JP3767145B2 - Eccentric state detection device for raw roll and raw material unwinding device - Google Patents

Eccentric state detection device for raw roll and raw material unwinding device Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルム、紙等の帯状シートを巻芯のまわりにロール状に巻取って形成した原反ロールから帯状シートを巻出す原反巻出装置において原反ロールの偏心状態を検出する原反ロールの偏心状態検出装置、及びその装置を備えた原反巻出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、巻芯に対して偏心した原反ロールから帯状シートを巻出す原反巻出装置には、原反ロールとその原反ロールから巻戻した帯状シートを送り出す被駆動の送りローラとの間にダンサーローラを設け、そのダンサーローラを、支点のまわりを揺動可能なアームで支持し、このアームに、帯状シートにダンサーローラを押し付けて張力を付与するためのエアシリンダを連結し、アーム及びエアシリンダをフレームで支持し、フレームに駆動機構を連結し、超音波式のセンサで巻径を検出し、この検出した巻径に基づき、制御装置によって原反ロールの偏心量を読み取り、原反の偏心量に伴う帯状シートの巻戻量の変化パターンを予測演算し、その変化パターンに基づき、前記駆動装置をプログラム制御することにより、フレームと共にダンサーローラを移動させるようにしたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の原反巻出装置では、超音波式のセンサにより直接的に原反ロールの一部分を感知して半径を検出し、それに基づき偏心量を読み取るので、巻戻し中の原反ロールの自重による変形や、しわ(凹凸)等の影響を受けて原反ロール半径を正確に検出することができず、巻戻した帯状シートの張力変動を抑えるには充分とはいえない。
【0004】
例えば、帯状シートが延伸フィルムの場合、その帯状シートは、通常、製膜機で一定の幅で所要の厚みに製膜されて送り出された後、低張力で巻取られ、原反ロールとなる。そして、この原反ロールは一定期間エージングされ、その間に自重により偏心する。しかし、延伸フィルムは、厳密には両縁部の厚みが他の部分より厚くなる傾向があり、それを巻取って形成された原反ロールは、両端部が硬く、その中央部分の巻層間には多くの空気を含み、その部分が柔らかいものになるため、原反ロールは中央部分が両縁部より大きく偏心する。そして図7に例示するように原反ロール1は中央部が下向きにたわんだ状態になり、中央部の外周にしわ(シート幅方向における凹凸)を不規則に生じ易い。このような原反ロールでは、それが回転したとき、柔らかい中間部分は自重により絶えず下向きにたわみ、原反ロールは回転中に複雑に変形する。図7に実線で示すように変形した原反ロール1が巻芯Cを中心に半回転しても、2点鎖線で示すようにはならず、例えば1点鎖線で示すように変形する。したがって、巻径を時々刻々検出するために直接原反ロールを検知する超音波式のセンサを用いる場合には、巻戻し中の原反ロールのたわみや、しわの影響を受け、原反ロールの偏心状態の検出が不正確になる。
【0005】
そこで本発明は、原反ロールの巻芯をモータで回転駆動して帯状シートを巻戻すと共に、その巻戻した帯状シートを送りローラで送り出す原反巻出装置において、巻芯に対して偏心した原反ロールが巻戻し中にたわんだり、その外周面にしわが生じていたりするものであっても、原反ロールの偏心状態を的確に検出できるようにすることを課題としている。また本発明は、巻戻した帯状シートの張力変動を充分小さくして送り出すことを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原反ロールの巻芯をチャックで保持し、その巻芯を巻戻しモータで回転駆動して帯状シートを巻戻すと共に、その巻戻した帯状シートを送りローラで送り出す原反巻出装置において、電流検出装置により時々刻々検出した、前記巻戻しモータへ供給される電流と、回転角度検出装置により時々刻々検出した、前記原反ロールの回転角度とに基づき、前記原反ロールが一回転する間の電流の最大値と最小値との差を電流変動幅演算手段により刻々演算すると共に、前記検出した電流と前記検出した原反ロールの回転角度とに基づき、前記原反ロールの偏心方向の位相を位相演算手段により刻々演算し、更に送出し速度検出装置により検出した帯状シート送出し速度の検出値、及び回転数検出手段により検出した前記原反ロールの回転数に基づき、又は原反ロールの積算回転数の検出値、帯状シートの厚み及び巻出開始時の巻径の値に基づき、或は、巻出開始から、検出しようとしているロール径になるまでの帯状シートの送出し長さの検出値、帯状シートの厚み、及び帯状シート巻出開始時の巻径の値に基づき、原反ロールの一回転における平均巻径を巻径演算手段により刻々演算し、前記巻径演算手段により刻々演算した前記原反ロールの一回転における平均巻径、及び前記電流変動幅演算手段により演算した電流の最大値と最小値との差に基づき前記原反ロールの偏心量を偏心量演算手段により刻々演算することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0008】
図1において原反巻出装置は、巻芯Cの両端を図示しないチャックで保持し、その巻芯Cを巻戻しモータM1で駆動することにより原反ロール1を回転させて帯状シートSを巻戻しながら、その帯状シートSを、モータM2で回転駆動される送りローラ2により送り出す。原反ロール1は、巻芯Cつまり回転中心Oaに対して偏心しており、原反ロール1から巻き戻された帯状シートSは、案内ローラ3、補償ローラ4、ダンサーローラ5、案内ローラ6を順番に経て送りローラ2に至る。
【0009】
モータM2は速度制御装置C2により、設定した速度に基づき制御され、巻戻しモータM1は公知の速度制御装置C1により、原反ロール1が一回転する間の帯状シートSの平均巻戻し速度と、送りローラ2による帯状シート送り出し速度とが同じになるように速度制御される。この実施例では巻戻し速度制御装置C1において回転速度の指令値が、ダンサーローラ5の変位検出装置5aによる検出信号に基づき、ダンサーローラ5の変位が一定の範囲内に維持されるように修正される。
【0010】
補償ローラ4は、支点O1を中心に揺動可能な揺動腕7の一端に装着してあり、帯状シートSの走行経路長さを増減させる方向に往復運動することができる。
【0011】
原反巻出装置には、原反ロール1の偏心状態を検出するための原反ロールの偏心状態検出装置8と、揺動腕7を揺動駆動することにより補償ローラ4を往復運動させる移動機構9と、原反ロールの偏心状態検出装置8からの出力信号に基づき、原反ロール1が一回転する間の帯状シート巻戻し速度の差を吸収するよう移動機構9を制御する制御装置10とが備えてある。
【0012】
偏心状態検出装置8及び制御装置10はハードウェアとして小型コンピュータを用いている。原反ロールの偏心状態検出装置8は、電流検出装置11により時々刻々検出した、巻戻しモータM1へ供給される電流と、回転角度検出装置12により時々刻々検出した、原反ロール1の回転角度とに基づき、原反ロール1が一回転する間の電流の最大値と最小値との差を電流変動幅演算手段13により刻々演算すると共に、電流検出装置11により検出した電流と、回転角度検出装置12により検出した原反ロールの回転角とに基づき、原反ロール1の偏心方向の位相を位相演算手段14により刻々演算し、巻径演算手段15により刻々演算した原反ロール1の一回転における平均巻径、及び電流変動幅演算手段13により演算した電流の最大値と最小値との差とに基づき原反ロール1の偏心量を偏心量演算手段16により刻々演算し、演算した偏心量及び偏心角の位相の信号を制御装置10へ出力する。
【0013】
回転角度検出装置12は、この実施例では巻戻しモータM1の出力軸の回転角度を検出することにより原反ロール1の回転角度を検出する。図1には回転角度の検出値が0度のときの原反ロール1が示してあり、その回転角度の検出値は、基準線Lからの回転角度の検出値である。そして原反ロール1の偏心量は、回転中心Oaから原反ロール1の横断面の重心Oまでの距離eであり、偏心方向の位相は、回転中心Oaから原反ロール1の横断面の重心Oへ伸びた直線と基準線Lとのなす角度αである。
【0014】
巻径演算手段15は、送り出し速度検出装置17により検出した、帯状シートSの送り出し速度の検出値V、及び回転数検出手段18により検出した、原反ロール1の回転数の検出値nに基づき平均巻径Rを演算式R=V/(2πn)により刻々演算する。
【0015】
図示の原反巻出装置において、原反ロール1を巻戻しモータM1により回転させると、その原反ロール1が偏心しているため、それが一回転する間に巻戻しモータM1のトルクは変化し、それに応じて電流も変化する。そして巻戻しモータM1へ供給される電流Iと巻戻しモータM1のトルクτとの間には図2に示すような関係がある。図3は、原反ロール1が一回転する間の、巻戻しモータM1へ供給される電流Iと原反ロール1の回転角度θとの関係を表す線図であり、図3において破線は原反ロールの偏心方向の位相が0度のときの電流、実線は検出された電流を示す。図3の実線のように電流が検出された場合、原反ロールの偏心方向の位相は、原反ロールが一回転する間の時々刻々の電流の検出値Iが最大値Imax になるときの原反ロールの回転角度になる。図1の電流変動幅演算手段13では、図3における回転角度の検出値θが0度から360度になる間の電流の検出値Iのうちの最大値Imax と最小値Imin を記憶し、両者の差ΔIを演算する。また位相演算手段14では、回転角度の検出値θが0度から360度になる間の電流の検出値Iのうちの最大値Imax と、そのときの回転角の検出値θ1とを対になるように記憶しておき、その電流が最大値Imax のときの回転角度の検出値θ1を偏心方向の位相として検出する。図3に示す線図の場合、偏心方向の位相は巻戻しモータM1の回転に対して回転角度θ1だけ遅れている。つまり回転角度αだけ進んでいる。
【0016】
原反巻出装置に装着する原反ロールの幅が各原反ロール相互間でそれぞれ同じとした場合、偏心状態が異なる多数の原反ロールの一回転における平均巻径がそれぞれ同じ大きさのとき、原反ロールが一回転する間の電流の最大値と最小値との差ΔIと、原反ロールの偏心量eとの間には、図4の線図に示すような関係がある。また原反ロール1が一回転する間の電流の最大値と最小値との差ΔIをパラメータとした場合、原反ロールの平均巻径Rと原反ロール1の偏心量eとの間には図5の線図に示すような関係がある。そして図5におけるパラメータ値ΔIa、ΔIb、ΔIcには、ΔIa<ΔIb<ΔIcの関係がある。そこで図1の偏心量演算手段16には、原反ロール1が一回転する間の電流の最大値と最小値との差ΔIと原反ロールの平均巻径Rより原反ロールの偏心量eを演算するための演算式が、図4及び図5に示す偏心量e、電流の最大値と最小値との差ΔI、平均巻径Rの関係に基づき与えてある。
【0017】
図1において、移動機構9は、入力軸19aの回転運動を補償ローラ4の往復運動に変える往復運動機構19と、この往復運動機構19による補償ローラ4の変位幅を拡大縮小可能な変位幅変更機構20と、入力軸19aを位相調節可能に回転駆動する回転駆動機構21とからなる。
【0018】
往復運動機構19は揺動腕7に係合するカム22を備え、揺動腕7はカム22の回転に従動して揺動する。回転駆動機構21は、カム22を回転駆動するためのサーボモータM3を備え、カム22及びサーボモータM3は可動フレーム23上に設けてある。
【0019】
図6は、図1に示す偏心量がeの原反ロール1から帯状シートSを巻戻したとき、その原反ロール1が一回転する間に生じる巻戻し速度の差を吸収するために必要な補償ローラ4の変位量h、並びに、そのときの図1に示す巻戻しモータM1の電流Iと、原反ロールの回転角度θとの関係を表す線図である。原反ロールの回転角度θに対する補償ローラの必要な変位量hの線図は、原反ロールの各平均巻径について幾何学的に得ることができ、変位量hは偏心量eに近似的に比例する。図1のカム22は、その回転に対する補償ローラ4の変位線図を、図6に示す補償ローラの変位量hの線図に基づき全円周にわたって定め、その変位線図に基づき円板状に形成する。また図6において変位量hの位相βは、図1に示す回転中心Oaから、原反ロール1の外周の帯状シート巻戻し開始点Pへ向けた直線と基準線Lとのなす角度βであり、平均巻径Rに応じて幾何学的に定まる。図6の線図では、補償ローラの変位量hの位相βは原反ロール1の偏心方向の位相αに対してα−βだけ遅れている。
【0020】
変位幅変更機構20は、可動フレーム23に螺合したネジ棒24と、このネジ棒24を回転駆動するサーボモータM4とからなり、カム22と揺動腕7との係合位置を変えることができる。
【0021】
制御装置10は、変位幅変更機構20の制御手段25と、回転駆動機構21の制御手段26とを備える。制御手段25は、偏心量演算手段16からの偏心量の演算値に基づき、補償ローラ4の必要な変位量を演算し、その必要な変位量を生じさせるための、カム22と揺動腕7との係合位置を演算して、カム22をその係合位置につけるようサーボモータM4を制御する。
【0022】
制御手段26は、角度βを、平均巻径の演算値Rに応じて修正できるようにしてあり、その修正した角度βと、偏心方向の位相演算手段14による偏心方向の位相の検出値αに基づき原反ロール1の偏心方向に対するカム22の偏心方向の位相のずれα−βを演算し、回転角度検出装置12による原反ロールの回転角度の検出値θに基づき、原反ロールの回転角の変化に追従してカム22の入力軸19aが原反ロールと同じ速度で回転すると共に、カム22と原反ロール1とに、演算した位相のずれα−βが生じるようにサーボモータM3の回転を制御する。なお案内ローラ3が原反ロール1から充分に離れている場合は、角度βは近似的に一定となるので、補償ローラ4の変位量の位相を修正せずにカム22の回転と原反ロールの変位方向に位相のずれα−βを演算してもよい。
【0023】
本発明によれば、巻径演算手段は、センサで原反ロールを直接的に検知することなく演算により原反ロールの平均巻径を得るものであれば、上述のものに限らず、巻出開始から、検出しようとしているロール径になるまでの原反ロールの積算回転数の検出値、帯状シートの厚み及び巻出開始時の巻径の値に基づき、或いは、巻出開始から、検出しようとしているロール径になるまでの帯状シートの送りローラによる送り出し長さの検出値、帯状シートの厚み及び巻出開始時の巻径の値に基づき、原反ロールの巻径を演算するもの、前記原反ロールの積算回転数及び前記帯状シートの送り出し長さをそれぞれ検出し、それに基づき厚み演算するものであってもよい。このような巻径演算手段は、例えば特公平61−2161号公報に開示されているので詳しい説明は省略する。また原反ロールの回転数の検出値、帯状シート走行速度の検出値の代わりに、モータM1への回転数の指令値、モータM2への回転速度の指令値を用いて平均巻径を演算するものでもよい。
【0024】
また、往復移動機構は、上述のものにかぎらず、例えば、図1に示すサーボモータM3に代え、巻き戻しモータM1とカム22との間に公知の位相調節機構、例えばハーモニックドライブを差動歯車機構に組み込み、かつハーモニックドライブのウェーブジェネレータを位相調整用モータで回転駆動することにより入力軸と出力軸の位相を変えることができるように構成したものを設け、この位相調節機構を経て巻戻しモータM1によりカム22を回転駆動するようにしたものでもよい。その場合、回転駆動機構21の制御手段25は、偏心方向の位相演算手段14で検出した偏心方向の位相に基づき前記位相調整機構を制御し、原反ロール1とカム22との位相を同じにする。また往復移動機構は、必要に応じてカム22に替え、クランク腕の長さを変えることができる、往復スライダクランク機構であってもよい。
【0025】
【発明の効果】
本発明の原反ロールの偏心状態検出装置では、原反ロールの巻芯を回転駆動するモータへ供給される電流、及び原反ロールの回転角度の時々刻々の各々検出値、原反ロールの平均巻径の演算値に基づき、原反ロールの偏心量及び偏心方向の位相を演算するので、原反ロールが巻戻し中にたわんだり、その外周面にしわが生じていたりするものであっても、それに影響されることなく原反ロールの偏心状態を的確に検出することができる。
【0026】
また、本発明の原反巻出装置によれば、原反ロールを帯状シートの張力変動を充分に小さく抑えた状態で送り出すことができ、送り出し速度の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原反ロールの偏心状態検出装置を備える原反巻出装置の説明図である。
【図2】図1に示す巻戻しモータの電流−トルク特性線図である。
【図3】巻戻しモータの電流と原反ロールの回転角度との関係を表す線図である。
【図4】原反ロールが一回転する間の電流の最大値と最小値との差と、原反ロールの偏心量との関係を表す線図である。
【図5】原反ロールが一回転する間の電流の最大値と最小値の差をパラメータとする、原反ロールの平均巻径と原反ロールの偏心量との関係を表す線図である。
【図6】原反ロールの回転角度と補償ローラの所要変位量との関係を表す線図である。
【図7】巻戻し中の原反ロールの変形状態を誇張して示した説明図である。
【符号の説明】
S 帯状シート
C 巻芯
M1 巻戻しモータ
M2 モータ
M3 サーボモータ
M4 サーボモータ
1 原反ロール
2 送りローラ
3 ダンサーローラ
4 補償ローラ
5 揺動腕
9 移動機構
8 原反ロールの偏心状態検出装置
10 制御装置
11 電流検出装置
12 回転角度検出装置
13 電流変動幅演算手段
14 偏心方向の位相演算手段
15 巻径演算手段
16 偏心量演算手段
17 送り出し速度検出装置
18 回転数検出装置
19 往復運動機構
20 変位幅変更機構
21 同期駆動機構
22 カム
23 可動フレーム
24 ネジ棒
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention detects an eccentric state of an original roll in an original unwinding apparatus that unwinds the belt-like sheet from an original roll formed by winding a belt-like sheet of plastic film, paper or the like around a core. The present invention relates to a device for detecting an eccentric state of a material roll and a material unwinding device including the device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an original unwinding device that unwinds a belt-like sheet from an original roll that is eccentric with respect to the core, between the original roll and a driven feed roller that feeds the belt-like sheet unwound from the original roll. A dancer roller is provided on the arm, and the dancer roller is supported by an arm that can swing around a fulcrum, and an air cylinder for applying a tension by pressing the dancer roller against the belt-like sheet is connected to the arm. The air cylinder is supported by the frame, the drive mechanism is connected to the frame, the winding diameter is detected by an ultrasonic sensor, the eccentric amount of the original roll is read by the control device based on the detected winding diameter, By predicting and calculating a change pattern of the unwinding amount of the belt-like sheet accompanying the eccentric amount of the belt, and performing program control on the driving device based on the change pattern, There are those to move the roller.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described raw material unwinding device, a part of the raw material roll is directly detected by an ultrasonic sensor to detect the radius, and the eccentricity is read based on the detected radius. Under the influence of deformation due to its own weight, wrinkles (unevenness) and the like, the roll roll radius cannot be detected accurately, and it cannot be said to be sufficient for suppressing fluctuations in the tension of the rewound belt-like sheet.
[0004]
For example, in the case where the belt-like sheet is a stretched film, the belt-like sheet is usually formed into a required thickness with a certain width by a film-forming machine, and then wound up with a low tension to be a raw roll. . And this original fabric roll is aged for a fixed period, and decenters with dead weight in the meantime. However, strictly speaking, the stretched film has a tendency that the thickness of both edges tends to be thicker than the other parts, and the raw roll formed by winding it is hard at both ends, and between the winding layers in the central part. Contains a lot of air, and the part becomes soft, so the center part of the roll is more eccentric than the edges. Then, as illustrated in FIG. 7, the raw roll 1 is in a state where the central portion is bent downward, and wrinkles (unevenness in the sheet width direction) are likely to occur irregularly on the outer periphery of the central portion. In such an original fabric roll, when it is rotated, the soft intermediate portion is continuously bent downward by its own weight, and the original fabric roll is deformed in a complicated manner during the rotation. Even if the original fabric roll 1 deformed as shown by the solid line in FIG. 7 rotates halfway around the core C, it does not appear as shown by the two-dot chain line, but deforms as shown by the one-dot chain line, for example. Therefore, when using an ultrasonic sensor that directly detects the roll of the roll in order to detect the winding diameter from moment to moment, it is affected by the deflection of the roll and the wrinkle during unwinding. The detection of the eccentric state becomes inaccurate.
[0005]
Accordingly, the present invention provides an original roll unwinding device in which the roll core is rotated by a motor to rewind the belt-like sheet, and the unrolled belt-like sheet is fed by a feed roller. An object of the present invention is to make it possible to accurately detect the eccentric state of the original fabric roll even if the original fabric roll bends during rewinding or wrinkles occur on the outer peripheral surface thereof. Another object of the present invention is to feed the belt-like sheet that has been rewound with sufficiently small fluctuations in tension.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the roll core of the raw roll is held by a chuck, and the roll core is rotated by a rewinding motor to rewind the belt-like sheet, and the web roll is fed out by the feed roller. In the apparatus, based on the current supplied to the rewinding motor detected every moment by the current detecting device and the rotation angle of the original fabric roll detected every moment by the rotation angle detecting device, the original fabric roll is The difference between the maximum value and the minimum value of the current during the rotation is calculated by the current fluctuation width calculation means, and the eccentricity of the original roll is determined based on the detected current and the detected rotation angle of the original roll. the direction of the phase every moment is calculated by the phase calculating means further delivery belt-like sheet delivery detection value of the velocity detected by the speed detection device, and the rotation of the bulk roll detected by the rotational speed detecting means Or based on the detected value of the cumulative number of rotations of the roll, the thickness of the belt-like sheet and the value of the winding diameter at the start of unwinding, or from the start of unwinding until the roll diameter to be detected is reached. Based on the detection value of the feeding length of the belt-like sheet, the thickness of the belt-like sheet, and the value of the winding diameter at the start of the belt-like sheet unwinding, the average winding diameter in one rotation of the raw roll is calculated every time by the winding diameter computing means. , the average winding diameter in one rotation of the master roll that is constantly calculated by the reel diameter calculation means, and the eccentricity of the master roll based on a difference between the maximum value and the minimum value of the current computed by the current variation width calculating means The amount is calculated momentarily by an eccentricity amount calculating means.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0008]
In FIG. 1, the raw fabric unwinding apparatus holds both ends of a core C with a chuck (not shown), and drives the core C with a rewinding motor M1 to rotate the web roll 1 to wind the belt-like sheet S. While returning, the belt-like sheet S is sent out by a feed roller 2 that is rotationally driven by a motor M2. The original fabric roll 1 is eccentric with respect to the winding core C, that is, the rotation center Oa, and the belt-like sheet S rewound from the original fabric roll 1 has the guide roller 3, the compensation roller 4, the dancer roller 5, and the guide roller 6. In order, the feed roller 2 is reached.
[0009]
The motor M2 is controlled by the speed control device C2 based on the set speed, and the rewinding motor M1 is controlled by the known speed control device C1 and the average rewinding speed of the belt-like sheet S during one rotation of the original roll 1; The speed is controlled so that the belt-like sheet feed speed by the feed roller 2 is the same. In this embodiment, in the rewinding speed control device C1, the rotational speed command value is corrected so that the displacement of the dancer roller 5 is maintained within a certain range based on the detection signal from the displacement detection device 5a of the dancer roller 5. The
[0010]
The compensation roller 4 is attached to one end of a swing arm 7 that can swing around a fulcrum O1, and can reciprocate in a direction to increase or decrease the travel path length of the belt-like sheet S.
[0011]
The original roll unwinding device includes an original roll roll eccentric state detecting device 8 for detecting the eccentric state of the original roll 1 and a movement for reciprocating the compensating roller 4 by driving the swing arm 7 to swing. On the basis of the output signal from the mechanism 9 and the eccentric state detector 8 of the original roll, a control device 10 that controls the moving mechanism 9 so as to absorb the difference in the belt-like sheet unwinding speed during one rotation of the original roll 1. And are prepared.
[0012]
The eccentric state detection device 8 and the control device 10 use a small computer as hardware. The eccentric state detector 8 of the original roll detects the current supplied to the rewinding motor M1 detected by the current detector 11 every moment and the rotation angle of the original roll 1 detected every moment by the rotation angle detector 12. Based on the above, the difference between the maximum value and the minimum value of the current during one revolution of the original roll 1 is calculated every time by the current fluctuation width calculating means 13, and the current detected by the current detection device 11 and the rotation angle are detected. Based on the rotation angle of the original roll detected by the apparatus 12, the phase in the eccentric direction of the original roll 1 is calculated by the phase calculation means 14, and the rotation of the original roll 1 calculated by the winding diameter calculation means 15 is calculated. The eccentric amount of the raw fabric roll 1 is calculated momentarily by the eccentric amount calculating means 16 based on the average winding diameter at the current and the difference between the maximum value and the minimum value of the current calculated by the current fluctuation width calculating means 13. And outputs a phase signal of the eccentricity and the eccentric angle and to the control device 10.
[0013]
In this embodiment, the rotation angle detection device 12 detects the rotation angle of the original roll 1 by detecting the rotation angle of the output shaft of the rewinding motor M1. FIG. 1 shows the raw roll 1 when the detected value of the rotation angle is 0 degree, and the detected value of the rotation angle is the detected value of the rotation angle from the reference line L. The eccentric amount of the original roll 1 is the distance e from the rotation center Oa to the center of gravity O of the cross section of the original roll 1, and the phase in the eccentric direction is the center of gravity of the cross section of the original roll 1 from the rotation center Oa. This is an angle α between the straight line extending to O and the reference line L.
[0014]
The winding diameter calculating means 15 is based on the detected value V of the feeding speed of the belt-like sheet S detected by the feeding speed detecting device 17 and the detected value n of the rotational speed of the original roll 1 detected by the rotational speed detecting means 18. The average winding diameter R is calculated momentarily according to the equation R = V / (2πn).
[0015]
In the illustrated unwinding apparatus, when the unwinding roll 1 is rotated by the unwinding motor M1, since the unwinding roll 1 is eccentric, the torque of the unwinding motor M1 changes while it rotates once. The current changes accordingly. A relationship as shown in FIG. 2 exists between the current I supplied to the rewinding motor M1 and the torque τ of the rewinding motor M1. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the current I supplied to the rewinding motor M1 and the rotation angle θ of the original roll 1 while the original roll 1 makes one rotation. In FIG. The current when the phase in the eccentric direction of the anti-roll is 0 degree, and the solid line indicate the detected current. When the current is detected as indicated by the solid line in FIG. 3, the phase of the eccentric direction of the original roll is the original value when the detected value I of the current momentarily reaches the maximum value Imax during one revolution of the original roll. It becomes the anti-roll rotation angle. 1 stores the maximum value Imax and the minimum value Imin of the detected current value I while the detected value θ of the rotation angle in FIG. 3 changes from 0 degrees to 360 degrees. The difference ΔI is calculated. Further, the phase calculation means 14 makes a pair of the maximum value Imax of the current detection values I while the detection value θ of the rotation angle is 0 degrees to 360 degrees and the detection value θ1 of the rotation angle at that time. The rotation angle detection value θ1 when the current is the maximum value Imax is detected as the phase in the eccentric direction. In the case of the diagram shown in FIG. 3, the phase in the eccentric direction is delayed by the rotation angle θ1 with respect to the rotation of the rewinding motor M1. That is, it advances by the rotation angle α.
[0016]
When the widths of the rolls to be mounted on the roll unwinding device are the same between the rolls, the average roll diameters in one rotation of multiple rolls with different eccentricity are the same. There is a relationship as shown in the diagram of FIG. 4 between the difference ΔI between the maximum value and the minimum value of the current during one rotation of the original roll and the eccentric amount e of the original roll. When the difference ΔI between the maximum value and the minimum value of the current during one rotation of the original roll 1 is used as a parameter, the average roll diameter R of the original roll 1 and the eccentric amount e of the original roll 1 are between There is a relationship as shown in the diagram of FIG. The parameter values ΔIa, ΔIb, ΔIc in FIG. 5 have a relationship of ΔIa <ΔIb <ΔIc. Therefore, the eccentric amount calculating means 16 in FIG. 1 uses the difference ΔI between the maximum value and the minimum value of the current during one rotation of the original roll 1 and the average winding diameter R of the original roll, and the eccentric amount e of the original roll. 4 is given based on the relationship between the eccentricity e, the difference ΔI between the maximum and minimum current values, and the average winding diameter R shown in FIGS.
[0017]
In FIG. 1, the moving mechanism 9 includes a reciprocating mechanism 19 that changes the rotational movement of the input shaft 19 a to the reciprocating movement of the compensation roller 4, and a displacement width change that can expand and reduce the displacement width of the compensation roller 4 by the reciprocating mechanism 19. It comprises a mechanism 20 and a rotational drive mechanism 21 that rotationally drives the input shaft 19a so as to adjust the phase.
[0018]
The reciprocating mechanism 19 includes a cam 22 that engages with the swing arm 7, and the swing arm 7 swings as the cam 22 rotates. The rotational drive mechanism 21 includes a servo motor M3 for rotationally driving the cam 22, and the cam 22 and the servo motor M3 are provided on the movable frame 23.
[0019]
FIG. 6 is necessary to absorb the difference in the unwinding speed that occurs during one rotation of the web roll 1 when the belt-like sheet S is rewound from the roll 1 having the eccentricity e shown in FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the displacement amount h of the compensation roller 4 and the current I of the rewinding motor M1 shown in FIG. 1 and the rotation angle θ of the original roll. A diagram of the required displacement h of the compensation roller with respect to the rotation angle θ of the original roll can be obtained geometrically for each average winding diameter of the original roll, and the displacement h is approximately equal to the eccentricity e. Proportional. The cam 22 of FIG. 1 determines a displacement diagram of the compensation roller 4 with respect to its rotation over the entire circumference based on the diagram of the displacement amount h of the compensation roller shown in FIG. 6, and is formed into a disk shape based on the displacement diagram. Form. In FIG. 6, the phase β of the displacement amount h is an angle β formed by a straight line from the rotation center Oa shown in FIG. 1 toward the belt-shaped sheet unwinding start point P on the outer periphery of the raw roll 1 and the reference line L. , Geometrically determined according to the average winding diameter R. In the diagram of FIG. 6, the phase β of the displacement h of the compensation roller is delayed by α−β with respect to the phase α of the original roll 1 in the eccentric direction.
[0020]
The displacement width changing mechanism 20 includes a screw rod 24 screwed to the movable frame 23 and a servo motor M4 that rotationally drives the screw rod 24, and can change the engagement position between the cam 22 and the swing arm 7. it can.
[0021]
The control device 10 includes a control unit 25 of the displacement width changing mechanism 20 and a control unit 26 of the rotation drive mechanism 21. The control unit 25 calculates the necessary displacement amount of the compensation roller 4 based on the calculated value of the eccentric amount from the eccentric amount calculation unit 16, and generates the necessary displacement amount with the cam 22 and the swing arm 7. The servo motor M4 is controlled so as to attach the cam 22 to the engagement position.
[0022]
The control means 26 is adapted to be able to correct the angle β in accordance with the average winding diameter calculation value R, and to change the corrected angle β and the detected value α of the eccentric direction phase by the eccentricity phase calculation means 14. Based on the detected value θ of the rotation angle of the original roll by the rotation angle detector 12, the rotation angle of the original roll is calculated. The input shaft 19a of the cam 22 rotates at the same speed as the original fabric roll following the change in the servo motor M3 so that the calculated phase shift α-β occurs between the cam 22 and the original fabric roll 1. Control the rotation. When the guide roller 3 is sufficiently separated from the original roll 1, the angle β is approximately constant, so that the rotation of the cam 22 and the original roll are corrected without correcting the phase of the displacement amount of the compensation roller 4. The phase shift α-β may be calculated in the displacement direction.
[0023]
According to the present invention, the winding diameter calculation means is not limited to the above-described one as long as the average roll diameter of the original roll is obtained by calculation without directly detecting the original roll with a sensor. Based on the detected value of the total number of rotations of the roll roll from the start until the roll diameter to be detected, the thickness of the belt-like sheet and the value of the winding diameter at the start of unwinding, or from the start of unwinding. Based on the detection value of the feeding length by the feeding roller of the belt-like sheet until the roll diameter is set, the thickness of the belt-like sheet and the value of the winding diameter at the start of unwinding, the roll diameter of the raw roll is calculated, It is also possible to detect the accumulated number of rotations of the original roll and the feeding length of the belt-like sheet, and calculate the thickness based on the detected number. Such a winding diameter calculating means is disclosed in, for example, Japanese Examined Patent Publication No. 61-2161, and will not be described in detail. Further, the average winding diameter is calculated using the rotation speed command value to the motor M1 and the rotation speed command value to the motor M2 instead of the detection value of the rotation speed of the raw roll and the detection value of the belt-like sheet traveling speed. It may be a thing.
[0024]
The reciprocating mechanism is not limited to the above-described one. For example, instead of the servo motor M3 shown in FIG. 1, a known phase adjusting mechanism, such as a harmonic drive, is provided between the rewinding motor M1 and the cam 22 as a differential gear. Incorporated into the mechanism and provided with a configuration that can change the phase of the input shaft and output shaft by rotating the wave generator of the harmonic drive with the phase adjustment motor, and through this phase adjustment mechanism, the rewinding motor The cam 22 may be driven to rotate by M1. In that case, the control means 25 of the rotational drive mechanism 21 controls the phase adjusting mechanism based on the phase in the eccentric direction detected by the phase calculation means 14 in the eccentric direction, so that the phases of the raw roll 1 and the cam 22 are the same. To do. The reciprocating mechanism may be a reciprocating slider crank mechanism that can change the length of the crank arm instead of the cam 22 as necessary.
[0025]
【The invention's effect】
In the apparatus for detecting the eccentricity of the original roll according to the present invention, the current supplied to the motor that rotationally drives the core of the original roll and the detected value of the rotation angle of the original roll each time, the average of the original roll Based on the calculated value of the winding diameter, the eccentric amount of the raw roll and the phase in the eccentric direction are calculated, so even if the raw roll is bent during rewinding or wrinkles are generated on its outer peripheral surface, The eccentric state of the raw roll can be accurately detected without being affected by it.
[0026]
Moreover, according to the raw fabric unwinding apparatus of the present invention, the raw fabric roll can be sent out in a state in which the fluctuation in the tension of the belt-like sheet is sufficiently suppressed, and the feeding speed can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of an original unwinding apparatus provided with an eccentric state detection apparatus for an original roll according to the present invention.
FIG. 2 is a current-torque characteristic diagram of the rewinding motor shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the current of the rewinding motor and the rotation angle of the original roll.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the difference between the maximum value and the minimum value of current during one rotation of the original roll and the eccentric amount of the original roll.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the average winding diameter of the original roll and the eccentric amount of the original roll, using the difference between the maximum value and the minimum value of the current during one rotation of the original roll as a parameter. .
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the original roll and the required displacement amount of the compensation roller.
FIG. 7 is an explanatory view exaggeratingly showing a deformed state of the original roll during rewinding.
[Explanation of symbols]
S belt-like sheet C winding core M1 rewinding motor M2 motor M3 servo motor M4 servo motor 1 original fabric roll 2 feeding roller 3 dancer roller 4 compensation roller 5 swinging arm 9 moving mechanism 8 eccentricity detection device 10 of original fabric roll DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Current detection apparatus 12 Rotation angle detection apparatus 13 Current fluctuation range calculation means 14 Eccentric direction phase calculation means 15 Reel diameter calculation means 16 Eccentric amount calculation means 17 Feeding speed detection apparatus 18 Rotation speed detection apparatus 19 Reciprocating motion mechanism 20 Displacement width change Mechanism 21 Synchronous drive mechanism 22 Cam 23 Movable frame 24 Screw rod

Claims (2)

原反ロールの巻芯をチャックで保持し、その巻芯を巻戻しモータで回転駆動して帯状シートを巻戻すと共に、その巻戻した帯状シートを送りローラで送り出す原反巻出装置において、電流検出装置により時々刻々検出した、前記巻戻しモータへ供給される電流と、回転角度検出装置により時々刻々検出した、前記原反ロールの回転角度とに基づき、前記原反ロールが一回転する間の電流の最大値と最小値との差を電流変動幅演算手段により刻々演算すると共に、前記検出した電流と前記検出した原反ロールの回転角度とに基づき、前記原反ロールの偏心方向の位相を位相演算手段により刻々演算し、更に送出し速度検出装置により検出した帯状シート送出し速度の検出値、及び回転数検出手段により検出した前記原反ロールの回転数に基づき、又は原反ロールの積算回転数の検出値、帯状シートの厚み及び巻出開始時の巻径の値に基づき、或は、巻出開始から、検出しようとしているロール径になるまでの帯状シートの送出し長さの検出値、帯状シートの厚み、及び帯状シート巻出開始時の巻径の値に基づき、原反ロールの一回転における平均巻径を巻径演算手段により刻々演算し、前記巻径演算手段により刻々演算した前記原反ロールの一回転における平均巻径、及び前記電流変動幅演算手段により演算した電流の最大値と最小値との差に基づき前記原反ロールの偏心量を偏心量演算手段により刻々演算することを特徴とする原反ロールの偏心状態検出装置。In the original unwinding device that holds the roll core of the original roll with a chuck, rotates the roll core with a rewinding motor to rewind the belt-like sheet, and feeds the unwound belt-like sheet with a feed roller. Based on the current supplied to the rewinding motor detected every moment by the detecting device and the rotation angle of the original fabric roll detected every moment by the rotation angle detecting device, the original fabric roll is rotated once. The difference between the maximum value and the minimum value of the current is calculated every time by the current fluctuation width calculation means, and the phase of the eccentric direction of the original roll is determined based on the detected current and the detected rotation angle of the original roll. every moment is calculated by the phase calculating means, based on the further delivery belt-like sheet delivery detection value of the velocity detected by the speed detector, and the rotational speed of the master roll detected by the rotational speed detecting means Alternatively, based on the detected value of the cumulative number of rotations of the roll, the thickness of the belt-like sheet and the value of the winding diameter at the start of unwinding, or from the start of unwinding until the roll diameter to be detected is reached. Based on the detected value of the feeding length, the thickness of the belt-like sheet, and the value of the winding diameter at the start of the belt-like sheet unwinding, the average winding diameter in one rotation of the raw roll is calculated every time by the winding diameter calculating means, and the winding The eccentric amount of the original roll is eccentric based on the average winding diameter in one rotation of the original roll calculated by the diameter calculating means and the difference between the maximum value and the minimum value of the current calculated by the current fluctuation width calculating means. An eccentric state detection apparatus for an original roll, characterized in that it is calculated momentarily by a quantity calculating means. 原反ロールの巻芯を巻戻しモータで回転駆動して帯状シートを巻戻すと共に、その巻戻した帯状シートを送りローラで送り出す原反巻出装置において、前記原反ロールと前記送りローラとの間に帯状シートの走行経路長さが増減する方向へ往復運動可能に設けた補償ローラと、前記補償ローラの移動機構と、請求項1記載の原反ロールの偏心状態検出装置と、前記原反ロールの偏心状態検出装置で算出した偏心量及び偏心方向の位相に基づき前記移動機構を制御する制御装置とを備えることを特徴とする原反巻出装置。  In the original fabric unwinding device that unwinds the belt-like sheet by rotationally driving the roll core of the original fabric roll with a rewinding motor, and feeds the unwound belt-like sheet with a feed roller, between the original fabric roll and the feed roller A compensation roller provided so as to be capable of reciprocating in a direction in which the travel path length of the belt-like sheet increases or decreases between them, a moving mechanism of the compensation roller, an eccentric state detecting device for the original fabric roll according to claim 1, and the original fabric A raw material unwinding device comprising: a control device that controls the moving mechanism based on an eccentric amount calculated by a roll eccentricity detecting device and a phase in an eccentric direction.
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