JP5523533B2 - Feedback control system and feedback control method for powder clutch and brake - Google Patents
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Description
この発明は、モータ等の負荷試験におけるトルク制御や、紙、フィルム、糸、ワイヤ等の長尺材の巻出し部、巻取り部または中間部における材料の張力制御に使用されるパウダクラッチ・ブレーキのフィードバック制御システムおよびフィードバック制御方法に関する。 The present invention relates to a powder clutch / brake used for torque control in a load test of a motor or the like, and for tension control of a material in a winding portion, winding portion or intermediate portion of a long material such as paper, film, thread, and wire. The present invention relates to a feedback control system and a feedback control method.
パウダクラッチ・ブレーキは、トルクの伝達にパウダ（磁性鉄粉）を使用するもので、流体クラッチの滑らかさ、摩擦板式クラッチの連結時の高能率等の長所を兼ね備えている（例えば、非特許文献１参照）。 Powder clutches and brakes use powder (magnetic iron powder) for torque transmission, and have advantages such as smoothness of fluid clutches and high efficiency when connecting friction plate clutches (for example, non-patent literature) 1).
例えば、モータ等の負荷試験に使用される、パウダブレーキとパウダクラッチ・ブレーキ用制御装置とを用いたトルクフィードバック制御システムにおいては、所望の伝達トルクを発生させることが求められる。そこで、パウダブレーキの伝達トルクをトルクセンサで実測し、実測した伝達トルクに基づいて、パウダクラッチ・ブレーキ用制御装置が、伝達トルクが目標トルクに近づくように、パウダブレーキの励磁コイルに流れる電流を増減させることでトルクを補正している。 For example, a torque feedback control system using a powder brake and a powder clutch / brake control device used for a load test of a motor or the like is required to generate a desired transmission torque. Therefore, the transmission torque of the powder brake is measured with a torque sensor, and based on the measured transmission torque, the powder clutch / brake control device determines the current flowing through the excitation coil of the powder brake so that the transmission torque approaches the target torque. The torque is corrected by increasing or decreasing.
また、印刷機やスリッター等に適用される、パウダブレーキと張力検出器とパウダクラッチ・ブレーキ用制御装置とを用いた張力フィードバック制御システムにおいては、製品の加工や仕上がりの関係で、材料の張力を一定に制御することが求められる。そこで、材料の張力を張力検出器で実測し、実測した張力に基づいて、パウダクラッチ・ブレーキ用制御装置が、張力が一定（目標張力）となるように、パウダブレーキの励磁コイルに流れる電流を増減させることでトルクを制御している。 In a tension feedback control system using a powder brake, tension detector, and powder clutch / brake control device, which is applied to printing presses and slitters, etc., the tension of the material is controlled in relation to the processing and finishing of the product. A constant control is required. Therefore, the tension of the material is measured with a tension detector, and based on the measured tension, the powder clutch / brake control device determines the current flowing through the excitation coil of the powder brake so that the tension is constant (target tension). The torque is controlled by increasing or decreasing.
このようなパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システムでは、伝達トルクまたは張力の実測値に基づいて、パウダクラッチ・ブレーキ用制御装置が、目標トルクまたは目標張力に近づくように、パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクを補正している。そのため、パウダクラッチ・ブレーキのトルク変動を補正することができる。 In such a powder clutch / brake feedback control system, the powder clutch / brake transmission torque is adjusted so that the powder clutch / brake control device approaches the target torque or target tension based on the measured value of the transmission torque or tension. Is corrected. Therefore, the torque fluctuation of the powder clutch / brake can be corrected.
ここで、パウダクラッチ・ブレーキの寿命を左右する要素として、パウダの酸化が挙げられる。パウダは、長時間使用すると摩擦により酸化し、それに伴って徐々にパウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクが劣化する。 Here, the oxidation of the powder can be cited as an element that affects the life of the powder clutch / brake. When the powder is used for a long time, it is oxidized by friction, and accordingly, the transmission torque of the powder clutch / brake gradually deteriorates.
そこで、パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクの劣化を考慮して、パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクは、工場出荷時には、定格電流印加時に定格トルクよりも例えば約３０％程度高いトルクを発生するように設定されており、パウダクラッチ・ブレーキの寿命は、定格電流印加時に定格トルクまで伝達トルクが劣化するまでの時間として、例えば約５０００〜８０００時間と定義されている。 Therefore, considering the deterioration of the transmission torque of the powder clutch / brake, the transmission torque of the powder clutch / brake is set to generate about 30% higher than the rated torque when the rated current is applied at the time of shipment from the factory. The life of the powder clutch / brake is defined as, for example, about 5000 to 8000 hours as the time until the transmission torque deteriorates to the rated torque when the rated current is applied.
しかしながら、ここで定義されている寿命に至るまでの時間は、パウダクラッチ・ブレーキの形名毎に定義された、許容発熱量の上限付近となる状態で連続的に使用された最も厳しい使用条件の場合のものである。そのため、実際には、伝達トルクや回転速度といった使用条件により寿命が大きく変化し、条件によっては、寿命を延ばすことが可能である。 However, the time until the end of the life defined here is that of the severest operating conditions that are continuously used in the state near the upper limit of the allowable heat generation amount defined for each model of the powder clutch and brake. Is the case. Therefore, in practice, the life varies greatly depending on usage conditions such as transmission torque and rotation speed, and depending on the conditions, the life can be extended.
また、定格トルク未満の伝達トルクで使用される場合には、定格電流印加時の伝達トルクが定格トルクを下回っても継続して使用することが可能なので、実使用上の寿命は、さらに延びることとなる。 In addition, when used with a transmission torque less than the rated torque, it can be used continuously even if the transmission torque when the rated current is applied falls below the rated torque. It becomes.
なお、パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクが徐々に劣化して、上述した目標トルクまたは目標張力を発生させることができない状況になると、パウダクラッチ・ブレーキ用制御装置でトルクを補正することが困難となり、伝達トルクまたは張力は、目標トルクまたは目標張力を下回ることになる。すなわち、パウダクラッチ・ブレーキは、寿命と判断され、オーバーホールや交換が必要となる。 If the transmission torque of the powder clutch / brake gradually deteriorates and the target torque or target tension cannot be generated, it becomes difficult to correct the torque with the powder clutch / brake control device. The transmission torque or tension will be lower than the target torque or target tension. In other words, the powder clutch / brake is judged to have a life and needs to be overhauled or replaced.
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
上述したように、パウダクラッチ・ブレーキの寿命は、使用条件等によって大きく変化するので、上記のフィードバック制御システムにおけるパウダクラッチ・ブレーキの寿命は、予測が困難である。
However, the prior art has the following problems.
As described above, since the life of the powder clutch / brake varies greatly depending on the use conditions and the like, the life of the powder clutch / brake in the feedback control system is difficult to predict.
すなわち、パウダクラッチ・ブレーキのオーバーホールや交換を行う時期の判断が困難であるという問題があった。そのため、パウダクラッチ・ブレーキが運転途中で故障し、生産に支障が生じる可能性があるので、ユーザは、製品の生産に支障が出ないように、パウダクラッチ・ブレーキの予備品を事前に準備しておく場合もあった。 That is, there is a problem that it is difficult to determine when to overhaul or replace the powder clutch / brake. As a result, powder clutches and brakes may break down during operation, resulting in production problems. Users should prepare powder clutches and brake spare parts in advance so as not to interfere with product production. There was also a case.
この問題の解決策として、パウダクラッチ・ブレーキの寿命を演算により予測することが考えられる。しかしながら、パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクの劣化は、運転時間に比例して直線的に推移するものではない。また、パウダクラッチ・ブレーキは、トルクサイズや構造等により、それぞれ形名が付けられているが、この形名毎に伝達トルクの劣化の推移がやや異なる傾向にある。したがって、パウダクラッチ・ブレーキの寿命を演算により簡単に予測することは、困難であるという問題がある。 As a solution to this problem, it is conceivable to predict the life of the powder clutch and brake by calculation. However, the deterioration of the transmission torque of the powder clutch / brake does not change linearly in proportion to the operation time. In addition, powder clutches and brakes are given model names depending on the torque size, structure, etc., but the transition of deterioration in transmission torque tends to be slightly different for each model name. Therefore, there is a problem that it is difficult to easily predict the life of the powder clutch and brake by calculation.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、パウダクラッチ・ブレーキの寿命を予測することにより、パウダクラッチ・ブレーキのオーバーホールや交換を行う時期を明確にし、メンテナンス性を向上させることができるパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システムおよびフィードバック制御方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems.By predicting the life of the powder clutch / brake, the timing for overhauling or replacing the powder clutch / brake is clarified, and maintenance performance is improved. It is an object of the present invention to obtain a feedback control system and a feedback control method for powder clutches and brakes that can be improved.
この発明に係るパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システムは、パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクを取得するトルク取得部と、パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクが目標トルクとなるように、パウダクラッチ・ブレーキの励磁コイルに流れる電流を電流指令値として指令する電流指令部と、パウダクラッチ・ブレーキの形名を識別する形名識別部と、識別されたパウダクラッチ・ブレーキの形名に基づいて抽出された、事前に取得されたトルク劣化データおよび標準トルク特性データと、目標トルクの最大値として設定される値を、パウダクラッチ・ブレーキを寿命と判定する寿命判定値として設定する寿命判定値設定部と、パウダクラッチ・ブレーキの積算運転時間を計測する時間計測部と、伝達トルク、電流指令値、トルク劣化データ、標準トルク特性データ、寿命判定値および積算運転時間に基づいて、伝達トルクが寿命判定値まで劣化するまでの時間を、パウダクラッチ・ブレーキの残寿命として演算する寿命演算部とを備え、トルク劣化データは、パウダクラッチ・ブレーキの運転時間と伝達トルクとの関係を示し、標準トルク特性データは、パウダクラッチ・ブレーキの励磁電流と伝達トルクとの関係を示し、寿命演算部は、標準トルク特性データにおける、パウダクラッチ・ブレーキの定格トルクに対する電流指令値に応じた検出トルクの比率を、伝達トルクに掛けて定格電流時のトルクを演算し、パウダクラッチ・ブレーキの初回運転時の定格電流時のトルクと、パウダクラッチ・ブレーキの今回運転時の定格電流時のトルクとの差をとって定格電流時のトルク劣化差分を算出し、トルク劣化差分とトルク劣化データとに基づいて、トルク劣化差分を補正するためのトルク劣化換算係数を演算し、トルク劣化データにおいて、伝達トルクが寿命判定値まで劣化するまでの時間に、トルク劣化換算係数を掛けて換算後寿命判定時間を算出し、積算運転時間から換算後寿命判定時間を引いてパウダクラッチ・ブレーキの残寿命を演算するものである。 The powder clutch / brake feedback control system according to the present invention includes a torque acquisition unit that acquires the transmission torque of the powder clutch / brake, and excitation of the powder clutch / brake so that the transmission torque of the powder clutch / brake becomes a target torque. A current command unit that commands the current flowing through the coil as a current command value, a model name identifying unit that identifies the model name of the powder clutch / brake, A life judgment value setting unit for setting the torque deterioration data and standard torque characteristic data acquired in the above and a value set as the maximum value of the target torque as a life judgment value for judging the powder clutch / brake as a life, and a powder clutch・ Time measuring unit that measures the total operating time of the brake, transmission torque, current command A life calculator that calculates the time until the transmission torque deteriorates to the life judgment value as the remaining life of the powder clutch / brake based on the torque deterioration data, standard torque characteristic data, life judgment value, and accumulated operation time. The torque deterioration data shows the relationship between the operating time of the powder clutch / brake and the transmission torque, the standard torque characteristic data shows the relationship between the excitation current of the powder clutch / brake and the transmission torque, Calculate the torque at the rated current by multiplying the ratio of the detected torque according to the current command value with respect to the rated torque of the powder clutch / brake in the standard torque characteristic data to the transmission torque, and the rating at the initial operation of the powder clutch / brake Take the difference between the torque at the current and the torque at the rated current during the current operation of the powder clutch / brake. Calculate the torque deterioration difference at the rated current, calculate the torque deterioration conversion coefficient for correcting the torque deterioration difference based on the torque deterioration difference and the torque deterioration data, and the transfer torque is the life judgment value in the torque deterioration data. The converted life determination time is calculated by multiplying the time until deterioration by a torque deterioration conversion coefficient, and the remaining life of the powder clutch / brake is calculated by subtracting the converted life determination time from the integrated operation time .
また、この発明に係るパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御方法は、パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクを取得するトルク取得ステップと、パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクが目標トルクとなるように、パウダクラッチ・ブレーキの励磁コイルに流れる電流を電流指令値として指令する電流指令ステップと、パウダクラッチ・ブレーキの形名を識別する形名識別ステップと、識別されたパウダクラッチ・ブレーキの形名に基づいて、事前に取得されたトルク劣化データおよび標準トルク特性データを抽出する抽出ステップと、目標トルクの最大値として設定される値を、パウダクラッチ・ブレーキを寿命と判定する寿命判定値として設定する寿命判定値設定ステップと、パウダクラッチ・ブレーキの積算運転時間を計測する時間計測ステップと、伝達トルク、電流指令値、トルク劣化データ、標準トルク特性データ、寿命判定値および積算運転時間に基づいて、伝達トルクが寿命判定値まで劣化するまでの時間を、パウダクラッチ・ブレーキの残寿命として演算する寿命演算ステップとを有し、トルク劣化データは、パウダクラッチ・ブレーキの運転時間と伝達トルクとの関係を示し、標準トルク特性データは、パウダクラッチ・ブレーキの励磁電流と伝達トルクとの関係を示し、寿命演算ステップは、標準トルク特性データにおける、パウダクラッチ・ブレーキの定格トルクに対する電流指令値に応じた検出トルクの比率を、伝達トルクに掛けて定格電流時のトルクを演算し、パウダクラッチ・ブレーキの初回運転時の定格電流時のトルクと、パウダクラッチ・ブレーキの今回運転時の定格電流時のトルクとの差をとって定格電流時のトルク劣化差分を算出し、トルク劣化差分とトルク劣化データとに基づいて、トルク劣化差分を補正するためのトルク劣化換算係数を演算し、トルク劣化データにおいて、伝達トルクが寿命判定値まで劣化するまでの時間に、トルク劣化換算係数を掛けて換算後寿命判定時間を算出し、積算運転時間から換算後寿命判定時間を引いてパウダクラッチ・ブレーキの残寿命を演算するものである。 The powder clutch / brake feedback control method according to the present invention includes a torque acquisition step of acquiring a transmission torque of the powder clutch / brake, and a powder clutch / brake so that the transmission torque of the powder clutch / brake becomes a target torque. Based on the current command step for commanding the current flowing through the exciting coil as a current command value, the model name identifying step for identifying the model name of the powder clutch / brake, and the model name of the identified powder clutch / brake An extraction step for extracting the acquired torque deterioration data and standard torque characteristic data, and a life judgment value setting step for setting a value set as the maximum value of the target torque as a life judgment value for judging the powder clutch / brake as a life And measure the cumulative operating time of powder clutches and brakes Based on the time measurement step and the transmission torque, current command value, torque deterioration data, standard torque characteristic data, life judgment value, and accumulated operation time, possess a life calculation step of calculating a remaining life of the brake, the torque degradation data indicates the relationship between the operating time of the powder clutch and brake and transmission torque, the standard torque characteristic data, and the excitation current of the powder clutch and brake The life calculation step shows the relationship with the transmission torque.The standard torque characteristic data shows the ratio of the detected torque corresponding to the current command value to the rated torque of the powder clutch / brake multiplied by the transmission torque to obtain the torque at the rated current. Calculate the torque at the rated current during the initial operation of the powder clutch and brake, and the powder clutch.・ Torque for calculating the torque deterioration difference at the rated current by taking the difference from the torque at the rated current during the current operation of the brake, and correcting the torque deterioration difference based on the torque deterioration difference and the torque deterioration data Calculate the deterioration conversion coefficient, calculate the converted life determination time by multiplying the time until the transmission torque deteriorates to the life judgment value in the torque deterioration data by the torque deterioration conversion coefficient, and determine the converted life from the integrated operation time. The remaining life of the powder clutch and brake is calculated by subtracting time .
この発明に係るパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システムおよびフィードバック制御方法によれば、寿命演算部（ステップ）は、パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルク、パウダクラッチ・ブレーキへの電流指令値、パウダクラッチ・ブレーキの形名に基づいて抽出される事前に取得されたトルク劣化データおよび標準トルク特性データ、パウダクラッチ・ブレーキを寿命と判定する寿命判定値、並びにパウダクラッチ・ブレーキの積算運転時間に基づいて、伝達トルクが寿命判定値まで劣化するまでの時間を、パウダクラッチ・ブレーキの残寿命として演算する。
そのため、パウダクラッチ・ブレーキの寿命を予測することにより、パウダクラッチ・ブレーキのオーバーホールや交換を行う時期を明確にし、メンテナンス性を向上させることができる。
According to the powder clutch / brake feedback control system and the feedback control method according to the present invention, the life calculation unit (step) includes the transmission torque of the powder clutch / brake, the current command value to the powder clutch / brake, the powder clutch / brake. Based on the previously acquired torque deterioration data and standard torque characteristic data extracted based on the model name, the life judgment value that determines the powder clutch / brake as the life, and the accumulated operation time of the powder clutch / brake The time until the torque deteriorates to the life judgment value is calculated as the remaining life of the powder clutch / brake.
Therefore, by predicting the life of the powder clutch / brake, it is possible to clarify the timing of overhauling or replacing the powder clutch / brake and improve the maintainability.
以下、この発明に係るパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システムおよびフィードバック制御方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a feedback control system and a feedback control method for a powder clutch / brake according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. I will explain.
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システムを示すブロック構成図である。図１において、パウダクラッチ・ブレーキ１の目標トルクは、トルク設定部２により、例えばユーザ等が設定する。パウダクラッチ・ブレーキ１の伝達トルクは、トルク検出部３により検出される。ここで、トルク検出部３の具体的な検出方法として、上述したトルクセンサ等が挙げられる。
1 is a block diagram showing a powder clutch / brake feedback control system according to
また、トルク検出部３で検出されたトルク検出値と、トルク設定部２で設定された目標トルクとに基づいて、電流指令部１１は、パウダクラッチ・ブレーキ１の励磁コイルに流れる電流を指令し（電流指令値）、パウダクラッチ・ブレーキ１の伝達トルクを制御している。
Further, based on the detected torque value detected by the
形名識別部４は、使用するパウダクラッチ・ブレーキ１の形名を識別する。具体的には、ユーザが使用するパウダクラッチ・ブレーキ１の形名を直接入力する方法や、パウダクラッチ・ブレーキ１に付与されたＱＲコード（登録商標）、バーコード、電子タグ等を、ユーザがコードリーダや携帯電話を使用して読み込む方法等がある。
The model
また、形名識別部４で識別された形名に基づいて、使用するパウダクラッチ・ブレーキ１の形名に対応したトルク劣化データ１２および標準トルク特性データ１３が抽出される。パウダクラッチ・ブレーキ１の形名毎に事前に取得されたトルク劣化データ１２および標準トルク特性データ１３は、パウダクラッチ・ブレーキ用制御装置１０内や外部に保管されたデータベースから読み込んだり、ユーザがパウダクラッチ・ブレーキ用制御装置１０に直接入力したりする等の方法で抽出される。
Further, based on the model name identified by the model
なお、トルク劣化データ１２は、図２に示されるような、パウダクラッチ・ブレーキ１のトルク劣化推移の代表例を示すグラフである。図２から、トルク劣化推移の傾向は、時間に比例して直線的に低下するものではなく、またパウダクラッチ・ブレーキ１の形名毎にやや異なる傾向を示していることがわかる。
The
また、標準トルク特性データ１３は、図３に示されるような、パウダクラッチ・ブレーキ１の励磁電流と伝達トルクとの関係を示すグラフである。パウダクラッチ・ブレーキ１の形名毎に、それぞれ標準トルク特性データ１３が存在する。なお、パウダクラッチ・ブレーキ１の標準トルク特性については、特許第３２９７２１９号公報に詳述されている。
The standard
寿命判定値設定部５は、パウダクラッチ・ブレーキ１を寿命と判定する寿命判定値を設定する。なお、寿命判定値とは、パウダクラッチ・ブレーキ１が設置された機械を使用するユーザが、トルク設定部２で設定する可能性のある目標トルクの最大値を指している。また、時間計測部１４は、パウダクラッチ・ブレーキ１の積算運転時間を計測する。
The life determination value setting unit 5 sets a life determination value for determining the powder clutch /
寿命演算部１５は、トルク検出部３で検出されたトルク検出値、電流指令部１１で指令する電流指令値、パウダクラッチ・ブレーキ１の形名から抽出されたトルク劣化データ１２および標準トルク特性データ１３、寿命判定値設定部５で設定された寿命判定値並びに時間計測部１４で計測されたパウダクラッチ・ブレーキ１の積算運転時間に基づいて、寿命判定値まで伝達トルクが劣化するまでの時間、すなわちパウダクラッチ・ブレーキ１の残寿命を演算する。
The
以下、図４〜１１を参照しながら、寿命演算部１５によるパウダクラッチ・ブレーキ１の残寿命の具体的な演算手順について説明する。まず、機械にパウダクラッチ・ブレーキ１が設置された後、初めて機械を運転する場合には、図４のフローチャートに示された処理が行われる。
Hereinafter, a specific calculation procedure of the remaining life of the powder clutch /
図４において、まず、運転開始前に、初回運転準備が行われる（ステップＳ１０１）。ここで、初回運転準備は、図５のフローチャートに示されている。図５において、はじめに、形名識別部４により使用するパウダクラッチ・ブレーキ１の形名が識別される（ステップＳ２０１）。
In FIG. 4, first, preparation for the first operation is performed before the operation is started (step S101). Here, the initial operation preparation is shown in the flowchart of FIG. In FIG. 5, first, the model name of the powder clutch /
続いて、使用するパウダクラッチ・ブレーキ１の形名に対応したトルク劣化データ１２が抽出され（ステップＳ２０２）、寿命判定値設定部５により寿命判定値が設定される（ステップＳ２０３）。
Subsequently,
次に、抽出されたトルク劣化データ１２と、寿命判定値設定部５で設定された寿命判定値とに基づいて、伝達トルクが寿命判定値に至るまでの時間が演算され（ステップＳ２０４）、図５の処理が終了する。
Next, based on the extracted
具体的には、図６に示されるような、使用するパウダクラッチ・ブレーキ１の形名に対応したトルク劣化データのグラフにおいて、伝達トルクが寿命判定値と交わる点を読み取り、その時間を寿命判定時間と定義する。これは、トルク劣化データにおいて、寿命判定値までトルクが劣化するまでの時間を示したものである。
Specifically, in the graph of torque deterioration data corresponding to the model name of the powder clutch /
図４に戻って、上記のような手順で初回運転準備が行われた後、時間計測部１４により計測されたパウダクラッチ・ブレーキ１の積算運転時間がリセットされる（ステップＳ１０２）。
Returning to FIG. 4, after the initial operation preparation is performed according to the above procedure, the accumulated operation time of the powder clutch /
続いて、定格電流時のトルク演算が行われる（ステップＳ１０３）。具体的には、定格電流時のトルク演算は、実際に機械の初回運転が開始され、運転開始後にトルク検出部３で検出されたトルク検出値と、電流指令部１１で指令された電流指令値とに基づいて、トルク検出値を定格電流時のトルクに換算するものである。
Subsequently, torque calculation at the rated current is performed (step S103). Specifically, the torque calculation at the rated current is performed by actually starting the first operation of the machine, the detected torque value detected by the
ここで、トルク検出値を定格電流時のトルクに換算する具体的な手順は、図７のフローチャートに示されている。図７において、はじめに、トルク検出部３により伝達トルクが検出され（ステップＳ３０１）、同時に電流指令部１１で指令された現在の電流指令値が検出される（ステップＳ３０２）。
Here, a specific procedure for converting the detected torque value into the torque at the rated current is shown in the flowchart of FIG. In FIG. 7, first, the transmission torque is detected by the torque detector 3 (step S301), and at the same time, the current current command value commanded by the
次に、形名識別部４で識別されたパウダクラッチ・ブレーキ１の形名に基づいて、使用するパウダクラッチ・ブレーキ１の形名に対応した標準トルク特性データ１３が抽出される（ステップＳ３０３）。
Next, based on the model name of the powder clutch /
続いて、抽出された標準トルク特性データ１３と、トルク検出部３で検出されたトルク検出値と、電流指令部１１で指令された電流指令値とに基づいて、トルク検出値を定格電流時のトルクに換算し（ステップＳ３０４）、図７の処理が終了する。
Subsequently, based on the extracted standard
ここで、上述した図３を参照しながら、具体的な換算方法について説明する。図３に示したグラフは、パウダクラッチ・ブレーキ１の標準トルク特性データで、励磁電流に対応した伝達トルクをプロットしたものである。
Here, a specific conversion method will be described with reference to FIG. 3 described above. The graph shown in FIG. 3 is a standard torque characteristic data of the powder clutch /
図３において、定格電流値を１００％とし、そのときの伝達トルク、すなわち定格トルクを１００％とすると、電流指令部１１で実際に指令された電流指令値と定格電流値との比率を求めることにより、定格電流に対する電流指令値の比率（図３ではＡＡ％）を求めることができる。
In FIG. 3, when the rated current value is 100% and the transmission torque at that time, that is, the rated torque is 100%, the ratio between the current command value actually commanded by the
また、その値を用いてグラフの縦軸に示される伝達トルクを読み取ると、電流と同様に、定格トルクに対するトルク検出値の比率（図３ではＢＢ％）を求めることができる。この比率を次式（１）に用いることにより、トルク検出値を定格電流時のトルクに換算することができる。 Further, when the transmission torque indicated on the vertical axis of the graph is read using the value, the ratio of the torque detection value to the rated torque (BB% in FIG. 3) can be obtained in the same manner as the current. By using this ratio in the following equation (1), the detected torque value can be converted into the torque at the rated current.
定格電流時のトルク＝トルク検出値×（１００／ＢＢ） （１） Torque at rated current = Torque detection value x (100 / BB) (1)
なお、式（１）で演算された定格電流時のトルクは、初回運転でのトルクとして、一時的に記憶され（ステップＳ１０４）、図４の処理が終了する。 Note that the torque at the rated current calculated by the equation (1) is temporarily stored as the torque in the first operation (step S104), and the process of FIG.
次に、２回目以降に機械を運転する場合には、図８のフローチャートに示された処理が行われる。図８において、まず、時間計測部１４により計測されたパウダクラッチ・ブレーキ１の積算運転時間が取得される（ステップＳ４０１）。
Next, when the machine is operated for the second time and thereafter, the processing shown in the flowchart of FIG. 8 is performed. In FIG. 8, first, the accumulated operation time of the powder clutch /
続いて、取得された積算運転時間に基づいて、寿命演算を行うタイミングであるか否かが判定される（ステップＳ４０２）。 Subsequently, based on the acquired accumulated operation time, it is determined whether or not it is time to perform life calculation (step S402).
ステップＳ４０２において、積算運転時間が短い場合には、パウダクラッチ・ブレーキ１のトルク劣化がほとんど進んでいないことがあり、ある程度積算運転時間が経過した後に寿命演算を行う方が、より寿命演算の精度を向上させることができるので、寿命演算を行うタイミングでない（すなわち、Ｎｏ）と判定して、図８の処理が終了する。
In step S402, when the accumulated operation time is short, the torque degradation of the powder clutch /
一方、ステップＳ４０２において、取得された積算運転時間から、寿命演算を行うタイミングである（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、上述した図７に示した手順で、トルク検出値を定格電流時のトルクに換算する（ステップＳ４０３）。なお、これは、初回運転時に行った定格電流時のトルク演算と同一の手法である。 On the other hand, if it is determined in step S402 that it is the timing for calculating the lifetime from the acquired accumulated operation time (that is, Yes), the torque detection value is converted to the rated current according to the procedure shown in FIG. The torque is converted into hour torque (step S403). This is the same method as the torque calculation at the rated current performed during the initial operation.
次に、定格電流時のトルクに換算されたトルク検出値と、ステップＳ４０１で取得された積算運転時間とを、トルク劣化測定値として記憶する必要があるか否かが判定される（ステップＳ４０４）。 Next, it is determined whether or not it is necessary to store the torque detection value converted into the torque at the rated current and the accumulated operation time acquired in step S401 as a torque deterioration measurement value (step S404). .
ステップＳ４０４において、トルク劣化測定値の記憶が必要である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、定格電流時のトルクに換算されたトルク検出値と、取得された積算運転時間とが、トルク劣化測定値として記憶される（ステップＳ４０５）。一方、ステップＳ４０４において、トルク劣化測定値の記憶が必要でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、そのままステップＳ４０６に移行する。 If it is determined in step S404 that the torque deterioration measurement value needs to be stored (that is, Yes), the torque detection value converted into the torque at the rated current and the acquired accumulated operation time are It is stored as a torque deterioration measurement value (step S405). On the other hand, if it is determined in step S404 that it is not necessary to store the torque deterioration measurement value (ie, No), the process directly proceeds to step S406.
このとき、実運転時のトルク劣化測定値を記憶しておけば、機械に設置されたパウダクラッチ・ブレーキ１の寿命がきて、パウダクラッチ・ブレーキ１のオーバーホールや交換を行い、機械を再運転する場合に、トルク劣化測定値を寿命演算に用いることができる。なお、トルク劣化測定値を記憶して、寿命演算に使用する場合については、後述する。
At this time, if the measured value of torque degradation during actual operation is stored, the life of the powder clutch /
続いて、寿命演算が行われて（ステップＳ４０６）、図８の処理が終了する。ここで、寿命演算は、図９のフローチャートに示されている。図９において、はじめに、初回運転時の定格電流時のトルクと今回の運転時の定格電流時のトルクとから、トルク劣化差分が演算される（ステップＳ５０１）。 Subsequently, life calculation is performed (step S406), and the process of FIG. Here, the lifetime calculation is shown in the flowchart of FIG. In FIG. 9, first, a torque deterioration difference is calculated from the torque at the rated current at the first operation and the torque at the rated current at the current operation (step S501).
具体的には、図１０に示されるような、図４の手順で記憶した初回運転における定格電流時のトルクから、図８に示す２回目以降の運転時のある積算運転時間経過後の定格電流時のトルクへの推移を示したグラフにおいて、この２点におけるトルクの差が、実運転データでの積算運転時間における定格電流時のトルク劣化差分として算出される。 Specifically, as shown in FIG. 10, the rated current after a certain cumulative operation time has elapsed from the torque at the rated current in the first operation stored in the procedure of FIG. 4 in the second and subsequent operations shown in FIG. 8. In the graph showing the transition to the torque at the time, the difference between the torques at these two points is calculated as the torque deterioration difference at the rated current during the accumulated operation time in the actual operation data.
なお、図１０で示された実運転時におけるトルク劣化差分に基づいて、図６に示された、使用するパウダクラッチ・ブレーキ１の形名に対応したトルク劣化データのグラフに当てはめると、同じトルク劣化差分に至るまでにかかる時間を算出することができる。これをトルク劣化データでの運転時間と称する。
Note that, when applied to the graph of torque deterioration data corresponding to the model name of the powder clutch /
通常、図６に示すトルク劣化データと、図１０に示すトルク劣化測定値とでは、やや異なる推移を示すことがほとんどである。その差が生じる主な原因は、パウダクラッチ・ブレーキ１のトルク劣化データ測定時の運転条件と、実際の機械でパウダクラッチ・ブレーキ１が使用されるときの運転条件とに差がある、すなわちトルク劣化測定値を測定するときの運転条件に差があるためである。
Normally, the torque deterioration data shown in FIG. 6 and the torque deterioration measurement value shown in FIG. 10 usually show slightly different transitions. The main reason for the difference is that there is a difference between the operating conditions when measuring the torque degradation data of the powder clutch /
続いて、トルク劣化差分を補正するために用いられるトルク劣化換算係数が演算される（ステップＳ５０２）。具体的には、トルク劣化換算係数は、次式（２）を用いることにより、トルク劣化データでの運転時間と実運転データでの積算運転時間との比率が演算される。 Subsequently, a torque deterioration conversion coefficient used for correcting the torque deterioration difference is calculated (step S502). Specifically, as the torque deterioration conversion coefficient, the ratio between the operation time in the torque deterioration data and the accumulated operation time in the actual operation data is calculated by using the following equation (2).
トルク劣化換算係数＝実運転データでの積算運転時間／トルク劣化データでの運転時間
（２）
Torque deterioration conversion factor = integrated operation time with actual operation data / operation time with torque deterioration data
(2)
次に、式（２）で算出されたトルク劣化換算係数を、図６に示された寿命判定時間に乗算することで、図１１に示されるような、現在までのトルク劣化測定値を用いて、換算後寿命判定時間が算出される（ステップＳ５０３）。 Next, by multiplying the torque deterioration conversion coefficient calculated by the equation (2) by the life determination time shown in FIG. 6, using the torque deterioration measured values up to now as shown in FIG. The converted life determination time is calculated (step S503).
続いて、換算後寿命判定時間は、運転開始時からの時間を示しているので、現在の積算運転時間を基準としたパウダクラッチ・ブレーキ１の残寿命が、換算後寿命判定時間から積算運転時間を減算することによって算出され（ステップＳ５０４）、図９の処理が終了する。
Subsequently, since the converted life determination time indicates the time from the start of operation, the remaining life of the powder clutch /
このような手順で寿命演算部１５により算出された、パウダクラッチ・ブレーキ１の残寿命の演算結果は、表示部（図示せず）に表示したり、残寿命がある一定の時間を下回った場合に警告部（図示せず）により警告を発したりすることで、機械を使用するユーザへ知らされる。ユーザは、その情報に基づいて、パウダクラッチ・ブレーキ１のオーバーホールを行う準備をあらかじめ行ったり、新しいパウダクラッチ・ブレーキ１を準備したりすることが可能となる。
The calculation result of the remaining life of the powder clutch /
以上のように、実施の形態１によれば、寿命演算部は、パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルク、パウダクラッチ・ブレーキへの電流指令値、パウダクラッチ・ブレーキの形名に基づいて抽出される事前に取得されたトルク劣化データおよび標準トルク特性データ、パウダクラッチ・ブレーキを寿命と判定する寿命判定値、並びにパウダクラッチ・ブレーキの積算運転時間に基づいて、伝達トルクが寿命判定値まで劣化するまでの時間を、パウダクラッチ・ブレーキの残寿命として演算する。
そのため、パウダクラッチ・ブレーキの寿命を予測することにより、パウダクラッチ・ブレーキのオーバーホールや交換を行う時期を明確にし、メンテナンス性を向上させることができる。
As described above, according to the first embodiment, the life calculation unit is extracted in advance based on the transmission torque of the powder clutch / brake, the current command value to the powder clutch / brake, and the model name of the powder clutch / brake. Based on the torque deterioration data and standard torque characteristic data acquired in the above, the life judgment value for determining the powder clutch / brake as the life, and the accumulated operating time of the powder clutch / brake, the transmission torque is reduced to the life judgment value. The time is calculated as the remaining life of the powder clutch / brake.
Therefore, by predicting the life of the powder clutch / brake, it is possible to clarify the timing of overhauling or replacing the powder clutch / brake and improve the maintainability.
実施の形態２．
図１２は、この発明の実施の形態２に係るパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システムを示すブロック構成図である。ここでは、パウダクラッチ・ブレーキ１と、張力検出器と、パウダクラッチ・ブレーキ用制御装置１０Ａとを用いた張力フィードバック制御システムに、この発明を応用した場合の例を示している。
FIG. 12 is a block diagram showing a powder clutch / brake feedback control system according to
実際の張力フィードバック制御システムの例は、上述した構成と同様であり、具体的には、図１３に示されるような構成となる。図１３において、巻枠に設置されたパウダブレーキの伝達トルクは、材料を介して張力検出器により、張力として検出される。 An example of an actual tension feedback control system is similar to the above-described configuration, and specifically has a configuration as shown in FIG. In FIG. 13, the transmission torque of the powder brake installed on the reel is detected as tension by the tension detector through the material.
図１２において、パウダクラッチ・ブレーキ１の伝達トルクによって発生した材料の張力は、張力検出器等の張力検出部３１で検出される。また、材料の目標張力は、張力設定部３２により、例えばユーザ等が設定する。
In FIG. 12, the tension of the material generated by the transmission torque of the powder clutch /
また、張力検出部３１で検出された張力と、張力設定部３２で設定された目標張力とに基づいて、電流指令部１１Ａは、パウダクラッチ・ブレーキ１の励磁コイルに流れる電流を指令し（電流指令値）、パウダクラッチ・ブレーキ１の伝達トルクを制御している。
Further, based on the tension detected by the
なお、形名識別部４で識別したパウダクラッチ・ブレーキ１の形名を用いたトルク劣化データ１２および標準トルク特性データ１３の抽出は、上述した実施の形態１と同様の手順で行うので、説明を省略する。
The extraction of the
ここで、パウダクラッチ・ブレーキ１の伝達トルクと張力との関係は、図１４に示され、張力と巻径とから、図１４に示された式を用いて、伝達トルクを算出することができる。したがって、巻径検出部３３により、パウダクラッチ・ブレーキ１が設置された巻出し部、巻取り部または中間部における材料の巻径を検出し、張力検出部３１で張力を検出することで、トルク演算部１６において、伝達トルクを演算することができる。
Here, the relationship between the transmission torque and the tension of the powder clutch /
例えば、巻径検出部３３による巻径の主な検出方法としては、図１５に示されるような、材料に接触するロールの移動角をレバーの動きで検出し、巻径に比例した信号を得るタッチアーム（レバー）式がある。また、図１６に示されるような、超音波センサを用いて、反射で帰ってきた信号を読み取ることで巻径を得る超音波式や、図１７に示されるような、巻枠軸に設けられた近接スイッチにより検出された巻枠軸の回転速度と巻枠軸の初期径と材料厚みとに基づいて、巻径を演算する積算厚み方式等がある。
For example, as a main detection method of the winding diameter by the winding
図１２に戻って、最大巻径設定部３４は、パウダクラッチ・ブレーキ１が設置された巻出し部、巻取り部または中間部で使用する可能性のある材料の最大巻径を設定する。また、最大張力設定部３５は、ユーザ等が張力設定部３２で設定する可能性のある目標張力の最大値を設定する。
Returning to FIG. 12, the maximum winding
寿命判定値演算部１７は、最大巻径設定部３４で設定された最大巻径と、最大張力設定部３５で設定された最大目標張力とに基づいて、パウダクラッチ・ブレーキ１を寿命と判定する寿命判定値を設定する。具体的には、寿命判定値演算部１７は、図１４に示された伝達トルクと張力との関係式を用いて演算することができる。
The life determination
寿命演算部１５は、トルク演算部１６で演算されたトルク演算値、電流指令部１１Ａで指令する電流指令値、パウダクラッチ・ブレーキ１の形名から抽出されたトルク劣化データ１２および標準トルク特性データ１３、寿命判定値演算部１７で演算された寿命判定値並びに時間計測部１４で計測されたパウダクラッチ・ブレーキ１の積算運転時間に基づいて、寿命判定値まで伝達トルクが劣化するまでの時間、すなわちパウダクラッチ・ブレーキ１の残寿命を演算する。なお、具体的なパウダクラッチ・ブレーキ１の残寿命の演算手順は、上述した実施の形態１で同様の手順で行うので、説明を省略する。
The
以上のように、実施の形態２によれば、張力制御型のパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システムにおいても、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the second embodiment, the tension control type powder clutch / brake feedback control system can achieve the same effects as those of the first embodiment.
実施の形態３．
上記実施の形態１、２では、パウダクラッチ・ブレーキ１の各形名に対応づけられたトルク劣化データ１２を用いて、パウダクラッチ・ブレーキ１の残寿命を演算するものについて説明した。
In
これに対して、この実施の形態３では、パウダクラッチ・ブレーキ１の各形名に対応づけられたトルク劣化データ１２だけでなく、パウダクラッチ・ブレーキ１の運転負荷率に対応付けられたトルク劣化データを用いて、パウダクラッチ・ブレーキの残寿命を演算するものについて説明する。
On the other hand, in the third embodiment, not only the
パウダクラッチ・ブレーキ１の伝達トルクの劣化は、上述したように、伝達トルクや回転速度といった使用条件の影響を大きく受けるので、形名だけでなく、運転負荷率にも対応づけられたトルク劣化データを用いることで、パウダクラッチ・ブレーキ１の残寿命の演算精度をさらに向上させることができる。
As described above, the deterioration of the transmission torque of the powder clutch /
図１８は、この発明の実施の形態３に係るパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システムを示すブロック構成図である。図１８において、形名識別部４で識別されたパウダクラッチ・ブレーキ１の形名から、標準トルク特性データ１３および許容発熱量データ１８が抽出される。
FIG. 18 is a block diagram showing a powder clutch / brake feedback control system according to
なお、この実施の形態３で用いられるトルク劣化データ１２Ａは、パウダクラッチ・ブレーキ１の形名に加えて、運転負荷率（％）に対応付けられたトルク劣化データである。そのため、データの抽出には、形名識別部４で識別された形名に加えて、運転負荷率のパラメータが必要となる。
The torque deterioration data 12A used in the third embodiment is torque deterioration data associated with the driving load factor (%) in addition to the model name of the powder clutch /
パウダクラッチ・ブレーキ１の形名毎に事前に取得された標準トルク特性データ１３、許容発熱量データ１８、およびパウダクラッチ・ブレーキ１の形名および運転負荷率毎に事前に取得されたトルク劣化データ１２Ａは、上記実施の形態１と同様に、パウダクラッチ・ブレーキ用制御装置１０Ｂ内や外部に保管されたデータベースから読み込んだり、ユーザがパウダクラッチ・ブレーキ用制御装置１０Ｂに直接入力したりする等の方法で抽出される。
Standard torque
また、運転負荷率は、負荷率演算部１９により、発熱量演算部２０で演算された実際の発熱量と、抽出された許容発熱量データ１８と、入力回転速度検出部３６で検出されたパウダクラッチ・ブレーキ１の入力回転速度とに基づいて演算される。
The operating load factor is calculated by the load
ここで、許容発熱量データ１８は、図１９に示されるような、事前に取得されたパウダクラッチ・ブレーキ１の各形名に対応付けられた許容発熱量データの代表例を示すグラフである。図１９から、許容発熱量（Ｗ）は、その名の通り、パウダクラッチ・ブレーキ１が許容できる発熱量の上限であり、パウダクラッチ・ブレーキ１の入力回転速度に応じて変化する。パウダクラッチ・ブレーキ１の運転条件は、発熱量が許容発熱量を超えない範囲で設定される必要がある。
Here, the allowable heat
なお、パウダクラッチ・ブレーキ１の実際の発熱量は、発熱量演算部２０で演算される。また、パウダクラッチ・ブレーキ１の発熱量は、次式（３）を用いることにより、伝達トルクと、パウダクラッチ・ブレーキ１の入出力回転速度の差を表すスリップ回転速度とに基づいて、演算される。
The actual heat generation amount of the powder clutch /
Ｐ＝０．１０５×Ｔ×Ｎｒ （３） P = 0.105 × T × Nr (3)
式（３）において、Ｐは発熱量（Ｗ）を示し、Ｔは伝達トルク（Ｎｍ）を示し、Ｎｒはスリップ回転速度（ｒ／ｍｉｎ）を示している。 In Expression (3), P represents the heat generation amount (W), T represents the transmission torque (Nm), and Nr represents the slip rotation speed (r / min).
パウダクラッチ・ブレーキ１のスリップ回転速度は、上述したように、入出力回転速度の差を表すが、具体的には、回転速度センサ等である入力回転速度検出部３６で検出された入力回転速度と、同じく回転速度センサ等である出力回転速度検出部３７で検出された出力回転速度とに基づいて、スリップ回転速度演算部２１で演算される。なお、パウダブレーキの場合には、出力軸が存在しないので、入力回転速度がすなわちスリップ回転速度となる。
As described above, the slip rotation speed of the powder clutch /
寿命演算部１５は、トルク検出部３で検出されたトルク検出値、電流指令部１１で指令する電流指令値、パウダクラッチ・ブレーキ１の形名から抽出された標準トルク特性データ１３、パウダクラッチ・ブレーキ１の形名および運転負荷率から抽出されたトルク劣化データ１２Ａ、寿命判定値設定部５で設定された寿命判定値、並びに時間計測部１４で計測されたパウダクラッチ・ブレーキ１の積算運転時間に基づいて、寿命判定値まで伝達トルクが劣化するまでの時間、すなわちパウダクラッチ・ブレーキ１の残寿命を演算する。なお、具体的なパウダクラッチ・ブレーキ１の残寿命の演算手順は、上述した実施の形態１で同様の手順で行うので、説明を省略する。
The
ここで、負荷率演算部１９で演算された運転負荷率が１００％を超えた場合に、警告を発する警告部（図示せず）を備えることにより、パウダクラッチ・ブレーキ１の発熱量が許容発熱量を超えた際に警告を発し、パウダクラッチ・ブレーキ１の過負荷運転を防止することができる。
Here, when the driving load factor calculated by the load
以上のように、実施の形態３によれば、パウダクラッチ・ブレーキの負荷率を算出することができるとともに、負荷率が過負荷となった場合には、警報部を介して警報を発することができる。 As described above, according to the third embodiment, the load factor of the powder clutch / brake can be calculated, and when the load factor becomes overloaded, an alarm can be issued via the alarm unit. it can.
実施の形態４．
図２０は、この発明の実施の形態４に係るパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システムを示すブロック構成図である。図２０において、パウダクラッチ・ブレーキ用制御装置１０Ｃは、図１に示したパウダクラッチ・ブレーキ用制御装置１０に加えて、トルク劣化記憶部２２を備えている。
FIG. 20 is a block diagram showing a powder clutch / brake feedback control system according to
トルク劣化記憶部２２は、トルク検出部３で検出されたトルク検出値と、電流指令部１１で指令するパウダクラッチ・ブレーキ１の励磁コイルへの電流指令値と、時間計測部１４で計測されたパウダクラッチ・ブレーキ１の積算運転時間とを、トルク劣化測定値として随時記憶する。
The torque
トルク劣化記憶部２２への記憶方法としては、図４に示されたように、まず機械の初回運転時における定格電流時のトルクを記憶する。また、２回目以降は、図８に示されたように、トルク劣化測定値として記憶する必要があるか否かを判定し、必要な場合に、トルク劣化記憶部２２に記憶する。
As a storage method in the torque
トルク劣化記憶部２２に記憶された実運転におけるトルク劣化測定値は、例えば機械に設置されたパウダクラッチ・ブレーキ１の寿命がきて、パウダクラッチ・ブレーキ１のオーバーホールや交換を行い、機械を再運転する場合の寿命演算において、使用するパウダクラッチ・ブレーキ１の形名から抽出されたトルク劣化データ１２の代わりに用いることができる。
The measured torque deterioration value stored in the torque
ここで、トルク劣化測定値は、実際の機械の運転条件で取得されたパウダクラッチ・ブレーキのトルク劣化推移なので、使用するパウダクラッチ・ブレーキ１の形名から抽出したトルク劣化データ１２を用いた寿命演算に比べると、より残寿命の演算精度を向上させることができる。
Here, the measured value of torque deterioration is the transition of torque deterioration of the powder clutch / brake obtained under the actual machine operating conditions. Therefore, the service life using the
以上のように、実施の形態４によれば、トルク劣化データは、パウダクラッチ・ブレーキの形名毎や運転負荷率毎に事前に取得されたものを用いたり、パウダクラッチ・ブレーキ使用中のトルク劣化と積算運転時間の推移とを記憶したりすることにより、トルク劣化測定値としてトルク劣化データの代わりに用いることができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the torque deterioration data is obtained in advance for each type of powder clutch / brake and for each driving load factor, or the torque during use of the powder clutch / brake. By storing the deterioration and the transition of the accumulated operation time, the torque deterioration measurement value can be used instead of the torque deterioration data.
１ パウダクラッチ・ブレーキ、２ トルク設定部、３ トルク検出部、４ 形名識別部、５ 寿命判定値設定部、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ パウダクラッチ・ブレーキ用制御装置、１１、１１Ａ 電流指令部、１２、１２Ａ トルク劣化データ、１３ 標準トルク特性データ、１４ 時間計測部、１５ 寿命演算部、１６ トルク演算部、１７ 寿命判定値演算部、１８ 許容発熱量データ、１９ 負荷率演算部、２０ 発熱量演算部、２１ スリップ回転速度演算部、２２ トルク劣化記憶部、３１ 張力検出部、３２ 張力設定部、３３ 巻径検出部、３４ 最大巻径設定部、３５ 最大張力設定部、３６ 入力回転速度検出部、３７ 出力回転速度検出部。
1 Powder clutch and brake, 2 Torque setting unit, 3 Torque detection unit, 4 Model identification unit, 5 Life judgment value setting unit, 10, 10A, 10B, 10C Powder clutch / brake control device, 11 and 11A
Claims (8)
前記パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクが目標トルクとなるように、前記パウダクラッチ・ブレーキの励磁コイルに流れる電流を電流指令値として指令する電流指令部と、
前記パウダクラッチ・ブレーキの形名を識別する形名識別部と、
識別された前記パウダクラッチ・ブレーキの形名に基づいて抽出された、事前に取得されたトルク劣化データおよび標準トルク特性データと、
前記目標トルクの最大値として設定される値を、前記パウダクラッチ・ブレーキを寿命と判定する寿命判定値として設定する寿命判定値設定部と、
前記パウダクラッチ・ブレーキの積算運転時間を計測する時間計測部と、
前記伝達トルク、前記電流指令値、前記トルク劣化データ、前記標準トルク特性データ、前記寿命判定値および前記積算運転時間に基づいて、前記伝達トルクが前記寿命判定値まで劣化するまでの時間を、前記パウダクラッチ・ブレーキの残寿命として演算する寿命演算部と、
を備え、
前記トルク劣化データは、前記パウダクラッチ・ブレーキの運転時間と伝達トルクとの関係を示し、
前記標準トルク特性データは、前記パウダクラッチ・ブレーキの励磁電流と伝達トルクとの関係を示し、
前記寿命演算部は、
前記標準トルク特性データにおける、前記パウダクラッチ・ブレーキの定格トルクに対する前記電流指令値に応じた検出トルクの比率を、前記伝達トルクに掛けて定格電流時のトルクを演算し、
前記パウダクラッチ・ブレーキの初回運転時の前記定格電流時のトルクと、前記パウダクラッチ・ブレーキの今回運転時の前記定格電流時のトルクとの差をとって定格電流時のトルク劣化差分を算出し、
前記トルク劣化差分と前記トルク劣化データとに基づいて、前記トルク劣化差分を補正するためのトルク劣化換算係数を演算し、
前記トルク劣化データにおいて、前記伝達トルクが前記寿命判定値まで劣化するまでの時間に、前記トルク劣化換算係数を掛けて換算後寿命判定時間を算出し、
前記積算運転時間から前記換算後寿命判定時間を引いて前記パウダクラッチ・ブレーキの残寿命を演算する
ことを特徴とするパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システム。 A torque acquisition unit for acquiring the transmission torque of the powder clutch and brake;
A current command unit that commands the current flowing through the excitation coil of the powder clutch and brake as a current command value so that the transmission torque of the powder clutch and brake becomes a target torque;
A model name identifying unit for identifying the model name of the powder clutch and brake;
Pre-acquired torque deterioration data and standard torque characteristic data extracted based on the identified powder clutch / brake model name;
A life determination value setting unit for setting a value set as the maximum value of the target torque as a life determination value for determining the powder clutch and brake as a life;
A time measuring unit for measuring the cumulative operation time of the powder clutch and brake;
Based on the transmission torque, the current command value, the torque deterioration data, the standard torque characteristic data, the life determination value, and the accumulated operation time, a time until the transmission torque is deteriorated to the life determination value is Life calculation unit that calculates the remaining life of the powder clutch and brake,
Equipped with a,
The torque deterioration data indicates the relationship between the operating time of the powder clutch and brake and the transmission torque,
The standard torque characteristic data indicates the relationship between the excitation current and transmission torque of the powder clutch / brake,
The life calculation unit is
In the standard torque characteristic data, the ratio of the detected torque corresponding to the current command value to the rated torque of the powder clutch / brake is multiplied by the transmission torque to calculate the torque at the rated current,
The torque degradation difference at the rated current is calculated by taking the difference between the torque at the rated current during the initial operation of the powder clutch / brake and the torque at the rated current during the current operation of the powder clutch / brake. ,
Based on the torque deterioration difference and the torque deterioration data, a torque deterioration conversion coefficient for correcting the torque deterioration difference is calculated,
In the torque deterioration data, a time until the transmission torque deteriorates to the life determination value is multiplied by the torque deterioration conversion coefficient to calculate a converted life determination time,
A powder clutch / brake feedback control system, wherein the remaining life of the powder clutch / brake is calculated by subtracting the converted life determination time from the accumulated operation time .
前記パウダクラッチ・ブレーキの目標トルクを設定するトルク設定部と、をさらに備え、
前記トルク取得部は、前記トルク検出部であり、
前記電流指令部は、前記トルク検出部で検出された伝達トルクと、前記トルク設定部で設定された目標トルクとに基づいて、前記電流指令値を指令する
ことを特徴とする請求項１に記載のパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システム。 A torque detector for detecting transmission torque of the powder clutch and brake;
A torque setting unit for setting a target torque of the powder clutch and brake,
The torque acquisition unit is the torque detection unit,
The current command unit commands the current command value based on a transmission torque detected by the torque detection unit and a target torque set by the torque setting unit. Feedback control system for powder clutches and brakes.
前記パウダクラッチ・ブレーキが設置された巻出し部、巻取り部または中間部における前記材料の巻径を検出する巻径検出部と、
検出された前記張力および前記巻径に基づいて、前記パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクを演算するトルク演算部と、
前記材料の目標張力を設定する張力設定部と、
前記パウダクラッチ・ブレーキが設置された巻出し部、巻取り部または中間部における前記材料の最大巻径を設定する最大巻径設定部と、
前記パウダクラッチ・ブレーキが設置された巻出し部、巻取り部または中間部における前記材料の最大目標張力を設定する最大張力設定部と、
前記最大巻径および前記最大目標張力に基づいて、前記パウダクラッチ・ブレーキを寿命と判定する前記寿命判定値を演算する寿命判定値演算部と、をさらに備え、
前記トルク取得部は、前記トルク演算部であり、
前記電流指令部は、前記張力検出部で検出された張力および前記張力設定部で設定された目標張力に基づいて、前記パウダクラッチ・ブレーキが設置された巻出し部、巻取り部または中間部における前記パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクが目標トルクとなるように、前記電流指令値を指令し、
前記寿命判定値設定部は、前記寿命判定値演算部である
ことを特徴とする請求項１に記載のパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システム。 A tension detector that detects the tension of the material;
A winding diameter detecting section for detecting a winding diameter of the material in the unwinding section, the winding section or the intermediate section where the powder clutch / brake is installed;
A torque calculation unit for calculating a transmission torque of the powder clutch / brake based on the detected tension and the winding diameter;
A tension setting section for setting a target tension of the material;
A maximum winding diameter setting section for setting a maximum winding diameter of the material in the unwinding section, winding section or intermediate section where the powder clutch and brake are installed;
A maximum tension setting unit for setting a maximum target tension of the material in the unwinding unit, the winding unit or the intermediate unit in which the powder clutch and brake are installed;
A life determination value calculating unit that calculates the life determination value for determining the powder clutch and brake as a life based on the maximum winding diameter and the maximum target tension;
The torque acquisition unit is the torque calculation unit,
Based on the tension detected by the tension detection unit and the target tension set by the tension setting unit, the current command unit is provided at the unwinding unit, the winding unit or the intermediate unit where the powder clutch / brake is installed. The current command value is commanded so that the transmission torque of the powder clutch / brake becomes a target torque,
2. The powder clutch / brake feedback control system according to claim 1, wherein the life determination value setting unit is the life determination value calculation unit.
前記パウダクラッチ・ブレーキの出力回転速度を検出する出力回転速度検出部と、
前記入力回転速度と前記出力回転速度とからスリップ回転速度を演算するスリップ回転速度演算部と、
前記スリップ回転速度と前記トルク取得部で取得された伝達トルクとに基づいて、前記パウダクラッチ・ブレーキの発熱量を演算する発熱量演算部と、
前記形名識別部で識別された前記パウダクラッチ・ブレーキの形名に基づいて抽出された、事前に取得された前記パウダクラッチ・ブレーキの形名に対応付けられた許容発熱量データと、
前記入力回転速度と、前記発熱量と、前記許容発熱量データとに基づいて、前記パウダクラッチ・ブレーキの負荷率を演算する負荷率演算部と、をさらに備え、
前記形名識別部で識別された前記パウダクラッチ・ブレーキの形名と、前記負荷率演算部で演算された負荷率とに基づいて、事前に取得された前記パウダクラッチ・ブレーキの形名および負荷率に対応付けられたトルク劣化データが抽出される
ことを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システム。 An input rotational speed detector for detecting an input rotational speed of the powder clutch and brake;
An output rotation speed detector for detecting an output rotation speed of the powder clutch and brake;
A slip rotation speed calculation unit that calculates a slip rotation speed from the input rotation speed and the output rotation speed;
A calorific value calculation unit that calculates a calorific value of the powder clutch and brake based on the slip rotation speed and the transmission torque acquired by the torque acquisition unit;
Extracted based on the model name of the powder clutch / brake identified by the model name identifying unit, the allowable heat value data associated with the model name of the powder clutch / brake acquired in advance,
A load factor calculation unit that calculates a load factor of the powder clutch and brake based on the input rotation speed, the heat generation amount, and the allowable heat generation amount data;
Based on the model name of the powder clutch / brake identified by the model name identifying unit and the load factor calculated by the load factor calculating unit, the model name and load of the powder clutch / brake obtained in advance 4. The powder clutch / brake feedback control system according to claim 1, wherein torque deterioration data associated with a rate is extracted. 5.
ことを特徴とする請求項４に記載のパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システム。 A warning unit that warns that the heat generation amount of the powder clutch and brake exceeds the allowable heat generation amount when the load factor calculated by the load factor calculation unit exceeds 100%. 5. The feedback control system for a powder clutch / brake according to claim 4.
ことを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか１項に記載のパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システム。 Torque deterioration memory that stores the transmission torque acquired by the torque acquisition unit, the current command value commanded by the current command unit, and the accumulated operation time measured by the time measurement unit as torque degradation measurement values as needed The powder clutch / brake feedback control system according to any one of claims 1 to 5, further comprising: a section.
ことを特徴とする請求項６に記載のパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御システム。 7. The powder clutch / brake feedback according to claim 6, wherein the life calculation unit calculates a remaining life of the powder clutch / brake using a torque deterioration measurement value stored in the torque deterioration storage unit. Control system.
前記パウダクラッチ・ブレーキの伝達トルクが目標トルクとなるように、前記パウダクラッチ・ブレーキの励磁コイルに流れる電流を電流指令値として指令する電流指令ステップと、
前記パウダクラッチ・ブレーキの形名を識別する形名識別ステップと、
識別された前記パウダクラッチ・ブレーキの形名に基づいて、事前に取得されたトルク劣化データおよび標準トルク特性データを抽出する抽出ステップと、
前記目標トルクの最大値として設定される値を、前記パウダクラッチ・ブレーキを寿命と判定する寿命判定値として設定する寿命判定値設定ステップと、
前記パウダクラッチ・ブレーキの積算運転時間を計測する時間計測ステップと、
前記伝達トルク、前記電流指令値、前記トルク劣化データ、前記標準トルク特性データ、前記寿命判定値および前記積算運転時間に基づいて、前記伝達トルクが前記寿命判定値まで劣化するまでの時間を、前記パウダクラッチ・ブレーキの残寿命として演算する寿命演算ステップと、
を有し、
前記トルク劣化データは、前記パウダクラッチ・ブレーキの運転時間と伝達トルクとの関係を示し、
前記標準トルク特性データは、前記パウダクラッチ・ブレーキの励磁電流と伝達トルクとの関係を示し、
前記寿命演算ステップは、
前記標準トルク特性データにおける、前記パウダクラッチ・ブレーキの定格トルクに対する前記電流指令値に応じた検出トルクの比率を、前記伝達トルクに掛けて定格電流時のトルクを演算し、
前記パウダクラッチ・ブレーキの初回運転時の前記定格電流時のトルクと、前記パウダクラッチ・ブレーキの今回運転時の前記定格電流時のトルクとの差をとって定格電流時のトルク劣化差分を算出し、
前記トルク劣化差分と前記トルク劣化データとに基づいて、前記トルク劣化差分を補正するためのトルク劣化換算係数を演算し、
前記トルク劣化データにおいて、前記伝達トルクが前記寿命判定値まで劣化するまでの時間に、前記トルク劣化換算係数を掛けて換算後寿命判定時間を算出し、
前記積算運転時間から前記換算後寿命判定時間を引いて前記パウダクラッチ・ブレーキの残寿命を演算する
ことを特徴とするパウダクラッチ・ブレーキ用フィードバック制御方法。 A torque acquisition step of acquiring the transmission torque of the powder clutch and brake;
A current command step for commanding a current flowing through an excitation coil of the powder clutch / brake as a current command value so that a transmission torque of the powder clutch / brake becomes a target torque;
A model name identifying step for identifying a model name of the powder clutch and brake;
An extraction step for extracting torque deterioration data and standard torque characteristic data acquired in advance based on the identified powder clutch and brake model name;
A life judgment value setting step for setting a value set as the maximum value of the target torque as a life judgment value for judging the powder clutch / brake as a life;
A time measuring step for measuring an accumulated operation time of the powder clutch and brake;
Based on the transmission torque, the current command value, the torque deterioration data, the standard torque characteristic data, the life determination value, and the accumulated operation time, a time until the transmission torque is deteriorated to the life determination value is Life calculation step for calculating the remaining life of the powder clutch and brake,
I have a,
The torque deterioration data indicates the relationship between the operating time of the powder clutch and brake and the transmission torque,
The standard torque characteristic data indicates the relationship between the excitation current and transmission torque of the powder clutch / brake,
The life calculation step includes
In the standard torque characteristic data, the ratio of the detected torque corresponding to the current command value to the rated torque of the powder clutch / brake is multiplied by the transmission torque to calculate the torque at the rated current,
The torque degradation difference at the rated current is calculated by taking the difference between the torque at the rated current during the initial operation of the powder clutch / brake and the torque at the rated current during the current operation of the powder clutch / brake. ,
Based on the torque deterioration difference and the torque deterioration data, a torque deterioration conversion coefficient for correcting the torque deterioration difference is calculated,
In the torque deterioration data, a time until the transmission torque deteriorates to the life determination value is multiplied by the torque deterioration conversion coefficient to calculate a converted life determination time,
A powder clutch / brake feedback control method, wherein the remaining life of the powder clutch / brake is calculated by subtracting the converted life determination time from the accumulated operation time .
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