とを備え、前記主モータと前記従モータの位置指令を出
力して前記主モータと前記従モータの速度の比を一定に
制御するコントローラにおいて、前記主モータの回転位
置信号に前記ドロー設定器の信号を乗じて前記従モータ
の回転位置信号との差を求め、その差を入力とするPI
制御器の出力を、前記速度設定器と前記ドロー設定器の
信号を乗算して得られた前記従モータの回転数指令に加
えることを特徴としたのである。この方法により、従来
と同等の分解のパルスゼネレータを用いても十分な位置
検出精度を得ることができ、さらに位置制御を補正する
ことによって駆動装置単体を上回る高い速度制御精度を
得ることができるのである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1は本発明のドロー制御方法を適
用するコントローラの構成を示すブロック図であり、駆
動するモータの接続関係をも示している。図において1
0はマスタロールのモータ、11はモータ10に連結さ
れたパルスゼネレータPG、12はPG11の信号を受
けてモータ10の回転を制御するインバータであり、こ
れらによってモータのフィードバック制御系をなしてい
る。20はヘルパロールのモータ、21はモータ20に
連結されたパルスゼネレータPG、22はPG21の信
号を受けてモータ20の回転を制御するインバータであ
り、これらによってモータのフィードバック制御系をな
している。
【0013】2はモータ10の速度設定器、3はソフト
スタータ、4はドロー設定器、5はPI制御器、6はヘ
ルパ/マスタ係数器、7、7’は係数設定器、81、8
2、83、84、85は乗算器、13、23は周波数カ
ウンタ、14,24は積算器、91、92は加減算器で
あり、これらによってコントローラ1をなしている。こ
のような構成において、速度設定器2で設定されたモー
タ10の設定速度信号はソフトスタータ3を経てマスタ
ロールの速度指令となる。これに係数設定器7と乗算器
81によってモータ10の回転数と定格出力のスケーリ
ングを行い、インバータ12へ出力されて、マスタロー
ルがライン速度相当の回転数で運転される。一方、ソフ
トスタータ3のマスタロール速度指令とドロー設定器4
の信号が乗算器83で乗じられ、ヘルパロールの速度指
令が得られる。この信号にマスタロールと同様、係数設
定器7’と乗算器82によってモータ20の回転数と定
格出力のスケーリングを行い、インバータ22へ出力さ
れて、ヘルパロールがライン速度にドロー比を乗じた回
転数で運転される。
【0014】パルスゼネレータ11が発生するパルス
は、周波数カウンタ13に入力され、積算器14で積算
されて位置が検出される。この信号と係数器6のマスタ
/ヘルパ換算係数が乗算器85で乗算されヘルパロール
換算を行う。その係数はロール径や、減速比、パルスゼ
ネレータのパルスレシオのマスタ→ヘルパ換算定数が考
慮されている。次に乗算器85の信号とドロー設定器4
の信号が乗算器84で乗じられ、ヘルパロール用の位置
指令が生成される。一方、PG21の信号は周波数カウ
ンタ23に入力され、積算器24を経て位置が検出され
る。加算器91で求められたヘルパロール用の位置指令
と位置検出信号の差はPI制御器5に入力される。そし
て、加算器92でヘルパロールの回転数指令に加算され
た後、係数設定器7’と乗算器82によって定格回転の
スケーリングがされ、インバータ22の入力とされる。
【0015】このようになっているので、ヘルパロール
はマスタロールの搬送距離にドロー比を乗じた搬送距離
に追従するように制御されるのである。そして、低速域
の速度指令分解能不足とインバータ単体の制御精度不足
などが補われ、広い速度範囲に亘って高い精度の速度制
御が行われるのである。また、位置検出にPGを用いて
周波数検出をしているため、紡糸設備など高速の設備に
使われることがあっても、従来にない十分な位置検出精
度が得られ、位置制御の補正が生かされて適用する設備
の性能を高めることができるのである。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、周
波数検出を用いた位置制御の補正をしているので、速度
指令の分解能の限界と、駆動装置単体の速度制御精度の
限界を越えて高精度の速度比制御をおこなうことが可能
となり、実用化を高めることができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す制御ブロック図
【図2】従来方式の制御ブロック図
【符号の説明】
1、1B コントローラ 2 速度設定器 3 ソフトスタータ 4 ドロー設定器 5 PI制御器 6 換算定数設定器 7、7’ 計数設定器 10、20 モータ 11、21 PG 12、22 インバータ 13、23 周波数カウンタ 14、24 積算器 81、82、83、84、85 乗算器
フロントページの続き Fターム(参考) 5H313 AA12 AA13 BB01 CC02 CC10 DD01 EE01 GG02 GG11 GG13 HH05 KK06 KK08 KK11 LL01 MM01 MM19 MM20 PP05 5H550 AA02 AA04 BB08 BB10 DD01 EE03 FF03 GG01 GG03 JJ02 JJ04 JJ24 JJ25 KK04 KK10 LL06 LL34 5H572 AA04 AA06 BB10 DD01 EE07 FF08 GG01 GG02 HA07 HC04 HC07 JJ02 JJ04 JJ24 JJ25 KK03 KK07 LL06 LL31

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主モータの速度を設定する速度設定器と、
    前記主モータの速度と従モータの速度の比を設定するド
    ロー設定器と、前記主モータと前記従モータに連結され
    たパルスゼネレータの周波数を検出し、積算して前記主
    モータと前記従モータの回転位置を検出する位置検出手
    段とを備え、前記主モータと前記従モータの位置指令を
    出力して前記主モータと前記従モータの速度の比を一定
    に制御するコントローラにおいて、 前記主モータの回転位置信号に前記ドロー設定器の信号
    を乗じて前記従モータの回転位置信号との差を求め、そ
    の差を入力とするPI制御器の出力を、前記速度設定器
    と前記ドロー設定器の信号を乗算して得られた前記従モ
    ータの回転数指令に加えることを特徴とするドロー制御
    方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013001228A (ja) * 2011-06-15 2013-01-07 Kubota Corp 作業車
US8857944B2 (en) 2012-03-28 2014-10-14 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Method for controlling transportation of print medium in inkjet printing apparatus and the inkjet printing apparatus
WO2019111671A1 (ja) * 2017-12-05 2019-06-13 日本電産株式会社 回転制御装置、移動体、および搬送ロボット
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