(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積分制御が可能なサーボ制御によって制御されるサーボモータで駆動する軸移動によって、印刷ステーションの上下の動作及び位置決めを行う印刷機の上下動作制御方法において、
前記サーボモータにモータブレーキを取り付け、
該サーボモータの軸移動停止中の少なくとも一時、前記モータブレーキを作動させてから、サーボ制御を停止することで該サーボモータのモータ電流を遮断し、更に積分切替信号により積分制御を停止し、その時点まで積分していたものを保持するようにしたことを特徴とする印刷機の上下動作制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の印刷機の上下動作制御方法において、
前記サーボモータの制御装置が動作可能で、かつ前記モータブレーキを作動させた場合は、まず、サーボ制御を停止することで該サーボモータのモータ電流を遮断し、更に積分切替信号により積分制御を停止し、
この後にモータブレーキを再び非作動にしようとする場合は、該非作動の前にまず、積分切替信号により前記積分制御を開始してから、前記サーボ制御を開始するようにしたことを特徴とする印刷機の上下動作制御方法。
【請求項３】
積分制御が可能なサーボ制御によって制御されるサーボモータで駆動する軸移動によって、印刷ステーションの上下の動作及び位置決めを行う印刷機の上下動作制御装置において、
前記サーボモータに取り付けられる、該サーボモータの軸移動を固定するモータブレーキと、
該サーボモータの軸移動停止中の少なくとも一時、前記モータブレーキを作動させてから、サーボ制御を停止することで該サーボモータのモータ電流を遮断し、更に積分切替信号により積分制御を停止し、その時点まで積分していたものを保持する、前記サーボモータの制御装置とを備えるようにしたことを特徴とする印刷機の上下動作制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボモータで駆動する軸移動によって、印刷ステーションの上下の動作及び位置決めを行う印刷機の上下動作制御方法及び装置に係り、特に、利用するサーボモータの定格容量を抑えられるようにし、これにより該サーボモータのコストを低減することができる印刷機の上下動作制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーボモータで駆動する軸移動によって、印刷ステーションの上下の動作及び位置決めを行う印刷機の上下動作制御方法において、あるいはこのような印刷機の上下動作制御装置においては、機械通電中は通常、常時、サーボモータにモータ電流が流れている。該モータ電流によって、上下動作部分の自重による落下を防止することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、常時、モータ電流が流れていると、モータに発熱が常時生じる。又、モータ電流が流れている時間が長い程、モータ電流により発熱している期間が長くなり、モータの定格容量を大きくする必要がある。するとモータのコスト増になる。
【０００４】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、利用するサーボモータの定格容量を抑えられるようにし、これにより該サーボモータのコストを低減することができる印刷機の上下動作制御方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
まず、本願の第１発明の印刷機の上下動作制御方法は、積分制御が可能なサーボ制御によって制御されるサーボモータで駆動する軸移動によって、印刷ステーションの上下の動作及び位置決めを行う印刷機の上下動作制御方法において、前記サーボモータにモータブレーキを取り付け、該サーボモータの軸移動停止中の少なくとも一時、前記モータブレーキを作動させてから、サーボ制御を停止することで該サーボモータのモータ電流を遮断し、更に積分切替信号により積分制御を停止し、その時点まで積分していたものを保持するようにしたことにより、前記課題を解決したものである。
【０００６】
又、前記印刷機の上下動作制御方法において、前記サーボモータの制御装置が動作可能で、かつ前記モータブレーキを作動させた場合は、まず、サーボ制御を停止することで該サーボモータのモータ電流を遮断し、更に積分切替信号により積分制御を停止し、この後にモータブレーキを再び非作動にしようとする場合は、該非作動の前にまず、積分切替信号により前記積分制御を開始してから、前記サーボ制御を開始するようにしたことにより、本発明のモータ電流の遮断に係る、印刷機の上下動部分の自重による落下を防止することができる。
【０００７】
次に、本願の第２発明の印刷機の上下動作制御装置は、積分制御が可能なサーボ制御によって制御されるサーボモータで駆動する軸移動によって、印刷ステーションの上下の動作及び位置決めを行う印刷機の上下動作制御装置において、前記サーボモータに取り付けられる、該サーボモータの軸移動を固定するモータブレーキと、該サーボモータの軸移動停止中の少なくとも一時、前記モータブレーキを作動させてから、サーボ制御を停止することで該サーボモータのモータ電流を遮断し、更に積分切替信号により積分制御を停止し、その時点まで積分していたものを保持する、前記サーボモータの制御装置とを備えるようにしたことにより、前記課題を解決したものである。
【０００８】
以下、本発明の作用について、簡単に説明する。
【０００９】
本発明においては、サーボ制御によって、印刷ステーションの上下の動作及び位置決めを行うサーボモータに、モータブレーキを取り付ける。又、サーボモータの軸移動停止中の少なくとも一時、前記モータブレーキを作動させると共に、サーボ制御を停止することで該サーボモータのモータ電流を遮断し、更に積分切替信号により積分制御を停止し、その時点まで積分していたものを保持する。
サーボ制御の出力は、速度偏差に比例した出力と、積分補償部の出力との和である。停止時には位置偏差がほとんど零、速度もほぼ零であるため、速度偏差もほぼ零になりそれに比例した出力は零に近く、自重を支える出力はほとんどが積分補償部の出力となる。従って、積分制御を無効にするとモータ電流は非常に小さくなる。本発明では、このように積分制御を無効としつつ、サーボ制御を停止することで、サーボモータのモータ電流を遮断するようにしている。
【００１０】
従って、モータ電流が流れている時間が短縮され、該短縮の分、サーボモータの発熱を削減することができる。これにより、利用するサーボモータの定格容量を抑えられるようにし、これにより該サーボモータのコストを低減することができる。
【００１１】
なお、本発明では、上下動作の加減速時の必要トルクや、定格容量のみで、サーボモータを選定できる。又、モータブレーキは、上下動作の停止時に落下防止できる程度の停止トルクがあればよい。
【００１２】
又、サーボモータの軸移動のサーボ制御によって、印刷ステーションの上下の動作及び位置決めを行う場合、制御関係の全体的な電源遮断時には、サーボ制御がなされず印刷ステーションが自重によって落下する虞がある。このため、従来から通常は、該サーボモータにモータブレーキを取り付けている。本発明はこれに限定されるものではないが、後述する実施形態のように本発明のモータブレーキには、このような制御関係の全体的な電源遮断時の落下防止用に設けられているものを用いることも可能であり、このようにした場合にも、必要な停止トルクが得られる。又この場合、モータブレーキを新たに設ける必要がなく、本発明を実施するために必要な、新たなコストを抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態の印刷機では、搬入するプリント基板にクリーム半田をスクリーン印刷する。又、本実施形態では、Ｚ軸にて印刷ステーション４０を上下動作させており、該Ｚ軸において本発明が適用されている。
【００１５】
図１は、本発明が適用される実施形態の印刷機の、本発明適用部分を中心とした構成を示すブロック図である。
【００１６】
この図において、印刷ステーション４０は、エンコーダ２２及びモータブレーキ２４が取り付けられたＡＣサーボモータ２０で駆動される動作機構３０〜３３により、上下の動作、及び位置決めを行う。又、ＡＣサーボモータ２０は、コントローラ１０、ＡＣサーボドライバ１２、及び演算回路１４により制御されている。
【００１７】
ここで、演算回路１４はＯＲ論理演算を行う。モータパワー遮断信号、あるいはコントローラ１０が出力するブレーキ制御信号が有効になると、演算回路１４が出力する信号が有効になる。すると、モータブレーキ２４が作動し、Ｚ軸にブレーキがかかる。
【００１８】
サーボモータの軸移動のサーボ制御によって、印刷ステーションの上下の動作及び位置決めを行う場合、制御関係の全体的な電源遮断時には、サーボ制御がなされず印刷ステーションが自重によって落下する虞がある。このため、従来から通常は、該サーボモータにモータブレーキを取り付けている。本実施形態のモータブレーキには、このような制御関係の全体的な電源遮断時の落下防止用に設けられている、従来からあるものを用いている。このため、本実施形態では本発明を実施するために、モータブレーキを新たに設ける必要がなく、新たなコストを抑えることができている。
【００１９】
又、図１にあるモータパワー遮断信号は、上述のような制御関係の全体的な電源遮断時の落下防止用に、モータブレーキ２４を作動させるための信号である。一方、ブレーキ制御信号は、本発明の適用に係り、モータブレーキ２４を作動させるための信号である。
【００２０】
図２は、上述したＡＣサーボドライバ１２の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図２において、まず加算器５０により、コントローラ１０からの指令パルス信号から、エンコーダ２２からのエンコーダ信号が減算される。又、該減算により、印刷ステーション４０の上下動の位置偏差の検出がなされる。位置偏差判定部５６は、該位置偏差が所定範囲内であるか判定し、範囲内であれば、インポジション信号をコントローラ１０に出力する。
【００２２】
又、位置偏差補償部５７は、概ね、位置偏差の大きさに従った信号を出力する。これにより、概ね位置偏差の大きさに従った目標回転速度で、ＡＣサーボモータ２０を制御するようにする。
【００２３】
速度検出部６０は、エンコーダ信号のパルス信号の周波数／電圧変換を行って、ＡＣサーボモータ２０の回転速度に比例する電圧の信号を得る。加算器５１は、位置偏差補償部５７からの信号から、速度検出部６０からの信号を減算し、上述の目標回転速度に対する、ＡＣサーボモータ２０の実際の回転速度の偏差に従った信号を得る。コントローラ１０からのサーボオン信号がオンの場合、該信号により、加算器５２、速度偏差処理部６２及びモータアンプ部６４を経由して、目標回転速度になるようにＡＣサーボモータ２０を駆動する。
【００２４】
又、該駆動に際して、積分切替部５８を経由してコントローラ１０から積分切替信号が入力されると、ＡＣサーボモータ２０のフィードバック制御において、積分補償部５９を用いた積分制御が取り入れられる。該積分切替信号は、このような積分制御の有無を切替える。
【００２５】
ここで、積分制御を停止させる場合、単にフィードバック制御の積分制御を停止してもよい。あるいは、このようなフィードバック制御の積分制御の停止に加えて、その時点まで積分していたものをクリア（リセット）してもよく、このような積分制御について本発明は特に限定するものではない。
【００２６】
なお、速度偏差処理部６２に入力するサーボオン信号がオフの場合、サーボオフとなり、サーボ制御が停止され、ＡＣサーボモータ２０のモータ電流が遮断される。即ち、該サーボオン信号がオフの場合、加算器５２からの信号に拘わらず、速度偏差処理部６２からモータアンプ部６４に出力する信号はゼロとなり、モータアンプ部６４によって制御されるＡＣサーボモータ２０のモータ電流はゼロ（電流遮断状態）になる。
【００２７】
図３は、本実施形態における、本発明に係る動作や制御を示すフローチャートである。
【００２８】
この図についてステップ順に説明すると、まずステップ１１０では、印刷ステーション４０にプリント基板が搬入される。ステップ１１２では、搬入されたプリント基板を印刷ステーション４０上でクランプする。
【００２９】
クランプ後、まずステップ１１４において、積分切替信号により積分制御を再開する。この後ステップ１１６では、Ｚ軸のサーボ制御を有効にする。即ち、サーボオン信号をオンとする。又、ステップ１１８でモータブレーキ２４を解除する。そうして、ステップ１２０においてＺ軸を上昇させる。
【００３０】
すると、ステップ１２２でプリント基板が印刷動作時の高さに到達する。該到達により、ステップ１２４において前述の位置偏差判定部５６でインポジションが確認され、インポジション信号が出力される。
【００３１】
印刷動作時の高さになり、インポジション信号が出力されると、本発明を適用し、該高さの維持を、モータブレーキ２４を作動させることで行うと共に、Ｚ軸のＡＣサーボモータ２０のモータ電流を遮断する。
【００３２】
このように本発明を適用するため、まず、ステップ１２６において、モータブレーキ２４を作動させる。続いてステップ１２８において、Ｚ軸をサーボオフにし、即ち、サーボオン信号をオフにして、モータ電流を遮断する。ステップ１３０にて積分切替部５８に対する積分切替信号により、積分制御を停止する。
【００３３】
そうしてから、ステップ１３２からステップ１３４において、搬入したプリント基板にスクリーン印刷する。
【００３４】
印刷終了後、まずステップ１３６において、積分切替信号により積分制御を再開する。この後ステップ１３８において、サーボオン信号をオンにして、Ｚ軸をサーボオンにする。更にステップ１４０において、モータブレーキ２４の動作を解除する。
【００３５】
そうしてから、ステップ１４２ではＺ軸を下降させて、プリント基板より印刷スクリーンを版離れさせる。ステップ１４４で版離れが完了し、ステップ１４６でＺ軸を更に下降する。
【００３６】
すると、ステップ１４８でプリント基板が搬送高さに到達する。位置偏差判定部５６において、搬送高さ到達のインポジションが確認されると、該位置偏差判定部５６からインポジション信号が出力される。このような高さに到達すると、プリント基板の搬出が可能になる。
【００３７】
この後は、ステップ１５２においてモータブレーキ２４を作動させてから、ステップ１５４でＺ軸をサーボオフにする。更に、ステップ１５６にて積分切替部５８に対する積分切替信号により、積分制御を停止する。又、ステップ１５８において、印刷が完了しているプリント基板を搬出する。
【００３８】
なお、この後、再び別のプリント基板を搬入して印刷するのであれば、前述したステップ１１０からの処理を再び行うようにすればよい。
【００３９】
又、モータ電流を遮断してモータブレーキのみで自重落下を抑制させると、ブレーキ作動タイミングのずれ、ブレーキ制御ミス、ブレーキ故障などが印刷生産中に発生した時、印刷機の各部（スクリーン、スキージなど）を損傷する危険性がある。本発明はこれに限定されるものではないが、このような危険性を回避するため、サーボ制御は有効にしたままモータ電流を大幅に小さくすべく、サーボ制御で上下方向停止時のモータトルクの大部分を出力している積分制御のみを無効にするようにしてもよい。このように無効にする場合は、本実施形態においては、ステップ１１６、１２８、１３８、１５４を省略し、モータ電流を遮断せず、サーボ制御を有効にしておく。
【００４０】
サーボ制御の出力は、速度偏差に比例した出力と、積分補償部の出力との和である。停止時には位置偏差がほとんど零、速度もほぼ零であるため、速度偏差もほぼ零になりそれに比例した出力は零に近く、自重を支える出力はほとんどが積分補償部の出力となる。従って、積分制御を無効にするとモータ電流は非常に小さくなる。
【００４１】
更に、高精度の印刷を行う時、印刷高さでモータブレーキのみでの停止では、印圧による微小な降下が印刷品質を悪くする危険性がある。本発明はこれに限定されるものではないが、このような危険性を回避するため、「印刷高さ」ではモータブレーキによる停止は行わず、このような印刷以外の停止、例えば下方の「搬送高さ」での停止において、モータブレーキによる停止を実施するようにしてもよい。例えば本実施形態では、ステップ１２４〜１３０、１３６〜１４０を省略し、「印刷高さ」ではモータブレーキによる停止は行わず、下方の「搬送高さ」のみで実施するようにしてもよい。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば本発明を効果的に適用することができる。従って、利用するサーボモータの定格容量を抑えられるようにし、これにより該サーボモータのコストを低減することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、利用するサーボモータの定格容量を抑えられるようにし、これにより該サーボモータのコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される実施形態の印刷機の、本発明適用部分を中心とした構成を示すブロック図
【図２】上記実施形態で用いるＡＣサーボドライバの構成を示すブロック図
【図３】前記実施形態における動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１０…コントローラ
１２…ＡＣサーボドライバ
１４…演算回路
２０…ＡＣサーボモータ
２２…エンコーダ
２４…モータブレーキ
３０〜３３…動作機構
４０…印刷ステーション
５０〜５２…加算器
５６…位置偏差判定部
５７…位置偏差補償部
５８…積分切替部
５９…積分補償部
６０…速度検出部
６２…速度偏差処理部
６４…モータアンプ部
【図１】
0004250242.tif 000002
【図２】
0004250242.tif 000003
【図３】
0004250242.tif 000004