JP4454076B2 - 断裁装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、用紙押さえ板の押圧力の調整を精密かつ容易に行い、用紙の断裁精度を向上させた断裁装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
製本工程においては、積層した用紙の一側面または三方の側面を切断して端面を切り揃える断裁装置が用いられている。図5は、このような断裁装置30の一例を示す概略の正面図である。
【0003】
図5において、テ−ブル(載置台)Tに所定枚数積層された用紙Pが位置決めして載置されている。31はホルダ−32に取り付けられて矢視X方向の斜め方向に昇降移動する断裁刃、33は第1の連結部、34は断裁刃31を駆動する第1の油圧機構である。
【0004】
35は用紙Pを押圧するクランプ部材(用紙押さえ板)、36は第2の連結部、37は第2の油圧機構で、クランプ部材35を矢視Y方向に昇降移動させる。38は第1のスプリング保持部、39は第1のチェ−ン、40は第1の滑車、41は第1の接続部である。
【0005】
また、42は第2のスプリング保持部、43は第2のチェ−ン、44は第2の滑車、45は第2の接続部である。第2の油圧機構37を動作させると、クランプ部材35は第1のスプリング保持部38、第2のスプリング保持部42の弾性保持に抗して下降し、用紙Pを押圧する位置で停止する。第2の油圧機構37の動作を停止させ、動作油を排出するとクランプ部材35は第1のスプリング保持部38、第2のスプリング保持部42の弾性により上昇して、原点位置に復帰する。
【0006】
このような断裁装置においては、テ−ブルTに載置される用紙の材質や積層高さに応じて、クランプ部材35の押圧力(プレス圧)を調整する必要がある。このため、図示を省略しているが断裁装置の本体フレ−ムの下部に設けられている圧力調整つまみを操作して、第2の油圧機構37の圧力を調整していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の断裁装置においては、クランプ部材(用紙押さえ板)の押圧力を調整する際には、断裁装置の本体フレ−ムの下部に設けられている圧力調整つまみを操作しているので、圧力調整の精度が粗くなり断裁精度が低下するという問題があり、また、圧力調整の操作がしにくく、作業負担が増大するという問題があった。
【0008】
また、設定圧力の調整結果は圧力計の表示で判断していた。このような圧力計はアナログ表示であるために、設定圧力の調整結果を微細に表示することができず、どのような圧力となっているのか正確に判断することができないという問題があった。
【0009】
また、用紙に対する用紙押さえ板の押圧力を検出する際には、ロ−ドセルの設置が必要となるため構成が複雑になり、断裁装置の設置スペ−スが増大しコストが高くなるという問題があった。
【0010】
本発明はこのような問題に鑑み、用紙押さえ板の押圧力の調整を精密かつ容易に行い、用紙の断裁精度を向上させた断裁装置の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、用紙押さえ板を駆動する第1の駆動手段と、断裁刃を駆動する第2の駆動手段と、前記第1の駆動手段の駆動後に前記第2の駆動手段を駆動する制御装置とを備え、載置台上に位置決めした用紙を前記押さえ板で押さえて前記断裁刃で断裁してなる断裁装置において、前記第1の駆動手段の駆動源として駆動トルクの大きな第1のサ−ボモ−タと、回転軸を前記第1のサ−ボモ−タの回転軸に連結した駆動トルクの小さな第2のサーボモ−タを有し、前記第1のサ−ボモ−タの駆動と第2のサーボモ−タの駆動を、必要とする用紙の押圧力の大きさに応じて切り替えて使用する構成とすることにより達成される。
【0014】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の断裁装置において、駆動するサ−ボモ−タの回転位置を検出して目標値と比較し、偏差信号により位置制御を行なう第1のフィ−ドバック制御系と、前記サ−ボモ−タの電流値を検出して目標値と比較し、偏差信号によりトルク制御を行なう第2のフィ−ドバック制御系とを備え、前記検出した電流値が一定値以上であれば第1のフィ−ドバック制御系から第2のフィ−ドバック制御系に切り替える切替手段を設けたことを特徴としている。
【0015】
このように、本発明は、用紙押さえ板を駆動する駆動手段としてサ−ボモ−タを用いている。このため、用紙押さえ板の押圧力の調整が精密に行なえ、用紙の断裁精度を向上させることができる。また、押圧力の調整も簡単に行なえるので、作業負担を軽減させることができる。
【0017】
また、請求項3に係る発明は、駆動トルクの大きな第1のサ−ボモ−タと、駆動トルクの小さな第2のサ−ボモ−タを備え、負荷の大きさに応じて切り替えて使用しているので、特にソフトクランプ処理が必要な場合に、駆動トルクの小さいサ−ボモ−タを動作させ、安全を図ることができる。
【0018】
また、請求項2に係る発明は、位置制御を行なう第1のフィ−ドバック制御系と、トルク制御を行なう第2のフィ−ドバック制御系とを備え、電流値に応じて各フィ−ドバック制御系を切り替えている。このため、用紙と接触するまでは位置制御により用紙押さえ板を降下させ、用紙と接触した後には設定した押圧力が得られるようにトルク制御することができる。また、サ−ボモ−タの電流値を検出することにより、用紙押さえ板の押圧力を検出することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の断裁装置の実施の形態について図により説明する。図1は、断裁装置の概略の斜視図である。図1において、断裁装置1の本体フレ−ム1aの前面に操作パネル1bを設け、操作パネル1bには表示部1cとキ−入力部1dとが設けられている。キ−入力部1dは用紙押さえ板の押圧力を数値で入力し、その数値入力を表示部1cに表示する。
【0020】
2は用紙押さえ板、3は載置台に形成された溝に嵌め込まれている定木であり、用紙はこの定木3の上に位置決めして載置される。図示を省略している断裁刃が用紙を断裁したときに、定木3の位置が断裁刃の下死点の位置となるものである。
【0021】
4は駆動トルクの大きな第1のサ−ボモ−タ、5は駆動トルクの小さな第2のサ−ボモ−タである。通常の用紙の断裁には第1のサ−ボモ−タ4を駆動し、用紙押さえ板2に所定の押圧力を付与して、前記定木上に載置された用紙を押圧する。第1のサ−ボモ−タ4の定格出力を1.5kwとすると、押圧力は2.5トン程度となる。
【0022】
ところが、薄い用紙を少量断裁するような場合には、作業者は片手で用紙を押さえながら用紙押さえ板2を移動させることが必要となる。このような作業の形態は、ソフトクランプと呼ばれており、用紙押さえ板2の押圧力はせいぜい50kg程度であり、前記駆動トルクの大きな第1のサ−ボモ−タ4の定格出力における押圧力の50分の1程度となる。
【0023】
このような低い押圧力を得るように、駆動トルクの大きな第1のサ−ボモ−タ4のトルク制御をすることは困難である。このため、前記ソフトクランプの作業時には、駆動トルクの大きな第1のサ−ボモ−タ4から駆動トルクの小さな第2のサ−ボモ−タ5に切り替えて、用紙押さえ板2を駆動する。
【0024】
第1のサ−ボモ−タ4と第2のサ−ボモ−タ5の出力軸は、カップリングにより連結されており、これらの出力軸の一方に第1のプ−リ6を連結する。したがって、一方のサ−ボモ−タに電力を供給して駆動すると、他方のサ−ボモ−タは出力軸が空転する。7は第2のプ−リ、8は、第1のプ−リ6と第2のプ−リ7間に張架されるベルトである。
【0025】
9は回転軸、10は回転軸9に形成されている送りネジ、11は移動台、12は押さえ板、13、14は揺動ア−ム、13a、14aは揺動ア−ムの支点軸、15、16は揺動ア−ム13、14に支持されるロ−ラ、17、18は揺動ア−ム13、14の固定部である。移動台11には送りネジ10と係合する溝が形成されており、また、押さえ板12には送りネジ10が挿通する開口部が設けられている。
【0026】
回転軸9は、用紙押さえ板2の幅方向の中央付近に配置し、揺動ア−ム13、14の長さは等しく形成する。また、連結板19、20は、一端が揺動ア−ム13、14の固定部17、18に連結され、他端がそれぞれ取り付け部21、22で用紙押さえ板2に固定されており、用紙押さえ板2と揺動ア−ム13、14とを連結する。
【0027】
30は断裁刃駆動用のモ−タで、サ−ボモ−タの他に、通常構成のモ−タまたは油圧モ−タが使用される。31はモ−タ30の出力軸に連結されるプ−リ、32は動力伝達用のプ−リ、33はプ−リ31、32間に張架されるベルト、34はナット、35は送りネジである。
【0028】
モ−タ30を駆動すると、プ−リ31、32、ベルト33の動力伝達系によりモ−タ30の駆動力が伝達されてナット34が回転し、送りネジ35が昇降する。このため、送りネジ35の先端に取り付けられている断裁刃は、送りネジ35が上昇すると定木上に載置されている用紙の方向に移動して、用紙を断裁する。
【0029】
ところで、断裁装置においては、用紙の断裁作用を効果的に行なうために、定木上に載置されている用紙に対して、先に用紙押さえ板2が降下して用紙を押圧し、この状態で断裁刃が用紙の所定の位置を断裁している。このため、サ−ボモ−タ4または5を先に駆動して用紙押さえ板2を用紙の位置に降下させ、次に、モ−タ30を駆動して断裁刃を用紙の位置に降下させるように、制御装置が各駆動源の動作を制御している。
【0030】
次に、本発明の断裁装置の用紙押さえ板2の動作について、図2、図3の正面図により説明する。図2は初期状態を示している。この状態で一方のサ−ボモ−タ、例えば駆動トルクの大きな第1のサ−ボモ−タ4を駆動すると、第1のプ−リ6、ベルト8、第2のプ−リ7の動力伝達系によりモ−タ30の駆動力が伝達されて回転軸9が回転する。
【0031】
回転軸9が回転することにより、回転軸9に形成された送りネジ10と溝で係合されている移動台11が矢視X方向に上昇する。この際に、揺動ア−ム13、14に支持されるロ−ラ15、16は移動台11と押さえ板12により挟持されて移動台11上で転動し、一方の揺動ア−ム13は支点軸13aを支点として矢視R方向に回動する。また、他方の揺動ア−ム14は支点軸14aを支点として矢視S方向に回動する。
【0032】
このため、用紙押さえ板2は揺動ア−ム13と連結されている連結板19、および揺動ア−ム14と連結されている連結板20により両端が均等に引き込まれて、定木3の上に載置されている用紙に水平に接触する。
【0033】
図4は、本発明の断裁装置のフィ−ドバック制御系を示すブロック図である。図4において、サ−ボモ−タの位置制御用フィ−ドバック制御系(図示上段のブロック図)である。比較器に用紙押さえ板2の移動位置の目標値Raを入力し、サ−ボモ−タの回転角信号Rb(回転軸の位置信号)をフィ−ドバックする。この回転角信号Rbは、エンコ−ダ(符号器)信号として得られ、用紙押さえ板2の基準位置からの移動位置の信号に相当する。
【0034】
比較器では、目標値Raと前記フィ−ドバックされた信号Rbとを比較し、偏差信号Rcを形成する。偏差信号Rcは、比例ゲイン回路に入力されて速度指令信号が形成される。この速度指令信号によりサ−ボモ−タの速度制御を行ない、サ−ボモ−タの回転位置信号Rbが目標値Raと一致するまでフィ−ドバック制御系でサ−ボモ−タ40cの位置制御を行なう。
【0035】
図示下段のブロック図は、サ−ボモ−タのトルク制御用フィ−ドバック制御系である。比較器にトルクの目標値Iaを入力する。ここで、サ−ボモ−タのトルクは電流値により換算できるので、目標値Iaは電流値で入力される。サ−ボモ−タの電流値Ibを検出して比較器にフィ−ドバックする。比較器では、目標値Iaとフィ−ドバックされた電流値Ibとを比較し、偏差信号Icを形成する。この偏差信号Icは、比例ゲイン回路に入力されて電流指令信号が形成され、サ−ボモ−タを制御する。
【0036】
そして、サ−ボモ−タの電流値Ibを制御器で常時検出し、電流値Ibの大きさに応じて制御信号を出力している。位置制御用フィ−ドバック制御系とトルク制御用フィ−ドバック制御系とを切替る、互いにオンオフ動作が逆になる接触子Ca、Cbを備えた切替器が設けられている。
【0037】
制御器は、サ−ボモ−タの電流値Ibが小さい間は、切替器の接触子Caをオン、Cbをオフにする制御信号を出力する。このため、位置制御用フィ−ドバック制御系が動作して、サ−ボモ−タは用紙押さえ板2を下降させる。
【0038】
用紙押さえ板2が用紙と接触し電流値Ibが一定値以上になると、制御器は、切替器の接触子Caをオフ、Cbをオンにする制御信号を出力する。したがって、位置制御用フィ−ドバック制御系からトルク制御用フィ−ドバック制御系に切り替わり、サ−ボモ−タのトルク制御を行なう。なお、このような位置制御用フィ−ドバック制御系からトルク制御用フィ−ドバック制御系への切替は、コンピュ−タプログラムによりソフトウエアで行なうことができる。
【0039】
このように、本発明においてはトルク制御用フィ−ドバック制御系を設けているので、サ−ボモ−タの電流目標値を任意の大きさに設定することにより、用紙押さえ板2が用紙を押圧する押圧力は自由に変更できる。また、サ−ボモ−タの電流値を検出することにより、用紙押さえ板2が用紙を押圧している押圧力を判断することができる。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、用紙押さえ板を駆動する駆動手段としてサ−ボモ−タを用いている。このため、用紙押さえ板の押圧力の調整が精密に行なえ、断裁精度を向上させることができる。また、押圧力の調整も簡単に行なえるので、作業負担を軽減させることができる。
【0042】
また、本発明は、駆動トルクの大きな第1のサ−ボモ−タと、駆動トルクの小さな第2のサ−ボモ−タを備え、負荷の大きさに応じて切り替えて使用しているので、特にソフトクランプが必要な場合に駆動トルクの小さいサ−ボモ−タを動作させ、安全を図ることができる。
【0043】
また、請求項2に係る発明は、位置制御を行なう第1のフィ−ドバック制御系と、トルク制御を行なう第2のフィ−ドバック制御系とを備え、電流値に応じて各フィ−ドバック制御系を切り替えている。このため、用紙と接触するまでは位置制御により用紙押さえ板を降下させ、用紙と接触した後には設定した押圧力が得られるようにトルク制御することができる。また、サ−ボモ−タの電流値を検出することにより、用紙押さえ板の押圧力を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る断裁装置の概略の斜視図である。
【図2】図1の押さえ板の動作を示す正面図である。
【図3】図1の押さえ板の動作を示す正面図である。
【図4】フィ−ドバック制御系のブロック図である。
【図5】従来例の断裁装置の正面図である。
【符号の説明】
1 断裁装置
1b 操作パネル
1d キ−入力部
2 用紙押さえ板
3 定木
4 駆動トルクの大きな第1のサ−ボモ−タ
6 駆動トルクの小さな第2のサ−ボモ−タ
9 回転軸
10 送りネジ
11 移動台
13、14 揺動ア−ム
19、20 連結板
30 断裁刃駆動用モ−タ
Claims (2)
- 用紙押さえ板を駆動する第1の駆動手段と、断裁刃を駆動する第2の駆動手段と、前記第1の駆動手段の駆動後に前記第2の駆動手段を駆動する制御装置とを備え、載置台上に位置決めした用紙を前記押さえ板で押さえて前記断裁刃で断裁してなる断裁装置において、前記第1の駆動手段の駆動源として駆動トルクの大きな第1のサ−ボモ−タと、回転軸を前記第1のサ−ボモ−タの回転軸に連結した駆動トルクの小さな第2のサーボモ−タを有し、前記第1のサ−ボモ−タの駆動と第2のサーボモ−タの駆動を、必要とする用紙の押圧力の大きさに応じて切り替えて使用することを特徴とする断裁装置。
- 駆動するサ−ボモ−タの回転位置を検出して目標値と比較し、偏差信号により位置制御を行なう第1のフィ−ドバック制御系と、前記サ−ボモ−タの電流値を検出して目標値と比較し、偏差信号によりトルク制御を行なう第2のフィ−ドバック制御系とを備え、前記検出した電流値が一定値以上であれば第1のフィ−ドバック制御系から第2のフィ−ドバック制御系に切り替える切替手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の断裁装置。
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