JPS6036916B2 - サ−ボ式回転走間切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は直線的に移動している材料に対し、回転によ
りカツタを近づけて切断し、その材料の移動長に応じて
カッタの回転移動長をサーボ制御するようにしたサーボ
式回転走間切断装置に関する。

この種のサーボ式回転走間切断装置において、カッタの
１回転の移動長、即ち回転円周長に対して材料の切断長
が長い場合はカッタを一定時間停止し、又は遅い速度で
回転させ、カッタが材料に接するまでに、その材料に沿
う速度成分が、材料速度と等しくなるように時間をかけ
て増速すればよい。

しかしカッ夕の回転円周長に対し材料の切断長が短かい
場合は、カッタが材料に近づくまで材料と接触している
時よりも速度を遠くし、材料と接触し始めると、カッタ
の材料移動方向の速度成分と、材料の走行速度とが一致
するように制御する必要がある。よってカッタの１回転
移動長に対して切断長が著しく短かし、場合はカッタの
回転速度をその１回転の間に大幅に変化させる必要があ
る。しかし慣性のため、カッタの回転速度を急に大幅に
変化させることは困難である。一方、材料は例えば鉄板
やパイプなど連続的に生産されているものを切断する場
合のように、その走行速度をカッタの回転速度、回転半
径に合せて遅くすることも実際上はできない。材料の切
断長の最も短かし、ものに応じてカッタの回転半径及び
回転速度を決めておくことも考えられる。しかし切断長
が長い場合はカッタを１回転の途中で停止させておく必
要が生じ、制御が複雑になり、しかも消費電力が大きく
なる。この発明の目的はカッタの回転速度を大幅に変化
させることなく、従って少ない電力消費で、短かし、も
のでも長いものでも切断できるサーボ式回転走間切断装
置を提供することにある。

この発明によればカツタを保持する回転アームの回転半
径を変更できる機構を設け、材料の切断長を大きく変化
する場合は、回転アームの回転半径を変更し、回転アー
ムの回転によるカツタの１回転中において大幅な速度制
御を不要とする。

また回転アームの回転半径を変更する時はそれに応じて
サーボ定数を変更する。長ち、例えばカッタの回転移動
長を知るために、回転角に応じたパルスを発生させるが
、回転半径を小さくする時は、これに応じて同一回転角
でも発生するパルス数が少なくなるようにする。以下こ
の発明によるサーボ式回転走間切断装置を図面を参照し
て説明しよう。

図において例えばパイプのような材料１が矢印２で示す
ようにその延長方向に走行している。この移動のための
駆動装置は図では省略してある。この材料１を切断する
ため、一端を中心に回転できる回転アーム３が設けられ
、その回転アーム３は、モータ４の回転が減速機５を通
じて伝達されて回転される。回転アーム３の他端にモー
タ７を常に同一の姿勢を保つように保持され、そのモー
タ７の回転軸にカッタ８が取付けられる。回転アーム３
は材料１の移動線とほゞ平行な面内で回転し、回転アー
ム３の回転によりカッタ８は材料１の移動線を通過して
材料１を切断することができる。

材料１の走行長を測定し、これが設定長になった時切断
が行なわれるようにされる。よって材料１の移動速度が
変動すると、これに応じて回転アーム３の回転にほとず
くカッタ８の回転速度が変動されて、設定長を対応した
位置でカッタ８が材料に接続するように、回転アーム３
の回転によるカツタ８の回転に対してサーボ制御が掛け
られる。カッタ８が材料に対し所定の位置で接触しても
カッタ８の材料１の移動方向に沿う速度と、材料１の移
動速度とが一致してないと、カッタ８が折れたり、材料
が斜めに切れたりする。このためカッタ８が材料１に接
触し、かつこれを切断して材料から離れるまでカッタ８
の材料１の移動方向に沿う移動と、材料１の移動とが一
致するように制御する。材料１には渡り長ローラー０が
転接され、そのローラ１０の回転により渡。

長パルス発生器１１が駆動され、例えば材料１が１肋移
動するとパルスを１の固発生する。そのパルスは側長カ
ウンタ１２にて計数される。このカウンタ１２の計数値
は材料１の移動長を示すことになる。この計数値はデジ
タル減算器１３に供聯合される。一方モータ４の回転に
より回転パルス発生器１４が駆動され、これよりのパル
スは回転カウンター６にて計数される。カウンタ１６の
計数値はカッ夕８の回転距離乃至角度位置を示し、この
計数値は減算器１３へ供給され、側長カゥンタ１２の計
数値から引算する。この減算値は他のデジタル減算器１
７へ供給され、設定レジスタ１８からの設定長から引算
を行なう。この引算した結果は設定長に対する残りの長
さ（残長）としてＤＡ変換器１ ９にてアナログの速度
製号に変換される。この変換出力はアナログ減算器２０
へ供給される。回転パルス発生器１４の出力パルスは変
換器２１へ供給されて回転速度に応じたアナログ電圧に
変換されて減算器２０へ供給され、更にこの減算器２０
には欄長パルス発生器１１からのパルスが変換器２２に
て材料１の走行速度に応じたアナログ電圧として供給さ
れる。この結果材料速度信号から回転速度信号及び残長
速度信号が引算され、その残りがダィオ−ド２３を通じ
てサーボ増幅器２４に供給され、この増幅器２４の出力
によりモータ４が駆動される。つまり材料速度信号から
残長速度信号が引算され、その引算結果を速度基準とし
てモータ４が制御され、残長がゼロに近づいた時に材料
１とカッタ８との移動速度が一致するようになる。設定
レジスタ１８の設定長が十分長い時は変換器２２からの
走行速度信号に比べＤＡ変換器１９からの残長信号が大
きく、減算器２０の出力は負であって、ダイオード２３
の存在によりモータ４は駆動されない。材料１が可成り
走行して残長信号が小さくなり、減算器２０の出力が正
になるとサーボ増幅器２４の出力がモータ４へ供給され
て回転アーム３が回転し始める。なおカッタ８は回転ア
ーム３が一回転した時再びもとの位置に戻り、その時は
材料１の移動に対して結果として全く移動しないことと
なる。しかし材料１の移動にカッタ８の回転移動が同調
するようにサーボを掛けるため、回転パルスが額。長パ
ルスから減算され、つまり回転アーム３の一回転の間に
発生する回転パルスの数が測定パルスから減算される。
その代り、あなかじめ設定レジスタ１８に設定する設定
長は目的とする長さより、回転アーム３の一回転のパル
ス数を対応する分だけ減算されるようにしておく。上述
したようにカッ夕８が材料１に接触した時、その中心に
対する角度８ｏにおいて材料１の走行による移動長と、
回転アーム３の回転によるカッタ８の材料の移動方向に
沿う移動長とが一致するようにする。

例えばｏ。 ＝３６．８７０（ｃｏｓ３６．８７０＝０
．８）で、材料１が１側移動して１０パルス発生する時
、カツタ８が１肋回転移動して８パルス発生するように
され、よって側長パルスが１の固カウンタ１２に入ると
、サーボ動作により、回転パルスが１の固発生するよう
に動作するから、カッタ８は１．２５側周方向に回転移
動し、カッタ８の材料１の移動方向においては約１側移
動したことになる。この関係は材料１が例えばパイプの
場合、切断しようとするパイプが最も太く、かつカッタ
８が全く摩耗してない、即ち最も径が大きい場合にカッ
タ８がパイプに接触し始めた時に得られるようされる。
図を見れば直ちに理解されるようにカッタ８が材料１に
接触し始めた角８。

からカッタ８が材料１から離れる角０，までの間におけ
るカッタ８の材料１に沿う単位回転角に対する移動長は
回転角によって変化する。この区間において材料１の移
動した分と、カッタ８の材料１の移動方向の移動分とを
一致させるため、例えばこの８ｏ〜８１の範囲内におい
て回転カウンター６の計数値をアドレスとしてメモリ２
６が読出され、メモリ２６にはその各角度において、カ
ッタ８の材料の移動方向成分が、材料の移動分と一致す
るような補正値がそれぞれ記憶されている。即ち角度８
ｏにおいては補正値は０であり、カツタがこれと回転中
心とを結ぶ線が材料１と直角になって角８２においては
材料１が１側の移動で１０パルスの時、カッタ８の移動
も材料と平行するから、その１側の回転で１０パルスに
なるように上記８パルスに対し、２パルス分加算するよ
うな値が記憶されていて、この記憶はカッタ８が８２の
角度位置になった時に読出されて減算器１３に供給され
る。このようにして各角度に対する補正が８。〜８，の
追従区間において行なわれる。なお設定レジスタ１８に
設定する値は、先に述べたように回転アーム３の一回転
のパルス数に対応した分だけ切断長から減算したもので
あるか、メモリ２６による補正を行なう場合はｏｏ十８
．の弧より弦の方が短い分だけ減算する値は小とする。
この発明においては回転アーム３の回転半径を変更する
機構が設けられる。

例えば回転アーム３と同一長さの回転アーム３０の一端
が回転できるように固定部に取付けられ、これ等回転ア
ーム３及び３０の各端部間にわたって取付板３１がそれ
ぞれ枢着手段にて取付けられる。取付板３１上にモータ
７が固定される。回転アーム３及び３０‘こそれぞれそ
の長さ方向に溝孔３２，３３が形成され、敬付板３１を
アーム３及び３０に取付ける取付具３４，３５を溝孔３
２，３３に案内されて移動でき、その予め決められた数
個所において固定できるようにされる。このようにして
回転アーム３の回転半径を変更することができ、よって
切断長を著しく短くする場合は、取付具３４，３５をア
ーム３，３０の各回転中心側に近ずけて固定して回転ア
ーム３の回転によるカッ夕８の回転半径を短くする。な
お取付具３４，３５の調整位置の間隔は、無理のない速
度制御により切断長を変更できる範囲に選定される。ま
たアーム３の回転によるカッタ８の回転半径を短くする
時は一般にはアーム３，３０の回転中心を下げてカッタ
８が材料１と接触して材料１を切断できるようにされる
。更にアーム３の回転によるカッタ８の回転半径の変更
に応じてサーボ定数を変更する。

例えば回転パルス発生器１４の出力は係数器３８を通し
てカウン夕１６及び変換器２１へ供給され、取付具３４
，３５のアーム３，３０上の位置に応じてスイッチ３９
が自動的に切替えられて係数器３８の係数値が変更され
る。即ちカツタ８の回転半径が短かくされると、カゥン
タ１６、変換器２１へ供給されるカッタ８の回転単位角
度当りのパルス数が減少されるように、係数器３８の係
数値が変化される。このようにして回転半径の減少によ
り、単位回転角度当りのカッタ８の回転移動長が減少し
、これに伴って発生するパルス数が減少して、材料１の
移動による測定パルスの発生と、回転アーム３の回転パ
ルスの発生とが対応するようにされる。例えばアーム３
の回転によるカッタ８の回転半径が最大の場合に、係数
器３８の係数値を１とし、回転パルス発生器１４からの
パルスはそのまま係数器３８を通過するが、アーム３の
回転によるカッタ８の回転半径が最大の３′４にされる
と係数値も３′４とされ、回転パルス発生器１４からの
パルスは係数器３８で４パルスから１パルスの割当で間
引かれ、カッ夕８の回転半径が最大の１／２にされると
係数器３８で２パルスから１パルスの割合で間引かれる
。このようにしてアーム３の回転によるカツタ８のの回
転半径が最大の３／４又は１′２になると、カウンタ１
６を通じて帰還される長さも、また変換器２１を通じて
帰還される速度も３／４又は１／２になるため、アーム
３，３０の長さを変更しても、材料１の移動に対してカ
ッタ８の移動長も移動速度も同調させることができる。
なおメモリ２６を用いて前述したような補正を行なう場
合は、アーム３の回転によるカツタ８の回転半径を変更
すると、これに応じて補正データも変更する必要があり
、例えばメモリ２６を交換したり、あるいはメモリ２６
の読み出し領域をスイッチ３９の切替えに応じて変更す
るようにすればよい。アーム３の回転によるカッタ８の
回転半径の変更により、アーム３の回転によるカッタ８
の一回転分のパルス数が異なってくるため、設定レジス
タ１８に設定するために切断長から減算する値も、アー
ム３の回転によるカッタ８の回転半径の変更に応じて変
更する。以上述べたようにこの発明による回転走間切断
装置においては切断長を大幅に変更でき、その場合、ア
ーム３の回転によるカッタ８の回転速度を大幅に変更す
る必要がなく、無理な制御を行なうことなく、制御が容
易になり、かつ回転停止の複雑な操作をすることがなく
、しかも電力消費も少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明によるサーボ式回転走間切断装置の一例を
示すブロック図である。 １：材料、３：回転アーム、４：モ−夕、７：モータ、
８：カツタ、１０：側長ローラ、１１：側長パルス発生
器、１４：回転パルス発生器、２４：サーボ増幅器、３
４，３５：取付位置調節可能な取付具、３８：係数器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直線的に移動している材料の移動線とほゞ平行な面
   内で回転アームがモータにより回転され、その回転アー
   ムにカツタが取付けられ、上記回転アームの回転により
   上記カツタが上記移動線を通過し、そのカツタにより上
   記材料を切断することができ、 上記材料の移動長が移
   動長検出手段により検出され、上記モータの回転にもと
   ずく上記カツタの移動長が回転検出手段により検出され
   、これら両検出移動長と切断長と対応した設定長とから
   残長が算出され、その残長は速度信号に変換手段で変換
   され、 上記材料の移動速度が移動速度検出手段により
   検出され、その移動速度信号から上記残長の速度信号が
   引算手段で差し引かれ、その引算手段の出力を上記モー
   タの速度基準として、上記残長がゼロに近づいたとき上
   記材料とカツタの移動速度が一致するように、上記モー
   タの回転をサーボ制御して上記設定長に上記材料を切断
   するサーボ式回転走間切断装置において、 上記回転ア
   ームの回転半径を変更し、かつそれを保持する機構と、
   上記回転半径の変更に応じて上記サーボ制御の制御定数
   を変更する手段とを設けたことを特徴とするサーボ式回
   転走間切断装置。