JPS625798Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は工作機械、典型的には、プレスに対
して、帯材を予め設定された長さ（以下送り量と
いう）づつ間欠的に供給するためのロールフイー
ド装置の改良に関するものである。

従前から、送り量を表わすデジタル符号を可逆
カウンタにプリセツトし、実際にローラでもつて
送り出された帯材の送り量に対応するパルス数の
パルス列を帯材の送りに合せて回転するロータリ
ーパルスエンコーダから得て、これを可逆カウン
タに供給し、プリセツトされたデジタル符号から
実際の送り量に対応するパルス数を減算して、可
逆カウンタの内容が零になるまでローラ駆動用モ
ータに通電して、帯材を送り続けることにより、
実際の送り量がプリセツトされた送り量に等しく
なるように、ローラ駆動用モータを正逆回転させ
て、適正送り量を追い求めるフイードバツク制御
ループを備えたロールフイード装置が多用されて
いる。

かかる従前のフイードバツク制御ループを備え
たロールフイード装置では、ロールが停止する直
前まで、ローラ駆動用モータは通電されていて、
適正送り量を追い求めているので、たとえ、ロー
ラがオーバーランニングしても、直ちに逆回転し
て、可逆カウンタにプリセツトされた送り量に等
しい送り量になるまで帯材を後退させる。

更には、帯材に生じた緩みによつてループが形
成されていても、ループの重量により帯材が送り
方向とは逆の方向に引張られて後退し、ついに
は、工作機械から離脱してしまうこともない。す
なわち、フイードバツク制御は停止に際してロー
ラのブレーキとしても効果的に作用しているもの
である。

而して、上記従前のロールフイード装置を送り
量の途中にて、非常停止させるに際しては、別途
ブレーキ装置を付設しない限り、フイードバツク
制御ループが必要であるので、ローラ駆動用モー
タに対する給電を断つことは不都合である。

そこで、非常停止に際して、可逆カウンタに零
をセツトすることにより、フイードバツク制御を
伴つてローラが停止する状態を応急的に作り出す
ことがしばしば行われている。

しかしながら、このように可逆カウンタに零を
セツトすると、非常停止の時点における可逆カウ
ンタの内容、すなわち、非常停止に遭遇した１回
の送り量のうちの残りの送り量に関する記憶が消
滅してしまうので、非常停止の後、再び帯材送り
を開始する際には、残りの送り量を目視による手
作業でもつて送り出さなければならないものであ
つた。

かかる作業は煩雑であるばかりか、残りの送り
量を正確に送り出すことが困難であるので、作業
時間と帯材のロスを生じ、生産能率を低下させる
という欠点があつた。

この考案の目的は、上記従来技術に基づく非常
停止後の再始動の問題点に鑑み、可逆カウンタの
ほかに一時記憶回路を設けて、非常停止の時点に
おける可逆カウンタの内容を待避させることによ
り、上記欠点を解消し、非常停止後の再始動に際
して、自動的に残りの送り量を送り出すことがで
き、而して、作業時間と帯材のロスを低減するこ
とができる優れたロールフイード装置を提供せん
とするものである。

この目的を達成するために、この考案は、記憶
指令信号により可逆カウンタが出力する残り送り
量符号を一時的に記憶する一時記憶回路と、一時
記憶回路が出力する残り送り量符号と可逆カウン
タがローラ駆動用モータの停止後に出力する残留
偏差量符号とを加算する加算器と、通常運転時に
は、送り量設定器が出力する基準送り量符号を、
非常停止後の再始動時には、加算器が出力する修
正送り量符号を、択一的に選択して、可逆カウン
タに供給するデータセレクタと、非常停止時に
は、一時記憶回路に対して記憶指令信号を供給し
た後、直ちに、可逆カウンタにクリア信号を供給
する制御回路とを設けたことを特徴とする。

この考案の構成及び動作を図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。

第１図は、この考案の一実施例の構成を示すブ
ロツク図であり、デジタルスイツチ等から成る送
り量設定器１から基準送り量符号C₁を出力する
出力端子は、データセレクタ２の第一の入力端子
Ａに接続され、データセレクタ２には、可逆カウ
ンタ３が接続され、可逆カウンタ３には、モータ
駆動回路４が接続され、モータ駆動回路４からモ
ータ駆動信号C₂を出力する出力端子はローラ駆
動用モータ５に接続される。ローラ駆動用モータ
５の動力軸５ａは適宜の伝達手段５ｂでもつてロ
ーラ５ｃに連結される。

ローラ５ｃに挾持されて送られる帯材５ｄには
帯材５ｄの送りに合わせて回転し、送り量に対応
するパルス数のパルス列を出力するロータリーパ
ルスエンコーダ６ａのローラが当接され、このロ
ータリーパルスエンコーダ６ａと帯材の送り方向
を検知して送り方向信号を出力する方向弁別回路
６ｂとでもつて送り量検出器６が形成される。送
り量検出器６から送り量信号C₃を出力する出力
端子は可逆カウンタ３のクロツク端子CLKに、
送り方向信号C₄を出力する出力端子は可逆カウ
ンタ３の加減算制御端子CONTに、それぞれ接続
される。

また、可逆カウンタ３から残り送り量符号C₅
を出力する出力端子は一時記憶回路、典型的に
は、ラツチ回路７の入力端子と加算器８の第一の
入力端子Ａにそれぞれ接続され、ラツチ回路７の
出力端子は加算器８の第二の入力端子Ｂに接続さ
れる。そして、加算器８から修正送り量符号C₆
を出力する出力端子はデータセレクタ２の第二の
入力端子Ｂに接続される。

更に、制御回路９は、入力端子にリセツトスイ
ツチS₁、非常停止スイツチS₂が接続された第一の
フリツプフロツプ９ａと、第一のフリツプフロツ
プ９ａのセツト出力端子Ｑに、相互に連動する送
り指令スイツチS₃，S₃′を介して、その入力端子
が接続された第二のフリツプフロツプ９ｂと、第
二のフリツプフロツプ９ｂのリセツト出力端子
に接続された第一の単安定マルチバイブレータ９
ｃと、それに後続する第二の単安定マルチバイブ
レータ９ｄと、第一のフリツプフロツプ９ａのリ
セツト出力端子に接続された第三の単安定マル
チバイブレータ９ｅと、それに順次に後続する第
四、第五の単安定マルチバイブレータ９ｆ，９ｇ
と、第三、第四の単安定マルチバイブレータ９
ｅ，９ｆの出力端子のそれぞれがその入力端子に
接続されたオアゲート９ｈとから成り、第一の単
安定マルチバイブレータ９ｃからロード信号C₇
を出力する出力端子は可逆カウンタ３のロード端
子LDに、第五の単安定マルチバイブレータ９ｇ
からクリア信号C₈を出力する出力端子は可逆カ
ウンタ３のクリア端子CLにそれぞれ接続され、
更に、第二の単安定マルチバイブレータ９ｄから
クリア信号C₉を出力する出力端子はラツチ回路
７のクリア端子CLに、第四の単安定マルチバイ
ブレータ９ｆからクロツク信号C₁₀を出力する出
力端子はラツチ回路７のクロツク端子CLKにそ
れぞれ接続される。

モータ駆動回路４はDAコンバータ４ａと、そ
れに後続する関数変換アンプ４ｂと、更に、それ
に接続するサーボアンプ４ｃとから成り、関数変
換アンプの制御端子はオアゲート９ｈから停止信
号C₁₁を出力する出力端子に接続される。

データセレクタ２の制御端子A′，B′には、相
互に連動するデータ切換スイツチS₄，S₄′が接続
される。

なお、１０はローラ駆動用モータ５の動力軸５
ａに連結されたタコジエネレータであつて、ロー
ラ駆動用モータ５の回転速度に比例する速度信号
C₁₂をサーボアンプ４ｃからのモータ駆動信号C₂
に合流させることにより、マイナー制御ループを
形成して、全体の制御動作の応答特性を改善する
ためのものである。第２図〜第３図は、上記構成
の要部の波形を示すタイムチヤートである。

上記の構成において、先ず、通常運転の動作を
説明すれば以下の通りである。

通常運転に際しては、データ切換スイツチS₄が
開成し、データ切換スイツチS₄′が閉成してい
て、データセレクタ２の第一の制御端子A′に
「１」、そして、第二の制御端子B′に「０」が供給
されるので、データセレクタ２の第一の入力端子
Ａに供給されている入力信号がその出力端子に現
われる。

而して、操作者が送り量設定器１のデジタルス
イツチ等を操作して予め設定した１回の帯材５ｄ
の送り量を表わす基準送り量符号C₁は、データ
セレクタ２を介して可逆カウンタ３の入力端子に
導かれる。

次に第２図ａに示すように、送り指令スイツチ
S₃，S₃′を手動操作にて、あるいは、図示しない
プレスのラム等に連動して開閉成し、第二のフリ
ツプフロツプ９ｂを「１」にセツトすると、その
リセツト出力はｂに示すように「１」から「０」
に反転し、更に、ｃに示すように、この反転でト
リガされた第一のマルチバイブレータ９ｃは準安
定状態に移行し、特定の準安定期間中「１」にな
る。この「１」をロード信号C₇として受けて、
可逆カウンタ３は入力端子に供給されている基準
送り量符号C₁をロードする。即ち、基準送り量
符号C₁が可逆カウンタ３にプリセツトされる。

可逆カウンタ３の出力端子に現われた残り送り
量符号C₅はモータ駆動回路４に供給され、DAコ
ンバータ４ａでもつて残り送り量符号C₅に直線
的に対応するアナログ電圧C₁₃に変換され、更
に、このアナログ電圧C₁₃はローラ駆動用モータ
５の停止状態付近での特性改善を図るべく関数変
換アンプ４ｂでもつて特定の関数、典型的には、
ルート関数に従う速度信号C₁₄に変換されて、サ
ーボアンプ４ｃに供給される。

サーボアンプ４ｃは速度信号C₁₄を増幅してモ
ータ駆動信号C₂としてローラ駆動用モータ５に
供給し、速度信号C₁₄に応じた速度でこれを回転
させて、共に回転するローラ５ｃでもつて帯材５
ｄを前方に送り出す。

帯材５ｄが前方に送り出されると、ロータリー
パルスエンコーダ６ａは帯材５ｄの送り量に対応
するパルス数から成る正極性のパルス列を方向弁
別回路６ｂに供給し、方向弁別回路６ｂはパルス
列の極性を弁別してこれが正極性であるので、
「０」の送り方向信号C₄を可逆カウンタ３の加減
算制御端子CONTに供給して、これを減算モード
にする。

更に、方向弁別回路６ｂはパルス列を整形して
ノイズ成分を除去してから、送り量に対応する数
のパルスから成る送り量信号C₃を可逆カウンタ
３のクロツク端子CLKに供給するので、可逆カ
ウンタ３はプリセツトされた基準送り量符号C₁
から実際の送り量に対応するパルス数の送り量信
号C₃を減算して行く。

このようにして、可逆カウンタ３の内容が零、
即ち、速度信号C₁₄、モータ駆動信号C₂が零にな
るまで、ローラ駆動用モータ５が回転して送り量
設定器１にて設定された送り量だけ帯材５ｄを送
り出すものである。

そして、可逆カウンタ３の内容が零になつた時
点で、ローラ駆動用モータ５が直ちに停止でき
ず、ローラ５ｂ等の慣性によりオーバーランニン
グを生じ、帯材５ｄが設定された送り量以上に送
り出された場合には、減算モードで作動する可逆
カウンタ３に対してプリセツトされた基準送り量
符号C₁が表わす数値以上の送り量信号C₃が送り
量検出器６から供給されることとなるので、可逆
カウンタ３の内容が負の値となり、速度信号
C₁₄、モータ駆動信号C₂も負極性となる。

而して、ローラ駆動用モータ５が逆転して、設
定された送り量となるまで帯材５ｄを後退させ
る。

このとき、帯材５ｄの送り方向が逆転するの
で、方向弁別回路６ｂはこれを検知して「１」の
送り方向信号C₄を可逆カウンタ３に供給してこ
れを加算モードで作動させ、負の値となつている
内容に帯材５ｂの後退に伴う送り量信号C₃を加
算して零に近づけるように計数させる。

また、可逆カウンタ３の内容が零になつた時点
で帯材５ｄに形成された図示しないループからの
張力等により、帯材５ｄが後退した場合には、上
記同様に可逆カウンタ３が加算モードで作動し
て、一旦零となつた可逆カウンタ３の内容に帯材
５ｄの後退に伴う送り量信号C₃を加算すること
となるので、可逆カウンタ３の内容は今度は正の
値となり、これを零にすべくローラ駆動用モータ
５は正転を開始して、帯材５ｄを前進させ、後退
分を補償して、設定された送り量の位置までこれ
をもどす。

かかるローラ駆動用モータ５の正逆回転を伴う
フイードバツク制御動作により帯材５ｄの実際の
送り量は送り量設定器１に設定された送り量を追
い求めることとなり、常に両者の正確な一致が確
保されるものである。

次に、非常停止の動作を説明すれば以下の通り
である。

非常停止に際しては、手動操作、あるいは、他
の図示しない要素との連動により、非常停止スイ
ツチS₂を閉成すると、第一のフリツプフロツプ９
ａがセツトされ、第３図ａに示すように、そのリ
セツト出力が「１」から「０」に反転し、ｂに示
すように、第三の単安定マルチバイブレータ９ｅ
がトリガされて準安定状態となり、以下同様にし
て、パルスデイストリビユータを形成する後続の
第四及び第五の単安定マルチバイブレータ９ｆ，
９ｇは順次に準安定状態に移行し、ｃ及びｄに示
す出力パルスを生成する。

そして、オアゲート９ｈからは第三及び第四の
単安定マルチバイブレータ９ｅ，９ｆの出力の論
理和としてｅに示す波形の停止信号C₁₁が得られ
る。

そこで、先ず、ｅに示すオアゲート９ｈが出力
する停止信号C₁₁を受けて関数変換アンプ４ｂは
入力信号に無関係に速度信号C₁₄を零にする。

而して、サーボアンプ４ｃからのモータ駆動信
号C₂も零となり、ローラ駆動用モータ５は慣性
により惰行しつつ急速に減速する。

この減速が完了して、ローラ駆動用モータ５が
停止状態に近づいた頃、第３図ｃに示すように、
第四の単安定マルチバイブレータ９ｆが準安定状
態となり、ラツチ回路７のクロツク端子CLKに
クロツク信号C₁₀が供給されるので、可逆カウン
タ３の出力信号、即ち、非常停止スイツチS₂を閉
成した後、第三の単安定マルチバイブレータ９ｅ
の準安定時間を経過した時点における残りの送り
量を表わす残り送り量符号C₅がラツチ回路７に
記憶される。

上記記憶の完了に必要な第四の単安定マルチバ
イブレータ９ｆの準安定時間が経過すると、直ち
に第３図ｄに示すように、第五の単安定マルチバ
イブレータ９ｇが準安定状態となり、可逆カウン
タ３のクリア端子CLにクリア信号C₈が供給され
るので、可逆カウンタ３の内容は零となる。同
時、第３図ｆに示すように、第四の単安定マルチ
バイブレータ９ｆの準安定状態からの復帰に伴つ
て、オアゲート９ｈが出力する停止信号C₁₁も
「０」となるので、関数変換アンプ４ｂは通常の
動作に復帰し、可逆カウンタ３の内容を零にする
ような送り量を求めてフイードバツク制御が作用
することは前述の通りである。

しかし、一般的に、フイードバツク制御では、
ある程度の不感帯を許容せざるを得ないので、現
実には、可逆カウンタ３の内容を完全に零にする
ことは困難であり、いくらかの残留偏差量を残し
てローラ駆動用モータ５が停止してしまうもので
ある。

続いて、非常停止後の再始動の動作について説
明すれば以下の通りである。

非常停止スイツチS₂が一旦閉成すると、第一の
フリツプフロツプ９ａはセツトされ、そのセツト
出力は「１」となるので、送り指令スイツチS₃，
S₃′の固定接点相互間の電位差が消滅する。

而して、非常停止スイツチS₂を閉成した後は、
送り指令スイツチS₃，S₃′の操作は無効となり、
帯材５ｄが送り出されることはなく、作業の安全
が確保されるものである。

そこで、非常停止後の再始動に際しては、先
ず、リセツトスイツチS₁を閉成すると、第一のフ
リツプフロツプ９ａがリセツトされるので、送り
指令スイツチS₃，S₃′による第二のフリツプフロ
ツプ９ｂのトリガと、第一のフリツプフロツプ９
ａのリセツト出力による第三のマルチバイブレー
タ９ｅのトリガが可能な状態に復帰する。

次に、データ切換スイツチS₄，S₄′を開閉成し
てデータセレクタ２の第一の制御端子A′に
「０」を、そして、第二の制御端子B′に「１」を
供給すると、データセレクタ２の第二の入力端子
Ｂに供給されている入力信号がその出力端子に現
われるので、加算器８の出力信号、即ち、非常停
止に際して、待避させられて、ラツチ回路７に一
時的に記憶された残り送り量符号C₅′と、ローラ
駆動用モータ５の停止後に可逆カウンタ３に残る
残留偏差量を表わす残留偏差量符号C₅″とを加算
器８でもつて加算して得られる修正送り量符号
C₆がデータセレクタ２を通じて可逆カウンタ３
の入力端子に導かれる。

この状態で、送り指令スイツチS₃，S₃′を開閉
成すると、第２図を参照して前述した動作が進行
し、可逆カウンタ３のロード端子LDにロード信
号C₇が供給されるので、修正送り量符号C₆が可
逆カウンタ３にロードされ、これを零にするよう
にフイードバツク制御が作用して、非常停止後の
残り送り量を正確に送り出すことができるもので
ある。

そして、第２図ｄに示すように、第一の単安定
マルチバイブレータ９ｃが準安定状態から復帰す
ると、直ちに、第二の単安定マルチバイブレータ
９ｄがトリガされて、準安定状態に移行するの
で、ラツチ回路７のクリア端子CLにクリア信号
C₉が供給されて、ラツチ回路７はクリアされ、
次回の非常停止に備えられる。残り送り量を送り
出した後にデータ切換スイツチS₄，S₄′を再び操
作して、送り量設定器１からの基準送り量符号
C₁を可逆カウンタ３に供給すれば、通常の動作
状態に復帰するものである。

なお、上記データ切換スイツチS₄，S₄′の操作
を残り送り量の送り出しを検知することにより、
自動的に行なつて、通常の運転状態に復帰する構
成とすることは随意である。

更に、上記実施例では、制御回路９に第三の単
安定マルチバイブレータ９ｅ及びオアゲート９ｈ
を設けて、停止信号C₁₁を生成し、その信号でも
つて関数変換アンプ４ｂが出力する速度信号C₁₄
を零にするような構成を含んでいるが、これらは
必須の構成要素ではなく、省略することができ
る。

その場合には、残り送り量符号C₅がラツチ回
路７にロードされ、可逆カウンタ３がクリアされ
た時点で、一般的には、ローラ駆動用モータ５は
回転を続行しているので、この回転はオーバーラ
ンニングとして処理され、ローラ駆動用モータ５
が停止した後、逆転して補償されることになる。

而して、上記実施例の構成では、第三の単安定
マルチバイブレータ９ｅを設けて、残り送り量の
ラツチ回路７へのロードと可逆カウンタ３のクリ
アの時点を共に遅延させ、オアゲート９ｈを設け
て、その出力信号でもつて上記遅延時間中、速度
信号C₁₄を零にしてローラ駆動用モータ５を停止
させるようにし、換言すれば、ローラ駆動用モー
タ５の停止を待つて前記ラツチ回路７のロードと
可逆カウンタ３のクリアを実行しているので、非
常停止に伴うオーバーランニングとそれを補償す
るための逆転操作を極めて少なくできるという利
点がある。

以上のように、この考案は、一時記憶回路を付
設して、非常停止に際しての可逆カウンタのクリ
アに先がけて、可逆カウンタの内容としての残り
送り量符号を一時記憶回路に待避させるように構
成されているので、可逆カウンタをクリアして、
フイードバツク制御に基づくブレーキ作用を損う
ことなく、非常停止を行ないながらも、非常停止
後に送り出すべき残り送り量の記憶が確保され、
作業停止後の再始動に際しては、何らの手動送り
作業を必要とすることなく、自動的に残り送り量
を送り出すことができるものである。

したがつて、この考案によれば、作業時間と帯
材のロスを大幅に低減させて、作業能率を改善す
ることができるという優れた効果がある。

更に、この考案は、加算器を付設して非常停止
後の再始動に際して、一時記憶回路に待避されて
いる残り送り量と、停止後に可逆カウンタに残留
する残留偏差量とを加算して、修正送り量を算出
し、これを可逆カウンタにプリセツトするように
構成されているので、非常停止に遭遇した場合の
残り送り量を極めて正確に送り出すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の構成を示すブロ
ツク図、第２図及び第３図は第１図に示す構成の
要部の波形を示すタイムチヤートである。 １……送り量設定器、２……データセレクタ、
３……可逆カウンタ、４……モータ駆動回路、５
……ローラ駆動用モータ、５ｃ……ローラ、５ｄ
……帯材、６……送り量検出器、７……ラツチ回
路、８……加算器、９……制御回路、S₁……リセ
ツトスイツチ、S₂……非常停止スイツチ、S₃，
S₃′……送り指令スイツチ、S₄，S₄′……データ切
換スイツチ、C₁……基準送り量符号、C₂……モ
ータ駆動信号C₃……送り量信号、C₄……送り方
向信号、C₅，C₅′……残り送り量符号、C₅″……
残留偏差量符号、C₆……修正送り量符号、C₈…
…クリア信号、C₁₀……クロツク信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 帯材の送り量を表わす基準送り量符号が設定さ
   れる送り量設定器と、送り量設定器が出力する基
   準送り量符号をプリセツトして、帯材の実際の送
   り量を表わす送り量信号を加減算し、非常停止時
   にクリアされる可逆カウンタと、可逆カウンタが
   出力する残り送り量符号に対応するモータ駆動信
   号を出力するモータ駆動回路と、モータ駆動信号
   に応答してローラを正逆回転させて、帯材を前進
   後退させるローラ駆動用モータと、ローラで送り
   出される帯材の送り量と送り方向を検知して、帯
   材の送り量を表わす送り量信号と帯材の送り方向
   を表わす送り方向信号とを可逆カウンタに供給す
   る送り量検出器とを備えたロールフイード装置に
   おいて、記憶指令信号により可逆カウンタが出力
   する残り送り量符号を一時的に記憶する一時記憶
   回路と、一時記憶回路が出力する残り送り量符号
   と可逆カウンタがローラ駆動用モータの停止後に
   出力する残留偏差量符号とを加算する加算器と、
   通常運転時には、送り量設定器が出力する基準送
   り量符号を、非常停止後の再始動時には、加算器
   が出力する修正送り量符号を、択一的に選択し
   て、可逆カウンタに供給するデータセレクタと、
   非常停止時には、一時記憶回路に対して記憶指令
   信号を供給した後、直ちに、可逆カウンタにクリ
   ア信号を供給する制御回路とを設けたことを特徴
   とするロールフイード装置。