JP2001031306A - ワインダの速度制御装置 - Google Patents

ワインダの速度制御装置

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JP2001031306A
JP2001031306A JP11211813A JP21181399A JP2001031306A JP 2001031306 A JP2001031306 A JP 2001031306A JP 11211813 A JP11211813 A JP 11211813A JP 21181399 A JP21181399 A JP 21181399A JP 2001031306 A JP2001031306 A JP 2001031306A
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JP
Japan
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speed
winding
acceleration
upper limit
range
Prior art date
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Pending
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JP11211813A
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English (en)
Inventor
Susumu Yamauchi
内 進 山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置に固有の共振振動の影響を低く抑えるこ
とにより、断紙のない、安全で高効率の操業を可能にす
るワインダの速度制御装置を提供する。 【解決手段】 ワインダの定常巻取速度を設定する速度
設定手段を有し、巻取開始時に始動から定常巻取速度ま
で増大する速度基準を発生するワインダの速度制御装置
において、ワインダの材料巻取量が機械の共振振動範囲
の上限を超えたことを判別する巻取量判別手段と、許容
される加速範囲に値の大きい第1の加速率と、この第1
の加速率よりも値の小さい第2の加速率とを記憶し、巻
取開始から巻取量判別手段によって共振振動範囲の上限
を超えたと判別されるまで、第2の加速率で増大し、共
振振動範囲の上限を超えたと判別されてから定常巻取速
度に到達するまで、第1の加速率で増大する速度基準を
発生する加減速率制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワインダの巻取速
度を制御するワインダの速度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ワインダは、抄紙機で作られた紙を約1
0000m前後の長さに巻き直す設備であり、その巻取
り最高速度は2000m/min以上にも達する。そこ
で、加減速率は略3m/min2という、かなり大きな
割合で加減速運転される。また、運転パターンは連続運
転ではなく、5分程度毎に一旦停止させるため、運転時
間に占める、速度が可変されている時間の割合は非常に
高い。
【0003】図5は従来のワインダの速度制御装置の構
成を示すブロック図である。同図において、速度設定手
段11は定常巻取速度Vs を設定するもので、その設定
値が速度基準制御手段21に加えられ、さらに、この速
度基準制御手段21の出力に応じて加減速率制御手段2
2が速度基準VREFを発生するようになっている。この
速度基準制御手段21及び加減速率制御手段22はシー
ケンサ20にその機能を持たせたものである。
【0004】ここで、速度基準制御手段21は外部から
与えられる運転指令及び停止指令と併せて、速度設定手
段11で設定された定常巻取速度Vsを加減速率制御手
段22に加える。加減速率制御手段22は運転指令が与
えられたとき、許容される加速範囲の上限に近い加速率
を以って速度基準VREFを増大させ、速度基準VREFが定
常巻取速度Vsに一致したとき速度基準VREFをVsに保
持し、停止指令が与えられたとき、許容される減速範囲
の上限に近い減速率を以って速度基準VREFを減少させ
る。
【0005】図6はこの関係を示す線図であり、横軸に
時間を、縦軸に速度をとった速度基準VREFの変化の状
態を示している。図6から明らかなように、運転指令が
与えられてから速度基準VREFは許容される加速範囲の
上限に近い一定の加速率で増大され、その大きさが速度
設定手段11によって設定された定常巻取速度Vs に到
達した時刻ts 以降、一定値Vs に保持される。なお、
減速状態は本発明に直接的に関係しないので、図6では
この部分を省略してある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ワインダを図6に示す
速度基準VREFに従って加速するに際し、運転開始直後
における材料巻取量、すなわち、標準の幅でその直径
が、例えば、300mm以下の場合には、加速範囲の途
中に、装置に固有の共振振動を引起こすことがあった。
この共振振動は巻取中の紙の張力変動を引き起こし、
「紙切れ」、すなわち、断紙を生ずることも少なくなか
った。
【0007】断紙となった場合には、紙が四方八方に飛
び散って、操業再開まで装置の長期停止を余儀なくされ
た。
【0008】また、抄紙機設備における上記の工程は昼
夜ノンストップで繰り返されるため、ワインダの長期停
止は紙の生産性に大きな影響を与えていた。
【0009】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、装置に固有の共振振動の影響を低く抑える
ことにより、断紙のない、安全で高効率の操業を可能に
するワインダの速度制御装置を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
ワインダの定常巻取速度を設定する速度設定手段を有
し、巻取開始時に始動から定常巻取速度まで増大する速
度基準を発生するワインダの速度制御装置において、ワ
インダの材料巻取量が機械の共振振動範囲の上限を超え
たことを判別する巻取量判別手段と、許容される加速範
囲における値の大きい第1の加速率と、この第1の加速
率よりも値の小さい第2の加速率とを記憶し、巻取開始
から巻取量判別手段によって共振振動範囲の上限を超え
たと判別されるまで、第2の加速率で増大し、共振振動
範囲の上限を超えたと判別されてから定常巻取速度に到
達するまで、第1の加速率で増大する速度基準を発生す
る加減速率制御手段と、を備えたことを特徴としてい
る。
【0011】請求項2に係る発明は、ワインダの定常巻
取速度を設定する速度設定手段を有し、巻取開始時に始
動から定常巻取速度まで増大する速度基準を発生するワ
インダの速度制御装置において、ワインダの材料巻取量
が機械の共振振動範囲の下限及び上限に到達したことを
判別する巻取量判別手段と、許容される加速範囲におけ
る値の大きい第1の加速率と、この第1の加速率よりも
値の小さい第2の加速率とを記憶し、巻取開始から巻取
量判別手段によって共振振動範囲の下限に到達したと判
別されるまで、第1の加速率で増大し、共振振動範囲で
は第2の加速率で増大し、共振振動範囲の上限を超えた
と判別されてから定常巻取速度に到達するまで、第1の
加速率で増大する速度基準を発生する加減速率制御手段
と、を備えたことを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する図1は本発明に係る
ワインダの速度制御装置の第1の実施形態の構成を示す
ブロック図である。図中、従来装置を示す図5と同一の
要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この
実施形態はワインダの材料巻取量が機械を共振振動させ
る範囲の上限を超えたことを判別する機能をシーケンサ
20に持たせ、この機能を巻取量判別手段23としたも
のである。加減速率制御手段22Aは運転指令が与えら
れてから定常巻取速度まで増大する速度基準VREFを発
生する。この場合、加減速率制御手段22Aは、許容さ
れる加速範囲における値の大きい第1の加速率と、この
第1の加速率よりも値の小さい第2の加速率とを記憶
し、巻取開始から巻取量判別手段23によって共振振動
範囲の上限を超えたと判別されるまで、第2の加速率で
増大し、共振振動範囲の上限を超えたと判別されてから
定常巻取速度に到達するまで、第1の加速率で増大する
速度基準を発生する構成になっている。
【0013】上記のように構成された第1の実施形態の
詳しい動作を以下に説明する。ワインダの共振振動は、
巻取量が比較的少なく、かつ、一定量であれば、ある一
定の速度で発生し、共振振動そのものを防止することは
難しい。ワインダで紙の巻取を開始してから定常巻取速
度に到達するまでの巻取量は比較的少なく、定常巻取速
度に到達する以前のある速度範囲で共振振動が起こる。
本実施形態はこの共振振動範囲での加速率を低く抑える
ことによって、共振振動に起因する悪影響、すなわち、
断紙を防止しようとするものである。
【0014】この場合、紙の幅が一定であれば、共振振
動が発生するワインダの速度範囲を巻取コイル径の範囲
に置換えることができる。そこで、実際の巻取コイル径
が共振振動範囲の上限速度に対応する値に到達するま
で、加速率を低く抑えることによって、共振振動に起因
する悪影響、すなわち、断紙を防止することができる。
図1に示した実施形態はこの考えに従ったものである。
【0015】ここで、巻取量判別手段23の処理動作
を、ブロック中に記載したフローチャートに従って説明
する。ステップ231で共振振動範囲の上限の巻取径DCRT
を設定する。ステップ232にて実際のコイル径DACTを検
出する。そして、ステップ233では実際のコイル径DACT
から共振振動範囲の上限の巻取径DCRTを減算し、その
直径差DD(=DACT−DCRT)を求める。ステップ234で
は直径差DDがゼロ以下か否かを判定し、ゼロ以下のと
き、すなわち、コイルの実巻取径DACTが共振振動範囲
の上限の巻取径DCRTを越えたとき、そのことを示す信
号を加減速率制御手段22Aに加える。
【0016】一方、加減速率制御手段22Aは許容され
る加速範囲における値の大きい第1の加速率β1と、こ
の第1の加速率β1よりも値の小さい第2の加速率β2と
を記憶しており、巻取量判別手段23から、コイルの実
巻取径DACTが共振振動範囲の上限の巻取径DCRTを越え
たことの判別信号が加えられるまで、第2の加速率β2
に従って増大する速度基準VREFを出力し、コイルの実
巻取径DACTが共振振動範囲の上限の巻取径DCRTを越え
たことの判別信号が加えられて以降、定常巻取速度に到
達するまで、第1の加速率β1に従って増大する速度基
準VREFを出力する。
【0017】図2はこの関係を示す線図であり、加減速
率制御手段22Aは起動指令が加えられた瞬間から、直
線Pに示すように、加速率β2で増大する速度基準VREF
を出力する。時刻trにてワインダが速度Vrに到達し、
この速度Vrを中心とするある範囲で共振振動するもの
とし、加減速率制御手段22Aは共振振動範囲の上限に
対応する時刻tCRT以降、定常巻取速度Vsに到達するま
で加速率β1で増大する速度基準VREFを出力する。
【0018】このように、ワインダの共振振動範囲の上
限速度を境とし、この上限速度よりも低い速度範囲では
緩やかな加速率β2を有する速度基準VREFで運転し、上
限速度よりも高い速度範囲では急な加速率β1を有する
速度基準VREFで運転することにより、装置に固有の共
振振動の影響を低く抑えることができ、断紙のない、安
全で高効率の操業が可能となる。
【0019】ところで、第1の実施形態では、ワインダ
の共振振動範囲の上限速度に到達するまで速度基準VRE
Fは緩やかに増大するため、巻取完了までの時間は長く
なる。この時間を短縮する一つの方法として、ワインダ
の共振振動範囲の下限速度まで急な加速率β1を有する
速度基準VREFで運転することが考えられる。
【0020】図3はこの考えに従った第2の実施形態の
構成を示すブロック図である。図中、図1と同一の要素
には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施
形態はワインダの材料巻取量が機械の共振振動範囲の下
限及び上限に到達したことを判別する巻取量判別手段2
4の機能をシーケンサ20に持たせ、加減速率制御手段
22Bが、巻取開始から共振振動範囲の下限に到達した
と判別されるまで、第1の加速率β1で増大し、共振振
動範囲では第2の加速率β2で増大し、共振振動範囲の
上限を超えたと判別されてから定常巻取速度Vsに到達
するまで、第1の加速率β1で増大する速度基準を発生
するように構成したものである。
【0021】ここで、巻取量判別手段24の処理動作
を、ブロック中に記載したフローチャートに従って説明
する。ステップ241で共振振動範囲の中心の巻取径DCEN
を設定する。ステップ242にて実際のコイル径DACTを検
出する。そして、ステップ243では実際のコイル径DACT
から共振振動範囲の中心の巻取径DCENを減算しその直
径差DD(=DACT−DCEN)を求める。ステップ244では
直径差DDの絶対値が共振振動範囲の半分に対応する設
定値α以上か否かを判定し、α以上のとき、共振振動範
囲外であることを示す信号を加減速率制御手段22Bに
加える。
【0022】図4は加減速率制御手段22から出力され
る速度基準VREFの時間変化を示す図であり、起動指令
が加えられた瞬間から、直線Rに示すように、加速率β
2で増大する速度基準VREFを出力する。時刻t1にてワ
インダが共振振動範囲の下限の速度に到達した時刻t1
から上限速度に到達する時刻tCRTまで、直線Sで示す
ように、加速率β2で増大する速度基準VREFを出力し、
時刻tCRT以降、定常巻取速度Vsに到達するまで、直線
Tに示すように、加速率β1で増大する速度基準VREFを
出力する。
【0023】かくして、図3に示した第2の実施形態に
おいても、装置に固有の共振振動の影響を低く抑えるこ
とができ、断紙のない、安全で高効率の操業が可能とな
る。また、第2の実施形態によれば、第1の実施形態よ
りも巻取完了までの時間を短縮することができるという
効果も得られる。
【0024】なお、上記実施形態では、装置の速度が共
振振動範囲にあるか否かを判定するために、巻取径を基
準にしたが、紙の幅が変化することを考慮して、幅と直
径の両方から巻取量を判別するようにしても良い。
【0025】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、装置に固有の共振振動の影響を低く抑え
ることにより、断紙のない、安全で高効率の操業を可能
にするワインダの速度制御装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るワインダの速度制御装置の第1の
実施形態の構成を示すブロック図。
【図2】図1に示した第1の実施形態の動作を説明する
ために、速度基準と時間との関係を示した線図。
【図3】本発明に係るワインダの速度制御装置の第2の
実施形態の構成を示すブロック図。
【図4】図3に示した第2の実施形態の動作を説明する
ために、速度基準と時間との関係を示した線図。
【図5】従来のワインダの速度制御装置の構成を示すブ
ロック図。
【図6】図5に示した装置の動作を説明するために、速
度基準と時間との関係を示した線図。
【符号の説明】
11 速度設定手段 20 シーケンサ 21 速度基準制御手段 22,22A,22B 加減速率制御手段 23,24 巻取量判別手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワインダの定常巻取速度を設定する速度設
    定手段を有し、巻取開始時に始動から前記定常巻取速度
    まで増大する速度基準を発生するワインダの速度制御装
    置において、 前記ワインダの材料巻取量が機械の共振振動範囲の上限
    を超えたことを判別する巻取量判別手段と、 許容される加速範囲における値の大きい第1の加速率
    と、この第1の加速率よりも値の小さい第2の加速率と
    を記憶し、巻取開始から前記巻取量判別手段によって共
    振振動範囲の上限を超えたと判別されるまで、前記第2
    の加速率で増大し、共振振動範囲の上限を超えたと判別
    されてから前記定常巻取速度に到達するまで、前記第1
    の加速率で増大する速度基準を発生する加減速率制御手
    段と、 を備えたことを特徴とするワインダの速度制御装置。
  2. 【請求項2】ワインダの定常巻取速度を設定する速度設
    定手段を有し、巻取開始時に始動から前記定常巻取速度
    まで増大する速度基準を発生するワインダの速度制御装
    置において、 前記ワインダの材料巻取量が機械の共振振動範囲の下限
    及び上限に到達したことを判別する巻取量判別手段と、 許容される加速範囲における値の大きい第1の加速率
    と、この第1の加速率よりも値の小さい第2の加速率と
    を記憶し、巻取開始から前記巻取量判別手段によって共
    振振動範囲の下限に到達したと判別されるまで、前記第
    1の加速率で増大し、共振振動範囲では前記第2の加速
    率で増大し、共振振動範囲の上限を超えたと判別されて
    から前記定常巻取速度に到達するまで、前記第1の加速
    率で増大する速度基準を発生する加減速率制御手段と、 を備えたことを特徴とするワインダの速度制御装置。
JP11211813A 1999-07-27 1999-07-27 ワインダの速度制御装置 Pending JP2001031306A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020203756A (ja) * 2019-06-17 2020-12-24 日本製紙株式会社 ワインダ装置の運転制御方法
JP2020203757A (ja) * 2019-06-17 2020-12-24 日本製紙株式会社 ワインダ装置の運転制御方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020203756A (ja) * 2019-06-17 2020-12-24 日本製紙株式会社 ワインダ装置の運転制御方法
JP2020203757A (ja) * 2019-06-17 2020-12-24 日本製紙株式会社 ワインダ装置の運転制御方法
JP7301614B2 (ja) 2019-06-17 2023-07-03 日本製紙株式会社 ワインダ装置の運転制御方法
JP7364361B2 (ja) 2019-06-17 2023-10-18 日本製紙株式会社 ワインダ装置の運転制御方法

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