JP4745894B2 - ロータリーカッタの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータリーカッタの制御装置に関し、特に、ロータリーカッタの上刃と下刃との間のクリアランスが所定の設定値になるように制御する制御装置に関するものである。

従来、連続的に高速に送られる鋼板、アルミニウム板、紙、段ボール等のシート状の材料を所定の切断長に切断するためには、例えば、回転する上刃及び下刃を材料に追従させて切断するローターカッタが用いられている。

図５は、従来のロータリーカッタの制御装置を用いる制御対象を示す全体構成図である。このロータリーカッタ１０１は、材料を上部から切断するための刃物（上刃）が設けられた上刃用ロータリーカッタ１０２と、下部から切断するための刃物（下刃）が設けられた下刃用ロータリーカッタ１０３との一対で構成される。上刃用ロータリーカッタ１０２と下刃用ロータリーカッタ１０３とは、機械的な噛み合わせによるメカ機構によって同期して回転するようになっている。モータ１０４は、上刃用ロータリーカッタ１０２及び下刃用ロータリーカッタ１０３をメカ機構により同期駆動するための電動機である。また、アブソリュートエンコーダ１０６は、上刃用ロータリーカッタ１０２の回転角度及び回転速度、すなわち、上刃用ロータリーカッタ１０２の主軸の回転角度を、所定の原点に対する絶対位置角度として検出するためのエンコーダである。

このようなロータリーカッタ１０１を回転駆動する制御装置の例として、例えば特許文献１，２に記載のものがある。図６を参照して、特許文献１，２に記載の制御装置と同等の機能を有する制御装置の概略について説明する。図６は、図５に示したロータリーカッタ１０１を回転駆動する制御装置の構成を示すブロック図である。この従来の制御装置１００は、速度設定器１１１、速度制御器１１２、ノッチフィルタ１１３、微分器１１４、補正速度推定器１１５、補正速度制御器１１６、減算器１１７、加算器１１８、及び減算器１１９を備えている。

微分器１１４は、アブソリュートエンコーダ１０６から上刃用ロータリーカッタ１０２の主軸の原点に対する回転角度θを入力し、微分処理を施して速度ωを出力する。速度設定器１１１は、上刃用ロータリーカッタ１０２及び下刃用ロータリーカッタ１０３の回転速度を設定するものであり、微分器１１４から速度ωを入力し、予め設定された材料の切断長に応じた速度指令ω＊を出力する。速度制御器１１２は、減算器１１７が速度指令ω＊から速度ωを減算して得た速度偏差Δωを入力し、ゲインＫｖを乗算して第１の補正トルク指令τＡを出力する。

補正速度推定器１１５、補正速度制御器１１６及び減算器１１９は、モータ１０４負荷に対するフィードフォワード補償を行う機能を有し、モータ１０４負荷変動に伴う速度変動を抑制する。補正速度推定器１１５は、速度制御器１１２からの第１の補正トルク指令τＡを入力し、Ｊ^の逆数を乗算して積分処理を施し、推定速度Ｓ１を出力する。ここで、Ｊ^は、上刃用ロータリーカッタ１０２及び下刃用ロータリーカッタ１０３をモータ１０４の回りに換算した値とモータ１０４の慣性モーメントとを合算して得られる慣性モーメントである。補正速度制御器１１６は、減算器１１９が推定速度Ｓ１から速度ωを減算して得た補正速度Ｓ２を入力し、ゲインＫを乗算して第２の補正トルク指令τＢを出力する。

加算器１１８は、速度制御器１１２からの第１の補正トルク指令τＡと、補正速度制御器１１６からの第２の補正トルク指令τＢとを加算し、トルク指令τＲを出力する。トルク指令τＲは、ノッチフィルタ１１３を介してモータ駆動信号としてモータ１０４へ供給され、モータ１０４を駆動する。

このように、図５に示した上刃用ロータリーカッタ１０２及び下刃用ロータリーカッタ１０３は、図６に示した制御装置１００により、上刃用ロータリーカッタ１０２の上刃の回転速度が材料の切断長に応じた速度指令ω＊の設定速度になるように回転制御される。これにより、材料に追従して回転し、材料を所定の切断長に切断することができる。

ところで、材料の厚みや切断精度を考慮した回転制御を実現するためには、上刃の角度と下刃の角度との間のズレ量であるクリアランスを設定する必要がある。前述のように、図６に示した従来の制御装置１００により回転制御されるロータリーカッタ１は、上刃用ロータリーカッタ１０２と下刃用ロータリーカッタ１０３とが機械的な噛み合わせによるメカ機構によって同期して回転するから、その機械的な噛み合わせ位置を変えることにより、クリアランスを調整するようになっている。

つまり、従来の制御装置１００は、クリアランスが機械的に設定されたロータリーカッタ１０１を、１台のモータ１０４を駆動して回転制御することにより、同時に２つの上刃と下刃との間のクリアランスを維持するように位置決め制御を行う。

このようなクリアランス調整手法の例として、特許文献３，４に記載のものがある。特許文献３は、ロータリーカッタを制御対象とするものではないが、切断する材料の板厚、材質及び形状の材料情報に応じてクリアランス変更曲線を設定し、互いに噛み合う固定刃と移動刃との間のクリアランスを、そのクリアランス変更曲線に従って調整する手法が記載されている。

また、特許文献４も、ロータリーカッタを制御対象とするものではないが、材料の板厚を検出し、その検出値に基づいてクリアランス調整用のモータを駆動し、上刃と下刃との間のクリアランスを調整する手法が記載されている。

特開２００１−１６２５８６号公報 特開２００１−２４２９０４号公報 特開平１１−１０４３７号公報 特開平１−１２１１１６号公報

しかしながら、従来の制御装置１００及び特許文献１，２の制御装置において、クリアランス調整は機械的に行われていたため、その時間と手間がかかるという問題があった。また、クリアランスの値は、機械的な噛み合わせによって一義的に決定されるため、任意にきめ細かく設定することができないという問題があった。

また、特許文献３，４のクリアランス調整は共に電気的に行われるが、ロータリーカッタを制御対象としていないため、その調整手法をロータリーカッタにそのまま適用することができない。特に、特許文献３では、クリアランス調整のための専用のメカ機構が必要である。また、特許文献４では、材料の板厚の検出値に基づいてクリアランス調整を行う手法が記載されているが、具体的にどのようにしてクリアランスを維持するかについての言及がない。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ロータリーカッタの上刃と下刃との間のクリアランスの調整を機械的ではなく電気的に行うことにより、ユーザの所望するクリアランスに、任意にきめ細かく設定することが可能なロータリカッタの制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、走行する材料に同期して、上刃及び下刃により材料を切断するロータリーカッタを制御する装置において、上刃が設けられた第１のロータリーカッタを回転制御するマスタ側制御手段と、下刃が設けられた第２のロータリーカッタを回転制御するスレーブ側制御手段とを備え、マスタ側制御手段が、第１及び第２のロータリーカッタの回転速度指令を設定する速度設定器と、前記回転速度指令に所定のゲインを乗算してマスタトルク指令を生成する速度制御器とを有し、前記マスタトルク指令により第１のロータリーカッタを回転制御し、スレーブ側制御手段が、上刃と下刃の回転角度の差を示すクリアランスを設定するクリアランス設定器と、検出した上刃の回転角度と下刃の回転角度との差が、前記クリアランスに一致するように、前記検出した上刃の回転角度と下刃の回転角度との差及び前記クリアランスからズレ分を生成し、ズレ分に応じたスレーブ速度指令と検出した第２のロータリーカッタの回転速度との差に応じた補正トルク指令を生成する速度制御器とを有し、前記マスタトルク指令及び補正トルク指令に基づいて、前記クリアランスを維持するように第２のロータリーカッタを回転制御することを特徴とする。

また、本発明は、前記マスタ側制御手段が、検出した上刃の回転角度を入力し、微分処理を施して第１のロータリーカッタの回転速度を生成する微分器と、第１及び第２のロータリーカッタの回転速度指令を設定する速度設定器と、前記回転速度指令と第１のロータリーカッタの回転速度との差に所定のゲインを乗算して第１のマスタ補正トルク指令を生成する速度制御器とを有し、前記第１のマスタ補正トルク指令をマスタトルク指令として第１のロータリーカッタを回転制御し、スレーブ側制御手段が、検出した下刃の回転角度を入力し、微分処理を施して第２のロータリーカッタの回転速度を生成する微分器と、上刃と下刃の回転角度の差を示すクリアランスを設定するクリアランス設定器と、前記生成された上刃の回転角度と下刃の回転角度との差に、前記設定されたクリアランスを加算して得た、ズレ分に応じたスレーブ角度指令を入力し、所定のゲインを乗算してズレ分に応じたスレーブ速度指令を生成する位置制御器と、前記ズレ分に応じたスレーブ速度指令と第２のロータリーカッタの回転速度との差に所定のゲインを乗算し、ズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令を生成する速度制御器とを有し、前記マスタトルク指令及びズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令に基づいて、前記クリアランスを維持するように第２のロータリーカッタを回転制御することを特徴とする。

また、本発明は、前記マスタ側制御手段が、さらに、前記速度制御器により生成された第１のマスタ補正トルク指令に、第１のロータリーカッタを回転させるための慣性モーメントの逆数を乗算して積分処理を施し、マスタ推定速度を生成する補正速度推定器と、前記マスタ推定速度と第１のロータリーカッタの回転速度との差に所定のゲインを乗算して第２のマスタ補正トルク指令を生成する補正速度制御器とを有し、前記第１のマスタ補正トルク指令及び第２のマスタ補正トルク指令に基づいて、第１のロータリーカッタを回転制御し、前記スレーブ側制御手段が、さらに、前記速度制御器により生成されたズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令に、第２のロータリーカッタを回転させるための慣性モーメントの逆数を乗算して積分処理を施し、ズレ分に応じたスレーブ推定速度を生成する補正速度推定器と、前記ズレ分に応じたスレーブ推定速度と第２のロータリーカッタの回転速度との差に所定のゲインを乗算して、ズレ分に応じた第２のスレーブ補正トルク指令を生成する補正速度制御器とを有し、前記マスタトルク指令、ズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令及びズレ分に応じた第２のスレーブ補正トルク指令に基づいて、前記クリアランスを維持するように第２のロータリーカッタを回転制御することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、ロータリーカッタの上刃と下刃との間のクリアランスの調整を機械的ではなく電気的に行うようにし、そのクリアランスを維持するように、下刃が設けられたロータリーカッタを回転制御するようにした。これにより、ユーザの所望するクリアランスに、任意にきめ細かく設定することが可能となる。また、クリアランス調整作業を単純化することができ、クリアランス調整を容易に実現することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態によるロータリーカッタの制御装置を用いる制御対象を示す全体構成図である。このロータリーカッタ１は、材料を上部から切断するための刃物（上刃）が設けられた上刃用ロータリーカッタ２と、下部から切断するための刃物（下刃）が設けられた下刃用ロータリーカッタ３との一対で構成される。図５に示した従来のロータリーカッタ１０１とこのロータリーカッタ１とを比較すると、両者とも一対のロータリーカッタにより構成される点で同一であるが、従来のロータリーカッタ１０１が機械的な噛み合わせによるメカ機構によって同期して回転駆動するのに対し、ロータリーカッタ１は上刃用ロータリーカッタ２と下刃用ロータリーカッタ３とがそれぞれ単独で回転駆動する点で相違する。

図１を参照して、モータ４は上刃用ロータリーカッタ２を駆動するための電動機であり、モータ５は、下刃用ロータリーカッタ３を駆動するための電動機である。また、アブソリュートエンコーダ６は、上刃用ロータリーカッタ２の回転角度及び回転速度、すなわち、上刃用ロータリーカッタ２の主軸の回転角度を、所定の原点に対する絶対位置角度として検出するためのエンコーダである。また、アブソリュートエンコーダ７は、上刃用ロータリーカッタ３の回転角度及び回転速度、すなわち、上刃用ロータリーカッタ３の主軸の回転角度を、所定の原点に対する絶対位置角度として検出するためのエンコーダである。ここで、所定の切断長に切断される材料（図示せず）は、手前から上刃用ロータリーカッタ２と下刃用ロータリーカッタ３との間に挿入される。

図２は、図１に示したロータリーカッタ１における上刃と下刃との間のクリアランスを説明する図である。材料８は矢印の向きの走行し、上刃用ロータリーカッタ２及び下刃用ロータリーカッタ３は、その材料８の走行に追従してそれぞれＲ１，Ｒ２の向きに回転する。そして、材料８は、上刃及び下刃により所定の切断長に切断される。この場合、上刃の角度を、所定の原点に対する絶対位置角度θ１とし、下刃の角度を、上刃の原点に対応した所定の原点に対する絶対位置角度θ１＋Δθとした場合に、Δθがクリアランスである。

上刃用ロータリーカッタ２及び下刃用ロータリーカッタ３は、下刃が上刃との間でΔθのクリアランスを維持したまま、Ｒ１に対応してＲ２の向きに回転し、材料８が切断される。

図３は、図１及び２に示したロータリーカッタ１を回転駆動する、本発明の実施の形態による制御装置の構成を示すブロック図である。この制御装置１０は、モータ４を介して上刃用ロータリーカッタ２の回転制御を行うマスタ側制御手段、及び、モータ５を介して下刃用ロータリーカッタ３の回転制御を行うスレーブ側制御手段により構成される。ここで、スレーブ側制御手段は、上刃用ロータリーカッタ２の回転に追従してその反対方向に回転するように、マスタ側制御手段により生成されたトルク指令に基づいて下刃用ロータリーカッタ３を回転制御すると共に、さらに、設定されたクリアランスΔθを維持するように、クリアランスΔθを基準にしたズレ分（上刃の角度と下刃の角度との間にクリアランスΔθが維持されていない場合のズレ分。尚、維持されている場合はズレ分は無い。）に応じた補正トルク指令を生成し、その補正トルク指令に基づいて下刃用ロータリーカッタ３を回転制御する。

まず、マスタ側制御手段について説明する。このマスタ側制御手段は、図６に示した制御装置１００と同一の構成を有しており、速度設定器１１、速度制御器１２、ノッチフィルタ１３、微分器１４、補正速度推定器１５、補正速度制御器１６、減算器１７、加算器１８、及び減算器１９を備えている。

速度設定器１１は図６に示した速度設定器１１１に、速度制御器１２は速度制御器１１２に、ノッチフィルタ１３はノッチフィルタ１１３に、微分器１４は微分器１１４に、補正速度推定器１５は補正速度推定器１１５に、補正速度制御器１６は補正速度制御器１１６に、減算器１７は減算器１１７に、加算器１８は加算器１１８に、そして減算器１９は減算器１１９にそれぞれ相当する。また、マスタ速度ω１＊は図６に示した速度指令ω＊に、マスタ速度偏差Δω１は速度偏差Δωに、第１のマスタ補正トルク指令τＡ１は第１の補正トルク指令τＡに、第２のマスタ補正トルク指令τＢ１は第２の補正トルク指令τＢに、マスタトルク指令τＲ１はトルク指令信号τＲに、マスタ推定速度Ｓ１１は推定速度Ｓ１に、マスタ補正速度Ｓ１２は補正速度Ｓ２に、そしてマスタ角度θ１は角度θにそれぞれ相当する。

速度設定器１１、速度制御器１２、ノッチフィルタ１３、微分器１４、補正速度推定器１５、補正速度制御器１６、減算器１７、加算器１８、及び減算器１９のそれぞれの機能は、図６に示したものと同様であるから、ここでは説明を省略する。

図３において、速度設定器１１は、上刃用ロータリーカッタ２及び下刃用ロータリーカッタ３の回転速度を設定する。また、補正速度推定器１５、補正速度制御器１６及び減算器１９は、モータ４の負荷に対するフィードフォワード補償を行う機能を有し、モータ４の負荷変動に伴う速度変動を抑制する。すなわち、モータ４の負荷が変動した場合であっても、その変動に応じた第２のマスタ補正トルク指令τＢ１を生成し、この第２のマスタ補正トルク指令τＢ１によりモータ４が駆動する。ここで、補正速度推定器１５におけるＪ１^は、上刃用ロータリーカッタ２をモータ４の回りに換算した値とモータ４の慣性モーメントとを合算して得られる慣性モーメントである。

次に、スレーブ側制御手段について説明する。このスレーブ側制御手段は、位置制御器２１、速度制御器２２、ノッチフィルタ２３、微分器２４、補正速度推定器２５、補正速度制御器２６、減算器２７、加算器２８、減算器２９、クリアランス設定器３０、反転器３１，３２、及び減算器３３を備えている。

スレーブ側制御手段は、マスタ側制御手段により生成されたマスタトルク指令τＲ１を反転させた、マスタトルク指令に応じた第３のスレーブ補正トルク指令τＣ２に基づいて、マスタ側の上刃用ロータリーカッタ２の回転に追従してその反対方向に回転するように、下刃用ロータリーカッタ３を回転制御する。また、クリアランスΔθを基準にしたズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令τＡ２、及びズレ分に応じた第２のスレーブ補正トルク指令τＢ２を生成し、これらの補正トルク指令に基づいて、クリアランスΔθを維持するように下刃用ロータリーカッタ３を回転制御する。

以下、具体的に説明する。微分器２４は、アブソリュートエンコーダ７から下刃用ロータリーカッタ３の主軸の原点に対する回転角度（スレーブ角度）θ２を入力し、微分処理を施して速度（スレーブ速度）ω２を出力する。反転器３１は、アブソリュートエンコーダ６からのマスタ角度θ１を反転する。また、反転器３２は、マスタ側制御手段により生成されたマスタトルク指令τＲ１を反転し、マスタトルク指令に応じた第３のスレーブ補正トルク指令τＣ２を出力する。

クリアランス設定器３０は、切断する材料の厚みや切断精度等を考慮して、ユーザにより上刃と下刃との間のクリアランスΔθを設定する。減算器３３は、クリアランス設定器３０からのクリアランスΔθと反転器３１により反転されたマスタ角度θ１との加算結果からスレーブ角度θ２を減算し、クリアランスΔθを考慮したズレ分に応じたスレーブ角度指令θ＊を出力する。

位置制御器２１は、減算器３３からズレ分に応じたスレーブ角度指令θ＊を入力し、ゲインＫＰ２を乗算してズレ分に応じた速度指令ω２＊を出力する。速度制御器２２は、減算器２７がズレ分に応じた速度指令ω２＊からスレーブ速度ω２を減算し、得られたズレ分に応じた速度偏差Δω２を入力し、ゲインＫｖ２を乗算してズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令τＡ２を出力する。

補正速度推定器２５、補正速度制御器２６及び減算器２９は、モータ５の負荷に対するフィードフォワード補償を行う機能を有し、モータ５の負荷変動に伴う速度変動を抑制する。すなわち、モータ５の負荷が変動した場合であっても、その変動に応じて、ズレ分に応じた第２のスレーブ補正トルク指令τＢ２を生成し、このズレ分に応じた第２のスレーブ補正トルク指令τＢ２によりモータ５が駆動する。補正速度推定器２５は、速度制御器２２からのズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令τＡ２を入力し、Ｊ２^の逆数を乗算して積分処理を施し、ズレ分に応じたスレーブ推定速度Ｓ２１を出力する。ここで、Ｊ２^は、下刃用ロータリーカッタ３をモータ５の回りに換算した値とモータ５の慣性モーメントとを合算して得られる慣性モーメントである。補正速度制御器２６は、減算器２９がズレ分に応じたスレーブ推定速度Ｓ２１からスレーブ速度ω２を減算し、得られたズレ分に応じたスレーブ補正速度Ｓ２２を入力し、ゲインＫ２を乗算してズレ分に応じた第２のスレーブ補正トルク指令τＢ２を出力する。

加算器２８は、速度制御器２２からのズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令τＡ２と、補正速度制御器２６からのズレ分に応じた第２のスレーブ補正トルク指令τＢ２と、反転器３２からのマスタトルク指令に応じた第３のスレーブ補正トルク指令τＣ２とを加算し、スレーブトルク指令τＲ２を出力する。ここで、ズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令τＡ２は、クリアランスΔθが維持されていない場合のそのズレ分に応じたトルク指令であり、ズレ分に応じた第２のスレーブ補正トルク指令τＢ２は、モータ５の負荷変動に伴う速度変動を抑制するためのトルク指令であり、マスタトルク指令に応じた第３のスレーブ補正トルク指令τＣ２は、マスタ側の上刃用ロータリーカッタ２の回転に追従してその反対方向に下刃用ロータリーカッタ３を回転させるためのトルクである。

図４（１）は、マスタ側制御手段における速度指令ω１＊の波形例及びマスタ角度θ１を、（２）はマスタトルク指令τＲ１の波形例を示す。また、図４（３）は、スレーブ側制御手段におけるマスタトルク指令に応じた第３のスレーブ補正トルク指令τＣ２の波形例を、（４）は、スレーブトルク指令τＲ２の波形例を示す。（４）のスレーブトルク指令τＲ２において、波部分は、ズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令τＡ２及びズレ分に応じた第２のスレーブ補正トルク指令τＢ２によるものである。

図３に戻って、スレーブトルク指令τＲ２は、ノッチフィルタ２３を介してモータ駆動信号としてモータ５へ供給され、モータ５を駆動する。

このように、図１に示した上刃用ロータリーカッタ２は、制御装置１０のマスタ側制御手段により、上刃の回転速度であるマスタ速度ω１が、速度設定器１１により設定された速度指令ω１＊の設定速度になるように回転制御される。また、下刃用ロータリーカッタ３は、制御装置１０のスレーブ側制御手段により、マスタ角度θ１とスレーブ角度θ２との差が、クリアランス設定器３０により設定されたクリアランスΔθに一致するように回転制御される。

以上のように、本発明の実施の形態による制御装置１０によれば、ロータリーカッタ１による切断処理中において、マスタ角度θ１とスレーブ角度θ２と間の差がクリアランス設定器３０により設定されたクリアランスΔθに一致するように、機械的ではなく電気的に上刃用ロータリーカッタ２及び下刃用ロータリーカッタ３を回転制御するようにした。したがって、ユーザの所望するクリアランスに、任意にきめ細かく設定することが可能となる。また、クリアランスΔθはクリアランス設定器３０により設定されるから、クリアランス調整作業を単純化することができ、クリアランス調整を容易に実現することが可能となる。

また、本発明の実施の形態による制御装置１０によれば、スレーブ側制御手段は、マスタ側制御手段により生成されたトルク指令であって、上刃用ロータリーカッタ２を回転制御するためのマスタトルク指令τＲ１に基づいてスレーブトルク指令τＲ２を生成し、下刃用ロータリーカッタ３を回転制御するようにした。これにより、下刃用ロータリーカッタ３を、上刃用ロータリーカッタ２に対してカスケード的に回転制御することができ、上刃用ロータリーカッタ２の回転動作に遅れることなく、追従した制御を実現することが可能となる。

また、本発明の実施の形態による制御装置１０によれば、スレーブ側制御手段に、補正速度推定器２５、補正速度制御器２６及び減算器２９を備えるようにした。これにより、モータ５の負荷に対するフィードフォワード補償を実現することができ、モータ５の負荷変動に伴う速度変動を抑制することが可能となる。したがって、ロータリーカッタ１による切断処理中において、マスタ角度θ１とスレーブ角度θ２の差に変動が生じた場合、その変動を吸収するように、下刃用ロータリーカッタ３を回転制御することが可能となる。

本発明の実施の形態によるロータリーカッタの制御装置を用いる制御対象を示す全体構成図である。 ロータリーカッタにおける上刃と下刃との間のクリアランスを説明する図である。 本発明の実施の形態によるロータリーカッタの制御装置の構成を示すブロック図である。 図３の制御装置における各信号のタイムチャート図である。 従来のロータリーカッタの制御装置を用いる制御対象を示す全体構成図である。 従来のロータリーカッタの制御装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，１０１ ロータリーカッタ
２，１０２ 上刃用ロータリーカッタ
３，１０３ 下刃用ロータリーカッタ
４，５，１０４ モータ
６，７，１０６ アブソリュートエンコーダ
８ 材料
１０，１００ 制御装置
１１，１１１ 速度設定器
１２，２２，１１２ 速度制御器
１３，２３，１１３ ノッチフィルタ
１４，２４，１１４ 微分器
１５，２５，１１５ 補正速度推定器
１６，２６，１１６ 補正速度制御器
１７，１９，２７，２９，３３，１１７，１１９ 減算器
１８，２８，１１８ 加算器
２１ 位置制御器
３０ クリアランス設定器
３１，３２ 反転器
ω＊ 速度指令
Δω 速度偏差
τＡ 第１の補正トルク指令
τＢ 第２の補正トルク指令
Ｓ１ 推定速度
Ｓ２ 補正速度
τＲ トルク指令
θ 角度
ω 速度
ω１＊ 速度指令
Δω１ マスタ速度偏差
τＡ１ 第１のマスタ補正トルク指令
τＢ１ 第２のマスタ補正トルク指令
Ｓ１１ マスタ推定速度
Ｓ１２ マスタ補正速度
τＲ１ マスタトルク指令
θ１ マスタ角度
ω１ マスタ速度
Δθ クリアランス
θ＊ ズレ分に応じたスレーブ角度指令
ω２＊ ズレ分に応じた速度指令
Δω２ ズレ分に応じた速度偏差
τＡ２ ズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令
τＢ２ ズレ分に応じた第２のスレーブ補正トルク指令
τＲ２ スレーブトルク指令
τＣ２ マスタトルク指令に応じた第３のスレーブ補正トルク指令
Ｓ２１ ズレ分に応じたスレーブ推定速度
Ｓ２２ ズレ分に応じたスレーブ補正速度
θ２ スレーブ角度
ω２ スレーブ速度

Claims (3)

1. 走行する材料に同期して、上刃及び下刃により材料を切断するロータリーカッタを制御する装置において、
   上刃が設けられた第１のロータリーカッタを回転制御するマスタ側制御手段と、下刃が設けられた第２のロータリーカッタを回転制御するスレーブ側制御手段とを備え、
   マスタ側制御手段が、
   第１及び第２のロータリーカッタの回転速度指令を設定する速度設定器と、
   前記回転速度指令に所定のゲインを乗算してマスタトルク指令を生成する速度制御器とを有し、
   前記マスタトルク指令により第１のロータリーカッタを回転制御し、
   スレーブ側制御手段が、
   上刃と下刃の回転角度の差を示すクリアランスを設定するクリアランス設定器と、
   検出した上刃の回転角度と下刃の回転角度との差が、前記クリアランスに一致するように、前記検出した上刃の回転角度と下刃の回転角度との差及び前記クリアランスからズレ分を生成し、ズレ分に応じたスレーブ速度指令と検出した第２のロータリーカッタの回転速度との差に応じた補正トルク指令を生成する速度制御器とを有し、
   前記マスタトルク指令及び補正トルク指令に基づいて、前記クリアランスを維持するように第２のロータリーカッタを回転制御することを特徴とする制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置において、
   前記マスタ側制御手段が、
   検出した上刃の回転角度を入力し、微分処理を施して第１のロータリーカッタの回転速度を生成する微分器と、
   第１及び第２のロータリーカッタの回転速度指令を設定する速度設定器と、
   前記回転速度指令と第１のロータリーカッタの回転速度との差に所定のゲインを乗算して第１のマスタ補正トルク指令を生成する速度制御器とを有し、
   前記第１のマスタ補正トルク指令をマスタトルク指令として第１のロータリーカッタを回転制御し、
   スレーブ側制御手段が、
   検出した下刃の回転角度を入力し、微分処理を施して第２のロータリーカッタの回転速度を生成する微分器と、
   上刃と下刃の回転角度の差を示すクリアランスを設定するクリアランス設定器と、
   前記生成された上刃の回転角度と下刃の回転角度との差に、前記設定されたクリアランスを加算して得た、ズレ分に応じたスレーブ角度指令を入力し、所定のゲインを乗算してズレ分に応じたスレーブ速度指令を生成する位置制御器と、
   前記ズレ分に応じたスレーブ速度指令と第２のロータリーカッタの回転速度との差に所定のゲインを乗算し、ズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令を生成する速度制御器とを有し、
   前記マスタトルク指令及びズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令に基づいて、前記クリアランスを維持するように第２のロータリーカッタを回転制御することを特徴とする制御装置。
3. 請求項２に記載の制御装置において、
   前記マスタ側制御手段が、
   さらに、前記速度制御器により生成された第１のマスタ補正トルク指令に、第１のロータリーカッタを回転させるための慣性モーメントの逆数を乗算して積分処理を施し、マスタ推定速度を生成する補正速度推定器と、
   前記マスタ推定速度と第１のロータリーカッタの回転速度との差に所定のゲインを乗算して第２のマスタ補正トルク指令を生成する補正速度制御器とを有し、
   前記第１のマスタ補正トルク指令及び第２のマスタ補正トルク指令に基づいて、第１のロータリーカッタを回転制御し、
   前記スレーブ側制御手段が、
   さらに、前記速度制御器により生成されたズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令に、第２のロータリーカッタを回転させるための慣性モーメントの逆数を乗算して積分処理を施し、ズレ分に応じたスレーブ推定速度を生成する補正速度推定器と、
   前記ズレ分に応じたスレーブ推定速度と第２のロータリーカッタの回転速度との差に所定のゲインを乗算して、ズレ分に応じた第２のスレーブ補正トルク指令を生成する補正速度制御器とを有し、
   前記マスタトルク指令、ズレ分に応じた第１のスレーブ補正トルク指令及びズレ分に応じた第２のスレーブ補正トルク指令に基づいて、前記クリアランスを維持するように第２のロータリーカッタを回転制御することを特徴とする制御装置。
   
   

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