JP2005187121A - 帯状材搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各種の生産部材などの帯状材にかかる張力を一定として、レコード状やスパイラル状に巻出しあるいは巻取る帯状材搬送装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】帯状材７５の巻出量を測長する測長エンコーダ４からの出力信号を、巻出リール駆動サーボ系の位置フィードバックパルス１９とし、巻出しのダンサーレバー５ａにおける位置検出エンコーダ６の出力でなり、帯状材７５を送出する駆動系の動作指令パルス３３を、巻出リール駆動サーボ系の動作指令パルスとした閉ループを構成することにより、巻出リール１の回転駆動と帯状材７５の送出ローラ７による送出駆動との同期をとる構成とし、巻出しのダンサーレバー５ａの変動を常に抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種の生産部材などの帯状材にかかる張力を一定として、レコード状やスパイラル状で巻出しあるいは巻取る帯状材搬送装置に関するものである。

従来における帯状材搬送装置の概略要部構成図を図４に示す。図４において、金属や非金属などでなり各種の生産部材である帯状材７５を巻回した巻出リール１の駆動用に、インダクションモータなどにタコメータやエンコーダなどの回転数検出部４４を含む制御機構を付属したスピードコントロールモータである駆動モータ４２を使用し、巻出リール１における帯状材７５の巻出直径を直径検出ポテンションメータ４５で検出し、巻出直径に対応した直径検出ポテンションメータ４５の出力である抵抗値を、Ｒ／Ｖ変換器５２でアナログの電圧レベルに変換する。

この時、巻出リール１における帯状材７５の最大径がＷｆmax（単位ｍｍ）の時の電圧値をＷｆｖmax（単位Ｖ）とし、巻出リール１の駆動用でスピードコントロールモータである駆動モータ４２の最高速度がＳＰｆmax（単位ｒｐｍ）時の速度指令電圧をＳＰｆｖmax（単位Ｖ）とする。

また、ワークステージ８における帯状材７５の送出ローラ７の駆動用にサーボモータドライバー２３で駆動され、かつサーボモータエンコーダ２１が付属したサーボモータ２２を使用し、所定速度Ｎ（単位ｍｍ／分）で帯状材７５を定寸および連続で送出する。

帯状材７５にかかる張力を常に一定にするには、送出ローラ７による帯状材７５の送出速度と巻出リール１による帯状材７５の巻出速度を等しくすればよい。前記のように送出速度と巻出速度を等しくすれば、巻出リール１と送出ローラ７の経路に配設され、帯状材７５が巻回するダンサーローラ５を先端に取付け、帯状材７５の巻出しにおけるダンサーレバー５ａの変動を極小に抑制でき、その結果、帯状材７５の張力は安定することになる。

そこで、帯状材７５の送出中（巻出し）において、巻出リール１における任意の帯状材７５の巻出直径において、帯状材７５の送出駆動用であるサーボモータ２２と同期をとるための巻出リール１の駆動用でスピードコントロールモータである駆動モータ４２の回転速度指令を以下の手順により設定し確定する。

前記の巻出直径は、直径検出ポテンションメータ４５にて検出し、Ｒ／Ｖ変換器５２によりアナログの電圧レベルに変換後、Ａ／Ｄ変換器５６に入力する。その値をＷｆｐｖ（単位Ｖ）とし、巻出直径算出回路６２の演算処理部で巻出直径を長さ（単位ｍｍ）で表すための、
計算式（１）＝｛（Ｗｆｐｖ／Ｗｆｖmax）×Ｗｆmax｝×２
を実行する。

次に、巻出リール１の駆動速度算出回路６３の演算処理部で、帯状材７５の送出すなわち所定速度Ｎ（単位ｍｍ／分）における巻出リール１の駆動用でスピードコントロールモータである駆動モータ４２の回転速度を回転数（単位ｒｐｍ）で表すための、
計算式（２）＝｛Ｎ／（計算式（１）×π）｝
を実行する。

モータ指令電圧換算回路６４の演算処理部で、前記計算式（２）を速度指令電圧値に換算するための、
計算式（３）＝（計算式（２）／ＳＰｆmax）×ＳＰｆｖmax
を実行する。

巻出リール１の駆動用のスピードコントロールモータ４２を制御するスピードコントローラ４３に、前記計算式（３）から得られる速度指令電圧をＤ／Ａ変換器５７を介して入力すると、帯状材７５の送出駆動と同期がとれた巻出リール１の回転駆動が実現できるのである。

また、巻出しにおけるダンサーレバー５ａの位置補正は、変位量検出近接センサー４６で、ダンサーレバー５ａの変位を、例えば最下限４ｍＡ〜最上限２０ｍＡのアナログ量の電流変化として検出し、Ｉ／Ｖ変換器５３により電圧レベルに変換した後、Ａ／Ｄ変換器５８に入力する。

基準値比較出力回路７１の演算処理部では、入力されたダンサーレバー５ａの変位値を、ダンサーレバー５ａのセンター位置を０Ｖ基準として、上方で＋電圧に、そして下方で−電圧にダンサーレバー５ａの絶対位置として換算した結果出力と、前記計算式（３）から算出した巻出リール１の駆動用でスピードコントロールモータである駆動モータ４２の速度指令電圧を加減算器６５に入力し、その加減算の結果出力を、本来の巻出リール１の駆動用でスピードコントロールモータである駆動モータ４２の速度指令値とすることにより、巻出し（送出）におけるダンサーレバー５ａが所定位置であるセンター位置を維持しながら、帯状材７５の送出駆動と同期をとる巻出リールの駆動方式としているのである。

また、巻出リール１より供給された帯状材７５を巻取る巻取リール２の駆動用に、インダクションモータに回転数検出部４９を含む制御機構を付属したスピードコントロールモータである駆動モータ４７を使用し、巻取リール２における帯状材７５の巻取直径を直径検出ポテンションメータ５０により検出し、巻出直径に対応した直径検出ポテンションメータ５０の出力である抵抗値を、Ｒ／Ｖ変換器５５でアナログの電圧レベルに変換する。

この時、巻取リール２における帯状材７５の最大直径がＷｒmax（単位ｍｍ）の時の電圧値をＷｒｖmax（単位Ｖ）とし、巻取リール２における駆動用のスピードコントロールモータである駆動モータ４７の最高速度がＳＰｒmax（単位ｒｐｍ）の時の速度指令電圧をＳＰｒｖmaxとする。

帯状材７５にかかる張力を常に一定にするには、帯状材７５の送出ローラ７による帯状材７５の送出速度と巻取リール２による帯状材７５の巻取速度を等しくすればよい。前記の送出速度と巻取速度を等しくすると、巻取リール２と送出ローラ７の経路に配設され、帯状材７５が巻回するダンサーローラ１０を先端に取付け、帯状材７５の巻取りにおけるダンサーレバー１０ａの変動を極小に抑制でき、その結果、帯状材７５の張力は安定するのである。

そこで、帯状材７５の巻取中において、巻取リール２における帯状材７５の任意の巻取直径において、帯状材７５の送出ローラ７の駆動用であるサーボモータ２２と同期をとるための巻取リール２の駆動用でスピードコントロールモータである駆動モータ４７の回転速度指令を以下の手順で設定し確定する。

前記の巻取直径は、直径検出ポテンションメータ５０で検出し、Ｒ／Ｖ変換器５５で、アナログの電圧レベルに変換した後、Ａ／Ｄ変換器６１に入力する。その値をＷｒｐｖ（単位Ｖ）とし、巻取直径算出回路６７の演算処理部で巻取直径を長さ単位ｍｍで表すための、
計算式（４）＝｛（Ｗｒｐｖ／Ｗｒｖmax）×Ｗｒmax｝×２
を実行する。

次に、巻取リール２の駆動速度算出回路６８の演算処理部で、帯状材７５の送出すなわち所定速度Ｎ（単位ｍｍ／分）における巻取リール２の駆動用でスピードコントロールモータである駆動モータ４７の回転速度を回転数（単位ｒｐｍ）で表すための、
計算式（５）＝｛Ｎ／（計算式（４）×π）｝
を実行する。

モータ指令電圧換算回路６９の演算処理部で、前記計算式（５）を速度指令電圧値に換算するための、
計算式（６）＝（計算式（５）／ＳＰｒmax）×ＳＰｒｖmax
を実行する。

巻取リール２の駆動用であるスピードコントローラ４８に、前記計算式（６）により得られる速度指令電圧をＤ／Ａ変換器６０を介して入力すると、帯状材７５の送出駆動と同期がとれた巻取リール２の回転駆動が実現できる。

また、巻取りにおけるダンサーレバー１０ａの位置補正は、変位量検出近接センサー５１で、ダンサーレバー１０ａの変位を、例えば最下限４ｍＡ〜最上限２０ｍＡのアナログ量の電流変化として検出し、Ｉ／Ｖ変換器５４により電圧レベルに変換した後、Ａ／Ｄ変換器５９に入力する。

基準値比較出力回路７２の演算処理部では、入力されたダンサーレバー１０ａの変位値を、ダンサーレバー１０ａのセンター位置を０Ｖ基準として、上方で＋電圧に、そして下方で−電圧にダンサーレバー１０ａの絶対位置として換算した結果出力と、前記計算式（６）から算出した巻取リール２の駆動用でスピードコントロールモータである駆動モータ４７の速度指令電圧を加減算器７０に入力し、その加減算の結果出力を本来の巻取リール２の駆動用でスピードコントロールモータである駆動モータ４７の速度指令値とすることにより、帯状材７５の巻取りにおけるダンサーレバー１０ａが所定位置であるセンター位置を維持しながら、帯状材７５の送出駆動と同期をとる巻取リールの駆動方式としているのである。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平５−３３８８８３号公報

しかしながら、前記従来の帯状材搬送装置では、帯状材の送出駆動と同期をとる巻出および巻取リール駆動用でスピードコントロールモータである駆動モータの速度指令値の設定は、巻出および巻取リールの直径検出と、帯状材の送出駆動用であるサーボモータの設定する所定速度から算出するため、最高あるいは所定速度に到達するまでの加速領域や停止するまでの減速領域には対応できていない。

すなわち、帯状材の送出駆動用であるサーボモータの加速領域や減速領域においては、帯状材の送出駆動と同期をとる巻出および巻取リールの駆動用のスピードコントロールモータである駆動モータにおける本来の速度指令値は、前記で説明した従来の方法で算出する巻出および巻取リールの駆動用のスピードコントロールモータである駆動モータにおける速度指令値と比較して小さいのであり、従って巻出しのダンサーレバー５ａは所定位置より下に、巻取りのダンサーレバー１０ａは所定位置より上に大きく振れることになる。

また、巻出および巻取リールの直径の値を取得（測定）してから、それに対応する巻出および巻取リールの駆動用のスピードコントロールモータである駆動モータにおける速度指令値に設定（変化）するまでに、演算処理時間＋入出力信号変換時間が必要で、出力を確定するまでの累積遅れ時間が発生する。

さらに、スピードコントロールモータである駆動モータは、速度指令値が変化してから反応するまでの応答性が不十分であり、巻出しのダンサーレバー５ａや巻取りのダンサーレバー１０ａにおける上下の揺れを極小に抑制することが難しく、帯状材にかかる張力を一定かつ安定にすることが困難であるという課題を有していた。

本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、巻出および巻取リール駆動と帯状材の送出駆動の同期を確実にとり、巻出しや巻取りのダンサーレバーの変動を抑制することにより、帯状材にかかる張力を常に一定にできる帯状材搬送装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。

本発明の請求項１に記載の発明は、特に、帯状材を巻回した巻出リールおよび帯状材を巻取る巻取リールを回転駆動し、前記帯状材を巻出しおよび巻取るための駆動用サーボモータ、帯状材の巻出量および巻取量を測定する検出部である測長エンコーダ、帯状材を送出する送出ローラの駆動サーボモータ、帯状材の搬送経路に配設した巻出ダンサーおよび巻取ダンサー、そして前記をコントロールする制御機構で構成され、前記測長エンコーダによるエンコーダ信号を前記巻出しおよび巻取るための駆動用サーボモータのフィードバックパルス信号とし、また前記送出ローラの駆動サーボモータの動作信号を前記巻出しおよび巻取るための駆動用サーボモータの動作指令パルス信号とする閉ループを形成して制御する構成としたものであり、これにより、巻出リールおよび巻出リールの回転駆動と帯状材の送出駆動が同期し、Ａ／Ｄ変換機構が不要で、直接にデジタル追従制御が可能で高速応答性を有し、ダンサーレバーの変動を抑制、すなわち帯状材にかかる張力を一定にできるという作用効果を有する。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、帯状材を巻回した巻出リールを回転駆動して帯状材を巻出す巻出リール駆動用のサーボモータと、前記巻出リールと巻出しのダンサーローラ間における帯状材の搬送をガイドする巻出ローラに連動して回転し、巻出した前記帯状材の長さを測定する測長エンコーダと、巻出した前記帯状材を搬送し送出する送出ローラを駆動するサーボモータと、巻出した帯状材の長さと送出した帯状材の長さの整合をとるための前記測長エンコーダの出力信号を入力とする分周逓倍回路でなり、前記送出ローラを駆動するサーボモータに入力する動作指令パルスを、前記巻出リール駆動用のサーボモータの動作指令パルスとする巻出リール駆動サーボ系の閉ループを構成し、前記測長エンコーダからの単位パルス当たりの帯状材の巻出量と、前記送出ローラを駆動するサーボモータに入力する動作指令パルスにおける単位パルス当たりの送出量との整合をとるために、前記測長エンコーダからの出力信号を分周逓倍回路に入力して巻出リール駆動用のサーボモータの位置フィードバックパルスとする制御構成により、巻出リール回転駆動と帯状材の送出駆動を同期させてなる構成としたものであり、これにより、巻出リール回転駆動と帯状材の送出駆動が同期し、Ａ／Ｄ変換機構が不要で、直接にデジタル追従制御が可能で高速応答性を有し、巻出しのダンサーレバーの変動を抑制、すなわち帯状材にかかる張力を一定にできるという作用効果を有する。

本発明の請求項３に記載の発明は、特に、帯状材を巻取る巻取リールを回転駆動して帯状材を巻取る巻取リール駆動用のサーボモータと、前記巻取リールと巻取りのダンサーローラ間にある帯状材の搬送をガイドする巻取ローラに連動して回転し、前記帯状材の巻取り長さを測定するための測長エンコーダと、前記帯状材を搬送し送出する送出ローラを駆動するサーボモータと、帯状材の巻取り長さと帯状材の送出長さの整合をとるための前記測長エンコーダの出力信号を入力とする分周逓倍回路でなり、前記送出ローラを駆動するサーボモータに入力する動作指令パルスを、前記巻取リール駆動用のサーボモータの動作指令パルスとする巻取リール駆動サーボ系の閉ループを構成し、前記測長エンコーダからの単位パルス当たりの帯状材の巻取量と、前記送出ローラを駆動するサーボモータに入力する動作指令パルスにおける単位パルス当たりの巻出量との整合をとるために、前記測長エンコーダからの出力信号を分周逓倍回路に入力して巻取リール駆動用のサーボモータの位置フィードバックパルスとする制御構成により、巻取リール回転駆動と帯状材の送出駆動を同期させてなる構成としたものであり、これにより、巻取リール回転駆動と帯状材の送出駆動が同期し、Ａ／Ｄ変換機構が不要で、直接にデジタル追従制御が可能で高速応答性を有し、巻取りのダンサーレバーの変動を抑制、すなわち帯状材にかかる張力を一定にできるという作用効果を有する。

本発明の請求項４に記載の発明は、特に、巻出リール回転駆動と帯状材の送出駆動を請求項２に記載の制御構成とし、巻取リール回転駆動と帯状材の送出駆動を請求項３に記載の制御構成として、巻出リール回転駆動および巻取リール回転駆動と帯状材の送出駆動を同期させてなる構成としたものであり、これにより、巻出リール回転駆動および巻取リール回転駆動と帯状材の送出駆動が同期し、Ａ／Ｄ変換機構が不要で、直接にデジタル追従制御が可能で高速応答性を有し、巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの変動を抑制、すなわち帯状材にかかる張力を一定にできるという作用効果を有する。

本発明の請求項５に記載の発明は、特に、巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの位置検出手段を設け、所定の巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの位置からのずれ量を、前記各ダンサーレバーの位置検出手段により、特定した現在位置からの各ダンサーレバー位置補正量を、帯状材の巻出量および巻取量にパルス換算し、その結果を巻出リール駆動サーボ系および巻取リール駆動サーボ系の動作指令パルスとして入力し、さらに巻出した帯状材の長さを検出する測長エンコーダ出力信号および巻取った帯状材の長さを検出する測長エンコーダ出力信号を、位置フィードバックパルスとすることにより、巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの位置ずれ累積誤差を解消してなる構成としたものであり、これにより、巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの変動における所定位置への自動復帰が可能になり、ダンサーレバーの位置が維持され安定するという作用効果を有する。

本発明の請求項６に記載の発明は、特に、巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの位置検出手段として、巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの回転軸に連動して回転し、かつアブソリュート信号が得られる位置検出エンコーダを配設し、前記各ダンサーレバーの回動可能範囲におけるリアルタイムでの絶対位置検出を可能としてなる構成としたものであり、これにより、位置検出エンコーダからのアブソリュート信号を、ダンサーレバー最下限位置において、最小値０と換算し直し、ダンサーレバー回動可能範囲にてデジタルによる絶対位置検出ができるという作用効果を有する。

本発明の帯状材搬送装置は、巻出リール駆動と巻取リール駆動が、帯状材の送出駆動における全ての動作速度領域において同期し、ずれや遅れなどがないフィードバック制御系を有する構成であるため、巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの変動を常に抑制し、帯状材にかかる張力を一定かつ安定に保持でき、Ａ／Ｄ変換機構が不要で、直接にデジタル追従制御ができ、システムの簡素化と初期設定およびメンテナンスを不要とし、帯状材の送出駆動スピードの高速化や、帯状材の間欠あるいは連続送出動作パターンに対応でき、設備稼動や生産性ならびに汎用性の向上が図れるという効果を有する。

以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜３に記載の発明について図面を参照しながら説明する。なお、背景技術で説明した構成部材などは同一の符号を付与して詳細な説明は省略する。

図１は、本発明の実施の形態１における帯状材搬送装置の巻出部の概略要部構成図である。図１において、回転自在な巻出ローラ３は、帯状材７５をレコード状あるいはスパイラル状に巻回された巻出リール１から巻出した帯状材７５の送出に対するガイドと、巻出ローラ３に連結付属した測長エンコーダ４により帯状材７５の送出長さを測定する。

巻出ローラ３に連動した測長エンコーダ４からの出力信号１９の単位パルス当たりの巻出量と、ワークステージ８における帯状材７５を送出駆動する送出ローラ７の駆動用であるサーボモータ２２への動作指令パルス３３の単位パルス当たりの送出量との整合をとるために、測長エンコーダ４からの出力信号１９を分周逓倍回路１８に入力し、巻出リール１の駆動サーボ系の位置フィードバックパルスとする。

また、帯状材７５を送出駆動する送出ローラ７の駆動用であるサーボモータ２２の送出駆動用の動作指令パルス３３を、巻出リール１の駆動用であるサーボモータ１４の動作指令パルスとして、巻出リール１の駆動サーボ系における閉ループを構成する。

なお、１３はサーボモータ１４に、そして２１はサーボモータ２２に連結付属したサーボモータエンコーダ、同じく１５、２３はそれぞれを駆動するサーボモータドライバー、２０はサーボモータエンコーダ１３から出力されるサーボモータエンコーダ信号である。

１７は位置フィードバック切替回路であり、サーボモータ１３の単独駆動と巻出ローラ３の回転を制御信号として付加したサーボモータ１３の駆動との切替え、すなわち巻出ローラ３の回転を制御信号として付加したサーボモータ１３の駆動は分周逓倍回路１８からの出力を一方の入力端に入力し、そしてサーボモータ１３の単独駆動はサーボモータエンコーダ信号２０を他方の入力端に入力される。そして、位置フィードバック切替回路１７の出力は、サーボモータドライバー１５の一方の入力信号として入力される。

なおまた、１６は動作指令切替回路であり、ダンサーレバー５ａのずれ有無による切替え、すなわちダンサーレバー５ａにずれが発生した場合は、一方の入力端に位置補正動作指令３２を、そしてダンサーレバー５ａにずれがない場合は他方の入力端に動作指令パルス３３を入力するのであり、その出力をサーボモータドライバー１５の他方の入力信号とする。

３５ａは位置ずれ量演算処理部３８と接続し位置補正動作指令３２を出力する位置決めコントローラ、そして３５ｂは位置決めコントローラ３５ａに接続し動作指令パルス３３を出力する位置決めコントローラである。

さらにまた、６は一端にダンサーローラ５を配設したダンサーレバー５ａの他端に連結付属し、ダンサーレバー５ａの回動位置を検出する位置検出エンコーダ、３６は位置検出エンコーダ６の出力信号を入力する入力ユニットであり、一方を位置ずれ量演算処理部３８に接続した位置換算処理部３７の他方に接続し、その出力を位置換算処理部３７に入力する。

図２は、本発明の実施の形態１における帯状材搬送装置の巻取部の概略要部構成図である。図２において、回動自在な巻取ローラ１１は、帯状材７５をレコード状あるいはスパイラル状に巻取リール２に巻取った帯状材７５における巻取りガイドと、巻取ローラ１１に連結付属した測長エンコーダ１２により帯状材７５の巻取り長さを測定する。

巻取ローラ１１に連動する測長エンコーダ１２からの出力信号３０の単位パルス当たりの巻取量と、前記と同じくサーボモータ２２への動作指令パルス３３の単位パルス当たりの送出量との整合をとるために、測長エンコーダ１２からの出力信号３０を分周逓倍回路２９に入力し、巻取リール２の駆動サーボ系の位置フィードバックパルスとする。

また、帯状材７５を送出する送出ローラ７の駆動用であるサーボモータ２２の送出駆動用の動作指令パルス３３を、巻取リール２の駆動用であるサーボモータ２５の動作指令パルスとして、巻取リール２の駆動サーボ系における閉ループを構成する。

なお、２４はサーボモータ２５に付属したサーボモータエンコーダ、同じく２６はそれを駆動するサーボモータドライバー、３１はサーボモータエンコーダ信号であり、サーボモータエンコーダ２４から出力され、分周逓倍回路２９からの出力を一方の入力端に入力する前記と同様の位置フィードバック切替回路２８における他方の入力端に入力される。そして、位置フィードバック切替回路２８の出力は、サーボモータドライバー２６の一方の入力信号として入力される。

なおまた、２７は前記と同じく動作指令切替回路であり、一方の入力端に位置補正動作指令３４を、そして他方の入力端に動作指令パルス３３を入力し、その出力をサーボモータドライバー２６の他方の入力信号とする。３５ｃは位置ずれ量演算処理部４１と接続し位置補正動作指令３４を出力する位置決めコントローラ、そして３５ｂは位置決めコントローラ３５ｃと、前記で説明した位置決めコントローラ３５ａにも接続し動作指令パルス３３を出力する位置決めコントローラである。

さらにまた、９は一端にダンサーローラ１０を配設したダンサーレバー１０ａの他端に連結付属し、ダンサーレバー１０ａの回動位置を検出する位置検出エンコーダ、３９は位置検出エンコーダ９の出力信号を入力する入力ユニットであり、一方を位置ずれ量演算処理部４１に接続した位置換算処理部４０の他方に接続し、その出力を位置換算処理部４０に入力する。

以上、巻出および巻取リールにおける駆動サーボ系を前記で説明した閉ループの制御構成でなる装置、すなわち、帯状材を巻回した巻出リールおよび帯状材を巻取る巻取リールを回転駆動し、帯状材を巻出しおよび巻取るための駆動用サーボモータと、帯状材の巻出量および巻取量を測定する測長エンコーダによる検出部、帯状材を送出する送出ローラの駆動サーボモータ、帯状材の搬送経路に配設した巻出ダンサーおよび巻取ダンサー、そしてそれらをコントロールする電子制御回路および制御機構で構成され、測長エンコーダによるエンコーダ信号を巻出しおよび巻取るための駆動用サーボモータのフィードバックパルス信号とし、また送出ローラの駆動サーボモータの動作信号を巻出しおよび巻取るための駆動用サーボモータの動作指令パルス信号とする閉ループを形成して制御するのである。

その結果、巻出リール１の駆動と巻取リール２の駆動は帯状材７５の送出駆動と確実に同期し、図１および図２における帯状材７５の搬送ラインスピードＸと、巻出ラインスピードＹおよび巻取ラインスピードＺが等しくなり、巻出しのダンサーレバー５ａおよび巻取りのダンサーレバー１０ａの変動を、リアルタイムで常に抑制することができるのである。

次に、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３〜５に記載の発明について説明する。

前記実施形態１で説明したように本発明の帯状材搬送装置における構成は、結果あるいは最終的に巻出しのダンサーレバー５ａや、巻取りのダンサーレバー１０ａの変動を抑制するのであるが、帯状材７５の搬送経路に配設した測長エンコーダ４と連動した巻出ローラ３、同じく測長エンコーダ１２と連動した巻取ローラ１１、そしてサーボモータエンコーダ２１を連結付属したサーボモータ２２に連動し、帯状材７５を送出するための送出ローラ７において、何らかの原因で帯状材７５がスリップすると、実際の帯状材７５の送出量と測長した結果に誤差が発生し、ダンサーレバー５ａ、１０ａの位置が所定の位置からずれることがある。

前記の現象により発生するずれの累積誤差を解消するためのダンサーレバー位置補正について説明する。

巻出しのダンサーレバー５ａおよび巻取りのダンサーレバー１０ａの位置検出手段として、ダンサーレバー５ａおよびダンサーレバー１０ａの回転軸に連動して回動する位置検出エンコーダ６および位置検出エンコーダ９からのアブソリュート出力信号を、入力ユニット３６および入力ユニット３９に入力し、ダンサーレバー５ａおよびダンサーレバー１０ａの現在位置を、位置換算処理部３７および位置換算処理部４０で、ダンサーレバー５ａ、１０ａの最下限位置を最小値０として換算し直した絶対位置に変換する。

前記で演算し求めたダンサーレバー５ａ、１０ａの現在位置と、所定ダンサーレバー５ａ、１０ａの位置からのずれ量を、位置ずれ量演算処理部３８および位置ずれ量演算処理部４１で演算して確定し、帯状材７５の巻出量や巻取量に換算してダンサーレバー５ａ、１０ａにおける位置補正量とし、位置決めコントローラ３５ａおよび位置決めコントローラ３５ｃに入力するのである。

さて、図３はダンサーレバー位置と帯状材長さの関係を説明する模式図である。図３において、前記で説明したダンサーレバー５ａおよびダンサーレバー１０ａの先端に取付けたダンサーローラ５およびダンサーローラ１０であるところのＩまたはIIと、巻出ローラ３であるローラIIIおよび巻取ローラ１１であるローラIVが接する帯状材７５の長さについて、
まずダンサーレバーが所定位置である時を
計算式（８） Ｌ２＝｛Ａ／（２＊ｓｉｎθ１）｝−ａ／（ｔａｎθ１）とし、
また、所定位置からずれた（例えばダンサーレバーが所定位置より上）時を
計算式（７） Ｌ１＝｛Ａ／（２＊ｓｉｎθ２）｝−ａ／（ｔａｎθ２）とする。

但し、θはダンサーレバーの現在位置（角度）、θ１、θ２はダンサーレバーの位置で一意的に決まる各角度、Ａはダンサーローラへ巻回する帯状材を規制しガイドするローラの間隔、そしてａはダンサーローラの半径とする。

さて、ダンサーレバーの所定位置からずれた位置の差であるＬ２−Ｌ１の２倍の長さが、巻出量や巻取量に換算した値となり、ダンサーレバー位置補正量として、位置決めコントローラ３５ａからの巻出リール１の駆動サーボ系の位置補正動作指令３２、位置決めコントローラ３５ｃからの巻取リール２の駆動サーボ系の位置補正動作指令３４を、動作指令切替回路１６および動作指令切替回路２７に入力するのである。

また、巻出した帯状材７５の長さを検出する測長エンコーダ４の出力信号１９および巻取った帯状材７５の長さを検出する測長エンコーダ１２の出力信号３０を、ダンサーレバー位置設定のための位置フィードバックパルスとすることにより、巻出しおよび巻取りのダンサーレバー５ａ、１０ａを各所定位置へ自動復帰させて、ダンサーレバー５ａ、１０ａにおける位置ずれ累積誤差を解消するのである。

本発明にかかる帯状材搬送装置は、巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの変動を常に抑制し、帯状材にかかる張力を一定かつ安定に保持でき、設備稼動および生産性、汎用性の向上につながる効果を有し、各種部材などのレコード状やスパイラル状に巻出しあるいは巻取る帯状材搬送装置などの用途として有用である。

本発明の実施の形態における帯状材搬送装置の巻出部の概略要部構成図 同帯状材搬送装置の巻取部の概略要部構成図 同ダンサーレバー位置と帯状材長さの関係を説明する模式図 従来における帯状材搬送装置の概略要部構成図

符号の説明

１ 巻出リール
２ 巻取リール
３ 巻出ローラ
４、１２ 測長エンコーダ
５、１０ ダンサーローラ
５ａ、１０ａ ダンサーレバー
６、９ 位置検出エンコーダ
７ 送出ローラ
８ ワークステージ
１１ 巻取ローラ
１３、２１、２４ サーボモータエンコーダ
１４、２２、２５ サーボモータ
１５、２３、２６ サーボモータドライバー
１６、２７ 動作指令切替回路
１７、２８ 位置フィードバック切替回路
１８、２９ 分周逓倍回路
１９、３０ 出力信号
２０、３１ サーボモータエンコーダ信号
３２、３４ 位置補正動作指令
３３ 動作指令パルス
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ 位置決めコントローラ
３６、３９ 入力ユニット
３７、４０ 位置換算処理部
３８、４１ 位置ずれ量演算処理部
４２、４７ 駆動モータ
４３、４８ スピードコントローラ
４４、４９ 回転数検出部
４５、５０ 直径検出ポテンションメータ
４６、５１ 変位量検出近接センサー
５２、５５ Ｒ／Ｖ変換器
５３、５４ Ｉ／Ｖ変換器
５６、５８、５９、６１ Ａ／Ｄ変換器
５７、６０ Ｄ／Ａ変換器
６２、６７ 巻取直径算出回路
６３、６８ 駆動速度算出回路
６４、６９ モータ指令電圧換算回路
６５、７０ 加減算器
６６ ＮＣ
７１、７２ 基準値比較出力回路
７５ 帯状材
Ｘ 搬送ラインスピード
Ｙ 巻出ラインスピード
Ｚ 巻取ラインスピード
Ａ ローラ間隔
ａ ダンサーローラの半径
Ｌ１＝｛Ａ／（２＊ｓｉｎθ２）｝−ａ／（ｔａｎθ２）―――計算式（７）
Ｌ２＝｛Ａ／（２＊ｓｉｎθ１）｝−ａ／（ｔａｎθ１）―――計算式（８）
θ ダンサーレバーの現在位置（角度）
θ１、θ２ ダンサーレバーの位置で一意的に決まる角度

Claims (6)

1. 帯状材を巻回した巻出リールおよび帯状材を巻取る巻取リールを回転駆動し、前記帯状材を巻出しおよび巻取るための駆動用サーボモータ、帯状材の巻出量および巻取量を測定する検出部である測長エンコーダ、帯状材を送出する送出ローラの駆動サーボモータ、帯状材の搬送経路に配設した巻出ダンサーおよび巻取ダンサー、そして前記をコントロールする制御機構で構成され、前記測長エンコーダによるエンコーダ信号を前記巻出しおよび巻取るための駆動用サーボモータのフィードバックパルス信号とし、また前記送出ローラの駆動サーボモータの動作信号を前記巻出しおよび巻取るための駆動用サーボモータの動作指令パルス信号とする閉ループを形成して制御する構成としてなる帯状材搬送装置。
2. 帯状材を巻回した巻出リールを回転駆動して帯状材を巻出す巻出リール駆動用のサーボモータと、前記巻出リールと巻出しのダンサーローラ間における帯状材の搬送をガイドする巻出ローラに連動して回転し、巻出した前記帯状材の長さを測定する測長エンコーダと、巻出した前記帯状材を搬送し送出する送出ローラを駆動するサーボモータと、巻出した帯状材の長さと送出した帯状材の長さの整合をとるための前記測長エンコーダの出力信号を入力とする分周逓倍回路でなり、前記送出ローラを駆動するサーボモータに入力する動作指令パルスを、前記巻出リール駆動用のサーボモータの動作指令パルスとする巻出リール駆動サーボ系の閉ループを構成し、前記測長エンコーダからの単位パルス当たりの帯状材の巻出量と、前記送出ローラを駆動するサーボモータに入力する動作指令パルスにおける単位パルス当たりの送出量との整合をとるために、前記測長エンコーダからの出力信号を分周逓倍回路に入力して巻出リール駆動用のサーボモータの位置フィードバックパルスとする制御構成により、巻出リール回転駆動と帯状材の送出駆動を同期させてなる帯状材搬送装置。
3. 帯状材を巻取る巻取リールを回転駆動して帯状材を巻取る巻取リール駆動用のサーボモータと、前記巻取リールと巻取りのダンサーローラ間にある帯状材の搬送をガイドする巻取ローラに連動して回転し、前記帯状材の巻取り長さを測定するための測長エンコーダと、前記帯状材を搬送し送出する送出ローラを駆動するサーボモータと、帯状材の巻取り長さと帯状材の送出長さの整合をとるための前記測長エンコーダの出力信号を入力とする分周逓倍回路でなり、前記送出ローラを駆動するサーボモータに入力する動作指令パルスを、前記巻取リール駆動用のサーボモータの動作指令パルスとする巻取リール駆動サーボ系の閉ループを構成し、前記測長エンコーダからの単位パルス当たりの帯状材の巻取量と、前記送出ローラを駆動するサーボモータに入力する動作指令パルスにおける単位パルス当たりの送出量との整合をとるために、前記測長エンコーダからの出力信号を分周逓倍回路に入力して巻取リール駆動用のサーボモータの位置フィードバックパルスとする制御構成により、巻取リール回転駆動と帯状材の送出駆動を同期させてなる帯状材搬送装置。
4. 巻出リール回転駆動と帯状材の送出駆動を請求項２に記載の制御構成とし、巻取リール回転駆動と帯状材の送出駆動を請求項３に記載の制御構成として、巻出リール回転駆動および巻取リール回転駆動と帯状材の送出駆動を同期させてなる帯状材搬送装置。
5. 巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの位置検出手段を設け、所定の巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの位置からのずれ量を、前記各ダンサーレバーの位置検出手段により、特定した現在位置からの各ダンサーレバー位置補正量を、帯状材の巻出量および巻取量にパルス換算し、その結果を巻出リール駆動サーボ系および巻取リール駆動サーボ系の動作指令パルスとして入力し、さらに巻出した帯状材の長さを検出する測長エンコーダ出力信号および巻取った帯状材の長さを検出する測長エンコーダ出力信号を、位置フィードバックパルスとすることにより、巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの位置ずれ累積誤差を解消してなる請求項２〜４のいずれか１つに記載の帯状材搬送装置。
6. 巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの位置検出手段として、巻出しおよび巻取りのダンサーレバーの回転軸に連動して回転し、かつアブソリュート信号が得られる位置検出エンコーダを配設し、前記各ダンサーレバーの回動可能範囲におけるリアルタイムでの絶対位置検出を可能としてなる請求項５に記載の帯状材搬送装置。

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