DE4427780C2

DE4427780C2 - Method and device for rewinding a tape

Info

Publication number: DE4427780C2
Application number: DE19944427780
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Feller
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2014-08-06
Also published as: DE4427780A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Umspulen eines Bandes von einer ersten Spule auf eine zweite Spule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for rewinding a tape from a first reel to a second Coil according to the preamble of claim 1 and a device to carry out the procedure.

Beim Umspulen von Bändern stellt sich häufig die Aufgabe, die Bandgeschwindigkeit auf einen bestimmten Wert zu regeln oder zu steuern. Die Soll-Geschwindigkeit läßt sich jedoch nicht durch Festlegung der Spulgeschwindigkeiten vorgeben, da diese sich während des Umwicklungsvorgangs des Bandes aufgrund der sich ändernden Durchmesser der Spulen ändern.When rewinding tapes, the task often arises Regulate or limit the belt speed to a certain value Taxes. However, the target speed cannot be achieved Specify the winding speeds, because these during the wrapping process of the tape due to the changing Change the diameter of the coils.

Aus der DE 33 41 914 A1 ist eine Vorrichtung zum Ab- und Aufwickeln einer Warenbahn bekannt. Die Vorrichtung weist Impulsgeber auf, um die Ist-Drehzahlen der Walzen zu bestimmen. Beim Aufwickeln eines Wickel einer Warenbahn aus einer außerhalb der Vorrichtung angeordneten Docke wird durch einen der Impulsgeber die Gesamtzahl der Umdrehung gezählt. Die Vorrichtung weist einen Rechner auf, der bei Vorgabe einer Soll-Geschwindigkeit der Warenbahn die Drehzahl der zu bewickelnden Walze linear abfallen läßt. Dadurch bleibt unter der Voraussetzung, daß der Umfang der Bahn umwickelten Walze nicht sehr viel größer als der Umfang der noch nicht bewickelten Walze ist, die Geschwindigkeit der Warenbahn annähernd konstant. Die Spannung der Warenbahn läßt sich während des Umwickelns zwischen den beiden Walzen ebenfalls konstant halten.DE 33 41 914 A1 describes a device for unwinding and winding up a Goods web known. The device has pulse generators to the actual speeds to determine the rollers. When winding a roll of a web from a Docke arranged outside the device is by one of the pulse generators the total number of revolutions counted. The device has a computer the speed of the given a target speed of the web winding roller can drop linearly. This leaves on the condition that the circumference of the roll wrapped roll is not much larger than the circumference of the roller that has not yet been wound is the speed of the web almost constant. The tension of the web can be during the Also keep wrapping constant between the two rollers.

Aus der DE 25 11 263 A1 und der EP 0 026 552 A1 sind bereits Vorrichtungen zum Umspulen eines Bandes von einer ersten Spule auf eine zweite Spule bekannt, bei denen durch ein zusätzliches Antriebsrad (Capstan) mit festem und bekanntem Durchmesser die Bandgeschwindigkeit gesteuert wird. Die Verwendung eines derartigen Reibrades ist in der Videotechnik oder der Tonbandtechnik verbreitet. Der Nachteil eines derartigen Antriebsrades besteht darin, daß ein empfindliches Band durch die Reibung mit dem Antriebsrad beschädigt werden kann.DE 25 11 263 A1 and EP 0 026 552 A1 have already disclosed devices for Rewinding a tape from a first spool to a second spool is known which by an additional drive wheel (capstan) with fixed and known Diameter the belt speed is controlled. The use of a Friction wheels of this type are widespread in video technology or in tape technology. Of the The disadvantage of such a drive wheel is that a sensitive belt can be damaged by friction with the drive wheel.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Umspulen eines Bandes ohne Verwendung eines Antriebsrades derart zu verbessern, daß eine vorgegebene Geschwindigkeit und ein vorgegebener Bandzug des umzuspulenden Bandes mit hoher Genauigkeit eingehalten werden.It is the object of the invention to provide a method for rewinding a tape without Use a drive wheel to improve such that a given Speed and a predetermined tape tension of the tape to be rewound with high accuracy are observed.

Diese Aufgabe wird, wie in Patentanspruch 1 angegeben, gelöst. Vorteilhaft ist es, wenn neben der Steuerung der Geschwindigkeit auch der Bandzug des Bandes konstant gehalten wird.This object is, as stated in claim 1, solved. It is advantageous if, in addition to controlling the Speed the belt tension of the belt is kept constant.

Die Ansprüche 3 und 4 beziehen sich auf Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2.Claims 3 and 4 relate to devices for Implementation of the method according to claims 1 and 2.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur näher erläutert.The invention is described below in an exemplary embodiment the single figure explained.

Von einer Spule 1 mit einem Leer-Radius r₁ wird ein Band 2 auf eine Spule 3 mit einem Leer-Radius r₃ aufgewickelt. Beide Spulen 1 und 3 sind jeweils über eine Welle 4 bzw. 5 mit einem sie antreibenden Motor 6 bzw. 7 verbunden. Die Drehzahlen der Motoren 6, 7 und damit die Drehzahlen der Spulen 1 und 3 werden jeweils über einen Encoder 8 bzw. 9 ermittelt. Statt der Encoder 8, 9 können auch andere Vorrichtungen zum Messen der Drehzahlen der Motoren 6, 7, z. B. Tachometer, vorgesehen werden. Die von den Encodern 8, 9 gemessenen Drehzahlen N₁ und N₃ werden einem Rechner 10 zugeführt.From a spool 1 with an empty radius r₁, a tape 2 is wound onto a spool 3 with an empty radius r₃. Both coils 1 and 3 are each connected via a shaft 4 or 5 to a motor 6 or 7 driving them. The speeds of the motors 6 , 7 and thus the speeds of the coils 1 and 3 are each determined via an encoder 8 and 9, respectively. Instead of the encoder 8 , 9 , other devices for measuring the speeds of the motors 6 , 7 , z. B. tachometer can be provided. The speeds N 1 and N 3 measured by the encoders 8 , 9 are fed to a computer 10 .

Da das Band 2 eine endliche Länge hat, ist auch die Summe von Stirnflächen A₁ und A₃, d. h. der Flächen des auf den Spulen 1 und 3 aufgewickelten Bandes, unabhängig vom Abwicklungsgrad der Spule 1 und vom Aufwicklungsgrad der Spule 3 stets konstant. Wenn daher zu einem beliebigen Zeitpunkt, beispielsweise bei Beginn des Wickelvorganges, die Radien R₁ und R₃ der Spulen 1 und 3 mit den jeweils auf ihnen aufgespulten Wickeln des Bandes 2 gemessen worden sind, läßt sich daraus die gesamte, konstante Fläche errechnen, die das Band 2 im Querschnitt liefert. Entsprechend ist auch das geometrische Mittel der Wicklungsumfänge U₁ und U₃ der Spulen 1 und 3 konstant:Since the tape 2 has a finite length, the sum of the end faces A₁ and A₃, ie the areas of the tape wound on the spools 1 and 3 , is always constant, regardless of the degree of development of the spool 1 and the degree of winding of the spool 3 . Therefore, if at any point in time, for example at the start of the winding process, the radii R₁ and R₃ of the coils 1 and 3 have been measured with the coils of the tape 2 wound on them, the total, constant area can be calculated from this, the tape 2 provides in cross section. Accordingly, the geometric mean of the winding circumferences U 1 and U 3 of the coils 1 and 3 is constant:

Dieser Wert ist entsprechend ebenfalls unabhängig vom Bewicklungsgrad der Spulen 1 und 3. Der Wert UMG läßt sich auf einfache Weise hinreichend genau ermitteln, indem beim Auflegen des Bandes 2 auf eine noch leere Spule, z. B. die Spule 1, mit dem bekannten Leer-Radius r₁ und nachfolgendem Drehen das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Spulen 1 und 3 gemessen wird, wobei, wenn r₁ = r₃ ist, folgende Gleichung gilt:This value is also independent of the degree of winding of coils 1 and 3 . The value UMG can be determined with sufficient accuracy in a simple manner by placing the tape 2 on a still empty spool, e.g. B. the coil 1 , with the known empty radius r 1 and subsequent turning, the speed ratio between the coils 1 and 3 is measured, where if r 1 = r 3, the following equation applies:

wobei U₀₃ den Kernumfang der leeren Spule 3 und V das Drehzahlverhältnis der leeren Spule 1 zu der vollen Spule 3 bedeuten. Daraus läßt sich die Sollgeschwindigkeit v_Band des Bandes 2. in eine Drehzahl N_SOLL für eine aufzuwickelnde Spule, also hier die Spule 1, umrechnen:where U₀₃ the core circumference of the empty coil 3 and V mean the speed ratio of the empty coil 1 to the full coil 3 . From this, the target speed v _{band of} the band 2 can be _Convert into a speed N _TARGET for a spool to be wound, i.e. spool 1 here:

Der Rechner 10 ermittelt also aus den Drehzahlen N₁ und N₃ das Drehzahlverhältnis V(t) der beiden Spulen 1 und 3, die Größe UMG und bei Vorgabe der Soll-Geschwindigkeit des Bandes 2 v_Band die Solldrehzahl für die aufzuwickelnde Spule 3. Alternativ kann auch die Solldrehzahl für die abzuwickelnde Spule 1 errechnet werden. Die oben angegebenen Gleichungen sind in dem Rechner 10 abgespeichert. Der Rechner 10 steuert über eine Steuerleitung 11 oder 12 die Spule 1 bzw. 3.The computer 10 thus determines from the speeds N₁ and N₃ the speed ratio V (t) of the two coils 1 and 3 , the size UMG and, given the target speed of the tape 2 v _tape, the target speed for the reel to be wound 3 . Alternatively, the target speed for the spool 1 to be unwound can also be calculated. The equations given above are stored in the computer 10 . The computer 10 controls the coil 1 or 3 via a control line 11 or 12 .

Wenn die Größe UMG und das Verhältnis V(t) der Drehzahlen der Spulen 1 und 3 bekannt sind, kann auch eine gewünschte Bandspannung des Bandes 2 F_BAND von einem Meßgerät oder anderweitig vorgegeben werden, um daraus ein gewünschtes Haltemoment M_SOLL für die abzuwickelnde Spule 1 oder die aufzuwickelnde Spule 3 vorzugeben:If the size UMG and the ratio V (t) of the rotational speeds of the coils 1 and 3 are known, a desired band tension of the band 2 F _BAND can also be specified by a measuring device or otherwise in order to obtain a desired holding torque M _TARGET for the spool to be unwound 1 or to specify the reel 3 to be wound:

Es ist auch möglich, daß die Solldrehzahl N_SOLL über die Steuerleitung 12 an die aufzuwickelnde Spule 3 weitergegeben wird, während die Bandspannung des Bandes 2 über die Steuerleitung 11 und somit über den Antrieb 6 der abzuwickelnden Spule 1 gesteuert wird.It is also possible that the target speed N _{TARGET is passed} on to the reel 3 to be wound up via the control line 12 , while the tape tension of the tape 2 is controlled via the control line 11 and thus via the drive 6 of the reel 1 to be unwound.

Durch die Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Drehzahlen einer abzuwickelnden Spule 1 und einer aufzuwickelnden Spule 3 während eines Umspulvorganges mit einem Band 2 geschaffen, wobei sich entweder nur eine Sollgeschwindigkeit des Bandes 2 oder aber auch eine Soll-Bandspannung des Bandes 2 von einem Meßgerät oder einer Bedienungsperson vorgeben lassen.The invention provides a method and a device for controlling the speeds of a reel 1 to be unwound and a reel 3 to be rewound during a rewinding operation with a tape 2 , wherein either only a set speed of the tape 2 or a set tape tension of the tape 2 have it specified by a measuring device or an operator.

Claims

1. Method for rewinding a tape ( 2 ) from a first spool ( 1 ) to a second spool ( 3 ), both spools ( 1 , 3 ) each having a drive ( 6 , 7 ) depending on the spool radius and the tension in Belt ( 2 ) are driven, the respective actual speeds (N₁, N₂) are measured on both spools ( 1 , 3 ) and a desired belt speed (v _belt ) is specified to by means of a computer ( 10 ) from the actual -Speeds (N₁, N₂) of the coils ( 1 , 3 ) to obtain their target speeds (N _SHOULD ), characterized in that the mathematical-geometric mean (UMG) of the winding circumferences (U₁, U₃) from the radii (r₁, r₃, R₁, R₃) of the empty or full bobbins ( 1 , 3 ) and the speed ratio (V (t)) of the bobbin to be wound ( 1 ) to the bobbin to be unwound ( 3 ) and determined in the computer ( 10 ) by means of equation the setpoint speed (N _SET ) of the corresponding coil ( 1 ) or by means of the determined speed ratio (V (t)) of the coil to be unwound ( 3 ) to the outside winding coil ( 1 ), the set speed (N _set ) of the corresponding coil ( 3 ) is calculated and the associated drive ( 6 , 7 ) is supplied.

2. The method according to claim 1, wherein a desired band tension (F _band ) is predetermined, characterized in that by means of the corresponding speed ratio (V (t)) ² and the equation from it
a target-holding torque (M _S oll) for the corresponding one of the two coils (1, 3) is calculated and the associated drive (6, 7) is supplied.

3. A device for performing the method according to claim 1, characterized in that coils ( 1 , 3 ) for unwinding or winding up a tape ( 2 ) are provided, that drives ( 6 , 7 ) for driving the coils ( 1 , 3rd ) are arranged that measuring devices ( 8 , 9 ) for measuring the speeds (N₁, N₃) of the coils ( 1 , 3 ) and a computer ( 10 ) for calculating the mathematical geometric mean value from the circumferences of the tape ( 2 ) Coils ( 1 , 3 ) and for feeding a target speed (N _TARGET ) determined for one of the coils ( 1 , 3 ) and / or a target holding torque (M _TARGET ) determined for one of the coils ( 1 , 3 ) Control lines ( 11 , 12 ) is present.

4. The device according to claim 3, characterized in that the measuring device for measuring the speed is a speed encoder ( 8 , 9 ) or a tachometer.