JP2017142083A - ラベルロール検査機 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る請求項2では、理論上、巻取モータのモータ軸の回転トルクを、式(1)の張力発生トルク値Ta1(目標張力値F×巻取ロールの外径半径r1a)に制御すれば、ラベルシートの張力を目標張力値Fにできることになる。しかしながら、実際には、巻取モータのモータ軸を回転すると、摩擦等に起因する損失トルクの影響を受け、式(1)の張力発生トルク値だけでは、ラベルシートの張力を目標張力値Fにできない。このため、本発明に係る請求項2は、巻取モータのモータ軸の回転トルクを制御する際に、損失となる各種のトルク値Ta1,Tc1,Td1,Te1を張力発生トルク値Tb1に加算して、制御トルク値Tm1としている。特に、各トルク値Tc1,Td1,Te1に加えて、巻取モータのモータ軸の回転数に起因する損失トルクを、補正トルク値Ta1として制御トルク値Tm1に加算しているため、ラベルシートの張力を目標張力値Fに精度良く制御できる。
本発明に係る請求項2では、巻取モータのモータ軸を基準(モータ軸換算)として、補正トルク値関数fM(rev)にて補正トルク値を算出し、式(1)〜式(5)にて各トルク値Ta1,Tb1,Tc1,Td1,Te1を算出して、制御トルク値Tm1としている。
ラベルロールの線速度V2を目標線速度値Vxに維持すると、ラベルロールから巻取ロールに送出されるラベルシートの送出速度を一定にできる。
ラベルロール検査機Xは、基準ラベル画像データMSDを使用して、各被検査ラベルKSの良否を判別する。
図11及び図12において、ラベルロールR2は、ラベルシートRS及び芯管HK(紙管)で構成される。ラベルロールR2は、ラベルシートRSをロール巻きしてなる。
長尺台シートDSは、矩形帯状(長方形帯状)に形成される。長尺台シートDSは、例えば、矩形帯状の剥離シートでなる。
長尺台シートDS(ラベルシートRS)は、長尺台シートDSのシート長手方向NT(以下、「長手方向NT」という)において、シート端DSa,DSb(短辺)を有する。
長尺台シートDSは、シート幅方向HTにおいて、シート幅hである。シート幅方向HTは、シート長手方向NTに直交する方向である。
各被検査ラベルKSは、長手方向NTにおいて、各シート端DSa,DSb間に配置される。
各被検査ラベルKSは、長手方向NTに間隔を隔てて配置される。各被検査ラベルKSは、長尺台シートDSの表面DSAに貼着される。
各被検査ラベルKSは、長手方向NTにラベル端KSa,KSbを有する。隣設する各被検査ラベルKSは、図11に示すように、各ラベル端KSa,KSb間に貼着隙間HGを隔てて長尺台シートDSに貼着される。
各被検査ラベルKSは、裏面に接着剤層(図示しない)を有し、接着剤層を長尺台シートDSの表面DSAに貼着して、長尺台シートDSに配置される。
各被検査ラベルKSは、長手方向NTにおいて、ラベル長Lk(ラベル端RSa,RSb間のラベル長寸法Lk)である。
これにより、長尺台シートDSは、長手方向NTにおいて、一方の短辺DSa側に被検査ラベルKSを貼着しない無ラベル領域Sを形成する。
無ラベル領域Sは、長手方向NTにおいて、例えば、複数枚(3枚)の被検査ラベルKSを貼着しないで形成される。
ラベルシートKSは、長尺台シートDSの裏面DSBを芯管HKの外周面に当接して、芯管HKに取付けられる。
ラベルシートKSは、芯管HKにロール巻きして、ラベルロールR2に形成される。
ラベルロールR2は、ラベル幅方向HTにおいて、ロール幅h(ラベル幅hと同一)である。ラベルロールR2は、内径半径r3(芯管HKの外径半径と同一)、及び外径半径r2である。
次に、ラベルロール検査機Xについて、図1乃至図10、及び図14乃至図19を参照して説明する。
機台本体13は、複数の枠材で直方体(箱体)に形成される。機台本体13は、例えば、床等の設置平面15に載置(設置)される。
検査ステージ14は、機台1の上下方向UD(以下、「上下方向UD」という)において、機台本体13上端に設置される。検査ステージ14は、設置平面15に平行して配置され、例えば、平面板材で構成する。
巻出回動軸2は、軸中心線2aを検査ステージ14(平面板材)に直交し、及び上下方向UDに向け配置される。巻出回動軸2は、回動ステージ円板2Aを有する。回動ステージ円板2Aは、巻出回動軸2に同心に配置され、巻出回動軸2の一軸端側に固定される。
巻出回動軸2の一軸端側は、回動ステージ円板2Aを検査ステージ14と同一平面に配置して、機台1(機台本体13)に回動自在に軸支される。回動ステージ円板2Aは、検査ステージ14に隙間を隔てて配置され、検査ステージ14に平行する。巻出回動軸2は、例えば、回動ローラ(巻出側・回動ローラ)で構成される。
巻出回動軸2は、図6乃至図10に示すように、ラベルロールR2を保持する。巻出回動軸2は、正回転(図10の矢印A方向)にて、ラベルロールR2からラベルシートRSを送出し、逆回転(図10の矢印B方向)にて、ラベルシートRSをラベルロールR2に巻戻す。
巻取回動軸3は、上下方向UDに直交する左右方向LRにおいて、巻出回動軸2に間隔を隔てて並設される。
巻取回動軸3は、軸中心線3aを検査ステージ14(平面板材)に直交し、及び上下方向UDに向け配置される。巻取回動軸3は、回動ステージ円板3Aを有する。回動ステージ円板3Aは、巻取回動軸3に同心に配置され、巻取回動軸3の一軸端側に固定される。
巻取回動軸3の一軸端側は、回動ステージ円板3Aを検査ステージ14と同一平面に配置して、機台1(機台本体13)に回動自在に軸支される。回動円板3Aは、上下方向UDにおいて、検査ステージ14に隙間を隔てて配置され、検査ステージ14に平行する。巻取回動軸3は、例えば、回動ローラ(巻取側・回動ローラ)で構成される。
巻取回動軸3は、図6乃至図10に示すように、正回転(図10の矢印A方向)にて、ラベルロールR2から送出されるラベルシートRSを巻取ロールR1に巻取り、逆回転(図10の矢印B方向)にて、巻取ロールR1からラベルシートRSを送戻す。
案内ローラ4は、検査ステージ14上に配置される。
案内ローラ4は、左右方向LRにおいて、機台本体13の左端13a、及び巻出回動軸2間に配置される。
案内ローラ4は、前後方向FRにおいて、機台本体1の前端13c及び巻出回動軸2間に配置される。前後方向FRは、上下方向UD及び左右方向LRに直交する方向である。
案内ローラ4は、軸中心線4aを検査ステージ14に直交し、及び上下方向UDに向けて配置される。案内ローラ4の一軸端側は、検査ステージ14に回動自在に軸支される。
案内ローラ5は、左右方向LRにおいて、巻出回動軸2及び巻取回動軸3間に配置される。
案内ローラ5は、前後方向FRにおいて、機台本体13の前端13c及び案内ローラ4間に配置される。
案内ローラ5は、軸中心線5aを検査ステージ14に直交し、及び上下方向UDに向けて配置される。案内ローラ5の一軸端側は、検査ステージ14に回動自在に軸支される。
案内ローラ6は、左右方向LRにおいて、案内ローラ4及び案内ローラ5間に配置される。
案内ローラ6は、前後方向FRにおいて、機台本体13の前端13c及び案内ローラ5間に配置される。
案内ローラ6は、軸中心線6aを検査ステージ14に直交し、及び上下方向UDに向けて配置される。案内ローラ6の一軸端側は、検査ステージ14に回動自在に軸支される。
案内ローラ7は、左右方向LRにおいて、機台本体13の右端13b及び巻取回動軸3間に配置される。
案内ローラ7は、前後方向FRにおいて、機台本体13の前端13c及び案内ローラ5間に配置され、左右方向LRにおいて、案内ローラ6に間隔を隔てて並列される。
案内ローラ7は、軸中心線7aを検査ステージ14に直交し、及び上下方向UDに向けて配置される。案内ローラ7の一軸端側は、検査ステージ14に回転自在に軸支される。
このように、案内ローラ5及び案内ローラ6を平行配置すると、案内ローラ6に巻付けられるラベルシートRSの当接角度θm(例えば、θm=180度)を常に一定にでき、案内ローラ6にてラベルシートRSが滑ることを抑制する。
各案内ローラ4〜7は、図3及び図10に示すように、ラベルシートRSの搬送経路Cを形成する。搬送経路Cは、ラベルロールR2(巻出回動軸2)及び案内ローラ4間の搬送経路C1、各案内ローラ4,5間の搬送経路C2、各案内ローラ5,6間の搬送経路C3、各案内ローラ6,7間の搬送経路C4、案内ローラ7及び巻取ロールR1(巻取回動軸3)間の搬送経路C5でなる。
撮像手段8は、左右方向LRにおいて、機台本体13の左端13a及び案内ローラ6間に配置される。撮像手段8は、前後方向FRにおいて、機台本体13の前端13c及び案内ローラ4間に配置される。
撮像手段8は、各被検査ラベルKSを含むラベルシートRSのカラ―画像を撮像し、各被検査ラベルKSを含むラベルシート画像データRSDを出力する。
イメージセンサ17は、複数の光電変換素子(撮像素子:図示しない)、及び複数のマイクロレンズ(図示しない)を有し、各光電変換素子を各マイクロレンズに対応付けて配置する。
イメージセンサ17は、図4、図5、及び図8乃至図10に示すように、左右方向LRにおいて、案内ローラ6に間隔を隔てて配置される。イメージセンサ17は、案内ローラ6の軸心線6aに沿って、上下方向UDに各光電変換素子及び各マイクロレンズを直線状に並列する。
イメージセンサ17は、各被検査ラベルKSを含むラベルシートRSのカラ―画像を連続して撮像し、各被検査ラベルRSを含むラベルシート画像データRSD(カラー画像データ)を出力する。
イメージセンサ17は、各マイクロレンズで結像(集光)した光の三原色を各光電変換素子に入射し、各被検査ラベルKSを含むラベルシート画像データRSDとして光の三原色情報(電気信号)を出力する。
イメージセンサ17は、例えば、各マイクロレンズ及び各光電変換素子間に三原色フィルタを介在するCCDイメージセンサ及びCMOSイメージセンサ、又は光の三原色レイヤ(三原色レイヤを積層)を備えるイメージセンサを採用できる。
ラベル検出手段9は、機台本体13(機台1)に設置される。ラベル検出手段9は、検査ステージ14上に配置される。ラベル検出手段9は、各案内ローラ5,6間に配置される。
ラベル検出手段9は、図5、図9及び図10に示すように、例えば、投光器18及び受光器19で構成される。投光器18及び受光器19は、図10に示すように、前後方向FRにおいて、搬送経路C3の両側に設置される。
投光器18は、ラベルシートRSにおいて、貼着隙間HGの長尺台シートDSを透過する検出光を発生する。受光器19は、ラベルシートRS(各被検査ラベルKS、貼着隙間HGの長尺台シートDS)を透過する透過光を検出(受光)する。
不良ラベル交換ステーション10は、各案内ローラ6,7間に配置され、各案内ローラ6,7に隣設される。
不良ラベル交換ステーション10は、例えば、平面板材で構成される。不良ラベル交換ステーション10は、交換表平面10Aを機台本体13の前端13cに向けて、検査ステージ14上に立設される。不良ラベル交換ステーション10は、図14に示すように、交換表平面10Aを搬送経路C4に平行して配置される。
画像表示手段11は、例えば、液晶ディスプレイで構成され、各被検査ラベルKSを含むラベルシート画像を表示する。
操作手段12は、検査開始/検査再開ボタン20(検査開始/検査再開スイッチ)、通常停止ボタン21(通常停止スイッチ)、及び非常停止ボタン22(非常停止スイッチ)を有する。
ラベルロールR2は、巻出回動軸2の正回転(図10の矢印A方向)にて、巻出回動軸2(回動円板2Aを含む)と共に正回転される。
これにより、巻出回動軸2は、ラベルロールR2からラベルシートRSを送出す。
ラベルロールR2は、巻出回動軸2の逆回転(図10の矢印B方向)にて、巻出回動軸2(回動円板3Aを含む)と共に逆回転される。
これにより、巻出回動軸2は、ラベルシートRSをラベルロールR2に巻戻す。
芯管HPは、巻取回動軸3に外嵌され、回動ステージ円板3A上に載置される。
ラベルシートRSは、案内ローラ4から案内ローラ5の外周面に巻回され、更に案内ローラ6の外周面に巻回される。各案内ローラ5,6は、ラベルシートRSに当接される。
ラベルシートRSは、案内ローラ6から案内ローラ7の外周面に巻回される。ラベルシートRS(長尺台シートDS)のラベル端DSb側は、図13に示すように、芯管HPの外周面に取付けられる。案内ローラ7は、ラベルシートRSに当接される。
ラベルシートRSは、各被検査ラベルKSを投光器18に向けて、投光器18及び受光器19間に配置される(図14参照)。
ラベルシートRSは、各被検査ラベルKSを撮像手段8(光源16及びイメージセンサ17)に向けて、案内ローラ6及び撮像手段8間に配置される(図14参照)。
ラベルシートRSは、各案内ローラ6,7間において、不良ラベル交換ステーション10の交換表平面10A前側に配置される。
これにより、巻取回動軸3は、ラベルシートRSを芯管HPに巻取り、巻取ロールR1を形成する。巻取ロールR1は、図13に示すように、内径半径r0(芯管HPの外径半径と同一)、及びロール幅h(ラベル幅hと同一)である。巻取ロールR1は、外径半径r1である。巻取ロールR1は、芯管HPと共に正回転される。
巻取ロールR1(芯管HP)は、巻取回動軸3の逆回転(図10の矢印B方向)にて、巻取回動軸3(回動円板3Aを含む)と共に逆回転される。
これにより、巻取回動軸3は、巻取ロールR2からラベルシートRSをラベルロールR2側(案内ローラ7側)に送戻す。
また、ラベルロール検査機Xは、各回動軸2,3を逆回転(図10の矢印B方向)することで、巻取ロールR1からラベルシートRSを案内ロール7側(ラベルロールR2側)に送戻し、ラベルロールR2に巻戻す(図6乃至図10、及び図14参照)。
巻出モータ25は、モータ軸25Aを巻出回動軸2に連結する。モータ軸25Aは、一軸端を巻出回動軸25の一軸端に連結する。
巻取モータ26は、モータ軸26Aを巻取回動軸3に連結する。モータ軸26Aは、一軸端を巻取回動軸3の一軸端に連結する。
巻出側検出エンコーダ27は、モータ軸25Aの他軸端に連結され、モータ軸25A(巻出モータ25)の回転角θ2(rad)を検出して巻出側パルスq2(以下、「パルスq2」という)を制御装置30に出力する。
巻出側検出エンコーダ27は、モータ軸25Aの1回転[2π(rad)]にqパルス出力する。巻出側パルスq2の1パルス回転角θ2aは、θ2a=2π/q(rad)である。
巻取側検出エンコーダ28は、モータ軸26Aの他軸端に連結され、モータ軸26A(巻取モータ26)の回転角θ1(rad)を検出して巻取側パルスq1(以下、「パルスq1」という)を制御装置30に出力する。
巻取側検出エンコーダ28は、モータ軸26Aの1回転[2π(rad)]にqパルス出力する。巻取側パルスq1の1パルス回転角θ1aは、θ1a=2π/q(rad)である。
ラベル位置検出エンコーダ29は、図10及び図14に示すように、案内ローラ6の回転軸6Aに連結され、案内ローラ6の回転角θf(rad)を検出して位置パルスqf(以下、「パルスqf」という)を制御装置30に出力する。
ラベル位置検査エンコーダ29は、回転軸6A(案内ローラ6)の1回転[2π(rad)]にqパルス出力する。位置パルスqfの1パルス回転角θfaは、θfa=2π/q(rad)である。
トルク演算定数CSは、
(1)巻取ロールR1の巻取ロール幅h(m)
(2)ラベルロールR2のラベルロール幅h(m)
(3)巻取ロールR1の巻取ロール密度ρ(m3/kg)
(4)ラベルロールのラベルロール密度ρ(m3/kg)
(5)円周率π
(6)重力加速度g(m/s2)
(7)摩擦係数μ
(8)目標張力F(N)
(9)巻取ロールR1の内径半径r0(m)
(10)ラベルロールR2の内径半径r3(m)
(11)巻出モータ25を除く回転体の慣性モーメントI0a(kg・m2)
(12)巻取モータ26を除く回転体の慣性モーメントI0b(kg・m2)
(13)巻取モータ26の慣性モーメントM0a(kg・m2)
(14)巻出モータ25の慣性モーメントM0b(kg・m2)
(15)巻取モータ26の初期摩擦トルク値T0a(N・m)
(16)巻出モータ25の初期摩擦トルク値T0b(N・m)
(17)1パルス距離値Lr(m)
(18)1パルス回転角θ1a(rad)
(19)1パルス回転角θ2a(rad)
でなる。
1パルス距離値Lr[m]は、図14に示すように、案内ローラ6の外径半径rg、ラベル位置検査エンコーダ29の1パルス回転角θfaとすると、Lr=θfa×rgである。
テーブル作成定数CTは、
(A)検査時・目標線速度値Vx(m/s)
(B)検査時・加速時間Sk(s)
(C)検査時・減速時間Sg(s)
(D)基準・目標線速度値Vy(m/s)
(E)基準・加速時間Sr(s)
(F)基準・減速時間Sv(s)
(G)第1目標線速度値Vy1(m/s)
(H)第2目標線速度値Vy2(m/s)
(I)第3目標線速度値Vy3(m/s)
でなる。
基準ラベル画像データMSDは、基準ラベル(図示しない)のカラ―画像を撮像して構成され、光の三原色情報でなる。基準ラベルは、各被検査ラベルKSに対応する検査用のラベルであって、ピンポール、欠け、擦れ、太り、細り等の欠陥のないラベルである。基準ラベルは、検査基準となるラベルである。
CCDイメージセンサ又はCMOSイメージセンサにて、基準ラベルのカラ―画像を撮像し、基準ラベル画像データMSDとして記憶手段35に記憶する。
基準ラベル画像データMSDは、図16に示すように、複数列s及び複数行tの画素Gp(ピクセル:p=1、2,3,…,p)で構成される。基準ラベル画像データMSDにおいて、各画素Gpは、列s×行tで指定され、例えば、1番目の画素G1は、(列s,行t)=(1,1)で指定され、2番目の画素G2は、(列s,行t)=(1,2)で指定され、p番目の画素Gpは、(列s,行t)=(p,p)で指定される。
補正トルク値パターンテーブルTB1は、縦軸(Y軸/回転数軸)に最大回転数W(rpm)、及び横軸(X軸/回転トルク軸)に回転トルク値T(N・m)を取り、回転トルク値T(N・m)及び最大回転数W(rpm)の関係を示したテーブルである。補正トルク値パターンテーブルTB1は、図17に示すように、巻取モータ26のモータ軸26A、又は巻出モータ25のモータ軸25Aの無負荷において、各回転トルク値Tでモータ軸26A、又はモータ軸25Aを回転した時に得られる最大回転数Wを実測してプロットしたものである。
補正トルク値関数fM(rev)は、各回転トルク値Tでモータ軸26A(又はモータ軸25A)を回転した時に得られる最大回転数W(rpm)、及び各回転トルク値T(N・m)との関係を示した関数(例えば、一次関数)である。補正トルク値関数fM(rev)は、図17に示すように、例えば、2点の実測点の回転トルク値T1,T2、及び2点の実測点の回転トルク値T1,T2で得られる最大回転数W1,W2に基づき、一次関数で表して、各実測値及び最大回転数Wに近似させた関数である。
補正トルク値関数fM(rev)は、図17に示すように、2点の実測点の回転トルク値T1,T2、及び各回転トルク値T1,T2の最大回転数W1,W2とすると、式(A)となる。
交換距離Lpは、図14に示すように、搬送経路C3において、ラベル検出手段9(投光器18、受光器19)及び案内ローラ6の軸中心線6a間の検出側直線距離Lp1(m)、案内ローラ6において、ラベルシートRSが案内ローラ6の外周面6Bに当接する円弧距離Lp2(m)、及び搬送経路C4において、案内ローラ6の軸中心線6a及び不良ラベル交換ステーション10の中間点10B間のステーション側直線距離Lp3(m)を加算した値(Lp=Lp1+Lp2+Lp3)である。
円弧距離Lr2は、図14に示すように、案内ローラ6の外径半径rg(m)、案内ローラ6の外周面6Bに当接するラベルシートRSの当接角度θm(rad)とすると、Lr2=θm×rg(m)である。
ラベル長パルス数βqは、1パルス距離値Lr、及びラベル長Lkとすると、βq=Lk/Lr(m)である。
画像処理手段36は、イメージセンサ17からラベルシート画像データRSDを入力し、各被検査ラベル画像データKSDを抽出する。各被検査ラベル画像データKSDは、光の三原色情報でなる。各被検査ラベル画像データKSDは、図18に示すように、複数列s及び複数行tの画素Gp(ピクセル:p=1,2,3,…,p)で構成される。各被検査ラベル画像データKSDにおいて、各画素Gpは、列s×行tで指定され、例えば、1番目の画素G1は、(列s,行t)=(1,1)で指定され、2番目の画素G2は、(列s,行t)=(1,2)で指定され、p番目の画素Gpは、(列s,行t)=(p,p)で指定される。
画像処理手段36は、各被検査ラベル画像データKSDを制御手段37に出力する。
制御装置30において、制御手段37は、ラベル検査モード、不良ラベル交換モード及び巻戻モード(ラベル再検査準備モード)に切換え、各モードを実行する。
制御手段37は、ラベル検査モードにおいて、被検査ラベル判別処理を実行して、被検査ラベルKSの良否(「良品:合格」、「不良品:不合格」)を判別し、及びラベル位置取得処理を実行して、各被検査ラベルKSの位置を取得する。
制御手段37は、ラベル検査モードにおいて、検査時・モータ起動処理、検査時・加速トルク制御処理、検査時・定速トルク制御処理、及び検査時・減速トルク制御処理を実行して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(速度制御)し、及び巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御(トルク制御)する。
制御手段37は、不良ラベル交換モードにおいて、交換時・モータ起動処理(第1交換時又は第2交換時・モータ起動処理)、交換時・加速トルク制御処理(第1交換時又は第2交換時・加速トルク制御処理)、交換時・定速トルク制御処理(第1交換時又は第2交換時・定速トルク処理)、及び交換時・減速トルク制御処理(第1交換時又は第2交換時・減速トルク制御処理)を実行して、巻出モータ25のモータ軸25A及び巻取モータ26のモータ軸26Aの回転速度(回転数)及び回転トルクを制御(速度制御又はトルク制御)する。
制御手段37は、巻戻モードにおいて、巻戻時・モータ起動処理、巻戻時・加速トルク制御処理、巻戻時・定速トルク制御処理、及び巻戻時・減速トルク制御処理を実行して、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(速度制御)し、及び巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを制御(トルク制御)する。
制御手段37は、検査時・目標線速度値Vx、及び検査時・加速時間Skを記憶手段35から読出し、検査時・目標線速度値Vx及び検査時・加速時間Skに基づいて、検査時・線加速パターンテーブルTB2を作成(設定)する。
図19において、検査時・線加速パターンテーブルTB2は、縦軸(Y軸/線速度軸)に線速度V(m/s)、及び横軸(X軸/時間軸)に時間S(s)を取り、検査時・目標線速度Vx及び検査時・加速時間Sk(s)の関係を一次関数の線速度パターンδ2で示したテーブルである。
制御手段37は、検査時・目標線速度値Vx、及び検査時・加速時間Skから、線速度パターンδ2を、例えば、傾き(勾配):ak=(Vx/Sk)の一次関数[V(又はδ2)=(Vx/Sk)×S]に設定する。また、一次関数の傾き(勾配)ak=(Vx/Sk)は、ラベルロールR2の検査時・線速度V2を加速する、検査時・線加速度値(m/s2)となる(以下、「検査時・線加速度値ak」という)。
制御手段37は、図19に示すように、検査時・加速時間Sk、及び線速度パターンδ2を複数の加速制御区間s1,s2,s3,…sk及び区間線速度パターンδ21,δ22,δ23,…,δ2kに区画する。
なお、検査時・線加速パターンテーブルTB2の時間軸(横軸/X軸)において、各加速制御区間s1,s2,s3,…,skは、制御時間St[St=(Sk/k)]となる。
検査時・線加速パターンテーブルTB2において、第1番目(k=1)の加速制御区間s1は、第1番目(k=1)の区間線速度パターンδ21を有する。第1番目の区間線速度パターンδ21は、図19に示すように、傾き(勾配):ak=(Vx/Sk)を有して、線速度値V=零(=0)及び線速度値V=(Vx/k)間の線速度値を取る。第2番目(k=2)の加速制御区間s2は、第2番目(k=2)の区間線速度パターンδ22を有する。第2番目の区間線速度パターンδ22は、傾き(勾配):ak=(Vx/Sk)を有して、線速度値V=(Vx/k)及び線速度値V=[(2×Vx)/k]間の線速度値を取る。第k番目の加速制御区間skは、第k番目の区間線速度パターンδ2kを有する。第k番目の区間線速度パターンδ2kは、傾き(勾配):ak=(Vx/Sk)を有して、線速度値V=[(k−1)×Vx/k]及び線速度値V=[(k×Vx)/k]の線速度値を取る(但し、k=1,2,3,…,k:自然数)。
制御手段37は、第1回目(k=1)の制御において、第1番目の区間線速度パターンδ21に基づいて、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(加速制御)して、制御時間Stにおいて、ラベルロールR2の検査時・線速度V2を、傾き(勾配):ak=(Vx/Sk)に沿って線速度値V=零(=0)から線速度値V=(Vx/kに制御(加速制御)する。
制御手段37は、第2回目(k=2)の制御において、第2番目の区間線速度パターンδ22に基づいて、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(加速制御)して、制御時間Stにおいて、ラベルロールR2の検査時・線速度V2を、傾き(勾配)ak=(Vx/Sk)に沿って線速度値V=(Vx/k)から線速度値V=[(2×Vx)/k]に制御(加速制御)する。
即ち、制御手段37は、第k回目の制御において、第k番目の区間線速度パターンδ2kに基づいて、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(加速制御)して、制御時間Stにおいて、ラベルロールR2の検査時・線速度V2を、傾き(勾配):ak=(Vx/Sk)に沿って線速度値V=[(k−1)×Vx/k]から線速度値V=[(k×Vx)/k]に制御(加速制御)する。
このように、制御手段37は、検査時・加速トルク制御処理において、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を複数回(k回)制御して、ラベルロールR2の検査時・線速度V2を段階的に加速し、最終的に検査時・線速度V2を検査時・目標線速度値Vxにする。
制御手段37は、検査時・線加速パターンテーブルTB2を作成(設定)すると、検査時・線加速パターンテーブルTB2及び検査時・線加速度値ak=(Vx/Sk)を記憶手段35に記憶する(図15参照)。
制御手段37は、基準・目標線速度値Vy、第1乃至第3目標線速度値Vy1,Vy2,Vy3及び基準・加速時間Srを記憶手段35から読出し、基準・目標線速度値Vy、各目標線速度値Vy1,Vy2,Vy3及び基準・加速時間Srに基づいて、基準・線速度パターンテーブルTB5を作成(設定)する。
図20において、基準・線速度パターンテーブルTB5は、縦軸A(Y軸/線速度軸)に線速度値V(m/s)、及び横軸B(X軸/パルス数軸)に位置パルスqfのパルス数Qを取り、線速度値V及びパルス数Qとの関係を一次関数の線速度パターンδ5で示したテーブルである。
線速度パターンδAは、図20に示すように、加速線速度パターンδ5を有する。
加速度線速度パターンδ5は、傾き(勾配)ar=(Vy/Sr)の一次関数[V=(Vy/Sr)×Q]に設定する。なお、基準・目標線速度値Vrは、例えば、検査時・目標線速度値Vxとし(Vy=Vx)、基準・加速時間Srは、例えば、検査時・加速時間Skとする(Sr=Sk)。また、一次関数の傾き(勾配)ar=(Vy/Sr)は、ラベルシートRSの線速度を加速する、線加速度値(m/s2)となる(以下、「線加速度値ar」という)。
線速度パターンδAは、図20に示すように、目標線速度の相異する複数の定速線速度パターンδ6,δ7,δ8を有する。
定速線速度パターンδ6は、第1目標線速度値Vy1を有し、加速線速度パターンδ5の線速度値Vy1で交差して連続し、及びパルス数軸B(横軸/X軸)に平行して、傾き(勾配)αr=0(零)で定速度値Vy1を示す。定速度線速度パターンδ6において、第1目標線速度値Vr1は、基準・目標線速度値Vy(検査時・目標線速度値Vx)より遅い定速度値(Vy1<Vy)に設定する。
定速線速度パターンδ7は、第2目標線速度値Vr2を有し、加速線速度パターンδ5の線速度値Vy2で交差して連続し、及びパルス数軸B(横軸/X軸)及び定速線速度パターンδ6に平行して、傾き(勾配)αr=0(零)で定速度値Vy2を示す。第2目標線速度値Vr2は、第1目標線速度値Vy1より速く(Vy2>Vr1)、基準・目標線速度値Vy(検査時・目標線速度値Vx)より遅い定速度値(Vy2<Vy)に設定する。
定速線速度パターンδ8は、第3目標線速度値Vy3を有し、加速線速度パターンδ5の線速度値Vy3で交差して連続し、及びパルス数軸B(横軸/X軸)及び各定速線速度パターンδ6,δ7に平行して、傾き(勾配)ar=0(零)の定速度値Vy3を示す。第3目標線速度値Vy3は、第1及び第2目標線速度値Vy1,Vy2より速く(Vy3>Vy2>Vy1)、基準・目標線速度値Vy(検査時・基準目標値Vx)より遅い定速度値Vy3に設定する。
また、制御手段37は、図20に示すように、パルス数軸B(パルス数軸/横軸)において、複数のパルス数区間e1,e2,e3,…に区画する。パルス数区間は、例えば、第1乃至第3のパルス数区間e1,e2,e3に区画され、第1のパルス数区間e1をパルス数:0(零)〜100の範囲、第2のパルス数区間e2をパルス数101〜200の範囲、及び第3のパルス数区間e3をパルス数:201以上(例えば、201〜300の範囲)に区画する。
更に、制御手段37は、基準・目標線速度値Vy及び基準・減速時間Svを記憶手段35から読出し、基準・目標線速度値Vy及び基準・減速時間Svに基づいて、図20に示すように、減速線速度パターンδ9を設定する。
減速線速度パターンδ9は、図20に示すように、傾き(勾配)av=−(Vy/Sv)の一次関数[V=−(Vr/Sv)×Q]に設定する。基準・目標線速度値Vrは、例えば、検査時・目標線速度値Vxとし(Vy=Vx)、基準・減速時間Svは、例えば、検査時・減速時間Sgとする(Sv=Sg)。また、一次関数の傾き(勾配)av=−(Vr/Sv)は、ラベルシートRSの線速度を減速する、線加速度値(m/s2)となる(以下、「線加速度値av」という)。
制御手段37は、基準・線速度パターンテーブルTB5(各線速度パターンδ5〜δ9、及び各線加速度値ar,av)を記憶手段35に記憶する。
制御手段37は、図15に示すように、巻取側検出エンコーダ28に接続され、巻取側検出エンコーダ28のパルスq1を巻取回転角パルスカウンタ45で計数(カウント)する。
制御手段37は、図15に示すように、ラベル位置検出エンコーダ29に接続され、ラベル位置検出エンコーダ29のパルスqfをラベル位置カウンタ42及び回転角パルスカウンタ43で計数(カウント)する。
制御手段37は、測定計時タイマ47で測定時間ds(測定時間ds<制御開始時間Sx)を計時する。制御手段37は、測定時間dsを計時すると、測定計時タイマ47をリセット(零クリア)する。
次に、ラベル検査モード、不良ラベル交換モード及び巻戻モード(ラベル再検査再開準備モード)について、図6乃至図74を参照して説明する。
検査者は、ラベルロールR1からラベルシートRSを引出し、各案内ローラ4〜7に巻回する。
続いて、検査者は、図13に示すように、巻取回動軸3の芯管HPにラベルシートTS(長尺台シートDS)のシート端Sb側を取付ける。
また、制御手段37は、テーブル作成定数CTに基づいて、検査時・線加速度パターンテーブルTB2、及び基準・線速度パターンテーブルTB5を作成(設定)して、記憶手段35に記憶する。
以下、ラベル検査モードについて、図1乃至図19、図21及び図22、図33乃至図46を参照して説明する。
これにより、制御手段37は、ラベル検査モードを設定して、被検査ラベル判別処理、ラベル位置取得処理、検査時・モータ起動処理、検査時・加速トルク制御処理、検査時・定速トルク制御処理、及び検査時・減速トルク制御処理を実行する。
被検査ラベルKSの良否を判別する被検査ラベル判別処理を説明する。
このとき、制御手段37は、検査時・モータ起動処理を実行して、巻出モータ25及び巻取モータ26を正回転起動し、検査時・加速トルク制御処理、及び検査時・定速トルク制御処理を実行して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(加速制御)し、及び巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御(トルク制御)する。
ラベルシートRSは、図6乃至図10に示すように、ラベルロールR2から案内ローラ4側に搬送される。ラベルシートRSは、搬送経路C1をラベルロールR2から案内ローラ4に向けて搬送され、搬送経路C2を案内ローラ4から案内ローラ5に向けて搬送される。また、ラベルシートRSは、搬送経路C3を案内ローラ5から案内ローラ6に向けて搬送され、搬送経路C4を案内ローラ6から案内ローラ7に向けて搬送される。更に、ラベルシートRSは、搬送経路C5を案内ローラ7から巻出回動軸3に搬送され、芯管HPに巻取ロールR1として巻取られる。
ラベルシートRSは、搬送経路C3において、投光器18及び受光器19間(ラベル検出手段9)に搬送され、イメージセンサ17(光源16)及び案内ローラ6間に搬送され、及び搬送経路C4において、不良ラベル交換ステーション10(交換表平面10A)前側に搬送される。
ラベルシートRSをラベルロールR2から芯管HP(巻取回動軸3)に搬送すると、各案内ローラ4〜7は、ラベルシートRSにより回転され、ラベルシートRSを各搬送経路C1〜C5に案内(ガイド)する。
なお、画像処理手段36は、ラベルシート画像データRSDから各被検査ラベル画像データ(搬送番号N=1,2,3,…,N)を抽出して、各被検査ラベル画像データKSDを制御手段37に出力する。
制御手段37は、図16に示すように、基準ラベル画像データMSDについて、画素Gp毎に三原色値Ap(p=1,2,3,…,p)を抽出する。三原色値Apは、R値(レッド:赤)、G値(グリーン:緑)、及びB値(ブルー:青)でなる(RGB値)。三原色間Apは、0〜254(255階調)の数値で指定される(以下、同様)。
制御手段37は、図18に示すように、搬送番号1の被検査ラベル画像データKSDについて、画素Gp毎に三原色値Apを抽出する。
続いて、制御手段37は、搬送番号1の被検査ラベル画像データKSD及び基準ラベル画像データMSDについて、同一列s及び同一行tの画素Gp毎に、「不可」及び「可」を判別する。
制御手段37は、例えば、基準ラベル画像データMSDの各画素Gpについて、三原色値Apに許容範囲[Ap(min)〜Ap(max)]を設定し、搬送番号1の被検査ラベル画像データKSDの各画素Gpの三原色値Apが許容範囲[Ap(min)〜Ap(max)]内であると、「可」と判別する。また、制御手段37は、搬送番号1の被検査ラベル画像データKSDの各画素Gpの三原色値Apが許容範囲[Ap(min)―Ap(max)]外であると、「不可」と判別する。
制御手段37は、搬送番号1の被検査ラベル画像データKSDについて、「不可」画素Gpの連続数が設定数以上であると、搬送番号1の被検査ラベルKSを「不良品:不合格」と判別し、設定数未満であると、搬送番号1の被検査ラベルKSを「良品:合格」と判別する。
制御手段37は、搬送番号2の被検査ラベル画像データKS及び基準ラベル画像データMSDを比較して、搬送番号2の被検査ラベルKSDの良否(「良品:合格」、「不良品:不合格」)を判別する(図34:ST206)。
このように、制御手段37は、図33及び図34のST204〜ST207を繰返して実行することで、搬送番号Nの各被検査ラベルKSの良否(「良品:合格」、「不良品:不合格」)を判別する。
また、制御手段37は、搬送番号Nの被検査ラベル「不良品:不合格」と判別すると(図34:ST207,Yes)、巻出モータ25及び巻取モータ26に回転停止指令を出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転を停止し、及び巻取モータ26のモータ軸26Aの回転を停止する(図34:ST209)。
このとき、制御手段37は、検査時・減速トルク制御処理を実行して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(減速制御)し、及び巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御(トルク制御)する。
各被検査ラベルKSの位置(ラベル位置パルス数Xqn)を取得する処理を説明する。
各被検査ラベルKSのラベル位置は、ラベル位置検出エンコーダ29のパルス数(ラベル位置パルス数Xqn)である。
また、制御手段37は、各モータ25,26のモータ軸25A,26Bの回転開始から回転停止間において、ラベル位置検査エンコーダ29の位置パルス総数Xqを取得する。
制御手段37は、ラベル位置(ラベル位置パルス数Xqn)及び位置パルス総数Xqの取得を、被検査ラベル良否判別処理と並行して実行する。
このとき、制御手段37は、検査時・モータ起動処理を実行して、巻出モータ25及び巻取モータ26を正回転起動し、検査時・加速トルク制御処理、及び検査時・定速トルク制御処理を実行して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(加速制御)し、及び巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御(トルク制御)する。
ラベル位置検出エンコーダ29は、各モータ25,26のモータ軸25A,26Aの正回転に伴って、案内ローラ6が正回転すると、パルスqfを制御手段37に出力する。
また、制御手段37は、ラベル位置パルスカウンタ42から位置パルス総数Xqを読出し、読出した位置パルス総数Xqをラベル位置パルス数Xq1とする。
続いて、制御手段37は、搬送番号1(N=1)及びラベル位置パルス数Xqn(n=1)を記憶手段35に記憶する(図35:ST226)。
制御手段37は、ラベル位置パルス数Xqn(n=1)を搬送番号N(N=1)に対応付けて記憶手段35に記憶する。
これにより、搬送番号1(N=1)の被検査ラベルKSにおいて、ラベル位置は、ラベル位置パルス数Xq1となる。なお、搬送番号1の被検査ラベルKSは、各モータ25,26のモータ軸25A,26Aの回転開始から、最初に投光器18及び受光器19間を通過した被検査ラベルKSである。
ラベル検出手段9は、搬送番号2(N=2)の被検査ラベルKS(ラベル端KSa)を検出して、ラベル検出信号を制御手段37に出力する。
また、制御手段37は、ラベル検出信号を入力すると(図35:ST224,Yes)、ラベル位置用カウンタ42から位置パルス総数Xqを読出し、読出した位置パルス総数Xqをラベル位置パルス数Xq2(Xq2>Xq1)とする。
続いて、制御手段37は、搬送番号N(N=2)及びラベル位置パルス数Xqn(n=2)を記憶手段37に記憶する(図35:ST226)。
制御手段37は、ラベル位置パルス数Xq2を搬送番号N2に対応付けて記憶手段35に記憶する。
これにより、搬送番号2(N=2)の被検査ラベルKSにおいて、ラベル位置は、ラベル位置パルス数Xq2となる。
このとき、制御手段37は、被検査ラベルKS「不良品:不合格」と判別すると(図34:ST207,Yes)、回転停止指令を各モータ25,26に出力する。
また、制御手段37は、検査時・減速トルク制御処理を実行して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(減速制御)し、及び巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御(トルク制御)する。
ラベル位置パルスカウンタ42は、案内ローラ6の回転開始から回転停止までパルスqfを位置パルス総数Xqとして計数する。また、ラベル位置パルスカウンタ42は、案内ローラ6の正回転(各モータ25,26の正回転)で位置パルス総数Xqを加算カウント(Xq→Xq+1)し、又は案内ローラ6の逆回転(各モータ25,26の正回転)で位置パルス総数Xqを減算カウント(Xq→Xq−1)する。
なお、ラベルロールR2のラベルシートRSを巻取ロールR1に巻取ると、投光器18及び受光器19間には、図11に示すように、無ラベル領域Sが配置される。これにより、ラベル検査手段9は、ラベル検査信号を制御手段37に出力しない。
制御手段37は、検査開始信号を入力すると(図37:ST240,Yes)、制御回数k,mについて、「k→0(零)」及び「m→0(零)」を設定する(図37:ST241)。
続いて、制御手段37は、巻出モータ25及び巻取モータ26に正回転起動バイアス電圧を出力する(図37:ST242)。
これにより、巻出モータ25のモータ軸25A、及び巻取モータ26のモータ軸26Aは、正回転起動バイアス電圧により静摩擦トルクに抗して正回転する。
各モータ25,26の正回転に伴って、ラベルロールR2からラベルシートRSが送出され、各案内ローラ4〜7にて搬送されて巻取ロールR1として巻取られる。
制御手段37は、ラベル位置検出用エンコーダ29のパルスqfを入力することにより、ラベルシートRSの搬送開始を検出する。
制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(加速制御)して、ラベルロールR2の検査時・線速度V2を検査時・目標線速度値Vxまで加速する。
また、制御手段37は、巻出モータ25の加速制御と並行して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを検査時・制御トルク値Tm1に制御する。検査時・線速度V2(検査時・目標線速度値Vx)とは、ラベルロールR2から送出され、及び巻取ロールR1として巻取られるラベルシートRSの送出速度である。
続制御手段37は、制御回数(k=1)に基づいて、第1番目(K=1)の区間線速度パターンδ21を検査時・線加速度パターンテーブルTB2から読出し、及び検査時・線加速度値ak[ak=(Vx/Sk)]を記憶手段35から読出す(図38:ST255)。
制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計数(加算カウント)し、及び巻取回転角パルスカウンタ45にパルスq1を巻取回転パルス数Xqtとして計数(加算カウント)する。
なお、制御手段37は、ラベル回転パルス数Xqf及び巻取回転パルス数Xqtを読出すと、各パルスカウンタ43,45をリセット(零クリア)する。
検査時・ラベルシート送出量dL(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dL=Lr×Xqfである。
検査時・回転角dθ1(rad)は、1パルス回転角θ1a及び巻取回転パルス数Xqtとすると、dθ1=θ1a×Xqtである。
また、制御手段37は、検査時・ラベルシート送出量dL及び検査時・回転角dθ1に基づいて、測定時間dsについて、巻取ロールR1の検査時・外径半径r1aを算出する。
検査時・外径半径r1a(m)は、検査時・ラベルシート送出量dL及び検査時・回転角dθ1とすると、r1a=dL/dθ1である。
検査時・角加速度α1(rad/s2)は、式(B)により算出する。
検査時・回転数W1a(rpm)は、式(C)により算出する。
検査時・制御トルク値Tm1(N・m)は、検査時・補正トルク値Ta1、検査時・張力発生トルク値Tb1、検査時・巻取ロール加減速トルク値Tc1、巻取モータ加減速トルク値Td1、及び巻取ロール摩擦トルク値Te1でなる。
制御手段37は、補正トルク値関数fM(rev)を記憶手段35から読出し、検査時・回転数W1a及び補正トルク値関数fM(rev)に基づいて、検査時・補正トルク値Ta1を算出する(図38:ST257)。
検査時・補正トルク値Ta1(N・m)は、補正トルク値関数fM(rev)の式(A)において、「W」に検査時・回転数W1aを代入して演算する。
制御手段37は、目標張力値Fを記憶手段35から読出し、目標張力値F及び検査時・外径半径r1a(巻取ロールR1の外径半径)に基づいて、検査時・張力発生トルク値Tb1を算出する(図38:ST258)。
検査時・張力発生トルク値Tb1(N・m)は、式(1)により算出する。
先ず、制御手段37は、巻取ロール密度ρ、巻取ロール幅h、及び巻取ロールR1の内径半径r0を記憶手段37から読出し、巻取ロール密度ρ、巻取ロール幅h、巻取ロールR1の内径半径r0、検査時・ラベルシート送出量dL及び検査時・回転角dθ1に基づいて、検査時・巻取ロール軸の慣性モーメントIaを算出する。
検査時・巻取ロール軸の慣性モーメントIa(kg・m2)は、式(3)により算出する。
検査時・巻取ロール加減速トルク値Tc1(N・m)は、式(2)により算出する。
制御手段37は、巻取モータ26の慣性モーメントM0aを記憶手段35から読出し、慣性モーメントM0a及び検査時・角加速度α1に基づいて、検査時・巻取モータ加減速トルク値Td1を算出する(図39:ST260)。
検査時・巻取モータ加減速トルク値Td1(N・m)は、式(4)により算出する。
制御手段37は、巻取ロール密度ρ、巻取ロール幅h、巻取モータ26の初期摩擦トルク値T0a及び摩擦係数μを記憶手段35から読出し、巻取ロール密度ρ、巻取ロール幅h、初期摩擦トルク値T0a、摩擦係数μ及び検査時・外径半径r1a(巻取ロールR1の外径半径)に基づいて、検査時・巻取ロール摩擦トルク値Te1を算出する(図39:ST261)。
検査時・巻取ロール摩擦トルク値Te1(N・m)は、式(5)により算出する。
制御手段37は、算出した各トルク値Ta1,Tb1,Tc1,Td1,Te1に基づいて、検査時・制御トルク値Tm1を演算する(図39:ST262)。
検査時・制御トルク値Tm1は、式(6)により、各トルク値Ta1〜Te1を演算(加算)する。
このとき、制御手段37は、第1番目(k=1)の区間線速度パターンδ21の傾き(勾配)αkに沿った加速電圧値を算出(又は、加速電圧値に変換)し、制御時間Stにおいて、加速電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(加速制御)する。
また、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの正回転を制御して、制御時間Stにおいて、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを検査時・制御トルク値Tm1に制御する(図39:ST264)。
このとき、制御手段37は、検査時・制御トルク値Tm1に対応する加速トルク電圧値を算出(また、加速トルク電圧値に変換)し、制御時間Stにおいて、加速トルク電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御する。
制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計数(加算カウント)し、及び巻出回転角パルスカウンタ44にてパルスq2を巻出回転パルス数Xqdとして計数(加算カウント)する。
検査時・ラベルシート送出量dL(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dL=Lr×Xqfである。
検査時・回転角dθ2(rad)は、1パルス回転角θ2a及び巻出回転パルス数Xqdとすると、dθ2=θ2a×Xqdである。
検査時・外径半径r2a(m)は、検査時・ラベルシート送出量dL及び検査時・回転角dθ2とすると、r2a=dL/dθ2である。
検査時・線速度V2(m/s)は、式(D)により算出する。
制御手段37は、検査時・線速度V2が検査時・目標線速度値Vk(V2<Vx)でないと(図40:ST268,No)、制御回数kについて、「k→1+1(k=2)」を設定する(図38:ST254)。
続いて、制御手段37は、制御回数(k=2)に基づいて、第2番目(k=2)の区間線速度パターンδ22を検査時・線加速パターンテーブルTB2から読出し、及び検査時・線加速度値αkを記憶手段35から読出す(図38:ST255)。
制御手段37は、検査時・線加速度値akに基づいて、図38のST256を実行して、測定時間dsについて、巻取ロールR1の検査時・外径半径r1a、巻取モータ26モータ軸2Aの検査時・角加速度α1、及び巻取モータ26のモータ軸26Aの検査時・回転数W1aを算出する。
続いて、制御手段37は、検査時・回転数W1a、検査時・角加速度α1及び検査時・外径半径r1a(巻取ロールR1の外径半径)に基づいて、図38及び図39のST257〜ST261を実行して、検査時・補正トルク値Ta1、検査時・張力発生トルク値Tb1、検査時・巻取ロール加減速トルク値Tc1、検査時・巻取モータ加減速トルク値Td1、及び検査時・巻取ロール摩擦トルク値Te1を算出する。
検査時・補正トルク値Ta1は、補正トルク関数fM(rev)及び検査時・回転数W1aから算出し、検査時・張力発生トルク値Tb1は、式(1)により算出する。検査時・巻取ロール加減速トルク値Tc1は、式(2)及び式(3)により算出し、検査時・巻取モータ加減速トルク値Td1は、式(4)により算出し、及び検査時・巻取ロール摩擦トルク値Te1は、式(5)により算出する。
制御手段37は、検査時・制御トルク値Tm1を式(6)により演算する(図39:ST262)。
このとき、制御手段37は、第2番目(k=2)の区間線速度パターンδ22の傾き(勾配)akに沿った加速電圧値を算出(又は、加速電圧値に変換)し、制御時間Stにおいて、加速電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(加速制御)する。
また、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの正回転を制御して、制御時間Stにおいて、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを検査時・制御トルク値Tm1に制御する(図39:ST264)。
このとき、制御手段37は、検査時・制御トルク値Tm1に対応する加速トルク電圧値を算出(又は、加速トルク電圧値に変換)し、制御時間Stにおいて、加速トルク電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御する。
このとき、制御手段37は、制御回数k(k=1,2,3,…)に基づいて、第k番目(k=1,2,3,…)の区間線速度パターンδ2kを検査時・線加速パターンテーブルTB2から読出し、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御して、制御時間Stにおいて、ラベルロールR2の検査時・線速度V2を、第k番目の区間線速度パターンδ2kの傾き(勾配)akに沿って線速度値V=[(k−1)×Vx/k]から線速度値V=[(k×Vx)/k]に制御(加速制御)する。
即ち、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を複数回制御して、ラベルロールR2の検査時・線速度V2を、各制御回の区間線速度パターンδ21,δ22,δ23,…,δ2kの傾き(勾配)akに沿って段階的に加速して、最終的に検査時・線速度V2を検査時・目標線速度値Vxにする。
また、制御手段37は、各制御回において、検査時・制御トルク値Tm1を演算し、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを検査時・制御トルク値Tm1に制御する。
制御手段37は、被検査ラベル「不良品:不合格」と判別すると(図34:ST207,Yes)、各モータ25,26に回転停止指令を出力し、又はラベル検出信号を入力しないと(図35:ST244,No)、各モータ25,26に回転停止指令を出力する(以下、同様)。
制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御して、ラベルロールR2の検査時・実測線速度V2を検査時・目標線速度値Vx(一定の線速度値)に制御する。
制御手段37は、巻出モータ25の定速制御と並行して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを検査時・制御トルク値Tm1(一定のトルク値)に制御する。
制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計数し、巻出回転角パルスカウンタ44にてパルスq2を巻出回転パルス数Xqdとして計数し、及び巻取回転角パルスカウンタ45にてパルスq1を巻取回転パルス数Xqtとして計数する。
検査時・ラベル送出量dL(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dL=Lr×Xqfである。
検査時・回転角dθ2(rad)は、1パルス回転角θ2a及び巻出回転パルス数Xqdとすると、dθ2=θ2a×Xqdである。
検査時・外径半径r2a(m)は、検査時・ラベルシート送出量dL及び検査時・回転角dθ2とすると、r2a=dL/dθ2である。
検査時・線速度V2(m/s)は、式(D)により算出する。
検査時・差分線速度値Vs(m/s)は、検査時・目標線速度値Vx及び検査時・線速度V2とすると、Vs=Vx−V2である。
検査時・差分線速度値Vsは、検査時・線速度V2が検査時・目標線速度値Vxを超えないと(V2<Vx)、正(プラス)の線速度値[以下、「プラス差分線速度(+Vs)」という]になる。
検査時・差分線速度値Vsは、検査時・線速度V2が検査時・目標線速度値Vxを超えると(V2>Vx)、負(マイナス)の線速度値(以下、「マイナス差分線速度(−Vs)」という)になる。
検査時・差分線速度値Vsは、検査時・線速度V2が検査時・目標線速度値Vxであると、(V2=Vx)、Vs=0(零)になる。
検査時・回転角dθ1(rad)は、検査時・回転角θ1a及び巻取回転パルス数Xqtとすると、dθ1=θ1a×Xqtである。
検査時・外径半径r1a(m)は、検査時・ラベルシート送出量dL及び検査時・回転角dθ1とすると、r1a=dL/dθ1である。
なお、検査時・ラベル送出量dLは、図41のST302にて算出している。
検査時・角加速度α1(rad/s2)は、式(E)により算出する。
検査時・回転数W1a(rpm)は、式(C)により算出する。
制御手段37は、補正トルク値関数fM(rev)を読出し、補正トルク値関数fM(rev)及び検査時・回転数W1aに基づいて、補正トルク値Ta1を算出する(図42:ST310)。補正トルク値Ta1は、補正トルク値関数fM(rev)の式(A)において、「W」に「W1a」を代入して算出する。
制御手段37は、検査時・加速トルク制御処理(図38及び図39:ST258〜ST261)で説明したと同様に、式(1)乃至式(5)により、検査時・張力発生トルク値Tb1、検査時・巻取ロール加減速トルク値Tc1、検査時・巻取モータ加減速トルク値Td1、及び検査時・巻取ロール摩擦トルク値Te1を算出する(図42:ST311〜ST314)。
また、制御手段37は、算出した各トルク値Ta1,Tb1,Tc1,Td1,Te1に基づいて、検査時・制御トルク値Tm1を演算する(図42:ST315)。
検査時・制御トルク値Tm1は、式(6)により、各トルク値Ta1〜Te1を演算(加算)する。
このとき、制御手段37は、検査時・差分線速度値Vsに対応する差分速電圧値を算出(又は、差分速電圧値に変換)し、差分速電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度を制御(加速制御又は減速制御)する。
制御手段37は、プラス差分線速度値(+Vs)であると、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を加速して、ラベルロールR2の検査時・線速度V2を検査時・目標線速度値Vx(一定の線速度)にする。
制御手段37は、マイナス差分線速度値(−Vs)であると、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を減速して、ラベルロールR2の検査時・線速度V2を検査時・目標線速度値Vx(一定の線速度)にする。
制御手段37は、検査時・差分線速度値Vs=0(零)であると、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転を制御しない。
また、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの正回転を制御して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを検査時・制御トルク値Tm1(一定のトルク値)に制御する(図43:ST317)。
このとき、制御手段37は、検査時・制御トルク値Tm1に対応する定速トルク電圧値を算出(又は、定速トルク電圧値に変換)し、定速トルク電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御する。
また、制御手段37は、図41乃至図43のST302〜ST317を繰返し実行して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを検査時・制御トルク値Tm(一定のトルク値)に制御する。
制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(減速制御)して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転を停止する。
また、制御手段37は、巻出モータ25の減速制御と並行して、巻取モータ26のモータ回転軸26Aの回転トルクを検査時・制御トルク値Tm1に制御しつつ、巻取モータ26のモータ軸26Aの正回転を停止する。
制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計数(加算カウント)し、巻出回転角パルスカウンタ44にてパルスq2を巻出回転パルス数Xqdとして計数(加算カウント)する。
検査時・ラベルシート送出量dL(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dL=Lr×Xqfである。
検査時・回転角dθ2(rad)は、検査時・回転角θ2a及び巻出回転パルス数Xqdとすると、dθ2=θ2a×Xqdである。
検査時・外径半径r2aは、検査時・ラベルシート送出量dL及び検査時・回転角dθ2とすると、r2a=dL/dθ2である。
検査時・線速度V2(m/s)は、式(D)により算出する。
制御手段37は、検査時・減速時間Sgを記憶手段35から読出し、検査時・線速度V2及び検査時・減速時間Sgに基づいて、検査時・線減速パターンテーブルTB3を作成(設定)する。
図22において、検査時・線減速パターンテーブルTB3は、縦軸(Y軸/線速度軸)に線速度値V(m/s)、及び横軸(X軸/時間軸)に時間S(s)を取って、検査時・線速度V2及び検査時・減速時間Tbとの関係を、一次関数の線速度パターンδ3で示したテーブルである。
制御手段37は、検査時・線速度V2、及び検査時・減速時間Sgから線速度パターンδ3を、例えば、傾き(勾配):ag=−(V2/Sg)の一次関数[V(又はδ3)=−(V2/Sg)×S]に設定する。また、一次関数の傾き(勾配)αg=−(V2/Sg)は、ラベルシートRSを減速する、検査時・線加速度値(m/s2)となる(以下、「検査時・線線加速度値ag」という)。
制御手段37は、図22に示すように、検査時・減速時間Sg及び線速度パターンδ3を複数の減速制御区間u1,u2,u3,…um及び区間線速度パターンδ31,δ32,δ33,…,δ3mに区画する。
なお、検査時・線減速パターンテーブルTB3の時間軸(横軸/X軸)において、各減速制御区間u1,u2,u3,…,umは、制御時間Sw[Sw=(Sg/m)]となる。
検査時・線減速パターンテーブルTB3において、第1番目(m=1)の減速制御区間u1は、第1番目(m=1)の区間線速度パターンδ31を有する。第1番目の区間線速度パターンδ31は、傾き(勾配):ag=−(V2/Sg)を有し、線速度値V=V2及び線速度値V=[(V2−(V2/m)]間の線速度値を取る。第2番目(m=2)の減速制御区間u2は、第2番目(m=2)の区間線速度パターンδ32を有する。第2番目の区間線速度パターンδ32は、傾き(勾配):ag=−(V2/Sg)を有し、線速度値V=[V2−(V2/m)]及び線速度値V=[V2−2×(V2/m)]間の線速度値を取る。第m番目の減速制御区間δ3mは、第m番目の区間線速度パターンδ3mを有する。第m番目の線速度パターンδ3nは、傾き(勾配):αg=−(V2/Sg)を有し、線速度値V=[V2−(m−1)×(V2/m)]及び線速度値V=V2−m×(V2/m)間の線速度値を取る(但し、m=1,2,3,…,n:自然数)。
制御手段37は、検査時・線減速パターンテーブルTB3を作成すると、検査時・線減速パターンテーブルTB3及び検査時・線加速度agを記憶手段35に記憶する。
また、制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計時し、及び巻取回転角パルスカウンタ45にてパルスq1を巻取回転パルス数Xqtとして計時する。
なお、制御手段37は、ラベル回転パルス数Xqf及び巻取回転パルス数Xqtを読出すと、各パルスカウンタ43,45をリセット(零クリア)する。
検査時・ラベルシート送出量dL(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dL=Lr×Xqfである。
検査時・回転角dθ1(rad)は、1パルス回転角θ1及び巻取回転パルス数Xqtとすると、dθ1=θ1a×Xqtである。
検査時・外径半径r1a(m)は、検査時・ラベルシート送出量dL及び検査時・回転角dθ1とすると、r1a=dL/dθ1である。
検査時・角加速度α1(rad/s2)は、式(F)により算出する。
検査時・回転数W1a(rpm)は、式(C)により算出する。
制御手段37は、補正トルク値関数fM(rev)を読出し、補正トルク値関数fM(rev)及び検査時・回転数W1aに基づいて、補正トルク値Ta1を算出する(図45:ST359)。補正トルク値Ta1は、補正トルク値関数fM(rev)の式(A)において、「W」に「W1a」を代入して算出する。
制御手段37は、検査時・加速トルク制御処理(図38及び図39:ST258〜ST261)で説明したと同様に、式(1)乃至式(5)により、検査時・張力発生トルク値Tb1、検査時・巻取ロール加減速トルク値Tc1、検査時・巻取モータ加減速トルク値Td1、及び検査時・巻取ロール摩擦トルク値Te1を算出する(図45:ST360〜ST363)。
また、制御手段37は、算出した各トルク値Ta1,Tb1,Tc1,Td1,Te1に基づいて、検査時・制御トルク値Tm1を演算する(図45:ST364)。
検査時・制御トルク値Tm1は、式(6)により、各トルク値Ta1〜Te1を演算(加算)する。
このとき、制御手段37は、第1番目の区間線速度パターンδ31の傾き(勾配)agに沿った減速電圧値を算出(又は、減速電圧値に変換)し、制御時間Swにおいて、減速電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(減速制御)する。
また、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの正回転を制御して、制御時間Swにおいて、巻取モータ26の回転トルクを検査時・制御トルク値Tm1に制御する(図46:ST366)。
このとき、制御手段37は、検査時・制御トルク値Tm1に対応する減速トルク電圧値を算出(又は、減速トルク電圧値に変換)し、減速トルク電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御する。
制御手段37は、検査時・加速度値agに基づいて、図45のST358を実行して、測定時間dsについて、巻取ロールR1の検査時・外径半径r1a、巻取モータ26のモータ軸26Aの検査時・角加速度α1、及び巻取モータ26のモータ軸26Aの検査時・回転数W1aを算出する。
続いて、制御手段37は、検査時・回転数W1a、検査時・角加速度α1及び検査時・外径半径r1aに基づいて、図45のST359〜ST363を実行して、検査時・補正トルク値Ta1、検査時・張力発生トルク値Tb1、検査時・巻取ロール加減速トルク値Tc1、検査時・巻取モータ加減速トルク値Td1、及び検査時・巻取ロール摩擦トルク値Te1を算出する。
検査時・補正トルク値Ta1は、補正トルク値関数fM(rev)及び検査時・回転数W1aから算出し、検査時・張力発生トルク値Tb1は、式(1)により算出し、検査時・巻取ロール加減速トルク値Tc1は、式(2)及び式(3)により算出し、検査時・巻取モータ加減速トルク値Td1は、式(4)により算出し、及び検査時・巻取ロール摩擦トルク値Te1は、式(5)により算出する。
制御手段37は、検査時・制御トルク値Tm1を式(6)により演算する(図46:ST364)。
このとき、制御手段37は、第2番目の区間線速度パターンδ32の傾き(勾配)agに沿った減速電圧値を算出(又は、減速電圧値に変換)、制御時間Swにおいて、減速電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(減速制御)する。
また、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの正回転を制御して、制御時間Swにおいて、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを検査時・制御トルク値Tm1に制御する(図46:ST366)。
このとき、制御手段37は、検査時・制御トルク値Tm1に対応する減速トルク電圧値を算出(又は、減速トルク電圧値に変換)し、減速トルク電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御する。
このとき、制御手段37は、制御回数m(m=1,2,3,…)に基づいて、第m番目(m=1,2,3,…)の区間線速度パターンδ3mを検査時・線減速パターンテーブルTB3から読出し、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御して、制御時間Swにおいて、ラベルロールR2の検査時・線速度V2を、第m番目の区間線速度パターンδ3mの傾き(勾配)agに沿って線速度値V=[V2−(m−1)×V2/m]から線速度値V=[V2−m×V2/m]に制御(減速制御)する。
即ち、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を複数回制御して、ラベルロールR2の検査時・線速度V2を各制御回の区間線速度パターンδ31,δ32,δ33,…,δ3mの傾き(勾配)agに沿って段階的に減速して、最終的に検査時・線速度V2を零(V2=0)にする。
また、制御手段37は、各制御回において、検査時・制御トルク値Tm1を演算し、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを検査時・制御トルク値Tm1に制御する。
制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aを基準(モータ軸換算)として、補正トルク値関数fM(rev)にて補正トルク値Ta1を算出し、及び式(1)〜式(5)にて各トルク値Tb1,Tc1,Td1,Te1を算出して、制御トルク値Tm1としている。
理論上、巻取モータ26のモータ軸26Aを、式(1)の検査時・張力発生トルク値Tb1に制御すれば、ラベルシートRSの張力を目標張力値Fに制御できる。しかし、実際には、巻取モータ26のモータ軸26Aを正回転すると、摩擦等に起因する損失トルクの影響を受け、式(1)の検査時・張力発生トルク値Tb1だけでは、ラベルシートRSの張力を目標張力値Fにできない。このため、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御する際に、損失となる各トルク値Ta1,Tc1,Td1,Te1を検査時・張力発生トルク値Tb1に加算して、検査時・制御トルク値Tm1を演算している。特に、各トルク値Tc1,Td1,Te1に加えて、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転数に起因する損失トルクを、検査時・補正トルク値Ta1として検査時・制御トルク値Tm1に加算しているため、ラベルシートRSの張力を目標張力値Fに精度良く制御できる。
以下、不良ラベル交換モードについて、図6乃至図10、図15、図17、図20、図23乃至図31、及び図47乃至図65を参照して説明する。
例えば、制御手段37は、搬送番号1(N=1)の被検査ラベルKS「不良品:不合格」であると、搬送番号1(N=1)に基づき、搬送番号1のラベル位置パルス数Xq1を記憶手段35から読出す。
ラベル送戻パルス数τqは、図23乃至図25に示すように、不良・被検査ラベルNKSのラベル幅中間点KSm(Lk/2)、及び不良ラベル交換ステーション10の中間点10B間の距離(ズレ)を、ラベル位置検査エンコーダ29のパルス数に変換した値である。
第1位置パターンでは、ラベル送戻パルス数τqは「マイナスパルス数(−τq)」となる(以下、「ラベル送戻パルス数(−τq)」という)。
減算パルス数λq=交換距離パルス数εqの関係において、不良・被検査ラベルNKSのラベル長中間点KSmは、図24に示すように、不良ラベル交換ステーション10の中間点10Bに位置するパターンである(以下、「中間位置パターン」という)。
第2位置パターンでは、ラベル送戻パルス数τpは「プラスパルス数(+τq)」となる(以下、「ラベル送戻パルス数(+τq)」という)。
制御手段37は、ラベル送戻パルス数(−τq):「−τq(マイナスパルス数)」であると、第1位置パターンと判別し、ラベル送戻パルス数(+τq):「+τq(プラスパルス数)」であると、第2位置パターンと判別し、及び「τq=0」であると、中間位置パターンと判別する。
以下、第1位置パターンの不良・被検査ラベルNKSの搬送について、図20、図23、図26乃至図31、図47、図48、及び図50乃至図57を参照して説明する。
制御手段37は、ラベル送戻パルス数(−τp)が許容パルス数σq[0(零)±γq]を超えていると(図47:ST406,No)、第1交換時・線速度パターンテーブルTB6を作成(設定)する(図47:ST407)。
先ず、制御手段37は、基準・線速度パターンテーブルTB5及び減速線速度パターンδ9を記憶手段35から読出す。
続いて、制御手段37は、図20に示すように、ラベル送戻パルス数(−τp)及び基準・線速度パターンテーブルTB5に基づいて、パルス数区間を判別する。
制御手段35は、ラベル送戻数(−τp)の絶対値(|−τp|)を取り、属するパルス数区間を判別する。
例えば、制御手段37は、ラベル送戻パルス数(|−τp=−50|)=50であれば、第1パルス数区間e1に属すると判別し、ラベル送戻パルス数(|−τp|=−121|)=121であれば、第2パルス数区間e2に属すると判別し、及びラベル送戻パルス数(|−τp=−253|)=253であれば、第3パルス数区間e3に属すると判別する。
続いて、制御手段37は、ラベル送戻パルス数(|−τp|)の属する第1乃至第3ラベル数区間e1〜e3に基づいて、定速線速度パターンδ6〜δ8(第1乃至第3目標線速度値Vy1〜Vy3)から、一つの定速線速度パターンを選択する。
制御手段37は、図20に示すように、ラベル送戻パルス数(|−τp|)が第1パルス数区間e1に属していると、定速線速度パターンδ6(第1目標線速度Vy1)を選択し、第2パルス数区間e2に属すると、定速線速度パターンδ7(第2目標線速度値Vy2)を選択し、及び第3パルス数区間e3に属すると、定速線速度パターンδ8(第3目標線速度値Vy3)を選択する。
先ず、制御手段37は、図26に示すように、減速線速度パターンδ9を、パルス数軸B(横軸/X軸)のラベル送戻パル数(|−τp|)でパルス数軸Bに交差して設定し、及び減速線速度パターンδ9を選択した定速線速度パターンδ6〜δ8(又は、直接、加速線速度パターンδ5)に交差する。
制御手段37は、図27乃至図31に示すように、選択した定速線速度パターンδ6〜δ8、選択した定速線速度パターンδ6〜δ8に交差する加速線速度パターンδ5うち、交差点faから線速度軸A及びパルス数軸Bの「零点(0点)」側の加速線速度パターンδ5(交差点fa及び「零点(0点)」間の加速線速度パターンδ5)、及び選択した定速線速度パターンδ6〜δ8と交差する減速線速度パターンδ9のうち、交差点fbからパルス数軸B側の減速線速度パターンδ9(各定速線速度パターンδ6,δ7,δ8及びパルス数軸B間の減速線速度パターンδ9)を抽出して、第1交換時・線速度パターンTB6を構成(作成)する。なお、「零点(0点)」は、線速度軸A(縦軸/Y軸)及びパルス数軸B(横軸/X軸)の直交する点である。また、交差点faは、加速線速度パターンδ5及び各定速線速度パターンδ6〜δ8とが交差する点である。交差点fbは、減速線速度パターンδ9及び各定速線速度δ6〜δ8とが交差する点である。
図27の第1交換時・線速度パターンテーブルTB6において、基準・加速時間Sr1(s)は、基準・目標線速度値Vy及び基準・加速時間Srとすると、Sr1=(Sr×Vy1)/Vrである。
制御手段37は、図27(a)に示すように、基準・加速時間Sr1及び加速線速度パターンδ5を複数の加速制御区間D1,D2,D3,…,Di及び複数の区間加速線速度パターンδ51,δ52,δ53,…,δ5iに区画する。なお、第1交換時・線速度パターンテーブルTB6のパルス数軸B(横軸/X軸)において、各加速制御区間D1,D2,D3,…,Diは、制御時間Sp[Sp=(Sr1/i)]となる。
制御手段37は、第i番目の制御において、第i番目の区画加速線速度パターンδ5iに基づいて、巻取モータ26のモータ軸26A(又は巻出モータ25のモータ軸25A)の回転速度(回転数)を制御して、制御時間Spにおいて、巻取ロールR1の線速度(又はラベルロールR2の線速度)を、傾き(勾配)ar=(Vy/Sr)に沿って線速度値V=[(i−1)×Vr1/i]から線速度値V=[(i×Vr1)/i]に制御(加速制御)する(制御回数i=1,2,…,i:自然数)。
また、図27の第1交換時・線速度パターンテーブルTB6において、基準・減速時間Sv1(s)は、基準・目標線速度値Vy及び基準・減速時間Svとすると、Sv1=(Sv×Vy1)/Vyである。
制御手段37は、図27(b)に示すように、基準・減速時間Sv1及び減速線速度パターンδ5を複数の減速制御区間E1,E2,E3,…,Ej及び複数の区間減速線速度パターンδ91,δ92,δ93,…,δ9jに区画する。なお、第1交換時・線速度パターンテーブルTB6のパルス数軸B(横軸/X軸)において、各加速制御区間E1,E2,E3,…,Ejは、制御時間Sq[Sq=(Sv1/j)]となる。
制御手段37は、第j番目の制御において、第j番目の区間減速線速度パターンδ9jに基づいて、巻取モータ26のモータ軸26A(又は巻出モータ25のモータ軸25A)の回転速度(回転数)を制御して、制御時間Sqにおいて、巻取ロールR1の線速度(又はラベルロールR2の線速度)を、傾き(勾配)av=−(Vy/Sv)に沿って線速度値V=[Vr1−(j×Vr1)/j]から線速度値V=[Vr1−(j―1)×Vr1/j]に制御(減速制御)する(制御回数j=1,2,…,j:自然数)。
図28の第1交換時・線速度パターンテーブルTB6において、制御手段37は、図27で説明したと同様に、D1,D2,D3,…,Di及び複数の区間加速線速度パターンδ51,δ52,δ53,…,δ5iに区画する。制御手段37は、第i番目の制御において、第i番目の区画加速線速度パターンδ5iに基づいて、巻取モータ26のモータ軸26A(又は巻出モータ25のモータ軸25A)の回転速度(回転数)を制御して、制御時間Spにおいて、巻取ロールR1の線速度(又はラベルロールR2の線速度)を、傾き(勾配)ar=(Vy/Sr)に沿って線速度値V=[(i−1)×Vr2/i]から線速度値V=[(i×Vr2)/i]に制御(加速制御)する(制御回数i=1,2,…,i:自然数)[図28(b)参照]。
また、制御手段37は、図27で説明したと同様に、複数の減速制御区間E1,E2,E3,…,Ej及び複数の区間減速線速度パターンδ91,δ92,δ93,…,δ9jに区画する。制御手段37は、第j番目の制御において、第j番目の区間減速線速度パターンδ9jに基づいて、巻取モータ26のモータ軸26A(又は巻出モータ25のモータ軸25A)の回転速度(回転数)を制御して、制御時間Sqにおいて、巻取ロールR1の線速度(又はラベルロールR2の線速度)を、傾き(勾配)av=−(Vy/Sv)に沿って線速度値V=[Vr2−(j×Vr2)/j]から線速度値V=[Vr2−(j―1)×Vr2/j]に制御(減速制御)する(制御回数j=1,2,…,j:自然数)[図28(c)参照]。
図29の第1交換時・線速度パターンテーブルTB6において、制御手段37は、図27で説明したと同様に、D1,D2,D3,…,Di及び複数の区間加速線速度パターンδ51,δ52,δ53,…,δ5iに区画する。制御手段37は、第i番目の制御において、第i番目の区画加速線速度パターンδ5iに基づいて、巻取モータ26のモータ軸26A(又は巻出モータ25のモータ軸25A)の回転速度(回転数)を制御して、制御時間Spにおいて、巻取ロールR1の線速度(又はラベルロールR2の線速度)を、傾き(勾配)ar=(Vy/Sr)に沿って線速度値V=[(i−1)×Vr3/i]から線速度値V=[(i×Vr3)/i]に制御(加速制御)する(制御回数i=1,2,…,i:自然数)[図30(a)参照]。
また、制御手段37は、図27で説明したと同様に、複数の減速制御区間E1,E2,E3,…,Ej及び複数の区間減速線速度パターンδ91,δ92,δ93,…,δ9jに区画する。制御手段37は、第j番目の制御において、第j番目の区間減速線速度パターンδ9jに基づいて、巻取モータ26のモータ軸26A(又は巻出モータ25のモータ軸25A)の回転速度(回転数)を制御して、制御時間Sqにおいて、巻取ロールR1の線速度(又はラベルロールR2の線速度)を、傾き(勾配)av=−(Vy/Sv)に沿って線速度値V=[Vr3−(j×Vr3)/j]から線速度値V=[Vr3−(j―1)×Vr3/j]に制御(減速制御)する(制御回数j=1,2,…,j:自然数)[図30(b)参照]。
図31の第1交換時・線速度パターンテーブルTB6において、制御手段37は、図27で説明したと同様に、D1,D2,D3,…,Di及び複数の区間加速線速度パターンδ51,δ52,δ53,…,δ5iに区画する。制御手段37は、第i番目の制御において、第i番目の区画加速線速度パターンδ5iに基づいて、巻取モータ26のモータ軸26A(又は巻出モータ25のモータ軸25A)の回転速度(回転数)を制御して、制御時間Spにおいて、巻取ロールR1の線速度(又はラベルロールR2の線速度)を、傾き(勾配)ar=(Vy/Sr)に沿って線速度値V=[(i−1)×Vr1/i]から線速度値V=[(i×Vr1)/i]に制御(加速制御)する(制御回数i=1,2,…,i:自然数)[図31(b)参照]。
また、制御手段37は、図27で説明したと同様に、複数の減速制御区間E1,E2,E3,…,Ej及び複数の区間減速線速度パターンδ91,δ92,δ93,…,δ9jに区画する。制御手段37は、第j番目の制御において、第j番目の区間減速線速度パターンδ9jに基づいて、巻取モータ26のモータ軸26A(又は巻出モータ25のモータ軸25A)の回転速度(回転数)を制御して、制御時間Sqにおいて、巻取ロールR1の線速度(又はラベルロールR2の線速度)を、傾き(勾配)av=−(Vy/Sv)に沿って線速度値V=[Vr1−(j×Vr1)/j]から線速度値V=[Vr1−(j―1)×Vr1/j]に制御(減速制御)する(制御回数j=1,2,…,j:自然数)[図31(c)参照]。
交差点パルス数(−ωq1)は、加速線速度パターンδ5aの一次関数:V=(Vx/Sk)×Qから式(H)により算出する。
第1切換パルス総数Xqxは、位置パルス総数Xq及び交差点パルス数(−ωq1)とすると、Xqx=Xq−ωq1である。
また、制御手段37は、位置パルス総数Xq及び交差点パルス数(−ωq2)に基づいて、第2切換パルス総数Xqyを算出する(図48:ST408)。
第2切換パルス総数Xqyは、位置パルス総数Xq及び交差点パルス数(−ωq2)とすると、Xqy=Xq−ωq2である。
制御手段37は、例えば、図27の第1交換時・線速度パターンテーブルTB6を作成(設定)し、第1交換時・線速度パターンテーブルTB6、第1及び第2切換パルス総数Xqx,Xqyを記憶手段35に記憶する(図48:ST409)。
なお、図31の第1交換時・線速度パターンテーブルTB6では、交差点パルス数(−ωq1)を算出し、位置パルス総数Xq及び交換パルス数(−ωq1)に基づいて、第1切換パルス総数Xqxを算出する(第2切換パルス総数Xqyは算出しない)。
制御手段37は、第1交換時・定速線速度パターンテーブルTB6等を記憶すると(図48:ST409)、制御回数i,jについて、「i→0(零)」及び「j→0(零)」を設定する(図50:ST440)。
また、制御手段37は、巻出モータ25及び巻取モータ26に逆回転起動バイアス電圧を出力する(図50:ST441)。
これにより、巻出モータ25のモータ軸25A、及び巻取モータ26のモータ軸26Aは、逆回転起動バイアス電圧により静摩擦トルクに抗して逆回転する。
制御手段37は、ラベル位置検出エンコーダ29のパルスqfを入力することにより、ラベルシートRSの搬送開始を検出する。
制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(加速制御)して、巻取ロールR1の第1交換時・線速度V1を第1目標線速度値Vy1まで加速する。
また、制御手段37は、巻取モータ26の加速制御と並行して、巻出モータ25Aの回転トルクを第1交換時・制御トルク値Tm2に制御する。
第1交換時・線速度V1(第1目標線速度Vy1)とは、巻取ロールR1から送戻され、及びラベルロールR2に巻戻される、ラベルシートRSの送戻速度である。
続いて、制御手段37は、制御回数(i=1)に基づいて、第1番目(i=1)の区間加速線速度パターンδ51を第1交換時・線速度パターンテーブルTB6から読出し、及び線加速度値arを記憶手段35から読み出す(図51:ST455)。
制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計数し、及び巻出回転角パルスカウンタ44にてパルスq2を巻出回転パルス数Xqdとして計数する。
なお、制御手段37は、ラベル回転パルス数Xqf及び巻出回転パルス数Xqdを読出すと、各パルスカウンタ43,44をリセット(零クリア)する。
第1交換時・ラベルシート送戻量dM(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dM=Lr×Xqfである。なお、ラベルシート送戻量dMは、測定時間dsについて、巻取ロールR1からラベルロールR2に戻されるラベルシート量である。
第1交換時・回転角dθ2(rad)は、1パルス回転角θ2a及び巻出回転パルス数Xqdとすると、dθ2=θ2a×Xqdである。
また、制御手段37は、第1交換時・ラベルシート送戻量dM及び第1交換時・回転角dθ2に基づいて、測定時間dsについて、ラベルロールR2の第1交換時・外径半径r2aを算出する。
第1交換時・外径半径r2a(m)は、第1交換時・ラベルシート送戻量dM及び第1交換時・回転角dθ2とすると、r2a=dM/dθ2である。
第1交換時・角加速度α2(rad/s2)は、式(J)により算出する。
第1交換時・回転数W2a(rpm)は、式(K)により算出する。
制御手段37は、補正トルク値関数fM(rev)を記憶手段35から読出し、第1交換時・回転数W2a及び補正トルク値関数fM(rev)に基づいて、補正トルク値Ta2を算出する(図51:ST457)。
第1交換時・補正トルク値Ta2(N・m)は、補正トルク値関数fM(rev)の数式(A)において、「W」に第1交換時・回転数W2aを代入して算出する。
制御手段37は、目標張力値Fを記憶手段35から読出し、目標張力値F及び第1交換時・外径半径r2aに基づいて、第1交換時・張力発生トルク値Tb2を算出する(図51:ST458)。
第1交換時・張力発生トルク値Tb2(N・m)は、式(i)により算出する。
先ず、制御手段37は、ラベルロール密度ρ、ラベルロール幅h、及びラベルロールR2の内径半径r3を記憶手段35から読出し、ラベルロール密度ρ、ラベルロール幅h、ラベルロールR2の内径半径r3、第1交換時・ラベルシート送戻量dM及び第1交換時・回転角dθ2に基づいて、第1交換時・ラベルロール軸の慣性モーメントIbを算出する。
第1交換時・ラベルロール軸の慣性モーメントIb(kg・m2)は、式(iii)により算出する。
第1交換時・ラベルロール加減速トルク値Tc2(N・m)は、式(ii)により算出する。
制御手段37は、巻出モータ25の慣性モーメントM0bを記憶手段35から読出し、慣性モーメントM0b及び第1交換時・角加速度α2に基づいて、第1交換時・巻出モータ加減速トルク値Td2を算出する(図52:ST460)。
第1交換時・巻出モータ加減速トルク値Td2(N・m)は、式(iv)により算出する。
制御手段37は、ラベルロール密度ρ、ラベルロール幅h、巻出モータ25の初期摩擦トルク値T0b及び摩擦係数μを記憶手段35から読出し、ラベルロール密度ρ、ラベルロール幅h、初期摩擦トルク値T0b、摩擦係数μ及び第1交換時・外径半径r2a(ラベルロールR2の外径半径)に基づいて、ラベルロール摩擦トルク値Te2を算出する(図52:ST461)。
ラベルロール摩擦トルク値Te2(N・m)は、式(v)により算出する。
制御手段37は、算出した各トルク値Ta2,Tb2,Tc2,Td2,Te2に基づいて、第1交換時・制御トルク値Tm2を演算する(図52:ST462)。
第1交換時・制御トルク値Tm2(N・m)は、式(vi)により、各トルク値Ta2〜Te2を演算(加算)する。
このとき、制御手段37は、第1番目(i=1)の加速線速度パターンδ51の傾き(勾配)arに沿った加速電圧値を算出(又は、加速電圧値に変換)し、加速電圧を巻取モータ26に出力して、制御時間Spにおいて、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(加速制御)する。
また、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を制御して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを第1交換時・制御トルク値Tm2に制御する(図52:ST464)。
このとき、制御手段37は、第1交換時・制御トルク値Tm2に対応する加速トルク電圧値を算出(又は、加速トルク電圧値に変換)し、加速トルク電圧を巻出モータ25に出力して、制御時間Spにおいて、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを第1交換時・制御トルク値Tm2に制御する。
また、制御手段37は、位置パルス総数Xqが第1切換パルス総数Xqx(Xq<Xqx)でなく(図52:ST466,No)、制御開始時間Sxを計時すると(図52:ST467,Yes)、制御回数iについて、「i→1+1(i=2)」を設定する(図51:ST454)。
続いて、制御手段37は、制御回数(i=2)に基づいて、第2番目(i=2)の区間加速線速度パターンδ52を第1交換時・線速度パターンテーブルTB6から読出し、及び線加速度値arを記憶手段35から読出す(図51:ST455)。
制御手段37は、線加速度arに基づいて、図51のST456を実行して、測定時間dsについて、ラベルロールR2の第1交換時・外径半径r2a、ラベルロールR2の第1交換時・角加速度α2、ラベルロールR2(巻出モータ25)の第1交換時・回転数W2aを算出する。
続いて、制御手段37は、第1交換時・回転数W2a、第1交換時・角加速度α2及び第1交換時・外径半径r2aに基づいて、図51及び図52のST457〜ST461を実行して、第1交換時・補正トルク値Ta2、第1交換時・張力発生トルク値Tb2、第1交換時・ラベルロール加減速トルク値Tc2、第1交換時・巻出モータ加減速トルク値Td2、及びラベルロール摩擦トルク値Te2を算出する。
第1交換時・補正トルク値Ta2は、補正トルク関数fM(rev)及び第1交換時・回転数W2aから算出し、第1交換時・張力発生トルク値Tb2は、式(i)により算出する。第1交換時・ラベルロール加減速トルク値Tc2は、式(ii)及び式(iii)により算出し、第1交換時・巻出モータ加減速トルク値Td2は、式(iv)により算出し、及び第1交換時・ラベルロール摩擦トルク値Te2は、式(v)により算出する。
制御手段37は、第1交換時・制御トルク値Tm2を式(vi)により演算する(図52:ST462)。
このとき、制御手段37は、第2番目(i=2)の区間加速線速度パターンδ52の傾き(勾配)arに沿った加速電圧値を算出(又は、加速電圧値に変換)し、制御時間Spにおいて、加速電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(加速制御)する。
また、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を制御して、制御時間Srにおいて、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを第1交換時・制御トルク値Tm2に制御する(図52:ST464)。
このとき、制御手段37は、第1交換時・制御トルク値Tm2に対応する加速トルク電圧値を算出(又は、加速トルク電圧値に変換)し、制御時間Srにおいて、加速トルク電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを制御する。
このとき、制御手段37は、制御回数i(i=1,2,3,…)に基づいて、第i番目(i=1,2,3,…)の区間加速度線速度パターンδ5kを第1交換時・線加速パターンテーブルTB6から読出し、巻出モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御して、制御時間Spにおいて、巻取ロールR1の第1交換時・線速度V2を、第i番目の区間加速線速度パターンδ5iの傾き(勾配)arに沿って線速度値V=[(i−1)×Vy1/i]から線速度値V=[(i×Vy1)/i]に制御(加速制御)する。
即ち、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を複数回制御して、巻取ロールR1の第1交換時・線速度V1を、各制御回の区間加速度線速度パターンδ51,δ52,δ53,…,δ5iの傾き(勾配)arに沿って段階的に加速して、最終的に第1交換時・線速度V1を第1目標線速度値Vy1にする。
また、制御手段37は、各制御回において、第1交換時・制御トルク値Tm2を演算し、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを第1交換時・制御トルク値Tm2に制御する。
制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御して、巻取ロールR1の第1交換時・線速度V1を第1目標線速度値Vy1(一定の線速度値)に制御する。
制御手段37は、巻取モータ26の定速制御と並行して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを第1交換時・制御トルク値Tm2(一定のトルク値)に制御する。
制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計数し、巻出回転角パルスカウンタ44にてパルスq2を巻出回転パルス数Xqdとして計数し、及び巻取回転角パルスカウンタ45にてパルスq1を巻取回転パルス数Xqtとして計数する。
第1交換時・ラベル送戻量dM(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dM=Lr×Xqfである。
第1交換時・回転角dθ1(rad)は、1パルス回転角θ1a及び巻取回転パルス数Xqtとすると、dθ1=θ1a×Xqtである。
第1交換時・外径半径r1a(m)は、第1交換時・ラベルシート送戻量dM及び第1交換時・回転角dθ1とすると、r1a=dM/dθ1である。
第1交換時・線速度V1(m/s)は、式(L)により算出する。
第1交換時・差分線速度値Vu(m/s)は、第1目標線速度値Vy1及び第1交換時・線速度V1とすると、Vu=Vy1−V1である。
第1交換時・差分線速度値Vuは、第1交換時・線速度V1が第1目標線速度値Vy1を超えないと(V1<Vy1)、正(プラス)の線速度値[以下、「プラス差分線速度(+Vu)」という]になる。
第1交換時・差分線速度値Vuは、第1交換時・線速度V1が第1目標線速度値Vy1を超えると(V1>Vy1)、負(マイナス)の線速度値(以下、「マイナス差分線速度(−Vu)」という)になる。
第1交換時・差分線速度値Vuは、第1交換時・線速度V1が第1目標線速度値Vy1であると、(V1=Vy1)、Vu=0(零)になる。
第1交換時・回転角dθ2(rad)は、第1交換時・回転角θ2a及び巻出回転パルス数Xqdとすると、dθ2=θ2a×Xqdである。
第1交換時・外径半径r2a(m)は、第1交換時・ラベルシート送戻量dM及び第1交換時・回転角dθ2とすると、r2a=dM/dθ2である。
なお、第1交換時・ラベル送戻量dMは、図53のST502にて算出している。
第1交換時・角加速度α2(rad/s2)は、式(M)により算出する。
第1交換時・回転数W2a(rpm)は、式(K)により算出する。
制御手段37は、補正トルク値関数fM(rev)を読出し、補正トルク値関数fM(rev)及び第1交換時・回転数W2aに基づいて、第1交換時・補正トルク値Ta2を算出する(図54:ST510)。第1交換時・補正トルク値Ta2は、補正トルク値関数fM(rev)の式(A)において、「W」に「W2a」を代入して算出する。
制御手段37は、第1交換時・加速トルク制御処理(図51及び52:ST458〜ST461)で説明したと同様に、式(i)乃至式(v)により、第1交換時・張力発生トルク値Tb2、第1交換時・ラベルロール加減速トルク値Tc2、第1交換時・巻出モータ加減速トルク値Td2、及び第1交換時・ラベルロール摩擦トルク値Te2を算出する(図54及び図55:ST511〜ST514)。
また、制御手段37は、算出した各トルク値Ta2,Tb2,Tc2,Td2,Te2に基づいて、第1交換時・制御トルク値Tm2を演算する(図55:ST515)。
第1交換時・制御トルク値Tm2は、式(vi)により、各トルク値Ta2〜Te2を演算(加算)する。
このとき、制御手段37は、第1交換時・差分線速度値Vuに対応する差分速電圧値を算出(又は、差分速電圧値に変換)し、差分速電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度を制御(加速制御又は減速制御)する。
制御手段37は、プラス差分線速度値(+Vu)であると、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を加速して、巻取ロールR1の第1交換時・線速度V1を第1目標線速度値Vy1(一定の線速度)にする。
制御手段37は、マイナス差分線速度値(−Vu)であると、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を減速して、巻取ロールR1の第1交換時・線速度V1を第1目標線速度値Vy1(一定の線速度)にする。
制御手段37は、第1交換時・差分線速度値Vu=0(零)であると、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転を制御しない。
また、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を制御して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを第1交換時・制御トルク値Tm2(一定のトルク値)に制御する(図55:ST517)。
このとき、制御手段37は、第1交換時・制御トルク値Tm2に対応する定速トルク電圧値を算出(又は、定速トルク電圧値に変換)し、定速トルク電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを制御する。
また、制御手段37は、図53乃至図55のST502〜ST518を繰返し実行して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを第1交換時・制御トルク値Tm2(一定のトルク値)に制御する。
であると(図55:ST519,Yes)、第1交換時・減速トルク制御処理を実行する。
制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(減速制御)して、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転を停止する。
また、制御手段37は、巻取モータ26の減速制御と並行して、巻出モータ25のモータ回転軸25Aの回転トルクを第1交換時・制御トルク値Tm2に制御しつつ、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を停止する。
制御手段37は、制御開始時間Sxを制御開始計時タイマ46で計時し、及び測定時間dsを測定計時タイマ47にて計時する。
また、制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計時し、及び巻出回転角パルスカウンタ44にてパルスq2を巻出回転パルス数Xqdとして計時する。
なお、制御手段37は、ラベル回転パルス数Xqf及び巻出回転パルス数Xqdを読出すと、各パルスカウンタ43,44をリセット(零クリア)する。
第1交換時・ラベルシート送戻量dM(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dM=Lr×Xqfである。
第1交換時・回転角dθ2(rad)は、1パルス回転角θ2a及び巻出回転パルス数Xqdとすると、dθ2=θ2a×Xqdである。
第1交換時・外径半径r2a(m)は、第1交換時・ラベルシート送戻量dM及び第1交換時・回転角dθ2とすると、r2a=dM/dθ2である。
第1交換時・角加速度α2(rad/s2)は、式(N)により算出する。
第1交換時・回転数W2a(rpm)は、式(K)により算出する。
制御手段37は、補正トルク値関数fM(rev)を読出し、補正トルク値関数fM(rev)及び第1交換時・回転数W2aに基づいて、第1交換時・補正トルク値Ta2を算出する(図56:ST554)。第1交換時・補正トルク値Ta2は、補正トルク値関数fM(rev)の式(A)において、「W」に「W2a」を代入して算出する。
制御手段37は、第1交換時・加速トルク制御処理(図51及び図52:ST458〜ST462)で説明したと同様に、式(i)乃至式(v)により、第1交換時・張力発生トルク値Tb2、第1交換時・ラベルロール加減速トルク値Tc2、第1交換時・巻出モータ加減速トルク値Td2、及び第1交換時・ラベルロール摩擦トルク値Te2を算出する(図56及び図57:ST555〜ST558)。
また、制御手段37は、算出した各トルク値Ta2,Tb2,Tc2,Td2,Te2に基づいて、第1交換時・制御トルク値Tm2を演算する(図57:ST559)。
第1交換時・制御トルク値Tm2は、式(vi)により、各トルク値Ta2〜Te2を演算(加算)する。
このとき、制御手段37は、第1番目の区間減速線速度パターンδ91の傾き(勾配)avに沿った減速電圧値を算出(又は、減速電圧値に変換)し、制御時間Sqにおいて、減速電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(減速制御)する。
また、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を制御して、制御時間Sqにおいて、巻出モータ25の回転トルクを第1交換時・制御トルク値Tm2に制御する(図57:ST561)。
このとき、制御手段37は、第1交換時・制御トルク値Tm2に対応する減速トルク電圧値を算出(又は、減速トルク電圧値に変換)し、減速トルク電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを制御する。
制御手段37は、加速度値avに基づいて、図56のST553を実行して、測定時間dsについて、ラベルロールR2の第1交換時・外径半径r2a、巻出モータ25のモータ軸25Aの第1交換時・角加速度α2、及び巻出モータ25のモータ軸25Aの第1交換時・回転数W2aを算出する。
続いて、制御手段37は、第1交換時・回転数W2a、第1交換時・角加速度α2及び第1交換時・外径半径r2aに基づいて、図56及び図57のST554〜ST558を実行して、第1交換時・補正トルク値Ta2、第1交換時・張力発生トルク値Tb2、第1交換時・ラベルロール加減速トルク値Tc2、第1交換時・巻出モータ加減速トルク値Td2、及びラベルロール摩擦トルク値Te2を算出する。
第1交換時・補正トルク値Ta2は、補正トルク値関数fM(rev)及び第1交換時・回転数W2aから算出し、第1交換時・張力発生トルク値Tb2は、式(i)により算出し、第1交換時・ラベルロール加減速トルク値Tc2は、式(ii)及び式(iii)により算出し、第1交換時・巻出モータ加減速トルク値Td2は、式(iv)により算出し、及び第1交換時・ラベルロール摩擦トルク値Te2は、式(v)により算出する。
制御手段37は、第1交換時・制御トルク値Tm2を式(vi)により演算する(図57:ST559)。
このとき、制御手段37は、第2番目の区間減速線速度パターンδ92の傾き(勾配)avに沿った減速電圧値を算出(又は、減速電圧値に変換)、制御時間Sqにおいて、減速電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(減速制御)する。
また、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を制御して、制御時間Sqにおいて、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを第1交換時・制御トルク値Tm2に制御する(図57:ST561)。
このとき、制御手段37は、制御回数j(j=1,2,3,…)に基づいて、第j番目(j=1,2,3,…)の区間減速線速度パターンδ9jを第1交換時・線減速パターンテーブルTB6から読出し、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御して、制御時間Sqにおいて、巻取ロールR1の第1交換時・線速度V1を、第j番目の区間減速線速度パターンδ9jの傾き(勾配)avに沿って線速度値V=[Vy1−(j−1)×Vy1/j]から線速度値V=[Vy1−n×Vy1/j]に制御(減速制御)する。
即ち、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を複数回制御して、巻取ロールR1の第1交換時・線速度V1を各制御回の区間減速線速度パターンδ91,δ92,δ93,…,δ9jの傾き(勾配)avに沿って段階的に減速して、最終的に第1交換時・線速度V1を零(V1=0)にする。
また、制御手段37は、各制御回において、第1交換時・制御トルク値Tm2を演算し、巻出モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを第1交換時・制御トルク値Tm2に制御する。
検査者は、不良ラベル交換ステーション10の中間点10Bに位置する被検査ラベルKSを不良・被検査ラベルNKSと認識し、ラベルシートKSの長尺台シートDSから不良・被検査ラベルNKSを取除いて、交換・被検査ラベルKSAに交換できる(図24参照)。
制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aを基準(モータ軸換算)として、補正トルク値関数fM(rev)にて補正トルク値Ta2を算出し、及び式(i)〜式(v)にて各トルク値Tb2,Tc2,Td2,Te2を算出して、制御トルク値Tm2としている。
理論上、巻出モータ25のモータ軸25Aを、式(i)の第1交換時・張力発生トルク値Tb2に制御すれば、ラベルシートRSの張力を目標張力値Fに制御できる。しかし、実際には、巻出モータ25のモータ軸25Aを逆回転すると、摩擦等に起因する損失トルクの影響を受け、式(i)の第1交換時・張力発生トルク値Tb2だけでは、ラベルシートRSの張力を目標張力値Fにできない。このため、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを制御する際に、損失となる各トルク値Ta2,Tc2,Td2,Te2を第1交換時・張力発生トルク値Tb2に加算して、第1交換時・制御トルク値Tm2を演算している。特に、各トルク値Tc2,Td2,Te2に加えて、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転数に起因する損失トルクを、第1交換時・補正トルク値Ta2として第1交換時・制御トルク値Tm2に加算しているため、ラベルシートRSの張力を目標張力値Fに精度良く制御できる。
以下、第2位置パターンの不良・被検査ラベルNKSの搬送について、図20、図24乃至図31、図49、図58乃至図65を参照して説明する。
制御手段37は、ラベル送戻パルス数(+τq)が許容パルス数σq[0(零)±γq]を超えていると(図49:ST415,Yes)、第2交換時・線速度パターンテーブルTB7を作成(設定)する(図49:ST416)。
先ず、制御手段37は、基準・線速度パターンテーブルTB5及び減速線速度パターンδ9を記憶手段35から読出す。
続いて、制御手段37は、第1位置パターンにおいて、図26乃至図31(図47:ST408)で説明したと同様に、ラベル送戻パルス数(+τq)、基準・線速度パターンテーブルTB5、及び減速線速度パターンδ9に基づいて、第2交換時・線速度パターンテーブルTB7を作成(設定)する。
制御手段37は、図20及び図26に示すように、各パルス数区間e1〜e3から、ラベル送戻パルス数(+τq)の属する1つのパルス数区間を選択し、及び選択したパルス数区間に基づいて、各定速線速度パターンδ6〜δ8から1つの定速線速度パターンを選択する。
続いて、制御手段37は、減速線速度パターンδ9をパルス数軸Bのラベル送戻パルス数(+τq)でパルス数軸Bに交差し、及び選択した定速線速度パターンに交差する(図26参照)。
制御手段37は、選択した定速線速度パターン、交差点fa及び「零点(0点)」間の加速線速度パターンデータδ5、及び交差点fb及びパルス数軸B間の減速線速度パターンδ9を抽出して、第2交換時・線速度パターンテーブルTB7を構成(作成)する(図26乃至図31参照)。
制御手段37は、図26乃至図31で説明したと同様に、第2交換時・線速度パターンテーブルTB7において、複数の加速制御区間D1,D2,D3,…,Di及び複数の区間加速線速度パターンδ51,δ52,δ53,…,δ5iに区画し、及び複数の減速制御区間E1,E2,E3,…,Ej及び複数の区間減速線速度パターンδ91,δ92,…,δ9jに区画する。
交差点パルス数ωq1,ωq2を算出する。
第1切換パルス総数Xqxは、位置パルス総数Xq及び交差点パルス数(+ωq1)とすると、Xqx=Xq+ωq1である。
また、制御手段37は、位置パルス総数Xq及び交差点パルス数(+ωq2)に基づいて、第2切換パルス総数Xqyを算出する(図49:ST417)。
第2切換パルス総数Xqyは、位置パルス総数Xq及び交差点パルス数(+ωq2)とすると、Xqy=Xq+ωq2である。
制御手段37は、例えば、図27で説明したと同様の第2交換時・線速度パターンテーブルTB7を作成(設定)して、第2交換時・線速度パターンテーブルTB7、第1及び第2切換パルス総数Xqx,Xqyを記憶手段35に記憶する(図49:ST418)。
制御手段37は、第2交換時・定速線速度パターンテーブルTB7等を記憶すると(図49:ST418)、制御回数i,jについて、「i→0(零)」及び「j→0(零)」を設定する(図58:ST640)。
また、制御手段37は、巻出モータ25及び巻取モータ26に正回転起動バイアス電圧を出力する(図58:ST641)。
これにより、巻出モータ25のモータ軸25A、及び巻取モータ26のモータ軸26Aは、正回転起動バイアス電圧により静摩擦トルクに抗して正回転する。
制御手段37は、ラベル位置検出エンコーダ29のパルスqfを入力することにより、ラベルシートRSの搬送開始を検出する。
制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(加速制御)して、ラベルロールR2の第2交換時・線速度V2を第1目標線速度値Vy1まで加速する。
また、制御手段37は、巻出モータ25の加速制御と並行して、巻取モータ26の回転トルクを第2交換時・制御トルク値Tm1に制御する。
続いて、制御手段37は、制御回数(i=1)に基づいて、第1番目(i=1)の区間加速線速度パターンδ51を第2交換時・線速度パターンテーブルTB7から読出し、及び線加速度値arを記憶手段35から読出す(図59:ST655)。
制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計数し、及び巻取回転角パルスカウンタ45にてパルスq1を巻取回転パルス数Xqtとして計数する。
なお、制御手段37は、ラベル回転パルス数Xqf及び巻取回転パルス数Xqtを読出すと、各パルスカウンタ43,45をリセット(零クリア)する。
第2交換時・ラベルシート送出量dL(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dL=Lr×Xqfである。
第2交換時・回転角dθ1(rad)は、1パルス回転角θ1a及び巻取回転パルス数Xqtとすると、dθ1=θ1a×Xqtである。
また、制御手段37は、第2交換時・ラベルシート送出量dL及び第2交換時・回転角dθ1に基づいて、測定時間dsについて、巻取ロールR1の第2交換時・外径半径r1aを算出する。
第2交換時・外径半径r1a(m)は、第2交換時・ラベルシート送出量dL及び第2交換時・回転角dθ1とすると、r1a=dL/dθ1である。
第2交換時・角加速度α1(rad/s2)は、式(Q)により算出する。
第1交換時・回転数W1a(rpm)は、式(C)により算出する。
制御手段37は、補正トルク値関数fM(rev)を読出し、補正トルク値関数fM(rev)及び第2交換時・回転数W1aに基づいて、第2交換時・補正トルク値Ta1を算出する(図59:ST657)。第2交換時・補正トルク値Ta1は、補正トルク値関数fM(rev)の式(A)において、「W」に「W1a」を代入して算出する。
制御手段37は、検査時・加速トルク制御処理(図38及び図39:ST258〜ST261)で説明したと同様に、式(1)乃至式(5)により、第2交換時・張力発生トルク値Tb1、第2交換時・巻取ロール加減速トルク値Tc1、第2交換時・巻取モータ加減速トルク値Td1、及び第2交換時・巻取ロール摩擦トルク値Te1を算出する(図59及び図60:ST658〜ST661)。
また、制御手段37は、算出した各トルク値Ta1,Tb1,Tc1,Td1,Te1に基づいて、第2交換時・制御トルク値Tm1を演算する(図60:ST662)。
第2交換時・制御トルク値Tm1は、式(6)により、各トルク値Ta1〜Te1を演算(加算)する。
このとき、制御手段37は、第1番目(i=1)の区間加速線速度パターンδ51の傾き(勾配)arに沿った加速電圧値を算出(又は、加速電圧値に変換)し、加速電圧を巻出モータ25に出力して、制御時間Spにおいて、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(加速制御)する。
また、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの正回転を制御して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを第2交換時・制御トルク値Tm1に制御する(図60:ST664)。
このとき、制御手段37は、第2交換時・制御トルク値Tm1に対応する加速トルク電圧値を算出(又は、加速トルク電圧値に変換)し、加速トルク電圧を巻取モータ26に出力して、制御時間Spにおいて、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを第2交換時・制御トルク値Tm1に制御する。
また、制御手段37は、位置パルス総数Xqが第1切換パルス総数Xqx(Xq<Xqx)でなく(図60:ST666,No)、制御開始時間Sxを計時すると(図60:ST667,Yes)、制御回数iについて、「i→1+1(i=2)」を設定する(図59:ST654)。
続いて、制御手段37は、制御回数(i=2)に基づいて、第2番目(i=2)の区間線速度パターンδ52及び線加速度値arを第2交換時・線速度パターンテーブルTB7から読出す(図59:ST655)。
制御手段37は、線加速度arに基づいて、図59のST656を実行して、測定時間dsについて、巻取ロールR21の第2交換時・外径半径r1a、巻取モータ26のモータ軸26Aの第2交換時・角加速度α1、巻取モータ26のモータ軸の第2交換時・回転数W1aを算出する。
続いて、制御手段37は、第2交換時・回転数W1a、第2交換時・角加速度α1及び第2交換時・外径半径r1aに基づいて、図59及び図60のST657〜ST661を実行して、第2交換時・補正トルク値Ta1、第2交換時・張力発生トルク値Tb1、第2交換時・巻取ロール加減速トルク値Tc1、第2交換時・巻取モータ加減速トルク値Td1、及び第2交換時・巻取ロール摩擦トルク値Te1を算出する。
第2交換時・補正トルク値Ta1は、補正トルク関数fM(rev)及び第2交換時・回転数W1aから算出し、第2交換時・張力発生トルク値Tb1は、式(1)により算出する。第2交換時・巻取ロール加減速トルク値Tc1は、式(2)及び式(3)により算出し、第2交換時・巻取モータ加減速トルク値Td1は、式(4)により算出し、及び第2交換時・巻取ロール摩擦トルク値Te1は、式(5)により算出する。
制御手段37は、第2交換時・制御トルク値Tm1を式(6)により演算する(図60:ST662)。
このとき、制御手段37は、第2番目(i=2)の区間線速度パターンδ52の傾き(勾配)arに沿った加速電圧値を算出(又は、加速電圧値に変換)し、制御時間Spにおいて、加速電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(加速制御)する。
また、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの正回転を制御して、制御時間Srにおいて、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを第2交換時・制御トルク値Tm1に制御する(図60:ST664)。
このとき、制御手段37は、第2交換時・制御トルク値Tm1に対応する加速トルク電圧値を算出(又は、加速トルク電圧値に変換)し、制御時間Srにおいて、加速トルク電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御する。
このとき、制御手段37は、制御回数i(i=1,2,3,…)に基づいて、第i番目(i=1,2,3,…)の区間加速度線速度パターンδ5iを第2交換時・線加速パターンテーブルTB7から読出し、巻取モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御して、制御時間Spにおいて、ラベルロールR2の第2交換時・線速度V2を、第i番目の区間加速線速度パターンδ5iの傾き(勾配)arに沿って線速度値V=[(i−1)×Vy1/i]から線速度値V=[(i×Vy1)/i]に制御(加速制御)する。
即ち、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を複数回制御して、ラベルロールR2の第2交換時・線速度V2を、各制御回の区間加速度線速度パターンδ51,δ52,δ53,…,δ5iの傾き(勾配)arに沿って段階的に加速して、最終的に第2交換時・線速度V2を第1目標線速度値Vy1にする。
また、制御手段37は、各制御回において、第2交換時・制御トルク値Tm2を演算し、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを第2交換時・制御トルク値Tm1に制御する。
制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御して、ラベルロールR2の第2交換時・線速度V2を第1目標線速度値Vy1(一定の線速度値)に制御する。
制御手段37は、巻出モータ25の定速制御と並行して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを第2交換時・制御トルク値Tm1(一定のトルク値)に制御する。
制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計数し、巻出回転角パルスカウンタ44にてパルスq2を巻出回転パルス数Xqdとして計数し、及び巻取回転角パルスカウンタ45にてパルスq1を巻取回転パルス数Xqtとして計数する。
第2交換時・ラベル送出量dL(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dL=Lr×Xqfである。
第2交換時・回転角dθ2(rad)は、1パルス回転角θ2a及び巻出回転パルス数Xqdとすると、dθ2=θ2a×Xqdである。
第2交換時・外径半径r2a(m)は、第2交換時・ラベルシート送出量dL及び第2交換時・回転角dθ2とすると、r2a=dL/dθ2である。
第2交換時・線速度V2(m/s)は、式(D)により算出する。
第2交換時・差分線速度値Vw(m/s)は、第1目標線速度値Vy1及び第2交換時・線速度V2とすると、Vw=Vy1−V2である。
第2交換時・差分線速度値Vwは、第2交換時・線速度V2が第1目標線速度値Vy1を超えないと(V2<Vy1)、正(プラス)の線速度値[以下、「プラス差分線速度(+Vw)」という]になる。
第2交換時・差分線速度値Vwは、第2交換時・線速度V2が第1目標線速度値Vy1を超えると(V2>Vy1)、負(マイナス)の線速度値(以下、「マイナス差分線速度(−Vw)」という)になる。
第2交換時・差分線速度値Vwは、第2交換時・線速度V2が第1目標線速度値Vy1であると、(V2=Vy1)、Vu=0(零)になる。
第2交換時・回転角dθ1(rad)は、1パルス回転角θ1a及び巻取回転パルス数Xqtとすると、dθ1=θ1a×Xqtである。
第2交換時・外径半径r1a(m)は、第2交換時・ラベルシート送出量dL及び第2交換時・回転角dθ1とすると、r1a=dL/dθ1である。
なお、第2交換時・ラベル送出量dLは、図59のST656にて算出している。
第2交換時・角加速度α1(rad/s2)は、式(E)により算出する。
第2交換時・回転数W1a(rpm)は、式(C)により算出する。
制御手段37は、補正トルク値関数fM(rev)を読出し、補正トルク値関数fM(rev)及び第2交換時・回転数W1aに基づいて、第2交換時・補正トルク値Ta1を算出する(図62:ST710)。第2交換時・補正トルク値Ta1は、補正トルク値関数fM(rev)の式(A)において、「W」に「W2a」を代入して算出する。
制御手段37は、検査時・加速トルク制御処理(図38及び図39:ST258〜ST261)で説明したと同様に、式(1)乃至式(5)により、第2交換時・張力発生トルク値Tb1、第2交換時・巻取ロール加減速トルク値Tc1、第2交換時・巻取モータ加減速トルク値Td1、及び第2交換時・巻取ロール摩擦トルク値Te1を算出する(図62及び図63:ST711〜ST714)。
また、制御手段37は、算出した各トルク値Ta1,Tb1,Tc1,Td1,Te1に基づいて、第2交換時・制御トルク値Tm1を演算する(図63:ST715)。
第2交換時・制御トルク値Tm1は、式(6)により、各トルク値Ta1〜Te1を演算(加算)する。
このとき、制御手段37は、第2交換時・差分線速度値Vwに対応する差分速電圧値を算出(又は、差分速電圧値に変換)し、差分速電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度を制御(加速制御又は減速制御)する。
制御手段37は、プラス差分線速度値(+Vw)であると、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を加速して、ラベルロールR2の第2交換時・線速度V2を第1目標線速度値Vy1(一定の線速度)にする。
制御手段37は、マイナス差分線速度値(−Vw)であると、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を減速して、ラベルロールR2の第2交換時・線速度V2を第1目標線速度値Vy1(一定の線速度)にする。
制御手段37は、第2交換時・差分線速度値Vw=0(零)であると、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を制御しない。
また、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの正回転を制御して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを第2交換時・制御トルク値Tm1(一定のトルク値)に制御する(図63:ST717)。
このとき、制御手段37は、第2交換時・制御トルク値Tm1に対応する定速トルク電圧値を算出(又は、定速トルク電圧値に変換)し、定速トルク電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御する。
また、制御手段37は、図61乃至図63のST702〜ST719を繰返し実行して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを第2交換時・制御トルク値Tm1(一定のトルク値)に制御する。
であると(図63:ST719,Yes)、第2交換時・減速トルク制御処理を実行する。
制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(減速制御)して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転を停止する。
また、制御手段37は、巻出モータ25の減速制御と並行して、巻取モータ26のモータ回転軸26Aの回転トルクを第2交換時・制御トルク値Tm1に制御しつつ、巻取モータ26のモータ軸26Aの正回転を停止する。
制御手段37は、制御開始時間Sxを制御開始計時タイマ46で計時し、及び測定時間dsを測定計時タイマ47にて計時する。
また、制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計時し、及び巻取回転角パルスカウンタ45にてパルスq2を巻出回転パルス数Xqtとして計時する。
なお、制御手段37は、ラベル回転パルス数Xqf及び巻取回転パルス数Xqtを読出すと、各パルスカウンタ43,45をリセット(零クリア)する。
第2交換時・ラベルシート送出量dL(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dL=Lr×Xqfである。
第2交換時・回転角dθ1(rad)は、1パルス回転角θ1a及び巻取回転パルス数Xqtとすると、dθ1=θ1a×Xqtである。
第2交換時・外径半径r1a(m)は、第2交換時・ラベルシート送出量dL及び第2交換時・回転角dθ1とすると、r1a=dL/dθ1である。
第2交換時・角加速度α1(rad/s2)は、式(R)により算出する。
第2交換時・回転数W1a(rpm)は、式(C)により算出する。
制御手段37は、補正トルク値関数fM(rev)を読出し、補正トルク値関数fM(rev)及び第2交換時・回転数W1aに基づいて、第2交換時・補正トルク値Ta1を算出する(図64:ST754)。第2交換時・補正トルク値Ta1は、補正トルク値関数fM(rev)の式(A)において、「W」に「W1a」を代入して算出する。
制御手段37は、検査時・加速トルク制御処理(図38及び図39:ST258〜ST261)で説明したと同様に、式(1)乃至式(5)により、第2交換時・張力発生トルク値Tb1、第2交換時・巻取ロール加減速トルク値Tc1、第2交換時・巻取モータ加減速トルク値Td1、及び第2交換時・巻取ロール摩擦トルク値Te1を算出する(図64及び図65:ST755〜ST758)。
また、制御手段37は、算出した各トルク値Ta1,Tb1,Tc1,Td1,Te1に基づいて、第2交換時・制御トルク値Tm1を演算する(図65:ST759)。
第2交換時・制御トルク値Tm1は、式(6)により、各トルク値Ta1〜Te1を演算(加算)する。
このとき、制御手段37は、第1番目の区間減速線速度パターンδ91の傾き(勾配)avに沿った減速電圧値を算出(又は、減速電圧値に変換)し、制御時間Sqにおいて、減速電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(減速制御)する。
また、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転を制御して、制御時間Sqにおいて、巻取モータ25の回転トルクを第2交換時・制御トルク値Tm1に制御する(図65:ST761)。
このとき、制御手段37は、第2交換時・制御トルク値Tm1に対応する減速トルク電圧値を算出(又は、減速トルク電圧値に変換)し、減速トルク電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御する。
制御手段37は、加速度値avに基づいて、図64のST753を実行して、測定時間dsについて、巻取ロールR1の第2交換時・外径半径r1a、巻取モータ26のモータ軸26Aの第2交換時・角加速度α1、及び巻取モータ26のモータ軸26Aの第2交換時・回転数W1aを算出する。
続いて、制御手段37は、第2交換時・回転数W1a、第2交換時・角加速度α1及び第2交換時・外径半径r1aに基づいて、図64及び図65のST754〜ST758を実行して、第2交換時・補正トルク値Ta1、第2交換時・張力発生トルク値Tb1、第2交換時・巻取ロール加減速トルク値Tc1、第2交換時・巻取モータ加減速トルク値Td1、及び第2交換時・巻取ロール摩擦トルク値Te1を算出する。
第2交換時・補正トルク値Ta1は、補正トルク値関数fM(rev)及び第2交換時・回転数W1aから算出し、第2交換時・張力発生トルク値Tb1は、式(1)により算出し、第2交換時・巻取ロール加減速トルク値Tc1は、式(2)及び式(3)により算出し、第2交換時・巻取モータ加減速トルク値Td1は、式(4)により算出し、及び第2交換時・巻取ロール摩擦トルク値Te1は、式(5)により算出する。
制御手段37は、第2交換時・制御トルク値Tm1を式(6)により演算する(図65:ST759)。
このとき、制御手段37は、第2番目の区間減速線速度パターンδ92の傾き(勾配)avに沿った減速電圧値を算出(又は、減速電圧値に変換)、制御時間Sqにおいて、減速電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御(減速制御)する。
また、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの正回転を制御して、制御時間Sqにおいて、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを第2交換時・制御トルク値Tm1に制御する(図65:ST761)。
このとき、制御手段37は、制御回数j(j=1,2,3,…)に基づいて、第j番目(j=1,2,3,…)の区間減速線速度パターンδ9jを第1交換時・線減速パターンテーブルTB6から読出し、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を制御して、制御時間Sqにおいて、ラベルロールR2の第2交換時・線速度V2を、第j番目の区間減速線速度パターンδ9jの傾き(勾配)avに沿って線速度値V=[Vy1−(j−1)×Vy1/j]から線速度値V=[Vy1−n×Vy1/j]に制御(減速制御)する。
即ち、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの正回転速度(正回転数)を複数回制御して、ラベルロールR2の第2交換時・線速度V2を各制御回の区間減速線速度パターンδ91,δ92,δ93,…,δ9jの傾き(勾配)avに沿って段階的に減速して、最終的に第2交換時・線速度V2を零(V1=0)にする。
また、制御手段37は、各制御回において、第2交換時・制御トルク値Tm1を演算し、巻取モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを第2交換時・制御トルク値Tm1に制御する。
これにより、不良・被検査ラベルNKSは、ラベル長中間点KSmを不良ラベル交換ステーション10の中間点10Bに位置することができる。
検査者は、不良ラベル交換ステーション10の中間点10Bに位置する被検査ラベルKSを不良・被検査ラベルNKSと認識し、ラベルシートKSの長尺台シートDSから不良・被検査ラベルNKSを取除いて、交換・被検査ラベルKSAに交換できる(図24参照)。
制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aを基準(モータ軸換算)として、補正トルク値関数fM(rev)にて補正トルク値Ta1を算出し、及び式(1)〜式(5)にて各トルク値Tb1,Tc1,Td1,Te1を算出して、制御トルク値Tm1としている。
理論上、巻取モータ26のモータ軸26Aを、式(1)の検査時・張力発生トルク値Tb1に制御すれば、ラベルシートRSの張力を目標張力値Fに制御できる。しかし、実際には、巻取モータ26のモータ軸26Aを正回転すると、摩擦等に起因する損失トルクの影響を受け、式(1)の第2交換時・張力発生トルク値Tb1だけでは、ラベルシートRSの張力を目標張力値Fにできない。このため、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを制御する際に、損失となる各トルク値Ta1,Tc1,Td1,Te1を第2交換時・張力発生トルク値Tb1に加算して、第2交換時・制御トルク値Tm1を演算している。特に、各トルク値Tc1,Td1,Te1に加えて、巻取モータ26のモータ軸26Aの回転数に起因する損失トルクを、第2交換時・補正トルク値Ta1として第2交換時・制御トルク値Tm1に加算しているため、ラベルシートRSの張力を目標張力値Fに精度良く制御できる。
なお、制御手段37は、中間位置パターンと判別すると(図47:ST405)、不良・被検査ラベルNKSが不良ラベル交換ステーション10の中間点10Bにあるので、各モータを回転しない。
以下、巻戻モード(ラベル検査再開準備モード)について、図1乃至図10、図20、図26乃至図32、図66乃至図74を参照して説明する。
先ず、制御手段37は、基準・線速度パターンテーブルTB5、及び減速線速度パターンδ9を記憶手段35から読出す。
続いて、制御手段37は、第1位置パターン(ラベル交換モード)において、図26乃至図31で説明したと同様に、交換距離パルス数εq,基準・線速度パターンテーブルTB5、及び減速線速度パターンδ9に基づいて、巻戻時・線速度パターンテーブルTB8を作成(設定)する。
制御手段37は、図20及び図26に示すように、各パルス数区画e1〜e3から、交換距離パルス数εqの属する1つのパルス数区間を選択し、選択したパルス数区間に基づいて、各定速線速度パターンδ6〜δ8から1つの定速線速度パターンを選択する。
続いて、制御手段37は、基準・線速度パターンテーブルTB5において、減速線速度パターンδ9をパルス数軸Bの交換距離パルス数εqでパルス数軸Bに交差し、及び選択した定速線速度パターンに交差する(図26参照)。
制御手段37は、選択した定速線速度パターン、交差点fa及び「零点(0点)」間の加速線速度パターンδ5、交差点fb及びパルス数軸B間の減速線速度パターンδ9を抽出して、巻戻時・線速度パターンテーブルTB8を構成(作成)する(図26乃至図31参照)。
制御手段37は、図26乃至図31で説明したと同様に、巻戻時・線速度パターンテーブルTB8において、複数の加速制御区間D1,D2,D3,…,Di及び複数の加速線速度パターンδ51,δ52,δ53,…,δ5iに区画し、及び複数の減速制御区間E1,E2,E3,…,Ej及び複数の減速線速度パターンδ91,δ92,…,δ9jに区画する。
制御手段37は、第1位置パターン(ラベル交換モード)で説明したと同様に、各交差点パルス数(−ωq1)=−(Sk/Vy)×V、(−ωq2)=−εq+(Sk/Vy)×Vについて、交換距離パルス数に属する各目標線速度を各式の「V」に代入して算出する。
続いて、制御手段37は、図25に示すように、ラベル長パルス数βqの半分値(βq/2)、及び各交差点パルス数(−ωq1)、(−ωq2)から、第1切換パルス総数Xqx=[Xq+(βq/2)]−ωq1、及び第2切換パルス総数Xqy=[Xq+(βq/2)]−ωq2を算出する(図66:ST804)。
制御手段37は、巻戻時・速線速度パターンテーブルTB8等を記憶すると(図66:ST405)、制御回数i,jについて、「i→0(零)」及び「j→0(零)」を設定する(図67:ST840)。
また、制御手段37は、巻出モータ25及び巻取モータ26に逆回転起動バイアス電圧を出力する(図67:ST841)。
これにより、巻出モータ25のモータ軸25A、及び巻取モータ26のモータ軸26Aは、逆回転起動バイアス電圧により静摩擦トルクに抗して逆回転する。
制御手段37は、ラベル位置検出エンコーダ29のパルスqfを入力することにより、ラベルシートRSの搬送開始を検出する。
制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(加速制御)して、巻取ロールR1の巻戻時・線速度V1を第3目標線速度値Vy3まで加速する。
また、制御手段37は、巻取モータ26の加速制御と並行して、巻出モータ25Aの回転トルクを巻戻時・制御トルク値Tm2に制御する。
巻戻時・線速度V1(第3目標線速度Vy3)とは、巻取ロールR1から送戻され、及びラベルロールR2に巻戻される、ラベルシートRSの送戻速度である。
続いて、制御手段37は、制御回数(i=1)に基づいて、第1番目(i=1)の区間加速線速度パターンδ51を巻戻時・線速度パターンテーブルTB8から読出し、及び線加速度値arを記憶手段35から読み出す(図68:ST855)。
制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計数し、及び巻出回転角パルスカウンタ44にてパルスq2を巻出回転パルス数Xqdとして計数する。
なお、制御手段37は、ラベル回転パルス数Xqf及び巻出回転パルス数Xqdを読出すと、各パルスカウンタ43,44をリセット(零クリア)する。
巻戻時・ラベルシート送戻量dM(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dM=Lr×Xqfである。
巻戻時・回転角dθ2(rad)は、1パルス回転角θ2a及び巻出回転パルス数Xqdとすると、dθ2=θ2a×Xqdである。
また、制御手段37は、巻戻時・ラベルシート送戻量dM及び巻戻時・回転角dθ2に基づいて、測定時間dsについて、ラベルロールR2の巻戻時・外径半径r2aを算出する。
巻戻時・外径半径r2a(m)は、巻戻時・ラベルシート送戻量dM及び巻戻時・回転角dθ2とすると、r2a=dM/dθ2である。
巻戻時・角加速度α2(rad/s2)は、式(J)により算出する。
巻戻時・回転数W2a(rpm)は、式(K)により算出する。
制御手段37は、補正トルク値関数fM(rev)を読出し、補正トルク値関数fM(rev)及び巻戻時・回転数W2aに基づいて、巻戻時・補正トルク値Ta2を算出する(図68:ST857)。巻戻時・補正トルク値Ta2は、補正トルク値関数fM(rev)の式(A)において、「W」に「W2a」を代入して算出する。
制御手段37は、第1交換時・加速トルク制御処理(図51及び52:ST457〜ST461)で説明したと同様に、式(i)乃至式(v)により、巻戻時・張力発生トルク値Tb2、巻戻時・ラベルロール加減速トルク値Tc2、巻戻時・巻出モータ加減速トルク値Td2、及び巻戻時・ラベルロール摩擦トルク値Te2を算出する(図68及び図69:ST858〜ST861)。
また、制御手段37は、算出した各トルク値Ta2,Tb2,Tc2,Td2,Te2に基づいて、巻戻時・制御トルク値Tm2を演算する(図69:ST862)。
巻戻時・制御トルク値Tm2は、式(vi)により、各トルク値Ta2〜Te2を演算(加算)する。
このとき、制御手段37は、第1番目(i=1)の区間加速線速度パターンδ51の傾き(勾配)arに沿った加速電圧値を算出(又は、加速電圧値に変換)し、加速電圧を巻取モータ26に出力して、制御時間Spにおいて、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(加速制御)する。
また、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を制御して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを巻戻時・制御トルク値Tm2に制御する(図69:ST864)。
このとき、制御手段37は、巻戻時・制御トルク値Tm2に対応する加速トルク電圧値を算出(又は、加速トルク電圧値に変換)し、加速トルク電圧を巻出モータ25に出力して、制御時間Spにおいて、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを巻戻時・制御トルク値Tm2に制御する。
また、制御手段37は、位置パルス総数Xqが第1切換パルス総数Xqx(Xq<Xqx)でなく(図69:ST866,No)、制御開始時間Sxを計時すると(図69:ST867,Yes)、制御回数iについて、「i→1+1(i=2)」を設定する(図68:ST854)。
続いて、制御手段37は、制御回数(i=2)に基づいて、第2番目(i=2)の区間線加速速度パターンδ52を巻戻時・線速度パターンテーブルTB8から読出し、及び線加速度値arを記憶手段35から読出す(図68:ST855)。
制御手段37は、線加速度arに基づいて、図68のST856を実行して、測定時間dsについて、ラベルロールR2の巻戻時・外径半径r2a、巻出モータ25のモータ軸25Aの巻戻時・角加速度α2、巻出モータ25のモータ軸25Aの巻戻時・回転数W2aを算出する。
続いて、制御手段37は、巻戻時・回転数W2a、巻戻時・角加速度α2及び巻戻時・外径半径r2aに基づいて、図68及び図69のST857〜ST861を実行して、巻戻時・補正トルク値Ta2、巻戻時・張力発生トルク値Tb2、巻戻時・ラベルロール加減速トルク値Tc2、巻戻換時・巻出モータ加減速トルク値Td2、及び巻戻時・ラベルロール摩擦トルク値Te2を算出する。
巻戻時・補正トルク値Ta2は、補正トルク関数fM(rev)及び巻戻時・回転数W2aから算出し、巻戻時・張力発生トルク値Tb2は、式(i)により算出する。巻戻時・ラベルロール加減速トルク値Tc2は、式(ii)及び式(iii)により算出し、巻戻時・巻出モータ加減速トルク値Td2は、式(iv)により算出し、及び巻戻時・ラベルロール摩擦トルク値Te2は、式(v)により算出する。
制御手段37は、巻戻時・制御トルク値Tm2を式(vi)により演算する(図69:ST862)。
このとき、制御手段37は、第2番目(i=2)の区間加速線速度パターンδ52の傾き(勾配)arに沿った加速電圧値を算出(又は、加速電圧値に変換)し、制御時間Spにおいて、加速電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(加速制御)する。
また、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を制御して、制御時間Srにおいて、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを巻戻時・制御トルク値Tm2に制御する(図69:ST864)。
このとき、制御手段37は、巻戻時・制御トルク値Tm2に対応する加速トルク電圧値を算出(又は、加速トルク電圧値に変換)し、制御時間Srにおいて、加速トルク電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを制御する。
このとき、制御手段37は、制御回数i(i=1,2,3,…)に基づいて、第i番目(i=1,2,3,…)の区間加速度線速度パターンδ5iを巻戻時・線加速パターンテーブルTB8から読出し、巻出モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御して、制御時間Spにおいて、巻取ロールR1の巻戻時・線速度V1を、第i番目の区間加速線速度パターンδ5iの傾き(勾配)arに沿って線速度値V=[(i−1)×Vy3/i]から線速度値V=[(i×Vy3)/i]に制御(加速制御)する。
即ち、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を複数回制御して、巻取ロールR1の巻戻時・線速度V2を、各制御回の区間加速度線速度パターンδ51,δ52,δ53,…,δ5iの傾き(勾配)arに沿って段階的に加速して、最終的に巻戻時・線速度V1を第3目標線速度値Vy3にする。
また、制御手段37は、各制御回において、巻戻時・制御トルク値Tm2を演算し、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを巻戻時・制御トルク値Tm2に制御する。
制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御して、巻取ロールR1の巻戻時・線速度V1を第3目標線速度値Vy3(一定の線速度値)に制御する。
制御手段37は、巻取モータ26の定速制御と並行して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを巻戻時・制御トルク値Tm2(一定のトルク値)に制御する。
制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計数し、巻出回転角パルスカウンタ44にてパルスq2を巻出回転パルス数Xqdとして計数し、及び巻取回転角パルスカウンタ45にてパルスq1を巻取回転パルス数Xqtとして計数する。
巻戻時・ラベル送戻量dM(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dM=Lr×Xqfである。
巻戻時・回転角dθ1(rad)は、1パルス回転角θ1a及び巻取回転パルス数Xqtとすると、dθ1=θ1a×Xqtである。
巻戻時・外径半径r1a(m)は、巻戻時・ラベルシート送戻量dM及び巻戻時・回転角dθ1とすると、r1a=dM/dθ1である。
巻戻時・線速度V1(m/s)は、式(L)により算出する。
巻戻時・差分線速度値Va(m/s)は、第3目標線速度値Vy3及び巻戻時・線速度V1とすると、Va=Vy3−V1である。
巻戻時・差分線速度値Vaは、巻戻時・線速度V1が第3目標線速度値Vy3を超えないと(V1<Vy3)、正(プラス)の線速度値[以下、「プラス差分線速度(+Va)」という]になる。
巻戻時・差分線速度値Vaは、巻戻時・線速度V1が第3目標線速度値Vy3を超えると(V1>Vy3)、負(マイナス)の線速度値(以下、「マイナス差分線速度(−Va)」という)になる。
巻戻時・差分線速度値Vaは、巻戻時・線速度V1が第3目標線速度値Vy3であると、(V1=Vy3)、Va=0(零)になる。
巻戻時・回転角dθ2(rad)は、巻戻時・回転角θ2a及び巻出回転パルス数Xqdとすると、dθ2=θ2a×Xqdである。
巻戻時・外径半径r2a(m)は、巻戻時・ラベルシート送戻量dM及び巻戻時・回転角dθ2とすると、r2a=dM/dθ2である。
なお、巻戻時・ラベル送戻量dMは、図70のST902にて算出している。
巻戻時・角加速度α2(rad/s2)は、式(M)により算出する。
巻戻時・回転数W2a(rpm)は、式(K)により算出する。
制御手段37は、補正トルク値関数fM(rev)を読出し、補正トルク値関数fM(rev)及び巻戻時・回転数W2aに基づいて、巻戻時・補正トルク値Ta2を算出する(図71:ST910)。巻戻時・補正トルク値Ta2は、補正トルク値関数fM(rev)の式(A)において、「W」に「W2a」を代入して算出する。
制御手段37は、第1交換時・加速トルク制御処理(図51及び52:ST458〜ST461)で説明したと同様に、式(i)乃至式(v)により、巻戻時・張力発生トルク値Tb2、巻戻時・ラベルロール加減速トルク値Tc2、巻戻時・巻出モータ加減速トルク値Td2、及び巻戻時・ラベルロール摩擦トルク値Te2を算出する(図71及び図72:ST911〜ST914)。
また、制御手段37は、算出した各トルク値Ta2,Tb2,Tc2,Td2,Te2に基づいて、巻戻時・制御トルク値Tm2を演算する(図72:ST915)。
巻戻時・制御トルク値Tm2は、式(vi)により、各トルク値Ta2〜Te2を演算(加算)する。
このとき、制御手段37は、巻戻時・差分線速度値Vaに対応する差分速電圧値を算出(又は、差分速電圧値に変換)し、差分速電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度を制御(加速制御又は減速制御)する。
制御手段37は、プラス差分線速度値(+Va)であると、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を加速して、巻取ロールR1の巻戻時・線速度V1を第3目標線速度値Vy3(一定の線速度)にする。
制御手段37は、マイナス差分線速度値(−Va)であると、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を減速して、巻取ロールR1の巻戻時・線速度V1を第3目標線速度値Vy3(一定の線速度)にする。
制御手段37は、巻戻時・差分線速度値Va=0(零)であると、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転を制御しない。
また、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を制御して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを巻戻時・制御トルク値Tm2(一定のトルク値)に制御する(図72:ST917)。
このとき、制御手段37は、巻戻時・制御トルク値Tm2に対応する定速トルク電圧値を算出(又は、定速トルク電圧値に変換)し、定速トルク電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを制御する。
また、制御手段37は、図70乃至図72のST902〜ST918を繰返し実行して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを巻戻時・制御トルク値Tm2(一定のトルク値)に制御する。
であると(図72:ST919,Yes)、巻戻時・減速トルク制御処理を実行する。
制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(減速制御)して、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転を停止する。
また、制御手段37は、巻取モータ26の減速制御と並行して、巻出モータ25のモータ回転軸25Aの回転トルクを巻戻時・制御トルク値Tm2に制御しつつ、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を停止する。
制御手段37は、制御開始時間Sxを制御開始計時タイマ46で計時し、及び測定時間dsを測定計時タイマ47にて計時する。
また、制御手段37は、測定時間dsの計時開始と同時に、ラベル回転角パルスカウンタ43にてパルスqfをラベル回転パルス数Xqfとして計時し、及び巻出回転角パルスカウンタ44にてパルスq2を巻出回転パルス数Xqdとして計時する。
なお、制御手段37は、ラベル回転パルス数Xqf及び巻出回転パルス数Xqdを読出すと、各パルスカウンタ43,44をリセット(零クリア)する。
巻戻時・ラベルシート送戻量dM(m)は、1パルス距離値Lr及びラベル回転パルス数Xqfとすると、dM=Lr×Xqfである。
巻戻時・回転角dθ2(rad)は、1パルス回転角θ2a及び巻出回転パルス数Xqdとすると、dθ2=θ2a×Xqdである。
巻戻時・外径半径r2a(m)は、巻戻時・ラベルシート送戻量dM及び巻戻時・回転角dθ2とすると、r2a=dM/dθ2である。
巻戻時・角加速度α2(rad/s2)は、式(N)により算出する。
巻戻時・回転数W2a(rpm)は、式(K)により算出する。
制御手段37は、補正トルク値関数fM(rev)を読出し、補正トルク値関数fM(rev)及び巻戻時・回転数W2aに基づいて、巻戻時・補正トルク値Ta2を算出する(図73:ST954)。巻戻時・補正トルク値Ta2は、補正トルク値関数fM(rev)の式(A)において、「W」に「W2a」を代入して算出する。
制御手段37は、第1交換時・加速トルク制御処理(図51及び図52:ST458〜ST462)で説明したと同様に、式(i)乃至式(v)により、巻戻時・張力発生トルク値Tb2、巻戻時・ラベルロール加減速トルク値Tc2、巻戻時・巻出モータ加減速トルク値Td2、及び巻戻時・ラベルロール摩擦トルク値Te2を算出する(図73及び図74:ST955〜ST958)。
また、制御手段37は、算出した各トルク値Ta2,Tb2,Tc2,Td2,Te2に基づいて、巻戻時・制御トルク値Tm2を演算する(図74:ST959)。
巻戻時・制御トルク値Tm2は、式(vi)により、各トルク値Ta2〜Te2を演算(加算)する。
このとき、制御手段37は、第1番目の区間減速線速度パターンδ91の傾き(勾配)avに沿った減速電圧値を算出(又は、減速電圧値に変換)し、制御時間Sqにおいて、減速電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(減速制御)する。
また、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を制御して、制御時間Sqにおいて、巻出モータ25の回転トルクを巻戻時・制御トルク値Tm2に制御する(図74:ST961)。
このとき、制御手段37は、巻戻時・制御トルク値Tm2に対応する減速トルク電圧値を算出(又は、減速トルク電圧値に変換)し、減速トルク電圧を巻出モータ25に出力して、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを制御する。
制御手段37は、加速度値avに基づいて、図73のST953を実行して、測定時間dsについて、ラベルロールR2の巻戻時・外径半径r2a、巻出モータ25のモータ軸25Aの巻戻時・角加速度α2、及び巻出モータ25のモータ軸25Aの巻戻時・回転数W2aを算出する。
続いて、制御手段37は、巻戻時・回転数W2a、巻戻時・角加速度α2及び巻戻時・外径半径r2aに基づいて、図73及び図74のST955〜ST958を実行して、巻戻時・補正トルク値Ta2、巻戻時・張力発生トルク値Tb2、巻戻時・ラベルロール加減速トルク値Tc2、巻戻時・巻出モータ加減速トルク値Td2、及び巻戻時・ラベルロール摩擦トルク値Te2を算出する。
巻戻時・補正トルク値Ta2は、補正トルク値関数fM(rev)及び巻戻時・回転数W2aから算出し、巻戻時・張力発生トルク値Tb2は、式(i)により算出し、巻戻時・ラベルロール加減速トルク値Tc2は、式(ii)及び式(iii)により算出し、巻戻時・巻出モータ加減速トルク値Td2は、式(iv)により算出し、及び巻戻時・ラベルロール摩擦トルク値Te2は、式(v)により算出する。
制御手段37は、巻戻時・制御トルク値Tm2を式(vi)により演算する(図74:ST959)。
このとき、制御手段37は、第2番目の区間減速線速度パターンδ92の傾き(勾配)avに沿った減速電圧値を算出(又は、減速電圧値に変換)し、制御時間Sqにおいて、減速電圧を巻取モータ26に出力して、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御(減速制御)する。
また、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの逆回転を制御して、制御時間Sqにおいて、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを巻戻時・制御トルク値Tm2に制御する(図74:ST961)。
このとき、制御手段37は、制御回数j(j=1,2,3,…)に基づいて、第j番目(j=1,2,3,…)の区間減速線速度パターンδ9jを巻戻時・線減速パターンテーブルTB8から読出し、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を制御して、制御時間Sqにおいて、巻取ロールR1の第1交換時・線速度V1を、第j番目の区間減速線速度パターンδ9jの傾き(勾配)avに沿って線速度値V=[Vy3−(j−1)×Vy3/j]から線速度値V=[Vy3−j×Vy1/j]に制御(減速制御)する。
即ち、制御手段37は、巻取モータ26のモータ軸26Aの逆回転速度(逆回転数)を複数回制御して、巻取ロールR1の巻戻時・線速度V1を各制御回の区間減速線速度パターンδ91,δ92,δ93,…,δ9jの傾き(勾配)avに沿って段階的に減速して、最終的に巻戻時・線速度V1を零(V1=0)にする。
また、制御手段37は、各制御回において、巻戻時・制御トルク値Tm2を演算し、巻出モータ26のモータ軸26Aの回転トルクを巻戻時・制御トルク値Tm2に制御する。
このとき、交換・被検査ラベルKSpは、図32に示すように、ラベル端KSaをラベル検査手段9(投光器18及び受光器19)より案内ローラ5側(ラベルロールR2側)の検査再開位置に位置する。
制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aを基準(モータ軸換算)として、補正トルク値関数fM(rev)にて補正トルク値Ta2を算出し、及び式(i)〜式(v)にて各トルク値Tb2,Tc2,Td2,Te2を算出して、制御トルク値Tm2としている。
理論上、巻出モータ25のモータ軸25Aを、式(i)の巻戻時・張力発生トルク値Tb2に制御すれば、ラベルシートRSの張力を目標張力値Fに制御できる。しかし、実際には、巻出モータ25のモータ軸25Aを逆回転すると、摩擦等に起因する損失トルクの影響を受け、式(i)の巻戻時・張力発生トルク値Tb2だけでは、ラベルシートRSの張力を目標張力値Fにできない。このため、制御手段37は、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転トルクを制御する際に、損失となる各トルク値Ta2,Tc2,Td2,Te2を巻戻換時・張力発生トルク値Tb2に加算して、巻戻時・制御トルク値Tm2を演算している。特に、各トルク値Tc2,Td2,Te2に加えて、巻出モータ25のモータ軸25Aの回転数に起因する損失トルクを、巻戻時・補正トルク値Ta2として巻戻時・制御トルク値Tm2に加算しているため、ラベルシートRSの張力を目標張力値Fに精度良く制御できる。
測定時間dsにおいて、巻取ロールR1の外径半径r1aの変化は、微量であるので、一定とみなすことで、検査時・定速トルク制御処理、及び第2交換時・定速トルク制御処理の巻取モータ26のモータ軸26Aの各トルク制御において、巻取ロールR1(モータ軸26A)の角加速度α1=0とみなせる。
これにより、検査時・定速トルク制御処理、及び第2交換時・定速トルク制御処理では、式(2)及び式(4)のα1=0となり、実質的に、巻取ロール加減速トルク値Tc1=0、及び巻取モータ加減速トルク値Td1=0である。
このことから、検査時・制御トルク値Tm1(又は第2交換時・制御トルク値Tm1)は、補正トルク値Ta1、張力発生トルク値Tb1及び巻取ロール摩擦トルク値Te1を加算して演算することもできる。
また、第1交換時・定速トルク制御処理、及び巻戻時・定速トルク制御処理の巻出モータ25のモータ軸25Aのトルク制御においても、ラベルロールR2(モータ軸25A)の角加速度α2=0とみなせる。
これにより、第1交換時・定速トルク制御処理、及び巻戻時・定速トルク制御処理では、式(ii)及び式(vi)のα2=0となり、実質的に、ラベルロール加減速トルク値Tc2=0、及び巻出モータ加減速トルク値Td2=0である。
このことから、第1交換時・制御トルク値Tm2(又は巻戻時・制御トルク値Tm2)は、補正トルク値Ta2、張力発生トルク値Tb2及びラベルロール摩擦トルク値Te2を加算して演算することもできる。
ラベルロール検査機Xは、巻出モータ25及び巻取モータ26を同一として、同一の補正トルク値関数fM(rev)を用いて、補正トルク値Ta1を算出することについて説明したが、これに限定されず、出力などの相異するモータを用いても良い。この場合、モータ25,26毎に、図17に示すように、各回転トルク値T及び最大回転数Wの関係を実測して、補正トルク値関数fM(rev)を設定する。
制御手段37は、ラベル検査モードで説明したと同様に、巻取モータ26のモータ軸26Aの検査時・回転角dθ1(又は、第2交換時・回転角dθ1)、及び検査時・ラベルシート送出量dL(又は、第2交換時・ラベル送出量dL)を算出する。続いて、制御手段37は、減速比(1/z)を記憶手段35から読出し、減速比(1/z)における、巻取ロールR1の検査時・外径半径r1a(m)を式(S)により算出する。
不良ラベル交換モードにおいて、減速比(1/z)における第2交換時・外径半径r1aも同様に算出する。
式(S)で算出した外径半径r1aを、式(7)に代入して、減速比(1/z)における張力発生トルク値Tb1を算出する。
不良ラベル交換モードにおいて、減速比(1/z)における第2交換時・張力発生トルク値Tb1も同様に算出する。
不良ラベル交換モードにおいて、減速比(1/z)における第2交換時・巻取ロール加減速トルク値Tc1も同様に算出する。
不良ラベル交換モードにおいて、減速比(1/z)における第2交換時・制御トルク値Tm1も同様に算出する。
巻戻モードにおいて、減速比(1/z)における巻戻時・外径半径r2aも同様に算出する。
式(T)で算出した外径半径r1aを、式(vii)に代入して、減速比(1/z)における張力発生トルク値Tb2を算出する。
巻戻モードにおいて、減速比(1/z)における巻戻時・張力発生トルク値Tb2も同様に算出する。
巻戻モードにおいて、減速比1/zにおける巻戻時・ラベルロール加減速トルク値Tc2も同様に算出する。
巻戻モードにおいて、減速比(1/z)における巻戻時・ラベルロール摩擦トルク値Te2も同様に算出する。
巻戻モードにおいて、減速比(1/z)における巻戻時・制御トルク値Tm2も同様に算出する。
R1 巻取ロール
R2 ラベルロール
DS 長尺台シート
RS ラベルシート
KS 被検査ラベル
KSD 被検査ラベル画像データ
MSD 基準ラベル画像データ
2 巻出側回動軸
3 巻取側回動軸
9 撮像手段
25 巻出モータ
25A モータ軸
26 巻取モータ
26A モータ軸
30 制御装置
35 記憶手段
37 制御手段
Claims (3)
- 長尺台シートと、前記長尺台シートの長手方向に間隔を隔てて並列され、前記長尺台シート表面に貼着される複数枚の被検査ラベルを有するラベルシートで構成され、前記ラベルシートをロール巻きしたラベルロールについて、前記ラベルロールの前記被検査ラベルの良否を判別するラベルロール検査機であって、
前記ラベルロールを保持し、正回転にて前記ラベルロールから前記ラベルシートを送出す巻出側回動軸と、
正回転にて前記ラベルロールから送出される前記ラベルシートを巻取ロールに巻取る巻取側回動軸と、
前記巻出回動軸に連結されるモータ軸を有し、前記巻出側回動軸を回動する巻出モータと、
前記巻取回動軸に連結されるモータ軸を有し、前記巻取側回動軸を回動する巻取モータと、
前記ラベルシートの前記各被検査ラベルを撮像し、前記各被検査ラベルの被検査ラベル画像データを出力する撮像手段と、
前記被検査ラベルに対する検査用の基準ラベル画像データを記憶する記憶手段を有し、ラベル検査モードにおいて、前記各被検査ラベル画像データ及び前記基準ラベル画像データを比較して、前記各被検査ラベルの良否を判別する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記ラベル検査モードにおいて、
前記巻出モータのモータ軸を正回転し、前記巻出モータのモータ軸の正回転速度を制御して、前記ラベルロールの線速度を目標線速度値に制御し、
前記巻取モータのモータ軸を正回転し、前記巻取モータのモータ軸の回転トルクを制御して、前記ラベルロールから送出されるラベルシートの張力を目標張力値に制御する
ことを特徴とするラベルロール検査機。 - 前記ラベルシートを案内する案内ローラと、
前記案内ローラの回転角を検出して、前記制御装置に位置パルスを出力するラベル位置検出エンコーダと、
前記巻取モータのモータ軸の回転角を検出して、前記制御装置に巻取側パルスを出力する巻取側検出エンコーダと、
を備え、
前記制御装置は、
測定時間dsについて、前記巻取側検出エンコーダの巻取側パルスを巻取回転パルス数として計数し、巻取側パルスの1パルス回転角θ1a及び巻取回転パルス数に基づいて、前記巻取モータのモータ軸の回転角dθ1を算出し、
前記測定時間dsについて、前記ラベル位置検出エンコーダの位置パルスをラベル回転パルス数として計数し、位置パルスの1パルス回転角θfa、前記案内ローラの外径半径rg、及びラベル回転パルス数に基づいて、前記ラベルシートの送出量dLを算出し、
前記巻取モータのモータ軸の回転角dθ1、前記測定時間ds、及び前記ラベルシートの送出量dLに基づいて、前記巻取ロールの外径半径r1a、前記巻取モータのモータ軸の角加速度α1及び前記巻取モータのモータ軸の回転数W1aを算出し、
前記巻取モータのモータ軸の無負荷において、各回転トルク値で前記巻取モータのモータ軸を回転した時に得られる最大回転数値と各回転トルク値との関係を示す補正トルク値関数fM(rev)、及び前記巻取モータのモータ軸の回転数W1aに基づいて、補正トルク値Ta1を算出し、
目標張力値F及び前記巻取ロールの外径半径r1aに基づいて、張力発生トルク値Tb1を下記式(1)により演算し、
前記巻出モータを除く回転体の慣性モーメントI0a、巻取ロール軸の慣性モーメントIa、巻取ロール幅h、巻取ロール密度ρ、巻取ロールの内径半径r0、前記ラベルシートの送出量dL、前記巻取モータのモータ軸の回転角dθ1及び前記巻取モータのモータ軸の角加速度α1に基づいて、巻取ロール加減速トルク値Tc1を下記式(2)及び式(3)により算出し、
前記巻取モータの慣性モーメントM0a及び前記巻取モータのモータ軸の角加速度α1に基づいて、巻取モータ加減速トルク値Td1を下記式(4)により演算し、
摩擦係数μ、巻取ロール密度ρ、巻取ロール幅h、前記巻取モータの初期摩擦トルク値T0a及び前記巻取ロールの外径半径r1aに基づいて、巻取ロール摩擦トルク値Te1を下記式(5)により算出し、
制御トルク値Tm1を下記式(6)により演算し、
前記巻取モータのモータ軸の回転トルクを前記制御トルク値Tm1に制御する
ことを特徴とする請求項1に記載のラベルロール検査機。
- 前記ラベルシートを案内する案内ローラと、
前記案内ローラの回転角を検出して、前記制御装置に位置パルスを出力するラベル位置検出エンコーダと、
前記巻出モータのモータ軸の回転角を検出して、前記制御装置に巻出側パルスを出力する巻出側検出エンコーダと
を備え、
前記制御装置は、
測定時間dsについて、前記ラベル位置検出エンコーダの位置パルスをラベル回転パルス数として計数し、位置パルスの1パルス回転角θfa、前記案内ローラの外径半径rg及び前記ラベル回転パルス数に基づいて、前記ラベルシートの送出量dLを算出し、
前記測定時間dsについて、前記巻出側検出エンコーダの巻出側パルスを巻出回転パルス数として計数し、巻出側パルスの1パルス回転角θ2a及び前記巻出回転パルス数に基づいて、前記巻出モータのモータ軸の回転角dθ2を算出し、
前記ラベルシートの送出量dL、及び前記巻出モータのモータ軸の回転角dθ2に基づいて、前記ラベルロールの外径半径r2aを算出し、
前記巻出モータのモータ軸の回転角dθ2、前記ラベルロールの外径半径r2a及び前記測定時間dsに基づいて、前記ラベルロールの線速度V2を算出し、
前記ラベルロールの線速度V2及び前記目標線速度値Vxの差分線速度値Vsを算出し、
前記差分線速度値Vsに基づき、前記巻出モータのモータ軸の回転速度を制御して、前記ラベルロールの線速度V2を前記目標線速度値Vxに制御する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のラベルロール検査機。
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