JP3785757B2 - Winding device - Google Patents

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JP3785757B2
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光一 佐藤
卓 草野
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三菱マテリアルテクノ株式会社
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、箔やフィルム等の薄肉シートや線材などの長尺物を巻き取る際に用いて好適な巻取装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、各種のフィルム材や金属製の箔材等の薄肉シートあるいは細径のワイヤ等の部材は、その製造過程や製造後において、一旦巻取ドラムに巻き取られたうえで、搬送されたりあるいは保管されている。
この種の被巻取材を巻き取る場合には、当該被巻取材が薄肉や細径であって、僅かでも過度の張力が加わると擦り傷やしわが付いたり、ついには切断されたりし易く、しかも均一の張力で巻き取って行かないと、巻取ドラムに整然と巻き取ることが難しいという問題点がある。そこで、従来は、巻取ドラムの駆動源としてトルクモータを用い、ロール等の案内部材間を送られてくる上記被巻取材の張力をテンション検出器で検出しつつ、上記トルクモータを駆動制御する巻取装置が用いられている。
【0003】
ところで、上記被巻取材は、一般に長尺物であるために、全長を1本の巻取ドラムで巻き取ってしまうことができない。このため、通常1本の巻取ドラムに巻き取った後に、一旦被巻取材の送りを停止してたうえでこれを切断し、切断された先端部を巻き終えた巻取ドラムを取り外して新たに装着された巻取ドラムや、別途隣接して設けられている新たな巻取ドラムに巻回して、再び当該巻取ドラムをトルクモータで駆動することにより、2本目の巻取ドラムに巻き取って行くようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような巻取方法にあっては、巻取ドラムの段取り替えに時間を要するとともに、当該段取り替えの間は、被巻取材の送りを停止する必要があるために、作業能率に劣るとともに、工程上停止させることができない装置に対しては適用することができないという問題点があった。
そこで、予め複数の巻取ドラムを設置するとともに、上記巻取装置の前段に、アキュムレータを設け、1本の巻取ドラムが巻き終えた後に被巻取材を切断して他の巻取ドラムに巻替える間に、連続して送られてくる被巻取材を、上記アキュムレータにおいて一旦蓄えておく方式も提案されている。
【0005】
ところが、このような連続巻取を行うための巻取装置においては、巻取ドラム間の段取り替えを行う場合には、人手によって被巻取材を切断して新たな巻取ドラムに巻替える際に、一旦巻取ドラムの回転数を上記巻替えが可能な程度の低速回転まで減速し、新たな巻取を開始した直後は、アキュムレータに蓄えられていた余剰の被巻取材も巻き取ってしまうために当該巻取ドラムを高速回転させる必要がある。このため、上記巻取ドラムの駆動源として、被巻取材を巻き取って行く際の速度と、段取り替え時の低速回転と、巻取開始時の高速回転といった、広範囲にわたって可変速が可能なモータ等を使用する必要がある。また、上記速度の変化に伴って、被巻取材の張力も大きな範囲で変動するおそれがあるために、上記駆動源を、応答性良く制御して被巻取材に作用する張力を常にほぼ一定に保持する必要がある。このため、従来のトルクモータでは、巻き取りと並行して円滑に広い範囲にわたって回転数を変化させることが難しく、かつ比較的トルクの変動に鈍感であるために、このような要請に応えることができないという問題点が生じる。
【0006】
そこで、上記巻取装置における巻取ドラムの駆動源として、応答性に優れて細かな速度制御が容易なACサーボモータを使用することが考えられるが、上記被巻取材の巻取に際しては、巻取速度を大きな範囲で可変にする結果、その張力も大きく変化してしまう。このため、テンション検出器からの検出信号に基づいて上記ACサーボモータの回転制御を行おうとすると、巻取装置全体の機構に対して当該ACサーボモータの応答性が良過ぎて、本来の速度変化に基づく張力の変化のみならず、被巻取材の厚さ寸法の誤差に基づく局部的な張力変化や、案内ロールにおける機械的な回転抵抗の変動等の、瞬間的に発生する細かな外乱による雑信号に対しても、その都度ACサーボモータが敏感に応答して過度の回転変動を招いてしまい、この結果かえって被巻取材にたるみが生じたり、あるいは逆に大きな引張り力が作用したりして円滑な巻取を行うことができないという問題点があった。
【0007】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、薄肉のシート材や細径の線材等を円滑に連続して複数の巻取ドラムに巻き取って行くことができ、よって作業性に優れた巻取装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の本発明に係る巻取装置は、複数の案内部材に沿って送られてくる被巻取材を巻き取る巻取ドラムと、この巻取ドラムを駆動するサーボモータと、上記案内部材間に上記被巻取材に対して進退自在に配設されて被巻取材に一定の張力を負荷するウエイトロールと、このウエイトロールの後段側に配設されて上記被巻取材の張力を検出するテンション検出手段と、このテンション検出手段からの検出信号に基づいて上記被巻取材の張力を一定にすべく上記サーボモータを制御する制御手段とを備えてなり、かつ上記ウエイトロールは、下方に向けて送られてくる上記被巻取材の一側に回動自在に設けられたローラアームと、このローラアームの先端に回転自在に設けられ、鉛直線に対して傾斜した状態で上記被巻取材に当接するサーボロールと、上記ローラアームの基端部に固定され、上記鉛直線に対して当該ローラアームの傾斜方向と逆の方向に延びるウエイト取付アームと、このウエイト取付アームに設けられた上部ウエイトと、この上部ウエイトまたは上記ウエイト取付アームに回動自在に垂設された下部ウエイトとを備えていることを特徴とするものである。ここで、請求項2に記載の発明は、上記巻取ドラムが、複数設けられていることを特徴とするものである。
【0010】
請求項1又は2に記載の巻取装置によれば、巻取ドラムの駆動源としてサーボモータを使用しているので、広い範囲にわたって巻取ドラムの回転を高い精度で自由に変化させることができる。しかも、上記案内部材間に、被巻取材に一定の張力を負荷するウエイトロールを上記被巻取材に対して進退自在に配設しているので、このウエイトロールによって、被巻取材の厚さ寸法の誤差に基づく局部的な張力変化や、案内部材における機械的な回転抵抗の変動等の、瞬間的に発生する細かな外乱が消されるために、サーボモータに、上記外乱に基づく雑信号が伝えられることがない。
【0011】
この結果、サーボモータには、上記ウエイトロールの後段に配設されたテンション検出手段によって検出された、本来の速度変化に基づく張力の変化のみがフィードバックされるために、当該サーボモータにおける応答性の良さとあいまって、最適な張力および回転数の制御が行われ、よって広い範囲に速度を変化させた場合においても、被巻取材にたるみが生じたり、あるいは逆に大きな引張り力が作用したりすることなく、円滑かつ整然とした被巻取材の巻取を行うことができる。このため、被巻取材の送りを停止させることなく、連続的に被巻取材を複数の巻取ドラムに巻き取って行くことができるうえに、さらに上記被巻取材の送り速度を上昇させことも可能になり、よって作業能率を大幅に向上させることができる。
【0012】
したがって、請求項1に記載の発明は、特に請求項2に記載の発明のように、複数の巻取ドラムが設けられている場合に顕著な効果を奏するものである。
また、請求項1又は2に記載の巻取装置によれば、鉛直線を跨いで配設された上部ウエイトの自重の水平方向分力と、サーボロールに作用する被巻取材の張力の水平方向分力とが吊り合った状態で被巻取材が案内部材間を送られて行く。そして、上記被巻取材の張力が瞬間的に大きくなった場合には、このサーボロールが上部ウエイトに抗して、鉛直線側に変位することにより、過剰となった張力が緩和される。また逆に、上記被巻取材の張力が瞬間的に小さくなった場合には、上部ウエイトの自重によってサーボロールが被巻取材側に押圧され、この結果被巻取材の張力が増加して、その変動が吸収される。
【0013】
この際に、特に上部ウエイトの重量が軽いと、急激に張力が増加または減少した際にその移動時の加速度が大きくなり、この結果上部ウエイトの応答が過多になって逆に被巻取材の張力が減少または増加し過ぎる虞がある。
この点、上記ウエイトロールにあっては、上部ウエイトまたはウエイト取付アームに、下部ウエイトが回動自在に垂設されているので、その慣性によって生じる反力により、上部ウエイトの加速度を減少させて過度の応答を抑制することができ、よって被巻取材の張力の瞬間的な変動を、これら上下部ウエイトおよびサーボロールによって確実に相殺することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1および図2は、本発明に係る巻取装置を非鉄金属製の薄肉シート材である箔材の巻取装置に適用した一実施形態を示すものである。
図1に示すように、この巻取装置においては、複数の案内ロール(案内部材)1…に沿って送られてくる箔(被巻取材)2を交互に巻き取るために、2本の巻取ドラム3a、3bが配設されており、これら巻取ドラム3a、3bには、それぞれ駆動源としてACサーボモータ4が設けられている。また、各巻取ドラム3a、3bの外方には、巻き取られる箔2の外径を非接触で計測して、図示されない制御手段を介して各外径寸法において箔2の周速が一定になるようにACサーボモータの回転数を制御するための、超音波センサ5が設置されている。
そして、上記案内ロール1、1間に、箔2に一定の張力を負荷するためのウエイトロール6が配設されている。
【0015】
このウエイトロール6は、図1および図2に示すように、一の案内ロール1の回転軸1aに基端部が回動自在に枢着されたローラアーム10と、このローラアーム10の先端部に回転自在に設けられ、傾斜状態において下方に向けて送られてくる箔2の一側に当接するサーボロール11と、上記ローラアーム10の基端部に固定されて当該ローラアーム10と一体的に回転軸1a回りに回動自在に設けられるとともに、鉛直線Pに対してローラアーム11の傾斜方向と逆の方向に延びるウエイト取付アーム12と、このウエイト取付アーム12に設けられた上部ウエイト13と、ウエイト取付アーム12の下端部に下部アーム14を介して回動自在に垂設された下部ウエイト15とから構成されたものである。
【0016】
ここで、ウエイト取付けアーム12は、外周部に雄ねじが螺設されており、この雄ねじに複数(図では2つ)の上部ウエイト13が着脱自在に螺合されている。これにより、ウエイトロール6においては、箔2の厚さ寸法や送り速度等に応じて、適宜個数の上部ウエイト13が装着でき、かつその回転軸1aからの距離も、自在に調整できるようになっている。そして、下方に位置する上部ウエイト13に上記下部アーム14の上端部が枢着され、この下部アーム14の下端部に、上記下部ウエイト15が垂設されている。この下部ウエイト15も、外周部に雄ねじが螺設された下部ウエイト取付アーム16に着脱自在に螺合されており、同様にその個数および上部ウエイト13からの距離が自在に調整できるようになっている。
【0017】
さらに、このウエイトロール6の後段側の案内ロール1には、箔2の張力を検出するテンション検出器(検出手段)17が配設され、このテンション検出器17からの検出信号に基づいて、上記制御手段から箔2の張力を一定にするようにACサーボモータ4を制御するようになっている。
また、以上の構成からなる巻取装置の前段には、1本の巻取ドラムが巻き終えた後に被巻取材を切断して他の巻取ドラムに巻替える間に、ロール19が図中矢印方向に移動することにより連続して送られてくる箔2を、一定長さ蓄えておくアキュムレータ20が配設されている。
【0018】
次に、上記構成からなる巻取装置の作用について説明する。
先ず、上記箔2を一方の巻取ドラム3bに巻き取って行く。この際に、箔2が巻き取られるにつれて、巻取ドラム3bにおける外径が漸次増加するために、超音波センサ5によって当該外径を連続的に測定し、制御手段により各外径において箔2の周速が一定になるようにACサーボモータ4の回転を制御する。また、これと並行して案内ロール1に設けたテンション検出器17からの検出信号により、ACサーボモータ4を制御して、箔2の張力を一定に保持する。
【0019】
また、ウエイトロール6においては、鉛直線Pを跨いで配設された上部ウエイト13の自重の水平方向分力と、サーボロール11に作用する箔2の張力の水平方向分力とが吊り合った状態で、箔2が案内ローラ1間を下方に向けて送られて行く。そして、上述した外乱によって上記箔2の張力が瞬間的に大きくなった場合には、このサーボロール11が上部ウエイト13に抗して、鉛直線P側に変位することにより、過剰となった張力が緩和される。また逆に、箔2の張力が瞬間的に小さくなった場合には、上部ウエイト13の自重によってサーボロール11が箔2側に押圧され、この結果箔2の張力が増加してその変動が吸収される。
【0020】
そして、上記巻取ドラム3bにおける巻取が終了した場合には、先ずACサーボモータ4の回転数を低下させて、箔2を切断し、この切断端部を他方の巻取ドラム3aに巻回する。この際に、アキュムレータ20のロール19が図中上方に移動して、順次送られてくる箔2をロール19間に一時蓄えて行く。また、箔2の切断によって当該箔2における張力が0になるために、図中矢印で示すように、上部ウエイト13が鉛直線Pまで回動し、この結果サーボロール11が箔2側に回動して図中点線で示す位置で停止する。
【0021】
次いで、巻取ドラム3aへの巻取を開始する。この際に、ACサーボモータ4を、本来送られてくる箔2の速度よりも高速で回転させることにより、アキュムレータ20のロール19間に蓄えられていた箔2も巻き取って行き、上記ロール19が正規位置まで降下して余剰箔2が解消した後に、上記箔2を巻き取るための通常の速度まで減速させる。また、これと並行して、巻き取られた巻取ドラム3bを取り外して、当該位置に新たな巻取ドラムを準備する。
このようにして、上記工程を順次繰り返すことにより、連続して送られてくる箔2を停止させることなく、交互に巻取ドラム3a、3bに巻き取って行く。
【0022】
以上のように、上記巻取装置によれば、巻取ドラム3a、3bの駆動源としてACサーボモータ4を使用しているので、広い範囲にわたって巻取ドラム3a、3bの回転を高い精度で自由に変化させることができる。しかも、案内ロール1間に、箔2に一定の張力を負荷するウエイトロール6を箔2に対して進退自在に配設しているので、このウエイトロール6によって、箔2の厚さ寸法の誤差に基づく局部的な張力変化や、案内ロール1における機械的な回転抵抗の変動等の、瞬間的に発生する細かな外乱を消すことができるために、ACサーボモータ4に、上記外乱に基づく雑信号が伝えられることを確実に防止することができる。
【0023】
この結果、ACサーボモータ4には、ウエイトロール6の後段に配設されたテンション検出器17によって検出された、本来の速度変化に基づく張力の変化のみがフィードバックされるために、ACサーボモータ4における応答性の良さとあいまって、最適な張力および回転数の制御が行われ、よって広い範囲に速度を変化させた場合においても、箔2にたるみが生じたり、あるいは逆に大きな引張り力が作用したりすることなく、円滑にかつ整然とした巻取を行うことができる。
このため、箔2の送りを停止させることなく、連続的にこれを複数の巻取ドラム3a、3bに巻き取って行くことができるうえに、さらに上記箔2の送り速度を上昇させことも可能になり、よって巻取作業の能率を大幅に向上させることができる。
【0024】
さらに、ウエイトロール6において、上部ウエイト13の下端部に、下部アーム14を介して下部ウエイト15が回動自在に垂設されているので、箔2の張力が瞬間的に増減した際に、下部ウエイト15の慣性によって生じる反力により上部ウエイト13の加速度を減少させて過度の応答を抑制することができるため、箔2の張力の瞬間的な変動を、これら上下部ウエイト13、15およびサーボロール11によって確実に相殺することができる。
また、ウエイト取付けアーム12および下部ウエイト取付アーム16の外周部に雄ねじを形成し、この雄ねじに複数の上部ウエイト13や下部ウエイト15を着脱自在に螺合しているので、箔2の厚さ寸法や送り速度等に応じて、外乱を防止するために最適な上部ウエイト13および下部ウエイト15の個数、ならびにその軸線方向の位置を自在に調整することができる。
【0025】
なお、上述して実施の形態においては、本発明に係る巻取装置を、箔2の巻取装置に適用した場合についてのみ説明したが、これに限るものではなく、その他の各種のフィルム材等の薄肉シートや電線等の細径ワイヤ等の巻取装置に適用しても、同様の作用効果を得ることができる。
また、案内部材についても、上記案内ロール1に限るものではなく、さらに上記実施の形態においては、ウエイトロール6のウエイト取付アーム12等を上記案内ロール1に回転軸1aに同軸的に回動自在に設けたが、これに限定されるものではなく、案内ロール1間に別途ウエイト取付アーム12を回転自在に支承する軸部材を配設してもよい。
さらに、上記実施の形態においては、巻取ドラム3a、3bの駆動源として、ACサーボモータ4を用いた場合についてのみ説明したが、DCサーボモータ等の応答性に優れる他のサーボモータを用いた場合にも同様に適用することが可能である。
【0026】
以上説明したように、請求項1又は2に記載の巻取装置によれば、サーボモータを使用しているので、広い範囲にわたって巻取ドラムの回転を高い精度で自由に変化させることができるとともに、ウエイトロールによって、被巻取材に瞬間的に発生する外乱を消すことができ、よってサーボモータに上記外乱に基づく雑信号が伝えられることがないために、サーボモータにおける応答性の良さとあいまって、最適な回転数制御を行うことができる。この結果、被巻取材の送りを停止させることなく、連続的に被巻取材を複数の巻取ドラムに円滑にかつ整然と巻き取って行くことができるうえに、上記被巻取材の送り速度を上昇させことも可能になって、作業能率を大幅に向上させることができる。
【0027】
特に、上部ウエイトが取付けられているウエイト取付アームの下端部に、下部ウエイトが回動自在に垂設されているので、その慣性によって上部ウエイトの加速度を減少させて過度の回動を抑制することができ、よって被巻取材の張力の瞬間的な変動を、これら上下部ウエイトおよびサーボロールによって確実に相殺することができるといった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の巻取装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図2】図1のウエイトロールを示す正面図である。
【符号の説明】
1 案内ロール(案内部材)
2 箔(被巻取材)
3a、3b 巻取ドラム
4 ACサーボモータ
6 ウエイトロール
10 ローラアーム
11 サーボロール
12 ウエイト取付アーム
13 上部ウエイト
14 下部アーム
15 下部ウエイト
17 テンション検出器(テンション検出手段)
P 鉛直線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a winding device suitable for use when winding a long sheet such as a thin sheet such as a foil or a film or a wire.
[0002]
[Prior art]
As is well known, thin film sheets such as various film materials and metal foil materials, or members such as thin wires are wound around the winding drum once during the manufacturing process or after manufacturing, and then transported. Or have been stored.
When winding this type of material to be wound, the material to be wound has a thin wall or a small diameter. There is a problem that it is difficult to orderly wind the take-up drum unless it is wound with a uniform tension. Therefore, conventionally, a torque motor is used as a driving source of the winding drum, and the torque motor is driven and controlled while a tension detector detects the tension of the material to be wound which is sent between guide members such as rolls. A winding device is used.
[0003]
By the way, since the said to-be-winded material is generally a long thing, the whole length cannot be wound up with one winding drum. For this reason, after winding on a single winding drum, the feed of the material to be wound is once stopped and then cut, and the winding drum that has finished winding the cut end is removed and newly wound. The winding drum is wound around a winding drum mounted on the drum or a new winding drum provided adjacently, and the winding drum is driven again by a torque motor to wind the winding drum around the second winding drum. I like to go.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a winding method, it takes time to change the winding drum, and the work efficiency is inferior because it is necessary to stop the feeding of the material to be wound during the changing. In addition, there is a problem that it cannot be applied to an apparatus that cannot be stopped in the process.
Therefore, a plurality of winding drums are installed in advance, and an accumulator is provided in the preceding stage of the winding device, and after the winding of one winding drum is finished, the material to be wound is cut and wound on another winding drum. There has also been proposed a method in which the material to be wound that is continuously fed is temporarily stored in the accumulator during the change.
[0005]
However, in such a winding device for performing continuous winding, when performing setup change between winding drums, when manually winding the material to be wound and rewinding it to a new winding drum, Once the rotational speed of the winding drum is reduced to a low-speed rotation that allows the above-mentioned rewinding, and immediately after starting a new winding, the excess material to be wound that has been stored in the accumulator is also wound. It is necessary to rotate the winding drum at a high speed. For this reason, as a drive source of the winding drum, a motor capable of variable speed over a wide range, such as a speed when winding the material to be wound, a low speed rotation at the time of setup change, and a high speed rotation at the start of winding Etc. need to be used. In addition, since the tension of the material to be wound may fluctuate in a large range as the speed changes, the drive source is controlled with good responsiveness so that the tension acting on the material to be wound is kept substantially constant. Need to hold. For this reason, with conventional torque motors, it is difficult to change the rotation speed smoothly over a wide range in parallel with winding, and it is relatively insensitive to torque fluctuations. The problem of not being possible arises.
[0006]
Therefore, it is conceivable to use an AC servo motor with excellent responsiveness and easy fine speed control as a driving source of the winding drum in the winding device. However, when winding the wound material, As a result of making the take-up speed variable within a large range, the tension changes greatly. For this reason, if it is attempted to control the rotation of the AC servo motor based on the detection signal from the tension detector, the response of the AC servo motor is too good for the mechanism of the entire winding device, and the original speed change As well as changes in tension based on the thickness of the material to be wound, local changes in tension based on errors in the thickness of the material to be wound, and fluctuations in mechanical rotation resistance in the guide roll, etc. Each time the AC servo motor responds sensitively to the signal, it causes excessive rotation fluctuations. As a result, the material to be wound becomes slack, or conversely, a large tensile force acts. There was a problem that smooth winding could not be performed.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and can smoothly wind a thin sheet material, a thin wire, etc. around a plurality of winding drums, and thus has excellent workability. The object is to provide a winding device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The winding device according to the present invention described in claim 1 is a winding drum that winds up a material to be wound that is sent along a plurality of guide members, a servo motor that drives the winding drum, and the guide. A weight roll which is disposed between the members so as to be movable forward and backward with respect to the material to be wound and applies a constant tension to the material to be wound, and a tension roller which is disposed on the rear side of the weight roll and detects the tension of the material to be wound. Tension detecting means for controlling the servo motor to make the tension of the material to be wound constant based on a detection signal from the tension detecting means, and the weight roll is provided below. A roller arm that is rotatably provided on one side of the material to be wound, and a roller arm that is rotatably provided at the tip of the roller arm and is inclined with respect to a vertical line. Abut A roller roll, a weight mounting arm fixed to the base end of the roller arm and extending in a direction opposite to the inclination direction of the roller arm with respect to the vertical line, an upper weight provided on the weight mounting arm, An upper weight or a lower weight that is pivotably suspended from the weight mounting arm is provided . Here, the invention described in claim 2 is characterized in that a plurality of the winding drums are provided.
[0010]
According to the winding device of the first or second aspect, since the servo motor is used as the driving source of the winding drum, the rotation of the winding drum can be freely changed with high accuracy over a wide range. . In addition, since a weight roll that applies a constant tension to the material to be wound is disposed between the guide members so as to be able to advance and retreat with respect to the material to be wound, the thickness dimension of the material to be wound is determined by this weight roll. In order to eliminate fine disturbances that occur instantaneously, such as local changes in tension based on errors in the machine and fluctuations in mechanical rotational resistance of the guide member, miscellaneous signals based on the disturbances are transmitted to the servo motor. It is never done.
[0011]
As a result, only the change in the tension based on the original speed change detected by the tension detecting means disposed in the subsequent stage of the weight roll is fed back to the servo motor. Combined with goodness, optimal tension and rotation speed control is performed, so even when the speed is changed over a wide range, slack occurs in the wound material, or conversely a large tensile force acts Therefore, the material to be wound can be wound smoothly and orderly. For this reason, it is possible to continuously wind the wound material around a plurality of winding drums without stopping the feeding of the wound material, and to further increase the feeding speed of the wound material. Therefore, work efficiency can be greatly improved.
[0012]
Therefore, the invention described in claim 1 has a remarkable effect particularly when a plurality of winding drums are provided as in the invention described in claim 2.
According to the winding device according to claim 1 or 2, the horizontal component of the weight of the upper weight disposed across the vertical line and the horizontal direction of the tension of the material to be wound acting on the servo roll. The material to be wound is fed between the guide members in a state where the component force is suspended. When the tension of the material to be wound increases momentarily, the servo roll is displaced to the vertical line against the upper weight, so that the excess tension is relieved. Conversely, when the tension of the material to be wound is momentarily reduced, the servo roll is pressed toward the material to be wound by the weight of the upper weight, and as a result, the tension of the material to be wound increases, Variations are absorbed.
[0013]
At this time, especially when the weight of the upper weight is light, when the tension suddenly increases or decreases, the acceleration during the movement increases, resulting in excessive response of the upper weight and conversely the tension of the material to be wound. May decrease or increase too much.
In this respect, in the above-described weight roll, since the lower weight is pivotably suspended from the upper weight or the weight mounting arm, the reaction force generated by the inertia reduces the acceleration of the upper weight and increases the excess weight. Therefore, instantaneous fluctuations in the tension of the material to be wound can be surely offset by these upper and lower weights and servo rolls.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show an embodiment in which the winding device according to the present invention is applied to a winding device for a foil material which is a thin sheet material made of non-ferrous metal.
As shown in FIG. 1, in this winding device, in order to alternately wind up foils (materials to be wound) 2 sent along a plurality of guide rolls (guide members) 1. Take-up drums 3a and 3b are arranged, and the take-up drums 3a and 3b are each provided with an AC servo motor 4 as a drive source. Further, outside the winding drums 3a and 3b, the outer diameter of the foil 2 to be wound is measured in a non-contact manner, and the peripheral speed of the foil 2 is kept constant at each outer diameter dimension via a control means (not shown). An ultrasonic sensor 5 for controlling the rotational speed of the AC servo motor is installed.
And between the said guide rolls 1 and 1, the weight roll 6 for applying fixed tension | tensile_strength to the foil 2 is arrange | positioned.
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 2, the weight roll 6 includes a roller arm 10 having a base end pivotally attached to a rotation shaft 1 a of one guide roll 1, and a distal end portion of the roller arm 10. And a servo roll 11 that contacts one side of the foil 2 that is fed downward in an inclined state, and is fixed to the base end of the roller arm 10 so as to be integrated with the roller arm 10. And a weight mounting arm 12 extending in a direction opposite to the inclination direction of the roller arm 11 with respect to the vertical line P, and an upper weight 13 provided on the weight mounting arm 12. And a lower weight 15 that is pivotably suspended via a lower arm 14 at a lower end portion of the weight mounting arm 12.
[0016]
Here, the weight mounting arm 12 has a male screw threaded on the outer peripheral portion thereof, and a plurality (two in the figure) of the upper weights 13 are detachably screwed onto the male screw. Thereby, in the weight roll 6, according to the thickness dimension, feed speed, etc. of the foil 2, an appropriate number of upper weights 13 can be mounted, and the distance from the rotating shaft 1a can be freely adjusted. ing. An upper end portion of the lower arm 14 is pivotally attached to the upper weight 13 positioned below, and the lower weight 15 is suspended from the lower end portion of the lower arm 14. The lower weight 15 is also detachably screwed to a lower weight mounting arm 16 having a male screw threaded on the outer periphery, and the number and distance from the upper weight 13 can be adjusted freely. Yes.
[0017]
Further, a tension detector (detection means) 17 for detecting the tension of the foil 2 is disposed on the guide roll 1 on the rear stage side of the weight roll 6, and based on the detection signal from the tension detector 17, The AC servo motor 4 is controlled by the control means so as to keep the tension of the foil 2 constant.
Further, in the preceding stage of the winding device having the above-described configuration, the roll 19 is shown by an arrow in the figure while one material of the winding drum is wound and the material to be wound is cut and wound to another winding drum. An accumulator 20 that stores a certain length of the foil 2 continuously fed by moving in the direction is disposed.
[0018]
Next, the operation of the winding device having the above configuration will be described.
First, the foil 2 is wound around one winding drum 3b. At this time, since the outer diameter of the winding drum 3b gradually increases as the foil 2 is wound, the outer diameter is continuously measured by the ultrasonic sensor 5, and the foil 2 is measured at each outer diameter by the control means. The rotation of the AC servomotor 4 is controlled so that the peripheral speed of the motor is constant. In parallel with this, the AC servomotor 4 is controlled by a detection signal from a tension detector 17 provided on the guide roll 1 to keep the tension of the foil 2 constant.
[0019]
Further, in the weight roll 6, the horizontal component of the weight of the upper weight 13 disposed across the vertical line P and the horizontal component of the tension of the foil 2 acting on the servo roll 11 are suspended. In the state, the foil 2 is sent downward between the guide rollers 1. When the tension of the foil 2 is momentarily increased due to the above-described disturbance, the servo roll 11 is displaced toward the vertical line P against the upper weight 13, thereby causing excessive tension. Is alleviated. Conversely, when the tension of the foil 2 is momentarily reduced, the servo roll 11 is pressed to the foil 2 side by the weight of the upper weight 13, and as a result, the tension of the foil 2 increases and the fluctuation is absorbed. Is done.
[0020]
When the winding of the winding drum 3b is completed, first, the rotational speed of the AC servo motor 4 is decreased, the foil 2 is cut, and this cut end is wound on the other winding drum 3a. To do. At this time, the roll 19 of the accumulator 20 moves upward in the figure, and the foils 2 sequentially fed are temporarily stored between the rolls 19. Further, since the tension in the foil 2 becomes 0 by cutting the foil 2, the upper weight 13 rotates to the vertical line P as shown by the arrow in the figure, and as a result, the servo roll 11 rotates toward the foil 2 side. Moves and stops at the position indicated by the dotted line in the figure.
[0021]
Next, winding on the winding drum 3a is started. At this time, by rotating the AC servo motor 4 at a speed higher than the speed of the foil 2 that is originally fed, the foil 2 stored between the rolls 19 of the accumulator 20 is also taken up. Is lowered to the normal position and the surplus foil 2 is eliminated, then the speed is reduced to a normal speed for winding the foil 2. In parallel with this, the wound take-up drum 3b is removed, and a new take-up drum is prepared at the position.
In this way, by sequentially repeating the above steps, the foil 2 continuously fed is wound up alternately on the winding drums 3a and 3b without stopping.
[0022]
As described above, according to the winding device, since the AC servo motor 4 is used as a drive source for the winding drums 3a and 3b, the winding drums 3a and 3b can be freely rotated with high accuracy over a wide range. Can be changed. In addition, a weight roll 6 that applies a constant tension to the foil 2 is disposed between the guide rolls 1 so as to be able to advance and retreat with respect to the foil 2. Therefore, it is possible to eliminate fine disturbances that occur instantaneously, such as local tension changes based on the above, and fluctuations in mechanical rotational resistance in the guide roll 1. It is possible to reliably prevent the signal from being transmitted.
[0023]
As a result, only the change in tension based on the original speed change detected by the tension detector 17 disposed at the subsequent stage of the weight roll 6 is fed back to the AC servomotor 4. Combined with the good response in the case, the optimum tension and rotation speed are controlled, so that even when the speed is changed over a wide range, the foil 2 may sag, or conversely, a large tensile force acts. The winding can be performed smoothly and orderly without any trouble.
For this reason, it is possible to continuously wind the foil 2 around a plurality of winding drums 3a, 3b without stopping the feeding of the foil 2, and to further increase the feeding speed of the foil 2. Therefore, the efficiency of the winding operation can be greatly improved.
[0024]
Further, in the weight roll 6, the lower weight 15 is pivotally suspended from the lower end portion of the upper weight 13 via the lower arm 14, so that when the tension of the foil 2 momentarily increases or decreases, Since the reaction force generated by the inertia of the weight 15 can reduce the acceleration of the upper weight 13 and suppress an excessive response, instantaneous fluctuations in the tension of the foil 2 are caused by the instantaneous fluctuation of the upper and lower weights 13 and 15 and the servo roll. 11 can reliably cancel out.
Moreover, since the external thread is formed in the outer peripheral part of the weight attachment arm 12 and the lower weight attachment arm 16, and the several upper weight 13 and the lower weight 15 are detachably screwed in this external thread, the thickness dimension of the foil 2 is attached. According to the feed rate and the like, the optimal number of upper weights 13 and lower weights 15 and their axial positions can be freely adjusted to prevent disturbance.
[0025]
In the above-described embodiment, the case where the winding device according to the present invention is applied only to the winding device of the foil 2 has been described. However, the present invention is not limited to this, and other various film materials, etc. Even if it is applied to a winding device such as a thin sheet or a thin wire such as an electric wire, the same effect can be obtained.
Further, the guide member is not limited to the guide roll 1, and in the above-described embodiment, the weight mounting arm 12 of the weight roll 6 and the like can be rotated coaxially with the rotation axis 1a on the guide roll 1. However, the present invention is not limited to this, and a shaft member that rotatably supports the weight mounting arm 12 may be provided between the guide rolls 1.
Furthermore, in the above-described embodiment, only the case where the AC servo motor 4 is used as the drive source of the winding drums 3a and 3b has been described. However, another servo motor having excellent responsiveness such as a DC servo motor is used. The same can be applied to the case.
[0026]
As described above, according to the winding device according to claim 1 or 2, since the servo motor is used, the rotation of the winding drum can be freely changed with high accuracy over a wide range. The weight roll can eliminate the disturbance that occurs instantaneously on the material to be wound, so that the miscellaneous signal based on the disturbance is not transmitted to the servo motor, which is combined with the good response of the servo motor. , Optimal rotation speed control can be performed. As a result, the material to be wound can be continuously and smoothly wound around a plurality of winding drums without stopping the feeding of the material to be wound, and the feeding speed of the material to be wound is increased. It is also possible to improve the work efficiency.
[0027]
In particular, since the lower weight is pivotably suspended from the lower end of the weight mounting arm to which the upper weight is attached, the inertia of the upper weight reduces the acceleration of the upper weight and suppresses excessive rotation. Therefore, the effect that the instantaneous fluctuation of the tension of the material to be wound can be surely canceled by the upper and lower weights and the servo roll can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a winding device of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing the weight roll of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 Guide roll (guide member)
2 Foil (rolled material)
3a, 3b Winding drum 4 AC servo motor 6 Weight roll 10 Roller arm 11 Servo roll 12 Weight mounting arm 13 Upper weight 14 Lower arm 15 Lower weight 17 Tension detector (tension detection means)
P Vertical line

Claims (2)

  1. 複数の案内部材に沿って送られてくる被巻取材を巻き取る巻取ドラムと、この巻取ドラムを駆動するサーボモータと、上記案内部材間に上記被巻取材に対して進退自在に配設されて被巻取材に一定の張力を負荷するウエイトロールと、このウエイトロールの後段側に配設されて上記被巻取材の張力を検出するテンション検出手段と、このテンション検出手段からの検出信号に基づいて上記被巻取材の張力を一定にすべく上記サーボモータを制御する制御手段とを備えてなり、かつ上記ウエイトロールは、下方に向けて送られてくる上記被巻取材の一側に回動自在に設けられたローラアームと、このローラアームの先端に回転自在に設けられ、鉛直線に対して傾斜した状態で上記被巻取材に当接するサーボロールと、上記ローラアームの基端部に固定され、上記鉛直線に対して当該ローラアームの傾斜方向と逆の方向に延びるウエイト取付アームと、このウエイト取付アームに設けられた上部ウエイトと、この上部ウエイトまたは上記ウエイト取付アームに回動自在に垂設された下部ウエイトとを備えていることを特徴とする巻取装置。 A winding drum for winding the material to be wound that is sent along a plurality of guide members, a servo motor that drives the winding drum, and a guide member that is disposed between the guide members so as to be movable forward and backward. A weight roll for applying a constant tension to the material to be wound, a tension detection means for detecting the tension of the material to be wound disposed on the rear side of the weight roll, and a detection signal from the tension detection means. And a control means for controlling the servo motor to keep the tension of the material to be wound constant, and the weight roll is rotated to one side of the material to be wound which is sent downward. A roller arm that is movably provided, a servo roll that is rotatably provided at the tip of the roller arm and in contact with the material to be wound in a state inclined with respect to a vertical line, and a base end portion of the roller arm A weight mounting arm that is fixed and extends in a direction opposite to the inclination direction of the roller arm with respect to the vertical line, an upper weight provided on the weight mounting arm, and the upper weight or the weight mounting arm is rotatable. And a lower weight suspended from the winding device.
  2. 上記巻取ドラムは、複数設けられていることを特徴とする請求項1に記載の巻取装置。  The winding device according to claim 1, wherein a plurality of the winding drums are provided.
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