JP2921142B2 - 定位置操作装置 - Google Patents

定位置操作装置

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JP2921142B2
JP2921142B2 JP3034321A JP3432191A JP2921142B2 JP 2921142 B2 JP2921142 B2 JP 2921142B2 JP 3034321 A JP3034321 A JP 3034321A JP 3432191 A JP3432191 A JP 3432191A JP 2921142 B2 JP2921142 B2 JP 2921142B2
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多一郎 福田
泰次 寺野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、操作装置と被操作体と
の相対的位置を適正に制御するための定位置操作装置に
関し、特に、搬送される鋼材、鋼管等の外面に品名等の
文字、符号を長手方向に周期的に印字する場合、又は該
鋼材等の切断等の加工を周期的に実施する場合におい
て、鋼材等と印字装置又は切断装置等との相対的位置関
係を最適に制御して、印字、切断等の操作が適切に行え
るようにするための定位置操作装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来例の定位置操作装置は、例えば実公
昭61ー23400号公報に定位置印字装置として記載
されており、該定位置印字装置は、転送ローラにより搬
送される鋼材に所定の文字を印字するために設けられた
印字ローラの印字開始点対応位置に識別マークを設け、
該印字ローラの識別マークを検出して該マークの位置が
印字開始点となるように印字ローラを初期設定し、更に
鋼材が所定の初期位置に搬送された事を検出すると、そ
の時点から転送ローラと印字ローラとが同期して回転駆
動されるように制御する事ができるように構成されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
従来例の定位置印字装置は、初期設定手段を採用する事
により印字開始位置の不揃いが解消されるものである
が、以下のような問題点を有していた。ドラムタイプの
印字装置を例として、印字装置が2つ配置されている場
合を考えると、両方の印字装置の初期設定が行われたと
しても、これらの装置が機械的に連結されて一体の装置
として構成されていない限り、駆動中にこれらの回転同
期をとる事は困難であり、また、機械的連結が採用され
ているとしても各装置の特性により、実際の駆動中に同
期ズレが生じてしまう場合があった。また、印字装置が
複数配置されている場合のみならず単一で配置されてい
る場合においても、印字装置の初期位置を1サイクル毎
に機械的に検出設定しているため、長時間の初期設定時
間をサイクル毎に必要とし、従って1サイクルタイムが
長くなってしまい、更には印字にかかるまでに相対位置
のずれが生じてしまう場合があった。
【0004】本発明は上記のような問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的とするところは、印字装置等の
操作装置を鋼材等の被操作体の移動に同期して駆動でき
るようにして、被操作体の所定の位置に適切な操作が周
期的に実行できるようにするための定位置操作制御装置
を提供する事である。
【0005】上記目的を達成するために、本発明におけ
る、搬送される被操作体に該操作体上の所定の開始位置
から長手方向に周期的動作パターンの操作を実現する定
位置操作装置においては、被操作体の長手方向に配置さ
れ、被操作体を長手方向に分割した部分の操作をそれぞ
れ受け持って周期的動作を実行する複数の操作ユニット
と、被操作体の搬送速度、及び被操作体上の開始位置の
移動を経時的に検出して、搬送速度信号及び操作開始位
置信号を出力する第1の検出手段と、複数の操作ユニッ
トの周期的動作を経時的に検出して、それぞれの動作位
相信号を出力する第2の検出手段と、第1及び第2の検
出手段に接続され、搬送速度信号及び動作位相信号に基
づいて、各操作ユニットの操作周期を被操作体の搬送に
同期させるよう制御し、かつ操作開始位置信号に基づい
て被操作体上の開始位置が操作を開始すべき所定の位置
にあることを検出したときに、全ての操作ユニットに同
時に操作実行指令を発生して被操作体への操作を実行さ
せるよう制御する制御手段とを備えていることを特徴と
している。
【0006】
【実施例】図1には、本発明の一実施例である定位置操
作装置が、鋼材全面に適宜の周期的パターンを印字する
場合を例にして示されており、該図において、1は鋼
材、2A及び2Bは印字ドラム、3は搬送テーブル、4は
搬送速度/位置センサ、5A及び5Bは印字ドラム回転角
センサ、6は同期検出器、7は印字ドラム駆動用比例制
御盤、8A及び8Bはインバータ、9A及び9Bは印字ドラ
ム駆動用モータ、10A及び10Bはクラッチ、11A
び11Bはギアである。
【0007】それぞれの印字ドラム2A及び2Bはその周
囲面に、例えば図2に示されるような周期的な印字パタ
ーンを具備しており、またこれらの2つのドラムは、図
3に示されるように、鋼材1の上方に所定の距離(図3
においては、ドラムの9/8回転分=9π/4に相当す
る距離)離間して配置されている。
【0008】搬送速度/位置センサ4は、搬送テーブル
3により搬送される鋼材1の搬送速度を検出すると共
に、鋼材1上の印字開始点Pの位置を検出するためのセ
ンサであり、搬送テーブル3を構成するローラの回転に
同期してパルスを発生するパルスジェネレータで構成さ
れ、そのパルス出力信号は印字ドラム駆動用比例制御盤
7に供給される。なお、搬送速度は、発生されたパルス
の周期に反比例(周波数に比例)するものであり、また
印字開始点Pの位置は、搬送テーブル3上の基準点Oを
印字開始点Pが通過した時点以降に発生されるパルスの
数に比例するものであるから、比例制御盤7においてパ
ルス周期(又は周波数)及びパルス数を検出する事によ
り、搬送速度及び印字開始点の位置が得られるものであ
る。
【0009】一方、印字ドラム回転角センサ5A及び5B
は、シンクロ発信器で構成されており、ドラムが1回転
すると1回転してドラムの回転角(0〜2π)に応じた
周期的電圧出力信号(0〜10V)を同期検出器6に供
給する。
【0010】同期検出器6は、図4に示されるように、
A/D変換器61A及び61B、減算器62及び63、メ
モリ64、リミッタ65、D/A変換器66、PB/B
CD変換器67、表示器68で構成されている。A/D
変換器61A及び61Bは、回転角センサ5A及び5Bから
の電圧信号が入力され、所定のサンプリングタイミング
でこれらの入力信号をデイジタル値に変換し、減算器6
2は、これらの変換器からの信号の差を演算し、2つの
印字ドラムの回転角の位相差を表す信号を出力する。
【0011】メモリ64は、2つの印字ドラム間で保持
すべき回転位相差をあらかじめ記憶するためのものであ
り、該保持すべき位相差について説明すると、図3に示
される例においては、2つの印字ドラム2A及び2B上の
印字パターンは、その周囲方向にπ/2の周期性を有す
るものであり、かつ該2つのドラムは9π/4に相当す
る距離だけ離れて配置されている。そしてこの場合、こ
れらの2つのドラムにより鋼材1に不規則部分がない周
期的な印字パターンを形成するためには、2つのドラム
の回転位相差は、π/4、3π/4、5π/4又は7π
/4を保持する必要があるので、図3に示される例にお
いては、メモリにこれらの位相差を記憶する。そして、
減算器62で得られた位相差に最も近似する値をメモリ
64から選択し、減算器62からの位相差から該選択さ
れた値を減算器63において減算し、減算器63から0
〜π/4の範囲内の位相差ズレ信号を出力する。
【0012】なお、印字パターンが上記のようにπ/2
の周期性を有し、2つの印字ドラムが上記と相違して1
0π/4(=10/8回転)に相当する距離離れて配置
されている場合には、メモリに記憶すべき位相差は、
0、π/2、π、3π/2となる。従ってこれを一般的
に言うと、印字パターンの周期がωの場合、2つの印字
ドラムがNω(N;正の整数)に相当する距離離れてい
る場合にはメモリ記憶される位相差はnω(ただし、n
=0、1、2、… であり、nω<2π)であり、(2
N+1)ω/2(N;正の整数)に相当する距離離れて
いる場合には記憶される位相差は(2n+1)ω/2
(ただし、n=0、1、2、… であり、(2n+1)
ω/2<2π)となり、印字パターンの周期及び2つの
印字ドラム間の距離を考慮して、メモリに記憶する位相
差を決定する必要がある。
【0013】減算器63からは、上記したように0〜π
/4の範囲内の不所望の位相差ズレ量を表す信号が出力
され、該信号はリミッタ65を介してD/A変換器66
に供給される。そこで該位相差ズレ量はアナログ信号に
変換されて比例制御盤7に供給される。
【0014】なお、リミッタ65は、減算器63からの
信号が表すズレ量が大きい場合に、それに応じて印字ド
ラム2Bが回転速度を急激に変化してしまう事を防止し
て装置を安定駆動するためのものであり、必要に応じて
具備されるものである。またPB/BCD変換器67及
び表示器68は、減算器63によって得られたズレ量を
可視的に表示するためのものであるが、これも必要に応
じて具備されるものである。
【0015】比例制御盤7においては、同期検出器6内
のD/A変換器66からのズレ量を表す信号に基づき、
モータ9Bを加速又は減速駆動する制御信号をインバー
タ8Bを介して供給し、印字ドラム2Bの回転が印字ドラ
ム2Aの回転に対して所定の位相差(メモリ64に記憶
された)を保持して回転するように回転速度の調整を行
う。なお、一般にはクラッチをオフにした状態では、そ
れぞれの印字ドラムのマーク位置、即ち回転角度は制御
不可能であるが、上記同期検出器6によりクラッチをオ
フにした状態でも位相差ズレ量が検出されているので、
クラッチをオンすると直ちにそのズレ量がゼロとなるよ
う補正することができ、印字開始前の待機状態において
もこれらの印字ドラムの回転同期が調整される。
【0016】更に比例制御盤7においては、搬送速度/
位置センサ4からのパルス信号に基づき、上記したよう
に鋼材1の搬送速度を検出すると共に鋼材の印字開始点
の位置を経時的に検出し、印字開始前の印字待機中に、
該検出された印字開始点の位置及び搬送速度に基づきモ
ータ9Aを加速又は減速駆動する制御信号をインバータ
Aを介して出力し、鋼材の搬送速度及び位相に回転ド
ラム2Aの回転が同期するよう制御する。従って、この
ような待機中の一連の動作により、印字ドラム2A、2B
は、ほぼ一定の位相差(0を含む)を保持しつつ、鋼材
1の搬送に同期して回転されることになる。
【0017】このような状態で、比例制御盤7が鋼材の
印字開始点Pが印字ドラム2Aの直下に達したことを検
出すると、比例制御盤7は印字制御装置(不図示)に供
給し、それにより印字が開始される。印字開始後におい
ても待機状態と同様に、印字ドラム2Aの回転速度が鋼
材1の搬送速度に追従するように制御され、かつ印字ド
ラム2Bがドラム2Aに対して一定の位相差を保持しつつ
回転するよう制御されるので、鋼材1への印字パターン
が規則正しく形成される。
【0018】上記実施例においては、回転角センサ
A、5Bとして印字ドラムの1回転を1周期とする信号
を発生するシンクロ発信器を用いたが、該センサをドラ
ムの1/4回転を1周期とする信号を発生する4極の電
気的回転検出器で構成すれば、同期検出器6における位
相差記憶用のメモリ64及び減算器63を具備する必要
がないことは明らかであろう。また、上記実施例におい
ては、印字ドラムを2つ設けた実施例について説明した
が、3以上の印字ドラムを用いた場合でも、印字ドラム
上の印字パターンの周期及び印字ドラム相互の配置距離
を考慮して上記と同様に構成すれば、不連続部分が実質
的に存在しない周期的な印字パターンが鋼材1上に形成
でき、更には鋼材1の搬送速度を検出してその速度に応
じて印字ドラム2Aの回転速度を可変制御しているの
で、印字ドラムを1つだけ用いた場合でも、搬送速度の
変動に関係なく周期性が保持されたパターンが印字でき
る。
【0019】本発明は、印字装置に適用できるだけでは
なく、鋼材、鋼板等の切断加工装置、及び圧延加工装置
に適用でき、切断加工装置に適用すれば、シャー同期を
保つように制御できるので、切断ラップ代のコントロー
ルも自在となり、切断精度の向上が図られ、また圧延加
工装置に適用すれば、圧延ロールの定位置でのかみ込み
が可能となり、また圧延中のロールから鋼板に与える板
厚変動及びロールの接触位置を任意に制御できるため、
ロール摩耗の制御を可能にする事ができる。その他、同
期を必要とする操作装置の総てに本発明は適用できるも
のである。
【0020】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、被操作体の移動に対応して操作装置を同期駆動で
き、印字、加工等の種々の周期的操作を正確に行うこと
ができるという作用効果を奏する事ができるものであ
る。
【0021】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1に示された実施例に具備される印字ドラム
の周期的印字パターンの一例を示すパターン図である。
【図3】図1に示された実施例に具備される2つの印字
パターンの位置関係及び回転位相関係を示す説明図であ
る。
【図4】図1に示された実施例に具備される同期検出器
の具体的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 鋼材 7
比例制御盤 2A、2B 印字ドラム 8A、8B
インバータ 3 搬送テーブル 9A、9B
モータ 4 搬送速度/位置センサ 10A、1
B クラッチ 5A、5B 回転角センサ 11A、1
B ギア 6 同期検出器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41F 17/14 B41F 33/14 B26D 5/26 B65H 7/20 B65H 9/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送される被操作体に該操作体上の所定
    の開始位置から長手方向に周期的動作パターンの操作を
    実現する定位置操作装置において、 被操作体の長手方向に配置され、被操作体を長手方向に
    分割した部分の操作をそれぞれ受け持って周期的動作を
    実行する複数の操作ユニットと、 被操作体の搬送速度、及び被操作体上の開始位置の移動
    を経時的に検出して、搬送速度信号及び操作開始位置信
    号を出力する第1の検出手段と、 複数の操作ユニットの周期的動作を経時的に検出して、
    それぞれの動作位相信号を出力する第2の検出手段と、 第1及び第2の検出手段に接続され、搬送速度信号及び
    動作位相信号に基づいて、各操作ユニットの操作周期を
    被操作体の搬送に同期させるよう制御し、かつ操作開始
    位置信号に基づいて被操作体上の開始位置が操作を開始
    すべき所定の位置にあることを検出したときに、全ての
    操作ユニットに同時に操作実行指令を発生して被操作体
    への操作を実行させるよう制御する制御手段とを具備し
    ていることを特徴とする定位置操作装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の定位置操作装置におい
    て、 被操作体は鋼板であり、 複数の操作ユニットはそれぞれ、印字ドラムおよびその
    駆動モータであることを特徴とする定位置操作装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6123400U (ja) * 1984-07-19 1986-02-12 技術資源開発株式会社 多機能吹付けロボツト
JPH028938U (ja) * 1988-07-01 1990-01-19
JP2508829B2 (ja) * 1988-12-27 1996-06-19 凸版印刷株式会社 ウエブ印刷における見当合わせ方法

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