JPS6326634B2 - - Google Patents

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JPS6326634B2
JPS6326634B2 JP55123566A JP12356680A JPS6326634B2 JP S6326634 B2 JPS6326634 B2 JP S6326634B2 JP 55123566 A JP55123566 A JP 55123566A JP 12356680 A JP12356680 A JP 12356680A JP S6326634 B2 JPS6326634 B2 JP S6326634B2
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speed
shaft
sheet
motor shaft
motor
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Haruaki Ootsuki
Hirotake Hirai
Masataka Kawachi
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Koki Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H7/00Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles
    • B65H7/02Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors
    • B65H7/06Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors responsive to presence of faulty articles or incorrect separation or feed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
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    • B65H2403/20Belt drives
    • B65H2403/21Timing belts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Delivering By Means Of Belts And Rollers (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Controlling Sheets Or Webs (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、動力伝達部に弾性体を用いたシート
搬送装置、さらに詳しくは、搬送されるシート上
からの情報の読取りあるいはシート上への情報の
書き込みを行う装置のように搬送されるシートの
位置、速度を精密に制御することが必要なシート
搬送サーボ装置に関する。
シート搬送装置においては、変速を行う必要や
取付上の都合から、動力を発生するアクチユエー
タの軸とシートの搬送を行うシート送り軸とが直
結されておらず、各種の動力伝達機構を介して連
結されている場合がしばしばある。この動力伝達
機構としては歯車、ベルト、チエーン等がある
が、ベルトを使用する場合は弾性体であるベルト
を介して動力が伝達されるため、シート搬送装置
の動特性が大きく影響を受ける。また細長い軸を
介して動力伝達を行う場合には、この軸自体が弾
性体として作用して、そのねじり剛性が低くな
り、前述と同様にシート搬送装置の動特性が大き
く影響を受ける。すなわち、この種のシート搬送
装置においては、動力を発生するアクチユエータ
にその位置信号を検出するエンコーダを設け、こ
のエンコーダによつて検出した位置信号をアクチ
ユエータの入力側にフイードバツクする位置サー
ボ系を備え、これにより位置制御を行つている。
しかし、急加速を行う際には主として動力伝達機
構が有する弾性によつてシート送り軸に振動が発
生することが、実験により確認されている。した
がつてシートの位置、速度を精密に制御しようと
しても、この振動分の誤差によつて、シートを精
密に制御できないという問題があつた。
本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもの
で、動力伝達機構中の弾性体と各軸に付随する慣
性とによつて生じる振動を抑制し、良好なシート
搬送特性を得ることができるシート搬送装置を提
供することを目的とする。
本発明の特徴とするところは、モータのモータ
軸の回転を弾性体伝動機構を介してシートの搬送
を行うシート送り軸に伝達するシート搬送装置に
おいて、シート送り軸とモータ軸のうちいずれか
一方の軸の位置を量子化したパルス列信号として
検出する位置検出手段と、他方の軸の速度をデイ
ジタル値として検出する速度検出手段と、前述の
位置検出手段の出力信号であるパルス列信号を目
標値から減算する第1の減算回路及びこの第1の
減算回路の出力から前記速度検出手段の出力を減
算する並列減算回路である第2の減算回路からな
る比較手段と、この比較手段の出力の符号に応じ
て正符号である間は前記モータ軸に加速運動を引
き起こすための第1の一定電圧を連続的にモータ
に印加し続け、負符号である間は前述のモータ軸
に減速運動を引き起こすための第2の一定電圧を
連続的にモータに印加し続ける操作手段とを備
え、モータ軸の運転を制御して、シート送り軸の
動特性を向上させたものである。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明のシート搬送装置の一例の構成
を示すもので、図において1はシート、2はモー
タである。モータ2のモータ軸3にはドライブプ
ーリ4が固定されている。シート送り軸5はモー
タ軸3と平行に設けられている。このシート送り
軸5のモータ側にはドリブンプーリ6が固定され
ている。このドリブンプーリ6とドライブプーリ
4にはタイミングベルト7が巻き掛けられてい
る。シート送り軸5には一対の下ローラ8が固定
されている。シート送り軸5の上方には上ローラ
軸9が回転可能に設けられている。この上ローラ
軸9には一対の上ローラ10が固定されている。
上ローラ軸9は圧下力を受けており、この上ロー
ラ軸9の上ローラ10と下ローラ8とはシート1
を挾みつつ矢印方向に搬送する。シート1は矢印
方向に搬送されて読取部11を通過する。シート
1はその上方から螢光灯12により照明され、シ
ート1上の情報が読取センサ13により読み取ら
れる。螢光灯12の上部には反射カバー14が設
けられている。シート送り軸5の反モータ側軸端
にはシート送り軸5の回転角を検出するエンコー
ダ15が取付けられ、またモータ2にもモータ軸
3の回転角を検出するエンコーダ16が取付けら
れている。
第2図は本発明のシート搬送装置の制御回路の
構成を示すもので、第2図において、第1図と同
符号のものは同一部分である。第2図において、
一点鎖線で囲んだ部分Wはモータ2および負荷に
相当するものであり、第1図に示した機構部に対
応する部分である。第2図中におけるモータ2の
端子電圧を選択的に切換える操作手段であるオン
オフ要素17の出力は増幅器18において増幅さ
れ破線で示すモータ2および負荷に入力される。
このモータ2および負荷において、モータ2の電
気的一次遅れ要素19、モータ軸3の機械的一次
遅れ要素20およびモータ2の誘起電圧定数要素
21の各ブロツクがモータ2の動特性を表わす。
モータ軸3の角速度ωは積分要素22を通じてモ
ータ軸3の回転角θとなる。また、シート送り軸
5の機械的一次遅れ要素23および積分要素24
がシート送り軸5の動特性を表わす。ドライブプ
ーリ4の半径定数要素25,26、ドリブンプー
リ6の半径定数要素27,28およびタイミング
ベルト7の弾性定数要素29がモータ軸3とシー
ト送り軸5との間に介在するベルト伝動機構の動
特性を示している。前述したモータ軸3の回転角
θはエンコーダ16によつて検出されて入力側に
帰還され、目標回転角θrから、比較手段を構成す
る第1の減算回路において減算されて位置偏差の
値が得られる。一方、速度検出要素30,31は
それぞれエンコーダ16,15からの回転角にも
とづいて速度を検出する。これらの速度検出要素
30,31からの出力は前述した第1の減算回路
からの出力である位置偏差から、比較手段を構成
する並列減算回路である第2の減算回路において
減算され、この第2の減算回路の出力である偏差
が前述の操作手段であるオンオフ要素17の入力
となる。このオンオフ要素17は、前述の第2の
減算回路の出力の符号に応じて、正符号である間
は前述のモータ軸3に加速運動を引き起こすため
の第1の一定電圧を連続的にモータ2に印加し続
け、また、負符号である間は、前述のモータ軸3
に減速運動を引き起こすための第2の一定電圧を
連続的にモータ2に印加し続けるものである。
次に速度検出要素30,31の構成の実施例を
第3図〜第6図について説明する。
第3図は速度検出要素30,31の第1の例の
構成を示すものである。この図において、クロツ
ク発振器300は時間の測定基準となるクロツク
パルスを発生する。クロツクカウンタ301はエ
ンコーダ16,15の出力パルスが発生するごと
にクロツクパルスの計数値をレジスタに保持する
とともに、カウンタがリセツトされて計数が再開
される。除算回路302は、クロツクカウンタ3
01内のレジスタに保持された値でエンコーダ1
6,15における量子化の単位量を除算し、速度
を求めて出力する。
第4図は速度検出要素30,31の第2の例の
構成を示すものである。この第2の例において第
3図に示す第1の例と異なる点は、第3図におけ
る除算回路302が読出し専用記憶回路303で
置き換えられている点である。読出し専用記憶回
路303は分数関数の関数形を記憶しており、ク
ロツクカウンタ301のレジスタの内容をアドレ
ス入力として持つている。各アドレスにはクロツ
クカウンタ301の計数値に対応する除算結果、
すなわち分数関数値が記憶されており、読出し専
用記憶回路303のデータ出力には前記分数関数
値すなわち速度が得られる。
第5図は速度検出要素30,31の第3の例の
構成を示すものである。第5図において第3図と
異なる点は、第3図における除算回路302が近
似分数関数発生回路304で置き換えられている
点である。近似分数関数発生回路304は分数関
数を折線近似し、この折線の個々の線分ごとに対
応する加減算回路により近似速度の算出を行い、
この得られた近似速度を出力する。
第6図は速度検出要素30,31の第4の例の
構成を示すものである。この例においては、エン
コーダ16,15からのパルス信号の周波数を電
圧に変換する要素(FV変換器と称す)305に
よつてエンコーダ16,15の出力信号から速度
に比例する電圧を得た後、AD変換器306によ
つて前記の電圧を量子化する。
第7図は本発明の効果を確認した結果のグラフ
である。第7図において、θrは位置目標値の時間
的変化に応じて定まる目標速度、ωはモータ軸3
の角速度、ω2はシート送り軸5の角速度を示す
ものである。また、第7図aはモータ軸の位置の
みを入力側にフイードバツクするサーボ系を備え
た従来のシート搬送装置における起動時の各変数
の時間的変化を示すグラフである。第7図bはモ
ータ2の位置サーボ系にモータ軸3の角速度とシ
ート送り軸5の角速度との2つの速度フイードバ
ツク系を備えた本発明のシート搬送装置における
起動時の各変数の時間的変化を示すグラフであ
る。これらの図を比較すれば、明白である通り、
シート搬送装置の動特性が向上し、シート送り軸
5の角速度ω2が目標角速度θrに忠実になつていく
ことが分かる。一方、搬送されるシート1の運動
はシート送り軸5の運動とほぼ一致することが実
験により確認されている。このため、シート送り
軸5の動特性の向上に伴い、搬送されるシート1
の動特性も向上させることができる。
第8図は本発明のシート搬送装置の他の実施例
の構成を示すブロツク線図である。この図におい
て第1図および第2図と同符号のものは同一部分
である。第8図に示すシート搬送装置は一定の回
転角の範囲内で双方向の運動を行うものである。
第8図において、他の装置から与えられる目標回
転角θrは、ポテンシヨメータ32によつて検出さ
れたモータ軸3の回転角θを減算されて位置偏差
となる。この位置偏差はモータ軸3の速度および
シート送り軸5の速度を減算されて、その差を増
幅器18において増幅し、操作量である端子電圧
uとする。この端子電圧uは符号Wで示す制御対
象であるモータ2および負荷に加えられる。モー
タ軸3の角速度ωはモータ軸3に結合されたタコ
ジエネレータ33によつて検出されるが、シート
送り軸5の角速度ω2は、状態量推定回路34に
おいて、ポテンシヨメータ32の出力から計算さ
れる。状態量推定回路34は、第2図におけるド
ライブプーリ4の半径定数要素25,26、タイ
ミングベルト7の弾性定数要素29、ドリブンプ
ーリ6の半径定数要素27,28、モータ軸3の
機械的一次遅れ要素20および積分要素24の動
特性をアナログ計算回路により模擬するものであ
る。状態量推定回路34において、加算係数要素
341は、ポテンシヨメータ32によつて検出さ
れたモータ軸3の回転角θの符号を反転し−θと
する。加算係数要素342は一方の入力に加算係
数要素341の出力、すなわち−θが、また他方
の入力に積分器343において得られたシート送
り軸5の回転角の推定量θ2が入力される。加算係
数要素342の出力は加算積分器344の一方の
入力に接続されている。加算積分器344の他方
の入力には加算積分器344の出力が帰還されて
おり、この出力はシート送り軸5の角速度ω2
符号を変えた推定値−ω2である。この出力が積
分器343に入力されるとともに、状態量推定回
路34の出力として速度帰還される。この実施例
においては、個々の要素のパラメータの値が得ら
れていれば、シート送り軸5に検出器を設ける必
要がないという特徴をもつものである。
なお上述の実施例、特に第2図に示す実施例に
おいては、モータ軸3の回転角θを入力側に帰還
させているが、シート送り軸5の回転角を入力側
に帰還させてもよい。また、第8図に示す実施例
は状態量推定回路34において、モータ軸3の回
転角θからシート送り軸5の角速度ω2を演算し
ているが、モータ軸3の角速度ωを演算してもよ
いし、さらにシート送り軸5の回転角からモータ
軸3またはシート送り軸5の角速度を演算するこ
とも可能である。
以上詳述したように、本発明によれば、動力伝
達機構中の弾性体と各軸に付随する慣性とによつ
て生じる振動を抑制し、良好なシート搬送特性を
得ることができる。この結果、シート上の情報の
読取り、シート上への情報の書込み等を行う装置
に用いれば、読取りにおける信頼性の向上および
書込み時の品質の向上等を図ることができるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシート搬送装置の一例の構成
を示す斜視図、第2図は本発明の装置に用いられ
る制御回路の構成を示すブロツク線図、第3図〜
第6図は本発明に用いられる速度検出要素の実施
例を示すブロツク線図、第7図は本発明の効果を
確認した結果を示す特性図、第8図は本発明の装
置の他の実施例の構成を示すブロツク線図であ
る。 1……シート、2……モータ、3……モータ
軸、4……ドライブプーリ、5……シート送り
軸、6……ドリブンプーリ、7……タイミングベ
ルト、15,16……エンコーダ、30,31…
…速度検出要素、34……状態量推定回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 モータのモータ軸の回転を弾性体伝動機構を
    介してシートの搬送を行うシート送り軸に伝達す
    るシート搬送装置において、前記シート送り軸と
    モータ軸のうちいずれか一方の軸の位置を量子化
    したパルス列信号として検出する位置検出手段
    と、他方の軸の速度をデイジタル値として検出す
    る速度検出手段と、前述の位置検出手段の出力信
    号であるパルス列信号を目標値から減算する第1
    の減算回路及びこの第1の減算回路の出力から前
    記速度検出手段の出力を減算する並列減算回路で
    ある第2の減算回路からなる比較手段と、この比
    較手段の出力の符号に応じて正符号である間は前
    記モータ軸に加速運動を引き起こすための第1の
    一定電圧を連続的にモータに印加し続け、負符号
    である間は前記モータ軸に減速運動を引き起こす
    ための第2の一定電圧を連続的にモータに印加し
    続ける操作手段とを備えたことを特徴とするシー
    ト搬送装置。 2 シート送り軸およびモータ軸には、それぞれ
    位置を検出する位置検出手段と速度を検出する速
    度検出手段を備えていることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載のシート搬送装置。 3 シート送り軸の速度を検出する速度検出手段
    またはモータ軸の速度を検出する速度検出手段
    は、モータ軸の位置検出手段の出力またはシート
    送り軸の位置検出手段の出力に基づいてシート送
    り軸の速度またはモータ軸の速度を演算すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のシー
    ト搬送装置。 4 シート送り軸の速度を検出する速度検出手段
    またはモータ軸の速度を検出する速度検出手段
    は、モータ軸の位置検出手段の出力またはシート
    送り軸の位置検出手段の出力信号を入力しシート
    送り軸の速度またはモータ軸の速度を機構系の動
    特性を模擬する演算回路を用いて求めることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項に記載のシート搬
    送装置。
JP55123566A 1980-09-08 1980-09-08 Sheet conveying apparatus Granted JPS5748545A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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Publication Number Publication Date
JPS5748545A JPS5748545A (en) 1982-03-19
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