KR940007992Y1

KR940007992Y1 - 길이측정용 계수장치

Info

Publication number: KR940007992Y1
Application number: KR2019910022783U
Authority: KR
Inventors: 다께루 야마모또
Original assignee: 쯔다코마고오교오 가부시기가이샤; 코시바 헤이지
Priority date: 1988-01-14
Filing date: 1991-12-19
Publication date: 1994-11-16
Also published as: DE3838573A1; JP2561852B2; JPH01181668A; KR930017470U; KR890011768A

Abstract

내용 없음.

Description

길이측정용 계수장치

제 1 도는 본 고안의 실시예를 도시한 개략적인 블록계통도.

제 2 도는 본 고안의 실시예를 도시한 전체계통도.

제 3 도는 감속기울기를 도시한 설명도.

제 4 도는 본 고안의 다른 실시예를 도시한 요부계통도.

제 5 도는 종래의 길이측정장치의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

L_T: 설정길이 측정량 L : 적산길이 측정량

Li : 보정관성량 예측치 Dn, D_n-1: 감속기울기 연산치

V, V_R: 운전속도 S_t: 정지신호

S_P: 펄스신호

본 고안은 실,와이어(코일선등),시이트형상물등의 각종 장척물을 권취하는 권취기계에 있어서, 권취된 장착물의 길이가 소정의 설정길이 측정량에 정확하게 합치하는 상태에서 기계를 정지시키기 위한 길이측정용 계수장치에 관한 것이다.

권취기계에 있어서는 권취되는 장척물이 소정의 설정길이 측정량에 도달하였을때에 기계를 자동적으로 정지시킬 목적으로, 소위 길이측정용 계수장치가 사용된다.

제 5 도는 길이측정용 계수장치의 가장 일반적인 것을 도시한 설명도이다. 길이측정 로울러(51)위를 주행해서 권취프레임(52)에 권취되는 장척물(53)의 길이를 길이 측정로울러(51)에 연결한 펄스발생기(56)로부터의 펄스신호(Sp)의 펄스수로 검출하고, 이것을 펄스계수기(55)로 적산한다. 그리고, 이것을 설정길이 측정량(L_T)과 비교해서 제어장치(57)에 대해서 정지신호(S_t)를 발생하는 것이다. 모우터(58)에 의해서 구동되는 이송로울러(54)를 개재해서 장착물(53)을 주행시키고, 이 모우터(58)는 제어장치(57)를 개재해서 속도설정기(59)에 의하여 일정한 속도가 되도록 속도제어되고 있다. 한편, 권취프레임(52)은 도시하지 않은 제어시스템을 개재해서 권취되는 장척물(53)의 장력이 일정해지도록 장력제어를 받으면서 적극적으로 구동된다.

그런데, 상기 장치의 기계시스템에는 큰 관성력이 작용하고 있어, 펄스계수기(55)로 부터 정지신호(S_t)가 출력되기 때문에, 기계가 완전히 정지할 때까지의 관성량(慣走量)을 무시할 수 없다. 그래서, 펄스계수기(55)에 대한 설정길이측정량(L_T)은 미리 관성량「정지신호(St)가 출력되기 때문에, 기계가 완전히 정지할 때까지 사이의 관성에 의해서 권취프레임(52)에 권취되는 장척물(53)의 길이를 말한다]을 예상해두지 않으면 안된다. 그런데 기계정지용의 브레이크의 제동특성은 경시적으로 변화한다는 이유에 의하여 기계정지에 요하는 시간이 변동할 경우에는 관성량이 변화에 대처하는 특별한 대책이 필요하게 된다. 그래서, 관성량의 변화에 대응하기 위하여 다음의 장치 및 방법이 알려지기에 이르렀다. 즉, 전회의 정지동작에 있어서의 관성량을 기억해두고, 펄스계수기(55)내에서 실제의 적산길이 측정량이「설정길이 측정량(L_T)-상기 관성량]에 도달하였을때, 정지신호(S_t)를 출력하도록 하면, 다음회의 정지동작은 브레이크의 제동특성에 새로운 변화가 발생하지 않는한, 대체로 소정의 설정길이 측정량을 달성할 수 있다(예를들면, 일본특허공고 소화 61-18504 호를 들수 있다).

그러나, 이러한 종래 기술을 적용할 때는 기억된 전회의 정지동작에 있어서의 관성량만을, 설정길이 측정량에 대한 보정량으로서 사용하기 때문에, 최종적으로 권치프레임(52)에 권취되는 양을 설정길이 측정량(L_T)에 정확하게 맞춘다는 점에서, 반드시 충분하다고는 말할 수 없는 것이다. 즉, 이 종래예에 있어서는 관성량에 변화를 발생시키는 요인으로서 브레이크의 제동특성의 변화를 상정하고는 있지만, 기계의 운전속도는 일정한 것이 전제로 되어 있어 현실적으로는 조업에 적합하지 않다.

왜냐하면, 현실의 조업에 있어서는 권취할려고 하는 장척물의 종류나, 기계의 상태등에 의해서 그 운전속도가 변화하기도 하고, 또 이것을 변경하지 않으면 안되는 사태가 자주 발생하는 것이다. 따라서, 운전속도를 변경할때는 당연히 관성량도 그에 추종해서 변화하므로, 단지 전회의 정지동작에 있어서의 관성량으로 보정하는 것만으로는 운전속도가 변화하고 있는 다음회의 정지동작에 대해서, 만족할만한 결과를 얻는 것은 도저히 불가능하다.

또 저속운전시나 기계재기동시의 과도적인 상태에서는, 기계의 운전속도가 일정하지 않기 때문에, 당연히 이 기술을 이용할 수 없다.

본 고안은 장착물의 설정길이 측정량에 맞추어서 정확하게 기계의 정지를 행하는 것을 최종적인 목적으로 하는 것이며, 브레이크의 제동특성의 변화뿐만아니라, 조업조건에 따라서 다른 운전속도의 변화요건이 부가되어도 다음회의 보정관성량을 정확하게 예측할 수 있는 길이측정용 계수장치를 제공하는 것이다.

이하, 도면을 참조하면서 실시예를 설명한다.

길이측정용 계수장치(10)는 비교기(12)와 보정회로(20)를 갖추어서 이루어진다 (제 1 도).

비교기(12)는 외부로부터의 설정길이 측정량(L_T)과 적산길이 측정량(L)과, 보정회로(20)로부터의 보정관성량의 예측치(Li)를 입력하고, 그 출력으로서 정지신호(St)를 발생한다.

보정회로(20)는 제 1의 메모리수단(1), 관성량연산수단(2), 감속기울기연산수단(3), 제 2의 메모리수단(4), 관성량예측수단(5)으로 이루어지며, 제 1의 메모리수단(1)은 적산길이 측정량(L)과 기계의 운전속도(V)를 입력하고 이들 정보를 소정의 타이밍에서 기억함으로써, 정지신호(St)의 출력시점에서의 기계의 운전속도(V_R)와, 적산길이 측정량(L_R) 및 기계의 완전정지시점에 있어서의 적산길이 측정량(Ls)을 기억하고, 필요시에 출력하는 것이다.

관성량 연산수단(2)은 적산길이 측정량(L_R)(L_S)을 입력해서 관성량(L_i1)(L_i1=L_S-L_R)을 연속해서 출력하고, 감속기울기 연속수단(3)은 운전속도(V_R)와 관성량(L_i1)을 입력해서 감속기울기(D_n-1)를 후술하는 바와같이 연산하고, 이것을 제 2의 메모리수단(4)에 출력한다. 제 2 메모리수단(4)은 입력된 감속기울기(D_n-1)를 일시 기억함과 동시에, 그것을 과거의 정지동작결과에 의거해서 감속기울기의 연산치(Dn)로서 관성량 예측수단(5)에 출력하고, 관성량예측수단(5)은 현재 기계의 운전속도(V)와, 감속기울기의 연산치(Dn)를 사용해서 금회의 정지동작에 있어서의 보정관성량의 예측치(Li)를 산출하여 비교기(12)에 출력하는 것이다.

지금, 이들을 더욱 구체화해서 도시하면, 제 2 도와 같다.

길이측정용 계수장치(10)에 대해서는 외부로부터 길이측정량설정기(60)의 출력인 설정신호가 설정길이 측정량(L_T)으로서 입력됨과 동시에 또한 길이측정로울러의 회전과 동기해서 펄스를 발생하는 펄스발생기(56)의 출력인 펄스신호(Sp)를 입력으로 하는 펄스계수기(55)와 속도연산기(61)로부터는 각각 적산길이측정량(L)과 기계의 운전속도(V)의 신호가 입력되고 있다. 단, 속도연산기(61)는 펄스신호(Sp)의 펄스율로부터 현재 기계의 운전속도(V)를 연산해서 이것을 출력할 수 있는 일종의 신호변환기이다. 길이측정용 계수장치(10)내에서는 설정신호로서 설정길이측정량(L_T)이 비교기(12)에 입력되고, 비교기(12)의 출력쪽은 릴레이(62)에 접속되며, 그 상시 열려있는 접점(Ry1)을 개재해서 정지신호(St)가 외부에 출력된다.

또, 입력신호인 운전속도(V)는 보정회로(20)에 입력되고 있다. 즉, 속도연산기(61)의 출력쪽은 길이측정용 계수장치내의 정지검출부(21), 메모리(25), 연산기(28)에 분기되어 접속된다. 한편, 적산길이측정량(L)을 출력하는 펄스계수기(55)의 출력쪽은 메모리(22), 메모리(23)에 분기접속된다. 또, 정지검출부(21)의 출력쪽은 메모리(22)에 접속되고, 메모리(22)의 출력쪽은 메모리(23)의 출력쪽과 함께 연산기(24)에 접속되고, 이 연산기(24)의 출력쪽은 메모리(25)의 출력쪽과 함께 다른 연산기(26)에 접속된다.

상기와 같이 펄스발생기(56)를 펄스계수기(55)와 속도연산기(61)에 공용하도록 하면, 장치전체를 간략화할 수 있으며, 또한 사용이 편리하다는 이점이 있다.

또한, 연산기(26)의 출력쪽은 메모리(27)를 개재해서 상술한 연산기(28)에 접속되고, 이 연산기(28)의 출력은 보정회로(20)로부터의 보정출력신호로서, 보정관성량의 예측치(Li)를 비교기(12)에 보낸다. 또한, 비교기(12)의 출력쪽은 보정회로(20)에도 접속되고, 메모리(23)(25)에 분기접속된다.

상기 장치에 의한 기계의 정지제어방법은 다음과 같이 행한다.

지금, 기계가 속도 V로 운전되고 있는 것으로 한다. 펄스계수기(55)는 펄스발생기(56)로부터의 펄스신호(Sp)의 펄스수를 계수해서 적산길이측정량(L)을 출력한다. 또한, 펄스계수기(55)는 기계의 일정량의 정지동작이 완료한 시점에서, 그 내용이 크리어된다. 비교기(12)는 길이측정량 설정기(60)로부터 입력되는 설정길이측정량(L_T)과, 펄스계수기(55)로부터의 적산길이측정량(L)과, 보정회로(20)로부터의 보정 출력신호의 형태로 입력되는 관성량의 예측치(Li)를 비교하여 L=L_T-L_i가 성립한 것을 검출하였을때, 그 출력신호(S₁)를 발생한다. 이 출력신호(S₁)에 의해서 릴레이(62)가 작동하여, 외부에는 정지신호(S_t)가 출력되며 기계는 감속을 개시한다. 또, 비교기(12)의 출력신호(S₁)는 보정회로(20)내의 메모리(23)(25)에도 분기하여 입력되고 있으므로, 메모리(23)(25)에서는 각각 그 시점의 즉 정지신호(S_t)가 발생한 시점에 있어서의 적산길이 측정량(L)과 기계의 운전속도(V)를 각각 L_R및 V_R로서 기억한다.

한편, 기계가 완전히 정지하였을때에는 정기검출부(21)가 작동해서 신호(S₂)를 출력하고, 메모리(22)에서는 그 시점에 있어서의 적산길이측정량(L)을 L_S로서 기억한다. 그리고, 연산기(24)는 상기 메모리(22)(23)의 각각으로부터 L_S와 L_R을 판독하여 금회의 정지동작에 있어서의 실제의 관성량을, L_i1=L_S-L_R로서 산출한다. 또, 연산기(26)에서는 금회의 정지동작에 있어서의 감속기울기(D_n-1)를 후술하는 바와같이 D_n-1=t/V_R로 설정하고, D_n-1=2L_i1/V_R ²으로서 산출하여 메모리(27)내에 배치변경할 수 있다.

이와같이 해서 메모리(27)에 기억된 금회의 정지동작에 있어서의 감속기울기(D_n-1)는, 다음회에 있어서의 감속기울기의 연산치(D_n)로서 연산기(28)에서 사용된다. 즉, 연산기(28)는 다음회의 기계의 운전이 재개되면, 길이측정용 계수장치(10)는 현재의 기계가 읽어 넣고 있는 운전속도(V)와 기억된 감속기울기(D_n)를 사용해서 그 시점의 보정관성량의 예측치(L_i)를, L_i=V²D_n/²으로서 예측연산하고, 이 예측치(Li)를 신호로서 비교기(12)에 출력하여, 이하와 마찬가지로해서 다음회의 정지동작을 반복하여 작동할 수 있는 것이다.

또한, 메모리(27)에는 최초의 정지동작시에 사용하기 위한 초기치로서, 적당한 감속기울기(Do)를 미리 기억해 놓은 것이다.

지금, 운전속도 V로 운전되고 있는 기계가 시각 to에서 정지신호(S_t)를 받아서, 속도 V_R로부터 일정한 감속기울기(D_n-1)로 감속되고, 시각 t₁에서 완전정지한다고 한다(제 3 도). 이때, 시각 t₀로부터 시각 t₁사이의 시간 t에서 관성량(L_i1)은 동도면에서, 사선을 그은 3각형의 면적으로 표시되기 때문에, L_i1=V_R·t/2이다. 그래서 감속기울기(D_n-1)를 D_n-1=t/V_R이라고 정의하면, 연산기(26)에 있어서의 D_n-1=2L_i1/V_R ²을 얻을 수 있다. 또한, D_n=D_n-1, V_R=V, L_i1=L_i이라하고, 이 식을 변형하면 연산기(28)에 있어서의 L_i=V²D_n/2을 얻는다.

즉, 연산기(26)에 의해서 연산되는 감속기울기(D_n-1)는 운전속도(V_R)로부터 감속정지하였을때의 실제의 관성량 L_i1=L_S-L_R(연사기(24)에 의한)을 사용해서, 기계가 직선적으로 감속되었을 때의 평균적인 감속기울기를 연산한 것이다. 한편, 연산기(28)에 의해서 산출되는 보정관성량의 예측치(L_i)는 이 감속기울기가 다음회의 정지동작에 있어서도 달성될 것이라는 것을 근거로해서 현재의 운전속도(V)로부터 감속정지할때의 관성량을 예측하는 것이다.

일반적으로 이와같이 해서 산출되는 감속기울기(D_n-1)는 재현성이 좋고, 또 이때의 보정관성량의 예측치(L_i)는 운전속도(V)의 함수로 되어 있다. 그 변경에 의한 영향을 감안한 것이기 때문에, 이 길이측정용 계수장치(10)는, 운전속도(V)가 변경되었을 때에도 정확한 정치제어를 행할 수 있다.

제 1 도와 제 2 도를 대비하면, 제 1 도에 있어서의 제 1의 메모리수단(1)은, 제 2 도에 있어서의 정지검출부(21)와 메모리(22)(23)(25)에 대응하고, 이하 관성량 연산수단(2)은 연산기(24)에, 감속기울기 연산수단(3)은 연산기(26)에, 제 2의 메모리수단(4)은 메모리(27)에, 관성량 예측수단(5)은 연산기(28)에, 각각 대응하는 것이다.

감속기울기(D_n-1)는, 제 3 도에서 D_n-1=V_R/t로 정의해도 된다. 이때 연산기(26)에 있어서의 연산내용은, 이 정의에 따라서 D_n-1=V_R ²/(2L_i1)으로하고, 또 연산기(28)에 있어서의 연산내용은 L_i=V²/(2D_n)으로 변경하면 족하다.

현재 기계의 운전속도(V)에 대응해서, 다음회의 일정한 길이 권취를 위한 기계 정지 동작에 있어서의 감속기울기(D_n)를 적극적으로 변경하고 싶을 경우는, 연산기(28)를 2대의 연산기(28a)(28b)로 분할함과 동시에, 메모리(25)의 출력을 합해서 입력할 수 있다(제 4 도). 즉, 전회의 정지동작에 있어서의 실적으로부터 전회의 정지동작개시시의 운전속도(V_R)에 대한 감속기울기의 연산치(D_n)를 얻을 수 있으므로 연산기(28a)는 먼저 현재의 운전속도(V)와 전회의 운전속도(V_R)를 사용해서 전회의 감속기울기의 연산치(D_n)에 대한 수정계수(K)를 구한다. 여기에서, 수정계수(K)는 예를들면 K=f(V/V_o, V_R/V_O)로 표시할 수 있으므로, V_O는 기준이 되는 운전속도이다. 또, f는 기준이 되는 운전속도(V_O)로부터의 운전속도(V)(V_R)의 편위량에 따라서 수정계수(K)의 크기를 정하는 함수로서, 과거의 시험데이터등으로부터 결정할 수 있는 것이다.

그후, 연산기(28a)는 D_n+1=KD_n에 의해서 현재의 운전속도(V)에 대응하도록 수정된 감속기울기의 연산치(D_n+1)를 산출하기 때문에, 연산기(28b)는 이것을 사용해서 상술한 식 L_i=V²·D_n+1/2 또는 Li=V²/(2D_n+1)에 의하여 보정관성량의 예측치(L_i)를 예측산출할 수 있다.

또한, 이상의 설명에 있어서, 연산기(28)는 항상 그 동작을 계속해서 실행하는 것을 기본으로하나 일정한 길이 권취기능을 정상운전상태에 있을때만 작용시키는 것이면, 기계가 정상운전상태에 도달한 것을 나타낸다. 연산기(28)의 동작은 신호(예를들면 재기동으로부터 소정시간 경과후에 타이머로부터 발생되는 신호)가 공급된 시점에서만 동작하도록 하게 할 수도 있다.

또한, 연산기(26)에 의해서 연산되고 메모리(27)에 의해서 기억이 갱신되며, 또한 연산기(28)에 의해서 관성량의 예측치(Li)의 산출에 사용되는 감속기울기의 연산치(D_n)는 1회의 정지동작마다 전회의 정지동작결과에 의거한 것이, 다음회의 정지동작에 적용되도록 순차적으로 갱신하는 것 대신에, 과거의 계속된 소정회수의 저이동작결과에 의거한 것의 단순평균, 또는 적당한 가중치함수에 의한 가중치평균으로 해도 된다. 또, 이때의 감속기울기의 연산치(D_n)에 대해서 적당한 폭의 제한치를 설정함으로써, 펄스발생기(56)의 불규칙적인 동작등에 의한 관성량의 예측치(Li)의 극단적인 변동을 배제하도록 해도 된다. 또, 정상운전시 이외에 일정한 길이를 권치하는 기능이 작용하였을 경우에는, 그때 산출된 감속기울기도 배제하도록 해도 된다.

또, 제 2 도에 있어서의 펄스계수기(55)와 속도연산기(61)는 모두 길이측정용 계수장치(10)에 포함해도 되는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와같이 본 고안에 의하면 다음회의 정지동작에 사용하는 관성량의 예측치는 전회의 정지동작에 있어서의 관성량 그 자체는 아니고, 현재의 기계의 운전 속도와 과거의 정지동작에 있어서의 감속기울기의 연산치로부터 예측산출되는 것을 사용하게 된다. 따라서, 브레이크의 제동특성의 변화등의 요인 뿐만아니라, 조업조건으로부터 결정되는 운전속도의 변경이 있을때에도, 또한 그 일정한 길이 권취기능이 정상운전이외에 작용해도, 설정길이 측정량에 충분히 가까운 소정의 적산길이 측정량으로 기계를 정확하게 정지시킬 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims

정지신호가 출력되고나서 기계가 정지하기까지의 관성량을 기계가 정지할때까지의 예측연산하는 보정회로(20)와, 미리 설정된 설정길이측정량으로부터 예측관성량을 감산한 값이 펄스계수기(55)에 의해 적산되고 있는 현재의 길이측정량과 일치했을 때에 정지신호를 출력하는 비교기(12)를 가지는 길이측정용 계수장치(10)에 있어서, 상기 보정회로(20)는 미리 감속기울기를 기억하고 있는 메모리수단(4;27)과, 상기 메모리수단(4;27)에 기억되어 있는 감속기울기와 현재 측정되어 있는 기계의 속도로부터 정지신호가 출력되고나서 기계가 정지할때까지의 관성량을 예측하고, 그 예측치를 상기 비교기(12)에 출력하는 관성량예측수단(5;28)과, 정지신호출력후의 실제의 관성량을 연산하는 연산수단(2;24)과, 정지신호출력시의 운전속도와 정지신호출력후의 실제의 관성량에 의거하여 감속기울기를 연산하는 감속기울기 연산수단(3;26)을 포함하고, 상기 메모리수단(4;27)에 기억되어 있는 감속기울기는 정지신호출력마다 상기 감속기울기 연산수단(3;26)에 의하여 연산된 감속기울기에 의거하여 갱신기억되어 가는 것을 특징으로 하는 길이측정용 계수장치.
제 1 항에 있어서, 상기 메모리수단(4;27)에 기억되는 감속기울기가 전회정지시의 관성량 및 전회정지시의 기계정지신호출력시의 운전속도로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 길이측정용 계수장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 보정회로(20)에는 과거의 관성량 데이터에 의거해서 정해진 수정계수(K)에 의하여 현재의 운전속도에 대응하도록 수정된 감속기울기의 연산치를 출력하는 연산기(28a)를 갖추어서 이루어진 것을 특징으로 하는 길이측정용 계수장치.
제 1 항에 있어서, 길이측정로울러(51)의 회전과 동기해서 발신되고, 상기 펄스계수기(55)에 부여되는 펄스신호를 사용해서 상기 기계의 운전속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 길이측정용 계수장치.