(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに駆動されて走行する材料を所定長に切断するロータリカッタを制御するロータリカッタ制御装置において、
入力した、前記ロータリカッタの回転速度のパルス列信号を、位相遅れの影響を受けることなく平滑化して出力し、前記ロータリカッタの回転速度を調整する速度調整器に速度フィードバックさせるトランスバーサルフィルタを有することを特徴とするロータリカッタ制御装置。
【請求項２】
前記トランスバーサルフィルタは、
入力したパルス列信号を数値化されたデータに変換し出力するＡ／Ｄ変換器と、
シフトパルスを発生し出力するクロック発生器と、
前記数値化されたデータを前記シフトパルスに同期して順々にシフトし出力する複数のシフトレジスタと、
前記数値化されたデータ及び前記各シフトレジスタの出力にタップゲイン係数を掛け算し出力する複数の掛け算器と、
前記各掛け算器の出力を合計した後、パルス列信号として出力する加算器と
を有することを特徴とする請求項１に記載のロータリカッタ制御装置。
【請求項３】
前記トランスバーサルフィルタと、
前記ロータリカッタに切断される材料の走行速度及び前記ロータリカッタの回転速度が、それぞれパルス列信号として入力し、前記材料の残長を演算し出力する残長演算器と、
前記材料の走行速度のパルス列信号が入力し、このパレス列信号を材料速度に変換して出力する第１速度変換器と、
前記残長演算器から入力した前記材料の残長を誤差速度に変換して出力する第２速度変換器と、
前記第１速度変換器から入力した前記材料速度と、前記第２速度変換器から入力した前記誤差速度の差を演算し、速度指令として出力する減算器と、
前記トランスバーサルフィルタで平滑化されたパルス列信号が入力し、このパルス列信号を前記ロータリカッタの回転検出速度に変換して出力する第３速度変換器と、
前記ロータリカッタの回転検出速度が速度フィードバックとして入力し、前記モータを駆動するトルク指令を出力する速度調整器と
を有することを特徴とする請求項１または２に記載のロータリカッタ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータリカッタ制御装置に関し、特に、ウェブ（材料）を走行中に切断するロータリカッタを制御するロータリカッタ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、走行中のウェブを所定長に走間切断するロータリカッタ（ロータリシャー、フライングシャーともいう）を制御するロータリカッタ制御装置が知られている。
【０００３】
図３は、従来のロータリカッタ制御装置を備えたロータリカッタによるウェブ切断システムの構成を示すブロック図である。図３に示すように、ロータリカッタ制御装置１は、残長演算器２、第１速度変換器３ａ、第２速度変換器３ｂ、減算器４、ローパスフィルタ５、第３速度変換器３ｃ、及び速度調整器（ＡＳＲ）６を有する。
【０００４】
このロータリカッタ制御装置１は、コンピュータ又はプログラマブルサーボコントローラを使ってソフトウェア処理するソフトウェアサーボコントローラである。
【０００５】
鋼帯、紙、フィルム等のウェブＷは、ロータリカッタ７に切断される材料として、ロータリカッタ７へ向かって走行（矢印参照）し、ロータリカッタ７によって所定の長さに切断される。このロータリカッタ７は、減速機７ａを介してモータ８の駆動力が伝達され駆動される。ウェブＷの速度は、メジャーリングロール７ｂに連結するパルスエンコーダ（ＰＧ）７ｃで検出され、パルス列信号ａとして残長演算器２に入力される。
【０００６】
一方、ロータリカッタ７の回転速度は、モータ８に連結するパルスエンコーダ（ＰＧ）８ａで検出され、パルス列信号ｂとして残長演算器２に入力される。残長演算器２は、切断設定長Ｌ0 、ロータリカッタ円周長Ｂ0 、材料移動長Ａ、及びロータリカッタ回転周長Ｂから、ウェブＷ（材料）の残長ΔＬを次の式を用いて演算する。
【０００７】
ΔＬ＝（Ｌ0 −Ａ）−（Ｂ0 −Ｂ）
材料移動長Ａ及びロータリカッタ回転周長Ｂは、ウェブＷの切断完了時点をゼロとして、パルス列信号ａ及びパルス列信号ｂをそれぞれ積算カウントして求めることができる。
【０００８】
また、パルス列信号ａは、第１速度変換器３ａで材料速度ＶA に変換され、残長ΔＬは、第２速度変換器３ｂで誤差速度ＶC に変換される。材料速度ＶA と誤差速度ＶC は、減算器４でその差が演算されて速度指令（ＶA −ＶC ）となり、速度指令（ＶA −ＶC ）は、速度調整器６に速度基準として入力される。
【０００９】
一方、パルス列信号ｂは、ローパスフィルタ５で平滑化されてパルス列信号ｃとなり、更に、第３速度変換器３ｃでロータリカッタ７の回転検出速度ＶB に変換され、速度調整器６に速度フィードバックとして入力される。
【００１０】
速度調整器６の出力であるトルク指令ｄは、電力変換器９で増幅されてモータ８に入力し、トルク指令ｄにより駆動されるモータ８を介してロータリカッタ７が回転駆動され、ウェブＷが切断される。従って、速度指令（ＶA −ＶC ）によりモータ８の速度制御をすれば、ウェブＷを切断設定長Ｌ0 で切断することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、ソフトウェア処理されるソフトウェアサーボコントローラの演算処理が高速化する傾向にあり、例えば、速度制御ループのスキャンタイムは、１ｍＳだったものが数１００μＳへと速度が速くなっている。
【００１２】
そのため、パルス列信号ｂの周波数が低いときは、１スキャン当りのパルス数が少なくなり、第３速度変換器３ｃで変換されるロータリカッタ７の回転検出速度ＶB が脈動する。脈動する回転検出速度ＶB は、ローパスフィルタ５による位相遅れの影響を受けているので、速度調整器６の利得を充分上げることができず、ウェブ切断長の精度低下が避けられない。
【００１３】
この発明の目的は、ロータリカッタの回転速度を調整する速度調整器の利得を充分上げることができ、ウェブ切断長の精度低下をもたらすことがないロータリカッタ制御装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明に係るロータリカッタ制御装置は、モータに駆動されて走行する材料を所定長に切断するロータリカッタを制御するロータリカッタ制御装置において、入力した、前記ロータリカッタの回転速度のパルス列信号を、位相遅れの影響を受けることなく平滑化して出力し、前記ロータリカッタの回転速度を調整する速度調整器に速度フィードバックさせるトランスバーサルフィルタを有することを特徴としている。
【００１５】
上記構成を有することにより、モータに駆動されて走行する材料を所定長に切断するロータリカッタを制御する、ロータリカッタ制御装置は、トランスバーサルフィルタによって、ロータリカッタの回転速度のパルス列信号を位相遅れの影響を受けることなく平滑化して出力し、その出力を、ロータリカッタの回転速度を調整する速度調整器に速度フィードバックする。これにより、ロータリカッタの回転速度を調整する速度調整器の利得を充分上げることができ、ウェブ切断長の精度低下をもたらすことがない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、この発明の一実施の形態に係るロータリカッタ制御装置を備えたロータリカッタによるウェブ切断システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、ロータリカッタ制御装置１０は、残長演算器１１、第１速度変換器１２、第２速度変換器１３、減算器１４、トランスバーサルフィルタ（ＦＩＲ）１５、第３速度変換器１６、及び速度調整器（ＡＳＲ）１７を有する。
【００１８】
このロータリカッタ制御装置１０は、コンピュータ又はプログラマブルサーボコントローラを使ってソフトウェア処理するソフトウェアサーボコントローラである。
【００１９】
鋼帯、紙、フィルム等のウェブＷは、ロータリカッタ１８に切断される材料として、ロータリカッタ１８へ向かって走行（矢印参照）し、ロータリカッタ１８によって所定の長さに切断される。このロータリカッタ１８は、減速機１９を介して伝達されたモータ２０の駆動力により回転駆動される。ウェブＷの走行速度は、メジャーリングロール２１に連結するパルスエンコーダ（ＰＧ）２２で検出され、パルス列信号ａとして残長演算器１１に入力される。
【００２０】
一方、ロータリカッタ１８の回転速度は、モータ２０に連結するパルスエンコーダ（ＰＧ）２３で検出され、パルス列信号ｂとして残長演算器１１に入力される。残長演算器１１は、切断設定長Ｌ0 、ロータリカッタ円周長Ｂ0 、材料移動長Ａ、ロータリカッタ回転周長Ｂとして、ウェブＷ（材料）の残長ΔＬを次の式を用いて演算し出力する。
【００２１】
ΔＬ＝（Ｌ0 −Ａ）−（Ｂ0 −Ｂ）
材料移動長Ａ及びロータリカッタ回転周長Ｂは、ウェブＷの切断完了時点をゼロとして、パルス列信号ａ及びパルス列信号ｂをそれぞれ積算カウントして求めることができる。
【００２２】
また、パルス列信号ａは、第１速度変換器１２で材料速度ＶA に変換され、残長ΔＬは、第２速度変換器１３で誤差速度ＶC に変換される。これら材料速度ＶA と誤差速度ＶC は、減算器１４でその差（ＶA −ＶC ）が演算され、演算結果が、速度指令として出力される。速度指令（ＶA −ＶC ）は、速度調整器１７に速度基準として入力される。
【００２３】
一方、パルス列信号ｂは、トランスバーサルフィルタ（ＦＩＲ）１５により平滑化されてパルス列信号ｃとなり、更に、第３速度変換器１６によりロータリカッタ１８の回転検出速度ＶB に変換され、速度調整器１７に速度フィードバックとして入力される。
【００２４】
速度調整器１７の出力であるトルク指令ｄは、電力変換器２４で増幅されてモータ２０に入力し、トルク指令ｄにより駆動されるモータ２０を介してロータリカッタ１８が回転駆動され、ウェブＷが切断される。従って、速度指令（ＶA −ＶC ）によりモータ２０の速度制御をすれば、ウェブＷを切断設定長Ｌ0 で切断することができる。
【００２５】
図２は、図１のトランスバーサルフィルタの構成を示すブロック図である。図２に示すように、トランスバーサルフィルタ１５は、Ａ／Ｄ変換器２５、複数のシフトレジスタ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ、クロック発生器２７、複数の掛け算器２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ、及び加算器２９を有している。
【００２６】
トランスバーサルフィルタ１５に入力したパルス列信号ｂは、Ａ／Ｄ変換器２５で数値化されたデータｅとなる。数値化されたデータｅは、各シフトレジスタ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄへ順々に送られ、各シフトレジスタ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを経る毎に、クロック発生器２７が発生するシフトパルスｆに同期して順々にシフトする。即ち、シフトレジスタ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、遅延回路の役目をしている。
【００２７】
各ステージの遅延時間は、シフトパルスｆの周波数によって決まることから、速度制御ループのスキャンタイム以内にトランスバーサルフィルタ１５の動作が完了するように、シフトパルスｆの周波数は充分高い必要がある。
【００２８】
一方、数値化されたデータｅと、シフトレジスタ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの各出力ｇ，ｈ，ｉ，ｊには、それぞれ掛け算器２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅで、タップゲイン係数Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４が掛け算される。
【００２９】
掛け算器２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅの各出力ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏは、加算器２９に入力し合計された後、パルス列信号ｃとして出力される。タップゲイン係数Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４は、数値化されたデータｅ及びシフトレジスタ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの各出力ｇ，ｈ，ｉ，ｊに、それぞれ個別の重みを持たせるものであり、予め設定されている数値である。
【００３０】
これらの演算は、全て、ソフトウェアに記録された各ステップからなるプログラムがコンピュータ又はプログラマブルサーボコントローラの動作を制御することにより、プログラムに基づき処理される。
【００３１】
トランスバーサルフィルタ１５は、位相遅れを、従来のローパスフィルタ（図３参照）より小さく設定できるので、ロータリカッタ１８の回転検出速度ＶB の位相遅れを小さくすることができる。この結果、速度調整器１７の利得を上げることができる。
【００３２】
このように、この発明によれば、ロータリカッタ制御装置１０は、従来のロータリカッタ制御装置（図３参照）が、パルス列信号ｂのノイズ低減のためにローパスフィルタを用いたのに対し、ローパスフィルタに代えてトランスバーサルフィルタ１５を用いている。
【００３３】
このトランスバーサルフィルタ１５は、入力した、ロータリカッタ１８の回転速度のパルス列信号を、位相遅れの影響を受けることなく平滑化して出力し、ロータリカッタ１８の回転速度を調整する速度調整器１７に速度フィードバックさせる。
【００３４】
つまり、走行するウェブＷ（材料）を所定長に走間切断するロータリカッタ１８を駆動するモータ２０に取り付けられたパルスエンコーダ２３のパルス列信号ｂを、トランスバーサルフィルタ１５で平滑化し、ソフトウェアサーボコントローラであるロータリカッタ制御装置１０内の速度調整器１７に、速度フィードバックとして入力させている。このトランスバーサルフィルタ１５は、ソフトウェアで処理される。
【００３５】
従って、パルスエンコーダ２３のパルス列信号ｂに乗るノイズを低減するだけでなく、速度ループゲイン、即ち、速度調整器１７の利得を充分上げることができる。特に、モータ２０の回転数がゼロ近くになったとき、即ち、パルス列信号ｂの周波数が低くなったときは、速度ループゲインを、従来の速度ループゲインの約２〜３倍に上げることができる。
【００３６】
速度ループゲインを上げることは、速度調整器（ＡＳＲ）１７の（＋）入力と（−）入力の差、即ち、速度指令（ＶA −ＶC ）とロータリカッタ１７の回転検出速度ＶB の誤差がゼロに近づくことである。故に、ロータリカッタ制御装置１０は、ロータリカッタ１８によるウェブ切断長の精度を向上させることができる。
【００３７】
なお、上記実施の形態においては、ロータリカッタ１８を制御するロータリカッタ制御装置１０について説明しているが、制御対象はこれに限るものではなく、トランスファーマシーンやフィーダ等の他の産業機械を制御する制御装置においても、適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、モータに駆動されて走行する材料を所定長に切断するロータリカッタを制御する、ロータリカッタ制御装置は、トランスバーサルフィルタによって、ロータリカッタの回転速度のパルス列信号を位相遅れの影響を受けることなく平滑化して出力し、その出力を、ロータリカッタの回転速度を調整する速度調整器に速度フィードバックするので、ロータリカッタの回転速度を調整する速度調整器の利得を充分上げることができ、ウェブ切断長の精度低下をもたらすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るロータリカッタ制御装置を備えたロータリカッタによるウェブ切断システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１のトランスバーサルフィルタの構成を示すブロック図である。
【図３】従来のロータリカッタ制御装置を備えたロータリカッタによるウェブ切断システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  ロータリカッタ制御装置
１１  残長演算器
１２  第１速度変換器
１３  第２速度変換器
１４  減算器
１５  トランスバーサルフィルタ
１６  第３速度変換器
１７  速度調整器
１８  ロータリカッタ
１９  減速機
２０  モータ
２１  メジャーリングロール
２２  パルスエンコーダ
２３  パルスエンコーダ
２４  電力変換器
２５  Ａ／Ｄ変換器
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ  シフトレジスタ
２７  クロック発生器
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ  掛け算器
２９  加算器
Ｗ  ウェブ
Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４  タップゲイン係数
ａ  パルス列信号
ｂ  パルス列信号
ｃ  パルス列信号
ｄ  トルク指令
ｅ  データ
ｆ  シフトパルス
ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏ  出力
【図１】
0003782007.tif 000002
【図２】
0003782007.tif 000003
【図３】
0003782007.tif 000004