JP2002302312A - Take-up controller - Google Patents

Take-up controller

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JP2002302312A
JP2002302312A JP2001106232A JP2001106232A JP2002302312A JP 2002302312 A JP2002302312 A JP 2002302312A JP 2001106232 A JP2001106232 A JP 2001106232A JP 2001106232 A JP2001106232 A JP 2001106232A JP 2002302312 A JP2002302312 A JP 2002302312A
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JP
Japan
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torque
drivable
winding
speed
load torque
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Application number
JP2001106232A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Shibata
光博 芝田
Toshiyuki Yuasa
理之 湯浅
Nobuyuki Iizuka
伸行 飯塚
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Toshiba GE Automation Systems Corp
Original Assignee
Toshiba GE Automation Systems Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba GE Automation Systems Corp filed Critical Toshiba GE Automation Systems Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize the extension of an operation cycle time while inhibiting the increase of a capacity of a driving device. SOLUTION: The load torque τM required to the driving device in accordance with a rotating speed is calculated by adding the torque for acceleration and deceleration and the torque for tension by an adder 111 during the operation, and the drivable torque corresponding to the rotating speed of the driving device is operated by a rewinding drivable torque operating circuit 113. The rewinding driving load torque τM and the rewinding drivable torque τD are compared by a rewindable torque allowance operating part 112 to calculate the torque allowance, and a speed change rate is determined in accordance with the torque allowance by a speed change rate allowance operating circuit 114 so that the unwinding driving load torque τM is not over the rewinding drivable torque τD at all times.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、巻取装置の巻取動
作を制御する巻取制御装置に関する。
The present invention relates to a winding control device for controlling a winding operation of a winding device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、紙の巻取装置の構成を示す図で
ある。巻取ロール2に巻かれた紙を所定の張力Tを保ち
ながら巻戻ロール1に巻き戻して必要な処理を施し、再
度巻取ロール2に巻き取るようになっている。巻取ロー
ル2は、その表面がリアドラム4、フロントドラム5、
ライダーロール6のそれぞれの表面に押し当てられてお
り、リアドラム4、フロントドラム5、ライダーロール
6がそれぞれ駆動することによって、その駆動力が表面
に伝達されて回転するようになっている。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a paper winding device. The paper wound on the winding roll 2 is rewound on the rewinding roll 1 while maintaining a predetermined tension T, performs necessary processing, and is wound on the winding roll 2 again. The take-up roll 2 has a rear drum 4, a front drum 5,
It is pressed against each surface of the rider roll 6, and when the rear drum 4, the front drum 5, and the rider roll 6 are respectively driven, the driving force is transmitted to the surface and rotates.

【0003】巻戻ロール1の巻戻軸3には巻戻電動機7
により駆動力が伝達され、巻戻電動機7は駆動相違11
によって駆動される。また、リアドラム4の軸にはリア
ドラム電動機8により駆動力が伝達され、リアドラム電
動機7は駆動装置12によって駆動される。フロントド
ラム9の軸にはフロントドラム電動機9により駆動力が
伝達され、フロントドラム電動機9は駆動装置13によ
って駆動される。
A rewind motor 7 is mounted on the rewind shaft 3 of the rewind roll 1.
The driving force is transmitted by the motor, and the rewinding motor 7
Driven by A driving force is transmitted to the shaft of the rear drum 4 by a rear drum motor 8, and the rear drum motor 7 is driven by a driving device 12. A driving force is transmitted to the shaft of the front drum 9 by a front drum motor 9, and the front drum motor 9 is driven by a driving device 13.

【0004】巻取ロール2により紙を巻き取る場合、巻
き取りをしていくにしたがって巻戻ロール1の巻戻径d
が減少する。紙の張力Tおよび巻取速度v(走行速度)
を一定とすれば、巻戻径dの減少に伴い、巻戻ロール1
の回転速度が速くなり、駆動装置11に要求される負荷
トルクは小さくなる。
When the paper is taken up by the take-up roll 2, the rewind diameter d of the rewind roll 1 increases as the take-up takes place.
Decrease. Paper tension T and winding speed v (running speed)
Is constant, the rewind roll 1 is reduced with the decrease in the rewind diameter d.
, The load torque required for the driving device 11 decreases.

【0005】図7は、紙の巻取装置の従来の運転パター
ンの一例を示す図である。紙の巻取装置では、一般に1
本の巻戻ロール1から複数の製品使用寸法のロールを巻
き取るため、同図の最上段に示す巻取速度vの運転パタ
ーンのように、加速、一定速、減速を繰り返す運転とし
ている。ここで、m本目のロールを巻き取る運転サイク
ルを”m卸(m おろし)”と呼ぶことにする。また、
規格長さの巻取ロールとするために、巻取速度vの時間
積分が設定値となるように巻取速度パターンを制御して
いる。この制御を”定尺制御”と呼ぶことにする。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional operation pattern of a paper winding device. In paper winding devices, generally 1
In order to wind up a roll having a plurality of product use dimensions from the rewind roll 1, the operation is such that the acceleration, the constant speed, and the deceleration are repeated as in the operation pattern of the winding speed v shown at the top of the figure. Here, the operation cycle in which the m-th roll is wound is referred to as “m wholesaler (m wholesaler)”. Also,
The winding speed pattern is controlled so that the time integral of the winding speed v becomes a set value so that the winding roll has a standard length. This control will be referred to as “standard-size control”.

【0006】図7には、巻取速度vの下段に、巻取速度
パターンを各卸で同一とした場合の巻戻ロール1の巻戻
径d、巻戻回転速度n、負荷が駆動装置11に要求する
巻戻負荷トルクτ、駆動装置11の巻戻駆動可能トル
クτの変化をそれぞれ示している。同図に示すよう
に、巻戻径dの減少に伴い、巻戻回転速度nは速くな
り、巻戻負荷トルクτ(の絶対値)は卸毎に小さくな
っていく。
In FIG. 7, the lower part of the take-up speed v shows the rewind diameter d, the rewind rotational speed n, and the load of the rewind roll 1 when the take-up speed pattern is the same for each wholesaler. Of the rewinding load torque τ M and the rewinding drivable torque τ D of the driving device 11 are shown. As shown in the figure, as the unwinding diameter d decreases, the unwinding rotation speed n increases, and the rewinding load torque τ M (the absolute value of) decreases every wholesale.

【0007】巻戻負荷トルクτは、巻戻径dが最大の
ときの減速中、すなわち1卸における減速中で最大とな
る。これは、同一張力の条件下では、トルクが巻戻径に
比例することと(式(1)参照)、減速分のトルクが巻
戻径の4乗比例の慣性モーメントに比例すること(式
(2)参照)、かつ両者が同一方向に作用することによ
るためである。
The rewind load torque τ M becomes maximum during deceleration when the rewind diameter d is the maximum, that is, during deceleration in one wholesaler. This is because, under the same tension, the torque is proportional to the unwinding diameter (see equation (1)), and the deceleration torque is proportional to the inertia moment in the fourth power of the unwinding diameter (formula (1)). 2)) and both act in the same direction.

【0008】τ=T×d/2 …(1) ここに、τ:トルク[N・m]、T:張力[N]、d:紙ロ
ール外径(直径)[m]である。
Τ = T × d / 2 (1) where τ: torque [N · m], T: tension [N], and d: paper roll outer diameter (diameter) [m].

【0009】 J=(1/32)×π×L×ρ×(d−D ) …(2) ここに、J:紙ロールの慣性モーメント[kg・m]、
π:円周率、L:紙幅[m]、ρ:紙密度[kg/m]、
d: 紙ロール外径(直径)[m]、D:紙ロール内径
(直径)[m]である。
[0009] J = (1/32) × π × L × ρ × (d 4 -D S 4) ... (2) Here, J: inertia moment of the paper roll [kg · m 2],
π: Pi, L: Paper width [m], ρ: Paper density [kg / m 3 ],
d: Paper roll outer diameter (diameter) [m], D S: a paper roll inside diameter (diameter) [m].

【0010】駆動装置11の巻戻駆動可能トルクτ
は、交流電動機をインバータで駆動する場合、以下に
説明するように低速回転域で大きく低減される特性であ
る。
[0010] Rewindable torque τ of the driving device 11
D is a characteristic that is greatly reduced in a low-speed rotation range as described below when the AC motor is driven by the inverter.

【0011】図8は、駆動装置11の回路構成の一例を
示す図である。同図の駆動装置11は、直流電源20を
6アームの半導体スイッチ21a〜21fから成るイン
バータで交流可変電圧・可変周波電源に変換し、交流電
動機である巻戻電動機7を可変速駆動するようになって
いる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a circuit configuration of the driving device 11. The drive device 11 shown in FIG. 1 converts a DC power supply 20 into an AC variable voltage / variable frequency power supply using an inverter including six-arm semiconductor switches 21a to 21f, and drives the rewind motor 7 as an AC motor at a variable speed. Has become.

【0012】このようなインバータを用いた駆動装置1
1において直流に近い低周波出力をする場合は、6アー
ムの半導体スイッチのうち、主に2アームのみがスイッ
チング動作を行うので、発熱・温度上昇がこの2アーム
に集中してしまう。このため、駆動装置11の許容通電
電流は、図9に示すように0[Hz](=直流)を中心
とする低周波域、すなわち低速回転域で低減せざるを得
ない。なお、同図において、縦軸上のIOLは短時間過
負荷許容電流、Iは連続定格電流、ILFは低周波許
容電流であり、横軸上のFは電流低周波数、Fは電
流低域開始周波数である。
Driving device 1 using such an inverter
When a low-frequency output close to DC is output in 1, since only two arms of the six-arm semiconductor switch mainly perform switching operations, heat generation and temperature rise concentrate on these two arms. For this reason, as shown in FIG. 9, the permissible energizing current of the driving device 11 must be reduced in a low frequency region around 0 [Hz] (= DC), that is, in a low speed rotation region. In the figure, I OL on the vertical axis short overload permissible current, I N continuous rated current, I LF is a low-frequency allowable current, F 1 on the horizontal axis is current, low frequency, F 2 Is the current low frequency start frequency.

【0013】広くインバータ駆動に使用されている誘導
電動機においても、電流の大きい領域では1次電流とト
ルクとがほぼ比例関係となるので、許容通電電流と同様
に駆動可能トルクも低速回転域で低減が必要となる。
Even in an induction motor widely used for inverter driving, the primary current and the torque have a substantially proportional relationship in a region where the current is large, so that the drivable torque is reduced in the low-speed rotation region as well as the allowable conduction current. Is required.

【0014】実際の運転では、図7に示すように駆動装
置11の巻戻駆動可能トルクτ(の絶対値)が、低速
回転域では低減能力値τDLFにまで低減されることと
なる。この点を踏まえた上で、全ての運転域で(巻戻駆
動可能トルクτ)≧(巻戻負荷トルクτ)となるよ
うな容量を備えた駆動装置を適用する必要がある。な
お、巻戻駆動可能トルクτおよび巻戻負荷トルクτ
はそれぞれ絶対値で比較するものとする。
In actual operation, as shown in FIG. 7, the rewindable torque τ D (absolute value) of the drive device 11 is reduced to the reduction capability value τ DLF in the low-speed rotation range. In consideration of this point, it is necessary to apply a drive device having a capacity such that (rewindable drive torque τ D ) ≧ (rewind load torque τ M ) in all operation ranges. Note that the rewind driveable torque τ D and the rewind load torque τ M
Are compared by absolute values.

【0015】図10は、巻戻径変化による巻戻回転速度
と巻戻トルクとの関係を補足説明するための図である。
ここで、巻取運転中の基底回転速度N〜最高回転速度
の範囲では、トルク特性は、過負荷定格トルクτ
MOLに示すように一般に定出力特性となる(トルクは
逓減特性となる)。これは、前述した式(1)の関係を
有効に利用するためである。
FIG. 10 is a diagram for supplementarily explaining the relationship between the rewind rotational speed and the rewind torque due to the change in the rewind diameter.
Here, the range of the base rotational speed N B ~ maximum rotational speed N T during the winding operation, the torque characteristics are, overload rated torque τ
Generally, as shown in MOL , the output characteristic is constant (torque gradually decreases). This is to effectively use the relationship of the above-described equation (1).

【0016】巻戻負荷トルクτの内訳は、機械損失ト
ルクを省略すると加減速分トルクτ (減速分トルク又
は加速分トルク)と張力分トルクτとの代数和とな
る。張力分トルクτが径比例となるのに対して、加減
速分トルクτは径の4乗比例となるため、図示のよう
に、巻戻負荷トルクτは、トルク低減特性以上に低速
回転域で大きな負荷トルクを要求する特性となる。同図
は、巻戻径dが所定値d1〜最小値Dの範囲では必要
なトルクを満足しているが、最大値dmax〜d1の範囲で
はトルク不足となっている例であり、この状態では運転
に不都合が生じてしまう。
Rewind load torque τMBreakdown of mechanical loss
If torque is omitted, acceleration / deceleration torque τ d(Deceleration torque
Is the acceleration torque) and the tension torque τTAlgebraic sum with
You. Tension component torque τTIs proportional to the diameter,
Speed torque τdIs proportional to the fourth power of the diameter.
And the rewind load torque τMIs slower than torque reduction characteristics
The characteristic requires a large load torque in the rotation range. Same figure
Means that the rewind diameter d is between a predetermined value d1 and a minimum value DSRequired in the range
Satisfies the maximum torque, but in the range of the maximum value dmax to d1
Is an example of insufficient torque.
Causes inconvenience.

【0017】このため、駆動装置11では、過負荷定格
トルクτMOLを全運転域で巻戻負荷トルクτ以上と
する必要があり、かつ低速回転域での低減能力値τ
DLFを考慮して巻戻駆動可能トルクτに十分大きな
容量を適用する必要があった。以上により、一定巻取速
度パターンで運転した場合について説明した。
For this reason, in the drive device 11, the overload rated torque τ MOL needs to be equal to or more than the rewind load torque τ M in the entire operation range, and the reduction capability value τ M in the low speed rotation range is required.
It was necessary to apply a sufficiently large capacity to the rewind driveable torque τ D in consideration of DLF . As described above, the case where the operation is performed with the constant winding speed pattern has been described.

【0018】図11は、紙の巻取装置の従来の別の運転
パターンの一例を示す図である。図7と対比して分かる
ように、巻戻径dの大きな範囲(1卸、2卸)での減速
時間を長く、すなわち速度変化率を低減するように設定
しておき、巻戻負荷トルクτ のピーク値を低減してい
る。この巻戻径dに応じた減速時間の設定例を図12に
示す。駆動トルク不足となる巻戻径dmax〜d1の範囲で
減速時間を長くする設定とし、トルク不足を回避してい
る。なお、前述したように、加減速分トルクτ は巻戻
径変化の4乗比例となるため、巻戻径dの減少に伴い減
速時間は短縮可能である。
FIG. 11 shows another conventional operation of the paper winding device.
It is a figure showing an example of a pattern. It can be understood in comparison with FIG.
Thus, deceleration in the large range of rewind diameter d (1 wholesale, 2 wholesale)
Set to increase the time, that is, to reduce the speed change rate
The rewind load torque τ MThe peak value of
You. FIG. 12 shows an example of setting the deceleration time according to the rewind diameter d.
Show. In the range of unwinding diameter dmax to d1 where the driving torque is insufficient
Set a longer deceleration time to avoid torque shortage.
You. As described above, the acceleration / deceleration torque τ dIs rewind
Since it is proportional to the fourth power of the diameter change, it decreases as the rewind diameter d decreases.
Speed time can be reduced.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の技術においては、次のような問題があった。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0020】(1)各運転サイクルで減速時間を一定と
した場合 図7に示したように、巻戻径dが大きい範囲(1卸)の
低速回転域での巻戻負荷トルクτのピーク値が大きい
ため、この低速回転域でも駆動可能トルクτが巻戻負
荷トルクτのピーク値以上となるような容量を備えた
駆動装置を選定しなければならず、駆動装置外形が大き
くなると共に高価なシステムとならざるを得なかった。
[0020] (1) the peak of the rewinding load torque tau M in the low-speed rotation range of, as shown if Figure 7 that a constant deceleration time in each operating cycle, the winding Modo径d is large range (1 Wholesale) Since the value is large, it is necessary to select a driving device having a capacity such that the drivable torque τ D is equal to or more than the peak value of the rewinding load torque τ M even in this low-speed rotation region, and the driving device outer shape becomes large. Along with this, it had to be an expensive system.

【0021】(2)巻戻径dに応じて減速時間を調整す
る場合 図11に示したように、巻戻径dが大きい範囲では減速
時間を長く設定しておくことで、減速時の巻戻負荷トル
クτのピーク値を平準化し、上記(1)に比較して駆
動装置の容量を低減することができる。しかし、減速時
間を予め長く設定しておくことは、運転サイクル時間の
増大を招き、操業率を著しく低下させてしまう欠点があ
った。
(2) Adjusting the deceleration time according to the unwinding diameter d As shown in FIG. 11, by setting the deceleration time to be long in the range where the unwinding diameter d is large, the winding during deceleration can be performed. The peak value of the return load torque τ M is leveled, and the capacity of the drive device can be reduced as compared with the above (1). However, setting a long deceleration time in advance has a disadvantage that the operation cycle time is increased and the operation rate is significantly reduced.

【0022】本発明は上記に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、低速回転域でのトルク低
減特性がある場合であっても、駆動装置の容量の増大を
低減し、かつ運転サイクル時間の増長を最小限に留める
ことのできる巻取制御装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to reduce an increase in the capacity of a drive device even when there is a torque reduction characteristic in a low speed rotation range, and An object of the present invention is to provide a winding control device capable of minimizing an increase in operation cycle time.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の本発明に係る巻取制御装置は、円柱
状に巻かれた材料を駆動装置によって所定の張力を保ち
ながら巻き戻したあと再度巻き取る巻取装置の巻取動作
を制御する巻取制御装置において、駆動装置に要求され
る負荷トルクおよび駆動装置の駆動可能トルクを演算す
る演算手段と、負荷トルクおよび駆動可能トルクに基づ
いて速度変化率を設定する設定手段と、を有することを
特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a winding control device for rewinding a cylindrically wound material while maintaining a predetermined tension by a driving device. A winding control device that controls a winding operation of the winding device that winds again and then calculates a load torque required for the driving device and a drivable torque of the driving device; Setting means for setting a speed change rate based on the setting.

【0024】本発明にあっては、運転設定および運転パ
ターンに応じて駆動装置に要求される負荷トルク、およ
び駆動装置の回転速度に対応した駆動可能トルクを演算
し、負荷トルクおよび駆動可能トルクに基づいて速度変
化率を設定するようにしたことで、回転速度に応じて加
速、減速時の速度変化率が可変制御されるので、最も効
率的な運転パターンが与えられ、最適な運転を実現でき
るようにしている。
According to the present invention, a load torque required for the drive unit and a drivable torque corresponding to the rotation speed of the drive unit are calculated according to the operation setting and the operation pattern, and the load torque and the drivable torque are calculated. By setting the speed change rate based on the speed, the speed change rate at the time of acceleration and deceleration is variably controlled according to the rotation speed, so that the most efficient operation pattern is given, and optimum operation can be realized. Like that.

【0025】請求項2記載の本発明に係る巻取制御装置
は、円柱状に巻かれた材料を駆動装置によって所定の張
力を保ちながら巻き戻したあと再度巻き取る巻取装置の
巻取動作を制御する巻取制御装置において、材料の回転
速度を検出する検出手段と、材料径を演算する径演算手
段と、材料の慣性モーメントを演算する慣性モーメント
演算手段と、この慣性モーメントおよび設定された速度
変化率に基づいて加減速分トルクを演算する加減速分ト
ルク演算手段と、加減速分トルクと張力分トルクとを加
算することにより駆動装置の負荷トルクを算出する負荷
トルク算出手段と、回転速度に対する駆動装置のトルク
特性を予め記憶しておくトルク特性記憶手段と、前記検
出手段により検出された回転速度およびこのトルク特性
に基づいて駆動装置の駆動可能トルクを演算する駆動可
能トルク演算手段と、前記負荷トルク算出手段により算
出された負荷トルクと前記駆動可能トルク演算手段によ
り演算された駆動可能トルクと比較し、負荷トルクが駆
動可能トルクを超えないように速度変化率を設定する速
度変化率設定手段と、を有することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a take-up control device for controlling a take-up operation of a take-up device which rewinds a material wound in a columnar shape while maintaining a predetermined tension by a driving device and then rewinds the material. In the winding control device for controlling, a detecting means for detecting a rotation speed of a material, a diameter calculating means for calculating a material diameter, an inertia moment calculating means for calculating a moment of inertia of a material, and the inertia moment and a set speed Acceleration / deceleration torque calculation means for calculating acceleration / deceleration torque based on the rate of change; load torque calculation means for calculating load torque of the drive by adding acceleration / deceleration torque and tension torque; A torque characteristic storage unit for storing in advance the torque characteristics of the driving device with respect to the rotational speed detected by the detection unit and the driving device based on the torque characteristics. Drivable torque calculating means for calculating the drivable torque of the motor, and comparing the load torque calculated by the load torque calculating means with the drivable torque calculated by the drivable torque calculating means, and determining that the load torque indicates the drivable torque. Speed change rate setting means for setting the speed change rate so as not to exceed.

【0026】本発明にあっては、負荷トルクと駆動可能
トルクとを比較し、このときのトルク裕度に応じて速度
変化率を設定するようにしたことで、最適な運転が実現
できるようにしている。
In the present invention, the load torque and the drivable torque are compared, and the speed change rate is set in accordance with the torque margin at this time, so that optimum operation can be realized. ing.

【0027】請求項3記載の本発明に係る巻取制御装置
は、請求項2記載の巻取制御装置において、負荷トルク
と駆動可能トルクとを比較したときのトルク裕度を、負
荷トルクおよび駆動可能トルクを変数として予め演算し
記憶しておくトルク裕度記憶手段を有し、前記速度変化
率設定手段は、前記負荷トルク算出手段により算出され
た負荷トルクの現在値、前記駆動可能トルク演算手段に
より演算された駆動可能トルクの現在値、前記トルク裕
度記憶手段に記憶されたトルク裕度に基づいて速度変化
率を算出することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the winding control device according to the second aspect, wherein the torque tolerance when the load torque is compared with the drivable torque is determined by comparing the load torque with the drive torque. A torque tolerance storage means for calculating and storing the possible torque as a variable in advance, wherein the speed change rate setting means includes a current value of the load torque calculated by the load torque calculation means, and the drivable torque calculation means The rate of change in speed is calculated based on the current value of the drivable torque calculated by Equation (1) and the torque allowance stored in the torque allowance storage means.

【0028】本発明にあっては、負荷トルクおよび駆動
可能トルクを変数としてトルク裕度を予め演算し記憶し
ておき、負荷トルクおよび駆動可能トルクのそれぞれの
現在値と、記憶されたトルク裕度とに基づいて速度変化
率を算出するようにしたことで、より簡単な構成で最適
な運転を実現することができる。
According to the present invention, the torque margin is calculated and stored in advance using the load torque and the drivable torque as variables, and the current values of the load torque and the drivable torque are stored in the memory. By calculating the speed change rate based on the above, optimal operation can be realized with a simpler configuration.

【0029】請求項4記載の本発明に係る巻取制御装置
は、請求項3記載の巻取制御装置において、前記負荷ト
ルクのリアルタイムの変数として材料の慣性モーメント
を用い、前記駆動可能トルクのリアルタイムの変数とし
て材料の回転速度を用いることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the winding control apparatus according to the third aspect, a moment of inertia of a material is used as a real time variable of the load torque, and the real time of the drivable torque is adjusted. Is characterized by using the rotation speed of the material as a variable.

【0030】請求項5記載の本発明に係る巻取制御装置
は、請求項3記載の巻取制御装置において、前記負荷ト
ルクのリアルタイムの変数として材料径を用い、前記駆
動可能トルクのリアルタイムの変数として材料の回転速
度を用いることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the winding control device according to the third aspect, a material diameter is used as a real time variable of the load torque, and a real time variable of the drivable torque is used. Is characterized by using the rotation speed of the material.

【0031】請求項6記載の巻取制御装置は、請求項2
又は3記載の巻取制御装置において、負荷トルクが駆動
可能トルクを超えないように設定したときの材料の回転
速度および材料径と速度変化率との対応関係を予め演算
し記憶しておく対応関係記憶手段を有し、前記速度変化
率設定手段は、前記検出手段により検出された回転速
度、前記径演算手段により演算された材料径、前記対応
関係記憶手段により記憶された対応関係に基づいて速度
変化率を得ることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a winding control device.
Or in the winding control device according to 3, the correspondence relationship between the rotational speed and the material diameter of the material and the speed change rate when the load torque is set so as not to exceed the drivable torque is calculated and stored in advance. The speed change rate setting means includes a rotation speed detected by the detection means, a material diameter calculated by the diameter calculation means, and a speed based on the correspondence stored by the correspondence storage means. It is characterized by obtaining a change rate.

【0032】本発明にあっては、材料の回転速度および
材料径と速度変化率との対応関係を予め演算し記憶して
おき、材料の回転速度および材料径のそれぞれの現在値
と、この対応関係とに基づいて速度変化率が直ちに得ら
れるようにしたことで、さらに簡単な構成で最適な運転
を実現することができる。
In the present invention, the correspondence between the rotational speed and the material diameter of the material and the rate of change of the speed is calculated and stored in advance, and the current values of the rotational speed and the material diameter of the material and the corresponding values are calculated. Since the speed change rate is immediately obtained based on the relationship, the optimum operation can be realized with a simpler configuration.

【0033】請求項7記載の本発明に係る巻取制御装置
は、請求項6記載の巻取制御装置において、前記対応関
係記憶手段は、巻取開始時に、そのときの張力設定値に
応じて前記対応関係を演算し記憶することを特徴とす
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the winding control device according to the sixth aspect, the correspondence storage means stores the initial value in accordance with a tension set value at the time of starting winding. The correspondence is calculated and stored.

【0034】本発明にあっては、巻取開始時に、そのと
きの張力設定値に応じて回転速度および材料径と速度変
化率との対応関係を演算し記憶するようにしたことで、
より高い精度で速度変化率を求めることができ、最適な
運転を実現することができる。
According to the present invention, at the start of winding, the correspondence between the rotational speed, the material diameter and the rate of change of the speed is calculated and stored in accordance with the set tension value at that time.
The speed change rate can be obtained with higher accuracy, and optimal operation can be realized.

【0035】請求項8記載の巻取制御装置は、請求項2
乃至7のいずれかに記載の巻取制御装置において、前記
負荷トルク算出手段は、加減速トルクと張力分トルクと
機械損失トルクとを加算することにより負荷トルクを算
出することを特徴とする。
The winding control device according to the eighth aspect is the second aspect.
8. The winding control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the load torque calculating means calculates the load torque by adding the acceleration / deceleration torque, the tension component torque, and the mechanical loss torque.

【0036】本発明にあっては、負荷トルクを演算する
要素として機械損失トルク(メカニカルロストルク)も
加えることにより、さらに高い精度で速度変化率を求め
ることができ、最適な運転を実現することができる。
According to the present invention, by adding a mechanical loss torque (mechanical loss torque) as an element for calculating the load torque, it is possible to obtain the speed change rate with higher accuracy and realize an optimum operation. Can be.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0038】[第1の実施の形態]図1は、一実施の形
態における巻取制御装置の構成を示すブロック図であ
る。同図の巻取制御装置は、図6に示した巻取装置の巻
取動作を制御するために用いられるものである。
[First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a winding control device according to one embodiment. The winding control device shown in the figure is used for controlling the winding operation of the winding device shown in FIG.

【0039】巻戻回転速度検出器101は、巻戻ロール
1を回転させる巻戻軸3へ動力を伝える駆動軸の回転速
度を検出することによって巻戻ロール1の回転速度を検
出する。
The rewind rotational speed detector 101 detects the rotational speed of the rewind roll 1 by detecting the rotational speed of the drive shaft that transmits power to the rewind shaft 3 that rotates the rewind roll 1.

【0040】巻取回転速度検出器102は、巻取ロール
2を回転させるリアドラム4やフロントドラム5へ動力
を伝える駆動軸の回転速度を検出することによって、巻
取ロール2の回転速度を検出する。
The take-up rotation speed detector 102 detects the rotation speed of the take-up roll 2 by detecting the rotation speed of a drive shaft for transmitting power to the rear drum 4 and the front drum 5 for rotating the take-up roll 2. .

【0041】巻戻径演算回路105は、巻戻回転速度検
出器101の出力信号と巻取回転速度検出器102の出
力信号とを比較し、既知の巻取軸3の直径Dに基づい
て巻戻ロール1の巻戻径dを演算する。
The winding Modo径calculation circuit 105 compares the output signal of the output signal and the winding rotational speed detector 102 of the rewinding speed detector 101, based on the diameter D S of the known winding shaft 3 The rewind diameter d of the rewind roll 1 is calculated.

【0042】巻戻慣性モーメント演算回路106は、巻
戻径dを用いて式(2)に基づき、巻戻ロール1の巻戻
慣性モーメントを演算する。
The unwinding moment of inertia calculation circuit 106 calculates the unwinding moment of unwinding of the unwinding roll 1 based on the equation (2) using the unwinding diameter d.

【0043】加減速トルク演算回路107は、巻戻慣性
モーメントと加速率/減速率から加減速分トルク(加速
分トルク又は減速分トルク)τを演算する。
The acceleration / deceleration torque calculation circuit 107 calculates an acceleration / deceleration torque (acceleration torque or deceleration torque) τ d from the rewind moment of inertia and the acceleration / deceleration rate.

【0044】張力設定器(TRH)108は、紙の張力
Tを設定するためのものであり、張力分トルク演算回路
109は、この設定された張力Tおよび巻戻径dから張
力分トルクτを演算する。
The tension setter (TRH) 108 is for setting the paper tension T. The tension component torque calculation circuit 109 calculates the tension component torque τ T from the set tension T and the rewind diameter d. Is calculated.

【0045】加算器111は、加減速分トルクτと張
力分トルクτとを加算することにより巻戻負荷トルク
τを算出する。この巻戻負荷トルクτは、運転設定
および運転パターンに応じて要求される負荷トルクであ
る。
The adder 111 calculates the rewind load torque τ M by adding the acceleration / deceleration torque τ d and the tension torque τ T. The rewinding load torque tau M is a load torque required according to the operating configuration and operation pattern.

【0046】巻戻駆動可能トルク演算回路113は、駆
動装置11のトルク特性が既知であることから予めこれ
を記憶しておき、このトルク特性と巻戻回転速度検出器
101の出力信号とに基づき、巻戻回転速度に対応した
巻戻駆動可能トルクτを演算する。
The rewind drivable torque calculation circuit 113 stores the torque characteristic of the drive device 11 in advance because the torque characteristic is known, and based on this torque characteristic and the output signal of the rewind rotational speed detector 101, , A rewind driveable torque τ D corresponding to the rewind rotation speed is calculated.

【0047】巻戻トルク裕度演算回路112は、加算器
111によって算出された巻戻負荷トルクτ と巻戻
駆動可能トルク演算回路113によって演算された巻戻
駆動可能トルクτとを比較することにより、巻戻回転
速度に対応したトルクの余裕(トルク裕度)を演算す
る。
The rewind torque allowance calculation circuit 112 compares the rewind load torque τ M calculated by the adder 111 with the rewind drivable torque τ D calculated by the rewind drivable torque calculation circuit 113. Thus, a torque margin (torque allowance) corresponding to the rewind rotational speed is calculated.

【0048】変速率裕度演算回路114は、トルク裕度
に応じた適切な速度変化率(加速率又は減速率)を演算
し、この演算結果に基づく速度変化率変更指令Rch
速度基準演算回路104へ出力する。速度変化率の演算
は、トルク裕度が少ない場合には、巻戻負荷トルクτ
のピーク値が低減するように減速率を定め、トルク裕度
が大きい場合には、巻戻負荷トルクτのピーク値が増
大するように加速率を定める。
The shift rate tolerance calculation circuit 114 calculates an appropriate speed change rate (acceleration rate or deceleration rate) according to the torque tolerance, and calculates a speed change rate change command Rch based on the calculation result as a speed reference calculation. Output to the circuit 104. The calculation of the speed change rate is performed when the torque margin is small, and the rewind load torque τ M
Determine the deceleration rate so that the peak value is reduced, and when the torque margin is large, define the acceleration rate such that the peak value of the unwinding load torque tau M increases.

【0049】速度基準演算回路(MRH)104は、速
度変化率変更指令Rchによる加速率(ACC)又は減
速率(DEC)を加減速トルク演算回路107に出力す
るとともに、この加速率又は減速率に基づいて巻取速度
の設定変更を行い、定尺制御回路103へ出力する。
The speed reference calculation circuit (MRH) 104 outputs an acceleration rate (ACC) or a deceleration rate (DEC) based on the speed change rate change command Rch to the acceleration / deceleration torque calculation circuit 107, and outputs the acceleration rate or the deceleration rate. The setting of the winding speed is changed on the basis of, and the result is output to the fixed length control circuit 103.

【0050】定尺制御回路103は、設定した巻取長さ
を得るための制御回路であり、速度基準演算回路104
により設定変更された巻取速度に従って速度制御を行
う。すなわち、全回転速域において(巻戻駆動負荷トル
クτ)<(巻戻駆動可能トルクτ)の関係が確保さ
れるように制御する。
The fixed-length control circuit 103 is a control circuit for obtaining a set winding length, and a speed reference arithmetic circuit 104
Speed control is performed according to the winding speed changed in setting. That is, control is performed such that the relationship of (rewind driving load torque τ M ) <(rewind driving possible torque τ D ) is ensured in the entire rotation speed range.

【0051】次に、本巻取制御装置における代表的な動
作について図2を用いて説明する。同図は、巻取速度
(紙の走行速度)が略台形状のパターンで、巻戻径dが
大きい場合(1卸、2卸)の巻戻回転速度nおよび巻戻
トルクτの運転パターンを示す図である。
Next, a typical operation of the winding control device will be described with reference to FIG. The figure shows an operation pattern of the rewind rotation speed n and the rewind torque τ when the rewind speed (paper traveling speed) is a substantially trapezoidal pattern and the rewind diameter d is large (1 wholesale, 2 wholesale). FIG.

【0052】先に説明したように、巻戻駆動可能トルク
τは、低速回転域で大幅な低減が必要な特性であり、
巻戻負荷トルクτは、巻戻径dに比例し、加速中や一
定速中に比べて減速中に大きくなる特性である。
As described above, the rewind driveable torque τ D is a characteristic that requires a significant reduction in the low-speed rotation range.
The unwinding load torque τ M is a characteristic that is proportional to the unwinding diameter d and increases during deceleration as compared to during acceleration or at a constant speed.

【0053】ここで、問題となるのは図中のA1部、A
2部に示す低速回転域での減速期間である。本巻取制御
装置では、このような低速回転域においても減速時間の
長大化を最小限に抑えつつ(巻戻駆動負荷トルクτ
<(巻戻駆動可能トルクτ)となるように減速率が設
定、すなわち減速時間が長くなるように設定される。
Here, what is problematic is the A1 part, A
This is a deceleration period in the low-speed rotation region shown in part 2. In the winding control device, even in such a low-speed rotation range, the lengthening of the deceleration time is minimized (rewinding drive load torque τ M ).
The deceleration rate is set so as to be <(rewindable torque τ D ), that is, the deceleration time is set to be long.

【0054】同図のA1部では、高速回転域td1にお
ける減速率に対して、低速回転域t d2における減速率
が低く設定されたときの状態を示す。これにより、低速
回転域td2での減速時間が最小限の必要分だけ長くな
り、巻戻駆動負荷トルクτのピーク値が巻戻駆動可能
トルクτを超えない値まで低下するようになる。
In the part A1 of FIG.d1In
Low speed range t d2Deceleration rate at
Shows a state when is set low. This allows for low speed
Rotation range td2Deceleration time is longer by the minimum required
And the rewinding drive load torque τMCan be driven to rewind the peak value of
Torque τDTo a value not exceeding.

【0055】したがって、本実施の形態によれば、運転
中に巻戻駆動負荷トルクτおよび巻戻駆動可能トルク
τを演算し、巻戻駆動負荷トルクτが巻戻駆動可能
トルクτを超えないように速度変化率を設定するよう
にしたことで、回転速度に応じて加速、減速時の速度変
化率が可変制御されるので、最も効率的な運転パターン
が与えられ最適な運転を実現でき、もって駆動装置の容
量の増大を抑えつつ運転サイクルタイムの増長を最小限
にとどめることができる。また、これにより、駆動装置
の定格容量を大幅に低減することができる。
Therefore, according to the present embodiment, during operation, the rewind drive load torque τ M and the rewind drive enable torque τ D are calculated, and the rewind drive load torque τ M is calculated as the rewind drive enable torque τ D. The speed change rate is set so that it does not exceed the maximum speed, so the speed change rate during acceleration and deceleration is variably controlled according to the rotation speed, so that the most efficient operation pattern is given and optimal operation is performed. Therefore, the increase in the operation cycle time can be minimized while suppressing the increase in the capacity of the drive device. In addition, thereby, the rated capacity of the drive device can be significantly reduced.

【0056】[第2の実施の形態]第2の実施の形態の
特徴としては、巻戻負荷トルクτおよび巻戻駆動可能
トルクτをリアルタイムの変数とし、張力を既知とし
たときの駆動装置のトルク裕度、あるいは設定すべき速
度変化率を予め演算し記憶しておき、運転時には変数を
与えることによって直ちにトルク裕度や速度変化率が得
られるようにしたことにある。なお、本実施形態におけ
る巻取制御装置の基本的な構成は図1と同様であり、ま
た運転パターンも図2と同様であるので、これらの説明
については省略する。
[Second Embodiment] The feature of the second embodiment is that the rewinding load torque τ M and the rewinding drivable torque τ D are real-time variables, and the driving when the tension is known. The torque tolerance of the apparatus or the speed change rate to be set is calculated and stored in advance, and the torque tolerance and the speed change rate can be immediately obtained by giving a variable during operation. The basic configuration of the winding control device according to the present embodiment is the same as that of FIG. 1 and the operation pattern is also the same as that of FIG.

【0057】先に説明したように、巻戻負荷トルクτ
は巻取慣性モーメントを用いて演算されるので、巻戻負
荷トルクτのリアルタイムの変数として慣性モーメン
トを用いることができる。また、慣性モーメントは巻戻
径dを用いて演算されるので、巻戻負荷トルクτのリ
アルタイムの変数として巻戻径dを用いることもでき
る。一方、駆動可能トルクτのリアルタイムの変数と
しては巻戻回転速度nを用いることができる。
As described above, the rewind load torque τ M
Since is calculated using a winding moment of inertia, it is possible to use the moment of inertia as a real-time variable rewinding load torque tau M. The moment of inertia because it is calculated using the winding Modo径d, it is also possible to use a winding Modo径d as a real-time variable rewinding load torque tau M. On the other hand, the rewind rotational speed n can be used as a real-time variable of the drivable torque τ D.

【0058】また、張力を仕様上の最大値で見込むこと
とし、巻戻負荷トルクτが駆動可能トルクτを超え
ないように設定され、巻戻径dおよび巻戻回転速度nが
与えられたときの設定すべき速度変化率をオフラインで
予め演算し、巻戻径dおよび巻戻回転速度nと速度変化
率との対応関係を記憶しておくようにすることもでき
る。この場合、運転中は巻戻径dおよび巻戻回転速度n
を変数とし上記対応関係に基づいて速度変化率を直ちに
得ることができる。
The tension is assumed to be the maximum value in the specification, the rewind load torque τ M is set so as not to exceed the drivable torque τ D , and the rewind diameter d and the rewind rotational speed n are given. It is also possible to calculate in advance the speed change rate to be set at the time of off-line, and store the correspondence between the rewind diameter d and the rewind rotation speed n and the speed change rate. In this case, during operation, the rewind diameter d and the rewind rotational speed n
Is used as a variable, and the speed change rate can be immediately obtained based on the above correspondence.

【0059】この動作設定例を図3に示す。同図は、巻
戻径dおよび巻戻回転速度nと減速時間との対応関係を
示すグラフである。同図では、縦軸に減速時間tを用
いて速度変化率が間接的に得られるようにしている。減
速時間tは巻戻径dおよび巻戻回転速度nを変数とし
た関数曲面Sとなる。
FIG. 3 shows an example of this operation setting. FIG. 11 is a graph showing the correspondence between the rewind diameter d, the rewind rotational speed n, and the deceleration time. In the figure, the deceleration time on the vertical axis using the t d speed variation rate is to be obtained indirectly. Deceleration time t d is the function curved surface S R in which the winding Modo径d and rewinding speed n as a variable.

【0060】なお、減速時間tの軸上のt'近辺は
低速回転域、t"近辺は高速回転域である。巻戻径d
の軸上のDは巻戻軸径、dは速度変化率が大幅に変
化するときの境界値、dmaxは巻戻径最大値である。
Note that the vicinity of t d ′ on the axis of the deceleration time t d is the low-speed rotation region, and the vicinity of t d ”is the high-speed rotation region.
The D s on the axis rewind shaft diameter, boundary value when d 1 is the speed change ratio varies largely, d max is the winding Modo径maximum value.

【0061】したがって、本実施の形態によれば、巻取
制御装置を非常に簡易な構成で実現することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the winding control device can be realized with a very simple configuration.

【0062】また、運転開始にあたり、その時の張力設
定値に応じて適切な速度変化率を自動計算し、速度基準
演算(MRH)回路104を制御するようにすれば、よ
り精度の高い速度変化率の制御が可能となる。
When the operation is started, an appropriate speed change rate is automatically calculated in accordance with the tension set value at that time, and the speed reference calculation (MRH) circuit 104 is controlled. Can be controlled.

【0063】[第3の実施の形態]図4は、本実施の形
態における巻取制御装置の構成を示すブロック図であ
る。本実施の形態では、上記各実施の形態に対して、機
械損失トルク(メカロストルク)を考慮している点が異
なる。
[Third Embodiment] FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a winding control device according to the present embodiment. This embodiment is different from the above embodiments in that a mechanical loss torque (mechanical loss torque) is considered.

【0064】同図では、図1に対して機械損失トルク設
定器110を新たに設け、加算器115で機械損失トル
クと加減速分トルクと張力分トルクとを加算することに
より、巻戻負荷トルクτを得るようにしている。これ
により、さらに精度の高い速度変化率を算出することが
できる。
In this figure, a mechanical loss torque setting device 110 is newly provided in FIG. 1, and an adder 115 adds the mechanical loss torque, the acceleration / deceleration torque, and the tension torque to obtain a rewind load torque. τ M is obtained. As a result, a more accurate speed change rate can be calculated.

【0065】[他の実施の形態への適用]以上、第1、
第2、第3の実施の形態について説明したが、全ての実
施の形態に共通して巻戻回転速度nの代わりに巻取速度
Vを使用して簡易化することが可能である。この場合
は、巻戻径大のときの巻戻回転速度nと巻取速度Vを対
応させて速度変化率変更点を設定すればよい。巻戻径d
が小さくなるにしたがって速度変化率低減範囲が必要以
上に若干長くなり、運転サイクルタイムもやや伸びる。
しかし、実用上はこの方法でも従来技術に対して大きな
効果が得られる。
[Application to Other Embodiments] The first,
Although the second and third embodiments have been described, the present invention can be simplified by using the winding speed V instead of the rewind rotation speed n in common to all the embodiments. In this case, the speed change rate change point may be set by associating the rewind rotation speed n and the winding speed V when the rewind diameter is large. Rewind diameter d
, The speed change rate reduction range becomes slightly longer than necessary, and the operation cycle time is slightly extended.
However, in practice, this method can provide a great effect over the prior art.

【0066】上記各実施の形態においては、一例として
紙の巻取装置を用いた場合について説明したが、その他
の、例えば鉄コイルの巻取装置でも同様に本発明の適用
が可能である。図5は、調質圧延装置の機械構成の一例
を示す図である。同図は、圧延ロール53,54を速度
マスターとした速度制御であり、巻戻機は電動機57に
より制動方向のトルクを発生させながら、巻取機は電動
機58により引張方向のトルクを発生させながらそれぞ
れ張力(トルク)制御で運転される。
In each of the above embodiments, the case where a paper winding device is used as an example has been described. However, the present invention can be similarly applied to other winding devices such as an iron coil. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a mechanical configuration of the temper rolling device. This figure shows speed control using the rolling rolls 53 and 54 as a speed master. The rewinding machine generates torque in the braking direction by the electric motor 57, and the winding machine generates torque in the pulling direction by the electric motor 58. Each is operated under tension (torque) control.

【0067】巻戻機に対しては巻戻径が大の範囲での減
速停止直前の低速域で本手法の適用が有効であり、巻取
機に対しては巻取径が大の範囲での加速開始の低速域で
本手法の適用が有効であり、駆動装置の定格容量を大幅
に低減することができる。
For a rewinding machine, the application of this method is effective in a low speed region immediately before deceleration stop in a range where the rewinding diameter is large, and for a rewinding machine when the winding diameter is large. The application of this method is effective in the low-speed region at the start of acceleration, and the rated capacity of the driving device can be greatly reduced.

【0068】上記各実施の形態においては、速度変化率
をトルク裕度に応じて変化させるものとして説明した
が、速度変曲点での張力変動を抑制するために速度変化
率が略一定となるような速度基準の"丸め付け"を行うこ
ととし、この丸めを大きく設定することにより、低速回
転域で要求される負荷トルクが低減され同様の効果を得
ることができる。丸め付けによる場合において、運転サ
イクルタイムへの影響を低減するには、巻戻機であれば
減速時の低速回転域のみの丸め付けを大きく、巻取機で
あれば加速時の低速回転域のみの丸め付けを大きく設定
すればよい。
In the above embodiments, the speed change rate is changed according to the torque margin. However, the speed change rate becomes substantially constant in order to suppress the tension change at the speed inflection point. By performing such "rounding" based on the speed, and by setting this rounding to a large value, the load torque required in the low-speed rotation region is reduced, and the same effect can be obtained. In the case of rounding, in order to reduce the influence on the operation cycle time, rounding only in the low-speed rotation range during deceleration is large for rewinding machines, and only for low-speed rotation range during acceleration for winding-up machines. Should be set large.

【0069】上記各実施の形態においては、交流電動機
を駆動する駆動装置にインバータを用いた場合を一例と
して説明したが、インバータに限られるものではない。
回転速度によりトルク特性が変化する駆動装置を用いた
場合には、上記と同様に速度変化率を回転速度に応じて
設定することにより、駆動装置の容量を最適化した運転
制御を実現することができる。
In each of the above embodiments, the case where an inverter is used as a drive device for driving an AC motor has been described as an example. However, the present invention is not limited to an inverter.
When a drive device whose torque characteristics change according to the rotation speed is used, by setting the speed change rate according to the rotation speed in the same manner as described above, it is possible to realize operation control that optimizes the capacity of the drive device. it can.

【0070】例えば、直流他励電動機をレオナード装置
で駆動する場合、定出力範囲(界磁制御範囲)が広くな
ると、界磁を弱めるにしたがって電機子反作用により整
流状態が悪化する方向となり、電機子電流を制限する必
要が生じる場合がある。このような場合、界磁弱め量が
大きい、すなわち回転速度が高い領域で速度変化率を低
減することで、駆動装置の容量の最適化を図ることがで
きる。
For example, when a DC separately excited motor is driven by a Leonard device, if the constant output range (field control range) is widened, the rectification state becomes worse due to the armature reaction as the field is weakened. Restrictions may need to occur. In such a case, the capacity of the driving device can be optimized by reducing the speed change rate in a region where the field weakening amount is large, that is, in a region where the rotation speed is high.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る巻
取制御装置によれば、駆動装置の負荷トルクおよび駆動
可能トルクを演算し、負荷トルクおよび駆動可能トルク
に基づいて速度変化率を設定するようにしたことで、回
転速度に応じて加速、減速時の速度変化率が可変制御さ
れるので、最も効率的な運転パターンが与えられ最適な
運転を実現でき、もって駆動装置の容量の増大を抑えつ
つ運転サイクルタイムの増長を最小限にとどめることが
できる。また、これにより、駆動装置の定格容量を大幅
に低減することができる。
As described above, according to the winding control device according to the present invention, the load torque and the drivable torque of the drive device are calculated, and the speed change rate is calculated based on the load torque and the drivable torque. By setting, the rate of change in speed during acceleration and deceleration is variably controlled in accordance with the rotation speed, so that the most efficient operation pattern is given and optimal operation can be realized, and thus the capacity of the drive unit is reduced. It is possible to minimize the increase in the operation cycle time while suppressing the increase. In addition, thereby, the rated capacity of the drive device can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態における巻取制御装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a winding control device according to a first embodiment.

【図2】巻戻回転速度および巻戻トルクの運転パターン
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an operation pattern of a rewind rotation speed and a rewind torque.

【図3】巻戻径および巻戻回転速度を変数とした減速時
間の関数曲面を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a function surface of a deceleration time with a rewind diameter and a rewind rotational speed as variables.

【図4】第3の実施の形態における巻取制御装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a winding control device according to a third embodiment.

【図5】調質圧延装置の機械構成の一例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a mechanical configuration of a temper rolling device.

【図6】紙の巻取装置の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a paper winding device.

【図7】紙の巻取装置の従来の運転パターンの一例を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional operation pattern of a paper winding device.

【図8】巻戻電動機を駆動する駆動装置の回路構成の一
例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a drive device that drives the rewind motor.

【図9】駆動装置の許容通電電流の周波数特性を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a frequency characteristic of a permissible energizing current of the driving device.

【図10】巻戻径変化による巻戻回転速度と巻戻トルク
との関係を補足説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for supplementarily explaining a relationship between a rewind rotation speed and a rewind torque due to a change in rewind diameter.

【図11】紙の巻取装置の従来の別の運転パターンの一
例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of another conventional operation pattern of a paper winding device.

【図12】巻戻径に応じた減速時間の設定例を示す図で
ある。
FIG. 12 is a diagram showing an example of setting a deceleration time according to a rewind diameter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 巻戻ロール 2 巻取ロール 3 巻戻軸 4 リアドラム 5 フロントドラム 6 ライダーロール 7 巻戻電動機 8 リアドラム電動機 9 フロントドラム電動機 11,12,13 駆動装置 20 直流電源 21a,21b,21c 半導体スイッチ 21d,21e,21f 半導体スイッチ 101 巻戻回転速度検出器 102 巻取回転速度検出器 103 定尺制御回路 104 速度基準演算回路 105 巻戻径演算回路 106 巻戻慣性モーメント演算回路 107 加減速トルク演算回路 108 張力設定器 109 張力分トルク演算回路 110 機械損失トルク設定器 111 加算器 112 巻戻トルク裕度演算回路 113 巻戻駆動可能トルク演算回路 114 変速率裕度演算回路 115 加算器 Reference Signs List 1 rewind roll 2 take-up roll 3 rewind shaft 4 rear drum 5 front drum 6 rider roll 7 rewind motor 8 rear drum motor 9 front drum motor 11, 12, 13 drive device 20 DC power supply 21a, 21b, 21c semiconductor switch 21d, 21e, 21f Semiconductor switch 101 Rewind rotation speed detector 102 Rewind rotation speed detector 103 Standard length control circuit 104 Speed reference calculation circuit 105 Rewind diameter calculation circuit 106 Rewind inertia calculation circuit 107 Acceleration / deceleration torque calculation circuit 108 Tension Setting device 109 Tension component torque calculation circuit 110 Mechanical loss torque setting device 111 Adder 112 Rewind torque tolerance calculation circuit 113 Rewind driveable torque calculation circuit 114 Gear ratio tolerance calculation circuit 115 Adder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯浅 理之 東京都港区三田3−13−16 東芝ジーイ ー・オートメーションシステムズ株式会社 内 (72)発明者 飯塚 伸行 東京都港区三田3−13−16 東芝ジーイ ー・オートメーションシステムズ株式会社 内 Fターム(参考) 3F105 AA01 AB15 BA02 BA08 BA22 CA02 CA06 CA13 CB02 CC01 CC02 CC03 CC04 CC08 DA05 DA12 DA15 DA17 DA23 DA45 DB05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroyuki Yuasa 3-13-16 Mita, Minato-ku, Tokyo Inside Toshiba GE Automation Systems Corporation (72) Inventor Nobuyuki Iizuka 3-13- Mita, Minato-ku, Tokyo 16 F-term (reference) 3F105 AA01 AB15 BA02 BA08 BA22 CA02 CA06 CA13 CB02 CC01 CC02 CC03 CC04 CC08 DA05 DA12 DA15 DA17 DA23 DA45 DB05

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円柱状に巻かれた材料を駆動装置によっ
て所定の張力を保ちながら巻き戻したあと再度巻き取る
巻取装置の巻取動作を制御する巻取制御装置において、 駆動装置に要求される負荷トルクおよび駆動装置の駆動
可能トルクを演算する演算手段と、 負荷トルクおよび駆動可能トルクに基づいて速度変化率
を設定する設定手段と、 を有することを特徴とする巻取制御装置。
1. A winding control device for controlling a winding operation of a winding device that rewinds a material wound in a columnar shape while maintaining a predetermined tension by a driving device and then rewinds the material. And a setting means for setting a speed change rate based on the load torque and the drivable torque, and a winding control device.
【請求項2】 円柱状に巻かれた材料を駆動装置によっ
て所定の張力を保ちながら巻き戻したあと再度巻き取る
巻取装置の巻取動作を制御する巻取制御装置において、 材料の回転速度を検出する検出手段と、 材料径を演算する径演算手段と、 材料の慣性モーメントを演算する慣性モーメント演算手
段と、 この慣性モーメントおよび設定された速度変化率に基づ
いて加減速分トルクを演算する加減速分トルク演算手段
と、 加減速分トルクと張力分トルクとを加算することにより
駆動装置の負荷トルクを算出する負荷トルク算出手段
と、 回転速度に対する駆動装置のトルク特性を予め記憶して
おくトルク特性記憶手段と、 前記検出手段により検出された回転速度およびこのトル
ク特性に基づいて駆動装置の駆動可能トルクを演算する
駆動可能トルク演算手段と、 前記負荷トルク算出手段により算出された負荷トルクと
前記駆動可能トルク演算手段により演算された駆動可能
トルクと比較し、負荷トルクが駆動可能トルクを超えな
いように速度変化率を設定する速度変化率設定手段と、 を有することを特徴とする巻取制御装置。
2. A winding control device for controlling a winding operation of a winding device which rewinds a cylindrically wound material while maintaining a predetermined tension by a driving device and then rewinds the material. Detecting means for detecting; diameter calculating means for calculating the material diameter; inertial moment calculating means for calculating the moment of inertia of the material; and accelerometer for calculating the acceleration / deceleration torque based on the inertia moment and the set speed change rate. Deceleration torque calculation means, load torque calculation means for calculating the load torque of the drive by adding the acceleration / deceleration torque and the tension torque, and a torque in which torque characteristics of the drive with respect to the rotation speed are stored in advance. A characteristic storage unit, and a drivable unit that calculates a drivable torque of the driving device based on the rotation speed detected by the detection unit and the torque characteristic. A torque calculating means, comparing the load torque calculated by the load torque calculating means with the drivable torque calculated by the drivable torque calculating means, and setting a speed change rate such that the load torque does not exceed the drivable torque. And a speed change rate setting means.
【請求項3】 負荷トルクと駆動可能トルクとを比較し
たときのトルク裕度を、負荷トルクおよび駆動可能トル
クを変数として予め演算し記憶しておくトルク裕度記憶
手段を有し、 前記速度変化率設定手段は、前記負荷トルク算出手段に
より算出された負荷トルクの現在値、前記駆動可能トル
ク演算手段により演算された駆動可能トルクの現在値、
前記トルク裕度記憶手段に記憶されたトルク裕度に基づ
いて速度変化率を算出することを特徴とする請求項2記
載の巻取制御装置。
3. A torque margin storage means for calculating and storing in advance a torque margin when comparing the load torque with the drivable torque using the load torque and the drivable torque as variables, and The rate setting means includes a current value of the load torque calculated by the load torque calculation means, a current value of the drivable torque calculated by the drivable torque calculation means,
3. The winding control device according to claim 2, wherein a speed change rate is calculated based on the torque allowance stored in the torque allowance storage means.
【請求項4】 前記負荷トルクのリアルタイムの変数と
して材料の慣性モーメントを用い、前記駆動可能トルク
のリアルタイムの変数として材料の回転速度を用いるこ
とを特徴とする請求項3記載の巻取制御装置。
4. The winding control device according to claim 3, wherein a moment of inertia of the material is used as a real-time variable of the load torque, and a rotation speed of the material is used as a real-time variable of the drivable torque.
【請求項5】 前記負荷トルクのリアルタイムの変数と
して材料径を用い、前記駆動可能トルクのリアルタイム
の変数として材料の回転速度を用いることを特徴とする
請求項3記載の巻取制御装置。
5. The winding control device according to claim 3, wherein a material diameter is used as a real-time variable of the load torque, and a rotation speed of the material is used as a real-time variable of the drivable torque.
【請求項6】 負荷トルクが駆動可能トルクを超えない
ように設定したときの材料の回転速度および材料径と速
度変化率との対応関係を予め演算し記憶しておく対応関
係記憶手段を有し、 前記速度変化率設定手段は、前記検出手段により検出さ
れた回転速度、前記径演算手段により演算された材料
径、前記対応関係記憶手段により記憶された対応関係に
基づいて速度変化率を得ることを特徴とする請求項2乃
至5のいずれかに記載の巻取制御装置。
6. A correspondence storage means for calculating and storing in advance the correspondence between the rotational speed and the material diameter of the material and the speed change rate when the load torque is set so as not to exceed the drivable torque. The speed change rate setting means obtains a speed change rate based on the rotation speed detected by the detection means, the material diameter calculated by the diameter calculation means, and the correspondence stored by the correspondence storage means. The winding control device according to any one of claims 2 to 5, wherein
【請求項7】 前記対応関係記憶手段は、巻取開始時
に、そのときの張力設定値に応じて前記対応関係を演算
し記憶することを特徴とする請求項6記載の巻取制御装
置。
7. The winding control device according to claim 6, wherein the correspondence relation storage means calculates and stores the correspondence relation according to a tension set value at that time when winding is started.
【請求項8】 前記負荷トルク算出手段は、加減速トル
クと張力分トルクと機械損失トルクとを加算することに
より負荷トルクを算出することを特徴とする請求項2乃
至7のいずれかに記載の巻取制御装置。
8. The load torque calculating unit according to claim 2, wherein the load torque calculating unit calculates the load torque by adding the acceleration / deceleration torque, the tension component torque, and the mechanical loss torque. Winding control device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007031097A (en) * 2005-07-28 2007-02-08 Yaskawa Electric Corp Rewinding tension control device
JP2012025500A (en) * 2010-07-21 2012-02-09 Seiko Epson Corp Recording device control method and recording device
EP2905246A4 (en) * 2012-10-08 2016-06-29 Comexi Group Industries Sau Method and system for adjusting tension during winding for a machine with a winding station, computer program implementing said method and machine comprising winding station

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