JP7451191B2 - Controls and roll-to-roll conveying systems - Google Patents
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Description
本発明は、ロール・ツー・ロール搬送システムの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a roll-to-roll conveyance system.
ロール・ツー・ロール搬送システムでは、紙・フィルム・金属箔などの長尺物(ウェブ)をロールから巻き出し、ローラを経由して移動させ、その移動経路上でウェブに様々な加工を施す。一般にウェブは、移動経路上でたるまないよう、また加工がしやすいよう、生産条件として設定された張力が与えられた状態で搬送される。これを実現するために、ウェブ処理システムは、ダンサ機構または張力検出器を備え、ウェブの設定張力を維持するよう制御を行う。 In a roll-to-roll conveyance system, a long object (web) such as paper, film, or metal foil is unwound from a roll, moved through rollers, and various processes are applied to the web along the path of movement. Generally, the web is conveyed under tension set as production conditions so that it does not slacken on the moving path and is easy to process. To accomplish this, the web processing system includes a dancer mechanism or tension detector to control the web to maintain a set tension.
ダンサ機構を使用するには事前に校正が必要である。この校正作業の負荷を軽減できるに越したことはない。 Calibration is required before using the dancer mechanism. There is nothing better than being able to reduce the burden of this calibration work.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、ダンサ機構の校正作業の負荷を軽減できる技術の提供にある。 The present invention has been made in view of these circumstances, and one exemplary objective of a certain aspect of the present invention is to provide a technique that can reduce the burden of calibration work on a dancer mechanism.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の制御装置は、ウェブに張力を付与するダンサローラと、ダンサローラの位置を検出するセンサと、を備えるロール・ツー・ロール搬送システムの制御装置であって、センサの検出値をダンサローラが第1位置にあることを示す第1検出値として記憶するための第1ボタンと、センサの検出値をダンサローラが第2の位置にあることを示す第2検出値として記憶するための第2ボタンと、を含む画面を所定の表示部に表示させる表示制御部と、第1検出値および第2検出値を用いて、センサの検出値が示すダンサローラの位置を特定する位置特定部と、を備える。 In order to solve the above problems, a control device according to an aspect of the present invention is a control device for a roll-to-roll conveyance system that includes a dancer roller that applies tension to a web and a sensor that detects the position of the dancer roller. a first button for storing the detected value of the sensor as a first detected value indicating that the dancer roller is in the first position; and a second button for storing the detected value of the sensor as a first detected value indicating that the dancer roller is in the second position. a second button for storing the value as a value; a display control unit for displaying a screen including the button on a predetermined display unit; and a position specifying unit for specifying the position.
本発明の別の態様もまた、制御装置である。この装置は、ウェブに張力を付与するダンサローラと、ダンサローラに推力を付与するアクチュエータと、を備えるロール・ツー・ロール搬送システムの制御装置であって、アクチュエータに加えられている操作量をダンサローラに第1推力を付与するための第1操作量として記憶するための第1ボタンと、アクチュエータに加えられている操作量をダンサローラに第1推力を付与するための第2操作量として記憶するための第1ボタンと、を含む画面を所定の表示部に表示させる表示制御部と、第1操作量および第2操作量を用いて、アクチュエータがダンサローラに所望の推力を付与するための操作量を特定する操作量特定部と、を備える。 Another aspect of the invention is also a control device. This device is a control device for a roll-to-roll conveyance system that includes a dancer roller that applies tension to the web and an actuator that applies thrust to the dancer roller. A first button for storing the amount of operation applied to the actuator as the first amount of operation for applying the first thrust to the dancer roller, and a second button for storing the amount of operation applied to the actuator as the second amount of operation for applying the first thrust to the dancer roller. 1 button, a display control unit that displays a screen including a button on a predetermined display unit, and a first operation amount and a second operation amount to specify an operation amount for the actuator to apply a desired thrust to the dancer roller. An operation amount specifying section.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that arbitrary combinations of the above-mentioned components and mutual substitution of the components and expressions of the present invention among methods, devices, systems, etc. are also effective as aspects of the present invention.
本発明によれば、ダンサ機構の校正作業の負荷を軽減できる。 According to the present invention, the load of calibrating the dancer mechanism can be reduced.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. Identical or equivalent components, members, and processes shown in each drawing are designated by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted as appropriate. Further, the embodiments are illustrative rather than limiting the invention, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
図1は、実施の形態に係るロール・ツー・ロール搬送システム(以下、単に搬送システムという)2の構成を示す模式図である。搬送システム2は、ウェブ4を巻き出す巻き出しユニット10と、巻き出されたウェブ4を搬送する第1フィードユニット14、第2フィードユニット16および第3フィードユニット18と、ウェブ4を巻き取る巻き取りユニット12と、それらを制御する制御装置11と、を備える。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a roll-to-roll conveyance system (hereinafter simply referred to as a conveyance system) 2 according to an embodiment. The
ウェブ4は紙やフィルムなどの帯状またはシート状の基材であり、移動経路に沿って連続的に存在する。ウェブ4には移動経路上で所定の処理が施される。所定の処理は、例えば印刷加工、延伸加工、成形加工、コーティング加工、ラミネート加工、スリット加工などの加工処理であってもよく、あるいはまた大型の巻き出しロールから複数の小型の巻き取りロールへウェブ4を巻き取る処理であってもよい。ウェブ4は、移動経路上でたるまないよう、また加工がしやすいよう、生産条件として設定された張力が与えられた状態で搬送される。
The
巻き出しユニット10は、巻き出しロール20と、ギア22と、モータ24と、張力検出器26と、を含む。モータ24は、ギア22を介して巻き出しロール20を回転させる。巻き出しロール20は、そこから巻き出されるウェブ4に巻き出しロール20の回転数および直径に応じた速さを与える。
The
張力検出器26は、巻き出しロール20から巻き出されたウェブ4、すなわち巻き出しロール20とフィードローラ30(後述)との間のウェブ4の張力を検出可能に構成される。制御装置11は、巻き出しロール20とフィードローラ30との間のウェブ4の張力が所定の目標値に維持されるよう、モータ24の速度、ひいてはモータ24とモータ34(後述)との速度差を制御する。
The
第1フィードユニット14は、フィードローラ30と、ギア32と、モータ34と、ダンサ機構36と、を含む。モータ34は、ギア32を介してフィードローラ30を回転させる。フィードローラ30は、その回転数および直径に応じた速さをウェブ4に与える。
The
ダンサ機構36は、フィードローラ30よりも、ウェブ4の移動経路における下流側に設けられる。ダンサ機構36は、ダンサローラ70と、アクチュエータ72と、センサ76と、を含む。ダンサローラ70は、特に限定しないが、本実施の形態では上下方向に移動可能に支持される。アクチュエータ72はダンサローラ70に推力を付与する。本実施の形態のアクチュエータ72は、ダンサローラ70に接続されるロッド74を有し、ロッド74を介してダンサローラ70に推力を付与する。推力を受けたダンサローラ70はウェブ4を押圧する。これにより、ウェブ4に張力が付与される。制御装置11は、フィードローラ30とフィードローラ40との間のウェブ4の張力を所定の目標値に維持するよう、アクチュエータ72を制御する。
The
センサ76は、ダンサローラ70の位置を検出する。本実施の形態のセンサ76は、ロッド74の位置を検出することで、ダンサローラ70の位置を検出する。センサ76は、ダンサローラ70の位置を示す検出値を所定の周期で制御装置11に出力する。
The
第2フィードユニット16は、フィードローラ40と、ギア42と、モータ44と、を含む。モータ44は、ギア42を介してフィードローラ40を回転させる。フィードローラ40は、その回転数および直径に応じた速さをウェブ4に与える。この例では、第2フィードユニット16は速度基準となるユニットである。したがって、制御装置11は、モータ44ひいてはフィードローラ40を、一定の基準速度で回転させる。
The
第3フィードユニット18は、フィードローラ50と、ギア52と、モータ54と、張力検出器56と、を含む。モータ54は、ギア52を介してフィードローラ50を回転させる。フィードローラ50は、その回転数および直径に応じた速さをウェブ4に与える。張力検出器56は、フィードローラ40とフィードローラ50との間のウェブ4の張力を検出可能に構成される。制御装置11は、フィードローラ40とフィードローラ50との間のウェブ4の張力が所定の目標値に維持されるよう、モータ54の速度、ひいてはモータ54とモータ44との速度差を制御する。
The
巻き取りユニット12は、巻き取りロール60と、ギア62と、モータ64と、張力検出器66と、を含む張力検出器66は、張力検出器66は、フィードローラ50と巻き取りロール60との間のウェブ4の張力を検出可能に構成される。モータ64は、ギア62を介して巻き取りロール60を回転させる。巻き取りロール60はウェブ4を巻き取る。制御装置11は、フィードローラ50と巻き取りロール60との間のウェブ4の張力が所定の目標値に維持されるよう、モータ64の速度、ひいてはモータ64とモータ54との速度差を制御する。
The
図2は、制御装置11の機能構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのCPUをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration of the
制御装置11は、表示制御部102と、校正支援部104と、ユニット制御部106と、ダンサ位置特定部108と、操作量特定部110と、記憶部112と、を備える。記憶部112は、各部により参照、更新されるデータを記憶する。表示制御部102は、所定の表示部に各種の画面を表示させる。表示制御部102は、たとえば、後述するセンサ校正画面やアクチュエータ校正画面を表示させる。
The
校正支援部104は、センサ76およびアクチュエータ72の校正を支援する。ダンサ位置特定部108は、センサ76からの検出値に基づいてダンサローラ70の位置を所定の周期で特定する。操作量特定部110は、アクチュエータ72がダンサローラ70に所望の推力を付与するための操作量を特定する。校正支援部104、ダンサ位置特定部108および操作量特定部110の詳細については後述する。
The
ユニット制御部106は、巻き出しユニット10、巻き取りユニット12、第1フィードユニット14、第2フィードユニット16および第3フィードユニット18を制御する。具体的には、ユニット制御部106は、ウェブ4の張力が所定の目標値となるよう、各ユニットのモータ24,34,44,54,64およびダンサ機構36を制御する。ユニット制御部106は特に、ダンサ位置特定部108が特定するダンサローラ70の位置や操作量特定部110が特定する操作量を用いて、アクチュエータ72を制御する。
The
図3は、表示制御部102が所定の表示部に表示するダンサ位置校正画面を示す図である。検出値表示欄126には、センサ76からの最新の検出値(この例では電圧値)が表示される。
FIG. 3 is a diagram showing a dancer position calibration screen displayed on a predetermined display section by the
ユーザは、ダンサローラ70を+100%位置に移動させた状態で、第1セットボタン120をクリックする。すると校正支援部104は、このときのセンサ76からの最新の検出値(この例では電圧値)を、ダンサローラ70が+100%位置にあることを示す第1検出値として記憶部112に記憶させる。「+100%位置」は、ウェブ4の経路が最も短くなるダンサローラ70の位置であって、図1の例ではダンサローラ70のストローク範囲における上端位置である。
The user clicks the
またユーザは、ダンサローラ70を-100%位置に移動させた状態で、第2セットボタン122をクリックする。すると校正支援部104は、このときのセンサ76からの最新の検出値を、ダンサローラ70が-100%位置にあることを示す第2検出値として記憶部112に記憶させる。「-100%位置」は、ウェブ4の経路が最も長くなるダンサローラ70の位置であって、図1の例ではダンサローラ70のストローク範囲における下端位置である。
Further, the user clicks the
ダンサ位置特定部108は、第1検出値および第2検出値を用いた線形補間により、センサ76の検出値が示すダンサローラ70の位置を特定する。
The dancer
ダンサ位置表示欄124には、第1検出値および第2検出値を用いた線形補間によってセンサの検出値から特定されるダンサローラ70の位置が表示される。ユーザは、たとえば、ダンサローラ70を0%位置(ストローク範囲の中間位置)付近に移動させ、ダンサ位置表示欄124の表示が0%に近い値になっているか確認する。これにより、センサ76が正しく校正されたか確認できる。
The dancer
図4は、表示制御部102が所定の表示部に表示するダンサ推力校正画面を示す図である。第1推力入力欄130には、推力を入力する。以下、第1推力入力欄130に入力される推力を第1推力と呼ぶ。第1推力には、ダンサローラ70がウェブ4に付与可能な範囲内の推力であって、付与予定の推力以上の推力を採用する。第1推力は、付与可能な最大推力、すなわちダンサ機構36の仕様上の最大推力であってもよい。
FIG. 4 is a diagram showing a dancer thrust calibration screen displayed on a predetermined display section by the
第1セットボタン132をクリックすると、校正支援部104は、所定の計算式に基づいて、第1推力を付与するためのアクチュエータ72の操作量(この例では駆動電圧)を計算する。校正支援部104は、計算された操作量を操作量表示欄146に表示するとともに、その操作量でアクチュエータ72を駆動する。
When the
第1推力より低い推力がダンサローラ70に付与されている場合、Upボタン148をクリックする。すると、校正支援部104は、操作量表示欄146に表示される操作量を所定値だけ高くするとともに、高くした操作量でアクチュエータ72を駆動する。
If a thrust lower than the first thrust is applied to the
第1推力より高い推力がダンサローラ70に付与されている場合、Downボタン150をクリックする。すると、校正支援部104は、操作量表示欄146に表示される操作量を所定値だけ低くするとともに、低くした操作量でアクチュエータ72を駆動する。
If a thrust higher than the first thrust is applied to the
ユーザは、第1推力がダンサローラ70に実際に付与されるまで、Upボタン148および/またはDownボタン150をクリックする。
The user clicks on the
第1推力がダンサローラ70に実際に付与されている場合、第1セーブボタン136をクリックする。すると、校正支援部104は、このときの操作量を、ダンサローラ70に第1推力を付与するための第1操作量として記憶部に記憶させるとともに、第1操作量表示欄134に表示する。
If the first thrust is actually applied to the
第1推力がダンサローラ70に実際に付与されているか否かは、たとえば、張力検出器を設置して判断してもよい。また、たとえば、錘などを用いて第1推力と同じ荷重をダンサローラ70にかけ、ダンサローラ70が0%位置で釣り合っているか否かによって判断してもよい。
Whether or not the first thrust is actually applied to the
第2推力入力欄138には、第1推力よりも低い推力を入力する。以下、第2推力入力欄138に入力される推力を第2推力と呼ぶ。第2推力には、ダンサローラ70がウェブ4に付与可能な範囲内の推力であって、付与予定の推力以下の推力を採用する。第2推力は、付与可能な最低推力、すなわちダンサ機構36の仕様上の最低推力であってもよい。
In the second
第2セットボタン140をクリックすると、上述の計算式に基づいて、第2推力を付与するためのアクチュエータ72の操作量を計算する。校正支援部104は、計算された操作量を操作量表示欄146に表示するとともに、その操作量でアクチュエータ72を駆動する。
When the
第2推力がダンサローラ70に付与されていない場合、第1推力の場合と同様に、第2推力がダンサローラ70に実際に付与されるまで、Upボタン148および/またはDownボタン150をクリックする。
If the second thrust is not applied to the
第2推力がダンサローラ70に実際に付与されている場合、第2セーブボタン144をクリックする。すると、校正支援部104は、このときの操作量を、ダンサローラ70に第2推力を付与するための第2操作量として記憶部に記憶させるとともに、第2操作量表示欄142に表示する。
If the second thrust is actually applied to the
第1推力がダンサローラ70に実際に付与されているか否かは、第1推力の場合と同様に判断すればよい。
Whether or not the first thrust is actually applied to the
操作量特定部110は、第1操作量および第2操作量を用いた線形補間により、アクチュエータ72がダンサローラ70に所望の推力を付与するための操作量を特定する。
The manipulated
以上説明した制御装置11によれば、画面上のボタン操作によって第1検出値および第2検出値が記憶され、それらに基づいてセンサ76の検出値が示すダンサローラ70の位置が自動で特定される。これにより、ユーザの負荷が軽減する。
According to the
また、制御装置11によれば、画面上のボタン操作によって、第1操作量および第2操作量が記憶され、それらに基づいて、ダンサローラ70に所望の推力を付与するための操作量が自動で特定される。これにより、ユーザの負荷が軽減する。
Further, according to the
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. Those skilled in the art will understand that this embodiment is merely an example, and that various modifications can be made to the combinations of these components and processing processes, and that such modifications are also within the scope of the present invention. be.
2 ロール・ツー・ロール搬送システム、 4 ウェブ、 11 制御装置、 102 表示制御部、 106 ユニット制御部、 108 ダンサ位置特定部、 110 操作量特定部。 2 roll-to-roll conveyance system, 4 web, 11 control device, 102 display control section, 106 unit control section, 108 dancer position specifying section, 110 operation amount specifying section.
Claims (3)
前記センサの検出値を前記ダンサローラが第1位置にあることを示す第1検出値として記憶するための第1ボタンと、前記センサの検出値を前記ダンサローラが第2の位置にあることを示す第2検出値として記憶するための第2ボタンと、を含む画面を所定の表示部に表示させる表示制御部と、
前記第1ボタンの操作によって記憶された前記第1検出値および前記第2ボタンの操作によって記憶された前記第2検出値を用いた線形補間により、前記センサの検出値が示す前記ダンサローラの位置を特定するダンサ位置特定部と、を備え、
前記表示制御部は、前記ダンサ位置特定部により特定した前記ダンサローラの位置を前記所定の表示部に表示させることを特徴とする制御装置。 A control device for a roll-to-roll conveyance system, comprising a dancer roller that applies tension to a web, and a sensor that detects the position of the dancer roller,
a first button for storing the detection value of the sensor as a first detection value indicating that the dancer roller is in a first position; and a first button for storing the detection value of the sensor as a first detection value indicating that the dancer roller is in a second position. a second button for storing as a second detected value; a display control unit that causes a predetermined display unit to display a screen including
The position of the dancer roller indicated by the detection value of the sensor is determined by linear interpolation using the first detection value stored by operating the first button and the second detection value stored by operating the second button. a dancer position identification unit for identifying the dancer ;
The control device is characterized in that the display control section causes the position of the dancer roller specified by the dancer position specifying section to be displayed on the predetermined display section .
前記アクチュエータに加えられている操作量を前記ダンサローラに第1推力を付与するための第1操作量として記憶するための第1ボタンと、前記アクチュエータに加えられている操作量を前記ダンサローラに第2推力を付与するための第2操作量として記憶するための第2ボタンと、を含む画面を所定の表示部に表示させる表示制御部と、
前記第1ボタンの操作によって記憶された前記第1操作量および前記第2ボタンの操作によって記憶された前記第2操作量を用いた線形補間により、前記アクチュエータが前記ダンサローラに所望の推力を付与するための操作量を特定する操作量特定部と、を備え、
前記表示制御部は、前記アクチュエータに加えられる操作量を所定値だけ高くするためのUpボタンと、前記アクチュエータに加えられる操作量を所定値だけ低くするためのDownボタンと、を含む画面を所定の表示部に表示させることを特徴とする制御装置。 A control device for a roll-to-roll conveyance system comprising a dancer roller that applies tension to a web, and an actuator that applies thrust to the dancer roller,
a first button for storing the amount of operation applied to the actuator as a first amount of operation for applying a first thrust to the dancer roller; and a second button for storing the amount of operation applied to the actuator as a first amount of operation for applying a first thrust to the dancer roller; a second button for storing a second operation amount for applying thrust; and a display control unit that displays a screen including a second button on a predetermined display unit;
The actuator applies a desired thrust to the dancer roller by linear interpolation using the first operation amount stored by operating the first button and the second operation amount stored by operating the second button. a manipulated variable identification unit that identifies a manipulated variable for
The display control unit displays a screen including an Up button for increasing the amount of operation applied to the actuator by a predetermined value, and a Down button for decreasing the amount of operation applied to the actuator by a predetermined value. A control device characterized by displaying information on a display unit .
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