(57)【要約】【課題】  メインモーターの同期信号に基づいて駆動するサーボモーターの応答遅れに伴う加工位置のずれを精度良く検出することができる加工位置ずれの検出方法を提供すること。【解決手段】  本発明の加工位置ずれの検出方法は、モーターＭ１を備えた搬送手段１１で被加工物１０を加工位置に搬送するとともに、モーターＭ１の同期信号に基づいて駆動するサーボモーターＭ２で加工手段１２を作動させ、被加工物１０を加工したときの加工位置のずれを検出する。モーターＭ１の回転量に応じたパルス信号をエンコーダー２で求めるとともに、加工手段１２による加工時間を定める検知位置を検知手段５で検知し、前記加工時間に対応する前記パルス信号のカウント数に基づいて加工手段１２による加工位置のずれを求める。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインモーターで作動する搬送手段で被加工物を加工位置に搬送するとともに、前記モーターの同期信号に基づいて駆動するサーボモーターで加工手段を作動させて前記被加工物を加工したときの加工位置のずれを検出する方法であって、
前記メインモーターの回転量に応じたパルス信号をエンコーダーで求めるとともに、前記加工手段による加工時間を定めるための検知位置を検知手段で検知し、前記加工時間に対応する前記パルス信号のカウント数に基づいて前記加工手段による加工位置のずれを求める加工位置ずれの検出方法。
【請求項２】
前記加工手段が前記サーボモーターで作動するロータリー式のカッターを備えており、前記検知手段でカッターの刃の所定回転位置を前記検知位置として検知する請求項１記載の加工位置ずれの検出方法。
【請求項３】
請求項１記載の加工位置ずれの検出方法を実施するための加工位置ずれの検出装置であって、
前記メインモーターの回転量に応じてパルス信号を出力するエンコーダーと、前記エンコーダーから出力される前記パルス信号をカウントするカウンターと、前記加工手段による加工時間を定めるための検知位置を検知する検知手段と、前記加工時間に対応する前記カウンターのカウント数に基づいて前記加工手段による加工位置のずれを求める演算処理手段とを備えている加工位置ずれの検出装置。
【請求項４】
前記加工手段が前記サーボモーターで駆動するロータリー式のカッターを備えているとともに、前記検知手段が前記カッターの刃の所定回転位置を前記検知位置として検知する請求項３記載の加工位置ずれの検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メインモーターで作動する搬送手段で被加工物を加工位置に搬送するとともに、前記モーターの同期信号に基づいて駆動するサーボモーターで加工手段を作動させて前記被加工物を加工したときの加工位置のずれを検出する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、帯状の部材に種々の加工を施して製品を製造する製造設備では、メインモーターからシャフト駆動で加工手段を作動させて加工を行っていた。しかし、近年のサーボモーターの低価格化等の理由から、これまでのシャフト駆動に代えて、メインモーターからの同期信号で追従する位置制御用サーボモーターによる駆動が採用されている。
【０００３】
ところで、このようなサーボモーターによる駆動では、メインモーターとサーボモーターとの間に接続される同期用エンコーダー、同期運転用コントローラー及びサーボアンプに応答遅れが生じるため、当該応答遅れに伴う加工の位置ずれが生じ、製品不良が発生する問題がある。よって、この加工の位置ずれを補正するためには、当該加工の位置ずれを正確に把握する必要がある。
【０００４】
このような加工位置ずれを検出する方法として、同期用エンコーダーの出力パルスとサーボモーターのサーボパルスとを比較し、その遅れ量から応答遅れを求めて位置ずれ量を算出することが考えられるが、同期運転用のコントローラーのスキャン周期に影響を受けるため精度の高い位置ずれの検出が困難であった。
【０００５】
なお、同期駆動における位置精度誤差の測定方法として、製造ラインの制御系統とは別に位置精度誤差を測定装置で測定する技術として、下記特許文献１の技術が提案されている（下記特許文献１の従来の技術及び発明が解決使用とする問題点の欄及び第６図参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−３００３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、前記加工位置のずれを精度よくに検出する方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、メインモーターで作動する搬送手段で被加工物を加工位置に搬送するとともに、前記メインモーターの同期信号に基づいて駆動するサーボモーターで加工手段を作動させて前記被加工物を加工したときの加工位置のずれを検出する方法であって、前記メインモーターの回転量に応じたパルス信号をエンコーダーで求めるとともに、前記加工手段による加工時間を定めるための検知位置を検知手段で検知し、前記加工時間に対応する前記パルス信号のカウント数に基づいて前記加工手段による加工位置のずれを求める加工位置ずれの検出方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【０００９】
また、本発明は、前記本発明の加工位置ずれの検出方法を実施するための装置であって、前記メインモーターの回転量に応じてパルス信号を出力するエンコーダーと、前記エンコーダーから出力される前記パルス信号をカウントするカウンターと、前記加工手段による加工時間を定めるための検知位置を検知する検知手段と、前記加工時間に対応する前記カウンターのカウント数に基づいて前記加工手段による加工位置のずれを求める演算処理手段とを備えている加工位置ずれの検出装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の加工位置ずれの検出方法及び装置によれば、メインモーターの同期信号に基づいて駆動するサーボモーターの応答遅れに伴う加工位置のずれを精度良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を、その好ましい実施形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本発明の加工位置ずれの検出装置（以下、単に検出装置ともいう。）の一実施形態を示すものである。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の検出装置１は、メインサーボモーター（以下、メインモーターともいう。）Ｍ１で作動する搬送手段１１で帯状の被加工物１０を加工位置に搬送するとともに、メインモーターＭ１の同期信号に基づいて駆動するサーボモーターＭ２で加工手段１２を作動させて被加工物１０を毎葉１００に切断加工したときの切断加工位置のずれを検出する装置である。
【００１４】
本実施形態では、搬送手段１１は、メインモーターＭ１によって作動し、被加工物１０を下流に搬送する繰り出しロール１１０を備えている。また、加工手段１２は、サーボモーターＭ２によって作動し、被加工物１０を毎葉に切断するロータリー式のカッターロール１２０を備えている。メインモーターＭ１とサーボモーターＭ２との間は、モーターＭ１に付設されたロータリー式の同期用エンコーダー１３、同期用エンコーダー１３からの出力が入力される同期用コントローラー１４、及び同期用コントローラー１４の指令に基づく出力をモーターＭ２へ入力するサーボアンプ１５が接続されている。
【００１５】
検出装置１は、メインモーターＭ１の所定回転量毎にパルス信号を出力するロータリー式の測定用エンコーダー２と、測定用エンコーダー２から出力される前記パルス信号をカウントするカウンター３と、加工手段１２による切断加工時間（時刻）を定めるための検知位置を検知する検知手段４と、前記加工時間に対応するカウンター３のカウント数に基づいて加工手段１２による切断加工位置のずれを求める演算処理手段５とを備えている。後述するように、カウンター３は測定用コントローラー６で、演算処理手段５はコンピュータ７でそれぞれ構成される。測定用コントローラー６は、ケーブル８を介してコンピュータ７に接続されている。
【００１６】
測定用エンコーダー２には、高い分解能で位置ずれを検出できる点から前記同期用エンコーダー１３よりも出力パルスの分解能の高い（回転量当たりの出力パルス数の多い）ものを用いることが好ましい。該出力パルスの分解能は、検出する位置ずれの精度は、製品長やエンコーダパルス数を考慮すると０．１ｍｍ以下が好ましい。測定用エンコーダー２は、オープンコレクタ出力形式のエンコーダーで構成することが好ましいが、ラインドライバ出力形式のエンコーダーで構成することもできる。この場合には、エンコーダーとコントローラーとの間にパルス変換器（オープンコレクタ出力形式への変換）を介装する。
【００１７】
前記検知手段４は、カッターロール１２０のカッター刃を検出できる位置へ配設されており、カッターロール１２０の刃の最も近接した位置を前記検知位置として検知して出力信号（パルス信号）を測定用コントローラー６に出力する。検知手段４は、市販の近接センサーで構成することができる。
【００１８】
測定用コントローラー６は、多チャンネル式のプログラマブルコントローラで構成されており、図２に示すように、カウンター３、処理装置（ＣＰＵ）６０、記憶装置６１及び内部時計６２を具備するハードウェアと、測定用ソフトウェアとを備えたマイクロコンピュータを備えている。測定用ソフトウェアは記憶装置６１に記憶されている。記憶装置６１の記録域には測定用エンコーダー２の分解能、製品長、エンコーダパルス数に応じて設定された最大カウント数が予め記録される。測定用コントローラー６は、前記測定用ソフトウェアとハードウェアとが協働して以下のように機能する。
【００１９】
即ち、測定用コントローラー６は、前記測定用ソフトウェアが起動した状態で、測定用エンコーダー２からパルス信号が出力されると、当該パルス信号がカウンター３でカウントされ、処理装置６０がそのカウント時の時刻を内部時計６２から読み取り、当該カウント数を当該カウント時刻と関連づけて記憶装置６１の記録域に記録する。処理装置６０は、カウンター３によるパルス信号のカウントが進み、そのカウント数がエンコーダ最大カウント数に達した場合にはカウンター３をリセットする。この間に、検知手段４からパルス信号が出力されると、割り込み処理がかけられてその割り込み時刻を加工手段１２による切断加工時間として内部時計６２から読み取り、当該割り込み時刻とともに当該割り込み時刻におけるカウンター３のカウント数を記憶装置６１の記録域に記録する。そして、記憶装置６１の記録域に記録されたこれらの測定データを、コンピュータ７からの指示に基づいてコンピュータ７に送信する。
【００２０】
カウンター３は、上述した分解能を有する測定用エンコーダー２からのパルス信号を高速でカウントできる処理能力を有していればよい。測定用コントローラー６は、その後のコンピュータ７における演算処理を考慮すると、所定のフォーマット（例えば、ＣＳＶ形式）で前記測定データを記憶装置６１の記録域に記録できるものが好ましい。測定用コントローラー６は、マイクロコンピュータを備えた市販のプログラマブルコントローラで構成することができる。
【００２１】
コンピュータ７は、処理装置（ＣＰＵ）７０、主記憶装置（ＲＡＭ）７１、補助記憶装置７２、入力装置７３及び出力装置７４を具備するハードウェアと、基本ソフトウェア、該基本ソフトウェア上で動作して測定用コントローラー６から前記測定データを収集するデータ収集ソフトウェア及びデータ収集ソフトウェアで収集した前記測定データから加工手段１２による切断加工位置のずれをグラフ化して表示する表計算ソフトとを具備するソフトウェアとを備えたコンピュータシステムで構成される。前記ソフトウェアは、主記憶装置７１又は補助記憶装置７２の記録域に記録される。
【００２２】
コンピュータ７は、前記各ソフトウェアが起動した状態で、前記ハードウェア及び前記ソフトウェアが協働し、前記演算処理手段５として機能する。即ち、コンピュータ７は、測定用コントローラー６に前記測定データの送信指示を送り、測定用コントローラー６から送信される前記測定データを取り込んで主記憶装置７１又は補助記憶装置７２の記録域に記録し、該測定データを収集する。処理装置７０は、収集した前記測定データから前記切断加工時間として記録された前記割り込み時刻に対応するカウンター３のカウント数に基づいて前記加工手段１２による切断加工位置のずれを求める。具体的には、当該カウント数と、測定用エンコーダー２の分解能からカウント数を長さに変換し、これを切断加工位置のずれとする。コンピュータ７は、このようにして得られた切断加工位置のずれをグラフとして出力装置７４に出力する。
【００２３】
上述のようにして得られる切断加工位置のずれ量は、例えば、図３に示すように、ずれ量を縦軸、検出手段４の間隔を内部時計から求めた時間軸を横軸としてグラフとして前記出力装置７４で表示される。なお、図３は、検出手段４の間隔を内部時計から求めたライン速度が破線によって合わせて表示されており、ライン速度の上昇とともに切断加工位置のずれ量が次第に大きくなり、一定のライン速度に保った場合でも、その後切断加工位置のずれ量が保たれることが確認できる。
【００２４】
上述のような切断加工位置のずれ量を確認した後、この切断加工位置のずれ量が小さくなるように、サーボモータのゲイン調整や先行制御をすることによってずれ量を低減させる補正を行い、補正後に補正前と再び同様にして切断加工位置のずれ量を求めて出力装置に表示することによって、ずれ量の減少を確認することができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態の検出装置１及びこれを用いた切断加工位置の加工位置ずれの検出方法によれば、加工手段１２による切断加工の位置ずれを、従来のような同期用コントローラーのスキャン周期の影響を受けることなく、測定用エンコーダーの出力パルス単位の高精度で検出することができる。よって本実施形態の検出装置１によって、予め製造ラインの立ち上げ時に、加工手段による加工の位置ずれ検出し、これが最小になるように補正することで、製造工程における位置ずれによる製品の不良率を低減することができる。
【００２６】
本発明は、前記実施形態に何ら制限されるものではない。
【００２７】
本発明は、前記実施形態のように、メインモーターとしてサーボモーターを用いることが好ましいが、メインモーターはサーボモーターでなくてもよい。
【００２８】
前記実施形態では、測定用コントローラーとから測定データを取り込んでコンピュータで加工位置ずれの検出を行うようにしたが、測定用コントローラーの記憶装置に加工位置ずれの検出用プログラムを記憶させておき、測定用コントローラーで加工位置のずれを検出することもできる。
【００２９】
本発明は、前記実施形態のように、切断加工以外の加工位置のずれ、例えば、ヒートシール加工によるヒートシール位置のずれ、エンボス加工によるエンボス加工位置のずれ、シート部材上への粉粒体のパターン散布加工による散布位置のずれ等の加工位置のずれの検出にも適用することができる。これらの加工位置のずれを検出する際は、それぞれの加工手段に応じて加工位置を定める検知位置を決定し、当該検知位置を検出するのに適した検知手段（センサー）を採用すればよい。
【００３０】
本発明は、メインモーターで作動する搬送手段で被加工物を加工位置に搬送し、前記メインモーターの同期信号に基づいて駆動するサーボモーターで加工手段を作動させて前記被加工物を加工する工程を備えている製造工程であれば、被加工物やその後の加工により得られる製品に特に制限はない。本発明は、使い捨ておむつや生理用ナプキン等の衛生品、清掃用シート等の清掃具、シートへ印刷する印刷物等のように、連続する帯状のシート状部材を加工位置に搬送して種々の加工を施し、製品を製造するときの設備設定に好適である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明によれば、メインモーターの同期信号に基づいて駆動するサーボモーターの応答遅れに伴う加工位置のずれを精度良く検出することができる加工位置ずれの検出方法及び装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の加工位置ずれの検出装置の一実施形態を模式的に示す図である。
【図２】本発明の加工位置ずれの検出装置の一実施形態の概略ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態により求められた加工位置ずれ量をグラフ表示を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  加工位置ずれの検出装置
２  測定用エンコーダー
３  カウンター
４  検知手段
５  演算処理手段
６  測定用コントローラー
７  コンピュータ
１０  被加工物
１２  加工手段
Ｍ１  メインモーター
Ｍ２  サーボモーター
【図１】
2006136979.tif 000003
【図２】
2006136979.tif 000004
【図３】
2006136979.tif 000005