JP2007031097A - 巻戻し張力制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 系の変化に追従するとともにフィードフォワード補償を不要にし、振動を抑制することができる巻戻し張力制御装置を提供する。
【解決手段】 巻戻電動機慣性モーメント設定器23と、巻戻電動機5の速度変化から巻戻電動機トルクを演算する加減速トルク演算器24と、巻戻電動機の速度を検出し巻戻速度検出信号を生成する巻戻電動機速度検出器6と、ライン速度指令を巻戻径で除して巻戻速度指令を生成する除算器27と、巻戻し速度指令と巻戻し速度検出信号から第1巻戻電動機トルク指令を生成する巻戻電動機速度制御器8と、第1巻戻電動機トルク指令に制限をかけて第2巻戻電動機トルク指令を生成する巻戻電動機速度制限回路9と、第2巻戻電動機トルク指令と巻戻電動機トルクから巻戻電動機補正トルク指令を生成する加減速トルク制御器25とを備えた。
【選択図】図1

Description

本発明は紙、フィルム、金属など帯状の材料の巻戻装置における巻戻し張力制御に関する。
従来の巻戻し張力制御装置について図2を用いて説明する。
まず、巻戻し張力制御装置の構成について説明する。図2において、1は材料、2は巻戻機、3は張力検出器、4は基準ロールであり、材料1は巻戻機2と基準ロールを経て矢印の方向に送り出されている。また、5は巻戻機を駆動する巻戻電動機、6は巻戻電動機に結合された巻戻電動機速度検出器である。7は巻戻電動機を駆動する巻戻電動機駆動装置、8は巻戻電動機の速度を制御する速度制御器、9は巻戻電動機速度制限回路である。次に、10は基準ロールを駆動する基準ロール電動機、11は基準ロール電動機に結合された基準ロール電動機速度検出器、12は基準ロール電動機駆動装置、13は基準ロール電動機速度制御器である。次に、14は張力設定器であり、15は張力制御器で張力指令どおりに張力を制御する。さらに、16はライン速度指令器で、補正されて基準ロール電動機と巻戻電動機の速度指令となる。17は巻戻径、厚み演算器で、基準ロール速度と巻戻し速度から巻戻径と材料厚みを演算する。次に、15は巻戻電動機速度バイアス設定器、19は、巻戻電動機トルク補償演算器である。また、26は加算器で張力制御器の生成する張力補正指令と張力設定値を加算し、張力指令を生成する。次に、27は除算器で、ライン速度指令を巻戻径で除し巻戻電動機の速度指令を生成する。
次に装置の動作について説明する。基準ロール4は基準ロール4に連結された基準ロール電動機10と、ライン速度指令器16の出力であるライン速度信号16Bと基準ロール速度検出器11とを受けて働く基準ロール速度制御器13により速度制御され材料1のライン速度を一定に制御する。ライン速度指令器16はライン速度設定器16Aの信号を入力し、運転・停止指令(図示していない)でライン速度信号16Bを出力するとともにライン加減速信号16Cを出力する。張力制御器15は張力検出器3と、張力設定器14の信号を受けて動作し、その出力を張力補正信号15Aとして出力している。張力補正信号15Aと張力設定器14の値を加えたものを張力指令信号15Bとして巻戻電動機駆動装置7に与える。巻戻電動機5はこの張力指令値と巻戻径・材料厚み演算器17の出力の一つである巻戻径演算値17Bを乗じたものを巻戻電動機トルク指令信号19Bとしてトルクを制御する。巻戻時の材料破断による暴走を防ぐため巻戻電動機5はその速度指令としてライン速度指令器16の速度指令に巻戻電動機速度バイアス設定器18の信号を加算したものを使用する。加算した信号と巻戻電動機速度検出器6の速度信号を帰還として巻戻電動機速度制御器8は巻戻電動機速度制限回路9に信号を出力する。巻戻電動機速度制限回路9は材料が正常に搬送されているときは張力指令信号15Bを巻戻電動機トルク指令信号19Bとして通過させるように制御する。これら張力フィードバック制御系に加え、巻戻張力の安定を図るため巻戻電動機トルク補償器19が設置される。巻戻電動機トルク補償器19は巻戻機2の本体メカロストルク、巻戻機2の材料の重量による重量メカロストルク、加減速時の本体慣性トルクならびに材料分慣性トルクを演算し、巻戻電動機トルク補償信号19Aとして出力する。
巻戻径・材料厚み演算器17は巻戻電動機5と基準ロール電動機4の速度比から径をもとめるとともに径の減少の割合から搬送している材料1の厚みを演算する。径演算は各速度の比率から設定されるため、最初の値は初期径設定器17Aで巻戻径・材料厚み演算器17に与えられる。
特開平11−240652号公報(図1、2:巻戻し制御)
従来の巻戻し張力制御装置の張力制御は応答が遅く、かつ振動系であるために材料のバタツキやしわの発生、最悪は破断を起こすことがある。それらを防ぐために機械本体のメカロス、材料の重量によるメカロス、加減速時の慣性トルクについてはあらかじめ演算してフィードフォワード補償することが必要であった。しかし、これらの補償は理論値であって、メカロストルク分は機械磨耗などの経時変化や潤滑油粘性の温度による変化、慣性トルクは径演算の精度や材料の密度のばらつきなどによる誤差分を正確に補償できなかった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、系の変化に追従するとともにフィードフォワード補償を不要にし、振動を抑制することができる巻戻し張力制御装置を提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、巻き取られた材料を巻戻す巻戻機と、前記巻戻機を駆動する巻戻電動機と、巻戻電動機トルク指令から電流を生成して巻戻電動機を駆動する巻戻電動機駆動装置と、材料を一定速度で搬送する基準ロールと、前記基準ロールを駆動する基準ロール電動機と、前記基準ロール電動機の速度を制御する基準ロール駆動装置と、前記巻戻機と前記基準ロール間の張力を測定する張力検出器と、前記張力を制御する張力制御器と、前記巻戻速度と前記ロール速度から巻戻し材料の巻戻径と材料厚みを演算する巻戻径・厚み演算器と、巻戻電動機の速度を検出し巻戻速度検出信号を生成する巻戻電動機速度検出器と、ライン速度指令を前記巻戻径で除して巻戻速度指令を生成する除算器と、前記巻戻し速度指令と前記巻戻し速度検出信号から第1巻戻電動機トルク指令を生成する巻戻電動機速度制御器と、前記第1巻戻電動機トルク指令に制限をかけて第2巻戻電動機トルク指令を生成する巻戻電動機速度制限回路と、前記第2巻戻電動機トルク指令と前記巻戻電動機補正トルク指令を加算して巻戻電動機トルク指令を生成する加算器と、を有する巻戻し張力制御装置において、前記巻戻電動機の巻戻電動機慣性モーメント設定器と、前記巻戻電動機の速度変化から巻戻電動機トルクを演算する加減速トルク演算器と、前記第2巻戻電動機トルク指令と前記巻戻電動機トルクから巻戻電動機補正トルク指令を生成する加減速トルク制御器と、を備えることを特徴とするものである。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の巻戻し張力制御装置において、材料厚みを設定し材料厚み指令を生成する材料厚み設定器と、設定材料厚みと演算材料厚みの差が所定値の範囲内であれば速度制御を選択し、所定値外であれば張力制御を選択する切替信号を生成する材料厚み判定器と、を備えることを特徴とするものである。
請求項1に記載の発明によると、巻戻機の速度変化を捉えることによりトルク変化が検出できるため、フィードフォワード補償演算をなくすことができるので張力制御の誤差が少なくなり、補償演算が必要な時間がないので制御系の演算周期を短くすること、つまり張力制御の応答を早くすることができる。
また、請求項2に記載の発明によると、速度制御をマイナーループとして張力制御を行うため張力制御系の振動を防止し、ゲインを高くすることができ、安定した搬送を実施することができる。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図1は、本発明の巻戻し張力制御装置の構成を示す図である。図2に対して19のトルク補償器を削除し、23の巻戻電動機慣性モーメント設定器、24の減速トルク演算器、25の加減速トルク制御器、20の材料厚み判定機、21の材料厚み設定器を追加している。図1において、1は材料、2ま巻戻し機、3は張力検出器、4は基準ロールであり、材料1は矢印の方向に送り出されている。また、5は巻戻機を駆動する巻戻電動機、6は巻戻電動機に結合された巻戻電動機速度検出器である。7は巻戻電動機を駆動する巻戻電動機駆動装置、8は巻戻電動機の速度を制御する速度制御器、9は巻戻電動機速度制限回路である。次に、10は基準ロールを駆動する基準ロール電動機、11は基準ロール電動機に結合された基準ロール電動機速度検出器、12は基準ロール電動機駆動装置、13は基準ロール電動機速度制御器である。次に、14は張力設定器であり、15は張力制御器である。さらに、16はライン速度指令器で、補正されて基準ロール電動機と巻戻電動機の速度指令となる。17は巻戻径、厚み演算器で、基準ロール速度と巻戻し速度から巻戻径と材料厚みを演算する。次に、15は巻戻電動機速度バイアス設定器、19は、巻戻電動機トルク補償演算器である。また、26は加算器で張力制御器の生成する張力補正指令と張力設定値を加算し、張力指令を生成する。次に、27は除算器で、ライン速度指令を巻戻径で除し巻戻電動機の速度指令を生成する。さらに、23は巻戻電動機慣性モーメント設定器、24は加減速トルク演算器であり、巻戻電動機速度信号を時間微分して巻戻電動機慣性モーメントを乗算して加減速トルクを演算している。
次に動作について説明する。図2と同じものは同じ動作をするので図1と異なるところだけ説明する。まず、加減速トルクに関する項目を説明する。加減速トルク演算器24は巻戻電動機速度検出器6の信号と巻戻電動機慣性モーメント設定器23から加減速トルク演算器24の出力である加減速トルクを計算している。式で示すと巻戻電動機速度をN(min−1)、巻戻電動機慣性モーメントJ(kg−m)とした場合、加減速トルクTact(Nm)は、
Tact=J/9.55×dN/dt ・・・・・(1)
で表される。ここでd/dtは微分演算子である。ここで得られた加減速トルクTactを帰還信号に、巻戻電動機トルク指令を設定として加減速トルク制御器25で制御されている。この加減速トルク制御器25は速度変化を小さくするように巻戻電動機5を制御している。このようにして径の速度の変化をトルクの変化に置き換えてそれを補正するように動作するから従来技術のように多くの演算を費やしてまでフィードフォワード的にトルクの補償をすることは不要になる。また、(1)式からもわかるように加減速トルクの計算に定数として変わらない巻戻電動機5の慣性モーメント値を採用している。従って、巻戻し材料の慣性モーメントといったような変動する定数を一切使用しないため、定数自身が変化することによる制御の変動はあり得ない。
次に、張力制御の変更について説明する。材料厚み判定器20は巻戻径・厚み演算器17の出力の一つである厚み演算値17Cを入力している。通常、最初に径データとして与えられる初期径設定器17Aの値は手動計測した値であることが多く、また最近の設備では直径が4メートルという材料ロールもあり、この設定径の精度はその測定技術により大きくばらつく。従って、径演算結果ならびにそれから計算される厚みが材料厚み設定器21に収束するまで径誤差による周速変化が大きく、速度マイナーループを使用した張力制御は困難である。厚みのデータが収束したと判断された場合、材料厚み判定器20はリレーAを励磁する。この信号を使って巻戻電動機駆動装置の制御モードを変更する。このリレーAの出力信号で、張力制御器15のゲインを変更し、巻戻電動機駆動装置7へ速度制御器8の出力を直接入力し、速度バイアス設定器18の入力を切る。これにより巻戻電動機駆動装置7は速度マイナーループ付き張力制御が実現され、応答が高く、振動が少ない張力制御が実現される。
本発明は、材料の搬送方向を逆にすれば巻取機の用途にも適用できる。
本発明の巻戻張力制御装置の構成図 従来の巻戻張力装置の構成図
符号の説明
1 材料
2 巻戻機
3 張力検出器
4 基準ロール
5 巻戻電動機
6 巻戻電動機速度検出器
7 巻戻電動機駆動装置
8 巻戻電動機速度制御器
9 巻戻電動機速度制限回路
10 基準ロール電動機
11 基準ロール電動機速度検出器
12 基準ロール駆動装置
13 基準ロール速度制御器
14 張力設定器
15 張力制御器
15A 張力補正指令
15B 張力指令
16 ライン速度指令器
16A ライン速度設定器
16B ライン速度信号
16C ライン加減速信号
17 巻戻径・厚み演算器
17A 巻戻初期径設定器
17B 巻戻径演算値
17C 厚み演算値
18 巻戻電動機速度バイアス設定器
19 巻戻電動機トルク補償演算器
19A 巻戻電動機トルク補償
19B 巻戻電動機トルク指令
20 材料厚み判定器
21 材料厚み設定器
22 リレー
23 巻戻電動機慣性モーメント設定器
24 加減速トルク演算器
25 加減速トルク制御器
26 加算器
27 除算器

Claims (2)

  1. 巻き取られた材料を巻戻す巻戻機と、前記巻戻機を駆動する巻戻電動機と、巻戻電動機トルク指令から電流を生成して巻戻電動機を駆動する巻戻電動機駆動装置と、材料を一定速度で搬送する基準ロールと、前記基準ロールを駆動する基準ロール電動機と、前記基準ロール電動機の速度を制御する基準ロール駆動装置と、前記巻戻機と前記基準ロール間の張力を測定する張力検出器と、前記張力を制御する張力制御器と、前記巻戻速度と前記ロール速度から巻戻し材料の巻戻径と材料厚みを演算する巻戻径・厚み演算器と、巻戻電動機の速度を検出し巻戻速度検出信号を生成する巻戻電動機速度検出器と、ライン速度指令を前記巻戻径で除して巻戻速度指令を生成する除算器と、前記巻戻し速度指令と前記巻戻し速度検出信号から第1巻戻電動機トルク指令を生成する巻戻電動機速度制御器と、前記第1巻戻電動機トルク指令に制限をかけて第2巻戻電動機トルク指令を生成する巻戻電動機速度制限回路と、前記第2巻戻電動機トルク指令と前記巻戻電動機補正トルク指令を加算して巻戻電動機トルク指令を生成する加算器と、を有する巻戻し張力制御装置において、
    前記巻戻電動機の巻戻電動機慣性モーメント設定器と、
    前記巻戻電動機の速度変化から巻戻電動機トルクを演算する加減速トルク演算器と、
    前記第2巻戻電動機トルク指令と前記巻戻電動機トルクから巻戻電動機補正トルク指令を生成する加減速トルク制御器と、
    を備えることを特徴とする巻戻し張力制御装置。
  2. 材料厚みを設定し材料厚み指令を生成する材料厚み設定器と、
    設定材料厚みと演算材料厚みの差が所定値の範囲内であれば速度制御を選択し、所定値外であれば張力制御を選択する切替信号を生成する材料厚み判定器と、
    を備えることを特徴とする請求項1記載の巻戻し張力制御装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007045567A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Yaskawa Electric Corp 張力制御装置
JP2013091219A (ja) * 2011-10-25 2013-05-16 Canon Inc 記録装置、搬送装置及びシートの搬送制御方法
CN104627713A (zh) * 2015-01-27 2015-05-20 四川大学 出卷位置可控的恒张力胶带复卷机
CN107298334A (zh) * 2017-08-17 2017-10-27 重庆东登科技有限公司 一种卷材纠偏装置
CN110466834A (zh) * 2019-08-04 2019-11-19 长沙长泰智能装备有限公司 一种牛皮纸卷筒包装机放纸架收卷张紧的判断方法
JP7456202B2 (ja) 2019-12-16 2024-03-27 ブラザー工業株式会社 シート搬送装置及び画像形成システム

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102910475A (zh) * 2012-11-14 2013-02-06 深圳市生波尔机电设备有限公司 一种恒张力恒速度卷绕控制方法和系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11240652A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Yaskawa Electric Corp 2軸ターレット制御装置
JP2000211784A (ja) * 1999-01-20 2000-08-02 Meisan Kk テンション制御した巻取機
JP2002302312A (ja) * 2001-04-04 2002-10-18 Toshiba Ge Automation Systems Corp 巻取制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11240652A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Yaskawa Electric Corp 2軸ターレット制御装置
JP2000211784A (ja) * 1999-01-20 2000-08-02 Meisan Kk テンション制御した巻取機
JP2002302312A (ja) * 2001-04-04 2002-10-18 Toshiba Ge Automation Systems Corp 巻取制御装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007045567A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Yaskawa Electric Corp 張力制御装置
JP2013091219A (ja) * 2011-10-25 2013-05-16 Canon Inc 記録装置、搬送装置及びシートの搬送制御方法
CN104627713A (zh) * 2015-01-27 2015-05-20 四川大学 出卷位置可控的恒张力胶带复卷机
CN107298334A (zh) * 2017-08-17 2017-10-27 重庆东登科技有限公司 一种卷材纠偏装置
CN110466834A (zh) * 2019-08-04 2019-11-19 长沙长泰智能装备有限公司 一种牛皮纸卷筒包装机放纸架收卷张紧的判断方法
CN110466834B (zh) * 2019-08-04 2021-01-19 长沙长泰智能装备有限公司 一种牛皮纸卷筒包装机放纸架收卷张紧的判断方法
JP7456202B2 (ja) 2019-12-16 2024-03-27 ブラザー工業株式会社 シート搬送装置及び画像形成システム

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