JP5776077B2

JP5776077B2 - Winding device

Info

Publication number: JP5776077B2
Application number: JP2013257179A
Authority: JP
Inventors: 亮森川; 高博西村; 富永　保昌; 保昌富永; 誠志沖廣; 巨橋本
Original assignee: Fuji Kikai Kogyo Co Ltd; Tokai University Educational Systems
Current assignee: Fuji Kikai Kogyo Co Ltd; Tokai University Educational Systems
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2033-12-12
Also published as: JP2015113209A

Description

本発明は、プラスチックフィルム等からなる長尺状のウェブを巻き取る巻取装置に関する。 The present invention relates to a winding device for winding a long web made of a plastic film or the like.

従来より、印刷機や塗工装置を用いて印刷や塗工を施したプラスチックフィルム等の長尺状のウェブは、巻取装置でロール状に巻き取られて巻取ロールとなって次工程に引き渡される。 Conventionally, a long web such as a plastic film that has been printed or coated using a printing machine or a coating device is wound into a roll by a winding device and becomes a winding roll for the next process. Delivered.

ところで、巻取ロールにシワや横すべり等の不具合が発生すると、その巻取ロールは次工程で使えなくなってしまう。巻取ロールに発生する不具合は、巻取ロール内部の応力状態が不適切になると発生することが知られ、これに対応するために、例えば、特許文献１の巻取装置では、巻取ロールの内部応力状態を定量的にモデル化し、この内部応力状態モデルに基づき、巻取軸でウェブを巻き取る際の巻取ロール内部の円周方向応力がゼロに近づくように、且つ、巻取ロールのウェブ層間にすべりが出始める摩擦力である臨界摩擦力にウェブ層間の摩擦力が近づくように演算することにより、ウェブの巻取予定長さが所定値の場合における最適な巻取条件を得ている。 By the way, when a problem such as wrinkles or side slip occurs in the winding roll, the winding roll cannot be used in the next process. In order to cope with the problem that occurs in the winding roll when the stress state inside the winding roll becomes inappropriate, for example, in the winding device of Patent Document 1, The internal stress state is quantitatively modeled, and based on this internal stress state model, the circumferential stress inside the winding roll when winding the web with the winding shaft approaches zero, and the winding roll By calculating so that the frictional force between the web layers approaches the critical frictional force, which is the frictional force at which slippage begins to occur between the web layers, the optimum winding condition is obtained when the expected length of web winding is a predetermined value. Yes.

特開２０１２−１８８２２１号公報JP 2012-188221 A

ところで、ウェブの巻取長さは巻取工程以外の様々な要因によって大きくばらつくことが一般的に知られている。 By the way, it is generally known that the winding length of the web varies greatly due to various factors other than the winding process.

しかし、特許文献１で得られる巻取条件は、ウェブの巻取予定長さを所定値に固定して演算したものであることから、ウェブの巻取長さがばらついて巻取予定長さより短くなった場合には、巻取張力が低過ぎてすべりが発生してしまう一方、ウェブの巻取長さがばらついて巻取予定長さより長くなった場合には、巻取張力が高くなり過ぎてシワが発生してしまう。 However, since the winding condition obtained in Patent Document 1 is calculated by fixing the web winding scheduled length to a predetermined value, the web winding length varies and is shorter than the scheduled winding length. In this case, the take-up tension is too low and slipping occurs, but when the web take-up length varies and becomes longer than the expected take-up length, the take-up tension becomes too high. Wrinkles will occur.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウェブの巻取長さが大きくばらついても、巻取時の不具合発生を抑制できる巻取装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to provide a winding device that can suppress the occurrence of problems during winding even if the winding length of the web varies greatly. There is.

上記の目的を達成するために、本発明は、巻取終了間際におけるウェブに加わる巻取張力の制御に工夫を凝らしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the invention has been devised to control the winding tension applied to the web just before the end of winding.

すなわち、第１の発明では、連続して搬送される長尺状のウェブを回転動作によりロール状に巻き取って巻取ロールにする巻取軸と、該巻取軸に駆動連結された駆動モータと、該駆動モータに接続され、上記巻取軸で上記ウェブを巻き取る際の巻取張力Ｔを上記巻取軸の径方向座標に関して表す張力関数Ｔ＝ｆ（ｘ）（ｘは巻取長さ）で制御するよう上記駆動モータに作動信号を出力する制御手段とを備え、該制御手段は、上記巻取ロール内部の接線方向応力σ_θ、ウェブ層間における摩擦力Ｆ及びすべりが生じ始める臨界摩擦力Ｆ_ｃｒを少なくともパラメータとする目的関数と、上記ウェブの巻取予定長さが所定値Ｌで、且つ、上記巻取ロール内部の接線方向応力σ_θがゼロ以上であるとともに上記摩擦力Ｆが上記臨界摩擦力Ｆ_ｃｒ以上となるよう上記目的関数を制約する制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である接線方向応力σ_θがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Ｆが臨界摩擦力Ｆ_ｃｒに近づくよう演算して得た張力関数をＴ_ａ＝ｇ（ｘ）（ｘは巻取長さ）とし、ウェブの巻取長さのばらつきの最小値をＬ_ｍｉｎ、最大値をＬ_ｍａｘとすると、上記張力関数Ｔ＝ｆ（ｘ）のＬ _ｍｉｎ ≦ｘ＜Ｌ _ｍａｘの区間が、張力関数Ｔ＝ｆ（Ｌ _ｍｉｎ）の一定の値となるように、且つ、ｆ（Ｌ_ｍｉｎ）＞ｇ（Ｌ_ｍｉｎ）、ｆ（Ｌ_ｍａｘ）＜ｇ（Ｌ）を満たすよう上記駆動モータに作動信号を出力することを特徴とする。 That is, according to the first aspect of the present invention, a winding shaft that winds a long web that is continuously conveyed into a winding roll by a rotating operation and a driving motor that is drivingly connected to the winding shaft. And a tension function T = f (x) (x is a winding length) representing a winding tension T when the web is wound by the winding shaft with respect to the radial coordinate of the winding shaft. And a control means for outputting an operation signal to the drive motor so as to be controlled by the control device, and the control means is a critical force in the tangential direction σ _θ inside the take-up roll, the friction force F between the web layers, and the criticality at which slip occurs. The objective function having at least the friction force F _cr as a parameter, the expected winding length of the web is a predetermined value L, the tangential stress σ _θ inside the winding roll is zero or more, and the friction force F Is greater than the above critical frictional force F _cr Based on the constraint function that constrains the objective function, the tangential stress σ _{θ as the} objective function approaches zero under the setting conditions of the constraint function, and the friction force F becomes the critical friction force F _cr . When the tension function obtained by calculating to be close is T _a = g (x) (x is the winding length), the minimum value of the web winding length variation is L _min , and the maximum value is L _max , The section of the tension function T = f (x) where L _min ≦ x <L _max is a constant value of the tension function T = f (L _min ), and f (L _min )> g (L _min ), f (L _max ) <g (L), an operation signal is output to the drive motor.

第２の発明では、第１の発明において、上記張力関数Ｔ＝ｆ（ｘ）のｘ＜Ｌ_ｍｉｎの区間は、上記目的関数と、上記ウェブの巻取予定長さを所定値Ｌ_ｍｉｎとした上記制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である接線方向応力σ_θがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Ｆが臨界摩擦力Ｆ_ｃｒに近づくよう演算して得た張力関数であることを特徴とする。 In a second invention, in the first invention, in the section of the tension function T = f (x), x <L _min , the objective function and the expected winding length of the web are set to a predetermined value L _min . Based on the constraint function, and obtained by calculating so that the tangential stress σ _{θ as the} objective function approaches zero and the friction force F approaches the critical friction force F _cr under the setting conditions of the constraint function It is a tension function.

第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記最小値Ｌ_ｍｉｎは、上記所定値Ｌの−１０％の値であり、上記最大値Ｌ_ｍａｘは、上記所定値Ｌの＋１０％の値であることを特徴とする。 In a third invention, in the first or second invention, the minimum value L _min is a value of −10% of the predetermined value L, and the maximum value L _max is + 10% of the predetermined value L. It is a value.

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、上記ウェブを切断する切断手段を備え、上記巻取軸は、複数設けられ、上記駆動モータは、複数設けられて上記各巻取軸にそれぞれ駆動連結され、上記制御手段は、上記切断手段にも接続され、上記ウェブを上記各巻取軸のうちの１つに巻き取る終了間際には、次にウェブを巻き取る未巻取の巻取軸を回転させる駆動モータに当該未巻取の巻取軸を回転させるように作動信号に出力し、且つ、上記未巻取の巻取軸と巻取中の巻取軸との間のウェブ搬送方向上流側で上記ウェブを切断するように上記切断手段に作動信号を出力し、上記未巻取の巻取軸でウェブを巻き取り始める直前に、上記未巻取の巻取軸を回転させる駆動モータに上記ウェブの巻取開始時の巻取張力Ｔが張力関数Ｔ＝ｆ（０）の値になるように作動信号を出力することを特徴とする。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, a cutting means for cutting the web is provided, a plurality of the winding shafts are provided, a plurality of the driving motors are provided, and each of the windings is provided. Drive-coupled to each take-up shaft, the control means is also connected to the cutting means, and at the end of winding the web onto one of the take-up shafts, the unwinding is then taken up. The drive motor for rotating the take-up shaft outputs an operation signal so as to rotate the unwinded take-up shaft, and between the unwinded take-up shaft and the take-up shaft being wound. The operation signal is output to the cutting means so as to cut the web upstream in the web conveyance direction, and the unwinding take-up shaft is turned immediately before the web is started to be taken up by the unwinding take-up shaft. The winding tension T at the start of winding the web is the tension And outputs an actuation signal such that a value of T = f (0).

第５の発明では、第４の発明において、上記張力関数Ｔ＝ｆ（Ｌ_ｍｉｎ）＝ｆ（０）であることを特徴とする。 According to a fifth aspect , in the fourth aspect , the tension function T = f (L _min ) = f (0).

第１の発明では、巻取予定長さより実際のウェブの巻取長さが長くなっても、巻取終了間際において巻取ロールの最外層付近におけるウェブ層間に働く摩擦力が高くなり過ぎないので、巻取ロールの最外層付近における接線方向応力が負に転じ難くなり、シワの発生を抑制することができる。一方、巻取予定長さより実際のウェブの巻取長さが短くなっても、巻取終了間際において巻取ロールの最外層付近におけるウェブ層間に働く摩擦力が低くなり過ぎないので、巻取ロールの最外層付近における摩擦力が臨界摩擦力を下回り難くなり、ウェブのすべりの発生を抑制することができる。このように、ウェブの巻取長さが大きくばらついても、シワやすべりといった巻取時の不具合発生を抑制することができる。 In the first invention, even if the actual web winding length is longer than the expected winding length, the frictional force acting between the web layers in the vicinity of the outermost layer of the winding roll does not become too high at the end of winding. The tangential stress in the vicinity of the outermost layer of the winding roll becomes difficult to turn negative, and the generation of wrinkles can be suppressed. On the other hand, even if the actual web winding length is shorter than the expected winding length, the frictional force acting between the web layers in the vicinity of the outermost layer of the winding roll does not become too low immediately before the winding is completed. The frictional force in the vicinity of the outermost layer is less than the critical frictional force, and the occurrence of web slip can be suppressed. Thus, even if the winding length of the web varies greatly, it is possible to suppress the occurrence of problems such as wrinkling and slipping during winding.

第２の発明では、ウェブを巻き取る際、巻取開始から巻取終了間際までの区間において巻取ロールのウェブ層間における接線方向応力がゼロ以上に維持されるとともに、ウェブ層間における摩擦力が臨界摩擦力以上に維持されるようになるので、巻取ロールの中途部におけるシワやすべりの発生を抑制することができる。 In the second invention, when winding the web, the tangential stress between the web layers of the winding roll is maintained at zero or more in the section from the start of winding to the end of winding, and the frictional force between the web layers is critical. Since it becomes more than a frictional force, generation | occurrence | production of the wrinkle and slip in the middle part of a winding roll can be suppressed.

第３の発明では、塗工や印刷の業界では、例えば、２０００ｍｍの巻取予定長さに対して実際の巻取長さが１８００ｍｍ〜２２００ｍｍ程度ばらつくが、このように巻取予定長さに対して実際の巻取長さが±１０％ばらついてもシワやすべりといった巻取時の不具合発生を抑制することができる。 In the third invention, in the coating and printing industries, for example, the actual winding length varies from about 1800 mm to 2200 mm with respect to the planned winding length of 2000 mm. Even when the actual winding length varies by ± 10%, it is possible to suppress the occurrence of problems such as wrinkling and slipping.

第４の発明では、２つの巻取軸間において、ウェブの搬送を止めることなくウェブの移行を行うことができる装置においても、各巻取軸で巻き取られた巻取ロールにシワやすべりといった巻取時の不具合を発生しないようにできる。 In the fourth aspect of the invention, even in an apparatus capable of transferring the web between the two winding shafts without stopping the conveyance of the web, winding such as wrinkles and slips on the winding roll wound around each winding shaft. It is possible to prevent troubles when taking.

また、巻取終了間際におけるウェブに加わる巻取張力が一定になるので、巻取軸間のウェブの移行時（ウェブ切断時）において、ウェブを案内するガイドローラの撓み量の変化が小さくなり、巻取終了間際のウェブの搬送経路が変化し難くなることで巻取不良の発生を抑制することができる。 In addition , since the winding tension applied to the web just before the end of winding is constant, the change in the amount of deflection of the guide roller that guides the web is small during the transition of the web between the winding shafts (when the web is cut), The occurrence of winding failure can be suppressed by making it difficult for the web conveyance path to change immediately before the winding is finished.

第５の発明では、巻取軸間のウェブの移行時（ウェブ切断時）におけるウェブを案内するガイドローラの撓み量の変化が第４の発明に比べてさらに小さくなるので、ウェブ移行時にウェブの搬送経路が大きく変化して巻取不良が引き起こされるといったことを確実に防止することができる。 In the fifth invention, the change in the deflection amount of the guide roller for guiding the web at the time of web transition between the winding shafts (at the time of web cutting) is further smaller than that of the fourth invention. It is possible to reliably prevent the conveyance path from changing greatly and causing a winding failure.

本発明の実施形態に係る巻取装置の概略正面図である。1 is a schematic front view of a winding device according to an embodiment of the present invention. ウェブを巻取中の巻取軸から未巻取の巻取軸へ移行する直前の状態を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the state just before transfering from the winding axis | shaft which is winding a web to the winding axis | shaft which is not winding. ウェブを巻取中の巻取軸から未巻取の巻取軸へ移行した直後の状態を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the state immediately after transfering from the winding axis | shaft which is winding a web to the unwinding winding axis | shaft. 巻き取り始めた巻取軸の位置を変更している状態を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the state which has changed the position of the winding axis | shaft which started winding. 巻取装置の巻取時におけるウェブの巻取長さと巻取張力との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the winding length of the web at the time of winding of a winding apparatus, and winding tension | tensile_strength. 従来の巻取張力の制御方法でウェブを巻き取る際に取得した各種データであり、（ａ）は、巻取径と巻取張力との関係を、（ｂ）は、巻取径と接線方向応力との関係を、（ｃ）は、巻取径とウェブ層間の摩擦力との関係を示した図である。Various data acquired when the web is wound by the conventional winding tension control method, (a) shows the relationship between the winding diameter and the winding tension, and (b) shows the winding diameter and the tangential direction. (C) is a diagram showing the relationship between the winding diameter and the frictional force between the web layers. 本発明の巻取張力の制御方法でウェブを巻き取る際に取得した各種データであり、（ａ）は、巻取径と巻取張力との関係を、（ｂ）は、巻取径と接線方向応力との関係を、（ｃ）は、巻取径とウェブ層間の摩擦力との関係を示した図である。It is various data acquired when winding a web with the winding tension control method of the present invention, (a) shows the relationship between winding diameter and winding tension, and (b) shows winding diameter and tangent. (C) is the figure which showed the relationship between a winding diameter and the frictional force between web layers, and the relationship with directional stress. ウェブの巻取予定長さに対する実際の巻取長さの変化の割合と発生頻度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the ratio of the change of actual winding length with respect to the winding length of web, and generation frequency.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is merely exemplary in nature.

図１乃至図４は、本発明の実施形態に係る巻取装置１を示す。該巻取装置１は、所謂ターレット式巻取装置と呼ばれるものであり、図示しない印刷機で印刷が施された薄くて柔らかい長尺状のプラスチックフィルムからなるウェブＷをロール状に巻き取って巻取ロール１１にするものである。尚、図１乃至図４は、本発明の巻取装置１の各構成が見え易くなるように描いている。 1 to 4 show a winding device 1 according to an embodiment of the present invention. The winding device 1 is a so-called turret type winding device, and rolls a web W made of a thin and soft long plastic film printed by a printing machine (not shown) in a roll shape. This is the take roll 11. 1 to 4 are drawn so that each configuration of the winding device 1 of the present invention can be easily seen.

上記ウェブＷの巻取長さは、上記巻取装置１の生産ライン上流側に位置する工程の様々な要因によって大きくばらつくのが一般的に知られ、巻取予定長さを所定値Ｌとすると、図８に示すように、上記ウェブ長さにおけるばらつきの最小値Ｌ_ｍｉｎは、上記所定値Ｌの−１０％の値であり、ばらつきの最大値Ｌ_ｍａｘは、上記所定値Ｌの＋１０％の値である。 It is generally known that the winding length of the web W varies greatly due to various factors in the process located upstream of the production line of the winding device 1, and the scheduled winding length is a predetermined value L. As shown in FIG. 8, the minimum value L _min of variation in the web length is −10% of the predetermined value L, and the maximum value L _{max of} variation is + 10% of the predetermined value L. Value.

上記巻取装置１は、回転方向に等間隔に位置する４つのアーム部２１ａ〜２１ｄを有する略十字形状の回転体２を備え、該回転体２は、水平方向に所定の間隔をあけて対向するように一対設けられている。 The winding device 1 includes a substantially cross-shaped rotating body 2 having four arm portions 21a to 21d positioned at equal intervals in the rotational direction, and the rotating body 2 is opposed to the horizontal direction with a predetermined interval. A pair is provided.

一方の回転体２中央には、第１駆動モータ３が駆動連結され、上記両回転体２は、上記第１駆動モータ３の回転駆動により、正面視で時計回りに回転するようになっている。 A first drive motor 3 is drivingly connected to the center of one rotary body 2, and both the rotary bodies 2 are rotated clockwise in front view by the rotational drive of the first drive motor 3. .

上記各アーム部２１ａの先端間及び上記各アーム部２１ｃの先端間には、それぞれ巻取軸２２が回転可能に軸支され、上記各アーム部２１ｂの先端間及び上記各アーム部２１ｄの先端間には、それぞれガイドローラＧ１が回転可能に軸支されている。 A winding shaft 22 is rotatably supported between the tip ends of the arm portions 21a and between the tip ends of the arm portions 21c, and between the tip ends of the arm portions 21b and the tip ends of the arm portions 21d. Each of them is rotatably supported by a guide roller G1.

上記各巻取軸２２には、それぞれ第２駆動モータ４が駆動連結され、該各第２駆動モータ４の回転駆動により、上記各巻取軸２２は、正面視で時計回りに回転するようになっている。 A second drive motor 4 is drivingly connected to each take-up shaft 22, and each take-up shaft 22 is rotated clockwise in front view by the rotational drive of each second drive motor 4. Yes.

上記第１駆動モータ３の一側方下部（図１の紙面右側下部）には、上記回転体２から離れるにつれて上方に位置するように傾斜して延びる略Ｌ字状の装置固定側フレームＦが位置し、該装置固定側フレームＦの回転体２側には、上記ウェブＷを案内可能なガイドローラＧ２が回転可能に軸支されている。 A substantially L-shaped device fixing side frame F extending obliquely so as to be positioned upward as it moves away from the rotating body 2 is located at one side lower portion (lower right side in FIG. 1) of the first drive motor 3. A guide roller G2 that is positioned and capable of guiding the web W is rotatably supported on the rotating body 2 side of the apparatus fixing side frame F.

また、上記第１駆動モータ３の一側方には、上記ガイドローラＧ２から離間した位置に上記ウェブＷを案内可能なガイドローラＧ３が設けられ、上記ウェブＷは、上記ガイドローラＧ３及びガイドローラＧ２に順に案内されながら上記第１駆動モータ３の一側方に位置する巻取軸２２の下方を搬送され、下側に位置するガイドローラＧ１によって略Ｖ字状に折り返されるとともに、上記第１駆動モータ３の他側方に位置する巻取軸２２に向かって搬送されて当該巻取軸２２に巻き取られるようになっている。 A guide roller G3 capable of guiding the web W is provided on one side of the first drive motor 3 at a position spaced from the guide roller G2, and the web W includes the guide roller G3 and the guide roller. While being guided in order by G2, the sheet is conveyed below the winding shaft 22 located on one side of the first drive motor 3, and is folded back into a substantially V shape by a guide roller G1 located on the lower side. It is conveyed toward the take-up shaft 22 located on the other side of the drive motor 3 and is taken up by the take-up shaft 22.

上記装置固定側フレームＦの上記ガイドローラＧ２近傍には、上記ウェブＷを切断する切断装置５（切断手段）が配設されている。 A cutting device 5 (cutting means) for cutting the web W is disposed in the vicinity of the guide roller G2 of the device fixing side frame F.

該切断装置５は、上端が上記装置固定側フレームＦに回動可能に軸支された切断フレーム５ａを備え、該切断フレーム５ａは、水平方向に所定の間隔をあけて対向するように一対設けられている。 The cutting device 5 includes a cutting frame 5a whose upper end is pivotally supported by the device fixing side frame F, and a pair of the cutting frames 5a are provided so as to face each other at a predetermined interval in the horizontal direction. It has been.

上記両切断フレーム５ａの下端間には、刃部５ｂが設けられ、図２に示すように、上記両切断フレーム５ａが上方に回動することにより、上記刃部５ｂで搬送中のウェブＷを幅方向に切断するようになっている。 A blade portion 5b is provided between the lower ends of both the cutting frames 5a. As shown in FIG. 2, the cutting frames 5a rotate upward to move the web W being conveyed by the blade portions 5b. It is designed to cut in the width direction.

上記装置固定側フレームＦの反回転体２側には、一端が上記装置固定側フレームＦに回動可能に軸支された回動フレーム６が水平方向に所定の間隔をあけて一対設けられ、上記両回動フレーム６は、上記回転体２に近づくにつれて下方に位置するように傾斜して延びている。 A pair of rotating frames 6 whose one ends are pivotally supported by the apparatus fixing side frame F so as to be rotatable are provided on the counter rotating body 2 side of the apparatus fixing side frame F with a predetermined interval in the horizontal direction. Both the rotating frames 6 are inclined and extended so as to be positioned downward as the rotating body 2 is approached.

上記両回動フレーム６の他端間には、押付ローラ７が正面視で反時計回りに回転可能に軸支され、該押付ローラ７と上記回動フレーム６とで押付機構８を構成している。 A pressing roller 7 is pivotally supported between the other ends of the rotating frames 6 so as to be able to rotate counterclockwise when viewed from the front. The pressing roller 7 and the rotating frame 6 constitute a pressing mechanism 8. Yes.

上記押付ローラ７は、上記両回動フレーム６が上方に回動することにより、搬送中のウェブＷを上記第１駆動モータ３の一側方に位置する巻取軸２２に押し付けるようになっている。 The pressing roller 7 presses the web W being conveyed against the winding shaft 22 located on one side of the first drive motor 3 by rotating both the rotating frames 6 upward. Yes.

上記第１駆動モータ３の一側方に位置する巻取軸２２上方には、噴霧状の水を下方に吹き出して上記巻取軸２２外周面に水を付着させる水付着装置９が配設されている。 Above the take-up shaft 22 located on one side of the first drive motor 3, a water adhering device 9 that blows spray-like water downward and attaches water to the outer peripheral surface of the take-up shaft 22 is disposed. ing.

上記第１駆動モータ３、各第２駆動モータ４、上記切断装置５、上記押付機構８及び上記水付着装置９には、制御装置（制御手段）１０が接続されている。 A control device (control means) 10 is connected to the first drive motor 3, each second drive motor 4, the cutting device 5, the pressing mechanism 8, and the water adhesion device 9.

該制御装置１０は、上記ウェブＷを上記第１駆動モータ３の他側方に位置する巻取軸２２で巻き取る際、当該巻取軸２２を回転させる第２駆動モータ４に、図５に示すように、上記巻取軸２２で上記ウェブＷを巻き取る際の巻取張力Ｔを上記巻取軸２２の径方向座標に関して表す張力関数Ｔ＝ｆ（ｘ）（ｘは巻取長さ）で制御するよう作動信号を出力している（図５に実線で示す）。 When the web W is taken up by the take-up shaft 22 located on the other side of the first drive motor 3, the control device 10 causes the second drive motor 4 that rotates the take-up shaft 22 to rotate as shown in FIG. As shown, a tension function T = f (x) (x is a winding length) representing a winding tension T when the web W is wound around the winding shaft 22 with respect to the radial coordinate of the winding shaft 22. The operation signal is output so as to be controlled (shown by a solid line in FIG. 5).

上記制御装置１０は、上記巻取ロール内部の接線方向応力σ_θ、ウェブＷ層間における摩擦力Ｆ及びすべりが生じ始める臨界摩擦力Ｆ_ｃｒを少なくともパラメータとする目的関数と、上記ウェブＷの巻取予定長さが所定値Ｌで、且つ、上記巻取ロール内部の接線方向応力σ_θがゼロ以上であるとともに上記摩擦力Ｆが上記臨界摩擦力Ｆ_ｃｒ以上となるよう上記目的関数を制約する制約関数とに基づき、該制約関数の条件下で上記目的関数である接線方向応力σ_θがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Ｆが臨界摩擦力Ｆ_ｃｒに近づくよう演算した張力関数をＴ_ａ＝ｇ（ｘ）（ｘは巻取長さ）とすると（図５に破線で示す）、ｆ（Ｌ_ｍｉｎ）＞ｇ（Ｌ_ｍｉｎ）、ｆ（Ｌ_ｍａｘ）＜ｇ（Ｌ）を満たすよう上記第２駆動モータ４に作動信号を出力するようになっている。 The control device 10 includes a tangential stress σ _θ inside the winding roll, a frictional force F between the web W layers, and a critical frictional force _{Fcr at} which slip starts to occur, and an objective function having at least parameters, and the winding of the web W Constraint that restricts the objective function so that the expected length is a predetermined value L, the tangential stress σ _θ inside the winding roll is zero or more, and the friction force F is not less than the critical friction force F _cr. Based on the function, the tension function calculated so that the tangential stress σ _{θ as the} objective function approaches zero under the condition of the constraint function and the frictional force F approaches the critical frictional force F _cr is expressed as T _a = Assuming that g (x) (x is the winding length) (indicated by a broken line in FIG. 5), the above-mentioned values are satisfied so that f (L _min )> g (L _min ), f (L _max ) <g (L) 2 Actuation signal output to drive motor 4 It has become to so that.

上記張力関数Ｔ＝ｆ（ｘ）についてさらに詳述すると、上記Ｔ＝ｆ（ｘ）のｘ＜Ｌ_ｍｉｎは、上記目的関数と、上記ウェブＷの巻取予定長さを所定値Ｌ_ｍｉｎとした上記制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である円周方向応力σ_θがゼロに近づくように、且つ、摩擦力Ｆが臨界摩擦力Ｆ_ｃｒに近づくように演算して得た張力関数となっている。 The tension function T = f (x) will be described in further detail. X <L _min of the T = f (x) is the objective function and the expected winding length of the web W is set to a predetermined value L _min . Based on the constraint function, calculation is performed so that the circumferential stress σ _{θ as the} objective function approaches zero and the friction force F approaches the critical friction force F _cr under the setting conditions of the constraint function. This is the tension function obtained.

尚、上述の巻取張力Ｔ、Ｔ_ａの張力関数は、例えば、特開２０１２−４６２６１号公報に開示されている数式を用いて演算されている。 Incidentally, the above-mentioned winding tension T, the tension function of _{T a,} for example, is calculated using the formula disclosed in JP-A-2012-46261.

また、上記Ｔ＝ｆ（ｘ）のＬ_ｍｉｎ≦ｘ＜Ｌ_ｍａｘの区間は、Ｔ＝ｆ（Ｌ_ｍｉｎ）の一定の値となっている。 Further, the interval of L _min ≦ x <L _max of T = f (x) is a constant value of T = f (L _min ).

そして、上記制御装置１０は、上記巻取中の巻取軸２２がウェブＷをロール状に所定量巻き取って巻取終了間近になると、図２に示すように、上記第１駆動モータ３の一側方に位置する未巻取の巻取軸２２を回転させる第２駆動モータ４に当該未巻取の巻取軸２２を回転させるように作動信号を出力するとともに、上記水付着装置９から噴霧状の水を吹き出して上記未巻取の巻取軸２２外周面に水が付着するように水付着装置９に作動信号を出力し、且つ、上記回動フレーム６を回動させて上記押付ローラ７で搬送中のウェブＷを未巻取の巻取軸２２外周面に押し付けるように上記押付機構８に作動信号を出力するようになっている。 Then, when the winding shaft 22 during winding winds up the web W in a roll shape and approaches the end of winding, the control device 10, as shown in FIG. An operation signal is output to the second drive motor 4 for rotating the unwinding winding shaft 22 located on one side so as to rotate the unwinding winding shaft 22, and from the water adhering device 9. An operation signal is output to the water adhering device 9 so that the sprayed water is blown out and water adheres to the outer peripheral surface of the unwound take-up shaft 22, and the rotating frame 6 is rotated to perform the pressing. An operation signal is output to the pressing mechanism 8 so that the web W being conveyed by the roller 7 is pressed against the outer peripheral surface of the winding shaft 22 that has not been wound.

さらに、上記制御装置１０は、上記押付ローラ７で搬送中のウェブＷを未巻取の巻取軸２２外周面に押し付けた状態で、上記未巻取の巻取軸２２と巻取中の巻取軸２２との間のウェブ搬送方向上流側で上記切断フレーム５ａを回動させて上記刃部５ｂにより上記ウェブＷを切断するように上記切断装置５に作動信号を出力するとともに、上記未巻取の巻取軸２２を回転させる第２駆動モータ４に上記ウェブＷの巻取開始時の巻取張力Ｔが張力関数Ｔ＝ｆ（０）の値になるように作動信号を出力するようになっている。 Further, the control device 10 presses the web W being conveyed by the pressing roller 7 against the outer circumferential surface of the unwinding winding shaft 22 and the winding shaft 22 being wound and the winding shaft being wound. An operation signal is output to the cutting device 5 so that the cutting frame 5a is rotated on the upstream side in the web conveying direction with the take-up shaft 22 and the web W is cut by the blade portion 5b. An operation signal is output to the second drive motor 4 for rotating the take-up take-up shaft 22 so that the take-up tension T at the start of the take-up of the web W becomes the value of the tension function T = f (0). It has become.

そして、巻き取りを終了して上記第１駆動モータ３の他側方に位置する巻取軸２２を回転体２から取り外した後、上記制御装置１０は、上記回転体２を回転させる上記第１駆動モータ３に、当該第１駆動モータ３の一側方に位置してウェブＷを巻き取る巻取軸２２を上記第１駆動モータ３の他側方まで移動させるように作動信号を出力するようになっている。 Then, after the winding is finished and the winding shaft 22 located on the other side of the first drive motor 3 is removed from the rotating body 2, the control device 10 rotates the rotating body 2. An operation signal is output to the drive motor 3 so as to move the winding shaft 22 that is positioned on one side of the first drive motor 3 and winds the web W to the other side of the first drive motor 3. It has become.

次に、上記巻取装置１におけるウェブＷの巻取動作について説明する。 Next, the winding operation of the web W in the winding device 1 will be described.

まず、図１に示すように、第１駆動モータ３の他側方に位置する巻取軸２２を回転させてウェブＷに加わる巻取張力Ｔが予め設定された初期値（Ｔ＝ｆ（０））から張力関数Ｔ＝ｆ（ｘ）となるように巻取軸２２でウェブＷを巻き取る（図５参照）。 First, as shown in FIG. 1, a winding tension T applied to the web W by rotating the winding shaft 22 located on the other side of the first drive motor 3 is set to an initial value (T = f (0 )), The web W is wound around the winding shaft 22 so that the tension function T = f (x) (see FIG. 5).

次いで、巻取中の巻取軸２２から未巻取の巻取軸２２に上記ウェブＷを移行させる過程において、上記第１駆動モータ３の一側方に位置する未巻取の巻取軸２２を回転させるとともに、当該巻取軸２２外周面に水付着装置９で水を付着させる。 Next, in the process of transferring the web W from the winding shaft 22 being wound to the unwinding winding shaft 22, the unwinding winding shaft 22 located on one side of the first drive motor 3. And the water adhering device 9 adheres water to the outer peripheral surface of the winding shaft 22.

その後、回転する未巻取の巻取軸２２の外周面に押付ローラ７で搬送中のウェブＷを押し付けるとともに、ウェブＷを未巻取の巻取軸２２外周面に押し付けた状態で、上記未巻取の巻取軸２２と巻取中の巻取軸２２との間のウェブ搬送方向上流側において切断装置５でウェブＷを切断し、ウェブＷの巻取開始時の巻取張力Ｔが上記初期値（Ｔ＝ｆ（０））となるように制御する。 Thereafter, the web W being conveyed is pressed against the outer circumferential surface of the rotating unwinding winding shaft 22 by the pressing roller 7 and the web W is pressed against the outer circumferential surface of the unwinding winding shaft 22. The web W is cut by the cutting device 5 on the upstream side in the web conveyance direction between the take-up take-up shaft 22 and the take-up take-up shaft 22, and the take-up tension T at the start of the take-up of the web W Control is performed so that the initial value (T = f (0)) is obtained.

しかる後、上記第１駆動モータ３の他側方に位置する巻き取りを終了した巻取軸２２を回転体２から取り外した後、回転体２を１８０度回転させて上記第１駆動モータ３の一側方に位置してウェブＷを巻き取り始めた巻取軸２２を上記第１駆動モータ３の他側方まで移動させる。 After that, after the winding shaft 22 that has finished winding on the other side of the first drive motor 3 is removed from the rotating body 2, the rotating body 2 is rotated 180 degrees, and the first driving motor 3 is rotated. The winding shaft 22 located on one side and starting to wind the web W is moved to the other side of the first drive motor 3.

このように、上述の動作を繰り返すことにより、巻取装置１を停止させることなく各巻取軸２２でのウェブＷの巻取作業を行う。 In this manner, by repeating the above-described operation, the web W is wound on each winding shaft 22 without stopping the winding device 1.

次に、従来の巻取装置と本発明の巻取装置１とをそれぞれ用いて実験した結果について説明する。 Next, the results of experiments using the conventional winding device and the winding device 1 of the present invention will be described.

図６は、上記巻取張力Ｔ_ａの張力関数Ｔ_ａ＝ｇ（ｘ）でウェブＷを巻き取った際の各種データである。 FIG. 6 shows various data when the web W is wound with the tension function T _a = g (x) of the winding tension T _a .

図６（ａ）のｄ_ａ１は、実際の巻取長さが巻取予定長さＬと同じ２０００ｍ（巻取径ｒ／ｒ_ｃ＝２．６９：ｒ_ｃは巻取軸２２の径で０．０５ｍとする）のときの巻取径ｒ／ｒ_ｃと巻取張力Ｔ_ａとの関係を示しており、このときの巻取径ｒ／ｒ_ｃと接線方向応力σ_θとの関係を図６（ｂ）のｄ_ａ２に、巻取径ｒ／ｒ_ｃと摩擦力Ｆとの関係を図６（ｃ）のｄ_ａ３に示す。尚、臨界摩擦力Ｆ_ｃｒを５０ｋＮとしている。 _{D a} 1 in FIG. 6 (a), the actual winding length the same 2000m the winding schedule length L (winding diameter _{_{r / r c = 2.69: r}} c is the diameter of the winding shaft 22 shows the relationship between the winding diameter r / r _c and a take-up tension T _a when the a 0.05 m), the relationship between the winding diameter r / r _c and tangential stresses sigma _theta at this time to _{d a} 2 in FIG. 6 (b), showing the relationship between the winding diameter r / _{r c} and the friction force F in _{d a} 3 in FIG. 6 (c). The critical friction force F _cr is set to 50 kN.

次に、実際の巻取長さが、巻取予定長さＬのばらつきの最小値Ｌ_ｍｉｎである１８００ｍ（巻取径ｒ／ｒ_ｃ＝２．５７）となったときの巻取径ｒ／ｒ_ｃと接線方向応力σ_θとの関係を図６（ｂ）のｄ_ｂ２に、巻取径ｒ／ｒ_ｃと摩擦力Ｆとの関係を図６（ｃ）のｄ_ｂ３に示す。 Next, the actual winding length, the minimum value _{L min} of the variation of the winding schedule length L 1800 m (winding diameter _r / r c = 2.57) winding when a To径r / the relationship between r _c and the tangential stress sigma _theta to _{d b} 2 in FIG. 6 (b), shows the relationship between the friction force F and the winding diameter r / _{r c} to _{d b} 3 in FIG. 6 (c).

ｄ_ｂ２の結果から判るように、接線方向応力σ_θが負にならないのでシワが発生することはないが、ｄ_ｂ３の結果から判るように、巻取ロール１１の最外層から１５％の位置であるｒ／ｒ_ｃ＝２．２の位置において摩擦力Ｆが臨界摩擦力Ｆ_ｃｒを下回っており、巻取ロール１１にすべりが発生する可能性が高くなっている。これは、予定された巻取径ｒ／ｒ_ｃに達する前にウェブＷの巻き取りが終了してしまうことにより、巻取終了間際においてウェブＷ層間に必要な摩擦力Ｆとするための巻取張力Ｔ_ａが付与されなくなるからである。 As can be seen from the results of d b _2, but tangential stress sigma _theta there is never generated wrinkles does not become negative, as can be seen from the results of d b _3, the outermost layer of the winding roll 11 to 15% friction force F at the position of r / r c ₌ 2.2 is the position is below the critical frictional force F _cr, possibility of slippage occurs in the take-up roll 11 is high. This is because the winding of the web W before reaching the scheduled winding diameter r / r _c will be completed, a winding for the friction force F required web W layers in the winding near the end This is because tension T _a will no longer be granted.

また、実際の巻取長さが、巻取予定長さＬのばらつきの最大値Ｌ_ｍａｘである２２００ｍ（巻取径ｒ／ｒ_ｃ＝２．７９）となったときの巻取径ｒ／ｒ_ｃと接線方向応力σ_θとの関係を図６（ｂ）のｄ_ｃ２に、巻取径ｒ／ｒ_ｃと摩擦力Ｆとの関係を図６（ｃ）のｄ_ｃ３に示す。 The actual winding length is 2200 m (winding diameter r / r _c = 2.79), which is the maximum value L _max of the variation of the scheduled winding length L, and the winding diameter r / r. the relationship between the _c and the tangential stress sigma _theta to _{d c} 2 in FIG. 6 (b), shows the relationship between the friction force F and the winding diameter r / _{r c} to _{d c} 3 in FIG. 6 (c).

ｄ_ｃ３の結果から判るように、ウェブＷ層間の摩擦力Ｆが巻取終了間際で大きくなり、すべりが発生することはないが、ｄ_ｃ２の結果から判るように、巻取ロール１１の最外層付近で接線方向応力σ_θが負になる領域があり、シワが発生する可能性が高くなっている。これは、ウェブＷ層間の摩擦力Ｆが大きくなり過ぎたことで巻取ロール１１の最外層付近の接線方向応力σ_θが負になってしまったものと考えられる。 As can be seen from the result of d _c 3, the frictional force F between the web W layers becomes large just before the end of winding, and no slip occurs, but as can be seen from the result of d _c 2, There is a region where the tangential stress σ _θ is negative near the outermost layer, and there is a high possibility that wrinkles will occur. This is presumably because the tangential stress σ _{θ in the} vicinity of the outermost layer of the winding roll 11 has become negative due to the frictional force F between the web W layers becoming too large.

これら図６のデータが示すように、従来の如き方法で導き出された張力関数Ｔ_ａ＝ｇ（ｘ）でウェブＷの巻き取りを制御すると、巻取長さがばらついたときにシワやすべりが発生してしまう可能性がある。 As shown in the data of FIG. 6, when the winding of the web W is controlled with the tension function T _a = g (x) derived by the conventional method, wrinkles and slips occur when the winding length varies. May occur.

一方、図７は、本発明で導き出された巻取張力Ｔの張力関数Ｔ＝ｆ（ｘ）でウェブＷを巻き取った際の各種データである。 On the other hand, FIG. 7 shows various data when the web W is wound with the tension function T = f (x) of the winding tension T derived in the present invention.

図７（ａ）のＤ_ａ１は、実際の巻取長さが巻取予定長さＬと同じ２０００ｍ（巻取径ｒ／ｒ_ｃ＝２．６９）のときの巻取径ｒ／ｒ_ｃと巻取張力Ｔとの関係を示しており、このときの巻取径ｒ／ｒ_ｃと接線方向応力σ_θとの関係を図７（ｂ）のＤ_ａ２に、巻取径ｒ／ｒ_ｃと摩擦力Ｆとの関係を図７（ｃ）のＤ_ａ３に示す。 Figure 7 _{D a} 1 in (a) is the winding diameter r / _{r c} when the actual winding length the same 2000m the winding schedule length L (winding diameter _r / _r c = 2.69) shows the relationship between the take-up tension T and the relationship between the winding diameter r / r _c and tangential stresses sigma _theta at this time D _{a 2} in FIG. 7 (b), the winding diameter r / r The relationship between _c and the frictional force F is shown as D _a 3 in FIG.

次に、実際の巻取長さが、巻取予定長さＬのばらつきの最小値Ｌ_ｍｉｎである１８００ｍ（巻取径ｒ／ｒ_ｃ＝２．５７）となったときの巻取径ｒ／ｒ_ｃと接線方向応力σ_θとの関係を図７（ｂ）のＤ_ｂ２に、巻取径ｒ／ｒ_ｃと摩擦力Ｆとの関係を図７（ｃ）のＤ_ｂ３に示す。 Next, the actual winding length, the minimum value _{L min} of the variation of the winding schedule length L 1800 m (winding diameter _r / r c = 2.57) winding when a To径r / the relationship between r _c and the tangential stress sigma _theta in _{D b} 2 in FIG. 7 (b), shows the relationship between the friction force F and the winding diameter r / _{r c} to _{D b} 3 in FIG. 7 (c).

また、実際の巻取長さが、巻取予定長さＬのばらつきの最大値Ｌ_ｍａｘである２２００ｍ（巻取径ｒ／ｒ_ｃ＝２．７９）となったときの巻取径ｒ／ｒ_ｃと接線方向応力σ_θとの関係を図７（ｂ）のＤ_ｃ２に、巻取径ｒ／ｒ_ｃと摩擦力Ｆとの関係を図７（ｃ）のＤ_ｃ３に示す。 The actual winding length is 2200 m (winding diameter r / r _c = 2.79), which is the maximum value L _max of the variation of the scheduled winding length L, and the winding diameter r / r. the relationship between the _c and the tangential stress sigma _theta in _{D c} 2 in FIG. 7 (b), shows the relationship between the friction force F and the winding diameter r / _{r c} to _{D c} 3 in FIG. 7 (c).

Ｄ_ｂ２及びＤ_ｃ２の結果から判るように、最小値Ｌ_ｍｉｎ及び最大値Ｌ_ｍａｘのどちらにおいても接線方向応力σ_θにおいて負にならず、ウェブＷに圧縮応力が発生していない。したがって、本発明で導き出された巻取張力Ｔの張力関数Ｔ＝ｆ（ｘ）でウェブＷを巻き取る場合、実際の巻取長さが巻取予定長さＬに対して±１０％ばらついていてもシワの発生を抑制することができる。 As can be seen from the results of D _b 2 and D _c 2, neither the minimum value L _min nor the maximum value L _max is negative in the tangential stress σ _θ , and no compressive stress is generated in the web W. Therefore, when the web W is wound with the tension function T = f (x) of the winding tension T derived in the present invention, the actual winding length varies by ± 10% with respect to the scheduled winding length L. However, the generation of wrinkles can be suppressed.

また、Ｄ_ｂ３及びＤ_ｃ３の結果から判るように、巻取径がｒ／ｒ_ｃ＜２．３８の領域ではウェブＷの層間摩擦力Ｆが臨界摩擦力Ｆ_ｃｒより下回ることがなく、ｒ／ｒ_ｃ≧２．３８（最外層から７％の位置）でウェブＷの層間摩擦力Ｆが臨界摩擦力Ｆ_ｃｒより下回っている。したがって、実際の巻取長さが巻取予定長さＬに対して±１０％ばらついていても従来の如き方法で導き出された張力関数Ｔ_ａ＝ｇ（ｘ）で制御するより最大巻取径ｒ／ｒ_ｃが大きい状態ですべりの発生を抑制することができる。 Further, as can be seen from the results of D _b 3 and D _c 3, the inter-layer friction force F of the web W does not fall below the critical friction force F _{cr in} the region where the winding diameter is r / r _c <2.38, When r / r _c ≧ 2.38 (position 7% from the outermost layer), the interlayer friction force F of the web W is lower than the critical friction force F _cr . Therefore, even if the actual winding length varies by ± 10% with respect to the scheduled winding length L, the maximum winding diameter is controlled by controlling with the tension function T _a = g (x) derived by the conventional method. it is possible to suppress the occurrence of slipping in the state r / r _c is large.

尚、図８は、巻取予定長さＬに対して実際の巻取装置１で巻き取るウェブＷの巻取長さの変化した割合とその頻度との関係を示すデータであり、頻度のばらつきを考慮すると、−１０％〜１０％程度（平均値±３σ）ウェブＷの巻取長さが変化することが判る。例えば、Ｌが２０００ｍｍの場合、ウェブＷの巻取長さは１８００〜２２００ｍのばらつきが発生し、Ｌが４０００ｍの場合、ウェブＷの巻取長さは、３６００〜４４００ｍのばらつきが発生することが判った。 FIG. 8 is data showing the relationship between the change rate of the winding length of the web W taken up by the actual winding device 1 with respect to the scheduled winding length L and the frequency thereof. Is taken into consideration, it can be seen that the winding length of the web W changes by about −10% to 10% (average value ± 3σ). For example, when L is 2000 mm, the winding length of the web W may vary from 1800 to 2200 m, and when L is 4000 m, the winding length of the web W may vary from 3600 to 4400 m. understood.

以上より、本発明の実施形態によると、巻取予定長さＬより実際のウェブＷの巻取長さが長くなっても、巻取終了間際において巻取ロール１１の最外層付近におけるウェブＷ層間に働く摩擦力Ｆが高くなり過ぎないので、巻取ロール１１の最外層付近における接線方向応力σ_θが負に転じ難くなり、シワの発生を抑制することができる。一方、巻取予定長さＬより実際のウェブＷの巻取長さが短くなっても、巻取終了間際において巻取ロール１１の最外層付近におけるウェブＷ層間に働く摩擦力Ｆが低くなり過ぎないので、巻取ロール１１の最外層付近における摩擦力Ｆが臨界摩擦力Ｆ_ｃｒを下回り難くなり、ウェブＷのすべりの発生を抑制することができる。このように、ウェブＷの巻取長さが大きくばらついても、シワやすべりといった巻取時の不具合発生を抑制することができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, even when the actual winding length of the web W is longer than the scheduled winding length L, the web W layer in the vicinity of the outermost layer of the winding roll 11 is just before the winding end. Therefore, the tangential stress σ _θ in the vicinity of the outermost layer of the winding roll 11 is difficult to turn negative, and the generation of wrinkles can be suppressed. On the other hand, even if the actual winding length of the web W is shorter than the scheduled winding length L, the frictional force F acting between the web W layers in the vicinity of the outermost layer of the winding roll 11 becomes too low just before the winding end. Therefore, the frictional force F in the vicinity of the outermost layer of the take-up roll 11 becomes less than the critical frictional force _Fcr, and the occurrence of slippage of the web W can be suppressed. In this way, even when the winding length of the web W varies greatly, it is possible to suppress the occurrence of problems such as wrinkling and slipping during winding.

また、ウェブＷを巻き取る際、巻取開始から巻取終了間際までの区間において巻取ロール１１のウェブＷ層間における接線方向応力σ_θがゼロ以上に維持されるとともに、ウェブＷ層間における摩擦力Ｆが臨界摩擦力Ｆ_ｃｒ以上に維持されるようになるので、巻取ロール１１の中途部におけるシワやすべりの発生を抑制することができる。 Further, when winding the web W, the tangential stress σ _θ between the web W layers of the winding roll 11 is maintained at zero or more in the section from the start of winding to the end of winding, and the frictional force between the web W layers is maintained. Since F is maintained to be equal to or higher than the critical frictional force F _cr , it is possible to suppress the occurrence of wrinkles and slips in the middle part of the winding roll 11.

さらに、塗工や印刷の業界では、例えば、２０００ｍｍの巻取予定長さＬに対して実際の巻取長さが１８００ｍｍ〜２２００ｍｍ程度ばらつくが、このように巻取予定長さＬに対して実際の巻取長さが±１０％ばらついてもシワやすべりといった巻取時の不具合発生を抑制することができる。 Further, in the coating and printing industry, for example, the actual winding length varies from about 1800 mm to 2200 mm with respect to the winding length L of 2000 mm. Even if the winding length of the sheet varies by ± 10%, it is possible to suppress the occurrence of problems such as wrinkling and slipping.

それに加えて、２つの巻取軸２２間において、ウェブＷの搬送を止めることなくウェブＷの移行を行うことができる本発明の実施形態の如き巻取装置１においても、各巻取軸２２で巻き取られた巻取ロール１１にシワやすべりといった巻取時の不具合を発生しないようにできる。 In addition, also in the winding device 1 according to the embodiment of the present invention that can perform the transfer of the web W between the two winding shafts 22 without stopping the conveyance of the web W, the winding shafts 22 are wound around each winding shaft 22. The take-up roll 11 thus taken can be prevented from causing troubles such as wrinkles and slips.

そして、上記巻取装置１では、巻取終了間際におけるウェブＷに加わる巻取張力が一定になるので、巻取軸２２間のウェブＷの移行時（ウェブ切断時）において、ウェブＷを案内するガイドローラＧ１，Ｇ２，Ｇ３の撓み量の変化が小さくなり、巻取終了間際のウェブＷの搬送経路が変化し難くなることで巻取不良の発生を抑制することができる。 And in the said winding apparatus 1, since the winding tension | tensile_strength added to the web W just before completion | finish of winding becomes constant, the web W is guided at the time of the transition of the web W between the winding shafts 22 (at the time of web cutting | disconnection). The change in the amount of deflection of the guide rollers G1, G2, G3 becomes small, and the conveyance path of the web W just before the end of winding becomes difficult to change, so that occurrence of winding failure can be suppressed.

尚、本発明の実施形態では、ｆ（Ｌ_ｍｉｎ）＜ｆ（０）となっているが、Ｔ＝ｆ（Ｌ_ｍｉｎ）＝ｆ（０）を満たす張力関数Ｔ＝ｆ（ｘ）で巻取張力Ｔを制御してもよい。そうすると、巻取軸２２間のウェブＷの移行時（ウェブ切断時）におけるウェブＷを案内するガイドローラＧ１，Ｇ２，Ｇ３の撓み量の変化がさらに小さくなるので、ウェブＷ移行時にウェブＷの搬送経路が大きく変化して巻取不良が引き起こされるといったことを確実に防止することができる。 In the embodiment of the present invention, f (L _min ) <f (0), but winding is performed with a tension function T = f (x) that satisfies T = f (L _min ) = f (0). The tension T may be controlled. Then, the change in the amount of deflection of the guide rollers G1, G2, and G3 that guide the web W during the transition of the web W between the winding shafts 22 (when the web is cut) is further reduced. It is possible to reliably prevent the path from changing greatly and causing a winding failure.

また、本発明の実施形態では、巻取装置１が２つの巻取軸２２を備えているが、複数の巻取軸２２を備えたものであってもよい。 In the embodiment of the present invention, the winding device 1 includes the two winding shafts 22, but the winding device 1 may include a plurality of winding shafts 22.

また、本発明の実施形態では、Ｔ＝ｆ（ｘ）のｘ＜Ｌ_ｍｉｎの区間が、上記目的関数と、上記ウェブの巻取予定長さを所定値Ｌ_ｍｉｎとした上記制約関数とに基づき、該制約関数の設定条件下で上記目的関数である接線方向応力σ_θがゼロに近づくよう、且つ、摩擦力Ｆが臨界摩擦力Ｆ_ｃｒに近づくよう演算して得た張力関数で制御されているが、これに限らず、その他の理論で定義された張力関数で制御されていてもよい。 In the embodiment of the present invention, the section of T = f (x) where x <L _min is based on the objective function and the constraint function in which the expected web winding length is a predetermined value L _min. The tangential stress σ _{θ as the} objective function is controlled to be zero under the setting conditions of the constraint function, and controlled by a tension function obtained by calculating the friction force F so as to approach the critical friction force F _cr. However, the present invention is not limited to this, and it may be controlled by a tension function defined by another theory.

また、本発明の実施形態では、巻取装置１を印刷機で印刷が施されたウェブＷを巻き取るのに使用しているが、塗工装置で塗工が施されたウェブを巻き取るのにも使用してもよく、ウェブ状のものを巻き取るのであればその他の設備でも使用できる。 In the embodiment of the present invention, the winding device 1 is used to wind the web W that has been printed by the printing machine. However, the web that has been coated by the coating device is wound. It can also be used for other equipment as long as it takes up a web-like material.

本発明は、プラスチックフィルム等からなる長尺状のウェブを巻き取る巻取装置に適している。 The present invention is suitable for a winding device for winding a long web made of a plastic film or the like.

１巻取装置
４第２駆動モータ
５切断装置（切断手段）
８押付機構（押付手段）
１０制御装置（制御手段）
２２巻取軸
Ｌ巻取予定長さ
Ｌ_ｍｉｎ巻取長さの最小値
Ｌ_ｍａｘ巻取長さの最大値
Ｔ、Ｔ_ａ巻取張力
Ｗウェブ
Ｆ摩擦力
Ｆ_ｃｒ臨界摩擦力
σ_θ 円周方向応力 1 Winding device 4 Second drive motor 5 Cutting device (cutting means)
8 Pressing mechanism (pressing means)
10 Control device (control means)
22 vol shaft L winding scheduled length L _min winding minimum length L _max winding length maximum value T of, _{T a} winding tension W web F frictional force F _cr critical frictional force sigma _theta circumferentially stress

Claims

A winding shaft that winds a long web that is continuously conveyed into a winding roll by a rotating operation;
A drive motor drivingly connected to the winding shaft;
A tension function T = f (x) connected to the drive motor and representing the winding tension T when the web is wound by the winding shaft with respect to the radial coordinate of the winding shaft (x is the winding length) Control means for outputting an operation signal to the drive motor so as to be controlled by
The control means includes a tangential stress σ _θ inside the winding roll, a frictional force F between the web layers, and a critical frictional force _{Fcr at} which slip starts to occur at least as parameters, and the expected winding length of the web Is a predetermined value L, the tangential stress σ _θ inside the winding roll is zero or more, and the constraint function that restricts the objective function so that the friction force F becomes the critical friction force F _cr or more. based, so that the tangential stress sigma _theta is the objective function in setting conditions該制about function approaches zero, and the tension function T _a frictional force F is obtained by calculation to approach the critical frictional force F _cr When T _a = g (x) (x is the winding length), the minimum value of the variation in the winding length of the web is L _min , and the maximum value is L _max , the tension function T = f (x) Section of L _min ≦ x <L _max Is a constant value of the tension function T = f (L _min ), and satisfies the following formula: f (L _min )> g (L _min ), f (L _max ) <g (L) An actuating signal is output to the winding device.

The winding device according to claim 1,
The section of the tension function T = f (x) where x <L _min is set based on the objective function and the constraint function in which the expected web winding length is a predetermined value L _min. The winding device is a tension function obtained by calculating so that the tangential stress σ _{θ as the} objective function approaches zero under the conditions and the friction force F approaches the critical friction force F _cr .

In the winding device according to claim 1 or 2,
The minimum value L _min is a value of −10% of the predetermined value L, and the maximum value L _max is a value of + 10% of the predetermined value L.

In the winding device according to any one of claims 1 to 3,
Cutting means for cutting the web,
A plurality of the winding shafts are provided,
A plurality of the drive motors are provided and connected to the respective winding shafts.
The control means is also connected to the cutting means, and at the end of winding the web onto one of the winding shafts, a drive for rotating an unwinding winding shaft for winding the web next. The motor outputs an operation signal so as to rotate the unwinding winding shaft, and the upstream side in the web conveyance direction between the unwinding winding shaft and the winding shaft being wound An operation signal is output to the cutting means so as to cut the web, and immediately before starting to wind the web with the unwinded winding shaft, the drive motor for rotating the unwinded winding shaft A winding device that outputs an operation signal so that a winding tension T at the start of winding becomes a value of a tension function T = f (0).

The winding device according to claim 4 ,
The winding device, wherein the tension function T = f (L _min ) = f (0).