JPS62285682A - ロ−ルフイ−ダを駆動するサ−ボモ−タのパルス列制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明はロールフィーダを駆動するサーボモータのパル
ス列制御方法に関するものである。

（従来の技術） ロールフィーダは、定寸送りすべき帯条部材等の被送出
部材を一対のフィードローラで挾圧し、フィードローラ
を所定量回転させることによって被送出部材を定寸ずつ
送り出すものである。

このロールフィーダのフィードローラを駆動する機構と
しては、メカニカルなもの、サーボモータを用いるもの
等がある。

メカニカル駆動によるものは、クランク軸の回転をカム
等によってレバーの軸回揺動運動に変換し、このレバー
の軸回揺動運動によってローラを一方向に所定量だけ回
転駆動するようにしている。

またサーボモータを用いるものは、その出力軸にとりつ
けたパルスジェネレータからのパルス信。

号をサーボモータの駆動回路にフィードバックする方式
により、サーボモータの回転量、ひいてはフィードロー
ラの回転量を正確に一定のものとなるように制御してい
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記メカニカル駆動によるもの、サーボ
モータを用いるもののいずれにあっても、それぞれ次の
ような問題点を有している。

すなわち、メカニカル駆動によるものにあってはストロ
ーク調整機構が複雑なものとなるばかりか、レバーの軸
回揺動運動によってフィードローラを一方向に回転駆動
するものであるので、長ストロークの送りには不向きで
ある。

これに対してサーボモータを用いたものにあっては長ス
トロークの送りには好適であるが、被送出部材の送りの
加減速は専らサーボモータの特性に依存しているため、
サーボモータおよびフィードローラの回転量は上記のご
とく正確に制御はしうるものの、フィードローラの回転
立ち上がり時と停止時に慣性力によってフィードローラ
と帯条部材との間にすべりが生じ易く、送り精度が確保
できない問題点がある。フィードローラの加圧力を上げ
て、すべりを押さえる事も考えられるが、被送出部材の
変形等の問題があり、この加圧力にも限界がある。この
ためフィードローラの回転速度全体を落とすか、あるい
はフィードローラの回転立ち上がり時および停止時の所
要時間を延ばすことによって慣性力を緩和するなどする
必要があり、結局全体としての送り速度が低下する不具
合がある。

そこで本発明は上記サーボモータを用いるものの改良に
係り、その目的とするところは、フィードローラの回転
の立ち上がり時および停止時にフィードローラと帯条部
材との間にすべりがほとんど生じることがな（、送り精
度の向上が図れると共に、全体としての送り速度も可能
な限り向上させ得るロールフィーダを駆動するサーボモ
ータのパルス列制御方法を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達するため本発明は次の構成を備える。

すなわち、パルス駆動されるサーボモータによりフィー
ドローラを間欠回転駆動して帯条部材等の被送出部材を
定寸送りするロールフィーダの制御方法において、回転
立ち上がり時と停止時の加減速領域における前記サーボ
モータの加減速曲線が適当なカム曲線式に沿うように前
記領域におけるパルス時間間隔を制御し、被送出部材の
送り設定ストロークに対して前記領域におけるパルス数
が不足するときは、該不足分に応じて、前記加減速領域
間におけるパルス時間間隔を、前記加速領域で到達した
最高パルス周波数に対応する時間間隔に制御することを
特徴とするロールフィーダを駆動することを特徴とする
。

（実施例） 以下には本発明における好適な実施例をその作用と共に
詳述する。

パルス駆動されるサーボモータを用いたロールフィーダ
において、被送出部材を精度よく定寸送りするには、前
述のごとくサーボモータの回転量は、フィードローラの
実際の回転角をパルスジェネレータで検出してサーボモ
ータの駆動系にフィトバックする方式を採用することに
よって正確に制御されるから、フィードローラと被送出
部材との間のすべりを極力解消するのが重要なポイント
となる。

このフィードローラと被送出部材との間のすべりをなく
すには、フィードローラの回転の急激な立ち上がり、フ
ィードローラの回転の停止時の急激な制！ＩＩＩｊを避
けるようにする必要がある。すなわち、フィードローラ
の回転によって被送出部材が送出されるのは、フィード
ローラ外表面と被送出部材との間の摩擦力によるもので
あるが、フィードローラの回転立ち上がり時や停止時に
は、被送出部材の慣性負荷があることから、フィードロ
ーラの回転を急激に立ち上げたり停止したりすると被送
出部材の慣性力がフィードローラと被送出部材との間の
摩擦力を上回り、フィードローラが空転してすべりを生
じるからである。

そこで本発明においては、サーボモータ（フィードロー
ラ）の回転立ち上がり時に、サーボモータの回転速度を
徐々に立ち上げて加速すると共に、サーボモータの停止
時に、サーボモータの回転速度を徐々に下げて減速する
のである。そしてこのサーボモータの加減速は所定のカ
ム曲線式に沿うように制御する。このカム曲線式はサー
ボモータの回転立ち上がりおよび立ち下がり時には、被
送出部材の慣性力が前述のフィードローラと被送出部材
との間の摩擦力を常に上回らない範囲の加速度で、かつ
一定の回転速度に達するまで、および一定回転速度から
完全停止するまでの所要時間が短く、また被送出部材の
振動を防ぐ意味で加速度の変化率（ＩＮ動係数）の変化
がなめらかなものが選択される。このカム曲線式は後記
のように変形正弦曲線あるいはサイクロイド曲線のよう
な正弦系の曲線が良好であった。

上記の加減速間においてはサーボモータの回転速度は等
速になるように制御される。

第１図はサーボモータの速度制御図の（カム曲線に対応
する）−例を示す。

図中Ａの領域は加速領域、Ｂの領域は等速領域、Ｃの領
域は減速領域である。

速度曲線内の面積が被送出部材の送り量（ストローク）
になる。

本発明においては、加速領域Ａと減速領域Ｃにおけるサ
ーボモータの速度曲線は所定のカム曲線で固定する。具
体的には、サーボモータの速度が上記両頭域で所定のカ
ム曲線に沿うように、サーボモータを駆動するパルス列
を設定しておくのである。パルス時間間隔変化（パルス
周波数変化に対応する）がサーボモータの速度変化にそ
のまま対応する。

第２図は、第１図のカム曲線に対応するパルス列を模式
的に示す。加速領域Ａに対応するパルス列は、サーボモ
ータの速度を徐々に立ち上げるため、パルス列の時間間
隔を徐々に小さくしている（周波数小−周波数大）。

また減速領域Ｃに対応するパルス列は、逆にパルス列の
時間間隔を徐々に大きくしている（周波散大−周波数−
小）。等速領域Ｂにおいては、加速領域Ａで到達した最
高周波数を維持している。

前記したように、加速領域Ａ、減速領域Ｃの速度曲線は
所定のカム曲線に沿うように固定される。

したがって両頭域での被送出部材の送りストロークは一
定となる。該領域での送りストロークでは被送出部材の
設定送りストロークに足りない場合には、等速領域Ｂの
パルス数を増減して調整する。

サーボモータの駆動はコンピュータ制御される。

第３図は、制御ブロックダイヤグラムである。

パルス発生間隔の時間データは、中央のＲＯＭｌ０に記
憶されており、アドレスカウンタ１１の示す番地のデー
タが、タイムカウンタ１２にプリセットされるようにな
っている。切断プレスの同期軸につけられたセンサー等
から送りスタート信号をもらうと、最初の時間データが
タイムカウンタ１２にセットされ、はぼ同時にクロック
パルスのカウントを開始する。例えばクロックパルスの
周波数はｉＭＨｚで、・１パルスは１μｓｅｃに相当す
る。

このカウントがセットされた時間データに達すると、駆
動パルスが１つ発生し、サーボモータ１３を１　／１０
０００回転させる。タイムカウンタ１２のタイムア・ノ
ブと同時に、アドレスカウンタ１１にも信号を出し、番
地を１つ進め同様な動作をくりかえず。アドレスカウン
タ１１が加速部分の最終番地＋１になると、タイムカウ
ンタからのＮＥＸＴ信号は、アドレスカウンタ１１は通
らず、パルスカウンタ１４に入り、タイムカウンタ１２
に進む。

従って、番地は進まず、タイムカウンタ１２は、加速部
最後のデータを常に読み込んで、駆動パルスを発生させ
る。パルスカウンタ１４には、デジタルスイッチで設定
された切断長から最低送り長を減じたパルス数がマイコ
ン（ＣＰＵ）１５によって計算され、プリセントしてあ
り、ＮＥＸＴ信号のカウントがその値になるまでサーボ
モータ１３は曲線の最高周波数で回転する。パルスカウ
ンタ１４が、設定値に達すると、ＮＥＸＴ信号は再びア
ドレスカウンタ１１の番地を１つずつ進めながら減速部
分に入り、ＲＯＭｌ０中のデータ終了記号を読むまで、
加速部分と同様な動作をくりかえす。

表１は、各種カム曲線を選定して、被送出部材として金
属帯条材を定寸送りして所定長さに切断した際の送り精
度を調べたものである。

なお設定切断長（ストローク）は１３２．２０ｍｍ、サ
ンプリングは１００　シートから３０シートをランダム
抽出した。また等速度曲線とは、サーボモータのモータ
特性に応じて、何らの制御もせずに回転させた場合をい
う。

他のカム曲線式は無次元化表示された曲線式（近似式）
が決定されており、係数Ｔａ　％　Ｔｂを決定すること
で形状が決まる。上記のサイクロイド、変形台形、変形
正弦、変形等速度、トラペクロイドは係数をそれぞれ、
Ｔａ　＝　１／８　；　Ｔａ　＝１／８；Ｔａ　−１／
１６．　Ｔｂ　＝１／４；Ｔａ　＝１／８を使用した。

なお、実変位Ｓ、実速度■、実加速度ａは、実最大変位
りと最大変位に達する実時間ｔｈを決めれば次式により
求まる。

ｓ＝ｈ　−ｓ　’ ■＝□・Ｖｌ ｔｈ ａ　　＝　−°　ａ 速度、加速度を示す） 上記実施例においては、最大変位りを４７７４パルス、
時間ｔｈを０．１６４秒に設定した。

また低速変形台形はｈ＝４７７４パルス、ｔｈ　＝　０
．１９６秒、低速変形正弦はｈ　＝’４７７４パルス、
ｔｈ　＝　０．１８８秒に設定した。

第４図（ａ）（ｉ）は、上記の測定結果の棒グラフを示
す（曲線（ａ）が図の符合（ａ）に対応する）。

上記から明らかなように、曲線としてサイクロイド曲線
、変形正弦曲線等正弦系の曲線がバラツキ（標準偏差値
）の小さな好結果を得た。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、適当なカム曲線式を選定
することによって、フィードローラと被送出部材との間
のすべりをなくして、被送出部材を精度よく定寸送りす
ることができるばかりでなく、フィードローラの加圧力
も下げられるから、モータ容量も小さくてすみ、被送出
部材の変形もさけることができる。またサーボモータの
加減速領域を適当なカム曲線式に沿うようにパルス列を
固定し、該パルス数ではストローク不足の際は加減速領
域の中間の領域を、加速領域で到達した最高周波数パル
スでサーボモータを等速駆動するようにしたので、被送
出部材の送出ストロークを自在に変更でき、かつ送りの
所要時間も、上述のすべりが生じない範囲で最短に設定
できるという著効を奏する。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは
もちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

第１図はサーボモータの速度制御図の一例であり、第２
図は同速度制御図に対応するサーボモータ駆動パルス列
の概略図を示す。 第３図はサーボモータ駆動回路の制御ブロックダイヤグ
ラム、第４図は種々のカム曲線を採用した際の送り精度
の実測データを示すグラフである。 １０・・・ＲＯＭ、　　１１・・・アドレスカウンタ、
　　１２・・・タイムカウンタ、　　１３・・ンタ、　
　１２・・・タイムカウンタ、　　Ｉ３・・・サーボモ
ータ、　　１４・・・パルスカウンタ、１５・・・ｃｐ
ｕ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パルス駆動されるサーボモータによりフィードロー
   ラを間欠回転駆動して帯条部材等の被送出部材を定寸送
   りするロールフィーダの制御方法において、 回転立ち上がり時と停止時の加減速領域に おける前記サーボモータの加減速曲線が適当なカム曲線
   式に沿うように前記領域におけるパルス時間間隔を制御
   し、被送出部材の送り設定ストロークに対して前記領域
   におけるパルス数が不足するときは、該不足分に応じて
   、前記加減速領域間におけるパルス時間間隔を、前記加
   速領域で到達した最高パルス周波数に対応する時間間隔
   に制御することを特徴とするロールフィーダを駆動する
   サーボモータのパルス列制御方法。 ２、カム曲線式が変形正弦曲線である特許請求の範囲第
   １項記載のロールフィーダを駆動するサーボモータのパ
   ルス列制御方法。 ３、カム曲線式がサイクロイド曲線である特許請求の範
   囲第１項記載のロールフィーダを駆動するサーボモータ
   のパルス列制御方法。