JPH09216119A

JPH09216119A - 走間切断装置の制御装置

Info

Publication number: JPH09216119A
Application number: JP2124596A
Authority: JP
Inventors: Kinya Kimura; 欽哉木村; Masaya Kato; 正也加藤
Original assignee: Showa Denki Co Ltd
Current assignee: Showa Denki Co Ltd
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1996-02-07
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】低速度での切断を高精度で被切断材料に衝撃
を与えることなく行うことができる走間切断装置の制御
装置を提供する。【解決手段】計数器２２及び乗算器２３により被切断
材料と被切断材料を切断する刃物との同期誤差信号Ｒ_P
を演算する。被切断材料移動速度信号Ｒ_Tと同期誤差信
号Ｒ_Pとを加算した加算信号Ｒ_C0は、リミッタ２５を介
して刃物回転速度指令信号Ｒ_Cとして出力される。刃物
切断開始位置検出信号Ｃ_Sが入力されると、その時点に
おける加算信号Ｒ_C0の値Ｒ_C1及び切断による移動速度変
動の影響を直接に反映しない被切断材料の送り速度信号
Ｏ_C1がメモリ−２６及び２７に記憶される。予測演算器
２８は、メモリ−２６及び２７の記憶値Ｒ_C1及びＯ_C1と
現在の被切断材料の送り速度信号Ｏ_Cに基づいて予測被
切断材料移動速度信号Ｒ_CFを演算する。リミッタ２５
は、刃物回転速度指令信号Ｒ_Cを予測被切断材料移動速
度信号Ｒ_CFの上下の適正値幅範囲内に制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送られてくる鋼板
等の被切断材料の上下に刃物を配置し、上下の刃物を被
切断材料の移動速度に同期させて駆動することにより被
切断材料を切断するロ−タリ−シャ−、クランクシャ
−、フライイングシャ−等の走間切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１に、走間切断装置の概略構成図を示
す。図１において、１は、フィ−ドロ−ラやレベラ−等
により送られてくる鋼板等の被切断材料である。２は、
被切断材料１を切断する刃物が被切断材料１の上下に配
置されているシャ−である。シャ−は、例えば図８に示
すような構造を有している。図８ａに示すシャ−は被切
断材料の上下に配置されている上刃及び下刃（以下、シ
ャ−刃物という）の先端の軌跡が共に真円となるように
駆動する構成のものであり、図８ｂに示すシャ−は一方
のシャ−刃物（上刃）は被切断材料と平行に駆動し、他
方のシャ−刃物（下刃）は先端の軌跡が真円となるよう
に駆動する構成のものであり、図８ｃに示すシャ−はシ
ャ−刃物の先端の軌跡が共に楕円となるように駆動する
構成のものである。３は、被切断材料１の移動によって
回転駆動される測長ロ−ルである。４は、測長ロ−ル３
と連結された測長エンコ−ダであり、被切断材料１の移
動量パルスＴ_Pを出力する。移動量パルスＴ_Pは非接触
式の移動量検出器によって得るようにしてもよい。５
は、シャ−２を駆動するシャ−駆動モ−タであり、減速
機６を介してシャ−２の駆動軸に連結されている。７
は、シャ−刃物が被切断材料１を切断して切断完了位置
に達したことを検出して切断完了信号Ｃ_Eを出力する切
断完了位置センサ−である。８は、シャ−駆動モ−タ５
の回転量パルス、すなわちシャ−刃物の回転量パルスＲ
_Pを出力するシャ−刃物位置エンコ−ダである。９は、
測長エンコ−ダ４からの移動量パルスＴ_P、切断完了位
置センサ−７からの切断完了信号Ｃ_E、シャ−刃物位置
エンコ−ダ８からの回転量パルスＲ_P、被切断材料１の
切断長さ設定値Ｌ_S及びシャ−刃物を被切断材料１と同
期させて回転させた時シャ−刃物が１回転する間に被切
断材料１が移動する長さに相当するシャ−仮想周長設定
値Ｋ_Sに基づいてシャ−駆動モ−タ５、すなわちシャ−
刃物の回転速度指令信号Ｒ_Cを出力する制御装置であ
る。１０は、シャ−刃物位置エンコ−ダ８からの回転量
パルスＲ_Pに基づいて演算したシャ−駆動モ−タ５の回
転速度信号と制御装置９からのシャ−刃物回転速度指令
信号Ｒ_Cとの偏差に基づいてシャ−駆動モ−タ５を制御
する速度制御装置である。なお、前記切断完了位置は、
単に被切断材料１を切断し終わった位置ではなく、シャ
−刃物の回転速度を変更してもシャ−刃物と被切断材料
１がぶつかったりすることのない位置までシャ−刃物と
被切断材料１との間隔が開いた位置をいう。切断完了位
置に達したことの検出は、シャ−刃物が所定の回転位置
に達したことを検出する刃物位置検出センサ−からの信
号を使用してもよいし、刃物位置検出センサ−からの信
号を基準としてシャ−刃物位置エンコ−ダ８からの回転
量パルスＲ_Pをカウントして所定のカウント値に達した
ことにより検出するようにしてもよい。

【０００３】制御装置９は、シャ−刃物が被切断材料１
を切断する回転区間ではシャ−刃物が被切断材料１の移
動速度に同期して回転するようにシャ−刃物回転速度指
令信号Ｒ_Cを出力することによって被切断材料１に衝撃
を与えないようにし、被切断材料１を切断していない回
転区間ではシャ−刃物が被切断材料１の次の切断目標位
置に到達するように切断長さ設定値Ｌ_Sに応じたシャ−
刃物回転速度指令信号Ｒ_Cを出力する。被切断材料１を
切断しない回転区間におけるシャ−刃物回転速度指令信
号Ｒ_Cが切断長さ設定値Ｌ_Sに応じて変更される状態を
図２に示す。図２ａは、切断長さ設定値Ｌ_Sがシャ−仮
想周長設定値Ｋ_Sと等しい場合であり、被切断材料１を
切断しない区間においても、シャ−刃物が被切断材料１
の移動速度と同期して回転するようにシャ−刃物回転速
度指令信号Ｒ_Cのパタ−ンが制御される。図２ｂは、切
断長さ設定値Ｌ_Sがシャ−仮想周長設定値Ｋ_Sより小さ
い場合であり、被切断材料１を切断しない区間では、シ
ャ−刃物が被切断材料１の移動速度より速く回転するよ
うにシャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cのパタ−ンが制御
される。図２ｃは、切断長さ設定値Ｌ_Sがシャ−仮想周
長設定値Ｋ_Sより大きい場合であり、被切断材料１を切
断しない区間では、シャ−刃物が被切断材料１の移動速
度より遅く回転するようにシャ−刃物回転速度指令信号
Ｒ_Cのパタ−ンが制御される。

【０００４】このような走間切断装置における従来の制
御装置９の、シャ−刃物を被切断材料に同期して回転さ
せる期間に関係する制御回路部分の構成を図７に示す。
図７において、１０１は、被切断材料１の移動量パルス
Ｔ_Pの周波数を速度信号に変換して被切断材料移動速度
信号Ｒ_Tを出力するＦ／Ｖ変換器（パルス周波数−速度
変換器）である。１０２は、被切断材料１の移動量パル
スＴ_Pの計数値からシャ−刃物の回転量パルスＲ_Pの計
数値を減算することにより、被切断材料１とシャ−刃物
との誤差信号を出力する計数器である。１０３は、計数
器１０２からの誤差信号に所定のゲインを乗算して同期
誤差信号Ｒ_Pを出力する乗算器である。１０４は、Ｆ／
Ｖ変換器１０１からの被切断材料移動速度信号Ｒ_Tと乗
算器１０３からの同期誤差信号Ｒ_Pを加算してシャ−刃
物回転速度指令信号Ｒ_Cを出力する加算器である。１０
５は、シャ−刃物の回転量パルスＲ_Pの周波数を速度信
号に変換してシャ−刃物回転速度信号Ｒ_Sを速度制御装
置１０にフィ−ドバックするＦ／Ｖ変換器である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の制御装置では、
被切断材料１の切断に要する切断力が小さくてシャ−駆
動モ−タ５の回転が殆ど影響を受けない場合や、切断速
度が速くて機械やシャ−駆動モ−タ５の慣性力によって
切断速度が降下することなく被切断材料１の切断が完了
してしまう場合には特に支障は生じない。しかしなが
ら、大きな切断力を必要とする被切断材料１を低速で切
断しようとする場合等には、シャ−駆動モ−タ５の定格
出力が切断に対して十分であっても、シャ−刃物が被切
断材料１に噛み込んだ状態で停止してしまうことがあ
る。すなわち、シャ−刃物を低速で被切断材料に噛み込
ませると、シャ−駆動モ−タ５の負荷トルクによる過渡
変動特性に応じて、出力トルクと切断力とが釣り合う速
度までシャ−駆動モ−タ５の速度が降下する。このと
き、シャ−刃物が被切断材料１に噛み込んでいるため、
シャ−駆動モ−タ５の速度降下は被切断材料１の移動を
妨げ、被切断材料１の移動速度が降下する。被切断材料
１の移動速度が降下すると、測長エンコ−ダ４からの被
切断材料１の移動量パルスＴ_Pの周波数が減少する。こ
れにより、シャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cが降下して
シャ−駆動モ−タ５の速度はさらに降下する。以上のよ
うに正帰還がかかって、遂にはシャ−刃物が被切断材料
１に噛み込んだ状態で停止に至ってしまう。

【０００６】このような状態に陥ることを防止するため
に様々な工夫が行われているが、切断精度が低下した
り、極低速での切断ができなかったり、切断はできるが
被切断材料への衝撃が大きい等の問題点があり、切断速
度を切断可能な最低速度以上に制限しているのが現状で
ある。本発明は、このような問題点を解決するために創
案されたものであり、低速度での被切断材料の切断を高
精度で被切断材料に衝撃を与えることなく行うことがで
きる走間切断装置の制御装置を提供することを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、刃物を被切断材料の移動
速度に同期して回転させることにより被切断材料を切断
する走間切断装置の制御装置を、被切断材料と刃物との
同期誤差信号を出力する同期誤差信号出力手段と、被切
断材料移動速度信号と前記同期誤差信号に基づいて刃物
回転速度指令信号を出力する刃物回転速度指令信号出力
手段と、前記刃物回転速度指令信号が被切断材料の送り
速度信号を基準とする所定の範囲を超えて変化しないよ
うに制限するリミッタとにより構成する。請求項１に記
載の走間切断装置の制御装置は、刃物が被切断材料に噛
み込んで、刃物の回転速度の降下、被切断材料の移動速
度の降下、刃物回転速度指令信号の降下という正帰還状
態に入った場合、リミッタによって刃物回転速度指令信
号は被切断材料を送り込むフィ−ドロ−ラやレベラ−に
対する速度指令信号等の切断による被切断材料の移動速
度変動の影響を直接反映しない被切断材料の送り速度信
号を基準とする所定の範囲内に制限される。これによ
り、刃物が被切断材料に噛み込んで正帰還状態に入った
場合、刃物速度指令信号は被切断材料の送り速度信号に
近い速度に制限されるので、刃物の回転速度の降下を最
小限に抑えながら切断を行うことができる。また、刃物
は被切断材料の送り速度に近い速度で駆動されるので、
被切断材料に衝撃を与えることはない。さらに、被切断
材料の切断長を制御するための移動量パルスや測長回路
にはなんらの変更も加えられていないので、刃物回転速
度指令信号を制限するためのリミッタを設けたにも係わ
らず制御精度を高精度に維持することができる。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、刃物を被
切断材料の移動速度に同期して回転させることにより被
切断材料を切断する走間切断装置の制御装置を、被切断
材料と刃物との同期誤差信号を出力する同期誤差信号出
力手段と、被切断材料移動速度信号と前記同期誤差信号
に基づいて刃物回転速度指令信号を出力する刃物回転速
度指令信号出力手段と、切断開始寸前における被切断材
料の移動速度を示す信号及び被切断材料の送り速度信号
を記憶する記憶手段と、前記記憶手段の記憶値と被切断
材料の送り速度信号に基づいて予測被切断材料移動速度
信号を出力する予測演算手段と、前記刃物回転速度指令
信号が前記予測被切断材料移動速度信号を基準とする所
定の範囲を超えて変化しないように制限するリミッタと
により構成する。請求項２に記載の走間切断装置は、切
断開始寸前における被切断材料の移動速度を示す信号
（切断開始寸前における刃物回転速度指令信号、被切断
材料移動速度信号、刃物回転速度信号等）と被切断材料
の送り速度信号及び現在の被切断材料の送り速度信号に
基づいて切断による被切断材料の移動速度変動を直接反
映しない予測被切断材料移動速度信号を予測演算し、刃
物が被切断材料に噛み込んで正帰還状態に入った場合、
リミッタによって刃物回転速度指令信号は予測被切断材
料移動速度信号を基準とする所定の範囲内に制限され
る。これにより、刃物が被切断材料に噛み込んで正帰還
状態に入った場合、刃物回転速度指令信号は切断開始寸
前における被切断材料の移動速度を示す信号をその時点
の被切断材料の送り速度信号によって補正した予測被切
断材料移動速度信号を基準とする所定の範囲内に制限さ
れるので、刃物の回転速度の降下を最小限に抑えながら
切断を行うことができ、低速度での切断を高精度で被切
断材料に衝撃を与えることなく行うことができる。

【０００９】また、請求項３に記載の発明は、刃物を被
切断材料の移動速度に同期して回転させることにより被
切断材料を切断する走間切断装置の制御装置を、被切断
材料と刃物との同期誤差信号を出力する同期誤差信号出
力手段と、被切断材料移動速度信号と前記同期誤差信号
に基づいて第１の信号を出力する第１の信号出力手段
と、切断開始寸前における被切断材料の移動速度を示す
信号及び被切断材料の送り速度信号を記憶する記憶手段
と、前記記憶手段の記憶値と被切断材料の送り速度信号
に基づいて予測被切断材料移動速度信号を出力する予測
演算手段と、前記予測被切断材料移動速度信号と刃物の
回転速度を示す信号との速度誤差信号と前記予測被切断
材料移動速度信号に基づいて第２の信号を出力する第２
の信号出力手段と、前記予測被切断材料移動速度信号と
刃物の回転速度を示す信号との差が所定値に達したこと
を検出して噛込み検出信号を出力する噛込み検出手段
と、前記噛込み検出信号に応じて前記第１の信号あるい
は前記第２の信号を刃物回転速度指令信号として出力す
る選択手段とにより構成する。請求項３に記載の走間切
断装置の制御装置は、切断開始寸前における被切断材料
の移動速度を示す信号及び被切断材料の送り速度信号と
現在の被切断材料の送り速度信号に基づいて予測被切断
材料移動速度信号を演算し、刃物が被切断材料に噛み込
んで正帰還状態に入り予測被切断材料移動速度信号と刃
物の回転速度を示す信号（刃物回転速度信号、被切断材
料移動速度信号、被切断材料移動速度信号と同期誤差信
号に基づいた第１の信号等）との差が設定値以上になっ
た場合、刃物回転速度指令信号を被切断材料移動速度信
号と同期誤差信号に基づいた第１の信号から予測被切断
材料移動速度信号と刃物の回転速度を示す信号に基づい
た第２の信号に切り換える。これにより、刃物が被切断
材料に噛み込んで正帰還状態に入った場合、切断開始寸
前における被切断材料の移動速度を示す信号をその時点
の被切断材料の送り速度信号によって補正した予測被切
断材料移動速度信号により刃物の回転速度が制御される
ので、刃物の回転速度の降下を最小限に抑えながら切断
を行うことができ、また、被切断材料に衝撃を与えるこ
ともない。さらに、被切断材料の切断長を制御するため
の移動量パルスや測長回路にはなんらの変更も加えられ
ていないので、刃物回転速度指令信号の切り換えにも係
わらず制御精度を高精度に維持することができる。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、刃物を被
切断材料の移動速度に同期して回転させることにより被
切断材料を切断する走間切断装置の制御装置を、切断開
始寸前における被切断材料の移動速度を示す信号及び被
切断材料の送り速度信号を記憶する記憶手段と、前記記
憶手段の記憶値と被切断材料の送り速度信号に基づいて
予測被切断材料移動速度信号を出力する第１の予測演算
手段と、前記予測被切断材料移動速度信号と被切断材料
移動量信号に基づいて予測被切断材料移動量信号を出力
する第２の予測演算手段と、前記予測被切断材料移動量
信号と刃物の回転量を示す信号との差が所定値に達した
ことを検出して噛込み検出信号を出力する噛込み検出手
段と、前記噛込み検出信号に応じて被切断材料移動量信
号と刃物回転量信号との位置誤差信号と被切断材料移動
速度信号に基づいた信号あるいは前記予測被切断材料移
動量信号と刃物の回転量を示す信号との位置誤差信号と
前記予測被切断材料移動速度信号に基づいた信号を刃物
回転速度指令信号として出力する選択手段とにより構成
する。請求項４に記載の走間切断装置の制御装置は、切
断開始寸前における被切断材料の移動速度を示す信号及
び被切断材料の送り速度信号と現在の被切断材料の送り
速度信号に基づいて予測被切断材料移動速度信号を予測
演算するとともに、予測被切断材料移動速度信号と被切
断材料移動量信号に基づいて予測被切断材料移動量信号
を演算し、刃物が被切断材料に噛み込んで正帰還状態に
入り予測被切断材料移動量信号と刃物の回転量を示す信
号（刃物回転量信号、被切断材料移動量信号等）との差
が設定値以上になった場合、刃物回転速度指令信号を被
切断材料移動量信号と刃物回転量信号との位置誤差信号
と被切断材料移動速度信号に基づいた信号から予測被切
断材料移動量信号と刃物の回転量を示す信号との位置誤
差信号と予測被切断材料移動速度信号に基づいた信号に
切り換える。これにより、刃物が被切断材料に噛み込ん
で正帰還状態に入った場合には、切断開始寸前における
被切断材料の移動速度を示す信号をその時点の被切断材
料の送り速度信号によって補正した予測被切断材料移動
速度信号及び予測被切断材料移動速度信号と被切断材料
移動量信号に基づいた予測被切断材料移動量信号により
刃物の回転速度が制御されるので、刃物の回転速度の降
下を最小限に抑えながら切断を行うことができ、低速度
での切断を高精度で被切断材料に衝撃を与えることなく
行うことができる。

【００１１】また、請求項５に記載の発明は、刃物を被
切断材料の移動速度に同期して回転させることにより被
切断材料を切断する走間切断装置の制御装置を、切断開
始寸前から切断終了までの間における被切断材料移動量
誤差信号を出力する被切断材料移動量誤差検出手段と、
被切断材料移動量信号と前記被切断材料移動量誤差信号
とを加算した加算信号と刃物の回転量を示す信号との差
が所定値に達したことを検出して噛込み検出信号を出力
する噛込み検出手段と、前記噛込み検出信号に応じて被
切断材料移動量信号と刃物回転量信号との位置誤差信号
と被切断材料移動速度信号に基づいた信号あるいは前記
加算信号と刃物の回転量を示す信号との位置誤差信号と
被切断材料の送り速度信号に基づいた信号を刃物回転速
度指令信号として出力する選択手段とにより構成する。
請求項５に記載の走間切断装置の制御装置は、刃物が被
切断材料に噛み込んで正帰還状態に入って被切断材料移
動量信号と切断開始寸前から切断終了までの間における
被切断材料移動量誤差信号とを加算した加算信号と刃物
の回転量を示す信号との差が設定値以上になった場合、
刃物回転速度指令信号を被切断材料移動量信号と刃物回
転量信号との位置誤差信号と被切断材料移動速度信号に
基づいた信号から被切断材料移動量信号と被切断材料移
動量誤差信号とを加算した加算信号と刃物の回転量を示
す信号との位置誤差信号と被切断材料の送り速度信号に
基づいた信号に切り換える。これにより、刃物が被切断
材料に噛み込んで正帰還状態に入った場合、被切断材料
の送り速度信号及び切断開始寸前から切断終了までの間
における被切断材料移動量誤差信号により刃物の回転速
度が制御されるので、刃物の回転速度の降下を最小限に
抑えながら切断を行うことができ、低速度での切断を高
精度で被切断材料に衝撃を与えることなく行うことがで
きる。

【００１２】また、請求項６に記載の発明は、請求項３
〜５に記載の走間切断装置の制御装置において、前記噛
込み検出信号が出力された時点の刃物の回転位置を記憶
する第２の記憶手段と、書き込み指令時には刃物の回転
位置に対応して刃物駆動モ−タの出力トルク信号を記憶
し、読み出し指令時には記憶した出力トルク信号を刃物
の回転位置に対応して読み出し切断力補償信号として出
力する第３の記憶手段と、刃物の回転位置が前記第２の
記憶手段に記憶されている回転位置を遅れ分に応じて補
償した回転位置に達したことを検出して噛込み検出信号
を出力する第２の噛込み検出手段を設ける。請求項６に
記載の走間切断装置の制御装置は、最初の切断時等に刃
物が被切断材料に噛込む噛込み開始回転位置及び切断中
における刃物駆動モ−タの出力トルク信号を学習記憶し
ておき、以後は、噛込み検出が実際の噛込みより遅れた
分や、制御回路での出力トルクの立ち上がり遅れ分を予
測し、その遅れ分を補償するように噛込み開始回転位置
を補償し、刃物が補償された噛込み開始回転位置に到達
した時に学習記憶しておいた出力トルク信号を切断補償
信号として出力するようにしたので、噛込み検出による
制御遅れを防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の走間切断装置の
制御装置を図面を用いて説明する。図３は、本発明の走
間切断装置の制御装置の第一の実施の形態の構成図であ
る。（シャ−刃物を同期回転させて切断する期間に関係
する制御回路部分についてのみの構成を示す。）図３において、２１は、被切断材料１の移動量パルスＴ
_Pの周波数を速度信号に変換して被切断材料移動速度信
号Ｒ_Tを出力するＦ／Ｖ変換器である。２２は、被切断
材料１の移動量パルスＴ_Pの計数値からシャ−刃物の回
転量パルスＲ_Pの計数値を減算して誤差信号を出力する
計数器である。２３は、計数器２２からの誤差信号に所
定のゲインを乗算して同期誤差信号をＲ_P出力する乗算
器である。２４は、Ｆ／Ｖ変換器２１からの被切断材料
移動速度信号Ｒ_Tと乗算器２３からの同期誤差信号Ｒ_P
を加算した加算信号Ｒ_COをリミッタ２５を介してシャ−
刃物回転速度指令信号Ｒ_Cとして出力する加算器であ
る。リミッタ２５は、刃物回転速度指令信号Ｒ_Cを予測
演算器２８からの予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFの上
下の適正値幅以内に制限する。２６は、刃物位置検出セ
ンサ−等からシャ−刃物が被切断材料１の切断を開始す
る位置の寸前に達したことを示す切断開始位置検出信号
Ｃ_Sが入力された時に、加算器２４からの加算信号Ｒ_CO
のその時点における値Ｒ_C1を記憶するメモリ−である。
２７は、切断開始位置検出信号Ｃ_Sが入力された時に、
例えば被切断材料１を送り込むフィ−ドロ−ラやレベラ
−を駆動する可変速モ−タの速度制御装置に与えられる
速度指令信号等の切断による被切断材料１の移動速度変
動の影響を直接反映しない速度信号Ｏ_C（以下、被切断
材料の送り速度信号という）のその時点における値Ｏ_C1
を記憶するメモリ−である。２８は、メモリ−２６に記
憶されている値Ｒ_C1、メモリ−２７に記憶されている値
Ｏ_C1及び現在の被切断材料の送り速度信号Ｏ_Cに基づき
切断による被切断材料１の移動速度変動の影響を直接反
映しない被切断材料１の移動速度を予測演算して予測被
切断材料移動速度信号Ｒ_CFを出力する予測演算器であ
る。

【００１４】なお、図３に示す実施の形態は、本発明の
請求項２に対応し、同期誤差信号出力手段は計数器２２
及び乗算器２３により形成され、刃物回転速度指令信号
出力手段は加算器２４により形成され、リミッタはリミ
ッタ２５により形成される。

【００１５】以上のように構成されている制御装置の動
作を説明する。シャ−刃物が被切断材料１の切断を開始
する位置の寸前にきたことが検出されて切断開始位置検
出信号Ｃ_Sが入力されると、メモリ−２６に切断開始位
置検出信号Ｃ_Sが入力された時点の加算器２４からの加
算信号Ｒ_C1が記憶されるとともに、メモリ−２７に切断
開始位置検出信号Ｃ_Sが入力された時点の被切断材料の
送り速度信号Ｏ_C1が記憶される。そして、予測演算器２
８は、メモリ２６、２７に記憶された値Ｒ_C1、Ｏ_C1及び
現時点の被切断材料の送り速度信号Ｏ_Cに基づき予測被
切断材料移動速度信号Ｒ _CFを演算して出力する。予測被
切断材料移動速度信号Ｒ_CFは、例えば、Ｒ_CF＝Ｒ_C1×Ｏ
_C／Ｏ_C1により演算する。リミッタ２５は、予測被切断
材料移動速度信号Ｒ_CFを基準にしてその値の上下の適正
値幅範囲（通常の同期制御状態で発生する変動幅に対し
て十分余裕を持たせた範囲）を越えてシャ−刃物回転速
度指令信号Ｒ_Cが変化しないように制限する。

【００１６】シャ−刃物が被切断材料１に噛み込むまで
は、シャ−駆動モ−タ５に対して大きな負荷変動もなく
回転していくのでシャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cは予
測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFを基準にした上下の適正
値幅範囲を超えることはないのでリミッタ２５が動作す
ることはない。シャ−刃物が被切断材料１に噛み込んだ
時、切断に要する切断力に対してシャ−駆動モ−タの出
力が十分に余裕のない場合には、シャ−刃物の回転速度
が降下し、その結果被切断材料１の移動速度が降下して
シャ−刃物回転速度指令信号Ｒ _Cが降下するという正帰
還状態に入る。そして、シャ−刃物回転速度指令信号Ｒ
_Cが予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFの上下の適正値幅
範囲を超えて降下しようとすると、リミッタ２５が動作
してシャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cは予測被切断材料
移動速度信号Ｒ_CFの上下の適正値幅範囲に制限される。
これにより、シャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cは切断開
始寸前におけるシャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cを現時
点における被切断材料の送り速度信号Ｏ_Cによって補正
された予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFを基準とする所
定の範囲以下には降下しないので、上記正帰還状態に入
ってもシャ−刃物により被切断材料を切断することがで
きる。そして、この時のシャ−刃物回転速度指令信号Ｒ
_Cは現時点における被切断材料１の移動速度に近い速度
に設定されるので、被切断材料に衝撃を与えることはな
い。また、被切断材料の移動量パルスＴ_Pや被切断材料
の測長回路にはなんらの変更も加えていないので、切断
制御精度を高精度に維持することができる。

【００１７】上記の実施の形態では、切断開始寸前にお
ける被切断材料移動速度信号Ｒ_Tと同期誤差信号Ｒ_Pを
加算した加算信号Ｒ_C0をメモリ−２６に記憶するように
したが、切断開始寸前及びシャ−刃物が被切断材料に噛
み込んでいる時には被切断材料とシャ−刃物は同期して
いるので、切断開始寸前における被切断材料の移動速度
示す信号である切断開始寸前における被切断材料移動速
度信号Ｒ_Tあるいはシャ−刃物回転速度信号をメモリ−
２６に記憶するようにしてもよい。

【００１８】また、被切断材料の送り速度信号Ｏ_Cのレ
ベルを被切断材料移動速度信号Ｒ_Tと同じに調整してお
けば、予測被切断材料速度信号Ｒ_CFに代えて被切断材料
の送り速度信号Ｏ_Cを用いることができる。この場合に
は、メモリ−２６、２７及び予測演算器２８が不要とな
る。この第二の実施の形態は、本発明の請求項１に対応
する。

【００１９】以上の実施の形態は、シャ−刃物回転速度
指令信号をリミッタによって制限することによりシャ−
刃物の回転速度の降下を防止するようにしたが、シャ−
刃物回転速度指令信号を切り換えることによってシャ−
刃物の回転速度の降下を防止することもできる。図４
は、シャ−刃物回転速度指令信号を切り換えるようにし
た第三の実施の形態を示す。図４において、２９は、シ
ャ−刃物の回転量パルスＲ_Pの周波数を速度信号に変換
してシャ−刃物回転速度信号Ｒ_Sを出力するＦ／Ｖ変換
器である。３０は、予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFと
シャ−刃物回転速度信号Ｒ_Sとの差が噛込み検出設定幅
以上になった時に噛込み検出信号をＯＲ回路３１を介し
て出力する比較器である。３２は、予測被切断材料移動
速度信号Ｒ_CFとシャ−刃物回転速度信号Ｒ_Sとの偏差を
比例・積分して速度誤差信号ＰＩ_Oを出力する比例・積
分増幅器である。３３は、予測被切断材料移動速度信号
Ｒ_CFと速度誤差信号ＰＩ_Oを加算する加算器である。３
４は、噛込み検出信号が出力されていない時にはリミッ
タ２５を介した加算器２４からの加算信号Ｒ_COを、噛込
み検出信号が出力された時には加算器３３からの加算信
号をシャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cとして選択する切
り換えスイッチである。

【００２０】３５は、切断開始位置検出信号Ｃ_Sによっ
てリセットされてシャ−刃物の回転量パルスＲ_Pの計数
を開始する計数器である。３６は、噛込み検出信号が出
力された時点の計数器３５の計数値、すなわちシャ−刃
物の噛込み開始回転位置を記憶するメモリ−である。３
７は、計数器３５の計数値がメモリ−３６に記憶されて
いる噛込み開始回転位置に一致した時に噛込み検出信号
をＯＲ回路３１を介して出力する比較器である。３８
は、書き込み指令が与えられている時には、噛込み検出
信号が出力された時点からシャ−刃物の回転量パルスＲ
_Pに対応させて、すなわちシャ−刃物の回転位置に対応
させてシャ−駆動モ−タ５の出力トルク信号、例えば電
流信号を記憶し、読み出し指令が与えられている時に
は、噛込み検出信号が出力された時点からシャ−刃物の
回転量パルスＲ_Pに基づいて、すなわちシャ−刃物の回
転位置に対応させて出力トルク信号を読み出しシャ−駆
動モ−タ５の速度制御装置１０に切断力補償信号、例え
ば電流補償信号を出力するメモリ−である。図３と同じ
符号を付してあるものは同等物であるので説明を省略す
る。

【００２１】図４に示す実施の形態は、本発明の請求項
３、請求項６に対応し、同期誤差信号出力手段は計数器
２２及び乗算器２３により形成され、第１の信号出力手
段は加算器２４により形成され、記憶手段はメモリ−２
６及び２７により形成され、予測演算手段は予測演算器
２８により形成され、第２の信号出力手段は比例・積分
増幅器３２及び加算器３３により形成され、噛込み検出
手段は比較器３０及びＯＲ回路３１により形成され、選
択手段は切り換えスイッチ３４により形成される。ま
た、第２の記憶手段はメモリ−３６により形成され、第
３の記憶手段はメモリ−３８により形成され、第２の噛
込み検出手段は比較器３７及びＯＲ回路３１により形成
される。

【００２２】以上のように構成されている制御装置の動
作を説明する。切断開始位置検出信号Ｃ_Sが入力される
と、その時点における被切断材料移動速度信号Ｒ_Tと同
期誤差信号Ｒ_Pとの加算信号Ｒ_C1及び被切断材料の送り
速度信号Ｏ_C1がメモリ−２６及び２７に記憶され、以後
メモリ−２６及び２７の記憶値と現時点の被切断材料の
送り速度信号とに基づいた予測被切断材料移動速度信号
Ｒ_CFが予測演算器２８より出力される。シャ−刃物が被
切断材料１に噛み込んで正帰還状態に入っても、シャ−
刃物回転速度指令信号Ｒ_Cはリミッタ２５により予測被
切断材料移動速度信号Ｒ_CFの上下の適正値幅範囲内に制
限されているので、実際のシャ−刃物の回転速度が大幅
に降下することはない。しかしながら、シャ−刃物回転
速度指令信号Ｒ_Cが予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFの
上下の適正値幅範囲内の下限値近くまで降下すると、予
測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFとシャ−刃物回転速度信
号Ｒ_Sとの差が噛込み検出幅設定値以上となって比較器
３０からＯＲ回路３１を介して噛込み検出信号が出力さ
れる。噛込み検出信号が出力されると、切り換えスイッ
チ３４が切り換えられる。これにより、シャ−刃物回転
速度指令信号Ｒ_Cは、被切断材料移動速度信号Ｒ _Tと同
期誤差信号Ｒ_Pとを加算した加算信号Ｒ_C0から予測被切
断材料移動速度信号Ｒ_CFと速度誤差信号ＰＩ₀とを加算
した加算信号に切り換えられる。同時に、リミッタ２５
に与えられていたリミッタ条件が解除される。

【００２３】シャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cの切り換
え時に被切断材料１の切断抗力によるシャ−駆動モ−タ
５の速度降下を最小限度に抑制するために、切り換え初
期においては過渡安定性が損なわれない範囲内で比例・
積分増幅器３０の比例増幅ゲインＰはできる限り高い値
Ｐ₁とし、積分時定数Ｉはできる限り小さい値Ｉ₁とす
る。シャ−刃物が回転して最大切断トルクを必要とする
回転位置Ａ₁を過ぎたら、シャ−刃物が設定された回転
位置Ａ₂に到達した時点で比例・積分増幅器３０の比例
増幅ゲインＰ及び積分時定数Ｉが回転のスム−ズさを重
点に設定した比例増幅ゲインＰ₂及び積分時定数Ｉ₂に
なるように、シャ−刃物の回転に応じて比例増幅ゲイン
ＰをＰ₁からＰ₂に、積分時定数ＩをＩ₁からＩ₂に徐
々に変化させる。シャ−刃物がさらに回転して切断が終
了する回転位置（一番遅れて噛み合う刃物の刃の部分の
間隔が零となる回転位置）に達したら、全ての補償を解
除するとともに、切り換えスイッチ３４を切り換えて、
シャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cを被切断材料移動速度
信号Ｒ_Tと同期誤差信号Ｒ_Pとを加算した加算信号Ｒ_C0
に戻す。

【００２４】予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFと速度誤
差信号ＰＩ₀との加算信号をシャ−刃物回転速度指令信
号Ｒ_Cとして出力している期間中はシャ−刃物と被切断
材料１とが噛み込んだ状態にあるためシャ−刃物と被切
断材料１とは同期しており、また、予測被切断材料移動
速度信号Ｒ_CFは被切断材料の送り速度信号Ｏ_Cに基づい
て演算されている。したがって、刃物回転速度指令信号
を切り換える時点では、予測被切断材料移動速度信号Ｒ
_CFと速度誤差信号ＰＩ₀とを加算した加算信号と被切断
材料１の移動量パルスＴ_Pから演算した被切断材料移動
速度信号Ｒ_Tと同期誤差信号Ｒ_Pとを加算した加算信号
Ｒ_C0との間の差は僅かであり、切り換え時に大きなショ
ックを生じることはない。なお、この時生じる僅かのシ
ョックでも避けたい場合には、シャ−刃物が切断を終了
する回転位置に達したら、すべての補償は解除するもの
の、シャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cはそれまでの予測
被切断材料移動速度信号Ｒ_CFと速度誤差信号ＰＩ₀とを
加算した加算信号から被切断材料移動速度信号Ｒ_Tと同
期誤差信号Ｒ_Pとを加算した加算信号Ｒ_C0に滑らかに変
化させるようにするとよい。

【００２５】以上のように予測被切断材料移動速度信号
Ｒ_CFとシャ−刃物回転速度信号Ｒ_Sとの差が噛込み検出
幅設定値以上となったことが検出された後にシャ−刃物
回転速度指令信号Ｒ_Cを切り換えを行うと、噛込み検出
等による制御遅れが発生する。一方、連続運転中には被
切断材料１の幅や厚さ、切断抗力が大きく変化すること
はない。そこで、最初の切断時にシャ−刃物の噛込み開
始回転位置及び切断中におけるシャ−駆動モ−タ５の出
力トルク信号を学習記憶しておき、一旦学習した後の切
断時には学習記憶したシャ−刃物の噛込み開始回転位置
に基づいて噛込み検出信号を出力するとともに、学習記
憶したシャ−駆動モ−タ５の出力トルク信号を切断力補
償信号としてシャ−駆動モ−タ５の速度制御装置に与え
るようにすれば噛込み検出による制御遅れを防止するこ
とができる。

【００２６】この噛込み開始回転位置及び切断力補償信
号の学習動作を以下に説明する。運転開始後の最初の切
断時または切断力補償デ−タ取り込み指令を受けた後の
最初の切断時には、比較器３０からの噛込み検出信号に
基づいてシャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cの切り換えが
行われる。この最初の切断動作時、メモリ−３６には噛
込み検出信号が出力された時点の計数器３５の計数値、
すなわちシャ−刃物の噛込み開始回転位置が記憶され
る。また、この時書込み指令が与えられているので、メ
モリ−３８には噛込み検出信号が出力された時点からシ
ャ−刃物の回転位置に対応させてシャ−駆動モ−タ５が
発生する出力トルク信号、例えば電流信号が記憶され
る。噛込み開始回転位置及びシャ−駆動モ−タの出力ト
ルク信号の学習記憶を終えた以降の切断に際しては、計
数器３５からのシャ−刃物の回転位置あるいは切断開始
位置検出信号Ｃ_Sが入力されてからの経過時間とシャ−
刃物回転速度信号Ｒ _Sとの積がメモリ−３６に記憶され
ている噛込み開始回転位置に達した時、比較器３７から
ＯＲ回路３１を介して噛込み検出信号が出力される。こ
の時読出し指令が与えられているので、噛込み検出信号
が出力されると、メモリ−３８からシャ−刃物の回転位
置に対応してシャ−駆動モ−タ５の出力トルク信号が読
み出され、シャ−駆動モ−タ５の速度制御装置１０に切
断力補償信号が出力される。

【００２７】比較器３７は、噛込み開始検出時の検出遅
れ、制御装置９やシャ−駆動モ−タ５の速度制御装置１
０その他の要素での遅れ等を補償するために、被切断材
料１の移動速度が速くなるに従って切断力補償信号を出
力し始めるシャ−刃物の回転位置をメモリ−３６に記憶
されている噛込み開始回転位置に対して手前に進めるよ
うに進み補償を行う。例えば、メモリ−３６に記憶され
ている噛込み開始回転位置から被切断材料１の移動速度
に基づいて演算した進み補償信号や噛込み検出遅れ補償
信号を減算してシャ−刃物の回転速度に応じた噛込み開
始回転位置を演算する。切断力補償信号による切断を行
う際にも、予測演算器２８による予測被切断材料移動速
度Ｒ_CFの演算、予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFとシャ
−刃物回転速度信号Ｒ_Sとの比較による噛込み検出、リ
ミッタ２５によるシャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cの制
限、比例・積分増幅器３２の比例増幅ゲイン及び積分時
定数の制御は並行して行う。連続運転中には被切断材料
１の幅や厚さ、切断抗力が変化することはないので、一
旦学習した後はその結果に応じた切断力補償を運転終了
まで継続すればよい。運転を停止したら、学習結果をク
リアして、次の運転開始の最初の切断時または切断力補
償デ−タ取込み指令を受けた後の最初の切断時に切断力
補償信号の学習を行って、その被切断材料に応じた切断
力補償を行うようにする。

【００２８】上記の実施の形態では、比例・積分増幅器
３２の比例増幅ゲインや積分時定数を可変制御するよう
にしたが、一方あるいは双方を固定としてもよい。ま
た、メモリ−３８にシャ−刃物の回転位置に対応させて
シャ−駆動モ−タ５の出力トルク信号を記憶させるよう
にしたが、切断中のシャ−駆動モ−タ５の出力トルク信
号の最大値をメモリ−３８に記憶し、出力トルク信号の
最大値に基づいてシャ−刃物の回転位置に対応させた切
断力補償信号パタ−ンをメモリ−３８から読み出して出
力するようにしてもよい。また、最初の切断時に切断力
補償信号を学習し、切断力補償信号の学習以降の切断時
には学習した切断力補償信号をシャ−駆動モ−タ５の速
度制御装置１０に出力するようにしたが、切断力補償信
号の学習を行わないようにしてもよい。また、シャ−刃
物が被切断材料１に噛み込んだ後、シャ−刃物回転速度
指令信号Ｒ_Cが予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFと速度
誤差信号ＰＩ₀との加算信号に切り換えられるまでの期
間にシャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cを予測被切断材料
移動速度信号Ｒ_CFの上下の適正値幅範囲内に制限するリ
ミッタ２５を設けたが、このリミッタ２５は省略しても
よい。また、被切断材料送り速度信号Ｏ_Cのレベルを被
切断材料移動速度信号Ｒ_Tと同じに調整しておけば、被
切断材料の送り速度信号Ｏ_Cを予測被切断材料移動速度
信号Ｒ_CFに代えて用いてもよい。この場合、メモリ−２
６、２７及び予測演算器２８を省略することができる。
また、切断中の被切断材料の移動速度の変化が極く緩や
かな場合には、メモリ−２６に記憶されている値Ｒ_C1を
予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFに代えて用いてもよ
い。この場合には、メモリ−２７及び予測演算器２８を
省略することができる。また、切断開始寸前及びシャ−
刃物が被切断材料に噛み込んでいる時には被切断材料と
シャ−刃物とは同期しているので、以下のような変更が
可能である。すなわち、メモリ−２６に切断開始寸前に
おける被切断材料移動速度信号Ｒ_Tと同期誤差信号Ｒ_P
とを加算した加算信号Ｒ_C0を記憶するようにしたが、切
断開始寸前における被切断材料の移動速度を示す信号で
ある切断開始寸前における被切断材料移動速度信号Ｒ_T
あるいはシャ−刃物回転速度信号Ｒ_Sをメモリ−２６に
記憶するようにしてもよい。また、予測被切断材料移動
速度信号Ｒ_CFとシャ−刃物回転速度信号Ｒ_Sとの比較結
果に基づいて噛込み検出信号を出力するようにしたが、
予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFとシャ−刃物の回転速
度を示す信号である被切断材料移動速度信号Ｒ_Tと同期
誤差信号Ｒ_Pとを加算した加算信号Ｒ_C0あるいは被切断
材料移動速度信号Ｒ_Tとの比較結果に基づいて噛込み検
出信号を出力するようにしてもよい。また、予測被切断
材料移動速度信号Ｒ_CFとシャ−刃物回転速度信号Ｒ_Sと
の偏差を比例・積分増幅器３２で比例・積分するように
したが、予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFとシャ−刃物
の回転速度を示す信号である被切断材料移動速度信号Ｒ
_Tと同期誤差信号Ｒ_Pとを加算した加算信号Ｒ_C0あるい
は被切断材料移動速度信号との偏差を比例・積分増幅器
３２で比例・積分するようにしてもよい。

【００２９】図４の制御装置では速度に基づいて噛込み
検出等を行ったが、移動量に基づいて噛込み検出等を行
うこともできる。図５は、移動量に基づいて噛込み検出
等を行う第四の実施の形態の制御装置を示す。図５にお
いて、５１は、被切断材料１の移動量パルスＴ_Pの周波
数を速度信号に変換して被切断材料移動速度信号Ｒ_Tを
出力するＦ／Ｖ変換器である。５２は、被切断材料１の
移動量パルスＴ_Pを計数して計数値ＣＮ_TOを出力する計
数器である。５３は、計数器５２からの計数値ＣＮ_TOか
ら被切断材料の切断位置目標値を減算して被切断材料移
動量信号ＣＮ_Tを出力する減算器である。５４は、切断
開始位置検出信号Ｃ_Sが入力された時点のＦ／Ｖ変換器
５１からの被切断材料移動速度信号Ｒ_T1を記憶するメモ
リ−である。５５は、切断開始位置検出信号Ｃ_Sが入力
された時点の被切断材料の送り速度信号Ｏ_C1を記憶する
メモリ−である。５６は、メモリ−５４に記憶されてい
る値Ｒ_T1、メモリ−５５に記憶されている値Ｏ_C1及び現
在の被切断材料の送り速度信号Ｏ_Cに基づき切断による
被切断材料１の移動速度変動の影響を直接反映しない被
切断材料１の移動速度を予測演算して予測被切断材料移
動速度信号Ｒ_CFを出力する予測演算器である。５７は、
切断開始位置検出信号Ｃ_Sが入力された時点の減算器５
３からの被切断材料移動量信号ＣＮ_T及び予測演算器５
６からの予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFに基づき切断
による被切断材料１の移動速度変動の影響を直接反映し
ない被切断材料１の移動量を予測演算して予測被切断材
料移動量信号ＣＮ_TFを出力する予測演算器である。５８
は、シャ−刃物の回転量パルスＲ_Pを計数して計数値Ｃ
Ｎ_ROを出力する計数器である。５９は、計数器５８から
の計数値ＣＮ_ROからシャ−刃物の回転量目標値を減算し
たシャ−刃物移動量信号ＣＮ_Rを出力する減算器であ
る。６０は、予測演算器５７からの予測被切断材料移動
量信号ＣＮ_TFと減算器５９からのシャ−刃物移動量信号
ＣＮ_Rとの差が噛込み検出幅設定値以上になった時にＯ
Ｒ回路６１を介して噛込み検出信号を出力する比較器で
ある。

【００３０】６２は、噛込み検出信号が出力されていな
い時にはＦ／Ｖ変換器５１からの被切断材料移動速度信
号Ｒ_T及び減算器５３からの被切断材料移動量信号ＣＮ
_Tを選択し、噛込み検出信号が出力されている時には予
測演算器５６からの予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CF及
び予測演算器５７からの予測被切断材料移動量信号ＣＮ
_TFを選択する切り換えスイッチである。６３は、被切断
材料移動速度信号Ｒ_T又は予測被切断材料移動速度信号
Ｒ_CFと比例・微分増幅器６６からの位置誤差信号ＰＤ_O
を加算する加算器である。６４は、シャ−刃物回転速度
指令信号Ｒ_Cを予測演算器５６からの予測被切断材料移
動速度信号Ｒ_CFの上下の適正値幅以内に制限するリミッ
タである。６５は、減算器５３からの被切断材料移動量
信号ＣＮ_Tあるいは予測演算器５７からの予測被切断材
料移動量信号ＣＮ_TFから減算器５９からのシャ−刃物回
転量信号ＣＮ_Rを減算する減算器である。６６は、減算
器６５からの信号を比例・微分して位置誤差信号ＰＤ_O
を出力する比例・微分増幅器である。図３及び図４と同
じ符号を付したものは同等物であるので説明を省略す
る。

【００３１】図５に示す実施の形態は、本発明の請求項
４、請求項６に対応し、記憶手段はメモリ−５４及び５
５により形成され、第１の予測演算手段は予測演算器５
６により形成され、第２の予測演算手段は予測演算器５
７により形成され、噛込み検出手段は比較器６０及びＯ
Ｒ回路６１により形成され、選択手段は切り換えスイッ
チ６２、加算器６３、減算器６５及び比例・微分増幅器
６６により形成される。

【００３２】以上のように構成されている制御装置の動
作を説明する。切断開始位置検出信号Ｃ_Sが入力される
と、その時点における被切断材料移動速度信号Ｒ_T1と及
び被切断材料の送り速度信号Ｏ_C1がメモリ−５４及び５
５に記憶され、以後メモリ−２６及び２７の記憶値と現
時点の被切断材料の送り速度信号Ｏ_Cとに基づいた予測
被切断材料移動速度信号Ｒ_CFが予測演算器５６より出力
されるとともに、予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFと被
切断材料移動量信号ＣＮ _Tに基づいた予測被切断材料移
動量信号ＣＮ_TFが予測演算器５７より出力される。シャ
−刃物が被切断材料１に噛み込んで正帰還状態に入って
も、シャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cはリミッタ６４に
より予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CFの上下の適正値幅
範囲内に制限されているので、実際のシャ−刃物の回転
速度が大幅に降下することはない。しかしながら、シャ
−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cが予測被切断材料移動速度
信号Ｒ_CFの上下の適正値幅範囲内の下限値近くまで降下
すると、予測被切断材料移動量信号ＣＮ_TFとシャ−刃物
回転量信号ＣＮ_Rとの差が噛込み検出幅設定値（通常の
同期制御状態で発生し得る差に対して余裕を持った範
囲）以上となって比較器６０からＯＲ回路６１を介して
噛込み検出信号が出力される。噛込み検出信号が出力さ
れると、切り換えスイッチ６２が切り換えられる。これ
により、被切断材料の移動量パルスＴ_Pから演算した被
切断材料移動速度信号Ｒ_Tが切り離されて予測被切断材
料移動速度信号Ｒ_CFに切り換えられるとともに、被切断
材料移動量信号ＣＮ_Tが切り離されて予測被切断材料移
動量信号ＣＮ_TFに切り換えられる。同時に、リミッタ６
４に与えられていたリミッタ条件は解除される。

【００３３】シャ−刃物回転速度指令信号Ｒ_Cの切り換
え時に被切断材料１の切断抗力によるシャ−駆動モ−タ
５の速度降下を最小限度に抑制するために、切り換え初
期においては過渡安定性が損なわれない範囲内で比例・
微分増幅器６６の比例増幅ゲインＰはできる限り大きい
値Ｐ₁とし、微分時定数Ｄもできる限り大きい値Ｄ₁と
する。シャ−刃物が回転して最大切断トルクを必要とす
る回転位置Ａ₁を過ぎたら、シャ−刃物が設定された回
転位置Ａ₂に到達した時点で比例・微分増幅器６６の比
例増幅ゲインＰ及び微分時定数Ｄが回転のスム−ズさを
重点に設定した比例増幅ゲインＰ₂及び微分時定数Ｄ₂
になるように、シャ−刃物の回転に応じて比例増幅ゲイ
ンＰをＰ₁からＰ₂に、微分時定数ＤをＤ₁からＤ₂に
徐々に変化させる。シャ−刃物がさらに回転して切断が
終了する回転位置に達したら、全ての補償を解除すると
ともに、切り換えスイッチ６２を切り換える。噛込み開
始回転位置及び切断力補償信号の学習については、図４
の制御装置と同じであるので説明を省略する。

【００３４】上記の実施の形態では、比例・微分増幅器
６６の比例増幅ゲインや微分時定数を可変制御するよう
にしたが、一方あるいは双方を固定としてもよい。ま
た、噛込み開始回転位置及び切断力補償信号の学習及び
学習以降の切断に対する切断力補償信号の出力は省略し
てもよい。また、リミッタ６４は省略してもよい。ま
た、被切断材料送り速度信号Ｏ_Cのレベルを被切断材料
移動速度信号Ｒ_Tと同じに調整しておけば、被切断材料
の送り速度信号Ｏ_Cを予測被切断材料移動速度信号Ｒ_CF
に代えて用いてもよい。この場合、メモリ−５４、５５
及び予測演算器５６を省略することができる。また、切
断中の被切断材料の移動速度の変化が極く緩やかな場合
には、メモリ−５４に記憶されている値Ｒ_T1を予測被切
断材料移動速度信号Ｒ_CFに代えて用いてもよい。この場
合には、メモリ−５５及び予測演算器５６を省略するこ
とができる。また、切断開始寸前及びシャ−刃物が被切
断材料に噛み込んでいる時には被切断材料とシャ−刃物
とは同期しているので、以下のような変更が可能であ
る。すなわち、予測被切断材料移動量信号ＣＮ_TFとシャ
−刃物回転量信号ＣＮ_Rとの比較結果に基づいて噛込み
検出信号を出力するようにしたが、予測被切断材料移動
量信号ＣＮ_TFとシャ−刃物の回転量を示す信号である被
切断材料移動量信号ＣＮ_Tとの比較結果に基づいて噛込
み検出信号を出力するようにしてもよい。また、予測被
切断材料移動量信号ＣＮ_TFとシャ−刃物回転量信号ＣＮ
_Rとの差を比例・微分増幅器６６で比例・微分するよう
にしたが、予測被切断材料移動量信号ＣＮ_TFとシャ−刃
物の回転量を示す信号である被切断材料移動量信号ＣＮ
_Tとの差を比例・微分増幅器６６で比例・微分するよう
にしてもよい。また、切断開始寸前における被切断材料
移動速度信号Ｒ_Tをメモリ−５４に記憶するようにした
が、切断開始寸前における被切断材料の移動速度を示す
信号である切断開始寸前におけるシャ−刃物回転速度信
号をメモリ−５４に記憶するようにしてもよい。

【００３５】図５に示す制御装置では予測演算器を用い
たが、予測演算器を用いなくても制御装置を構成するこ
とができる。図６は、予測演算器を用いない第五の実施
の形態の制御装置を示す図である。図６において、８１
は、例えばシャ−の上流に設置されるレベラ−のワ−ク
ロ−ルの駆動軸に連結された測長エンコ−ダからの回転
量パルス等の切断による速度変動の影響を直接反映しな
い被切断材料の移動量を示すパルスＯ_P（以下、被切断
材料の送り量パルスという）の周波数を速度信号に変換
して被切断材料の送り速度信号Ｒ_CF0を出力するＦ／Ｖ
変換器である。この被切断材料の送り量パルスＯ_Pの１
パルス当たりの被切断材料１の送り量は、測長用エンコ
−ダ４からの移動量パルスＴ_Pの１パルス当たりの被切
断材料１の移動量と同じとすることが望ましい。Ｆ／Ｖ
変換器８１からの被切断材料の送り速度信号Ｒ_CF0は、
切断による被切断材料１の移動速度変動の影響を直接反
映しない被切断材料１の移動速度を示しており、図５の
予測演算器５６で演算する予測被切断材料移動速度信号
Ｒ_CFに相当する。８２は、被切断材料の送り量パルスＯ
_Pの計数値から被切断材料の移動量パルスＴ_Pの計数値
を減算して被切断材料移動量誤差信号ＣＮ_Pを出力する
計数器であり、シャ−刃物が切断を終了する位置に達し
て全ての補償が解除される時点でリセットされ、切断開
始位置検出信号Ｃ_Sが入力された時点でリセットが解除
されて計数を開始する。８３は、減算器５３からの被切
断材料移動量信号ＣＮ_Tと計数器８２からの被切断材料
移動量誤差信号ＣＮ_Pとを加算する加算器である。減算
器５３からの被切断材料移動量信号ＣＮ_Tと計数器８２
からの被切断材料移動量誤差信号ＣＮ_Pとの加算値ＣＮ
_TF0は、計数器８２がリセット中はＣＮ_Tに等しく、計
数器８２の計数中は計数開始時点のＣＮ_Tにそれ以降の
被切断材料の送り量パルスＯ_Pを加算した値となる。し
たがって、加算器８３からの加算値ＣＮ_TF0は、図５の
予測演算器５７で演算する予測被切断材料移動量ＣＮ_TF
に相当する。図３、図４及び図５と同じ符号を付したも
のは同等物であるので説明を省略する。

【００３６】図６の実施の形態は、本発明の請求項５、
請求項６に対応し、被切断材料移動量誤差検出手段は計
数器８２により形成され、噛込み検出手段は比較器６０
及びＯＲ回路６１により形成され、選択手段は切り換え
スイッチ６２、加算器６３、減算器６５及び比例・微分
増幅器６６により形成される。

【００３７】以上のように構成されている制御装置の動
作を説明する。切断開始位置検出信号Ｃ_Sが入力される
と、計数器８２は、被切断材料の送り量パルス０_Pの計
数値から被切断材料の移動量パルスＴ_Pの計数値を減算
する動作を開始する。シャ−刃物が被切断材料１に噛み
込んで正帰還状態に入っても、シャ−刃物回転速度指令
信号Ｒ_Cはリミッタ６４により被切断材料の送り速度信
号Ｒ_CF0の上下の適正値幅範囲内に制限されているの
で、実際のシャ−刃物の回転速度が大幅に降下すること
はない。しかしながら、シャ−刃物回転速度指令信号Ｒ
_Cが被切断材料の送り速度信号Ｒ_CF0の上下の適正値幅
範囲内の下限値近くまで降下すると、加算器８３からの
加算値ＣＮ_TF0とシャ−刃物回転量信号ＣＮ_Rとの差が
噛込み検出幅設定値以上となって比較器６０からＯＲ回
路６１を介して噛込み検出信号が出力される。噛込み検
出信号が出力されると、切り換えスイッチ６２が切り換
えられる。これにより、被切断材料の移動量パルスＴ_P
から演算した被切断材料移動速度信号Ｒ_Tが切り離され
て被切断材料の送り量パルスＯ_Pから演算した被切断材
料送り速度信号Ｒ_CF0に切り換えられるとともに、減算
器５３からの被切断材料移動量信号ＣＮ_Tが切り離され
て加算器８３からの加算値ＣＮ_TF0に切り換えられる。
その他の動作は、図５の制御装置の動作と同じであるの
で説明を省略する。

【００３８】なお、上記実施の形態では、加算値ＣＮ
_TF0とシャ−刃物回転量信号ＣＮ_Rとの差により噛込み
検出を行うようにしたが、加算値ＣＮ_TF0とシャ−刃物
の回転量を示す信号である被切断材料移動量信号ＣＮ_T
との差により噛込み検出を行うようにしてもよい。ま
た、加算値ＣＮ_TF0とシャ−刃物回転量信号ＣＮ_Rとの
差を比例・微分増幅器６６により比例・微分するように
したが、加算値ＣＮ_TF0とシャ−刃物の回転量を示す信
号である被切断材料移動量信号ＣＮ_Tとの差を比例・微
分増幅器６６により比例・微分するようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上のように請求項１、２に記載の走間
切断装置の制御装置は、刃物回転速度指令信号を被切断
材料の送り速度を示す信号あるいは予測被切断材料移動
速度信号の所定の範囲内に制限するリミッタを設けたの
で、刃物の回転速度の降下を最小限に抑えながら被切断
材料に衝撃を与えることなく切断を行うことができる。
そして、刃物回転速度指令信号を制限するにあたって切
断長を制御するための被切断材料の移動量パルスや測長
回路になんらの変更も加えていないので、切断精度を高
精度に維持することができる。また、請求項３〜５に記
載の走間切断装置の制御装置は、シャ−刃物が被切断材
料に噛込んだ後は切断による速度変動の影響を直接反映
しない被切断材料の送り速度信号あるいは被切断材料の
送り速度信号より演算した予測被切断材料移動速度信号
に応じた刃物回転速度指令信号に切り換えるようにした
ので、刃物の回転速度の降下を最小限に抑えながら被切
断材料に衝撃を与えることなく切断を行うことができ
る。そして、刃物回転速度指令信号を切り換えるにあた
って切断長を制御するための被切断材料の移動量パルス
や測長回路にはなんらの変更も加えていないので、切断
精度を高精度に維持することができる。また、請求項６
に記載の走間切断装置の制御装置は、噛み込み開始回転
位置や切断中における刃物駆動モ−タの出力トルク信号
を学習記憶し、以後の切断時に読み出して切断力補償信
号として出力するので、被切断材料の幅や厚さ及び切断
抗力等を入力する必要がなくなって設定ミスや設定忘れ
が発生することがなく、さらに、噛込み検出等による制
御遅れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】走間切断装置の概略構成図である。

【図２】シャ−刃物駆動用モ−タの速度指令信号のタイ
ムチャ−ト図である。

【図３】制御装置の一実施の形態の構成図である。

【図４】制御装置の一実施の形態の構成図である。

【図５】制御装置の一実施の形態の構成図である。

【図６】制御装置の一実施の形態の構成図である。

【図７】従来の制御装置の構成図である。

【図８】シャ−の構造を示す図である。

【符号の説明】

１；被切断材料２；シャ−刃物３；測長ロ−ル４；被切断材料測長エンコ−ダ５；シャ−駆動モ−タ６；減速機７；切断完了位置センサ− ８；シャ−刃物位置エンコ−ダ９；制御装置１０；速度制御装置２１、２９、５１、８１、１０１、１０５；Ｆ／Ｖ変換
器２２、３５、５２、５８、８２、１０２；計数器２４、３３、６３、１０４；加算器２５、６４；リミッタ２６、２７、３６、３８、５４、５５；メモリ− ２８、５６、５７；予測演算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】刃物を被切断材料の移動速度に同期して
回転させることにより被切断材料を切断する走間切断装
置の制御装置において、被切断材料と刃物との同期誤差
信号を出力する同期誤差信号出力手段と、被切断材料移
動速度信号と前記同期誤差信号に基づいて刃物回転速度
指令信号を出力する刃物回転速度指令信号出力手段と、
前記刃物回転速度指令信号が被切断材料の送り速度信号
を基準とする所定の範囲を超えて変化しないように制限
するリミッタとを備えたことを特徴とする走間切断装置
の制御装置。
【請求項２】刃物を被切断材料の移動速度に同期して
回転させることにより被切断材料を切断する走間切断装
置の制御装置において、被切断材料と刃物との同期誤差
信号を出力する同期誤差信号出力手段と、被切断材料移
動速度信号と前記同期誤差信号に基づいて刃物回転速度
指令信号を出力する刃物回転速度指令信号出力手段と、
切断開始寸前における被切断材料の移動速度を示す信号
及び被切断材料の送り速度信号を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段の記憶値と被切断材料の送り速度信号に基
づいて予測被切断材料移動速度信号を出力する予測演算
手段と、前記刃物回転速度指令信号が前記予測被切断材
料移動速度信号を基準とする所定の範囲を超えて変化し
ないように制限するリミッタとを備えたことを特徴とす
る走間切断装置の制御装置。
【請求項３】刃物を被切断材料の移動速度に同期して
回転させることにより被切断材料を切断する走間切断装
置の制御装置において、被切断材料と刃物との同期誤差
信号を出力する同期誤差信号出力手段と、被切断材料移
動速度信号と前記同期誤差信号に基づいて第１の信号を
出力する第１の信号出力手段と、切断開始寸前における
被切断材料の移動速度を示す信号及び被切断材料の送り
速度信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段の記憶値
と被切断材料の送り速度信号に基づいて予測被切断材料
移動速度信号を出力する予測演算手段と、前記予測被切
断材料移動速度信号と刃物の回転速度を示す信号との速
度誤差信号と前記予測被切断材料移動速度信号に基づい
て第２の信号を出力する第２の信号出力手段と、前記予
測被切断材料移動速度信号と刃物の回転速度を示す信号
との差が所定値に達したことを検出して噛込み検出信号
を出力する噛込み検出手段と、前記噛込み検出信号に応
じて前記第１の信号あるいは前記第２の信号を刃物回転
速度指令信号として出力する選択手段とを備えたことを
特徴とする走間切断装置の制御装置。
【請求項４】刃物を被切断材料の移動速度に同期して
回転させることにより被切断材料を切断する走間切断装
置の制御装置において、切断開始寸前における被切断材
料の移動速度を示す信号及び被切断材料の送り速度信号
を記憶する記憶手段と、前記記憶手段の記憶値と被切断
材料の送り速度信号に基づいて予測被切断材料移動速度
信号を出力する第１の予測演算手段と、前記予測被切断
材料移動速度信号と被切断材料移動量信号に基づいて予
測被切断材料移動量信号を出力する第２の予測演算手段
と、前記予測被切断材料移動量信号と刃物の回転量を示
す信号との差が所定値に達したことを検出して噛込み検
出信号を出力する噛込み検出手段と、前記噛込み検出信
号に応じて被切断材料移動量信号と刃物回転量信号との
位置誤差信号と被切断材料移動速度信号に基づいた信号
あるいは前記予測被切断材料移動量信号と刃物の回転量
を示す信号との位置誤差信号と前記予測被切断材料移動
速度信号に基づいた信号を刃物回転速度指令信号として
出力する選択手段とを備えたことを特徴とする走間切断
装置の制御装置。
【請求項５】刃物を被切断材料の移動速度に同期して
回転させることにより被切断材料を切断する走間切断装
置の制御装置において、切断開始寸前から切断終了まで
の間における被切断材料移動量誤差信号を出力する被切
断材料移動量誤差検出手段と、被切断材料移動量信号と
前記被切断材料移動量誤差信号とを加算した加算信号と
刃物の回転量を示す信号との差が所定値に達したことを
検出して噛込み検出信号を出力する噛込み検出手段と、
前記噛込み検出信号に応じて被切断材料移動量信号と刃
物回転量信号との位置誤差信号と被切断材料移動速度信
号に基づいた信号あるいは前記加算信号と刃物の回転量
を示す信号との位置誤差信号と被切断材料の送り速度信
号に基づいた信号を刃物回転速度指令信号として出力す
る選択手段とを備えたことを特徴とする走間切断装置の
制御装置。
【請求項６】前記噛込み検出信号が出力された時点の
刃物の回転位置を記憶する第２の記憶手段と、書き込み
指令時には刃物の回転位置に対応して刃物駆動モ−タの
出力トルク信号を記憶し、読み出し指令時には記憶した
出力トルク信号を刃物の回転位置に対応して読み出し切
断力補償信号として出力する第３の記憶手段と、刃物の
回転位置が前記第２の記憶手段に記憶されている回転位
置を遅れ分に応じて補償した回転位置に達したことを検
出して噛込み検出信号を出力する第２の噛込み検出手段
とを備えたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに
記載の走間切断装置の制御装置。