走行制御装置、及びその装置における走行制御方法
【課題】材料の後端部分を効率良く切断等することが可能な走行制御装置、及びその装置における走行制御方法を提供する。
【解決手段】トラッキング処理手段２０１は、後端検出センサー１０３からの後端検出信号により材料２の後端を検出し、後端位置及び切断予想位置のトラッキングを開始する。材料抜出処理手段２０２は、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜ける際の切断予想位置とキャリッジ１の位置とが重なるか否かを判断し、重なる場合は、切断見送り信号を出力する。材料停止処理手段２０３は、材料移動長信号Ａにより材料２の停止を確認した後、材在り検出センサー１０４からの材在り検出信号、切断予想位置、前進限及び待機位置に基づいて材料２が停止した後の切断可否を判断し、切断否の場合に切断不可信号を出力する。
【解決手段】トラッキング処理手段２０１は、後端検出センサー１０３からの後端検出信号により材料２の後端を検出し、後端位置及び切断予想位置のトラッキングを開始する。材料抜出処理手段２０２は、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜ける際の切断予想位置とキャリッジ１の位置とが重なるか否かを判断し、重なる場合は、切断見送り信号を出力する。材料停止処理手段２０３は、材料移動長信号Ａにより材料２の停止を確認した後、材在り検出センサー１０４からの材在り検出信号、切断予想位置、前進限及び待機位置に基づいて材料２が停止した後の切断可否を判断し、切断否の場合に切断不可信号を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復運動を行う走行切断機や走行加工機等を制御する走行制御装置に関し、特に、材料の速度と走行切断機等の速度とを同期させ、材料の切断等を制御する走行制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、走行切断機や走行加工機は、例えば、鉄板、アルミニウム板、フィルム等の材料を切断または成形加工したり、文字等を刻印したりする装置である。これらの走行機に対して正転及び逆転移動の走行を制御する走行制御装置は、パルスジェネレータにより走行する材料の速度を検出し、走行機等を駆動するモータのパルスジェネレータにより走行機等の速度を検出し、材料と走行機との同期制御を行うことにより、材料の切断等を実現している。具体的には、材料を切断する場合を例にして、走行制御装置は、材料が走行している状態で切断処理を開始すると、走行切断機を材料と同じ走行向き（正転）に移動させ、両者の速度が一致した後に切断信号を出力する。そして、切断信号を入力した走行切断機により切断が終了すると、切断終了信号を入力して、走行切断機を材料の走行向きと反対の向き（逆転）に移動させてホームポジションである待機位置へ戻す。そして、再度、次の切断処理を開始する。このような繰り返しにより、走行する材料は連続的に切断される（特許文献１〜３を参照）。
【０００３】
図９は、従来の走行切断制御装置の構成を示す制御ブロック図であり、図１０は、図９に示す走行切断制御装置の動作を説明するためのタイムチャートである。図１０を参照して、この走行切断制御装置５０は、キャリッジ１に噛合したラックピニオン１５を、減速器１６を介してモータ１７により駆動させることにより、キャリッジ１を材料２の走行向き（左から右）に正転移動させる機能、材料２の走行向きと反対の向き（右から左）に逆転移動させて待機位置に戻す機能、及び、材料２の走行速度とキャリッジ１の走行速度とが同じになったときに切断信号を出力して、キャリッジ１に材料２を定尺切断させる機能を有する。また、成形ロール２３は、材料２を成形すると共に、当該材料２を、図９において左から右へ走行させる。
【０００４】
次に、図９に示した走行切断制御装置５０の動作について説明する。まず、設定器５には、切断のために必要な設定データ、例えば材料２の切断長を示す設定長が設定される。そして、運転指令に伴って、成形ロール２３により材料２が走行を開始する。また、測長ロール３は上下２個のロールから成り、材料２の走行に従って回転し、パルスジェネレータ４が単位回転角毎にパルスを発生する。係数器６が、連続走行する材料２の移動量をこのパルス信号を用いて測定し、材料２の移動長に応じた信号（材料移動長信号）Ａを生成する。そして、周波数速度変換器８が、材料移動長信号Ａを材料移動速度信号ＶＡに変換し、材料２の移動速度に応じた信号（材料移動速度信号）ＶＡ＝ｆ（Ａ）を生成する。この材料移動速度が、図１０のライン速度に相当する。
【０００５】
モータ１７によりラックピニオン１５が駆動してキャリッジ１が正転移動すると、パルスジェネレータ１８が単位回転角毎にパルスを発生し、係数器１４によりキャリッジ１の位置に対応するキャリッジ移動長信号Ｂを帰還し、レジスタ１２及び関数器１３を介して後退速度基準信号ＶＢを帰還する。また、減算器７が、設定長信号Ｌ、材料移動長信号Ａ及びキャリッジ移動長信号Ｂから残長信号（Ｌ−Ａ＋Ｂ）を演算し、レジスタ９は、減算器７が演算した残長信号（Ｌ−Ａ＋Ｂ）を入力し、関数器１０が、この残長信号（Ｌ−Ａ＋Ｂ）を用いて関数器出力信号である残長速度信号ＶＣ＝ｆ（Ｌ−Ａ＋Ｂ）を生成する。そして、減算器１１が、材料移動速度信号ＶＡから残長速度信号ＶＣを減算し、材料２の進行方向への前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣを生成する。
【０００６】
符号判別器２１は、前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣに基づいて、キャリッジ１を駆動するモータ１７への速度指令信号ＲＦＥを選択するための信号をセレクタ２２に出力する。具体的には、符号判別器２１は、ＶＡ−ＶＣ≧０の場合に、速度指令信号ＲＦＥが前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣになるように選択信号を出力し、ＶＡ−ＶＣ＜０の場合に、速度指令信号ＲＦＥが後退速度基準信号ＶＢになるように選択信号を出力する。これにより、セレクタ２２は、選択信号に基づいて、前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣまたは速度指令信号ＲＦＥを出力する。そして、速度指令信号ＲＦＥは、減算器２０によりパルスジェネレータ１８からのパルス信号の減算が行われ、速度制御器１９を介してモータ１７へ出力される。
【０００７】
このように、キャリッジ１を移動させるためのモータ１７への速度指令信号ＲＦＥとして、ＶＡ−ＶＣ≧０の場合には前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣが設定される。このとき、キャリッジ１は前進し、残長速度信号ＶＣ＝０になるように制御される。この結果、材料２の移動長が設定長と等しくなると同時に、キャリッジ１の速度と材料２の速度とは同じになる。そして、キャリッジ１が走行切断制御装置５０から切断信号を入力し、材料２を定尺切断する。また、走行切断制御装置５０がキャリッジ１から切断終了信号を入力すると、設定器５には設定長が設定され、ＶＡ−ＶＣ＜０となる。そうすると、キャリッジ１を移動させるモータ１７への速度指令信号ＲＦＥとして、後退速度基準信号ＶＢが設定され、キャリッジ１は待機位置へ戻る。この速度指令が、図１０のモータ速度に相当する。
【０００８】
一方、キャリッジ１の移動動作に着目すると、キャリッジ１は、材料２の速度に追従して同期するまで急加速し、設定長の値に達すると切断信号を受けて材料２を定尺切断する。切断が終了すると、キャリッジ１は、急速に減速し、減速が終了すると同時にモータ１７が逆回転し、待機位置へ戻り待機状態となる。
【０００９】
【特許文献１】特開昭４９−１３７９２号公報
【特許文献２】特開２０００−１１７６８４号公報
【特許文献３】特開２０００−１７６８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述した走行制御装置５０が用いられるミルラインにおいて、口径の大きなパイプの切断等を実現する機械設備は、その製品的な特徴により大型になる。例えば、製品を成形する成形ロール２３の最終段からキャリッジ１までの距離が１０ｍに達する設備もある。このような設備において、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜けて材料２が停止した後は、材料２の切断が可能な限り当該切断は行われることが望ましい。
【００１１】
また、材料２の後端が成形ロール２３の最終段を抜け出る際には、成形のための圧力が材料２にかかっているので、材料２は、その圧力により成形速度（通常の材料移動速度）よりも速い速度で飛び出てしまう。図１０において、材料移動速度信号ＶＡの凸状部分がその状態を示している。このため、キャリッジ１の速度及び加速度は、その制御特性範囲を超えてしまう場合がある。図１０のＮＧの凸状部分がその状態を示している。このような状態の下で材料２を切断した場合には、走行切断制御装置５０は、材料２とキャリッジ１との間の速度を同期させることができないため、精度の高い切断を実現することができないという問題があった。また、切断途中でこのような状態になると、最悪の場合はキャリッジ１が前進限に達してしまうこともあり得る。
【００１２】
そこで、本発明は、材料の後端部分を効率良く切断等することが可能な走行制御装置、及びその装置における走行制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明による走行制御装置は、走行する材料の速度に追従して切断または加工の処理を行う走行機に対し、該走行機の走行を制御する装置において、材料の移動長を検出する第１の検出部と、走行機の移動長を検出する第２の検出部と、材料に前記処理がなされる間隔を示す設定長が設定される設定部と、前記材料の移動長に基づいて材料の後端位置を算出し、前記材料の移動長、走行機の移動長及び材料の設定長に基づいて材料の切断予想位置を算出するトラッキング処理手段、材料を走行させる装置から材料が抜ける際の切断予想位置及び走行機の位置を推定し、該切断予想位置と走行機の位置とに基づいて、材料を走行させる装置から材料が抜ける際に前記切断または加工の処理を見送るか否かを判断する材料抜出手段、及び、前記処理を見送ると判断した場合に、処理否指令を出力し、前記走行機を停止して処理を止めさせる処理可否指令生成手段を有する演算部と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による走行制御装置は、前記演算部が、さらに、材料を走行させる装置から材料が抜けた後に該材料が停止した場合に、前記切断予想位置、走行機の前進限、及び走行機の待機位置に基づいて、前記材料停止後に切断または加工の処理が可能か否かを判断する材料停止処理手段を有し、前記処理可否指令生成手段が、前記処理を見送ると判断した場合、または処理が可能でないと判断した場合に、処理否指令を出力し、前記走行機を停止して処理を止めさせることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による走行制御装置は、さらに、前記第１の検出部の検出処理を確認するために、材料の存在を検出する第３の検出部を備え、前記演算部に有する材料停止処理手段が、第３の検出部からの信号に基づいて、前記材料停止後に切断または加工の処理が可能か否かを判断することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明による走行制御装置は、前記演算部に有する材料停止処理手段が、切断予想位置が走行機の前進限と待機位置との間である場合に、前記処理が可能であると判断し、切断予想位置が走行機の前進限を超える場合、切断予想位置が走行機の待機位置の手前である場合、または前記第３の検出部からの信号により材料が存在しないと判断した場合に、前記処理が可能でないと判断することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明による走行制御方法は、走行する材料の速度に追従して切断または加工の処理を行う走行機に対し、該走行機の走行を制御する装置における走行制御方法であって、材料の移動長に基づいて材料の後端位置を算出するステップと、材料の移動長、走行機の移動長、及び材料に前記処理がなされる間隔を示す設定長に基づいて材料の切断予想位置を算出するステップと、材料を走行させる装置から材料が抜ける際の切断予想位置及び走行機の位置を推定するステップと、前記切断予想位置と走行機の位置とに基づいて、材料を走行させる装置から材料が抜ける際に前記切断または加工の処理を見送るか否かを判断するステップと、前記処理を見送ると判断した場合に、処理否指令を出力し、前記走行機を停止して処理を止めさせるステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、材料を走行させる装置から材料が抜ける際には、切断等の処理を実行しないようにした。材料が抜ける際には、材料が通常よりも速い速度で飛び出すことに伴い速度変動が大きくなるが、切断等の処理を実行しないから、精度の低い切断等の処理を回避することができる。また、その後に材料が停止したときに、切断等の可否を判断し、切断等が可能な場合は切断等するようにした。これにより、材料の後端部分を効率良く切断等することができる。例えば、材料が製品単価の高い大口径のパイプ等の場合には、歩留まりを一層上げることができる。また、材料の速度変化に伴って、無理な速度同期を走行機に強いることがないから、走行機が前進限を超えることがなく、すなわちオーバーランを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、材料を切断する走行切断機（以下、キャリッジという。）を制御する走行切断制御装置を例にして、図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る走行切断制御装置の構成を示す制御ブロック図である。図２は、図１に示す演算器の構成を示す制御ブロック図である。図３、図４及び図５は、それぞれ材料が成形ロールを抜ける前の状態、材料が成形ロールを抜ける時の状態、及び材料が成形ロールを抜けて停止した状態を説明するための図である。図６は、図１に示すリミッタの機能を説明するための図である。図７及び図８は、それぞれ図１に示す走行切断制御装置の動作を説明するためのフローチャート及びタイムチャートである。
【００２０】
〔構成〕
図１を参照して、走行切断制御装置１００の構成について説明する。この走行切断制御装置１００は、演算器１０２が、切断処理を実行させない信号（ゼロ指令信号）をリミッタ１０１に出力し、キャリッジ１の走行を停止して切断処理を行わないようにするものである。すなわち、演算器１０２は、材料２の終端位置及び切断予想位置をトラッキングし、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜けるときの切断予想位置とキャリッジ１の位置との重なりを判断し、両者が重なる場合は、そのときの材料２の切断を見送る。そして、材料２が停止したときに、切断予想位置に基づいて切断処理の可否を判断する。
【００２１】
図１に示す走行切断制御装置１００と図９に示した従来の走行切断制御装置５０とを比較すると、走行切断制御装置１００が、演算器１０２、後端検出センサー１０３及び材在り検出センサー１０４を備えているのに対し、走行切断制御装置５０はこれらを備えていない点で相違し、また、走行切断制御装置１００が、リミッタ１０１を備えているのに対し、走行切断制御装置５０が、セレクタ２２を備えている点で相違する。これに対し、キャリッジ１、材料２、測長ロール３、パルスジェネレータ４、設定器５、係数器６、減算器７、周波数速度変換器８、レジスタ９、関数器１０、減算器１１、レジスタ１２、関数器１３、係数器１４、ラックピニオン１５、減速器１６、モータ１７、パルスジェネレータ１８、速度制御器１９、減算器２０及び成形ロール２３を備えている点は同じである。これらの機能については既に図９を用いて説明したので、ここでは説明を省略する。
【００２２】
後端検出センサー１０３は、成形ロール２３の前段に設けられており、材料２の後端を検出するためのセンサーである。材在り検出センサー１０４は、測長ロール３の前段の近傍に設けられており、測長ロール３による材料２の測長が正常に行われていることを確認するためのセンサーである。
【００２３】
演算器１０２は、後端検出センサー１０３から後端検出信号を、材在り検出センサー１０４から材在り検出信号を、係数器６から材料移動長信号Ａを、関数器１０から残長速度信号ＶＣをそれぞれ入力し、後述する演算を行い、ＭＡＸ指令信号Ｍまたはゼロ指令信号Ｚをリミッタ１０１に出力する。すなわち、演算器１０２は、切断処理を行わないと判断すると、ゼロ指令信号Ｚをリミッタ１０１に出力する。これにより、リミッタ１０１は、ゼロ指令信号Ｚを出力の上限として用いるから、キャリッジ１に対する前進指令となる速度指令信号ＳＲを出力することがなく、キャリッジ１の正転移動が停止され、材料２の切断処理は実行されない。
【００２４】
ここで、材料移動長信号Ａは、パルスジェネレータ４のパルス信号を用いて測定された信号であって、連続走行する材料２の移動長に応じた信号である。残長速度信号ＶＣは、設定長信号Ｌ、材料移動長信号Ａ及びキャリッジ移動長信号Ｂから演算された残長信号（Ｌ−Ａ＋Ｂ）の速度信号である。ゼロ指令信号Ｚは、材料２の切断を実行しない場合に出力される信号である。ＭＡＸ指令信号Ｍは、材料２の切断を実行する場合の通常の運転中に出力される信号である。
【００２５】
図２は、図１に示した演算器１０２の構成を示すブロック図である。この演算器１０２は、トラッキング処理手段２０１、材料抜出処理手段２０２、材料停止処理手段２０３及び切断可否指令生成手段２０４を備えている。トラッキング処理手段２０１は、後端検出センサー１０３から後端検出信号を、係数器６から材料移動長信号Ａを、関数器１０から残長速度信号ＶＣをそれぞれ入力し、材料２の後端位置及び切断予想位置をトラッキングする。また、後端位置信号を材料抜出処理手段２０２に出力し、切断予想位置信号を材料停止処理手段２０３に出力する。具体的には、図３の（Ａ）後端検出前及び材料抜け前の状態から（Ｂ）後端を検出した状態になると、トラッキング処理手段２０１は、後端検出信号により材料２の後端の検出を判断し、この時から、材料２が成形ロール２３から抜けて停止するまでの間、材料２の後端位置及び切断予想位置を、以下のように算出する。ここで、それぞれの位置は、例えばキャリッジ１の待機位置を原点とした相対座標により表される。
【００２６】
トラッキング処理手段２０１は、入力する材料移動長信号Ａに基づいて後端検出後の後端位置を算出し、トラッキングして（その後も後端位置を算出し続けて）材料抜出処理手段２０２に出力する。また、トラッキング処理手段２０１は、後端検出センサー１０３と成形ロール２３の最終段のロールとの間の距離ａ、成形ロール２３の最終段のロールとキャリッジ１の待機位置との間の距離ｂ、及びキャリッジ１の待機位置と材料２の切断位置（先端）との間の距離ｃ（先端距離）に基づいて、材料２の先端位置（既に切断された切断位置）を算出し、当該先端位置及び設定長Ｌから切断予想位置を算出し、入力する材料移動長信号Ａに基づいてその後の切断予想位置を算出し、トラッキングして（その後も切断予想位置を算出し続けて）、当該切断予想位置を材料停止処理手段２０３に出力する。この場合、距離ａ及び距離ｂは予め設定される値であり、距離ｃはキャリッジ１が待機位置に戻ったときの残長速度信号ＶＣから算出される値である。
【００２７】
材料抜出処理手段２０２は、トラッキング処理手段２０１から後端位置信号を、係数器６から材料移動長信号Ａを、関数器１０から残長速度信号ＶＣをそれぞれ入力する。そして、入力した後端位置信号及び材料移動長信号Ａに基づいて（入力した時点（現時点）におけるこれらの信号に基づいて）、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜ける際の切断予想位置を前もって算出（推定）する。また、残長速度信号ＶＣに基づいて、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜ける際のキャリッジ１の位置を前もって算出（推定）する。そして、前もって算出した切断予想位置とキャリッジ１の位置とが重なるか否かを判断する（図４を参照、（Ａ）は重ならない状態、（Ｂ）は重なる状態を示している）。両位置が重なると判断した場合は（図４（Ｂ））、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜ける際に切断を実行させない切断見送り信号を、切断を実行する前に切断可否指令生成手段２０４に出力する。すなわち、材料抜出処理手段２０２は、トラッキング処理手段２０１が材料２の後端を検出したとき（材料２が後端検出センサー１０３を通過したとき）の残長速度信号ＶＣによる残長と距離ａとが一致する場合に、両位置が重なると判断し、切断見送り信号を出力する。また、その後（材料２が後端検出センサー１０３を通過した後）も、残長と、材料２が成形ロール２３の最終段から抜けるまでの距離（後端から成形ロール２３の最終段までの距離ａ’）とが一致する場合に、両位置が重なると判断し、切断見送り信号を出力する。これにより、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜ける際の切断処理が見送られる。尚、切断予想位置とキャリッジ１の位置との間の位置の差が予め設定された範囲内であれば、両位置は重なるものと判断する。一方、材料２の切断時（切断が開始してから完了するまでの間）には、切断時間やライン速度に応じて、キャリッジ１の移動距離が変化してしまう。そこで、材料抜出処理手段２０２は、両位置が重なるか否かを、その移動距離も含めて判断する。例えば、材料抜出処理手段２０２は、材料２の切断時間及びライン速度に基づいてキャリッジ１の移動距離を算出し、材料２の後端から成形ロール２３までの距離ａ’＝残長＋移動距離の場合に、両位置が重なるものと判断する。つまり、距離ａ’＞残長＋移動距離でなければ切断を行わない。
【００２８】
材料停止処理手段２０３は、材在り検出センサー１０４から材在り検出信号を、係数器６から材料移動長信号Ａを、トラッキング処理手段２０１から切断予想位置信号をそれぞれ入力する。ここで、材料２は、その後端が成形ロール２３の最終段から抜けると、走行力を失い停止する。そこで、材料停止処理手段２０３は、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜けた後に、入力した材料移動長信号Ａの変化が予め設定された範囲内である場合は、材料２が停止状態であると判断する。材料２の停止を判断すると、そのときに入力した切断予想位置信号から、停止状態している材料２の切断予想位置を特定する。
【００２９】
材料停止処理手段２０３は、停止している材料の切断予想位置と、予め設定されたキャリッジ１の待機位置、及び予め設定されたキャリッジ１の前進限とをそれぞれ比較する。切断予想位置が待機位置と前進限との間である場合（図５（Ａ）参照）は、切断が可能であると判断する。切断予想位置が前進限を超える場合（図５（Ｂ）参照）、及び、切断予想位置が待機位置の手前である場合（図５（Ｃ）参照）は、切断が不可能であると判断する。また、入力した材在り検出信号により、材料２無しを判断した場合には（図５（Ｄ））、測長ロール３によって正常に材料移動長信号Ａの測長ができないから、切断が不可能であると判断する。
【００３０】
材料停止処理手段２０３は、材料２の切断が不可能であると判断した場合には、切断不可信号を切断可否指令生成手段２０４に出力する。この場合、キャリッジ１は制御特性範囲を超えており、材料２が停止した状態でキャリッジ１を切断位置まで移動させて停止させる位置決め動作を行うことができない。このように、材料２が成形ロール２３の最終段から抜けて停止した後、切断処理は行われない。また、材料停止処理手段２０３は、材料２の切断が可能であると判断した場合には、切断不可信号を出力しない。この場合、キャリッジ１は制御特性範囲を超えていないから、走行切断制御装置１００は、材料２が停止した状態でキャリッジ１を切断位置まで移動させて停止させる位置決め動作を行い、材料２の切断を完了した後、待機位置へ戻る。ここで、後述するリミッタ１０１は、速度指令信号ＳＲとして前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣ（ＶＡ＝０，ＶＣのみの制御）を出力し、キャリッジ１を切断位置まで移動させる。このようにして、材料２が成形ロール２３の最終段から抜けて停止した後、切断処理が行われる。
【００３１】
切断可否指令生成手段２０４は、材料抜出処理手段２０２から切断見送り信号を、材料停止処理手段２０３から切断不可信号をそれぞれ入力し、これらの入力によりゼロ指令信号Ｚをリミッタ１０１に出力する。これにより、キャリッジ１の正転移動の走行は停止し、切断処理は実行されない。切断可否指令生成手段２０４は、通常の運転中には、走行切断制御装置１００がキャリッジ１による走行切断処理を行うことができるように、ＭＡＸ指令信号Ｍを出力する。切断見送り信号または切断不可信号を入力した場合にのみ、ゼロ指令信号Ｚを出力し、キャリッジ１の正転移動の走行を停止して切断処理の実行を中止する。
【００３２】
図１に戻って、リミッタ１０１は、減算器１１から前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣを、関数器１３から後退速度基準信号ＶＢをそれぞれ入力し、前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣの値に対し、予め設定された値（ＭＡＸ指令信号Ｍの値またはゼロ指令信号Ｚの値）を上限値とし、後退速度基準信号ＶＢの値を下限値とし、速度指令信号ＳＲとして前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣを出力する。
【００３３】
図６を参照して、リミッタ１０１の機能について詳細に説明する。図６（１）は、リミッタ１０１の入出力信号を示す図である。リミッタ１０１の＋（上限）端子には上限値として用いるＭＡＸ指令信号Ｍまたはゼロ指令信号Ｚが入力され、ＩＮ（入力）端子には入力信号として用いる前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣが入力され、−（下限）端子には下限値として用いる後退速度基準信号ＶＢが入力され、ＯＵＴ（出力）端子からは速度指令信号ＳＲが出力される。図６（２）は、リミッタ１０１の一般的な特性を示す図である。基本的には入力信号がそのまま出力信号として出力されるが、上限値を超える入力信号に対しては上限値の信号が出力され、下限値を下回る入力信号に対しては下限値の信号が出力される。
【００３４】
すなわち、リミッタ１０１は、以下の（Ａ）〜（Ｃ）の処理を行う。
（Ａ）後退速度基準信号ＶＢ≦前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣ≦ＭＡＸ指令信号Ｍまたはゼロ指令信号Ｚの場合は、前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣを速度指令信号ＳＲとして出力する。
（Ｂ）前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣ＜後退速度基準信号ＶＢの場合は、下限値を下回っているから、後退速度基準信号ＶＢを速度指令信号ＳＲとして出力する。
（Ｃ）ＭＡＸ指令信号Ｍまたはゼロ指令信号Ｚ＜前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣの場合は、上限値を超えているから、ＭＡＸ指令信号Ｍまたはゼロ指令信号Ｚを速度指令信号ＳＲとして出力する。
【００３５】
このようにして出力された速度指令信号ＳＲは、減算器２０及び速度制御器１９を介してモータ１７へ供給され、キャリッジ１が正転または逆転移動する。
【００３６】
図４に示した（Ｂ）の状態では、切断予想位置とキャリッジ１の位置とが重なるから、材料抜出処理手段２０２が、切断処理に入る前に切断見送り信号を切断可否指令生成手段２０４に出力し、切断可否指令生成手段２０４が、ゼロ指令信号Ｚをリミッタ１０１に出力する。また、図５に示した（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の状態では、材料２の切断が不可能であるから、材料停止処理手段２０３が、切断不可信号を切断可否指令生成手段２０４に出力し、切断可否指令生成手段２０４が、ゼロ指令信号Ｚをリミッタ１０１に出力する。この場合、リミッタ１０１の出力である速度指令信号ＳＲは、ゼロ以下の後退速度基準信号ＶＢまたはゼロの信号に抑えられるから、前進指令である前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣの出力はなされない。また、リミッタ１０１は、キャリッジ１が正転移動している場合に、速度指令信号ＳＲとしてゼロの信号（キャリッジ１を停止させる信号）を出力する。これにより、材料２の切断処理の実行を停止することができる。
【００３７】
〔動作〕
次に、図７及び図８を参照して、図１に示した走行切断制御装置１００の動作について説明する。演算器１０２のトラッキング処理手段２０１は、後端検出センサー１０３からの後端検出信号により材料２の後端を検出すると（ステップＳ１）、材料２の後端位置及び切断予想位置のトラッキングを開始する（ステップＳ２）。そして、材料抜出処理手段２０２は、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜ける際の切断予想位置とキャリッジ１の位置とが重なるか否かを判断し（ステップＳ３）、重なる場合は、切断見送り信号を出力する（ステップＳ４）。これにより、速度指令信号ＳＲの上限をゼロ以下に抑えることができるから、キャリッジ１と材料２とは速度同期することがなく、材料２の切断を見送ることができる。
【００３８】
そして、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜けた後、材料停止処理手段２０３は、材料移動長信号Ａにより材料２の停止を確認する（ステップＳ５）。その後、材料停止処理手段２０３は、材料２が停止した後に材料２を切断できるか否かを判断する。具体的には、材料停止処理手段２０３は、まず、材在り検出センサー１０４からの材在り検出信号により材無しを判断した場合（ステップＳ６）、切断予想位置が前進限を超えると判断した場合（ステップＳ７）、または、切断予想位置が待機位置の手前であることを判断した場合（ステップＳ８）に、切断不可能と判断し、切断不可信号を出力する（ステップＳ１０）。これにより、速度指令信号ＳＲの上限をゼロ以下に抑えることができるから、キャリッジ１と材料２とは速度同期することがなく、材料２の切断を停止することができる。一方、材在り検出センサー１０４からの材在り検出信号により材在りを判断し、切断予想位置が前進限を超えないことと判断し、さらに、切断予想位置が待機位置の手前でないことを判断した場合は、切断可能と判断し、材料２停止後の切断処理が行われる（ステップＳ９）。この場合、速度指令信号ＳＲは、図８に示すＯＫの枠内のパターンとなる。これにより、キャリッジ１は、材料２の切断位置まで正転移動（前進）して停止し、材料２を切断した後、逆転移動（後退）して待機位置まで戻る。
【００３９】
以上、前記走行切断制御装置１００による実施の形態では、キャリッジ１として材料を切断する走行切断機を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、材料を加工する走行加工機や、材料に文字等を刻印する走行機等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る走行切断制御装置の構成を示す制御ブロック図である。
【図２】演算器の構成を示すブロック図である。
【図３】材料が成形ロールを抜ける前の状態を説明するための図である。
【図４】材料が成形ロールを抜ける時の状態を説明するための図である。
【図５】材料が成形ロールを抜けて停止した状態を説明するための図である。
【図６】リミッタの機能を説明するための図である。
【図７】図１の走行切断制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】図１の走行切断制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【図９】従来の走行切断制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の走行切断制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１ キャリッジ
２ 材料
３ 測長ロール
４ パルスジェネレータ
５ 設定器
６ 係数器
７ 減算器
８ 周波数速度変換器
９ レジスタ
１０ 関数器
１１ 減算器
１２ レジスタ
１３ 関数器
１４ 係数器
１５ ラックピニオン
１６ 減速器
１７ モータ
１８ パルスジェネレータ
１９ 速度制御器
２０ 減算器
２１ 符号判別器
２２ セレクタ
２３ 成形ロール
５０，１００ 走行切断制御装置
１０１ リミッタ
１０２ 演算器
１０３ 後端検出センサー
１０４ 材在り検出センサー
２０１ トラッキング処理手段
２０２ 材料抜出処理手段
２０３ 材料停止処理手段
２０４ 切断可否指令生成手段
Ａ 材料移動長信号
Ｂ キャリッジ移動長信号
Ｌ 設定長信号
ＶＡ 材料移動速度信号
ＶＢ 後退速度基準信号
ＶＣ 残長速度信号
ＶＡ−ＶＣ 前進速度基準信号
ＲＦＥ，ＳＲ 速度指令信号
Ｍ ＭＡＸ指令信号
Ｚ ゼロ指令信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復運動を行う走行切断機や走行加工機等を制御する走行制御装置に関し、特に、材料の速度と走行切断機等の速度とを同期させ、材料の切断等を制御する走行制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、走行切断機や走行加工機は、例えば、鉄板、アルミニウム板、フィルム等の材料を切断または成形加工したり、文字等を刻印したりする装置である。これらの走行機に対して正転及び逆転移動の走行を制御する走行制御装置は、パルスジェネレータにより走行する材料の速度を検出し、走行機等を駆動するモータのパルスジェネレータにより走行機等の速度を検出し、材料と走行機との同期制御を行うことにより、材料の切断等を実現している。具体的には、材料を切断する場合を例にして、走行制御装置は、材料が走行している状態で切断処理を開始すると、走行切断機を材料と同じ走行向き（正転）に移動させ、両者の速度が一致した後に切断信号を出力する。そして、切断信号を入力した走行切断機により切断が終了すると、切断終了信号を入力して、走行切断機を材料の走行向きと反対の向き（逆転）に移動させてホームポジションである待機位置へ戻す。そして、再度、次の切断処理を開始する。このような繰り返しにより、走行する材料は連続的に切断される（特許文献１〜３を参照）。
【０００３】
図９は、従来の走行切断制御装置の構成を示す制御ブロック図であり、図１０は、図９に示す走行切断制御装置の動作を説明するためのタイムチャートである。図１０を参照して、この走行切断制御装置５０は、キャリッジ１に噛合したラックピニオン１５を、減速器１６を介してモータ１７により駆動させることにより、キャリッジ１を材料２の走行向き（左から右）に正転移動させる機能、材料２の走行向きと反対の向き（右から左）に逆転移動させて待機位置に戻す機能、及び、材料２の走行速度とキャリッジ１の走行速度とが同じになったときに切断信号を出力して、キャリッジ１に材料２を定尺切断させる機能を有する。また、成形ロール２３は、材料２を成形すると共に、当該材料２を、図９において左から右へ走行させる。
【０００４】
次に、図９に示した走行切断制御装置５０の動作について説明する。まず、設定器５には、切断のために必要な設定データ、例えば材料２の切断長を示す設定長が設定される。そして、運転指令に伴って、成形ロール２３により材料２が走行を開始する。また、測長ロール３は上下２個のロールから成り、材料２の走行に従って回転し、パルスジェネレータ４が単位回転角毎にパルスを発生する。係数器６が、連続走行する材料２の移動量をこのパルス信号を用いて測定し、材料２の移動長に応じた信号（材料移動長信号）Ａを生成する。そして、周波数速度変換器８が、材料移動長信号Ａを材料移動速度信号ＶＡに変換し、材料２の移動速度に応じた信号（材料移動速度信号）ＶＡ＝ｆ（Ａ）を生成する。この材料移動速度が、図１０のライン速度に相当する。
【０００５】
モータ１７によりラックピニオン１５が駆動してキャリッジ１が正転移動すると、パルスジェネレータ１８が単位回転角毎にパルスを発生し、係数器１４によりキャリッジ１の位置に対応するキャリッジ移動長信号Ｂを帰還し、レジスタ１２及び関数器１３を介して後退速度基準信号ＶＢを帰還する。また、減算器７が、設定長信号Ｌ、材料移動長信号Ａ及びキャリッジ移動長信号Ｂから残長信号（Ｌ−Ａ＋Ｂ）を演算し、レジスタ９は、減算器７が演算した残長信号（Ｌ−Ａ＋Ｂ）を入力し、関数器１０が、この残長信号（Ｌ−Ａ＋Ｂ）を用いて関数器出力信号である残長速度信号ＶＣ＝ｆ（Ｌ−Ａ＋Ｂ）を生成する。そして、減算器１１が、材料移動速度信号ＶＡから残長速度信号ＶＣを減算し、材料２の進行方向への前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣを生成する。
【０００６】
符号判別器２１は、前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣに基づいて、キャリッジ１を駆動するモータ１７への速度指令信号ＲＦＥを選択するための信号をセレクタ２２に出力する。具体的には、符号判別器２１は、ＶＡ−ＶＣ≧０の場合に、速度指令信号ＲＦＥが前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣになるように選択信号を出力し、ＶＡ−ＶＣ＜０の場合に、速度指令信号ＲＦＥが後退速度基準信号ＶＢになるように選択信号を出力する。これにより、セレクタ２２は、選択信号に基づいて、前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣまたは速度指令信号ＲＦＥを出力する。そして、速度指令信号ＲＦＥは、減算器２０によりパルスジェネレータ１８からのパルス信号の減算が行われ、速度制御器１９を介してモータ１７へ出力される。
【０００７】
このように、キャリッジ１を移動させるためのモータ１７への速度指令信号ＲＦＥとして、ＶＡ−ＶＣ≧０の場合には前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣが設定される。このとき、キャリッジ１は前進し、残長速度信号ＶＣ＝０になるように制御される。この結果、材料２の移動長が設定長と等しくなると同時に、キャリッジ１の速度と材料２の速度とは同じになる。そして、キャリッジ１が走行切断制御装置５０から切断信号を入力し、材料２を定尺切断する。また、走行切断制御装置５０がキャリッジ１から切断終了信号を入力すると、設定器５には設定長が設定され、ＶＡ−ＶＣ＜０となる。そうすると、キャリッジ１を移動させるモータ１７への速度指令信号ＲＦＥとして、後退速度基準信号ＶＢが設定され、キャリッジ１は待機位置へ戻る。この速度指令が、図１０のモータ速度に相当する。
【０００８】
一方、キャリッジ１の移動動作に着目すると、キャリッジ１は、材料２の速度に追従して同期するまで急加速し、設定長の値に達すると切断信号を受けて材料２を定尺切断する。切断が終了すると、キャリッジ１は、急速に減速し、減速が終了すると同時にモータ１７が逆回転し、待機位置へ戻り待機状態となる。
【０００９】
【特許文献１】特開昭４９−１３７９２号公報
【特許文献２】特開２０００−１１７６８４号公報
【特許文献３】特開２０００−１７６８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述した走行制御装置５０が用いられるミルラインにおいて、口径の大きなパイプの切断等を実現する機械設備は、その製品的な特徴により大型になる。例えば、製品を成形する成形ロール２３の最終段からキャリッジ１までの距離が１０ｍに達する設備もある。このような設備において、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜けて材料２が停止した後は、材料２の切断が可能な限り当該切断は行われることが望ましい。
【００１１】
また、材料２の後端が成形ロール２３の最終段を抜け出る際には、成形のための圧力が材料２にかかっているので、材料２は、その圧力により成形速度（通常の材料移動速度）よりも速い速度で飛び出てしまう。図１０において、材料移動速度信号ＶＡの凸状部分がその状態を示している。このため、キャリッジ１の速度及び加速度は、その制御特性範囲を超えてしまう場合がある。図１０のＮＧの凸状部分がその状態を示している。このような状態の下で材料２を切断した場合には、走行切断制御装置５０は、材料２とキャリッジ１との間の速度を同期させることができないため、精度の高い切断を実現することができないという問題があった。また、切断途中でこのような状態になると、最悪の場合はキャリッジ１が前進限に達してしまうこともあり得る。
【００１２】
そこで、本発明は、材料の後端部分を効率良く切断等することが可能な走行制御装置、及びその装置における走行制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明による走行制御装置は、走行する材料の速度に追従して切断または加工の処理を行う走行機に対し、該走行機の走行を制御する装置において、材料の移動長を検出する第１の検出部と、走行機の移動長を検出する第２の検出部と、材料に前記処理がなされる間隔を示す設定長が設定される設定部と、前記材料の移動長に基づいて材料の後端位置を算出し、前記材料の移動長、走行機の移動長及び材料の設定長に基づいて材料の切断予想位置を算出するトラッキング処理手段、材料を走行させる装置から材料が抜ける際の切断予想位置及び走行機の位置を推定し、該切断予想位置と走行機の位置とに基づいて、材料を走行させる装置から材料が抜ける際に前記切断または加工の処理を見送るか否かを判断する材料抜出手段、及び、前記処理を見送ると判断した場合に、処理否指令を出力し、前記走行機を停止して処理を止めさせる処理可否指令生成手段を有する演算部と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による走行制御装置は、前記演算部が、さらに、材料を走行させる装置から材料が抜けた後に該材料が停止した場合に、前記切断予想位置、走行機の前進限、及び走行機の待機位置に基づいて、前記材料停止後に切断または加工の処理が可能か否かを判断する材料停止処理手段を有し、前記処理可否指令生成手段が、前記処理を見送ると判断した場合、または処理が可能でないと判断した場合に、処理否指令を出力し、前記走行機を停止して処理を止めさせることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による走行制御装置は、さらに、前記第１の検出部の検出処理を確認するために、材料の存在を検出する第３の検出部を備え、前記演算部に有する材料停止処理手段が、第３の検出部からの信号に基づいて、前記材料停止後に切断または加工の処理が可能か否かを判断することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明による走行制御装置は、前記演算部に有する材料停止処理手段が、切断予想位置が走行機の前進限と待機位置との間である場合に、前記処理が可能であると判断し、切断予想位置が走行機の前進限を超える場合、切断予想位置が走行機の待機位置の手前である場合、または前記第３の検出部からの信号により材料が存在しないと判断した場合に、前記処理が可能でないと判断することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明による走行制御方法は、走行する材料の速度に追従して切断または加工の処理を行う走行機に対し、該走行機の走行を制御する装置における走行制御方法であって、材料の移動長に基づいて材料の後端位置を算出するステップと、材料の移動長、走行機の移動長、及び材料に前記処理がなされる間隔を示す設定長に基づいて材料の切断予想位置を算出するステップと、材料を走行させる装置から材料が抜ける際の切断予想位置及び走行機の位置を推定するステップと、前記切断予想位置と走行機の位置とに基づいて、材料を走行させる装置から材料が抜ける際に前記切断または加工の処理を見送るか否かを判断するステップと、前記処理を見送ると判断した場合に、処理否指令を出力し、前記走行機を停止して処理を止めさせるステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、材料を走行させる装置から材料が抜ける際には、切断等の処理を実行しないようにした。材料が抜ける際には、材料が通常よりも速い速度で飛び出すことに伴い速度変動が大きくなるが、切断等の処理を実行しないから、精度の低い切断等の処理を回避することができる。また、その後に材料が停止したときに、切断等の可否を判断し、切断等が可能な場合は切断等するようにした。これにより、材料の後端部分を効率良く切断等することができる。例えば、材料が製品単価の高い大口径のパイプ等の場合には、歩留まりを一層上げることができる。また、材料の速度変化に伴って、無理な速度同期を走行機に強いることがないから、走行機が前進限を超えることがなく、すなわちオーバーランを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、材料を切断する走行切断機（以下、キャリッジという。）を制御する走行切断制御装置を例にして、図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る走行切断制御装置の構成を示す制御ブロック図である。図２は、図１に示す演算器の構成を示す制御ブロック図である。図３、図４及び図５は、それぞれ材料が成形ロールを抜ける前の状態、材料が成形ロールを抜ける時の状態、及び材料が成形ロールを抜けて停止した状態を説明するための図である。図６は、図１に示すリミッタの機能を説明するための図である。図７及び図８は、それぞれ図１に示す走行切断制御装置の動作を説明するためのフローチャート及びタイムチャートである。
【００２０】
〔構成〕
図１を参照して、走行切断制御装置１００の構成について説明する。この走行切断制御装置１００は、演算器１０２が、切断処理を実行させない信号（ゼロ指令信号）をリミッタ１０１に出力し、キャリッジ１の走行を停止して切断処理を行わないようにするものである。すなわち、演算器１０２は、材料２の終端位置及び切断予想位置をトラッキングし、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜けるときの切断予想位置とキャリッジ１の位置との重なりを判断し、両者が重なる場合は、そのときの材料２の切断を見送る。そして、材料２が停止したときに、切断予想位置に基づいて切断処理の可否を判断する。
【００２１】
図１に示す走行切断制御装置１００と図９に示した従来の走行切断制御装置５０とを比較すると、走行切断制御装置１００が、演算器１０２、後端検出センサー１０３及び材在り検出センサー１０４を備えているのに対し、走行切断制御装置５０はこれらを備えていない点で相違し、また、走行切断制御装置１００が、リミッタ１０１を備えているのに対し、走行切断制御装置５０が、セレクタ２２を備えている点で相違する。これに対し、キャリッジ１、材料２、測長ロール３、パルスジェネレータ４、設定器５、係数器６、減算器７、周波数速度変換器８、レジスタ９、関数器１０、減算器１１、レジスタ１２、関数器１３、係数器１４、ラックピニオン１５、減速器１６、モータ１７、パルスジェネレータ１８、速度制御器１９、減算器２０及び成形ロール２３を備えている点は同じである。これらの機能については既に図９を用いて説明したので、ここでは説明を省略する。
【００２２】
後端検出センサー１０３は、成形ロール２３の前段に設けられており、材料２の後端を検出するためのセンサーである。材在り検出センサー１０４は、測長ロール３の前段の近傍に設けられており、測長ロール３による材料２の測長が正常に行われていることを確認するためのセンサーである。
【００２３】
演算器１０２は、後端検出センサー１０３から後端検出信号を、材在り検出センサー１０４から材在り検出信号を、係数器６から材料移動長信号Ａを、関数器１０から残長速度信号ＶＣをそれぞれ入力し、後述する演算を行い、ＭＡＸ指令信号Ｍまたはゼロ指令信号Ｚをリミッタ１０１に出力する。すなわち、演算器１０２は、切断処理を行わないと判断すると、ゼロ指令信号Ｚをリミッタ１０１に出力する。これにより、リミッタ１０１は、ゼロ指令信号Ｚを出力の上限として用いるから、キャリッジ１に対する前進指令となる速度指令信号ＳＲを出力することがなく、キャリッジ１の正転移動が停止され、材料２の切断処理は実行されない。
【００２４】
ここで、材料移動長信号Ａは、パルスジェネレータ４のパルス信号を用いて測定された信号であって、連続走行する材料２の移動長に応じた信号である。残長速度信号ＶＣは、設定長信号Ｌ、材料移動長信号Ａ及びキャリッジ移動長信号Ｂから演算された残長信号（Ｌ−Ａ＋Ｂ）の速度信号である。ゼロ指令信号Ｚは、材料２の切断を実行しない場合に出力される信号である。ＭＡＸ指令信号Ｍは、材料２の切断を実行する場合の通常の運転中に出力される信号である。
【００２５】
図２は、図１に示した演算器１０２の構成を示すブロック図である。この演算器１０２は、トラッキング処理手段２０１、材料抜出処理手段２０２、材料停止処理手段２０３及び切断可否指令生成手段２０４を備えている。トラッキング処理手段２０１は、後端検出センサー１０３から後端検出信号を、係数器６から材料移動長信号Ａを、関数器１０から残長速度信号ＶＣをそれぞれ入力し、材料２の後端位置及び切断予想位置をトラッキングする。また、後端位置信号を材料抜出処理手段２０２に出力し、切断予想位置信号を材料停止処理手段２０３に出力する。具体的には、図３の（Ａ）後端検出前及び材料抜け前の状態から（Ｂ）後端を検出した状態になると、トラッキング処理手段２０１は、後端検出信号により材料２の後端の検出を判断し、この時から、材料２が成形ロール２３から抜けて停止するまでの間、材料２の後端位置及び切断予想位置を、以下のように算出する。ここで、それぞれの位置は、例えばキャリッジ１の待機位置を原点とした相対座標により表される。
【００２６】
トラッキング処理手段２０１は、入力する材料移動長信号Ａに基づいて後端検出後の後端位置を算出し、トラッキングして（その後も後端位置を算出し続けて）材料抜出処理手段２０２に出力する。また、トラッキング処理手段２０１は、後端検出センサー１０３と成形ロール２３の最終段のロールとの間の距離ａ、成形ロール２３の最終段のロールとキャリッジ１の待機位置との間の距離ｂ、及びキャリッジ１の待機位置と材料２の切断位置（先端）との間の距離ｃ（先端距離）に基づいて、材料２の先端位置（既に切断された切断位置）を算出し、当該先端位置及び設定長Ｌから切断予想位置を算出し、入力する材料移動長信号Ａに基づいてその後の切断予想位置を算出し、トラッキングして（その後も切断予想位置を算出し続けて）、当該切断予想位置を材料停止処理手段２０３に出力する。この場合、距離ａ及び距離ｂは予め設定される値であり、距離ｃはキャリッジ１が待機位置に戻ったときの残長速度信号ＶＣから算出される値である。
【００２７】
材料抜出処理手段２０２は、トラッキング処理手段２０１から後端位置信号を、係数器６から材料移動長信号Ａを、関数器１０から残長速度信号ＶＣをそれぞれ入力する。そして、入力した後端位置信号及び材料移動長信号Ａに基づいて（入力した時点（現時点）におけるこれらの信号に基づいて）、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜ける際の切断予想位置を前もって算出（推定）する。また、残長速度信号ＶＣに基づいて、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜ける際のキャリッジ１の位置を前もって算出（推定）する。そして、前もって算出した切断予想位置とキャリッジ１の位置とが重なるか否かを判断する（図４を参照、（Ａ）は重ならない状態、（Ｂ）は重なる状態を示している）。両位置が重なると判断した場合は（図４（Ｂ））、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜ける際に切断を実行させない切断見送り信号を、切断を実行する前に切断可否指令生成手段２０４に出力する。すなわち、材料抜出処理手段２０２は、トラッキング処理手段２０１が材料２の後端を検出したとき（材料２が後端検出センサー１０３を通過したとき）の残長速度信号ＶＣによる残長と距離ａとが一致する場合に、両位置が重なると判断し、切断見送り信号を出力する。また、その後（材料２が後端検出センサー１０３を通過した後）も、残長と、材料２が成形ロール２３の最終段から抜けるまでの距離（後端から成形ロール２３の最終段までの距離ａ’）とが一致する場合に、両位置が重なると判断し、切断見送り信号を出力する。これにより、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜ける際の切断処理が見送られる。尚、切断予想位置とキャリッジ１の位置との間の位置の差が予め設定された範囲内であれば、両位置は重なるものと判断する。一方、材料２の切断時（切断が開始してから完了するまでの間）には、切断時間やライン速度に応じて、キャリッジ１の移動距離が変化してしまう。そこで、材料抜出処理手段２０２は、両位置が重なるか否かを、その移動距離も含めて判断する。例えば、材料抜出処理手段２０２は、材料２の切断時間及びライン速度に基づいてキャリッジ１の移動距離を算出し、材料２の後端から成形ロール２３までの距離ａ’＝残長＋移動距離の場合に、両位置が重なるものと判断する。つまり、距離ａ’＞残長＋移動距離でなければ切断を行わない。
【００２８】
材料停止処理手段２０３は、材在り検出センサー１０４から材在り検出信号を、係数器６から材料移動長信号Ａを、トラッキング処理手段２０１から切断予想位置信号をそれぞれ入力する。ここで、材料２は、その後端が成形ロール２３の最終段から抜けると、走行力を失い停止する。そこで、材料停止処理手段２０３は、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜けた後に、入力した材料移動長信号Ａの変化が予め設定された範囲内である場合は、材料２が停止状態であると判断する。材料２の停止を判断すると、そのときに入力した切断予想位置信号から、停止状態している材料２の切断予想位置を特定する。
【００２９】
材料停止処理手段２０３は、停止している材料の切断予想位置と、予め設定されたキャリッジ１の待機位置、及び予め設定されたキャリッジ１の前進限とをそれぞれ比較する。切断予想位置が待機位置と前進限との間である場合（図５（Ａ）参照）は、切断が可能であると判断する。切断予想位置が前進限を超える場合（図５（Ｂ）参照）、及び、切断予想位置が待機位置の手前である場合（図５（Ｃ）参照）は、切断が不可能であると判断する。また、入力した材在り検出信号により、材料２無しを判断した場合には（図５（Ｄ））、測長ロール３によって正常に材料移動長信号Ａの測長ができないから、切断が不可能であると判断する。
【００３０】
材料停止処理手段２０３は、材料２の切断が不可能であると判断した場合には、切断不可信号を切断可否指令生成手段２０４に出力する。この場合、キャリッジ１は制御特性範囲を超えており、材料２が停止した状態でキャリッジ１を切断位置まで移動させて停止させる位置決め動作を行うことができない。このように、材料２が成形ロール２３の最終段から抜けて停止した後、切断処理は行われない。また、材料停止処理手段２０３は、材料２の切断が可能であると判断した場合には、切断不可信号を出力しない。この場合、キャリッジ１は制御特性範囲を超えていないから、走行切断制御装置１００は、材料２が停止した状態でキャリッジ１を切断位置まで移動させて停止させる位置決め動作を行い、材料２の切断を完了した後、待機位置へ戻る。ここで、後述するリミッタ１０１は、速度指令信号ＳＲとして前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣ（ＶＡ＝０，ＶＣのみの制御）を出力し、キャリッジ１を切断位置まで移動させる。このようにして、材料２が成形ロール２３の最終段から抜けて停止した後、切断処理が行われる。
【００３１】
切断可否指令生成手段２０４は、材料抜出処理手段２０２から切断見送り信号を、材料停止処理手段２０３から切断不可信号をそれぞれ入力し、これらの入力によりゼロ指令信号Ｚをリミッタ１０１に出力する。これにより、キャリッジ１の正転移動の走行は停止し、切断処理は実行されない。切断可否指令生成手段２０４は、通常の運転中には、走行切断制御装置１００がキャリッジ１による走行切断処理を行うことができるように、ＭＡＸ指令信号Ｍを出力する。切断見送り信号または切断不可信号を入力した場合にのみ、ゼロ指令信号Ｚを出力し、キャリッジ１の正転移動の走行を停止して切断処理の実行を中止する。
【００３２】
図１に戻って、リミッタ１０１は、減算器１１から前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣを、関数器１３から後退速度基準信号ＶＢをそれぞれ入力し、前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣの値に対し、予め設定された値（ＭＡＸ指令信号Ｍの値またはゼロ指令信号Ｚの値）を上限値とし、後退速度基準信号ＶＢの値を下限値とし、速度指令信号ＳＲとして前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣを出力する。
【００３３】
図６を参照して、リミッタ１０１の機能について詳細に説明する。図６（１）は、リミッタ１０１の入出力信号を示す図である。リミッタ１０１の＋（上限）端子には上限値として用いるＭＡＸ指令信号Ｍまたはゼロ指令信号Ｚが入力され、ＩＮ（入力）端子には入力信号として用いる前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣが入力され、−（下限）端子には下限値として用いる後退速度基準信号ＶＢが入力され、ＯＵＴ（出力）端子からは速度指令信号ＳＲが出力される。図６（２）は、リミッタ１０１の一般的な特性を示す図である。基本的には入力信号がそのまま出力信号として出力されるが、上限値を超える入力信号に対しては上限値の信号が出力され、下限値を下回る入力信号に対しては下限値の信号が出力される。
【００３４】
すなわち、リミッタ１０１は、以下の（Ａ）〜（Ｃ）の処理を行う。
（Ａ）後退速度基準信号ＶＢ≦前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣ≦ＭＡＸ指令信号Ｍまたはゼロ指令信号Ｚの場合は、前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣを速度指令信号ＳＲとして出力する。
（Ｂ）前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣ＜後退速度基準信号ＶＢの場合は、下限値を下回っているから、後退速度基準信号ＶＢを速度指令信号ＳＲとして出力する。
（Ｃ）ＭＡＸ指令信号Ｍまたはゼロ指令信号Ｚ＜前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣの場合は、上限値を超えているから、ＭＡＸ指令信号Ｍまたはゼロ指令信号Ｚを速度指令信号ＳＲとして出力する。
【００３５】
このようにして出力された速度指令信号ＳＲは、減算器２０及び速度制御器１９を介してモータ１７へ供給され、キャリッジ１が正転または逆転移動する。
【００３６】
図４に示した（Ｂ）の状態では、切断予想位置とキャリッジ１の位置とが重なるから、材料抜出処理手段２０２が、切断処理に入る前に切断見送り信号を切断可否指令生成手段２０４に出力し、切断可否指令生成手段２０４が、ゼロ指令信号Ｚをリミッタ１０１に出力する。また、図５に示した（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の状態では、材料２の切断が不可能であるから、材料停止処理手段２０３が、切断不可信号を切断可否指令生成手段２０４に出力し、切断可否指令生成手段２０４が、ゼロ指令信号Ｚをリミッタ１０１に出力する。この場合、リミッタ１０１の出力である速度指令信号ＳＲは、ゼロ以下の後退速度基準信号ＶＢまたはゼロの信号に抑えられるから、前進指令である前進速度基準信号ＶＡ−ＶＣの出力はなされない。また、リミッタ１０１は、キャリッジ１が正転移動している場合に、速度指令信号ＳＲとしてゼロの信号（キャリッジ１を停止させる信号）を出力する。これにより、材料２の切断処理の実行を停止することができる。
【００３７】
〔動作〕
次に、図７及び図８を参照して、図１に示した走行切断制御装置１００の動作について説明する。演算器１０２のトラッキング処理手段２０１は、後端検出センサー１０３からの後端検出信号により材料２の後端を検出すると（ステップＳ１）、材料２の後端位置及び切断予想位置のトラッキングを開始する（ステップＳ２）。そして、材料抜出処理手段２０２は、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜ける際の切断予想位置とキャリッジ１の位置とが重なるか否かを判断し（ステップＳ３）、重なる場合は、切断見送り信号を出力する（ステップＳ４）。これにより、速度指令信号ＳＲの上限をゼロ以下に抑えることができるから、キャリッジ１と材料２とは速度同期することがなく、材料２の切断を見送ることができる。
【００３８】
そして、材料２の後端が成形ロール２３の最終段から抜けた後、材料停止処理手段２０３は、材料移動長信号Ａにより材料２の停止を確認する（ステップＳ５）。その後、材料停止処理手段２０３は、材料２が停止した後に材料２を切断できるか否かを判断する。具体的には、材料停止処理手段２０３は、まず、材在り検出センサー１０４からの材在り検出信号により材無しを判断した場合（ステップＳ６）、切断予想位置が前進限を超えると判断した場合（ステップＳ７）、または、切断予想位置が待機位置の手前であることを判断した場合（ステップＳ８）に、切断不可能と判断し、切断不可信号を出力する（ステップＳ１０）。これにより、速度指令信号ＳＲの上限をゼロ以下に抑えることができるから、キャリッジ１と材料２とは速度同期することがなく、材料２の切断を停止することができる。一方、材在り検出センサー１０４からの材在り検出信号により材在りを判断し、切断予想位置が前進限を超えないことと判断し、さらに、切断予想位置が待機位置の手前でないことを判断した場合は、切断可能と判断し、材料２停止後の切断処理が行われる（ステップＳ９）。この場合、速度指令信号ＳＲは、図８に示すＯＫの枠内のパターンとなる。これにより、キャリッジ１は、材料２の切断位置まで正転移動（前進）して停止し、材料２を切断した後、逆転移動（後退）して待機位置まで戻る。
【００３９】
以上、前記走行切断制御装置１００による実施の形態では、キャリッジ１として材料を切断する走行切断機を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、材料を加工する走行加工機や、材料に文字等を刻印する走行機等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る走行切断制御装置の構成を示す制御ブロック図である。
【図２】演算器の構成を示すブロック図である。
【図３】材料が成形ロールを抜ける前の状態を説明するための図である。
【図４】材料が成形ロールを抜ける時の状態を説明するための図である。
【図５】材料が成形ロールを抜けて停止した状態を説明するための図である。
【図６】リミッタの機能を説明するための図である。
【図７】図１の走行切断制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】図１の走行切断制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【図９】従来の走行切断制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の走行切断制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１ キャリッジ
２ 材料
３ 測長ロール
４ パルスジェネレータ
５ 設定器
６ 係数器
７ 減算器
８ 周波数速度変換器
９ レジスタ
１０ 関数器
１１ 減算器
１２ レジスタ
１３ 関数器
１４ 係数器
１５ ラックピニオン
１６ 減速器
１７ モータ
１８ パルスジェネレータ
１９ 速度制御器
２０ 減算器
２１ 符号判別器
２２ セレクタ
２３ 成形ロール
５０，１００ 走行切断制御装置
１０１ リミッタ
１０２ 演算器
１０３ 後端検出センサー
１０４ 材在り検出センサー
２０１ トラッキング処理手段
２０２ 材料抜出処理手段
２０３ 材料停止処理手段
２０４ 切断可否指令生成手段
Ａ 材料移動長信号
Ｂ キャリッジ移動長信号
Ｌ 設定長信号
ＶＡ 材料移動速度信号
ＶＢ 後退速度基準信号
ＶＣ 残長速度信号
ＶＡ−ＶＣ 前進速度基準信号
ＲＦＥ，ＳＲ 速度指令信号
Ｍ ＭＡＸ指令信号
Ｚ ゼロ指令信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する材料の速度に追従して切断または加工の処理を行う走行機に対し、該走行機の走行を制御する装置において、
材料の移動長を検出する第１の検出部と、
走行機の移動長を検出する第２の検出部と、
材料に前記処理がなされる間隔を示すの設定長が設定される設定部と、
前記材料の移動長に基づいて材料の後端位置を算出し、前記材料の移動長、走行機の移動長及び材料の設定長に基づいて材料の切断予想位置を算出するトラッキング処理手段、材料を走行させる装置から材料が抜ける際の切断予想位置及び走行機の位置を推定し、該切断予想位置と走行機の位置とに基づいて、材料を走行させる装置から材料が抜ける際に前記切断または加工の処理を見送るか否かを判断する材料抜出手段、及び、前記処理を見送ると判断した場合に、処理否指令を出力し、前記走行機を停止して処理を止めさせる処理可否指令生成手段を有する演算部と、
を備えたことを特徴とする走行制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の走行制御装置において、
前記演算部は、さらに、材料を走行させる装置から材料が抜けた後に該材料が停止した場合に、前記切断予想位置、走行機の前進限、及び走行機の待機位置に基づいて、前記材料停止後に切断または加工の処理が可能か否かを判断する材料停止処理手段を有し、
前記処理可否指令生成手段は、前記処理を見送ると判断した場合、または処理が可能でないと判断した場合に、処理否指令を出力し、前記走行機を停止して処理を止めさせることを特徴とする走行制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の走行制御装置において、
さらに、前記第１の検出部の検出処理を確認するために、材料の存在を検出する第３の検出部を備え、
前記演算部に有する材料停止処理手段は、第３の検出部からの信号に基づいて、前記材料停止後に切断または加工の処理が可能か否かを判断することを特徴とする走行制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の走行制御装置において、
前記演算部に有する材料停止処理手段は、切断予想位置が走行機の前進限と待機位置との間である場合に、前記処理が可能であると判断し、切断予想位置が走行機の前進限を超える場合、切断予想位置が走行機の待機位置の手前である場合、または前記第３の検出部からの信号により材料が存在しないと判断した場合に、前記処理が可能でないと判断することを特徴とする走行制御装置。
【請求項５】
走行する材料の速度に追従して切断または加工の処理を行う走行機に対し、該走行機の走行を制御する装置における走行制御方法であって、
材料の移動長に基づいて材料の後端位置を算出するステップと、
材料の移動長、走行機の移動長、及び材料に前記処理がなされる間隔を示す設定長に基づいて材料の切断予想位置を算出するステップと、
材料を走行させる装置から材料が抜ける際の前記切断予想位置及び走行機の位置を推定するステップと、
前記切断予想位置と走行機の位置とに基づいて、材料を走行させる装置から材料が抜ける際に前記切断または加工の処理を見送るか否かを判断するステップと、
前記処理を見送ると判断した場合に、処理否指令を出力し、前記走行機を停止して処理を止めさせるステップと、
を有することを特徴とする走行制御方法。
【請求項１】
走行する材料の速度に追従して切断または加工の処理を行う走行機に対し、該走行機の走行を制御する装置において、
材料の移動長を検出する第１の検出部と、
走行機の移動長を検出する第２の検出部と、
材料に前記処理がなされる間隔を示すの設定長が設定される設定部と、
前記材料の移動長に基づいて材料の後端位置を算出し、前記材料の移動長、走行機の移動長及び材料の設定長に基づいて材料の切断予想位置を算出するトラッキング処理手段、材料を走行させる装置から材料が抜ける際の切断予想位置及び走行機の位置を推定し、該切断予想位置と走行機の位置とに基づいて、材料を走行させる装置から材料が抜ける際に前記切断または加工の処理を見送るか否かを判断する材料抜出手段、及び、前記処理を見送ると判断した場合に、処理否指令を出力し、前記走行機を停止して処理を止めさせる処理可否指令生成手段を有する演算部と、
を備えたことを特徴とする走行制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の走行制御装置において、
前記演算部は、さらに、材料を走行させる装置から材料が抜けた後に該材料が停止した場合に、前記切断予想位置、走行機の前進限、及び走行機の待機位置に基づいて、前記材料停止後に切断または加工の処理が可能か否かを判断する材料停止処理手段を有し、
前記処理可否指令生成手段は、前記処理を見送ると判断した場合、または処理が可能でないと判断した場合に、処理否指令を出力し、前記走行機を停止して処理を止めさせることを特徴とする走行制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の走行制御装置において、
さらに、前記第１の検出部の検出処理を確認するために、材料の存在を検出する第３の検出部を備え、
前記演算部に有する材料停止処理手段は、第３の検出部からの信号に基づいて、前記材料停止後に切断または加工の処理が可能か否かを判断することを特徴とする走行制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の走行制御装置において、
前記演算部に有する材料停止処理手段は、切断予想位置が走行機の前進限と待機位置との間である場合に、前記処理が可能であると判断し、切断予想位置が走行機の前進限を超える場合、切断予想位置が走行機の待機位置の手前である場合、または前記第３の検出部からの信号により材料が存在しないと判断した場合に、前記処理が可能でないと判断することを特徴とする走行制御装置。
【請求項５】
走行する材料の速度に追従して切断または加工の処理を行う走行機に対し、該走行機の走行を制御する装置における走行制御方法であって、
材料の移動長に基づいて材料の後端位置を算出するステップと、
材料の移動長、走行機の移動長、及び材料に前記処理がなされる間隔を示す設定長に基づいて材料の切断予想位置を算出するステップと、
材料を走行させる装置から材料が抜ける際の前記切断予想位置及び走行機の位置を推定するステップと、
前記切断予想位置と走行機の位置とに基づいて、材料を走行させる装置から材料が抜ける際に前記切断または加工の処理を見送るか否かを判断するステップと、
前記処理を見送ると判断した場合に、処理否指令を出力し、前記走行機を停止して処理を止めさせるステップと、
を有することを特徴とする走行制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−２３７３４７（Ｐ２００７−２３７３４７Ａ）
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６４３７６（Ｐ２００６−６４３７６）
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（３９００１４３８４）日本リライアンス株式会社 (58)
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（３９００１４３８４）日本リライアンス株式会社 (58)
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