JP2001162586A - ロータリーカッタの制御装置 - Google Patents
ロータリーカッタの制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加減速レートの整定時間をコンピュータの演
算装置を用いた位置指令発生器の入力変数である材料の
移動量に換算して整定時間分を補償することにより、カ
ッタ速度指令を整定時間相当早く生成して与え、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。 【解決手段】 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８０の整定時
間補償器１０および積分器１１に同時に入力する。整定
時間補償器１０に入力されたパルスは、電動機の応答速
度の遅れ分の整定時間補償信号を出力し、共に加算器３
１により加算し、加算した値は、材料移動距離Ｘとして
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、切断長Ｌ0 に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。
算装置を用いた位置指令発生器の入力変数である材料の
移動量に換算して整定時間分を補償することにより、カ
ッタ速度指令を整定時間相当早く生成して与え、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。 【解決手段】 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８０の整定時
間補償器１０および積分器１１に同時に入力する。整定
時間補償器１０に入力されたパルスは、電動機の応答速
度の遅れ分の整定時間補償信号を出力し、共に加算器３
１により加算し、加算した値は、材料移動距離Ｘとして
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、切断長Ｌ0 に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。
Description
【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。
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。
【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１６に、従来の速度指令
特性線図を図９に示す。
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１６に、従来の速度指令
特性線図を図９に示す。
【０００３】図１６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。
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。
【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７０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。
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７０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。
【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あり、切
断寸法設定部４１，第１演算部４２，切断完了センサ４
３，タイミング信号発生部４４，周長設定部４５，シー
ト走行距離検出回路４６，モータ回転数検出回路４７，
第２演算部４８，Ｄ／Ａ変換器４９，関数発生器５０，
Ｆ／Ｖ変換器５１，演算増幅器５２で構成される。
れた所定の長さに正確に切断するための回路であり、切
断寸法設定部４１，第１演算部４２，切断完了センサ４
３，タイミング信号発生部４４，周長設定部４５，シー
ト走行距離検出回路４６，モータ回転数検出回路４７，
第２演算部４８，Ｄ／Ａ変換器４９，関数発生器５０，
Ｆ／Ｖ変換器５１，演算増幅器５２で構成される。
【０００６】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７０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＝Ｌ
0 −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。
１を切断する毎に、切断完了位置センサ７０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＝Ｌ
0 −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。
【０００７】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６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
Ｖ0 ＝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。
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６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
Ｖ0 ＝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。
【０００８】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７０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６２、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６４を有する。なお、６１は停止距離設定部、６
５は比較部である。
２の刃が切断完了位置センサ７０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６２、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６４を有する。なお、６１は停止距離設定部、６
５は比較部である。
【０００９】切換回路部は、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 を
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５３とを備えている。
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 を
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５３とを備えている。
【００１０】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。
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。
【００１１】
【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
御回路部の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。
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
御回路部の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。
【００１２】このような固定の加減速レートの速度指令
に対する速度応答は、図９に示すように制御応答の遅れ
のためのカッタの速度がライン速度に同調する際に、位
置決め整定時間（ｔS ）分遅れることになる。このた
め、予め、整定相当時間（ｔS）のカッタ移動量ＢS と
切断領域相当のカッタ移動量Ｂｗを加えた距離をカッタ
周長Ｂ0 から差し引いた距離を変速領域とするため、速
度指令の加速時間を整定時間ｔｓ＝整定時間相当のカッ
タ移動量ＢS ／材料速度ＶL 相当短くして与えることに
より材料１を所望の長さに切断することができる。
に対する速度応答は、図９に示すように制御応答の遅れ
のためのカッタの速度がライン速度に同調する際に、位
置決め整定時間（ｔS ）分遅れることになる。このた
め、予め、整定相当時間（ｔS）のカッタ移動量ＢS と
切断領域相当のカッタ移動量Ｂｗを加えた距離をカッタ
周長Ｂ0 から差し引いた距離を変速領域とするため、速
度指令の加速時間を整定時間ｔｓ＝整定時間相当のカッ
タ移動量ＢS ／材料速度ＶL 相当短くして与えることに
より材料１を所望の長さに切断することができる。
【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加減速レートの
方法も、同様に、速度指令の加速時間を整定時間ｔS ＝
整定時間相当のカッタ移動量ＢS ／材料速度Ｖ L 相当短
くして与えている。
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加減速レートの
方法も、同様に、速度指令の加速時間を整定時間ｔS ＝
整定時間相当のカッタ移動量ＢS ／材料速度Ｖ L 相当短
くして与えている。
【００１４】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、固定の加減速
レートで常に加減速を行うことになるため、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。
あるいはシート１の走行速度に関係なく、固定の加減速
レートで常に加減速を行うことになるため、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。
【００１５】何れにしても、従来の定尺切断制御装置の
ロータリーカッタ周長Ｂ0 よりも切断長Ｌ0 が長い場合
のロータリーカッタ速度指令ＶR およびロータリーカッ
タ速度応答ＶB を示す図９において、ロータリーカッタ
速度指令ＶR は、理想的な速度指令Ｖ* （ｔS ＝０）に
対して加減速時間を短くする必要があるため、加速度
（トルク）の実効値が大きくなり、許容実効値に対して
は余裕がなくなり生産量＝材料速度ＶL ／切断長Ｌ0 が
上げられない問題があった。
ロータリーカッタ周長Ｂ0 よりも切断長Ｌ0 が長い場合
のロータリーカッタ速度指令ＶR およびロータリーカッ
タ速度応答ＶB を示す図９において、ロータリーカッタ
速度指令ＶR は、理想的な速度指令Ｖ* （ｔS ＝０）に
対して加減速時間を短くする必要があるため、加速度
（トルク）の実効値が大きくなり、許容実効値に対して
は余裕がなくなり生産量＝材料速度ＶL ／切断長Ｌ0 が
上げられない問題があった。
【００１６】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をするため
に、ギヤ４に過度の負担がかかり、また、モータに不必
要な電流を流すため、機械やモータ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。
は、急激な加減速レートでロータを加減速をするため
に、ギヤ４に過度の負担がかかり、また、モータに不必
要な電流を流すため、機械やモータ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。
【００１７】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、加減速レートの整定時間を
コンピュータの演算装置（ＣＰＵ）を用いた位置指令発
生器の入力変数である材料の移動量に換算して整定時間
分を補償することにより、カッタ速度指令を整定時間相
当早く生成して与え、電動機の速度応答を理想的な応答
に一致させ、また、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。
するためになされたもので、加減速レートの整定時間を
コンピュータの演算装置（ＣＰＵ）を用いた位置指令発
生器の入力変数である材料の移動量に換算して整定時間
分を補償することにより、カッタ速度指令を整定時間相
当早く生成して与え、電動機の速度応答を理想的な応答
に一致させ、また、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。
【００１８】
【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。
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。
【００１９】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。
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。
【００２０】
【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、折線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、整定時間を補償した折線曲線の速度指令特
性線図、図３および図４は、整定時間を補償した単弦曲
線の速度指令特性線図、図５は、位置特性線図、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。
である変速曲線のうち、折線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、整定時間を補償した折線曲線の速度指令特
性線図、図３および図４は、整定時間を補償した単弦曲
線の速度指令特性線図、図５は、位置特性線図、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。
【００２１】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がギヤー４
によりカッタの主軸３に結合されている。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。
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がギヤー４
によりカッタの主軸３に結合されている。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。
【００２２】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。
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。
【００２３】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。
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。
【００２４】次に、数値制御装置８０について説明す
る。この数値制御装置８０は、整定時間補償器１０、積
分器１１、位置指令発生器１２、微分器１３、積分器１
４、位置制御器１５、速度制御器１６、微分器１８，１
９、乗算器１７，２０、機械定数乗算器２１、加算器３
１〜３７によって構成されている。
る。この数値制御装置８０は、整定時間補償器１０、積
分器１１、位置指令発生器１２、微分器１３、積分器１
４、位置制御器１５、速度制御器１６、微分器１８，１
９、乗算器１７，２０、機械定数乗算器２１、加算器３
１〜３７によって構成されている。
【００２５】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８０の整定時間
補償器１０（後に詳細に説明する）および積分器１１に
同時に入力する。整定時間補償器１０に入力されたパル
スは、電動機の応答速度の遅れ分（ｔS ）の整定時間補
償信号を出力し、共に加算器３１により加算し、加算し
た値は、材料移動距離Ｘとして位置指令発生器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 に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。この材料の位置指令ｆ（ｘ）は、材料
移動速度の変動によって変化しない特性を有し、材料の
位置指令ｆ（ｘ）の出力は、微分器１３により時間微分
されることによりカッタ速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔを出
力する。
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８０の整定時間
補償器１０（後に詳細に説明する）および積分器１１に
同時に入力する。整定時間補償器１０に入力されたパル
スは、電動機の応答速度の遅れ分（ｔS ）の整定時間補
償信号を出力し、共に加算器３１により加算し、加算し
た値は、材料移動距離Ｘとして位置指令発生器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 に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。この材料の位置指令ｆ（ｘ）は、材料
移動速度の変動によって変化しない特性を有し、材料の
位置指令ｆ（ｘ）の出力は、微分器１３により時間微分
されることによりカッタ速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔを出
力する。
【００２６】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。
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。
【００２７】整定時間を補償した位置指令発生器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３２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として出力する。この位置偏差ｅは、
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３２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として出力する。この位置偏差ｅは、
【００２８】
【数１】
【００２９】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。
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。
【００３０】一方、カッタ速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔ
と、速度指令フィードフォワードαとを乗算器１７で乗
算することにより速度指令フィードフォワード信号とし
て、加算器３６で材料速度ＶL を共に加算する。加算し
た速度偏差ΔＶは、
と、速度指令フィードフォワードαとを乗算器１７で乗
算することにより速度指令フィードフォワード信号とし
て、加算器３６で材料速度ＶL を共に加算する。加算し
た速度偏差ΔＶは、
【００３１】
【数２】
【００３２】として求められる。
【００３３】この速度偏差ΔＶは、位置制御器１６に出
力された補償速度ＶC と加算器３３で加算し、加算した
値をさらに加算器３４でカッタ速度ＶB と加算し、速度
制御器１６に入力し、速度基準に対する速度ずれ補正ト
ルク指令τA として出力する。
力された補償速度ＶC と加算器３３で加算し、加算した
値をさらに加算器３４でカッタ速度ＶB と加算し、速度
制御器１６に入力し、速度基準に対する速度ずれ補正ト
ルク指令τA として出力する。
【００３４】さらに、材料速度ＶL を微分器１８に入力
し、その出力に、ライン加速度ｄＶ L ／ｄｔを得る一
方、カッタ速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔを微分器１９で時
間微分してカッタ加速度指令ｄ2 ｆ（ｘ）／ｄｔ2 を得
て、このカッタ加速度指令ｄ2ｆ（ｘ）／ｄｔ2 と、さ
らに加速度指令フィードフォワードβとを乗算器２０で
乗算することにより加速度指令フィードフォワード信号
として、ライン加速度ｄＶL ／ｄｔと加算器３７で加算
し、その値を機械定数乗算器２１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。
し、その出力に、ライン加速度ｄＶ L ／ｄｔを得る一
方、カッタ速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔを微分器１９で時
間微分してカッタ加速度指令ｄ2 ｆ（ｘ）／ｄｔ2 を得
て、このカッタ加速度指令ｄ2ｆ（ｘ）／ｄｔ2 と、さ
らに加速度指令フィードフォワードβとを乗算器２０で
乗算することにより加速度指令フィードフォワード信号
として、ライン加速度ｄＶL ／ｄｔと加算器３７で加算
し、その値を機械定数乗算器２１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。
【００３５】この補正トルク指令τB とトルク基準指令
τA とが加算器３５により加算され、電動機トルク指令
τR 、
τA とが加算器３５により加算され、電動機トルク指令
τR 、
【００３６】
【数３】
【００３７】となって、駆動制御回路７を通して電動機
５に指令を与える。
５に指令を与える。
【００３８】このように補正トルク指令τB は、カッタ
加速度ｄ2 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償することによ
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ことになる。
加速度ｄ2 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償することによ
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ことになる。
【００３９】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。図２に示すよ
うに、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である距離がカ
ッタ周長Ｂ0 と等しくなることが必要である。
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。図２に示すよ
うに、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である距離がカ
ッタ周長Ｂ0 と等しくなることが必要である。
【００４０】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が、位置指令発生器１２で与えられ
ることになる。
関数として位置指令が、位置指令発生器１２で与えられ
ることになる。
【００４１】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、
ＶL ｛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、
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、
ＶL ｛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、
【００４２】
【数４】
【００４３】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、
−Ｂw ）／ＶL を代入すると位置指令ｆ（ｘ）は、
【００４４】
【数５】
【００４５】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。
の切断領域の周長を示す。
【００４６】上式において切断長Ｌ0 、切断領域の周長
Ｂw 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
Ｌ0 に応じて演算して与えられる。
Ｂw 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
Ｌ0 に応じて演算して与えられる。
【００４７】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。
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。
【００４８】以上により、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が、この図２に示す速度指
令である折線曲線を正弦波状、すなわち、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。
指令である折線曲線を求めたが、この図２に示す速度指
令である折線曲線を正弦波状、すなわち、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。
【００４９】
【数６】
【００５０】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。
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。
【００５１】
【数７】
【００５２】位置指令ｆ（ｘ）は、ＶL Ｔ＝２（Ｌ0 −
Ｂ0 ）となるから
Ｂ0 ）となるから
【００５３】
【数８】
【００５４】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、
0 −Ｂw ）／ＶL を代入すると位置指令ｆ（ｘ）は、
【００５５】
【数９】
【００５６】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。
の切断領域の周長を示す。
【００５７】上式において切断長Ｌ0 、切断領域の周長
Ｂw 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
Ｌ0 に応じて演算して与えられる。
Ｂw 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
Ｌ0 に応じて演算して与えられる。
【００５８】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。
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。
【００５９】以上に示すように単弦曲線の加速度は、
【００６０】
【数１０】
【００６１】で表され、ピークの加速度は、
【００６２】
【数１１】
【００６３】で表され、加速度の実効値（ＲＭＳ）は、
【００６４】
【数１２】
【００６５】で表され、半周期の加速度平均値は、
【００６６】
【数１３】
【００６７】で表される。
【００６８】折線曲線の場合の加速度ｄ2 ｆ（ｘ）／ｄ
ｔ2 は、
ｔ2 は、
【００６９】
【数１４】
【００７０】で表され、加速度の実効値（ＲＭＳ）は、
【００７１】
【数１５】
【００７２】で表され、半周期の加速度平均値は、
【００７３】
【数１６】
【００７４】で表される。
【００７５】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。
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。
【００７６】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。
L から（２／Ｔ）ＶL であり、従って、（４／Ｔ）ＶL
となる。
【００７７】ここで、整定時間を補償した変速曲線のう
ち、折線曲線について説明する。一般的には、ロータリ
ーカッタは、機械の構成上、機械損失が少なく電動機に
とってはイナーシャ負荷となっている。また、図１に示
す駆動制御回路７は、高速の電流ループを有した制御回
路を使用しているため、トルク応答は速度制御応答に比
べ十分速いので、速度制御器１６により得られる速度応
答は１次遅れ応答となり、カッタ速度ＶB は、電動機を
含めた機械加速定数をＪ、速度制御ループゲインをＫ
V 、時定数Ｔｍ＝Ｊ／ＫV とするとカッタ速度ＶB は、
ち、折線曲線について説明する。一般的には、ロータリ
ーカッタは、機械の構成上、機械損失が少なく電動機に
とってはイナーシャ負荷となっている。また、図１に示
す駆動制御回路７は、高速の電流ループを有した制御回
路を使用しているため、トルク応答は速度制御応答に比
べ十分速いので、速度制御器１６により得られる速度応
答は１次遅れ応答となり、カッタ速度ＶB は、電動機を
含めた機械加速定数をＪ、速度制御ループゲインをＫ
V 、時定数Ｔｍ＝Ｊ／ＫV とするとカッタ速度ＶB は、
【００７８】
【数１７】
【００７９】となる。
【００８０】通常、図１に示した速度指令フィードフォ
ワードゲインαを１、および加速度指令フィードフォワ
ードゲインβを１とすることは過補償となり、図７に示
すカッタ速度ＶB は、折線コーナの部分でオーバシュー
ト（図示しない）を生じて精度不良を招くため、α＜１
およびβ＜１とせざるを得ない。この場合は、オーバー
シュートを抑制することが可能である反面、応答遅れが
生じることになる。この遅れのない応答について、図１
の制御ブロック構成に基づいて説明をする。カッタ速度
指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔに対してカッタ速度ＶB は、
ワードゲインαを１、および加速度指令フィードフォワ
ードゲインβを１とすることは過補償となり、図７に示
すカッタ速度ＶB は、折線コーナの部分でオーバシュー
ト（図示しない）を生じて精度不良を招くため、α＜１
およびβ＜１とせざるを得ない。この場合は、オーバー
シュートを抑制することが可能である反面、応答遅れが
生じることになる。この遅れのない応答について、図１
の制御ブロック構成に基づいて説明をする。カッタ速度
指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔに対してカッタ速度ＶB は、
【００８１】
【数１８】
【００８２】となる。
【００８３】ここで、整定時間補償（１０）を
【００８４】
【数１９】
【００８５】とすると、
【００８６】
【数２０】
【００８７】となり、ｄｆ（ｘ）／ｄｔ＝ｄｆ（ｘ）／
ｄｘ・ｄｘ／ｄｔと表せるので、
ｄｘ・ｄｘ／ｄｔと表せるので、
【００８８】
【数２１】
【００８９】となり遅れのない応答が得られることにな
る。ここで、整定時間ｔS ＝（１−α）／ＫP とおいて
いる。例えば、ＫP ＝α（１−α）／Ｔｍに設定し、β
＝０とすると、
る。ここで、整定時間ｔS ＝（１−α）／ＫP とおいて
いる。例えば、ＫP ＝α（１−α）／Ｔｍに設定し、β
＝０とすると、
【００９０】
【数２２】
【００９１】となる。
【００９２】整定時間補償器１０がない場合は、ｄｆ
（ｘ）／ｄｔ＝ＶL であるため、
（ｘ）／ｄｔ＝ＶL であるため、
【００９３】
【数２３】
【００９４】となり、カッタ速度ＶB が速度指令ｄｆ
（ｘ）／ｄｘ・ＶL に対し整定時間ｔS遅れた応答にな
る。このため、整定時間補償器１０は、遅れ伝達特性の
逆特性を与えることになるが、この実施例では、ｔS ・
ＶL がシート移動量にフィードフォワード補償されてｄ
ｘ／ｄｔ＝（１＋ｔS Ｓ）ＶL となり、図８の速度指令
（１＋ｔS Ｓ）・ｄｆ（ｘ）／ｄｘ・ＶL があたえら
れ、カッター速度ＶB は、
（ｘ）／ｄｘ・ＶL に対し整定時間ｔS遅れた応答にな
る。このため、整定時間補償器１０は、遅れ伝達特性の
逆特性を与えることになるが、この実施例では、ｔS ・
ＶL がシート移動量にフィードフォワード補償されてｄ
ｘ／ｄｔ＝（１＋ｔS Ｓ）ＶL となり、図８の速度指令
（１＋ｔS Ｓ）・ｄｆ（ｘ）／ｄｘ・ＶL があたえら
れ、カッター速度ＶB は、
【００９５】
【数２４】
【００９６】となり、図７に示すような遅れのない応答
が得られる。なお、図７および図８において、〜
は、同じタイミングを示している。
が得られる。なお、図７および図８において、〜
は、同じタイミングを示している。
【００９７】実施例に基づく折線曲線における整定時間
補償との関連を図１０に、３次曲線における整定時間補
償との関連を図１１に、５次曲線における整定時間補償
との関連を図１２に、サイクロイド曲線における整定時
間補償との関連を図１３に、変形台形曲線における整定
時間補償との関連を図１４に、変形正弦曲線における整
定時間補償との関連を図１５に各々示す。次に簡単な説
明をする。
補償との関連を図１０に、３次曲線における整定時間補
償との関連を図１１に、５次曲線における整定時間補償
との関連を図１２に、サイクロイド曲線における整定時
間補償との関連を図１３に、変形台形曲線における整定
時間補償との関連を図１４に、変形正弦曲線における整
定時間補償との関連を図１５に各々示す。次に簡単な説
明をする。
【００９８】先に変速曲線の一例である折線曲線の実施
例を述べたように、他の変速曲線も同様に、ロータリー
カッタの速度指令ＶR に対して、電動機の応答速度（カ
ッタ速度ＶB ）の遅れ分（ｔS ）が生じるため、電動機
の応答速度（カッタ速度ＶB）の遅れ分（ｔS ）、すな
わち、整定時間（ｔS ）分補償する必要がある。
例を述べたように、他の変速曲線も同様に、ロータリー
カッタの速度指令ＶR に対して、電動機の応答速度（カ
ッタ速度ＶB ）の遅れ分（ｔS ）が生じるため、電動機
の応答速度（カッタ速度ＶB）の遅れ分（ｔS ）、すな
わち、整定時間（ｔS ）分補償する必要がある。
【００９９】従って、他の変速曲線も同様に整定時間ｔ
S を位置指令発生器１２の入力変数であるシート移動量
に換算して補正することにより、カッタ速度指令ＶR を
整定時間相当早く生成して与えて、応答速度（カッタ速
度ＶB ）を理想的な応答（ｔ S ＝０）に一致させ加速度
（トルク）の実効値を低減させることができる。
S を位置指令発生器１２の入力変数であるシート移動量
に換算して補正することにより、カッタ速度指令ＶR を
整定時間相当早く生成して与えて、応答速度（カッタ速
度ＶB ）を理想的な応答（ｔ S ＝０）に一致させ加速度
（トルク）の実効値を低減させることができる。
【０１００】例えば、変速曲線である各曲線に整定時間
補償を実施した場合の各実効値を求めると、折線曲線は
（Ｌ0 −Ｂ0 ）π2 ／２（２）1/2 Ｔ2 ）、３次曲線は
（（Ｌ0 −Ｂ0 ）２（３）1/2 ／Ｔ2 、５次曲線は（Ｌ
0 −Ｂ0 ）（（１２０／７） 1/2 ／Ｔ2 を、サイクロイ
ド曲線は（Ｌ0 −Ｂ0 ）（２）1/2 π／Ｔ2 、変形台形
曲線は（Ｌ0 −Ｂ0 ）４（３）1/2 π2 ／｛（π＋２）
Ｔ2 ｝を、変形正弦曲線（Ｌ0 −Ｂ0 ）２（２）1/2 π
2 ／｛（π＋４）Ｔ2 ｝となる。
補償を実施した場合の各実効値を求めると、折線曲線は
（Ｌ0 −Ｂ0 ）π2 ／２（２）1/2 Ｔ2 ）、３次曲線は
（（Ｌ0 −Ｂ0 ）２（３）1/2 ／Ｔ2 、５次曲線は（Ｌ
0 −Ｂ0 ）（（１２０／７） 1/2 ／Ｔ2 を、サイクロイ
ド曲線は（Ｌ0 −Ｂ0 ）（２）1/2 π／Ｔ2 、変形台形
曲線は（Ｌ0 −Ｂ0 ）４（３）1/2 π2 ／｛（π＋２）
Ｔ2 ｝を、変形正弦曲線（Ｌ0 −Ｂ0 ）２（２）1/2 π
2 ／｛（π＋４）Ｔ2 ｝となる。
【０１０１】この求めた整定時間補償した各曲線の実効
値を各々１とし、整定時間を補償しない場合との比較を
表１に示す。
値を各々１とし、整定時間を補償しない場合との比較を
表１に示す。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】表１に示すように、ロータリーカッタの加
減速の加速度（トルク）の実効値を低減させないことに
より、走行する材料を切断するための整定時間を補償し
た変速曲線を有する最適な加減速レートにより電動機を
制御し、切断精度を落とすことなく整定時間領域を不要
にし、かつ不必要な急加減速をなくし加速度（トルク）
の実効値を低減させて生産性の向上を図ることができ
る。
減速の加速度（トルク）の実効値を低減させないことに
より、走行する材料を切断するための整定時間を補償し
た変速曲線を有する最適な加減速レートにより電動機を
制御し、切断精度を落とすことなく整定時間領域を不要
にし、かつ不必要な急加減速をなくし加速度（トルク）
の実効値を低減させて生産性の向上を図ることができ
る。
【０１０４】
【発明の効果】本発明によれば、加減速レートの整定時
間をコンピュータの演算装置（ＣＰＵ）を用いた位置指
令発生器の入力変数である材料の移動量に換算して整定
時間分を補償することにより、カッタ速度指令を整定時
間相当早く生成して与え、電動機の速度応答を理想的な
応答に一致させ、また、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できるので、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実現できる。
間をコンピュータの演算装置（ＣＰＵ）を用いた位置指
令発生器の入力変数である材料の移動量に換算して整定
時間分を補償することにより、カッタ速度指令を整定時
間相当早く生成して与え、電動機の速度応答を理想的な
応答に一致させ、また、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できるので、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実現できる。
【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。
ロック図である。
【図２】折線曲線の速度指令特性を示す図である。
【図３】単弦曲線の速度指令特性を示す図である。
【図４】単弦曲線の速度指令特性を示す図である。
【図５】単弦曲線の位置特性を示す図である。
【図６】カッタの移動とシートとの関係を示す図であ
る。
る。
【図７】折線曲線における整定時間補償を含む速度指令
特性を示す図である。
特性を示す図である。
【図８】折線曲線における整定時間補償を含む速度指令
特性を示す図である。
特性を示す図である。
【図９】従来における折線曲線の整定時間との慣例を示
す図である。
す図である。
【図１０】折線曲線における整定時間補償を含む速度指
令特性と従来の折線曲線の整定時間との関連を示す図で
ある。
令特性と従来の折線曲線の整定時間との関連を示す図で
ある。
【図１１】３次曲線における整定時間補償との関連を示
す図である。
す図である。
【図１２】５次曲線における整定時間補償との関連を示
す図である。
す図である。
【図１３】サイクロイド曲線における整定時間補償との
関連を示す図である。
関連を示す図である。
【図１４】変形台形曲線における整定時間補償との関連
を示す図である。
を示す図である。
【図１５】変形正弦曲線における整定時間補償との関連
を示す図である。
を示す図である。
【図１６】従来のロータリーカッタの制御ブロックを示
す図である。
す図である。
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 整定時間補償器 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 速度指令フィードフォワード器（α） １８，１９ 微分器 ２０ 加速度指令フィードフォワード器（β） ２１ 機械定数乗算器（Ｊ） ３０ 数値制御装置 ３１〜３６ 加算器 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 切換回路 ６０ 停止制御回路部 ６１ 停止距離設定部 ６２ 可逆カウンタ ６５ 比較部 ７０ 切断完了センサ ８０ 数値制御装置
Claims (6)
- 【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、前記材料の移動量を乗算することにより
整定時間補償値として前記材料の移動距離に加算し、こ
の加算した値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回転速度信号とを加算することに
より、前記整定時間を補償した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
前記整定時間を補償した変速曲線を有する最適な加減速
レートにより電動機を制御し、切断精度を落とすことな
く整定時間領域を不要にし、かつ不必要な急加減速をな
くし加速度の実効値を低減させて生産性の向上を図るこ
とを特徴とするロータリーカッタ制御装置。 - 【請求項２】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を乗算す
ることにより速度指令フィードフォワード信号として前
記走行する材料の速度信号に加算し、加算した信号を前
記補償速度信号に加算し、加算した信号にさらに前記ロ
ータリーカッタを駆動する電動機の回転速度信号を加算
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
カッタ加速度信号を乗算することにより加速度指令フィ
ードフォワード信号として加算し、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す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。 - 【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、 前記材料の移動量を乗算することにより整定時間を補償
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
することにより整定時間を補償した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
記電動機の回転速度信号とを加算し、整定時間を補償し
た変速曲線を持つカッタ速度指令として出力し、前記走
行する材料を切断するための整定時間を補償した変速曲
線を有する最適な加減速レートを出力する手段と、 前記加減速レートにより電動機を制御することにより、
切断精度を落とすことなく整定時間領域を不要にし、か
つ不必要な急加減速をなくし加速度の実効値を低減させ
て生産性の向上を図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。 - 【請求項４】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回転速度信号
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を乗算することにより速度指令フィ
ードフォワード信号として出力する手段と、 前記速度指令フィードフォワード信号に前記走行する材
料の速度信号を加算した信号を、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たカッタ加速度信号を
乗算することによりカッタ加速度指令フィードフォワー
ド信号として出力する手段と、 前記カッタ加速度指令フィードフォワード信号と前記材
料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、をさらに備え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。 - 【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、 前記走行する材料の移動量を検出する材料速度検出器
と、 前記材料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−位置変換定数を乗算することにより材料
の移動距離として出力する第１の積分器と、 前記材料の移動量を乗算することにより整定時間補償信
号として出力する整定時間補償器と、 前記材料の移動距離と前記整定時間補償信号とを加算
し、整定時間を補償した材料の移動距離として出力する
第１の加算器と、 前記整定時間を補償した材料の移動距離と、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、整定時間を補
償した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
することにより整定時間を補償した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、前記電動機の回転速度信号とを加算し、整定時間を
補償した変速曲線を持つカッタ速度指令として出力する
第２の加算器と、 前記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を乗算することにより速度指令フォ
ードフォワード信号として出力する第１の乗算器と、 前記速度指令フィードフォワード信号と、前記走行する
材料の速度信号とを加算する第３の加算器と、 前記第３の加算器の出力信号と前記補償速度信号とを加
算する第４の加算器と、 前記第４の加算器の出力信号と前記電動機の回転速度信
号とを加算する第５の加算器と、 前記第５の加算器の出力信号に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を
乗算してカッタ加速度指令フィードフォワード信号とし
て出力する第２の乗算器と、 前記材料の加速度信号と、前記カッタ加速度指令フィー
ドフォワード信号とを加算する第６の加算器と、 前記第６の加算器の出力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とを加算しト
ルク指令として、前記駆動制御回路に出力する第７の加
算器とを備え、 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整定時間補償し、電動機を制御する
ことにより、切断精度を落とすことなく整定時間領域を
不要にし、かつ不必要な急加減速をなくし加速度の実効
値を低減させて生産性の向上を図ることを特徴とするロ
ータリーカッタ制御装置。 - 【請求項６】前記変速曲線は、折線曲線、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34407499A JP3504201B2 (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | ロータリーカッタの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34407499A JP3504201B2 (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | ロータリーカッタの制御装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001162586A true JP2001162586A (ja) | 2001-06-19 |
| JP3504201B2 JP3504201B2 (ja) | 2004-03-08 |
| JP2001162586A5 JP2001162586A5 (ja) | 2004-09-09 |
Family
ID=18366466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34407499A Expired - Lifetime JP3504201B2 (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | ロータリーカッタの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3504201B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006148995A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Yaskawa Electric Corp | リニアモータ制御装置とその制御方法 |
| JP2009196004A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Nippon Reliance Kk | ロータリーカッタの制御装置 |
| CN104460515A (zh) * | 2013-09-25 | 2015-03-25 | 山东理工大学 | 一种基于后置处理五轴刀具长度补偿方法 |
| CN105302070A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-02-03 | 山东理工大学 | 一种非正交摆头转台类五轴机床后置处理方法 |
-
1999
- 1999-12-03 JP JP34407499A patent/JP3504201B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006148995A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Yaskawa Electric Corp | リニアモータ制御装置とその制御方法 |
| JP4720151B2 (ja) * | 2004-11-16 | 2011-07-13 | 株式会社安川電機 | リニアモータ制御装置 |
| JP2009196004A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Nippon Reliance Kk | ロータリーカッタの制御装置 |
| CN104460515A (zh) * | 2013-09-25 | 2015-03-25 | 山东理工大学 | 一种基于后置处理五轴刀具长度补偿方法 |
| CN105302070A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-02-03 | 山东理工大学 | 一种非正交摆头转台类五轴机床后置处理方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3504201B2 (ja) | 2004-03-08 |
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