JP2003127023A - ロータリシャーの制御装置および方法 - Google Patents
ロータリシャーの制御装置および方法Info
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Abstract
の向上と切断長精度の向上に寄与できるロータリシャー
の制御装置を提供する。 【解決手段】 判別器15および選択回路16により、
被切断材料4の走行速度および刃物の回転速度の少なく
とも一方が予め設定された範囲内にあるとき、帯域除去
フィルタ12を介して予め設定された機械の共振周波数
帯域でのゲインを低下させ、被切断材料の走行速度およ
び刃物の回転速度の両方が予め設定された範囲内にない
とき、帯域除去フィルタをバイパスさせる。
Description
行する材料に追従しながら材料を設定長に切断するロー
タリーシャーの制御装置および方法に関するものであ
る。
板,紙,ダンボール,フィルムなどのウェブを最終プロ
セスにおいて切断する場合、代表的な走間切断機である
ロータリシャー(ロータリカッタまたはフライングシャ
ーとも言う)が使用される。
プロセスラインの生産性を向上させるために、その駆動
モータのイナーシャを含めた総機械重量の軽量化、即ち
モータ負荷の軽量化が図られている。ロータリーシャー
(刃物)を軽量化して加速時間を短縮する一方、被切断
材料の走行速度を高速にして生産性を上げることが望ま
れている。この軽量化は機械の剛性の低下を招き、捻れ
振動を起こさせるだけでなく、いろいろな機械固有の共
振を発生させる原因になっている。共振の発生を防ぐた
めには制御系の速度調整器(ASR)のゲインを下げる
方法が取られるのが普通であるが、ゲインを下げること
は速度誤差が残るため切断長精度が悪くなる欠点があっ
た。
に帯域除去フィルタ(BEF)を入れる方法が知られて
いる。この方法によれば、予め測定した機械共振周波数
に帯域除去フィルタの周波数特性を合わせておいて、共
振周波数成分を除去している。
タを備えた従来のロータリシャーの制御装置の一形態を
示すブロック図である。これは刃物回転速度VB が被切
断材料走行速度VA に同期して、被切断材料を切断する
ロータリシャーの代表的な制御装置である。
とよりなり、減速機2を介してモータ3により駆動され
る。被切断材料4の走行速度は、メジャーリングロール
5により検出される。モータ3およびメジャーリングロ
ール5には、それぞれ、パルスエンコーダ(PG)6,
7が取り付けられている。
定器8,刃物周長設定器9,演算器10,速度調整器
(ASR)11,帯域除去フィルタ(BEF)12,モ
ータ駆動装置13,電流検出センサ14を備えている。
o、刃物の1回周長(円周)Bo、被切断材料走行速度
VA および刃物回転速度VB から、ロータリシャー(刃
物)駆動モータ3の速度基準を導き出している。まず、
切断長設定器10の設定長Loと、刃物周長設定器9の
設定長Bo と、メジャーリングロール5に連動するパ
ルスエンコーダ6が検出する被切断材料4の走行速度V
A と、モータ3に連動するパルスエンコーダ7が検出す
る刃物回転速度VB から、残長ΔLを下記の理論式をも
とに演算する。
VB ・dtは刃物の回転移動長である。
公報や特公昭59−33488号公報に記載された方法
と、基本的に同じであり、公知の技術である。
のタイミングとして演算が開始されるとすれば、残長Δ
Lは切断完了から次の切断までゼロに向かって進むこと
が容易に理解できる。
として、(VA −VC )が演算器10から出力される。
この速度差(VA −VC )を速度基準として、刃物回転
速度VB をフィードバックとして速度調整器11に入力
する。速度調整器11の出力は、帯域除去フィルタ12
を通してトルク指令としてモータ駆動装置13に与えら
れる。帯域除去フィルタ12は、機械の共振周波数成分
を除去するように設定されている。このようにしてモー
タ3が駆動され、ロータリーシャー1が制御される。
が切断される。すなわち、VC =0のときに切断が行わ
れる。このことを言いかえると、速度調整器11の速度
誤差(VA −VC )−VB がゼロであればVA =VB と
なる。これは刃物回転速度V B と被切断材料走行速度V
A とが同期していることを意味する。
するので∫VB ・dt=Boとなるから、前記理論式に
おいて、残長ΔL=0のとき、∫VA ・dt=Loとな
る。即ち、∫VA ・dtは、切断から次の切断までに材
料が走行した距離となるから、切断された材料の長さは
切断設定長Loに等しいことを意味する。
了時点であり、演算器10には当然、各演算のリセット
のタイミングになる切断完了センサー信号が必要である
が、図1では省略している。また、切断設定長Loが長
尺,短尺によって、切断直後の速度基準が変わるが、こ
れは重要な要素ではないので説明を省略する。
御装置は、機械共振を抑制するためにトルク指令に帯域
除去フィルタを入れている。帯域除去フィルタを入れな
い場合よりは、制御系の速度調整器のゲインを比較的に
上げることができ、精度が改善される効果がある。しか
し、帯域除去フィルタといえども制御系に時間遅れ要素
が入ることになるので、機械共振が発生しない制御領域
でも、帯域除去フィルタがわずかなりとも作用して、制
御の応答性を低下させる方向に影響し、ロータリーシャ
ーライン全体の生産性を向上できないという問題があっ
た。
たロータリシャーの制御装置および方法を提供すること
にある。
が顕著になるのは、被切断材料の走行速度VA がある速
度範囲にあるとき、または刃物の回転速度がある速度範
囲にあるときである。被切断材料走行速度VA は、直接
にはロータリシャー(刃物)とは関係ないが、切断時お
よびその前後において刃物回転速度VB が被切断材料走
行速度VA に同期するので、被切断材料走行速度VA の
速度範囲と機械共振現象とは関係がある。
リーシャー速度が低いときに発生しやすく、高速時は比
較的に発生しにくい傾向がある。また、刃物が材料走行
に同期したとき、即ち、切断時に材料走行速度VA が比
較的高いときには、共振は発生しにくい。
する材料走行速度の範囲や、刃物の回転速度の範囲があ
ることに着眼し、機械共振が顕著化する範囲(領域)に
関して、試運転時にデータを予め得ておき、そして、必
要とされる領域でのみ、帯域除去フィルタを使用するよ
うにした。
走行速度および刃物の回転速度の少なくとも一方が予め
設定された範囲にあるときに、制御ループ系に入れた帯
域除去フィルタを介して予め設定された機械の共振周波
数帯域でのゲインを低下させ、それ以外では帯域除去フ
ィルタをバイパスさせることによって、生産ラインの全
体の速度範囲(領域)において生産性の向上と切断長精
度の向上に寄与できるロータリーシャーの制御装置およ
び方法を実現できる。
ャーの制御システムの一実施形態を示す概略的なブロッ
ク図である。この実施形態は、図1に示した従来のロー
タリシャーの制御システムの改良であり、図1の構成
に、プログラマブル判別器15および選択回路16をさ
らに付加したものである。
ンコーダ6,7から、被切断材料走行速度VA および刃
物回転速度VB が入力される。
トルク指令IR および帯域除去フィルタ12からのトル
ク指令IF が入力される。選択回路16は、プログラマ
ブル判別器15から出力される選択信号に基づいて、I
R またはIF を選択して、モータ駆動装置13に入力す
る。
がって図2において、図1の構成要素と同一の構成要素
には、同一の参照番号を付して示している。
リーシャー速度が低いときに発生しやすく、高速時は比
較的に発生がしにくい傾向がある。刃物が材料走行に同
期したとき、即ち、切断時に材料走行速度VA が比較的
高いときは共振は発生し難い。これらの詳細なデータ
は、実機の試運転時に得ることができる。本発明では、
これらのデータをもとに、予めそれぞれの範囲をプログ
ラマブル判別器15にプリセットすることによって、帯
域除去フィルタ12を必要と予測される制御領域だけに
選択回路16が帯域除去フィルタ12を選択し、必要で
ない制御領域では帯域除去フィルタ12をバイパスさせ
る。
ブロック図を示す。このプログラマブル判別器は、実測
された共振が発生しやすい被切断材料走行速度VA およ
び刃物回転速度VB の範囲を記憶する記憶部20と、記
憶部に記憶されたVA およびVB の範囲とパルスエンコ
ーダ6,7から出力されるVA およびVB とを比較して
判別する判別部21と、判別部での判別結果に従って、
選択回路16への選択信号を発生する選択信号発生部2
2とから構成されている。なお、判別部21は、VA 比
較部23と、VB 比較部24と、判定部25とを備えて
いる。
ログまたはデジタルのハードウェアで構成できるが、演
算器10,速度調整器11,判別器15は、ソフトウェ
アによっても実現することができる。
する。プログラマブル判別器15の記憶部20には、ロ
ータリシャーの試運転時に実測された共振が発生しやす
い被切断材料走行速度VA および刃物回転速度VB の範
囲を予め記憶、すなわちプログラム設定しておく。な
お、共振が発生しやすい範囲は、1つの範囲のみなら
ず、複数の範囲が存在することもある。
ログラマブル判別器15のVA 比較部23,VB 比較部
24には、パルスエンコーダ6,7から、VA およびV
B がそれぞれ入力される。VA 比較部23では、入力さ
れたVA を、記憶部20に設定されているVA の設定範
囲と比較し、および、VB 比較部24では、入力された
VB を、記憶部20に設定されているVB の設定範囲と
比較する。それぞれの比較結果は、判定部25に入力さ
れる。
からのVA ,VB の少なくとも一方が設定範囲内にある
か、VA およびVB が共に設定範囲内にないかを判定
し、判定結果を、選択信号発生部22へ送る。選択信号
発生部では、判定結果に基づいて選択信号を、選択回路
16に出力する。
を、ロータリシャーが運転されている間、常時行う。
5から出力される選択信号に基づいて、帯域除去フィル
タ12からのトルク指令IF および速度調整器11から
のトルク指令IR のいずれかを選択する。すなわち、パ
ルスエンコーダ6,7からのVA ,VB の少なくとも一
方が設定範囲内にあれば、トルク指令IF を選択し、V
A およびVB が共に設定範囲内になければ、トルク指令
IR を選択し、選択されたトルク指令I0 としてモータ
駆動装置13に出力する。
の機能を必要としない制御領域(全体の大部分を占め
る)では、帯域除去フィルタ12をバイパスして、すな
わち速度調整器11からのトルク指令IR がモータ駆動
装置13に与えられ、帯域除去フィルタ12の機能を必
要とする制御領域では、帯域除去フィルタ12からのト
ルク指令IF がモータ駆動装置13に与えられる。
を必要としない制御領域では、時間遅れ要素を除外でき
るので、高速応答で高精度な制御が可能となった。
高速応答性が必要なので、ベクトル制御インバータ,ブ
ラシレス駆動装置,または直流チョッパ式駆動装置が望
ましく、またモータ3はそれらの駆動装置に対応して誘
導電動機,同期電動機,直流電動機を使用する。
ロータリーシャーの制御に必要な応答性を低下させるこ
となく機械共振振動を抑制することができる。このよう
に、機械共振を抑制することによって、機械の磨耗や破
損の低減にも貢献できるのみならず、生産性向上と切断
長精度の向上に寄与できる。
来のロータリシャーの制御装置の一形態を示すブロック
図である。
施形態を示す概略的なブロック図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】刃物を回転させるモータを駆動するモータ
駆動装置と、このモータ駆動装置の制御系に入れられた
帯域除去フィルタとを備え、刃物の回転速度を被切断材
料の走行速度に同期して被切断材料を切断するロータリ
ーシャーの制御装置において、 前記被切断材料の走行速度および前記刃物の回転速度の
少なくとも一方が予め設定された範囲内にあるとき、前
記帯域除去フィルタを介して予め設定された機械の共振
周波数帯域でのゲインを低下させ、前記被切断材料の走
行速度および前記刃物の回転速度の両方が予め設定され
た範囲内にないとき、前記帯域除去フィルタをバイパス
させることを特徴とするロータリシャーの制御装置。 - 【請求項2】刃物を回転させるモータを駆動するモータ
駆動装置を備え、刃物の回転速度を被切断材料の走行速
度に同期して被切断材料を切断するロータリーシャーの
制御装置において、 前記刃物の回転速度と、前記被切断材料の走行速度と、
前記被切断材料の切断長と、前記刃物の周長とから、前
記モータ駆動装置へのトルク指令を演算するトルク指令
演算手段と、 前記トルク指令演算手段の出力するトルク指令から機械
共振周波数成分を除去する帯域除去フィルタと、 予め実測された機械共振を生じる前記刃物の回転速度の
範囲および前記被切断材料の走行速度の範囲を設定して
おく手段と、 前記ロータリシャーの運転時の前記刃物の回転速度およ
び前記被切断材料の走行速度の少なくとも一方が前記設
定された範囲内にあるか否かを判別し、選択信号を出力
する判別手段と、 前記選択信号に基づいて、前記刃物の回転速度および前
記被切断材料の走行速度の少なくとも一方が、前記設定
された範囲内にある場合には、前記帯域除去フィルタの
出力するトルク指令を前記モータ駆動装置に入力し、前
記刃物の回転速度および前記被切断材料の走行速度の両
方が、前記設定された範囲内にない場合には、前記トル
ク指令演算手段の出力するトルク指令を前記モータ駆動
装置に入力する選択手段と、を備えるロータリーシャー
の制御装置。 - 【請求項3】刃物の回転速度を被切断材料の走行速度に
同期して被切断材料を切断するロータリーシャーの制御
方法において、 前記被切断材料の走行速度および前記刃物の回転速度の
少なくとも一方が予め設定された範囲内にあるとき、帯
域除去フィルタを介して予め設定された機械の共振周波
数帯域でのゲインを低下させ、前記被切断材料の走行速
度および前記刃物の回転速度の両方が予め設定された範
囲内にないとき、前記帯域除去フィルタをバイパスさせ
ることを特徴とするロータリシャーの制御方法。 - 【請求項4】予め設定される機械の共振周波数が1つま
たは複数であることを特徴とする請求項3に記載のロー
タリーシャーの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001327512A JP3781996B2 (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | ロータリシャーの制御装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001327512A JP3781996B2 (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | ロータリシャーの制御装置および方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003127023A true JP2003127023A (ja) | 2003-05-08 |
JP3781996B2 JP3781996B2 (ja) | 2006-06-07 |
Family
ID=19143732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001327512A Expired - Lifetime JP3781996B2 (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | ロータリシャーの制御装置および方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3781996B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006027870A1 (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 帯状紙部材のカットオフ方法、装置及びその制御装置 |
US7694612B2 (en) | 2004-09-08 | 2010-04-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Control device for cut-off apparatus |
KR20190076160A (ko) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 주식회사 포스코 | 사이드 트리머의 나이프 오일공급장치 및 오일공급방법 |
-
2001
- 2001-10-25 JP JP2001327512A patent/JP3781996B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2006027870A1 (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 帯状紙部材のカットオフ方法、装置及びその制御装置 |
US7694612B2 (en) | 2004-09-08 | 2010-04-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Control device for cut-off apparatus |
KR20190076160A (ko) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 주식회사 포스코 | 사이드 트리머의 나이프 오일공급장치 및 오일공급방법 |
KR102046953B1 (ko) * | 2017-12-22 | 2019-11-20 | 주식회사 포스코 | 사이드 트리머의 나이프 오일공급장치 및 오일공급방법 |
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---|---|
JP3781996B2 (ja) | 2006-06-07 |
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