JP3560443B2 - Tape edge position adjustment device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、漏洩同軸ケーブルの外部導体として用いられる金属テープに切れ目(スロット)を一定ピッチで施す際等のテープ送りにおいて、搬送中のテープのエッジ位置を常に検出してそのずれを自動的に調節するテープのエッジ位置調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
漏洩同軸ケーブルはトンネル内、地下街、鉄筋コンクリートの建物内など電波がとどきにくい場所や、列車無線、自動車無線などの移動体通信に用いられる。この同軸ケーブルから電波を漏洩させる方法の一つに、外部導体に切れ目(スロット)を一定ピッチで所定傾斜で設けたものが知られており、主としてVHF,UHF帯の通信システムに用いられている。50Ω系のLCX−20D、LCX−33D、LCX−43D等のケーブルがある。
【0003】
外部導体として用いられるアルミニュームや銅の金属テープ(以下単にテープという)に切れ目を入れる際にそのピッチや傾斜の値は漏洩電波の帯域に大きく影響を及ぼすため、その加工には高い位置決め精度が要求される。ロール状に巻かれたテープは長手方向に搬送されつつ連続作業で加工されるが、ロールの巻き乱れ等により搬送されるテープの幅方向位置は必ずしも一定であるわけではなく、製造中にテープ幅方向に振れて偏位することがある。そのため、加工部での位置決めが狂って大量の不良品を出してしまい、歩留まりを悪くしていた。
【0004】
従来、一般的なテープ送りにおいてテープの位置を適正に制御するため、目標位置に変位センサを配設してテープの幅方向変位を検出し、テープの搬送上流側にて位置調整を行いテープが目標位置に来るように制御するサーボ系が知られている。しかしこの方式は、モータのサーボアンプ以外に位置制御ユニットを必要とし、高価な設備を必要とすると共にエッジ偏位をモータ回転位置に変換するソフトウエアや変換比率を調節するソフトウエアを必要とする等、設備コストが高価である等の問題点があった。搬送されるテープに偏りが生じた時に、フィードバックが掛かるので、その分応答に遅れが生じ、常に安定して適正位置を確保することが難しいという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、上記実状に鑑み創案されたものであって、漏洩同軸ケーブルの外部導体用テープのスロット加工のため等においてテープの搬送中に幅方向のずれが生じた場合、簡単な安価な設備により、しかも応答速度が早く安定して精度の高い幅位置調整が自動的にできるテープのエッジ位置自動調整装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明のテープのエッジ位置自動調整装置は、テープの搬送経路中にテープ幅方向のテープエッジの変位を検出する変位センサと、その下流側にローラ軸線角度がテープの搬送方向に対し変位できる調整用ローラを配設し、前記変位センサからのテープエッジの偏位量に応じて調整用ローラの軸線角度を変位させることにより前記テープの幅方向位置を調整することを特徴とするものである。
【0007】
前記調整用ローラのテープ搬送方向に対する軸線角度の調整を、前記変位センサの検出出力によりテープエッジの偏位量に対応する電圧値を圧電素子に与え、該圧電素子の出力によりレバー式増幅機構を介して前記調整用ローラを揺動駆動することにより行うようにすると、テープエッジ偏位量を対応する電圧が直接圧電素子の変位量に変換されるので、特別な変換ソフトを必要することなく、設備コストが安価で且つ応答速度が早く正確な制御ができて望ましい。そして、この装置は同軸漏洩ケーブル外部胴体用テープの搬送に好適に適用できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図1の模式図により詳細に説明する。本実施形態は、同軸漏洩ケーブルの外部胴体として用いられる金属テープに切れ目(スロット)を一定ピッチで施す際のテープ送りに適用した場合について説明する。
1は外部導体となるアルミニューム等の金属テープであり、1aはそのロール、2,3はテープを加工するための搬送ラインのガイド用の固定ローラ、4は調整用ローラである。該調整用ローラ4は、テープ搬送方向に対するローラ軸線角度を調節できるように、図示しない回転軸を中心に揺動可能に設けられた台部5上に設けられており、本実施形態ではレバー式の増幅機構7を介して圧電素子13により揺動駆動される構成となっている。増幅機構7を構成するレバー8は軸9に揺動自在に軸着され、一端に設けられた係合突起10に圧電素子13の作動子が係合し、他端に設けられた係合突起11が調整用ローラ4の台部5と係合している。前記レバー8は係合突起10の揺動量に対して係合突起11の揺動量が所定比で増幅されるように、前記軸9が係合突起10と係合突起11との距離を所定比で按分した位置に設けられている。
【0009】
圧電素子13は、前述のようにレバー8の一端を押圧駆動するように常時係合突起10と係合し、調整用ローラの台部5を介してレバー8の他端に作用するスプリング6の付勢力に抗してレバーが所定の揺動角となるようにレバー8を位置決めしている。通常、前記調整用ローラ4の軸線がテープの搬送軸線と直角になるように、圧電素子13はレバーに作用している。
【0010】
15はレーザ式変位センサであり、ロール1aと固定ローラ2との間に片側のテープエッジと直角に配設され、本実施形態ではテープエッジの幅方向変位を高精度に検出できるように構成されている。16はそのコントローラ、17は前記変位センサ出力を適宜の電圧値に増幅する増幅器、18はその入力値と出力値を圧電素子の駆動特性に合わせて所望の値に変換する変換器、19はこの変換器の入力端を短絡するためのスイッチ、そして20は圧電素子13を駆動するための圧電素子ドライバーである。
【0011】
同軸ケーブルから電波を漏洩させるための外部導体には切れ目(スロット)を一定ピッチでかつ所定傾斜に正確に設けることが求められるが、そのためには加工部におけるテープの幅方向の位置が正確に決められなければならない。固定ローラ3より下流はテープの送り方向が一定に決められており、その部分にスロット打ち抜き加工部がある。固定ローラ3の下流は送り方向が定まっているので、この固定ローラの部分においてテープの幅方向位置が正確に決められれば、加工部におけるテープの幅方向の正確な位置が確保されることになる。
【0012】
本実施形態に係るテープのエッジ位置調整装置は、以上のように構成され、まず、固定ローラ3の部位(若しくはその下流位置でも可)を目標位置設定部としてテープ幅方向の目標位置を定める。この目標位置にテープが搬送されてくれば加工部において正確なスロット打ち抜きが行えることになる。次にスイッチ19をオンした状態、すなわち増幅器17からの出力がゼロの状態とし、その時圧電素子ドライバー20は圧電素子のストロークの中央位置にくるようにする。その状態にしておいて、テープ1が目標位置に来るように調整用ローラ4の方向を手動で調整する。目標位置への搬送が確保されたら、テープエッジが変位センサ中央の零点位置となるようにセンサを位置決めする。これはロール1aから繰り出されるテープ1のセンサ部での位置がゼロ点位置にあるとき、テープが目標位置に搬送されるための調整用ローラの揺動角を設定したことになり、その時点でスイッチ19をオフとする。以上が初期設定である。この初期設定の位置に対し、図1においてテープの搬送方向左側にエッジがシフトしたときは正の偏位として、右側にシフトしたときは負の偏位として変位センサが検出しその検出信号を出力する。
【0013】
本発明のエッジ位置調整機構は、レーザ式変位センサ15により検出されたテープの幅方向偏位量に対応して、テープ搬送方向軸線に対する調整用ローラ4の軸線角度を変化させることにより、搬送テープの搬送方向を微調整して目標位置にテープがくるように調節するものである。そのためには、変位センサ位置でのテープのエッジ位置がゼロ点から偏位しているときにはその偏位量に対応して調節用ローラの角度が適正に変化して、搬送されるテープが目標位置にくるように設計する必要がある。それは調整用ローラ4と下流側目標位置間の距離、変位センサの検出信号(偏位出力)値と圧電素子ドライバーの出力値間の電気的変換量、及び圧電素子の変位量と調整用ローラの揺動角度との機械的変換量によって決まることであるので、原理的にはこれら3者を設計上適宜設定することで実現することができる。なお、変位センサの出力から調整用ローラの揺動変位までの調整系全体の変換特性は、構成部材個々の誤差も絡むので設計通りの正確な作動をしない場合もあるが、これは電気的変換部において総合的に特性調整することで比較的容易に対応できる。
【0014】
以上、本発明のテープのエッジ位置調整装置の一実施形態を示したが、本発明は上記実施形態に限るものでなく、種々の設計変更が可能である。例えば、上記実施形態では、2本の固定ローラの間に段違いに調整用ローラを設けたが、必ずしも2本の固定ローラ間に設けなくても、1本の固定ローラの下流側に段違いに設けても良く、搬送されるテープが該調整用ローラ面と圧接して、調整用ローラの中心軸線の変角によってテープ幅方向送りが変化して調整できれば良い。また、場合によっては、レバーによる増幅機構を別途に設けなくて、調整用ローラを支持している台部の回転軸の位置を増幅率に併せて選択することによって、台部を増幅機構のレバーと兼用して、圧電素子で直接調整用ローラの台部を押圧作動するように構成することも可能である。そして、本発明は、必ずしも漏洩同軸ケーブルの外部導体用テープに限らず、そのラミネートフィルム、あるいはその他のテープ搬送におけるエッジ位置調整装置に適用可能である。
【0015】
【実施例】
この発明の一つの実施例を示す。
本実施例では、変位センサとして検出範囲35mmのレーザ式変位センサ15を採用する。この変位センサはコントローラ16によりレーザビームの発光受光動作を行い、受光した偏位情報をコントローラ16を介してゼロ点位置の±7mmに対しリニア特性で±7Vのアナログ電圧値として出力するものを用いる。この変位センサの出力特性は図2(a)に示す。
【0016】
増幅器17は±1Vの入力値を±10Vに増幅して出力するものを用いる。また、圧電素子13は、ドライバー20より0〜600Vの信号を受けると約0〜100μm の範囲で伸縮する特性を有するものを採用し、そのドライバー20は0〜5Vの信号を0〜600Vの信号に増幅して圧電素子13に加えるものを用いる。この圧電素子13の駆動特性は、図2(b)に示され、300Vのときストロークの中間位置をとる。変位センサ15からの検出偏位量を変換をして圧電素子駆動用のドライバーに出力する変換器18は、±10Vの信号を0〜5Vのアナログ電圧値に変換するものを用いる。その特性を図2(c)に示す。また、機械的増幅機構は0〜100μmの変位量を10倍の0〜1000μmに増幅して調整用ローラを変位駆動する。
【0017】
上記実施例においてロールの巻き乱れによりテープが(+)方向に0.5mm偏位した場合、次のように作動してテープの幅方向偏りが調整される。
1)レーザ式偏位センサーは+0.5Vを出力する。
2)増幅器17は+0.5Vの入力を+5Vに増幅して出力する。
3)+5Vの入力を受けた変換器11は3.75Vに変換し、ドライバーに出力する。
4)ドライバーは3.75Vを450Vに変換増幅して圧電素子を駆動する。
5)この駆動電圧を受けた圧電素子は、中央位置より25μm(+)方向に伸びる。
6)機械的増幅機構では、この圧電素子の伸びがレバーの一方の作用点にかかり、他方の作用点を(−)方向に250μm変位させて調整用ローラの角度を変える。
7)このローラの角度によってテープの移動方向が変わり、テープが目標位置に来るように調整される。
【0018】
【発明の効果】
本願発明のテープのエッジ位置調整装置によれば、搬送中のテープ位置変動に対して常に応動してテープの位置調整を自動的に適正に行うことが出来るので、幅方向のずれがなく常に正確なテープ送りができる。従って、本発明装置を漏洩同軸ケーブル外部導体用テープのスロット加工工程に適用することにより、加工工程中のテープ位置変動に対して常に応動してテープの位置調整を適正に行うことが出来るので、スロットの加工精度のよい外部導体用テープを歩留まりよく製造することができ、それによって電波の漏洩帯域が正確で安定した同軸ケーブルの供給に貢献できる。
【0019】
また、本発明では圧電素子を用いた機械的増幅機構を採用したので、この種の変位調整機構によく用いられるサーボ制御機構のような、サーボモータや減速器、歯車やボールねじ機構等を必要とせず、簡単なコンパクトな機構で微小な角度調整が簡単に正確にでき、且つ省スペースを図ることができる。しかも、圧電素子の変位量がローラの調整角に対応する変位量と近いため、テープの偏位量をリニア特性で圧電素子の変位量に変換でき、サーボ制御の場合のような複雑な変換特性のソフトウエアを要することもなく、設備コストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示す模式図である。
【図2】(a)は本発明の実施例に用いられた変位センサの特性図、(b)は本発明の実施例に用いられた圧電素子の駆動特性図、(c)は本発明の実施例に用いられた信号変換器の特性図である。
【符号の説明】
1 外部導体用テープ 1a テープロール
2、3 固定ローラ 4 調整用ローラ
5 台部 6 スプリング
7 増幅機構 8 レバー
9 軸 13 圧電素子
15 レーザ式変位センサ 16 コントローラ
17 増幅器 18 変換器
19 スイッチ 20 圧電素子ドライバー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
For example, in the present invention, when a tape is fed at a constant pitch in a metal tape used as an outer conductor of a leaky coaxial cable, the edge position of the tape being conveyed is always detected and the deviation is automatically detected. The present invention relates to a tape edge position adjusting device for adjusting the tape position.
[0002]
[Prior art]
The leaky coaxial cable is used in places where radio waves are difficult to reach, such as in tunnels, underground shopping malls, and reinforced concrete buildings, and for mobile communication such as train radio and automobile radio. As a method of leaking radio waves from this coaxial cable, a method in which cuts (slots) are provided in an external conductor at a constant pitch and a predetermined inclination is known, and is mainly used in a communication system in the VHF and UHF bands. . There are cables such as LCX-20D, LCX-33D and LCX-43D of 50Ω system.
[0003]
When making a cut in aluminum or copper metal tape (hereinafter simply referred to as tape) used as an external conductor, the pitch and inclination values greatly affect the band of the leaked radio wave. Required. The tape wound in a roll is processed in a continuous operation while being conveyed in the longitudinal direction.However, the position in the width direction of the conveyed tape is not always constant due to turbulence of the roll. It may be displaced by swinging in the direction. For this reason, the positioning in the processing section is incorrect, and a large number of defective products are produced, thereby lowering the yield.
[0004]
Conventionally, in order to properly control the position of the tape in general tape feeding, a displacement sensor is arranged at the target position to detect the displacement in the width direction of the tape, and the position is adjusted on the upstream side of the tape conveyance and the tape is adjusted. 2. Description of the Related Art A servo system that performs control so as to reach a target position is known. However, this method requires a position control unit other than the servo amplifier of the motor, requires expensive equipment, and requires software for converting the edge deviation to the motor rotational position and software for adjusting the conversion ratio. There is a problem that the equipment cost is expensive. Since feedback is applied when the tape to be transported is unbalanced, the response is delayed by that amount, and there is a problem that it is difficult to always stably secure an appropriate position.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above situation, and is a simple and inexpensive equipment in the case where a shift in the width direction occurs during the transport of a tape, for example, for slot processing of a tape for an external conductor of a leaky coaxial cable. It is another object of the present invention to provide a tape edge position automatic adjusting device capable of automatically adjusting a width position with a high response speed and stably with high accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The tape edge automatic adjustment device of the present invention that solves the above-mentioned problems includes a displacement sensor that detects a displacement of a tape edge in a tape width direction in a tape transport path, and a roller axis angle downstream of the displacement sensor is set in a tape transport direction. An adjusting roller that can be displaced with respect to the tape sensor, and adjusts the width direction position of the tape by displacing the axis angle of the adjusting roller according to the amount of deviation of the tape edge from the displacement sensor. Is what you do.
[0007]
The adjustment of the axis angle of the adjustment roller with respect to the tape transport direction is performed by applying a voltage value corresponding to the amount of deviation of the tape edge to the piezoelectric element based on the detection output of the displacement sensor. If the adjustment roller is driven by swinging through, the voltage corresponding to the tape edge deviation amount is directly converted to the displacement amount of the piezoelectric element, so that no special conversion software is required, It is desirable that the equipment cost is low, the response speed is fast, and accurate control can be performed. And this apparatus can be suitably applied to the conveyance of the tape for the outer trunk of the coaxial leakage cable.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the schematic diagram of FIG. In this embodiment, a case will be described in which the present invention is applied to tape feeding when a cut (slot) is formed at a constant pitch in a metal tape used as an outer body of a coaxial leakage cable.
[0009]
As described above, the
[0010]
Reference numeral 15 denotes a laser displacement sensor which is disposed between the roll 1a and the
[0011]
The outer conductor for leaking radio waves from the coaxial cable is required to be provided with cuts (slots) at a constant pitch and at a predetermined inclination accurately. To that end, the position in the width direction of the tape in the processed portion is accurately determined. Must be done. Downstream from the
[0012]
The tape edge position adjusting device according to the present embodiment is configured as described above. First, a target position in the tape width direction is determined by using a portion of the fixed roller 3 (or a downstream position thereof) as a target position setting unit. If the tape is conveyed to this target position, accurate slot punching can be performed in the processing section. Next, the
[0013]
The edge position adjusting mechanism of the present invention changes the axis angle of the adjusting
[0014]
As described above, one embodiment of the tape edge position adjusting device of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes are possible. For example, in the above embodiment, the adjusting roller is provided stepwise between the two fixed rollers. However, the adjusting roller is not necessarily provided between the two fixed rollers, but is provided stepwise downstream of one fixed roller. Alternatively, the tape to be conveyed may be brought into pressure contact with the surface of the adjusting roller, and the feed in the tape width direction may be adjusted by changing the angle of the central axis of the adjusting roller. Also, in some cases, without providing a lever-based amplification mechanism separately, by selecting the position of the rotation axis of the base supporting the adjustment roller in accordance with the amplification factor, the base can be connected to the lever of the amplification mechanism. It is also possible to configure so that the pedestal of the adjustment roller is directly pressed by the piezoelectric element. The present invention is not necessarily limited to the tape for the outer conductor of the leaky coaxial cable, but is applicable to the edge position adjusting device in the lamination film or other tape conveyance.
[0015]
【Example】
1 shows one embodiment of the present invention.
In this embodiment, a laser displacement sensor 15 having a detection range of 35 mm is employed as the displacement sensor. This displacement sensor uses a controller that performs a light emitting and receiving operation of a laser beam by the
[0016]
The
[0017]
In the above embodiment, when the tape is displaced by 0.5 mm in the (+) direction due to the turbulence of the roll, the following operation is performed to adjust the deviation in the tape width direction.
1) The laser type displacement sensor outputs + 0.5V.
2) The
3) The
4) The driver converts 3.75V to 450V and amplifies to drive the piezoelectric element.
5) The piezoelectric element receiving this drive voltage extends in the direction of 25 μm (+) from the center position.
6) In the mechanical amplifying mechanism, the extension of the piezoelectric element is applied to one operating point of the lever, and the other operating point is displaced by 250 μm in the (−) direction to change the angle of the adjusting roller.
7) The moving direction of the tape changes depending on the angle of the roller, and the tape is adjusted so as to come to the target position.
[0018]
【The invention's effect】
According to the tape edge position adjusting device of the present invention, the tape position can be automatically and appropriately adjusted in response to a change in the tape position during conveyance. Tape feed. Therefore, by applying the device of the present invention to the slot processing step of the tape for the leaky coaxial cable external conductor, the tape position can be properly adjusted by always responding to the tape position fluctuation during the processing step. An external conductor tape with high slot processing accuracy can be manufactured with high yield, thereby contributing to the supply of a coaxial cable in which the leakage band of radio waves is accurate and stable.
[0019]
In addition, since the present invention employs a mechanical amplification mechanism using a piezoelectric element, a servo motor, a speed reducer, a gear, a ball screw mechanism, and the like, such as a servo control mechanism often used for this type of displacement adjustment mechanism, are required. The small angle adjustment can be easily and accurately performed by a simple and compact mechanism, and the space can be saved. In addition, since the displacement of the piezoelectric element is close to the displacement corresponding to the adjustment angle of the roller, the tape displacement can be converted to the displacement of the piezoelectric element with linear characteristics, which is a complicated conversion characteristic similar to servo control. The software cost is not required, and the equipment cost can be greatly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of the present invention.
2A is a characteristic diagram of a displacement sensor used in an embodiment of the present invention, FIG. 2B is a driving characteristic diagram of a piezoelectric element used in the embodiment of the present invention, and FIG. It is a characteristic view of the signal converter used for the Example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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