JPH0624900U

JPH0624900U - ロータリダイカッタ装置

Info

Publication number: JPH0624900U
Application number: JP5538492U
Authority: JP
Inventors: 洋久井上; 義樹芦原
Original assignee: ハマダ印刷機械株式会社
Priority date: 1992-08-06
Filing date: 1992-08-06
Publication date: 1994-04-05
Anticipated expiration: 2007-02-12
Also published as: JP2525672Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】ロータリダイカッタ装置のダイシリンダとア
ンビルシリンダの単独駆動による両シリンダの周速の調
整作業の簡単化と定速制御の精度の向上を図る。【構成】ダイシリンダ１とアンビルシリンダ２のそれ
ぞれに、シリンダ１、２を駆動する駆動装置２０、２
０’と、駆動装置２０、２０’を制御する比較制御手段
２１、２１’と、その比較制御手段２１、２１’へシリ
ンダ１、２の回転数を検出した検出信号Ｖβ、Ｖβ’を
フィードバックする速度検出手段２２、２２’とを備え
ると共に、シート状部材の送り速度に対応する速度基準
信号Ｖ₁を発生する基準信号発生手段２３から速度基準
信号Ｖ₁をダイシリンダ１の比較制御手段２１へは直接
入力し、一方、アンビルシリンダ２の比較制御手段２
１’には、両シリンダ１、２の外径寸法の差に応じて速
度基準信号Ｖ₁を増加させる出力係数変換手段２４を介
して入力することによって、アンビルシリンダ２とダイ
シリンダ１との周速を一致させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ダイシリンダとアンビルシリンダとをサーボ制御によって定速回転が行なえるようにしたことにより、回転機構の単純化と操作性の改善とを図り、かつ、アンビルシリンダの研摩後の回転数の調整を自動化したロータリダイカッタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

段ボール等のシート状部材から打抜き刃によって所定の形状の製品を打抜く場合、その打抜きには、多くの場合、ロータリダイカッタ装置が用いられている。

【０００３】このロータリダイカッタ装置は、図３に示すように、ダイシリンダ１とアンビルシリンダ２とを互いに逆方向に回転し、ダイシリンダ１の外周に設けたダイボード３の打抜き刃４をアンビルシリンダ２の外周に設けたウレタンゴム等の弾性体５に食い込ませて両シリンダ１、２間に送り込まれる段ボール等のシート状部材Ｓを所定の形状に打抜く。

【０００４】通常、このようにアンビルシリンダ２の外周に弾性体５を設けたロータリダイカッタ装置では、打抜き刃４が弾性体５に食い込んでシート状部材Ｓを切断するようになっているため、弾性体５の表面に傷が付き、この傷が増大すると打抜き刃４の切れ味が低下して切断が十分に行なわれなくなることから、打抜き刃４がアンビルシリンダ２の外周の同一箇所に当たらないように、両シリンダ１、２の外径寸法を異なったものとしてある。また、同時に、所定時間使用したアンビルシリンダ２の弾性体５の表面を研摩することにより、傷付いた弾性体５の表面を削ぎ落し、新しい弾性体５表面を露出させることが行なわれる。

【０００５】このため、ロータリダイカッタ装置のダイシリンダ１とアンビルシリンダ２には、従来、例えば図４に示すようなアキュラシーコントロールと言われる周速変速装置６が設けられ、その周速変速装置６によって運転中の両シリンダ１、２の回転比に僅かな違いを与え、ダイシリンダ１の周速を基準にして両シリンダ１、２の周速を同速に保ち、かつ、研摩後のアンビルシリンダ径の減少による周速の変化も補正できるようにすることによって、シート状部材Ｓの送りが支障なく行なえるようにしている。

【０００６】この周速変速装置６はＰＩＶ無段変速機７とハーモニックドライブ装置８とで構成されており、ハーモニックドライブ装置８は、図５に示すように、だ円形に形成されたウェーブジェネレータ９の外側にアンビルシリンダ２の回転軸に接続されたフレクスプライン１０が設けられ、さらに、その外側にサーキュラスプライン１１が設けられている。ウェーブジェネレータ９は、ＰＩＶ無段変速機７を介して駆動モータと接続され、そのだ円形成面は、弾性材で形成されたフレクスプライン１０の内周と当接している。また、このフレクスプライン１０は、外周に歯が形成され、その外周は、サーキュラスプライン１１の内周に形成された歯と歯合している。さらに、そのサーキュラスプライン１１の外周にも歯が形成され、その外周はダイシリンダ１の回転軸に形成されたギヤ１２と歯合すると同時に、駆動モータに接続されたＰＩＶ無段変速機７と歯合しており、サーキュラスプライン１１に加えられた駆動モータの回転により、ダイシリンダ１とアンビルシリンダ２とは逆方向に回転する。この状態でウェーブジェネレータ９を矢印の方向に回転させると、ウェーブジェネレータ９により、たわめられたフレクスプライン１０は、サーキュラスプライン１１の歯と一枚づつ噛み合って回転し、ウェーブジェネレータ９の１回転ごとに、フレクスプライン１０は、サーキュラスプライン１１との歯数の差だけ反対方向に回転する。このため、ウェーブジェネレータ９の回転をＰＩＶ無段変速機７で変速することにより、フレクスプライン１０を変速し、アンビルシリンダ２の回転を変速させてダイシリンダ１とアンビルシリンダ２との周速を合わせている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記のロータリダイカッタ装置では、周速変速装置が機械式のため、両シリンダの周速を決められた周速にピタリと合わせる調整作業が難しく手間がかかる。

【０００８】また、その機構も複雑なため、形状も大きくなり、その上、弾性体を用いたフレクスプラインには、特に、駆動時に過大な負荷がかかるため、故障等が発生し易くメンテナンスにも手間がかかる。

【０００９】さらに、上記フレクスプラインやＰＩＶ無段変速機は、負荷変動によってスリップ等も起こし易く定速駆動が難しいという問題がある。

【００１０】そこで、この考案の課題は、周速の調整作業が容易に行なえ、かつ、メンテナンスにも手間がかからず、定速駆動の精度の向上を図ったロータリダイカッタ装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するため、この考案では、従来のロータリダイカッタ装置のダイシリンダとアンビルシリンダのそれぞれに、前記シリンダを回転させる駆動装置と、その駆動装置を制御する比較制御手段と、シリンダの回転数を検出し、その検出信号を前記比較制御手段へ帰還信号として入力する速度検出手段とを備えると共に、設定された上記シリンダの送り速度に対応した速度基準信号を発生する基準信号発生手段と、前記基準信号発生手段から出力された速度基準信号を上記両シリンダの外径寸法の差に応じて増加あるいは減少させる出力係数変換手段とを有し、上記ダイシリンダの比較制御手段へ基準信号発生手段から速度基準信号を入力し、かつ、上記アンビルシリンダの比較制御手段へは、出力係数変換手段を介して基準信号発生手段から速度基準信号を入力する基準信号設定手段とを備え、前記両シリンダの比較制御手段は、速度検出手段の検出信号と基準信号設定手段によって設定されたそれぞれの速度基準信号とを比較し、その比較値からシリンダの回転数が一定となるよう駆動装置を制御する構成としたのである。

【００１２】また、上記ロータリダイカッタ装置に、弾性体を設けた研摩前のアンビルシリンダの初期径寸法を設定する初期径設定手段と、そのアンビルシリンダの研摩後の削り取った弾性体の厚さを設定する研摩量設定手段とを備えると共に、前記初期径設定手段に設定された初期径データと研摩量設定手段に設定された研摩量データとから研摩後に縮小したアンビルシリンダ径により低下するアンビルシリンダの周速を速め、その速めた周速が研摩前の周速を保持するようにアンビルシリンダの比較制御手段への速度基準信号を増加させる周速補正手段を備えた構成とすることもできる。

【００１３】

【作用】

このように構成されるロータリダイカッタ装置では、基準信号設定手段にシート状部材の送り速度を設定すると、その送り速度に見合った速度基準信号が基準信号発生手段から出力される。この速度基準信号は、ダイシリンダの比較制御手段へはそのまま入力され、一方アンビルシリンダの比較制御手段へは速度基準信号を出力係数手段で増加あるいは減少させることにより、外径の違う両シリンダの周速が同じとなるよう両シリンダの回転比を例えば５０：４９程度の僅差の回転数を与える速度基準信号が作成され、入力される。このようにして、それぞれの速度基準信号が入力された両シリンダでは、この速度基準信号に基づいたサーボ系による定速制御が行なわれ、両者の周速は常に一定に保たれる。

【００１４】このとき、上述したように共通の基準信号発生手段から出力される速度基準信号をベースとして両シリンダの速度基準信号を作成するようにしたことにより、基準信号発生手段が出力する速度基準信号が変化した場合でも、両シリンダへ入力される速度基準信号は、常に同じだけ変化し、その比は一定に保たれるため、両シリンダの回転数は同じように変化することになり、シート部材の送りは支障なく行なうことができる。このため、例えばシリンダごとに基準信号発生手段を設けた場合のように、両基準信号発生手段の速度基準信号が変化すると、その差が直接シリンダの周速に影響を及ぼし、シート部材を送ることができなくなることがなく、したがって、基準信号発生手段に速度基準信号を高精度で高安定に発生するものを使用する必要がない。

【００１５】また、このロータリダイカッタ装置に、初期径設定手段と研摩量設定手段とを備えると共に、前記両手段のデータに基づいて研摩後に縮小したアンビルシリンダの回転数を研摩前の周速となるようにアンビルシリンダの比較制御手段への速度基準信号を増加する補正手段を備えたものでは、初期径設定手段に弾性体を取り付けた研摩前のアンビルシリンダの径をデータとして入力し、かつ、研摩後に削り取った弾性体の厚さをデータとして研摩量設定手段に入力するだけで、研摩後のアンビルシリンダの周速を研摩前の周速と同速とするために駆動装置を駆動する操作変数に見合った速度基準信号が、補正手段により基準信号発生手段から出力された速度基準信号を基にして自動的に作成され、比較制御手段へ出力されることによって、外径寸法に関係なくアンビルシリンダの周速はダイシリンダの周速と常に同速に保たれる。このためシート状部材の送り速度も常に一定に保たれることになり打抜き作業も支障なく行なわれる。

【００１６】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。また、その際、従来例で述べた部分については、図面に同一番号を付して説明を省略する。

【００１７】図１に示す第１実施例のロータリダイカッタ装置は、ダイシリンダ１及びアンビルシリンダ２のそれぞれに、前記シリンダ１、２を回転する駆動装置２０、２０’と、その駆動装置２０、２０’を制御する比例制御手段２１、２１’と、前記シリンダ１、２の回転数を検出する速度検出手段２２、２２’が備えられると共に、前記両シリンダ１、２の比例制御手段２１、２１’のそれぞれへ、速度基準信号Ｖ₁、Ｖ₁’を入力する基準信号設定手段２７が備えられている。

【００１８】駆動装置２０、２０’は、サーボモータとそのドライバ及び減速装置とからなり、サーボモータは各シリンダ１、２の駆動軸に減速装置を介して取り付けられている。

【００１９】また、速度検出手段２２、２２’は、それぞれ、前記シリンダ１、２の駆動軸あるいは、サーボモータの回転軸に取り付けられ、各シリンダ１、２の回転数に比例した速度検出信号（電圧、パルス列等）Ｖβ、Ｖβ’を比較制御手段２１、２１’へフィードバックする。

【００２０】比較制御手段２１、２１’は、前記速度検出信号Ｖβ、Ｖβ’と基準信号設定手段２７から入力される速度基準信号Ｖ₁、Ｖ₁’とを比較し、その偏差が０となるように前記駆動装置２０、２０’を制御する。

【００２１】基準信号設定手段２７は、基準信号発生手段２３と出力係数変換手段２４とからなり、前記出力係数手段２４には、初期径設定手段２５と研摩量設定手段２６とが備えられている。

【００２２】基準信号設定手段２７は、シート状部材Ｓの送り速度が設定されると、その送り速度に見合ったダイシリンダ１の回転数に対応した速度基準信号Ｖ₁を出力する。この速度基準信号Ｖ₁は、ダイシリンダ１の比較制御手段２１へ入力されると同時に、出力係数変換手段２４を介してアンビルシリンダの比較制御手段２１ ’へも入力される。

【００２３】出力係数変換手段２４は、前記基準信号発生手段２３から入力される速度基準信号Ｖ₁に、例えばアンビルシリンダ２とダイシリンダ１の回転比が５０：４９程度となるように、バイアス信号を与えた速度基準信号Ｖ₁’を作成し、その信号Ｖ₁’をアンビルシリンダ１の比較制御手段２１’へ出力することにより、外径寸法の異なった両シリンダ１、２の周速を同速とし、ダイシリンダ１の打抜き刃がアンビルシリンダ２の同一箇所に当たらないようにする。

【００２４】初期径設定手段２５は、研摩前の弾性体５の取り付けられたアンビルシリンダ２の外径即ち、初期径データを設定すると、そのデータを、出力係数変換手段２４に入力する。

【００２５】また、研摩量設定手段２６は、研摩によって削り取った弾性体２の厚さ即ち、研摩量データを設定すると、そのデータを出力係数変換手段２４に入力する。

【００２６】このように両データが入力される本実施例の出力係数変換手段２４は、アンビルシリンダ２の比較制御手段２１’へ入力される速度基準信号Ｖ₁’を両データに基づいて増加させる周速補正手段を有しており、前記補正手段は、両データから研摩によって削り取られた弾性体の厚さの分だけ小径となり、縮小したアンビルシリンダ２の外径により低下する周速を算出し、その算出した周速から研摩前のアンビルシリンダ２の外径の周速との差を自動的に導出し、研摩後のアンビルシリンダ２が研摩前のアンビルシリンダ２の周速を保持できるように、基準信号発生２３から出力される速度基準信号Ｖ₁にバイアス値を与え、アンビルシリンダ２の回転数を高くする。

【００２７】この実施例は以上のように構成されており、次にその作用を説明する。

【００２８】このロータリダイカッタ装置では、基準信号設定手段２７にシート状部材Ｓの送り速度、即ち打抜き速度を設定すると、基準信号発生手段２３からその設定速度に見合った速度基準信号Ｖ₁が出力され、その信号Ｖ₁はダイシリンダ１の比例制御手段２１へ入力されると同時に、出力係数変換手段２４により、ダイシリンダ１の周速と同速となるよう僅少な回転数差を生ずるよう作成された速度基準信号Ｖ₁’がアンビルシリンダ２の比較制御手段２１’に出力されると、両シリンダ１、２の比較制御手段２１、２１’は、駆動装置２０、２０’を作動して各シリンダ１、２を互いに逆方向に回転させる。すると、その回転に伴って各シリンダ１、２の速度検出手段２２、２２’からはシリンダ１、２の回転数に対応した速度検出信号Ｖβ、Ｖβ’が出力され、その信号は比較制御手段２１、２１’ へフィードバックされる。このため、各比較制御手段２１、２１’は、このフィードバックされる速度検出信号Ｖβ、Ｖβ’と速度基準信号Ｖ₁、Ｖ₁’とを比較し、その偏差を０とするように駆動装置２０、２０’を制御し、両シリンダ１、２を外乱等による回転数の変動を抑制して常に同じ周速で回転させる。

【００２９】また、このように、共通の基準信号発生手段２７の速度基準信号Ｖ₁に基づいて両シリンダ１、２の速度制御を行なうことにより、例えば各シリンダ１、２ごとに基準信号発生手段を設けた場合には、各基準信号発生手段の速度基準信号にドリフト等による差が生ずると、両シリンダ１、２の周速が変化し、打抜きに誤差を生ずることが考えられるが、上記のように基準信号発生手段２３を共通とした場合は、速度基準信号Ｖ₁にドリフトが生じても両シリンダ１、２の回転数が同じように変化して周速は常に一定に保たれるため、打抜き作業には影響を与えない。

【００３０】こうして所定時間の打抜きが行なわれたロータリダイカッタ装置では、アンビルシリンダ２の研摩を行なうが、その際、アンビルシリンダ２とダイシリンダ１とは単独駆動のため、アンビルシリンダ２のみを駆動して研摩を行なうことができる。

【００３１】そして、研摩終了後は、初期径設定手段２５に研摩前のアンビルシリンダ２の外径寸法を設定し、また、研摩量設定手段２６には、研摩の際削り取った弾性体の厚さのデータを設定すると、両データは、出力係数変換手段２４に入力され、そのデータでもって出力係数変換手段２４は、研摩による径の減少によりアンビルシリンダ２の低下する周速を研摩前の周速と一致させるための速度基準信号の増加量を算出し、その増加量に見合ったバイアス値を基準信号発生手段２３から入力される速度基準信号Ｖ₁に加え、アンビルシリンダ２の比較制御手段Ｖ₁’ へ出力する。このため、この速度基準信号Ｖ₁’の入力された比較制御手段２１ ’は、駆動装置２０’への制御量を増加し、アンビルシリンダ２の回転数を増加させてダイシリンダ１の周速と一致させる。以後、再び研摩を行なった際には、研摩量データを再設定することにより再度演算が行なわれ、出力係数変換手段２４から出力される速度基準信号Ｖ’の再設定が行なわれる。

【００３２】このように、このロータリダイカッタ装置は、基準信号設定手段２２に送り速度を設定するだけで両シリンダ１、２をその設定された周速で回転させることができ、複雑な調整作業を必要としない。また、外乱による周速の変化もサーボ系により抑制され、正確な回転精度が得られる。さらに、研摩後のアンビルシリンダ２の周速の設定も初期径データと研摩量データを設定するだけで簡単に行なえる。

【００３３】図２に示す第２実施例は、上記の制御をデジタル制御に行なうようにして回転精度の向上を図ったものである。このため、基準信号設定手段２７の基準信号発生手段は、速度基準信号Ｖ₁としてパルス信号列を発生する基準パルス発生器２３とし、また出力係数変換手段２４にはＦ／Ｖ変換器３０とＶ／Ｆ変換器３１とを用いることによって基準パルス発生器２３から入力される速度基準パルスＶ₁ をＦ／Ｖ変換器３０で電圧に変換し、その変換した電圧に周速の増加分だけ電圧を加算し、その信号を再度Ｖ／Ｆ変換器によってパルス列に変換することにより、所望の速度基準パルス信号を得ている。また、研摩後の初期径データ及び研摩量データも同様にして電圧を設定し、加減算を行なうことにより、周速の補正手段としても機能させている。

【００３４】一方、比例制御手段２１、２１’及び駆動装置２０、２０’のドライバーとしてサーボアンプ３２、３２’が用いられ、このサーボアンプ３２、３２’には、基準信号設定手段２７から出力される前記速度基準パルスＶ₁、Ｖ₁’を入力するためのＦ／Ｖ変換器３３、３３’が設けられている。

【００３５】また、速度検出手段２２、２２’には、トルクジェネレータＴＧ、ＴＧ’とパルスジェネレータＰＧ、ＰＧ’とが用いられ、トルクジェネレータＴＧ、ＴＧ’ の出力は直接サーボアンプ３２、３２’へフィードバックされている。また、パルスジェネレータＰＧ、ＰＧ’は、この制御系の周波数応答を改善するため用いられている。即ち、パルスジェネレータＰＧ、ＰＧ’からシリンダ１、２の回転に伴って出力されるパルス列信号を、位相パルスカウンタ３９、３９’で計数し、その計数されたシリンダ１、２の回転角に比例する計数値と、前記基準信号設定手段２７から出力される速度基準パルス信号Ｖ₁、Ｖ₁’を基準パルスカウンタ３４、３４’で計数した前記シリンダ１、２の回転位相と対応する値とを、マイクロプロセッサ３５で比較することにより求めた偏差に、Ｐ（比例動作）＋Ｉ（積分動作）演算を行なって算出した補償値を、Ｄ／Ａ変換器３６を介してサーボアンプ３２に帰還することにより、両シリンダの過渡応答と安定度とを向上させている。

【００３６】さらに、このロータリダイカッタ装置には各シリンダ１、２に原点センサ４０、４０’が設けられており、例えばマイクロプロセッサ３５に入力装置３７を介して指令を与えることにより、打抜き位置の初期設定ができるようにもなっている。また、研摩時のアンビルシリンダ２の回転速度を調整する研摩スピ−ド設定手段３８も設けられている。

【００３７】この実施例は以上のように構成されており、その作用については実施例１と同様のため省略する。

【００３８】なお、前記出力計数変換手段には、マイクロプロセッサを用いて、アンビルシリンダの比較制御手段への速度基準信号の作成及び研摩後の補正手段としての演算を行なわせるようにしてもよい。その際、上記プロセッサには、図２中３５のマイクロプロセッサを使用しても良い。

【００３９】

【効果】

この考案は以上のように構成し、アンビルシリンダとダイシリンダのそれぞれに駆動装置を設け、その駆動装置をサーボ回路によって単独駆動できるようにしたので両シリンダ間の周速が正確に保てる一方、その周速の調整作業も簡単に行なえ操作性も良い。また、装置も電気回路が主要な構成であるため、小型化が容易であると同時に、可動部品も少なくメンテナンスも容易である。

【００４０】一方、初期径設定手段と研摩量設定手段を設けたものでは、アンビルシリンダ研摩後の面倒な周速の調整が、アンビルシリンダの研摩前の初期径データと研摩後の弾性体の研摩量データを設定するだけで自動的に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示すブロック図

【図２】第２実施例を示すブロック図

【図３】従来例の作用図

【図４】周速変速装置のブロック図

【図５】ハーモニックドライブ装置の断面図

【符号の説明】

１ダイシリンダ２アンビルシリンダ３ダイボード４打抜き刃５弾性体２０、２０’ 駆動装置２１、２１’ 比較制御手段２２、２２’ 速度検出手段２３基準信号発生手段２４出力係数変換手段２５初期径設定手段２６研摩量設定手段２７基準信号設定手段Ｓシート状部材Ｖ₁、Ｖ₁’ 速度基準信号Ｖβ 速度検出信号

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】外径の異なるダイシリンダとアンビルシ
リンダとを互いに逆方向に回転し、ダイシリンダの外周
に設けたダイボードの打抜き刃をアンビルシリンダの外
周に設けた弾性体に食い込ませて両シリンダ間に送り込
まれるシート状部材を所定の形状に打抜くロータリダイ
カッタ装置において、上記ダイシリンダとアンビルシリンダのそれぞれに、上
記シリンダを回転させる駆動装置と、その駆動装置を制
御する比較制御手段と、上記シリンダの回転数を検出
し、その検出信号を前記比較制御手段へ帰還信号として
入力する速度検出手段とを備えると共に、設定された上
記シリンダの送り速度に対応した速度基準信号を発生す
る基準信号発生手段と、前記基準信号発生手段から出力
された速度基準信号を上記両シリンダの外径寸法の差に
応じて増加あるいは減少させる出力係数変換手段とを有
し、上記ダイシリンダの比較制御手段へ基準信号発生手
段から速度基準信号を入力し、かつ、上記アンビルシリ
ンダの比較制御手段へは、出力係数変換手段を介して基
準信号発生手段から速度基準信号を入力する基準信号設
定手段とを備え、前記両シリンダの比較制御手段は、速度検出手段の検出
信号と基準信号設定手段によって設定されたそれぞれの
速度基準信号とを比較し、その比較値からシリンダの回
転数が一定となるよう駆動装置を制御することを特徴と
するロータリダイカッタ装置。
【請求項２】請求項１記載のロータリダイカッタ装置
に、弾性体を設けた研摩前のアンビルシリンダの初期径
寸法を設定する初期径設定手段と、そのアンビルシリン
ダの研摩後の削り取った弾性体の厚さを設定する研摩量
設定手段とを備えると共に、前記初期径設定手段に設定
された初期径データと研摩量設定手段に設定された研摩
量データとから研摩後に縮小したアンビルシリンダ径に
より低下するアンビルシリンダの周速が研摩前の周速を
保持できるように、アンビルシリンダの比較制御手段へ
の速度基準信号を増加させる周速補正手段を備えたこと
を特徴とするロータリダイカッタ装置。