KR20210120835A

KR20210120835A - 반송시스템, 입력회로

Info

Publication number: KR20210120835A
Application number: KR1020210030484A
Authority: KR
Inventors: 쓰구토모 하세가와
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2021-10-07
Also published as: CN113443489A; JP2021155178A; TWI801821B; CN113443489B; TW202138761A

Abstract

인코더의 종류에 의존하지 않은 소프트웨어개발이 가능한 반송시스템을 제공한다.
인쇄기용 반송시스템에 있어서, 모터(2)는, 롤러(102)를 회전시킨다. 인코더(6)는, 모터(2)의 위치를 검출한다. 프로세서(14)는, 소프트웨어프로그램을 실행하여, 모터(2)를 제어한다. 입력회로(200)는, 인코더(6)와 프로세서(14)의 사이에 마련된다. 인터페이스회로(202)는, 앱솔루트방식의 인코더(6B)로부터, 모터(2)의 회전위치를 나타내는 앱솔루트신호(ABS)를 정기적으로 취득한다. 가상Z상신호생성부(208)는, 앱솔루트신호(ABS)의 값이, 소정의 임계값과 크로스하면 어서트되는 가상Z상신호(Z')를 생성한다.

Description

반송시스템, 입력회로{Transporting system and Input circuit}

본 출원은 2020년 3월 27일에 출원된 일본 특허출원 제2020-057194호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.

본 발명은, 반송시스템에 관한 것이다.

코터장치나 인쇄기는, 종이 등의 웨브를 반송하는 반송시스템이 이용된다. 일반적으로, 반송시스템은, 웨브를 권취하는 복수의 롤러를 구비한다. 복수의 롤러는, 동기하여 회전제어되는 복수의 모터에 의하여 구동된다.

도 1은, 반송시스템의 블록도이다. 반송시스템(1)은, 모터(2A, 2B), 모터(2A, 2B)를 구동하는 드라이버(4A, 4B), 모터(2A, 2B)의 위치를 검출하는 인코더(6A, 6B), 드라이버(4A, 4B)를 제어하는 컨트롤러(10)를 구비한다. 다만, 여기에서는 모터의 개수를 2로 했지만, 모터의 개수는, 시스템의 규모나 종류에 따라 다양하다.

컨트롤러(10)는, 입력회로(12)와, 프로세서(14)를 구비한다. 입력회로(12)는, 프로세서(14)와 인코더(6A, 6B)의 인터페이스이며, 인코더(6A, 6B)의 출력을, 프로세서(14)가 이용 가능한 양태로 변환하여 전달한다.

프로세서(14)는, 마이크로컴퓨터나 CPU(Central Processing Unit)이며, 제어프로그램(16A, 16B)을 실행하여, 입력회로(12)로부터 수신하는 인코더의 정보(S1, S2)에 따라, 드라이버(4A, 4B)를 제어한다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2009-81931호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 평8-210876호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 평5-71986호 특허문헌 4: 일본 공개특허공보 2008-125183호 특허문헌 5: 일본 공개특허공보 2006-194766호

인코더의 방식은, 인크리멘털방식과, 앱솔루트방식으로 나눠진다. 도 1의 시스템(1)에서는, 인코더(6A)가 인크리멘털방식, 인코더(6B)가 앱솔루트방식으로 되어 있다. 인크리멘털인코더(6A)는, A상신호, B상신호 및 Z상신호를 생성한다. Z상신호는, 모터의 1회전마다 어서트되는 펄스신호이다. A상신호 및 B상신호는, 위상차가 90도이며, 모터가 소정 각 회전할 때마다 레벨이 변화하는 펄스신호이다. 모터의 회전방향에 따라, A상신호와 B상신호가 나타나는 순서가 변화한다. 한편, 앱솔루트인코더(6B)는, 모터의 회전위치를 절댓값으로서 출력한다.

일반적으로 반송시스템은, 복수의 모터를 구비하고 있고, 모터마다 인코더가 마련된다. 이와 같은 경우에 있어서, 앱솔루트방식의 인코더와 인크리멘털방식의 인코더(6)가 혼재하는 경우가 있다. 이 경우에, 프로세서(14)가 입력회로(12)로부터 받는 정보(S1, S2)는, 인코더(6)의 종류에 따라 다르다. 따라서, 시스템의 설계자는, 인코더(6)의 종류마다, 프로세서(14)가 실행하는 제어프로그램(16A, 16B)을 준비할 필요가 있다.

본 발명은, 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 그 일 양태의 예시적인 목적의 하나는, 인코더의 종류에 의존하지 않는 소프트웨어개발이 가능한 반송시스템의 제공에 있다.

본 발명의 일 양태는, 인쇄기용의 반송시스템에 관한 것이다. 반송시스템은, 롤러를 회전시키는 모터와, 모터의 위치를 검출하는 인코더와, 소프트웨어프로그램을 실행하여, 모터를 제어하는 프로세서와, 인코더와 프로세서의 사이에 마련되는 입력회로를 구비한다. 입력회로는, 앱솔루트방식의 인코더로부터, 모터의 회전위치를 나타내는 앱솔루트신호를 정기적으로 취득하는 인터페이스회로와, 앱솔루트신호의 값이 소정의 임계값과 크로스하면 어서트되는 가상Z상신호를 생성하는 가상Z상신호생성부를 구비한다.

이 양태에 의하면, 입력회로는, 앱솔루트방식의 인코더의 출력을, 인크리멘털방식의 인코더의 출력에 대응지을 수 있어, 2개의 인코더의 출력의 형식을 맞추어 프로세서에 전달할 수 있다. 따라서 시스템의 설계자는, 프로세서가 실행하는 제어프로그램을, 인코더의 종류를 의식하지 않고 개발하는 것이 가능해져, 많은 제어코드를 공통화할 수 있다.

입력회로는, 앱솔루트신호의 전횟값과 현잿값의 차분을 적산하는 적산카운터를 더 구비해도 된다.

반송시스템은, 모터와 롤러의 사이에 마련된 감속기를 더 구비해도 된다. 입력회로는, 롤러가 1회전할 때마다 어서트되는 근접신호와, 가상Z상신호를 받고, 제1 모드에 있어서, 근접신호와 가상Z상신호가 모두 어서트되면, 적산카운터의 카운트값을 래치하는 래치회로를 더 구비해도 된다.

제2 모드에 있어서, 래치회로는 가상Z상신호가 어서트되면, 적산카운터의 카운트값을 래치해도 된다.

가상Z상신호생성부는, 앱솔루트신호의 값 대신에, 적산카운터의 카운트값을 참조하여, 적산카운터의 카운트값이 임계값과 크로스하면, 가상Z상신호를 어서트해도 된다.

본 발명의 다른 양태는, 입력회로이다. 입력회로는, 모터의 위치를 검출하는 인코더와, 소프트웨어프로그램을 실행하여, 모터를 제어하는 프로세서의 사이에 마련된다. 입력회로는, 앱솔루트방식의 인코더로부터, 모터의 회전위치를 나타내는 앱솔루트신호를 정기적으로 취득하는 인터페이스회로와, 앱솔루트신호의 값이, 소정의 임계값과 크로스하면 어서트되는 가상Z상신호를 생성하는 가상Z상신호생성부를 구비한다. 이 양태의 입력회로는, 인코더와 프로세서를 구비하는 기존의 반송시스템의 입력회로와 치환하는 것도 가능하다.

다만, 이상의 구성요소의 임의의 조합이나, 본 발명의 구성요소나 표현을 방법, 장치 등의 사이에서 서로 치환한 것도, 또한 본 발명의 양태로서 유효하다.

본 발명에 의하면, 인코더의 종류에 의존하지 않는 소프트웨어개발이 가능해진다.

도 1은 반송시스템의 블록도이다.
도 2는 실시형태에 관한 반송시스템을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 3은 실시형태에 관한 반송시스템의 블록도이다.
도 4는 도 3의 입력회로의 인터페이스유닛의 동작을 나타내는 도이다.
도 5는 도 3의 입력회로의 인터페이스유닛의 동작을 나타내는 도이다.
도 6은 변형예 1에 관한 반송시스템의 블록도이다.

도 2는, 실시형태에 관한 반송시스템(100)을 모식적으로 나타내는 도이다. 반송시스템(100)은, 그라비어인쇄기나 골판지인쇄기에 내장되어, 인쇄대상인 종이나 필름 등의 띠상 또는 시트상의 웨브(W)를 반송하여, 위치결정한다.

반송시스템(100)은, 복수의 롤러(회전체)(102A, 102B)를 구비한다. 웨브(W)의 위치는, 롤러(102A, 102B)의 회전각에 따라 제어된다.

도 3은, 실시형태에 관한 반송시스템(100)의 블록도이다. 모터(2#)(#=A, B)는, 감속기(104#)를 개재하여 롤러(102#)와 접속된다. 그에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 감속기(104#)의 감속비는, 3:1 혹은 4:1 정도이다.

드라이버(4#)는, 프로세서(14)가 생성하는 제어신호에 근거하여, 모터(2#)를 구동한다. 드라이버(4#)는, 인버터와 게이트드라이브회로 등을 포함한다.

인코더(6A)는, 인크리멘털인코더이며, 모터(2A)의 회전정보인 A상신호, B상신호 및 Z상신호를 생성한다.

인코더(6B)는, 앱솔루트인코더이며, 모터(2B)의 회전정보인 검출신호(앱솔루트신호)(ABS)를 생성한다. 예를 들면 앱솔루트신호(ABS)는, 18비트이며, 그 값은, 로터의 위치에 따라, 0부터 2¹⁸(=262144)의 범위에서 변화한다.

입력회로(200)는, 인코더(6A)의 출력인 A상신호, B상신호, Z상신호를 받아, 프로세서(14)가 독출 가능한 형식의 회전정보(S1A)로 변환하여, 프로세서(14)에 전달한다. 또 입력회로(200)는, 인코더(6B)의 출력인 앱솔루트신호(ABS)를 받아, 프로세서(14)가 독출 가능한 형식의 회전정보(S1B)로 변환하여, 프로세서(14)에 전달한다. 입력회로(200)로부터 프로세서(14)에 전달하는 회전정보(S1A, S1B)의 형식은, 인코더의 종류에 의존하지 않도록 통일된다.

그에 한정되는 것은 아니지만, 입력회로(200)는 FPGA(Field Programmable Gate Array)나 PL(Programmable Logic)회로로 구성할 수 있다. 혹은 입력회로(200)는, 전용으로 설계된 기능IC(Integrated Circuit)여도 된다.

프로세서(14)는, 회전정보(S1A)에 근거하여, 제어신호(S2A)를 생성하여, 드라이버(4A)에 공급한다. 또 프로세서(14)는, 회전정보(S1B)에 근거하여, 제어신호(S2B)를 생성하여, 드라이버(4B)에 공급한다.

계속해서, 입력회로(200)의 구성을 설명한다.

먼저, 인코더(6B)와 프로세서(14)의 사이의 인터페이스유닛(200B)에 대하여 설명한다.

인터페이스회로(202)는, 인코더(6B)로부터 앱솔루트신호(ABS)를 수신한다. 예를 들면 인터페이스회로(202)와 인코더(6B)는, 인터페이스회로(202)가 마스터디바이스, 인코더(6B)가 슬레이브디바이스인 시리얼인터페이스를 형성하고 있다. 인터페이스회로(202)는, 소정의 주기로 인코더(6B)에 리드명령을 송신하고, 앱솔루트신호(ABS)의 값을 취득한다.

가상Z상신호생성부(208)는, 인터페이스회로(202)가 수신한 앱솔루트신호(ABS)를 감시하고, 그 값이 소정의 임계값(THZ)과 크로스하면, 가상Z상신호(Z')를 어서트한다. 가상Z상신호생성부(208)는, 비교기를 포함해도 된다.

적산카운터(204)는, 앱솔루트신호(ABS)의 전횟값과 현잿값의 차분 △C를 적산한다. 적산카운터(204)의 동작은, 카운터컨트롤러(206)에 의하여 제어된다.

적산카운터(204)는, 비트확장카운터로서 구성해도 되고, 그 비트수는, 예를 들면 24비트 혹은 32비트이다.

롤러(102B)에는, 근접센서(8B)가 장착되어 있고, 근접센서(8B)는, 롤러(102B)가 1주할 때마다, 근접신호(PRX)를 어서트한다.

입력회로(200)의 출력단에는, 래치회로(210)가 마련된다. 래치회로(210)는, 적산카운터(204)의 카운트값(CNTB)을 래치한다. 본 실시형태에 있어서, 래치동작의 트리거는 모드에 따라 전환 가능하게 되어 있다.

제1 모드에서는, 근접신호(PRX)와 가상Z상신호(Z')가 모두 어서트되면, 래치회로(210)에 의하여, 적산카운터(204)의 카운트값(CNTB)을 래치한다. 제2 모드에서는, 근접신호(PRX)의 값에 관계없이, 가상Z상신호(Z')가 어서트되면, 래치회로(210)에 의하여, 적산카운터(204)의 카운트값(CNTB)을 래치한다.

모드의 전환을 위하여, 논리게이트(212, 214)가 마련된다. 논리게이트(212)는, OR게이트이며, 근접신호(PRX)와 모드신호(MODE)의 논리합을 생성한다. 모드신호(MODE)는, 제1 모드에 있어서 로(low), 제2 모드에 있어서 하이(high)가 된다. 모드신호(MODE)는, 프로세서(14)가 소프트웨어프로그램에 근거하여 생성해도 된다.

논리게이트(214)는, AND게이트이며, 가상Z상신호(Z')와 논리게이트(214)의 출력의 논리곱을 생성하여, 래치회로(210)의 게이트단자에 공급한다.

다만, 모드의 전환을 위한 구성은 특별히 한정되지 않는다.

예를 들면, 입력회로(200)는, 래치회로(210)의 값(카운트래치값) 및 래치의 트리거로서 사용한 신호(Z출력이라고 한다)를, 회전정보(S1B)로서 프로세서(14)에 송신해도 된다.

회전정보(S1B)의 송신방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, Z출력은 인터럽트신호로서 프로세서(14)에 입력된다. 프로세서(14)는, 이 인터럽트를 검출하면, 래치회로(210)의 값을 리드해도 된다.

혹은, 입력회로(200)에, Z출력을 격납하는 레지스터를 마련하고, 프로세서(14)가 폴링 등의 수법에 의하여, 그 값을 감시하도록 해도 된다. 그리고, Z출력의 어서트를 검출하면, 래치회로(210)의 값을 리드해도 된다.

계속해서, 인코더(6A)와 프로세서(14)의 사이의 인터페이스유닛(200A)에 대하여 설명한다.

카운터컨트롤러(220)에는, 펄스신호인 A상신호 및 B상신호가 입력된다. 카운터컨트롤러(220)는, 그들의 논리레벨의 조합에 따른 업다운신호(UP/DN)를 생성한다. 업다운신호(UP/DN)는, A상신호 및 B상신호의 위상관계가, 모터(2A)가 순방향으로 회전하고 있는 것을 나타낼 때에 업상태, 그들의 위상관계가, 모터(2A)가 역방향으로 회전하고 있는 것을 나타낼 때에 다운상태가 된다.

카운터(222)의 카운트값(CNTA)은, 업다운신호(UP/DN)의 상태에 따라 증감한다.

래치회로(224)는, 카운터(222)의 카운트값(CNTA)을 래치한다. 본 실시형태에 있어서, 래치회로(224)의 래치동작의 트리거도, 모드에 따라 전환 가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 논리게이트(226, 228)에 의하여, 트리거가 생성된다.

제1 모드에서는, 근접신호(PRX)와 Z상신호(Z)가 모두 어서트되면, 래치회로(224)에 의하여, 카운터(222)의 카운트값(CNTA)을 래치한다. 제2 모드에서는, 근접신호(PRX)의 값에 관계없이, Z상신호(Z)가 어서트되면, 래치회로(224)에 의하여, 카운터(222)의 카운트값(CNTA)을 래치한다.

입력회로(200)는, 래치회로(224)의 값(카운트래치값) 및 래치의 트리거로서 사용한 신호(Z출력이라고 한다)를, 회전정보(S1A)로서 프로세서(14)에 송신해도 된다.

이상이 반송시스템(100)의 구성이다. 계속해서 반송시스템(100)의 동작을 설명한다. 도 4는, 도 3의 입력회로(200)의 인터페이스유닛(200B)의 동작을 나타내는 도이다.

앱솔루트신호(ABS)는, 모터(2B)의 회전에 따른 램프파형이 된다.

가상Z상신호생성부(208)는, 앱솔루트신호(ABS)가 임계값(THZ)과 크로스할 때마다, 가상Z상신호(Z')를 어서트한다. 이 예에서는, 감속기(104B)의 감속비는 3:1이고, 모터(2B)가 3회전할 때마다 롤러(102B)가 1회전하도록 되어 있으며, 근접신호(PRX)는, 모터의 3회전마다 1회의 비율로 어서트된다.

적산카운터(204)의 값(CNTB)은, 앱솔루트신호(ABS)의 값에 따라 카운트업해 간다.

제1 모드에서는, 근접신호(PRX)와 가상Z상신호(Z')가 양방 어서트되면, 래치회로(210)에 트리거가 입력되고, 카운트값(CNTB)의 값이 기록된다.

제2 모드에서는, 가상Z상신호(Z')가 어서트될 때마다, 래치회로(210)에 트리거가 입력되고, 카운트값(CNTB)의 값이 기록된다.

도 5는, 도 3의 입력회로(200)의 인터페이스유닛(200A)의 동작을 나타내는 도이다.

카운터컨트롤러(220)는, A상신호 및 B상신호에 근거하여, 업다운신호(UP/DN)를 생성한다. 이 예에서는, 모터(2A)는 순방향으로 회전하고 있고, 업다운신호(UP/DN)는 업상태를 나타내고 있으며, 카운터(222)의 카운트값은, A상신호(B상신호)의 펄스마다 인크리먼트된다.

제1 모드에서는, 근접신호(PRX)와 Z상신호(Z)가 양방 어서트되면, 래치회로(224)에 트리거가 입력되고, 카운트값(CNTA)의 값이 기록된다.

제2 모드에서는, Z상신호(Z)가 어서트될 때마다, 래치회로(224)에 트리거가 입력되고, 카운트값(CNTA)의 값이 기록된다.

이상이 반송시스템(100)의 동작이다. 이 반송시스템(100)에 의하면, 앱솔루트인코더에 근거하는 회전정보와, 인크리멘털인코더에 근거하는 회전정보를, 동일한 형식으로 프로세서(14)에 전달하는 것이 가능해진다.

그 결과, 프로세서(14)가 실행하는 제어프로그램(16A, 16B)의 일부, 혹은 전부를 공통화할 수 있어, 소프트웨어개발의 부담을 경감할 수 있다.

다만, 실시형태에 관한 입력회로(200)는, 도 1에 나타내는 종래의 반송시스템(1)의 입력회로(12)와 치환하여 설치하는 것이 가능하다. 그 경우, 그 이후의 프로세서(14)가 실행하는 제어프로그램(16A, 16B)을 공통화할 수 있다.

이상, 실시형태에 관한 댄서시스템에 대하여 설명했다. 이 실시형태는 예시이며, 그들의 각 구성요소나 각 처리프로세스의 조합으로 다양한 변형예가 가능한 것, 또 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해되는 바이다. 이하 변형예를 나타낸다.

(변형예 1)

도 6은, 변형예 1에 관한 반송시스템(100A)의 블록도이다. 이 변형예에 있어서, 가상Z상신호생성부(208)는, 인터페이스회로(202)가 수신한 앱솔루트신호(ABS) 대신에, 적산카운터(204)의 카운트값(CNTB)을 감시하고, 카운트값(CNTB)이 임계값(THZ)과 크로스하면, 가상Z상신호(Z')를 어서트한다. 다만, 적산카운터(204)의 비트수가 앱솔루트신호(ABS)의 비트수보다 큰 경우, 적산카운터(204)의 카운트값(CNTB)의 하위 18비트를, 임계값(THZ)과 비교하면 된다.

(변형예 2)

입력회로(200)로부터 프로세서(14)에 전달하는 회전정보의 포맷은, 실시형태에서 설명한 그것에 한정되지 않는다. 예를 들면 래치회로(224, 210)를 생략하여, 프로세서(14)로부터, 카운트값(CNTA, CNTB)에 액세스할 수 있도록 해도 된다.

상술한 실시형태와 변형예의 임의의 조합도 또한 본 발명의 실시형태로서 유용하다. 조합에 의하여 발생하는 새로운 실시형태는, 조합되는 실시형태 및 변형예 각각의 효과를 겸비한다.

100 반송시스템
W 웨브
102 롤러
104 감속기
2 모터
4 드라이버
6 인코더
8 근접센서
14 프로세서
200 입력회로
202 인터페이스회로
204 적산카운터
206 카운터컨트롤러
208 가상Z상신호생성부
210 래치회로
212, 214 논리게이트
220 카운터컨트롤러
222 카운터
224 래치회로
226, 228 논리게이트

Claims

롤러를 회전시키는 모터와,
상기 모터의 위치를 검출하는 인코더와,
소프트웨어프로그램을 실행하여, 상기 모터를 제어하는 프로세서와,
상기 인코더와 상기 프로세서의 사이에 마련되는 입력회로를 구비하고,
상기 입력회로는,
앱솔루트방식의 상기 인코더로부터, 상기 모터의 회전위치를 나타내는 앱솔루트신호를 정기적으로 취득하는 인터페이스회로와,
상기 앱솔루트신호의 값이, 소정의 임계값과 크로스하면 어서트되는 가상Z상신호를 생성하는 가상Z상신호생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반송시스템.
제1항에 있어서,
상기 입력회로는, 상기 앱솔루트신호의 전횟값과 현잿값의 차분을 적산하는 적산카운터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반송시스템.
제2항에 있어서,
상기 반송시스템은, 상기 모터와 상기 롤러의 사이에 마련된 감속기를 더 구비하고,
상기 입력회로는,
상기 롤러가 1회전할 때마다 어서트되는 근접신호와, 상기 가상Z상신호를 받고, 제1 모드에 있어서, 상기 근접신호와 상기 가상Z상신호가 모두 어서트되면, 상기 적산카운터의 카운트값을 래치하는 래치회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반송시스템.
제3항에 있어서,
제2 모드에 있어서, 상기 래치회로는, 상기 가상Z상신호가 어서트되면, 상기 적산카운터의 상기 카운트값을 래치하는 것을 특징으로 하는 반송시스템.
제2항에 있어서,
상기 가상Z상신호생성부는, 상기 앱솔루트신호의 값 대신에, 상기 적산카운터의 카운트값을 참조하여, 상기 적산카운터의 카운트값이 상기 임계값과 크로스하면, 상기 가상Z상신호를 어서트하는 것을 특징으로 하는 반송시스템.
모터의 위치를 검출하는 인코더와, 소프트웨어프로그램을 실행하여, 상기 모터를 제어하는 프로세서의 사이에 마련되는 입력회로로서,
앱솔루트방식의 상기 인코더로부터, 상기 모터의 회전위치를 나타내는 앱솔루트신호를 정기적으로 취득하는 인터페이스회로와,
상기 앱솔루트신호의 값이, 소정의 임계값과 크로스하면 어서트되는 가상Z상신호를 생성하는 가상Z상신호생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 입력회로.