JP2001129790A - Control device for rotary cutter - Google Patents

Control device for rotary cutter

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JP2001129790A
JP2001129790A JP31179699A JP31179699A JP2001129790A JP 2001129790 A JP2001129790 A JP 2001129790A JP 31179699 A JP31179699 A JP 31179699A JP 31179699 A JP31179699 A JP 31179699A JP 2001129790 A JP2001129790 A JP 2001129790A
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signal
speed
cutter
curve
acceleration
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Sadao Kamimoto
貞雄 紙本
Shingo Maeda
真吾 前田
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Reliance Electric Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for rotary cutters capable of efficiently cutting according to a characteristic of each speed change curve by enabling easy generation of an arbitrary speed command not limited to a line graph-liked speed command by use of an arithmetic device of a computer. SOLUTION: An electric motor 5 for driving a pair of the rotary cutters 2 is connected to the rotary cutters 2. The motor 5 has a PG 6 for detecting a rotation angle of the cutter 2, while a length measurement roll 8 for detecting a movement amount of a traveling sheet 1 is provided. A shaft of the length measurement roll 8 is provided with a PG 9 for detecting the moving amount. The numerical control device 20 comprises an integrator 11, a position command generator 12, a differentiator 13, an integrator 14, a position controller 15, a speed controller 16, differentiators 17, 18, a machine constant multiplier 19 and adders 21-25.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、連続的に高速で
送られる鋼板,アルミニウム板,紙,段ボール等(以下
シートと言う)を、数値制御により回転する刃物がシー
トに追従しながらシートを切断し、切断と切断との間
は、数値制御により刃物の回転を変速させて切断長を設
定長に一致させるロータリーカッタの制御装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to cutting a sheet such as a steel sheet, an aluminum sheet, a paper, a corrugated cardboard (hereinafter referred to as a sheet), which is continuously fed at a high speed, while a knife rotating by numerical control follows the sheet. In addition, the present invention relates to a rotary cutter control device that changes the rotation of a blade by numerical control to match a cutting length to a set length between cutting.

【0002】[0002]

【従来の技術】連続的に高速で送られる鋼板,アルミニ
ウム板,紙,段ボール等のシートを切断する従来のロー
タリーカッタのブロック図を図19に、従来の速度指令
特性線図を図18に示す。
2. Description of the Related Art FIG. 19 is a block diagram of a conventional rotary cutter for cutting a sheet such as a steel sheet, an aluminum plate, paper, cardboard or the like which is continuously fed at a high speed, and FIG. 18 is a conventional speed command characteristic diagram. .

【0003】図19に示すように、軸方向周面に刃を有
する一対のロータリーカッタ2があり、このロータリー
カッタ2の主軸3には減速ギヤー4が取りつけられ、ロ
ータリーカッタ2を駆動するための電動機5が結合され
ている。この電動機5には、電動機の回転速度と電動機
回転角、即ち、ロータリーカッタ2の主軸3の回転角を
検出するためのパルスジェネレータ(PG)6が備えら
れている。
As shown in FIG. 19, there is a pair of rotary cutters 2 having blades on the circumferential surface in the axial direction, and a reduction gear 4 is attached to a main shaft 3 of the rotary cutter 2 for driving the rotary cutter 2. The electric motor 5 is connected. The electric motor 5 is provided with a pulse generator (PG) 6 for detecting the rotation speed and the electric motor rotation angle of the electric motor, that is, the rotation angle of the main shaft 3 of the rotary cutter 2.

【0004】一方、走行するシート1の移動量を検出す
るための測長ホイール8が備えられ、この測長ホイール
8の軸には、移動量を検出するためのパルスジェネレー
タ(PG)9が備えられている。さらに、ロータリーカ
ッタ2により走行するシート1を切断する毎に、切断完
了位置を検出する切断完了位置センサ10が備えられて
いる。このロータリーカッタ2の数値制御装置30は、
特公昭61−33679号公報に開示されているよう
に、大きく分けて定尺切断回路部40と、停止制御回路
部60と、切断回路部とにより構成されている。
On the other hand, a length measuring wheel 8 for detecting the amount of movement of the traveling seat 1 is provided, and a pulse generator (PG) 9 for detecting the amount of movement is provided on the axis of the length measuring wheel 8. Have been. Further, a cutting completion position sensor 10 for detecting a cutting completion position every time the sheet 1 traveling by the rotary cutter 2 is cut is provided. The numerical controller 30 of the rotary cutter 2
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-33679, it is roughly composed of a fixed-length cutting circuit section 40, a stop control circuit section 60, and a cutting circuit section.

【0005】定尺切断回路部40は、シート1を設定さ
れた所定の長さに正確に切断するための回路で、ロータ
リーカッタ2により走行するシート1を切断する毎に、
切断完了位置センサ10により切断完了位置を検出し、
切断完了位置新を発生する毎に、切断長L0 とロータリ
ーカッタ2の周長B0 との差L=L0 −B0 に相当する
パルス数を定尺切断回路部40のレジスタに読込む。
[0005] The fixed-size cutting circuit section 40 is a circuit for accurately cutting the sheet 1 into a set predetermined length. Each time the traveling sheet 1 is cut by the rotary cutter 2,
The cutting completion position is detected by the cutting completion position sensor 10,
Every time a new cutting completion position is generated, the number of pulses corresponding to the difference L = L 0 −B 0 between the cutting length L 0 and the circumference B 0 of the rotary cutter 2 is read into the register of the fixed-length cutting circuit unit 40. .

【0006】これは、シート1の走行に伴いパルスジェ
ネレータ9より発生するパルス数Φ a (即ち、シートの
移動量)と、ロータリーカッタ2の回転に伴いパルスジ
ェネレータ7より発生するΦb (ロータリーカッタ2の
回転量)との差Φa −Φb 、即ち、R=L0 −B0
(Φa −Φb )により計算しながら、その差Rに相当す
る補償電圧Vc =f(R)と、パルスジェネレータ(P
G)9の出力を周波数−電圧(F/V)変換して得られ
る電圧、即ち、シート1の移動量を表す電圧Vaとの差
0 −Va −Vc をV0 >0の時だけ電動機5の制御回
路に速度指令として与える。
[0006] This is due to the pulse
The number of pulses Φ generated by the Neerator 9 a (That is, the sheet
The amount of movement) and the pulse
Φ generated by the generator 7b (Rotary cutter 2
Rotation amount) and the difference Φa −Φb That is, R = L0 -B0 −
a −Φb ), And corresponds to the difference R.
Compensation voltage Vc = F (R) and the pulse generator (P
G) The output of 9 is obtained by frequency-voltage (F / V) conversion.
, Ie, a voltage V representing the amount of movement of the sheet 1aDifference with
V0 -Va -Vc To V0 Only when> 0, control of motor 5
The speed command is given to the road.

【0007】停止制御回路部60は、ロータリーカッタ
2の刃が切断完了位置センサ10を通過し、切断完了信
号が発生する度に、あらかじめ設定されたロータリーカ
ッタ2の刃の停止距離に相当するパルス数Φa を読込む
とともに、ロータリーカッタ2の回転量を表すパルス数
Φb を減算する可逆カウンタ、および可逆カウンタの内
容をこれに比例した直流電圧Vb に変換するD/A変換
器を有する。
Each time the blade of the rotary cutter 2 passes the cutting completion position sensor 10 and a cutting completion signal is generated, the stop control circuit 60 generates a pulse corresponding to a preset stopping distance of the blade of the rotary cutter 2. with reads the number [Phi a, a D / a converter for converting the number of pulses [Phi b representing the amount of rotation of the rotary cutter 2 reversible counter is subtracted, and the DC voltage V b of the contents of the reversible counter is proportional thereto.

【0008】切換回路部1は、シート1の移動量を表す
電圧Va との差V0 の極性を判別し、V0 ≧0の時、そ
のことを示す信号Sn を発生する極性判別コンパレータ
と、その極性判別コンパレータが信号Sn を発生しない
時はV0 を、また、極性判別コンパレータが信号Sn
発生する時は、Vb を最終速度指令電圧Vr として電動
機5の制御回路に与える切換回路とを備えている。
[0008] The switching circuit section 1 discriminates the polarity of the difference between V 0 which the voltage V a which represents the amount of movement of the seat 1, when V 0 ≧ 0, the polarity determination comparator which generates a signal S n which indicates that the when the V 0 when the polarity discrimination comparator does not generate a signal S n, also when the polarity discriminating comparator generates a signal S n is the control circuit of the motor 5 a V b as the final speed command voltage V r And a switching circuit for applying the signal.

【0009】このような定尺切断制御装置30では、シ
ート1の速度電圧Va に対して補償電圧Vc を減算し
て、差Rに従いシート1の速度に対して補償すると共
に、切断時には差Rが零となってVc =0、即ち、Vc
=Va としてロータリーカッタ2の速度をシート1の速
度に同期させ、且つ、この間に、Φa ,Φb の何れか一
方が他方に対して進みあるいは遅れると、その差を零に
するように電動機を加減速制御をするデジタルサーボ制
御を行うことによって、シート1を所定の長さに正確に
定尺切断することができる。
[0009] In such a fixed-length cutting control unit 30, by subtracting the compensating voltage V c with respect to the speed voltage V a of the sheet 1, as well as compensate for the speed of the sheet 1 as the difference R, difference in the time of cutting R becomes zero and V c = 0, that is, V c
= V a , the speed of the rotary cutter 2 is synchronized with the speed of the sheet 1, and if any one of Φ a and Φ b leads or lags the other during this time, the difference is made zero. By performing digital servo control for controlling the acceleration and deceleration of the electric motor, the sheet 1 can be accurately cut to a predetermined length at a fixed length.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の定尺
切断制御装置では、切断長L0 がロータリーカッタ2の
周長B0 より大きい場合のロータリーカッタ2の加速時
の加速レート、および切断長L0 がロータリーカッタ2
の周長B0 より小さい場合のロータリーカッタ2の減速
時の減速レートは、補償電圧Vc を得るD/A変換器の
ゲインによって決定されるため、ロータリーカッタ2の
減速時の減速レートの値は、固定値となり、また、切断
長L0 がロータリーカッタ2の周長B0 より大きい場合
のロータリーカッタ2の減速時の減速レートは、停止制
御回路のD/A変換器のゲインによって決定されるた
め、ロータリーカッタ2の減速時の減速レートも固定値
となる。
[Problems that the Invention is to Solve In the conventional standard dimension cutting controller, cut length L 0 is the acceleration rate during acceleration of the rotary cutter 2 is greater than the circumferential length B 0 of the rotary cutter 2, and cut Length L 0 is rotary cutter 2
Deceleration rate during deceleration of the rotary cutter 2 when the peripheral length B 0 is smaller than the compensation for voltage is determined by the gain of the D / A converter to obtain a V c, the value of the deceleration rate during deceleration of the rotary cutter 2 Is a fixed value, and the deceleration rate at the time of deceleration of the rotary cutter 2 when the cutting length L 0 is larger than the circumference B 0 of the rotary cutter 2 is determined by the gain of the D / A converter of the stop control circuit. Therefore, the deceleration rate at the time of deceleration of the rotary cutter 2 also becomes a fixed value.

【0011】このように、ロータリーカッタ2の切断長
あるいはシート1の走行速度に関係なく、図18に示す
ように固定の加減速レートで常に加減速を行うことにな
る。この固定の加減速レートは、シート1の走行速度が
最大で且つロータリーカッタ2が一旦停止しなければな
らない切断長の場合(この場合が一番急な加減速レート
が必要)を満足する値に設定される。そして、その加減
速レートを達成できる定格トルクを持つ電動機5が選定
され使用される。
As described above, acceleration and deceleration are always performed at a fixed acceleration and deceleration rate as shown in FIG. 18 regardless of the cutting length of the rotary cutter 2 or the traveling speed of the sheet 1. The fixed acceleration / deceleration rate is a value that satisfies the case where the traveling speed of the sheet 1 is the maximum and the cutting length requires the rotary cutter 2 to stop temporarily (in this case, the steepest acceleration / deceleration rate is required). Is set. Then, the motor 5 having a rated torque capable of achieving the acceleration / deceleration rate is selected and used.

【0012】以上のように、従来の定尺切断制御装置で
は、急激な加減速レートでロータを加減速するために、
ギヤー4に過度の負担がかかり、また、電動機に不必要
な電流を流すため、機械や電動機の寿命を縮める問題
や、切断長,材料の走行速度に関係なく加減速レートが
一定のため、効率的な切断ができない問題があった。
As described above, in the conventional fixed-size cutting control device, in order to accelerate / decelerate the rotor at a rapid acceleration / deceleration rate,
Excessive load is applied to the gear 4 and unnecessary current flows to the motor, which shortens the life of the machine and the motor, and the acceleration / deceleration rate is constant irrespective of the cutting length and the running speed of the material. There was a problem that it was not possible to cut it.

【0013】また、特開平1−71614号公報には、
コンピュータ(CPU)を用いて、シート走行速度等の
データから、切断長および材料の走行速度にあった最適
な加減速レートを計算し、最適な加減速(折線曲線)を
行うようにして、効率的な切断を行うことができるロー
タリーカッタの加減速最適可変方法および装置が開示さ
れている。しかし、この開示されている方法では、折線
曲線のため電動機が減速から加速に転ずる時に発生する
衝撃的な力によるギヤーの騒音,摩耗,破損等の障害を
除去するには到っていない。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-71614 discloses that
Using a computer (CPU), an optimal acceleration / deceleration rate suitable for the cutting length and the traveling speed of the material is calculated from data such as the sheet traveling speed, and the optimal acceleration / deceleration (linear curve) is performed. A method and an apparatus for optimally changing the acceleration and deceleration of a rotary cutter capable of performing a specific cutting are disclosed. However, the disclosed method has not been able to eliminate obstacles such as gear noise, wear, breakage, and the like due to a shocking force generated when the motor changes from deceleration to acceleration due to a broken line curve.

【0014】何れにしても、従来の定尺切断制御装置に
おいては、折線状の速度指令に限定されているため、電
動機が減速から加速に移るときに、機械や電動機に衝撃
的な力が発生するため、機械(ギヤー4の騒音,摩耗,
破損等)や電動機の寿命を縮める問題が生じている。
In any case, in the conventional fixed-length cutting control device, since the speed command is limited to a broken line, an impulsive force is generated in the machine or the motor when the motor moves from deceleration to acceleration. In order to do this, the machine (noise, wear,
Damage, etc.) and shorten the life of the motor.

【0015】本発明の目的は、上述のような問題を解決
するためになされたもので、コンピュータの演算装置
(CPU)を用いて、折線状の速度指令に限定されるこ
とのない任意の速度指令を容易に生成可能とすることに
より、各々の変速曲線の特徴に応じた効率的な切断がで
きるロータリーカッタの制御装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an arbitrary speed which is not limited to a linear speed command by using an arithmetic unit (CPU) of a computer. An object of the present invention is to provide a rotary cutter control device capable of easily generating a command and thereby performing efficient cutting according to the characteristics of each shift curve.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、走行する材料
に同期して、材料を切断するロータリーカッタを制御す
る装置において、走行する材料の移動量を検出して、前
記移動量を時間積分して速度−位置変換定数を乗じるこ
とにより材料の移動距離を求め、前記材料の移動距離と
前記走行する材料を切断するために必要な諸条件である
切断長,切断領域の周長,およびカッタ周長の値と、変
速曲線とにより、前記変速曲線を有する位置関数を演算
し、前記演算した位置関数の出力を時間微分して位置−
速度変換定数を乗算することにより変速曲線を有するカ
ッタ速度信号を求め、前記カッタ速度信号と前記走行す
る材料の速度信号と前記ロータリーカッタを駆動する電
動機の速度信号とを加算することにより、変速曲線を有
するカッタ速度指令を出力し、前記走行する材料を切断
するための変速曲線を有する最適な加減速レートを出力
することにより、急加減速による機械的な衝撃を和らげ
ることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided an apparatus for controlling a rotary cutter for cutting a material in synchronization with a running material, wherein the moving amount of the running material is detected, and the moving amount is integrated with time. Then, the moving distance of the material is obtained by multiplying the speed-position conversion constant, and the moving distance of the material and various conditions necessary for cutting the running material, such as a cutting length, a peripheral length of a cutting area, and a cutter. A position function having the shift curve is calculated based on the value of the circumference and the shift curve, and the output of the calculated position function is differentiated with respect to time to obtain a position-
A cutter speed signal having a shift curve is obtained by multiplying by a speed conversion constant, and the cutter speed signal, the speed signal of the traveling material, and the speed signal of the electric motor driving the rotary cutter are added to obtain a shift curve. By outputting a cutter speed command having the following and outputting an optimal acceleration / deceleration rate having a shift curve for cutting the running material, mechanical shock due to rapid acceleration / deceleration is reduced. is there.

【0017】さらに、本発明によれば、前記変速曲線を
有するカッタ速度指令を時間積分して速度−位置変換定
数を乗算することにより位置偏差信号を求め、前記位置
偏差信号を乗算することにより補償速度信号を求め、前
記カッタ速度指令と前記走行する材料の速度信号とを加
算し、加算した信号を前記補償速度信号に加算し、さら
に前記ロータリーカッタを駆動する電動機の速度信号を
加算することにより速度ずれ補正をしてトルク基準信号
として出力し、前記走行する材料の速度信号を時間微分
した材料加速度信号と、前記カッタ速度信号を時間微分
したカッタ加速度信号とを加算し、この加算した信号に
機械定数を乗算することにより加速度に応じた補正トル
ク信号を求め、前記補正トルク信号と前記トルク基準信
号とを加算してトルク指令を出力し、前記走行する材料
を切断するための変速曲線を有する最適な加減速レート
を出力し、電動機を制御することにより、電動機の急加
減速における機械的な衝撃を和らげることができる。
Further, according to the present invention, a position deviation signal is obtained by time-integrating the cutter speed command having the shift curve and multiplying by a speed-position conversion constant, and is compensated by multiplying the position deviation signal. By obtaining a speed signal, adding the cutter speed command and the speed signal of the traveling material, adding the added signal to the compensation speed signal, and further adding the speed signal of the electric motor driving the rotary cutter. A speed deviation is corrected and output as a torque reference signal, and a material acceleration signal obtained by time-differentiating the speed signal of the running material and a cutter acceleration signal obtained by time-differentiating the cutter speed signal are added to the added signal. A corrected torque signal corresponding to the acceleration is obtained by multiplying a mechanical constant, and the corrected torque signal and the torque reference signal are added to generate a torque. By outputting a torque command, outputting an optimal acceleration / deceleration rate having a shift curve for cutting the running material, and controlling the motor, it is possible to mitigate a mechanical shock in the rapid acceleration / deceleration of the motor. .

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の構成要素の一つ
である変速曲線のうち、単弦曲線を用いる一実施例につ
いて図面を参照して説明する。図1は、本発明を実施す
るロータリーカッタの制御構成を示すブロック図であ
る。図2は従来の折線曲線の速度指令特性線図、図3お
よび図4は、本発明の単弦曲線の速度指令特性線図、図
5および図7は、単弦曲線の位置特性線図である。図6
はカッタの移動とシートとの関係を示す説明図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing a control configuration of a rotary cutter embodying the present invention. FIG. 2 is a conventional speed command characteristic diagram of a broken line curve, FIGS. 3 and 4 are speed command characteristic diagrams of a single chord curve of the present invention, and FIGS. 5 and 7 are position characteristic diagrams of a single chord curve. is there. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between movement of a cutter and a sheet.

【0019】図1に示すように軸方向周面に刃を有する
一対のロータリーカッタ2(以下カッタと言う)があ
り、このカッタ2を駆動するための電動機5が結合され
ている。この電動機5には、電動機の回転角、即ち、カ
ッタ2の回転角を検出するためのパルスジェネレータ
(PG)6が備えられている。
As shown in FIG. 1, there is a pair of rotary cutters 2 (hereinafter referred to as cutters) each having a blade on the circumferential surface in the axial direction, and an electric motor 5 for driving the cutters 2 is connected thereto. The electric motor 5 includes a pulse generator (PG) 6 for detecting the rotation angle of the electric motor, that is, the rotation angle of the cutter 2.

【0020】一方、走行するシート1の移動量を検出す
るための測長ロール8が備えられ、この測長ロール8の
軸には、移動量を検出するためのパルスジェネレータ
(PG)9が備えられている。
On the other hand, a length measuring roll 8 for detecting the moving amount of the traveling sheet 1 is provided, and a pulse generator (PG) 9 for detecting the moving amount is provided on the axis of the length measuring roll 8. Have been.

【0021】測長ロール8は、走行するシート1の移動
量を検出するために、走行するシート1の両面を上下2
本の測長ロール8で加圧接触、即ち、ニップし、シート
の走行にしたがって生ずる測長ロール8の回転により、
パルスジェネレータ(PG)9から単位回転毎にパルス
を発生させ、そのパルスを計数することにより、連続走
行するシートの移動量を検出している。
In order to detect the amount of movement of the running sheet 1, both lengths of the running sheet 1 are adjusted up and down by two.
Pressing contact with the length measuring roll 8, that is, nipping, and rotation of the length measuring roll 8 generated as the sheet travels,
A pulse is generated from a pulse generator (PG) 9 for each unit rotation, and the pulse is counted to detect the moving amount of the continuously traveling sheet.

【0022】次に、数値制御装置20について説明す
る。この数値制御装置20は、積分器11、位置指令発
生器12、微分器13、積分器14、位置制御器15、
速度制御器16、微分器17,18、機械定数乗算器1
9、加算器21〜25によって構成されている。
Next, the numerical controller 20 will be described. The numerical controller 20 includes an integrator 11, a position command generator 12, a differentiator 13, an integrator 14, a position controller 15,
Speed controller 16, differentiators 17, 18, mechanical constant multiplier 1
9. It comprises adders 21 to 25.

【0023】まず、ラインが運転されるシートが走行す
る。そして、シート1の走行に伴いパルスジェネレータ
9より発生するパルスを、数値制御装置20の積分器1
1に入力する。入力されたパルスは、積分器11により
時間積分されることにより材料移動距離Xとして出力さ
れ、位置指令発生器12に入力される。この位置指令発
生器12は、後に詳細に説明するように、切断長L0
したがって作られた任意の速度指令に応じて材料移動距
離Xの関数として位置指令f(x)を与える。
First, the seat on which the line is driven travels. The pulse generated by the pulse generator 9 as the seat 1 travels is transmitted to the integrator 1 of the numerical controller 20.
Enter 1 The input pulse is time-integrated by the integrator 11 to be output as the material moving distance X, and is input to the position command generator 12. The position command generator 12 gives a position command f (x) as a function of the material moving distance X according to an arbitrary speed command generated according to the cutting length L 0 , as will be described later in detail.

【0024】一方、ロータリーカッタ2の回転に伴いパ
ルスジェネレータ6より発生するパルスからロータリー
カッタ2の移動速度VB が得られる。
On the other hand, the moving speed V B of the rotary cutter 2 is obtained from the pulse generated by the pulse generator 6 with the rotation of the rotary cutter 2.

【0025】位置指令発生器12の出力、即ち、位置指
令f(x)を微分器13により時間微分することにより
得られたカッタ速度指令df(x)/dtは、加算器2
1により、材料速度VL およびカッタ速度VB と加算さ
れ積分器14に入力され位置偏差eは、
The output of the position command generator 12, that is, the cutter speed command df (x) / dt obtained by differentiating the position command f (x) with time by the differentiator 13 is added to the adder 2
The 1, the material velocity V L and which is added to the cutter speed V B is input to the integrator 14 the position deviation e is

【0026】[0026]

【数1】 (Equation 1)

【0027】により得ることができる。この位置偏差e
は、位置制御器15に入力され補償速度Vc として出力
される。
Can be obtained by This position deviation e
Is inputted to the position controller 15 is output as a compensation speed V c.

【0028】カッタ速度指令df(x)/dtは、加算
器24,22により前述した材料速度VL および移動速
度VB と共に加えられ、速度偏差ΔVは、
The cutter speed command df (x) / dt is added with the material velocity V L and the moving speed V B described above by the adder 24 and 22, the speed deviation ΔV is

【0029】[0029]

【数2】 (Equation 2)

【0030】として求められる。Is obtained.

【0031】そして、加算器22の出力は、速度制御器
16に入力され速度基準に対する速度ずれを補正する速
度ずれ補正トルク指令τA として出力する。
The output of the adder 22 is input to the speed controller 16 and output as a speed shift correction torque command τ A for correcting a speed shift with respect to the speed reference.

【0032】さらに、カッタ速度指令df(x)/dt
を微分器18で時間微分してカッタ加速度指令d2
(x)/dt2 を得る。一方、材料速度VL を微分器1
7に入力し、その出力に、ライン加速度dVL /dtを
得る。これらカッタ加速度指令およびライン加速度を、
加算器25で加算し、機械定数乗算器19に入力し、加
速度に応じた補正トルク指令τB として出力する。
Further, the cutter speed command df (x) / dt
Is differentiated with respect to time by the differentiator 18 and the cutter acceleration command d 2 f
(X) / dt 2 is obtained. On the other hand, the material speed V L
7, and the output thereof is obtained as a line acceleration dV L / dt. These cutter acceleration command and line acceleration are
The sum is added by the adder 25, input to the mechanical constant multiplier 19, and output as a correction torque command τ B corresponding to the acceleration.

【0033】この補正トルク指令τB とトルク基準指令
τA とが加算器23により加算され、モータトルク指令
τR
The correction torque command τ B and the torque reference command τ A are added by the adder 23, and the motor torque command τ R ,

【0034】[0034]

【数3】 (Equation 3)

【0035】となって、駆動制御回路5を通して電動機
3に指令を与える。
Then, a command is given to the electric motor 3 through the drive control circuit 5.

【0036】この補正トルク指令τB は、カッタ加速度
2 f(x)/dt2 およびライン加速度dVL /dt
に基づき機械定数(J)を乗算することにより求めてい
るが、これは変化する速度指令に対して、その変化率で
ある加速度を機械イナーシャを乗じて電動機トルク指令
としてフィードフォーワード補正することによりイナー
シャ負荷であるカッタの変化する速度指令に対する追従
性が向上する。
The corrected torque command τ B is calculated based on the cutter acceleration d 2 f (x) / dt 2 and the line acceleration dV L / dt
Is calculated by multiplying a mechanical constant (J) based on the following equation. This is obtained by multiplying a changing speed command by an acceleration, which is a rate of change, by a mechanical inertia and performing feedforward correction as a motor torque command. The ability to follow the changing speed command of the cutter, which is the inertia load, is improved.

【0037】このような制御構成においての速度制御波
形は、従来では基本的に図2に示す折線曲線である。図
2では、横軸は時間、縦軸は速度である。この図2に示
すようなロータリーカッタ2の加減速は直線状に変化、
即ち、ロータリーカッタ2が減速して速度が零になると
直ちに加速を始める場合、切断長L0 を精度良く切断す
るための条件は、図2の時間と速度との積、即ち、距離
である斜線部面積がカッタ周長B0 と等しくなることが
必要である。
The speed control waveform in such a control configuration is conventionally basically a broken line curve shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis is time, and the vertical axis is speed. The acceleration / deceleration of the rotary cutter 2 changes linearly as shown in FIG.
That is, when the rotary cutter 2 starts accelerating as soon as the rotary cutter 2 decelerates and the speed becomes zero, the condition for cutting the cutting length L 0 with high accuracy is a product of time and speed in FIG. It is necessary that the part area be equal to the cutter circumference B 0 .

【0038】図2の直線状に変化する速度指令である折
線曲線を求めると、カッター速度指令df(x)/dt
は、VR −VL であるので、0≦t/T≦T/2の時、
−(2/T)VL tとなり、1/2≦t/T≦1の時、
L {1−(2/T)(t−(T/2))}となる。こ
こで、VL T=2(L0 −B0 )であるから、位置指令
f(x)は、
When a broken line curve which is a speed command changing linearly in FIG. 2 is obtained, a cutter speed command df (x) / dt is obtained.
Is V R -V L , so that when 0 ≦ t / T ≦ T / 2,
− (2 / T) V L t, and when 1/2 ≦ t / T ≦ 1,
VL {1- (2 / T) (t- (T / 2))}. Here, since V LT = 2 (L 0 −B 0 ), the position command f (x) is

【0039】[0039]

【数4】 (Equation 4)

【0040】となる。これにt=X/VL 、T=(L0
−Bw )/VL を代入すると位置指令f(x)は、
## EQU4 ## In addition, t = X / V L , T = (L 0
−B w ) / V L , the position command f (x) becomes

【0041】[0041]

【数5】 (Equation 5)

【0042】となる。但し、Bw は、図6に示すカッタ
の切断領域の周長を示す。
Is as follows. However, B w indicates the circumferential length of the cutting area of the cutter shown in FIG.

【0043】上式において切断長L0 、切断領域の周長
w の差分L0 −Bw は、シート移動量Xに対するカッ
タの変速領域を示し、あらかじめ切断長L0 に応じて演
算されている。また、切断長L0 とカッタ周長B0 の差
分L0 −B0 もシート移動量の見送り量として切断長L
0 に応じて演算して与えられる。
In the above equation, the difference L 0 −B w between the cutting length L 0 and the peripheral length B w of the cutting area indicates the shift range of the cutter with respect to the sheet moving amount X, and is calculated in advance according to the cutting length L 0. I have. Further, the cutting length L as send-off amount of cut length L 0 and the difference L 0 -B 0 cutter circumferential length B 0 also sheet movement amount
It is given by calculating according to 0 .

【0044】位置指令発生器f(x)の演算は、シート
移動量に応じて上式に基づいて実時間で高速で演算され
て位置指令として出力される。
The operation of the position command generator f (x) is performed at high speed in real time based on the above equation according to the amount of sheet movement, and is output as a position command.

【0045】以上は、本発明との比較の意味で、従来技
術での図2の直線状に変化する速度指令である折線曲線
を求めた。
In the above, for the purpose of comparison with the present invention, a linear curve which is a speed command changing linearly in FIG.

【0046】本実施例では、速度指令を、正弦波状、即
ち図3に示す単弦曲線を用いる。
In this embodiment, the speed command is a sine wave, that is, a single chord curve shown in FIG.

【0047】速度指令を単弦曲線で求めてみると、次式
を得ることができる。
When the speed command is obtained by a single-string curve, the following equation can be obtained.

【0048】[0048]

【数6】 (Equation 6)

【0049】従って、カッタ速度指令df(x)/dt
は、図4に示すように変速領域の速度指令として次式に
よって与えられる。
Therefore, the cutter speed command df (x) / dt
Is given by the following equation as a speed command in the speed change region as shown in FIG.

【0050】[0050]

【数7】 (Equation 7)

【0051】位置指令f(x)は、VL T=2(L0
0 )となるから
The position command f (x) is, V L T = 2 (L 0 -
B 0 )

【0052】[0052]

【数8】 (Equation 8)

【0053】となる。この式にt=X/VL 、T=(L
0 −Bw )・VL を代入すると位置指令f(x)は、
Is as follows. In this equation, t = X / V L and T = (L
0 −B w ) · VL , the position command f (x) becomes

【0054】[0054]

【数9】 (Equation 9)

【0055】となる。但し、Bw は、図6に示すカッタ
の切断領域の周長を示す。
Is as follows. However, B w indicates the circumferential length of the cutting area of the cutter shown in FIG.

【0056】上式において切断長L0 、切断領域の周長
w の差分L0 −Bw は、シート移動量Xに対するカッ
タの変速領域を示し、あらかじめ切断長L0 に応じて演
算されている。また、切断長L0 とカッタ周長B0 の差
分L0 −B0 もシート移動量の見送り量として切断長L
0 に応じて演算して与えられる。
In the above equation, the difference L 0 −B w between the cutting length L 0 and the perimeter B w of the cutting area indicates the shift area of the cutter with respect to the sheet moving amount X, and is calculated in advance according to the cutting length L 0. I have. Further, the cutting length L as send-off amount of cut length L 0 and the difference L 0 -B 0 cutter circumferential length B 0 also sheet movement amount
It is given by calculating according to 0 .

【0057】位置指令f(x)の演算は、シート移動量
に応じて上式に基づいて実時間で高速で演算されて位置
指令として出力される。
The position command f (x) is calculated at high speed in real time based on the above equation in accordance with the amount of sheet movement, and is output as a position command.

【0058】以上に示すように単弦曲線の加速度は、As described above, the acceleration of a single chord curve is

【0059】[0059]

【数10】 (Equation 10)

【0060】で表され、ピークの加速度は、Where the peak acceleration is

【0061】[0061]

【数11】 [Equation 11]

【0062】で表され、加速度の実効値(RMS)は、The effective value (RMS) of the acceleration is

【0063】[0063]

【数12】 (Equation 12)

【0064】で表され、半周期の加速度平均値は、The acceleration average value of the half cycle is

【0065】[0065]

【数13】 (Equation 13)

【0066】で表される。Is represented by

【0067】比較のために、折線曲線について検討する
と、折線曲線の場合の加速度d2 f(x)/dt2 は、
For comparison, consider the broken line curve. The acceleration d 2 f (x) / dt 2 in the case of the broken line curve is as follows.

【0068】[0068]

【数14】 [Equation 14]

【0069】で表され、加速度の実効値(RMS)は、The effective value (RMS) of the acceleration is

【0070】[0070]

【数15】 (Equation 15)

【0071】で表され、半周期の加速度平均値は、The acceleration average value of the half cycle is

【0072】[0072]

【数16】 (Equation 16)

【0073】で表される。Is represented by

【0074】以上の式より、最大加速度変化率は、単弦
曲線の場合、0から(−π2 /4)(VL /T)、(π
2 /4)(VL /T)から0であり、従って、(π2
4)(VL /T)となる。
[0074] From the above equations, the maximum jerk in the case of single-chord curves, from 0 (-π 2/4) ( V L / T), (π
2/4) (V L / T) from 0, therefore, ([pi 2 /
4) (V L / T).

【0075】また、折線曲線の場合は、(−2/T)V
L から(2/T)VL であり、従って、(4/T)VL
となる。
In the case of a polygonal curve, (−2 / T) V
L to (2 / T) V L and therefore (4 / T) V L
Becomes

【0076】以上の計算式に基づいて、折線曲線および
単弦曲線における電動機のピーク加速度比、加速度の実
効値(RMS)比、半周期の加速度平均比、最大加速度
変化比を求めると表1のようになる。
Based on the above formulas, the peak acceleration ratio, the effective value of acceleration (RMS) ratio, the half-cycle acceleration average ratio, and the maximum acceleration change ratio of the electric motor in the broken line curve and the single chord curve are obtained as shown in Table 1. Become like

【0077】[0077]

【表1】 [Table 1]

【0078】表1に示すように、単弦曲線は、折線曲線
に対して電動機のピーク加速度比は1:1.23倍にな
るが、加速度の実効値(RMS)比は1:0.872
倍、最大加速度比は1:0.617倍、半周期の加速度
平均比は1:0.785倍になる特徴を有している。
As shown in Table 1, the single-string curve has a peak acceleration ratio of the motor of 1: 1.23 times that of the polygonal curve, but has an effective acceleration (RMS) ratio of 1: 0.872.
The maximum acceleration ratio is 1: 0.617 times, and the average acceleration ratio in a half cycle is 1: 0.785 times.

【0079】従って、折線曲線の場合は、電動機が減速
から加速に転ずる時に発生する衝撃的な力は加速度変化
に依存するが、単弦曲線の場合は、加速度変化比が小さ
く更に、電動機が減速から加速に転ずる時に発生する衝
撃的な力はほぼ零となる。このため、折線曲線による電
動機の減速から加速に転する際に発生するギヤーの騒
音,摩耗,破損等の障害を除去することができる。
Therefore, in the case of the polygonal curve, the shocking force generated when the motor changes from deceleration to acceleration depends on the acceleration change. In the case of the single-string curve, however, the acceleration change ratio is small, and the motor is decelerated. The shocking force generated when turning from acceleration to acceleration becomes almost zero. For this reason, it is possible to eliminate obstacles such as noise, abrasion, and breakage of the gears that occur when the motor changes from deceleration to acceleration due to the broken curve.

【0080】以上の実施例では、変速曲線の例として、
単弦曲線を用いた。変速曲線の他の例としては、3次曲
線、5次曲線、サイクロイド曲線、変形台形および変形
正弦曲線などがある。
In the above embodiment, as an example of the shift curve,
A single chord curve was used. Other examples of the shift curve include a cubic curve, a quintic curve, a cycloid curve, a modified trapezoid, and a modified sine curve.

【0081】次に、これら3次曲線、5次曲線、サイク
ロイド曲線、変形台形および変形正弦曲線の各々の速度
曲線および位置曲線について説明する。位置指令f
(x)の各々の位置曲線の出力の計算式の記号は、Bw
は、図6に示すカッタの切断領域の周長を示し、切断長
0 と切断領域の周長Bw との差分L0 −Bw は、シー
ト移動量Xに対するカッタの変速領域を示す。Bw は、
あらかじめ切断長L0 に応じてパラメータとして設定さ
れる。また、切断長L0 とカッタ周長B0 の差分L 0
0 も、シート移動量の見送り量として切断長L0 に応
じてパラメータとして設定される。また、材料速度VL
に対する時間は、
Next, the cubic curve, the quintic curve, and the cycle
Speed of each of Lloyd curve, deformed trapezoid and deformed sine curve
The curve and the position curve will be described. Position command f
The symbol of the calculation formula of the output of each position curve in (x) is Bw 
Indicates the perimeter of the cutting area of the cutter shown in FIG.
L0 And the circumference B of the cutting areaw And the difference L0 -Bw The sea
7 shows a shift range of the cutter with respect to the shift amount X. Bw Is
Pre-cut length L0 Set as parameters according to
It is. Also, the cutting length L0 And cutter circumference B0 Difference L 0 −
B0 Also, the cut length L0 In response
Are set as parameters. Also, the material speed VL 
Time for

【0082】[0082]

【数17】 [Equation 17]

【0083】とし、計算過程については省略する。 (1)3次曲線(図8および図9を参照) 3次曲線の位置曲線f(x)を求めると、次式のように
なる。
The calculation process is omitted. (1) Cubic curve (see FIGS. 8 and 9) When the position curve f (x) of the cubic curve is obtained, the following equation is obtained.

【0084】[0084]

【数18】 (Equation 18)

【0085】この計算式により、電動機のピーク加速度
比、加速度の実効値(RMS)比、半周期の加速度平均
比、最大加速度変化比を求めると表2となる。
Table 2 shows the peak acceleration ratio, the effective value of acceleration (RMS) ratio, the half-cycle acceleration average ratio, and the maximum acceleration change ratio of the electric motor.

【0086】[0086]

【表2】 [Table 2]

【0087】(2)5次曲線(図10および図11を参
照) 5次曲線の位置曲線f(x)を求めると、次式のように
なる。
(2) Fifth-Order Curve (See FIGS. 10 and 11) When the position curve f (x) of the fifth-order curve is obtained, the following equation is obtained.

【0088】[0088]

【数19】 [Equation 19]

【0089】この計算式により、電動機のピーク加速度
比、加速度の実効値(RMS)比、半集積の加速度平均
比を求めると表3の通りである。
Table 3 shows the peak acceleration ratio, the effective value (RMS) ratio of the acceleration, and the average acceleration ratio of the semi-integrated motor.

【0090】[0090]

【表3】 [Table 3]

【0091】この5次曲線の位置指令f(x)の演算
は、シート移動量に応じて上式に基づいて実時間で高速
で演算されて位置指令として出力され、図10および図
11に示すように、電動機が減速を開始する時、減速か
ら加速に移行する時および加速終了時の加速度が零にで
きると言う特徴があるが、表3に示すように単弦曲線に
比べ実効値が大きくなる。 (3)サイクロイド曲線(図12および図13を参照) サイクロイド曲線の位置曲線を求めると、次式のように
なる。
The calculation of the position command f (x) of the quintic curve is performed in real time at a high speed based on the above equation in accordance with the amount of sheet movement, and is output as a position command, as shown in FIGS. 10 and 11. As described above, when the motor starts to decelerate, when the motor shifts from deceleration to acceleration, and when the acceleration is terminated, the acceleration can be reduced to zero. However, as shown in Table 3, the effective value is larger than that of the single chord curve. Become. (3) Cycloid curve (see FIGS. 12 and 13) When the position curve of the cycloid curve is obtained, the following equation is obtained.

【0092】[0092]

【数20】 (Equation 20)

【0093】この計算式により、電動機のピーク加速度
比、加速度の実効値(RMS)比、半周期の加速度平均
比を求めると表4の通りである。
Table 4 shows the peak acceleration ratio, the effective value of acceleration (RMS) ratio, and the half-cycle acceleration average ratio obtained from this calculation formula.

【0094】[0094]

【表4】 [Table 4]

【0095】このサイクロイド曲線の位置指令f(x)
の演算は、シート移動量に応じて上式に基づいて実時間
で高速で演算されて位置指令として出力され、図12お
よび図13に示すように、電動機が減速を開始する時、
減速から加速に移行する時および加速終了時の加速度が
零にできるという特徴があるが、表4に示すように単弦
曲線に比べ実効値が大きくなる。 (4)変形台形曲線(図14および図15を参照) 変形台形曲線の位置曲線f(x)を求めると、次式のよ
うになる。
The position command f (x) of this cycloid curve
Is calculated at high speed in real time based on the above equation according to the amount of sheet movement and is output as a position command. As shown in FIGS. 12 and 13, when the motor starts to decelerate,
There is a feature that the acceleration at the time of shifting from deceleration to acceleration and at the end of acceleration can be made zero, but as shown in Table 4, the effective value becomes larger than that of the single-string curve. (4) Modified trapezoidal curve (see FIGS. 14 and 15) When the position curve f (x) of the modified trapezoidal curve is obtained, the following equation is obtained.

【0096】[0096]

【数21】 (Equation 21)

【0097】とする。It is assumed that

【0098】この計算式により、電動機のピーク加速度
比、加速度の実効値(RMS)比、半周期の加速度平均
比、最大加速度変化比を求めると表5の通りである。
Table 5 shows the peak acceleration ratio, the effective value of acceleration (RMS) ratio, the half-cycle acceleration average ratio, and the maximum acceleration change ratio of the motor.

【0099】[0099]

【表5】 [Table 5]

【0100】この変形台形曲線の位置指令f(x)の演
算は、シート移動量に応じて上式に基づいて実時間で高
速で演算されて位置指令として出力され、図14および
図15に示すように、電動機が減速を開始する時、減速
から加速に移行する時および加速終了時の加速度が零に
できると言う特徴があるが、表5に示すように単弦曲線
に比べ実効値が大きくなる。 (5)変形正弦曲線(図16および図17を参照) 変形正弦曲線の位置曲線f(x)を求めると、次式のよ
うになる。
The calculation of the position command f (x) of the deformed trapezoidal curve is performed in real time at a high speed based on the above equation according to the amount of movement of the sheet and is output as a position command, as shown in FIGS. 14 and 15. As described above, when the motor starts to decelerate, when the motor shifts from deceleration to acceleration, and when the acceleration is completed, the acceleration can be reduced to zero. However, as shown in Table 5, the effective value is larger than the single chord curve. Become. (5) Modified sine curve (see FIGS. 16 and 17) When the position curve f (x) of the modified sine curve is obtained, the following equation is obtained.

【0101】[0101]

【数22】 (Equation 22)

【0102】とする。It is assumed that

【0103】この計算式により、電動機のピーク加速度
比、加速度の実効値(RMS)比、半周期の加速度平均
比、最大加速度変化比を求めると表6の通りである。
Table 6 shows the peak acceleration ratio, the effective value (RMS) ratio of the acceleration, the half-cycle acceleration average ratio, and the maximum acceleration change ratio of the motor.

【0104】[0104]

【表6】 [Table 6]

【0105】この変形正弦曲線の位置指令f(x)の演
算は、シート移動量に応じて上式に基づいて実時間で高
速で演算されて位置指令として出力され、図16および
図17に示すように、電動機が減速を開始する時、減速
から加速に移行する時および加速終了時の加速度が零に
できるという特徴があるが、単弦曲線に比べ実効値が大
きくなる。
The calculation of the position command f (x) of the deformed sine curve is performed at high speed in real time based on the above equation in accordance with the amount of movement of the sheet and is output as a position command, as shown in FIGS. 16 and 17. As described above, when the motor starts to decelerate, when the transition from deceleration to acceleration is performed, and when the acceleration is completed, the acceleration can be reduced to zero. However, the effective value is larger than that of the single chord curve.

【0106】以上述べたように、変速曲線である3次曲
線は、ロータリーカッタの減速から加速に移行する時の
加速度が零にできるという特徴があり、実効値が最小値
となるが、単弦曲線に比べピーク加速度比が大きくな
る。
As described above, the cubic curve, which is a shift curve, is characterized in that the acceleration when the rotary cutter shifts from deceleration to acceleration can be made zero, and the effective value becomes the minimum value. The peak acceleration ratio becomes larger than the curve.

【0107】また、同様に変速曲線である5次曲線、サ
イクロイド曲線、変形台形および変形正弦曲線は、減速
を開始する時、減速から加速に移行する時および加速終
了時の加速度が零にできるという特徴があるが、単弦曲
線に比べ実効値が大きくなる。
Similarly, the fifth-order curve, the cycloid curve, the deformed trapezoid, and the deformed sine curve, which are shift curves, indicate that the acceleration at the start of deceleration, the transition from deceleration to acceleration, and the end of acceleration can be made zero. There is a characteristic, but the effective value is larger than that of a single chord curve.

【0108】従って、カッタの移動量を周長にすると同
時に切断領域でカッタ速度とライン速度が同調する条件
を満足する等、3次曲線、5次曲線、サイクロイド曲
線、変形台形曲線、変形正弦曲線、さらに、位置指令を
数式で表現できない場合は、テーブル参照方式も含め
て、数値制御装置20の位置指令f(x)をコンピュー
タの演算装置(CPU)により演算することにより、位
置関数のみを実現するだけで任意の変速曲線で動作する
ロータリーカッタ制御装置が得られる。
Therefore, a cubic curve, a quintic curve, a cycloid curve, a deformed trapezoidal curve, a deformed sine curve, and the like are satisfied, for example, the condition that the cutter speed and the line speed are synchronized in the cutting area is satisfied at the same time that the cutter movement amount is set to the circumferential length. Further, when the position command cannot be expressed by a mathematical expression, only the position function is realized by calculating the position command f (x) of the numerical control device 20 by a calculation device (CPU) of a computer, including a table reference method. By simply doing this, a rotary cutter control device that operates with an arbitrary shift curve can be obtained.

【0109】[0109]

【発明の効果】本発明によれば、変速曲線を用いること
により、電動機が減速から加速に移るとき、衝撃的な力
を生じないので、電動機,ギヤーの騒音,摩耗,破損等
を防止することが可能となる。
According to the present invention, by using a shift curve, when the motor moves from deceleration to acceleration, no impulsive force is generated, so that noise, wear, breakage, etc. of the motor and gears can be prevented. Becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のロータリーカッタの制御構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a control configuration of a rotary cutter according to the present invention.

【図2】折線曲線の速度指令特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a speed command characteristic of a broken line curve.

【図3】単弦速度指令特性図である。FIG. 3 is a diagram showing a single string speed command characteristic.

【図4】単弦速度指令特性図である。FIG. 4 is a diagram showing a single string speed command characteristic.

【図5】位置特性線図である。FIG. 5 is a position characteristic diagram.

【図6】カッタの移動とシートとの関係図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between movement of a cutter and a sheet.

【図7】位置特性線図である。FIG. 7 is a position characteristic diagram.

【図8】3次曲線の速度曲線図である。FIG. 8 is a velocity curve diagram of a cubic curve.

【図9】3次曲線の位置曲線図である。FIG. 9 is a position curve diagram of a cubic curve.

【図10】5次曲線の速度曲線図である。FIG. 10 is a velocity curve diagram of a quintic curve.

【図11】5次曲線図の位置曲線である。FIG. 11 is a position curve of a fifth-order curve diagram.

【図12】サイクロイド曲線の速度曲線である。FIG. 12 is a velocity curve of a cycloid curve.

【図13】サイクロイド曲線の位置曲線図である。FIG. 13 is a position curve diagram of a cycloid curve.

【図14】変形台形曲線の速度曲線である。FIG. 14 is a velocity curve of a deformed trapezoid curve.

【図15】変形台形曲線の位置曲線図である。FIG. 15 is a position curve diagram of a deformed trapezoid curve.

【図16】変形正弦曲線の速度曲線図である。FIG. 16 is a velocity curve diagram of a modified sine curve.

【図17】変形正弦曲線の位置曲線図である。FIG. 17 is a position curve diagram of a modified sine curve.

【図18】従来の速度指令特性線図である。FIG. 18 is a conventional speed command characteristic diagram.

【図19】従来のロータリーカッタの制御ブロック図で
ある。
FIG. 19 is a control block diagram of a conventional rotary cutter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シート 2 ロータリーカッタ 3 主軸 4 減速ギヤー 5 電動機 6 パルスジェネレータ 7 駆動制御回路 8 測長ロール 9 パルスジェネレータ 10 切断完了センサ 11 積分器 12 位置指令発生器 13 微分器 14 積分器 15 位置制御器 16 速度制御器 17,18 微分器 19 機械定数乗算器 20 数値制御装置 21〜25 加算器 30 数値制御装置 40 定尺切断回路部 41 切断寸法設定部 42 第1演算部 43 切断完了センサ 44 タイミング信号発生部 45 周長設定部 46 シート走行距離検出回路 47 モータ回転数検出回路 48 第2演算部 49,63 D/A変換器 50,64 関数発生器 51 F/V変換器 52 演算増幅器 53 第2比較部 60 停止制御回路部 61 停止距離設定部 62 可逆カウンタ 65 第1比較部 Reference Signs List 1 sheet 2 rotary cutter 3 main shaft 4 reduction gear 5 motor 6 pulse generator 7 drive control circuit 8 length measuring roll 9 pulse generator 10 cutting completion sensor 11 integrator 12 position command generator 13 differentiator 14 integrator 15 position controller 16 speed Controllers 17, 18 Differentiators 19 Mechanical constant multipliers 20 Numerical control devices 21 to 25 Adders 30 Numerical control devices 40 Standard-size cutting circuit unit 41 Cutting size setting unit 42 First operation unit 43 Cutting completion sensor 44 Timing signal generation unit 45 circumference length setting section 46 seat travel distance detection circuit 47 motor rotation number detection circuit 48 second operation section 49, 63 D / A converter 50, 64 function generator 51 F / V converter 52 operational amplifier 53 second comparison section Reference Signs List 60 stop control circuit unit 61 stop distance setting unit 62 reversible counter 65 first comparison

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】走行する材料に同期して、材料を切断する
ロータリーカッタを制御する装置において、 走行する材料の移動量を検出して、前記移動量を時間積
分して速度−位置変換定数を乗じることにより材料の移
動距離を求め、前記材料の移動距離と前記走行する材料
を切断するために必要な諸条件である切断長,切断領域
の周長,およびカッタ周長の値と、変速曲線とにより、
前記変速曲線を有する位置関数を演算し、前記演算した
位置関数の出力を時間微分して位置−速度変換定数を乗
算することにより変速曲線を有するカッタ速度信号を求
め、前記カッタ速度信号と前記走行する材料の速度信号
と前記ロータリーカッタを駆動する電動機の速度信号と
を加算することにより、変速曲線を有するカッタ速度指
令を出力し、前記走行する材料を切断するための変速曲
線を有する最適な加減速レートを出力することにより、
急加減速による機械的な衝撃を和らげることを特徴とす
るロータリーカッタ制御装置。
An apparatus for controlling a rotary cutter that cuts a material in synchronization with a running material, detects a moving amount of the running material, integrates the moving amount with time, and obtains a speed-position conversion constant. By multiplying the values, the moving distance of the material is obtained, and the values of the moving distance of the material and various conditions necessary for cutting the running material, such as the cutting length, the circumference of the cutting area, and the cutter circumference, and the shift curve And by
A position function having the shift curve is calculated, and a time-differentiated output of the calculated position function is multiplied by a position-speed conversion constant to obtain a cutter speed signal having a shift curve. By adding the speed signal of the material to be cut and the speed signal of the electric motor for driving the rotary cutter, a cutter speed command having a shift curve is output, and the optimum speed having a shift curve for cutting the running material is output. By outputting the deceleration rate,
A rotary cutter control device for reducing mechanical shock caused by sudden acceleration / deceleration.
【請求項2】走行する材料に同期して、材料を切断する
ロータリーカッタを制御する装置において、 前記変速曲線を有するカッタ速度指令を時間積分して速
度−位置変換定数を乗算することにより位置偏差信号を
求め、前記位置偏差信号を乗算することにより補償速度
信号を求め、前記カッタ速度指令と前記走行する材料の
速度信号とを加算し、加算した信号を前記補償速度信号
に加算し、さらに前記ロータリーカッタを駆動する電動
機の速度信号を加算することにより速度ずれ補正をして
トルク基準信号として出力し、前記走行する材料の速度
信号を時間微分した材料加速度信号と、前記カッタ速度
信号を時間微分したカッタ加速度信号とを加算し、この
加算した信号に機械定数を乗算することにより加速度に
応じた補正トルク信号を求め、前記補正トルク信号と前
記トルク基準信号とを加算してトルク指令を出力し、前
記走行する材料を切断するための変速曲線を有する最適
な加減速レートを出力し、電動機を制御することによ
り、電動機の急加減速における機械的な衝撃を和らげる
ことを特徴とする請求項1記載のロータリーカッタ制御
装置。
2. A device for controlling a rotary cutter for cutting a material in synchronization with a running material, wherein the position deviation is obtained by time-integrating a cutter speed command having the shift curve and multiplying by a speed-position conversion constant. A signal, a compensation speed signal is obtained by multiplying the position deviation signal, a cutter speed command and a speed signal of the traveling material are added, and the added signal is added to the compensation speed signal. A speed deviation correction is performed by adding a speed signal of an electric motor for driving a rotary cutter to output a torque reference signal, and a material acceleration signal obtained by time-differentiating the speed signal of the running material and a time-differentiated time signal of the cutter speed signal. And a cutter torque signal corresponding to the acceleration by multiplying the added signal by a mechanical constant. By adding the corrected torque signal and the torque reference signal to output a torque command, outputting an optimal acceleration / deceleration rate having a shift curve for cutting the running material, and controlling the motor, 2. The rotary cutter control device according to claim 1, wherein a mechanical shock in sudden acceleration / deceleration of the motor is reduced.
【請求項3】走行する材料に同期して、材料を切断する
ロータリーカッタを制御する装置において、 前記ロータリーカッタを駆動する電動機を制御する制御
回路手段と、 前記電動機の回転に応じた速度信号を検出する手段と、 前記走行する材料の移動量を検出する手段と、 前記検出した材料の移動量を時間積分して速度−位置変
換定数を乗算することにより材料の移動距離として出力
する手段と、 前記材料の移動距離の値と切断に必要な諸条件である切
断長,切断領域の周長,およびカッタ周長の各設定値
と、変速曲線とを演算する演算手段と、 前記演算手段により変速曲線を有する位置関数を出力す
る位置指令発生手段と、 前記位置関数を時間微分して位置−速度変換定数を乗算
することにより変速曲線を有するカッタ速度信号を出力
する手段と、 前記カッタ速度信号と前記走行する材料の速度信号と前
記電動機の速度信号とを加算し、変速曲線を持つカッタ
速度指令を出力し、前記走行する材料を切断するための
変速曲線を有する最適な加減速レートを出力する手段と
を備え、 急加減速による機械的な衝撃を和らげることを特徴とす
るロータリーカッタ制御装置。
3. An apparatus for controlling a rotary cutter for cutting a material in synchronization with a running material, comprising: control circuit means for controlling a motor for driving the rotary cutter; and a speed signal corresponding to rotation of the motor. Means for detecting, means for detecting the amount of movement of the traveling material, means for integrating the detected amount of movement of the material over time and multiplying by a speed-position conversion constant, and outputting the result as the movement distance of the material, Calculating means for calculating a set value of the moving distance of the material and various conditions necessary for cutting, such as a cutting length, a circumference of a cutting area, and a cutter circumference, and a shift curve; Position command generating means for outputting a position function having a curve; and outputting a cutter speed signal having a shift curve by time-differentiating the position function and multiplying by a position-speed conversion constant. Means for adding the cutter speed signal, the speed signal of the running material, and the speed signal of the electric motor, output a cutter speed command having a speed change curve, and calculate a speed change curve for cutting the running material. Means for outputting an optimum acceleration / deceleration rate, and a mechanical impact caused by sudden acceleration / deceleration is reduced.
【請求項4】走行する材料に同期して、材料を切断する
ロータリーカッタを制御する装置において、 前記変速曲線を有するカッタ速度指令と前記走行する材
料の速度信号と前記電動機の速度信号とを加算し、加算
した信号を時間積分して速度−位置変換定数を乗じるこ
とにより位置偏差信号として出力する手段と、 前記位置偏差信号の出力を乗算することにより前記補償
速度信号として出力する位置制御手段と、 前記カッタ速度指令と前記走行する材料の速度信号とを
加算した信号を、前記補償速度信号に加算して、乗算す
ることによりトルク基準信号として出力する速度制御手
段と、 前記走行する材料の速度信号を時間微分して材料の加速
度信号として出力する手段と、 前記カッタ速度信号を時間微分してカッタ加速度信号と
して出力する手段と、 前記材料の加速度信号と前記カッタ加速度信号とを加算
し、この加算した信号に機械定数を乗算することにより
加速度に応じた補正トルク信号を出力する機械定数乗算
手段と、 前記補正トルク信号と前記トルク基準信号とを加算して
トルク指令として出力する手段と、 前記トルク指令を駆動制御回路に入力し、前記電動機を
制御する手段とを備え、 前記走行する材料を切断するための変速曲線を有する最
適な加減速レートを出力し、電動機を制御することによ
り、電動機の急加減速における機械的な衝撃を和らげる
ことを特徴とする請求項3記載のロータリーカッタ制御
装置。
4. An apparatus for controlling a rotary cutter for cutting a material in synchronization with a running material, wherein a cutter speed command having the shift curve, a speed signal of the running material, and a speed signal of the electric motor are added. Means for time-integrating the added signal and multiplying by a speed-position conversion constant to output a position deviation signal; and position control means for multiplying the output of the position deviation signal to output the compensated speed signal. A speed control means for adding a signal obtained by adding the cutter speed command and the speed signal of the running material to the compensation speed signal and multiplying the compensated speed signal to output a torque reference signal; and a speed of the running material. Means for time-differentiating the signal and outputting it as a material acceleration signal; and time-differentiating the cutter speed signal and outputting it as a cutter acceleration signal. Means for adding the acceleration signal of the material and the cutter acceleration signal, and multiplying the added signal by a mechanical constant to output a correction torque signal corresponding to the acceleration; and the correction torque. A means for adding a signal and the torque reference signal to output a torque command, and a means for inputting the torque command to a drive control circuit and controlling the electric motor, and a shift for cutting the running material. 4. The rotary cutter control device according to claim 3, wherein an optimal acceleration / deceleration rate having a curve is output to control the electric motor, thereby reducing a mechanical shock in sudden acceleration / deceleration of the electric motor.
【請求項5】走行する材料に同期して、材料を切断する
ロータリーカッタを制御する装置において、 前記ロータリーカッタを駆動する電動機を制御する駆動
制御回路と、 前記電動機の回転に応じた速度信号を検出する速度検出
器と、 前記速度検出器により検出した材料の移動量を時間積分
して速度−位置変換定数を乗じることにより材料の移動
距離として出力する第1の積分器と、 前記材料の移動距離と切断に必要な諸条件である切断
長,切断領域の周長,およびカッタ周長の各設定値と、
変速曲線とを演算し、変速曲線を有する位置関数を出力
する位置指令発生器と、 前記位置関数を時間微分して位置−速度変換定数を乗算
することにより変速曲線を有するカッタ速度信号を出力
する第1の微分器と、 前記カッタ速度信号と、前記走行する材料の速度信号
と、前記電動機の速度信号とを加算し、変速曲線を持つ
カッタ速度指令として出力する第1の加算器と、 前記変速曲線を有するカッタ速度指令と、前記走行する
材料の速度信号と、前記電動機の速度信号とを加算し、
加算した信号を時間積分して速度−位置変換定数を乗算
することにより位置偏差信号として出力する第2の積分
器と、 前記位置偏差信号を入力し乗算することにより前記補償
速度信号として出力する位置制御器と、 前記カッタ速度指令と、前記走行する材料の速度信号と
を加算する第2の加算器と、 前記第2の加算器により加算した信号を前記補償速度信
号に加算して乗算することにより、トルク基準信号とし
て出力する速度制御器と、 前記走行する材料の速度信号を時間微分して材料の加速
度信号として出力する第2の微分器と、 前記カッタ速度信号を時間微分してカッタ加速度信号と
して出力する第3の微分器と、 前記材料の加速度信号と、前記カッタ加速度信号とを加
算する第3の加算器と、 前記第3の加算器により加算した信号に機械定数を乗算
し、加速度に応じた補正トルク信号を出力する機械定数
乗算器と、 前記補正トルク信号と前記トルク基準信号を加算するこ
とによりトルク指令として出力する第4の加算器と、 前記第4の加算器より出力するトルク指令を駆動制御回
路に入力し、前記電動機を制御する手段とを備え、 記走行する材料を切断するための変速曲線を有する最適
な加減速レートを出力し、電動機を制御することによ
り、電動機の急加減速における機械的な衝撃を和らげる
特徴を有するロータリーカッタ制御装置。
5. An apparatus for controlling a rotary cutter for cutting a material in synchronization with a running material, comprising: a drive control circuit for controlling a motor for driving the rotary cutter; and a speed signal corresponding to the rotation of the motor. A speed detector to be detected; a first integrator that outputs a material moving distance by time-integrating a movement amount of the material detected by the speed detector and multiplying by a speed-position conversion constant; and a movement of the material. Setting values of the cutting length, cutting area circumference, and cutter circumference, which are the conditions necessary for distance and cutting,
A position command generator that calculates a shift curve and outputs a position function having a shift curve; and outputs a cutter speed signal having a shift curve by time-differentiating the position function and multiplying by a position-speed conversion constant. A first differentiator, a first adder that adds the cutter speed signal, the speed signal of the traveling material, and the speed signal of the electric motor, and outputs the result as a cutter speed command having a shift curve; A cutter speed command having a shift curve, a speed signal of the running material, and a speed signal of the electric motor are added,
A second integrator for integrating the added signal with time and multiplying by a speed-position conversion constant to output a position deviation signal; and a position for inputting and multiplying the position deviation signal to output the compensated speed signal. A controller, a second adder for adding the cutter speed command and the speed signal of the running material, and adding and multiplying the signal added by the second adder to the compensation speed signal. A speed controller that outputs the torque signal as a torque reference signal, a second differentiator that time-differentiates the speed signal of the traveling material and outputs the acceleration signal of the material, and a cutter acceleration that time-differentiates the cutter speed signal. A third differentiator that outputs a signal, a third adder that adds the acceleration signal of the material and the cutter acceleration signal, and a signal that is added by the third adder Multiplied by a mechanical constant to output a corrected torque signal according to acceleration; a fourth adder that outputs a torque command by adding the corrected torque signal and the torque reference signal; Means for inputting a torque command output from a fourth adder to a drive control circuit and controlling the electric motor, and outputting an optimal acceleration / deceleration rate having a shift curve for cutting the traveling material; A rotary cutter control device having a feature of reducing a mechanical shock in sudden acceleration / deceleration of a motor by controlling the motor.
【請求項6】前記変速曲線は、折線台形曲線、単弦曲
線、3次曲線、5次曲線、サイクロイド曲線、変形台形
曲線または変形正弦曲線であることを特徴とする請求項
1〜5のいずれかに記載のロータリーカッタ制御装置。
6. The shift curve according to claim 1, wherein the shift curve is a bent-line trapezoidal curve, a singular curve, a cubic curve, a quintic curve, a cycloid curve, a modified trapezoidal curve, or a modified sine curve. A rotary cutter control device according to any one of the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008105147A (en) * 2006-10-26 2008-05-08 Nippon Reliance Kk Rotary cutter control device
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