JP2015113209A - Take-up device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラスチックフィルム等からなる長尺状のウェブを巻き取る巻取装置に関する。 The present invention relates to a winding device for winding a long web made of a plastic film or the like.
従来より、印刷機や塗工装置を用いて印刷や塗工を施したプラスチックフィルム等の長尺状のウェブは、巻取装置でロール状に巻き取られて巻取ロールとなって次工程に引き渡される。 Conventionally, a long web such as a plastic film that has been printed or coated using a printing machine or a coating device is wound into a roll by a winding device and becomes a winding roll for the next process. Delivered.
ところで、巻取ロールにシワや横すべり等の不具合が発生すると、その巻取ロールは次工程で使えなくなってしまう。巻取ロールに発生する不具合は、巻取ロール内部の応力状態が不適切になると発生することが知られ、これに対応するために、例えば、特許文献1の巻取装置では、巻取ロールの内部応力状態を定量的にモデル化し、この内部応力状態モデルに基づき、巻取軸でウェブを巻き取る際の巻取ロール内部の円周方向応力がゼロに近づくように、且つ、巻取ロールのウェブ層間にすべりが出始める摩擦力である臨界摩擦力にウェブ層間の摩擦力が近づくように演算することにより、ウェブの巻取予定長さが所定値の場合における最適な巻取条件を得ている。
By the way, when a problem such as wrinkles or side slip occurs in the winding roll, the winding roll cannot be used in the next process. In order to cope with the problem that occurs in the winding roll when the stress state inside the winding roll becomes inappropriate, for example, in the winding device of
ところで、ウェブの巻取長さは巻取工程以外の様々な要因によって大きくばらつくことが一般的に知られている。 By the way, it is generally known that the winding length of the web varies greatly due to various factors other than the winding process.
しかし、特許文献1で得られる巻取条件は、ウェブの巻取予定長さを所定値に固定して演算したものであることから、ウェブの巻取長さがばらついて巻取予定長さより短くなった場合には、巻取張力が低過ぎてすべりが発生してしまう一方、ウェブの巻取長さがばらついて巻取予定長さより長くなった場合には、巻取張力が高くなり過ぎてシワが発生してしまう。
However, since the winding condition obtained in
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウェブの巻取長さが大きくばらついても、巻取時の不具合発生を抑制できる巻取装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to provide a winding device that can suppress the occurrence of problems during winding even if the winding length of the web varies greatly. There is.
上記の目的を達成するために、本発明は、巻取終了間際におけるウェブに加わる巻取張力の制御に工夫を凝らしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the invention has been devised to control the winding tension applied to the web just before the end of winding.
すなわち、第1の発明では、連続して搬送される長尺状のウェブを回転動作によりロール状に巻き取って巻取ロールにする巻取軸と、該巻取軸に駆動連結された駆動モータと、該駆動モータに接続され、上記巻取軸で上記ウェブを巻き取る際の巻取張力Tを上記巻取軸の径方向座標に関して表す張力関数T=f(x)(xは巻取長さ)で制御するよう上記駆動モータに作動信号を出力する制御手段とを備え、該制御手段は、上記巻取ロール内部の接線方向応力σθ、ウェブ層間における摩擦力F及びすべりが生じ始める臨界摩擦力Fcrを少なくともパラメータとする目的関数と、上記ウェブの巻取予定長さが所定値Lで、且つ、上記巻取ロール内部の接線方向応力σθがゼロ以上であるとともに上記摩擦力Fが上記臨界摩擦力Fcr以上となるよう上記目的関数を制約する制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である接線方向応力σθがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrに近づくよう演算して得た張力関数をTa=g(x)(xは巻取長さ)とし、ウェブの巻取長さのばらつきの最小値をLmin、最大値をLmaxとすると、f(Lmin)>g(Lmin)、f(Lmax)<g(L)を満たすよう上記駆動モータに作動信号を出力することを特徴とする。 That is, according to the first aspect of the present invention, a winding shaft that winds a long web that is continuously conveyed into a winding roll by a rotating operation and a driving motor that is drivingly connected to the winding shaft. And a tension function T = f (x) (x is a winding length) representing a winding tension T when the web is wound by the winding shaft with respect to the radial coordinate of the winding shaft. And a control means for outputting an operation signal to the drive motor so as to be controlled by the control device, and the control means is a critical force in the tangential direction σ θ inside the take-up roll, the friction force F between the web layers, and the criticality at which slip occurs. The objective function having at least the friction force F cr as a parameter, the expected winding length of the web is a predetermined value L, the tangential stress σ θ inside the winding roll is zero or more, and the friction force F Is greater than the above critical frictional force F cr Based on the constraint function that constrains the objective function, the tangential stress σ θ as the objective function approaches zero under the setting conditions of the constraint function, and the friction force F becomes the critical friction force F cr . When the tension function obtained by calculating to be close is T a = g (x) (x is the winding length), the minimum value of the web winding length variation is L min , and the maximum value is L max , An operation signal is output to the drive motor so as to satisfy f (L min )> g (L min ) and f (L max ) <g (L).
第2の発明では、第1の発明において、上記張力関数T=f(x)のx<Lminの区間は、上記目的関数と、上記ウェブの巻取予定長さを所定値Lminとした上記制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である接線方向応力σθがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrに近づくよう演算して得た張力関数であることを特徴とする。 In a second invention, in the first invention, in the section of the tension function T = f (x), x <L min , the objective function and the expected winding length of the web are set to a predetermined value L min . Based on the constraint function, and obtained by calculating so that the tangential stress σ θ as the objective function approaches zero and the friction force F approaches the critical friction force F cr under the setting conditions of the constraint function It is a tension function.
第3の発明では、第1又は第2の発明において、上記最小値Lminは、上記所定値Lの−10%の値であり、上記最大値Lmaxは、上記所定値Lの+10%の値であることを特徴とする。 In a third invention, in the first or second invention, the minimum value L min is a value of −10% of the predetermined value L, and the maximum value L max is + 10% of the predetermined value L. It is a value.
第4の発明では、第1から第3のいずれか1つの発明において、上記ウェブを切断する切断手段を備え、上記巻取軸は、複数設けられ、上記駆動モータは、複数設けられて上記各巻取軸にそれぞれ駆動連結され、上記制御手段は、上記切断手段にも接続され、上記ウェブを上記各巻取軸のうちの1つに巻き取る終了間際には、次にウェブを巻き取る未巻取の巻取軸を回転させる駆動モータに当該未巻取の巻取軸を回転させるように作動信号に出力し、且つ、上記未巻取の巻取軸と巻取中の巻取軸との間のウェブ搬送方向上流側で上記ウェブを切断するように上記切断手段に作動信号を出力し、上記未巻取の巻取軸でウェブを巻き取り始める直前に、上記未巻取の巻取軸を回転させる駆動モータに上記ウェブの巻取開始時の巻取張力Tが張力関数T=f(0)の値になるように作動信号を出力することを特徴とする。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, a cutting means for cutting the web is provided, a plurality of the winding shafts are provided, a plurality of the driving motors are provided, and each of the windings is provided. Drive-coupled to each take-up shaft, the control means is also connected to the cutting means, and at the end of winding the web onto one of the take-up shafts, the unwinding is then taken up. The drive motor for rotating the take-up shaft outputs an operation signal so as to rotate the unwinded take-up shaft, and between the unwinded take-up shaft and the take-up shaft being wound. The operation signal is output to the cutting means so as to cut the web upstream in the web conveyance direction, and the unwinding take-up shaft is turned immediately before the web is started to be taken up by the unwinding take-up shaft. The winding tension T at the start of winding the web is the tension And outputs an actuation signal such that a value of T = f (0).
第5の発明では、第4の発明において、上記張力関数T=f(x)のLmin≦x<Lmaxの区間は、張力関数T=f(Lmin)の一定の値であることを特徴とする。 According to a fifth aspect, in the fourth aspect, the section of the tension function T = f (x) where L min ≦ x <L max is a constant value of the tension function T = f (L min ). Features.
第6の発明では、第4又は第5の発明において、上記張力関数T=f(Lmin)=f(0)であることを特徴とする。 According to a sixth aspect, in the fourth or fifth aspect, the tension function T = f (L min ) = f (0).
第1の発明では、巻取予定長さより実際のウェブの巻取長さが長くなっても、巻取終了間際において巻取ロールの最外層付近におけるウェブ層間に働く摩擦力が高くなり過ぎないので、巻取ロールの最外層付近における接線方向応力が負に転じ難くなり、シワの発生を抑制することができる。一方、巻取予定長さより実際のウェブの巻取長さが短くなっても、巻取終了間際において巻取ロールの最外層付近におけるウェブ層間に働く摩擦力が低くなり過ぎないので、巻取ロールの最外層付近における摩擦力が臨界摩擦力を下回り難くなり、ウェブのすべりの発生を抑制することができる。このように、ウェブの巻取長さが大きくばらついても、シワやすべりといった巻取時の不具合発生を抑制することができる。 In the first invention, even if the actual web winding length is longer than the expected winding length, the frictional force acting between the web layers in the vicinity of the outermost layer of the winding roll does not become too high at the end of winding. The tangential stress in the vicinity of the outermost layer of the winding roll becomes difficult to turn negative, and the generation of wrinkles can be suppressed. On the other hand, even if the actual web winding length is shorter than the expected winding length, the frictional force acting between the web layers in the vicinity of the outermost layer of the winding roll does not become too low immediately before the winding is completed. The frictional force in the vicinity of the outermost layer is less than the critical frictional force, and the occurrence of web slip can be suppressed. Thus, even if the winding length of the web varies greatly, it is possible to suppress the occurrence of problems such as wrinkling and slipping during winding.
第2の発明では、ウェブを巻き取る際、巻取開始から巻取終了間際までの区間において巻取ロールのウェブ層間における接線方向応力がゼロ以上に維持されるとともに、ウェブ層間における摩擦力が臨界摩擦力以上に維持されるようになるので、巻取ロールの中途部におけるシワやすべりの発生を抑制することができる。 In the second invention, when winding the web, the tangential stress between the web layers of the winding roll is maintained at zero or more in the section from the start of winding to the end of winding, and the frictional force between the web layers is critical. Since it becomes more than a frictional force, generation | occurrence | production of the wrinkle and slip in the middle part of a winding roll can be suppressed.
第3の発明では、塗工や印刷の業界では、例えば、2000mmの巻取予定長さに対して実際の巻取長さが1800mm〜2200mm程度ばらつくが、このように巻取予定長さに対して実際の巻取長さが±10%ばらついてもシワやすべりといった巻取時の不具合発生を抑制することができる。 In the third invention, in the coating and printing industries, for example, the actual winding length varies from about 1800 mm to 2200 mm with respect to the planned winding length of 2000 mm. Even when the actual winding length varies by ± 10%, it is possible to suppress the occurrence of problems such as wrinkling and slipping.
第4の発明では、2つの巻取軸間において、ウェブの搬送を止めることなくウェブの移行を行うことができる装置においても、各巻取軸で巻き取られた巻取ロールにシワやすべりといった巻取時の不具合を発生しないようにできる。 In the fourth aspect of the invention, even in an apparatus capable of transferring the web between the two winding shafts without stopping the conveyance of the web, winding such as wrinkles and slips on the winding roll wound around each winding shaft. It is possible to prevent troubles when taking.
第5の発明では、巻取終了間際におけるウェブに加わる巻取張力が一定になるので、巻取軸間のウェブの移行時(ウェブ切断時)において、ウェブを案内するガイドローラの撓み量の変化が小さくなり、巻取終了間際のウェブの搬送経路が変化し難くなることで巻取不良の発生を抑制することができる。 In the fifth aspect of the invention, the winding tension applied to the web just before the end of winding is constant, so that the amount of deflection of the guide roller that guides the web changes when the web moves between the winding shafts (when the web is cut). Is reduced, and the web conveyance path just before the end of winding becomes difficult to change, so that the occurrence of winding failure can be suppressed.
第6の発明では、巻取軸間のウェブの移行時(ウェブ切断時)におけるウェブを案内するガイドローラの撓み量の変化が第4の発明に比べてさらに小さくなるので、ウェブ移行時にウェブの搬送経路が大きく変化して巻取不良が引き起こされるといったことを確実に防止することができる。 In the sixth invention, the change in the amount of deflection of the guide roller that guides the web at the time of web transition between the winding shafts (at the time of web cutting) is further smaller than that of the fourth invention. It is possible to reliably prevent the conveyance path from changing greatly and causing a winding failure.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is merely exemplary in nature.
図1乃至図4は、本発明の実施形態に係る巻取装置1を示す。該巻取装置1は、所謂ターレット式巻取装置と呼ばれるものであり、図示しない印刷機で印刷が施された薄くて柔らかい長尺状のプラスチックフィルムからなるウェブWをロール状に巻き取って巻取ロール11にするものである。尚、図1乃至図4は、本発明の巻取装置1の各構成が見え易くなるように描いている。
1 to 4 show a
上記ウェブWの巻取長さは、上記巻取装置1の生産ライン上流側に位置する工程の様々な要因によって大きくばらつくのが一般的に知られ、巻取予定長さを所定値Lとすると、図8に示すように、上記ウェブ長さにおけるばらつきの最小値Lminは、上記所定値Lの−10%の値であり、ばらつきの最大値Lmaxは、上記所定値Lの+10%の値である。
It is generally known that the winding length of the web W varies greatly due to various factors in the process located upstream of the production line of the
上記巻取装置1は、回転方向に等間隔に位置する4つのアーム部21a〜21dを有する略十字形状の回転体2を備え、該回転体2は、水平方向に所定の間隔をあけて対向するように一対設けられている。
The
一方の回転体2中央には、第1駆動モータ3が駆動連結され、上記両回転体2は、上記第1駆動モータ3の回転駆動により、正面視で時計回りに回転するようになっている。
A
上記各アーム部21aの先端間及び上記各アーム部21cの先端間には、それぞれ巻取軸22が回転可能に軸支され、上記各アーム部21bの先端間及び上記各アーム部21dの先端間には、それぞれガイドローラG1が回転可能に軸支されている。
A
上記各巻取軸22には、それぞれ第2駆動モータ4が駆動連結され、該各第2駆動モータ4の回転駆動により、上記各巻取軸22は、正面視で時計回りに回転するようになっている。
A
上記第1駆動モータ3の一側方下部(図1の紙面右側下部)には、上記回転体2から離れるにつれて上方に位置するように傾斜して延びる略L字状の装置固定側フレームFが位置し、該装置固定側フレームFの回転体2側には、上記ウェブWを案内可能なガイドローラG2が回転可能に軸支されている。
A substantially L-shaped device fixing side frame F extending obliquely so as to be positioned upward as it moves away from the
また、上記第1駆動モータ3の一側方には、上記ガイドローラG2から離間した位置に上記ウェブWを案内可能なガイドローラG3が設けられ、上記ウェブWは、上記ガイドローラG3及びガイドローラG2に順に案内されながら上記第1駆動モータ3の一側方に位置する巻取軸22の下方を搬送され、下側に位置するガイドローラG1によって略V字状に折り返されるとともに、上記第1駆動モータ3の他側方に位置する巻取軸22に向かって搬送されて当該巻取軸22に巻き取られるようになっている。
A guide roller G3 capable of guiding the web W is provided on one side of the
上記装置固定側フレームFの上記ガイドローラG2近傍には、上記ウェブWを切断する切断装置5(切断手段)が配設されている。 A cutting device 5 (cutting means) for cutting the web W is disposed in the vicinity of the guide roller G2 of the device fixing side frame F.
該切断装置5は、上端が上記装置固定側フレームFに回動可能に軸支された切断フレーム5aを備え、該切断フレーム5aは、水平方向に所定の間隔をあけて対向するように一対設けられている。
The
上記両切断フレーム5aの下端間には、刃部5bが設けられ、図2に示すように、上記両切断フレーム5aが上方に回動することにより、上記刃部5bで搬送中のウェブWを幅方向に切断するようになっている。
A
上記装置固定側フレームFの反回転体2側には、一端が上記装置固定側フレームFに回動可能に軸支された回動フレーム6が水平方向に所定の間隔をあけて一対設けられ、上記両回動フレーム6は、上記回転体2に近づくにつれて下方に位置するように傾斜して延びている。
A pair of
上記両回動フレーム6の他端間には、押付ローラ7が正面視で反時計回りに回転可能に軸支され、該押付ローラ7と上記回動フレーム6とで押付機構8を構成している。
A
上記押付ローラ7は、上記両回動フレーム6が上方に回動することにより、搬送中のウェブWを上記第1駆動モータ3の一側方に位置する巻取軸22に押し付けるようになっている。
The
上記第1駆動モータ3の一側方に位置する巻取軸22上方には、噴霧状の水を下方に吹き出して上記巻取軸22外周面に水を付着させる水付着装置9が配設されている。
Above the take-up
上記第1駆動モータ3、各第2駆動モータ4、上記切断装置5、上記押付機構8及び上記水付着装置9には、制御装置(制御手段)10が接続されている。
A control device (control means) 10 is connected to the
該制御装置10は、上記ウェブWを上記第1駆動モータ3の他側方に位置する巻取軸22で巻き取る際、当該巻取軸22を回転させる第2駆動モータ4に、図5に示すように、上記巻取軸22で上記ウェブWを巻き取る際の巻取張力Tを上記巻取軸22の径方向座標に関して表す張力関数T=f(x)(xは巻取長さ)で制御するよう作動信号を出力している(図5に実線で示す)。
When the web W is taken up by the take-up
上記制御装置10は、上記巻取ロール内部の接線方向応力σθ、ウェブW層間における摩擦力F及びすべりが生じ始める臨界摩擦力Fcrを少なくともパラメータとする目的関数と、上記ウェブWの巻取予定長さが所定値Lで、且つ、上記巻取ロール内部の接線方向応力σθがゼロ以上であるとともに上記摩擦力Fが上記臨界摩擦力Fcr以上となるよう上記目的関数を制約する制約関数とに基づき、該制約関数の条件下で上記目的関数である接線方向応力σθがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrに近づくよう演算した張力関数をTa=g(x)(xは巻取長さ)とすると(図5に破線で示す)、f(Lmin)>g(Lmin)、f(Lmax)<g(L)を満たすよう上記第2駆動モータ4に作動信号を出力するようになっている。
The
上記張力関数T=f(x)についてさらに詳述すると、上記T=f(x)のx<Lminは、上記目的関数と、上記ウェブWの巻取予定長さを所定値Lminとした上記制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である円周方向応力σθがゼロに近づくように、且つ、摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrに近づくように演算して得た張力関数となっている。 The tension function T = f (x) will be described in further detail. X <L min of the T = f (x) is the objective function and the expected winding length of the web W is set to a predetermined value L min . Based on the constraint function, calculation is performed so that the circumferential stress σ θ as the objective function approaches zero and the friction force F approaches the critical friction force F cr under the setting conditions of the constraint function. This is the tension function obtained.
尚、上述の巻取張力T、Taの張力関数は、例えば、特開2012−46261号公報に開示されている数式を用いて演算されている。 Incidentally, the above-mentioned winding tension T, the tension function of T a, for example, is calculated using the formula disclosed in JP-A-2012-46261.
また、上記T=f(x)のLmin≦x<Lmaxの区間は、T=f(Lmin)の一定の値となっている。 Further, the interval of L min ≦ x <L max of T = f (x) is a constant value of T = f (L min ).
そして、上記制御装置10は、上記巻取中の巻取軸22がウェブWをロール状に所定量巻き取って巻取終了間近になると、図2に示すように、上記第1駆動モータ3の一側方に位置する未巻取の巻取軸22を回転させる第2駆動モータ4に当該未巻取の巻取軸22を回転させるように作動信号を出力するとともに、上記水付着装置9から噴霧状の水を吹き出して上記未巻取の巻取軸22外周面に水が付着するように水付着装置9に作動信号を出力し、且つ、上記回動フレーム6を回動させて上記押付ローラ7で搬送中のウェブWを未巻取の巻取軸22外周面に押し付けるように上記押付機構8に作動信号を出力するようになっている。
Then, when the winding
さらに、上記制御装置10は、上記押付ローラ7で搬送中のウェブWを未巻取の巻取軸22外周面に押し付けた状態で、上記未巻取の巻取軸22と巻取中の巻取軸22との間のウェブ搬送方向上流側で上記切断フレーム5aを回動させて上記刃部5bにより上記ウェブWを切断するように上記切断装置5に作動信号を出力するとともに、上記未巻取の巻取軸22を回転させる第2駆動モータ4に上記ウェブWの巻取開始時の巻取張力Tが張力関数T=f(0)の値になるように作動信号を出力するようになっている。
Further, the
そして、巻き取りを終了して上記第1駆動モータ3の他側方に位置する巻取軸22を回転体2から取り外した後、上記制御装置10は、上記回転体2を回転させる上記第1駆動モータ3に、当該第1駆動モータ3の一側方に位置してウェブWを巻き取る巻取軸22を上記第1駆動モータ3の他側方まで移動させるように作動信号を出力するようになっている。
Then, after the winding is finished and the winding
次に、上記巻取装置1におけるウェブWの巻取動作について説明する。
Next, the winding operation of the web W in the winding
まず、図1に示すように、第1駆動モータ3の他側方に位置する巻取軸22を回転させてウェブWに加わる巻取張力Tが予め設定された初期値(T=f(0))から張力関数T=f(x)となるように巻取軸22でウェブWを巻き取る(図5参照)。
First, as shown in FIG. 1, a winding tension T applied to the web W by rotating the winding
次いで、巻取中の巻取軸22から未巻取の巻取軸22に上記ウェブWを移行させる過程において、上記第1駆動モータ3の一側方に位置する未巻取の巻取軸22を回転させるとともに、当該巻取軸22外周面に水付着装置9で水を付着させる。
Next, in the process of transferring the web W from the winding
その後、回転する未巻取の巻取軸22の外周面に押付ローラ7で搬送中のウェブWを押し付けるとともに、ウェブWを未巻取の巻取軸22外周面に押し付けた状態で、上記未巻取の巻取軸22と巻取中の巻取軸22との間のウェブ搬送方向上流側において切断装置5でウェブWを切断し、ウェブWの巻取開始時の巻取張力Tが上記初期値(T=f(0))となるように制御する。
Thereafter, the web W being conveyed is pressed against the outer circumferential surface of the rotating
しかる後、上記第1駆動モータ3の他側方に位置する巻き取りを終了した巻取軸22を回転体2から取り外した後、回転体2を180度回転させて上記第1駆動モータ3の一側方に位置してウェブWを巻き取り始めた巻取軸22を上記第1駆動モータ3の他側方まで移動させる。
After that, after the winding
このように、上述の動作を繰り返すことにより、巻取装置1を停止させることなく各巻取軸22でのウェブWの巻取作業を行う。
In this manner, by repeating the above-described operation, the web W is wound on each winding
次に、従来の巻取装置と本発明の巻取装置1とをそれぞれ用いて実験した結果について説明する。
Next, the results of experiments using the conventional winding device and the winding
図6は、上記巻取張力Taの張力関数Ta=g(x)でウェブWを巻き取った際の各種データである。 FIG. 6 shows various data when the web W is wound with the tension function T a = g (x) of the winding tension T a .
図6(a)のda1は、実際の巻取長さが巻取予定長さLと同じ2000m(巻取径r/rc=2.69:rcは巻取軸22の径で0.05mとする)のときの巻取径r/rcと巻取張力Taとの関係を示しており、このときの巻取径r/rcと接線方向応力σθとの関係を図6(b)のda2に、巻取径r/rcと摩擦力Fとの関係を図6(c)のda3に示す。尚、臨界摩擦力Fcrを50kNとしている。
D a 1 in FIG. 6 (a), the actual winding length the same 2000m the winding schedule length L (winding diameter r / r c = 2.69: r c is the diameter of the winding
次に、実際の巻取長さが、巻取予定長さLのばらつきの最小値Lminである1800m(巻取径r/rc=2.57)となったときの巻取径r/rcと接線方向応力σθとの関係を図6(b)のdb2に、巻取径r/rcと摩擦力Fとの関係を図6(c)のdb3に示す。 Next, the actual winding length, the minimum value L min of the variation of the winding schedule length L 1800 m (winding diameter r / r c = 2.57) winding when a To径r / the relationship between r c and the tangential stress sigma theta to d b 2 in FIG. 6 (b), shows the relationship between the friction force F and the winding diameter r / r c to d b 3 in FIG. 6 (c).
db2の結果から判るように、接線方向応力σθが負にならないのでシワが発生することはないが、db3の結果から判るように、巻取ロール11の最外層から15%の位置であるr/rc=2.2の位置において摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrを下回っており、巻取ロール11にすべりが発生する可能性が高くなっている。これは、予定された巻取径r/rcに達する前にウェブWの巻き取りが終了してしまうことにより、巻取終了間際においてウェブW層間に必要な摩擦力Fとするための巻取張力Taが付与されなくなるからである。 As can be seen from the results of d b 2, but tangential stress sigma theta there is never generated wrinkles does not become negative, as can be seen from the results of d b 3, the outermost layer of the winding roll 11 to 15% friction force F at the position of r / r c = 2.2 is the position is below the critical frictional force F cr, possibility of slippage occurs in the take-up roll 11 is high. This is because the winding of the web W before reaching the scheduled winding diameter r / r c will be completed, a winding for the friction force F required web W layers in the winding near the end This is because tension T a will no longer be granted.
また、実際の巻取長さが、巻取予定長さLのばらつきの最大値Lmaxである2200m(巻取径r/rc=2.79)となったときの巻取径r/rcと接線方向応力σθとの関係を図6(b)のdc2に、巻取径r/rcと摩擦力Fとの関係を図6(c)のdc3に示す。 The actual winding length is 2200 m (winding diameter r / r c = 2.79), which is the maximum value L max of the variation of the scheduled winding length L, and the winding diameter r / r. the relationship between the c and the tangential stress sigma theta to d c 2 in FIG. 6 (b), shows the relationship between the friction force F and the winding diameter r / r c to d c 3 in FIG. 6 (c).
dc3の結果から判るように、ウェブW層間の摩擦力Fが巻取終了間際で大きくなり、すべりが発生することはないが、dc2の結果から判るように、巻取ロール11の最外層付近で接線方向応力σθが負になる領域があり、シワが発生する可能性が高くなっている。これは、ウェブW層間の摩擦力Fが大きくなり過ぎたことで巻取ロール11の最外層付近の接線方向応力σθが負になってしまったものと考えられる。
As can be seen from the result of
これら図6のデータが示すように、従来の如き方法で導き出された張力関数Ta=g(x)でウェブWの巻き取りを制御すると、巻取長さがばらついたときにシワやすべりが発生してしまう可能性がある。 As shown in the data of FIG. 6, when the winding of the web W is controlled with the tension function T a = g (x) derived by the conventional method, wrinkles and slips occur when the winding length varies. May occur.
一方、図7は、本発明で導き出された巻取張力Tの張力関数T=f(x)でウェブWを巻き取った際の各種データである。 On the other hand, FIG. 7 shows various data when the web W is wound with the tension function T = f (x) of the winding tension T derived in the present invention.
図7(a)のDa1は、実際の巻取長さが巻取予定長さLと同じ2000m(巻取径r/rc=2.69)のときの巻取径r/rcと巻取張力Tとの関係を示しており、このときの巻取径r/rcと接線方向応力σθとの関係を図7(b)のDa2に、巻取径r/rcと摩擦力Fとの関係を図7(c)のDa3に示す。
Figure 7 D a 1 in (a) is the winding diameter r / r c when the actual winding length the same 2000m the winding schedule length L (winding diameter r / r c = 2.69) shows the relationship between the take-up tension T and the relationship between the winding diameter r / r c and tangential stresses sigma theta at this time D a 2 in FIG. 7 (b), the winding diameter r / r The relationship between c and the frictional force F is shown as
次に、実際の巻取長さが、巻取予定長さLのばらつきの最小値Lminである1800m(巻取径r/rc=2.57)となったときの巻取径r/rcと接線方向応力σθとの関係を図7(b)のDb2に、巻取径r/rcと摩擦力Fとの関係を図7(c)のDb3に示す。 Next, the actual winding length, the minimum value L min of the variation of the winding schedule length L 1800 m (winding diameter r / r c = 2.57) winding when a To径r / the relationship between r c and the tangential stress sigma theta in D b 2 in FIG. 7 (b), shows the relationship between the friction force F and the winding diameter r / r c to D b 3 in FIG. 7 (c).
また、実際の巻取長さが、巻取予定長さLのばらつきの最大値Lmaxである2200m(巻取径r/rc=2.79)となったときの巻取径r/rcと接線方向応力σθとの関係を図7(b)のDc2に、巻取径r/rcと摩擦力Fとの関係を図7(c)のDc3に示す。 The actual winding length is 2200 m (winding diameter r / r c = 2.79), which is the maximum value L max of the variation of the scheduled winding length L, and the winding diameter r / r. the relationship between the c and the tangential stress sigma theta in D c 2 in FIG. 7 (b), shows the relationship between the friction force F and the winding diameter r / r c to D c 3 in FIG. 7 (c).
Db2及びDc2の結果から判るように、最小値Lmin及び最大値Lmaxのどちらにおいても接線方向応力σθにおいて負にならず、ウェブWに圧縮応力が発生していない。したがって、本発明で導き出された巻取張力Tの張力関数T=f(x)でウェブWを巻き取る場合、実際の巻取長さが巻取予定長さLに対して±10%ばらついていてもシワの発生を抑制することができる。
As can be seen from the results of
また、Db3及びDc3の結果から判るように、巻取径がr/rc<2.38の領域ではウェブWの層間摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrより下回ることがなく、r/rc≧2.38(最外層から7%の位置)でウェブWの層間摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrより下回っている。したがって、実際の巻取長さが巻取予定長さLに対して±10%ばらついていても従来の如き方法で導き出された張力関数Ta=g(x)で制御するより最大巻取径r/rcが大きい状態ですべりの発生を抑制することができる。
Further, as can be seen from the results of
尚、図8は、巻取予定長さLに対して実際の巻取装置1で巻き取るウェブWの巻取長さの変化した割合とその頻度との関係を示すデータであり、頻度のばらつきを考慮すると、−10%〜10%程度(平均値±3σ)ウェブWの巻取長さが変化することが判る。例えば、Lが2000mmの場合、ウェブWの巻取長さは1800〜2200mのばらつきが発生し、Lが4000mの場合、ウェブWの巻取長さは、3600〜4400mのばらつきが発生することが判った。
FIG. 8 is data showing the relationship between the change rate of the winding length of the web W taken up by the actual winding
以上より、本発明の実施形態によると、巻取予定長さLより実際のウェブWの巻取長さが長くなっても、巻取終了間際において巻取ロール11の最外層付近におけるウェブW層間に働く摩擦力Fが高くなり過ぎないので、巻取ロール11の最外層付近における接線方向応力σθが負に転じ難くなり、シワの発生を抑制することができる。一方、巻取予定長さLより実際のウェブWの巻取長さが短くなっても、巻取終了間際において巻取ロール11の最外層付近におけるウェブW層間に働く摩擦力Fが低くなり過ぎないので、巻取ロール11の最外層付近における摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrを下回り難くなり、ウェブWのすべりの発生を抑制することができる。このように、ウェブWの巻取長さが大きくばらついても、シワやすべりといった巻取時の不具合発生を抑制することができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, even when the actual winding length of the web W is longer than the scheduled winding length L, the web W layer in the vicinity of the outermost layer of the winding roll 11 is just before the winding end. Therefore, the tangential stress σ θ in the vicinity of the outermost layer of the winding roll 11 is difficult to turn negative, and the generation of wrinkles can be suppressed. On the other hand, even if the actual winding length of the web W is shorter than the scheduled winding length L, the frictional force F acting between the web W layers in the vicinity of the outermost layer of the winding roll 11 becomes too low just before the winding end. Therefore, the frictional force F in the vicinity of the outermost layer of the take-up roll 11 becomes less than the critical frictional force Fcr, and the occurrence of slippage of the web W can be suppressed. In this way, even when the winding length of the web W varies greatly, it is possible to suppress the occurrence of problems such as wrinkling and slipping during winding.
また、ウェブWを巻き取る際、巻取開始から巻取終了間際までの区間において巻取ロール11のウェブW層間における接線方向応力σθがゼロ以上に維持されるとともに、ウェブW層間における摩擦力Fが臨界摩擦力Fcr以上に維持されるようになるので、巻取ロール11の中途部におけるシワやすべりの発生を抑制することができる。 Further, when winding the web W, the tangential stress σ θ between the web W layers of the winding roll 11 is maintained at zero or more in the section from the start of winding to the end of winding, and the frictional force between the web W layers is maintained. Since F is maintained to be equal to or higher than the critical frictional force F cr , it is possible to suppress the occurrence of wrinkles and slips in the middle part of the winding roll 11.
さらに、塗工や印刷の業界では、例えば、2000mmの巻取予定長さLに対して実際の巻取長さが1800mm〜2200mm程度ばらつくが、このように巻取予定長さLに対して実際の巻取長さが±10%ばらついてもシワやすべりといった巻取時の不具合発生を抑制することができる。 Further, in the coating and printing industry, for example, the actual winding length varies from about 1800 mm to 2200 mm with respect to the winding length L of 2000 mm. Even if the winding length of the sheet varies by ± 10%, it is possible to suppress the occurrence of problems such as wrinkling and slipping.
それに加えて、2つの巻取軸22間において、ウェブWの搬送を止めることなくウェブWの移行を行うことができる本発明の実施形態の如き巻取装置1においても、各巻取軸22で巻き取られた巻取ロール11にシワやすべりといった巻取時の不具合を発生しないようにできる。
In addition, also in the winding
そして、上記巻取装置1では、巻取終了間際におけるウェブWに加わる巻取張力が一定になるので、巻取軸22間のウェブWの移行時(ウェブ切断時)において、ウェブWを案内するガイドローラG1,G2,G3の撓み量の変化が小さくなり、巻取終了間際のウェブWの搬送経路が変化し難くなることで巻取不良の発生を抑制することができる。
And in the said winding
尚、本発明の実施形態では、f(Lmin)<f(0)となっているが、T=f(Lmin)=f(0)を満たす張力関数T=f(x)で巻取張力Tを制御してもよい。そうすると、巻取軸22間のウェブWの移行時(ウェブ切断時)におけるウェブWを案内するガイドローラG1,G2,G3の撓み量の変化がさらに小さくなるので、ウェブW移行時にウェブWの搬送経路が大きく変化して巻取不良が引き起こされるといったことを確実に防止することができる。 In the embodiment of the present invention, f (L min ) <f (0), but winding is performed with a tension function T = f (x) that satisfies T = f (L min ) = f (0). The tension T may be controlled. Then, the change in the amount of deflection of the guide rollers G1, G2, and G3 that guide the web W during the transition of the web W between the winding shafts 22 (when the web is cut) is further reduced. It is possible to reliably prevent the path from changing greatly and causing a winding failure.
また、本発明の実施形態では、巻取装置1が2つの巻取軸22を備えているが、複数の巻取軸22を備えたものであってもよい。
In the embodiment of the present invention, the winding
また、本発明の実施形態では、T=f(x)のx<Lminの区間が、上記目的関数と、上記ウェブの巻取予定長さを所定値Lminとした上記制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である接線方向応力σθがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrに近づくよう演算して得た張力関数で制御されているが、これに限らず、その他の理論で定義された張力関数で制御されていてもよい。 In the embodiment of the present invention, the section of T = f (x) where x <L min is based on the objective function and the constraint function in which the expected web winding length is a predetermined value L min. The tangential stress σ θ as the objective function is controlled to be zero under the setting conditions of the constraint function, and controlled by a tension function obtained by calculating the friction force F so as to approach the critical friction force F cr. However, the present invention is not limited to this, and it may be controlled by a tension function defined by another theory.
また、本発明の実施形態では、巻取装置1を印刷機で印刷が施されたウェブWを巻き取るのに使用しているが、塗工装置で塗工が施されたウェブを巻き取るのにも使用してもよく、ウェブ状のものを巻き取るのであればその他の設備でも使用できる。
In the embodiment of the present invention, the winding
本発明は、プラスチックフィルム等からなる長尺状のウェブを巻き取る巻取装置に適している。 The present invention is suitable for a winding device for winding a long web made of a plastic film or the like.
1 巻取装置
4 第2駆動モータ
5 切断装置(切断手段)
8 押付機構(押付手段)
10 制御装置(制御手段)
22 巻取軸
L 巻取予定長さ
Lmin 巻取長さの最小値
Lmax 巻取長さの最大値
T、Ta 巻取張力
W ウェブ
F 摩擦力
Fcr 臨界摩擦力
σθ 円周方向応力
1
8 Pressing mechanism (pressing means)
10 Control device (control means)
22 vol shaft L winding scheduled length L min winding minimum length L max winding length maximum value T of, T a winding tension W web F frictional force F cr critical frictional force sigma theta circumferentially stress
本発明は、プラスチックフィルム等からなる長尺状のウェブを巻き取る巻取装置に関する。 The present invention relates to a winding device for winding a long web made of a plastic film or the like.
従来より、印刷機や塗工装置を用いて印刷や塗工を施したプラスチックフィルム等の長尺状のウェブは、巻取装置でロール状に巻き取られて巻取ロールとなって次工程に引き渡される。 Conventionally, a long web such as a plastic film that has been printed or coated using a printing machine or a coating device is wound into a roll by a winding device and becomes a winding roll for the next process. Delivered.
ところで、巻取ロールにシワや横すべり等の不具合が発生すると、その巻取ロールは次工程で使えなくなってしまう。巻取ロールに発生する不具合は、巻取ロール内部の応力状態が不適切になると発生することが知られ、これに対応するために、例えば、特許文献1の巻取装置では、巻取ロールの内部応力状態を定量的にモデル化し、この内部応力状態モデルに基づき、巻取軸でウェブを巻き取る際の巻取ロール内部の円周方向応力がゼロに近づくように、且つ、巻取ロールのウェブ層間にすべりが出始める摩擦力である臨界摩擦力にウェブ層間の摩擦力が近づくように演算することにより、ウェブの巻取予定長さが所定値の場合における最適な巻取条件を得ている。
By the way, when a problem such as wrinkles or side slip occurs in the winding roll, the winding roll cannot be used in the next process. In order to cope with the problem that occurs in the winding roll when the stress state inside the winding roll becomes inappropriate, for example, in the winding device of
ところで、ウェブの巻取長さは巻取工程以外の様々な要因によって大きくばらつくことが一般的に知られている。 By the way, it is generally known that the winding length of the web varies greatly due to various factors other than the winding process.
しかし、特許文献1で得られる巻取条件は、ウェブの巻取予定長さを所定値に固定して演算したものであることから、ウェブの巻取長さがばらついて巻取予定長さより短くなった場合には、巻取張力が低過ぎてすべりが発生してしまう一方、ウェブの巻取長さがばらついて巻取予定長さより長くなった場合には、巻取張力が高くなり過ぎてシワが発生してしまう。
However, since the winding condition obtained in
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウェブの巻取長さが大きくばらついても、巻取時の不具合発生を抑制できる巻取装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to provide a winding device that can suppress the occurrence of problems during winding even if the winding length of the web varies greatly. There is.
上記の目的を達成するために、本発明は、巻取終了間際におけるウェブに加わる巻取張力の制御に工夫を凝らしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the invention has been devised to control the winding tension applied to the web just before the end of winding.
すなわち、第1の発明では、連続して搬送される長尺状のウェブを回転動作によりロール状に巻き取って巻取ロールにする巻取軸と、該巻取軸に駆動連結された駆動モータと、該駆動モータに接続され、上記巻取軸で上記ウェブを巻き取る際の巻取張力Tを上記巻取軸の径方向座標に関して表す張力関数T=f(x)(xは巻取長さ)で制御するよう上記駆動モータに作動信号を出力する制御手段とを備え、該制御手段は、上記巻取ロール内部の接線方向応力σθ、ウェブ層間における摩擦力F及びすべりが生じ始める臨界摩擦力Fcrを少なくともパラメータとする目的関数と、上記ウェブの巻取予定長さが所定値Lで、且つ、上記巻取ロール内部の接線方向応力σθがゼロ以上であるとともに上記摩擦力Fが上記臨界摩擦力Fcr以上となるよう上記目的関数を制約する制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である接線方向応力σθがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrに近づくよう演算して得た張力関数をTa=g(x)(xは巻取長さ)とし、ウェブの巻取長さのばらつきの最小値をLmin、最大値をLmaxとすると、上記張力関数T=f(x)のL min ≦x<L max の区間が、張力関数T=f(L min )の一定の値となるように、且つ、f(Lmin)>g(Lmin)、f(Lmax)<g(L)を満たすよう上記駆動モータに作動信号を出力することを特徴とする。 That is, according to the first aspect of the present invention, a winding shaft that winds a long web that is continuously conveyed into a winding roll by a rotating operation and a driving motor that is drivingly connected to the winding shaft. And a tension function T = f (x) (x is a winding length) representing a winding tension T when the web is wound by the winding shaft with respect to the radial coordinate of the winding shaft. And a control means for outputting an operation signal to the drive motor so as to be controlled by the control device, and the control means is a critical force in the tangential direction σ θ inside the take-up roll, the friction force F between the web layers, and the criticality at which slip occurs. The objective function having at least the friction force F cr as a parameter, the expected winding length of the web is a predetermined value L, the tangential stress σ θ inside the winding roll is zero or more, and the friction force F Is greater than the above critical frictional force F cr Based on the constraint function that constrains the objective function, the tangential stress σ θ as the objective function approaches zero under the setting conditions of the constraint function, and the friction force F becomes the critical friction force F cr . When the tension function obtained by calculating to be close is T a = g (x) (x is the winding length), the minimum value of the web winding length variation is L min , and the maximum value is L max , The section of the tension function T = f (x) where L min ≦ x <L max is a constant value of the tension function T = f (L min ), and f (L min )> g (L min ), f (L max ) <g (L), an operation signal is output to the drive motor.
第2の発明では、第1の発明において、上記張力関数T=f(x)のx<Lminの区間は、上記目的関数と、上記ウェブの巻取予定長さを所定値Lminとした上記制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である接線方向応力σθがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrに近づくよう演算して得た張力関数であることを特徴とする。 In a second invention, in the first invention, in the section of the tension function T = f (x), x <L min , the objective function and the expected winding length of the web are set to a predetermined value L min . Based on the constraint function, and obtained by calculating so that the tangential stress σ θ as the objective function approaches zero and the friction force F approaches the critical friction force F cr under the setting conditions of the constraint function It is a tension function.
第3の発明では、第1又は第2の発明において、上記最小値Lminは、上記所定値Lの−10%の値であり、上記最大値Lmaxは、上記所定値Lの+10%の値であることを特徴とする。 In a third invention, in the first or second invention, the minimum value L min is a value of −10% of the predetermined value L, and the maximum value L max is + 10% of the predetermined value L. It is a value.
第4の発明では、第1から第3のいずれか1つの発明において、上記ウェブを切断する切断手段を備え、上記巻取軸は、複数設けられ、上記駆動モータは、複数設けられて上記各巻取軸にそれぞれ駆動連結され、上記制御手段は、上記切断手段にも接続され、上記ウェブを上記各巻取軸のうちの1つに巻き取る終了間際には、次にウェブを巻き取る未巻取の巻取軸を回転させる駆動モータに当該未巻取の巻取軸を回転させるように作動信号に出力し、且つ、上記未巻取の巻取軸と巻取中の巻取軸との間のウェブ搬送方向上流側で上記ウェブを切断するように上記切断手段に作動信号を出力し、上記未巻取の巻取軸でウェブを巻き取り始める直前に、上記未巻取の巻取軸を回転させる駆動モータに上記ウェブの巻取開始時の巻取張力Tが張力関数T=f(0)の値になるように作動信号を出力することを特徴とする。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, a cutting means for cutting the web is provided, a plurality of the winding shafts are provided, a plurality of the driving motors are provided, and each of the windings is provided. Drive-coupled to each take-up shaft, the control means is also connected to the cutting means, and at the end of winding the web onto one of the take-up shafts, the unwinding is then taken up. The drive motor for rotating the take-up shaft outputs an operation signal so as to rotate the unwinded take-up shaft, and between the unwinded take-up shaft and the take-up shaft being wound. The operation signal is output to the cutting means so as to cut the web upstream in the web conveyance direction, and the unwinding take-up shaft is turned immediately before the web is started to be taken up by the unwinding take-up shaft. The winding tension T at the start of winding the web is the tension And outputs an actuation signal such that a value of T = f (0).
第5の発明では、第4の発明において、上記張力関数T=f(Lmin)=f(0)であることを特徴とする。 According to a fifth aspect , in the fourth aspect , the tension function T = f (L min ) = f (0).
第1の発明では、巻取予定長さより実際のウェブの巻取長さが長くなっても、巻取終了間際において巻取ロールの最外層付近におけるウェブ層間に働く摩擦力が高くなり過ぎないので、巻取ロールの最外層付近における接線方向応力が負に転じ難くなり、シワの発生を抑制することができる。一方、巻取予定長さより実際のウェブの巻取長さが短くなっても、巻取終了間際において巻取ロールの最外層付近におけるウェブ層間に働く摩擦力が低くなり過ぎないので、巻取ロールの最外層付近における摩擦力が臨界摩擦力を下回り難くなり、ウェブのすべりの発生を抑制することができる。このように、ウェブの巻取長さが大きくばらついても、シワやすべりといった巻取時の不具合発生を抑制することができる。 In the first invention, even if the actual web winding length is longer than the expected winding length, the frictional force acting between the web layers in the vicinity of the outermost layer of the winding roll does not become too high at the end of winding. The tangential stress in the vicinity of the outermost layer of the winding roll becomes difficult to turn negative, and the generation of wrinkles can be suppressed. On the other hand, even if the actual web winding length is shorter than the expected winding length, the frictional force acting between the web layers in the vicinity of the outermost layer of the winding roll does not become too low immediately before the winding is completed. The frictional force in the vicinity of the outermost layer is less than the critical frictional force, and the occurrence of web slip can be suppressed. Thus, even if the winding length of the web varies greatly, it is possible to suppress the occurrence of problems such as wrinkling and slipping during winding.
第2の発明では、ウェブを巻き取る際、巻取開始から巻取終了間際までの区間において巻取ロールのウェブ層間における接線方向応力がゼロ以上に維持されるとともに、ウェブ層間における摩擦力が臨界摩擦力以上に維持されるようになるので、巻取ロールの中途部におけるシワやすべりの発生を抑制することができる。 In the second invention, when winding the web, the tangential stress between the web layers of the winding roll is maintained at zero or more in the section from the start of winding to the end of winding, and the frictional force between the web layers is critical. Since it becomes more than a frictional force, generation | occurrence | production of the wrinkle and slip in the middle part of a winding roll can be suppressed.
第3の発明では、塗工や印刷の業界では、例えば、2000mmの巻取予定長さに対して実際の巻取長さが1800mm〜2200mm程度ばらつくが、このように巻取予定長さに対して実際の巻取長さが±10%ばらついてもシワやすべりといった巻取時の不具合発生を抑制することができる。 In the third invention, in the coating and printing industries, for example, the actual winding length varies from about 1800 mm to 2200 mm with respect to the planned winding length of 2000 mm. Even when the actual winding length varies by ± 10%, it is possible to suppress the occurrence of problems such as wrinkling and slipping.
第4の発明では、2つの巻取軸間において、ウェブの搬送を止めることなくウェブの移行を行うことができる装置においても、各巻取軸で巻き取られた巻取ロールにシワやすべりといった巻取時の不具合を発生しないようにできる。 In the fourth aspect of the invention, even in an apparatus capable of transferring the web between the two winding shafts without stopping the conveyance of the web, winding such as wrinkles and slips on the winding roll wound around each winding shaft. It is possible to prevent troubles when taking.
また、巻取終了間際におけるウェブに加わる巻取張力が一定になるので、巻取軸間のウェブの移行時(ウェブ切断時)において、ウェブを案内するガイドローラの撓み量の変化が小さくなり、巻取終了間際のウェブの搬送経路が変化し難くなることで巻取不良の発生を抑制することができる。 In addition , since the winding tension applied to the web just before the end of winding is constant, the change in the amount of deflection of the guide roller that guides the web is small during the transition of the web between the winding shafts (when the web is cut), The occurrence of winding failure can be suppressed by making it difficult for the web conveyance path to change immediately before the winding is finished.
第5の発明では、巻取軸間のウェブの移行時(ウェブ切断時)におけるウェブを案内するガイドローラの撓み量の変化が第4の発明に比べてさらに小さくなるので、ウェブ移行時にウェブの搬送経路が大きく変化して巻取不良が引き起こされるといったことを確実に防止することができる。 In the fifth invention, the change in the deflection amount of the guide roller for guiding the web at the time of web transition between the winding shafts (at the time of web cutting) is further smaller than that of the fourth invention. It is possible to reliably prevent the conveyance path from changing greatly and causing a winding failure.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is merely exemplary in nature.
図1乃至図4は、本発明の実施形態に係る巻取装置1を示す。該巻取装置1は、所謂ターレット式巻取装置と呼ばれるものであり、図示しない印刷機で印刷が施された薄くて柔らかい長尺状のプラスチックフィルムからなるウェブWをロール状に巻き取って巻取ロール11にするものである。尚、図1乃至図4は、本発明の巻取装置1の各構成が見え易くなるように描いている。
1 to 4 show a winding
上記ウェブWの巻取長さは、上記巻取装置1の生産ライン上流側に位置する工程の様々な要因によって大きくばらつくのが一般的に知られ、巻取予定長さを所定値Lとすると、図8に示すように、上記ウェブ長さにおけるばらつきの最小値Lminは、上記所定値Lの−10%の値であり、ばらつきの最大値Lmaxは、上記所定値Lの+10%の値である。
It is generally known that the winding length of the web W varies greatly due to various factors in the process located upstream of the production line of the winding
上記巻取装置1は、回転方向に等間隔に位置する4つのアーム部21a〜21dを有する略十字形状の回転体2を備え、該回転体2は、水平方向に所定の間隔をあけて対向するように一対設けられている。
The winding
一方の回転体2中央には、第1駆動モータ3が駆動連結され、上記両回転体2は、上記第1駆動モータ3の回転駆動により、正面視で時計回りに回転するようになっている。
A
上記各アーム部21aの先端間及び上記各アーム部21cの先端間には、それぞれ巻取軸22が回転可能に軸支され、上記各アーム部21bの先端間及び上記各アーム部21dの先端間には、それぞれガイドローラG1が回転可能に軸支されている。
A winding
上記各巻取軸22には、それぞれ第2駆動モータ4が駆動連結され、該各第2駆動モータ4の回転駆動により、上記各巻取軸22は、正面視で時計回りに回転するようになっている。
A
上記第1駆動モータ3の一側方下部(図1の紙面右側下部)には、上記回転体2から離れるにつれて上方に位置するように傾斜して延びる略L字状の装置固定側フレームFが位置し、該装置固定側フレームFの回転体2側には、上記ウェブWを案内可能なガイドローラG2が回転可能に軸支されている。
A substantially L-shaped device fixing side frame F extending obliquely so as to be positioned upward as it moves away from the
また、上記第1駆動モータ3の一側方には、上記ガイドローラG2から離間した位置に上記ウェブWを案内可能なガイドローラG3が設けられ、上記ウェブWは、上記ガイドローラG3及びガイドローラG2に順に案内されながら上記第1駆動モータ3の一側方に位置する巻取軸22の下方を搬送され、下側に位置するガイドローラG1によって略V字状に折り返されるとともに、上記第1駆動モータ3の他側方に位置する巻取軸22に向かって搬送されて当該巻取軸22に巻き取られるようになっている。
A guide roller G3 capable of guiding the web W is provided on one side of the
上記装置固定側フレームFの上記ガイドローラG2近傍には、上記ウェブWを切断する切断装置5(切断手段)が配設されている。 A cutting device 5 (cutting means) for cutting the web W is disposed in the vicinity of the guide roller G2 of the device fixing side frame F.
該切断装置5は、上端が上記装置固定側フレームFに回動可能に軸支された切断フレーム5aを備え、該切断フレーム5aは、水平方向に所定の間隔をあけて対向するように一対設けられている。
The
上記両切断フレーム5aの下端間には、刃部5bが設けられ、図2に示すように、上記両切断フレーム5aが上方に回動することにより、上記刃部5bで搬送中のウェブWを幅方向に切断するようになっている。
A
上記装置固定側フレームFの反回転体2側には、一端が上記装置固定側フレームFに回動可能に軸支された回動フレーム6が水平方向に所定の間隔をあけて一対設けられ、上記両回動フレーム6は、上記回転体2に近づくにつれて下方に位置するように傾斜して延びている。
A pair of
上記両回動フレーム6の他端間には、押付ローラ7が正面視で反時計回りに回転可能に軸支され、該押付ローラ7と上記回動フレーム6とで押付機構8を構成している。
A
上記押付ローラ7は、上記両回動フレーム6が上方に回動することにより、搬送中のウェブWを上記第1駆動モータ3の一側方に位置する巻取軸22に押し付けるようになっている。
The
上記第1駆動モータ3の一側方に位置する巻取軸22上方には、噴霧状の水を下方に吹き出して上記巻取軸22外周面に水を付着させる水付着装置9が配設されている。
Above the take-up
上記第1駆動モータ3、各第2駆動モータ4、上記切断装置5、上記押付機構8及び上記水付着装置9には、制御装置(制御手段)10が接続されている。
A control device (control means) 10 is connected to the
該制御装置10は、上記ウェブWを上記第1駆動モータ3の他側方に位置する巻取軸22で巻き取る際、当該巻取軸22を回転させる第2駆動モータ4に、図5に示すように、上記巻取軸22で上記ウェブWを巻き取る際の巻取張力Tを上記巻取軸22の径方向座標に関して表す張力関数T=f(x)(xは巻取長さ)で制御するよう作動信号を出力している(図5に実線で示す)。
When the web W is taken up by the take-up
上記制御装置10は、上記巻取ロール内部の接線方向応力σθ、ウェブW層間における摩擦力F及びすべりが生じ始める臨界摩擦力Fcrを少なくともパラメータとする目的関数と、上記ウェブWの巻取予定長さが所定値Lで、且つ、上記巻取ロール内部の接線方向応力σθがゼロ以上であるとともに上記摩擦力Fが上記臨界摩擦力Fcr以上となるよう上記目的関数を制約する制約関数とに基づき、該制約関数の条件下で上記目的関数である接線方向応力σθがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrに近づくよう演算した張力関数をTa=g(x)(xは巻取長さ)とすると(図5に破線で示す)、f(Lmin)>g(Lmin)、f(Lmax)<g(L)を満たすよう上記第2駆動モータ4に作動信号を出力するようになっている。
The
上記張力関数T=f(x)についてさらに詳述すると、上記T=f(x)のx<Lminは、上記目的関数と、上記ウェブWの巻取予定長さを所定値Lminとした上記制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である円周方向応力σθがゼロに近づくように、且つ、摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrに近づくように演算して得た張力関数となっている。 The tension function T = f (x) will be described in further detail. X <L min of the T = f (x) is the objective function and the expected winding length of the web W is set to a predetermined value L min . Based on the constraint function, calculation is performed so that the circumferential stress σ θ as the objective function approaches zero and the friction force F approaches the critical friction force F cr under the setting conditions of the constraint function. This is the tension function obtained.
尚、上述の巻取張力T、Taの張力関数は、例えば、特開2012−46261号公報に開示されている数式を用いて演算されている。 Incidentally, the above-mentioned winding tension T, the tension function of T a, for example, is calculated using the formula disclosed in JP-A-2012-46261.
また、上記T=f(x)のLmin≦x<Lmaxの区間は、T=f(Lmin)の一定の値となっている。 Further, the interval of L min ≦ x <L max of T = f (x) is a constant value of T = f (L min ).
そして、上記制御装置10は、上記巻取中の巻取軸22がウェブWをロール状に所定量巻き取って巻取終了間近になると、図2に示すように、上記第1駆動モータ3の一側方に位置する未巻取の巻取軸22を回転させる第2駆動モータ4に当該未巻取の巻取軸22を回転させるように作動信号を出力するとともに、上記水付着装置9から噴霧状の水を吹き出して上記未巻取の巻取軸22外周面に水が付着するように水付着装置9に作動信号を出力し、且つ、上記回動フレーム6を回動させて上記押付ローラ7で搬送中のウェブWを未巻取の巻取軸22外周面に押し付けるように上記押付機構8に作動信号を出力するようになっている。
Then, when the winding
さらに、上記制御装置10は、上記押付ローラ7で搬送中のウェブWを未巻取の巻取軸22外周面に押し付けた状態で、上記未巻取の巻取軸22と巻取中の巻取軸22との間のウェブ搬送方向上流側で上記切断フレーム5aを回動させて上記刃部5bにより上記ウェブWを切断するように上記切断装置5に作動信号を出力するとともに、上記未巻取の巻取軸22を回転させる第2駆動モータ4に上記ウェブWの巻取開始時の巻取張力Tが張力関数T=f(0)の値になるように作動信号を出力するようになっている。
Further, the
そして、巻き取りを終了して上記第1駆動モータ3の他側方に位置する巻取軸22を回転体2から取り外した後、上記制御装置10は、上記回転体2を回転させる上記第1駆動モータ3に、当該第1駆動モータ3の一側方に位置してウェブWを巻き取る巻取軸22を上記第1駆動モータ3の他側方まで移動させるように作動信号を出力するようになっている。
Then, after the winding is finished and the winding
次に、上記巻取装置1におけるウェブWの巻取動作について説明する。
Next, the winding operation of the web W in the winding
まず、図1に示すように、第1駆動モータ3の他側方に位置する巻取軸22を回転させてウェブWに加わる巻取張力Tが予め設定された初期値(T=f(0))から張力関数T=f(x)となるように巻取軸22でウェブWを巻き取る(図5参照)。
First, as shown in FIG. 1, a winding tension T applied to the web W by rotating the winding
次いで、巻取中の巻取軸22から未巻取の巻取軸22に上記ウェブWを移行させる過程において、上記第1駆動モータ3の一側方に位置する未巻取の巻取軸22を回転させるとともに、当該巻取軸22外周面に水付着装置9で水を付着させる。
Next, in the process of transferring the web W from the winding
その後、回転する未巻取の巻取軸22の外周面に押付ローラ7で搬送中のウェブWを押し付けるとともに、ウェブWを未巻取の巻取軸22外周面に押し付けた状態で、上記未巻取の巻取軸22と巻取中の巻取軸22との間のウェブ搬送方向上流側において切断装置5でウェブWを切断し、ウェブWの巻取開始時の巻取張力Tが上記初期値(T=f(0))となるように制御する。
Thereafter, the web W being conveyed is pressed against the outer circumferential surface of the rotating
しかる後、上記第1駆動モータ3の他側方に位置する巻き取りを終了した巻取軸22を回転体2から取り外した後、回転体2を180度回転させて上記第1駆動モータ3の一側方に位置してウェブWを巻き取り始めた巻取軸22を上記第1駆動モータ3の他側方まで移動させる。
After that, after the winding
このように、上述の動作を繰り返すことにより、巻取装置1を停止させることなく各巻取軸22でのウェブWの巻取作業を行う。
In this manner, by repeating the above-described operation, the web W is wound on each winding
次に、従来の巻取装置と本発明の巻取装置1とをそれぞれ用いて実験した結果について説明する。
Next, the results of experiments using the conventional winding device and the winding
図6は、上記巻取張力Taの張力関数Ta=g(x)でウェブWを巻き取った際の各種データである。 FIG. 6 shows various data when the web W is wound with the tension function T a = g (x) of the winding tension T a .
図6(a)のda1は、実際の巻取長さが巻取予定長さLと同じ2000m(巻取径r/rc=2.69:rcは巻取軸22の径で0.05mとする)のときの巻取径r/rcと巻取張力Taとの関係を示しており、このときの巻取径r/rcと接線方向応力σθとの関係を図6(b)のda2に、巻取径r/rcと摩擦力Fとの関係を図6(c)のda3に示す。尚、臨界摩擦力Fcrを50kNとしている。
D a 1 in FIG. 6 (a), the actual winding length the same 2000m the winding schedule length L (winding diameter r / r c = 2.69: r c is the diameter of the winding
次に、実際の巻取長さが、巻取予定長さLのばらつきの最小値Lminである1800m(巻取径r/rc=2.57)となったときの巻取径r/rcと接線方向応力σθとの関係を図6(b)のdb2に、巻取径r/rcと摩擦力Fとの関係を図6(c)のdb3に示す。 Next, the actual winding length, the minimum value L min of the variation of the winding schedule length L 1800 m (winding diameter r / r c = 2.57) winding when a To径r / the relationship between r c and the tangential stress sigma theta to d b 2 in FIG. 6 (b), shows the relationship between the friction force F and the winding diameter r / r c to d b 3 in FIG. 6 (c).
db2の結果から判るように、接線方向応力σθが負にならないのでシワが発生することはないが、db3の結果から判るように、巻取ロール11の最外層から15%の位置であるr/rc=2.2の位置において摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrを下回っており、巻取ロール11にすべりが発生する可能性が高くなっている。これは、予定された巻取径r/rcに達する前にウェブWの巻き取りが終了してしまうことにより、巻取終了間際においてウェブW層間に必要な摩擦力Fとするための巻取張力Taが付与されなくなるからである。 As can be seen from the results of d b 2, but tangential stress sigma theta there is never generated wrinkles does not become negative, as can be seen from the results of d b 3, the outermost layer of the winding roll 11 to 15% friction force F at the position of r / r c = 2.2 is the position is below the critical frictional force F cr, possibility of slippage occurs in the take-up roll 11 is high. This is because the winding of the web W before reaching the scheduled winding diameter r / r c will be completed, a winding for the friction force F required web W layers in the winding near the end This is because tension T a will no longer be granted.
また、実際の巻取長さが、巻取予定長さLのばらつきの最大値Lmaxである2200m(巻取径r/rc=2.79)となったときの巻取径r/rcと接線方向応力σθとの関係を図6(b)のdc2に、巻取径r/rcと摩擦力Fとの関係を図6(c)のdc3に示す。 The actual winding length is 2200 m (winding diameter r / r c = 2.79), which is the maximum value L max of the variation of the scheduled winding length L, and the winding diameter r / r. the relationship between the c and the tangential stress sigma theta to d c 2 in FIG. 6 (b), shows the relationship between the friction force F and the winding diameter r / r c to d c 3 in FIG. 6 (c).
dc3の結果から判るように、ウェブW層間の摩擦力Fが巻取終了間際で大きくなり、すべりが発生することはないが、dc2の結果から判るように、巻取ロール11の最外層付近で接線方向応力σθが負になる領域があり、シワが発生する可能性が高くなっている。これは、ウェブW層間の摩擦力Fが大きくなり過ぎたことで巻取ロール11の最外層付近の接線方向応力σθが負になってしまったものと考えられる。
As can be seen from the result of
これら図6のデータが示すように、従来の如き方法で導き出された張力関数Ta=g(x)でウェブWの巻き取りを制御すると、巻取長さがばらついたときにシワやすべりが発生してしまう可能性がある。 As shown in the data of FIG. 6, when the winding of the web W is controlled with the tension function T a = g (x) derived by the conventional method, wrinkles and slips occur when the winding length varies. May occur.
一方、図7は、本発明で導き出された巻取張力Tの張力関数T=f(x)でウェブWを巻き取った際の各種データである。 On the other hand, FIG. 7 shows various data when the web W is wound with the tension function T = f (x) of the winding tension T derived in the present invention.
図7(a)のDa1は、実際の巻取長さが巻取予定長さLと同じ2000m(巻取径r/rc=2.69)のときの巻取径r/rcと巻取張力Tとの関係を示しており、このときの巻取径r/rcと接線方向応力σθとの関係を図7(b)のDa2に、巻取径r/rcと摩擦力Fとの関係を図7(c)のDa3に示す。
Figure 7 D a 1 in (a) is the winding diameter r / r c when the actual winding length the same 2000m the winding schedule length L (winding diameter r / r c = 2.69) shows the relationship between the take-up tension T and the relationship between the winding diameter r / r c and tangential stresses sigma theta at this time D a 2 in FIG. 7 (b), the winding diameter r / r The relationship between c and the frictional force F is shown as
次に、実際の巻取長さが、巻取予定長さLのばらつきの最小値Lminである1800m(巻取径r/rc=2.57)となったときの巻取径r/rcと接線方向応力σθとの関係を図7(b)のDb2に、巻取径r/rcと摩擦力Fとの関係を図7(c)のDb3に示す。 Next, the actual winding length, the minimum value L min of the variation of the winding schedule length L 1800 m (winding diameter r / r c = 2.57) winding when a To径r / the relationship between r c and the tangential stress sigma theta in D b 2 in FIG. 7 (b), shows the relationship between the friction force F and the winding diameter r / r c to D b 3 in FIG. 7 (c).
また、実際の巻取長さが、巻取予定長さLのばらつきの最大値Lmaxである2200m(巻取径r/rc=2.79)となったときの巻取径r/rcと接線方向応力σθとの関係を図7(b)のDc2に、巻取径r/rcと摩擦力Fとの関係を図7(c)のDc3に示す。 The actual winding length is 2200 m (winding diameter r / r c = 2.79), which is the maximum value L max of the variation of the scheduled winding length L, and the winding diameter r / r. the relationship between the c and the tangential stress sigma theta in D c 2 in FIG. 7 (b), shows the relationship between the friction force F and the winding diameter r / r c to D c 3 in FIG. 7 (c).
Db2及びDc2の結果から判るように、最小値Lmin及び最大値Lmaxのどちらにおいても接線方向応力σθにおいて負にならず、ウェブWに圧縮応力が発生していない。したがって、本発明で導き出された巻取張力Tの張力関数T=f(x)でウェブWを巻き取る場合、実際の巻取長さが巻取予定長さLに対して±10%ばらついていてもシワの発生を抑制することができる。
As can be seen from the results of
また、Db3及びDc3の結果から判るように、巻取径がr/rc<2.38の領域ではウェブWの層間摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrより下回ることがなく、r/rc≧2.38(最外層から7%の位置)でウェブWの層間摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrより下回っている。したがって、実際の巻取長さが巻取予定長さLに対して±10%ばらついていても従来の如き方法で導き出された張力関数Ta=g(x)で制御するより最大巻取径r/rcが大きい状態ですべりの発生を抑制することができる。
Further, as can be seen from the results of
尚、図8は、巻取予定長さLに対して実際の巻取装置1で巻き取るウェブWの巻取長さの変化した割合とその頻度との関係を示すデータであり、頻度のばらつきを考慮すると、−10%〜10%程度(平均値±3σ)ウェブWの巻取長さが変化することが判る。例えば、Lが2000mmの場合、ウェブWの巻取長さは1800〜2200mのばらつきが発生し、Lが4000mの場合、ウェブWの巻取長さは、3600〜4400mのばらつきが発生することが判った。
FIG. 8 is data showing the relationship between the change rate of the winding length of the web W taken up by the actual winding
以上より、本発明の実施形態によると、巻取予定長さLより実際のウェブWの巻取長さが長くなっても、巻取終了間際において巻取ロール11の最外層付近におけるウェブW層間に働く摩擦力Fが高くなり過ぎないので、巻取ロール11の最外層付近における接線方向応力σθが負に転じ難くなり、シワの発生を抑制することができる。一方、巻取予定長さLより実際のウェブWの巻取長さが短くなっても、巻取終了間際において巻取ロール11の最外層付近におけるウェブW層間に働く摩擦力Fが低くなり過ぎないので、巻取ロール11の最外層付近における摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrを下回り難くなり、ウェブWのすべりの発生を抑制することができる。このように、ウェブWの巻取長さが大きくばらついても、シワやすべりといった巻取時の不具合発生を抑制することができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, even when the actual winding length of the web W is longer than the scheduled winding length L, the web W layer in the vicinity of the outermost layer of the winding roll 11 is just before the winding end. Therefore, the tangential stress σ θ in the vicinity of the outermost layer of the winding roll 11 is difficult to turn negative, and the generation of wrinkles can be suppressed. On the other hand, even if the actual winding length of the web W is shorter than the scheduled winding length L, the frictional force F acting between the web W layers in the vicinity of the outermost layer of the winding roll 11 becomes too low just before the winding end. Therefore, the frictional force F in the vicinity of the outermost layer of the take-up roll 11 becomes less than the critical frictional force Fcr, and the occurrence of slippage of the web W can be suppressed. In this way, even when the winding length of the web W varies greatly, it is possible to suppress the occurrence of problems such as wrinkling and slipping during winding.
また、ウェブWを巻き取る際、巻取開始から巻取終了間際までの区間において巻取ロール11のウェブW層間における接線方向応力σθがゼロ以上に維持されるとともに、ウェブW層間における摩擦力Fが臨界摩擦力Fcr以上に維持されるようになるので、巻取ロール11の中途部におけるシワやすべりの発生を抑制することができる。 Further, when winding the web W, the tangential stress σ θ between the web W layers of the winding roll 11 is maintained at zero or more in the section from the start of winding to the end of winding, and the frictional force between the web W layers is maintained. Since F is maintained to be equal to or higher than the critical frictional force F cr , it is possible to suppress the occurrence of wrinkles and slips in the middle part of the winding roll 11.
さらに、塗工や印刷の業界では、例えば、2000mmの巻取予定長さLに対して実際の巻取長さが1800mm〜2200mm程度ばらつくが、このように巻取予定長さLに対して実際の巻取長さが±10%ばらついてもシワやすべりといった巻取時の不具合発生を抑制することができる。 Further, in the coating and printing industry, for example, the actual winding length varies from about 1800 mm to 2200 mm with respect to the winding length L of 2000 mm. Even if the winding length of the sheet varies by ± 10%, it is possible to suppress the occurrence of problems such as wrinkling and slipping.
それに加えて、2つの巻取軸22間において、ウェブWの搬送を止めることなくウェブWの移行を行うことができる本発明の実施形態の如き巻取装置1においても、各巻取軸22で巻き取られた巻取ロール11にシワやすべりといった巻取時の不具合を発生しないようにできる。
In addition, also in the winding
そして、上記巻取装置1では、巻取終了間際におけるウェブWに加わる巻取張力が一定になるので、巻取軸22間のウェブWの移行時(ウェブ切断時)において、ウェブWを案内するガイドローラG1,G2,G3の撓み量の変化が小さくなり、巻取終了間際のウェブWの搬送経路が変化し難くなることで巻取不良の発生を抑制することができる。
And in the said winding
尚、本発明の実施形態では、f(Lmin)<f(0)となっているが、T=f(Lmin)=f(0)を満たす張力関数T=f(x)で巻取張力Tを制御してもよい。そうすると、巻取軸22間のウェブWの移行時(ウェブ切断時)におけるウェブWを案内するガイドローラG1,G2,G3の撓み量の変化がさらに小さくなるので、ウェブW移行時にウェブWの搬送経路が大きく変化して巻取不良が引き起こされるといったことを確実に防止することができる。 In the embodiment of the present invention, f (L min ) <f (0), but winding is performed with a tension function T = f (x) that satisfies T = f (L min ) = f (0). The tension T may be controlled. Then, the change in the amount of deflection of the guide rollers G1, G2, and G3 that guide the web W during the transition of the web W between the winding shafts 22 (when the web is cut) is further reduced. It is possible to reliably prevent the path from changing greatly and causing a winding failure.
また、本発明の実施形態では、巻取装置1が2つの巻取軸22を備えているが、複数の巻取軸22を備えたものであってもよい。
In the embodiment of the present invention, the winding
また、本発明の実施形態では、T=f(x)のx<Lminの区間が、上記目的関数と、上記ウェブの巻取予定長さを所定値Lminとした上記制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である接線方向応力σθがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrに近づくよう演算して得た張力関数で制御されているが、これに限らず、その他の理論で定義された張力関数で制御されていてもよい。 In the embodiment of the present invention, the section of T = f (x) where x <L min is based on the objective function and the constraint function in which the expected web winding length is a predetermined value L min. The tangential stress σ θ as the objective function is controlled to be zero under the setting conditions of the constraint function, and controlled by a tension function obtained by calculating the friction force F so as to approach the critical friction force F cr. However, the present invention is not limited to this, and it may be controlled by a tension function defined by another theory.
また、本発明の実施形態では、巻取装置1を印刷機で印刷が施されたウェブWを巻き取るのに使用しているが、塗工装置で塗工が施されたウェブを巻き取るのにも使用してもよく、ウェブ状のものを巻き取るのであればその他の設備でも使用できる。
In the embodiment of the present invention, the winding
本発明は、プラスチックフィルム等からなる長尺状のウェブを巻き取る巻取装置に適している。 The present invention is suitable for a winding device for winding a long web made of a plastic film or the like.
1 巻取装置
4 第2駆動モータ
5 切断装置(切断手段)
8 押付機構(押付手段)
10 制御装置(制御手段)
22 巻取軸
L 巻取予定長さ
Lmin 巻取長さの最小値
Lmax 巻取長さの最大値
T、Ta 巻取張力
W ウェブ
F 摩擦力
Fcr 臨界摩擦力
σθ 円周方向応力
1
8 Pressing mechanism (pressing means)
10 Control device (control means)
22 vol shaft L winding scheduled length L min winding minimum length L max winding length maximum value T of, T a winding tension W web F frictional force F cr critical frictional force sigma theta circumferentially stress
Claims (6)
該巻取軸に駆動連結された駆動モータと、
該駆動モータに接続され、上記巻取軸で上記ウェブを巻き取る際の巻取張力Tを上記巻取軸の径方向座標に関して表す張力関数T=f(x)(xは巻取長さ)で制御するよう上記駆動モータに作動信号を出力する制御手段とを備え、
該制御手段は、上記巻取ロール内部の接線方向応力σθ、ウェブ層間における摩擦力F及びすべりが生じ始める臨界摩擦力Fcrを少なくともパラメータとする目的関数と、上記ウェブの巻取予定長さが所定値Lで、且つ、上記巻取ロール内部の接線方向応力σθがゼロ以上であるとともに上記摩擦力Fが上記臨界摩擦力Fcr以上となるよう上記目的関数を制約する制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である接線方向応力σθがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrに近づくよう演算して得た張力関数TaをTa=g(x)(xは巻取長さ)とし、ウェブの巻取長さのばらつきの最小値をLmin、最大値をLmaxとすると、f(Lmin)>g(Lmin)、f(Lmax)<g(L)を満たすよう上記駆動モータに作動信号を出力することを特徴とする巻取装置。 A winding shaft that winds a long web that is continuously conveyed into a winding roll by a rotating operation;
A drive motor drivingly connected to the winding shaft;
A tension function T = f (x) connected to the drive motor and representing the winding tension T when the web is wound by the winding shaft with respect to the radial coordinate of the winding shaft (x is the winding length) Control means for outputting an operation signal to the drive motor so as to be controlled by
The control means includes a tangential stress σ θ inside the winding roll, a frictional force F between the web layers, and a critical frictional force Fcr at which slip starts to occur at least as parameters, and the expected winding length of the web Is a predetermined value L, the tangential stress σ θ inside the winding roll is zero or more, and the constraint function that restricts the objective function so that the friction force F becomes the critical friction force F cr or more. based, so that the tangential stress sigma theta is the objective function in setting conditions該制about function approaches zero, and the tension function T a frictional force F is obtained by calculation to approach the critical frictional force F cr When T a = g (x) (x is the winding length), and the minimum value of the web winding length variation is L min and the maximum value is L max , f (L min )> g (L min ), F (L max ) <g ( A winding device that outputs an operation signal to the drive motor so as to satisfy L).
上記張力関数T=f(x)のx<Lminの区間は、上記目的関数と、上記ウェブの巻取予定長さを所定値Lminとした上記制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である接線方向応力σθがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Fが臨界摩擦力Fcrに近づくよう演算して得た張力関数であることを特徴とする巻取装置。 The winding device according to claim 1,
The section of the tension function T = f (x) where x <L min is set based on the objective function and the constraint function in which the expected web winding length is a predetermined value L min. The winding device is a tension function obtained by calculating so that the tangential stress σ θ as the objective function approaches zero under the conditions and the friction force F approaches the critical friction force F cr .
上記最小値Lminは、上記所定値Lの−10%の値であり、上記最大値Lmaxは、上記所定値Lの+10%の値であることを特徴とする巻取装置。 In the winding device according to claim 1 or 2,
The minimum value L min is a value of −10% of the predetermined value L, and the maximum value L max is a value of + 10% of the predetermined value L.
上記ウェブを切断する切断手段を備え、
上記巻取軸は、複数設けられ、
上記駆動モータは、複数設けられて上記各巻取軸にそれぞれ駆動連結され、
上記制御手段は、上記切断手段にも接続され、上記ウェブを上記各巻取軸のうちの1つに巻き取る終了間際には、次にウェブを巻き取る未巻取の巻取軸を回転させる駆動モータに当該未巻取の巻取軸を回転させるように作動信号に出力し、且つ、上記未巻取の巻取軸と巻取中の巻取軸との間のウェブ搬送方向上流側で上記ウェブを切断するように上記切断手段に作動信号を出力し、上記未巻取の巻取軸でウェブを巻き取り始める直前に、上記未巻取の巻取軸を回転させる駆動モータに上記ウェブの巻取開始時の巻取張力Tが張力関数T=f(0)の値になるように作動信号を出力することを特徴とする巻取装置。 In the winding device according to any one of claims 1 to 3,
Cutting means for cutting the web,
A plurality of the winding shafts are provided,
A plurality of the drive motors are provided and connected to the respective winding shafts.
The control means is also connected to the cutting means, and at the end of winding the web onto one of the winding shafts, a drive for rotating an unwinding winding shaft for winding the web next. The motor outputs an operation signal so as to rotate the unwinding winding shaft, and the upstream side in the web conveyance direction between the unwinding winding shaft and the winding shaft being wound An operation signal is output to the cutting means so as to cut the web, and immediately before starting to wind the web with the unwinded winding shaft, the drive motor for rotating the unwinded winding shaft A winding device that outputs an operation signal so that a winding tension T at the start of winding becomes a value of a tension function T = f (0).
上記張力関数T=f(x)のLmin≦x<Lmaxの区間は、張力関数T=f(Lmin)の一定の値であることを特徴とする巻取装置。 The winding device according to claim 4,
The winding device characterized in that the interval of L min ≦ x <L max of the tension function T = f (x) is a constant value of the tension function T = f (L min ).
上記張力関数T=f(Lmin)=f(0)であることを特徴とする巻取装置。 In the winding device according to claim 4 or 5,
The winding device, wherein the tension function T = f (L min ) = f (0).
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