(57)【要約】【課題】  複数の短冊状部材を成型ドラムの外周面の周方向に並べて貼り付けるときに、リアルモードの同期制御により短冊状部材の準備工程及び貼り付け工程の並行動作を可能にする。【解決手段】  ベルトストリップは図示しない定長切断装置により切断されて短冊状ベルト部材とされる。短冊状ベルト部材は図示しないコンベヤベルトにより、貼り付け装置の位置まで搬送される。貼り付け装置のヘッド32は、短冊状ベルト部材を保持し、成型ドラム31の外周面に対向する位置において、矢印P4、P5、P6の方向へ移動する。成型ドラム31を回転させるサーボモータ33を等速制御するとともに、サーボモータ33の現在置に応じて、コンベヤベルトを駆動するサーボモータ及びサーボモータ34〜36の回転速度又は移動量が目標値になるように制御する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸として定めた第１のサーボモータと、該第１のサーボモータと同期制御される複数のサーボモータと、前記第１のサーボモータの現在値を検出するエンコーダと、前記第１のサーボモータの複数の現在値における前記複数のサーボモータの回転速度又は移動量の目標値が設定されるデータテーブルと、前記第１のサーボモータを等速制御するとともに、前記第１のサーボモータの現在置に応じて、前記複数のサーボモータの回転速度又は移動量が前記データテーブルに設定された目標値になるように制御する制御装置とを有することを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項２】
主軸として定めた第１のサーボモータに同期させて、複数のサーボモータを同期制御するサーボ制御方法であって、
前記第１のサーボモータの複数の現在値における、前記複数のサーボモータの回転速度又は移動量の目標値を設定する工程と、前記第１のサーボモータを等速制御するとともに、その現在値を検出する工程と、前記第１のサーボモータの現在置に応じて、前記複数のサーボモータの回転速度又は移動量が前記データテーブルに設定されている目標値になるように制御する工程とを有することを特徴とするサーボ制御方法。
【請求項３】
短冊状部材を搬送する搬送装置と、搬送された短冊状部材を成型ドラムの外周面に貼り付ける貼り付け装置とを有するタイヤ構成部材の製造装置であって、
前記成型ドラムを回転させるための第１のサーボモータと、前記搬送装置を駆動するための第２のサーボモータと、前記貼り付け装置のヘッドに、前記成型ドラムの外周面に対向する位置で、それぞれ軸線方向の移動、半径方向の移動、半径方向を中心とする軸線方向への揺動を行わせるための第３、第４、第５のサーボモータと、前記第１のサーボモータの現在値を検出するエンコーダと、前記第１のサーボモータの複数の現在値における前記第２乃至第５のサーボモータの回転速度又は移動量の目標値が設定されるデータテーブルと、前記第１のサーボモータを等速制御するとともに、前記第１のサーボモータの現在置に応じて、前記第２乃至第５のサーボモータの回転速度又は移動量が前記データテーブルに設定された目標値になるように制御する制御装置とを有することを特徴とするタイヤ構成部材の製造装置。
【請求項４】
短冊状部材を成型ドラムの外周面に搬送して貼り付けるようにしたタイヤ構成部材の製造方法であって、
前記成型ドラムを回転させるための第１のサーボモータと、前記短冊状部材を搬送するための第２のサーボモータと、前記短冊状部材を貼り付けるためのヘッドを、前記成型ドラムの外周面に対向する位置で、それぞれ軸線方向の移動、半径方向の移動、半径方向を中心とする軸線方向への揺動を行わせるための第３、第４、第５のサーボモータに関して、第１のサーボモータの複数の現在値における前記第２乃至第５のサーボモータの回転速度又は移動量の目標値を設定する工程と、前記第１のサーボモータを等速制御するとともに、前記第１のサーボモータの現在値を検出する工程と、前記第１のサーボモータの現在置に応じて、前記第２乃至第５のサーボモータの回転速度又は移動量が前記データテーブルに設定された目標値になるように制御する工程とを有することを特徴とするタイヤ構成部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボ制御装置及びサーボ制御方法、並びにタイヤ構成部材の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生タイヤの製造方法として、製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有する剛体からなる成型ドラム上に、カーカスプライ、ベルト、トレッドなどのタイヤ構成部材を順次貼り付けていく工程を有するものがある。また、この方法において、ベルトを貼り付ける工程を、ベルトストリップ（ストリップ状ベルト部材）を定長切断して短冊状ベルト部材とする工程と、短冊状ベルト部材を成型ドラムの外周面の周方向に並べて貼り付ける工程とを有するようにしたものがある（特許文献１、２参照）。
【０００３】
ここで、ベルトストリップは、例えば複数本のスチールコードを引き揃えて搬送するとともに、搬送中のスチールコードにゴム押出機からゴム押し出して被覆することにより製造する。このベルトストリップはコンベヤに載せられるときに定長に切断されて短冊状ベルト部材とされ、コンベヤにより成型ドラムの外周面の近くまで搬送される。そして、成型ドラムの近くに配置されている貼り付け装置により、１枚ずつコンベヤから取り出され、回転している成型ドラムの外周面に貼り付けられる。
【０００４】
このとき、ベルトストリップの搬送、コンベヤの駆動、成型ドラムの回転、並びに貼り付け装置の駆動はそれぞれのサーボモータにより行われる。これらのサーボモータの制御は、シーケンスコントローラであるＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）と、ＰＬＣにより制御されるモーションコントローラにより行われる。ＰＬＣはシーケンスプログラムを内蔵しており、そのプログラムに基づいてモーションコントローラを制御する。モーションコントローラはモーションプログラムを内蔵しており、そのプログラムに基づいて各サーボモータを制御する。
【０００５】
通常、モーションコントローラはサーボモータの回転の現在値をエンコーダにより検知し、それが予め定められた目標値となるように制御する。この制御の方法として、１個のサーボモータを主軸として定め、そのエンコーダ出力に基づいて従軸である他のサーボモータを同期制御することが知られている。しかし、このようなエンコーダの実現在値を用いたリアルモードの同期制御の場合、主軸のエンコーダの実現在値に対応させて予め記憶した電子カムデータなどを用いて従軸のサーボモータの目標位置を算出し、サーボモータの駆動信号を生成するため、モーションコントローラの処理負担が大きい。このため、同期制御可能な軸数が４軸程度に制限されており、上述した全てのサーボモータを同期制御することはできない。
【０００６】
一方、主軸のエンコーダの実現在値に基づいて従軸のサーボモータの目標位置を算出する代わりに、仮想モータ及び仮想伝達モジュールを用いることで、３２軸程度の多軸同期制御を可能にすることも知られており（特許文献３参照）、この仮想モードの多軸同期制御を用いれば、上述した全てのサーボモータを同期制御することができる。
【０００７】
ところが、上述した短冊状ベルト部材をコンベヤで搬送する場合、短冊状ベルト部材がコンベヤ上でスリップすると、仮想モードの多軸同期制御ではコンベヤ上の短冊状ベルトを成型ドラムの外周面付近の所定の位置に正確に搬送できない。このため、コンベヤによる短冊状ベルト部材の搬送制御については、成型ドラム付近に設けたセンサで短冊状ベルトを検知し、その検知信号を用いてコンベヤを駆動するサーボモータを制御することが必要となることから、リアルモードによる同期制御が必要となる。
【０００８】
従って、上述したベルトストリップの搬送から成型ドラムの回転駆動並びに貼り付け装置の駆動迄をモーションコントローラで行うには、ベルトストリップを定長切断してタイヤ１本分の短冊状ベルト部材を作成し、コンベヤに載せて、成型ドラムの外周面及び貼り付け装置に対する所定の位置に搬送するまで（短冊状ベルト部材の準備工程）をリアルモードで実行し、成型ドラムを回転させるとともに、短冊状ベルト部材をコンベヤから取り出し、成型ドラムの外周面に貼り付けるまで（短冊状ベルト部材の貼り付け工程）を仮想モードで実行することになる。
【０００９】
しかしながら、このようにリアルモードによる短冊状ベルト部材の準備工程と、仮想モードによる短冊状ベルト部材の貼り付け工程とを交互に行う方法では、短冊状ベルト部材の準備工程と、短冊状ベルト部材の貼り付け工程との間に生産ラインの停止が必要であり、並行動作が不可能であるため、生産性が低いという問題がある。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−５１０３８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２０２８０４号公報
【特許文献３】特開平７−２１９６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、モーションコントローラにより同期制御を行うときに、リアルモードにより同期制御可能な軸数を増やすことである。また、本発明の目的は、リアルモードにより短冊状部材の準備工程及び貼り付け工程の並行動作を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、主軸とした定めた第１のサーボモータと、該第１のサーボモータと同期制御される複数のサーボモータと、前記第１のサーボモータの現在値を検出するエンコーダと、前記第１のサーボモータの複数の現在値における前記複数のサーボモータの回転速度又は移動量の目標値が設定されるデータテーブルと、前記第１のサーボモータを等速制御するとともに、前記第１のサーボモータの現在置に応じて、前記複数のサーボモータの回転速度又は移動量が前記データテーブルに設定された目標値になるように制御する制御装置とを有することを特徴とするサーボ制御装置である。
請求項２の発明は、主軸とした定めた第１のサーボモータに同期させて、複数のサーボモータを同期制御するサーボ制御方法であって、前記第１のサーボモータの複数の現在値における、前記複数のサーボモータの回転速度又は移動量の目標値を設定する工程と、前記第１のサーボモータを等速制御するとともに、その現在値を検出する工程と、前記第１のサーボモータの現在置に応じて、前記複数のサーボモータの回転速度又は移動量が前記データテーブルに設定されている目標値になるように制御する工程とを有することを特徴とする。
請求項３の発明は、短冊状部材を搬送する搬送装置と、搬送された短冊状部材を成型ドラムの外周面に貼り付ける貼り付け装置とを有するタイヤ構成部材の製造装置であって、前記成型ドラムを回転させるための第１のサーボモータと、前記搬送装置を駆動するための第２のサーボモータと、前記貼り付け装置のヘッドに、前記成型ドラムの外周面に対向する位置で、それぞれ軸線方向の移動、半径方向の移動、半径方向を中心とする軸線方向への揺動を行わせるための第３、第４、第５のサーボモータと、前記第１のサーボモータの現在値を検出するエンコーダと、前記第１のサーボモータの複数の現在値における前記第２乃至第５のサーボモータの回転速度又は移動量の目標値が設定されるデータテーブルと、前記第１のサーボモータを等速制御するとともに、前記第１のサーボモータの現在置に応じて、前記第２乃至第５のサーボモータの回転速度又は移動量が前記データテーブルに設定された目標値になるように制御する制御装置とを有することを特徴とする。
請求項４の発明は、短冊状部材を成型ドラムの外周面に搬送して貼り付けるようにしたタイヤ構成部材の製造方法であって、前記成型ドラムを回転させるための第１のサーボモータと、前記短冊状部材を搬送するための第２のサーボモータと、前記短冊状部材を貼り付けるためのヘッドを、前記成型ドラムの外周面に対向する位置で、それぞれ軸線方向の移動、半径方向の移動、半径方向を中心とする軸線方向への揺動を行わせるための第３、第４、第５のサーボモータに関して、第１のサーボモータの複数の現在値における前記第２乃至第５のサーボモータの回転速度又は移動量の目標値を設定する工程と、前記第１のサーボモータを等速制御するとともに、前記第１のサーボモータの現在値を検出する工程と、前記第１のサーボモータの現在置に応じて、前記第２乃至第５のサーボモータの回転速度又は移動量が前記データテーブルに設定された目標値になるように制御する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、モーションコントローラにより同期制御を行うときに、リアルモードにより同期制御可能な軸数を増やすことができる。また、リアルモードにより短冊状部材の準備工程及び貼り付け工程の並行動作が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態のタイヤ構成部材製造装置のシステム構成を示す図である。このタイヤ構成部材製造装置は、ベルトストリップを一定長毎に切断して、短冊状ベルト部材を形成する定長切断装置１と、短冊状ベルト部材を搬送する搬送装置２と、搬送された短冊状ベルト部材を成型ドラムの外周面の周方向に並べて貼り付ける貼り付け装置３とを有する。これらの装置は制御装置４により制御される。
【００１５】
図２は定長切断装置１及びベルト搬送装置２の概略構成を示す図である。
定長切断装置１は、ベルトストリップ101を搬送するローラ対11及び12と、ベルトストリップ101を切断して、短冊状ベルト部材を形成するカッタ13とを備えている。
【００１６】
ベルトストリップ101は、公知の方法である、複数本のスチールコードを引き揃えて搬送するとともに、搬送中のスチールコードにゴム押出機からゴム押し出して被覆することにより製造する。
【００１７】
ローラ対11、12は、それぞれ制御装置４により制御されるサーボモータ14、15に駆動されることで、ベルトストリップ101を矢印P1の方向へ搬送する。カッタ13は、制御装置４の制御により矢印P2の方向に昇降することで、搬送中又は一時停止中のベルトストリップ101を切断し、短冊状ベルト部材を形成する。このとき、制御装置４は、図示されていないセンサの検知信号に基づいて、ベルトストリップ101の先端が所定の位置に到達したことを検知すると、カッタ13を下降させるための制御信号を生成し、カッタ13に供給する。
【００１８】
搬送装置２は、コンベヤベルト21、ローラ22及び23を備えており、前方のローラ22をサーボモータ24で回転させることにより、コンベヤベルト21を矢印P3の方向へ移動させる。コンベヤベルト21は、定長切断装置１で形成された短冊状ベルト部材102を後端付近で載せて、前方へ搬送する。
【００１９】
図３は貼り付け装置の動作を説明するための図である。貼り付け装置のヘッド32は成型ドラム31の外周面に対向するように配置される。成型ドラム31は、製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有する剛体からなり、制御装置４により制御されるサーボモータ33に駆動されて回転する。ヘッド32は、成型ドラム31の外周面に対向する位置において、成型ドラム31の軸線方向（矢印P4の方向）の移動、半径方向（矢印P5の方向）の移動、半径方向を中心とする軸線方向（矢印P6の方向）への揺動を行う。ヘッド32のこれらの運動は、それぞれ制御装置４により制御されるサーボモータ34、35、36を回転させることにより行われ、これらの運動により短冊状部材102を保持しているヘッド32の先端が成型ドラム31の外周面の曲面に追従し、外周面に沿って移動する。そして、等速回転中の成型ドラム31の外周面の周方向に複数の短冊状部材102が並ぶように、１枚ずつ貼り付けられる。なお、ヘッド32による短冊状部材102の保持は、図示されていない公知の真空吸着手段や電磁吸着手段により実現することができる。
【００２０】
図４は図１の制御装置４と、図２、３の各サーボモータとの接続関係を示す図である。
制御装置４は、ＰＬＣ41と、モーションコントローラ42とを備えている。モーションコントローラ42には、サーボモータ14、15、24、33、34〜36が接続されている。また、成型ドラム31を回転させるサーボモータ33の現在値を検出してモーションコントローラ42に送出するためのエンコーダ331が設けられている。そして、モーションコントローラ42には、モーションプログラム、及びデータテーブル42aが予め記憶されており、ＰＬＣ41に起動されたときに、モーションプログラム及びデータテーブル42aに基づいて、各サーボモータの回転を制御する。
【００２１】
図５はモーションプログラム及びデータテーブルの内容の一例を示す図である。
本実施形態によれば、制御内容（制御単位、設定ワード数）を制限することにより、リアルモードで、主軸と定めたサーボモータ33に駆動される回転ドラムの動作に同期して、複数（ここでは６個）の軸をポイント毎に設定した速度又は移動量で制御することができる。
【００２２】
具体的には、回転ドラムの等速制御プログラムと、データテーブルにより、リアルモードで、回転ドラムについて予め設定した等速制御ポイントに同期して、データテーブルに設定された通りに、ローラ１〜３、Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸を制御することができる。ここで、回転ドラムが成型ドラム31に対応し、ローラ１、２、３がローラ対11、12、ローラ22に対応し、Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸が図３の矢印P4、P5、P6方向に対応する。
【００２３】
回転ドラムの動作は、等速制御プログラムの各ポイント設定（最大400）に従う。ローラ１〜３の速度は、サーボモータ14〜16の回転軸の毎分速度（ｒｐｍ）となる。Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸は、次のポイントまでに、データテーブル42aに設定された移動量だけ移動する。また、全ての設定軸の速度に同一時定数の一次フィルタをかけることで、全ての設定軸の加減速時間を同じにする。さらに、ローラ１〜３の設定ワード数を１ワードに制限する。
【００２４】
次に、定長切断装置１によりベルトストリップ101を一定長に切断して短冊状部材102を形成し、搬送装置１のコンベアベルト21により短冊状部材102を成型ドラム31の近くまで搬送し、貼り付け装置３のヘッド32により短冊状部材102を成型ドラム31の外周面に貼り付ける手順について説明する。
ＰＬＣ41によりモーションコントローラ42のモーションプログラムが起動されると、図２及び図３に示すサーボモータ14、15、24、33、34〜36が、図５に示す等速制御プログラム及びデータテーブルに従って動作する。
【００２５】
成型ドラム31を回転させるためのサーボモータ33は等速制御され、その現在値がエンコーダ331により検知され、モーションコントローラ42に入力される。モーションコントローラ42は、ベルトストリップ101の搬送を制御するため、予めデータテーブル42aに設定されている、サーボモータ33の複数の設定ポイントにおけるサーボモータ14及び15の目標値を読み出し、その目標値となるように、サーボモータ14、15を制御する。
【００２６】
ベルトストリップ101の搬送路の所定の位置（例、カッタ13による切断位置付近）には、ベルトストリップ101の先端が到達したことを検知するためのセンサが配置されており、センサはその検知信号をモーションコントローラ42に送出する。モーションコントローラ42は、センサからの検知信号を受信してから、一定時間、即ちベルトストリップ101が一定長移動するのに要する時間が経過したときに、カッタ13に対し、ベルトストリップを切断するための制御信号を出力する。これにより、カッタ13は、先端から一定長後方の位置でベルトストリップ101を切断するため、一定長の短冊状ベルト部材102が形成される。なお、この構成に代えて、センサをカッタ13による切断位置の前方一定長の位置に配置し、ベルトストリップ101の先端をセンサが検知したときに、カッタ13を動作させるように構成してもよい。
【００２７】
短冊状ベルト部材102はコンベヤベルト21に載せられて、前方に搬送される。モーションコントローラ42は、コンベヤベルト21の搬送を制御するため、予めデータテーブル42aに設定されている、サーボモータ33の複数の設定ポイントにおけるサーボモータ24の目標値を読み出し、その目標値となるようにサーボモータ24を制御する。
【００２８】
コンベヤベルト21に載った短冊状ベルト部材102は、その前端付近に到達すると、ベルト貼り付け装置３のヘッド32により保持される。ヘッド332は、サーボモータ34〜36に回転により、図３の矢印P4の方向、矢印P5の方向、矢印P6の方向への往復運動を行う。モーションコントローラ42は、サーボモータ34〜36の回転を制御するため、予めデータテーブル42aに設定されている、サーボモータ33の複数の設定ポイントにおけるサーボモータ34〜36の目標値を読み出し、その目標値となるようにサーボモータ34〜36を制御する。このサーボモータ34〜36の制御により、短冊状部材102を保持しているヘッド32の先端が成型ドラム31の外周面の曲面に追従して、外周面に沿って移動するので、複数の短冊状部材102が等速回転中の成型ドラム31の外周面の周方向に並ぶように１枚ずつ貼り付けられる。
【００２９】
このように、本実施形態のタイヤ構成部材製造装置によれば、ベルトストリップ101を搬送するローラ対11、12を回転させるためのサーボモータ14、15と、短冊状ベルト部材102を搬送するコンベヤベルト21を回転させるためのサーボモータ24と、短冊状ベルト部材102を貼り付けるためのヘッド32を、成型ドラム31の外周面に対向する位置で、それぞれ軸線方向の移動、半径方向の移動、半径方向を中心とする軸線方向への揺動を行わせるためのサーボモータ34、35、36に関して、成型ドラム31を回転させるためにサーボモータ33の複数の現在値におけるサーボモータ14、15、22、34〜36の回転速度又は移動量の目標値をデータテーブル42aに設定しておき、サーボモータ33を等速制御するとともに、サーボモータ33の現在値をエンコーダ331で検出し、サーボモータ33の現在置に応じて、サーボモータ14、15、24、34〜36の回転速度又は移動量が前記データテーブル42aに設定された目標値になるように制御することにより、リアルモードにより短冊状ベルト部材31の準備工程及び貼り付け工程の並行動作が可能になる。
【００３０】
なお、以上の実施形態は短冊状ベルト部材を成型ドラムの外周面の周方向に並べる装置に関するものであるが、本発明は、短冊状のカーカス部材を同様に並べる装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態のタイヤ構成部材製造装置のシステム構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の定長切断装置及び搬送装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の貼り付け装置の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態の制御装置４と、各サーボモータとの接続関係を示す図である。
【図５】本発明の実施形態のモーションプログラム及びデータテーブルの内容の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・定長切断装置、２・・・搬送装置、３・・・貼り付け装置、14，15，24，33〜36・・・サーボモータ、21・・・コンベヤベルト、31・・・成型ドラム、32・・・ヘッド、42・・・モーションコントローラ、42a・・・データテーブル。
【図１】
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【図２】
2010102473.tif 000004
【図３】
2010102473.tif 000005
【図４】
2010102473.tif 000006
【図５】
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