JP7364361B2 - Winder device operation control method - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 第86回紙パルプ研究発表会講演要旨集(2019年6月14日発行)論文番号11で発表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Published in 86th Paper and Pulp Research Presentation Abstracts (Published on June 14, 2019) Paper No. 11
この発明は、抄紙機で製造された紙の巻取を小幅・小径の巻取に巻き直すワインダ装置に関する。 The present invention relates to a winder device that rewinds a roll of paper manufactured by a paper machine into a roll of narrow width and diameter.
抄紙機では、効率よく紙を製造するため、紙を紙シートとして製造し、該紙シートがマシンリールに巻き取られた状態で巻取として完成される。この巻取は、巻き取り長さが大きいために大径であり、また幅員も大きく、この巻取のままの状態では、例えば、新聞社や印刷工場において印刷機に供すること等、ユーザーにおいて使用することができない。このため、製紙工場では製造された巻取を親巻取として、その巻き取り長さを小さくして小径とし、印刷機等に供するのに適した小幅の子巻取に加工し直して出荷している。 In a paper machine, in order to efficiently manufacture paper, paper is manufactured as a paper sheet, and the paper sheet is wound onto a machine reel to complete the roll. This roll has a large diameter due to the long winding length, and also has a large width, and in this rolled state, it can be used by users, such as being supplied to printing machines at newspaper companies and printing factories. Can not do it. For this reason, paper mills use the manufactured roll as a parent roll, reduce the length of the roll to make it smaller in diameter, reprocess it into a child roll with a narrow width suitable for use in printing machines, etc., and then ship the product. ing.
抄紙機によって紙シートが巻き取られて製造された巻取である親巻取を子巻取に加工し直すための装置として、ワインダ装置がある。ワインダ装置では、アンワインダに支持された親巻取から巻き解かれて走行する親紙シートを、スリッターナイフに通して、小幅に切断して子紙シートとする。そして、この小幅の子紙シートを、フロントドラムとリアドラムとに掛けて支持させた紙管に、所望の長さで巻き取らせて子巻取を形成する。 2. Description of the Related Art There is a winder device as a device for reprocessing a parent winding, which is a winding manufactured by winding a paper sheet by a paper machine, into a child winding. In the winder device, a parent paper sheet that is unwound and traveling from a parent winder supported by an unwinder is passed through a slitter knife and cut into small widths to form daughter paper sheets. Then, this narrow child paper sheet is wound to a desired length onto a paper tube supported by a front drum and a rear drum to form a child winding.
ところで、ワインダ装置では、例えば、特許文献1に記載があるように、巻取の回転速度の同一領域内において振動のピークが発生するとされている。ワインダ装置にピークとなる強度の振動が発生した場合には、例えば、子巻取に偏芯が生じたり、断紙が発生したりするおそれがある。このため、ワインダ装置が強度に振動しないように、ワインダ装置の速度の制御が行われている。
この特許文献1には、振動領域の影響を除去したり最小としたりするために、ペーパウエブの巻取機の走行速度を巻取の回転速度に基づいて制御し、巻取の回転速度が強度の振動が発生する領域に近づいたときに、巻取の回転速度が振動領域の最低回転速度より低いレベルにまで低下するように、走行速度を迅速に低下させ、この後に、前記巻取機の元の走行速度に到達するまで前記ロールの回転速度を一定に保持するようにして前記巻取機の走行速度を増大させるようになされたペーパウエブの巻取方法が提案されている。
By the way, in a winder device, for example, as described in
In this
また、特許文献2には、共振を生じないよう巻取径の増加に合わせて巻取速度を調整し、巻取時間を短縮するために、ドラム回転数を、巻取機の支持フレームの固有振動数と巻ロール径、ドラム径とから求められる上限回転数以下に維持しようとする巻取機の回転数制御装置が提案されている。 In addition, Patent Document 2 discloses that in order to adjust the winding speed according to the increase in the winding diameter so as not to cause resonance, and to shorten the winding time, the drum rotation speed is adjusted to the specific speed of the support frame of the winding machine. A winding machine rotation speed control device has been proposed that attempts to maintain the rotation speed below an upper limit determined from the vibration frequency, winding roll diameter, and drum diameter.
また、特許文献3には、装置に固有の共振振動の影響を低く抑えて、断紙のない、安全で高効率の操業を可能にするために、ワインダの材料巻取量が機械の共振振動範囲の上限を超えたことを判別する巻取量判別手段と、許容される加速範囲に値の大きい第1の加速率と、この第1の加速率よりも値の小さい第2の加速率とを記憶し、巻取開始から巻取量判別手段によって共振振動範囲の上限を超えたと判別されるまで、第2の加速率で増大し、共振振動範囲の上限を超えたと判別されてから定常巻取速度に到達するまで、第1の加速率で増大する速度基準を発生する加減速率制御手段とを備えるワインダの速度制御装置が提案されている。 In addition, Patent Document 3 states that in order to suppress the influence of resonance vibration inherent to the device to a low level and enable safe and highly efficient operation without paper breaks, the amount of material taken up by the winder is adjusted to reduce the resonance vibration of the machine. A take-up amount determining means for determining whether the upper limit of the range has been exceeded; a first acceleration rate having a value larger than the allowable acceleration range; and a second acceleration rate having a smaller value than the first acceleration rate. is memorized and increases at a second acceleration rate from the start of winding until it is determined by the winding amount determining means that the upper limit of the resonance vibration range has been exceeded, and then steady winding is started after it is determined that the upper limit of the resonance vibration range has been exceeded. A speed control device for a winder has been proposed, comprising: acceleration/deceleration rate control means for generating a speed reference that increases at a first acceleration rate until a maximum speed is reached.
また、特許文献4には、ワインダーの異常振動を検知し、機械事故を未然に防止するために、巻取り側に、振動感知センサーが取付けられており、該センサーの信号が振動計を介してアラーム設定器に入力されており、該アラーム設定器に予め記憶設定されている基準振動値と、前記振動の入力値とを演算器で演算し、入力信号値が予め記憶設定されている基準振動値以上になったとき、その差の信号が速度制御器に出力され、該速度制御器からドラムロールに該差の信号に見合う減速指令の信号を出力してワインダーの速度を調整するワインダーの振動制御方法が提案されている。 Furthermore, in Patent Document 4, in order to detect abnormal vibrations of the winder and prevent mechanical accidents, a vibration detection sensor is attached to the winding side, and the signal of the sensor is transmitted via a vibration meter. A reference vibration value that is input to an alarm setting device and is stored and set in advance in the alarm setting device and the input value of the vibration is calculated by a calculator, and the input signal value is stored and set in advance. When the value exceeds the value, the difference signal is output to the speed controller, and the speed controller outputs a deceleration command signal corresponding to the difference signal to the drum roll to adjust the winder speed. A control method has been proposed.
また、特許文献5には、巻戻ロールと巻取ロールの回転数とワインダ各部の固有振動数の関係により生じる、ワインダ性能上問題とすべき各部での振動をなくすため、ウエブ巻取装置各部に設置される振動振幅の検出装置と、その検出値と予め設定してある振動振幅許容値とを比較する比較装置と、同比較装置の比較結果に基づき巻取装置の巻取速度を自動制御する制御装置とを備えているウエブ巻取装置が提案されている。 Furthermore, Patent Document 5 discloses that various parts of a web winding device are designed to eliminate vibrations in each part that are problematic in terms of winder performance, which are caused by the relationship between the rotational speed of the unwinding roll and take-up roll and the natural frequency of each part of the winder. A vibration amplitude detection device installed in A web winding device has been proposed which includes a control device for controlling the web winding device.
特許文献1に開示されたペーパウエブの巻取方法は、強度の振動が発生するロールの回転速度領域に近づいた場合に、ロールの回転速度を低下させるものである。すなわち、強度の振動が発生するロールの回転速度領域を、予め測定して設定し、この設定領域と比較するものとされている。
また、特許文献2に開示された巻取機の回転数制御装置は、巻取の支持フレームの固有振動数とドラム径、巻きロール径より求められる巻取ドラムの回転数を予め設定された上限回転数以下となるように、巻取ドラムの回転数を制御するものである。
また、特許文献3に開示されたワインダの速度制御装置は、ワインダ装置に固有の共振振動範囲の前後の加速率を異ならせたものである。
また、特許文献4に開示されたワインダーの振動制御方法は、異常振動を検知した場合に、ワインダーを減速させるものである。
そして、特許文献5に開示されたウエブ巻取装置は、ウエブ巻取装置各部に設置された振動振幅の検出装置による検出値に基づいて、巻取速度を制御するものである。
これらの特許文献に開示されているように、ワインダ装置に強度の振動を発生させないためには、強度の振動を発生する領域で、ワインダ装置による処理を減速したり増速したりするものであり、強度の振動を発生する領域を検出するための計測対象が異なるものである。
The paper web winding method disclosed in
Further, the winding machine rotation speed control device disclosed in Patent Document 2 sets the rotation speed of the winding drum, which is determined from the natural frequency of the winding support frame, the drum diameter, and the winding roll diameter, to a preset upper limit. The number of rotations of the winding drum is controlled so that the number of rotations is equal to or less than the number of rotations.
Further, the speed control device for a winder disclosed in Patent Document 3 has different acceleration rates before and after a resonance vibration range specific to the winder device.
Further, the winder vibration control method disclosed in Patent Document 4 slows down the winder when abnormal vibration is detected.
The web winding device disclosed in Patent Document 5 controls the winding speed based on the detected value by a vibration amplitude detection device installed in each part of the web winding device.
As disclosed in these patent documents, in order to prevent the winder from generating strong vibrations, processing by the winder is slowed down or accelerated in areas where strong vibrations are generated. , the measurement targets for detecting regions that generate strong vibrations are different.
発明者は、ワインダ装置に発生する強度の振動の原因として巻取の固有振動数に由来する周期成分の共振が一因であることを見出した。
そこで、この発明は、巻取の固有振動数等が原因で発生する共振による振動範囲で巻取速度を減速させることにより、巻取の偏芯を防ぎ、断紙もない高効率の操業を可能にするワインダの速度制御を提供することを目的としている。
The inventor discovered that one of the causes of the strong vibrations occurring in the winder device is resonance of periodic components derived from the natural frequency of winding.
Therefore, this invention prevents the eccentricity of the winding by reducing the winding speed within the vibration range due to resonance caused by the natural frequency of the winding, and enables highly efficient operation without paper breaks. The purpose is to provide winder speed control.
前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係るワインダ装置の運転制御方法は、抄造された紙の巻取から小幅・小径の子巻取を形成するワインダ装置において、子巻取の固有振動数を含む複数の周期成分が共振して振動が増加する共振範囲となる、共振時間と子巻取の共振巻径、共振巻長のいずれか一または二以上が前記共振範囲に含まれた際に、ワインダ装置の処理速度を低下させ、該共振範囲から離脱した際に上昇させることを特徴としている。 As a technical means for achieving the above object, the present invention provides a method for controlling the operation of a winder device, in which a winder device that forms a small width and small diameter child winding from a winding of paper is provided. The resonance range includes one or more of the resonance time, the resonance winding diameter of the child winding, and the resonance winding length, which is a resonance range in which a plurality of periodic components including the natural frequency resonate and vibration increases. It is characterized in that the processing speed of the winder device is lowered when the winder is moved out of the resonance range, and is increased when the winder moves out of the resonance range.
なお、共振時間は共振範囲におけるワインダ装置の運転時間であり、共振巻径は共振範囲における子巻取の径の範囲であり、共振巻長は共振範囲における子巻取の巻長さである。
すなわち、例えば、ワインダ装置の運転中に、子巻取の固有振動数と子巻取の回転周波数、ワインダ装置のドラムの回転周波数等の、子巻取の固有振動数を含む複数の周期成分が、共振時間と共振巻径、共振巻長のいずれか一の共振範囲内に進入した場合、あるいは二以上が重複している共振範囲に入った場合に、ワインダ装置の処理速度を減速して振動を極力減少するようにしたものである。
なお、子巻取の回転周波数は、子巻取の一回転毎に一回発生する振動の周期成分をいう。
Note that the resonance time is the operating time of the winder device in the resonance range, the resonance winding diameter is the range of the diameter of the child winding in the resonance range, and the resonance winding length is the winding length of the child winding in the resonance range.
That is, for example, during operation of the winder device, a plurality of periodic components including the natural frequency of the child winding, such as the natural frequency of the child winding, the rotation frequency of the child winding, and the rotation frequency of the drum of the winder device, are generated. If the resonance time, resonance winding diameter, or resonance winding length enters the resonance range, or if two or more overlap, the processing speed of the winder device is reduced and the vibration is reduced. It is designed to reduce the amount as much as possible.
Note that the rotational frequency of the child winding refers to a periodic component of vibration that occurs once for each rotation of the child winding.
また、この発明の他の側面は、上述のワインダ装置の運転制御方法であって、ワインダ装置の適宜位置に設置した振動センサによる振動データの取得後、即時に周波数解析を行って、子巻取の固有振動数を含む複数の周期成分の共振点を確認して、前記共振範囲を決定することができる。 Another aspect of the present invention is a method for controlling the operation of the winder device described above, in which, after acquiring vibration data by a vibration sensor installed at an appropriate position in the winder device, frequency analysis is immediately performed to control the operation of the child winder. The resonance range can be determined by confirming the resonance points of a plurality of periodic components including the natural frequency of .
ワインダ装置の、子巻取の紙管を保持させるコアチャックやライダーロール、リアドラム等に設置された振動センサによって、これらの位置における振動を計測して振動データを取得する。この取得された振動データに対してリアルタイムで周波数解析を行い、解析結果から子巻取の固有振動数を含む複数の周期成分の共振点を求めて、共振範囲を決定する。すなわち、ワインダ装置の運転中に、子巻取に起因する振動の計測を行って、振動データを周波数解析に供する。解析結果を基に子巻取の固有振動数を含む複数の周期成分の共通点を求めるものである。そして、これらの周期成分が共振範囲に進入する場合に減速し、離脱した場合に増速する。 Vibration sensors installed on the core chuck, rider roll, rear drum, etc. that hold the child winding paper tube of the winder device measure vibrations at these positions to obtain vibration data. Frequency analysis is performed on the acquired vibration data in real time, resonance points of a plurality of periodic components including the natural frequency of the child winding are determined from the analysis results, and a resonance range is determined. That is, during operation of the winder device, vibrations caused by child winding are measured, and the vibration data is subjected to frequency analysis. Based on the analysis results, the common point of a plurality of periodic components including the natural frequency of the child winding is determined. Then, when these periodic components enter the resonance range, the speed is decelerated, and when they leave the resonance range, the speed is increased.
また、この発明の他の側面は、上述のワインダ装置の運転制御方法であって、子巻取の固有振動数を含む複数の周期成分が予め設定された周波数帯の範囲内に進入した際に減速させ、複数の周期成分のいずれかが該範囲内から離脱した際に増速させるようにすることができる。 Another aspect of the present invention is a method for controlling the operation of the winder device described above, in which a plurality of periodic components including the natural frequency of the child winding enter a preset frequency range. It is possible to decelerate the speed and increase the speed when any one of the plurality of periodic components leaves the range.
例えば、二つの周期成分に着目し、これら二つの周期成分のいずれもが予め設定された周波数帯の範囲内に進入した際に減速させ、いずれか一方の周期成分が当該範囲外へ離脱した際に増速させて、定常運転を行うようにしたものである。 For example, focusing on two periodic components, deceleration is performed when both of these two periodic components enter a preset frequency band range, and when one of the periodic components leaves the range, The speed is increased to perform steady operation.
また、この発明の他の側面は、上述のワインダ装置の運転制御方法であって、子巻取の固有振動数を含む複数の周期成分のうちのいずれか二つの周期成分の差が所定の範囲内に進入した際に減速させ、該範囲内から離脱した際に増速させるものである。 Another aspect of the present invention is a method for controlling the operation of the winder device described above, wherein the difference between any two periodic components among the plurality of periodic components including the natural frequency of the child winding is within a predetermined range. When the vehicle enters the range, the vehicle is decelerated, and when the vehicle leaves the range, the speed is increased.
例えば、前記振動センサで取得した振動データに関して周波数解析をリアルタイムで行って、オンラインで得られた子巻取の固有振動数と子巻取の回転周波数との差が、予め設定された差の所定の範囲内に進入した際に減速させ、該範囲内から離脱した際に増速させるようにしたものである。この設定された差が前記共振範囲にあるこれら子巻取の固有振動数と回転周波数の差よりも大きくすることで、ワインダ装置が共振範囲に進入する前に減速させ、設定された差から離脱した後に増速させることができる。 For example, frequency analysis is performed in real time on the vibration data acquired by the vibration sensor, and the difference between the natural frequency of the child winding obtained online and the rotational frequency of the child winding is determined by a preset difference. When the vehicle enters the range, the vehicle is decelerated, and when the vehicle leaves the range, the vehicle speed is increased. By making this set difference larger than the difference between the natural frequency and rotational frequency of these child winders in the resonance range, the winder device is decelerated before entering the resonance range and departs from the set difference. After that, you can increase the speed.
この発明に係るワインダ装置の運転制御方法によれば、ワインダ装置に発生する振動が、巻取の固有振動数とワインダ装置各部の固有振動数との共振に起因していることに基づいて、計測した振動データに基づいて、リアルタイムで周波数解析を行って、巻取の固有振動数由来の周期成分による共振範囲において、ワインダ装置の減速を行うことにより、ワインダ装置に発生する振動を抑制して、巻取の偏芯や断紙を防止できる。 According to the operation control method for a winder device according to the present invention, the vibrations generated in the winder device are measured based on the fact that the vibrations generated in the winder device are caused by resonance between the natural frequency of winding and the natural frequency of each part of the winder device. Based on the vibration data obtained, frequency analysis is performed in real time, and the vibration generated in the winder device is suppressed by decelerating the winder device in the resonance range due to the periodic component derived from the natural frequency of winding. Eccentricity of winding and paper breakage can be prevented.
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係るワインダ装置の運転制御方法を説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the operation control method of the winder apparatus based on this invention is demonstrated based on the preferable embodiment shown.
図7は、この発明に係る運転制御方法を実現する装置を具備したワインダ装置の概略の構造を説明する図である。ワインダ装置1では、抄紙機によって製造された巻取を親巻取Wとしてアンワインダ1aに支持させる。この親巻取Wから紙シートSを巻き解きながら走行させ、スリッターナイフ11を通過させて所望の幅に切断した子紙シートSnを製造する。製造された子紙シートSnは、テンションロール15を経由してフロントドラム12に巻回される。このフロントドラム12に隣接してリアドラム13が支持されている。これらフロントドラム12とリアドラム13の軸方向に平行な方向を軸とした紙管(図示せず)が、コアチャック14に保持されている。この紙管はフロントドラム12とリアドラム13の上部に掛け渡された状態で支持されており、フロントドラム12とリアドラム13の外周面に接触している。フロントドラム12を巻回した子紙シートSnはこの紙管に巻回されて巻き取られて、巻径が徐々に大きくなり、子巻取Uが製造される。なお、子紙シートSnはテンションロール15により張力が付与されて、適宜に緊張されて走行する。また、紙管に巻き取られた子巻取Uの外周面には、ライダーロール16が接触して加圧されており、巻き強さが均一となるように調整されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating the general structure of a winder device equipped with a device that implements the operation control method according to the present invention. In the
また、リアドラム13とコアチャック14、ライダーロール16のそれぞれには、振動センサ13aと振動センサ14a、振動センサ16aとが設置されており、これらリアドラム13とコアチャック14、ライダーロール16に生じる振動が計測されて振動データが取得されている。
そして、これら振動センサ13a、14a、16aにより取得された振動データは周波数解析機20に送出され、周波数解析機20はこれらの振動データに周波数解析を行って、子巻取Uの固有振動数に由来する三つの周期成分が算出される。
Furthermore, a vibration sensor 13a, a
The vibration data acquired by these
なお、ワインダ装置の運転時における振動センサ13a、14a、16aによる振動データの取得のサンプリング間隔は、10msであれば好ましく、5msであればさらに好ましく、1msであればさらに好ましい。サンプリング間隔を短くすることで周波数解析をより詳細に行うことができ、より正確な共振範囲を決定することができる。
The sampling interval for acquiring vibration data by the
以上により構成されたワインダ装置について、この発明に係る運転制御方法を、以下に説明する。 An operation control method according to the present invention for the winder device configured as described above will be described below.
図2にはワインダ装置1に設置された振動センサ13aと振動センサ14a、振動センサ16aにより計測された振動変位と経過時間とを示す振動のトレンドデータに関する線図である。なお、図2(A)は振動センサ16aにより取得されたデータ、図2(B)は振動センサ14aにより取得されたデータ、図2(C)は振動センサ13aにより取得されたデータである。また、図1は図2に示す振動のトレンドデータに周波数解析機20によって周波数解析を行った固有振動数の変化を示している。図2において破線で示されているように、経過時間が420秒から480秒にかけて、このときの巻径が約860mmを中心として、子巻取Uの固有振動数由来の三つの周期成分による共振が発生している。
FIG. 2 is a diagram relating to vibration trend data showing the vibration displacement and elapsed time measured by the vibration sensor 13a,
すなわち、図1に示すように、子巻取Uの固有振動数とワインダ速度が一定時における子巻取Uの回転周波数、リアドラム13の回転周波数が共振発生部Pにおいて、共振している。このため、図3に示すように、ワインダ装置1の運転状態がこの共振発生部Pに至る前で、処理速度を低下させることにより、ワインダ装置1に強度の振動を発生させずに運転できる。子紙シートSnの巻取が進んでこの共振の発生領域(共振範囲)を通過した後には、ワインダ装置1の処理速度を上げて定常状態での運転に移行する。
That is, as shown in FIG. 1, the rotation frequency of the child winding U and the rotation frequency of the rear drum 13 resonate in the resonance generating portion P when the natural frequency of the child winding U and the winder speed are constant. Therefore, as shown in FIG. 3, by reducing the processing speed before the operating state of the
そして、予め振動データを取得し、この振動データの周波数解析により得られた共振点の周期成分の共振範囲を、ワインダ装置1の運転時間である共振時間と子巻取Uの巻径の範囲である共振巻径、巻き長さの範囲である共振巻長として設定する。
ワインダ装置1の運転状態が、これら共振時間と共振巻径、共振巻長のうちのいずれか一つ又は二つ以上の共振範囲が組み合わされて重複した範囲に進入した際に、処理速度を低下させる。そして、この共振範囲から離脱した後に、処理速度を上昇させる。なお、処理速度を低下させる範囲としては、共振発生部Pに至る以前とする。
Then, vibration data is obtained in advance, and the resonance range of the periodic component of the resonance point obtained by frequency analysis of this vibration data is determined by the resonance time, which is the operating time of the
When the operating state of the
また、図3には、一点鎖線で従来の運転制御に関する線図を併記してあり、従来の運転制御では、共振発生部Pに至った後に、処理速度を減じて運転を継続している。この場合、処理速度の共振発生部Pに至った後に処理速度を減じることになるから、処理速度が減じられるまでの間に振動が子巻取Uに伝達されてしまう。このため、子巻取Uの偏芯や断紙が生じるおそれがあり、生産性の安定化を損なうおそれがある。 Further, in FIG. 3, a diagram related to conventional operation control is also shown using a dashed line, and in the conventional operation control, after reaching the resonance generating part P, the operation is continued at a reduced processing speed. In this case, since the processing speed is reduced after reaching the resonance generating point P of the processing speed, vibrations are transmitted to the child winder U until the processing speed is reduced. For this reason, there is a risk that eccentricity or paper breakage of the child winder U may occur, which may impair the stability of productivity.
図4は、二つの周期成分に着目して運転制御を行う場合を説明する図である。強度な振動の発生を伴わずに、すなわち共振範囲に進入することなくワインダ装置1を運転できる通常操業時には、図4(A)に示すように、周期成分Aと周期成分Bは共振範囲Cに進入することがなく、定常速度で支障なくワインダ装置1を運転することができる。また、周期成分Aと周期成分Bとが共振範囲Cに進入した場合には、図4(B)に示すように、これら周期成分Aと周期成分Bとの差|A-B|が共振範囲Cの周波数帯の差Fよりも小さくなる。また、これら周期成分Aと周期成分Bとが一致する周波数では、図4(C)に示すように、振幅が大きくなる。振幅が大きくなった場合には、既に共振が生じて、子巻取Uの偏芯等を発生させてしまうおそれが高くなる。
そこで、周期成分A、Bの差|A-B|の値ABが共振範囲Cの周波数帯の差Fよりも小さくならない時点で処理速度を減じることにより、振動の発生を回避できる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a case where operation control is performed focusing on two periodic components. During normal operation in which the
Therefore, by reducing the processing speed at the time when the value AB of the difference |AB| of the periodic components A and B does not become smaller than the difference F between the frequency bands of the resonance range C, the occurrence of vibration can be avoided.
このため、周波数帯の差Fよりも大きい設定値Hを設定し、振動センサ13aと振動センサ14a、振動センサ16aとにより計測された振動データに基づく周波数解析より得られた周期成分A、Bの差|A-B|の値ABが、設定値Hよりも小さくなった時点で処理速度を低下する。これにより、振動を極力小さくできる。そして、周期成分A、Bの差|A-B|の値ABが設定値Hよりも大きくなった時点で処理速度を上げることができる。
For this reason, a set value H that is larger than the frequency band difference F is set, and the periodic components A and B obtained by frequency analysis based on the vibration data measured by the vibration sensor 13a,
図5にはワインダ装置1の処理速度(ワインダ速度)の経時変化が示してあり、図5(A)には運転の開始から終了に至るまでを、図5(B)には共振範囲Cの近傍を拡大して示している。この図5においては、処理速度を下げることなく運転する場合(ブランク)を実線で示し、周期成分Aと周期成分Bの差の設定値Hが1.4Hzである場合を一点鎖線で示し、周期成分Aと周期成分Bの差の設定値Hが2Hzである場合を破線で示している。
すなわち、設定値Hが2Hzの場合には、ワインダ装置1の運転開始から約320秒経過後に減速し、約420秒経過後に増速する。このため、約100秒間を減速して運転する。また、設定値Hが1.4Hzの場合には、約330秒後に減速し、約390秒後に増速することで、約60秒間を減速して運転する。
FIG. 5 shows the change over time in the processing speed (winder speed) of the
That is, when the set value H is 2 Hz, the
図6はライダーロール16に設置された振動センサ16aにより取得された振動の変位をもとに、図5に示す処理速度によって運転された際にどの程度の大きさの設定値Hが必要なのかをシミュレーションした結果の図である。図6において、符号Lで処理速度を下げずに運転する場合を、符号Mで設定値Hが1.4Hzの場合を、符号Nで設定値Hが2Hzである場合を示してある。すなわち、符号Lは実際に取得された振動の変位を、符号M、Nはシミュレーションした結果である。図5に示す減速後の処理速度によって運転された際に約50%の振動が抑制できたため、シミュレーションに際して、図5に示す処理速度によって運転された際に振動が50%抑制できると仮定して図6の振動変位を求めた。
また、図6(A)は図5(A)に相当して、運転の開始から終了に至るまでを、図6(B)は図5(B)に相当して、共振範囲Cの近傍を拡大して示している。
FIG. 6 shows how large the set value H is required when operating at the processing speed shown in FIG. 5, based on the vibration displacement acquired by the
Also, FIG. 6(A) corresponds to FIG. 5(A) and shows the period from the start to the end of operation, and FIG. 6(B) corresponds to FIG. 5(B) and shows the vicinity of the resonance range C. Shown enlarged.
図6において、符号Nで示すように、設定値Hを2Hzとした場合には、振動の変位が最も小さくなって、共振の発生が抑制されている。
これは、設定値Hを1.4Hzに設定する場合には、ライダーロール16の振動が共振範囲Cに進入してしまったと考えられる。したがって、設定値Hを2Hzに設定する場合の方が、確実に振動の発生を抑制できることになる。
一方、上述のように、設定値Hを大きく設定すると、ワインダ装置1の減速運転の時間が長くなるので、生産効率を低下させてしまうことになる。このため、生産効率の確保と共振により発生する振動の抑制とを考慮して、設定値Hを設定する。また、設定値Hの前後における処理速度を上げることができる場合、特に設定値Hから離脱した後の処理速度を上げることができる場合には、増速することによって、共振範囲Cを回避する際の減速時間を相殺することができる。
In FIG. 6, as indicated by the symbol N, when the set value H is 2 Hz, the vibration displacement becomes the smallest, and the occurrence of resonance is suppressed.
This is considered to be because the vibration of the
On the other hand, as described above, if the set value H is set to a large value, the deceleration operation time of the
また、周期成分Aと周期成分Bのいずれもが設定値Hの範囲内に進入した場合に、処理速度を低下させるようにすることもできる。この場合には、周期成分Aと周期成分Bの差の値ABが設定値Hの範囲内に進入した場合でも、周期成分Aと周期成分Bのいずれか一方が設定値Hの範囲外にある場合には、処理速度を低下させることなく、ワインダ装置1の運転を継続する。他方、これら周期成分Aと周期成分Bのいずれもが、設定値Hの範囲内に進入した場合に処理速度を低下させる。そして、いずれか一方の周期成分が設定値Hの範囲外に離脱したならば、処理速度を上昇させる。
すなわち、子巻取の固有振動数を含む複数の周期成分A、Bのいずれもが設定値Hの範囲内に進入した際には、処理速度を低下させるものである。
Furthermore, when both the periodic component A and the periodic component B enter the range of the set value H, the processing speed may be reduced. In this case, even if the value AB of the difference between periodic component A and periodic component B enters within the range of set value H, one of periodic component A and periodic component B is outside the range of set value H. In this case, the operation of the
That is, when any of the plurality of periodic components A and B including the natural frequency of the child winding enters the range of the set value H, the processing speed is reduced.
以上に説明した運転制御方法により運転されるワインダ装置1のワインダ速度は、1000m/min以上とすることが好ましく、1500m/min以上とすることがより好ましく、2000m/minとすることがさらに好ましい。すなわち、ワインダ速度が大きいほど、共振による振動が大きくなり上述の運転制御方法が効果的に機能する。
The winder speed of the
また、ワインダ装置1で巻き取る紙の静摩擦係数は、0.4以上であることが好ましく、0.5以上であればさらに好ましく、0.6以上であればさらに好ましい。紙の静摩擦係数が大きいほど、共振による振動が大きくなり上述の運転制御方法が効果的に機能する。
Further, the static friction coefficient of the paper wound up by the
また、ワインダ装置1の種類は特に限定されるものではない。ただし、この発明では、紙厚が幅方向で均一にならず子巻取ごとの回転数のバラつきが生じることで発生するドラムと巻取の間のスリップによる振動などが発生しやすいツードラムワインダが上述の運転制御方法が効果的に機能する。
Furthermore, the type of
以上説明したように、この発明に係る運転制御方法では、巻取の固有振動数に由来の周期成分による共振に着目して、共振範囲となる共振時間、共振巻径、共振巻長でワインダ装置を減速運転し、共振の発生を防止したことにより、オンラインで制御することができる。このため、ワインダ装置に供される紙の種類に拘わらず、迅速に対応して、巻取の偏芯や断紙を抑制できる。 As explained above, in the operation control method according to the present invention, the winder device By operating at a reduced speed and preventing the occurrence of resonance, online control is possible. Therefore, regardless of the type of paper supplied to the winder device, it is possible to quickly respond and suppress eccentricity of winding and paper breakage.
1 ワインダ装置
1a アンワインダ
11 スリッターナイフ
12 フロントドラム
13 リアドラム
13a 振動センサ
14 コアチャック
14a 振動センサ
15 テンションロール
16 ライダーロール
16a 振動センサ
20 周波数解析機
A 周期成分
B 周期成分
C 共振範囲
P 共振発生部
S 紙シート
Sn 子紙シート
U 子巻取
W 親巻取
1
Claims (3)
前記ワインダ装置の適宜位置に設置した振動センサによる振動データの取得後、即時に周波数解析を行い、
子巻取の固有振動数を含む複数の周期成分の共振点を確認して、前記複数の周期成分が共振して振動が増加する共振範囲を決定し、
前記共振範囲となる、共振時間と子巻取の共振巻径、共振巻長のいずれか一または二以上が前記共振範囲に含まれた際に、前記ワインダ装置の処理速度を低下させ、該共振範囲から離脱した際に上昇させることを特徴とするワインダ装置の運転制御方法。 In an operation control method of a winder device that forms a small width and small diameter child winding from a winding of paper,
After acquiring vibration data by a vibration sensor installed at an appropriate position of the winder device, frequency analysis is immediately performed,
checking resonance points of a plurality of periodic components including the natural frequency of the child winding, and determining a resonance range where the plurality of periodic components resonate and vibration increases;
When one or more of the resonance time, the resonance winding diameter of the child winding, and the resonance winding length, which are the resonance range, are included in the resonance range, the processing speed of the winder device is reduced and the resonance A method for controlling the operation of a winder device, characterized in that the winder device is raised when the device leaves the range.
子巻取の固有振動数を含む複数の周期成分が予め設定された周波数帯の範囲内に進入した際に前記ワインダ装置の処理速度を減速させ、複数の周期成分のいずれかが該範囲内から離脱した際に前記ワインダ装置の処理速度を増速させることを特徴とするワインダ装置の運転制御方法。 An operation control method for a winder device according to claim 1 , comprising:
When a plurality of periodic components including the natural frequency of the child winding enter a preset frequency band range, the processing speed of the winder device is reduced, and any one of the plurality of periodic components moves from within the range. A method for controlling the operation of a winder device, characterized in that the processing speed of the winder device is increased when the winder device is detached from the winder device.
子巻取の固有振動数を含む複数の周期成分のうちのいずれか二つの周期成分の差が所定の範囲内に進入した際に前記ワインダ装置の処理速度を減速させ、該範囲内から離脱した際に前記ワインダ装置の処理速度を増速させることを特徴とするワインダ装置の運転制御方法。 An operation control method for a winder device according to claim 1 , comprising:
When the difference between any two periodic components among the plurality of periodic components including the natural frequency of the child winding enters within a predetermined range , the processing speed of the winder device is slowed down and the process speed is removed from the range. A method for controlling the operation of a winder device, comprising increasing the processing speed of the winder device .
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