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技術 印刷装置の駆動制御装置

出願人 東芝機械株式会社
発明者 鎌田庸司林誠渡辺昌裕
出願日 1997年8月8日 (22年1ヶ月経過) 出願番号 1997-215217
公開日 1999年3月2日 (20年6ヶ月経過) 公開番号 1999-058695
状態 特許登録済
技術分野 印刷機の着肉、制御、洗浄
主要キーワード 伝導軸 単独駆動 駆動用サーボモータ グラビア輪転機 設定負荷 回転駆動速度 目標角加速度 負荷慣性モーメント
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年3月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

圧胴印刷版胴に着ける際でも被印刷材テンションが安定した状態に維持され、時間の無駄や印刷資材の無駄を削減することができる印刷装置駆動制御装置を提供すること。

解決手段

印刷版胴11を駆動する版胴駆動用サーボモータ21と、版胴駆動用サーボモータ21を制御するサーボ制御手段31と、サーボ制御手段31に速度指令信号伝送する中央制御手段7とを有する。サーボ制御手段31の負荷慣性モーメント設定手段51aにおいて、版胴駆動用サーボモータ21の負荷慣性モーメントを予め設定する。サーボ制御手段31の実角加速度測定手段は、版胴駆動用サーボモータ21の実角加速度を測定する。サーボ制御手段31の制御演算手段61は、設定負荷慣性モーメントと実角加速度とに基づいて、版胴駆動用サーボモータ21が発生するトルク指令値演算する。

概要

背景

多色印刷などを行う輪転印刷機などの印刷装置、とりわけ印刷ユニット印刷版胴サーボモータ単独駆動する印刷装置においては、円滑な印刷のために、印刷開始時から印刷終了時まで一定速度で印刷版胴が回転駆動される必要がある。

この場合、印刷のための圧胴が印刷版胴に着けられる(加圧される)瞬間においても、印刷版胴の回転速度変化がなるべく起こらないようにすることが望ましい。従来装置においては、予め設定された圧胴着シーケンスに基づいて圧胴を印刷版胴に着ける一方、版胴駆動用サーボモータ発生トルクは、印刷版胴に取り付けられたエンコーダからの信号を利用した位置ループ制御法に基づいて、制御がなされている。この制御系は、図6に示すようなブロック図で表される。

概要

圧胴を印刷版胴に着ける際でも被印刷材テンションが安定した状態に維持され、時間の無駄や印刷資材の無駄を削減することができる印刷装置の駆動制御装置を提供すること。

印刷版胴11を駆動する版胴駆動用サーボモータ21と、版胴駆動用サーボモータ21を制御するサーボ制御手段31と、サーボ制御手段31に速度指令信号伝送する中央制御手段7とを有する。サーボ制御手段31の負荷慣性モーメント設定手段51aにおいて、版胴駆動用サーボモータ21の負荷慣性モーメントを予め設定する。サーボ制御手段31の実角加速度測定手段は、版胴駆動用サーボモータ21の実角加速度を測定する。サーボ制御手段31の制御演算手段61は、設定負荷慣性モーメントと実角加速度とに基づいて、版胴駆動用サーボモータ21が発生するトルク指令値演算する。

目的

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、圧胴を印刷版胴に着ける際でも被印刷材のテンションが安定した状態に維持され、時間の無駄や印刷資材の無駄を削減することができる印刷装置の駆動制御装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

印刷版胴を有する印刷装置駆動制御装置において、前記印刷版胴に対応して設けられ、当該印刷版胴を駆動する版胴駆動用サーボモータと、前記版胴駆動用サーボモータに対応して設けられ、当該版胴駆動用サーボモータの回転状態を制御するサーボ制御手段と、前記サーボ制御手段に接続され、当該サーボ制御手段に速度指令信号伝送する中央制御手段と、を備え、前記サーボ制御手段は、設定負荷慣性モーメントを予め設定する負荷慣性モーメント設定手段と、前記版胴駆動用サーボモータの駆動時における実角加速度を測定する実角加速度測定手段と、実角加速度測定手段において測定された実角加速度に基づいて実負荷慣性モーメントを演算する実負荷慣性モーメント演算手段と、負荷慣性モーメント設定手段において設定された設定負荷慣性モーメントと、実負荷慣性モーメント演算手段において演算される実負荷慣性モーメントとに基づいて、版胴駆動用サーボモータが発生するトルク指令値を演算し、そのトルク指令値に基づいて版動駆動サーボモータを制御する制御演算手段と、を有することを特徴とする印刷装置の駆動制御装置。

請求項2

前記制御演算手段は、中央制御手段から伝送される速度指令信号から目標角加速度を演算し、その目標角加速度と負荷慣性モーメント設定手段において設定された設定負荷慣性モーメントとに基づいて、目標トルク指令値を演算する第1演算部と、負荷慣性モーメント設定手段において設定された設定負荷慣性モーメントと実負荷慣性モーメント演算手段において演算される実負荷慣性モーメントとの差分と、目標角加速度と実角加速度との差分とに基づいて、差分トルク指令値を演算する第2演算部と、第1演算部において演算された目標トルク指令値と、第2演算部において演算された差分トルク指令値とに基づいて、版胴駆動用サーボモータが発生するトルク指令値を演算する第3演算部と、を有することを特徴とする請求項1に記載の印刷装置の駆動制御装置。

技術分野

0001

本発明は、多色印刷などを行う輪転印刷機などの印刷装置、とりわけ印刷ユニット印刷版胴サーボモータ単独駆動する印刷装置における駆動制御装置に関する。

背景技術

0002

多色印刷などを行う輪転印刷機などの印刷装置、とりわけ印刷ユニットの印刷版胴をサーボモータで単独駆動する印刷装置においては、円滑な印刷のために、印刷開始時から印刷終了時まで一定速度で印刷版胴が回転駆動される必要がある。

0003

この場合、印刷のための圧胴が印刷版胴に着けられる(加圧される)瞬間においても、印刷版胴の回転速度変化がなるべく起こらないようにすることが望ましい。従来装置においては、予め設定された圧胴着シーケンスに基づいて圧胴を印刷版胴に着ける一方、版胴駆動用サーボモータ発生トルクは、印刷版胴に取り付けられたエンコーダからの信号を利用した位置ループ制御法に基づいて、制御がなされている。この制御系は、図6に示すようなブロック図で表される。

発明が解決しようとする課題

0004

前述した従来装置における版胴駆動用サーボモータの発生トルクの制御は、印刷版胴に圧胴が着けられて負荷変動が生じ印刷版胴の回転速度が減速された後に事後的になされるものである。しかも一般的には、版胴駆動用サーボモータと各印刷版胴との間には適当な伝導軸が介在している。このため、印刷版胴に圧胴が着けられたことによる負荷変動時負荷慣性モーメントの変化に対応した発生トルクの制御は、時間的に遅れが存在する。この制御状態の例を図7に示す。

0005

従って圧胴着けの瞬間においては、被印刷材の供給速度(慣性によって一定である)と、印刷版胴の回転駆動速度(負荷慣性モーメントの増加によって減速する)とに差異が生じてしまい、結果として被印刷材の大きなテンション変動を引き起こし、場合によっては被印刷材が切断されてしまう。

0006

従来装置においては、前記の問題の影響を小さく抑えるため、印刷版胴に圧胴を着ける際には低速の駆動とし、圧胴着け後被印刷材のテンションが安定してから増速している。しかしながら、このような方法では、印刷物が得られる印刷状態に移るまでの時間の無駄および印刷資材(用紙、インキ等)の無駄が発生している。

0007

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、圧胴を印刷版胴に着ける際でも被印刷材のテンションが安定した状態に維持され、時間の無駄や印刷資材の無駄を削減することができる印刷装置の駆動制御装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、印刷版胴を有する印刷装置の駆動制御装置において、前記印刷版胴に対応して設けられ、当該印刷版胴を駆動する版胴駆動用サーボモータと、前記版胴駆動用サーボモータに対応して設けられ、当該版胴駆動用サーボモータの回転状態を制御するサーボ制御手段と、前記サーボ制御手段に接続され、当該サーボ制御手段に速度指令信号伝送する中央制御手段と、を備え、前記サーボ制御手段は、設定負荷慣性モーメントを予め設定する負荷慣性モーメント設定手段と、前記版胴駆動用サーボモータの駆動時における実角加速度を測定する実角加速度測定手段と、実角加速度測定手段において測定された実角加速度に基づいて実負荷慣性モーメントを演算する実負荷慣性モーメント演算手段と、負荷慣性モーメント設定手段において設定された設定負荷慣性モーメントと、実負荷慣性モーメント演算手段において演算される実負荷慣性モーメントとに基づいて、版胴駆動用サーボモータが発生するトルク指令値を演算し、そのトルク指令値に基づいて版動駆動用サーボモータを制御する制御演算手段と、を有することを特徴とする印刷装置の駆動制御装置である。

0009

本発明によれば、サーボ制御手段の負荷慣性モーメント設定手段によって版胴駆動用サーボモータの設定負荷慣性モーメントが予め設定され、一方、サーボ制御手段の実角加速度測定手段によって版胴駆動用サーボモータの実角加速度が測定され、これに基づいて実負荷慣性モーメント演算手段によって実負荷慣性モーメントが演算され、設定負荷慣性モーメントと実負荷慣性モーメントとに基づいてサーボ制御手段の制御演算手段によって、版胴駆動用サーボモータが発生するトルク指令値が演算される。制御演算手段は、このように演算されたトルク指令値に基づいて、版胴駆動用サーボモータを制御する。

発明を実施するための最良の形態

0010

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

0011

図1乃至図3は、本発明による印刷装置の駆動制御装置の一実施の形態を示す図であり、このうち図1は印刷装置全体の構成概略図である。

0012

まず図1により、印刷装置の概略を説明する。図1に示すように、印刷装置は給紙部1と、給紙部1に接続されたインフィード部2と、インフィード部2に接続された印刷部3と、印刷部3に接続されたアウトフィード部4と、アウトフィード部4に接続された巻取り部5とを備えた単独駆動の6色グラビア輪転機から構成されている。このうち印刷部3は6つの印刷版胴11〜16を有している。印刷装置は、給紙部1、インフィード部2、アウトフィード部4、巻取り部5にエアーダンサー等によるテンション制御手段(図示しない)を有している。

0013

次に本発明による駆動制御装置10について述べる。駆動制御装置10は各印刷版胴11〜16に対応して設けられ当該印刷版胴11〜16を駆動する版胴駆動用サーボモータ21〜26と、版胴駆動用サーボモータ21〜26に対応して設けられ版胴駆動用サーボモータ21〜26の回転状態を制御するサーボ制御手段31〜36と、サーボ制御手段31〜36に接続されサーボ制御手段31〜36に速度指令信号を伝送する中央制御手段7とを備えている。

0014

また本実施の形態は、各版胴駆動用サーボモータ21〜26に対応して、この版胴駆動用サーボモータ21〜26を駆動するためのサーボアンプ41〜46が、サーボ制御手段31〜36と版胴駆動用サーボモータ21〜26との間に挿入されている。なお、印刷版胴11〜16と版胴駆動用サーボモータ21〜26との間に、変速歯車を設けることもできる。

0015

次に図2および図3により駆動制御装置10について更に説明する。ここで図2は本発明による駆動制御装置10の制御系ブロック図であり、図3図2の制御系ブロック図の一部分の詳細図である。これら図2および図3に示すように、版胴駆動用サーボモータ21〜26にはエンコーダ71〜76が設けられている。また版胴駆動用サーボモータ21〜26を制御するサーボ制御手段31〜36は、各々負荷慣性モーメント設定手段51a〜56aと、実負荷角速度測定手段51b〜56bと、実負荷慣性モーメント演算手段51c〜56cと、制御演算手段61〜66とを有している。

0016

負荷慣性モーメント設定手段51a〜56aは、対応する版胴駆動用モータ21〜26の負荷慣性モーメントについて、予め測定しておいた、あるいは理論計算等によって求めた値を設定できるようになっている。これらのデータは、JOB毎にテーブル状に記憶され、それらから選択設定されるようにしておくことが好ましい。

0017

一方、実角加速度測定手段51b〜56bは、各々エンコーダ71〜76からの出力信号を利用して版胴駆動用サーボモータ21〜26の実角加速度を測定できるようになっている。そして実負荷慣性モーメント51c〜56cは、サーボ制御手段31〜36によって与えられたトルク指令値と、実角加速度測定手段51b〜56bから得られる実角加速度とに基づいて、各版胴駆動用サーボモータ21〜26についての実負荷慣性モーメントを測定できるようになっている。図4は版胴駆動用サーボモータの加減速時におけるトルク特性の一例を示す図であるが、回転体の運動方程式

0018

また制御演算手段61〜66は、負荷慣性モーメント設定手段51a〜56aにおいて予め設定された設定負荷慣性モーメントと、実負荷慣性モーメント演算手段51c〜56cにおいて演算された実負荷慣性モーメントとに基づいて、版胴駆動用サーボモータ21〜26が発生するトルク指令値を演算するようになっている。

0019

具体的には、制御演算手段61〜66は、各々第1演算部61a〜66aと、第2演算部61b〜66bと、第3演算部61c〜66cとを有しており、第1演算部61a〜66aは、中央制御手段7から伝送される速度指令信号から目標角加速度を演算し、この目標角加速度と負荷慣性モーメント設定手段51a〜56aにおいて設定された設定負荷慣性モーメントとに基づいて、目標トルク指令値を演算するようになっている。

0020

また第2演算部は、負荷慣性モーメント設定手段51a〜56aにおいて設定された設定負荷慣性モーメントと実負荷慣性モーメント演算手段51c〜56cにおいて演算される実負荷慣性モーメントとの差分および目標角加速度と実角加速度との差分に基づいて、差分トルク指令値を演算するようになっている。

0021

さらに第3演算部は、第1演算部において演算された目標トルク指令値と、第2演算部において演算された差分トルク指令値とに基づいて、版胴駆動用サーボモータが発生するトルク指令値を演算するようになっている。

0022

本実施の形態においては、制御演算手段61〜66はまず目標角加速度と設定負荷慣性モーメントとに基づいてトルク指令値の演算および制御を開始し、当該トルク指令値による制御状態での実角加速度を測定し、その実角加速度に基づいてトルク指令値を補正するようになっている。すなわち、1回目サンプリング周期時でのトルク指令値は、第1演算部61a〜66aによって1回目のサンプリング周期時に対応する設定負荷慣性モーメントおよび目標角加速度に基づいて(数1)の関係から目標トルク指令値として演算される。次いで1回目のサンプリング周期時に演算されたトルク指令値に基づく制御状態での実角加速度が実角加速度測定手段51b〜56bによって測定され、この測定された実角加速度に基づいて実負荷慣性モーメント演算手段51c〜56cによって実負荷慣性モーメントが演算され、そして第2演算部61b〜66bによって1回目のサンプリング周期時での設定負荷慣性モーメントと演算された実負荷慣性モーメントとの差分および目標角加速度と実角加速度との差分が演算され、これらの差分の積として2回目のサンプリング周期時のための差分トルク指令値が演算される。一方第1演算部61a〜66aによって、2回目のサンプリング周期時に対応する設定負荷慣性モーメントおよび目標角加速度に基づいて2回目のサンプリング周期時に対応する目標トルク指令値が演算され、第3演算部61c〜66cによって、2回目のサンプリング周期時に対応する目標トルク指令値と2回目のサンプリング周期時のための差分トルク指令値とが加算されて、2回目のサンプリング周期時に対応するトルク指令値が演算される。この関係は以下の数式で一般的に表され、以下同様にしてトルク指令値が演算されるようになっている。

0023

ID=000004HE=090 WI=096 LX=0570 LY=1650
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。まず予め各サーボ制御手段31〜36の負荷慣性モーメント設定手段51a〜56aに、JOBに対応する各版胴駆動用サーボモータ21〜26の設定負荷慣性モーメントを設定する。

0024

本実施の形態において、印刷装置は、図1に示すように単独駆動の6色グラビア輪転機として使用される。この場合、6つの印刷版胴11〜16は、図3に示すように中央制御手段7からの駆動指令信号に基づいて、サーボ制御手段31〜36、サーボアンプ41〜46および版胴駆動用サーボモータ21〜26によって同期回転して、連続に円滑に印刷工程を実施する。

0025

装置が駆動を開始すると、版胴駆動用サーボモータ21〜26はサーボ制御手段31〜36の制御演算手段61〜66によって、まずは設定負荷慣性モーメントおよび目標角加速度に基づいてトルク指令値が演算され、このトルク指令値に基づいて制御演算手段61〜66により版胴駆動用サーボモータ21〜26が制御される。同時に、実角加速度測定手段51b〜56bが、各々エンコーダ71〜76からの出力信号を利用して版胴駆動用サーボモータ21〜26の実角加速度を測定する。そして以後は、サーボ制御手段31〜36の実負荷慣性モーメント演算手段51c〜56cと制御演算手段61〜66の第1演算部61a〜66a、第2演算部61b〜66bおよび第3演算部61c〜66cとが、前述した数式の関係に基づいてトルク指令値を演算する。演算されたトルク指令値によって、版胴駆動用サーボモータが制御される。この制御系のブロック図を図5に示す。

0026

以上のように本実施の形態によれば、版胴駆動用サーボモータ21〜26の駆動制御は、予め設定された版胴駆動用サーボモータ21〜26の設定負荷慣性モーメントに基づいてなされ、さらに実際に測定された実角加速度に基づいて補正されるため、印刷版胴の角速度が精度良く制御される。

発明の効果

0027

以上のように本発明によれば、印刷版胴の角速度が精度良く制御されるため、例えば圧胴を印刷版胴に着ける際でも被印刷材のテンションが安定した状態に維持され、時間の無駄や印刷資材の無駄を削減することができる。

0028

また、被印刷材の供給速度と印刷版胴の回転駆動速度とに差異が生じることが回避されるため、被印刷材の大きなテンション変動を引き起こすことがなく、被印刷材が切断されてしまう恐れがない。

0029

また本発明によれば、印刷版胴が精度よく制御できるため、従来定速運転状態で行っていた圧胴着けを、加速運転状態においても行うことができ、より柔軟な装置の駆動制御が可能になる。

図面の簡単な説明

0030

図1本発明による印刷装置の駆動制御装置の一実施の形態を示す構成概略図。
図2本発明による印刷装置の駆動制御装置の一実施の形態の制御系ブロック図。
図3図2に示す制御系ブロック図の一部分の詳細図。。
図4版胴駆動用サーボモータの加減速時におけるトルク特性の一例を示す図。
図5本発明によるサーボ制御系のブロック図。
図6従来のサーボ制御系のブロック図。
図7従来のサーボ制御系において、定速回転時に圧胴着けを行った際に発生する角速度の変化とその変化を補正するために変化させたトルク指令値の一例を示す図。

--

0031

1 給紙部
2インフィード部
3印刷部
4アウトフィード部
5巻取り部
7中央制御手段
10印刷装置の駆動制御装置
11〜16印刷版胴
21〜26版胴駆動用サーボモータ
31〜36サーボ制御手段
41〜46サーボアンプ
51a〜56a負荷慣性モーメント設定手段
51b〜56b 実角加速度測定手段
51c〜56c実負荷慣性モーメント演算手段
61〜66制御演算手段
61a〜66a 第1演算部
61b〜66b 第2演算部
61c〜66c 第3演算部
71〜76 エンコーダ

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