JP3024728B2 - 金属板巻取装置の制御方法及び制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は変圧器の巻鉄心などの製
造に用いられる金属板巻取装置において、精度の良い金
属板の切断長さを得るために巻軸の停止位置の位置決め
を高精度で行い得るようにした制御方法及び制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば小型変圧器に用いられるワ
ンターンカット形の巻鉄心を製造するための巻鉄心製造
装置では、帯状の鉄板を送る送りローラと、鉄板を巻き
付ける巻軸と、巻軸を囲むように設けられた巻込みベル
トと、送りローラと巻軸との間に設けられた切断機構と
を備えている。上記巻込みベルトはサーボモータにより
駆動され、送りローラにより送られてくる鉄板を巻込ん
で巻軸に巻き取らせる。この巻込みベルトにより鉄板が
ワンターン分の鉄板の長さ相当分だけ移動されると、巻
込みベルト及び送りローラが停止し、鉄板を切断機構に
より切断する。その後、再び巻込みベルト及び送りロー
ラが駆動され、鉄板が次のワンターン分の長さ相当分だ
け移動される、という動作を繰り返すことにより、巻鉄
心が製造される。

【０００３】このような巻鉄心製造装置では、巻込みベ
ルトの１回当たりの移動量によってワンターン分の鉄板
の長さが決定されることから、巻込みベルトの停止位置
の正確な位置決めにより、鉄板のワンターン分の切断長
さが高精度のものとなるようにしている。また、ワンタ
ーン分の鉄板の相互間に生ずるギャップをできるだけ小
さくするために、切断後、巻込みベルトの移動により巻
軸に巻き取られていくワンターン分の鉄板に対し、送り
ローラにより送り出される鉄板が追従して移動するよう
にする必要がある。この場合、台形制御により速度制御
される巻込みベルトの挙動は、できるだけ指令に近い安
定したものであることが要求される。

【０００４】一般的に、高い位置精度を要求される制御
では、駆動源であるモータの運動状態を検出し、その検
出量をフィードバックするセミクローズド制御よりも、
被駆動体の運動状態を検出し、その検出量をフィードバ
ックするクローズド制御が用いられる。クローズド制御
による速度、位置の制御は、遅れ要素を伴う閉ループで
あるから、指示に対する被駆動体の動作遅れが大き過ぎ
ると、その遅れを制御ループにより収束させることがで
きず、遅れとオーバーシュートを繰り返す発振現象を起
こし、被駆動体が振動を生ずる。

【０００５】巻鉄心製造装置において、その巻込みベル
トは鉄板に対する摩擦性能を確保して該鉄板とのスリッ
プをなくすために、合成樹脂製のベルトが用いられる
が、これは当然剛性に劣り、特に回転開始時の加速期、
停止時の減速期において、撓みや伸縮による減衰振動が
発生し、これが上記の発振現象による振動を引き起こす
可能性が高い。

【０００６】従来、巻鉄心は小型変圧器に用いられ、そ
の鉄心重量が１００Ｋｇを越えるものはなく、巻込みベ
ルトの減衰振動による影響はほとんどみられなかった。
しかし、特性上、積鉄心よりも優位性のある巻鉄心は、
より大型の変圧器への適用要求が高まり、１０００Ｋｇ
を越える鉄心を製造する可能性が生じてきている。この
ような大重量の鉄心を回転させねばならない巻鉄心製造
装置では、上記のように合成樹脂製の巻込みベルトの剛
性が不足し、加減速期において撓みや伸縮による瞬間的
で大きい遅れが生じ、この結果、巻込みベルトの挙動に
大きなオーバーシュートが生じたり、更にはそれが収束
しない持続振動に発展する場合がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、クロー
ズド制御により行われる巻込みベルト駆動用のモータの
制御方式では、巻込みベルトの動作遅れが大き過ぎ、そ
の遅れを制御ループにより収束させることができなくな
って、遅れとオーバーシュートを繰り返す発振現象によ
り巻込みベルトが振動を起こす場合がある。このような
現象を生ずると、巻込みベルトの停止位置精度が悪くな
り、ワンターン分の鉄板の長さ精度が低くなったり、送
りローラによる鉄板の送りを巻込みベルトの挙動に同期
させることが困難となり、ワンターン分の鉄板相互間の
ギャップが不均一となったり、最悪の場合には、巻込み
ベルトの停止位置の位置決め制御が完了できず、運転不
能になるという問題を生じ、これらの問題を解決できな
ければ、大形の巻鉄心を製造できず、安価で高性能な変
圧器を提供することができない。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、巻込みベルトの加減速期に振動を起こ
すおそれがなく、精度の高い位置決めを行うことができ
る金属巻取装置の制御方法及び制御装置を提供するにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の金属板巻
取装置の制御方法は、帯状の金属板を送りローラにより
送り出す送り機構と、この送り機構により送り出されて
くる前記金属板を巻き取るための巻軸と、この巻軸の外
周を囲む巻込みベルトを備え、この巻込みベルトをモー
タにより駆動して前記送りローラにより送り出されてく
る金属板を押さえつつ巻軸に巻き取らせる巻込み機構
と、前記送りローラと巻軸との間に設けられ、前記金属
板を切断する切断手段とを具備した金属板巻取装置にお
いて、前記巻込みベルト駆動用のモータの回転量を検出
する回転量検出手段と、前記巻軸への金属板の巻き始め
から巻き終わりまでの前記巻込みベルトの移動量を検出
する移動量検出手段とを備え、前記巻軸への金属板の巻
き始めから巻き終わりの直前まで、前記回転量検出手段
の検出信号に基づいて前記モータを制御し、巻軸への金
属板の巻き終わりの直前に前記移動量検出手段の検出信
号に基づいて前記モータを制御することを特徴とするも
のである。

【００１０】請求項２記載の金属板巻取装置の制御装置
は、帯状の金属板を送りローラにより送り出す送り機構
と、この送り機構により送り出されてくる前記金属板を
巻き取るための巻軸と、この巻軸の外周を囲む巻込みベ
ルトを備え、この巻込みベルトをモータにより駆動して
前記送りローラにより送り出されてくる金属板を押さえ
つつ巻軸に巻き取らせる巻込み機構と、前記送りローラ
と巻軸との間に設けられ、前記金属板を切断する切断手
段とを具備した金属板巻取装置において、前記巻軸への
金属板の巻き始めから巻き終わりまでの前記モータの回
転量を検出する回転量検出手段と、前記巻軸への金属板
の巻き始めから巻き終わりまでの前記巻込みベルトの移
動量を検出する移動量検出手段と、前記回転量検出手段
または移動量検出手段の検出信号に基づいて前記モータ
を制御する巻取制御手段と、この巻取制御手段が、前記
巻軸への金属板の巻き始めから巻き終わり直前まで前記
回転量検出手段の検出信号に基づく制御を行い、巻軸へ
の金属板の巻き終わりの直前に前記移動量検出手段の検
出信号に基づく制御を行うように切り換える切換手段と
を備えてなるものである。

【００１１】請求項３記載の金属板巻取装置の制御装置
は、帯状の金属板を送りローラにより送り出す送り機構
と、この送り機構により送り出されてくる前記金属板を
巻き取るための巻軸と、この巻軸の外周を囲む巻込みベ
ルトを備え、この巻込みベルトをモータにより駆動して
前記送りローラにより送り出されてくる金属板を押さえ
つつ巻軸に巻き取らせる巻込み機構と、前記送りローラ
と巻軸との間に設けられ、前記金属板を切断する切断手
段とを具備した金属板巻取装置において、前記巻軸への
金属板の巻き始めから巻き終わりまでの前記モータの回
転量を検出する回転量検出手段と、前記巻軸への金属板
の巻き始めから巻き終わりまでの前記巻込みベルトの移
動量を検出する移動量検出手段と、前記巻込みベルト駆
動用のモータの目標回転量に応じた目標値が所定時間毎
に加算される目標回転量カウント手段と、前記巻込みベ
ルトの目標移動量に応じた目標値が所定時間毎に加算さ
れる目標移動量カウント手段と、前記回転量検出手段に
より検出された前記モータの実際の回転量をカウントす
る現在回転量カウント手段と、前記移動量検出手段によ
り検出された前記巻込みベルトの実際の移動量をカウン
トする現在移動量カウント手段と、前記目標回転量カウ
ント手段のカウント値と前記現在回転量カウント手段の
カウント値を比較してその差を演算する回転量偏差演算
手段と、前記目標移動量カウント手段のカウント値と前
記現在移動量カウント手段のカウント値を比較してその
差を演算する移動量偏差演算手段と、前記回転量偏差演
算手段または移動量偏差演算手段の演算結果に基づいて
前記モータを制御する巻取制御手段と、前記巻軸への金
属板の巻き始めから巻き終わりの直前まで前記回転量偏
差演算手段の演算結果を前記巻取制御手段に与え、巻軸
への金属板の巻き終わりの直前に前記移動量偏差演算手
段の演算結果を巻取制御手段に与える切換手段とを備え
てなるものである。

【００１２】請求項４記載の金属板巻取装置の制御装置
は、送り機構の送りローラの回転を、移動量検出手段に
より検出される巻込みベルトの移動量に応じた長さの金
属板を送るように制御する送り制御手段が設けられてい
ることを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】請求項１記載の金属板巻取装置の制御方法で
は、巻軸に金属板を巻軸に巻き取るべく巻込みベルトが
モータにより駆動されると、そのモータの回転量は回転
量検出手段により検出され、巻込みベルトの移動量は移
動量検出手段により検出される。そして、モータは、金
属板の巻軸への巻き始めから巻き終わり直前までの間、
回転量検出手段の検出信号に基づいて制御される。この
ため、巻き始めの加速期、及び巻き終わり直前までの減
速期では、巻込みベルトの撓みや伸縮による送れ要素を
排除した制御が行われることになり、巻込みベルトが振
動する現象は生じない。巻き終わり直前になると、モー
タは、移動量検出手段の検出信号に基づいて制御され
る。このとき、移動量検出手段は巻き始めから巻き終わ
り直前までの巻込みベルトの移動量、換言すれば、金属
板の移動量を検出しているので、巻込みベルトを金属板
の切断長さに応じた位置に精度良く停止させることがで
きる。

【００１４】請求項２記載の金属板巻取装置の制御方法
では、同様に、巻取制御手段が、金属板の巻き始めから
巻き終わり直前までは、回転量検出手段の検出信号に基
づいてモータを制御するので、巻き始めの加速期、及び
巻き終わり直前までの減速期における巻込みベルトの撓
みや伸縮による遅れ要素を排除した制御が行われること
となり、巻込みベルトが振動する現象は生じない。巻き
終わり直前になると、切換手段により、制御手段は移動
量検出手段の検出信号によりモータを制御するように切
り換えられるので、巻込みベルトを金属板の正規の巻き
取り長さに応じた位置に精度良く停止させることができ
る。

【００１５】請求項３記載の金属板巻取装置の制御方法
では、巻軸に金属板を所定長さ巻き付けるべく巻込みベ
ルトがモータにより駆動されると、そのモータの回転量
は回転量検出手段により検出され、巻込みベルトの移動
量は移動量検出手段により検出される。回転量検出手段
により検出されたモータの回転量は現在回転量カウント
手段によりカウントされ、移動量検出手段により検出さ
れた巻込みベルトの移動量は現在移動量カウント手段に
よりカウントされる。そして、回転量偏差演算手段によ
り、現在回転量カウント手段のカウント値と目標回転量
カウント手段のカウント値との偏差が演算され、また移
動量偏差演算手段により、現在移動量カウント手段のカ
ウント値と目標移動量カウント手段のカウント値との偏
差が演算される。制御手段は、巻き始めから巻き終わり
直前まで、回転量偏差演算手段により演算された偏差に
応じてモータを制御するので、巻き始めの加速期、及び
巻き終わり直前までの減速期における巻込みベルトの撓
みや伸縮による遅れ要素を排除した制御が行われること
となり、巻込みベルトが振動する現象は生じない。巻き
終わり直前になると、切換手段により、制御手段には、
移動量偏差演算手段により演算された偏差が与えられる
ように切り換えられるのて、巻込みベルトを金属板の切
断長さに応じた位置に精度良く停止させることができ
る。

【００１６】請求項４記載の金属板巻取装置の制御方法
では、移動量検出手段により検出される巻込みベルトの
移動量に応じた長さの金属板を送るように送りローラの
回転が制御されるので、切断手段により切断された金属
板を巻軸に巻き取られていく金属板の挙動に追従して送
ることができ、切断された金属板の相互間のギャップを
均一にすることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明のワンターンカット形の巻鉄心
を製造するための巻鉄心製造装置に適用した一実施例に
つき図１〜図３を参照しながら説明する。巻鉄心製造装
置の概略構成を示す図２において、長い帯状の鉄板１を
巻回したコイル２は支持体３に支持され、鉄板１はその
コイル２から巻戻し機構４により巻き戻される。巻戻し
機構４は、一対の巻戻しローラ５ａ，５ｂと、モータ６
とから構成され、モータ６が伝動ベルト７を介して巻戻
しローラ５ａ，５ｂの一方或いは双方、この実施例では
一方のローラ５ａを駆動することにより、コイル２から
鉄板１を巻戻し、巻き癖を矯正するための弛みを介して
送り機構８へと送り出す。

【００１８】送り機構８は、ガイドローラ９と、一対の
送りローラ１０ａ，１０ｂと、サーボモータ１１とを備
え、送りローラ１０ａ，１０ｂの一方或いは双方、この
実施例では一方の送りローラ１０ａをサーボモータ１１
により駆動して鉄板１を矢印Ａ方向に送り出す。そし
て、サーボモータ１１には、回転検出手段としてのパル
ス発電機１２が直結されており、このパルス発電機１２
の単位時間当たりの出力パルス数によりサーボモータ１
１の回転速度が検出できると共に、回転開始から現在ま
での出力パルス数の累計によりサーボモータ１１の回転
開始時点から現在までの回転量および現在の回転位置を
検出できるようにしている。また、送りローラ１０ａ，
１０ｂの後方には、切断手段としての切断機構１３が設
けられている。この切断機構１３は、固定刃１４と、駆
動源たる図示しないエアシリンダにより上下動される可
動刃１５とから構成されている。

【００１９】更に、切断機構１３の後方には、巻込み機
構１６が設けられている。この巻込み機構１６は、巻軸
１７、この巻軸１７を囲む部分を有する例えば合成樹脂
製の巻込みベルト１８、この巻込みベルト１８を移動自
在に支持する複数個のガイドプーリ１９、押圧プーリ２
０を巻込みベルト１８に押し当てて当該巻込みベルト１
８に一定の張力を付与する例えばエアシリンダからなる
張力発生手段２１を備えている。なお、巻軸１７は、鉄
板１の巻込みに伴って矢印Ｂ方向に動き得るように支持
されている。

【００２０】上記巻込みベルト１８は、サーボモータ２
２に直結された駆動プーリ２３により駆動されて矢印Ｃ
方向に移動するようになっている。そして、サーボモー
タ２２には、回転量検出手段としてパルス発電機２４が
直結されており、このパルス発電機２４の単位時間当た
りの出力パルス数によりサーボモータ２２の回転速度が
検出できると共に、回転開始から現在までの出力パルス
数の累計によりサーボモータ２２の回転開始時点から現
在までの回転量および現在の回転位置を検出できるよう
になっている。また、巻込みベルト１８のうち、巻軸１
７を囲む状態に保持されている部分に入り込む直前の部
分、すなわち巻込みベルト１８を巻軸１７を囲む状態に
保持する一対のガイドプーリ１９ａ，１９ｂのうち、図
示上側のガイドプーリ１９ａの上側近傍部分には、検出
ローラ２５が配置されている。この検出ローラ２５は、
エアシリンダ２６により押圧されるピンチローラ２７と
の間に巻込みベルト１８を挾み込んでおり、該巻込みベ
ルト１８の移動に伴ってスリップすることなく回転す
る。そして、検出ローラ２５には、巻込みベルト１８の
移動速度及び移動量を検出する移動量検出手段としての
パルス発電機２８が直結されている。

【００２１】ここで、検出ローラ２５が巻込みベルト１
８の移動に伴ってスリップすることなく回転することに
より、検出ローラ２５に直結されたパルス発電機２８が
検出する移動量は巻込みベルト１８の移動量に一致する
こととなる。また、検出ローラ２５の配置位置を、巻込
みベルト１８のうち鉄板１の巻込み部分の近傍であって
当該部分により引っ張られる側に定めたことにより、検
出ローラ２５は巻込みベルト１８の撓みや伸縮の影響を
受けることが少なく、鉄板１の巻込み長さにより正確に
合致する部分で巻込みベルト１８の移動量を検出できる
こととなる。

【００２２】巻鉄心製造装置の制御系は図１に示されて
いる。同図に示されるように、巻込みベルト１８を駆動
するサーボモータ２２のパルス発電機２４の出力パルス
は速度偏差カウンタ２９に与えられる。また、巻込みベ
ルト１８の移動量を検出するパルス発電機２８の出力パ
ルスは位置偏差カウンタ３０に与えられる。一方、主制
御手段を構成する演算手段たる演算器３１は、鉄板１を
巻軸１７に巻き取らせる場合、その巻き始めから巻き終
りまで一定時間毎（例えば１０ msec 毎）に速度指令及
び位置指令を速度指令パルス発生器３２及び位置指令パ
ルス発生器３３に与える。ここで、演算器３１は、順次
巻軸１７に巻き取られるワンターン分の鉄板の長さデー
タを有し、鉄板１の巻き取り時の速度制御を例えば台形
制御にて行う場合の上記一定時間毎の速度指令及び位置
指令を、その長さデータに基づいて演算により求めるよ
うに構成されている。

【００２３】そして、速度指令パルス発生器３２及び位
置指令パルス発生器３３は、演算器３１から与えられた
速度指令及び位置指令に応じた数のパルス信号をそれぞ
れ速度偏差カウンタ２９及び位置偏差カウンタ３０に目
標回転量及び目標移動量として与える。この両パルス発
生器３２，３３から出力されるパルスは演算器３１にフ
ィードバックされ、これにより、演算器３１は１回の速
度指令及び位置指令の出力毎に、それに対応した数のパ
ルスが両パルス発生器３２，３３から出力されたことを
検出できるようになっている。なお、当然のことなが
ら、速度指令と位置指令との関係は、サーボモータ２２
が速度指令に一致した速度で回転したとき、巻込みベル
ト１８が位置指令に一致した量だけ移動する関係となる
ように定められている。

【００２４】上記速度偏差カウンタ２９は、一定時間毎
に速度指令パルス発生器３２から与えられるパルス数を
順次加算すると共に、パルス発電機２４の出力パルス数
を順次加算し、両者を比較してその差に相当する偏差信
号を切換手段としての切換器３４に与える。従って、速
度偏差カウンタ２９は、目標回転量カウント手段、現在
回転量カウント手段及び回転量偏差演算手段として機能
する。また、位置偏差カウンタ３０は、一定時間毎に位
置指令パルス発生器３３から与えられるパルス数を順次
加算すると共に、パルス発電機２８の出力パルス数を順
次加算し、両者を比較してその差に相当する偏差信号を
切換器３４に与える。従って、位置偏差カウンタ２９
は、目標移動量カウント手段、現在移動量カウント手段
及び移動量偏差演算手段として機能する。切換器３４
は、速度偏差カウンタ２９及び位置偏差カウンタ３０か
ら与えられる偏差信号のいずれか一方を制御信号発生器
３５に与える。制御信号発生器３５は、アンプ３６と共
に巻取制御手段たる巻取制御装置３７を構成し、入力さ
れた偏差信号に応じた速度指令をアンプ３６に与え、ア
ンプ３６はその速度指令に応じた速度となるようにサー
ボモータ２２を制御するようになっている。

【００２５】さて、演算器３１は、巻込みベルト１８を
駆動してワンターン分の長さ相当分の鉄板１を巻軸１７
に巻き取る場合、その巻き始め時に切換器３４に切換信
号を与えると共に、巻き終わり直前の最終回の速度指令
及び位置指令を出力し、速度指令パルス発生器３２及び
位置指令パルス発生器３３からそれら指令に相当する数
のパルスが出力されたことを検出した時、切換器３４に
切換信号を与える。切換器３４は、巻き始め直前で切換
信号が入力されると、速度偏差カウンタ２９からの速度
偏差信号を制御信号発生器３４に与えるように切り換わ
り、巻き終わり直前で切換信号が与えられると、位置偏
差カウンタ３０からの位置偏差信号を制御信号発生器３
５に与えるように切り換わる。従って、制御信号発生器
３５は、巻き始めから巻き終わり直前までは、速度偏差
カウンタ２９の速度偏差信号に基づいてサーボモータ２
２を制御し、巻き終わり直前になると、位置偏差カウン
タ３０の位置偏差信号に基づいてサーボモータ２２を制
御する。

【００２６】一方、送りローラ１０ａを制御するサーボ
モータ１１のパルス発電機１２の出力パルスは偏差カウ
ンタ３８に与えられる。また、偏差カウンタ３８には、
巻込みベルト１８の速度及び移動量を検出するパルス発
電機２８の検出信号である出力パルスが与えられる。そ
して、偏差カウンタ３８は、両パルス発電機１２，２８
からの出力パルスをそれぞれ加算して両者を比較し、そ
の差を制御信号発生器３９に与える。制御信号発生器３
９はアンプ４０と共に制御手段としての制御装置４１を
構成し、偏差カウンタ３８から与えられる偏差信号に応
じた制御信号をアンプ４０に与え、アンプ３６はその偏
差指令に応じてサーボモータ２２を制御する。

【００２７】次に上記構成の作用を説明する。今、巻込
みベルト１８が鉄板１のワンターン分の長さ相当分だけ
移動することにより、該巻込みベルト１８のサーボモー
タ２２及び送りローラ１０ａのサーボモータ１１が停止
し、巻軸１７への鉄板１の巻き取りが中断されたとす
る。この時点では、ワンターン分の鉄板１ａはその全体
が巻軸１７に巻き取られておらず、一部が巻軸１７と切
断機構１３との間に残された状態になっている。そし
て、鉄板１の巻き取りが中断されると、切断機構１３の
可動刃１５が図示しないエアシリンダにより下降され、
固定刃１４とで鉄板１を切断する。鉄板１の切断が完了
すると、巻軸１７への鉄板１の巻き取りを再開すべく、
演算器３１が速度指令及び位置指令を出力し始める。こ
れにより、サーボモータ２２が起動し、このサーボモー
タ２２の起動により巻込みベルト１８が矢印Ｃ方向に移
動して切断機構１３により切断されたワンターン分の鉄
板１ａを巻軸１７に巻き取り始める。なお、このとき巻
軸１７は鉄板１ａの巻き取りに伴って回転する。

【００２８】さて、サーボモータ２２の駆動中、速度偏
差カウンタ２９及び位置偏差カウンタ３０は、速度指令
パルス発生器３２及び位置指令パルス発生器３３から１
０ msec 毎に出力されるパルスを順次加算すると共に、
サーボモータ２２のパルス発電機２４及び検出ローラ２
５のパルス発電機２８から出力されるパルスを順次加算
し、両者の差を速度偏差及び位置偏差として切換器３４
に与える。このときには、切換器３４は速度偏差を制御
信号発生器３５に与える状態になっているため、サーボ
モータ２２は速度偏差カウンタ２９の速度偏差に応じた
回転制御がなされる。

【００２９】一方、巻込みベルト１８の移動量を検出す
るパルス発電機２８の出力パルスは送りローラ１０ａを
回転制御するための偏差カウンタ３８にも与えられる。
これにより、サーボモータ１１が起動して送りローラ１
０ａが回転し始めるようになる。そして、そのサーボモ
ータ１１の回転はパルス発電機１２により検出され、そ
の回転量に応じた数のパルスが偏差カウンタ３８に与え
られる。偏差カウンタ３８は、両パルス発電機２８及び
１２から出力されるパルス数を比較し、その差を偏差信
号として制御信号発生器３９に与える。このため、サー
ボモータ１１の回転速度及び回転量は、巻込みベルト１
８の移動速度及び移動量に一致するように制御されるこ
ととなる。この結果、巻込みベルト１８の移動により巻
軸１７に巻き取られて行くワンターン分の鉄板１ａと、
送りローラ１０ａにより巻軸１７側に送り出される鉄板
１とが同一速度で移動するようになり、両者の切断端に
生ずるギャップが僅少になると共に、そのギャップはワ
ンターン毎にばらつきを生ずることなく均一となる。

【００３０】さて、巻軸１７への鉄板１の巻き取り終了
直前、すなわち演算器３１から最終の速度指令及び位置
指令が出力され、その両指令に対応した数のパルスが速
度指令パルス発生器３２及び位置指令パルス発生器３３
から出力されると、演算器３１は切換器３４に切換信号
を与える。すると、切換器３４は速度偏差カウンタ２９
からの偏差信号を制御信号発生器３５に与える状態から
位置偏差カウンタ３０からの位置偏差信号を制御信号発
生器３５に与える状態に切り換わるので、以後、サーボ
モータ２２は位置偏差カウンタ３０からの位置偏差信号
により回転制御されるようになる。

【００３１】位置偏差カウンタ３０は、それまで位置指
令パルス発生器３３から与えられたパルス数をカウント
していると共に、パルス発電機２８から与えられたパル
ス数をカウントしている。換言すれば、位置偏差カウン
タ３０は、ワンターン分の鉄板の長さと、それまでに移
動した巻込みベルト１８の移動量との差を偏差信号とし
て出力することとなるので、上記切換後、、サーボモー
タ２２は巻込みベルト１８の移動量がワンターン分の長
さとなるように回転制御されることとなる。そして、位
置偏差カウンタ３０において偏差が０（零）になると、
サーボモータ２２が停止して巻込みベルト１８の移動を
停止させる。これにより、偏差カウンタ３８においても
差が０（零）となり、サーボモータ１１も停止して送り
ローラ１０ａの回転を停止させる。この後、上述したよ
うに鉄板１が切断機構１３により切断され、その切断
後、再び次のワンターン分の長さ相当分だけ巻込みベル
ト１８を移動させるべくサーボモータ２２が起動する。
なお、ワンターン分の鉄板１ａの相互間に生ずるギャッ
プＧが図３に示すように所定ピッチＰずつずれた位置に
存在するようにするために、ワンターン分の鉄板１ａは
巻き始め側の切断端部が巻き終わり側の切断端部にＰだ
け重なるような長さ寸法に設定されるものである。

【００３２】このように本実施例によれば、巻き始めか
ら巻き終わり直前まで、サーボモータ２２を、その回転
を検出するパルス発電機２４からの出力パルスにより制
御するので、巻込みベルト１８の撓みや伸縮による影響
を排除でき、振動を起こさない安定した制御を行うこと
ができる。そして、巻き終わり直前で、サーボモータ２
２は、巻込みベルト１８の移動量を検出するパルス発電
機２８からの出力パルスにより回転制御されるので、巻
込みベルト１８をその総移動量がワンターン分の鉄板の
長さ相当分に正確に一致させることができ、切断機構１
３による鉄板１の切断長さを高精度のものとすることが
できる。

【００３３】また、送りローラ１０ａの回転を、巻込み
ベルト１８の移動量を検出するパルス発電機２８の出力
パルスと送りローラ１０ａ駆動用のサーボモータ１１の
回転を検出するパルス発電機１２の出力パルスとにより
制御するので、送りローラ１０ａにより送られる鉄板１
を、巻軸１７に巻き取られる鉄板１の挙動に追従させる
ことができ、ワンターン分の鉄板１ａ相互間に生ずるギ
ャップＧを僅少且つ均一にすることができる。

【００３４】次に本発明の他の実施例を図４〜図６によ
り説明する。なお、説明の簡単化のために、図１及び図
２と同一部分には同一符号を用いて説明する。この実施
例では、送りローラ１０ａ駆動用のサーボモータ１１及
び巻込みベルト１８駆動用のサーボモータ２２は、制御
装置４２により制御される。この制御装置４２は、ＣＰ
Ｕ４３及びメモリ４４を備えたマイクロコンピュータ４
５を主体とするもので、メモリ４４には、ワンターン毎
の鉄板の長さデータ、及び巻込みベルト１８をワンター
ン毎の鉄板の長さ相当分移動させる場合の速度データが
記憶されている。マイクロコンピュータ４５には、パル
ス発電機１２，２４，２８の出力パルスがパルス入力器
４６〜４８を介して与えられるようになっており、そし
てマイクロコンピュータ４５はそれらパルス発電機１
２，２４，２８の出力パルス及び予め設定されたプログ
ラムに基づいて制御信号発生器３５，３９に偏差信号を
与えるようになっている。なお、図４において、４９は
入出力器である。

【００３５】さて、マイクロコンピュータ４５による巻
込みベルト１８駆動用のサーボモータ２２の制御内容を
図５に示すフローチャートにより説明する。なお、図５
に示すルーチンは定時間、例えば１０ msec 毎に行われ
る割り込みルーチンとして構成されている。

【００３６】図５のルーチンの実行が開始されると、ま
ずマイクロコンピュータ４５は、ステップＳ１で目標カ
ウンタの更新を行う。この目標カウンタの更新は、メモ
リ４４に記憶された速度データからサーボモータ２２の
１０ msec 間の回転量が演算され、その回転量に相当す
る値、すなわちその回転量だけサーボモータ２２が回転
したときパルス発電機２４から出力されるべきパルス数
がそれまでの値に加算されて目標回転量としてメモリに
記憶されると共に（目標回転量カウンタ手段）、上記サ
ーボモータ２２の１０ msec 間の回転量に相当する巻込
みベルト１８の移動量、すなわちその移動量だけ巻込み
ベルト１８が移動したときパルス発電機２８から出力さ
れるべきパルス数がそれまでの値に加算されて目標移動
量としてメモリに記憶される（目標移動量カウンタ手
段）。なお、このステップＳ１では、図６に示すルーチ
ンも同時に実行されて送りローラ１０ａ駆動用のサーボ
モータ１１の目標回転量に相当する値も更新されるが、
その内容は後述する。

【００３７】マイクロコンピュータ４５は、次のステッ
プＳ２で現在値カウンタの更新を行う。この現在値カウ
ンタの更新は、パルス入力器４６〜４８が１０ msec の
間にカウントしたパルス発電機１２，２４，２８からの
入力パルス数をそれまでのカウント値に加算して送りロ
ーラ１０ａの現在送り量、サーボモータ２２の現在回転
量、巻込みベルト１８の現在移動量を求め、これをメモ
リに記憶することにより行われる（現在送り量カウント
手段、現在回転量カウンタ手段、現在移動量カウンタ手
段）。

【００３８】この後、マイクロコンピュータ４５は、偏
差計算を行うステップＳ３を実行する。この偏差計算に
より、前述したサーボモータ２２の目標回転量とパルス
発電機２４からの入力パルス数の累計との差が（回転量
偏差演算手段）、巻込みベルト１８の目標移動量とパル
ス発電機２８からの入力パルス数の累計との差（移動量
偏差演算手段）、サーボモータ１１の目標回転量とパル
ス発電機１２からの入力パルス数の累計との差（送り量
偏差演算手段）が求められる。

【００３９】次にマイクロコンピュータ４５は、ステッ
プＳ４でケース選択を行う。すなわち、鉄板１の巻き取
り開始時（第１回目のルーチン実行時）であるときに
は、ケース（Ａ）を選択し、巻き取り中であるときに
は、ケース（Ｂ）を選択し、巻き終わり直前（最終回の
ルーチン実行時）であるときには、ケース（Ｃ）を選択
し、リターンとなる。ケース（Ａ）を選択したとき、マ
イクロコンピュータ４５は、サーボモータ２２の目標回
転量値と現在回転量との差によりサーボモータ２２の速
度と回転量とを制御するループを選択し、その差に応じ
た偏差信号を制御信号発生器３５に与えてサーボモータ
２２の速度及び回転量を制御する。また、ケース（Ｂ）
を選択した場合には、マイクロコンピュータ４５は、ケ
ース（Ａ）で切り換えた制御ループでの制御を行い、サ
ーボモータ２２の目標回転量値と現在回転量との差に応
じた偏差信号を制御信号発生器３５に与えてサーボモー
タ２２の速度及び回転量を制御する。そして、ケース
（Ｃ）を選択した場合には、マイクロコンピュータ４５
は巻込みベルト１８の目標回転量値と現在移動量との差
によりサーボモータ２２の速度と回転量とを制御するル
ープを選択し、その差に応じた偏差信号を制御信号発生
器３５に与えてサーボモータ２２の速度及び回転量を制
御する。

【００４０】さて、図６は送りワンターン分の鉄板１ａ
の相互間に生ずるギャップＧを一定値に精度良く制御す
るために、送りローラ１０ａの目標回転量を設定するた
めのものである。この図６のルーチンの実行に移ると、
マイクロコンピュータ４５は、ステップＳＡでメモリ４
４に記憶されている速度データからサーボモータ１１の
１０ msec 間の回転量を演算し、その回転量に相当する
値、すなわちその回転量だけサーボモータ１１が回転し
たときパルス発電機１２から出力されるべきパルス数を
それまでの値に加算して目標回転量を求める。次に、マ
イクロコンピュータ４５は、ステップＳＢで巻込みベル
ト１８の現在移動量と送りローラ１０ａの現在回転量と
の差を演算してこれを差分データとし、次のステップＳ
Ｃで差分データに倍率Ｋを乗じて新たな差分データを求
める。なお、この倍率Ｋは実験から得た最適値であり、
この実施例では「１」としている。

【００４１】次いで、マイクロコンピュータ４５は、ス
テップＳＤにおいて、ステップＳＡで求めた目標回転量
にステップＳＣで求めた差分データ値を加算して新たな
目標回転量を求め、続くステップＳＥにおいて、更にス
テップＳＤで求めた目標回転量に補正データを加算して
最終的な目標回転量を求め、以上にてサーボモータ１１
の目標回転量を設定するルーチンを終了する。なお、補
正データはワンターン分の鉄板１ａの相互間に生ずるギ
ャップＧを１mmにするためのもので、これにより巻込み
ベルト１８の制御ループと送りローラ１０ａの制御ルー
プとの応答速度の違いが一層良好に解消され、ギャップ
Ｇが設定された通り１mmとなるように制御される。この
ように構成しても上記一実施例と同様の効果を得ること
ができる。なお、本発明は、巻鉄心製造装置に限らず、
金属板を巻軸に巻き取る場合に広く適用して実施でき
る。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、巻
軸への金属板の巻き始めから巻き終わり直前まで、回転
量検出手段の検出信号に基づいてモータを制御し、巻き
終わり直前に移動量検出手段の検出信号に基づいてモー
タを制御する構成としたことにより、巻き終わり直前ま
では、巻込みベルトの撓みや伸縮による遅れ要素を排除
した制御を行うことができ、巻込みベルトが振動を起こ
すことがなく、精度の高い位置決めを行うことができ
る。

【００４３】また、本発明によれば、移動量検出手段に
より検出された巻込みベルトの移動量に応じた長さの金
属板を送るように送りローラが制御されるので、切断手
段により切断された金属板を巻軸に巻き取られていく金
属板の移動に追従して送ることができ、切断された金属
板相互間のギャップを均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気的構成図

【図２】鉄板巻取装置の概略的な全体構成図

【図３】巻軸に巻き取った状態を示す部分縦断面図

【図４】本発明の他の実施例を示す電気的構成図

【図５】制御内容を示すフローチャートその１

【図６】制御内容を示すフローチャートその２

【符号の説明】

１は鉄板（金属板）、３は支持体、４は巻戻し機構、８
は送り機構、１０ａ，１０ｂは送りローラ、１１はサー
ボモータ、１２はパルス発電機、１３は切断機構（切断
手段）、１４は固定刃、１５は可動刃、１６は巻込み機
構、１７は巻軸、１８は巻込みベルト、２２はサーボモ
ータ、２４はパルス発電機（回転量検出手段）、２５は
検出ローラ、２８はパルス発電機（移動量検出手段）、
２９は速度偏差カウンタ（目標回転量カウンタ手段、現
在回転量カウント手段、回転量偏差演算手段）、３０は
位置偏差カウンタ（目標移動量カウンタ手段、現在移動
量カウント手段、移動量偏差演算手段）、３１は演算
器、３２は速度指令パルス発生器、３３は位置指令パル
ス発生器、３４は切換器（切換手段）、３５は制御信号
発生器、３６はアンプ、３７は巻取制御装置（巻取制御
手段）、３８は偏差カウンタ、３９は制御信号発生器、
４０はアンプ、４１は送り制御装置（送り制御手段）、
４５はマイクロコンピュータである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 41/02 B65H 18/22

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状の金属板を送りローラにより送り出
   す送り機構と、 この送り機構により送り出されてくる前記金属板を巻き
   取るための巻軸と、 この巻軸の外周を囲む巻込みベルトを備え、この巻込み
   ベルトをモータにより駆動して前記送りローラにより送
   り出されてくる金属板を押さえつつ巻軸に巻き取らせる
   巻込み機構と、 前記送りローラと巻軸との間に設けられ、前記金属板を
   切断する切断手段とを具備した金属板巻取装置におい
   て、 前記巻込みベルト駆動用のモータの回転量を検出する回
   転量検出手段と、 前記巻軸への金属板の巻き始めから巻き終わりまでの前
   記巻込みベルトの移動量を検出する移動量検出手段とを
   備え、 前記巻軸への金属板の巻き始めから巻き終わりの直前ま
   で、前記回転量検出手段の検出信号に基づいて前記モー
   タを制御し、巻軸への金属板の巻き終わりの直前に前記
   移動量検出手段の検出信号に基づいて前記モータを制御
   することを特徴とする金属板巻取装置の制御方法。
2. 【請求項２】 帯状の金属板を送りローラにより送り出
   す送り機構と、 この送り機構により送り出されてくる前記金属板を巻き
   取るための巻軸と、 この巻軸の外周を囲む巻込みベルトを備え、この巻込み
   ベルトをモータにより駆動して前記送りローラにより送
   り出されてくる金属板を押さえつつ巻軸に巻き取らせる
   巻込み機構と、 前記送りローラと巻軸との間に設けられ、前記金属板を
   切断する切断手段とを具備した金属板巻取装置におい
   て、 前記巻軸への金属板の巻き始めから巻き終わりまでの前
   記モータの回転量を検出する回転量検出手段と、 前記巻軸への金属板の巻き始めから巻き終わりまでの前
   記巻込みベルトの移動量を検出する移動量検出手段と、 前記回転量検出手段または移動量検出手段の検出信号に
   基づいて前記モータを制御する巻取制御手段と、 この巻取制御手段が、前記巻軸への金属板の巻き始めか
   ら巻き終わり直前まで前記回転量検出手段の検出信号に
   基づく制御を行い、巻軸への金属板の巻き終わりの直前
   に前記移動量検出手段の検出信号に基づく制御を行うよ
   うに切り換える切換手段とを備えてなる金属板巻取装置
   の制御装置。
3. 【請求項３】 帯状の金属板を送りローラにより送り出
   す送り機構と、 この送り機構により送り出されてくる前記金属板を巻き
   取るための巻軸と、 この巻軸の外周を囲む巻込みベルトを備え、この巻込み
   ベルトをモータにより駆動して前記送りローラにより送
   り出されてくる金属板を押さえつつ巻軸に巻き取らせる
   巻込み機構と、 前記送りローラと巻軸との間に設けられ、前記金属板を
   切断する切断手段とを具備した金属板巻取装置におい
   て、 前記巻軸への金属板の巻き始めから巻き終わりまでの前
   記モータの回転量を検出する回転量検出手段と、 前記巻軸への金属板の巻き始めから巻き終わりまでの前
   記巻込みベルトの移動量を検出する移動量検出手段と、 前記巻込みベルト駆動用のモータの目標回転量に応じた
   目標値が所定時間毎に加算される目標回転量カウント手
   段と、 前記巻込みベルトの目標移動量に応じた目標値が所定時
   間毎に加算される目標移動量カウント手段と、 前記回転量検出手段により検出された前記モータの実際
   の回転量をカウントする現在回転量カウント手段と、 前記移動量検出手段により検出された前記巻込みベルト
   の実際の移動量をカウントする現在移動量カウント手段
   と、 前記目標回転量カウント手段のカウント値と前記現在回
   転量カウント手段のカウント値を比較してその差を演算
   する回転量偏差演算手段と、 前記目標移動量カウント手段のカウント値と前記現在移
   動量カウント手段のカウント値を比較してその差を演算
   する移動量偏差演算手段と、 前記回転量偏差演算手段または移動量偏差演算手段の演
   算結果に基づいて前記モータを制御する巻取制御手段
   と、 前記巻軸への金属板の巻き始めから巻き終わりの直前ま
   で前記回転量偏差演算手段の演算結果を前記巻取制御手
   段に与え、巻軸への金属板の巻き終わりの直前に前記移
   動量偏差演算手段の演算結果を巻取制御手段に与える切
   換手段とを備えてなる金属板巻取装置の制御装置。
4. 【請求項４】 送り機構の送りローラの回転を、移動量
   検出手段により検出される巻込みベルトの移動量に応じ
   た長さの金属板を送るように制御する送り制御手段が設
   けられていることを特徴とする請求項２または３記載の
   金属板巻取装置の制御装置。