JP5640514B2 - 位置決め制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、上位コントローラと、該上位コントローラからの起動信号に基づいて被搬送物を搬送するサーボモータと、該サーボモータを可変速駆動するサーボアンプとを用いて形成される位置決め制御装置に関する。

図４は、この種の位置決め装置の従来例を示す模式的概念構成図である。

この図において、１は被搬送物としてのフィルム、２はフィルム１を搬送するためのローラ、４はフィルム１をガイドローラ３で支持しつつ裁断するためのカッター、５はフィルム１上に印刷されたマーク１ａ，１ｂ，・・・を検知するために、例えば非接触タイプの光電スイッチなどからなるマークセンサである。

また、図４において、１１はローラ２を駆動するためのサーボモータ、１２はフィルム１をローラ２とサーボモータ１１とを介しての送り制御動作を行うサーボアンプ、２１はカッター４を往復運動させるためのサーボモータ、２２はフィルム１をカッター４とサーボモータ２１とを介して裁断するための制御動作を行うサーボアンプである。さらに、３０はサーボアンプ１２，２２に対するシーケンス動作を司るためにプログラマブルコントローラなどからなる上位コントローラである。なお、サーボモータ１１およびサーボモータ２１はそれぞれ位置を検出するエンコーダを有している。

一般的に、フィルム１をローラ２で一定量だけ定寸送りしつつ、カッター４で裁断するときには、フィルム１の伸縮性を考慮して、フィルム１上に印刷されたマーク１ａ，１ｂ，・・・それぞれのマークセンサ５の通過時点を基準にした補正動作をサーボアンプ１２が行って裁断することにより、裁断寸法に累積誤差が生ずるのを解消させている。

図４において、マークセンサ５はマーク１ａ，１ｂ，・・・がセンサ位置を通過したタイミングでオン信号を出力し、このオン信号は配線５１を介してサーボアンプ２２に送信されるとともに、配線５３を介して上位コントローラ３０に送信される。サーボアンプ１２はオン信号が入力されると、このオン信号を基準にしてサーボアンプ１２の内部メモリに予め設定してある移動量分サーボモータ１１を回転させて位置決めを行う。位置決めが完了するとサーボアンプ１２は配線５２を経由して位置決め完了信号を上位コントローラ３０へ出力する。上位コントローラ３０では位置決めが完了したことを確認すると、サーボアンプ２２へ配線５４を介して起動信号を出力し、サーボアンプ２２ではこの起動信号に従ってサーボモータ２１を位置決め動作することにより、カッター４を往復運動させてフィルム１をカットする。

これら一連のタクト時間を短縮する手法として、上位コントローラ３０は、マークセンサ５からのマーク１ａ，１ｂ，・・・がセンサー位置を通過したタイミングのオン信号を配線５３を介して受け取り、サーボアンプ１２からの位置決め完了信号を受け取る手前のタイミングからサーボアンプ２２へ起動信号を出力し、サーボモータ２１を起動させてサーボモータ１１が位置決め停止するタイミングに合わせてフィルム１をカットすることが行われている。

このように図４に示した従来の位置決め制御装置での上位コントローラ３０においては、上述のマークセンサ５からのその都度の出力信号が発せられたタイミングと、この出力信号に対応したサーボアンプ１２での前記補正動作結果によるその都度の位置決め完了信号とに基づいて、サーボアンプ２２を起動させた後の動作を調整しつつ、カッター４でフィルム１を裁断することが行われていた。

なお、この種の位置決め制御装置については、下記特許文献１に記載されているものが知られている。

特開平７−３０２１２２号公報

図４に示した従来の位置決め装置においては、マークセンサ５からのその都度の出力信号が配線５１，５３を経由してサーボアンプ１２と上位コントローラ３０とにそれぞれ直接入力される構成であり、特に、上位コントローラ３０への配線とその入力端子とが必要であった。その結果、この種の位置決め装置における省配線とコストダウンとを阻害する要因となっていた。

この発明の目的は、上位コントローラへの配線とその入力端子を削減しても一連のタクト時間を短縮することができる位置決め装置を提供することにある。

第１の発明は、上位コントローラと、該上位コントローラからの起動信号に基づいて被搬送物を搬送するサーボモータと、該サーボモータを可変速駆動するサーボアンプとを用いて形成される位置決め制御装置において、
前記搬送物を監視するセンサと、
前記センサと前記サーボアンプとを接続する第１の配線と、
前記サーボアンプと前記上位コントローラを接続する第２の配線を備え、
前記サーボアンプが、前記センサから前記第１の配線を介して送信された入力信号がオンされると状態監視フラグをセットし、このセットされた状態監視フラグを所定の条件によりリセットする状態監視フラグ部を備え、かつ、この状態監視フラグ部の状態監視フラグの状態を前記第２の配線を介して前記上位コントローラに出力し、
前記上位コントローラが、前記サーボアンプから前記第２の配線を介して受け取った前記状態監視フラグ部の状態監視フラグの状態に基づいて、前記サーボアンプとは別のサーボアンプに第３の配線を介して起動信号を出力することを特徴とする。
前記の発明において、前記状態監視フラグ部は、前記サーボアンプ内の位置決め完了判定部の位置決め完了信号あるいは前記起動信号により前記状態監視フラグをリセットするようにするのがよい。

この発明によれば、外部から入力される信号である前記被搬送物に備えたマークをその都度通過したタイミングで発生する信号そのものを、直接上位コントローラに入力することが不要になるとともに、外部からの入力信号を上位コントローラに入力しなくても一連のタクト時間を短縮することができるので、この種の位置決め装置において、性能を低下させることなく省配線によるコストダウンが可能である。

この発明の実施例を示す位置決め制御装置の模式的概念構成図 図１の部分詳細回路構成図 図１の動作を説明する波形図。 従来例を示す位置決め制御装置の模式的概念構成図

図１は、この発明の実施例を示す位置決め制御装置の模式的概念構成図であり、この図において、図４に示した従来例構成と同一機能を有するものには同一符号を付して、ここではその説明を省略する。

すなわち図１に示したこの発明の位置決め制御装置では、図４に示したサーボアンプ１２と上位コントローラ３０とが、サーボアンプ４０と上位コントローラ３１とに置き換えられ、さらに、マークセンサ５から上位コントローラ３１への配線を不要にしている。

図２は、図１のサーボアンプ４０の詳細回路構成図であり、位置指令生成部４１、移動量メモリ部４２、位置・速度・電流制御部４３、位置ラッチ部４４、状態監視フラグ部４５、位置決め完了判定部４６とから形成されている。

図１に示した位置決め制御装置の動作を、図２の示したサーボアンプ４０の詳細回路構成図と、図３に示すこの位置決め制御装置の動作説明波形図とを参照しつつ、以下に説明する。

先ず、時刻ｔ₀ に上位コントローラ３１から配線５２を経由してサーボアンプ４０の制御動作を開始するための「起動信号」が発せられると、これを受信したサーボアンプ４０の位置指令生成部４１では、位置指令生成部４１に予め設定されているフィルム１の設定移動量に対応した位置指令を位置・速度・電流制御部４３に送信する。

この位置指令を受信したサーボアンプ４０の位置・速度・電流制御部４３では、内部で位置指令に対応したモータ速度指令を生成しつつ、このモータ速度指令に基づいた電圧・周波数の交流電圧をサーボモータ１１に印加することにより、サーボモータ１１は図３の「モータ速度」に示すように加速し、やがて、一定速度で回転する状態に入る。

上述のサーボモータ１１の回転に伴って、ローラ２で図示の方向に移動するフィルム１のマーク１ｂがマークサンサ５の設置位置を時刻ｔ₁ に通過すると、マークサンサ５がこれを検知して、「割込入力信号」として配線５１を介してサーボアンプ４０の位置ラッチ部４４と状態監視フラグ部４５とに送信する。

この「割込入力信号」を受信した位置ラッチ部４４では、サーボモータ１１の出力軸に連結されたパルスゼネレータ１１ａが発するパルス列信号の時刻ｔ₀ から時刻ｔ₁ までの積算値をラッチ位置としてサーボアンプ４０の位置指令生成部４１に伝達する。また、前記「割込入力信号」を受信したサーボアンプ４０の状態監視フラグ部４５では、このことを「状態監視出力信号」として、配線５２を介して上位コントローラ３１に伝達する。

状態監視フラグ部４５は、装置外部（マークセンサ５）からの入力信号である「割込入力信号」がオンにて状態監視フラグがセットされ、上位コントローラ３１は状態監視フラグ部４５から出力される「状態監視出力信号」により「割込入力信号」がオンしたことを検知できる。ここで、状態監視フラグは所定のルールに従ってリセットすればよく、例えば、位置決め完了判定部４６にて位置・速度・電流制御部４３が出力する位置偏差が「≒０」になったこと（位置決め完了信号がオンになったこと）でリセットするルールや、上位コントローラ３１からの「起動信号」がオンになったことでリセットするルール等がある。

前記ラッチ位置を受信したサーボアンプ４０の位置指令生成部４１では、このラッチ位置の値が許容範囲内にあることを確認しつつ、サーボアンプ４０の移動量メモリ部４２に予め設定されているフィルム１の「割込移動量」（図３参照）を新たな位置指令として、位置・速度・電流制御部４３に送信する。

この「割込移動量」に基づく位置指令を受信したサーボアンプ４０の位置・速度・電流制御部４３では、内部で位置指令に対応したモータ速度指令を生成しつつ、このモータ速度指令に基づいた電圧・周波数の交流電圧をサーボモータ１１に印加することにより、サーボモータ１１は図３の「モータ速度」に示すように一定速度から、やがて減速する状態に入る。

その後、時刻ｔ₂ に、フィルム１の移動量が上述の「割込移動量」に達すると、サーボアンプ４０の位置・速度・電流制御部４３からサーボアンプ４０の位置決め完了判定部４６に位置偏差としての「≒０」が伝達され、位置決め完了判定部４６から「位置決め完了信号」を配線５２を介して上位コントローラ３２に送信すると共に、サーボアンプ４０の状態監視フラグ部４５にも伝達する。

次に時刻ｔ₃ になると、上位コントローラ３１では、時刻ｔ₂ に受信した「位置決め完了信号」に基づいて、先述の「起動信号」が落とされ、サーボモータ１１を介したローラ２は完全な停止状態に入る。

この時刻ｔ₃ 以降に、上位コントローラ３１とサーボアンプ２２とサーボモータ２１とカッター４とを介して、前記「状態監視出力信号」と「位置決め完了信号」とに基づいたフィルム１の切断動作が行われる。

ここで、マーク１ａ，１ｂ，・・・がセンサー位置を通過したタイミングで「割込入力信号」がマークセンサ５から配線５１を介してサーボアンプ４０に入力され、サーボアンプ４０内の状態監視フラグ部４５の状態監視フラグがセットされると、配線５２を介して「状態監視出力信号」が上位コントローラ３１に伝達されることにより、上位コントローラ３１は「割込入力信号」がオンしたことが検知できる。「状態監視出力信号」を受け取った上位コントローラ３１ではサーボアンプ４０からの「位置決め完了信号」を受け取る手前のタイミングからサーボアンプ２２へ起動信号を出力し、サーボモータ２１を起動させてサーボモータ１１が位置決め停止するタイミングに合わせてフィルム１をカットすることにより、一連のタクト時間を短縮することができる。

上述の切断動作が終了した後の時刻ｔ₄ になると、上位コントローラ３１から新たな「起動信号」が発せられ、次の位置決め動作に入ると共に、サーボアンプ４０の状態監視フラグ部４５および位置決め完了判定部４６の出力はリセットされる。

以上の制御動作により、フィルム１上に印刷されたマーク１ａ，１ｂ，・・・をその都度通過したタイミングで発生する信号そのものを、直接上位コントローラに入力することが不要になるので、この種の位置決め装置における省配線とコストダウンとが可能になる。

なお、上述の動作説明では、位置決め制御方法に基づく動作説明を行ったが、サーボモータ１１を所定速度でジョグ送りする、いわゆるジョグ送り制御方法を用いる場合でも、この発明を適用することは容易である。

１…フィルム、２…ローラ、３…ガイドローラ、４…カッター、５…マークセンサ、１１，２１…サーボモータ、１２，２２，４０…サーボアンプ、３０，３１…上位コントローラ、４１…位置指令生成部、４２…移動量メモリ部、４３…位置・速度・電流制御部、４４…位置ラッチ部、４５…状態監視フラグ部、４６…位置決め完了判定部。

Claims (2)

1. 上位コントローラと、該上位コントローラからの起動信号に基づいて被搬送物を搬送するサーボモータと、該サーボモータを可変速駆動するサーボアンプとを用いて形成される位置決め制御装置において、
   前記搬送物を監視するセンサと、
   前記センサと前記サーボアンプとを接続する第１の配線と、
   前記サーボアンプと前記上位コントローラを接続する第２の配線を備え、
   前記サーボアンプが、前記センサから前記第１の配線を介して送信された入力信号がオンされると状態監視フラグをセットし、このセットされた状態監視フラグを所定の条件によりリセットする状態監視フラグ部を備え、かつ、この状態監視フラグ部の状態監視フラグの状態を前記第２の配線を介して前記上位コントローラに出力し、
   前記上位コントローラが、前記サーボアンプから前記第２の配線を介して受け取った前記状態監視フラグ部の状態監視フラグの状態に基づいて、前記サーボアンプとは別のサーボアンプに第３の配線を介して起動信号を出力することを特徴とする位置決め制御装置。
2. 請求項１に記載の位置決め装置において、
   前記状態監視フラグ部は、前記サーボアンプ内の位置決め完了判定部の位置決め完了信号あるいは前記起動信号により前記状態監視フラグをリセットすることを特徴とする位置決め制御装置。
   

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