專利名稱：電子凸輪型旋轉(zhuǎn)切割器控制方法及生成電子凸輪曲線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制機(jī)器的方法，該方法是通過使用伺服電動(dòng)機(jī)及生成具有對(duì)下一個(gè)循環(huán)進(jìn)行預(yù)測的電子凸輪曲線對(duì)一個(gè)循環(huán)中特定部件的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限定來控制機(jī)器，這類特定部件如把連續(xù)傳送的板紙、鐵片等連續(xù)切割成恒定長度且不停止傳送的旋轉(zhuǎn)切割器，或者在連續(xù)傳送的膜、紙等同步進(jìn)行密封作業(yè)的連續(xù)封裝機(jī)械。
現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)有技術(shù)中作為對(duì)旋轉(zhuǎn)切割器進(jìn)行切割控制的方法，已知如JP-A-5-337729公開的運(yùn)動(dòng)控制器。圖20是現(xiàn)有技術(shù)中這種運(yùn)動(dòng)控制器的控制框圖。用電子齒輪203以任選的比率對(duì)傳送工件215的速度和傳送距離進(jìn)行轉(zhuǎn)換，且脈沖配電器(1)204生成命令脈沖。通過設(shè)定裝置205輸入工件的切割長度，利用命令數(shù)據(jù)計(jì)算部206獲得轉(zhuǎn)動(dòng)刀片的相關(guān)位置量，從脈沖配電器(2)208輸出相關(guān)脈沖，通過合成電路209把這些脈沖相互結(jié)合，從而進(jìn)行伺服控制。
但是，在這種情況下，如圖21速度模型圖所示，把傳送工件215的傳送速度設(shè)定為圖21A所示的V1，并用配電器(1)把旋轉(zhuǎn)刀片213的周速度調(diào)整為等于圖21B所示的工件傳送速度V1，因傳送工件215的切割長度并不是與轉(zhuǎn)動(dòng)刀片的周長相匹配的，要用速度波形V2校正該速度生成圖21C所示的轉(zhuǎn)動(dòng)刀片位置校正命令(通過配電器2的輸出)，并且，如圖21D所示，把切割區(qū)控制為與傳送工件215的線速度相同的速度，非切割區(qū)(校正區(qū))附加控制為速度V3＝V2+V1。
進(jìn)一步來說，這種情況下如圖21E和21F所示校正方向，在長型切割作業(yè)中，切割長度大于刀片的周長，在減速操縱中進(jìn)行實(shí)質(zhì)控制。除了對(duì)這種旋轉(zhuǎn)切割器進(jìn)行控制外，對(duì)垂直連續(xù)包裝機(jī)械中的橫向密封機(jī)等也能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
圖22是表示現(xiàn)有技術(shù)中電子凸輪控制一個(gè)實(shí)例圖，并且是JP-A-7-311609公開的電子凸輪控制框圖。在圖22中的結(jié)構(gòu)中，把根據(jù)裝載部313的操作特性預(yù)備的凸輪曲線319輸進(jìn)計(jì)算裝置的CPU301中，CPU301輸出位置命令值(S)、速度命令值(V)和加速命令值(A)給比較器，該比較器中減數(shù)器分別與計(jì)數(shù)器、V/F轉(zhuǎn)換器或微分器相結(jié)合的，并且在PG314的輸出脈沖的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)FB控制，該P(yáng)G314用于檢測裝載部313的替換。
不過，在現(xiàn)有技術(shù)的例子中，如在JP-A-5-337729的情況下，校正方法并不是新方法，該方法是通過對(duì)相應(yīng)于周長和切割長度間差異的變速進(jìn)行加速(在短型切割作業(yè)中)或減速(在長型切割作業(yè)中)來調(diào)整切割時(shí)間，從而達(dá)到或形成旋轉(zhuǎn)刀片的周速度等于作業(yè)線的線速度V1。在與控制位置有關(guān)的控制存貯器，合適的位置模型也不是由電子凸輪曲線等生成的。因此，速度控制主要是根據(jù)校正速度的加速和減速來控制的。
在這種變速控制中，如圖24所示，特別是在旋轉(zhuǎn)切割器的控制中，由于在加速和減速期間所需要的轉(zhuǎn)矩峰高，在短型切割作業(yè)中必須要減速線速度。這導(dǎo)致的問題是降低了生產(chǎn)率。
在JP-A-7-311609提供的方案中，提出根據(jù)預(yù)備的凸輪曲線319(位置模型)盡可能地利用控制器減速隨后推遲的技術(shù)，這種結(jié)構(gòu)使用的不是凸輪曲線而是與現(xiàn)有技術(shù)中的線性結(jié)構(gòu)相同的類型。即，圖22所示的這種結(jié)構(gòu)是通過CPU把前饋速度和力矩補(bǔ)償附加到圖23所示的位置控制中，并且使用的是傳統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)，屬于傳統(tǒng)控制技術(shù)范圍。當(dāng)只根據(jù)速度模型通過CPU生成速度命令(V)和加速命令(A)時(shí)，必須在掃描期進(jìn)行微分作業(yè)。這種方式生成的速度命令(V)和加速命令(A)已經(jīng)落在驅(qū)動(dòng)速度之后。因此，其效果是速度降為原始速度的一半，除非設(shè)有預(yù)控點(diǎn)計(jì)量器。
如上所述現(xiàn)有技術(shù)體系中存在的問題是可追溯性太差，降低了控制精度。
本發(fā)明的目的在于提供一種控制電子凸輪型旋轉(zhuǎn)切割器的方法以及生成電子凸輪曲線方法，以對(duì)旋轉(zhuǎn)切割器或連續(xù)包裝機(jī)的控制為例，利用伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在整個(gè)區(qū)域中進(jìn)行位置循環(huán)的同時(shí)進(jìn)行校位控制，限定了延伸到下一個(gè)循環(huán)的連續(xù)校正體系的電子凸輪控制，由于控制產(chǎn)生能自動(dòng)適應(yīng)于長型切割和短型切割長度或袋長度的相同規(guī)則算法，特別是提高了短型切割作業(yè)中生產(chǎn)率，具有極佳的追溯性，并且能提高控制精度。
發(fā)明概述為了達(dá)到這個(gè)目的，本發(fā)明的特征在于，一種控制由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子凸輪型旋轉(zhuǎn)切割器的方法，在電子凸輪曲線基礎(chǔ)上利用不同的速度波型在長型切割和短型切割作業(yè)對(duì)旋轉(zhuǎn)切割器進(jìn)行控制，在電子凸輪曲線基礎(chǔ)上在整個(gè)區(qū)域形成位置循環(huán)，把三次函數(shù)的電子凸輪曲線用作非切割區(qū)的位置模型，把二次函數(shù)的電子凸輪曲線用作速度模型，從而能用能生成自動(dòng)適應(yīng)于長型切割和短型切割作業(yè)及線速度變化的相同規(guī)則算法進(jìn)行控制。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，要控制的校位模型是先預(yù)備的，根據(jù)位置模型在包括切割區(qū)和非切割區(qū)的整個(gè)區(qū)域上每時(shí)進(jìn)行位置控制，從而能在電子凸輪曲線基礎(chǔ)控制校正切割位置。作為電子凸輪曲線，對(duì)位置模型使用三次函數(shù)，對(duì)速度模型使用二次函數(shù)。在一種規(guī)則算法的基礎(chǔ)上，通過對(duì)切割作業(yè)完成時(shí)位置與速度間連續(xù)相關(guān)性的控制貯存，并在下一個(gè)切割作業(yè)循環(huán)開始時(shí)保持這些貯存，能以極佳的追溯性限定切割位置，相同的規(guī)則算法能自動(dòng)地適應(yīng)于長型切割和短型切割作業(yè)以及線速變化。
本發(fā)明的特征在于，一種控制電子凸輪型旋轉(zhuǎn)切割器的方法，在電子凸輪曲線基礎(chǔ)上利用不同的速度波型在長型切割和短型切割作業(yè)對(duì)旋轉(zhuǎn)切割器進(jìn)行控制，且在短型切割作業(yè)中控制要降低的線速度，在電子凸輪曲線基礎(chǔ)上在整個(gè)區(qū)域形成位置循環(huán)，把三次函數(shù)的電子凸輪曲線用作非切割區(qū)的位置模型，把二次函數(shù)的電子凸輪曲線用作速度模型，即使在比現(xiàn)有技術(shù)區(qū)域更短的長度范圍內(nèi)也不必降低線性速度，并且在線性速度100％保持的同時(shí)進(jìn)行切割作業(yè)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在電子凸輪曲線基礎(chǔ)上建立的速度模型是二次曲線，在非切割區(qū)中加減速所需力矩是分散在整個(gè)區(qū)域上的，該力矩的算術(shù)平方根小于加減速時(shí)間有點(diǎn)短的變速時(shí)的力矩算術(shù)平方根。特別是在加減速頻率較高的短型切割作業(yè)中，即使不降低線性速度也能使切割到的長度短于現(xiàn)有技術(shù)所切割的長度。
在這種控制電子凸輪型旋轉(zhuǎn)切割器的方法中，在切割區(qū)域中螺旋刀片生成凸輪曲線圖的速度模型與線性速度一致，在非切割區(qū)域中短型切割作業(yè)時(shí)二次曲線升高而長型切割作業(yè)時(shí)二次曲線降低；直刀片速度模型與螺旋刀片的速度模型不同，在切割區(qū)中直刀片速度只與1/cosθ成比例。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，螺旋刀片和直刀片可以用二次曲線速度模型進(jìn)行相同的控制。在直刀片的情況下，切割區(qū)中的速度模型設(shè)定為1/cosθ，在線性速度下使工件連續(xù)傳送，以與螺旋刀片下相同的方式在垂直于傳送方向的方向中被切割。
本發(fā)明的特征在于，在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械一個(gè)循環(huán)的特定相區(qū)中與工件同步進(jìn)行密封作、切割作業(yè)等后，這種轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械如由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的垂直連續(xù)包裝機(jī)中橫向密封機(jī)械，或把工件切割成恒定長度的旋轉(zhuǎn)切割器，根據(jù)預(yù)測下一個(gè)循環(huán)作業(yè)開始的連續(xù)相關(guān)控制系統(tǒng)，在命令位置中使用三次函數(shù)，而在速度前饋中使用二次函數(shù)，從而在使工件的包裝長度或切割長度自動(dòng)符合各個(gè)相應(yīng)的周長值/M(M＝1，2，… 密封面或刀片的數(shù)目)的同時(shí)，獲得最適的電子凸輪曲線。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械一個(gè)循環(huán)中的特定相區(qū)(密封區(qū)或切割區(qū))中與膜、紙或工件的線性速度同步進(jìn)行密封或切割作業(yè)時(shí)，把位置模型作為位置命令，把速度模型作為連續(xù)相關(guān)控制的速度前饋，這種相關(guān)控制是把三次函數(shù)作為凸輪曲線(位置模型)，該凸輪曲線滿足最終位置、特定相區(qū)速度、下一個(gè)循環(huán)特定相區(qū)中的起始位置及速度四個(gè)限定條件。把微分值的二次函數(shù)作為速度模型，包括對(duì)下一個(gè)循環(huán)的的預(yù)先控制，并且可以識(shí)別出再次滿足下一個(gè)循環(huán)特定相區(qū)中起始時(shí)與線性速度一致的位置和速度。
在生成凸輪曲線的方法中，密封區(qū)或切割區(qū)中橫向密封機(jī)械或切割刀片的轉(zhuǎn)動(dòng)速度n2和轉(zhuǎn)動(dòng)位置y2是n2＝N1(rpm)y2＝(1/M-Y1)/(Tc-t3)×(t-Tc)+1/M(rev)其中，N1是起始點(diǎn)的線速度，Y1是切割點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，t3是切割始點(diǎn)的時(shí)間，Tc是一個(gè)循環(huán)的時(shí)間，非密封區(qū)或非切割區(qū)的曲線方程是具有滿足時(shí)間T1和T2的速度V1和V2及位置X1和X2四個(gè)限定條件的四個(gè)相關(guān)系數(shù)的三次函數(shù)，位置x和用微分的位置x獲得的速度v表示為x＝At3+Bt2+Ct+D(rev)v＝3At2+2Bt+C (rps)把(T1，X1)和(T2，X2)代入方程x，把(T1，V1)和(T2，V2)代入方程v，這些方程用于計(jì)算A、B、C和D，把T1＝0，T2＝t3，X1＝0，X2＝Y(jié)1，V1＝N1/60，V2＝N1/60代入方程得出A、B、C和D，把非密封區(qū)或切割區(qū)的轉(zhuǎn)速設(shè)為n1、轉(zhuǎn)動(dòng)位置設(shè)為y1，把密封區(qū)和非切割區(qū)的轉(zhuǎn)速設(shè)為n2、轉(zhuǎn)動(dòng)位置設(shè)為y2，得出的凸輪曲線方程如下n1＝60(3At2+2Bt+C) (rpm)n2＝N1(常數(shù)) (rpm)y1＝At3+Bt2+Ct+D (rev)y2＝(1/M-Y1)/(Tc-t3)×(t-Tc)+1/M(rev)根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)把四個(gè)限定條件(T1，X1)和(T2，X2)及(T1，V1)和(T2，V2)的系數(shù)代入具有四個(gè)系數(shù)的三次函數(shù)時(shí)，位置x＝At3+Bt2+Ct+D其微分方程或速度v＝3At2+2Bt+C用該方程來求A、B、C和D，得出下式A＝{2(X1-X2)-(T1-T2)(V1+V2)}/KB＝[(V1-V2)(T1-T2)(T1+2T2)-3(T1+T2){X1-X2-V2(T1-T2)}]/KC＝{6(X1-X2)T1·T2+3(T1+T2)(V1·T22-V2·T12)+2(T12+T1·T2+T22)(V2·T1-V1·T2)}/KD＝-[(X1-V1·T1)T22(3T1-T2)+(X2-V2·T2)T12(T1-3T2)+2(V1-V2)T12·T22]/KK＝-(T1-T2)3當(dāng)把T1→0(切割或密封區(qū)的終止時(shí)間)，T2→t3(下一個(gè)循環(huán)切割區(qū)的起始時(shí)間)，X1→0(T1時(shí)的位置)，，X2→Y1(T2＝t3時(shí)的位置)，V1→N1/60(T1＝0時(shí)的速度)，V2→N1/60(T1＝0時(shí)的速度)代入計(jì)算A、B、C和D公式而獲得A、B、C和D值時(shí)，就可以獲得凸輪曲線方程n1＝60(3At2+2Bt+C)n2＝N1(常數(shù))y1＝At3+Bt2+Ct+Dy2＝(1/M-Y1)/(Tc-t3)×(t-Tc)+1/M附圖簡要說明圖1是本發(fā)明一個(gè)第一實(shí)施例中電子凸輪型旋轉(zhuǎn)切割器控制方框圖；圖2是圖1所示旋轉(zhuǎn)切割器的模式圖；圖3A和3B是表示圖2所示各種旋轉(zhuǎn)切割刀片圖；圖4A至4D是表示圖2所示旋轉(zhuǎn)切割刀片的結(jié)構(gòu)圖；圖5是表示圖2所示旋轉(zhuǎn)切割刀片和工件間位置關(guān)系的示圖；
圖6A和6B是表示圖1中旋轉(zhuǎn)切割器中螺旋刀片的凸輪曲線圖；圖7A和7B是表示構(gòu)成圖6所示凸輪曲線的函數(shù)圖；圖8是表示構(gòu)成圖6所示凸輪曲線的凸輪曲線方程圖；圖9A和9B是表示圖1所示切割器的為直刀片時(shí)的凸輪曲線圖(此后該圖將參照為圖9)；圖10是表示圖9所示凸輪曲線的凸輪曲線方程的示圖；圖11A和11B是表示轉(zhuǎn)矩和圖6所示速度模型關(guān)系圖(此后將該圖參照為圖11)；圖12A和12B是表示包括圖6所示二次函數(shù)速度模型和現(xiàn)有技術(shù)中變速模型的示圖(此后將該圖參照為圖12)；圖13A和13B是表示圖12所示變速模型的生成示圖(此后將該圖參照為圖13)；圖14是圖1所示旋轉(zhuǎn)切割器的LV曲線圖；圖15本發(fā)明一個(gè)第二實(shí)施例中垂直連續(xù)包裝機(jī)中橫向密封機(jī)械的控制方框圖；圖16A和16B是表示圖15所示橫向密封機(jī)械結(jié)構(gòu)示圖(此后該圖將參照為圖16)；圖17是表示圖16中雙加熱器式橫向密封機(jī)械中位置關(guān)系示圖；圖18A和18B是表示圖15中橫向密封機(jī)械凸輪曲線圖(此后該圖將參照為圖18)；圖19是表示圖18所示凸輪曲線的凸輪曲線方程示圖；圖20是表示現(xiàn)有技術(shù)運(yùn)動(dòng)控制器的控制方框圖；圖21A至21F是表示圖20所示控制器的速度模型圖；圖22是表示現(xiàn)有技術(shù)中電子凸輪控制的方框圖；圖23是表示現(xiàn)有技術(shù)中伺服電動(dòng)機(jī)的控制方框圖；圖24A和24B是表示現(xiàn)有技術(shù)的變速波形模型及轉(zhuǎn)矩的示圖(此后該圖將參照為圖24)。
本發(fā)明實(shí)施的最佳方式下面，結(jié)合


本發(fā)明的一個(gè)第一實(shí)施例。
圖1至圖14表示本發(fā)明的第一實(shí)施例。
參照?qǐng)D1，1表示進(jìn)行常量掃描控制的數(shù)字控制器，2表示驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)3的伺服驅(qū)動(dòng)器，4表示用于電動(dòng)機(jī)3的脈沖發(fā)電機(jī)，11表示把紙、鐵片等切割成恒定長度的旋轉(zhuǎn)切割器，12表示探測工件傳送距離的測量輥，13表示傳送工件的喂入輥，14表示探測工件注冊(cè)標(biāo)記的注冊(cè)標(biāo)記探測器。
參照號(hào)20表示計(jì)數(shù)器，21表示根據(jù)命令值對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器2進(jìn)行轉(zhuǎn)換的D/A轉(zhuǎn)換器，22表示微分電路，23表示倍增器。參照號(hào)24表示能在一個(gè)切割長度的一個(gè)循環(huán)中生成波相的鋸齒波生成路，25表示波相，26表示電子凸輪曲線的速度模型生成器，27表示位置模型生成器，28表示注冊(cè)標(biāo)記校正電路，29表示位置命令，30表示位置控制增益。
下面，說明作業(yè)。
第一實(shí)施例用于控制旋轉(zhuǎn)切割器，該切割器連續(xù)地把圖2所示連續(xù)運(yùn)送的板紙、鐵片等切割成恒定長度且不停止傳送。如圖3所示，11可以根據(jù)刀片安裝架的形狀裝上圖3A所示的直刀片和圖3B所示的螺旋刀片，由于切割作業(yè)中直刀片需要很高的壓力，常不使用直刀片。因此，將主要說明螺旋刀片。而對(duì)于直刀片，的控制方程等只作附助說明。如圖4A、4B、4C和4D所示，除了使用單刀切切割器外，還可以使用雙刀、三刀或四刀(刀片的數(shù)目用M表示)切割器，這些切割器基本是以同一方式進(jìn)行作業(yè)的，除了切割長度的一個(gè)循環(huán)變?yōu)橹荛L/2、周長/3或周長/4。因此，將只描述單刀片切割器。
在這個(gè)實(shí)施例中，如圖5所示，在把同步區(qū)(切割區(qū))的終點(diǎn)設(shè)定到一個(gè)循環(huán)始點(diǎn)t＝0的同時(shí)，確認(rèn)利用連續(xù)相關(guān)控制的電子凸輪控制，并且生成包括對(duì)下一循環(huán)切割區(qū)起點(diǎn)預(yù)測的電子凸輪曲線。
在實(shí)踐中，進(jìn)行類似圖6所示電子凸輪曲線的控制。圖6A表示速度模型，圖6B表示位置模型，區(qū)(1)是非切割區(qū)，區(qū)(2)是切割區(qū)。N1是切割區(qū)的轉(zhuǎn)速，n2是切割區(qū)的速度，t3是開始切割作業(yè)的時(shí)間，y1是非切割區(qū)的位置模型，y2是切割區(qū)的位置模型，Y1是切割作業(yè)開始位置。
對(duì)于生成這種凸輪曲線的方法來說，當(dāng)切割半徑類似圖5中r＝(mm)、切割數(shù)＝N0(bpm)、切割長度(長型切割或短型切割)＝L0(mm)，同步角＝θ0(°)時(shí)，可得出下式工件(紙等)速度VL＝N0×L0/1000 (m/min)一個(gè)循環(huán)時(shí)間Tc＝60/N0(sec)
切割起點(diǎn)的速度N1是N1＝1000×VL/2πr (rpm)當(dāng)切割區(qū)的時(shí)間是t0(sec)時(shí)，從切割區(qū)的傳送距離可以得出下式N1/60×t0＝θ0/360∴ t0＝θ0/6N1因此，可以獲得切割起點(diǎn)時(shí)間t3＝Tc-t0(sec)和在t＝t3j時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置Y1＝1/M-θ0/360 (rev)隨后，獲得圖6所示的切割區(qū)(2)中切割器的速度和位置如下速度n2＝N1(rpm)位置y2＝(1/M-Y1)/(Tc-t3)×(t-Tc)+1/M (rev)其中在單刀片切割器的情況下，1/M＝1。
通過對(duì)比，對(duì)于切割區(qū)(1)來說，所要求的曲線方程要滿足圖6所示t＝0時(shí)的速度N1(rpm)和位置0(rve)以及t＝t3時(shí)的速度N1(rpm)和位置Y1(rev)。
總的來說，如圖7A所示，具有四個(gè)系數(shù)的三次函數(shù)符合滿足t＝T1時(shí)的速度V1和位置X1及t＝T2時(shí)的速度V2和位置X2四個(gè)限定條件的位置曲線方程。
因此，當(dāng)位置是x＝At3+Bt2+Ct+D(rev)，(1)通過對(duì)位置微分所得公式(2)計(jì)算出速度v速度V＝3At2+2Bt+C (rps)，(2)當(dāng)把四個(gè)系數(shù)(T1，X1)和(T2，X2)代入上述公式(1)，并把(T1，V1)和(T2，V2)代入公式(2)時(shí)，且把公式用K除后用下列公式(3)得出A、B、C和DA＝{2(X1-X2)-(T1-T2)(V1+V2)}/KB＝[(V1-V2)(T1-T2)(T1+2T2)-3(T1+T2){X1-X2-V2(T1-T2)}]/KC＝{6(X1-X2)T1·T2+3(T1+T2)(V1·T2-V22·T12)+2(T12+T1·T2+T22)(V2·T1-V1·T2)}/KD＝-[(X1-V1·T1)T22(3T1-T2)+(X2-V2·T2)T12(T1-3T2)+2(V1-V2)T21·T22]/KK＝-(T1-T2)3(3)當(dāng)把圖6所示的動(dòng)態(tài)模型系數(shù)T1→0(切割區(qū)的終止時(shí)間)，T2→t3(下一個(gè)循環(huán)切割區(qū)的終止時(shí)間)，
X1→0(T1時(shí)的位置)，X2→Y1(T2＝t3時(shí)的位置)，V1→N1/60(T1＝0時(shí)的速度)，V2→N1/60(t3時(shí)的速度)代入A、B，C和D的計(jì)算公式得出A、B、C和D值時(shí)，n1＝60(3At2+2Bt+C)(rpm)n2＝N1(常數(shù)) (rpm)y1＝At3+Bt2+Ct+D (rev)y2＝(1/M-Y1)/(Tc-t3)×(t-Tc)+1/M(rev)如同旋轉(zhuǎn)切割器螺旋刀片的凸輪曲線方程，在單刀片切割器情況下1/M＝1。
圖8表示器螺旋刀片的凸輪曲線方程。該方程完全滿足t＝0和t＝t3時(shí)的速度及位置限制條件。因此，相同的規(guī)則算法能自動(dòng)地符合切割長度長于園周長的長型切割作業(yè)情況、切割長度短于園周長的長型切割作業(yè)情況，也符合線性速度變化的情況。所以，圖6A所示的模型，在區(qū)域(1)的非切割區(qū)以二次函數(shù)的形式提高了在短型切割割作業(yè)中的速度，而以二次函數(shù)的形式降低了在長型切割作業(yè)中的速度。
圖9和10表示直刀片時(shí)的凸輪曲線方程和凸輪曲線模型。對(duì)于非切割區(qū)(1)的凸輪曲線來說，螺旋刀片的凸輪曲線嚴(yán)格地與直刀片的凸輪曲線一致，并且，在直刀片的情況下，切割區(qū)(2)的速度與1/cosθ成比例，如圖9A所示。
下面參照?qǐng)D1來進(jìn)一步說明利用所得出的速度及位置凸輪曲線方程所進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)切割器電子凸輪控制。
從測量輥12取出用于探測類似紙或鐵片工件傳送距離的脈沖輸出，輸進(jìn)數(shù)字控制器1，該數(shù)字控制器進(jìn)行恒定期掃描控制，然后由計(jì)數(shù)器20a計(jì)數(shù)。利用鋸齒波生成電路24重復(fù)得出一個(gè)循環(huán)中最大值等于相應(yīng)切割長度脈沖量θM的相值θ。再利用上述圖6所示的凸輪曲線把該相值θ輸入與一個(gè)循環(huán)相適應(yīng)的位置模型生成電路27和速度模型生成電路26，得出每時(shí)的位置命令Yref29和速度命令。
對(duì)于位置命令Yref來說，當(dāng)一個(gè)循環(huán)完成時(shí)，對(duì)該一個(gè)循環(huán)的最大位置值(相應(yīng)于切割長度的伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖量)進(jìn)行附加，從而把該旋轉(zhuǎn)切割器11控制為在同樣的方向中連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
對(duì)于以此所生成的位置命令來說，使用來自伺服電動(dòng)機(jī)3的脈沖發(fā)生器的脈沖計(jì)數(shù)值進(jìn)行后饋控制，并且使用生成的位置控制使位置誤差ε接近0，從而每時(shí)確認(rèn)電子凸輪控制。
對(duì)于速度模型來說，圖8或圖10的凸輪曲線方程是在紙等傳送速度100％穩(wěn)態(tài)條件下先獲得的。把利用微分電路22得出的動(dòng)態(tài)速度標(biāo)準(zhǔn)化所獲得的V(p，u)與速度模型生成電路26的輸出相乘，根據(jù)紙等動(dòng)態(tài)傳送速度把該速度作為前饋速度以加強(qiáng)追溯性。
當(dāng)切割預(yù)印紙等時(shí)，對(duì)同時(shí)印刷著的每頁印刷的注冊(cè)標(biāo)記(條碼)由注冊(cè)標(biāo)記探測器14來探測，由注冊(cè)標(biāo)記校正電路28來校正位置誤差或類似誤差。
圖8和圖10所示凸輪曲線方程是在與其相關(guān)的該t時(shí)得出的?；蛘?，在一個(gè)控制中所用這種方程也可以用紙等傳送距離來代替該時(shí)間，即用相θ(脈沖)。
當(dāng)紙等傳送距離表示為VL(mm/s)時(shí)，在一個(gè)循環(huán)中t＝tn時(shí)的紙等傳送距離表示為xn(mm)，把一個(gè)循環(huán)中相同時(shí)間的脈沖計(jì)數(shù)量Pn(脈沖)，脈沖重量表示為Pw(mm/P)，得出下式PnPW＝VLtnPn＝VL/Pw×tn＝K×tn其中，K＝VL/Pw結(jié)果，可以用來自測量輥12的脈沖計(jì)數(shù)量Pn(即相θ)代替時(shí)間tn。
在現(xiàn)有技術(shù)的控制中，如圖24所示，表示現(xiàn)有技術(shù)體系中的速度模型和轉(zhuǎn)矩，圖24A所示的非切割區(qū)的速度模型具有不規(guī)則波形，為了滿足循環(huán)時(shí)間并獲得切割前穩(wěn)定速度的時(shí)間，如圖24B所示，把加速或減速時(shí)間設(shè)定為某種短的程度。因此，加速或減速期間所需的轉(zhuǎn)矩峰變高，轉(zhuǎn)矩Trms的算術(shù)平方根趨于變大。特別是在短型切割作業(yè)中，加速或減速的頻率增高，因此Trms超過100％。為了阻止生成這種現(xiàn)象，必須降低線速度，結(jié)果大大降低了生產(chǎn)率。
所示的圖14表示線速度與切割長度的關(guān)系，表示旋轉(zhuǎn)切割器生產(chǎn)率的重要指數(shù)LV曲線的特性大大受損，參見點(diǎn)劃線所示。
進(jìn)行對(duì)比，圖11是表示本發(fā)明速度模型和轉(zhuǎn)矩的示圖。在本發(fā)明的實(shí)施例中，非切割區(qū)(1)的速度模型是圖11A所示的二次曲線。因此加速或減速所需的轉(zhuǎn)矩在圖11B所示的整個(gè)區(qū)域(1)上消失，因此能提高效率。
圖12是本發(fā)明的二次函數(shù)速度模型與現(xiàn)有技術(shù)中變速模型比較的示圖。用諸如圖12A的二次函數(shù)速度模型進(jìn)行非切割區(qū)中相同距離上的運(yùn)動(dòng)，而以諸如圖12B的變速模型進(jìn)行類似運(yùn)動(dòng)，為了簡化說明，假設(shè)在二次函數(shù)類型的情況下，經(jīng)過時(shí)間t＝0和1時(shí)的二次函數(shù)最大值為1，并且在面積S1(相當(dāng)于非切割區(qū))進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，二次函數(shù)速度方程用下列方程表示N＝-4(t-0.5)2+1 (4)由微分公式(4)得出加速α如下α＝dN/dt＝-8(t-0.5)(5)如公式(6)所示，傳送距離S1由從t＝0至t＝1時(shí)積分公式(4)得出S1=∫10{-4(t-0.5)2+1}dt]]>＝2/3≌0.667(6)當(dāng)把加速αrms的算術(shù)平方根用作轉(zhuǎn)矩的算術(shù)平方根時(shí)，得出下式(7)αrms=∫01{-8(t-0.5)2}dt]]>=4/3]]>≅2.309---(7)]]>在圖12B的不規(guī)則波形的情況下，把加速或減速的時(shí)間定為tα＝0.1，當(dāng)速度的最大值是Nt時(shí)，傳送距離S2是S2＝(0.8+1)×Nt/2從S1＝S2Nt＝0.7407(8)加速如下當(dāng)0≤t＜0.1時(shí) α＝0.7407/0.1＝7.407當(dāng)0.1≤t＜0.9時(shí)α＝0當(dāng)0.9≤t≤1時(shí) α＝-7.407(9)公式(9)具有三個(gè)αs，從公式(9)，獲得加速的算術(shù)平方根為公式(10)αrms=(7.407)2×0.1+(-7.407)2×0.1]]>＝3.312 (10)由上述計(jì)算可以看出，二次函數(shù)波形的算術(shù)平方根公式(7)與不規(guī)則波形情況中的公式(10)間的關(guān)系是(7)＜(10)，或者二次函數(shù)的αrms小于不規(guī)則波形的αrms。
在這個(gè)實(shí)施例中不規(guī)則波形中加速的時(shí)間tα＝0.1。圖13是表示由圖12所示不規(guī)則波形得出的速度模型，并設(shè)定0＜tα＜0.5。當(dāng)生成加速或減速時(shí)間，且認(rèn)為在這種方式中達(dá)到tα?xí)r，圖13中的傳送距離S2為S2＝{(1-2tα)+1}×Nt/2因S1＝S2，得出下式Nt＝2/3(1-tα) (11)加速如下當(dāng)0≤t＜tα?xí)r α＝Nt/tα當(dāng)tα≤t＜(1-tα)時(shí)α＝0當(dāng)(1-tα)≤t≤1時(shí) α＝-Nt/tα(12)公式(12)具有三個(gè)αs，從公式(12)，獲得加速的算術(shù)平方根為公式(13)αrms=(Nt/tα)2·tα+(-Nt/tα)2·tα]]>=2/3(1-tα)×2/tα---(13)]]>為了得到給出公式(13)的最小值的tα，設(shè)定dαrms/dtα＝0，得出下式tα＝1/3(14)因此，最小值變?yōu)楣?15)αrms|tα=1/3=6]]>≌2.45 (15)
從上述可以看出，在范圍0＜tα＜0.45中且在不規(guī)則波的情況下，如圖13B所示，得出αrms≥2.45即使在這種情況下，得出(7)＜(15)，或者，即使當(dāng)不規(guī)則波的速度模型設(shè)定為具有任何增時(shí)或減時(shí)時(shí)，二次函數(shù)速度模型轉(zhuǎn)矩的算術(shù)平方根較小。
結(jié)果在圖14的LV曲線中，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)不規(guī)則波形，短型切割作業(yè)中的線速度必須較早地降低。但根據(jù)本發(fā)明的體系，切割作業(yè)可以改進(jìn)為即使在相當(dāng)短的范圍內(nèi)線速度也能保持為100％。因此，與現(xiàn)有技術(shù)中不規(guī)則波形體系相比，能提高生產(chǎn)率。如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中不規(guī)則波形速度模型中減速或加速時(shí)tα通常設(shè)定的有點(diǎn)短。隨后，這種效果卻極大。
下面，參照

本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖15-19涉及本發(fā)明第二實(shí)施例的示圖。
參照?qǐng)D15，41表示進(jìn)行恒定掃描控制的數(shù)字控制器，42表示驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)43的伺服驅(qū)動(dòng)器42，44表示電動(dòng)機(jī)43的脈沖生成器，45表示探測傳送類似紙或膜工件線性速度的線PG，46a和46b表示具有加熱面及正密封密封面的包裝機(jī)的橫向包裝機(jī)械。
參照號(hào)50a和50b表示計(jì)數(shù)器，51表示根據(jù)命令值對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器2進(jìn)行轉(zhuǎn)換的D/A轉(zhuǎn)換器，52表示微分電路，53表示減倍器，54表示倍增器。55表示能在密封的一個(gè)循環(huán)中生成波相的鋸齒波生成電路，56表示相，57表示電子凸輪曲線的速度模型生成器，58表示位置模型生成器，59表示位置命令60表示位置控制流。
下面，將說明作業(yè)。
第二實(shí)施例是如圖16所示的垂直連續(xù)包裝機(jī)的橫向包裝機(jī)械，圖16A是具有單一加熱器的橫向包裝機(jī)械，圖16B是具有雙加熱器的橫向包裝機(jī)械。該機(jī)械是由伺服電動(dòng)機(jī)43驅(qū)動(dòng)的。為了連續(xù)進(jìn)行橫向密封而不停運(yùn)類袋膜等，每個(gè)頂部末端的加熱器面構(gòu)成周邊部分的橫向密封機(jī)械安置為雙邊對(duì)稱，且在周速等于膜速的狀態(tài)下橫向加熱器壓在膜上，確認(rèn)預(yù)定時(shí)(密封時(shí)間)的橫向密封。
圖17表示橫向密封機(jī)械中雙加熱面46的位置關(guān)系。理論上加熱器的數(shù)目可以是復(fù)數(shù)或3，4個(gè)，因此，可以根據(jù)要生成的面數(shù)M(M＝1，2，)進(jìn)行這種考慮。
在這個(gè)實(shí)施例中，如圖17所示，在由連續(xù)相關(guān)控制確認(rèn)電子凸輪控制的同時(shí)，把密封區(qū)終點(diǎn)設(shè)定為一個(gè)循環(huán)的起點(diǎn)t＝0，并且生成具有對(duì)下個(gè)循環(huán)密封區(qū)開始點(diǎn)預(yù)定的凸輪曲線。
在實(shí)際中，進(jìn)行的是類似圖18所示的凸輪曲線模型導(dǎo)出的控制。圖18A表示速度模型，圖18B表示位置模型，區(qū)(1)是非密封區(qū)，區(qū)(2) 是密封區(qū)。N1是密封區(qū)中的轉(zhuǎn)速，n2是非密封區(qū)中的轉(zhuǎn)速，Tc是一個(gè)循環(huán)時(shí)間，t3是開始密封作業(yè)的時(shí)間，y1是非密封區(qū)的位置模型，y2是密封區(qū)的位置模型，Y1是密封作業(yè)的開始位置。
對(duì)于生成這種凸輪曲線的方法來說，如圖17所示，當(dāng)橫向密封機(jī)械的半徑＝r(mm)時(shí)，要形成的袋數(shù)＝N0(bpm)、袋長＝L0(mm)、同步角＝θ0(°)具有下列關(guān)系膜及類似物速度VL＝N0×L0/1000(m/min)一個(gè)循環(huán)的時(shí)間Tc＝60/N0(sec)并且，密封開始點(diǎn)的速度N1是N1＝1000×VL/2πr (rpm)當(dāng)密封區(qū)的時(shí)間是t0(sec)時(shí)，根據(jù)密封區(qū)的傳送距離得出下式N1/60×t0＝θ0/360∴T0＝θ0/6N1因此，獲得密封開始時(shí)間t3＝Tc-t0(sec)，并且，在t＝t3時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置是Y1＝1/M-θ0/360 (rev)隨后，得出圖18所示密封區(qū)(2)中橫向密封機(jī)械的轉(zhuǎn)速和位置如下轉(zhuǎn)速n2＝N1(rpm)轉(zhuǎn)動(dòng)位置y2＝(1/M-Y1)/(Tc-t3)×(t-Tc)+1/M同非密封區(qū)(1)相比，曲線方程滿足了圖18所示t＝0時(shí)的速度N1(rpm)和位置0(rev)，并要求t＝t3時(shí)的速度N1(rpm)和位置Y1(rev)。
如在前一個(gè)實(shí)施例中的7A所示，在進(jìn)行與第一個(gè)實(shí)施例相同的推導(dǎo)過程，具有四個(gè)相應(yīng)于位置曲線方程系數(shù)的三次函系數(shù)滿足四個(gè)限定條件t＝T1時(shí)的速度V1和位置X1，t＝T2時(shí)的速度V2和位置X2。
用相同的方式，所以，當(dāng)位置是x＝At3+Bt2+Ct+D(rev)，(1)時(shí)，通過對(duì)位置微分所得方程(2)得出速度v速度v＝3At2+2Bt+C (rps) (2)
把四個(gè)系數(shù)(T1，X1)和(T2，X2)代入上述方程(1)且把(T1，V1)和(T2，V2)代入方程(2)，用K除該方程，求出A，B，C和D，得出下列方程(3)的(A，B，C，D)A＝{2(X1-X2)-(T1-T2)(V1+V2)}/KB＝[(V1-V2)(T1-T2)(T1+2T2)-3(T1+T2){X1-X2-V2(T1-T2)}]/KC＝{6(X1-X2)T1·T2+3(T1+T2)(V1·T22-V2·T12)+2(T12+T1·T2+T22)(V2·T1-V1·T2)}/KD＝-[(X1-V1·T1)T22(3T1-T2)+(X2-V2·T2)T12(T1-3T2)+2(V1-V2)T12·T22]/KK＝-(T1-T2)3(3)當(dāng)所圖18所示的動(dòng)態(tài)模型系數(shù)T1→0(密封區(qū)的終止時(shí)間)，T2→t3(下一個(gè)循環(huán)密封區(qū)的終止時(shí)間)，X1→0(T1時(shí)的位置)，X2→Y1(T2＝t3時(shí)的位置)，V1→N1/60(T1＝0時(shí)的速度)，V2→N1/60(t3時(shí)的速度)代入A、B，C和D的計(jì)算公式得出A、B、C和D值時(shí)，把得出的n1＝60(3At2+2Bt+C)(rpm)n2＝N1(rpm)y1＝At3+Bt2+Ct+D(rev)y2＝(1/M-Y1)/(Tc-t3)×(t-Tc)+1/M(rev)作為類似圖19的橫向密封機(jī)械的凸輪曲線方程。
圖19表示的是橫向密封機(jī)械46的凸輪曲線方程。該方程完全滿足t＝0和t＝t3時(shí)的速度和位置限定條件。如圖18所示，在袋長＝(周長/M)的情況下，速度是N1(常量)，在袋長＜(周長/M)的情況下，速度以二次函數(shù)的形式提高，在袋長＞(周長/M)的情況下，速度以二次函數(shù)的形式減速。
在本實(shí)施例中，可以自動(dòng)確認(rèn)上述內(nèi)容。甚至在條件變化的情況下，如要形成的袋體長度變化的情況下，由控制器41來處理四個(gè)未知同步方程，瞬間得出新的凸輪曲線(位置模型、速度模型)，確認(rèn)具有極佳追溯性的控制。
下面參照附圖15進(jìn)一步說明橫向密封機(jī)46的電子凸輪控制，這種控制是通過使用中得出的速度和位置凸輪曲線方程來進(jìn)行的。
把來自探測膜、紙等的線路PG45的輸出脈沖傳送給數(shù)字控制器41，該控制器進(jìn)行穩(wěn)期掃描控制，然后由計(jì)數(shù)器50a計(jì)數(shù)。通過鋸齒波生成電路55重復(fù)得出一個(gè)循環(huán)中的相θ，最大值等于對(duì)應(yīng)于袋長度的脈沖量θM。把該相輸進(jìn)與上述一個(gè)循環(huán)相對(duì)應(yīng)的位置模型生成電路58和速度模型生成電路57，在每個(gè)瞬間都得到位置命令Yref59和速度命令，對(duì)于位置命令Yref來說，當(dāng)完成一個(gè)循環(huán)時(shí)，進(jìn)行該循環(huán)的最大位置值(與橫向密封機(jī)械的1/Mrev相應(yīng)的伺服電動(dòng)機(jī)43的轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖量)附加，從而把橫向密封機(jī)械46控制為在相同方向中連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
對(duì)于由此所生成的位置命令來說，通過使用來自伺服電動(dòng)機(jī)43的脈沖發(fā)生器44的脈沖計(jì)數(shù)值進(jìn)行反饋控制，使導(dǎo)出的位置的位置誤差ε接近0，從而確認(rèn)每瞬時(shí)的電子凸輪控制。對(duì)于速度模型來說，圖19的凸輪曲線方程是在膜、紙等100％傳送速度狀態(tài)下預(yù)先得出的。把除以由微分電路52得出的動(dòng)態(tài)速度V而獲得的V(p，u)用速度模型生成電路57的輸出增倍為100％速度(100％)的倍數(shù)，根據(jù)動(dòng)態(tài)膜、紙等的動(dòng)態(tài)傳送速度，把該速度用作一種反饋，以便強(qiáng)化追溯性。
圖19所示的凸輪曲線方程是與t時(shí)相關(guān)的?；蛘撸媚?、紙等傳送距離即相θ(脈沖)替換時(shí)間的同時(shí)，把這種方程用在控制中。
當(dāng)膜或類似物的傳送距離表示為VL(mm/s)時(shí)，在一個(gè)循環(huán)中t＝tn時(shí)膜或類似物的傳送距離表示為Xn(mm)，在一個(gè)循環(huán)中相同時(shí)間時(shí)的脈沖計(jì)數(shù)量表示為Pn(脈沖)，脈沖重量表示為Pw(mm/p)，得出下式Pn·Pw＝VL·tnPn＝VL/Pw×tn＝K×tn，其中K＝VL/Pw結(jié)果，時(shí)間tn可以用來自測量輥12的脈沖計(jì)數(shù)量Pn(即相)來替換。
如上所述，該實(shí)施例具有很高的追溯性，并能以完全自動(dòng)的方式符合條件的變化。在現(xiàn)有技術(shù)體系中，橫向密封機(jī)械是裝配在用于輸送類似膜的工件的驅(qū)動(dòng)軸上的，并且在恒定轉(zhuǎn)動(dòng)條件下被驅(qū)動(dòng)。因此，在單加熱器類型中，只能密封相應(yīng)于周長的一個(gè)長度的袋，在同軸180的雙加熱器密封機(jī)械類型中，只能密封相當(dāng)于半個(gè)周長長度的一個(gè)袋。當(dāng)另一個(gè)長度的袋將被密封時(shí)，必須用具有不同半徑的橫向密封機(jī)械來替換該橫向密封機(jī)械。在這種情況下，能被密封的袋的是一個(gè)袋的長度而不是一個(gè)周長或半個(gè)周長。因此延長了準(zhǔn)備時(shí)間，且降低了工作效率。與此相比較，本實(shí)施例利用電子凸輪能迅速自動(dòng)符合所有袋長度。所以，顯著降低了成本，提高了生產(chǎn)率。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在控制電子凸輪型旋轉(zhuǎn)切割器的方法中，以電子凸輪曲線為基礎(chǔ)在整個(gè)區(qū)域內(nèi)形成定位環(huán)，把三次函數(shù)的電子凸輪曲線用作非切割區(qū)的位置模型，把二次函數(shù)的電子凸輪曲線用作速度模型，從而能用生成的相同規(guī)則算法自動(dòng)符合長型和短型切割作業(yè)以及線速度變化。因此，使用電子凸輪曲線的電子凸輪控制產(chǎn)生的效果是由生成的同樣規(guī)則算法的控制能自動(dòng)符合長型和短型切割作業(yè)以及條件變化，在這種電子凸輪曲線中非切割區(qū)的位置模型是三次函數(shù)，而速度模型是二次函數(shù)，極大地加強(qiáng)了其追溯性，改善了旋轉(zhuǎn)切割器的控制效率。
在控制旋轉(zhuǎn)切割器的方法中，以電子凸輪曲線為基礎(chǔ)在整個(gè)區(qū)域內(nèi)形成定位環(huán)，把三次函數(shù)的電子凸輪曲線用作非切割區(qū)的位置模型，把二次函數(shù)的電子凸輪曲線用作速度模型，即使在長度范圍短于現(xiàn)有技術(shù)范圍的情況下也不用降低線性速度，能在保持100％線速度的同時(shí)進(jìn)行切割作業(yè)。在短型切割作業(yè)中，不降低速度也能切割，大大提高了生產(chǎn)效率。
在由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械一個(gè)循環(huán)的特定區(qū)域中，與類似膜或紙工件同步進(jìn)行密封作業(yè)、切割作業(yè)等，根據(jù)包含預(yù)測下一個(gè)循環(huán)中作業(yè)開始點(diǎn)的連續(xù)相關(guān)控制系統(tǒng)，把三次函數(shù)用于位置命令，把二次函數(shù)用于速度前饋，從而獲得最適電凸輪曲線，同時(shí)，使一個(gè)袋長或工件的切割長度自動(dòng)地相應(yīng)于周長/M值。因此，在一個(gè)密封作業(yè)、一個(gè)或其它的作業(yè)完成后，能特定的獲得包括對(duì)下一個(gè)循環(huán)中的密封或切割開始位置進(jìn)行預(yù)定的位置和速度模型，效果是自動(dòng)地得出最佳凸輪曲線，同時(shí)使袋長度或切割長度自動(dòng)相應(yīng)于周長M的大小關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種控制由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子凸輪型旋轉(zhuǎn)切割器的方法，在電子凸輪曲線的基礎(chǔ)上利用不同速度波型在長型切割和短型切割作業(yè)對(duì)旋轉(zhuǎn)切割器進(jìn)行控制，其特征在于在電子凸輪曲線的基礎(chǔ)上在整個(gè)區(qū)域中形成位置循環(huán)，把三次函數(shù)的電子凸輪曲線用作非切割區(qū)的位置模型，把二次函數(shù)的電子凸輪曲線用作速度模型，從而能用會(huì)生成自動(dòng)適應(yīng)于長型切割和短型切割作業(yè)及線速度變化的相同規(guī)則算法進(jìn)行控制。
2.一種控制電子凸輪型旋轉(zhuǎn)切割器的方法，在電子凸輪曲線基礎(chǔ)上利用不同速度波型在長型切割和短型切割作業(yè)對(duì)旋轉(zhuǎn)切割器進(jìn)行控制，且在短型切割作業(yè)中控制降低線速度，其特征在于，在電子凸輪曲線基礎(chǔ)上在整個(gè)區(qū)域形成位置循環(huán)，把三次函數(shù)的電子凸輪曲線用作非切割區(qū)的位置模型，把二次函數(shù)的電子凸輪曲線用作速度模型，從而即使在比現(xiàn)有技術(shù)區(qū)域更短的長度范圍內(nèi)也不必降低線速度，并且在保持100％線性速度的同時(shí)進(jìn)行切割作業(yè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制電子凸輪型旋轉(zhuǎn)切割器的方法，其特征在于生成凸輪曲線圖的螺旋刀片速度模型在切割區(qū)域中與線性速度相同，而在非切割區(qū)域中，在短型切割作業(yè)時(shí)是升高二次曲線，在長型切割作業(yè)時(shí)是降低二次曲線，而直刀片速度模型不同于螺旋刀片的速度模型，在切割區(qū)中速度與1/cosθ成比例。
4.一種生成電子凸輪曲線的方法，其特征在于，在一個(gè)密封作業(yè)之后，在由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的類似垂直連續(xù)包裝機(jī)橫向密封機(jī)械或把工件切成恒定長度的旋轉(zhuǎn)切割器樣的旋轉(zhuǎn)機(jī)械一個(gè)循環(huán)的特定區(qū)域中，與工件同步實(shí)施一個(gè)切割作業(yè)，根據(jù)包含預(yù)測下一個(gè)循環(huán)中作業(yè)開始點(diǎn)的連續(xù)相關(guān)控制系統(tǒng)，把三次函數(shù)用于位置命令，把二次函數(shù)用于速度前饋，從而獲得最適電子凸輪曲線，同時(shí)，使一個(gè)袋長或工件的切割長度自動(dòng)地適應(yīng)于周長/M值(M＝1，2，…，密封面或刀片數(shù)目)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生成電子凸輪曲線的方法，其特征在于，密封區(qū)或切割區(qū)分別相應(yīng)的橫向密封機(jī)械或切割刀片的轉(zhuǎn)動(dòng)速度n2和轉(zhuǎn)動(dòng)位置y2是n2＝N1(rpm)y2＝(1/M-Y1)/(Tc-t3)×(t-Tc)+1/M(rev)其中，N1是起始點(diǎn)的線速度，Y1是切割點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，t3是切割始點(diǎn)的時(shí)間，Tc是一個(gè)循環(huán)的時(shí)間，非密封區(qū)或非切割區(qū)的曲線方程是具有滿足時(shí)間T1和T2的速度V1和V2及位置X1和X2四個(gè)限定條件的四個(gè)相關(guān)系數(shù)的三次函數(shù)，位置x和用微分的位置x獲得的速度v表示為x＝At3+Bt2+Ct+D(rev)v＝3At2+2Bt+C (rps)把(T1，X1)和(T2，X2)代入方程x，把(T1，V1)和(T2，V2)代入方程V，把方程轉(zhuǎn)化為求A、B、C和D的公式，把T1＝0，T2＝T3，X1＝0，X2＝Y(jié)1，V1＝N1/60，V2＝N1/60代入公式得出A、B、C和D值，把非密封區(qū)或非切割區(qū)中的轉(zhuǎn)速設(shè)為n1、轉(zhuǎn)動(dòng)位置設(shè)為y1且把密封區(qū)或切割區(qū)的轉(zhuǎn)速設(shè)為n2、轉(zhuǎn)動(dòng)位置設(shè)為y2，得出如下凸輪曲線方程n1＝60(3At2+2Bt+C)(rpm)n2＝N1(常數(shù)) (rpm)y1＝At3+Bt2+Ct+D (rev)y2＝(1/M-Y1)/(Tc-t3)×(t-Tc)+1/M(rev)
全文摘要
在電子凸輪型旋轉(zhuǎn)切割器的控制方法中,切割器由伺服電動(dòng)機(jī)(3)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)并在以電子凸輪曲線為基礎(chǔ)根據(jù)微分變速進(jìn)行長型和短型切割作業(yè)期間受到控制,在電子凸輪曲線的基礎(chǔ)上,在整個(gè)區(qū)域內(nèi)形成位置循環(huán),把三次函數(shù)電子凸輪曲線用作為非切割區(qū)的位置模型(27),且把二次函數(shù)的電子凸輪曲線用作速度模型(26),從而能夠產(chǎn)生自動(dòng)適應(yīng)于長型和短型切割作業(yè)及線度變化的相同規(guī)則算法進(jìn)行控制。特別是在短型切割期不用減速就能進(jìn)行這類切割,從而提高了生產(chǎn)率。
文檔編號(hào)B26D1/62GK1336863SQ00802691
公開日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2000年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月11日
發(fā)明者池口將男 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)