JPH1015890A - スリッター等位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 位置決め装置は、種々な間隔を置いて配
置されるように個々に移動可能な複数の可動構成要素の
移動および固定を行わせる移動および固定手段と、基準
位置に対する可動構成要素の絶対位置を検出して該絶対
位置を示す信号を発する位置検出手段と、移動および固
定手段の作動を制御し位置検出手段からの信号に応じて
可動構成要素を所望位置に移動させて固定させるように
する制御手段とを備える。 【効果】 位置検出を精度よく行え、装置の立ち上げ時
等における基準位置合わせ等が不要となり、装置の構造
も簡単にでき、全体として安価なものとすることができ
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、紙、プラスチック
フィルム等のシート状物体である、いわゆるウエブを所
定の巾にスリッティングするスリッター装置や、複数の
巻取りロールを有する巻取りスタンド等のための位置決
め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のスリッター装置において
は、ウエブをスリッティング加工するスリッターの位置
決めにあたり、光学式または磁気式のロータリーエンコ
ーダやリニアスケール等のインクリメンタル型位置検出
器を位置検出手段として用いたフィードバック制御を行
ったり、スリッター位置決め手段としてステッピングモ
ータやＡＣサーボモータを使用し位置検出手段を省いた
オープン制御を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなインクリメ
ンタル型の位置検出手段を用いると、装置の立ち上げ
（電源投入）を行った時や手動操作等で装置の位置決め
手段から切り離してスリッター単独での位置決めを行っ
た後等には必ず装置の基準位置にスリッターを位置合わ
せする必要がある。この位置合わせの作業は、スリッタ
ーのセット数が増えるに従い多くの時間を要することか
ら、設備稼働率の改善の上で大きな問題になっている。

【０００４】また、従来ある位置検出手段を用いてフィ
ードバック制御を行う場合には、スリッター毎に位置検
出手段を設ける必要があり、スリッターの構造が複雑に
なる、形状が大きくなる、位置検出手段と制御手段の接
続配線数が増える、位置検出器が高額であるためこれを
使用した装置も高額になってしまう等の問題があった。

【０００５】ステッピングモータやＡＣサーボモータ等
を使用したオープン制御による位置決め方式では、位置
決め作業を繰り返すと位置決め誤差が累積してスリット
巾精度が悪くなる傾向があるために、スリット巾精度を
所定の精度内に維持するためには装置の基準位置にスリ
ッターを位置合わせする必要があった。

【０００６】なお、一部にはアブソリュート型のロータ
リーエンコーダやリニアスケールを用いる場合もある
が、複雑な構造や組立加工精度の問題から、変位量の大
きいものや、最小検出巾が細かいものを作るのが難し
く、出来ても形状が大きかったり、高額なものであった
りして、実用的でない。

【０００７】また、回転形の位置検出器を用いた場合に
直線的なスリッター装置の移動量を計測するためには、
数個の部材を介する必要が生じ、計測誤差が大きくなる
ことも危惧される。

【０００８】本発明の目的は、前述したような従来技術
の問題点を解消しうるようなスリッター等位置決め装置
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、種々な
間隔を置いて配置されるように個々に移動可能な複数の
可動構成要素を備えた装置において前記移動構成部分の
位置決めを行うための位置決め装置であって、前記可動
構成要素の移動および固定を行わせる移動および固定手
段と、前記装置の基準位置に対する前記可動構成要素の
絶対位置を検出して該絶対位置を示す信号を発する位置
検出手段と、前記移動および固定手段の作動を制御し前
記位置検出手段からの前記信号に応じて前記可動構成要
素を所望位置に移動させて固定させるようにする制御手
段とを備えることを特徴とする位置決め装置が提供され
る。

【００１０】本発明の好ましい実施例によれば、前記位
置検出手段は、前記複数の可動構成要素の移動方向にそ
って延長するようにして設けられており且つ駆動電流パ
ルスが供給されるコイル線を挿通させた磁歪効果を示す
導波管と、前記可動構成要素の各々に取り付けられ該可
動構成要素と共に前記導波管の近傍にそって移動しうる
磁界発生手段と、前記装置の前記基準位置に対応する位
置で前記導波管に関連させて設けられて、前記磁界発生
手段による磁界と前記コイル線に供給される前記駆動電
流パルスとの相互作用による磁歪効果で前記導波管に発
生される超音波振動パルスの伝搬を検出する超音波振動
検出器とを含む。

【００１１】本発明のある特定の実施例においては、前
記装置は、ウエブをスリッティングするスリッター装置
であり、前記可動構成要素は、スリッターナイフを保持
するナイフホルダーを支持するスライドベースである。

【００１２】本発明の別の特定の実施例においては、前
記装置は、複数の巻取りロールを種々な間隔を置いて配
置できる巻取りスタンドであり、前記可動構成要素は、
前記複数の巻取りロールの各々を支持したスライドベー
スである。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について、本発明をより詳細に説明す
る。

【００１４】図１は、本発明の一実施例としての位置決
め装置を適用したスリッター装置の一例を示す概略正面
図であり、図２は、その概略側面図である。これら図１
および図２に略示されるように、この実施例のスリッタ
ー装置は、スリッティングすべきウエブの進行方向に対
して両側に位置するフレーム１を備えており、両フレー
ム１の間に固着された上刃スリッター移動用および下刃
スリッター移動用の２本のクロスビーム２を土台とし、
各クロスビーム２には、スクリューシャフト３とリニア
レール４が固着されている。クロスビーム２上には、リ
ニアレール４に沿って両方向に移動自在に取り付けられ
たリニアモーションベアリング５を介して複数のスライ
ドベース６が設けられている。

【００１５】各スライドベース６には、スリッター移動
用モータ７、移動用雌ネジ９およびネイフホルダー１０
が取り付けられ、ネイフホルダー１０には、スリッター
ナイフ１１が保持されており、各スライドベース６を動
かすことによって、スリッターナイフ位置が変更できる
ようになっている。

【００１６】スクリューシャフト３は、各スライドベー
ス６に配された雌ネジ９を貫通するように各クロスビー
ム２上に固着され、雌ネジ９は、スクリューシャフト３
の溝に沿って回転自在に各スライドベース６に取り付け
られている。また、スリッター移動用モータ７は、その
回転が雌ネジ９に伝わるように取り付けられている。

【００１７】次に、このような全体構成を有するスリッ
ター装置に対して本発明によって適用される位置決め装
置を構成する位置検出センサおよびセンサ出力処理シス
テムについて、図３および図４を参照して説明する。図
３は、位置検出センサの構造原理を説明するための概略
図であり、図４は、そのセンサ出力処理システムの構成
を示すブロック図である。

【００１８】図３に示されるように、この位置検出セン
サ５０は、磁歪効果を示す導波管５１と、この導波管１
内にそって延長させられたコイル線５２と、導波管５１
の周りに設けられる外部マグネット５３と、導波管１の
一端に配置された磁歪テープ５４、磁石５５および検出
コイル５６からなる超音波振動検出器とを備えてなるも
のである。この位置検出センサ５０は、原理的には、固
体中を一定の速度で伝搬する超音波振動を利用して位置
検出を行うセンサである。外部マグネット５３から発生
する外部磁界Ｈ２と、導波管５１内を貫通するコイル線
５２に供給されるパルス電流による内部周回磁束Ｈ１と
の相互作用による磁歪効果（ウィーデマン効果）が、磁
歪線である導波管５１にねじれＴを生じさせて、ねじれ
モードの超音波振動パルスを誘起させる。この超音波振
動パルスは、導波管５１を一定速度で伝搬し、導波管５
１の一端のセンサヘッド部に配置された超音波振動検出
器５４、５５および５６によって電気信号の受信パルス
に変換される。

【００１９】コイル線５２にパルス信号を流してから超
音波振動検出器の検出コイル５６に電気パルス信号が発
生するまでの時間が外部磁界の存在する位置から超音波
振動検出器までの距離と比例関係にあることから、コイ
ル線５２にパルス信号を流してから超音波振動検出器の
検出コイル５６に電気パルス信号が発生するまでの時間
を測定することで、外部磁界の存在する位置データに換
算することができるのである。外部マグネット５３は、
永久磁石でも電磁石でもよい。

【００２０】この種の位置検出センサ５０において、１
本の導波管５１にそって複数の外部磁界（外部マグネッ
ト５３）が存在した場合でも、それぞれの外部磁界の位
置において超音波振動パルスが誘起され、超音波振動検
出器の検出コイル５６には、それぞれの位置関係に応じ
た時間差を持って電気パルス信号が発生するため、その
時間を計測することによりそれぞれの外部磁界の絶対位
置や相互位置を知ることができる。

【００２１】図４に略示されるように、位置検出センサ
５０には、センサ出力処理システム６０が接続されてお
り、このセンサ出力処理システム６０は、センサ５０の
導波管５１内を貫通するコイル線５２に駆動パルスを供
給した瞬間から、超音波振動検出器５４、５５、５６に
よって受信パルスを検出するまでの時間を電気的に処理
して、この時間に比例したアナログ、またはデジタル信
号出力を各外部マグネット５３の位置信号として出力す
るように構成されている。

【００２２】図４に示したセンサ出力処理システム６０
は、主として、中央処理装置（ＣＰＵ）６１と、メモリ
６２と、通信制御回路６３と、入力信号発生回路６４
と、振動信号処理回路６５と、カウンター回路６６とを
備えている。入力信号発生回路６４は、ＣＰＵ６１の制
御の下で、駆動電流パルスを発生して、センサ５０のコ
イル線５２へと供給する。振動信号処理回路６５は、セ
ンサ５０の外部マグネット５３の位置で導波管５１に発
生された超音波振動パルスが導波管５１にそって伝搬し
てセンサ５０のヘッド部に配置された超音波振動検出器
の位置に達したときに、その検出コイル５６によって発
生される振動信号を受けて処理して受信パルスを発生す
る。カウンター回路６６は、ＣＰＵ６１の制御の下で、
入力信号発生回路６４から駆動電流パルスがコイル線５
２に供給された時点から振動信号処理回路６５から受信
パルスを受けた時点までの間、クロックパルスを計数す
ることにより、外部マグネット５３の絶対位置を示すカ
ウント数を指示する。通信制御回路６３は、ＣＰＵ６１
へ測定開始指令を与えたり、カウンター回路６６によっ
て指示される絶対位置を示すアナログ的またはデジタル
的な位置データを外部制御機器へと送信したりする。こ
のような位置検出センサとしては、例えば、エムティエ
スセンサーテクノロジー株式会社から手に入るようなテ
ンポソニック変位検出器を利用することができる。

【００２３】図１および図２に戻って、この実施例のス
リッター装置には、図３および図４に関して前述したよ
うな位置検出センサ５０およびセンサ出力処理システム
６０が適用されている。すなわち、スリッター装置の各
スライドベース６上には、位置検出センサ５０の外部マ
グネット５３が取り付けられており、スリッター装置の
各クロスビーム２上には、各スライドベース６に取り付
けられた外部マグネット５３の中心を通るようにして導
波管５１およびコイル線５２が取り付けられている。導
波管５１の一端（図１においては右端）には、超音波振
動検出器５４、５５、５６が配置されており、このよう
な位置検出センサ５０のコイル線５２および検出コイル
５６に接続されるセンサ出力処理システム６０は、図１
および図２には図示していない。図７は、このような位
置検出センサ５０のスリッター装置への取付け機構の具
体例を示す部分拡大図である。導波管５１の寸法が長く
なると、撓みが生じ、芯ずれ等の問題が生じてしまうの
で、このような問題の生ずるのを避けるために、導波管
５１は、図７に示すように、スリッター装置のクロスビ
ーム２に設けられたプラスチック等の非磁性体のベース
５１Ａ上に、ステンレス等の非磁性体金属等のベルト５
１Ｂで固定されると良い。また、外部マグネット５３
は、片方を開放型として、取付けベース５３Ａを介して
スリッター装置のスライドベース６に対して、取り外し
自在に取り付け固定されると良い。

【００２４】このようにしてスリッター装置に組み込ま
れた位置検出センサ５０およびセンサ出力処理システム
６０は、各スライドベース６に取り付けられた外部マグ
ネット５３の絶対位置、すなわち、スライドベース６に
支持されたスリッター刃１１の絶対位置を表す位置デー
タを、別に設けられたスリッター位置決め制御盤（図示
していない）に伝えるように、そのスリッター位置決め
制御盤と電気的に接続されている。また、スリッター加
工巾に合わせて所定の位置に各スリッター刃１１を移動
させる各スリッター移動用モータの電力供給用として、
各スリッター移動用モータ７とスリッター位置決め制御
盤は電気的に接続されている。スリッター位置決め制御
盤は、センサ出力処理システム６０からの各スリッター
刃１１の絶対位置を示す位置データに基づいて、各スリ
ッター移動用モータ７の動作を制御して、各スリッター
刃１１を所定の位置に停止させ固定させるような制御を
行う。

【００２５】図５は、本発明の別の実施例としての位置
決め装置を適用したスリッター装置の一例を示す概略正
面図であり、図６は、その概略側面図である。これら図
５および図６に略示されるように、この実施例のスリッ
ター装置は、スリッティングすべきウエブの進行方向に
対して両側に位置するフレーム２１を備えており、両フ
レーム２１の間に固着された上刃スリッター移動用およ
び下刃スリッター移動用の２本のクロスビーム２２を土
台とし、各クロスビーム２２には、リニアレール２３が
固着され、フレーム２１には、スリッター移動用ＡＣサ
ーボモータ２５、スリッター移動用ベルト受けプーリー
２６、スリッター固定用ベルト２７が固着され、両フレ
ーム２１に設けられたスリッター移動用ベルト受け２６
に掛かるようにスリッター移動用ベルト２８が設けら
れ、スリッター移動用ベルト受け２６とスリッター移動
用ＡＣサーボモータ２５は、駆動用ベルト２９で連結さ
れている。クロスビーム２２上には、リニアレール２３
に沿って両方向に移動自在に取り付けられたリニアモー
ションベアリング２４を介して複数のスライドベース３
０が設けられている。

【００２６】各スライドベース３０には、スリッター移
動用クラッチ３１、スリッター固定用クラッチ３２、ナ
イフホルダー３３が取り付けられ、ナイフホルダー３３
には、スリッターナイフ３４が保持されており、各スラ
イドベース３０を動かすことによりスリッターナイフ位
置が変更できるようになっている。

【００２７】別の箇所に設けられたスリッター固定用電
磁弁（図示していない）は、入力される電気信号により
スリッター固定用クラッチ３２に供給する空圧をオン／
オフする。スリッター固定用クラッチ３２は、空圧が供
給されるとスリッター固定用ベルト２７を挟み、スライ
ドベース３０は、スリッター固定用ベルト２７に固定さ
れる。また、スリッター移動用電磁弁（図示していな
い）は、入力される電気信号によりスリッター移動用ク
ラッチ３１に供給する空圧をオン／オフする。スリッタ
ー移動用クラッチ３１は、空圧が供給されるとスリッタ
ー移動用ベルト２８を挟み、スライドベース３０は、ス
リッター移動用ベルト２８に固定される。スリッター移
動用ＡＣサーボモータ２５を駆動することにより、スリ
ッター移動用ベルト受けプーリー２６を介してスリッタ
ー移動用ベルト２８が動かされ、スリッター移動用ベル
ト２８と固定されたスライドベースの位置を移動するこ
とができる。

【００２８】この実施例のスリッター装置にも、図３お
よび図４に関して前述したような位置検出センサ５０お
よびセンサ出力処理システム６０が適用されている。す
なわち、スリッター装置の各スライドベース３０上に
は、位置検出センサ５０の外部マグネット５３が取り付
けられており、スリッター装置の各クロスビーム２２上
には、各スライドベース３０に取り付けられた外部マグ
ネット５３の中心を通るようにして導波管５１およびコ
イル線５２が取り付けられている。導波管５１の一端
（図５においては右端）には、超音波振動検出器５４、
５５、５６が配置されており、このような位置検出セン
サ５０のコイル線５２および検出コイル５６に接続され
るセンサ出力処理システム６０は、図５および図６には
図示していない。

【００２９】このようにしてスリッター装置に組み込ま
れた位置検出センサ５０およびセンサ出力処理システム
６０は、各スライドベース３０に取り付けられた外部マ
グネット５３の絶対位置、すなわち、スライドベース３
０に支持されたスリッター刃３４の絶対位置を表す位置
データを、別に設けられたスリッター位置決め制御盤
（図示していない）に伝えるように、そのスリッター位
置決め制御盤と電気的に接続されている。また、スリッ
ター加工巾に合わせて所定の位置に各スリッター刃３４
を移動させるスリッター移動用ＡＣサーボモータ２５の
電力供給用として、スリッター移動用ＡＣサーボモータ
２５とスリッター位置決め制御盤は電気的に接続されて
いる。スリッター位置決め制御盤は、センサ出力処理シ
ステム６０からの各スリッター刃３４の絶対位置を示す
位置データに基づいて、スリッター移動用ＡＣサーボモ
ータ２５、およびスリッター固定用電磁弁およびスリッ
ター移動用電磁弁の動作を制御して、各スリッター刃３
４を所定の位置に停止させ固定させるような制御を行
う。

【００３０】前述した実施例は、本発明をスリッター装
置に適用したものであったが、本発明は、これに限ら
ず、種々な間隔を置いて配置されるように個々に移動可
能な複数の可動構成要素を備えた装置において、それら
の移動構成部分の位置決めを行うために種々適用しうる
ものであり、例えば、複数の巻取りロールを種々な間隔
を置いて配置できる巻取りスタンドにおいて、それら巻
取りロールの位置決めを行うのにも適用できるものであ
る。また、前述の実施例では、位置検出センサとして、
テンポソニック変位検出器の原理を利用したセンサを用
いたのであるが、本発明は、これに限らず、同様にして
スリッター刃の絶対位置を検出できるようなものであれ
ば、任意のセンサを使用することができる。

【００３１】

【発明の効果】前述したような位置検出センサおよびセ
ンサ出力処理システムをスリッター装置の位置検出手段
として用いることにより、各スリッターの位置を基準に
対する絶対値として検出できるので、装置の立ち上げ
（電源投入）を行った時、手動操作等で装置の位置決め
手段から切り離してスリッターの位置決めを行った後の
スリッター基準位置合わせは不要となる。

【００３２】フィードバック制御を行う際も、スリッタ
ー毎に設けなければならなかった位置検出手段から外部
磁界を発生するための永久磁石または電磁石に置き換え
られるので、スリッターの構造は、簡単になり高額な位
置検出手段も不要となる。なお、フィードバック制御を
行うことにより、オープン制御を行った場合の問題点も
解決できるようになる。

【００３３】また、従来のアブソリュート型のロータリ
ーエンコーダやリニアスケールに比べ検出精度や変位量
の範囲の広さの面で優位であり、価格面でのメリットも
大きい。

【００３４】また、スリッター位置を直接計測できるた
めに位置検出の誤差も非常に小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての位置決め装置を適用
したスリッター装置の一例を示す概略正面図である。

【図２】図１のスリッター装置の概略側面図である。

【図３】本発明において使用する位置検出センサの構造
原理を説明するための概略図である。

【図４】図３の位置検出センサのためのセンサ出力処理
システムの構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の別の実施例としての位置決め装置を適
用したスリッター装置の一例を示す概略正面図である。

【図６】図５のスリッター装置の概略側面図である。

【図７】位置検出センサのスリッター装置への取付け機
構の具体例を示す部分拡大図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ クロスビーム ３ スクリューシャフト ４ リニアレール ５ リニアモーションベアリング ６ スライドベース ７ スリッター移動用モータ ９ 雌ネジ １０ ナイフホルダー １１ スリッターナイフ ５０ 位置検出センサ ５１ 導波管 ５２ コイル線 ５３ 外部マグネット ５４ 磁歪テープ ５５ 磁石 ５６ 検出コイル ６０ センサ出力処理システム ６１ 中央処理装置 ６２ メモリ ６３ 通信制御回路 ６４ 入力信号発生回路 ６５ 振動信号処理回路 ６６ カウンター回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 種々な間隔を置いて配置されるように個
   々に移動可能な複数の可動構成要素を備えた装置におい
   て前記移動構成部分の位置決めを行うための位置決め装
   置であって、前記可動構成要素の移動および固定を行わ
   せる移動および固定手段と、前記装置の基準位置に対す
   る前記可動構成要素の絶対位置を検出して該絶対位置を
   示す信号を発する位置検出手段と、前記移動および固定
   手段の作動を制御し前記位置検出手段からの前記信号に
   応じて前記可動構成要素を所望位置に移動させて固定さ
   せるようにする制御手段とを備えることを特徴とする位
   置決め装置。
2. 【請求項２】 前記位置検出手段は、前記複数の可動構
   成要素の移動方向にそって延長するようにして設けられ
   ており且つ駆動電流パルスが供給されるコイル線を挿通
   させた磁歪効果を示す導波管と、前記可動構成要素の各
   々に取り付けられ該可動構成要素と共に前記導波管の近
   傍にそって移動しうる磁界発生手段と、前記装置の前記
   基準位置に対応する位置で前記導波管に関連させて設け
   られて、前記磁界発生手段による磁界と前記コイル線に
   供給される前記駆動電流パルスとの相互作用による磁歪
   効果で前記導波管に発生される超音波振動パルスの伝搬
   を検出する超音波振動検出器とを含む請求項１記載の位
   置決め装置。
3. 【請求項３】 前記装置は、ウエブをスリッティングす
   るスリッター装置であり、前記可動構成要素は、スリッ
   ターナイフを保持するナイフホルダーを支持するスライ
   ドベースである請求項１または２記載の位置決め装置。
4. 【請求項４】 前記装置は、複数の巻取りロールを種々
   な間隔を置いて配置できる巻取りスタンドであり、前記
   可動構成要素は、前記複数の巻取りロールの各々を支持
   したスライドベースである請求項１または２記載の位置
   決め装置。