JP2012240814A - Web winding device and method of controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェブ巻取装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a web winding device and a control method thereof.
ウェブの巻取プロセスは、液晶ディスプレイ、携帯電話、印刷シート等、多くの工業製品に広く用いられている。本件出願人は、先に特許文献1のウェブ巻取技術を提案した。同巻取技術では、ウェブを巻き取る巻き芯を回転する巻取モータと、巻取モータの回転速度を調整して巻取時の張力を調整する張力調整手段とを備え、前記巻き芯にウェブが巻き取られて形成された巻取ロールの巻取範囲が所定の巻取比率(巻き芯の半径を初期値(0パーセント)とし、予め設定されている巻取ロールの最外周半径を最大値(100パーセント)として、現時点での巻取ロールの半径が占める割合)から後半側では、前記ウェブの巻取張力を漸減するように設定される構成を備えている。
The web winding process is widely used in many industrial products such as liquid crystal displays, mobile phones and printed sheets. The present applicant has previously proposed the web winding technology of
他方、ウェブ巻取の基礎理論は、年々進化している。かかる基礎理論によれば、所定の非線形2階常微分方程式を含む解析モデルを用いて、ウェブを巻き取った巻取ロールの内部応力状態を定量的に把握することが可能になる。また、巻取ロールの内部応力状態を定量的にモデル化することが可能になれば、ウェブを巻き取る際諸条件を最適化することも可能となる。本件発明者は、先に提案した内部応力解析モデルに基づいて、巻取ロールの半径方向応力並びに円周方向応力を演算し、その演算結果に基づいて、最適な巻取条件を演算する技術を開発し、提案した(非特許文献1)。 On the other hand, the basic theory of web winding is evolving year by year. According to this basic theory, it becomes possible to quantitatively grasp the internal stress state of the winding roll on which the web is wound, using an analysis model including a predetermined nonlinear second-order ordinary differential equation. If the internal stress state of the winding roll can be modeled quantitatively, it is possible to optimize various conditions when winding the web. The present inventor calculates a technique for calculating the radial stress and the circumferential stress of the winding roll based on the previously proposed internal stress analysis model and calculating the optimal winding condition based on the calculation result. Developed and proposed (Non-Patent Document 1).
特許文献1の技術によれば、予め好適なテーパ率(巻取張力の低減率)を設定しておくこと等、比較的単純な制御で、実用的な巻取特性を得ることができる。他方、非特許文献の技術によって明らかになったように、精緻な解析モデルによる最適な巻取制御は、必ずしも、後半側で張力を下げる、といった単純な特性ではない。
According to the technique of
そこで、より精緻な解析モデルに近似した巻取特性を得ることが望まれることとなった。 Therefore, it has been desired to obtain a winding characteristic that approximates a more detailed analysis model.
本発明は、上記課題に鑑みてなされものであり、近年の研究成果に基づく精緻で実用的な巻取特性を得ることのできるウェブ巻取装置およびその制御方法を提供することを課題としている。 This invention is made | formed in view of the said subject, and makes it a subject to provide the web winding apparatus which can acquire the precise and practical winding characteristic based on the research result in recent years, and its control method.
上記課題を解決するために、本発明は、ウェブを巻き取る巻き芯を回転する巻取モータと、巻取モータの回転速度を調整して巻取時の張力を調整する張力調整手段とを備えたウェブ巻取装置において、前記巻き芯に巻き取られるウェブの外周を押圧するニップローラと、前記ニップローラによるウェブへのニップ荷重を調整するニップ荷重調整手段と、前記巻取ロールの巻取比率が80パーセント以上になる巻取範囲において、巻取比率が増えるにつれて前記ニップ荷重を増加するように前記ニップ荷重調整手段を制御するニップ荷重制御手段とを備えていることを特徴とするウェブ巻取装置である。ここで巻取比率とは、巻き芯の半径を初期値(0パーセント)とし、予め設定されている巻取ロールの最外周半径を最大値(100パーセント)として、現時点での巻取ロールの半径が占める割合をいう。この態様では、巻取ロールの巻取比率が80パーセント以上になる巻取範囲においては、巻取比率が増えるにつれてニップ荷重が増加するので、巻取の後半側で生じがちな巻取張力の不足分をニップ荷重で補完することができる。従って、より好適な巻取特性を発揮し、巻取ロールの内部応力が好適に配分される。この結果、従来に増して、しわや弛みの発生を防止することができる。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a winding motor that rotates a winding core that winds a web, and tension adjusting means that adjusts the tension during winding by adjusting the rotation speed of the winding motor. In the web winding device, a nip roller that presses the outer periphery of the web wound around the core, a nip load adjusting unit that adjusts a nip load applied to the web by the nip roller, and a winding ratio of the winding roll is 80. A web winding device comprising: a nip load control means for controlling the nip load adjusting means so as to increase the nip load as the winding ratio increases in a winding range of at least a percentage. is there. Here, the winding ratio means that the radius of the winding roll is the initial value (0 percent), the outermost peripheral radius of the winding roll set in advance is the maximum value (100 percent), and the radius of the winding roll at the present time Refers to the proportion of In this mode, in the winding range where the winding ratio of the winding roll is 80% or more, the nip load increases as the winding ratio increases, so the winding tension is insufficient that tends to occur on the latter half of the winding. The minute can be supplemented by the nip load. Therefore, more preferable winding characteristics are exhibited, and the internal stress of the winding roll is suitably distributed. As a result, generation of wrinkles and slack can be prevented as compared with the conventional case.
好ましい態様において、前記巻取張力を前記巻き芯の径方向座標に関して表す張力関数を記憶する張力関数記憶手段と、少なくとも前記ウェブの巻取ロールに作用する円周方向応力と、層間の摩擦力と、スリップが生じる臨界摩擦力とをパラメータとする目的関数を記憶する目的関数記憶手段と、前記巻取ロール内部の半径方向応力の最小値が正の値をとり、且つ前記摩擦力が前記臨界摩擦力以上となるように前記目的関数の制約を設定する制約関数を記憶する制約関数記憶手段と、前記制約関数が設定する条件下で前記目的関数が小さくなるまで前記張力関数を進化させる進化処理手段とをさらに備え、前記ニップ荷重制御手段は、進化した張力関数で演算した巻取張力に基づいて前記張力調整手段を制御するとともに、前記目的関数が小さくなったときの値に基づいて前記ニップ荷重を制御するものである。この態様では、巻取張力を設定する張力関数が所定の条件下で進化し、好適な巻取張力を演算することができるので、しわや弛みを防止しつつ、種々のウェブをきわめて好適な状態で巻き取ることができる。 In a preferred embodiment, tension function storage means for storing a tension function representing the winding tension with respect to the radial coordinate of the winding core, circumferential stress acting on at least the winding roll of the web, and frictional force between layers Objective function storage means for storing an objective function having a critical frictional force at which slip occurs as a parameter, a minimum value of radial stress inside the winding roll takes a positive value, and the frictional force is the critical friction. A constraint function storage unit that stores a constraint function that sets the constraint of the objective function to be greater than or equal to a force, and an evolution processing unit that evolves the tension function until the objective function becomes small under the conditions set by the constraint function The nip load control means controls the tension adjusting means based on the winding tension calculated by the evolved tension function, and the objective function is small. And it controls the nip load based on the value when it becomes Ku. In this aspect, since the tension function for setting the winding tension evolves under a predetermined condition and a suitable winding tension can be calculated, various webs are in a very suitable state while preventing wrinkles and slack. Can be rolled up.
好ましい態様において、制約関数記憶手段は、前記制約関数のパラメータとして、前記ニップ荷重を変数とする設計変数を記憶するものであり、前記進化処理手段は、変数として設定された前記ニップ荷重を最適化するものである。この態様では、張力関数を進化させる過程で、設計変数の要素として用いられたニップ荷重をも考慮して最適化することができるので、より好適にニップローラの押圧力を調整することができる。従って、精緻な解析モデルによって、巻取張力を最適化することができる。加えて、巻取ロールの巻取比率が80パーセント以上になる巻取範囲においては、最適な巻取張力を維持しつつ、巻取比率の増加につれて増加するニップ荷重を最適化することができるので、極めて好適な巻取特性を得ることができる。 In a preferred aspect, the constraint function storage means stores a design variable having the nip load as a variable as a parameter of the constraint function, and the evolution processing means optimizes the nip load set as a variable. To do. In this aspect, in the process of evolving the tension function, optimization can be performed in consideration of the nip load used as an element of the design variable, so that the pressing force of the nip roller can be adjusted more suitably. Therefore, the winding tension can be optimized by a precise analysis model. In addition, in the winding range where the winding ratio of the winding roll is 80% or more, the nip load that increases as the winding ratio increases can be optimized while maintaining the optimal winding tension. Very favorable winding characteristics can be obtained.
本発明の別の態様は、ウェブを巻き取る巻き芯を回転する巻取モータと、巻取モータの回転速度を調整して巻取時の張力を調整する張力調整手段と、前記巻き芯に巻き取られるウェブの外周を押圧するニップローラとを備えたウェブ巻取装置を制御する制御方法において、前記巻取ロールの巻取比率を検出する巻取比率検出ステップと、検出された前記巻取比率が80パーセント以上になる巻取範囲においては、当該巻取比率が増えるにつれて前記ニップ荷重を増加するように前記ニップ荷重を制御するニップ荷重制御ステップとを備えていることを特徴とするウェブ巻取装置の制御方法である。 Another aspect of the present invention includes a winding motor that rotates a winding core that winds up a web, tension adjusting means that adjusts the tension at the time of winding by adjusting the rotation speed of the winding motor, and winding around the winding core. In a control method for controlling a web winding device including a nip roller that presses an outer periphery of a web to be taken, a winding ratio detection step for detecting a winding ratio of the winding roll, and the detected winding ratio And a nip load control step of controlling the nip load so as to increase the nip load as the winding ratio increases in a winding range of 80% or more. This is a control method.
好ましい態様において、前記巻取張力を前記巻き芯の径方向座標に関して表す張力関数を定義する張力関数定義ステップと、少なくとも前記ウェブの巻取ロールに作用する円周方向応力と、層間の摩擦力と、スリップが生じる臨界摩擦力とをパラメータとする目的関数を定義する目的関数定義ステップと、前記巻取ロール内部の半径方向応力の最小値が正の値をとり、且つ前記摩擦力が前記臨界摩擦力以上となるように前記目的関数の制約を設定する制約関数を定義する制約関数定義ステップと、前記制約関数が設定する条件下で前記目的関数が小さくなるまで前記張力関数を進化させる進化ステップと、進化した張力関数で演算した巻取張力に基づいて前記張力調整手段を制御するとともに、前記目的関数が小さくなったときのニップ荷重に基づいて前記巻取装置の前記ニップ荷重を制御する制御ステップとを備え、前記ニップ荷重制御ステップは、進化した張力関数で演算した巻取張力に基づいて前記張力調整手段を制御するとともに、前記目的関数が小さくなったときの値に基づいて前記ニップ荷重を制御するものである。 In a preferred embodiment, a tension function defining step for defining a tension function expressing the winding tension with respect to a radial coordinate of the winding core, circumferential stress acting on at least the winding roll of the web, and frictional force between layers, An objective function defining step for defining an objective function having a critical frictional force at which slip occurs as a parameter, a minimum value of radial stress inside the winding roll takes a positive value, and the frictional force is the critical friction A constraint function defining step that defines a constraint function that sets the constraint of the objective function to be greater than or equal to a force; and an evolution step that evolves the tension function until the objective function becomes small under the conditions set by the constraint function; The tension adjusting means is controlled based on the winding tension calculated by the evolved tension function, and the nip load when the objective function becomes small A control step for controlling the nip load of the winding device based on the nip load control step, wherein the nip load control step controls the tension adjusting means based on a winding tension calculated by an evolved tension function, and The nip load is controlled based on a value when the function becomes small.
好ましい態様において、制約関数定義ステップは、前記制約関数のパラメータとして、前記ニップ荷重を変数とする設計変数を定義するものであり、前記進化ステップは、変数として設定された前記ニップ荷重を最適化するものである。 In a preferred embodiment, the constraint function defining step defines a design variable having the nip load as a variable as a parameter of the constraint function, and the evolution step optimizes the nip load set as a variable. Is.
以上説明したように、本発明によれば、巻取ロールの巻取範囲が所定の巻取比率から後半側では、巻取張力が漸減するので、従来通り、しわや弛みなどの巻取不良のない巻取ロールを得ることができる。しかも、巻取ロールの巻取比率が80パーセント以上になる巻取範囲においては、巻取比率が増えるにつれてニップ荷重が増加するので、巻取の後半側で生じがちな巻取張力の不足分をニップ荷重で補完することができる。従って、より好適な巻取特性を発揮し、巻取ロールの内部応力が好適に配分される。この結果、本発明においては、従来に増して、しわや弛みの発生を防止することができるという顕著な効果を奏する。 As described above, according to the present invention, the winding tension gradually decreases in the latter half of the winding range of the winding roll from the predetermined winding ratio. No take-up roll can be obtained. Moreover, in the winding range where the winding ratio of the winding roll is 80% or more, the nip load increases as the winding ratio increases, so the shortage of winding tension that tends to occur on the latter half of the winding is reduced. Can be supplemented by nip load. Therefore, more preferable winding characteristics are exhibited, and the internal stress of the winding roll is suitably distributed. As a result, the present invention has a remarkable effect that wrinkles and slack can be prevented from being generated as compared with the prior art.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
まず図1を参照して、同図示す巻取装置100は、ウェブ10を巻回した巻出装置101のロール1から、複数のガイドローラ2、一対のピンチローラ3、並びにニップローラ4を介して巻取ロール5の巻き芯5aの外周に巻回するものである。なお、図では省略されているが、ロール1から巻取ロール5に至る経路には、ウェブ10の位置ずれを防止するエッジ位置制御装置や、ウェブ10の巻取張力を検出するロードセルが配置されている。
First, referring to FIG. 1, a winding
ニップローラ4には、巻取ロール5に対する押圧力を調整する、ニップ荷重制御手段としてのニップ荷重調整装置6が設けられている。ニップ荷重調整装置6は、加圧エア源、エアシリンダ、エアシリンダの出力を調整するレギュレータ等を有する電空変換器で具体化され、ニップローラ4と巻取ロール5との間に形成されるニップ45のニップ荷重Nを調整可能な構成になっている。
The
また、巻取ロール5の巻き芯5aには、モータ7が接続されており、巻き芯5a自身が回転してウェブ10を巻き取るように構成されている。
Further, a
ウェブ10としては、液晶パネル、ディスプレイモニタ、携帯電話、太陽電池システム、その他種々の製品に使用される可撓性シートや、或いは印刷物が対象とすることができる。
The
ニップ荷重調整装置6やモータ7の制御のために、巻取装置100は、制御ユニット20を備えている。制御ユニット20は、記憶部21、制御部22、モータ制御部23、並びにニップ荷重調整部24を論理的なモジュールとして備えている。さらに、制御ユニット20には、表示部25や入出力部26が接続されており、作業者が表示部25の表示を見ながら入出力部26で必要なデータ処理を行うことができるようになっている。
The winding
記憶部21は、ROM、RAM、補助記憶装置等で具体化され、巻取装置100全体を制御する制御プログラムやパラメータを記憶する領域を備えているモジュールである。
The
制御部22は、マイクロプロセッサ、記憶装置、並びに入出力インターフェイスを備えており、記憶装置に記憶されている制御プログラムやデータを読み取り、当該制御プログラムを実行して、制御ユニット20を構成する要素(モータ制御部23、ニップ荷重調整部24、表示部25、入出力部26)の制御を司るモジュールである。
The
モータ制御部23は、制御部22の演算結果に基づいて、モータ7の回転速度を制御するモジュールである。また、本実施形態において、このモータ制御部23は、モータ7の回転速度の制御を通して、ウェブ10の巻取張力Twを調整する張力調整手段を兼ねている。
The
ニップ荷重調整部24は、制御部22の演算結果に基づいて、ニップ荷重調整装置6による押圧力を調整するモジュールである。本実施形態において、ニップ荷重調整部24は、モータ7の回転数と運転時間とに基づき、巻取ロール5の巻取比率Rrを検出することができるようになっている。ここで巻取比率Rrとは、巻き芯5aの半径rcを初期値(0パーセント)とし、予め設定されている巻取ロール5の最外周半径rmaxを最大値(100パーセント)として、現時点での巻取ロール5の半径rが占める割合をいう。
The nip
表示部25は、液晶ディスプレイその他の表示装置で具体化されるユニットである。
The
入出力部26は、キーボードやマウスなどのポインティングディバイス、カードリーダ等の入出力装置で具体化されるユニットである。
The input /
なお、巻取装置100が実施される態様によっては、制御ユニット20に通信機能を持たせ、制御プログラムやデータをホストコンピュータと通信するようにしてもよい。
Note that, depending on the mode in which the winding
次に、本実施形態における制御部22が実行する巻取張力Twおよびニップ荷重Nの制御について説明する。
Next, the control of the winding tension Tw and the nip load N executed by the
まず、以下の説明で使用される主要な命名記号(Nomenclature)を表1に示し、図2に対応する主要な物理量を示す。 First, main naming symbols (Nomenclature) used in the following description are shown in Table 1, and main physical quantities corresponding to FIG. 2 are shown.
図2を参照して、巻取ロール5の任意の巻取半径rの位置でのウェブ10には、常に層間圧力(径方向圧縮応力)σrが作用し、この内側にあるウェブ10の各層を圧迫すると同時に、この外径にあるウェブ10の各層からの圧迫を受ける。一方、円周方向には、円周方向応力σtが作用するが、巻取ロール5の径方向位置によっては、これが引っ張りにも圧縮にもなり得る。巻取ロール5の幅方向の応力は、通常一様とみなして計算される。このような応力状態については、後述するウェブの巻取理論(Hakielモデル)を適用することによって計算で求めることが可能である。
Referring to FIG. 2, an interlayer pressure (radial compressive stress) σ r always acts on the
また、ニップロール4を用いた場合、巻取ロール5との間に生じるニップ45には、ニップ荷重N[N]が生じる。詳しくは後述するように、ニップ荷重Nも巻取ロール5の内部応力に大きな影響を及ぼす。なお、ニップ荷重Nは、当該ニップ荷重をウェブ幅で割ったニップ線荷重で演算することが好ましく、本実施形態に係る装置では、具体的な演算をニップ線荷重で演算しているが、説明の便宜上、全てニップ荷重Nで統一して説明する。
When the
図1および図2に示した本実施形態に係る巻取装置100は、中心駆動巻取方式と呼称されているものである。このような中心駆動巻取方式における内部応力の分析は、Hakielモデルと呼称されるウェブの巻取理論が有効であることが確認されている。尤も、Hakielモデルは、空気の巻き込みや、ニップ荷重を考慮しておらず、そのまま用いることができない。そこで以下の説明では、本実施形態の理解を深めるため、空気の巻き込みと、ニップ荷重を伴う場合に拡張したHakielモデルを使用する。以下にHakielモデルの概略を示す。
The winding
巻取ロール5の第i層での半径方向応力σriは、第i+1層から第n層(巻取りの最終層)までの各層における応力増分δσriを全て可算して求められ、式(1)により表される。ただし、第i層とは、巻き芯5aにおける層を第1番目とし、外層に向けて順番に数えたときの第i番目の層を表す。
The radial stress σ ri in the i-th layer of the winding
式(1)のδσrij(以下の式では、添え字i、jは、省略する)を支配する方程式は、次のように与えられる。 An equation governing δσ rij in equation (1) (subscripts i and j are omitted in the following equation) is given as follows.
式(2)は、巻取の基本となる方程式であることから、以後、「巻取方程式」とも呼称する。巻取方程式(2)は、変数rに対して最高2階の微分を含み、且つパラメータ(Eteq/Ereq)は、r方向の非線形ヤング率Ereqの関数であることから、数学的には非線形2階常微分方程式である。そのため、巻取方程式(2)を解くには、巻取ロール5の最外層(r=s)と最内層に関する2つの境界条件が必要となる。
Since equation (2) is an equation that is the basis of winding, it is hereinafter also referred to as “winding equation”. The winding equation (2) contains the highest second order derivative with respect to the variable r, and the parameter (E teq / E req ) is a function of the nonlinear Young's modulus E req in the r direction. Is a nonlinear second-order ordinary differential equation. Therefore, in order to solve the winding equation (2), two boundary conditions relating to the outermost layer (r = s) and the innermost layer of the winding
ここで、ニップ荷重を考慮した場合、各境界条件は、下記の通りとなる。 Here, when the nip load is taken into consideration, each boundary condition is as follows.
初期ウェブ厚さtf0と空気膜厚さh0とを併せた厚さ(tf0+h0)の等価層の応力と歪みの関係、並びにボイルの法則を用いることにより、空気の巻き込みを考慮した式(3)の径方向並びに円周方向のヤング率Ereq、Eteqを次のように求めることができる。 Considering the entrainment of air by using the relationship between stress and strain of the equivalent layer of the initial web thickness t f0 and the air film thickness h 0 (t f0 + h 0 ), and Boyle's law The Young's moduli E req and E teq in the radial direction and the circumferential direction of Expression (3) can be obtained as follows.
但し、空気層のヤング率Eraは、次のように与えられる。 However, the Young's modulus E ra of the air layer is given as follows.
さらに、巻取過程において、任意の巻取半径のウェブ厚さtfと空気層の厚さhは、それぞれ次のように与えられる。 Furthermore, the winding process, the thickness h of any winding radius of the web thickness t f and the air layer is respectively given as follows.
式(4)から式(6)において、h0とtf0とは、巻取の初期段階での空気層の厚さとウェブ厚さを示している。 In Expressions (4) to (6), h 0 and t f0 indicate the thickness of the air layer and the web thickness at the initial stage of winding.
巻取時に空気が巻き込まれると、巻取ロール5のウェブ層間でのスリップが生じやすくなる。そこで、巻込み空気量を可及的に低減させてスリップを防止する目的で、本実施形態におけるように、ニップローラ4を用いた中心駆動巻取方式を採用することが多い。その場合の空気層の厚さh0は、巻取ロール5とニップロール間の線接触EHL理論(Elastohydrodynamic lubrication Theory)により評価することができる。本実施形態では、次に示すHamrockとDowsonの結果(詳細については、Hamrock, B. J., and Dowson, D., ”Elastohydrodynamic Lubrication of Elliptical Contacts to Materials of Low Modulus I-Fully Flooded conjunction,” ASME J.Lubrication Technology, Vol.100, 1978, pp. 236-245)を利用する。
If air is caught during winding, slipping between the web layers of the winding
巻取ロール5の等価内部応力を基礎にし、式(1)−(7)から求められる半径方向応力σrを用いて、円周方向応力σtは、以下の式によって与えられる。
Based on the equivalent internal stress of the winding
以上がHakielモデルに基づくウェブの巻取理論であり、現在では、所定の数値解析によって張力方程式(2)の定式化と検証が確認されている。また、かかる検証の結果、ロールディフェクトの主な要因であるロール内部応力を最適化する際に大きな影響を及ぼすパラメータは、巻取張力Twであることも確認されている。他方、巻取張力Twを最適化する手法については、これまで充分な検証がなされておらず、ましてやニップ荷重Nを最適化する方法は、これまで検討されていなかった。そこで、本実施形態では、巻取張力Twを最適化するとともに、その過程でニップ荷重Nについても最適化し、トレードオフの関係にある種々の巻取不良を何れも好適に解消する手法を提供する。 The above is the web winding theory based on the Hakiel model. At present, the formulation and verification of the tension equation (2) have been confirmed by a predetermined numerical analysis. As a result of such verification, it has also been confirmed that the winding tension Tw is a parameter that has a great influence when optimizing the roll internal stress, which is the main cause of the roll defect. On the other hand, the method for optimizing the winding tension Tw has not been sufficiently verified so far, and the method for optimizing the nip load N has not been studied so far. Therefore, in this embodiment, the winding tension Tw is optimized, and the nip load N is also optimized in the process, thereby providing a method for suitably eliminating any of various winding defects in a trade-off relationship. .
まず、図1に示した記憶部21には、以下に説明する張力関数Tw(r)およびニップ荷重関数N(r)、目的関数f(X)、制約関数gi(X)(i=2n+2m+2)が記憶されている。張力関数Tw(r)は、巻取半径rに関して、巻取張力Twを演算するものである。また、ニップ荷重関数N(r)は、巻取半径rに関して、ニップ荷重Nを演算するものである。これら張力関数Tw(r)および式(10)のニップ荷重関数N(r)を進化(最適化)するため、本実施形態では、円周方向応力σtの平均値を目的関数とし、一般にスターディフェクト、塑性変形、並びにテレスコープと呼称されている種々の巻取不良を何れも好適に解消するための条件を与えて、張力の最適化を図るとともに、目的関数を最小化する過程でニップ荷重Nをも最適化することとしている。
First, the
本実施形態に係る張力関数Tw(r)およびニップ荷重関数N(r)は、関数の柔軟さと扱いやすさを考慮して、以下に示すように、巻取張力Twを巻き取りロール5の巻取半径rに関する三次スプライン関数で表現し、これを記憶部21に記憶している。
The tension function Tw (r) and the nip load function N (r) according to the present embodiment take the winding tension Tw into the winding
式(9)(10)から明らかなように、本実施形態では、巻取ロールの巻取開始点から最外周までをn個の等区間に分割し、スプライン法で各区間の巻取張力Twおよびニップ荷重Nを補間することとしている。式(9)、式(10)のMiを条件として設定することにより、各区間を滑らかにつなぐ関数として、前記巻取張力Twおよびニップ荷重Nが表現される。式(9)の張力関数Tw(r)および式(10)のニップ荷重関数N(r)は、目的関数と制約関数を設定することにより、最適化(進化)される。すなわち、巻取ロール5内の円周方向応力の最小値を非負とし、円周方向応力の平均値が限りなくゼロになるように式(9)、式(10)を進化させ、好適な巻取張力Twおよびニップ荷重Nを得ることが可能となる。
As is clear from equations (9) and (10), in this embodiment, the winding roll is divided into n equal sections from the winding start point to the outermost periphery, and the winding tension Tw of each section is determined by the spline method. The nip load N is interpolated. By setting M i in Expression (9) and Expression (10) as a condition, the winding tension Tw and the nip load N are expressed as a function of smoothly connecting each section. The tension function Tw (r) in Expression (9) and the nip load function N (r) in Expression (10) are optimized (evolved) by setting an objective function and a constraint function. That is, Formula (9) and Formula (10) are evolved so that the minimum value of the circumferential stress in the winding
図3を参照して、式(9)の張力関数Tw(r)を進化させる方法としては、図3の破線で示す進化過程((k+1)ステップ)での前段階(実線で示すkステップ)の張力関数に対して、各接点P(k)(ri、Ti)のr座標を固定し、Tw座標を正の方向または負の方向にδTiだけ変化させて新たな接点P(k+1)(ri、Ti+δTi)を得る。このようにして得られた新座標値を用いて式(9)により関数形を更新し、目的関数f(X)の値が最適となるまで逐次進化させていく。 Referring to FIG. 3, as a method of evolving the tension function Tw (r) of Expression (9), the previous stage (k step indicated by the solid line) in the evolution process ((k + 1) step) indicated by the broken line in FIG. For each of the tension functions, the r coordinate of each contact P (k) (r i , T i ) is fixed, and the T w coordinate is changed in the positive or negative direction by δT i to create a new contact P (k + 1). ) (R i , T i + δT i ) is obtained. Using the new coordinate values obtained in this way, the function form is updated by equation (9), and it is successively evolved until the value of the objective function f (X) becomes optimum.
また、式(10)のニップ荷重関数N(r)についても、図4に示すように、図3と同様の手法で破線で示す進化過程((k+1)ステップ)での前段階(実線で示すkステップ)のニップ荷重関数に対して、各接点P(k)(ri、Ni)のr座標を固定し、N座標を正の方向または負の方向にδNiだけ変化させて新たな接点P(k+1)(ri、Ni+δNi)を得る。このようにして得られた新座標値を用いて式(10)により関数形を更新し、目的関数f(X)の値が最適となるまで逐次進化させていく。 Also for the nip load function N (r) in equation (10), as shown in FIG. 4, the previous stage (indicated by the solid line) in the evolution process (step (k + 1)) indicated by the broken line in the same manner as in FIG. For the nip load function of k step), the r coordinate of each contact P (k) (r i , N i ) is fixed, and the N coordinate is changed by δN i in the positive direction or the negative direction. A contact point P (k + 1) (r i , N i + δN i ) is obtained. Using the new coordinate values obtained in this way, the function form is updated according to the equation (10), and it is successively evolved until the value of the objective function f (X) becomes optimum.
次に目的関数f(X)の変数について説明する。 Next, the variable of the objective function f (X) will be described.
本実施形態では、目的関数f(X)の設計変数ベクトルが以下の通り定義され、記憶部21に記憶されている。
In the present embodiment, the design variable vector of the objective function f (X) is defined as follows and stored in the
本実施形態では、式(11)から明らかなように、ニップ荷重を変数として扱っている。この設計変数ベクトルにニップ荷重Nの変数を加えることにより、式(9)の張力関数Tw(r)および式(10)のニップ荷重関数N(r)を進化させる過程でニップ荷重Nを最適化することが可能になる。 In this embodiment, as is clear from the equation (11), the nip load is handled as a variable. By adding the variable of the nip load N to this design variable vector, the nip load N is optimized in the process of evolving the tension function Tw (r) of the equation (9) and the nip load function N (r) of the equation (10). It becomes possible to do.
記憶部21に記憶されている目的関数f(X)は、以下の通り定義されている。
The objective function f (X) stored in the
本実施形態において、臨界摩擦力Fcrは、実験によって定められたものであり、例えば、5kNである。この臨界摩擦力Fcrは、テレスコープと呼称される軸線方向の型崩れが生じるか否かの臨界的な値でもあるから、後述するように、「テレスコープ条件値」とも呼称される。また、摩擦力Fi、参照値σt,refは、それぞれ以下の通り定義される。 In the present embodiment, the critical friction force F cr is determined by experiments, and is 5 kN, for example. This critical frictional force F cr is also a critical value for determining whether or not axial deformation called telescope occurs, and is also referred to as “telescope condition value” as will be described later. Further, the frictional force F i and the reference values σ t, ref are respectively defined as follows.
他方、設計変数ΔTiおよびニップ荷重Nの最大値および最小値、円周方向応力σtminの最小値、並びにウェブ層間の平均摩擦力Fiを課す制約条件は、下記の通り定義され、記憶部21に記憶されている。 On the other hand, the maximum and minimum values of the design variable ΔT i and the nip load N, the minimum value of the circumferential stress σ tmin , and the constraints that impose the average frictional force F i between the web layers are defined as follows: 21 is stored.
(14)式において、制約関数gi(X)(i=1〜2n+2m+2)は、以下の通り定義され、記憶部21に記憶されている。
In the equation (14), the constraint function g i (X) (i = 1 to 2n + 2m + 2) is defined as follows and stored in the
以上を要約すると、巻取張力Twの最適化は、下記の通り表現される。 In summary, the optimization of the winding tension Tw is expressed as follows.
次に、上述した最適化処理を実現するため、記憶部21には、上述した予測理論モデルを演算するための情報に関するテーブル211〜221が記憶されている。ここで、テーブルとは、データベースシステムにおいて、2次元マトリックス(行と列)で表現されるデータの集合のことをいう。
Next, in order to realize the optimization process described above, the
以下、図5を参照しながら、本実施形態に係るテーブルについて説明する。なお、以下の説明では、テーブルの項目を「列」、テーブルの実現値(列に割り当てられる実際の値)を「行」という。また、図5において、(PK)は主キーを、(FK)は外部キーを、それぞれ表わしている。主キーは、テーブル内において、行を一意に識別する列である。外部キーは、主キーと同じ値を持つことによって、当該主キーを有するテーブルのデータを参照するためのものである。複数の列を集合として表す場合には、{}でくくって示す。さらに、図中の矢印は、テーブル間の関係(リレーションシップ)を表しており、矢印の終点側のテーブルにある外部キーが矢印の起点側のテーブルにある主キーを参照していることを示している。また、2つのテーブル間において、主キーと外部キーの対応関係をカーディナリティ(行の数)で表し、矢印は、起点が0または1、終点が多のカーディナリティを有することを示している。なお、図示のテーブルは、論理的な存在であり、物理的には、同一のデータ群を複数のテーブルで構成してもよく、或いは、複数のデータ群を同一のテーブルで構成していてもよい。また、各テーブルに設定されている列は、当該テーブルにおいて、本実施形態を説明するために重要なものを列挙しているに過ぎず、図示の項目以外の列を有している場合がある。テーブルは、例えば、テキストデータで実現することが可能である。 Hereinafter, the table according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, a table item is referred to as a “column”, and an actual value of the table (actual value assigned to the column) is referred to as a “row”. In FIG. 5, (PK) represents a primary key and (FK) represents a foreign key. The primary key is a column that uniquely identifies a row in the table. The foreign key has the same value as the primary key, and is used to refer to data in the table having the primary key. When a plurality of columns are represented as a set, they are enclosed in {}. Furthermore, the arrows in the figure indicate the relationship (relationship) between the tables, and indicate that the foreign key in the table on the end point side of the arrow refers to the primary key in the table on the start point side of the arrow. ing. Also, between the two tables, the correspondence between the primary key and the foreign key is represented by cardinality (number of rows), and the arrows indicate that the starting point is 0 or 1, and the end point has many cardinalities. Note that the illustrated table is a logical entity, and physically, the same data group may be composed of a plurality of tables, or the plurality of data groups may be composed of the same table. Good. In addition, the columns set in each table merely list those important for explaining the present embodiment in the table, and may have columns other than the illustrated items. . The table can be realized by text data, for example.
図5を参照して、記憶部21の補助記憶装置には、マスターテーブルとして、ウェブテーブル211、巻き芯テーブル212、ニップローラテーブル214、巻取設定テーブル215、並びに最適化手法テーブル216が記憶されている。
Referring to FIG. 5, the auxiliary storage device of the
ウェブテーブル211は、ウェブ10の諸元を登録するテーブルであり、ウェブ品番(主キー)毎に、厚さhf、幅W、半径方向ヤング率Er、円周方向ヤング率Et、RMS合成粗さσff、静的摩擦係数μs、半径方向ポアソン比νtr、円周方向ポアソン比νrtを含むパラメータを登録することができるようになっている。
The web table 211 is a table for registering the specifications of the
巻き芯テーブル212は、巻き芯5aの諸元を登録するものであり、巻き芯品番(主キー)毎に、ヤング率Ec、巻き芯肉厚tc、巻き芯半径rc、ポアソン比νを含むパラメータを登録することができるようになっている。
The core table 212 registers the specifications of the
ニップローラテーブル214は、ニップローラ4の諸元を登録するものであり、ニップローラ品番(主キー)毎に、当該ニップローラ4の半径rn、ヤング率En、ポアソン比νnを含むパラメータを登録することができるようになっている。
Nip roller table 214 is for registering the specifications of the
巻取設定テーブル215は、巻取設定コードを主キーとして、巻取率毎に巻取張力を設定する(反比例曲線を提供する)ものである。たとえば、後述する例では、この巻取設定テーブル215に登録されている設定により、運転開始から巻取比率が約20パーセントまでは、巻取張力Twが一定値(例えば、150N)になり、20パーセント経過後は、巻取比率の増加に応じて、巻取ロール5の直径と巻取張力Twの積が一定になるように設定することができる。
The winding setting table 215 sets winding tension for each winding rate (provides an inversely proportional curve) using the winding setting code as a main key. For example, in the example to be described later, the winding tension Tw becomes a constant value (for example, 150 N) from the start of operation until the winding ratio is about 20% due to the settings registered in the winding setting table 215. After the percentage has elapsed, the product of the diameter of the winding
最適化手法テーブル216は、後述する最適化処理において、上述した各式(9)〜(15)を演算処理する際の具体的な条件を与えるための設定条件を定めたものであり、最適化手法コードを主キーとして、初期テーパテンション、巻取張力、ニップ荷重の初期値、並びに最終値を固定するか否かを選定するための設定項目等が登録されている。 The optimization method table 216 defines setting conditions for giving specific conditions for performing arithmetic processing of the above-described equations (9) to (15) in the optimization processing described later. Using the method code as a main key, initial taper tension, winding tension, initial value of nip load, setting items for selecting whether or not to fix the final value, and the like are registered.
次に、巻取装置100を運用するためのトランザクションテーブルとして、本実施形態では、巻取計画テーブル220、巻取計画明細テーブル221、ウェブ製品管理テーブル222、最適巻取テーブル223、最適ニップ荷重テーブル224が設けられている。
Next, as a transaction table for operating the winding
巻取計画テーブル220は、巻取工程の計画を管理するための諸元を記憶するものであり、巻取計画コード(主キー)毎に、製造予定年月日、注文コードを含む項目を登録することができるようになっている。 The winding plan table 220 stores specifications for managing the winding process plan, and registers items including the production date and order code for each winding plan code (primary key). Can be done.
巻取計画明細テーブル221は、巻取計画コード毎に、巻取計画で生産される巻取ロール5の仕様や加工の一般的な仕様を登録するものであり、巻取計画毎の明細コード毎に、使用されるニップローラ4の品番、巻き芯5aの品番、ウェブ10の品番、臨界摩擦力Fcr(テレスコープ条件値)、巻取長、巻数n、最外層ロール半径rout、巻取ロール5の数量を登録できるようになっている。また、巻取計画明細テーブル221は、巻取設定テーブル215、最適化手法テーブル216の外部キーを含んでおり、当該巻取計画の明細毎に巻取設定を行うことができるとともに、最適化手法を設定することができるようになっている。さらに、設定された最適化手法における初期テーパテンション、ニップ荷重の初期値を設定する列が設けられている。
The winding plan detail table 221 registers the specifications of the winding
ウェブ製品管理テーブル222は、巻取計画明細テーブル221で決定された仕様毎に生産される個々の具体的な製品(巻取ロール5)の生産条件を管理するためのものであり、巻取計画明細テーブル221と関連づけるための外部キー{生産計画コード、明細コード}と製造番号とで構成される複合キーを主キーとし、製造年月日を登録することができるようになっている。 The web product management table 222 is for managing the production conditions of each specific product (winding roll 5) produced for each specification determined by the winding plan specification table 221. A composite key composed of an external key {production plan code, detail code} for associating with the detail table 221 and a production number is used as a main key, and the production date can be registered.
最適巻取テーブル223は、最適な巻取制御に必要な巻取張力Twに関する諸元を設定するものであり、巻取計画明細毎に巻取張力TW、巻取速度(モータ回転数)V、無次元ロール半径位置r/rc、巻取比率Rrを設定することができるようになっている。この最適巻取テーブル223には、後述する最適化処理によって、式(9)の張力関数Tw(r)の演算結果が登録される。 The optimum take-up table 223 sets specifications relating to the take-up tension Tw necessary for optimum take-up control, and takes up the take-up tension T W and the take-up speed (motor rotation speed) V for each take-up plan specification. The dimensionless roll radius position r / r c and the winding ratio Rr can be set. In the optimum winding table 223, the calculation result of the tension function Tw (r) of Expression (9) is registered by an optimization process described later.
最適ニップ荷重テーブル224は、最適な巻取制御に必要なニップ荷重Nに関する諸元を設定するものであり、巻取計画明細毎にニップ荷重N、巻取速度(モータ回転数)V、次元ロール半径位置r/rc、巻取比率Rrを設定することができるようになっている。この最適ニップ荷重テーブル224には、後述する最適化処理によって、式(10)のニップ荷重関数N(r)の演算結果が登録される。また、本実施形態では、最適巻取テーブル223と最適ニップ荷重テーブル224とが1対1の関係で関連づけられており、任意の巻取比率における巻取張力Twとニップ荷重Nとを関連づけて知ることができるようになっている。 The optimum nip load table 224 sets specifications regarding the nip load N necessary for optimum take-up control. The nip load N, take-up speed (motor rotation speed) V, and dimension roll are set for each take-up plan specification. The radial position r / r c and the winding ratio Rr can be set. In the optimum nip load table 224, the calculation result of the nip load function N (r) of Expression (10) is registered by an optimization process described later. In the present embodiment, the optimum winding table 223 and the optimum nip load table 224 are associated with each other in a one-to-one relationship, and the winding tension Tw and the nip load N at an arbitrary winding ratio are related to each other. Be able to.
上述のようなテーブル211〜221を用いることにより、種々の画面やビュー表を作成し、オペレータが最適化演算を実現することができるようになる。 By using the tables 211 to 221 as described above, various screens and view tables can be created, and the operator can realize the optimization calculation.
図6を参照して、本実施形態では、最適化プログラムを実行するための画面300が設けられている。この画面は、図略のメインメニューから遷移したものである。
With reference to FIG. 6, in this embodiment, a
画面300には、ウェブおよび機械条件を設定するためのコマンドボタン301と、設定された諸条件に基づいて、最適化計算の方法を設定するためのコマンドボタン303とが用意されている。最適化計算の設定結果は、テキストボックス304に表示され、あわせて、巻取装置100の運転速度(モータ7の回転数)と、ニップ荷重Nとが、それぞれテキストボックス305、306に表示されるようになっている。これらテキストボックスに表示された数値を見て、オペレータは、修正が必要かどうかを判断し、修正の必要がないと判断した場合には、転送用のコマンドボタン307を操作して、設定結果を制御ユニット20に指示する。制御ユニット20は、設定された結果に基づき、ウェブ10を巻き取って、巻取ロール5に加工し、そのトランザクション結果を図7に示した各テーブル221〜224に登録する。また、必要に応じて、メインメニューまたは前画面に遷移することができるように、画面300には、コマンドボタン308が用意されている。
The
図6のコマンドボタン301を操作した場合、画面は、ウェブおよび機械条件を設定するための画面310に遷移する。
When the
図7を参照して、画面310には、ウェブ10の品番を選択するためのコンボボックス311と、コンボボックス311で選択されたウェブ10の仕様を表示するリストウィンドウ312が設けられている。コンボボックス311からは、図5のウェブテーブル211に登録されているウェブ品番がリストアップされるようになっており、その選定された品番に関する各仕様がリストウィンドウ312に表示される。新たな品番を登録する必要がある場合には、メインメニューに戻って、図略の登録画面から登録するようになっている。
With reference to FIG. 7, a
また、画面310には、巻き芯5aの品番を選択するためのコンボボックス313と、コンボボックス313で選択された巻き芯5aの仕様を表示するリストウィンドウ314が設けられている。コンボボックス313からは、図5の巻き芯テーブル212に登録されている巻き芯品番がリストアップされるようになっており、その選定された品番に関する各仕様がリストウィンドウ314に表示される。新たな品番を登録する必要がある場合には、メインメニューに戻って、図略の登録画面から登録するようになっている。
The
また、画面310には、ニップローラ4の品番を選択するためのコンボボックス315と、コンボボックス315で選択されたニップローラ4の仕様を表示するリストウィンドウ316が設けられている。コンボボックス315からは、図5のニップローラテーブル214に登録されているニップローラ品番がリストアップされるようになっており、その選定された品番に関する各仕様がリストウィンドウ316に表示される。新たな品番を登録する必要がある場合には、メインメニューに戻って、図略の登録画面から登録するようになっている。
In addition, the
オペレータは、リストウィンドウ312、314、316に表示された仕様を確認し、表示された内容に変更がなければ、実行用のコマンドボタン317を操作して次の画面に遷移する。コマンドボタン317が操作されると、画面は、図8の運転条件入力用の画面320に遷移する。
The operator confirms the specifications displayed in the
図8を参照して、画面320には、最適化手法を選定するコンボボックス318が用意されている。コンボボックス318は、図5の最適化手法テーブル216に設定されている最適化手法コードを表示するものであり、このコードを選定することにより、最適化処理における設定条件を選定することができるようになっている。また、画面320には、運転速度の範囲を設定するためのテキストボックス321と、テレスコープ条件値(臨界摩擦力Fcr)を入力するためのテキストボックス322とを備えている。図示の実施形態では、運転速度の入力によって、所定の換算値を表示するテキストボックス323が用意されている。
With reference to FIG. 8, a combo box 318 for selecting an optimization method is prepared on the
さらに、画面320には、巻取張力の上限値と下限値を設定するためのテキストボックス324aと324bが設けられており、その換算値(ニップ線荷重)を表すテキストボックス325a、325bが上限値、下限値に対応して設けられている。
Further, the
また、画面320には、ニップ荷重の上限値と下限値を設定するためのテキストボックス326aと326bが設けられている。テキストボックス324a、324b、326a、326bの値は、巻取計画明細テーブル221に登録される。また、画面320には、最適化手法に応じて、ニップ荷重を固定する際に、当該ニップ荷重初期値を入力するテキストボックス326cが設けられている。このテキストボックス326cに入力された値は、巻取計画明細テーブル221に登録される。
Further, the
画面320には、設定された条件に基づいて、最適化処理を実行するための最適化実行ボタン327が設けられている。オペレータは、上述した諸元を対応するテキストボックス等に入力し、この最適化実行ボタン327をクリック(操作)することにより、設定された条件に基づいて、最適化処理が実行される。画面320には、最適化処理が実行されていることを示す表示ウィンドウ328が設けられており、この表示ウィンドウに328に所定のメッセージ「計算中です。経過時間:00:00:00」等が表示される。最適化処理が終了すると、処理結果を示す画面330に遷移する。
The
図9を参照して、画面330は、画面320の一部の項目であるテキストボックス324a、324b、325a、325b、326aと326b、並びにボタン327、308と、グラフ表示用のウィンドウ332とを表示するものである。ウィンドウ332には、演算結果に基づく巻取張力TwのグラフTwINVと、ニップ荷重NINVとが表示される。
Referring to FIG. 9,
次に、図10を参照して、最適化処理ついて説明する。 Next, the optimization process will be described with reference to FIG.
図8の画面320に表示された最適化実行ボタン327がクリックされると、制御ユニット20は、図5の各テーブルから必要なデータを読み取る(ステップS101)。次いで、制御ユニット20は、カウンタ変数kを0に初期化し(ステップS103)、読み取ったデータ、基礎方程式(26)、並びに基礎方程式(26)に関連する諸式に基づいて、張力関数TW(r)とニップ荷重関数N(r)のそれぞれについて、最適化手法テーブル216に登録された初期テーパテンションを与えて演算し、区画r0〜rsにおける巻取張力TWおよびニップ荷重Nを演算する(ステップS104)。この最初のステップ(k=0)では、例えば、図3の仮想線で示す直線的なテーパ率で、巻取張力TWが設定され、図4の仮想線で示す特性で、ニップ荷重Nが設定される。
When the
次いで、制御ユニット20は、制約関数gi(X)の制約下で、k番目の目的関数f(X)(k)の最小値を探索する(ステップS105)。次いで、制御ユニット20は、この段階で得られた設計変数ベクトルのうち巻取張力TW(ΔTW1、ΔTW2、ΔTW3、・・・ΔTWn)に基づき、張力関数TW(r)を進化させ、ニップ荷重N(ΔL1、ΔL2、ΔL3、・・・ΔLm)に基づき、ニップ荷重N(r)を進化させる。具体的には、各接点P(k)のr座標を固定し、TW座標を正または負の方向にΔTWiだけ変化させて、新たな接点P(k)を得る。例えば、仮想線で示す初期巻取張力TW0が進化した場合、実線で示す巻取張力TWkに張力関数TW(r)が進化する。また、ニップ荷重N(r)についても、同様の演算を実施し、新たな接点P(k)を得る。
Next, the
次いで、制御ユニット20は、探索された目的関数f(X)が最小値であるか否かを検証し(ステップS107)、最小値でなければ、ステップkをインクリメントして(ステップS108)ステップS6以下を繰り返し、最小値に達していれば、制御工程に移行する。
Next, the
具体的には、目的関数f(X)が最小値になるまで進化した式(9)の張力関数TW(r)に基づく巻取張力TWと、式(10)のニップ荷重関数N(r)とによって、モータ7を制御する(ステップS109)。この結果、巻取直後においても、温度変化が生じた後においても、スターディフェクト、塑性変形、並びにテレスコープが何れも生じない巻取ロール5を得ることが可能になる。
Specifically, the winding tension T W based on the tension function T W (r) of Equation (9) evolved until the objective function f (X) reaches the minimum value, and the nip load function N ( r) to control the motor 7 (step S109). As a result, it is possible to obtain the take-
次に、本実施形態の作用効果を明確にするために、いくつかの演算例について説明する。 Next, in order to clarify the operational effects of the present embodiment, some calculation examples will be described.
まず、図11を参照して、本件発明の開発過程で得られた巻取張力Twの特性について説明する。 First, the characteristics of the winding tension Tw obtained in the development process of the present invention will be described with reference to FIG.
ニップ荷重Nを所定の値(図示の例ではN=50)で固定し、本件出願人が先に提案した特許文献1に係る技術を利用した場合、その特性は、Twcovである。この特定では、ウェブ10の巻取張力Twを巻取比率Rrの約20パーセントから後半側で漸減している。モータ7の運転条件が特性Twcovのように設定されている場合、その出力は、仮想線で示す出力可能範囲Mのように制約される。
When the nip load N is fixed at a predetermined value (N = 50 in the illustrated example) and the technique according to
出力可能範囲Mは、以下の手順で演算したものである。 The output possible range M is calculated by the following procedure.
すなわち、巻き芯5aの回転数Nr[rpm]およびトルクτ[N・m]は、次式の通りである。
That is, the rotational speed Nr [rpm] and the torque τ [N · m] of the winding
これらの式(17)、式(18)から、ライン速度一定、巻取張力一定のもとでは、モータの回転数Nrおよびトルクτは、巻取径の増加により変化する。 From these formulas (17) and (18), when the line speed is constant and the winding tension is constant, the rotational speed Nr and the torque τ of the motor change as the winding diameter increases.
一方、馬力P[kw]は、 On the other hand, horsepower P [kw] is
式(19’)は、一定速度、一定張力のもとでは、径の変化に関係なく定出力であることを示している。 Equation (19 ') indicates that the output is constant regardless of the change in diameter under a constant speed and constant tension.
そこで、式(19’)から、モータの必要馬力を次式の通り求めることができる。 Therefore, the necessary horsepower of the motor can be obtained from the equation (19 ′) as follows.
また、 Also,
とすると、馬力は、P=ωτでもあるから、式(21)に基づき、種々の態様を演算することができる。 Then, since the horsepower is also P = ωτ, various modes can be calculated based on Expression (21).
以下に計算例を示す。 A calculation example is shown below.
これに対して、本件出願人が先に提案した非特許文献1に係る最適化技術を利用し、ニップ荷重Nを特性Twcovと同じ定数で固定して巻取張力Twを最適化した場合、その特定は、Twoptのようになる。図から明らかなように、最適化された特性では、巻取比率Rrが70パーセント以降においては、巻取張力Twを比較的急激に高めるようになっている。このような特性では、図12に摩擦力F、半径方向応力σr、円周方向応力σtは、何れも良好な特性となり、巻崩れ、シワなどの巻取不良を好適に回避できることが分かった。
On the other hand, when the optimization technique according to
しかしながら、モータ7の運転特性を従来からTwcovのように設定していた場合には、巻取比率Rrが100パーセントのところでは、最適な巻取張力を得るために必要なモータ出力特性がモータ7の出力可能範囲Mの領域外となってしまい、モータ7を特性Twoptに追従させることが困難であることも分かった。
However, when the operating characteristic of the
そこで、本件発明者は、Twcovの運転特性を最適な特性Twoptと同じ効果の運転特性に近づけるため、図11に示すいくつかの比較例を検討した。以下に説明する比較例では、何れもニップ荷重Nは、特性Twoptと同じ定数(N=50)である。 Accordingly, the present inventors, in order to approach the operating characteristics of Tw cov the operating characteristics of the same effect as the optimum characteristics Tw opt, it was examined several comparative example shown in FIG. 11. In the comparative examples described below, the nip load N is the same constant (N = 50) as the characteristic T w opt .
第1の比較例TwT1は、最適な特性Twoptに対し、巻取後の巻取張力Twを130パーセントに上げた場合である。 The first comparative example Tw T1 is a case where the winding tension Tw after winding is increased to 130% with respect to the optimum characteristic Tw opt .
第2の比較例TwT2は、最適な特性Twoptに対し、巻取後の巻取張力Twを80パーセントに下げた場合である。 The second comparative example Tw T2 is a case where the winding tension Tw after winding is lowered to 80% with respect to the optimum characteristic Tw opt .
第3の比較例TwT3は、最適な特性Twoptに対し、巻取比率が約50パーセントのところで、巻取張力を過渡的に増加した場合である。 The third comparative example Tw T3 is a case where the winding tension is transiently increased when the winding ratio is about 50% with respect to the optimum characteristic Tw opt .
図12を参照して、第1の比較例TwT1の場合、巻取比率Rrの前半側で、摩擦力F、半径方向応力σrが高くなりすぎる傾向があることが認められた。 Referring to FIG. 12, in the case of the first comparative example Tw T1 , it was recognized that the frictional force F and the radial stress σr tend to be too high on the first half side of the winding ratio Rr.
また、第2の比較例TwT2の場合、巻取比率Rrの前半側で、摩擦力F、半径方向応力σrが低くなりすぎる傾向があることが認められた。 In the case of the second comparative example Tw T2 , it was recognized that the frictional force F and the radial stress σr tend to be too low on the first half side of the winding ratio Rr.
さらに、第3の比較例TwT3の場合、巻取張力Twを上昇させたタイミングで、過渡的に摩擦力F、半径方向応力σrが高くなりすぎる傾向が見られた。 Further, in the case of the third comparative example Tw T3 , the frictional force F and the radial stress σr tend to become excessively high at the timing when the winding tension Tw is increased.
加えて、各比較例TwT1〜T3の何れにおいても、円周方向応力σtが適切な値にならなかった。 In addition, in any of the comparative examples Tw T1 to T3 , the circumferential stress σ t was not an appropriate value.
これらのことから、巻取張力Twの操作のみによっては、単純に特性Twcovから特性Twoptに代替可能な特性を得ることが困難であることがわかった。 From these facts , it has been found that it is difficult to simply obtain a characteristic that can replace the characteristic Tw cov with the characteristic Tw opt only by operating the winding tension Tw.
また、その後の研究で、特性Twoptにおける巻取比率Rrの後半側での巻取張力Twの増加は、テレスコープと呼称される巻取不良を回避するために有効であることも確認された。 Further, in subsequent studies, it was also confirmed that an increase in the winding tension Tw on the latter half side of the winding ratio Rr in the characteristic T opt is effective for avoiding a winding failure called a telescope. .
これらの知見から、本件発明者は、式(11)のように、ニップ荷重Nを変数として扱い、巻取張力Twとニップ荷重Nを同時に最適化することによって、巻取張力Twの巻取比率Rr後半側での張力不足をニップ荷重Nで補うことに成功したのである。 From these findings, the present inventor treats the nip load N as a variable and optimizes the winding tension Tw and the nip load N at the same time as shown in the equation (11), thereby taking up the winding ratio of the winding tension Tw. The insufficiency of tension on the latter half of Rr was successfully compensated with the nip load N.
以上説明したように、本実施形態によれば、ウェブ10を巻き取る巻き芯5aを回転する巻取モータとしてのモータ7と、モータ7の回転速度を調整して巻取時の張力を調整する張力調整手段としてのモータ制御部23とを備え、好ましくは、巻き芯5aにウェブ10が巻き取られて形成された巻取ロール5の巻取範囲が所定の巻取比率Rrから後半側では、ウェブ10の巻取張力Twを低減するように設定されたウェブ巻取装置100において、巻き芯5aに巻き取られるウェブ10の外周を押圧するニップローラ4と、ニップローラ4によるウェブ10へのニップ荷重Nを調整するニップ荷重調整手段としてのニップ荷重調整装置6と、巻取比率Rrが80パーセント以上になる巻取範囲において、巻取比率Rrが増えるにつれてニップ荷重Nを増加するようにニップ荷重調整装置6を制御するニップ荷重制御手段としてのニップ荷重調整部24とを備えているウェブ巻取装置100である。
As described above, according to the present embodiment, the
本実施形態によれば、図10のステップS109において、巻取ロール5の巻取比率Rrを検出する巻取比率検出ステップと、検出された巻取比率Rrが80パーセント以上になる巻取範囲においては、当該巻取比率Rrが増えるにつれてニップ荷重Nを増加するようにニップ荷重Nを制御するニップ荷重制御ステップとが実行される。
According to the present embodiment, in step S109 of FIG. 10, in the winding ratio detection step of detecting the winding ratio Rr of the winding
このため本実施形態では、予め、巻取ロール5の巻取比率Rrが所定の値から後半側では、巻取張力Twが漸減するので、従来通り、しわや弛みなどの巻取不良のない巻取ロール5を得ることができる。しかも、巻取ロール5の巻取比率Rrが80パーセント以上になる巻取範囲においては、巻取比率Rrが増えるにつれてニップ荷重Nが増加するので、巻取の後半側で生じがちな巻取張力Twの不足分をニップ荷重Nで補完することができる。従って、より好適な巻取特性を発揮し、巻取ロール5の内部応力が好適に配分される。この結果、従来に増して、しわや弛みの発生を防止することができる。
For this reason, in this embodiment, since the winding tension Tw gradually decreases in the latter half of the winding ratio Rr of the winding
また、本実施形態では、巻取張力Twを巻き芯5aの径方向座標に関して表す張力関数を記憶する張力関数記憶手段と、少なくともウェブ10の巻取ロール5に作用する円周方向応力σrと、層間の摩擦力Fと、スリップが生じる臨界摩擦力Fcrとをパラメータとする目的関数を記憶する目的関数記憶手段と、巻取ロール5内部の半径方向応力の最小値が正の値をとり、且つ摩擦力Fが臨界摩擦力Fcr以上となるように目的関数の制約を設定する制約関数を記憶する制約関数記憶手段と、制約関数が設定する条件下で目的関数が小さくなるまで張力関数を進化させる進化処理手段とをさらに備え、ニップ荷重調整部24は、進化した張力関数で演算した巻取張力Twに基づいてモータ制御部23を制御するとともに、目的関数が小さくなったときの値に基づいてニップ荷重Nを制御するものである。このため本実施形態では、巻取張力Twを設定する張力関数が所定の条件下で進化し、好適な巻取張力Twを演算することができるので、しわや弛みを防止しつつ、種々のウェブ10をきわめて好適な状態で巻き取ることができる。
Further, in the present embodiment, a tension function storage unit that stores a tension function that expresses the winding tension Tw with respect to the radial coordinate of the winding
また、本実施形態では、制約関数記憶手段は、制約関数のパラメータとして、ニップ荷重Nを変数とする設計変数を記憶するものであり、進化処理手段は、ニップ荷重Nを変数として最適化するものである。このため本実施形態では、設計変数の要素として用いられたニップ荷重Nをも考慮して最適化することができるので、より好適にニップローラ4の押圧力を調整することができる。従って、精緻な解析モデルによって、巻取張力Twを最適化することができる。加えて、巻取ロール5の巻取比率Rrが80パーセント以上になる巻取範囲においては、最適な巻取張力Twを維持しつつ、巻取比率Rrの増加につれて増加するニップ荷重Nを最適化することができるので、極めて好適な巻取特性を得ることができる。
In the present embodiment, the constraint function storage means stores design variables having the nip load N as a variable as a parameter of the constraint function, and the evolution processing means optimizes the nip load N as a variable. It is. For this reason, in the present embodiment, optimization can be performed in consideration of the nip load N used as an element of the design variable, so that the pressing force of the
従って、本実施形態によれば、従来通り、しわや弛みなどの巻取不良のない巻取ロール5を得ることができる一方、巻取ロール5の巻取比率Rrが80パーセント以上になる巻取範囲においては、巻取比率Rrが増えるにつれてニップ荷重Nが増加するので、巻取の後半側で生じがちな巻取張力Twの不足分をニップ荷重Nで補完することができる。従って、より好適な巻取特性を発揮し、巻取ロール5の内部応力が好適に配分される。この結果、従来に増して、しわや弛みの発生を防止することができるという顕著な効果を奏する。
Therefore, according to the present embodiment, the winding
以下に実施例を示す。
(第1の実施例)
図13を参照して、第1の実施例では、巻取張力Tw、ニップ荷重Nの初期値を固定せず、自由に調整可能な条件で最適化処理を実行した。第1の実施例において、巻取張力Tw、ニップ荷重Nの特性は、それぞれTwINV、NINVの通りとなった。図13から明らかなように、この巻取張力TwINVは、巻取比率Rrが20パーセントのところまでは、大きく降下し、20パーセント以降は、緩やかに降下して、約80パーセントのところで漸増している。そして、巻取比率Rrが100パーセントのところであっても、その値は、特許文献1に係る技術での特性Twcovと略同じになり、ギャップSHは、可及的に0に近い値となった。
Examples are shown below.
(First embodiment)
Referring to FIG. 13, in the first example, the initial values of the winding tension Tw and the nip load N are not fixed, and the optimization process is executed under freely adjustable conditions. In the first example, the characteristics of the winding tension Tw and the nip load N are as shown by Tw INV and N INV , respectively. As is apparent from FIG. 13, the winding tension Tw INV greatly decreases until the winding ratio Rr reaches 20%, gradually decreases after 20%, and gradually increases at about 80%. ing. Even when the winding ratio Rr is 100%, the value is substantially the same as the characteristic T cov in the technique according to
図14(A)を参照して、第1の実施例での摩擦力Fは、巻取比率Rrのほぼ全域にわたって、臨界摩擦力Fcrよりも高くなっており、良好な摩擦力特性であることが確認された。また、図14(B)に示されるように、半径方向応力についても、全域にわたって、特性Twoptと近似した特性が得られることが確認された。さらに、図14(C)に示されるように、円周方向応力においても、全域にわたって、0以上の値を維持できることが確認された。 Referring to FIG. 14 (A), the frictional force F in the first embodiment is higher than the critical frictional force Fcr over almost the entire winding ratio Rr, and has good frictional force characteristics. It was confirmed. Further, as shown in FIG. 14B, it was confirmed that a characteristic approximate to the characteristic T w opt can be obtained over the entire region in the radial direction stress. Furthermore, as shown in FIG. 14C, it was confirmed that a value of 0 or more can be maintained over the entire region even in the circumferential stress.
この結果、特許文献1に係る技術によってモータ7の運転特性を設定したままの状態であっても、第1の実施例によって、最適な巻取張力Twを得ることができることが確認された。
(第2の実施例)
図15を参照して、第2の実施例では、巻取張力Tw、ニップ荷重Nの双方において、初期値を固定して、最適化処理を実行した。その結果、図14とほぼ同じ結果が得られた。この結果、巻取張力Tw、ニップ荷重Nの双方の初期値を固定して最適化処理を実行した場合においても、特許文献1に係る技術によってモータ7の運転特性を設定しつつ、最適な巻取張力Twを得られることが確認された。
(第1の比較例)
図16を参照して、第1の比較例では、ニップ荷重Nを所定の最適値(図示の比較例では、N=107N/m)に固定し、巻取張力Twのみ最適化する処理を実施した。
As a result, it was confirmed that the optimum winding tension Tw can be obtained by the first embodiment even when the operation characteristics of the
(Second embodiment)
Referring to FIG. 15, in the second embodiment, the optimization process is executed with the initial values fixed in both the winding tension Tw and the nip load N. As a result, almost the same result as in FIG. 14 was obtained. As a result, even when the optimization processing is executed with both the initial values of the winding tension Tw and the nip load N fixed, the optimal winding is performed while setting the operating characteristics of the
(First comparative example)
Referring to FIG. 16, in the first comparative example, the nip load N is fixed to a predetermined optimum value (N = 107 N / m in the illustrated comparative example), and only the winding tension Tw is optimized. did.
結果は、Twcp1の通りとなった。第1の比較例では、巻取比率Rrが100パーセントのところで、出力可能範囲Mの領域外となってしまった。
(第2の比較例)
図17を参照して、第2の比較例では、ニップ荷重Nの初期値を固定して、巻取初期のシワを防止する措置を施すとともに、巻取比率が25パーセント以降でニップ荷重Nを固定し、巻取張力Twを最適化する処理を施した。
The result was as Tw cp1 . In the first comparative example, when the winding ratio Rr was 100%, it was outside the output possible range M.
(Second comparative example)
Referring to FIG. 17, in the second comparative example, the initial value of the nip load N is fixed to take measures to prevent wrinkles at the initial winding stage, and the nip load N is set at a winding ratio of 25% or more. It fixed and the process which optimizes winding tension Tw was given.
結果は、Twcp2の通りとなった。この第2の比較例においても、巻取比率Rrが100パーセントのところで、出力可能範囲Mの領域外となってしまった。
(第3の比較例)
図18を参照して、第3の比較例では、ニップ荷重Nを任意の値(N=100)で固定して、巻取張力Twのみ最適化する処理を施した。
The result was as shown in Tw cp2 . Also in the second comparative example, when the winding ratio Rr is 100%, the output range M is outside the range.
(Third comparative example)
Referring to FIG. 18, in the third comparative example, the nip load N is fixed at an arbitrary value (N = 100) and only the winding tension Tw is optimized.
結果は、Twcp3の通りとなった。この第3の比較例においても、巻取比率Rrが100パーセントのところで、出力可能範囲Mの領域外となってしまった。 The result was as shown in Tw cp3 . Also in the third comparative example, when the winding ratio Rr is 100%, the output range is outside the range.
図19〜図23は、第1、第2の実施例、並びに第1〜第3の比較例の特性に基づく巻取ロール5の内部応力をグラフにしたものである。
19 to 23 are graphs showing the internal stress of the winding
これらの図から明らかなように、何れの場合も摩擦力F、半径方向応力σr、円周方向応力σtは、何れも好適であるが、第1、第2の実施例では、巻取比率Rrが100パーセントのところでの巻取張力TwINVを低く抑えることができるのに対し、第1〜第3の比較例では、巻取比率Rrが100パーセントのところでの巻取張力Twcp1〜Twcp3が高くなることが確認された。 As is apparent from these figures, the friction force cases F, radial stress .sigma.r, the circumferential stress sigma t, but both are suitable, in the first and second embodiments, the winding ratio whereas Rr can be kept low winding tension Tw INV of at 100%, in the first to third comparative examples, winding tension Tw of at winding ratio Rr is 100% cp1 ~Tw cp3 Was confirmed to be high.
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the embodiment described above.
例えば、図24に示すようなプログラムを用いて、近似的に最適制御を図ることが可能である。 For example, optimal control can be achieved approximately using a program as shown in FIG.
図24を参照して、同図に示す変形例では、特許文献1の技術に基づいて、モータ7の運転特性を制御ユニット20に設定しておく(ステップS200)。また、予め設定された巻取比率(好ましくは80パーセント)をしきい値として設定しておく。制御ユニット20は、巻取比率を演算し(ステップS201)、演算された巻取比率がしきい値に達しているか否かを判定する(ステップS202)。仮に巻取比率がしきい値に達している場合、制御ユニット20は、ニップ荷重Nを巻取量に応じて所定の比率で上昇する(ステップS203)。その場合、巻取張力Twは、ステップS200で設定されたままである。制御ユニット20は、巻取量に達したか否か、すなわち巻取比率が100パーセントになったか否かを判定し(ステップS204)、巻取量に達していない場合には、ステップS203に移行して上述した処理を繰り返し、巻取量に達した場合には、処理を終了する。また、ステップS202において、巻取比率がしきい値に達していないと判定された場合には、ステップS200で設定された設定値に基づいて巻取張力を制御し(ステップS205)、ステップS201に移行して上述した処理を繰り返す。
Referring to FIG. 24, in the modification shown in FIG. 24, the operating characteristics of
図24に示した例では、予め実験や最適値のシミュレーション演算に基づいて、ステップと202におけるしきい値と、ステップS203におけるニップ荷重の上昇比率を定めておくことにより、最適値演算を工程毎に実行することなく、近似的に最適な巻取特性を得ることが可能となる。
In the example shown in FIG. 24, the optimum value calculation is performed for each process by determining the threshold value in
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることは、いうまでもない。 In addition, it goes without saying that various modifications are possible within the scope of the claims of the present invention.
4 ニップローラ
5 巻取ロール
5a 巻き芯
6 ニップ荷重調整装置
7 モータ
10 ウェブ
20 制御ユニット
21 記憶部
22 制御部
23 モータ制御部
24 ニップ荷重調整部
25 表示部
26 入出力部
45 ニップ
100 ウェブ巻取装置
4
Claims (6)
前記巻き芯に巻き取られるウェブの外周を押圧するニップローラと、
前記ニップローラによるウェブへのニップ荷重を調整するニップ荷重調整手段と、
前記巻取ロールの巻取比率が80パーセント以上になる巻取範囲において、巻取比率が増えるにつれて前記ニップ荷重を増加するように前記ニップ荷重調整手段を制御するニップ荷重制御手段と
を備えている
ことを特徴とするウェブ巻取装置。 In a web winding device comprising a winding motor that rotates a winding core that winds a web, and tension adjusting means that adjusts the tension at the time of winding by adjusting the rotational speed of the winding motor,
A nip roller for pressing the outer periphery of the web wound around the winding core;
Nip load adjusting means for adjusting the nip load on the web by the nip roller;
Nip load control means for controlling the nip load adjusting means so as to increase the nip load as the winding ratio increases in a winding range where the winding ratio of the winding roll is 80% or more. A web winding device.
前記巻取張力を前記巻き芯の径方向座標に関して表す張力関数を記憶する張力関数記憶手段と、
少なくとも前記ウェブの巻取ロールに作用する円周方向応力と、層間の摩擦力と、スリップが生じる臨界摩擦力とをパラメータとする目的関数を記憶する目的関数記憶手段と、
前記巻取ロール内部の半径方向応力の最小値が正の値をとり、且つ前記摩擦力が前記臨界摩擦力以上となるように前記目的関数の制約を設定する制約関数を記憶する制約関数記憶手段と、
前記制約関数が設定する条件下で前記目的関数が小さくなるまで前記張力関数を進化させる進化処理手段と
をさらに備え、
前記ニップ荷重制御手段は、進化した張力関数で演算した巻取張力に基づいて前記張力調整手段を制御するとともに、前記目的関数が小さくなったときの値に基づいて前記ニップ荷重を制御するものである
ことを特徴とするウェブ巻取装置。 The web winding device according to claim 1, wherein
Tension function storage means for storing a tension function representing the winding tension with respect to the radial coordinate of the core;
Objective function storage means for storing an objective function having at least parameters of circumferential stress acting on the web winding roll, interlayer frictional force, and critical frictional force causing slipping;
Constraint function storage means for storing a constraint function for setting the constraint of the objective function so that the minimum value of the radial stress inside the winding roll takes a positive value and the friction force is equal to or greater than the critical friction force When,
Evolution processing means for evolving the tension function until the objective function becomes smaller under the conditions set by the constraint function,
The nip load control means controls the tension adjusting means based on a winding tension calculated by an evolved tension function, and controls the nip load based on a value when the objective function becomes small. A web winder characterized by being.
制約関数記憶手段は、前記制約関数のパラメータとして、前記ニップ荷重を変数とする設計変数を記憶するものであり、
前記進化処理手段は、変数として設定された前記ニップ荷重を最適化するものである
ことを特徴とするウェブ巻取装置。 In the web winding device according to claim 2,
The constraint function storage means stores a design variable having the nip load as a variable as a parameter of the constraint function,
The evolution processing means optimizes the nip load set as a variable.
前記巻取ロールの巻取比率を検出する巻取比率検出ステップと、
検出された前記巻取比率が80パーセント以上になる巻取範囲においては、当該巻取比率が増えるにつれて前記ニップ荷重を増加するように前記ニップ荷重を制御するニップ荷重制御ステップと
を備えている
ことを特徴とするウェブ巻取装置の制御方法。 A winding motor that rotates a winding core that winds the web, a tension adjusting means that adjusts the tension during winding by adjusting the rotation speed of the winding motor, and presses the outer periphery of the web that is wound around the winding core. In a control method for controlling a web winding device provided with a nip roller,
A winding ratio detecting step for detecting a winding ratio of the winding roll;
A nip load control step for controlling the nip load so as to increase the nip load as the winding ratio increases in a winding range in which the detected winding ratio is 80% or more. A method for controlling a web winding device.
前記巻取張力を前記巻き芯の径方向座標に関して表す張力関数を定義する張力関数定義ステップと、
少なくとも前記ウェブの巻取ロールに作用する円周方向応力と、層間の摩擦力と、スリップが生じる臨界摩擦力とをパラメータとする目的関数を定義する目的関数定義ステップと、
前記巻取ロール内部の半径方向応力の最小値が正の値をとり、且つ前記摩擦力が前記臨界摩擦力以上となるように前記目的関数の制約を設定する制約関数を定義する制約関数定義ステップと、
前記制約関数が設定する条件下で前記目的関数が小さくなるまで前記張力関数を進化させる進化ステップと、
進化した張力関数で演算した巻取張力に基づいて前記張力調整手段を制御するとともに、前記目的関数が小さくなったときのニップ荷重に基づいて前記巻取装置の前記ニップ荷重を制御する制御ステップと
を備え、
前記ニップ荷重制御ステップは、進化した張力関数で演算した巻取張力に基づいて前記張力調整手段を制御するとともに、前記目的関数が小さくなったときの値に基づいて前記ニップ荷重を制御するものである
ことを特徴とするウェブ巻取装置の制御方法。 In the control method of the web winding device according to claim 4,
A tension function defining step for defining a tension function representing the winding tension with respect to the radial coordinate of the core;
An objective function defining step for defining an objective function with parameters of at least circumferential stress acting on the web winding roll, frictional force between layers, and critical frictional force causing slip;
A constraint function definition step for defining a constraint function for setting a constraint of the objective function so that the minimum value of the radial stress inside the winding roll takes a positive value and the friction force is equal to or greater than the critical friction force When,
An evolution step of evolving the tension function until the objective function is reduced under conditions set by the constraint function;
A control step of controlling the tension adjusting means based on a winding tension calculated by an evolved tension function, and controlling the nip load of the winding device based on a nip load when the objective function becomes small; With
The nip load control step controls the tension adjusting means based on a winding tension calculated by an evolved tension function, and controls the nip load based on a value when the objective function becomes small. A method for controlling a web winding device.
制約関数定義ステップは、前記制約関数のパラメータとして、前記ニップ荷重を変数とする設計変数を定義するものであり、
前記進化ステップは、変数として設定された前記ニップ荷重を最適化するものである
ことを特徴とするウェブ巻取装置の制御方法。 In the control method of the web winding device according to claim 5,
The constraint function definition step defines a design variable having the nip load as a variable as a parameter of the constraint function,
The evolution step is for optimizing the nip load set as a variable.
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