JPS6220093B2

JPS6220093B2 -

Info

Publication number: JPS6220093B2
Application number: JP56047904A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yoshida
Original assignee: Toyo Shokuhin Kikai KK
Current assignee: Toyo Shokuhin Kikai KK
Priority date: 1981-03-30
Filing date: 1981-03-30
Publication date: 1987-05-02
Also published as: CA1177560A; IT1150941B; DE3211797C2; GB2095864B; FR2502807A1; US4495584A; GB2095864A; IT8220456A0; JPS57163620A; FR2502807B1; DE3211797A1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は物品給装置、罐詰、壜詰等の充填装
置、フイルムによる包装装置、また、工作機械、
コンベヤ、シーマ、シーラ等の各種の機械の間歇
駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

従来このような間歇駆動装置にはインデツクス
カム、ゼネバ、非円形ギヤ、クランク、ラチエツ
ト等カム、リンク等の機構を用いていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕しかしのような機構は複雑かつ精密な加工を要
するので高価になると共に製作に時間を要し、ま
た、タイミング時間、速度、周期等の各種の変更
に対しては適応できなかつた。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、
従装置を駆動するモータを一連の速度パルス信号
で駆動するようにして安価かつ迅速に提供しうる
と共にタイミング時間、速度、周期等の各種の変
更に対して容易に適応できる間歇駆動装置を提供
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は運動する主装置２と、この主装置２を
基準として間歇運動される従装置６とよりなり、
この主装置２の速度と位置を検出するエンコーダ
１と、このエンコーダ１の入力を受けて制御する
間歇速度の波形の値に比例して密度が変わる従装
置間歇駆動用の一連の速度パルス信号ｂを発生す
るデータ又はその演算プログラムを記憶している
交換可能なＰ―ROM(B)１６を有する手段４と、
前記速度パルス信号ｂにより前記従装置６を前記
主装置２のタイミングと速度と加速度とに適合し
て駆動するモータ７とよりなる。

また、前記モータ７はパルスモータである。

更に、前記モータ７は可変速度制御直流モータ
よりなる。

〔作用〕

主装置２の位置及び速度を検出するエンコーダ
１の入力を受けて、手段４はそのＰ―ROM(B)１
６の記憶データ又は演算プログラムにより制御す
る間歇速度の波形又は周波数に比例して密度が変
わる従装置間歇駆動用の一連の速度パルス信号ｂ
を発生し、前記速度パルス信号ｂによりモータ７
は従装置６を前記主装置２のタイミングと波形と
速度と加速度とに適合して駆動するものである。
Ｐ―ROM(B)１６を交換すると従装置６は別の異
なつた波形と速度と加速度で駆動される。

〔実施例〕

以下図面につき本発明の一実施例を詳細に説明
する。

第１図は本発明の概要を示すブロツクダイヤグ
ラムで１はモータ３により運転される充填機のカ
ツプ、充填物、蓋の供給装置等の基準となる主装
置２の位置を検出するエンコーダ、９はエンコー
ダ１を介して、参照信号ｆにより従装置６を動か
すときの基準となる主装置２の速度を検出する装
置、４はエンコーダ１の参照信号ａと速度検出装
置９の参照信号ｅを受けて一連の間歇駆動用の速
度パルス信号ｂを発生するコンピユータ、５はこ
の速度パルス信号ｂにより充填機のカツプを送る
コンベヤ等の従装置６を前記主装置２に適合した
タイミングと速度でパルスモータ７を駆動する駆
動回路である。なお、上記主装置２と従装置６は
反対にしてもよいことは勿論である。

第７図イ示のような、主装置２の速度に見合う
範囲の速度のデータを系列的に第７図ロ示のよう
に時間間隔t₁，t₂……のデータ列としてＰ―ROM
(B)１６に記憶させてある。この主装置２の速度を
基準にして同図に図示する周期Ａ，Ｔが少な目で
最も少ない差になつている最適な速度曲線を選び
出し、その選び出されたデータを基に駆動回路５
に信号を送る。又、休止期間Ｂ，T₁は特に設定
してその他の作業を行うための時間として利用す
ることも可能である。

次に前記装置の動作を更に詳細に説明する。

前記コンピユータ４においては第２図示のよう
にクリスタル発振機１０により1Mヘルツのクロ
ツクパルスが発生し、このクロツクパルスｄは成
形回路１１，１２を介してMPU１３のφ_１，φ
_２端子に入力し、MPU１３によりアドレス信号
を順次発生し、アドレス信号はアドレスバス１４
を介して第１図、第３図及び第４図示のメインプ
ログラム（モニタ、被制御装置の駆動量或いは駆
動角等を制御するプログラム）を記憶しているＰ
―ROM(A)１５、タイマ２４を可変作動するため
のデータを記憶しているＰ―ROM(B)１６、メイ
ンプログラムの１部分が記憶してあり、かつ
MPUのレジスタとして使用されているRAM１
８、MPU１３に割込をかけて時間を知らせるタ
イマ２４、MPU１３と各周辺装置との入出力の
インターフエイスを行うPIA(A)２０、PIA(B)２
２、PIA(C)２３との間で各素子を作動させ、その
アドレスに応じたデータ信号はデータバス１７を
介してMPU１３が読み込み、演算、書き込みを
行う事により、基準となる主装置２に対応して従
装置６が作動する様に制御される。この場合
MPU１３によりPIA(A)２０を介して出力される
のは可変の速度パルス信号ｂである。この速度パ
ルス信号ｂは例えば第７図ロ示のような一定周期
Ｔ毎に制御する間歇速度の波形又は周波数に比例
して密度の変わる一連の速度パルス信号である。

この一連の速度パルス信号ｂはＰ―ROM(B)１
６に記憶され、第１，第５図示のPIA(A)２０を介
して第１，第６図示の駆動回路５に送られ、第６
図示のパルスモータ７のコイル７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｅに電流が流れ、従装置６を駆動する。こ
の従装置６の位置はンコーダ２１により検出さ
れ、第１，第４図示のコンピユータ４のPIA(B)２
２を介してMPU１３に参照信号ｃとしてフイー
ドバツクされる。

また、主装置２の位置はエンコーダ１により検
出され、また速度は速度検出装置９により検出さ
れ、第１，第４図のコンピユータ４のPIA(C)２３
を介してMPU１３に参照信号ａ，ｅとして入力
される。

一方これらのエンコーダ１，２１と速度検出装
置９により第１，第３図示のタイマ２４は前記速
度パルス信号ｂを可変し、その１サイクルの周期
Ｔをコントロールし、任意の速度を得るために使
用されている。

従つて、前記速度のパルス信号ｂは主装置２及
び従装置６の状態に応じて正確に制御され、第７
図イ示のようにそのパルスの密度に応じた速度で
正確に従装置６を作動するものである。

次に第１１図イ，ロは本発明に於けるコンピユ
ータ４の動作フローの一実施例を示す。

第１図及び第１１図イに於いて、ステツプP₁で
PIA(C)２３に従装置６の運動開始信号（図示せ
ず）が入力されると、ステツプP₂でパルスモータ
７の制御を開始する。

ステツプP₃でMPU１３はPIA(B)２２を介して
エンコーダ２１の参照信号ｃを読み込み、Ｐ―
ROM(A)１５のデータと比較し、従装置６が定位
置にあるかどうか判断し、ステツプP₄で定位置に
なければPIA(A)２０を介してパルスモータ７を制
御し、従装置６を定位置迄動かす。

ステツプP₅で従装置６が定位置にあるとコンピ
ユータ４は別制御装置（図示せず）に従装置６定
位置信号を出す（図示せず）。

ステツプP₆では別制御装置（図示せず）でコン
ピユータ４からの従装置６の定位置信号を確認し
てモータ３を起動すると、主装置２が動き、エン
コーダ１は参照信号ａ及び速度検出装置９を介し
て参照信号ｅをコンピユータ４に送る。

コンピユータ４はステツプP₇において参照信号
ｅで主装置２の速度を読み込む。

ステツプP₈で、主装置２の速度を基にして予め
Ｐ―ROM(B)１６に記憶してあるパルス間隔タイ
ムデータ列の中から、主装置２の速度より高速で
且つ最も近似のパルス間隔タイムデータ列を選び
出す。

ステツプP₉では、参照信号ａで主装置２の位置
を読み込み、ステツプP₁₀で主装置２の位置が従
装置６の運転開始位置かどうか判断する。運転開
始位置であれば、次のステツプP₁₁に進む。

ステツプP₁₁でMPU１３は先にステツプP₈で選
び出したパルス間隔タイムデータ列から順次タイ
ムデータを読み込む。

ステツプP₁₂でMPU１３はPIA(A)２０を介して
駆動回路５に１パルス出力すると同時にステツプ
P₁₃でステツプP₁₁で読み込んだタイムデータをタ
イマ２４にセツトする。

ステツプP₁₄でMPU１３はタイマ２４がタイム
アツプし割り込みがかかつたかを確認する。

ステツプP₁₅で規定のパルス数を出力したかを
確認する。

規定のパルス数を出力してなければステツプ
P₁₁にもどり、P₁₁〜P₁₅の間の動作を規定のパル
ス数出力が完了する迄続ける。

規定のパルス数出力が完了した時第７図ロに示
すようにパルス信号ｂが一定の周期Ｔの間に出力
された事になる。

そしてステツプP₇にもどり、ステツプP₇以下の
動作を繰り返し、従装置６は主装置２に適合した
タイミングと速度で動く。

なお第１１図イは上記の説明のようにテーブル
参照方式制御フロー図であるが、Ｐ―ROM(B)１
６にパルス間隔タイムデー演算プログラムを記憶
させておけばMPU１３はこの演算プログラムに
従つて一定周期Ｔ間のパルス間隔タイムデータを
生成しこのデータを基に速度パルス信号ｂを駆動
回路５に出力し、第１１図イと同等の制御が行え
る。

次に第１１図ロにつきこの演算プログラムにつ
いて簡単に説明する。

パルスモータの速度曲線が第７図イに示すsin
曲線の場合を例にパルス間隔タイムデータ作成方
法を示す。

第７図イはθの値が−π≦θ≦πの範囲とす
る。cos曲線で示してもよい。

これを第１２図イ，ロに示す。

第１２図イで斜線で示す部分の面積Ｓはパルス
モータの移動量を意味する。ここで一定周期Ｔ毎
に出力するパルス数をｎとし、上記面積Ｓをｎ等
分した微小面積をS₁，S₂，……，Snとし、その
時のθの値をθ_１，θ_２，…，θｎ（＝π）とす
ると（第１２図ロ）、第７図ロで示す速度パルス
信号の間隔時間t₁，t₂……，ｔ_oとθ_１，θ_２…
…，θｎ（＝π）には、 t₁：t₂：……：ｔ_o＝｛θ_１−（−π）｝：（θ_２−θ_１）：……：（π−θ_o-1）の関係がある。

即ち、｛θ_１−（−π）｝，（θ_２−θ_１）， ……，（π−θ_o-1）は第７図ロ示の速度パルス間隔の比を示してい
る。

従つてθ_１，θ_２，……θ_o（＝π）を求める演算プログラムをＰ―ROM(B)１６に記
憶させておけばMPU１３はステツプP₈′でこの演
算プログラムに従つてパルス間隔タイムデータを
演算する。

この演算式を簡単に示すと、第１２図イの面積
ＳはＳ＝∫〓₋〓（１＋cosθ）ｄθ である。

Ｓをｎ等分すると ∫〓_１−〓（１＋cosθ）ｄθ ＝∫〓_２〓_１（１＋cosθ）ｄθ 〓＝∫〓〓_o-1（１＋cosθ）ｄθ ＝１／ｎ∫〓₋〓（１＋cosθ）ｄθ これからθ_１，θ_２，……，θ_o-1を求め、それ
を基に速度パルス信号の間隔時間t₁，t₂，……，
ｔ_o-1を求めると次のようになる。

t₁＝（θ_１＋π）Ｔ／２π t₂＝（θ_２−θ_１）Ｔ／２π ：：ｔ_o-1＝（θ_o-1−θ_o-2）Ｔ／２π 第８，９図は本発明を適用した具体的装置の２
例を示すもので、第８図は直線式のカツプ充填装
置、第９図は回転式のカツプ充填装置を示す。

第８図示のように前記速度パルス信号ｂによつ
て第８図ロ示のパルスモータ７ｘを第７図イ示の
ような速度で間歇的に駆動する。これによつてコ
ンベヤ３０は第８図イにおいて時計方向（右方
向）に間歇的に一定ピッチずつ作動し、カツプ供
給装置２ａの真下の位置でカツプ３１が１つずつ
コンベヤ３０上に供給され、次に充填装置２ｂの
真下の位置で液体３２が充填され、次に蓋供給装
置２ｃの真下の位置で蓋３３が供給され、充填が
完了するものである。而して前記パルスモータ７
ｘによるコンベヤ３０の動き及び主装置２ａ，２
ｂ，２ｃの動きは夫々エンコーダ１及び２１によ
つて位置が検出され、速度検出装置９によつて速
度が検出され、コンピユータ４に参照信号ａ，
ｃ，ｅとして送られるものである。従つてパルス
モータ７ｘは装置２ａ，２ｂ，２ｃと同期して正
確なタイミングと速度でコンベヤ３０を一定ピツ
チずつ間歇的に作動することができるものであ
る。

第９図においては前記速度パルス信号ｂによつ
て第９図ロ示のパルスモータ７ｙを間歇的に一定
角度（図示のものは60゜）ずつ駆動し、その軸４
０に取着けたインデツクステーブル４１は第７図
イ示のような速度で第９図イにおいて時計方向に
60゜ずつ間歇的に回動する。このインデツクステ
ーブル４１上に等角度間隔に設けた６個の挟み状
のホルダ４２，４２，……は順次タイミングスパ
イラル装置２ｄにより送られたカツプ４３を保持
し、このカツプ４３内には次の第９図ロ示の充填
装置２ｅの真下の位置で液体４４が充填され、次
の停止位置で図示しないシール装置でカツプ４３
上にはアルミ箔がシールされ、次の第９図ロ示の
蓋供給装置２ｆの真下の位置で蓋４５が供給さ
れ、次の停止位置でカツプ４３はターレツト装置
２ｇにより取り出されるものである。而して前記
パルスモータ７ｙによるインデツクステーブル４
１の動き及び主装置２ｄ，２e.２ｆの動きは夫々
エンコーダ１及び２１と速度検出装置９によつて
検出され、参照信号ａ，ｃ，ｅとしてコンピユー
タ４に送られるものである。従つてパルスモータ
７ｙは装置２ｄ，２ｅ，２ｆと同期して正確なタ
イミングと速度でインデツクステーブル４１を一
定角度ずつ間歇的に駆動することができるもので
ある。

前記第８，第９図示の実施例では速度パルス信
号ｂによりパルスモータ７ｘ或いはパルスモータ
７ｙを作動しているが、その代わりに直流モータ
を作動するようにしてもよい。

また、間歇駆動の加速度曲線は第７図イに相当
する第１０図イ示のsin曲線のみならず、ロ示の
台形曲線、ハ示の三角波状曲線にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、従装置を駆動す
るモータを一連の速度パルス信号で駆動するよう
にしているので、カム、リンク等の複雑な機構を
用いることなく、各種の機械を間歇駆動すること
ができ、安価かつ迅速に提供できると共にその一
連の速度パルス信号を発生するコンピユータのプ
ログラムを書き込んであるＰ―ROM(B)１６素子
を交換することによりタイミング時間、速度、周
期等の各種の変更に対して容易に適応することが
できるものである。

即ち、従来の機械的インデツクス装置では、装
置の入力軸は連続回転し、出力軸が間歇運動をす
るが、この時カム割付角（インデツクス角）、停
留角、ストツプ数、更には加速度曲線等は１つの
装置固有のものであり、ある装置を選定後、当初
の予定とは違つた例えば、ストツプ数、加速度曲
線に変更をしようとすると、インデツクス装置、
更にはそれに付随する機構部分をも設計変更しな
ければならなかつた。斯かることから、その実現
の希求する所に於いて、大変に面倒になり、実際
問題として殆どの人が手を拱く外なかつた。

然るに本願装置に於いては、この様な煩雑さが
全くなく、パルスモータの駆動トルク範囲内であ
れば、インデツクス角、停留角、ストツプ数、加
速度曲線等は小さな素子であるＰ―ROM(B)１６
を交換することで、自由に変更出来、非常にフレ
キシビリテイに富んだもので、従来のカム駆動に
おける慣性モーメント等によつて生ずる各機械武
品の衝撃、破損等を防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概要を示すブロツ
ク図、第２，第３，第４，第５図はそのコンピユ
ータの各部の回路図、第６図はその駆動回路を示
す配線図、第７図イは本発明による間歇駆動回路
の速度曲線を示すグラフ、ロはその速度パルス信
号ｂのグラフ、第８図イはその実施例である充填
装置の正面図、ロはイのＡ―Ａ線断面図、第９図
イは同他の充填装置の平面図、ロはイのＢ―Ｂ線
断面図、第１０図イ，ロ，ハはその加速度曲線の
３つの例を示すグラフ、第１１図イは速度パルス
信号ｂを記憶した場合のコンピユータのフロー
図、ロは速度パルス信号ｂを演算する場合のコン
ピユータのフロー図、第１２図イ，ロはその場合
の変数の説明図である。１……エンコーダ、２……主装置、ｂ……速度
パルス信号、４……手段、６……従装置、７……
モータ、７ｘ，７ｙ……パルスモータ、１６……
Ｐ―ROM(B)。

Claims

【特許請求の範囲】１運動する主装置と、この主装置を基準として
間歇運動される従装置とよりなり、この主装置の
速度と位置を検出するエンコーダと、このエンコ
ーダの入力を受けて制御する間歇速度の波形の値
に比例して密度が変わる従装置間歇駆動用の一連
の速度パルス信号を発生するデータ又はその演算
プログラムを記憶している交換可能なＰ―ROM
(B)を有する手段と、前記速度パルス信号により前
記従装置を前記主装置のタイミングと速度と加速
度とに適合して駆動するモータとよりなる間歇駆
動装置。２前記モータはパルスモータである特許請求の
範囲第１項記載の間歇駆動装置。３前記モータは可変速度制御直流モータよりな
る特許請求の範囲第１項記載の間歇駆動装置。