JP2930593B2 - テープ移送装置の制御装置 - Google Patents

テープ移送装置の制御装置

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JP2930593B2
JP2930593B2 JP63235163A JP23516388A JP2930593B2 JP 2930593 B2 JP2930593 B2 JP 2930593B2 JP 63235163 A JP63235163 A JP 63235163A JP 23516388 A JP23516388 A JP 23516388A JP 2930593 B2 JP2930593 B2 JP 2930593B2
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【発明の詳細な説明】 本発明は、リールからリールへテープ(例えば磁気テ
ープ)を直接移送する装置に係り、特にテープを高速で
高精度に搬送するのに好適なテープ移送装置の制御に関
する。
[従来の技術] 従来のテープ移送装置は、特開昭62−252561号に記載
のように、磁気テープを加速する期間におけるテープ張
力誤差を測定し、それを使って決定しかつ保持した補正
値でリール駆動モータ電流指令値の補正を行ってテープ
張力を所定値に制御する方式となっていた。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術は、テープ張力測定値を使用して、間接
的にモータ電流指令値を補正する方式であり、リール、
リール駆動モータ、そのための電力アンプ、張力セン
サ、テープ等の機構部諸要素の特性のばらつきに対して
考慮がなされていないため、これらのばらつきにより、
モータ電流指令値、補正値の演算過程において、誤った
モータ電流指令値を設定するという問題があった。さら
に、補正値を演算する過程が複雑であり処理時間が長く
なると云う制約があった。
本発明の目的は、リール駆動系の特性のばらつきを補
償するよう適切なモータ駆動指令の補正を行い、安定し
たテープ移送を行うことのできるようにすることであ
る。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明によるテープ移送装
置の制御装置は、一方のリールから巻出されたテープを
他方のリールに巻取るように夫々のリールを駆動するモ
ータへの夫々の電流指令を夫々のリールに巻かれたテー
プ径に基いて算出しテープ張力を制御するテープ移送装
置の制御装置において、テープの加速又は減速期間にお
ける少なくとも一方のモータに流れる電流を検出する動
作時電流検出手段と、テープ張力誤差を発生せしめない
各モータ電流指令値を算出する演算手段と、上記検出さ
れた動作時電流と上記算出された少なくとも一方のモー
タの電流指令値との電流誤差を求める手段と、求められ
た電流誤差が許容値を越えた場合に該電流誤差を許容値
内にするように次回のテープ移送時に用いる2つのリー
ル駆動用モータへの電流指令値を修正して記憶する手段
と、を備え、次の加速又は減速時における電流指令値を
補正するようにしたことを特徴とするものである。
[作用] 2つのリール駆動系の特性誤差、特に加減速時の過度
状態での特性のばらつきが安定なテープ走行を実現する
上でのネックとなるが、本発明では、テープの速度を変
更する加減速期間において、この期間内における夫々の
モータに流れるモータ電流を測定し、これとテープ張力
誤差がない状態の夫々のモータへの電流指令値との電流
誤差を求めている。そして少なくとも一方のモータの電
流誤差が許容値を越えた場合に該電流誤差を許容値内に
するように次回のテープ移送時に用いる2つのリール駆
動用モータへの電流指令値を修正することによって、安
定なテープ走行を実現することができる。
[実 施 例] 以下、本発明を具体的実施例に基づき詳細に説明す
る。
第1図は、本発明のテープ移送装置の一実施例を示す
ブロック構成図である。本装置は、真空カラムなどのテ
ープバッファを持たず、ディジタルコントローラ10が後
記のように決定するモータ駆動信号によりリール4,5駆
動用のモータ6,7を回転させ、磁気テープ1が、一方の
リールから送り出されて、所定速度で磁気ヘッド2を通
り、他方のリールに巻き取られるようにするものであ
る。
リールモータ6,7はそれぞれ電流増幅器からなる電力
アンプ14,15により駆動される。電力アンプ14,15の入力
はDA変換器11,12の出力である。DA変換器11,12は、ディ
ジタルコントローラ10から出力ポート19を経て、ディジ
タル信号を受け取り、これをアナログ信号に変換して電
力アンプ14,15に出力する。かくてディジタルコントロ
ーラ10は前記モータ6,7を制御し、磁気ヘッド2は磁気
テープ1に対するデータの読出しと書込みを行う。
モータ6,7には適当なエンコーダ8,9が取付けられてい
て、夫々1回転ごとにN個のパルスを発生し、その信号
n1,n2をディジタルコントローラ10の入力ポート20に送
る。モータ6,7のモータ電流はA/D変換器13に送られ、ア
ナログ信号をディジタル信号に変換され、その出力I1,I
2がディジタルコントローラ10の入力ポート20に送られ
る。
張力センサ3は、テープ張力の測定値を出力し、AD変
換器13に送る。AD変換器13はテープ張力の測定値をディ
ジタル信号に変換し、その出力fをディジタルコントロ
ーラ10の入力ポート20に送る。
ディジタルコントローラ10内には入力ポート20が設け
られており、外部から送られる信号I1,I2,n1,n2,fを受
けて演算器16に送る。演算器16は、ディジタルコントロ
ーラ10全体をコントロールする機能を有しており、リー
ルモータ6,7を駆動して、リール4,5を回転させ、磁気ヘ
ッド2を通過する時の磁気テープ1のテープ速度と張力
を所定の目標値に制御するためのモータ駆動指令を決定
する。
演算器16は、前記モータ駆動指令を決定するために必
要な制御パラメータを、入力ポート20から送られる入力
データと、予めROM(Read Only Memory)18内に記憶さ
れているモータ定数など機構定数を使用して演算する。
そして、その出力である各制御パラメータを、適当な時
間タイミングでRAM(Random Access Memory)17に送
り、制御パラメータの更新を行う。
次に、第1図に示した装置の動作を第2図を用いて説
明する。第2図は、ディジタルコントローラ10における
動作を示す動作フロー図である。
まず、第2図におけるステップF10の処理がされる。
これは、モータ電流指令を決めるのに必要な機構定数を
RAM17にROM18から設定するステップである。続いて、ス
テップF20に進み、ここで演算器16はリール4、リール
5に巻かれたテープの半径r1,r2及びモータ6,7の全イナ
ーシャJ1,J2(モータ自身、リール4,5、それに巻かれた
テープその他等、モータにかかる全イナーシャ)を演算
し記憶する。この半径のr1,r2演算は、どのようなアル
ゴリズムによって求めても良いが、ここでは次のように
して求めている。テープ張力が一定の条件のもとで巻取
リール4が1回転する間に巻取ったテープ長さは、供給
リール5が繰り出したテープ長さに等しいので下式
(1)が成立する。また、各リールに巻かれたテープ長
さの和は一定であり下式(2)が成立する。
ここに、r1:リール4に巻かれたテープ半径 r2:リール5に巻かれたテープ半径 n2:リール4が1回転する間にエンコーダ9
から出力するパルス数 N:エンコーダ8の1回転あたりのパルス数 r0:各リールのテープを巻かれていないとき
の半径 C0:定数 2つの式(1),(2)を解くと、各半径r1,r2は下
式(3),(4)のごとく、カウント値n2を変数として
決定することができる。
演算器16は、上記式(3),(4)の演算によって各
リールにおける半径r1,r2を演算する。この演算は入力
ポート20を介して入力されるエンコーダ8,9のパルスを
使って新しいカウント値n2が決定される毎に行われる。
この演算に必要なr0,C0,Nの定数(機構部データの一
部)は予めROM18に記憶しておく。
続いて、半径r1,r2を用いて、夫々のモータ6,7の全イ
ナーシャJ1,J2を演算する。モータ6,7の全イナーシャ
J1,J2は下式(5)から夫々得られる。
i=1:リール4及びモータ6から成るリール駆動系に関
するものを示す。
i=2:リール5及びモータ7から成るリール駆動系に関
するものを示す。
J0i:リールにテープが巻かれていない時のJiの値 ρ:テープの密度 w:テープの幅 演算器16は、ROM18内に予め記憶されている機構部デ
ータの中のJ01,J02,ρ,w,r0の値とRAM17内に記憶された
半径r1,r2のデータとを使用して、式(5)によりJ1,J2
を演算してその結果をRAM17に記憶する。この値は、半
径r1,r2が書き換えられる度に値が更新される。
続いて、ステップF30に進み、テープを静止状態から
目標速度まで加速するのに必要なモータ電流指令値IS1,
IS2を演算し、その結果をRAM17に記憶する。該指令値I
S1,IS2は下式(6)から得られる。速度viは式(7)か
ら得られる。
ここに、 i=1:モータ6に関するもの i=2:モータ7に関するもの Gi:機構部ゲイン定数 K1〜K3:ゲイン定数 vr:速度目標値 fr:張力目標値 vi:速度測定値 f:張力測定値 ここに、ti:エンコーダ8,9のパルス間隔時間で、該パ
ルス間隔時間は、入力ポート20からのパルス信号n1,n2
及びディジタルコントローラ10の内蔵タイマを用いて求
める。但し、i=1はエンコーダ8、i=2はエンコー
ダ9に関するものであることを示す。
I0i=GiK1(vr−vi) …(8) (i=1,2) また、ステップF60で使用するモータ電流指令値I01,I
02を式(8)で演算する。このモータ電流指令値I01,I
02はテープ張力誤差がゼロの場合に限り式(6)で定義
されるモータ電流指令値IS1,IS2と一致する。
演算器16は、ROM18内に予め記憶されているK1〜K3,
vr,fr,N,とステップF10,F80で処理されRAM17に記憶され
ている結果G1,G2と、ステップF20で処理されRAM17に記
憶されている結果r1,r2、t1,t2と、入力ポート20からの
信号fとを使って、式(6)〜式(8)により夫々のモ
ータ電流指令値を演算する。さらに、テープを走行状態
から静止状態に減速する場合のモータ電流指令値も式
(6)〜(8)により演算することができる。この場合
速度指令値vrとしては減速時の値が設定される。
続いて、ステップF40に進み、上記モータ電流指令値I
S1,IS2をモータ6,7に与えてテープを駆動する。続くス
テップF50では、テープの加速または減速時間における
夫々のリール駆動系のモータ電流I1,I2を検出しRAM17に
記憶する。
続いて、ステップF60に進み、ステップF30の式(8)
で演算したモータ電流指令値I01,I02をF50の処理で得た
モータ電流測定値I1,I2から夫々減算し、電流誤差ΔI1,
ΔI2を演算する。
続いて、ステップF70に進み、上記電流誤差ΔI1,ΔI2
が許容値を越えているか否かの判断を行う。この判断の
結果、許容値以下である場合は、ステップF30の式
(6)で決定したモータ電流指令IS1,IS2がテープ移送
に適した値であると判断し、それ以上の補正は行わな
い。しかし、許容値を越えている場合は、上記モータ電
流指令値IS1,IS2はテープ移送に不適な値であると判断
し、モータ電流指令値を決定するために用いた機構定数
を修正するためのステップF80の処理を行う。
ステップF80の処理は、ステップF50で得たモータ電流
測定値I1,I2を用いて機構定数を修正し記憶する処理で
ある。機構定数を修正する係数ε1は下式(9)で
得られる。
修正係数ε1は次のような理由で求められる。ス
テップF30の処理で式(6)により演算されるモータ電
流指令値IS1,IS2はテープ張力のフィードバック補償を
含むが、式(8)で演算されるモータ電流指令値I01,I
02には含まない。したがって、両者を比較するとテープ
張力誤差がある場合には夫々の値が相異なる。例えば、
テープをリール5からリール4へ送る際にテープ張力の
測定値fが目標値frより大きい場合には、モータ電流指
令値IS1はI01より値が小さく設定される。これは、式
(6)において張力誤差を縮少するためのフィードバッ
ク補償の結果である。この結果、モータ6の電流値I1
減少し、電流誤差ΔI1はΔI1<0となる。モータ6の電
流指令I01は正値であるから、修正係数εは式(9)
から1より小さい値として決定される。
次回以降のテープ動作において、モータ電流指令値を
演算する時、機構部ゲイン定数G1をε倍の値に修正す
ることにより、機構部ゲイン定数を実質的にその本来の
設計値と同等にした結果を得ることができる。以上、修
正係数εの導出過程を例にして説明したが、修正係数
εについても同様のステップで導出することができる
のでその説明は省略する。
修正係数ε1の演算をテープ加速期間、あるいは
減速期間に行うと、この期間ではモータ電流値が大きい
ため演算精度が良い。さらに、モータ電流の測定などの
サンプル数を増し平均化処理を加えると、測定および演
算の過程で混入する誤差を減少することができる。
以上のようにして、テープ移送装置を駆動するための
モータ電流指令値は、実際の装置に適する値に補正され
る。この結果、テープを移送する際に、不適切なモータ
電流指令に起因して生じるテープ速度およびテープ張力
の誤差を小さくすることができる。
第3図は、本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。この第3図は第1図の構成に比して、モータ6,7の
モータ電流をA/D変換器13に送ってそのアナログ信号を
ディジタル信号に変換した出力を夫々ディジタルコント
ローラ10の入力ポート20へ送る構成を省いた点のみ異な
り、その他の構成は同じである。
第3図の動作を示す動作フロー図は、第2図のフロー
図と比べて、ステップF50,F60の処理において、電流誤
差ΔI1,ΔI2の演算に使用するパラメータの一部が異な
る。その他の処理は第2図の動作フロー図と同じであ
る。
本実施例では、モータ電流測定値I1,I2の代りに式
(6)で定義されるモータ電流指令値IS1,IS2を使用す
る。このため、電流誤差ΔI1,ΔI2はモータ電流指令値I
S1,IS2から式(8)で定義されるモータ電流指令値I01,
I02を夫々減算して得られる。ディジタルコントローラ1
0における他の動作は第2図の動作と同じであり説明は
省略する。
本実施例では、モータ電流を測定することなく、第1
図の実施例と同様に、テープ移送装置の、モータ電流指
令値を実際の装置に適応して補正することができ、テー
プ速度およびテープ張力の誤差を小さくすることができ
る。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、テープの加速又
は減速期間における少なくとも一方のモータに流れる電
流を検出する動作時電流検出手段と、テープ張力誤差を
発生せしめない各モータ電流指令値を算出する演算手段
と、上記検出された動作時電流と上記算出された少なく
とも一方のモータの電流指令値との電流誤差を求める手
段と、求められた電流誤差が許容値を越えた場合に該電
流誤差を許容値内にするように次回のテープ移送時に用
いる2つのリール駆動用モータへの電流指令値を修正し
て記憶する手段と、を備え、次の加速又は減速時におけ
る電流指令値を補正するようにしたので、個々の装置に
より夫々の特性の異なるリール駆動系を補償する適切な
モータ電流指令を求め、これによってテープ駆動を行う
ので、テープ速度と張力を実際の装置に適応して安定か
つ正確に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す制御装置のブロック
図、第2図は第1図の実施例の動作フロー図、第3図は
本発明の他の実施例を示す制御装置のブロック図であ
る。 1……磁気テープ、2……磁気ヘッド 4,5……リール、6,7……モータ 8,9……エンコーダ 10……ディジタルコントローラ 11,12……D/A変換器、14,15……電力アンプ 16……演算器、17……RAM 18……ROM、19……出力ポート 20……入力ポート、3……張力センサ 13……A/D変換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−252561(JP,A) 特開 昭60−136937(JP,A) 特開 昭61−90355(JP,A) 特開 昭55−150152(JP,A) 特開 昭54−83408(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 15/43

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方のリールから巻出されたテープを他方
    のリールに巻取るように夫々のリールを駆動するモータ
    への夫々の電流指令を夫々のリールに巻かれたテープ径
    に基いて算出しテープ張力を制御するテープ移送装置の
    制御装置において、 テープの加速又は減速期間における少なくとも一方のモ
    ータに流れる電流を検出する動作時電流検出手段と、テ
    ープ張力誤差を発生せしめない各モータ電流指令値を算
    出する演算手段と、上記検出された動作時電流と上記算
    出された少なくとも一方のモータの電流指令値との電流
    誤差を求める手段と、求められた電流誤差が許容値を越
    えた場合に該電流誤差を許容値内にするように次回のテ
    ープ移送時に用いる2つのリール駆動用モータへの電流
    指令値を修正して記憶する手段と、を備え、次の加速又
    は減速時における電流指令値を補正するようにしたこと
    を特徴とするテープ移送装置の制御装置。
JP63235163A 1988-09-20 1988-09-20 テープ移送装置の制御装置 Expired - Lifetime JP2930593B2 (ja)

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