(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工の目標位置であるマークが予め決められた間隔で施された長尺の搬送材を搬送する搬送ロールと、前記搬送材を加工する工具を具備する加工ロールと、前記搬送材の搬送路上に配設され、前記マークの通過を検出するセンサと、を備える工作機械に適用されるサーボ制御装置であって、
前記搬送ロールを主軸動作に同期して回転させる搬送ロール制御部と、
前記主軸動作と、前記主軸動作と前記加工ロールの動作との関係を規定する動作関数と、に基づいて前記加工ロールを回転させる加工ロール制御部と、
を備え、
前記加工ロール制御部は、
前記センサの検出信号に基づいてマーク間の間隔の誤差を計算する第１計算部と、
前記加工ロールの１回転のうちの前記工具による加工の瞬間を含む第１区間において前記搬送ロールの周速と前記加工ロールの周速とが等しくなるように、かつ、前記加工ロールを前記間隔の誤差に応じて前記第１区間とは異なる第２区間において加減速することによって前記マーク間の間隔の距離だけ搬送される間に前記加工ロールが１回転するように、前記動作関数を変更する第１補正部と、
を備え、
前記加工ロール制御部は、
前記間隔の誤差がしきい値よりも大きいか否かを判定する判定部と、
前記間隔の誤差に応じた量だけ前記動作関数への入力値を補正する第２補正部と、
をさらに備え、
前記間隔の誤差が前記しきい値よりも大きいと判定された場合に前記第１補正部が前記動作関数を変更し、
前記間隔の誤差が前記しきい値よりも小さいと判定される場合に前記第２補正部が前記入力値を補正する、
ことを特徴とするサーボ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺の被加工物を搬送しながら加工する加工装置に適用されるサーボ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、長尺の被加工物（例えば紙またはフィルム）に対して印刷、圧着、切断、またはミシン目の加工を行う作業を自動化するために、被加工物を搬送しながら被加工物に対して所定間隔で加工する加工装置が用いられる。被加工物には、所定間隔にマークが印刷されており、加工装置は、マークが印刷されている位置（マーク位置）を目標位置として、工具（例えば刃）を用いて加工を行う。工具は、加工ロールに装着されている。加工装置は、被加工物を搬送しながら加工ロールを回転させることによって、被加工物に対して周期的な加工を行うことができる。以降、このような加工装置によって搬送される被加工物を、搬送材と表記することもある。
【０００３】
マーク位置を工具が加工するように加工ロールを駆動するために、サーボ制御装置が用いられる。工具によって実際に加工された、搬送材上の位置を、加工位置と表記する。ここで、種々の要因により、マーク位置と加工位置とがずれる場合がある。マーク位置と加工位置とがずれる要因としては、例えば、マークの印刷誤差、搬送材の伸縮によるマーク位置の変動、搬送材を搬送する搬送ロールの径の誤差による搬送速度の誤差、搬送ロールまたは加工ロールの偏心、搬送ロールまたは加工ロールを駆動するモータの速度の変動（速度リップル、コギングトルク）、搬送材に付与する張力の変動による、搬送速度またはマーク位置の変動、などが挙げられる。
【０００４】
これに関し、特許文献１には、ビデオテープレコーダの磁気ヘッドドラムの回転位相を制御する技術が開示されている。この技術によれば、基準パルスと帰還位相制御パルスとから計算される位相誤差に基づいてドラムモータの位相制御が実行される。そして、位相誤差を平滑して得られる直流位相誤差に基づいてドラムモータの回転速度が補正されることで、定常状態で発生する位相誤差の補正が実現する。
【０００５】
また、特許文献２には、マークにより逸脱状態を検出して、これに基づいて修正関数による補正を行う技術が開示されている。修正関数は、時間的に逐次変化する補正量を基本関数に加算する関数である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−３８８０４号公報
【特許文献２】特表２００４―５３０２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１、２の技術が適用された場合、搬送速度と加工の瞬間における加工ロールの周速とが異なる場合や、あるいは搬送ロールと加工ロールとの間に同期ずれにより、様々な問題が生じる。例えば、工具が刃である場合には、刃に搬送材が引っかかったり、搬送材が持ち上げられたりする。これにより、加工面の乱れまたは搬送材の破断が発生する。また、搬送材と刃とが分離する際の反動により、搬送材に付与される張力が変動し、その結果、その後の加工品質または操業安定性に対して悪影響が及ぶ。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、長尺の被加工物に対して出来るだけ高品質な加工と操業安定性とを実現するサーボ制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、加工の目標位置であるマークが予め決められた間隔で施された長尺の搬送材を搬送する搬送ロールと、前記搬送材を加工する工具を具備する加工ロールと、前記搬送材の搬送路上に配設され、前記マークの通過を検出するセンサと、を備える工作機械に適用されるサーボ制御装置であって、搬送ロールを主軸動作に同期して回転させる搬送ロール制御部と、前記主軸動作と、前記主軸動作と前記加工ロールの動作との関係を規定する動作関数と、に基づいて前記加工ロールを回転させる加工ロール制御部と、を備え、前記加工ロール制御部は、前記センサの検出信号に基づいてマーク間の間隔の誤差を計算する第１計算部と、前記加工ロールの１回転のうちの前記工具による加工の瞬間を含む第１区間において前記搬送ロールの周速と前記加工ロールの周速とが等しくなるように、かつ、前記加工ロールを前記間隔の誤差に応じて前記第１区間とは異なる第２区間において加減速することによって前記マーク間の間隔の距離だけ搬送される間に前記加工ロールが１回転するように、前記動作関数を変更する第１補正部と、を備え、前記加工ロール制御部は、前記間隔の誤差がしきい値よりも大きいか否かを判定する判定部と、前記間隔の誤差に応じた量だけ前記動作関数への入力値を補正する第２補正部と、をさらに備え、前記間隔の誤差が前記しきい値よりも大きいと判定された場合に前記第１補正部が前記動作関数を変更し、前記間隔の誤差が前記しきい値よりも小さいと判定される場合に前記第２補正部が前記入力値を補正する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、加工の瞬間において搬送ロールの周速と加工ロールの周速とが等しくなるように制御が実行されるので、長尺の被加工物に対して高品質な加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１のサーボ制御装置が用いられる加工装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、サーボ制御装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１のカム補正手段の構成を示す図である。
【図４】図４は、カムデータ変更手段によって計算されるカムパターンを示す図である。
【図５】図５は、加工ロールの周速を示す図である。
【図６】図６は、搬送路上における、マークセンサ、マーク位置、および加工位置の位置関係を説明するための図である。
【図７】図７は、搬送路上における、マークセンサ、マーク位置、および加工位置の位置関係を説明するための図である。
【図８】図８は、加工軸カム入力の補正もカムデータの変更も行われない場合の各種タイミングを示す図である。
【図９】図９は、加工軸カム入力の補正が行われた場合の各種タイミングを示す図である。
【図１０】図１０は、カムデータの変更が行われた場合の各種タイミングを示す図である。
【図１１】図１１は、比較例が適用された場合と実施の形態１が適用された場合との、マーク長誤差の推移の例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２のカム補正手段の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる実施の形態のサーボ制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１のサーボ制御装置が用いられる加工装置の構成を示す図である。加工装置１００は、マークセンサ４、加工ロール５、加工モータ７、搬送ロール８、搬送モータ９、およびサーボ制御装置１を備えている。加工装置１００は、所定の間隔でマーク３が印刷された搬送材２を、図面右方向に搬送しながら工具である刃６によって切断する。搬送モータ９は、搬送材２を搬送するための搬送ロール８を駆動する。加工モータ７は、刃６が取り付けられた加工ロール５を回転させる。刃６は、加工ロール５によって回転せしめられ、搬送材２上の接触位置に対して加工を施すことができる。なお、搬送ロール８は、搬送路に沿って複数配設されていてもよい。
【００１４】
マークセンサ４は、搬送材２の搬送路上に配設されている。マークセンサ４は、搬送材２に印刷されたマーク３の検出を実行し、マーク３を検出したか否かを示すマーク検出信号Ｓ（ｋ）をサーボ制御装置１に送信する。例えば、マークセンサ４は、マークセンサ４が配設された位置をマーク３が通過開始してから通過終了するまでの間、マーク検出信号Ｓ（ｋ）として「Ｏｎ」を意味する通知を送信し、マーク３が通過終了した後、マーク検出信号Ｓ（ｋ）として「Ｏｆｆ」を意味する通知を送信する。
【００１５】
なお、ｋは、以降の説明のために設けたパラメータである。ｋは、マークセンサ４がマーク３を検出する毎にインクリメントされる。以降、マークセンサ４がマーク３を検出する周期を、検出周期と表記する。また、マーク３の間隔を、マーク長と表記する。
【００１６】
サーボ制御装置１は、加工モータ７と搬送モータ９とを駆動する。ここで、サーボ制御装置１は、マーク位置と加工位置とが一致するように、マーク検出信号Ｓ（ｋ）に基づいて加工モータ７の駆動を制御する。
【００１７】
図２は、サーボ制御装置１の構成を示す図である。図示するように、サーボ制御装置１は、基準指令生成手段１１、ゲイン手段１２、カム演算手段１３、変換手段１４、駆動制御手段１５、ゲイン手段１６、減算手段１７、カム演算手段１８、変換手段１９、駆動制御手段２０、およびカム補正手段２１を備えている。
【００１８】
ゲイン手段１２、カム演算手段１３、変換手段１４、および駆動制御手段１５は、協働して、搬送ロールを主軸動作に同期して回転させる搬送ロール制御部として機能する。また、ゲイン手段１６、減算手段１７、カム演算手段１８、変換手段１９、駆動制御手段２０、およびカム補正手段２１は、主軸動作と、主軸動作と加工ロール５の動作との関係を規定する動作関数と、に基づいて加工ロール５を回転させる加工ロール制御部として機能する。
【００１９】
基準指令生成手段１１は、基準指令ｘｒ（ｔ）を生成する。基準指令ｘｒ（ｔ）は、加工モータ７と搬送モータ９とを同期させるための基準となる、主軸の位置を表す。主軸は仮想的なものであってよい。基準指令ｘｒ（ｔ）は、例えば、主軸の位置を示すエンコーダパルスの形式で生成されてもよい。なお、サーボ制御装置１は、基準指令ｘｒ（ｔ）が外部から供給されてもよい。また、基準指令ｘｒ（ｔ）は、主軸動作を示すものであれば、位置を表すものだけに限定されない。
【００２０】
ゲイン手段１２は、基準指令ｘｒ（ｔ）に対してゲインＧ２を乗じて搬送軸基準指令ｘｒ２（ｔ）を出力する。搬送軸基準指令ｘｒ２（ｔ）は、搬送軸カム入力ｘ２（ｔ）としてカム演算手段１３に入力される。
【００２１】
カム演算手段１３は、カムデータに基づき、搬送軸カム入力ｘ２（ｔ）を搬送軸カム出力ｙ２（ｔ）に変換する。カム演算手段１３が使用するカムデータは、主軸動作と搬送ロール８の動作との関係を規定する動作関数である。ここでは、具体的には、カムデータは、カム入力長Ｘ２、カム出力長Ｙ２、および、カムパターンｆ２（ｘ）を含む。カムパターンｆ２（ｘ）は、搬送軸カム入力ｘ２（ｔ）と搬送軸カム出力ｙ２（ｔ）との関係を規定する動作関数である。カムパターンｆ２（ｘ）は、例えばテーブルまたは数式を用いて表記される情報である。
【００２２】
変換手段１４は、搬送軸カム出力ｙ２（ｔ）を搬送モータ９に対する位置指令である搬送軸位置指令ｙｒ２（ｔ）に変換する。
【００２３】
駆動制御手段１５は、搬送モータ９の検出位置である搬送軸位置ｙｍ２（ｔ）が搬送モータ９から入力される。駆動制御手段１５は、搬送軸位置指令ｙｒ２（ｔ）と搬送軸位置ｙｍ２（ｔ）とが一致するように搬送モータ９のトルクを制御する。
【００２４】
ゲイン手段１６は、基準指令ｘｒ（ｔ）に対してゲインＧ１を乗じて加工軸基準指令ｘｒ１（ｔ）を出力する。
【００２５】
減算手段１７は、カム補正手段２１によって演算されるカム入力補正ｄＸ１（ｋ）を加工軸基準指令ｘｒ１（ｔ）から減算する。減算手段１７による減算の結果は、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）としてカム演算手段１８に入力される。
【００２６】
カム演算手段１８は、カムデータに基づき、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）を加工軸カム出力ｙ１（ｔ）に変換する。カム演算手段１８が使用するカムデータは、主軸動作と加工ロール５の動作との関係を規定する動作関数である。具体的には、カムデータは、カム入力長Ｘ１、カム出力長Ｙ１、および、カムパターンｆ１（ｘ）を含む。カムパターンｆ１（ｘ）は、例えばテーブルまたは数式を用いて表記される情報である。ここで、カム演算手段１８は、カムデータの設定が変更可能に構成される。カムデータの変更は、カム補正手段２１によって実行される。
【００２７】
変換手段１９は、加工軸カム出力ｙ１（ｔ）を加工モータ７に対する位置指令である搬送軸位置指令ｙｒ１（ｔ）に変換する。
【００２８】
駆動制御手段２０は、加工モータ７の検出位置である加工軸位置ｙｍ１（ｔ）が加工モータ７から入力される。駆動制御手段２０は、加工軸位置指令ｙｒ１（ｔ）と加工軸位置ｙｍ１（ｔ）とが一致するように加工モータ７のトルクを制御する。
【００２９】
カム補正手段２１は、マーク検出信号Ｓ（ｋ）とモニタデータＵ（ｔ）とが入力される。カム補正手段２１は、マーク３の通過が検出されたタイミングでモニタデータＵ（ｔ）を保持（ラッチ）する。カム補正手段２１は、保持したモニタデータＵ（ｔ）に基づき、マーク位置と加工位置とが一致するように加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の補正量を計算する。カム補正手段２１は、計算した加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の補正量をカム入力補正ｄＸ１（ｋ）として出力する。また、カム補正手段２１は、カム演算手段１８に設定されたカムデータのうち、カムパターンｆ１（ｘ）およびカム入力長Ｘ１を変更することができる。
【００３０】
なお、モニタデータＵ（ｔ）としては、搬送材２の移動量が導出可能なデータであれば任意のデータが採用可能である。例えば、基準指令ｘｒ（ｔ）、搬送軸カム入力ｘ２（ｔ）、搬送軸カム出力ｙ２（ｔ）、搬送軸位置指令ｙｒ２（ｔ）、または搬送軸位置ｙｍ２（ｔ）がモニタデータＵ（ｔ）として採用可能である。ここでは一例として、基準指令ｘｒ（ｔ）がモニタデータＵ（ｔ）として使用されるものとする。
【００３１】
図３は、実施の形態１のカム補正手段２１の構成を示す図である。カム補正手段２１は、マーク長誤差計算手段（第１計算部）２２、補正値計算手段２３、保持手段２４、カム入力補正手段２５、およびカムデータ変更手段２６を備えている。補正値計算手段２３とカムデータ変更手段２６とは、協働して、カムデータを変更する第１補正部として機能する。また、補正値計算手段２３とカム入力補正手段２５とは、協働して、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）を補正する第２補正部として機能する。
【００３２】
保持手段２４は、マーク検出信号Ｓ（ｋ）をラッチ信号として用いてモニタデータＵ（ｔ）を保持して、保持したモニタデータＵ（ｔ）をラッチデータＵ（ｋ）として出力する。
【００３３】
マーク長誤差計算手段２２は、マーク検出信号Ｓ（ｋ）に基づいてマーク長の誤差を計算する。具体的には、マーク長誤差計算手段２２は、遅れ手段２７、減算手段２８、減算手段２９、遅れ手段３０、および誤差記憶手段３１を備えている。遅れ手段２７は、前回の検出周期において保持手段２４から出力されたラッチデータＵ（ｋ−１）を出力する。減算手段２８は、現在の検出周期において保持手段２４から出力されたラッチデータＵ（ｋ）から、遅れ手段２７から出力された前回の検出周期のラッチデータＵ（ｋ−１）を減算する。減算手段２８は、減算によって得られた値ｄＵ（ｋ）を、マーク長の計算値であるマーク長計算値Ｌ（ｋ）として出力する。
【００３４】
遅れ手段３０は、後述する加算手段３５から出力される前回の検出周期のカム入力長変更値Ｘ１（ｋ−１）を、マーク長の基準値であるマーク長基準値ＬＰ（ｋ）として出力する。減算手段２９は、マーク長計算値Ｌ（ｋ）からマーク長基準値ＬＰ（ｋ−１）を減算し、減算によって得られた値をマーク長誤差ｄＬ（ｋ）として出力する。誤差記憶手段３１は、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）を保持し、出力する。
【００３５】
補正値計算手段２３は、切替手段３２、判定手段３３、ゲイン手段３４、および加算手段３５を備えている。判定手段３３は、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）の絶対値と予め設定されたしきい値ｄＸｓとを比較し、判定結果を選択信号として切替手段３２に入力する。切替手段３２は、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）の出力先をゲイン手段３４と加算手段３５との間で選択信号に基づいて切り替える。
【００３６】
マーク長誤差ｄＬ（ｋ）の絶対値がしきい値ｄＸｓよりも小さいとき、判定手段３３は、ゲイン手段３４をマーク長誤差ｄＬ（ｋ）の出力先として選択する。ゲイン手段３４は、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）にゲインＱを乗算し、乗算により得られた値をカム入力補正ｄＸ１（ｋ）として出力する。カム入力補正手段２５は、加工ロール５の１回転のうちの非同期区間において、カム入力補正ｄＸ１（ｋ）を減算手段１７に入力する。カム入力補正ｄＸ１（ｋ）の減算手段１７への入力は、非同期区間における任意のタイミングで実行可能である。
【００３７】
実施の形態１では、刃６が搬送材２を加工する瞬間を含む予め定められた区間においては、加工ロール５の周速と搬送ロール８の周速とが一致せしめられる。加工ロール５の周速と搬送ロール８の周速とが一致せしめられる区間を同期区間（第１区間）と表記する。非同期区間は、同期区間を除く区間（第２区間）をいう。即ち、非同期区間とは、刃６が搬送材２に接触しない、予め定められた区間である。現時点が同期区間か非同期区間かは、例えばその時点の加工ロール５の回転角度によって判断可能である。
【００３８】
マーク長誤差ｄＬ（ｋ）の絶対値がしきい値ｄＸｓよりも大きいとき、判定手段３３は、加算手段３５を出力先として選択する。加算手段３５は、カム演算手段に設定されているカム入力長Ｘｎにマーク長誤差ｄＬ（ｋ）を加算し、加算により得られた値をカム入力長変更値Ｘ１（ｋ）として出力する。カムデータ変更手段２６は、カム入力長変更値Ｘ１（ｋ）に適したカムパターンｆ１（ｘ）を計算する。カム入力長変更値Ｘ１は、マーク長計算値Ｌ（ｋ）と等しい。従って、カムデータ変更手段２６は、マーク長計算値Ｌ（ｋ）に等しい距離だけ搬送材２が搬送される間に加工ロール５が１回転するように、新しいカムパターンｆ１（ｘ）を計算する。カムデータ変更手段２６は、カム演算手段１８に設定されているカムパターンｆ１（ｘ）およびカム入力長Ｘ１を、新しく計算されたカムパターンｆ１（ｘ）およびカム入力長変更値Ｘ１（ｋ）で更新する。カムデータ変更手段２６は、カムパターンｆ１（ｘ）およびカム入力長Ｘ１の変更を、同期区間において実行する。カム入力長変更値Ｘ１（ｋ）の変更は、同期区間内の任意のタイミングで実行可能である。
【００３９】
ここで、カムデータ変更手段２６によるカムデータの変更動作について詳しく説明する。説明を簡単にするために、搬送軸のカム演算手段１３には、搬送軸カム入力ｘ２（ｔ）と搬送軸カム出力ｙ２（ｔ）との関係が線形の関係であることを示す直線カムが設定され、その結果、搬送材２の搬送速度は一定となることとする。また、加工ロール５と加工モータ７とのギア比、および、搬送ロール８と搬送モータ９とのギア比は、ともに「１」であるものとする。また、ゲイン手段１２のゲインＧ２およびゲイン手段１６のゲインＧ１はともに「１」であるものとする。
【００４０】
前述のように、カム演算手段１８では、カムパターンｆ１（ｘ）、カム入力長Ｘ１、カム出力長Ｙ１で規定されるカムデータに基づき、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）に対する加工軸カム出力ｙ１（ｔ）を計算する。例えば、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の単位はｄｅｇであり、カム出力長Ｙ１は３６０ｄｅｇに設定され、カム入力長Ｘ１はマーク長Ｌｍに応じた値に設定される。具体的には、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の単位が例えばｍｍのように長さの単位である場合には、Ｘｂ＝Ｌｍに設定されてもよい。また、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の単位がパルスであり、１パルスの加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の長さが基準指令ｘｒ（ｔ）における１００００パルスに相当する場合には、Ｘｂ＝１００００＊Ｌｍに設定されてもよい。ここでは、Ｘｂ＝Ｌｍであるものとする。また、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）がＬｍだけ移動したときに加工モータ７は３６０ｄｅｇだけ移動し（即ち１回転し）、加工ロール５も１回転するものとする。また、搬送軸カム入力ｘ２（ｔ）、搬送モータ９、および搬送ロール８も、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）、加工モータ７、および加工ロール５と同様の関係を有するものとする。
【００４１】
図４は、カムデータ変更手段２６によって計算されるカムパターンを示す図である。図５は、図４に示す３つのカムパターンに夫々対応する加工ロール５の周速を示す図である。
【００４２】
定常状態においては搬送材２が一定速度で搬送されるが、前述した様々な要因によりマーク長Ｌｍは変動する。マーク長Ｌｍが加工ロール５の周長Ｌ１と等しい場合（Ｌｍ＝Ｌ１）、加工ロール５を回転させるためのカムパターンは、搬送ロール８を回転させるためのカムパターンと同様に、搬送ロール８の周速と同じ周速でかつ常に一定の周速で加工ロール５を回転させるための直線カムが適用される（ケースｂ参照）。Ｘ１ｂは、ケースｂの場合の加工軸カム入力長である。
【００４３】
マーク長Ｌｍが加工ロール５の周長Ｌ１よりも小さい場合（Ｌｍ＜Ｌ１）、加工ロール５を搬送ロール８の周速と同じ周速でかつ常に一定の周速で回転させると、加工位置とマーク位置とが一致しない。加工位置とマーク位置とを一致させるために、加工ロール５の周速を非同期期間において速めるカムパターンが、設定される（ケースａ参照）。即ち、加減速によって加工ロール５の周速がケースａの場合に比べて速められる。同期期間においては、加工ロール５の周速と搬送ロール８の周速とが一致するように新しいカムデータが計算される。Ｘ１ａは、ケースａの場合の加工軸カム入力長である。
【００４４】
マーク長Ｌｍが加工ロール５の周長Ｌ１よりも大きい場合（Ｌｍ＞Ｌ１）、加工位置とマーク位置とを一致させるために、加工ロール５の周速をケースｂのカムパターンに比べて非同期期間において遅くするカムパターンが計算される（ケースｃ参照）。Ｘ１ｃは、ケースｃの場合の加工軸カム入力長である。
【００４５】
なお、搬送路において、マークセンサ４の配設されている位置と刃６が搬送材２を加工する位置とは、およそマーク長の整数倍だけ離れている。マークセンサ４の配設されている位置と刃６が搬送材２を加工する位置とマーク長の整数倍とが厳密に一致しない場合があるのは、前述のように、例えばマーク長に誤差がある場合があるからである。
【００４６】
図６および図７は、搬送路上における、マークセンサ４、マーク位置、および加工位置の位置関係を説明するための図である。ｋ番目の検出周期におけるマーク位置をＡ〔ｋ〕と表記する。図６は、Ａ〔ｋ〕の検出タイミングにおける位置関係を、図７は、Ａ〔ｋ〕の加工タイミングにおける位置関係を夫々示している。なお、ここでは、マークセンサ４の配設されている位置と刃６が搬送材２を加工する位置とは、マーク長におよそ等しい距離だけ離れているものとする。図６および図７に示すように、Ａ〔ｋ〕の加工タイミングは、Ａ〔ｋ〕の検出タイミングよりも検出周期におよそ等しい時間だけ遅れる。マークセンサ４の配設されている位置と刃６が搬送材２を加工する位置とが、およそマーク長の整数倍だけ離れている場合には、Ａ〔ｋ〕の加工タイミングは、Ａ〔ｋ〕の検出タイミングよりも検出周期の整数倍におよそ等しい時間だけ遅れる。なお、図７においては、例えばマーク長の誤差のために、マークが印刷されている位置、即ち本来的に加工されるべき位置であるＡ〔ｋ〕と実際の加工位置Ｂ〔ｋ〕とが一致していない。
【００４７】
図８は、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の補正もカムデータの変更も行われない場合の各種タイミングを示す図である。横軸は経過時間〔ｓ〕を示しており、縦軸は加工ロール５の回転位置〔ｄｅｇ〕を示している。なお、加工ロール５の回転位置が３６０ｄｅｇの整数倍に達したときに刃６が搬送材２を加工するものとする。また、マークセンサ４で検出されたマークＡ〔ｋ−１〕が加工ロール５の位置に到達した時点から、次に検出されるマークＡ〔ｋ〕が加工ロール５の位置に到達する時点までの時間的な区間を、区間〔ｋ〕と表記する。なお、区間〔ｋ〕の時間は、ｋ番目の検出周期と等しい。
【００４８】
区間〔ｋ−１〕において加工ロール５の回転周期と検出周期とが一致していることにより、Ａ〔ｋ−１〕とＢ〔ｋ−１〕とが一致している。区間〔ｋ〕のマーク長が区間〔ｋ−１〕のマーク長よりも増加したとすると、区間〔ｋ〕における検出周期が区間〔ｋ−１〕における検出周期よりもｄＴだけ増加する。区間〔ｋ〕においては加工ロール５の回転周期と検出周期とが一致しないために、Ａ〔ｋ〕とＢ〔ｋ〕との位置がずれることになる。また、区間〔ｋ＋１〕におけるマーク長が区間〔ｋ〕におけるマーク長よりもさらに増加したことにより、区間〔ｋ＋１〕における検出周期が区間〔ｋ〕における検出周期よりもｄＴだけさらに増加している。よって、Ａ〔ｋ＋１〕とＢ〔ｋ＋１〕とのずれ量は、Ａ〔ｋ〕とＢ〔ｋ〕とのずれ量よりも大きくなっている。
【００４９】
図９は、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の補正が行われた場合の各種タイミングを示す図である。なお、一点鎖線は、図８において説明した関係を示している。区間〔ｋ〕においては、Ａ〔ｋ−１〕の検出タイミングにおいて計算したマーク長Ｌ（ｋ−１）と、Ａ〔ｋ〕の検出タイミングにおいて計算したマーク長Ｌ（ｋ）との差分に相当する量だけカム入力が遅れるように補正され、加工位置がＢ〔ｋ〕からＢ’〔ｋ〕へと変化する。その結果、区間〔ｋ〕において加工ロール５の回転周期と検出周期とが一致し、Ａ〔ｋ〕が加工ロール５を通過するタイミングと加工タイミングとが一致している。なお、Ａ〔ｋ〕が加工ロール５を通過するタイミングと加工タイミングとが一致することは、マーク位置Ａ〔ｋ〕と加工位置とが一致することと同義である。また、Ｃ〔ｋ〕は、カム入力が補正されるタイミングを示している。ここでは、加工ロール５の回転位置が非同期区間に至ったタイミングでカム入力が補正されている。Ｂ’〔ｋ〕は、補正後の加工位置を示している。同様に、区間〔ｋ＋１〕においてもカム入力がタイミングＣ〔ｋ＋１〕において補正され、その結果、Ａ〔ｋ＋１〕と加工位置Ｂ’〔ｋ＋１〕とが一致している。
【００５０】
図１０は、カムデータの変更が行われた場合の各種タイミングを示す図である。図示するように、区間〔ｋ〕においては、Ａ〔ｋ−１〕の検出タイミングにおいて計算したマーク長Ｌ（ｋ−１）とＡ〔ｋ〕の検出タイミングにおいて計算したマーク長Ｌ（ｋ）との差分に相当する量だけカム入力が遅れるようにカムパターンｆｎ（ｘ）およびカム入力長Ｘｎが生成され、タイミングＣ〔ｋ〕において適用される。これにより、区間〔ｋ〕において加工ロール５の回転周期と検出周期とが一致し、その結果、マーク位置Ａ〔ｋ〕と加工位置Ｂ’〔ｋ〕とが一致する。区間〔ｋ＋１〕においては、カムパターンｆｎ（ｘ）およびカム入力長Ｘｎの変更が行われることなくＡ〔ｋ＋１〕と加工位置Ｂ’〔ｋ＋１〕とを一致させることができる。
【００５１】
このように、実施の形態１によれば、サーボ制御装置１は、加工ロール５の１回転のうちの加工の瞬間を含む同期区間において搬送ロール８の周速と加工ロール５の周速とが等しくなるように、かつ、加工ロール５をマーク長の誤差に応じて非同期区間において加減速することによってマーク長の分だけ搬送されたときに加工ロール５が１回転するように、加工ロール５のカムデータを変更する。同期区間において搬送ロール８の周速と加工ロール５の周速とが等しくなるように制御が実行されるので、同期区間において搬送ロール８の周速と加工ロール５の周速とが異なる場合に比べて搬送材２の加工面を高品質に保つことができる。即ち、長尺の被加工物に対して出来るだけ高品質な加工を行うことができる。また、搬送材２と刃６とが分離する際の反動を低減することができる。
【００５２】
また、サーボ制御装置１は、マーク長の誤差がしきい値ｄＸｓよりも大きい場合、カムデータを変更し、マーク長がしきい値ｄＸｓよりも小さい場合、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）を補正する。
【００５３】
図１１は、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の補正のみが実行可能な場合（比較例）と、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の補正とカムデータの変更とを切り替えて実行する実施の形態１とにおいて、マーク長誤差の推移の例を示す図である。比較例によれば、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）がしきい値ｄＸｓを越えるに至ったとき、カム入力補正による補正量が大きく、かつマーク長誤差ｄＬ（ｋ）がしきい値ｄＸｓを越える毎にその大きな補正量の補正が実行される。カム入力補正による補正量が大きい場合、補正によるモータの挙動が大きいため、補正のばらつきが大きくなったり、加工装置１００に発生する音および衝撃が大きくなったりする。これに対し、実施の形態１によれば、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）がしきい値ｄＸｓを越えるに至ったとき、カムデータが変更される。カムデータの変更後、カム入力補正による補正量は、カムデータの更新が行われない場合に比べて低減される。よって、実施の形態１によれば、カムデータの変更が行われない場合に比べて、補正のばらつきを低減したり、音および衝撃を小さくしたりすることができる。
【００５４】
なお、以上の説明においては、カム演算手段１３に直線カムが設定されていることにより搬送材２が一定の速度で搬送されるものとして説明した。カムデータ変更手段２６は、同期区間において搬送ロール８の周速と加工ロール５の周速とが等しくなるように、かつ、加工ロール５をマーク長の誤差に応じて非同期区間において加減速することによってマーク長の分だけ搬送されたときに加工ロール５が１回転するように、加工ロール５のカムデータを変更する、という動作が可能である限り、カム演算手段１３に直線カム以外のカムパターンが設定されている場合であっても実施の形態１は適用可能である。
【００５５】
実施の形態２．
図１２は、カム補正手段の別の構成例を示す図である。実施の形態１と同じ構成要素には、実施の形態１と同じ符号および名称を付して、重複する説明を省略する。
【００５６】
実施の形態２のカム補正手段２１ａは、マーク長誤差計算手段２２、補正値計算手段２３ａ、保持手段２４、カム入力補正手段２５、およびカムデータ変更手段２６を備えている。マーク長誤差計算手段２２は、遅れ手段２７、減算手段２８、減算手段２９、遅れ手段３０、および誤差記憶手段３１を備えている。
【００５７】
補正値計算手段２３ａは、切替手段３２ａ、判定手段３３ａ、ゲイン手段３４ａ、加算手段３５、および減算手段３６を備えている。判定手段３３ａは、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）の絶対値と予め設定されたしきい値ｄＸｓとを比較し、判定結果を選択信号として切替手段３２ａに入力する。切替手段３２ａは、加算手段３５に入力するカム入力長補正値ｄＸ（ｋ）として、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）とゼロ値との間で選択信号に基づいて切り替える。
【００５８】
マーク長誤差ｄＬ（ｋ）の絶対値がしきい値ｄＸｓよりも小さいとき、判定手段３３ａは、ゼロ値をカム入力長補正値ｄＸ（ｋ）として選択する。加算手段３５は、カム演算手段に設定されているカム入力長Ｘ１にゼロ値を加算した値をカム入力長変更値Ｘ１（ｋ）として出力する。即ち、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）の絶対値がしきい値ｄＸｓよりも小さいとき、カム入力長変更値Ｘ１（ｋ）は変更されないので、カムデータの変更は行われない。一方、ゲイン手段３４ａは、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）にゲインＱを乗算する。減算手段３６は、ゲインＱが乗算されたマーク長誤差ｄＬ（ｋ）から、切替手段３２から出力されたゼロ値を減算し、減算により得られた値をカム入力補正値ｄＸ１（ｋ）として出力する。
【００５９】
即ち、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）の絶対値がしきい値ｄＸｓよりも小さいとき、実施の形態１と同様に、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の補正が行われ、カムデータの変更が行われない。
【００６０】
マーク長誤差ｄＬ（ｋ）の絶対値がしきい値ｄＸｓよりも大きいとき、判定手段３３ａは、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）をカム入力長補正値ｄＸ（ｋ）として選択する。加算手段３５は、カム演算手段に設定されているカム入力長Ｘ１にカム入力長補正値ｄＸ（ｋ）としてのマーク長誤差ｄＬ（ｋ）を加算し、加算によって得られた値をカム入力長変更値Ｘ１（ｋ）として出力する。一方、ゲイン手段３４ａは、マーク長誤差ｄＬ（ｋ）にゲインＱを乗算する。減算手段３６は、ゲインＱが乗算されたマーク長誤差ｄＬ（ｋ）から、切替手段３２ａから出力されたマーク長誤差ｄＬ（ｋ）を減算する。減算手段３６は、減算により得られた値をカム入力補正値ｄＸ１（ｋ）として出力する。
【００６１】
ここで、ゲインＱが「１」である場合、実施の形態１と同様に、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の補正が行われず、カムデータの変更が行われる。ゲインＱが「１」とは異なる場合、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の補正とカムデータの変更との両方が行われる。この場合、必要な補正量のうちの一部をカムデータの変更で対応することが可能となるので、加工軸カム入力ｘ１（ｔ）の補正量を低減することが可能となる。
【００６２】
なお、実施の形態１、２のサーボ制御装置１の構成要素（基準指令生成手段１１、ゲイン手段１２、カム演算手段１３、変換手段１４、駆動制御手段１５、ゲイン手段１６、減算手段１７、カム演算手段１８、変換手段１９、駆動制御手段２０、保持手段２４、カム入力補正手段２５、カムデータ変更手段２６、遅れ手段２７、減算手段２８、減算手段２９、遅れ手段３０、および誤差記憶手段３１、切替手段３２、切替手段３２ａ、判定手段３３、判定手段３３ａ、ゲイン手段３４、ゲイン手段３４ａ、加算手段３５、および減算手段３６）のうちの一部または全部は、ソフトウェア、ハードウェア、または両者の組み合わせによって実現できる。ソフトウェアによって構成要素が実現されるとは、予め記憶装置に内蔵されるプログラムがプロセッサによって実行されることによって当該構成要素の機能を実現されることをいう。また、ハードウェアによって構成要素が実現されるとは、ハードウェア回路によって当該構成要素の機能が実現されることをいう。
【符号の説明】
【００６３】
１  サーボ制御装置、２  搬送材、３  マーク、４  マークセンサ、５  加工ロール、６  刃、７  加工モータ、８  搬送ロール、９  搬送モータ、１１  基準指令生成手段、１２，１６  ゲイン手段、１３  カム演算手段、１４  変換手段、１５  駆動制御手段、１７，２８，２９，３６  減算手段、１８  カム演算手段、１９  変換手段、２０  駆動制御手段、２１  カム補正手段、２１ａ  カム補正手段、２２  マーク長誤差計算手段、２３  補正値計算手段、２３ａ  補正値計算手段、２４  保持手段、２５  カム入力補正手段、２６  カムデータ変更手段、２７，３０  遅れ手段、３１  誤差記憶手段、３２，３２ａ  切替手段、３３，３３ａ  判定手段、３４，３４ａ  ゲイン手段、３５  加算手段、１００  加工装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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