【手続補正書】
【提出日】平成15年8月25日(2003.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】ロータリーカッタの制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】走行する材料に追従して、材料を切断するロータリーカッタを減速，加速，定速駆動する電動機を制御する際に、制御応答の遅れにより、前記電動機の応答速度が速度指令に対して遅れるロータリーカッタ制御装置において、
前記速度指令に対する前記電動機の応答速度の遅れ分である整定時間を補償するために、前記整定時間に相当する時間だけ早く速度指令を生成し、この速度指令による電動機の応答速度に前記整定時間の遅れがないようにすることを特徴とするロータリーカッタの制御装置。
【請求項２】走行する材料の移動速度を検出して、前記移動速度を時間積分して材料の移動距離を求め、前記検出された移動速度から前記整定時間を補償する整定時間補償値を生成し、前記材料の移動距離と前記整定時間補償値とを加算し、この加算した値と、前記走行する材料を切断するために必要な諸条件である材料切断長，ロータリーカッタ切断領域の周長，およびロータリーカッタ周長の値とから、位置指令を演算し、この演算した位置指令を時間微分して前記速度指令を生成することを特徴とする請求項１に記載のロータリーカッタ制御装置。
【請求項３】前記速度指令が、定速間の変速領域において、減速から加速に移行させる速度指令である場合に、前記速度指令は、ロータリーカッタを減速から加速に移すときに、徐々に減速させた後、徐々に加速する速度指令であることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】走行する材料に追従して、材料を切断するロータリーカッタを減速，加速，定速駆動する電動機を制御する際に、制御応答の遅れにより、前記電動機の応答速度が速度指令に対して整定時間だけ遅れる制御装置において、
走行する材料の移動速度を検出するパルスジェネレータと、
前記移動速度を時間積分して材料の移動距離を求める積分器と、
前記検出された移動速度から前記整定時間を補償する整定時間補償値を生成する整定時間補償器と、
前記材料の移動距離と前記整定時間補償値とを加算する加算器と、
前記加算した値と、前記走行する材料を切断するために必要な諸条件である材料切断長，ロータリーカッタ切断領域の周長，およびロータリーカッタ周長の値とから、位置指令を演算する位置指令発生器と、
前記演算した位置指令を時間微分して前記速度指令を生成する微分器と、
を備えることを特徴とするロータリーカッタ制御装置。
【請求項５】前記速度指令が、定速間の変速領域において、減速から加速に移行させる速度指令である場合に、前記速度指令は、ロータリーカッタを減速から加速に移すときに、徐々に減速させた後、徐々に加速する速度指令であることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、連続的に高速で送られる鋼板，アルミニウム板，紙，段ボール等の材料を、数値制御により回転する刃物が材料に追従しながら切断し、切断と切断との間は、数値制御により刃物の回転を変速させて切断長を設定長に一致させるロータリーカッタの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続的に高速で送られる鋼板，アルミニウム板，紙，段ボール等の材料を切断する従来のロータリーカッタの制御装置のブロック図を図１５に、従来の速度指令特性線図を図９に示す。
【０００３】
図１５に示すように、軸方向周面に刃を有する一対のロータリーカッタ２があり、このロータリーカッタ２の主軸３には減速ギヤー４が取りつけられ、ロータリーカッタ２を駆動するための電動機５が結合されている。この電動機５には、電動機の回転速度と電動機回転角、即ち、ロータリーカッタ２の主軸３の回転角を検出するためのパルスジェネレータ（ＰＧ）６が備えられている。
【０００４】
一方、走行する材料１の移動量を検出するための測長ホイール８が備えられ、この測長ホイール８の軸には、移動量を検出するためのパルスジェネレータ（ＰＧ）９が備えられている。さらに、ロータリーカッタ２により走行する材料１を切断する毎に、切断完了位置を検出する切断完了位置センサ７０が備えられている。このロータリーカッタ２の数値制御装置３０は、特公昭６１−３３６７９号公報に開示されているように、大きく分けて定尺切断回路部４０と、停止制御回路部６０と、比較部５３とにより構成されている。
【０００５】
定尺切断回路部４０は、材料１を設定された所定の長さに正確に切断するための回路であり、切断寸法設定部４１，第１演算部４２，切断完了センサ４３，タイミング信号発生部４４，周長設定部４５，材料走行距離検出回路４６，モータ回転数検出回路４７，第２演算部４８，Ｄ／Ａ変換器４９，関数発生器５０，Ｆ／Ｖ変換器５１，演算増幅器５２で構成される。
【０００６】
この定尺切断回路部では、ロータリーカッタ２により走行する材料１を切断する毎に、切断完了位置センサ７０により切断完了位置を検出し、切断完了位置信号を発生する毎に、切断長Ｌ0 とロータリーカッタ２の周長Ｂ0 との差Ｌ＝Ｌ0 −Ｂ0 に相当するパルス数を定尺切断回路部４０の演算部４８に読込む。
【０００７】
材料１の走行に伴いパルスジェネレータ９より発生するパルス数Φa （即ち、材料の移動量）と、ロータリーカッタ２の回転に伴いパルスジェネレータ６より発生するΦb （ロータリーカッタ２の回転量）との差Φa −Φb 、即ち、Ｒ＝Ｌ0 −Ｂ0 −（Φa −Φb ）を計算しながら、差Ｒに相当する補償電圧Ｖc ＝ｆ（Ｒ）と、パルスジェネレータ（ＰＧ）９の出力を周波数−電圧（Ｆ／Ｖ）変換して得られる電圧、即ち、材料１の移動量を表す電圧Ｖa との差Ｖ0 ＝Ｖa −Ｖc を、Ｖ0 ＞０の時だけ、電動機５の駆動制御回路７に速度指令として与える。
【０００８】
停止制御回路部６０は、停止距離設定部６１，可逆カウンタ６２，Ｄ／Ａ変換器６３，関数発生器６４，比較部６５により構成される。
【０００９】
このような停止制御回路部では、ロータリーカッタ２の刃が切断完了位置センサ７０を通過し、切断完了信号が発生する度に、可逆カウンタ６２は、あらかじめ設定されたロータリーカッタ２の刃の停止距離に相当するパルス数Φs を読込むとともに、ロータリーカッタ２の回転量を表すパルス数Φb を減算し、Ｄ／Ａ変換器６４は、これに比例した直流電圧Ｖb に変換する。
【００１０】
比較部５３は、停止制御回路部６０の比較部６５の出力電圧Ｖ1 と、定尺切断回路４０の演算増幅器５２の出力する速度指令電圧Ｖ0 とを比較し、いずれか高い方を、最終指令電圧Ｖ2 として、駆動制御回路７に与える。
【００１１】
以上のような数値制御装置３０では、材料１の速度電圧Ｖa に対して補償電圧Ｖc を減算して、差Ｒに従い材料１の速度に対して補償すると共に、切断時には差Ｒが零となってＶc =０、即ち、Ｖc ＝Ｖa としてロータリーカッタ２の速度を材料１の速度に同期させ、且つ、この間に、Φa ，Φb の何れか一方が他方に対して進みあるいは遅れると、その差を零にするように電動機を加減速制御をするデジタルサーボ制御を行うことによって、材料１を所定の長さに正確に定尺切断することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のロータリーカッタ制御装置には、次のような問題がある。すなわち、図９に示すように、加減速レートの速度指令（折線曲線）ＶR に対する電動機の速度応答ＶB は、制御応答の遅れのために、遅れる。この遅れの時間をｔS で示す。したがって、カッタの速度が材料速度に同調する際に、ｔS 分遅れることになる。このような制御応答の遅れがあると切断長に誤差を生じるという問題がある。以下、この明細書では、前記遅れ時間ｔS を、整定時間と言うものとする。
【００１３】
また、従来のロータリーカッタ制御装置では、加速および減速は直線的に行われ、加速時の加速レート、および減速時の減速レートは、Ｄ／Ａ変換器のゲインによって決定されるため、固定値となる。
【００１４】
加減速レートが固定値であると、切断長、材料の走行速度に関係なく加減速レートが一定のため、効率的な切断ができない問題があった。
【００１５】
さらに、加速および減速が直線的であると、減速から加速に移行するような場合には、衝撃的な力が発生し、ギヤーの騒音，摩耗，破損等の障害を生じる。
【００１６】
本発明者は、このような問題を解決するために、定速領域間の変速領域での速度指令を折線曲線ではなく、正弦曲線，２次曲線などの特性になるようにする制御装置を考案した。以降、本明細書では、変速領域での速度指令を表す曲線を変速曲線と言うものとする。
【００１７】
変速曲線が折線曲線、あるいは上記のような正弦曲線，２次曲線等であろうと、制御応答の遅れは共通の問題である。
【００１８】
本発明の目的は、上述のような問題を解決するためになされたもので、カッタ速度指令を整定時間相当早く生成して与え、電動機の速度応答を理想的な応答に一致させ、また、各々の変速曲線の特徴に応じた効率的な切断ができるロータリーカッタの制御装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、走行する材料に追従して、材料を切断するロータリーカッタを減速，加速，定速駆動する電動機を制御する際に、制御応答の遅れにより、前記電動機の応答速度が速度指令に対して遅れるロータリーカッタ制御装置において、前記速度指令に対する前記電動機の応答速度の遅れ分である整定時間を補償するために、前記整定時間に相当する時間だけ早く速度指令を生成し、この速度指令による電動機の応答速度に前記整定時間の遅れがないようにすることを特徴とする。
【００２０】
本発明は、さらに、走行する材料の移動速度を検出して、前記移動速度を時間積分して材料の移動距離を求め、前記検出された移動速度から前記整定時間を補償する整定時間補償値を生成し、前記材料の移動距離と前記整定時間補償値とを加算し、この加算した値と、前記走行する材料を切断するために必要な諸条件である材料切断長，ロータリーカッタ切断領域の周長，およびロータリーカッタ周長の値とから、位置指令を演算し、この演算した位置指令を時間微分して前記速度指令を生成することを特徴とする。
【００２１】
本発明は、さらに、前記速度指令が、定速間の変速領域において、減速から加速に移行させる速度指令である場合に、前記速度指令は、ロータリーカッタを減速から加速に移すときに、徐々に減速させた後、徐々に加速する速度指令であることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のロータリーカッタの制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、軸方向周面に刃を有する一対のロータリーカッタ２があり、このカッタ２を駆動するための電動機５がギヤー４によりカッタの主軸３に結合されている。この電動機５には、電動機の回転角、即ち、カッタ２の回転角を検出するためのパルスジェネレータ（ＰＧ）６が備えられている。
【００２３】
一方、走行する材料１の速度を検出するための測長ロール８が備えられ、この測長ロール８の軸には、パルスジェネレータ（ＰＧ）９が備えられている。
【００２４】
測長ロール８は、走行する材料１の速度を検出するために、走行する材料１の両面を上下２本の測長ロール８で加圧接触、即ち、ニップし、材料の走行にしたがって生ずる測長ロール８の回転により、パルスジェネレータ９から単位回転毎にパルスを発生させ、そのパルスを計数することにより、連続走行する材料の速度ＶL を検出している。
【００２５】
次に、数値制御装置８０について説明する。この数値制御装置８０は、整定時間補償器１０、積分器１１、位置指令発生器１２、微分器１３、積分器１４、位置制御器１５、速度制御器１６、微分器１８，１９、乗算器１７，２０、機械定数乗算器２１、加算器３１〜３７によって構成されている。
【００２６】
材料１の走行に伴いパルスジェネレータ９より発生する材料速度ＶL を、数値制御装置８０の整定時間補償器１０（後に詳細に説明する）および積分器１１に同時に入力する。整定時間補償器１０に入力されたＶL は、電動機の応答速度の遅れ分（ｔS ）に相当する整定時間補償信号を出力し、積分器１１の出力と共に加算器３１により加算し、加算した値は、材料移動距離ｘとして位置指令発生器１２に入力される。この位置指令発生器１２は、材料移動距離ｘの関数として位置指令ｆ（ｘ）を与える。微分器１３は、位置指令ｆ（ｘ）を時間微分することにより、カッタ速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔを出力する。
【００２７】
一方、ロータリーカッタ２の回転に伴いパルスジェネレータ６より発生するパルスからロータリーカッタ２の移動速度ＶB が得られる。
【００２８】
加算器３２により、速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｆと、材料速度ＶL と、カッタ速度ＶB とが加算され、積分器１４に入力され、位置偏差ｅとして出力する。この位置偏差ｅは、
【００２９】
【数１】
2001162586.tif 000001
【００３０】
で与えられる。この位置偏差ｅは、位置制御器１５に入力され補償速度Ｖc として出力される。
【００３１】
一方、乗算器１７で、カッタ速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔにフィードフォワード定数αとを乗算することにより、速度指令フィードフォワード信号として、加算器３６で材料速度ＶL を共に加算する。さらに、加算器３３で補償速度ＶC と加算され、加算器３４でさらに、カッタ速度ＶB と加算されて、速度偏差ΔＶが求められる。速度偏差ΔＶは、
【００３２】
【数２】
2001162586.tif 000002
【００３３】
で与えられる。
【００３４】
この速度偏差ΔＶは、速度制御器１６に入力され補正トルク指令τA として出力される。
【００３５】
一方、材料速度ＶL を微分器１８で時間微分して材料加速度ｄＶL ／ｄｔを得る。また、カッタ速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔを微分器１９で時間微分してカッタ加速度指令ｄ2 ｆ（ｘ）／ｄｔ2 を得る。このカッタ加速度指令ｄ2 ｆ（ｘ）／ｄｔ2 にフィードフォワードβ定数を乗算器２０で乗算することにより加速度指令フィードフォワード信号とする。この加速度指令フィードフォワード信号と、材料加速度ｄＶL ／ｄｔとを加算器３７で加算し、機械定数乗算器２１に入力し、機械定数Ｊを乗算して基準トルク指令τB として出力する。
【００３６】
このように基準トルク指令τB は、機械定数（Ｊ）を乗算することにより求めているが、これは変化する速度指令に対して、その変化率である加速度を機械イナーシャを乗じて電動機トルク指令としてフィードフォーワード補償することにより、イナーシャ負荷であるカッタの変化する速度指令に対する追従性を向上させるためである。
【００３７】
この基準トルク指令τB と補正トルク指令τA とが加算器３５により加算され、電動機トルク指令τR 、
【００３８】
【数３】
2001162586.tif 000003
【００３９】
となって、駆動制御回路７を通して電動機５に指令を与える。
【００４０】
ここで、整定時間を補償した変速曲線のうち、図７に示す折線曲線について説明する。図において、ＶL はロータリーカッタの定速領域での速度を示す。定速領域では、ロータリーカッタの速度は、材料速度に同期する。時刻Ｔは、ロータリーカッタが定速になる時刻を示す。
【００４１】
一般的には、ロータリーカッタは、機械の構成上、機械損失が少なく電動機にとってはイナーシャ負荷となっている。また、図１に示す駆動制御回路７は、高速の電流ループを有した制御回路を使用しているため、トルク応答は速度制御応答に比べ十分速いので、速度制御器１６により得られる速度応答は１次遅れ応答となり、電動機を含めた機械定数をＪ、速度制御ループゲインをＫV 、時定数Ｔm ＝Ｊ／ＫV とするとカッタ速度ＶB は、
【００４２】
【数４】
2001162586.tif 000004
【００４３】
となる。
【００４４】
通常、図１に示した速度指令フィードフォワードゲインαを１、および加速度指令フィードフォワードゲインβを１とすることは過補償となり、図７に示すカッタ速度ＶB は、折線コーナの部分でオーバシュート（図示しない）を生じて精度不良を招くため、α＜１およびβ＜１とせざるを得ない。この場合は、オーバーシュートを抑制することが可能である反面、応答遅れが生じることになるが、本発明では整定時間を補償しているので、応答遅れを生じない。
【００４５】
遅れのない応答について、図１の制御装置に基づいて説明をする。カッタ速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔに対して、カッタ速度ＶB は、
【００４６】
【数５】
2001162586.tif 000005
【００４７】
となる。ＫP ＝α（１−α）／Ｔm である。
【００４８】
ここで、補償器１０による整定時間補償を
【００４９】
【数６】
2001162586.tif 000006
【００５０】
とすると（但し、ｔS ＝（１−α）／ＫP ）、カッタ速度指令は、
【００５１】
【数７】
2001162586.tif 000007
【００５２】
となり、ｄｆ（ｘ）／ｄｔ＝ｄｆ（ｘ）／ｄｘ・ｄｘ／ｄｔと表せるので、
【００５３】
【数８】
2001162586.tif 000008
【００５４】
となり、遅れのない応答が得られることになる。ここで、β＝０とすると、
【００５５】
【数９】
2001162586.tif 000009
【００５６】
となる。
【００５７】
整定時間補償器１０がない場合は、ｄｆ（ｘ）／ｄｔ＝ＶL であるため、
【００５８】
【数１０】
2001162586.tif 000010
【００５９】
となり、カッタ速度ＶB が速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｘ・ＶL に対し整定時間ｔS 遅れた応答になる。このため、整定時間補償器１０は、遅れ伝達特性の逆特性を与えることになるが、この実施例では、ｔS ・ＶL が材料移動距離にフィードフォワード補償されてｄｘ／ｄｔ＝（１＋ｔS Ｓ）ＶL となり、図８の速度指令（１＋ｔS Ｓ）・ｄｆ（ｘ）／ｄｘ・ＶL が与えられ、カッタ速度ＶB は、
【００６０】
【数１１】
2001162586.tif 000011
【００６１】
となり、図８に示すような遅れのない応答が得られる。なお、図７および図８において、（１）〜（５）は、同じタイミングを示している。
【００６２】
次に、本発明の整定時間補償を適用できる変速曲線の他の例について説明する。ロータリーカッタ２が直線状に減速して速度が零になると直ちに直線状に加速を始める折線曲線について説明する。
【００６３】
この折線曲線を求めると、カッタ速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔは、０≦ｔ／Ｔ≦１／２の時、−（２／Ｔ）ＶL ｔとなり、１／２≦ｔ／Ｔ≦１の時、ＶL ｛１−（２／Ｔ）（ｔ−（Ｔ／２））｝となる。ここで、ＶL Ｔ＝２（Ｌ0 −Ｂ0 ）であるから、位置指令ｆ（ｘ）は、
【００６４】
【数１２】
2001162586.tif 000012
【００６５】
となる。これにｔ＝Ｘ／ＶL 、Ｔ＝（Ｌ0 −Ｂw ）／ＶL を代入すると、位置指令ｆ（ｘ）は、
【００６６】
【数１３】
2001162586.tif 000013
【００６７】
となる。但し、Ｂw は、図６に示すカッタの切断領域の周長を示す。
【００６８】
上式において切断長Ｌ0 と切断領域の周長Ｂw との差分Ｌ0 −Ｂw は、材料移動距離ｘに対するカッタの変速領域を示し、あらかじめ切断長Ｌ0 に応じて演算されている。また、切断長Ｌ0 とカッタ周長Ｂ0 との差分Ｌ0 −Ｂ0 も、材料移動の見送り量として切断長Ｌ0 に応じて演算して与えられる。
【００６９】
位置指令発生器１２は、材料移動距離ｘに応じて上式（数１３）に基づいて実時間で高速で位置指令ｆ（ｘ）を演算し出力する。この位置指令ｆ（ｘ）を微分器１３で微分すれば、前述した折線曲線の速度指令が得られる。
【００７０】
このような速度指令では、減速から加速に移るときに、衝撃が生じる。そこで、以下の例では、このような衝撃の生じない変速曲線の例を説明する。
【００７１】
まず、正弦曲線の速度指令ＶR について説明する。このような速度指令は、次式で与えられる。
【００７２】
【数１４】
2001162586.tif 000014
【００７３】
従って、カッタ速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｔは、変速領域の速度指令として次式によって与えられる。
【００７４】
【数１５】
2001162586.tif 000015
【００７５】
ここで、ＶL Ｔ＝２（Ｌ0 −Ｂ0 ）であるから、位置指令ｆ（ｘ）は、
【００７６】
【数１６】
2001162586.tif 000016
【００７７】
となる。この式にｔ＝Ｘ／ＶL 、Ｔ＝（Ｌ0 −Ｂw ）／ＶL を代入すると位置指令ｆ（ｘ）は、
【００７８】
【数１７】
2001162586.tif 000017
【００７９】
となる。但し、Ｂw は、図６に示すカッタの切断領域の周長を示す。
【００８０】
上式において切断長Ｌ0 と切断領域の周長Ｂw との差分Ｌ0 −Ｂw は、材料移動距離ｘに対するカッタの変速領域を示し、あらかじめ切断長Ｌ0 に応じて演算されている。また、切断長Ｌ0 とカッタ周長Ｂ0 との差分Ｌ0 −Ｂ0 も、材料移動の見送り量として切断長Ｌ0 に応じて演算して与えられる。
【００８１】
位置指令発生器１２は、材料移動距離ｘに応じて上式（数１７）に基づいて実時間で位置指令ｆ（ｘ）を演算し出力する。この位置指令ｆ（ｘ）を微分器１３で微分すれば、前述した正弦曲線の速度指令が得られる。
【００８２】
以上の速度指令の加速度は、
【００８３】
【数１８】
2001162586.tif 000018
【００８４】
で表され、ピークの加速度は、
【００８５】
【数１９】
2001162586.tif 000019
【００８６】
で表され、加速度の実効値（ＲＭＳ）は、
【００８７】
【数２０】
2001162586.tif 000020
【００８８】
で表され、半周期の加速度平均値は、
【００８９】
【数２１】
2001162586.tif 000021
【００９０】
で表される。
【００９１】
比較のために、前述した減速から加速に移行する折線曲線について検討する。折線曲線の場合の加速度ｄ2 ｆ（ｘ）／ｄｔ2 は、
【００９２】
【数２２】
2001162586.tif 000022
【００９３】
で表され、加速度の実効値（ＲＭＳ）は、
【００９４】
【数２３】
2001162586.tif 000023
【００９５】
で表され、半周期の加速度平均値は、
【００９６】
【数２４】
2001162586.tif 000024
【００９７】
で表される。
【００９８】
以上により、最大加速度変化率は、正弦曲線の場合、０から（−π2 ／４）（ＶL ／Ｔ）、（π2 ／４）（ＶL ／Ｔ）から０であり、従って、（π2 ／４）（ＶL ／Ｔ）となる。
【００９９】
また、折線曲線の場合、最大加速度変化率は、（−２／Ｔ）ＶL から（２／Ｔ）ＶL であり、従って、（４／Ｔ）ＶL となる。
【０１００】
従って、折線曲線の場合は、電動機が減速から加速に転ずる時に発生する衝撃的な力は大きな加速度変化比に依存するが、正弦曲線の場合は、加速度変化比が小さく、更に、電動機が減速から加速に転ずる時に発生する衝撃的な力はほぼ零となる。
【０１０１】
図９で説明したように、いずれの変速曲線も、ロータリーカッタの速度指令ＶR に対して、電動機の応答速度（カッタ速度ＶB ）の遅れ分（ｔS ）が生じるため、整定時間（ｔS ）分補償する必要がある。
【０１０２】
従って、整定時間ｔS を位置指令発生器１２の入力変数である材料移動距離に換算して補正することにより、カッタ速度指令ＶR を整定時間相当早く生成して与えて、応答速度（カッタ速度ＶB ）を理想的な応答（ｔS ＝０）に一致させることができる。
【０１０３】
以上のような折線曲線および正弦曲線の速度指令について、本発明により整定時間補償を行って、整定時間ｔS だけ早く生成した速度指令ＶR を図２および図３に示す。また、正弦曲線の速度指令ｄｆ（ｘ）／ｄｆを図４に示す。速度応答ＶB に応答遅れがないことがわかる。図５は、整定時間補償された位置指令ｆ（ｘ）を示す。
【０１０４】
変速曲線の他の例としては、３次曲線、５次曲線、サイクロイド曲線、変形台形曲線、変形正弦曲線がある。
【０１０５】
３次曲線における整定時間補償を行った速度指令ＶR を図１０に、５次曲線における整定時間補償を行った速度指令ＶR を図１１に、サイクロイド曲線における整定時間補償を行った速度指令ＶR を図１２に、変形台形曲線における整定時間補償を行った速度指令ＶR を図１３に、変形正弦曲線における整定時間補償を行った速度指令ＶR を図１４に各々示す。
【０１０６】
以上のように整定時間補償を行って、応答速度（カッタ速度ＶB ）を理想的な応答（ｔS ＝０）に一致させ、加速度の実効値を低減させることができる。
【０１０７】
例えば、変速曲線である各曲線に整定時間補償を実施した場合の加速度の実効値を求めると、折線曲線は（Ｌ0 −Ｂ0 ）π2 ／２（２）1/2 Ｔ2 、３次曲線は（Ｌ0 −Ｂ0 ）２（３）1/2 ／Ｔ2 、５次曲線は（Ｌ0 −Ｂ0 ）（１２０／７）1/2 ／Ｔ2 を、サイクロイド曲線は（Ｌ0 −Ｂ0 ）（２）1/2 π／Ｔ2 、変形台形曲線は（Ｌ0 −Ｂ0 ）４（３）1/2 π2 ／｛（π＋２）Ｔ2 ｝を、変形正弦曲線（Ｌ0 −Ｂ0 ）２（２）1/2 π2 ／｛（π＋４）Ｔ2 ｝となる。
【０１０８】
この求めた整定時間補償した各曲線の加速度の実効値を各々１とし、整定時間を補償しない場合との比較を表１に示す。
【０１０９】
【表１】
2001162586.tif 000025
【０１１０】
表１に示すように、走行する材料を切断するための整定時間を補償した変速曲線を有する最適な加減速レートにより電動機を制御し、ロータリーカッタの加減速の加速度（トルク）の実効値を低減させることにより、切断精度を落とすことなく整定時間領域を不要にし、かつ不必要な急加減速をなくし加速度（トルク）の実効値を低減させて生産性の向上を図ることができる。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明によれば、加減速レートの整定時間を位置指令発生器の入力変数である材料の移動量に換算して整定時間分を補償することにより、カッタ速度指令を整定時間相当早く生成して与え、電動機の速度応答を理想的な応答に一致させ、また、折線状の速度指令に限定されることのない任意の速度指令を容易に生成できるので、各々の変速曲線の特徴に応じた効率的な切断ができるロータリーカッタの制御装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロータリーカッタの制御構成を示すブロック図である。
【図２】折線曲線の速度指令特性を示す図である。
【図３】正弦曲線の速度指令特性を示す図である。
【図４】正弦曲線の速度指令特性を示す図である。
【図５】正弦曲線の位置特性を示す図である。
【図６】カッタの移動と材料との関係を示す図である。
【図７】折線曲線における整定時間補償を含む速度指令特性を示す図である。
【図８】折線曲線における整定時間補償を含む速度指令特性を示す図である。
【図９】従来における折線曲線の整定時間との慣例を示す図である。
【図１０】３次曲線における整定時間補償との関連を示す図である。
【図１１】５次曲線における整定時間補償との関連を示す図である。
【図１２】サイクロイド曲線における整定時間補償との関連を示す図である。
【図１３】変形台形曲線における整定時間補償との関連を示す図である。
【図１４】変形正弦曲線における整定時間補償との関連を示す図である。
【図１５】従来のロータリーカッタの制御ブロックを示す図である。
【符号の説明】
１  材料
２  ロータリーカッタ
３  主軸
４  減速ギヤー
５  電動機
６  パルスジェネレータ
７  駆動制御回路
８  測長ロール
９  パルスジェネレータ
１０  整定時間補償器
１１  積分器
１２  位置指令発生器
１３  微分器
１４  積分器
１５  位置制御器
１６  速度制御器
１７  速度指令フィードフォワード器（α）
１８，１９  微分器
２０  加速度指令フィードフォワード器（β）
２１  機械定数乗算器（Ｊ）
３０  数値制御装置
３１〜３６  加算器
４０  定尺切断回路部
４１  切断寸法設定部
４２  第１演算部
４３  切断完了センサ
４４  タイミング信号発生部
４５  周長設定部
４６  材料走行距離検出回路
４７  モータ回転数検出回路
４８  第２演算部
４９，６３  Ｄ／Ａ変換器
５０，６４  関数発生器
５１  Ｆ／Ｖ変換器
５２  演算増幅器
５３  切換回路
６０  停止制御回路部
６１  停止距離設定部
６２  可逆カウンタ
６５  比較部
７０  切断完了センサ
８０  数値制御装置


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2001162586.tif 000026
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2001162586.tif 000027
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2001162586.tif 000028
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2001162586.tif 000029
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2001162586.tif 000030
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2001162586.tif 000031
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2001162586.tif 000032
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2001162586.tif 000033
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2001162586.tif 000034
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】削除
【補正の内容】