JP2003246519A - 抄紙巻き取り張力制御装置 - Google Patents

抄紙巻き取り張力制御装置

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東芝エンジニアリング株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 抄紙巻き取り装置において、搬送ペーパーの
ガイドローラへの抱き角度による巻き取り張力が変動
し、巻き取ったペーパーに弛みや皺が生じる。 【解決手段】 巻戻コイル21の径を検出する巻戻コイ
ル径検出部4と、巻戻コイル21の最小径値に相当する
ガイドローラ24の最小抱き角度を設定するガイドロー
ラ抱き角度設定部3と、巻戻コイル径検出部4で検出さ
れた巻戻コイル径の現在値からガイドローラの現在抱き
角度を算出するガイドローラ抱き角度演算部6と、ガイ
ドローラ抱き角度演算部6で算出された現在抱き角度か
らガイドローラの位置を制御する位置制御信号を生成出
力する出力回路7からのガイドローラの位置制御信号の
基でガイドローラの位置制御するサーボトライバーから
なる抄紙巻き取り張力制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、長尺幅に抄紙さ
れ、コイル状に巻回されたペーパーコイルからペーパー
を巻き戻し、新たなコイル状に巻き取る際の巻き戻し側
のペーパー張力の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に製紙プラントで生成される各種ペ
ーパー(紙)は、幅が数mで、長さが数万mに抄紙さ
れ、その抄紙されたペーパーは、幅及び直径が数mのコ
イル状に巻き取られている。このコイル状に巻き取られ
たペーパーは、再度巻き戻されて、新たなコイル状に巻
き取られる。
【0003】この抄紙されたペーパーをコイル状に巻回
され、その巻回されたペーパーを巻き戻す巻戻コイル
と、その巻戻コイルから巻き戻されたペーパーを新たに
コイル状に巻き取りる巻取コイルとの間のペーパー搬送
において、巻戻コイルから引き出すペーパーのアンワイ
ンダー張力と、巻戻コイルと巻取コイルの間のペーパー
搬送経路に設けられているペーパーのガイドローラの速
度と、及び巻取コイルへペーパーを巻き取るワインダー
張力が一定となるように制御されている。
【0004】このアンワインダー張力、ガイドローラ速
度、及びワインダー張力に変化が生じると巻取コイルに
巻回されるペーパーに弛みや皺が生じる。
【0005】この巻戻コイルから引き出したペーパーを
巻取コイルに巻回する巻き取りプラントの構成につい
て、図2を用いて説明する。
【0006】抄紙されたペーパーが巻回された巻戻コイ
ル21は、アンワインダーモータ22で巻戻コイル21
に巻回されているペーパー(紙)20が巻き戻される方
向に回転駆動される。このアンワインダーモータ22
は、巻戻コイル21から引き出され巻き戻されるペーパ
ー20の張力が一定となるように、張力制御装置23で
駆動制御されている。
【0007】この巻取コイル21から巻き戻されたペー
パー20は、ガイドローラ24とワインダドラム25を
介して巻き取られて、巻取コイル26を形成するように
なっている。
【0008】ガイドローラ24は、ガイドローラモータ
27で回転駆動されている。このガイドローラモータ2
7は、ガイドモータ速度検出器29で回転駆動速度が検
出され、この検出された回転駆動速度を基にガイドロー
ラモータ速度制御装置28で一定の回転駆動速度となる
ように制御されている。
【0009】さらに、前記ガイドローラ24とワインダ
ードラム25との間には、テンションローラと共にペー
パー20の張力を検出する張力検出器30が設けられて
いる。
【0010】つまり、アンワインダーモータ22でペー
パー20が引き出される方向に回転駆動された巻戻コイ
ル21から引き出されたペーパー20は、ガイドローラ
モータ27で回転駆動するガイドローラ24によって、
巻取コイル26方向に搬送され張力検出器30が設けら
れたテンションローラを介して、ワインダードラム25
によって巻取コイル26に巻き取られる。
【0011】次に、前記張力制御装置23とガイドロー
ラモータ速度制御装置28について、図3を用いて説明
する。
【0012】張力制御装置23とガイドローラモータ速
度制御装置28は、シーケンサー装置31に接続されて
いる。このシーケンサー装置31は、張力制御装置23
に供給されるアンワインダー張力基準値と、ガイドロー
ラモータ速度制御装置28に供給される速度基準値とを
有している。
【0013】前記張力制御装置23に供給されるアンワ
インダー基準値は、巻取コイル21から巻き戻されるペ
ーパー20の張力基準値と巻戻コイル21のコイル径か
ら演算される加減速補償基準値、及びアンワインダーモ
ータ23と巻戻コイル21のメカニカルロス等から演算
された値である。
【0014】ガイドローラモータ速度制御装置28に供
給される速度基準値は、ガイドローラ24からペーパー
20に与えられる速度の基準値である。
【0015】前記張力制御装置23には、前記巻戻コイ
ル21と巻取コイル26との間のテンションローラに設
けられた張力検出器30で検出したペーパー20の張力
値が供給されるようになっている。
【0016】この張力検出器30で検出したペーパー2
0の張力は、前記シーケンサー装置31からのアンワイ
ンダー基準値との偏差値が偏差器23aで検出され、そ
の偏差値がゼロとなるように、前記アンワインダーモー
タ23の回転駆動を制御する。
【0017】また、前記ガイドローラ速度検出器29で
検出したガイドローラモータ27の速度は、前記シーケ
ンサー装置31からの速度基準値との偏差値が偏差器2
8aで検出され、その偏差値がゼロとなるように、前記
ガイドローラモータ27の回転駆動を制御する。
【0018】これにより、巻戻コイル21から引き出さ
れるペーパー20の張力と、ガイドローラ24によって
搬送されるペーパー20の張力を一定になるように制御
されている。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】このような抄紙巻き取
り装置において、本来、張力制御装置23によるアンワ
インダーモータ22の回転駆動制御による巻戻コイル2
1から引き出されるペーパー20の張力制御は、ガイド
ローラ24に無関係に制御されるべきであるが、実際上
は、ガイドローラ24の影響を受けてします。
【0020】このガイドローラ20による張力への影響
について図4を用いて説明する。ガイドローラ24に
は、巻き戻し側張力F1と巻き取り側張力F2が生じ
る。また、ペーパー20とガイドローラ24との間に
は、摩擦係数μと、ガイドローラ20に巻回されるペー
パー20の抱き角度θとが存在する。
【0021】このため、巻き戻し側張力F1と巻き取り
側張力F2は、数式1に示す関係を有する。
【0022】
【数1】F1=F2×εμθ ペーパー20の摩擦係数μを0.05、0.10、0.
15、0.20とすると、前記抱き角度θの変化に対し
て、巻き戻し側張力F1と巻き取り側張力F2との比F
1/F2の値である張力伝達係数は、図5に示すように
なる。
【0023】また、ペーパー20は、特にペーパー搬送
速度がある値以上となるとガイドローラ24において、
滑り(スリップ)状態が発生する。このために、数式1
の摩擦係数μがゼロ(μ=0)のケースが発生する。
【0024】このような張力伝達の変化に対して、前述
したペーパーの巻き取り装置では考慮されていなく、巻
戻コイル21に巻回されているペーパー20の径により
ガイドローラ24の抱き角度θが変化し、ペーパー20
の張力も変化して巻取コイル26に巻き取られるペーパ
ー20に弛みや皺が生じて、巻取コイル状に巻回された
ペーパーの品質が劣化する課題があった。
【0025】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、ガイドローラへの抱き角度によってペーパーの張力
の変化による影響を無くし、安定した張力制御を可能と
する抄紙巻き取り張力制御装置を提供することを目的と
している。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明の抄紙巻き取り張
力装置は、抄紙されたペーパーをロール状に巻回され、
この巻回されたペーパーを巻き戻し、ガイドローラで案
内されて新たにロール状に巻回する抄紙巻き取り装置に
おいて、ペーパーがロール状に巻回され、そのペーパー
を巻き戻す巻戻コイルの径を検出する巻戻コイル径検出
手段と、前記巻戻コイルの最小径値に相当する前記ガイ
ドローラのペーパーの最小抱き角度を設定するガイドロ
ーラ抱き角度設定手段と、前記巻戻コイル径検出手段で
検出された巻戻コイル径の現在値と、前記ガイドローラ
抱き角度設定手段の最小抱き角度とから前記ガイドロー
ラの現在ペーパー抱き角度を算出するガイドローラ抱き
角度演算手段と、前記ガイドローラ抱き角度演算手段で
算出された現在ペーパー抱き角度から前記ガイドローラ
の位置を制御する位置制御信号を生成出力する位置制御
信号出力手段と、前記位置制御信号出力手段からのガイ
ドローラの位置を制御する位置制御信号の基で前記ガイ
ドローラの位置を制御するサーボトライバー手段と、を
具備したことを特徴としている。
【0027】また、本発明の抄紙巻き取り張力装置のサ
ーボドライバー手段は、前記サーボドライバー手段は、
前記ガイドローラの現在位置を検出し、ガイドローラ現
在値信号を生成するレゾルバー手段と、前記位置制御信
号出力手段からのガイドローラの位置制御信号とを比較
する比較手段と、この比較手段で比較の結果、前記レゾ
ルバー手段からの現在位置信号と前記位置制御信号出力
手段からの位置制御信号との差に応じて、前記ガイドロ
ーラの位置を制御するドライバー手段とからなることを
特徴としている。
【0028】本発明の抄紙巻き取り張力装置により、巻
戻コイル径の変化に伴うガイドローラへの抱き角度によ
ってペーパーの巻き取り張力の変化を、巻戻コイル径の
変化に対してガイドローラの抱き角度を制御すること
で、巻き取り張力を一定にすることができた。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図1は本発明に係る
抄紙巻き取り機の張力制御装置の構成を示すブロック図
である。
【0030】前記数式1で示したように、ガイドローラ
24における巻き戻し側張力F1と巻き取り側張力F2
との関係からガイドローラ24を通過する際の巻き取り
側張力F2は、数式2となる。
【0031】
【数2】F2=F1×1/εμθ=F1×εーμθ=F
1×εーKμθ ただし、ガイドローラ24の抱き角度θは、巻き戻しロ
ーラ21の径Dに比例するために、θ∝D=KD(Kは
比例定数)とする。なお、摩擦係数μは、ペーパー20
の紙質によって変化するので、その都度設定するものと
する。
【0032】この抄紙巻き取り機の巻き戻し側張力F1
は、一定であると、巻き取り側張力F2は、抱き角度θ
が大きくなればなるほど、つまり、巻戻コイル21の径
Dが大きけば大きいほどF2》F1となる。
【0033】従って、巻き戻しコイル21の径Dの最小
値Dminの時の抱き角度θ0とし、この抱き角度θ0
を基準値として巻戻コイル21の径Dの最大値Dmax
まで連続的にガイドローラ24の機械的位置を制御すれ
ば巻き取り側張力F2を一定にすることができる。
【0034】本発明者は、この点に着目してなされたも
ので、本発明の抄紙巻き取り機の張力制御装置は、図1
に示すように、前記アンワインダーモータ22の回転駆
動を検出し、パルス信号を発信するアンワインダーパル
ス発振器2と、巻戻コイル21の径Dを設定する巻戻コ
イル径設定器3と、前記アンワインダーパルス発振器2
と巻戻コイル径設定器3から供給された情報を基にガイ
ドローラ24の位置を調節制御する信号を生成するプロ
グラマブルなシーケンスコントローラからなる張力制御
装置1と、この張力制御装置1からの制御信号と前記ガ
イドローラ24の現在位置を検出するレゾルバー9から
の位置信号とを比較する比較器10と、この比較器10
の比較出力を増幅するサーボアンプ7と、このサーボア
ンプ7の出力で前記ガイドローラ24の位置を調節制御
するドライバー8からなっている。
【0035】前記張力制御装置1は、前記アンワインダ
ーパルス発振器2からのパルス信号の基で、巻戻コイル
21の現在の径Dnowを算出するコイル径検出部4
と、前記巻戻コイル径設定器3で設定された巻戻コイル
21の径Dの初期値Diと最小値Dminの時のガイド
ローラ24の抱き角度θ(θ∝D=KD)を算出する抱
き角度θ演算部5と、この抱き角度θ演算部15で算出
された抱き角度θの初期値Diと最小値Dminと前記
コイル径検出部4で検出算出された現在の巻戻コイル2
1の径Dnowとからガイドローラ24の現在抱き角度
θnowを演算算出する現在抱き角度(θーθmin)
演算部6と、この現在抱き角度演算部6で演算算出され
た現在抱き角度を基にガイドローラ24の位置を制御す
る位置制御信号を生成する位置制御信号出力回路7から
なっている。
【0036】このような構成の抄紙巻き取り張力制御装
置において、初めに、巻戻コイル径設定器3から巻戻コ
イル21の最小値径Dminを設定し、この最小値径D
minに相当するガイドローラ24の抱き角度θmin
になるようにガイドローラ24の位置とレゾルバー9の
位置検出信号を設定する。
【0037】次に、巻き戻しコイル径設定部3から巻戻
コイル21の径の初期値Diが設定され、その初期値D
iが設定された時点のガイドローラ24の抱き角度θi
を抱き角度検出部4で求めて、この巻戻コイル21の径
の初期値Diとガイドローラ24の初期抱き角度θiを
基に現在抱き角度演算部6で現在抱き角度θnow=θ
i−θminを求め、この現在抱き角度(θi−θmi
n)によるガイドローラ位置制御信号を位置制御信号出
力回路7で生成して、比較回路10とサーボアンプ7を
介して、ドライバー8に供給され、ガイドローラ24の
位置が調節される。
【0038】このような状態で巻き戻し駆動されると、
レゾルバー9は、ガイドローラ24の現在値を検出し、
その現在位置検出信号を比較回路10にフィードバック
信号θfbを出力する。
【0039】比較回路10では、前記張力制御装置1の
位置制御信号出力回路7からの現在抱き角度(θi−θ
min)と前記レゾルバー9からのフィードバック信号
θfbとの差がゼロ[(θi−θmin)−θfb=
0]となるようにサーボアンプ7を介して、ドライバー
8でガイドローラ24の位置を調節制御する。
【0040】つまり、巻き戻し駆動運転時には、現在の
巻戻コイル21の現在形Dnowに相当するガイドロー
ラ24の現在の抱き角度θnow(θnow−θmi
n)になるようにガイドローラ24の位置調節が行わ
れ、巻戻コイル21の径Dの変化に対応してガイドロー
ラ24の抱き角度θが一定になるように、ガイドローラ
24の位置調節が行われることで、巻取コイル26に巻
き取られるペーパー20の張力が一定に保持される。
【0041】なお、前記張力制御装置1は、マイクロプ
ロセッサからなり、コイル径検出部4乃至位置制御信号
出力回路7は、それぞれの機能毎のシーケンス処理プロ
グラムの基で処理されるものである。
【0042】
【発明の効果】本発明により、巻戻コイルから巻き戻さ
れ、ガイドローラを介して、巻取コイル状の巻き取る際
に、巻戻コイル径の変動に対して、ガイドローラの位置
調節を行い、ガイドローラと接触するペーパーの抱き角
度を常時一定になるようすることで、巻き取り張力一定
で巻取コイルにペーパーを均一に巻き取ることができ、
巻き取り品位が向上する効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る抄紙記巻き取り張力制御装置の一
実施形態の構成を示すブロック図。
【図2】従来の抄紙巻き取り装置の構成を示すブロック
図。
【図3】従来の抄紙巻き取り装置に用いられている張力
制御装置の構成を示すブロック図。
【図4】従来の抄紙巻き取り装置におけるガイドローラ
の抱き角度を説明する説明図。
【図5】従来の抄紙巻き取り装置の問題点を説明する説
明図。
【符号の説明】
1…張力制御装置 2…アンワインダーパルス発振器 3…巻戻コイル径設定器 4…コイル径検出回路 5…ガイドローラの抱き角度演算回路 6…現在の抱き角度演算回路 7…ガイドローラ位置制御信号出力回路 8…サーボアンプ 9…ドライバー 10…レゾルバー 20…紙(ペーパー) 21…巻戻コイル 22…アンワインダーモータ 24…ガイドローラ 25…ワインダードラム 26…巻取コイル 27…ガイドローラモータ 28…ガイドローラモータ速度制御装置 29…ガイドローラ速度検出器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】抄紙されたペーパーをロール状に巻回さ
    れ、この巻回されたペーパーを巻き戻し、ガイドローラ
    で案内されて新たにロール状に巻回する抄紙巻き取り装
    置において、 ペーパーがロール状に巻回され、そのペーパーを巻き戻
    す巻戻コイルの径を検出する巻戻コイル径検出手段と、 前記巻戻コイルの最小径値に相当する前記ガイドローラ
    のペーパーの最小抱き角度を設定するガイドローラ抱き
    角度設定手段と、 前記巻戻コイル径検出手段で検出された巻戻コイル径の
    現在値と、前記ガイドローラ抱き角度設定手段の最小抱
    き角度とから前記ガイドローラの現在ペーパー抱き角度
    を算出するガイドローラ抱き角度演算手段と、 前記ガイドローラ抱き角度演算手段で算出された現在ペ
    ーパー抱き角度から前記ガイドローラの位置を制御する
    位置制御信号を生成出力する位置制御信号出力手段と、 前記位置制御信号出力手段からのガイドローラの位置を
    制御する位置制御信号の基で前記ガイドローラの位置を
    制御するサーボトライバー手段と、 を具備したことを特徴とする抄紙巻き取り張力制御装
    置。
  2. 【請求項2】前記サーボドライバー手段は、前記ガイド
    ローラの現在位置を検出し、ガイドローラ現在値信号を
    生成するレゾルバー手段と、前記位置制御信号出力手段
    からのガイドローラの位置制御信号とを比較する比較手
    段と、この比較手段で比較の結果、前記レゾルバー手段
    からの現在位置信号と前記位置制御信号出力手段からの
    位置制御信号との差に応じて、前記ガイドローラの位置
    を制御するドライバー手段とからなることを特徴とする
    請求項1記載の抄紙巻き取り張力制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017022178A (ja) * 2015-07-07 2017-01-26 リンテック株式会社 シート貼付装置および貼付方法

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