JP2000255849A - 巻取装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転駆動装置でスプールを回転させながら紙
を巻取る際、回転駆動装置を正確にスプールに追従させ
て移動させる。 【解決手段】 回転駆動装置２３ａを移動させるシリン
ダ装置２４ａと、回転駆動装置２３ａの位置を検出する
位置検出装置４０ａと、回転駆動装置２３ａの駆動軸３
０に発生する力Ｗ２を検出する力検出装置４２ａと、ス
プール５の位置を検出する位置検出装置１９ａとが具備
され、力検出装置４２ａで検出された力と設定値とを第
１比較部で比較し、位置検出装置１９ａで検出されたス
プール５の位置と位置検出装置４０ａで検出された回転
駆動装置２３ａの位置とを第２比較部で比較し、第１比
較部で得られた第１偏差を増幅した偏差と第２比較部で
得られた第２偏差とを加算し、この偏差に基づいてシリ
ンダ装置２４ａを作動させることを繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば抄紙機より
送り出される紙等の被巻取物を巻き取る巻取装置の制御
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の巻取装置は、例えば特開
平９−２７８２３８号公報に記載されている。これによ
ると、スプールを左右一対のプライマリアーム（第１ア
ーム）で転動自在に保持してリールドラムに押圧接触さ
せ、カップリングを介してスプールの軸芯のいずれか片
端を片方のセンタ巻駆動部（回転駆動装置）に接続して
スプールを回転させ、紙をスプールとリールドラムとで
挟持しながらスプールに巻き付けていく。この際、スプ
ールに巻き付けられた紙の量が増加するのに従って、 Ａ：スプールをリールドラムの径方向に沿ってリールド
ラムから離れる方向へ移動させるとともに、 Ｂ：上記プライマリアームを横倒させて上記スプールを
リールドラムの周方向へ移動させる。

【０００３】そして、スプールに所定量の被巻取物が巻
き付けられると、スプールをプライマリアームから左右
一対のセカンダリアーム（第２アーム）へ渡し、セカン
ダリアームでスプールを前方から後方へ移動させながら
上記スプールで紙を巻き取っていく。尚、図１１に示す
ように、上記巻取り行程Ａにおけるスプール８０のリー
ルドラム８１の径方向への移動は、プライマリアーム８
２に取付けられた第１シリンダ装置８３によって行われ
る。また、上記のようにスプール８０がプライマリアー
ム８２からセカンダリアームへ移動するのに追従して、
上記左右いずれか片方のセンタ巻駆動部８４もスプール
８０に接続された状態で移動する。

【０００４】すなわち、両プライマリアーム８２の外側
にはそれぞれ、プライマリアーム８２と同方向に回動す
る枠体８５が設けられ、上記センタ巻駆動部８４は枠体
８５に支持案内されてリールドラム８１の径方向イへ移
動自在に設けられている。また、上記枠体８５には、セ
ンタ巻駆動部８４をリールドラム８１の径方向イへ移動
させる駆動部用シリンダ装置８６が設けられている。

【０００５】これによると、スプール８０はカップリン
グ８７を介して接続されているいずれか片方のセンタ巻
駆動部８４によって回転駆動され、紙８８を巻き取って
いく。上記スプール８０がプライマリアーム８２に保持
されている際、スプール８０に巻き取られる紙８８の量
が増加するに従って、スプール８０は、第１シリンダ装
置８３によって、リールドラム８１の径方向イに沿って
リールドラム８１から離れる方向ロへ移動される。

【０００６】この時、スプール８０に接続されているセ
ンタ巻駆動部８４が、駆動部用シリンダ装置８６によっ
て、上記スプール８０と同方向ロへ移動される。これに
より、片方のセンタ巻駆動部８４の回転駆動力が片方の
カップリング８７を介してスプール８０へ付与される。
この際、上記スプール８０は両第１シリンダ装置８３に
よって左右それぞれ均等な押付力Ｗ１でリールドラム８
１に押付けられ、これにより、スプール８０に巻き付け
られた紙８８の外周面は均等な線圧でリールドラム８１
の外周面に接触する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来形式では、上記片方のセンタ巻駆動部８４がスプール
８０に追従してリールドラム８１の径方向イに沿ってリ
ールドラム８１から離れる方向ロへ移動した場合、スプ
ール８０の位置に対して片方のセンタ巻駆動部８４の位
置が正確に追従しておれば、上記のようにスプール８０
に巻付けられた紙８８の外周面が均等な線圧でリールド
ラム８１の外周面に接触することになる。ところが、実
際には、スプール８０の移動に対して片方のセンタ巻駆
動部８４の追従に位置ずれが生じてしまい、図１１に示
すように、片方のセンタ巻駆動部８４の駆動軸８９に、
リールドラム８１の径方向の余分な力Ｗ２が発生した。

【０００８】このような余分な力Ｗ２の発生によって、
上記スプール８０の左右に作用する押付力Ｗ１のバラン
スが崩れ、図１１の矢印で示すように上記線圧Ｗ３が不
均等になって、スプール８０に巻き付けられた紙８８と
リールドラム８１との接触が片当り状態になってしまう
といった問題があった。本発明は、回転駆動装置を正確
にスプールに追従させて移動させながら巻取りを行う巻
取装置の制御方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本第１発明は、スプールを第１アームで転動自在に保
持してリールドラムに押圧接触させ、上記スプールの中
心軸に回転駆動装置の駆動軸を接続してスプールを回転
させ、被巻取物をスプールとリールドラムとで挟持しな
がらスプールに巻き付け、上記スプールに巻き付けられ
た被巻取物の量の増加に応じて、上記スプールをリール
ドラムの径方向と周方向へ移動させ、上記スプールに所
定量の被巻取物が巻き付けられると、スプールを第１ア
ームから第２アームへ渡し、この第２アームでスプール
を水平方向へ移動させながら上記スプールで被巻取物を
巻き取る巻取装置において、上記回転駆動装置をスプー
ルに追従してリールドラムの径方向へ移動させる移動装
置と、上記回転駆動装置の位置を検出する駆動装置用位
置検出装置と、上記回転駆動装置の駆動軸に発生するリ
ールドラムの径方向の力を検出する力検出装置と、上記
スプールの位置を検出するスプール用位置検出装置とが
巻取装置に具備され、上記力検出装置で検出された力と
指令された設定値とを第１比較部で比較するとともに、
上記スプール用位置検出装置で検出されたスプールの位
置と上記駆動装置用位置検出装置で検出された回転駆動
装置の位置とを第２比較部で比較し、上記第１比較部で
得られた第１偏差を増幅器で増幅し、上記増幅された第
１偏差と上記第２比較部で得られた第２偏差とを加えた
偏差に基づいて、調節部が移動装置を作動させることを
繰り返すものである。

【００１０】これによると、スプールに巻き付けられた
被巻取物の量の増加に応じて、スプールがリールドラム
の径方向へ移動し、これに追従して、回転駆動装置がス
プールと同方向へ移動する。この際、スプールの移動に
対して回転駆動装置の追従に位置ずれが生じると、回転
駆動装置の駆動軸に余分な力が発生し、この余分な力が
力検出装置で検出され、第１比較部で得られる第１偏差
が増加し、さらに、この偏差が増幅器によって増幅され
る。また、第２比較部で得られる第２偏差も増加し、こ
の第２偏差と上記増幅器によって増幅された第１偏差と
を加えた偏差が０に収束するように、調節部が移動装置
を作動させるため、スプールの位置に対して正確に追従
するように回転駆動装置の位置が補正される。

【００１１】また、本第２発明は、第１アームを起立姿
勢から横倒姿勢へ回動することによって、スプールをリ
ールドラムの周方向へ移動させ、上記第１アームの回動
に追従して、第１アームと同方向へ回転駆動装置と移動
装置とを一体に回動させ、上記第１アームが横倒姿勢の
状態で、スプールを第１アームから第２アームへ渡す巻
取装置において、増幅器の増幅比を増減可能とし、上記
スプールを第１アームで保持した状態で被巻取物を巻き
取っている際の増幅器の増幅比を、スプールを第２アー
ムへ渡した状態で被巻取物を巻き取っている際の増幅器
の増幅比よりも大きくするものである。

【００１２】これによると、スプールが第１アームで保
持された状態で被巻取物を巻き取っている際、第１アー
ムが起立姿勢から横倒姿勢へ回動することによって、ス
プールがリールドラムの周方向へ移動し、これに追従し
て、第１アームと同方向へ回転駆動装置と移動装置とが
一体に回動する。この時の回転駆動装置と移動装置との
回動によって、回転駆動装置と移動装置との姿勢が変化
し、その結果、移動装置にかかる負荷（回転駆動装置の
自重等）が急激に変化するため、移動装置の作動に誤差
が生じ易くなり、力検出装置で検出される検出値が微妙
に変動する。これに対して、増幅器の増幅比を大きくす
ることによって、第１比較部で得られる第１偏差がわず
かな値であっても、増幅器によって大きく増幅されるた
め、感度のよい制御が行える。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
１〜図１０に基づいて説明する。図４〜図６に示すよう
に、１は、抄紙機から送り出される紙３（被巻取物の一
例）を巻き取る巻取装置である。以下に、巻取装置１の
構成を説明する。

【００１４】上記巻取装置１は、紙３をリールドラム４
とスプール５とで挟持しながらスプール５に巻き付ける
形式のものである。上記リールドラム４はインバータモ
ータ（図示せず）によって回転駆動される。上記スプー
ル５は、リールドラム４の両側に配設された左右一対の
第１アーム６の遊端部間に回転自在に保持されており、
両第１アーム６が起立姿勢（図６の実線参照）から横倒
姿勢（図８参照）まで回動することによって、上記リー
ルドラム４の周方向ハに沿って移動し、両第１アーム６
から両第２アーム１７へ渡されて、水平に配置された左
右一対の支持レール１６で支持される。

【００１５】上記両第１アーム６には、スプール５の中
心軸７を受けかつガイドレール３９に案内されてリール
ドラム４の径方向イへ移動自在なスプール受台８と、こ
れらスプール受台８を移動させる第１アーム用シリンダ
装置９とが設けられている。したがって、上記両スプー
ル受台８が第１アーム用シリンダ装置９によって移動す
ることにより、スプール５がリールドラム４の径方向イ
へ移動する。

【００１６】また、上記スプール受台８には、開閉自在
なスプール押え１０と、このスプール押え１０を開閉さ
せる開閉用シリンダ装置１１とが設けられている。上記
スプール押え１０を開放した場合、上記スプール５はス
プール受台８から離脱可能となり、上記スプール押え１
０を閉じた場合、上記スプール５は脱落することなくス
プール受台８に装着される。

【００１７】図２に示すように、上記第１アーム６で保
持されたスプール５の上記径方向イにおける位置はスプ
ール用第１位置検出装置１９ａ，１９ｂによって検出さ
れる。すなわち、各スプール用第１位置検出装置１９
ａ，１９ｂは、エンコーダによって各第１アーム用シリ
ンダ装置９のピストンロッド４３の出退量を検出し、こ
の出退量に基づいて上記スプール５の中心軸７の位置を
求めるように構成されている。

【００１８】また、上記スプール５の中心軸７に作用す
るリールドラム４の径方向イの力Ｗ１はそれぞれスプー
ル用力検出装置４５ａ，４５ｂによって検出される。す
なわち、各スプール用力検出装置４５ａ，４５ｂは、ロ
ードセルによって上記各スプール受台８と各第１アーム
用シリンダ装置９のピストンロッド４３との結合部に作
用する力を検出し、検出された力に基づいて上記スプー
ル５の中心軸７に作用する力Ｗ１を求めるように構成さ
れている。

【００１９】図４，図５に示すように、上記両第１アー
ム６はアーム回動用サーボモータ１２によって回動され
る。すなわち、上記アーム回動用サーボモータ１２に連
動連結された駆動軸１３の両端には第１駆動ピニオン１
４が設けられ、これら両第１駆動ピニオン１４は各第１
アーム６の基端部に設けられた第１従動セクタギヤ１５
に歯合している。尚、上記両第１従動セクタギヤ１５は
上記リールドラム４と同軸に設けられている。

【００２０】図５，図８，図９に示すように、上記第２
アーム１７は、両支持レール１６で支持されたスプール
５を前後方向ニへ移動させるものであり、両支持レール
１６の外側方に左右一対設けられている。すなわち、上
記両第２アーム１７はそれぞれ、第２アーム用シリンダ
装置２９によって前後移動自在に構成されており、図９
に示すように両第１アーム６から両支持レール１６へ渡
されたスプール５をリールドラム４側（すなわち前方）
へ加圧する加圧レバー１７ａと、図１０に示すように両
支持レール１６に支持されて満巻状態になったスプール
５を後方へ押し出して上記リールドラム４から離間させ
る分離レバー１７ｂとを有している。

【００２１】上記第２アーム１７へ渡されて支持レール
１６で支持されたスプール５の上記径方向イ（この場
合、前後方向ニと同方向）における位置は、図３に示す
ように、スプール用第２位置検出装置２０ａ，２０ｂに
よって検出される。すなわち、各スプール用第２位置検
出装置２０ａ，２０ｂは、エンコーダによって各第２ア
ーム用シリンダ装置２９のピストンロッド４４の出退量
を検出し、この出退量に基づいて上記スプール５の中心
軸７の位置を求めるように構成されている。

【００２２】図４，図５，図７に示すように、上記両第
１アーム６の外側方には、第１アーム６と同方向へ回動
自在な支持アーム２１ａ，２１ｂが設けられている。こ
れら両支持アーム２１ａ，２１ｂにはそれぞれ、可動レ
ール２２に支持案内されてリールドラム４の径方向イへ
移動自在な可動フレーム２５ａ，２５ｂと、可動フレー
ム２５ａ，２５ｂに設けられた回転駆動装置２３ａ，２
３ｂと、上記可動フレーム２５ａ，２５ｂを上記径方向
イへ移動させる移動用シリンダ装置２４ａ，２４ｂ（移
動装置の一例）とが備えられている。上記回転駆動装置
２３ａ，２３ｂは、スプール５に回転駆動力を付与する
ものであり、サーボモータ２６ならびに減速機２７で構
成されている。また、上記各移動用シリンダ装置２４
ａ，２４ｂのピストンロッド４１の出退はそれぞれ制御
弁２８ａ，２８ｂ（図１，図２参照）によって制御され
ている。

【００２３】上記構成により、図７に示すように、各回
転駆動装置２３ａ，２３ｂは、各支持アーム２１ａ，２
１ｂの回動によってリールドラム４の周方向ハへ移動す
るとともに、移動用シリンダ装置２４ａ，２４ｂの作動
によって、可動フレーム２５ａ，２５ｂを介してリール
ドラム４の径方向イへ移動する。また、上記各回転駆動
装置２３ａ，２３ｂの径方向イにおける位置はそれぞれ
駆動装置用位置検出装置４０ａ，４０ｂ（図２参照）に
よって検出される。すなわち、各駆動装置用位置検出装
置４０ａ，４０ｂは、エンコーダによって各移動用シリ
ンダ装置２４ａ，２４ｂのピストンロッド４１の出退量
を検出し、この出退量に基づいて上記各回転駆動装置２
３ａ，２３ｂの減速機２７の駆動軸３０の位置を求める
ように構成されている。

【００２４】図２〜図４に示すように、上記スプール５
の中心軸７と各回転駆動装置２３ａ，２３ｂの減速機２
７の駆動軸３０とは接続用カップリング３１によって着
脱自在に接続される。また、図２，図３に示すように、
上記駆動軸３０に発生するリールドラム４の径方向イの
力Ｗ２はそれぞれ力検出装置４２ａ，４２ｂによって検
出される。すなわち、各力検出装置４２ａ，４２ｂは、
ロードセルによって上記各可動フレーム２５ａ，２５ｂ
と各移動用シリンダ装置２４ａ，２４ｂのピストンロッ
ド４１との結合部に作用する力を検出し、検出された力
に基づいて上記駆動軸３０に発生する力Ｗ２を求めるよ
うに構成されている。

【００２５】図４，図５，図７に示すように、上記両支
持アーム２１ａ，２１ｂはそれぞれ左右の駆動部回動用
サーボモータ３２ａ，３２ｂによって個別に回動され
る。すなわち、上記各駆動部回動用サーボモータ３２
ａ，３２ｂに連動連結された駆動軸３３の先端には第２
駆動ピニオン３４が設けられ、これら第２駆動ピニオン
３４は各支持アーム２１ａ，２１ｂの基端部に設けられ
た第２従動セクタギヤ３５にそれぞれ歯合している。
尚、上記両第２従動セクタギヤ３５は上記リールドラム
４と同軸に設けられている。

【００２６】また、図５，図７に示すように、上記支持
レール１６の外側方には、枠体３６によって水平に支持
された固定レール３７が並設されている。図７の仮想線
で示すように、上記支持アーム２１ａ，２１ｂが横倒姿
勢まで回動して各可動レール２２が水平になると、可動
レール２２は固定レール３７に連結する。上記巻取装置
１には、図１に示すように、上記スプール５の移動に追
従して上記回転駆動装置２３ａ，２３ｂを移動させるた
めの制御回路５０が具備されている。この制御回路５０
は以下のように構成されている。

【００２７】すなわち、上記力検出装置４２ａ，４２ｂ
で検出された力と指令された設定値５６とを比較する第
１比較部５１（減算器）と、上記スプール用第１および
第２位置検出装置１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂで検
出されたスプール５の位置と上記駆動装置用位置検出装
置４０ａ，４０ｂで検出された回転駆動装置２３ａ，２
３ｂの位置とを比較する第２比較部５２（減算器）と、
上記第１比較部５１で得られた第１偏差を増幅する増幅
器５３と、上記増幅器５３で増幅された第１偏差と上記
第２比較部５２で得られた第２偏差とを加える加算器５
４と、加算器５４で加算された偏差に基づいて移動用シ
リンダ装置２４ａ，２４ｂの制御弁２８ａ，２８ｂを制
御する調節部５５とが設けられている。

【００２８】尚、上記設定値５６はＷ×ｓｉｎθで示さ
れる値である。このうち、上記Ｗとは、図７に示すよう
に、回転駆動装置２３ａの重量＋可動フレーム２５ａの
重量（または回転駆動装置２３ｂの重量＋可動フレーム
２５ｂの重量）である。尚、上記回転駆動装置２３ａの
重量（または回転駆動装置２３ｂの重量）とは、サーボ
モータ２６の重量＋減速機２７の重量に相当する。ま
た、上記θは支持アーム２１ａ，２１ｂの傾斜角度であ
る。すなわち、上記設定値５６は一方の回転駆動装置２
３ａと可動フレーム２５ａ（または他方の回転駆動装置
２３ｂと可動フレーム２５ｂ）との合計重量の鉛直成分
に相当する。尚、上記傾斜角度θの値は左右の各駆動部
回動用サーボモータ３２ａ，３２ｂから求められる。

【００２９】図１に示すように、上記増幅器５３には、
乗算器が用いられ、第１比較部５１で得られた第１偏差
に定数を乗算して増幅するものである。尚、この増幅器
５３は、巻取装置１の運転中に、増幅比（すなわち上記
定数）を増減し得るように構成されている。また、上記
調節部５５は、加算器５４で加算された偏差が目的値
（＝０）に収束するように、上記制御弁２８に対して比
例積分微分動作（ＰＩＤ動作）を行うものである。

【００３０】以下、上記巻取装置１による紙３の巻取り
手順について説明する。 Ａ：図４〜図６に示すように、スプール５を両第１アー
ム６で保持してリールドラム４に押圧接触させ、左右い
ずれか一方の回転駆動装置２３ａの駆動軸３０を接続用
カップリング３１でスプール５の中心軸７に接続し、リ
ールドラム４を回転させるとともに上記一方の回転駆動
装置２３ａのサーボモータ２６を駆動させることによっ
て、スプール５を回転させる。これにより、紙３はリー
ルドラム４とスプール５とに挟持されながらスプール５
に巻き取られる。

【００３１】Ｂ：そして、スプール５に巻き取られた紙
３の径が増加するにしたがって、第１アーム用シリンダ
装置９のピストンロッド４３が伸長してスプール受台８
が移動し、図６に示すように、スプール５の軸心がリー
ルドラム４の軸心から径方向イに沿って離れる方向ロへ
移動する。 Ｃ：この際、図７に示すように、一方の移動用シリンダ
装置２４ａのピストンロッド４１が伸長して、一方の回
転駆動装置２３ａが一方の可動レール２２に案内されな
がら上記スプール５に追従して上記同方向ロへ移動す
る。このため、図４に示すように、接続用カップリング
３１を介して一方の回転駆動装置２３ａとスプール５と
は接続されたままとなり、以って、スプール５が一方の
回転駆動装置２３ａにより回転駆動される状態が維持さ
れる。

【００３２】Ｄ：さらに、アーム回動用サーボモータ１
２が駆動して、両第１アーム６が起立姿勢（図６の実
線）から横倒姿勢（図６の仮想線）へ後方に回動するこ
とによって、スプール５がリールドラム４の周方向ハに
沿って後方へ移動する。この際、一方の駆動部回動用サ
ーボモータ３２ａが駆動して、一方の支持アーム２１ａ
が、上記両第１アーム６の回動に追従して、起立姿勢
（図７の実線）から横倒姿勢（図７の仮想線）へ後方に
回動する。この一方の支持アーム２１ａの回動によっ
て、一方の回転駆動装置２３ａと移動用シリンダ装置２
４ａとが一体に回動するため、接続用カップリング３１
を介して一方の回転駆動装置２３ａとスプール５との接
続が維持される。

【００３３】Ｅ：所定量の紙３がスプール５で巻き取ら
れると、図８に示すように、上記両第１アーム６と一方
の支持アーム２１ａとが横倒位置に達する。この際、図
７の仮想線で示すように、横倒位置まで横倒した一方の
支持アーム２１ａの可動レール２２が一方の固定レール
３７に連結し、図８に示すように、スプール５が両支持
レール１６上に移載されて支持されるとともに、スプー
ル５の中心軸７の両端部が両第２アーム１７の前後一対
の加圧レバー１７ａと分離レバー１７ｂとの間にはまり
込んで保持され、さらに、開閉用シリンダ装置１１が作
動してスプール押え１０が開放される。これにより、ス
プール５が両第１アーム６から両第２アーム１７へ渡さ
れる。

【００３４】Ｆ：そして、図９に示すように、両第２ア
ーム１７は加圧レバー１７ａでスプール５をリールドラ
ム４側（すなわち前方）へ押圧しながら巻取りを続行
し、スプール５に巻き取られた紙３の径が増大するにし
たがって、第２アーム用シリンダ装置２９のピストンロ
ッド４４が伸長して第２アーム１７が後方へ移動する。
これにより、スプール５は、第２アーム１７と共に支持
レール１６上を後方へ水平移動し、両第１アーム６から
離脱する。この際、上記一方の移動用シリンダ装置２４
ａ（図７参照）のピストンロッド４１が伸長して一方の
回転駆動装置２３ａが一方の可動レール２２から一方の
固定レール３７へ移行し上記スプール５の移動に追従し
て移動するため、接続用カップリング３１を介して一方
の回転駆動装置２３ａとスプール５とは接続したままと
なり、引き続いて、スプール５が上記一方の駆動装置２
３ａによって回転駆動される状態が維持される。

【００３５】Ｇ：このようにして、先行のスプール５を
両第１アーム６から切り離した後、図３に示すように一
方の支持アーム２１ａと一方の駆動装置２３ａとを横倒
位置に残したまま、図９に示すように空の両第１アーム
６を逆方向へ回動して起立位置に復帰させる。そして、
後続の新しい空のスプール５を両第１アーム６間にセッ
トする。そして、反対側の他方の回転駆動装置２３ｂが
接続用カップリング３１を介して上記後続のスプール５
に接続され、後続のスプール５が上記他方の回転駆動装
置２３ｂによって回転駆動される。

【００３６】Ｈ：この間、図１０に示すように、上記先
行のスプール５が満巻状態になると、紙３が高速空気噴
射によって切断されるとともに吹き上げられて上記後続
のスプール５に自動的に巻き付けられ、上記後続のスプ
ール５に対して上記Ａ〜Ｆと同様な手順が繰り返され
る。尚、紙３を切断した後、満巻状態の先行のスプール
５は、両第２アーム１７の分離レバー１７ｂで後方へ押
し出されてリールドラム４の後方へ離間し、カップリン
グ３１を介して一方の回転駆動装置２３ａの駆動軸３０
から分離され、両支持レール１６上から次の作業工程の
箇所へ搬送される。

【００３７】上記Ａ〜Ｈの巻取り手順において、スプー
ル５の移動に追従させて回転駆動装置２３ａ，２３ｂを
移動させる際の制御方法を説明する。 上記巻取り手順Ａ〜Ｄを行っている場合、図１に示す
ように、増幅器５３の増幅比（すなわち乗算の定数）の
値をαに増大させる。そして、図２に示すように、一方
の力検出装置４２ａで検出された力と指令された設定値
５６（＝Ｗ×ｓｉｎθ）とを第１比較部５１で比較し、
第１比較部５１で得られた偏差を増幅器５３でα倍に増
幅する。また、一方のスプール用第１位置検出装置１９
ａで検出されたスプール５の中心軸７の位置と一方の駆
動装置用位置検出装置４０ａで検出された一方の回転駆
動装置２３ａの駆動軸３０の位置とを第２比較部５２で
比較する。

【００３８】そして、上記増幅器５３で増幅された第１
偏差と上記第２比較部５２で得られた第２偏差とを加算
器５４で加え、加えられた偏差に基づいて調節部５５
が、一方の制御弁２８ａに対してＰＩＤ動作を行う。こ
れにより、一方の移動用シリンダ装置２４ａが制御さ
れ、上記一方の力検出装置４２ａで検出された力が上記
第１比較部５１にフィードバックされるとともに、上記
一方の駆動装置用位置検出装置４０ａで検出された位置
が第２比較部５２へフィードバックされて繰り返し制御
される。

【００３９】この際、スプール５の移動に対して一方の
回転駆動装置２３ａが正確に追従移動しておれば、一方
の力検出装置４２ａで検出される力はＷ×ｓｉｎθ（＝
設定値５６）のみとなる。しかしながら、スプール５の
移動に対して一方の回転駆動装置２３ａの追従に位置ず
れが生じると、一方の回転駆動装置２３ａの駆動軸３０
に余分な力Ｗ２が発生し、この余分な力Ｗ２が一方の力
検出装置４２ａで検出されるため、一方の力検出装置４
２ａで検出される力は設定値５６（＝Ｗ×ｓｉｎθ）か
ら変動した値となる。これにより、第１比較部５１で得
られる第１偏差が増加し、さらに、この偏差が増幅器５
３によってα倍に増幅される。また、第２比較部５２で
得られる第２偏差も増加し、この第２偏差と上記増幅器
５３によって増幅された第１偏差とを加えた偏差が０に
収束するように、調節部５５がＰＩＤ動作を行うため、
スプール５の中心軸７の位置に対して正確に追従するよ
うに一方の回転駆動装置２３ａの駆動軸３０の位置が補
正される。

【００４０】また、上記巻取り手順Ｅにおいてスプー
ル５が両第１アーム６から両第２アーム１７へ渡され、
上記巻取り手順Ｆを行っている場合においても、上記制
御方法と同様な制御が行われるのであるが、この際、
図３に示すように、スプール５は第２アーム１７側へ渡
されているため、スプール５の中心軸７の位置は一方の
スプール用第２位置検出装置２０ａで検出される。尚、
この際、増幅器５３の増幅比（すなわち定数）の値をα
からβへ減小させておく（すなわちα＞β）。

【００４１】さらに、上記巻取り手順Ｇを行っている
場合においても、上記制御方法と同様な制御で、他方
の回転駆動装置２３ｂを後続のスプール５に追従させて
移動させている。この際、後続のスプール５には上記他
方の回転駆動装置２３ｂが接続されているため、後続の
スプール５の移動に対して他方の回転駆動装置２３ｂの
追従に位置ずれが生じた場合、他方の回転駆動装置２３
ｂの駆動軸３０に余分な力Ｗ２が発生し、この余分な力
Ｗ２は他方の力検出装置４２ｂで検出される。これによ
り、上記他方の力検出装置４２ｂで検出される力は設定
値５６（＝Ｗ×ｓｉｎθ）から変動した値となる。ま
た、後続のスプール５の中心軸７の位置は他方のスプー
ル用第１位置検出装置１９ｂで検出され、他方の回転駆
動装置２３ｂの位置は他方の駆動装置用位置検出装置４
０ｂで検出される。尚、この際、調節部５５は他方の制
御弁２８ｂに対してＰＩＤ動作を行い、これにより、他
方の移動用シリンダ装置２４ｂが制御される。

【００４２】そして、上記後続のスプール５が第１アー
ム６から第２アーム１７へ渡された場合には、スプール
５の中心軸７の位置は他方のスプール用第２位置検出装
置２０ｂで検出される。このように、第１比較部５１で
得られる力の偏差と第２比較部５２で得られる位置の偏
差との両方を用いて各移動用シリンダ装置２４ａ，２４
ｂをそれぞれ制御しているため、上記第２比較部５２で
得られる位置の偏差のみを用いた場合に比べて、高精度
で上記移動用シリンダ装置２４ａ，２４ｂを制御するこ
とができ、その結果、スプール５に対して回転駆動装置
２３ａ，２３ｂを正確に追従させることができる。これ
により、図２，図３に示すように、スプール５の左右に
作用するリールドラム４側への押付力Ｗ１のバランスが
保たれ、スプール５に巻き付けられた紙３の外周面が均
等な線圧Ｗ３でリールドラム４の外周面に接触する。し
たがって、スプール５に巻き付けられた紙３とリールド
ラム４との接触が片当り状態になるといった問題は解決
される。

【００４３】また、上記巻取り手順Ｄにおいては、支持
アーム２１ａの回動と共に回転駆動装置２３ａと移動用
シリンダ装置２４ａとが一体に回動するため、これら回
転駆動装置２３ａと移動用シリンダ装置２４ａとの姿勢
が大きく変化し、その結果、移動用シリンダ装置２４ａ
にかかる負荷（回転駆動装置２３ａの自重等）が急激に
変化する。このため、移動用シリンダ装置２４ａの作動
に誤差が生じ易くなり、上記制御方法において、一方
の力検出装置４２ａで検出される検出値が微妙に変動す
る。これに対して、増幅器５３の増幅比の値αを上記制
御方法における値βよりも大きくすることによって、
第１比較部５１で得られる第１偏差がわずかな値であっ
ても、増幅器５３によって大きく増幅されるため、力検
出に基づいた制御を主体とした感度のよい制御が行え
る。

【００４４】また、その後の巻取り手順Ｅ〜Ｈにおいて
は、上記回転駆動装置２３ａと移動用シリンダ装置２４
ａとは横倒姿勢のままであるため、移動用シリンダ装置
２４ａにかかる負荷はほぼ一定となる。これにより、制
御方法において、増幅器５３の増幅比の値をαからβ
へ減少して、位置検出に基づいた制御を主体にすること
ができる。

【００４５】上記実施の形態では、被巻取物の一例とし
て紙３を挙げたが、ウェブや薄膜状のビニール等であっ
てもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１比較
部で得られる力の偏差と第２比較部で得られる位置の偏
差との両方を用いて移動装置を制御しているため、上記
第２比較部で得られる位置の偏差のみを用いた場合に比
べて、高精度で上記移動装置を制御することができ、そ
の結果、スプールに対して回転駆動装置を正確に追従さ
せることができる。これにより、スプールの左右に作用
するリールドラム側への押付力のバランスが保たれ、ス
プールに巻き付けられた被巻取物とリールドラムとの接
触が片当り状態になるといった問題は解決される。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の実施の形態における巻取装置の制御回
路の図である。

【図2】同、巻取装置に設けられた各種検出装置を示す
概略正面図である。

【図3】同、巻取装置に設けられた各種検出装置を示す
概略平面図である。

【図4】同、巻取装置の正面図である。

【図5】同、巻取装置の平面図である。

【図6】同、巻取装置のスプールで紙を巻取る手順を説
明する側面図であり、図４におけるＸ−Ｘ矢視図に相当
し、第１アームが起立姿勢にある状態を示す。

【図7】図４におけるＹ−Ｙ矢視図である。

【図8】同、巻取装置のスプールで紙を巻取る手順を説
明する側面図であり、第１アームが横倒姿勢に達した状
態を示す。

【図9】同、巻取装置のスプールで紙を巻取る手順を説
明する側面図であり、先行のスプールが支持レール上に
渡されて紙を巻取るとともに、第１アームが起立姿勢へ
復帰して新しいスプールがセットされた状態を示す。

【図10】同、巻取装置のスプールで紙を巻取る手順を説
明する側面図であり、先行のスプールが満巻状態となっ
て支持レールの後端部まで達した状態を示す。

【図11】従来の巻取装置の概略正面図である。

【符号の説明】

１ 巻取装置 ３ 紙（被巻取物） ４ リールドラム ５ スプール ６ 第１アーム ７ 中心軸 １７ 第２アーム １９ａ，１９ｂ スプール用第１位置検出装置 ２０ａ，２０ｂ スプール用第２位置検出装置 ２３ａ，２３ｂ 回転駆動装置 ２４ａ，２４ｂ 移動用シリンダ装置（移動装置） ３０ 駆動軸 ４０ａ，４０ｂ 駆動装置用位置検出装置 ４２ａ，４２ｂ 力検出装置 ５１ 第１比較部 ５２ 第２比較部 ５３ 増幅器 ５５ 調節部 ５６ 設定値 イ 径方向 ハ 周方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 紳司 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 下田 洋敏 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 近藤 之克 埼玉県川口市元郷１丁目１番27号 日立造 船富岡機械株式会社内 (72)発明者 廿野 秀典 埼玉県川口市元郷１丁目１番27号 日立造 船富岡機械株式会社内 Ｆターム(参考） 3F055 AA01 BA21 CA01 DA01 DA12 EA01 EA06 EA08 EA11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】 スプールを第１アームで転動自在に保持
   してリールドラムに押圧接触させ、上記スプールの中心
   軸に回転駆動装置の駆動軸を接続してスプールを回転さ
   せ、被巻取物をスプールとリールドラムとで挟持しなが
   らスプールに巻き付け、上記スプールに巻き付けられた
   被巻取物の量の増加に応じて、上記スプールをリールド
   ラムの径方向と周方向へ移動させ、上記スプールに所定
   量の被巻取物が巻き付けられると、スプールを第１アー
   ムから第２アームへ渡し、この第２アームでスプールを
   水平方向へ移動させながら上記スプールで被巻取物を巻
   き取る巻取装置において、上記回転駆動装置をスプール
   に追従してリールドラムの径方向へ移動させる移動装置
   と、上記回転駆動装置の位置を検出する駆動装置用位置
   検出装置と、上記回転駆動装置の駆動軸に発生するリー
   ルドラムの径方向の力を検出する力検出装置と、上記ス
   プールの位置を検出するスプール用位置検出装置とが巻
   取装置に具備され、上記力検出装置で検出された力と指
   令された設定値とを第１比較部で比較するとともに、上
   記スプール用位置検出装置で検出されたスプールの位置
   と上記駆動装置用位置検出装置で検出された回転駆動装
   置の位置とを第２比較部で比較し、上記第１比較部で得
   られた第１偏差を増幅器で増幅し、上記増幅された第１
   偏差と上記第２比較部で得られた第２偏差とを加えた偏
   差に基づいて、調節部が移動装置を作動させることを繰
   り返すことを特徴とする巻取装置の制御方法。
2. 【請求項2】 第１アームを起立姿勢から横倒姿勢へ
   回動することによって、スプールをリールドラムの周方
   向へ移動させ、上記第１アームの回動に追従して、第１
   アームと同方向へ回転駆動装置と移動装置とを一体に回
   動させ、上記第１アームが横倒姿勢の状態で、スプール
   を第１アームから第２アームへ渡す巻取装置において、
   増幅器の増幅比を増減可能とし、上記スプールを第１ア
   ームで保持した状態で被巻取物を巻き取っている際の増
   幅器の増幅比を、スプールを第２アームへ渡した状態で
   被巻取物を巻き取っている際の増幅器の増幅比よりも大
   きくすることを特徴とする請求項１記載の巻取装置の制
   御方法。