JP2548896Y2 - 同期位置決め装置 - Google Patents

同期位置決め装置

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JP2548896Y2
JP2548896Y2 JP1995009186U JP918695U JP2548896Y2 JP 2548896 Y2 JP2548896 Y2 JP 2548896Y2 JP 1995009186 U JP1995009186 U JP 1995009186U JP 918695 U JP918695 U JP 918695U JP 2548896 Y2 JP2548896 Y2 JP 2548896Y2
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忠勝 相田
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Fuji Electric Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は、各種モータの回転数
を制御する同期位置決め装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の同期位置決め装置としては従来
指令パルス周波数fpを一定の比率で出力電圧V0に、V0=
n×fp(nは変換比率)として変換するものが知られて
いる。この種の位置決め装置の適用例と動作とを図2お
よび図3を参照して説明する。図2はこの種の位置決め
装置の適用例としての走行切断装置のブロック図であ
る。
【0003】製品送りローラ11は原動軸モータ1により
駆動され、製品21を送り出す。またカッター12は従動軸
モータ3により駆動されて回転運動する。原動軸モータ
1にはインクリメンタルエンコーダ2が結合されてお
り、位置決め装置としてのF/V変換器13には、原動軸モ
ータ1に接続されているインクリメンタルエンコーダ2
から原動軸モータ1の回転数に応じた周波数fで指令パ
ルスが与えられる。F/V変換器13は、指令パルス周波数
fをV0に変換し、その出力によって従動軸モータ3を回
転させる。従動軸モータ3は原動軸モータ1に同期して
回転を行う。
【0004】以上の構成において、製品カット寸法を
L、単位時間あたりの製品カット数をM:製品送りロー
ラ半径をR1、カッタ刃先の動作半径をR2、カット寸法L
に相当するインクリメンタルエンコーダのパルス数を
N、原動軸モータの角速度をω1、従動軸モータの角速
度をω2、製品送り速度をv1、カッタ刃先の動作速度を
v2とすると、F/V 変換器13の指令パルス周波数fと出力
電圧V0との間に以下の関係が成立する。ただし、製品送
りローラ11は原動軸モータ1に、カッタ12は従動軸モー
タ3にそれぞれ直結されているものとする。
【0005】以上の条件により製品を1個切断するのに
要する周期Tは、
【0006】
【数1】
【0007】
【数2】
【0008】
【数3】 1式,3式より、
【0009】
【数4】 ところで、F/V 変換器13の出力電圧Vmaxの時の従動属モ
ータ3の角速度がω2max ならば、
【0010】
【数5】 の関係式が成立し、4式,5式より、
【0011】
【数6】 となる。F/V 変換器13の変換比率nは6式より、
【0012】
【数7】 となる。
【0013】
【考案が解決しようとする課題】ところが上述のような
F/V 変換器13のみを使用した従来の方式では、2式で示
されるように原動軸モータ1の角速度ω1は単位時間あ
たりのカット数M,カット寸法Lおよび製品送りローラ
11の半径により決まるが、一方従動軸モータ3の角速度
ω2は1式,3式から求められるように単位時間あたり
のカット数Mのみで決まるため、通常は原動軸モータ1
の角速度ω1と従動軸モータ3の角速度ω2とは等しく
ならない。
【0014】また、製品の送り速度v1とカッタ刃先の運
動速度v2とは、
【0015】
【数8】
【0016】
【数9】 となり、両者は図3に示すように通常は等しくないた
め、カット時において製品およびカッタにショックが発
生するという欠点があった。あるいは、ショックをなく
すためには8式,9式から示されるように製品送りロー
ラ11の半径あるいはカッタ12の動作半径をカット寸法が
変わる毎に適当なものに取りかえなければならないとい
う欠点があった。さらに6式および7式で示されるよう
に、カット寸法Lが変化すると指令パルス周波数fが変
化するが、従動軸モータ3の角速度ω2はカット数Mの
みに影響されるため、角速度ω2が変化しない、すなわ
ち、F/V 変換器13の出力電圧V0が変化しないようにその
F/V 変換器13の変換比率nを調整しなおさなければなら
ないという欠点があった。
【0017】そこで、本考案の目的は前述した従来装置
の欠点を除去し、従動側モータの角速度が従動負荷が製
品材料に接してから離れるまでの期間内において製品材
料の送り速度である原動軸モータの速度と一致するよう
にして、従動負荷が製品材料に処理を施す際のショック
をなくすとともに各設定値により自動的に同期比率が決
められるようにした同期位置決め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】上述の目的を達成するた
め本考案は、製品材料を送る原動用第1のモータと、前
記第1のモータで駆動される製品送りローラにより送り
される製品材料に回転運動によって周期的に接して該
製品材料に処理を施す従動負荷を駆動する第2のモータ
とを備え、単位時間あたりの前記従動負荷による製品材
料への処理数が、前記第1のモータの角速度と前記製品
材料送りローラの半径とを用いて求められる製品材料の
単位時間あたりの送り量を製品材料の処理寸法で除算す
ることにより定められ、前記従動負荷が製品材料に接し
てから離れるまでの期間内における前記従動負荷が製品
材料に接触する部分の速度を表す周速度を製品材料の送
り速度に同期させる同期位置決め装置において、前記第
1のモータの回転数に比例した周波数のパルスを出力す
るエンコーダと、前記従動負荷によって処理が施される
製品材料の処理寸法と、前記製品送りローラの半径と
前記第1のモータの1回転あたりの前記エンコーダから
のパルス数に基づいて製品材料を処理寸法だけ送る際に
発生する前記エンコーダからのパルス数を算出し、該算
出されたパルス数を最大値とする周期内に前記従動負荷
によって製品材料に処理が施されるように前記従動負荷
前記周速度が製品材料の送り速度に同期する運転パタ
ーンに対応する電圧を定める出力波形制御手段と、前記
出力波形制御手段から出力される運転パターンに対応
る電圧を前記エンコーダからのパルス周波数と前記最大
値との比により分圧して速度指令電圧として出力する周
波数−電圧変換手段とを有し、前記周波数−電圧変換手
段から出力される速度指令電圧により前記第2のモータ
の回転速度を制御することを特徴とする。
【0019】本考案においては、周波数−電圧変換手段
の変換比率を変化させることにより、従動負荷が製品材
料に接してから離れるまでの期間内に従動軸モータの同
期速度が原動軸モータの速度と一致するようになる。
【0020】
【考案の実施の形態】図1は本考案の構成にかかる機能
ブロック図である。原動軸モータに接続されているイン
クリメンタルエンコーダ2から原動軸モータ1の回転数
に応じた周波数で周波数−電圧変換手段22に指令パルス
が入力される。同時に指令パルスは出力波形制御手段23
にも入力される。出力波形制御手段23は、原動軸モータ
1の回転位置、すなわちインクリメンタルエンコーダ2
からの指令パルス数により決められた電圧を周波数−電
圧変換手段22に入力する。周波数−電圧変換手段22はイ
ンクリメンタルエンコーダ2からの指令パルス周波数を
電圧に変換するが、その変換比率を出力波形手段23から
の入力電圧値に応じて設定する。
【0021】
【実施例】図4はこの考案の実施例を示すものである。
原動軸モータ1に接続されているインクリメンタルエン
コーダ2からのパルスは指令パルスとして周波数/デジ
タル変換器32およびプリセッタブルカウンタ34に入力さ
れる。周波数/デジタル変換器32は入力指令パルスの周
波数に応じた値のデジタル信号を出力する。プリセッタ
ブルカウンタ34のカウント出力はデータセレクタ35を介
してランダムアクセスメモリ(RAM)36 のアドレスライン
に入力される。RAM36 のデータ出力は第1D/A 変換器37
によってアナログ電圧に変換され、第2D/A 変換器33の
REF 入力に入力される。第2D/A 変換器33は周波数/デ
ジタル変換器32からのデジタル信号をREF 入力端に入力
されたアナログ電圧に比例したアナログ電圧に変換して
従動軸モータ3 に入力する。マイクロコンピュータ31は
CPU41,図7に示すような制御手順を格納したROM42 およ
びデータの一時記憶等に使用するRAM43 を有する。この
マイクロコンピュータ31は、プリセッタブルカウンタ34
にプリセット値を設定し、またデータセレクタ35を切替
えてRAM36 に出力パターンを設定する。
【0022】なお、原動軸モータ1は図2に示す製品送
りローラ11に、従動軸モータ3は図2に示すカッタ12に
各々直結されているものとする。次に、本考案における
製品の走行切断動作を図7のフローチャートを参照して
説明する。なお、図7中のP1〜P7はフローチャートの各
ステップである。マイクロコンピュータ31はまずP2でカ
ット寸法L,製品送りローラ11の半径R1および原動軸モ
ータ1の1回転あたりのインクリメンタルエンコーダ2
からの指令パルス数から製品をカット寸法Lだけ送るの
に相当する指令パルス数Nを算出し、この指令パルス数
をP3でプリセット値としてプリセットカウンタ34に設定
する。次に、マイクロコンピュータ31はP4でプリセット
カウンタ34のカウント出力に対応するRAM36 の出力パタ
ーンを演算し、P5でデータセレクタ35をマイクロコンピ
ュータ31側に切替えて演算した出力パターンをRAM36 に
設定する。出力パターン(カッタ刃先運動速度)の例と
しては、図5に示す台形波形たは図6に示し正弦波形
などがある。マイクロコンピュータ31はP6でデータセレ
クタ35をプリセットカウンタ34側に切替えて処理を終了
する。
【0023】原動軸モータ1が回転して製品を送ると、
インクリメンタルエンコーダ2からの指令パルス信号が
周波数/デジタル変換器32およびプリセットカウンタ34
に入力される。周波数/デジタル変換器32は前記指令パ
ルス信号の周波数をデジタル値に変換する。また、プリ
セットカウンタ34は前記指令パルス信号のパルス数をカ
ウントしていく。プリセットカウンタ34のカウント出力
はデータセレクタ35を介してRAM36 のアドレスに入力さ
れ、カウント出力すなわち原動軸モータ1の角度位置に
対応して、マイクロコンピュータ31によって設定された
データがメモリRAM36 から第1D/A 変換器37に入力され
る。第1D/A 変換器37は前記RAM36 からのデータを電圧
に変換し、第2D/A 変換器33のREF 入力端に入力する第
2D/A 変換器33はREF 入力端に入力された信号の電圧
(REF 入力電圧)を前記周波数/デジタル変換器32から
のデータにより分圧し従動軸モータ3へ出力する。
【0024】第2D/A 変換器33におけるREF 入力電圧値
とデジタル入力値(周波数/デジタル変換器32からのデ
ータ)との関係は、Voutを電圧出力、Dinmaxをデジタル
入力最大値、Din をデジタル入力値、REFin をREF 入力
電圧とすると、次式で示される。
【0025】
【数10】 REF 入力電圧を例えば図5の台形波形あるいは図6の正
弦波形とすると、Voutも同様に変化する。その結果、1
サイクルのある時点、すなわちカッタ刃先が製品に接し
ている時点で製品速度とカッタ刃先の運動速度とを図5
および図6に示すように同期させることができる。ま
た、プリセットカウンタ34は製品のカット寸法Lに相当
するパルスをカウントする毎にプリセットさせるため、
従動軸モータ3は同じパターンの運動を繰り返す。
【0026】カットピッチがLからL’に変更された場
合、L’に相当するインクリメンタルエンコーダ2から
の指令パルス数N’は、
【0027】
【数11】 単位時間あたりのカット数Mが変わらないならば、周期
Tは変化せず指令パルス周波数f’は、
【0028】
【数12】 となる。指令パルス周波数fpと第2D/A 変換器33からの
平均出力電圧V0との関係式はV0=n×fp(nは変換比
率)であるので、カット寸法Lが変更されても周期Tの
間に従動軸モータ3は1回転する動作は変わらず、つま
りVoが変化してはならない。すなわち、変換比率n’
を、
【0029】
【数13】 とすればよい。
【0030】本実施例では10式で示されるように第2
D/A 変換器33のREF 入力電圧を変更すること、すなわち
RAM36 のパターンをマイクロコンピュータ31で演算, 再
設定することにより変換比率n’を容易に変更すること
ができる。
【0031】
【考案の効果】以上説明したようにこの考案によれば、
第1モータと第2モータの同期比率を順次変更していく
ことができ、任意の時点で必要とする同期速度での運転
が行える。また、周波数−電圧変換手段の変換比率を変
更することによって自動制御が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】この考案の構成を示す機能ブロック図
【図2】同期位置決め装置を使用したシステム例のブロ
ック図
【図3】従来の同期位置決め装置での同期パターンの例
を示す図
【図4】この考案の一実施例を示すブロック図
【図5】この考案の実施例である同期パターンの例を示
す図
【図6】この考案の実施例である異なる同期パターンの
例を示す図
【図7】この考案の実施例における制御手順を示すフロ
ーチャート
【符号の説明】
1 原動軸モータ 2 インクリメンタルエンコーダ 3 従動軸モータ 11 製品送りローラ 12 カッタ 13 位置決め装置 21 F/V 変換器 31 マイクロコンピュータ 32 周波数/デジタル変換器 33 D/A 変換器 34 プリセットカウンタ 35 データセレクタ 36 RAM 37 D/A 変換器 41 CPU 42 ROM 43 RAM

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】製品材料を送る原動用第1のモータと、 前記第1のモータで駆動される製品送りローラにより送
    り出される製品材料に回転運動によって周期的に接して
    該製品材料に処理を施す従動負荷を駆動する第2のモー
    タとを備え、 単位時間あたりの前記従動負荷による製品材料への処理
    数が、前記第1のモータの角速度と前記製品材料送りロ
    ーラの半径とを用いて求められる製品材料の単位時間あ
    たりの送り量を製品材料の処理寸法で除算することによ
    り定められ、 前記従動負荷が製品材料に接してから離れるまでの期間
    内における前記従動負荷が製品材料に接触する部分の速
    度を表す周速度を製品材料の送り速度に同期させる同期
    位置決め装置において、 前記第1のモータの回転数に比例した周波数のパルスを
    出力するエンコーダと、 前記従動負荷によって処理が施される製品材料の処理寸
    と、前記製品送りローラの半径と、前記第1のモータ
    の1回転あたりの前記エンコーダからのパルス数に基づ
    いて製品材料を処理寸法だけ送る際に発生する前記エン
    コーダからのパルス数を算出し、該算出されたパルス数
    を最大値とする周期内に前記従動負荷によって製品材料
    に処理が施されるように前記従動負荷の前記周速度が製
    品材料の送り速度に同期する運転パターンに対応する電
    圧を定める出力波形制御手段と、前記出力波形制御手段
    から出力される運転パターンに対応する電圧を前記エン
    コーダからのパルス周波数と前記最大値との比により分
    圧して速度指令電圧として出力する周波数−電圧変換手
    段とを有し、 前記周波数−電圧変換手段から出力される速度指令電圧
    により前記第2のモータの回転速度を制御することを特
    徴とする同期位置決め装置。
JP1995009186U 1995-08-31 1995-08-31 同期位置決め装置 Expired - Lifetime JP2548896Y2 (ja)

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