JP3387842B2 - 電子カム方式ロータリカッタ制御方法および電子カム曲線生成方法 - Google Patents
電子カム方式ロータリカッタ制御方法および電子カム曲線生成方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続的に流される
ウェブ状の紙、鉄板等を静止させずに連続的に設定長に
切断するロータリカッタ、または連続的に流されるフィ
ルム、紙等に同調してシールする連続式包装機械等の１
サイクル内の特定部分の動きが規定される機械をサーボ
モータを利用し、次サイクルに亘る予測を含む電子カム
曲線を生成して制御する制御方法に関するものである。
ウェブ状の紙、鉄板等を静止させずに連続的に設定長に
切断するロータリカッタ、または連続的に流されるフィ
ルム、紙等に同調してシールする連続式包装機械等の１
サイクル内の特定部分の動きが規定される機械をサーボ
モータを利用し、次サイクルに亘る予測を含む電子カム
曲線を生成して制御する制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のロータリカッタの切断制御方法と
しては、例えば、特開平５−３３７７２９号に開示のモ
ーションコントローラがある。図２０は従来のモーショ
ンコントローラの制御ブロック図であり、走行する加工
物２１５の速度と移動量を、電子ギヤー２０３により任
意の比率に変換して、パルス分配器（１）において指令
パルスを生成する。加工物の切断長は設定器２０５から
入力し、指令データ演算部２０６で回転刃の位置補正量
を求めて、パルス分配器（２）より補正パルスを出力し
て合成回路２０９で各パルスを合成して、サーボ制御を
行う。具体的には、図２１の速度パターン図に示すよう
に、図２１（Ａ）のような加工物２１５の走行速度がＶ
１で、図２１（Ｂ）に示すように回転刃２１３の周速度
を加工物走行速度Ｖ１と等しくなるように、分配器
（１）で調整した場合、加工物２１５の切断長と回転刃
の周長は一致しないので、図２１（Ｃ）のように、回転
刃の位置補正指令による速度波形Ｖ２により補正され
（分配器２出力で）、図２１（Ｄ）に示すように、切断
区間は加工物２１５のライン速度と同一速度により、非
切断区間（補正区間）は速度Ｖ３＝Ｖ２＋Ｖ１、に加算
制御される。又、図２１（Ｅ）、（Ｆ）は、例えば、切
断長が刃周長より長い長尺切断の場合の補正方向であ
り、減速方向に減算制御される。なお、ロータリカッタ
の他に連続式縦型包装機械の横シール機構なども、制御
駆動できる。
しては、例えば、特開平５−３３７７２９号に開示のモ
ーションコントローラがある。図２０は従来のモーショ
ンコントローラの制御ブロック図であり、走行する加工
物２１５の速度と移動量を、電子ギヤー２０３により任
意の比率に変換して、パルス分配器（１）において指令
パルスを生成する。加工物の切断長は設定器２０５から
入力し、指令データ演算部２０６で回転刃の位置補正量
を求めて、パルス分配器（２）より補正パルスを出力し
て合成回路２０９で各パルスを合成して、サーボ制御を
行う。具体的には、図２１の速度パターン図に示すよう
に、図２１（Ａ）のような加工物２１５の走行速度がＶ
１で、図２１（Ｂ）に示すように回転刃２１３の周速度
を加工物走行速度Ｖ１と等しくなるように、分配器
（１）で調整した場合、加工物２１５の切断長と回転刃
の周長は一致しないので、図２１（Ｃ）のように、回転
刃の位置補正指令による速度波形Ｖ２により補正され
（分配器２出力で）、図２１（Ｄ）に示すように、切断
区間は加工物２１５のライン速度と同一速度により、非
切断区間（補正区間）は速度Ｖ３＝Ｖ２＋Ｖ１、に加算
制御される。又、図２１（Ｅ）、（Ｆ）は、例えば、切
断長が刃周長より長い長尺切断の場合の補正方向であ
り、減速方向に減算制御される。なお、ロータリカッタ
の他に連続式縦型包装機械の横シール機構なども、制御
駆動できる。
【０００３】また、図２２は従来の電子カム制御の１例
を示す図で、特開平７−３１１６０９号に開示の電子カ
ムの制御ブロック図である。図２２の構成では、演算手
段のＣＰＵ３０１に負荷３１３の動作特性に応じて予め
作成されたカム曲線３１９を入力して、ＣＰＵ３０１は
カム曲線（例えば、台形速度曲線）に基づき、位置指令
値（Ｓ）、速度指令値（Ｖ）、加速度指令値（Ａ）、を
減算器とカウンタ、Ｖ／Ｆ変換器、微分器を組合わせた
各比較器へ出力して、負荷３１３の変位を検出するＰＧ
３１４の出力パルスによりＦ．Ｂ制御を行っている。
を示す図で、特開平７−３１１６０９号に開示の電子カ
ムの制御ブロック図である。図２２の構成では、演算手
段のＣＰＵ３０１に負荷３１３の動作特性に応じて予め
作成されたカム曲線３１９を入力して、ＣＰＵ３０１は
カム曲線（例えば、台形速度曲線）に基づき、位置指令
値（Ｓ）、速度指令値（Ｖ）、加速度指令値（Ａ）、を
減算器とカウンタ、Ｖ／Ｆ変換器、微分器を組合わせた
各比較器へ出力して、負荷３１３の変位を検出するＰＧ
３１４の出力パルスによりＦ．Ｂ制御を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、特開平５−３３７７２９号の場合は、
加工ラインのライン速度Ｖ１と同一の回転刃周速に対し
て、周長と切断長の差に相当する台形速度Ｖ２を加算
（短尺切断時）、又は減算（長尺切断時）して切断タイ
ミングを合わせる補正方法は、何等目新しいものではな
く、制御内容も、位置制御に関しては電子カム曲線等に
より最適な位置パターンを作成しているわけではないの
で、飽くまでも補正分速度の加算又は減算による速度制
御が主流である。また、こうした台形速度制御の場合、
図２４に示すように、特に、ロータリカッタの制御では
短尺切断時に、加減速時に必要なトルクのピークが高く
なるためにライン速度を減速させる必要があるので、生
産性を低下させるという問題がある。
来例においては、特開平５−３３７７２９号の場合は、
加工ラインのライン速度Ｖ１と同一の回転刃周速に対し
て、周長と切断長の差に相当する台形速度Ｖ２を加算
（短尺切断時）、又は減算（長尺切断時）して切断タイ
ミングを合わせる補正方法は、何等目新しいものではな
く、制御内容も、位置制御に関しては電子カム曲線等に
より最適な位置パターンを作成しているわけではないの
で、飽くまでも補正分速度の加算又は減算による速度制
御が主流である。また、こうした台形速度制御の場合、
図２４に示すように、特に、ロータリカッタの制御では
短尺切断時に、加減速時に必要なトルクのピークが高く
なるためにライン速度を減速させる必要があるので、生
産性を低下させるという問題がある。
【０００５】また、特開平７−３１１６０９号の提案の
場合は、予め作成済みのカム曲線３１９（位置パター
ン）に基づく制御で、如何に追従遅れを少なくするかの
手法を提案したもので、カム曲線を使用した以外の構成
は、従来のライン構成と何等相違は無い。すなわち、図
２２の構成は、図２３に示す通常のサーボモータを使用
した位置制御に、ＣＰＵによる速度フィードフォワード
（Ｖ）、トルク・コンペンセータ（Ａ）を加えたライン
構成であって、通常の制御手法の範囲内のもので、位置
パターンだけを基に、速度指令（Ｖ）、加速度指令
（Ａ）、をＣＰＵにより生成するとなると、スキャン周
期に基づき微分処理を行うことになるが、こうして生成
された速度指令（Ｖ）、加速度指令（Ａ）は実体速度に
対して既に遅れを有しているので、予測制御の観点から
の配慮が無い限り効果が半減する。このように、従来の
方式では、追従性が悪く、制御精度の低下を招くという
問題があった。そこで、本発明は、サーボモータにより
駆動されるロータリカッタあるいは連続式縦型包装機械
などの制御において、全領域に位置ループを組んで次サ
イクルに亘る連続相関方式の電子カム制御を構成して正
確な位置制御を行い、切断長または袋長の短尺、長尺に
も自動的に対応可能な同一アルゴリズムによる制御を可
能にして、短尺切断時の生産性を大幅に改善し、追従性
が良く制御精度を向上させる電子カム方式ロータリカッ
タ制御方法および電子カム曲線生成方法を提供すること
を目的としている。
場合は、予め作成済みのカム曲線３１９（位置パター
ン）に基づく制御で、如何に追従遅れを少なくするかの
手法を提案したもので、カム曲線を使用した以外の構成
は、従来のライン構成と何等相違は無い。すなわち、図
２２の構成は、図２３に示す通常のサーボモータを使用
した位置制御に、ＣＰＵによる速度フィードフォワード
（Ｖ）、トルク・コンペンセータ（Ａ）を加えたライン
構成であって、通常の制御手法の範囲内のもので、位置
パターンだけを基に、速度指令（Ｖ）、加速度指令
（Ａ）、をＣＰＵにより生成するとなると、スキャン周
期に基づき微分処理を行うことになるが、こうして生成
された速度指令（Ｖ）、加速度指令（Ａ）は実体速度に
対して既に遅れを有しているので、予測制御の観点から
の配慮が無い限り効果が半減する。このように、従来の
方式では、追従性が悪く、制御精度の低下を招くという
問題があった。そこで、本発明は、サーボモータにより
駆動されるロータリカッタあるいは連続式縦型包装機械
などの制御において、全領域に位置ループを組んで次サ
イクルに亘る連続相関方式の電子カム制御を構成して正
確な位置制御を行い、切断長または袋長の短尺、長尺に
も自動的に対応可能な同一アルゴリズムによる制御を可
能にして、短尺切断時の生産性を大幅に改善し、追従性
が良く制御精度を向上させる電子カム方式ロータリカッ
タ制御方法および電子カム曲線生成方法を提供すること
を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、サーボモータにより駆動
され、長尺切断時と短尺切断時では電子カム曲線に基づ
く異なる速度波形によって制御される電子カム方式ロー
タリカッタ制御方法において、電子カム曲線に基づき全
領域に位置ループを組み、非切断区間の位置パターンと
して３次関数および速度パターンとして２次関数となる
電子カム曲線を用いることにより、前記長尺切断時およ
び短尺切断時あるいはライン速度の変化時においても同
一アルゴリズムにより自動的に対応して制御可能とした
ことを特徴としている。この構成によれば、制御対象と
なる正確な位置パターンを予め生成して、その位置パタ
ーンに基づいて切断、非切断区間を含む全領域に亙り時
々刻々の位置制御を行うことにより、電子カム曲線によ
る正確な切断位置制御を可能とし、電子カム曲線として
位置パターンに３次関数、速度パターンに２次関数を採
用し、切断終了時点の位置・速度と、次サイクルの切断
開始時点の位置・速度の連続相関性を維持するアルゴリ
ズムによる制御内容によって、長尺切断、短尺切断およ
びライン速度の変化にも自動的に同一アルゴリズムで対
応可能な、追従性の高い切断位置制御を構成できる。ま
た、請求項２に記載の発明は、長尺切断時と短尺切断時
では電子カム曲線に基づく異なる速度波形によって制御
され、短尺切断時にはライン速度を減速制御する電子カ
ム方式ロータリカッタ制御方法において、電子カム曲線
に基づき全領域に位置ループを組み、非切断区間の位置
パターンとして３次関数および速度パターンとして２次
関数となる電子カム曲線を用いることにより、従来より
もさらに短尺までライン速度減速の必要を無くし、ライ
ン速度１００％のまま切断可能としたことを特徴として
いる。この構成によれば、電子カム曲線による速度パタ
ーンは２次曲線となるので、非切断区間の加減速に必要
なトルクは領域全体に分散されて、トルクの二乗平均値
が加減速時間が短めの台形速度の場合より小さくなり、
特に、加減速頻度が大きい短尺切断時に従来よりもさら
に短尺までライン速度を減速しなくても切断可能とな
る。また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記
載の電子カム方式ロータリカッタ制御方法において、ス
パイラル刃のカム曲線図による速度パターンは、切断区
間はライン速度と同一で、非切断区間は短尺切断時が２
次曲線となって盛り上がり長尺切断時は２次曲線で減少
し、直刃の速度パターンは前記スパイラル刃に比較して
切断区間の速度のみが１／ｃｏｓθに比例する異なるパ
ターンとなることを特徴としている。この構成によれ
ば、スパイラル刃も、直刃の場合も同じに２次曲線によ
る速度パターンで制御可能であり、直刃の場合は切断区
間の速度パターンを１／ｃｏｓθとすることで、スパイ
ラル刃と同様にライン速度で連続移動する加工物を移動
方向に対して直角方向に切断することができる。
め、請求項１に記載の発明は、サーボモータにより駆動
され、長尺切断時と短尺切断時では電子カム曲線に基づ
く異なる速度波形によって制御される電子カム方式ロー
タリカッタ制御方法において、電子カム曲線に基づき全
領域に位置ループを組み、非切断区間の位置パターンと
して３次関数および速度パターンとして２次関数となる
電子カム曲線を用いることにより、前記長尺切断時およ
び短尺切断時あるいはライン速度の変化時においても同
一アルゴリズムにより自動的に対応して制御可能とした
ことを特徴としている。この構成によれば、制御対象と
なる正確な位置パターンを予め生成して、その位置パタ
ーンに基づいて切断、非切断区間を含む全領域に亙り時
々刻々の位置制御を行うことにより、電子カム曲線によ
る正確な切断位置制御を可能とし、電子カム曲線として
位置パターンに３次関数、速度パターンに２次関数を採
用し、切断終了時点の位置・速度と、次サイクルの切断
開始時点の位置・速度の連続相関性を維持するアルゴリ
ズムによる制御内容によって、長尺切断、短尺切断およ
びライン速度の変化にも自動的に同一アルゴリズムで対
応可能な、追従性の高い切断位置制御を構成できる。ま
た、請求項２に記載の発明は、長尺切断時と短尺切断時
では電子カム曲線に基づく異なる速度波形によって制御
され、短尺切断時にはライン速度を減速制御する電子カ
ム方式ロータリカッタ制御方法において、電子カム曲線
に基づき全領域に位置ループを組み、非切断区間の位置
パターンとして３次関数および速度パターンとして２次
関数となる電子カム曲線を用いることにより、従来より
もさらに短尺までライン速度減速の必要を無くし、ライ
ン速度１００％のまま切断可能としたことを特徴として
いる。この構成によれば、電子カム曲線による速度パタ
ーンは２次曲線となるので、非切断区間の加減速に必要
なトルクは領域全体に分散されて、トルクの二乗平均値
が加減速時間が短めの台形速度の場合より小さくなり、
特に、加減速頻度が大きい短尺切断時に従来よりもさら
に短尺までライン速度を減速しなくても切断可能とな
る。また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記
載の電子カム方式ロータリカッタ制御方法において、ス
パイラル刃のカム曲線図による速度パターンは、切断区
間はライン速度と同一で、非切断区間は短尺切断時が２
次曲線となって盛り上がり長尺切断時は２次曲線で減少
し、直刃の速度パターンは前記スパイラル刃に比較して
切断区間の速度のみが１／ｃｏｓθに比例する異なるパ
ターンとなることを特徴としている。この構成によれ
ば、スパイラル刃も、直刃の場合も同じに２次曲線によ
る速度パターンで制御可能であり、直刃の場合は切断区
間の速度パターンを１／ｃｏｓθとすることで、スパイ
ラル刃と同様にライン速度で連続移動する加工物を移動
方向に対して直角方向に切断することができる。
【０００７】また、請求項４に記載の発明は、サーボモ
ータにより駆動される連続式縦型包装機械の横シール機
構あるいは加工品を定尺に切断するロータリカッタのよ
うに、回転機構の１サイクルの中の特定の位相区間で加
工品に同調してシール又は切断するといった仕事を行っ
た後、次のサイクルの仕事開始までの予測を含む連続相
関制御方式による位置指令に３次関数を、速度フィード
フォワードに２次関数を使用することにより、加工品の
袋長または切断長が周長／Ｍ（Ｍ＝１．２．・・・、シ
ール面数又は刃数）の大小に関わらず自動的に対応して
最適な電子カム曲線が得られることを特徴としている。
この構成によれば、回転機構の１サイクルの中の特定位
相区間（シール区間又は切断区間）でフィルム、紙、又
はその他の加工物のライン速度に同調してシール又は切
断する仕事を行う場合に、特定位相区間の最後の位置・
速度と、次のサイクルの特定位相区間の最初の位置・速
度の４つの境界条件を満たすカム曲線（位置パターン）
として３次関数を用い、速度パターンとしては、その微
分値である２次関数を用いた、次サイクルの予測制御を
含む連続相関制御により、位置パターンは位置指令とし
て、速度パターンは速度フィードフォワードとして用
い、次のサイクルの特定位相区間における最初の時刻に
おいて、再び、位置・速度を正確にライン速度に合致さ
せる、電子カム制御を実現できる。また、請求項５に記
載の発明は、請求項４記載の電子カム曲線生成方法にお
いて、シール区間または切断区間における横シール機構
または切断刃の回転速度ｎ 2 および回転位置ｙ2 は、Ｎ
1 を開始点のライン速度、Ｙ1 を切断開始点の回転位
置、ｔ3 を切断開始点の時刻、Ｔｃを１サイクルタイム
として、 ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ3 ）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ（ｒｅｖ） となり、非シール区間または非切断区間の曲線式は、時
刻Ｔ1 、Ｔ2 の時の速度Ｖ1 、Ｖ2 、位置Ｘ1 、Ｘ2 の
４つの境界条件を満たす４つの係数を持つ３次関数とな
り、位置ｘ、および位置ｘを微分した速度ｖは、 ｘ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） ｖ＝３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ （ｒｐｓ） と表され、前記（Ｔ1 、Ｘ1 ）、（Ｔ2 、Ｘ2 ）を式ｘ
に代入、前記（Ｔ1 、Ｖ1 ）、（Ｔ2 、Ｖ2 ）を式ｖに
代入して、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて解き、Ｔ1＝０、Ｔ
2 ＝ｔ3 、Ｘ1 ＝０、Ｘ2 ＝Ｙ1 、Ｖ1 ＝Ｎ1 ／６０、
Ｖ2 ＝Ｎ1 ／６０、を代入してＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求め
る、非シール区間または切断区間における回転速度＝ｎ
1 、回転位置＝ｙ1 、シール区間または非切断区間の回
転速度ｎ2、回転位置＝ｙ2 、のカム曲線式は、 ｎ1 ＝６０（３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ） （ｒｐｍ） ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） ｙ1 ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ3 ）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ（ｒｅｖ） として得られることを特徴としている。
ータにより駆動される連続式縦型包装機械の横シール機
構あるいは加工品を定尺に切断するロータリカッタのよ
うに、回転機構の１サイクルの中の特定の位相区間で加
工品に同調してシール又は切断するといった仕事を行っ
た後、次のサイクルの仕事開始までの予測を含む連続相
関制御方式による位置指令に３次関数を、速度フィード
フォワードに２次関数を使用することにより、加工品の
袋長または切断長が周長／Ｍ（Ｍ＝１．２．・・・、シ
ール面数又は刃数）の大小に関わらず自動的に対応して
最適な電子カム曲線が得られることを特徴としている。
この構成によれば、回転機構の１サイクルの中の特定位
相区間（シール区間又は切断区間）でフィルム、紙、又
はその他の加工物のライン速度に同調してシール又は切
断する仕事を行う場合に、特定位相区間の最後の位置・
速度と、次のサイクルの特定位相区間の最初の位置・速
度の４つの境界条件を満たすカム曲線（位置パターン）
として３次関数を用い、速度パターンとしては、その微
分値である２次関数を用いた、次サイクルの予測制御を
含む連続相関制御により、位置パターンは位置指令とし
て、速度パターンは速度フィードフォワードとして用
い、次のサイクルの特定位相区間における最初の時刻に
おいて、再び、位置・速度を正確にライン速度に合致さ
せる、電子カム制御を実現できる。また、請求項５に記
載の発明は、請求項４記載の電子カム曲線生成方法にお
いて、シール区間または切断区間における横シール機構
または切断刃の回転速度ｎ 2 および回転位置ｙ2 は、Ｎ
1 を開始点のライン速度、Ｙ1 を切断開始点の回転位
置、ｔ3 を切断開始点の時刻、Ｔｃを１サイクルタイム
として、 ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ3 ）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ（ｒｅｖ） となり、非シール区間または非切断区間の曲線式は、時
刻Ｔ1 、Ｔ2 の時の速度Ｖ1 、Ｖ2 、位置Ｘ1 、Ｘ2 の
４つの境界条件を満たす４つの係数を持つ３次関数とな
り、位置ｘ、および位置ｘを微分した速度ｖは、 ｘ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） ｖ＝３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ （ｒｐｓ） と表され、前記（Ｔ1 、Ｘ1 ）、（Ｔ2 、Ｘ2 ）を式ｘ
に代入、前記（Ｔ1 、Ｖ1 ）、（Ｔ2 、Ｖ2 ）を式ｖに
代入して、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて解き、Ｔ1＝０、Ｔ
2 ＝ｔ3 、Ｘ1 ＝０、Ｘ2 ＝Ｙ1 、Ｖ1 ＝Ｎ1 ／６０、
Ｖ2 ＝Ｎ1 ／６０、を代入してＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求め
る、非シール区間または切断区間における回転速度＝ｎ
1 、回転位置＝ｙ1 、シール区間または非切断区間の回
転速度ｎ2、回転位置＝ｙ2 、のカム曲線式は、 ｎ1 ＝６０（３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ） （ｒｐｍ） ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） ｙ1 ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ3 ）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ（ｒｅｖ） として得られることを特徴としている。
【０００８】この構成によれば、４つの係数を持つ３次
関数、 位置ｘ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ、 それの微分式の速度ｖ＝３Ａｔ2＋２Ｂｔ＋Ｃ、に４つ
の境界条件の係数（Ｔ1 ，Ｘ1 ）、（Ｔ２，Ｘ2 ）と
（Ｔ1 ，Ｖ1 ）、（Ｔ 2 ，Ｖ2 ）を代入してＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄについて解くと、 Ａ＝｛２（Ｘ1 −Ｘ2 ）−（Ｔ1 −Ｔ2 ）（Ｖ1 ＋
Ｖ2 ）｝／Ｋ Ｂ＝［（Ｖ1 −Ｖ2 ）（Ｔ1 −Ｔ2 ）（Ｔ1 ＋２Ｔ2 ）
−３（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）×｛ Ｘ1 −Ｘ2 −Ｖ2 （Ｔ1 −Ｔ
2 ）｝］／Ｋ Ｃ＝｛６（Ｘ1 −Ｘ2 ）Ｔ1 ・Ｔ2 ＋３（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）
（Ｖ1 ・Ｔ2 2−Ｖ2 ・Ｔ1 2 ）＋２（Ｔ1 2 ＋Ｔ1 ・
Ｔ2 ＋Ｔ2 2 ）（Ｖ2 ・Ｔ1−Ｖ1 ・Ｔ2 ）｝／Ｋ Ｄ＝−［（Ｘ1 −Ｖ1 ・Ｔ1 ）Ｔ2 2 （３Ｔ1 −Ｔ2 ）
＋（Ｘ2 −Ｖ2 ・Ｔ2 ）Ｔ1 2 （Ｔ1 −３Ｔ2 ）＋２
（Ｖ1 −Ｖ2 ）Ｔ1 2 ・Ｔ2 2 ］／Ｋ Ｋ＝−（Ｔ1 −Ｔ2 ）3 となる。こうして得られたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに、Ｔ1 →０
（切断、シール区間の最終時刻）、Ｔ2 →ｔ3 （次サイ
クルの切断区間の最初の時刻）、Ｘ1 →０（Ｔ 1 時の位
置）、Ｘ2 →Ｙ1 （Ｔ2 ＝ｔ3 時の位置）、Ｖ1 →Ｎ1
／６０（Ｔ1 ＝０時の速度）、Ｖ2 →Ｎ1 ／６０（ｔ3
時の速度）、を代入してＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求めると、 カム曲線式、ｎ1 ＝６０（３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ） ｎ2 ＝Ｎ1 ｙ1 ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ３）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ を得ることができる。
関数、 位置ｘ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ、 それの微分式の速度ｖ＝３Ａｔ2＋２Ｂｔ＋Ｃ、に４つ
の境界条件の係数（Ｔ1 ，Ｘ1 ）、（Ｔ２，Ｘ2 ）と
（Ｔ1 ，Ｖ1 ）、（Ｔ 2 ，Ｖ2 ）を代入してＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄについて解くと、 Ａ＝｛２（Ｘ1 −Ｘ2 ）−（Ｔ1 −Ｔ2 ）（Ｖ1 ＋
Ｖ2 ）｝／Ｋ Ｂ＝［（Ｖ1 −Ｖ2 ）（Ｔ1 −Ｔ2 ）（Ｔ1 ＋２Ｔ2 ）
−３（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）×｛ Ｘ1 −Ｘ2 −Ｖ2 （Ｔ1 −Ｔ
2 ）｝］／Ｋ Ｃ＝｛６（Ｘ1 −Ｘ2 ）Ｔ1 ・Ｔ2 ＋３（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）
（Ｖ1 ・Ｔ2 2−Ｖ2 ・Ｔ1 2 ）＋２（Ｔ1 2 ＋Ｔ1 ・
Ｔ2 ＋Ｔ2 2 ）（Ｖ2 ・Ｔ1−Ｖ1 ・Ｔ2 ）｝／Ｋ Ｄ＝−［（Ｘ1 −Ｖ1 ・Ｔ1 ）Ｔ2 2 （３Ｔ1 −Ｔ2 ）
＋（Ｘ2 −Ｖ2 ・Ｔ2 ）Ｔ1 2 （Ｔ1 −３Ｔ2 ）＋２
（Ｖ1 −Ｖ2 ）Ｔ1 2 ・Ｔ2 2 ］／Ｋ Ｋ＝−（Ｔ1 −Ｔ2 ）3 となる。こうして得られたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに、Ｔ1 →０
（切断、シール区間の最終時刻）、Ｔ2 →ｔ3 （次サイ
クルの切断区間の最初の時刻）、Ｘ1 →０（Ｔ 1 時の位
置）、Ｘ2 →Ｙ1 （Ｔ2 ＝ｔ3 時の位置）、Ｖ1 →Ｎ1
／６０（Ｔ1 ＝０時の速度）、Ｖ2 →Ｎ1 ／６０（ｔ3
時の速度）、を代入してＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求めると、 カム曲線式、ｎ1 ＝６０（３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ） ｎ2 ＝Ｎ1 ｙ1 ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ３）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
について図を参照して説明する。図１〜図１４は本発明
の第１の実施の形態に係る図である。図１は本発明の第
１の実施の形態に係る電子カム方式によるロータリカッ
タの制御ブロック図である。図２は図１に示すロータリ
カッタの概念図である。図３は図２に示すロータリカッ
タ刃の種類を示す図である。図４は図２に示すロータリ
カッタ刃の構造を示す図である。図５は図２に示すロー
タリカッタ刃と加工物の位置関係を示す図である。図６
は図１に示すロータリカッタのスパイラル刃のカム曲線
グラフを示す図である。図７は図６に示すカム曲線を構
成する関数の説明図である。図８は図６に示すカム曲線
グラフのカム曲線式を示す図である。図９は図１に示す
カッタが直刃のカム曲線グラフを示す図である。図１０
は図９に示すカム曲線グラフのカム曲線式を示す図であ
る。図１１は図６に示す速度パターンとトルクの関係を
示す図である。図１２は図６に示す２次関数型速度パタ
ーンと従来の台形速度パターンの比較図である。図１３
は図１２に示す台形速度パターンを一般化した図であ
る。図１４は図１に示すロータリカッタのＬＶカーブを
示す図である。図１において、１は定スキャン制御を行
うデジタルコントローラ、２はサーボモータ３を駆動す
るサーボドライバ、４はモータ３用のパルスジェネレー
タ、１１は紙、鉄板等を定尺切断するロータリカッタ、
１２は加工品の走行量を検出するメジャーリングロー
ル、１３は加工品移送用のフィードロールで、１４は加
工品のレジマークを検出するレジマーク検出器である。
２０はカウンタであり、２１はサーボドライバ２への指
令値を変換するＤ／Ａ変換器、２２は微分回路、２３は
乗算器である。２４は切断長１サイクル内の位相を発生
させるのこぎり波発生回路、２５は位相、２６は電子カ
ム曲線の速度パターン発生器、２７は同じく位置パター
ン発生器、２８はレジマーク補正回路、２９は位置指令
で、３０は位置制御ゲインである。
について図を参照して説明する。図１〜図１４は本発明
の第１の実施の形態に係る図である。図１は本発明の第
１の実施の形態に係る電子カム方式によるロータリカッ
タの制御ブロック図である。図２は図１に示すロータリ
カッタの概念図である。図３は図２に示すロータリカッ
タ刃の種類を示す図である。図４は図２に示すロータリ
カッタ刃の構造を示す図である。図５は図２に示すロー
タリカッタ刃と加工物の位置関係を示す図である。図６
は図１に示すロータリカッタのスパイラル刃のカム曲線
グラフを示す図である。図７は図６に示すカム曲線を構
成する関数の説明図である。図８は図６に示すカム曲線
グラフのカム曲線式を示す図である。図９は図１に示す
カッタが直刃のカム曲線グラフを示す図である。図１０
は図９に示すカム曲線グラフのカム曲線式を示す図であ
る。図１１は図６に示す速度パターンとトルクの関係を
示す図である。図１２は図６に示す２次関数型速度パタ
ーンと従来の台形速度パターンの比較図である。図１３
は図１２に示す台形速度パターンを一般化した図であ
る。図１４は図１に示すロータリカッタのＬＶカーブを
示す図である。図１において、１は定スキャン制御を行
うデジタルコントローラ、２はサーボモータ３を駆動す
るサーボドライバ、４はモータ３用のパルスジェネレー
タ、１１は紙、鉄板等を定尺切断するロータリカッタ、
１２は加工品の走行量を検出するメジャーリングロー
ル、１３は加工品移送用のフィードロールで、１４は加
工品のレジマークを検出するレジマーク検出器である。
２０はカウンタであり、２１はサーボドライバ２への指
令値を変換するＤ／Ａ変換器、２２は微分回路、２３は
乗算器である。２４は切断長１サイクル内の位相を発生
させるのこぎり波発生回路、２５は位相、２６は電子カ
ム曲線の速度パターン発生器、２７は同じく位置パター
ン発生器、２８はレジマーク補正回路、２９は位置指令
で、３０は位置制御ゲインである。
【００１０】つぎに動作について説明する。第１の実施
の形態は、図２に示すように連続的に流されるウェブ状
の紙、鉄板等を静止させずに、設定した長さに連続的に
切断するロータリカッタの制御についてのもので、ロー
タリカッタ１１は図３に示すように、刃の取付け形状に
より図３（ａ）の直刃（ぢかば）と、図３（ｂ）のスパ
イラル刃とがあるが、直刃の場合は切断時の必要圧力が
極めて大きくなるため余り使用されないので、主として
スパイラル刃を対象に説明する。したがって、直刃につ
いては制御式等は補足的に添えるに止める。又、図４
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、に示すように、１枚
刃の他に２、３、４枚刃（刃数はＭで表す）等も有り得
るが、切断長１サイクルが周長／２、周長／３、周長／
４、と変わるだけで動作は基本的には同じなので、１枚
刃について説明を進める。図５に示すように、本実施の
形態では、同調区間（切断区間）の終了点を１サイクル
の始点ｔ＝０として、次のサイクルの切断区間の開始点
の予測を含むカム曲線を生成して連続相関制御による、
電子カム制御を実現するものである。実際には図６に示
すようなカム曲線による制御が行われる。図６（ａ）は
速度パターンで、図６（ｂ）は位置パターンであり、区
間が非切断区間、区間が切断区間である。Ｎ1 が切
断区間の回転速度、ｎ2 が非切断区間の速度、Ｔｃが１
サイクルタイム、ｔ3 は切断開始点時刻、ｙ1 は非切断
区間の位置パターン、ｙ2 は切断区間の位置パターン、
Ｙ1 は切断開始位置である。こうしたカム曲線の生成方
法については、図５のようなカッタの半径＝ｒ（ｍｍ）
と、切断枚数＝Ｎ0 （ｂｐｍ）、切断長（長尺、短尺）
＝Ｌ0 （ｍｍ）、同調角度＝θ0 （°）、とすると、 加工物（紙等）速度ＶL ＝Ｎ0 ×Ｌ0 ／１０００ （ｍ／ｍｉｎ） １サイクルタイムＴｃ＝６０／Ｎ0 （ｓｅｃ） となり、切断開始点の速度Ｎ1 は、 Ｎ1 ＝１０００×ＶL ／２πｒ （ｒｐｍ） 切断区間の時間をｔ0 （ｓｅｃ）とすると、切断区間の
移動量より、 Ｎ1 ／６０×ｔ0 ＝θ0 ／３６０ ∴ ｔ0 ＝θ0 ／６Ｎ1 これより、切断開始時刻ｔ3 ＝Ｔｃ−ｔ0（ｓｅｃ）と
なり、ｔ＝ｔ3 における回転位置は、 Ｙ1 ＝１／Ｍ−θ0 ／３６０ （ｒｅｖ） となる。したがって、図６に示す切断区間におけるカ
ッタの速度と位置は、 速度 ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） 位置 ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ3 ）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ （ｒｅｖ） 但し、１枚刃の場合は、１／Ｍ＝１、として求められ
る。
の形態は、図２に示すように連続的に流されるウェブ状
の紙、鉄板等を静止させずに、設定した長さに連続的に
切断するロータリカッタの制御についてのもので、ロー
タリカッタ１１は図３に示すように、刃の取付け形状に
より図３（ａ）の直刃（ぢかば）と、図３（ｂ）のスパ
イラル刃とがあるが、直刃の場合は切断時の必要圧力が
極めて大きくなるため余り使用されないので、主として
スパイラル刃を対象に説明する。したがって、直刃につ
いては制御式等は補足的に添えるに止める。又、図４
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、に示すように、１枚
刃の他に２、３、４枚刃（刃数はＭで表す）等も有り得
るが、切断長１サイクルが周長／２、周長／３、周長／
４、と変わるだけで動作は基本的には同じなので、１枚
刃について説明を進める。図５に示すように、本実施の
形態では、同調区間（切断区間）の終了点を１サイクル
の始点ｔ＝０として、次のサイクルの切断区間の開始点
の予測を含むカム曲線を生成して連続相関制御による、
電子カム制御を実現するものである。実際には図６に示
すようなカム曲線による制御が行われる。図６（ａ）は
速度パターンで、図６（ｂ）は位置パターンであり、区
間が非切断区間、区間が切断区間である。Ｎ1 が切
断区間の回転速度、ｎ2 が非切断区間の速度、Ｔｃが１
サイクルタイム、ｔ3 は切断開始点時刻、ｙ1 は非切断
区間の位置パターン、ｙ2 は切断区間の位置パターン、
Ｙ1 は切断開始位置である。こうしたカム曲線の生成方
法については、図５のようなカッタの半径＝ｒ（ｍｍ）
と、切断枚数＝Ｎ0 （ｂｐｍ）、切断長（長尺、短尺）
＝Ｌ0 （ｍｍ）、同調角度＝θ0 （°）、とすると、 加工物（紙等）速度ＶL ＝Ｎ0 ×Ｌ0 ／１０００ （ｍ／ｍｉｎ） １サイクルタイムＴｃ＝６０／Ｎ0 （ｓｅｃ） となり、切断開始点の速度Ｎ1 は、 Ｎ1 ＝１０００×ＶL ／２πｒ （ｒｐｍ） 切断区間の時間をｔ0 （ｓｅｃ）とすると、切断区間の
移動量より、 Ｎ1 ／６０×ｔ0 ＝θ0 ／３６０ ∴ ｔ0 ＝θ0 ／６Ｎ1 これより、切断開始時刻ｔ3 ＝Ｔｃ−ｔ0（ｓｅｃ）と
なり、ｔ＝ｔ3 における回転位置は、 Ｙ1 ＝１／Ｍ−θ0 ／３６０ （ｒｅｖ） となる。したがって、図６に示す切断区間におけるカ
ッタの速度と位置は、 速度 ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） 位置 ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ3 ）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ （ｒｅｖ） 但し、１枚刃の場合は、１／Ｍ＝１、として求められ
る。
【００１１】一方、非切断区間については、図６に示
す時刻ｔ＝０における速度Ｎ1 （ｒｐｍ）、位置０（ｒ
ｅｖ）、と時刻ｔ＝ｔ3 における速度Ｎ1 （ｒｐｍ）、
位置Ｙ1 （ｒｅｖ）を満足する曲線式が必要である。一
般的に、図７のように、時刻ｔ＝Ｔ1 の時の速度Ｖ1 、
位置Ｘ１、と時刻ｔ＝Ｔ2 の時の速度Ｖ2 、位置Ｘ2 、
という４つの境界条件を満たす位置の曲線式としては、
４つの係数を持つ３次関数が該当する。したがって、 位置 ｘ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） （１） とすれば、その微分として速度ｖの（２）式が得られ
る。 速度 ｖ＝３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ （ｒｐｓ） （２） 上の（１）式に、（Ｔ1 、Ｘ1 ）、（Ｔ2 、Ｘ2 ）を、
（２）式に（Ｔ1 、Ｖ１）、（Ｔ２、Ｖ2）の４係数を
代入してＫで除し、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて解けば下記
の（３）式が得られる。 Ａ＝｛２（Ｘ1 −Ｘ2 ）−（Ｔ1 −Ｔ2 ）（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）｝／Ｋ Ｂ＝［（Ｖ1 −Ｖ2 ）（Ｔ1 −Ｔ2 ）（Ｔ1 ＋２Ｔ2 ） −３（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）｛ Ｘ1 −Ｘ2 −Ｖ2 （Ｔ1 −Ｔ2 ）｝］／Ｋ Ｃ＝｛６（Ｘ1 −Ｘ2 ）Ｔ1 ・Ｔ2 ＋３（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）（Ｖ1 ・Ｔ2 2 −Ｖ2 ・Ｔ1 2 ）＋２（Ｔ1 2 ＋Ｔ1 ・Ｔ2 ＋Ｔ2 2 ）（Ｖ2 ・Ｔ1 −Ｖ1 ・Ｔ2 ）｝／Ｋ Ｄ＝−［（Ｘ1 −Ｖ1 ・Ｔ1 ）Ｔ2 2 （３Ｔ1 −Ｔ2 ） ＋（Ｘ2 −Ｖ2 ・Ｔ2 ）Ｔ1 2 （Ｔ1 −３Ｔ2 ） ＋２（Ｖ1 −Ｖ2 ）Ｔ1 2 ・Ｔ2 2 ］／Ｋ Ｋ＝−（Ｔ1 −Ｔ2 ）3 （３） となる。これらＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに、図６に示す実際の各
パターン係数の、 Ｔ1 →０（切断区間の最終時刻）、 Ｔ2 →ｔ3 （次サイクルの切断区間の最初の時刻）、 Ｘ1 →０（Ｔ1 時の位置）、 Ｘ2 →Ｙ1 （Ｔ2 ＝ｔ3 時の位置）、 Ｖ1 →Ｎ1 ／６０（Ｔ1 ＝０時の速度）、 Ｖ2 →Ｎ1 ／６０（ｔ3 時の速度）、 を代入してＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求めると、ロータリカッタ
のスパイラル刃のカム曲線式として、 ｎ1 ＝６０（３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ） （ｒｐｍ） ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） ｙ1 ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ3 ）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ （ｒｅｖ） 但し、１枚刃の場合、１／Ｍ＝１。
す時刻ｔ＝０における速度Ｎ1 （ｒｐｍ）、位置０（ｒ
ｅｖ）、と時刻ｔ＝ｔ3 における速度Ｎ1 （ｒｐｍ）、
位置Ｙ1 （ｒｅｖ）を満足する曲線式が必要である。一
般的に、図７のように、時刻ｔ＝Ｔ1 の時の速度Ｖ1 、
位置Ｘ１、と時刻ｔ＝Ｔ2 の時の速度Ｖ2 、位置Ｘ2 、
という４つの境界条件を満たす位置の曲線式としては、
４つの係数を持つ３次関数が該当する。したがって、 位置 ｘ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） （１） とすれば、その微分として速度ｖの（２）式が得られ
る。 速度 ｖ＝３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ （ｒｐｓ） （２） 上の（１）式に、（Ｔ1 、Ｘ1 ）、（Ｔ2 、Ｘ2 ）を、
（２）式に（Ｔ1 、Ｖ１）、（Ｔ２、Ｖ2）の４係数を
代入してＫで除し、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて解けば下記
の（３）式が得られる。 Ａ＝｛２（Ｘ1 −Ｘ2 ）−（Ｔ1 −Ｔ2 ）（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）｝／Ｋ Ｂ＝［（Ｖ1 −Ｖ2 ）（Ｔ1 −Ｔ2 ）（Ｔ1 ＋２Ｔ2 ） −３（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）｛ Ｘ1 −Ｘ2 −Ｖ2 （Ｔ1 −Ｔ2 ）｝］／Ｋ Ｃ＝｛６（Ｘ1 −Ｘ2 ）Ｔ1 ・Ｔ2 ＋３（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）（Ｖ1 ・Ｔ2 2 −Ｖ2 ・Ｔ1 2 ）＋２（Ｔ1 2 ＋Ｔ1 ・Ｔ2 ＋Ｔ2 2 ）（Ｖ2 ・Ｔ1 −Ｖ1 ・Ｔ2 ）｝／Ｋ Ｄ＝−［（Ｘ1 −Ｖ1 ・Ｔ1 ）Ｔ2 2 （３Ｔ1 −Ｔ2 ） ＋（Ｘ2 −Ｖ2 ・Ｔ2 ）Ｔ1 2 （Ｔ1 −３Ｔ2 ） ＋２（Ｖ1 −Ｖ2 ）Ｔ1 2 ・Ｔ2 2 ］／Ｋ Ｋ＝−（Ｔ1 −Ｔ2 ）3 （３） となる。これらＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに、図６に示す実際の各
パターン係数の、 Ｔ1 →０（切断区間の最終時刻）、 Ｔ2 →ｔ3 （次サイクルの切断区間の最初の時刻）、 Ｘ1 →０（Ｔ1 時の位置）、 Ｘ2 →Ｙ1 （Ｔ2 ＝ｔ3 時の位置）、 Ｖ1 →Ｎ1 ／６０（Ｔ1 ＝０時の速度）、 Ｖ2 →Ｎ1 ／６０（ｔ3 時の速度）、 を代入してＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求めると、ロータリカッタ
のスパイラル刃のカム曲線式として、 ｎ1 ＝６０（３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ） （ｒｐｍ） ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） ｙ1 ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ3 ）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ （ｒｅｖ） 但し、１枚刃の場合、１／Ｍ＝１。
【００１２】このスパイラル刃のカム曲線式は図８に示
しているが、この式はｔ＝０、ｔ＝ｔ3 、における速
度、位置の境界条件を完全に満たしているため、切断長
が周長より長い長尺の場合も、周長より短い短尺の場合
に対しても、又、ライン速度が変化している場合でも、
同一のアルゴリズムで自動的に対応可能である。それに
よって図６（ａ）に示すように、領域の非切断区間に
おいては、短尺時は速度が２次曲線で盛り上がり、逆
に、長尺時には速度が２次曲線で減少する、パターンが
描かれる。ちなみに図９および図１０には直刃の場合の
カム曲線式と、カム曲線パターンを示す。直刃の場合は
図９（ａ）のように、切断区間の速度が１／ｃｏｓθ
に比例するパターンになる以外は、非切断区間のカム
曲線については、スパイラル刃も直刃も全く同じカム曲
線となる。
しているが、この式はｔ＝０、ｔ＝ｔ3 、における速
度、位置の境界条件を完全に満たしているため、切断長
が周長より長い長尺の場合も、周長より短い短尺の場合
に対しても、又、ライン速度が変化している場合でも、
同一のアルゴリズムで自動的に対応可能である。それに
よって図６（ａ）に示すように、領域の非切断区間に
おいては、短尺時は速度が２次曲線で盛り上がり、逆
に、長尺時には速度が２次曲線で減少する、パターンが
描かれる。ちなみに図９および図１０には直刃の場合の
カム曲線式と、カム曲線パターンを示す。直刃の場合は
図９（ａ）のように、切断区間の速度が１／ｃｏｓθ
に比例するパターンになる以外は、非切断区間のカム
曲線については、スパイラル刃も直刃も全く同じカム曲
線となる。
【００１３】次に、こうして得られた速度と位置のカム
曲線式を使用して行う、ロータリカッタの電子カム制御
について、続けて、図１に基づいて説明する。定周期ス
キャン制御を行うデジタルコントローラ１に、紙又は鉄
板等の加工品の走行量を検出するためのメジャーリング
ロール１２からのパルスを取込み、カウンタ２０ａによ
り積算が行われる。これを、のこぎり波発生回路２４に
より、切断長に相当するパルス量θM を最大値とする１
サイクル内の位相θが繰り返し得られる。これを先述の
図６にも示したようなカム曲線による、１サイクル分の
位置パターン発生回路２７、速度パターン発生回路２６
へ入力し、時々刻々の位置指令Ｙｒｅｆ２９と速度指令
を得る。なお、位置指令Ｙｒｅｆについては１サイクル
終了すれば、その１サイクルの位置の最大値（切断長に
相当するサーボモータ３の回転パルス量）を加算するこ
とにより、ロータリカツタ１１は連続的に同方向へ回転
するよう制御される。こうして、生成された位置指令に
対して、サーボモータ３のパルスジェネレータ４からの
パルスカウント値によりフィードバック制御を行い、位
置偏差εを０に近付けるように位置制御を行って、時々
刻々の電子カム制御を実現する。又、速度パターンにつ
いては、予め紙等の走行速度１００％の状態で図８又は
図１０のカム曲線式を求めて置き、実際は微分回路２２
によって求めた速度を正規化して得られるＶ（ｐ，ｕ）
を、速度パターン発生回路２６からの出力に掛けること
で、実際の紙等の走行速度に応じたフィードフォワード
として使用し、追従性を上げている。又、予め印刷され
た紙等を切断する場合は、印刷の１枚分毎に同時に印刷
されているレジマーク（位置合わせ）を、レジマーク検
出器１４により検出して位置ズレ等をレジマーク補正回
路２８により補正する。なお、図８、図１０に示すカム
曲線式は、時間ｔに関する式として求められているが、
紙等の走行量、すなわち位相θ（パルス）に置換えて制
御に使用することが可能である。紙等の走行量ＶL （ｍ
ｍ／ｓ）とし、１サイクル内の時刻ｔ＝ｔn における紙
等の走行量をｘn （ｍｍ）とし、同様に１サイクル内の
同時刻のバルスカウント量Ｐn （パルス）とし、パルス
重みをＰw （ｍｍ／ｐ）とすると、 Ｐn ・ＰW ＝ＶL ・ｔn Ｐn ＝ＶL ／ＰW ×ｔn ＝Ｋ×ｔn 但し、Ｋ＝ＶL ／ＰW となり、時刻ｔn はメジャリングロール１２からのパル
スカウント量Ｐn （すなわち、位相θ）に置換えること
ができる。
曲線式を使用して行う、ロータリカッタの電子カム制御
について、続けて、図１に基づいて説明する。定周期ス
キャン制御を行うデジタルコントローラ１に、紙又は鉄
板等の加工品の走行量を検出するためのメジャーリング
ロール１２からのパルスを取込み、カウンタ２０ａによ
り積算が行われる。これを、のこぎり波発生回路２４に
より、切断長に相当するパルス量θM を最大値とする１
サイクル内の位相θが繰り返し得られる。これを先述の
図６にも示したようなカム曲線による、１サイクル分の
位置パターン発生回路２７、速度パターン発生回路２６
へ入力し、時々刻々の位置指令Ｙｒｅｆ２９と速度指令
を得る。なお、位置指令Ｙｒｅｆについては１サイクル
終了すれば、その１サイクルの位置の最大値（切断長に
相当するサーボモータ３の回転パルス量）を加算するこ
とにより、ロータリカツタ１１は連続的に同方向へ回転
するよう制御される。こうして、生成された位置指令に
対して、サーボモータ３のパルスジェネレータ４からの
パルスカウント値によりフィードバック制御を行い、位
置偏差εを０に近付けるように位置制御を行って、時々
刻々の電子カム制御を実現する。又、速度パターンにつ
いては、予め紙等の走行速度１００％の状態で図８又は
図１０のカム曲線式を求めて置き、実際は微分回路２２
によって求めた速度を正規化して得られるＶ（ｐ，ｕ）
を、速度パターン発生回路２６からの出力に掛けること
で、実際の紙等の走行速度に応じたフィードフォワード
として使用し、追従性を上げている。又、予め印刷され
た紙等を切断する場合は、印刷の１枚分毎に同時に印刷
されているレジマーク（位置合わせ）を、レジマーク検
出器１４により検出して位置ズレ等をレジマーク補正回
路２８により補正する。なお、図８、図１０に示すカム
曲線式は、時間ｔに関する式として求められているが、
紙等の走行量、すなわち位相θ（パルス）に置換えて制
御に使用することが可能である。紙等の走行量ＶL （ｍ
ｍ／ｓ）とし、１サイクル内の時刻ｔ＝ｔn における紙
等の走行量をｘn （ｍｍ）とし、同様に１サイクル内の
同時刻のバルスカウント量Ｐn （パルス）とし、パルス
重みをＰw （ｍｍ／ｐ）とすると、 Ｐn ・ＰW ＝ＶL ・ｔn Ｐn ＝ＶL ／ＰW ×ｔn ＝Ｋ×ｔn 但し、Ｋ＝ＶL ／ＰW となり、時刻ｔn はメジャリングロール１２からのパル
スカウント量Ｐn （すなわち、位相θ）に置換えること
ができる。
【００１４】ところで従来方式の制御の場合、図２４の
従来方式の速度パターンとトルクを示す図のように、図
２４（ａ）に示す、非切断区間の速度パターンは台形波
形であり、通常、サイクルタイムを満足させるためと、
切断動作に入るまでの速度の安定時間を稼ぐため、図２
４（ｂ）のように、加減速時間は短めに設定されてい
る。そのため、加減速時の必要トルクのピークは高く、
トルクの二乗平均値Ｔｒｍｓが大きくなりがちで、特
に、短尺時には加減速頻度が大きくなるため、Ｔｒｍｓ
が１００％を超えるようになる。それを防ぐにはライン
速度を落さざるを得ないので、生産性が大きく劣化す
る。すなわち、ロータリカッタの生産性の重要な指標で
ある、図１４の切断長に対するライン速度の関係を表す
図のように、ＬＶカーブの特性が点線のように大きく劣
化する。
従来方式の速度パターンとトルクを示す図のように、図
２４（ａ）に示す、非切断区間の速度パターンは台形波
形であり、通常、サイクルタイムを満足させるためと、
切断動作に入るまでの速度の安定時間を稼ぐため、図２
４（ｂ）のように、加減速時間は短めに設定されてい
る。そのため、加減速時の必要トルクのピークは高く、
トルクの二乗平均値Ｔｒｍｓが大きくなりがちで、特
に、短尺時には加減速頻度が大きくなるため、Ｔｒｍｓ
が１００％を超えるようになる。それを防ぐにはライン
速度を落さざるを得ないので、生産性が大きく劣化す
る。すなわち、ロータリカッタの生産性の重要な指標で
ある、図１４の切断長に対するライン速度の関係を表す
図のように、ＬＶカーブの特性が点線のように大きく劣
化する。
【００１５】一方、図１１は本発明の速度パターンとト
ルクを示す図であり、それに対し本実施の形態の場合
は、非切断区間の速度パターンは図１１（ａ）のよう
に２次曲線となるため、加減速に必要なトルクは図１１
（ｂ）のように区間全体に分散されるので改善するこ
とができる。図１２は本発明の２次関数波形の速度パタ
ーンと従来の台形形の速度パターンとの比較図であり、
非切断区間の同一距離を図１２（ａ）のような２次関数
形の速度パターンで移動した場合と、図１２（ｂ）のよ
うな従来形の台形パターンで移動した場合とでは、説明
を簡単化するために２次関数形の場合、ｔ＝０と１を通
り最大値１となる２次関数で、その面積Ｓ１（非切断区
間相当）だけ移動するものとすると、この場合の２次関
数の速度の式は次式で表される。 Ｎ＝−４（ｔ−０．５）2 ＋１ （４） 加速度αは（４）式を微分して得られる。 α＝ｄＮ／ｄｔ＝−８（ｔ−０．５） （５） 移動量Ｓ1 は（６）式のように（４）式をｔ＝０から１
まで積分して得られる。
ルクを示す図であり、それに対し本実施の形態の場合
は、非切断区間の速度パターンは図１１（ａ）のよう
に２次曲線となるため、加減速に必要なトルクは図１１
（ｂ）のように区間全体に分散されるので改善するこ
とができる。図１２は本発明の２次関数波形の速度パタ
ーンと従来の台形形の速度パターンとの比較図であり、
非切断区間の同一距離を図１２（ａ）のような２次関数
形の速度パターンで移動した場合と、図１２（ｂ）のよ
うな従来形の台形パターンで移動した場合とでは、説明
を簡単化するために２次関数形の場合、ｔ＝０と１を通
り最大値１となる２次関数で、その面積Ｓ１（非切断区
間相当）だけ移動するものとすると、この場合の２次関
数の速度の式は次式で表される。 Ｎ＝−４（ｔ−０．５）2 ＋１ （４） 加速度αは（４）式を微分して得られる。 α＝ｄＮ／ｄｔ＝−８（ｔ−０．５） （５） 移動量Ｓ1 は（６）式のように（４）式をｔ＝０から１
まで積分して得られる。
【数１】
そして、トルクの二乗平均値として、（５）式の加速度
の二乗平均値αr m sを適用すると（７）式が得られ
る。
の二乗平均値αr m sを適用すると（７）式が得られ
る。
【数２】
【００１６】一方、図１２（ｂ）の台形波の場合は、加
減速時間ｔα＝０．１として考えた場合、速度の最大値
をＮｔとすれば、移動量Ｓ2 は、 Ｓ2 ＝（０．８＋１） ×Ｎｔ／２ Ｓ1 ＝Ｓ2 より、 Ｎｔ＝０．７４０７ （８） 加速度は、 ０≦ｔ＜０．１の時 α＝０．７４０７／０．１＝７．４０７ ０．１≦ｔ＜０．９の時 α＝０ ０．９≦ｔ≦１の時 α＝−７．４０７ （９） なお、（９）式は３つのαを含む。（９）式より、加速
度の二乗平均値は（１０）式となる。
減速時間ｔα＝０．１として考えた場合、速度の最大値
をＮｔとすれば、移動量Ｓ2 は、 Ｓ2 ＝（０．８＋１） ×Ｎｔ／２ Ｓ1 ＝Ｓ2 より、 Ｎｔ＝０．７４０７ （８） 加速度は、 ０≦ｔ＜０．１の時 α＝０．７４０７／０．１＝７．４０７ ０．１≦ｔ＜０．９の時 α＝０ ０．９≦ｔ≦１の時 α＝−７．４０７ （９） なお、（９）式は３つのαを含む。（９）式より、加速
度の二乗平均値は（１０）式となる。
【数３】
以上の計算より、２次関数波形による二乗平均値（７）
式と、台形波の場合の（１０）式では、（７）＜（１
０）であり、２次関数のαr m s は台形波のそれに比較
して小さい。なお、この例では台形波形時の加速時間ｔ
α＝０．１としたが、仮に、可能性としては０＜ｔα
＜０．５まであり得るとして、図１３は図１２に示す台
形波形を一般化した速度パターンを示す図であり、この
ように加減速時間をｔα として一般化して考えた場
合、図１３における移動量Ｓ2 は、 Ｓ2 ＝｛（１−２ｔα）＋１｝×Ｎｔ／２ Ｓ１＝Ｓ２より、 Ｎｔ＝２／３（１−ｔα ） （１１） を得る。加速度は ０≦ｔ＜ｔα の時 α＝Ｎｔ／ｔα ｔα ≦ｔ＜（１−ｔα ）の時 α＝０ （１−ｔα ）≦ｔ≦１の時 α＝−Ｎｔ／ｔα （１２） なお、（１２）式は３つのαを含む。（１２）式より加
速度の二乗平均値は、（１３）式となる。
式と、台形波の場合の（１０）式では、（７）＜（１
０）であり、２次関数のαr m s は台形波のそれに比較
して小さい。なお、この例では台形波形時の加速時間ｔ
α＝０．１としたが、仮に、可能性としては０＜ｔα
＜０．５まであり得るとして、図１３は図１２に示す台
形波形を一般化した速度パターンを示す図であり、この
ように加減速時間をｔα として一般化して考えた場
合、図１３における移動量Ｓ2 は、 Ｓ2 ＝｛（１−２ｔα）＋１｝×Ｎｔ／２ Ｓ１＝Ｓ２より、 Ｎｔ＝２／３（１−ｔα ） （１１） を得る。加速度は ０≦ｔ＜ｔα の時 α＝Ｎｔ／ｔα ｔα ≦ｔ＜（１−ｔα ）の時 α＝０ （１−ｔα ）≦ｔ≦１の時 α＝−Ｎｔ／ｔα （１２） なお、（１２）式は３つのαを含む。（１２）式より加
速度の二乗平均値は、（１３）式となる。
【数４】
（１３）式の最小値を与えるｔα を求めるため、ｄα
r m s ／ｄｔα ＝０として ｔα ＝１／３ （１４） を得る。よって最小値は、（１５）式となる。
r m s ／ｄｔα ＝０として ｔα ＝１／３ （１４） を得る。よって最小値は、（１５）式となる。
【数５】
以上から、０＜ｔα ＜０．５の範囲で、図１３（ｂ）
に示すように、台形波の場合、 αr m s ≧２．４
５となる。したがって、これでも、（７）＜（１５）と
なり、台形波の速度パターンを、どのような加減速時間
に設定しても、２次関数の速度パターンの方のトルクの
二乗平均値が小さくなる。このことによって、図１４の
ＬＶカーブにおいて、従来方式の台形波形では、短尺の
場合早めにライン速度を落さざるを得ないが、本発明の
方式によれば、かなりの短尺まで、ライン速度１００％
で切断できるように改善されるので、従来の台形波形方
式に対して生産性を向上させることが可能になる。前述
した通り、従来の台形波形の速度パターンの時の加減速
時間ｔαは通常小さめに設定されているので、この効果
は特に大きい。
に示すように、台形波の場合、 αr m s ≧２．４
５となる。したがって、これでも、（７）＜（１５）と
なり、台形波の速度パターンを、どのような加減速時間
に設定しても、２次関数の速度パターンの方のトルクの
二乗平均値が小さくなる。このことによって、図１４の
ＬＶカーブにおいて、従来方式の台形波形では、短尺の
場合早めにライン速度を落さざるを得ないが、本発明の
方式によれば、かなりの短尺まで、ライン速度１００％
で切断できるように改善されるので、従来の台形波形方
式に対して生産性を向上させることが可能になる。前述
した通り、従来の台形波形の速度パターンの時の加減速
時間ｔαは通常小さめに設定されているので、この効果
は特に大きい。
【００１７】次に、本発明の第２の実施の形態について
図を参照して説明する。図１５は本発明の第２の実施の
形態に係る連続式縦型包装機械の横シール機構の制御ブ
ロック図である。図１６は図１５に示す横シール機構の
概略構造を示す図である図１７は図１６に示す両面ヒー
タ横シール機構の位置関係を示す図である。図１８は図
１５に示す横シール機構のカム曲線グラフを示す図であ
る。図１９は図１８に示すカム曲線グラフのカム曲線式
を示す図である。図１５において、４１は定スキャン制
御を行うデジタルコントローラ、４２はサーボモータ４
３を駆動するサーボドライバ、４４はモータ４３用のパ
ルスジェネレータ、４５は紙、フィルム等の加工品を移
送するライン速度を検出するラインＰＧ、４６ａ、ｂは
ヒータ面を有してシール面をシールする包装機械の横シ
ール機構である。５０ａ、ｂはカウンタであり、５１は
サーボドライバ２への指令値を変換するＤ／Ａ変換器、
５２は微分回路、５３は除算器、５４は乗算器、５５は
シール１サイクル内の位相を発生させるのこぎり波発生
回路、５６は位相、５７は電子カム曲線の速度パターン
発生器、５８は同じく位置パターン発生器、５９は位置
指令で、６０は位置制御ゲインである。
図を参照して説明する。図１５は本発明の第２の実施の
形態に係る連続式縦型包装機械の横シール機構の制御ブ
ロック図である。図１６は図１５に示す横シール機構の
概略構造を示す図である図１７は図１６に示す両面ヒー
タ横シール機構の位置関係を示す図である。図１８は図
１５に示す横シール機構のカム曲線グラフを示す図であ
る。図１９は図１８に示すカム曲線グラフのカム曲線式
を示す図である。図１５において、４１は定スキャン制
御を行うデジタルコントローラ、４２はサーボモータ４
３を駆動するサーボドライバ、４４はモータ４３用のパ
ルスジェネレータ、４５は紙、フィルム等の加工品を移
送するライン速度を検出するラインＰＧ、４６ａ、ｂは
ヒータ面を有してシール面をシールする包装機械の横シ
ール機構である。５０ａ、ｂはカウンタであり、５１は
サーボドライバ２への指令値を変換するＤ／Ａ変換器、
５２は微分回路、５３は除算器、５４は乗算器、５５は
シール１サイクル内の位相を発生させるのこぎり波発生
回路、５６は位相、５７は電子カム曲線の速度パターン
発生器、５８は同じく位置パターン発生器、５９は位置
指令で、６０は位置制御ゲインである。
【００１８】つぎに動作について説明する。第２の実施
の形態の、図１６に示すような連続式縦型包装機械の横
シール機構は、図１６（ａ）の１面ヒータ横シール機構
と、図１６（ｂ）の両面ヒータ横シール機構４６ａ、ｂ
とがあって、それをサーボモータ４３で駆動し、袋状の
フィルム等を停止させずに連続して横シールを行うため
に、先のヒータ面が円周の一部になっている横シール機
構を左右対称に配置し、周速がフィルム速度と同速の状
態で、左右のヒータがフィルムを押し付けることで、所
定時間（シール時間）の横シールが実現される。また、
図１７は、横シール機構における両面ヒータ４６の場合
の位置関係を示すもので、ヒータ面数は原理的には３、
４、・・・と複数の場合が考えられるので、面数Ｍ（Ｍ
＝１、２、・・・）として一般化して考える。図１７に
示すように、本実施の形態では、シール区間の終了点を
１サイクルの始点ｔ＝０として、次のサイクルのシール
区間の開始点の予測を含むカム曲線を生成して連続相関
制御の、電子カム制御を実現するものである。実際には
図１８に示すようなカム曲線パターンによる制御が行わ
れる。図１８（ａ）は速度パターンで、図１８（ｂ）は
位置パターンであり、区間が非シール区間、区間が
シール区間である。Ｎ1 がシール区間の回転速度、ｎ1
が非シール区間の速度、Ｔｃが１サイクルタイム、ｔ3
はシール開始点時刻、ｙ1 は非シール区間の位置パター
ン、ｙ2 はシール区間の位置パターン、Ｙ1 はシール開
始位置である。こうしたカム曲線の生成方法について
は、図１７に示すように、横シール機構の半径＝ｒ（ｍ
ｍ）とし、製袋枚数＝Ｎ0 （ｂｐｍ）、袋長＝Ｌ0 （ｍ
ｍ）、同調角度＝θ0 （°）、とすると、 フィルム等の速度ＶL ＝Ｎ0 ×Ｌ0 ／１０００ （ｍ／ｍｉｎ） １サイクルタイムＴｃ＝６０／Ｎ0 （ｓｅｃ） となり、シール開始点の速度Ｎ1 は、 Ｎ1 ＝１０００×ＶL ／２πｒ （ｒｐｍ） シール区間の時間をｔ0 （ｓｅｃ）とすると、シール区
間の移動量より、 Ｎ1 ／６０×ｔ0 ＝θ0 ／３６０ ∴ ｔ0 ＝θ0 ／６Ｎ1 これより、シール開始時刻ｔ3 ＝Ｔｃ−ｔ0 （ｓｅ
ｃ）となり、ｔ＝ｔ3 における回転位置は、 Ｙ１＝１／Ｍ−θ0 ／３６０ （ｒｅｖ） となる。したがって、図１８に示すシール区間におけ
る横シール機構の、 回転速度 ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） 回転位置 ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ3 ）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ として求められる。一方、非シール区間については、
図１８に示す時刻ｔ＝０における速度Ｎ1（ｒｐｍ）、
位置０（ｒｅｖ）、と時刻ｔ＝ｔ3 における速度Ｎ
1 （ｒｐｍ）、位置Ｙ1 （ｒｅｖ）を満足する曲線式が
必要である。これについては、第１の実施の形態と同様
な手順で、前実施の形態における図７のように、時刻ｔ
＝Ｔ1 の時の速度Ｖ１、位置Ｘ１、と時刻ｔ＝Ｔ2 の時
の速度Ｖ2 、位置Ｘ2 、という４つの境界条件を満たす
位置の曲線式としては、４つの係数を持つ３次関数が該
当する。したがって、同様にして、 位置 ｘ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） （１） とすれば、その微分の速度ｖとして（２）式が得られ
る。 速度 ｖ＝３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ （ｒｐｓ） （２） 上の（１）式に、（Ｔ1 、Ｘ1 ）、（Ｔ2 、Ｘ2 ）を、
（２）式に（Ｔ1 、Ｖ 1 ）、（Ｔ2 、Ｖ2 ）の４係数を
代入してＫで除し、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて解けば下記
の（３）式（Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ）が得られる。 Ａ＝｛２（Ｘ1 −Ｘ2 ）−（Ｔ1 −Ｔ2 ）（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）｝／Ｋ Ｂ＝［（Ｖ1 −Ｖ2 ）（Ｔ1 −Ｔ2 ）（Ｔ1 ＋２Ｔ2 ） −３（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）｛Ｘ1 −Ｘ2 −Ｖ2 （Ｔ1 −Ｔ2 ）｝］／Ｋ Ｃ＝｛６（Ｘ1 −Ｘ2 ）Ｔ1 ・Ｔ2 ＋３（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）（Ｖ1 ・Ｔ2 2 −Ｖ2 ・Ｔ1 2 ）＋２（Ｔ1 2 ＋Ｔ1 ・Ｔ2 ＋Ｔ2 2 ）（Ｖ2 ・Ｔ1 −Ｖ1 ・Ｔ2 ）｝／Ｋ Ｄ＝−［（Ｘ1 −Ｖ1 ・Ｔ1 ）Ｔ2 2 （３Ｔ1 −Ｔ2 ） ＋（Ｘ2 −Ｖ2 ・Ｔ2 ）Ｔ1 2 （Ｔ1 −３Ｔ2 ） ＋２（Ｖ1 −Ｖ2 ）Ｔ1 2 ・Ｔ2 2 ］／Ｋ Ｋ＝−（Ｔ1 −Ｔ2 ）3 （３） となる。これらＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに、図１８に示す実際の
各パターン係数の、Ｔ1 →０（シール区間の最終時
刻）、Ｔ2 →ｔ3 （次サイクルのシール区間最初の時
刻）、Ｘ1 →０（Ｔ1 時の位置）、Ｘ2 →Ｙ1 （Ｔ2 ＝
ｔ3 時の位置）、Ｖ1 →Ｎ1 ／６０（Ｔ1 ＝０時の速
度）、Ｖ2 →Ｎ1 ／６０（ｔ3 時の速度）、を代入し
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求めると、図１９に示すような、横シ
ール機構のカム曲線式として次式が得られる。 ｎ1 ＝６０（３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ） （ｒｐｍ） ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） ｙ１＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ３）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ （ｒｅｖ） この横シール機構４６のカム曲線式は、図１９に示して
いるが、この式はｔ＝０、ｔ＝ｔ3 、における速度、位
置の境界条件を完全に満たしているため、図１８に示す
ように、 袋長＝（周長／Ｍ）の時の速度はＮ１
（一定）となり、 袋長＜（周長／Ｍ）の時は速度が２次曲線で盛り上が
り、 袋長＞（周長／Ｍ）の時は速度が２次曲線で減少する。 これが、本実施の形態では自動的に実現可能であり、製
袋長の変化等条件が変化した場合にも、コントローラ４
１により４元連立方程式を解き、瞬時に新しいカム曲線
（位置パターン、速度パターン）を得て、追従制の高い
制御を実現できる。
の形態の、図１６に示すような連続式縦型包装機械の横
シール機構は、図１６（ａ）の１面ヒータ横シール機構
と、図１６（ｂ）の両面ヒータ横シール機構４６ａ、ｂ
とがあって、それをサーボモータ４３で駆動し、袋状の
フィルム等を停止させずに連続して横シールを行うため
に、先のヒータ面が円周の一部になっている横シール機
構を左右対称に配置し、周速がフィルム速度と同速の状
態で、左右のヒータがフィルムを押し付けることで、所
定時間（シール時間）の横シールが実現される。また、
図１７は、横シール機構における両面ヒータ４６の場合
の位置関係を示すもので、ヒータ面数は原理的には３、
４、・・・と複数の場合が考えられるので、面数Ｍ（Ｍ
＝１、２、・・・）として一般化して考える。図１７に
示すように、本実施の形態では、シール区間の終了点を
１サイクルの始点ｔ＝０として、次のサイクルのシール
区間の開始点の予測を含むカム曲線を生成して連続相関
制御の、電子カム制御を実現するものである。実際には
図１８に示すようなカム曲線パターンによる制御が行わ
れる。図１８（ａ）は速度パターンで、図１８（ｂ）は
位置パターンであり、区間が非シール区間、区間が
シール区間である。Ｎ1 がシール区間の回転速度、ｎ1
が非シール区間の速度、Ｔｃが１サイクルタイム、ｔ3
はシール開始点時刻、ｙ1 は非シール区間の位置パター
ン、ｙ2 はシール区間の位置パターン、Ｙ1 はシール開
始位置である。こうしたカム曲線の生成方法について
は、図１７に示すように、横シール機構の半径＝ｒ（ｍ
ｍ）とし、製袋枚数＝Ｎ0 （ｂｐｍ）、袋長＝Ｌ0 （ｍ
ｍ）、同調角度＝θ0 （°）、とすると、 フィルム等の速度ＶL ＝Ｎ0 ×Ｌ0 ／１０００ （ｍ／ｍｉｎ） １サイクルタイムＴｃ＝６０／Ｎ0 （ｓｅｃ） となり、シール開始点の速度Ｎ1 は、 Ｎ1 ＝１０００×ＶL ／２πｒ （ｒｐｍ） シール区間の時間をｔ0 （ｓｅｃ）とすると、シール区
間の移動量より、 Ｎ1 ／６０×ｔ0 ＝θ0 ／３６０ ∴ ｔ0 ＝θ0 ／６Ｎ1 これより、シール開始時刻ｔ3 ＝Ｔｃ−ｔ0 （ｓｅ
ｃ）となり、ｔ＝ｔ3 における回転位置は、 Ｙ１＝１／Ｍ−θ0 ／３６０ （ｒｅｖ） となる。したがって、図１８に示すシール区間におけ
る横シール機構の、 回転速度 ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） 回転位置 ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ3 ）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ として求められる。一方、非シール区間については、
図１８に示す時刻ｔ＝０における速度Ｎ1（ｒｐｍ）、
位置０（ｒｅｖ）、と時刻ｔ＝ｔ3 における速度Ｎ
1 （ｒｐｍ）、位置Ｙ1 （ｒｅｖ）を満足する曲線式が
必要である。これについては、第１の実施の形態と同様
な手順で、前実施の形態における図７のように、時刻ｔ
＝Ｔ1 の時の速度Ｖ１、位置Ｘ１、と時刻ｔ＝Ｔ2 の時
の速度Ｖ2 、位置Ｘ2 、という４つの境界条件を満たす
位置の曲線式としては、４つの係数を持つ３次関数が該
当する。したがって、同様にして、 位置 ｘ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） （１） とすれば、その微分の速度ｖとして（２）式が得られ
る。 速度 ｖ＝３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ （ｒｐｓ） （２） 上の（１）式に、（Ｔ1 、Ｘ1 ）、（Ｔ2 、Ｘ2 ）を、
（２）式に（Ｔ1 、Ｖ 1 ）、（Ｔ2 、Ｖ2 ）の４係数を
代入してＫで除し、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて解けば下記
の（３）式（Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ）が得られる。 Ａ＝｛２（Ｘ1 −Ｘ2 ）−（Ｔ1 −Ｔ2 ）（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）｝／Ｋ Ｂ＝［（Ｖ1 −Ｖ2 ）（Ｔ1 −Ｔ2 ）（Ｔ1 ＋２Ｔ2 ） −３（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）｛Ｘ1 −Ｘ2 −Ｖ2 （Ｔ1 −Ｔ2 ）｝］／Ｋ Ｃ＝｛６（Ｘ1 −Ｘ2 ）Ｔ1 ・Ｔ2 ＋３（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）（Ｖ1 ・Ｔ2 2 −Ｖ2 ・Ｔ1 2 ）＋２（Ｔ1 2 ＋Ｔ1 ・Ｔ2 ＋Ｔ2 2 ）（Ｖ2 ・Ｔ1 −Ｖ1 ・Ｔ2 ）｝／Ｋ Ｄ＝−［（Ｘ1 −Ｖ1 ・Ｔ1 ）Ｔ2 2 （３Ｔ1 −Ｔ2 ） ＋（Ｘ2 −Ｖ2 ・Ｔ2 ）Ｔ1 2 （Ｔ1 −３Ｔ2 ） ＋２（Ｖ1 −Ｖ2 ）Ｔ1 2 ・Ｔ2 2 ］／Ｋ Ｋ＝−（Ｔ1 −Ｔ2 ）3 （３） となる。これらＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに、図１８に示す実際の
各パターン係数の、Ｔ1 →０（シール区間の最終時
刻）、Ｔ2 →ｔ3 （次サイクルのシール区間最初の時
刻）、Ｘ1 →０（Ｔ1 時の位置）、Ｘ2 →Ｙ1 （Ｔ2 ＝
ｔ3 時の位置）、Ｖ1 →Ｎ1 ／６０（Ｔ1 ＝０時の速
度）、Ｖ2 →Ｎ1 ／６０（ｔ3 時の速度）、を代入し
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求めると、図１９に示すような、横シ
ール機構のカム曲線式として次式が得られる。 ｎ1 ＝６０（３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ） （ｒｐｍ） ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） ｙ１＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ３）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ （ｒｅｖ） この横シール機構４６のカム曲線式は、図１９に示して
いるが、この式はｔ＝０、ｔ＝ｔ3 、における速度、位
置の境界条件を完全に満たしているため、図１８に示す
ように、 袋長＝（周長／Ｍ）の時の速度はＮ１
（一定）となり、 袋長＜（周長／Ｍ）の時は速度が２次曲線で盛り上が
り、 袋長＞（周長／Ｍ）の時は速度が２次曲線で減少する。 これが、本実施の形態では自動的に実現可能であり、製
袋長の変化等条件が変化した場合にも、コントローラ４
１により４元連立方程式を解き、瞬時に新しいカム曲線
（位置パターン、速度パターン）を得て、追従制の高い
制御を実現できる。
【００１９】次に、こうして得られた速度と位置のカム
曲線式を使用して行う、横シール機構４６の電子カム制
御について、続けて、図１５に基づいて説明する。定周
期スキャン制御を行うデジタルコントローラ４１に、フ
ィルム、紙等の走行量を検出するためのラインＰＧ４５
からのパルスを取込み、カウンタ５０ａにより積算が行
われる。これから、のこぎり波発生回路５５により、袋
長に相当するパルス量θM を最大値とする１サイクル内
の位相θが繰り返し得られる。これを先述の１サイクル
分の位置パターン発生回路５８、速度パターン発生回路
５７へ入力し、時々刻々の位置指令Ｙｒｅｆ５９と速度
指令を得る。なお、位置指令Ｙｒｅｆについては１サイ
クル終了すれば、その１サイクルの位置の最大値（横シ
ール機構の１／Ｍｒｅｖに相当するサーボモータ４３の
回転パルス量）を加算することにより、横シール機構４
６は連続的に同方向へ回転するよう制御される。こうし
て、生成された位置指令に対して、サーボモータ４３の
パルスジェネレータ４４からのパルスカウント値により
フィードバック制御を行い、位置偏差εを０に近付ける
ように位置制御を行って、時々刻々の電子カム制御を実
現する。又、速度パターンについては、予めフィルム、
紙等の走行速度１００％の状態で図１９のカム曲線式を
求めて置き、実際は微分回路５２によって求めた速度Ｖ
を、１００％速度Ｖ（１００％）で除算して求めたＶ
（ｐ，ｕ）を、速度パターン発生回路５７からの出力に
掛けることで、実際のフィルム、紙等の走行速度に応じ
たフィードフォワードとして使用し、追従性を上げてい
る。又、図１９に示すカム曲線式は、時間ｔに関する式
として求められているが、フイルム、紙等の走行量、す
なわち位相θ（パルス）に置換えて制御に使用すること
が可能である。フィルム等の走行量ＶL （ｍｍ／ｓ）と
し、１サイクル内の時刻ｔ＝ｔn におけるフイルム等の
走行量をｘn （ｍｍ）とし、同様に１サイクル内の同時
刻のバルスカウント量Ｐn （パルス）とし、パルス重み
をＰw （ｍｍ／ｐ）とすると、 Ｐn ・ＰW ＝ＶL ・ｔn Ｐn ＝ＶL ／ＰW ×ｔn ＝Ｋ×ｔn 但し、Ｋ＝ＶL ／ＰW となり、時刻ｔn はメジャリングロール１２からのパル
スカウント量Ｐn （即ち、位相θ）に置換えることがで
きる。
曲線式を使用して行う、横シール機構４６の電子カム制
御について、続けて、図１５に基づいて説明する。定周
期スキャン制御を行うデジタルコントローラ４１に、フ
ィルム、紙等の走行量を検出するためのラインＰＧ４５
からのパルスを取込み、カウンタ５０ａにより積算が行
われる。これから、のこぎり波発生回路５５により、袋
長に相当するパルス量θM を最大値とする１サイクル内
の位相θが繰り返し得られる。これを先述の１サイクル
分の位置パターン発生回路５８、速度パターン発生回路
５７へ入力し、時々刻々の位置指令Ｙｒｅｆ５９と速度
指令を得る。なお、位置指令Ｙｒｅｆについては１サイ
クル終了すれば、その１サイクルの位置の最大値（横シ
ール機構の１／Ｍｒｅｖに相当するサーボモータ４３の
回転パルス量）を加算することにより、横シール機構４
６は連続的に同方向へ回転するよう制御される。こうし
て、生成された位置指令に対して、サーボモータ４３の
パルスジェネレータ４４からのパルスカウント値により
フィードバック制御を行い、位置偏差εを０に近付ける
ように位置制御を行って、時々刻々の電子カム制御を実
現する。又、速度パターンについては、予めフィルム、
紙等の走行速度１００％の状態で図１９のカム曲線式を
求めて置き、実際は微分回路５２によって求めた速度Ｖ
を、１００％速度Ｖ（１００％）で除算して求めたＶ
（ｐ，ｕ）を、速度パターン発生回路５７からの出力に
掛けることで、実際のフィルム、紙等の走行速度に応じ
たフィードフォワードとして使用し、追従性を上げてい
る。又、図１９に示すカム曲線式は、時間ｔに関する式
として求められているが、フイルム、紙等の走行量、す
なわち位相θ（パルス）に置換えて制御に使用すること
が可能である。フィルム等の走行量ＶL （ｍｍ／ｓ）と
し、１サイクル内の時刻ｔ＝ｔn におけるフイルム等の
走行量をｘn （ｍｍ）とし、同様に１サイクル内の同時
刻のバルスカウント量Ｐn （パルス）とし、パルス重み
をＰw （ｍｍ／ｐ）とすると、 Ｐn ・ＰW ＝ＶL ・ｔn Ｐn ＝ＶL ／ＰW ×ｔn ＝Ｋ×ｔn 但し、Ｋ＝ＶL ／ＰW となり、時刻ｔn はメジャリングロール１２からのパル
スカウント量Ｐn （即ち、位相θ）に置換えることがで
きる。
【００２０】
【００２１】このように、本実施の形態は、非常に追従
性が高く、条件変化に対しても完全自動的に対応できる
ので、従来方式では横シール機構を、フイルム等の加工
品を送る駆動軸に連結して、一定回転で駆動していたた
めに、１面ヒータ型では円周に相当する長さの袋しかシ
ールできず、又、１８０°対称型の両面ヒータの横シー
ル機構では、半円周に相当する長さの袋しかシールでき
なかった。それ以外の長さの袋をシールするには、半径
の異なる横シール機構に取換える必要があるため、円周
又は円周の１／２の長さ以外の袋をシールする場合、段
取り換え時間が多く作業効率を低下させていたが、本実
施の形態では電子カムにより全ての袋長に自動的に迅速
に対応できるので、大幅にコストを削減し、生産性を向
上させることができる。
性が高く、条件変化に対しても完全自動的に対応できる
ので、従来方式では横シール機構を、フイルム等の加工
品を送る駆動軸に連結して、一定回転で駆動していたた
めに、１面ヒータ型では円周に相当する長さの袋しかシ
ールできず、又、１８０°対称型の両面ヒータの横シー
ル機構では、半円周に相当する長さの袋しかシールでき
なかった。それ以外の長さの袋をシールするには、半径
の異なる横シール機構に取換える必要があるため、円周
又は円周の１／２の長さ以外の袋をシールする場合、段
取り換え時間が多く作業効率を低下させていたが、本実
施の形態では電子カムにより全ての袋長に自動的に迅速
に対応できるので、大幅にコストを削減し、生産性を向
上させることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子カム方式ロータリカッタ制御方法において、電子カ
ム曲線に基づき全領域に位置ループを組み、非切断区間
の位置パターンとして３次関数、速度パターンとして２
次関数となる電子カム曲線を用いることにより、長尺切
断時も短尺切断時もライン速度の変化時にも、同一アル
ゴリズムにより自動的に対応し制御可能としたので、非
切断区間の位置パターンが３次関数、速度パターンが２
次関数となるカム曲線を用いた電子カム制御により、切
断長が短尺、長尺の場合も、条件変化に対しても自動的
に対応して同一のアルゴリズムで制御が可能となり、そ
の追従性を大幅に高め、ロータリカッタの制御効率を向
上させる効果がある。また、ロータリカッタ制御方法に
おいて、電子カム曲線に基づき全領域に位置ループを組
み、非切断区間の位置パターンとして３次関数、速度パ
ターンとして２次関数となる電子カム曲線を用いて、短
尺切断時に従来よりもさらに短尺までライン速度減速の
必要を無くし、ライン速度１００％のまま切断可能とし
たので、短尺切断時に減速せずに切断可能となり、生産
性を大幅に向上させる効果がある。また、サーボモータ
により駆動され、回転機構の１サイクルの中の特定の位
相区間でフィルム、紙等の加工品に同調してシール又は
切断等の仕事を行った後、次のサイクルの仕事開始まで
の予測を含む連続相関制御方式による位置指令に３次関
数を、速度フィードフォワードに２次関数を使用するこ
とにより、加工品の袋長又は切断長が周長／Ｍの大小の
関係に関わらず、自動的に対応可能な最適電子カム曲線
が得られるように構成したので、シール、切断等の仕事
をした後、次のサイクルのシール又は切断開始位置まで
の予測を含む、位置、速度パターンが一義的に得られ、
袋長又は切断長が周長／Ｍに対しての大小関係に関わら
ず対応可能な最適カム曲線が自動的に得られる効果があ
る。
電子カム方式ロータリカッタ制御方法において、電子カ
ム曲線に基づき全領域に位置ループを組み、非切断区間
の位置パターンとして３次関数、速度パターンとして２
次関数となる電子カム曲線を用いることにより、長尺切
断時も短尺切断時もライン速度の変化時にも、同一アル
ゴリズムにより自動的に対応し制御可能としたので、非
切断区間の位置パターンが３次関数、速度パターンが２
次関数となるカム曲線を用いた電子カム制御により、切
断長が短尺、長尺の場合も、条件変化に対しても自動的
に対応して同一のアルゴリズムで制御が可能となり、そ
の追従性を大幅に高め、ロータリカッタの制御効率を向
上させる効果がある。また、ロータリカッタ制御方法に
おいて、電子カム曲線に基づき全領域に位置ループを組
み、非切断区間の位置パターンとして３次関数、速度パ
ターンとして２次関数となる電子カム曲線を用いて、短
尺切断時に従来よりもさらに短尺までライン速度減速の
必要を無くし、ライン速度１００％のまま切断可能とし
たので、短尺切断時に減速せずに切断可能となり、生産
性を大幅に向上させる効果がある。また、サーボモータ
により駆動され、回転機構の１サイクルの中の特定の位
相区間でフィルム、紙等の加工品に同調してシール又は
切断等の仕事を行った後、次のサイクルの仕事開始まで
の予測を含む連続相関制御方式による位置指令に３次関
数を、速度フィードフォワードに２次関数を使用するこ
とにより、加工品の袋長又は切断長が周長／Ｍの大小の
関係に関わらず、自動的に対応可能な最適電子カム曲線
が得られるように構成したので、シール、切断等の仕事
をした後、次のサイクルのシール又は切断開始位置まで
の予測を含む、位置、速度パターンが一義的に得られ、
袋長又は切断長が周長／Ｍに対しての大小関係に関わら
ず対応可能な最適カム曲線が自動的に得られる効果があ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子カム方式
によるロータリカッタの制御ブロック図である。
によるロータリカッタの制御ブロック図である。
【図２】図１に示すロータリカッタの概念図である。
【図３】図２に示すロータリカッタ刃の種類を示す図で
ある。
ある。
【図４】図２に示すロータリカッタ刃の構造を示す図で
ある。
ある。
【図５】図２に示すロータリカッタ刃と加工物の位置関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図６】図１に示すロータリカッタのスパイラル刃のカ
ム曲線グラフを示す図である。
ム曲線グラフを示す図である。
【図７】図６に示すカム曲線を構成する関数の説明図で
ある。
ある。
【図８】図６に示すカム曲線グラフのカム曲線式を示す
図である。
図である。
【図９】図１に示すカッタが直刃のカム曲線グラフを示
す図である。
す図である。
【図１０】図９に示すカム曲線グラフのカム曲線式を示
す図である。
す図である。
【図１１】図６に示す速度パターンとトルクの関係を示
す図である。
す図である。
【図１２】図６に示す２次関数型速度パターンと従来の
台形速度パターンの比較図である。
台形速度パターンの比較図である。
【図１３】図１２に示す台形速度パターンを一般化した
図である。
図である。
【図１４】図１に示すロータリカッタのＬＶカーブを示
す図である。
す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る連続式縦型
包装機械の横シール機構の制御ブロック図である。
包装機械の横シール機構の制御ブロック図である。
【図１６】図１５に示す横シール機構の概略構造を示す
図である。
図である。
【図１７】図１６に示す両面ヒータ横シール機構の位置
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図１８】図１５に示す横シール機構のカム曲線グラフ
を示す図である。
を示す図である。
【図１９】図１８に示すカム曲線グラフのカム曲線式を
示す図である。
示す図である。
【図２０】従来のモーションコントローラの制御ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２１】図２０に示すコントローラの速度パターン図
である。
である。
【図２２】従来の電子カム制御のブロック図である。
【図２３】従来のサーボモータの制御ブロック図であ
る。
る。
【図２４】従来の台形波速度パターンとトルクを示す図
である。
である。
１、４１ コントローラ
２、４２ サーボドライバ
３、４３ サーボモータ
４、４４ ＰＧ
１１、ロータリカッタ
１２ メジャリングロール
１３ フィードロール
１４ レジマーク検出器
２０、５０ カウンタ
２１、５１ Ｄ／Ａ変換器
２２、５２ 微分回路
２３、５４ 乗算回路
２４、５５ のこぎり波発生回路
２５、５６ 位相
２６、５７ 速度パターン発生器
２７、５８ 位置パターン発生回路
２８ レジマーク補正回路
２９、５９ 位置指令
３０、６０ 位置制御ゲイン
４５ ラインＰＧ
４６ 横シール機構
５３ 除算回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B26D 1/36 - 1/62
Claims (5)
- 【請求項１】 サーボモータにより駆動され、長尺切断
時と短尺切断時では電子カム曲線に基づく異なる位置パ
ターンによって位置制御される電子カム方式ロータリカ
ッタ制御方法において、 電子カム曲線に基づき全領域で常に位置制御を実施し、
非切断区間の位置指令として３次関数となる電子カム曲
線を用いることにより、切断時も含め全領域位置偏差の
極めて少ない制御を実現したことを特徴とする電子カム
方式ロータリカッタ制御方法。 - 【請求項２】 長尺切断時と短尺切断時では電子カム曲
線に基づく異なる位置パターンによって位置制御され、
短尺切断時にはライン速度を減速制御する電子カム方式
ロータリカッタ制御方法において、 電子カム曲線に基づき全領域で常に位置制御を実施し、
非切断区間の位置指令として３次関数およびその結果と
しての速度が２次関数となる電子カム曲線を用いること
により、カッタ用サーボモータのトルク実効値を小さく
し、従来よりもさらに短尺までライン速度減速の必要を
無くし、ライン速度１００％のまま切断可能としたこと
を特徴とする電子カム方式ロータリカッタ制御方法。 - 【請求項３】 請求の範囲第１項又は第２項に記載の電
子カム方式ロータリカッタ制御方法において、スパイラ
ル刃のカム曲線図による位置制御の結果、速度パターン
は、切断区間はライン速度と同一で、非切断区間は短尺
切断時が上に凸な２次曲線となって盛り上がり長尺切断
時は下に凸な２次曲線で減少し、直刃の速度パターンは
前記スパイラル刃の速度パターンに比較して切断区間の
速度のみが１／ｃｏｓθ（θは切断中の刃の、真下から
の角度を示す）に比例する異なる位置パターンとなるこ
とを特徴とする電子カム方式ロータリカッタ制御方法。 - 【請求項４】 サーボモータにより駆動される連続式縦
型包装機械の横シール機構あるいは加工品を定尺に切断
するロータリカッタのように、回転機構の１サイクルの
中の特定の位相区間で加工品に同調してシールまたは切
断するといった仕事を行った後、次のサイクルの仕事開
始までの予測を含む連続相関制御方式による位置指令に
３次関数を、速度フィードフォワードに位置指令式を微
分して得られた２次関数を使用した位置制御を実行する
ことにより、加工品の袋長または切断長が周長／Ｍ（Ｍ
＝１．２．・・・、シール面数又は刃数）の大小に関わ
らず自動的に対応して切断時も含め全区間で位置偏差の
極めて少ない最適な電子カム曲線が得られることを特徴
とする電子カム曲線生成方法。 - 【請求項５】 請求の範囲第４項に記載の電子カム曲線
生成方法において、シール区間または切断区間における
横シール機構または切断刃の回転速度ｎ2 および回転位
置ｙ2 は、Ｎ1 を開始点のライン速度、Ｙ1 を切断開始
点の回転位置、ｔ3 を切断開始点の時刻、Ｔｃを１サイ
クルタイムとして、 ｎ2 ＝Ｎ1 （ｒｐｍ） ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ3 ）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ（ｒｅｖ） となり、 非シール区間または非切断区間の曲線式は、時刻Ｔ1 、
Ｔ2 の時の速度Ｖ1 、Ｖ2 、位置Ｘ1 、Ｘ2 の４つの境
界条件を満たす４つの係数を持つ３次関数となり、位置
ｘ、および位置ｘを微分した速度ｖは、 ｘ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） ｖ＝３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ （ｒｐｓ） と表され、 前記（Ｔ1 、Ｘ1 ）、（Ｔ2 、Ｘ2 ）を式ｘに代入、 前記（Ｔ1 、Ｖ1 ）、（Ｔ2 、Ｖ2 ）を式ｖに代入し
て、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて解き、Ｔ1 ＝０、Ｔ2 ＝ｔ
3 、Ｘ1 ＝０、Ｘ2 ＝Ｙ1 、Ｖ1 ＝Ｎ1 ／６０、Ｖ2 ＝
Ｎ1 ／６０、を代入してＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求め、 非シール区間または非切断区間の回転速度＝ｎ1、回転
位置＝ｙ1、シール区間または切断区間における回転速
度＝ｎ2 、回転位置＝ｙ2 のカム曲線式が、 ｎ1 ＝６０（３Ａｔ2 ＋２Ｂｔ＋Ｃ） （ｒｐｍ） ｎ2 ＝Ｎ1 （一定） （ｒｐｍ） ｙ1 ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ＋Ｄ （ｒｅｖ） ｙ2 ＝（１／Ｍ−Ｙ1 ）／（Ｔｃ−ｔ3 ）×（ｔ−Ｔｃ）＋１／Ｍ （ｒｅｖ） として得られ、非切断区間の位置指令式と速度フィード
フォワード式が切断完了時点のカッタの刃の位置と速度
および次の切断開始時点のカッタの刃の位置と 速度の４
つの境界条件を与えるだけで得られることを特徴とする
電子カム曲線生成方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00452399A JP3387842B2 (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 電子カム方式ロータリカッタ制御方法および電子カム曲線生成方法 |
| TW088122810A TW477921B (en) | 1999-01-11 | 1999-12-23 | Electronic cam type rotary cutter control method and electronic cam curve generating method |
| US09/889,047 US6781339B1 (en) | 1999-01-11 | 2000-01-07 | Method of controlling an electronic cam type rotary cutter, and method of producing an electronic cam curve |
| PCT/JP2000/000046 WO2000041858A1 (fr) | 1999-01-11 | 2000-01-07 | Procede de commande d'outil rotatif de coupe a came electronique et procede de generation de courbe de came electronique |
| DE60009462T DE60009462T2 (de) | 1999-01-11 | 2000-01-07 | Verfahren zur elektronischen steuerung einer rotationsschneidevorrichtung mittels einer steuerkurve sowie verfahren zur erzeugung einer elektronischen steuerkurve |
| KR1020017008544A KR100635660B1 (ko) | 1999-01-11 | 2000-01-07 | 전자캠방식 로터리커터 제어방법 및 전자캠곡선 생성방법 |
| CNB008026912A CN1160175C (zh) | 1999-01-11 | 2000-01-07 | 电子凸轮型旋转切割器控制方法及生成电子凸轮曲线的方法 |
| EP00900147A EP1151830B1 (en) | 1999-01-11 | 2000-01-07 | Electronic cam type rotary cutter control method and electronic cam curve generating method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00452399A JP3387842B2 (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 電子カム方式ロータリカッタ制御方法および電子カム曲線生成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000198094A JP2000198094A (ja) | 2000-07-18 |
| JP3387842B2 true JP3387842B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=11586415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00452399A Expired - Fee Related JP3387842B2 (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 電子カム方式ロータリカッタ制御方法および電子カム曲線生成方法 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP1151830B1 (ja) |
| JP (1) | JP3387842B2 (ja) |
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| DE (1) | DE60009462T2 (ja) |
| TW (1) | TW477921B (ja) |
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| DE102007005009A1 (de) * | 2007-02-01 | 2008-08-07 | Man Roland Druckmaschinen Ag | Querperforationseinheit eines Falzapparats einer Druckmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Querperforationseinheit eines Falzapparats |
| DE102007009809A1 (de) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Man Roland Druckmaschinen Ag | Querperforationseinheit eines Falzapparats einer Druckmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Querperforationseinheit eines Falzapparats |
| DE102007034834A1 (de) * | 2007-07-26 | 2009-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Optimieren von Querbearbeitungsvorgängen |
| US7891276B2 (en) | 2007-08-31 | 2011-02-22 | Kimbelry-Clark Worldwide, Inc. | System and method for controlling the length of a discrete segment of a continuous web of elastic material |
| SE535277C2 (sv) * | 2010-07-14 | 2012-06-12 | Business Forms Equipment Ab | Skäranordning för avskärning, perforering och bigning av ett tunt böjligt material och förfarande för detsamma |
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| WO2016155752A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | Hewlett-Packard Indigo B.V. | Rotary cutting device |
| TWI557521B (zh) * | 2015-11-03 | 2016-11-11 | 新代科技股份有限公司 | 電子凸輪控制裝置及電子凸輪曲線生成方法 |
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