JPH01176768A - リワインダ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、シート材が巻回されているアンワインダとこ
のアンワインダからシート材を巻き取るワインダとの中
間に配された中間ロールを駆動する電動機駆動制御系を
備えたリワインダ制御装置に関する。

（従来の技術） 従来のリワインダ制御装置のブロック図を第２図に示す
。第２図に示すリワインダは、シート材１を巻回したア
ンワインダ２と、このアンワインダ２のシート材１を巻
き取る巻取りロール３と、この巻取りロール３を駆動す
るリアドラム４およびフロントドラム５と、アンワイン
ダ２と巻取りロール３との間のシート材１の搬送路に設
けられた中間ロール６と、この中間ロール６と巻取ロー
ル３との間に設けられた張力検出ロール７と、アンワイ
ンダ２を駆動する電動機８と、中間ロール６を駆動する
電動ａ１９と、リアドラム４を駆動する電動機１０と、
フロントドラム５を駆動する電動機１１とを備えている
。巻取りロール３および両ドラム４．５でワインダを構
成している。このリワインダを制御する制御装置は、電
動機８すなわちアンワインダ２を制御するアンワインダ
制御回路１３と、電動機９すなわち中間ロール６を制御
する中間ロール制御回路１４Ａと、電動機１０゜１１す
なわちワインダを制御するワインダ制御装置１５とから
なっている。張力検出ロール７には、これと協働してシ
ート材１の張力Ｔを検出する張力検出回路１２が設けら
れている。

アンワインダ制御回路１３は、張力基準を設定する張力
設定器１６と、アンワインダ２自体の慣性による張力誤
差を補償する補償回路１７と、張力設定器１６による張
力基準信号と補償回路１７からの張力補償信号と張力検
出回路１２からの張力検出信号とにより電流制御信号を
出力する張力制御増幅器１８と、この張力制御増幅器１
８からの出力信号により電力制御信号を出力する電流制
御増幅器１９と、この電流制御増幅器１９からの出力信
号により電動機８に制御された電力を供給する電力変換
器２０とから構成されている。

ワインダ制御回路１５は、巻取り速度基準を発生する速
度基準回路２１と、速度基準回路２１からの速度基準と
電動機１０に取り付けた速度検出器２２からの速度検出
信号との偏差に基づきそれを零とするための電流制御信
号を出力する速度制御増幅器２３と、この速度制御増幅
器２３からの出力信号によりリアドラム４側の電力制御
信号を出力する電流制御増幅器２４と、この電流制御増
幅器２４からの出力信号により電動機１０に制御された
電力を供給する電力変換器２５と、速度制御増幅器２３
の出力信号によりフロントドラム５側の電力制御信号を
出力する電流制御増幅器２６と、この電流制御増幅器２
６からの出力信号により電動機１１に制御された電力を
供給する電力変換器２７とから構成されている。

中間ロール制御回路１４Ａは、速度基準回路２１からの
速度基準と電動機９に取り付けた速度検出器２８からの
速度検出信号との偏差に基づいてそれを零とするための
電流制御信号を出力する速度制御増幅器２９と、この速
度制御増幅器２９からの出力信号により電力制御信号を
出力する電流制御増幅器３０と、この電流制御増幅器３
０からの出力信号により電動機９に制御された電力を供
給する電力変換器３１とから構成されている。

このように構成されたリワインダ制御装置では、巻取り
ロール３はリアドラム４およびフロントドラム５により
表面駆動される。シート材１の巻き取り速度を設定する
速度基準は速度基準回路２１から出力され速度検出器２
２で検出された実際速度信号と共に速度制御増幅器２３
に入力され実際の速度が速度基準信号と等しくなるよう
に電動機・　　１０および電動機１１の電流が制御され
、これによりシート材１は一定速度で巻き取られる。中
間ロール６は電動機９により駆動されるが、中間ロール
６の速度基準として速度基準回路２１からの信号を速度
制御増幅器２９に入力することにより、巻取りロール３
の巻取り速度と等しくなるように制御される。張力検出
ロール７の検出張力は張力検出回路１２を介して張力検
出信号となり、張力設定器１６で設定された張力基準信
号と共に張力制御増幅器１８に人力される。この張力制
御増幅器１８は張力検出値が張力基準と等しくなるよう
に電動機８の電流を制御する。これによりアンワインダ
２の張力および巻取りロール３の張力が共に設定張力に
制御される。

（発明が解決すべき問題点） 従来のリワインダ制御装置は以上のように構成されてい
るため、巻取りロール３の加減速時に張力変動を生じ、
シート材１の巻きずれや切断等の事故を引き起こすとい
う問題点があった。

つまり、中間ロール６の周速とシート材１の走行速度に
差があると、中間ロール６とシート材１の間でトルクの
伝達という現象が生じる。中間ロール６の周速とシート
材１の走行速度との間の速度差をΔＳ１シート材１と中
間ロール６との間の動摩擦係数をμ、シート材１が中間
ロール６に接している部分の面積すなわち接触面積をＡ
とすると、中間ロール６からシート材１に伝達される張
力ΔＴは、 ΔＴ−ΔＳ−μ・Ａ　　　　　　・・・・・・（１）と
なり、アンワインダ２の張力Ｔ２と巻取りロール３の張
力Ｔ３との間にΔＴ相当の差が生じる。

例えば、中間ロール６の周速がシート材１の走行速度よ
り速くなるとＴ２〉Ｔ３となり、巻取りロール３側の張
力が弱まる。このため、張力制御増幅器１８の作用によ
り、アンワインダ２側の張力Ｔ２を強め、これにより巻
取りロール３の張力Ｔ３を張力基準に回復させるべく補
償動作が行われる。しかし、張力制御動作には制御時定
数による遅れが存在するので、この遅れが回復するまで
の間、巻取りロール３側の張力が張力基準よりも弱まり
、巻きずれの原因となる。また、アンワインダ２側では
張力が強まり過ぎるのでシート材切断の原因となる。

逆に、中間ロール６の速度がシート材１の速度よりも遅
くなるとＴ２くＴ３となり、アンワインダ２側の張力が
弱まり、しわや巻きずれを生じることになる。

一方、シート材１の走行速度はリアドラム４の周速と等
しいので、一定速度で巻取っているときは、中間ロール
６の周速とシート材１の走行速度も互いに等しい。しか
し、加減速を行うと、中間ロール６の速度制御応答と巻
取りロール３を含むワインダの速度制御応答との違いに
より両者の間に速度差を生じる。ワインダの速度制御系
の開ループ−巡伝達関数Ｇは、 と表わされる。ここで、Ｋ１は速度制御増幅器２３のゲ
イン、Ｔ１は速度制御増幅器２３の時定数、Ｊは巻取り
ロール３と電動機１０．１１の合計の慣性モーメント、
Ｔ２は電流制御系の時定数、Ｋ２は定数である。

さて、ワインダの合成慣性モーメントＪは巻取りロール
３上のコイル径が大きくなるに従って増加する。このた
め、（２）式の一巡伝達関数のゲインはロール径が大き
くなるに従い指数関数的に増加する。したがって、コイ
ル径の増加に伴い、（２）式の一巡伝達関数のゲインが
低下するので、速度応答は遅くなる。すなわち、ワイン
ダの速度応答は巻取りロール３上のコイル径によって変
化する。また、ワインダの慣性モーメントＪはシート材
１の密度や幅によっても変化する。つまり、材料の違い
によっても速度応答は変化する。これに対して、中間ロ
ール６の慣性モーメントは常に一定であるので、その速
度応答は変化しない。このため、巻取りロール３のコイ
ル径あるいは材料の差により、中間ロール６とワインダ
の速度応答に差が生じる。したがって、速度基準を変化
させたときに新たな速度基準に到達するまでの時間に差
が生じ、中間ロール６の周速とシート材１の走行速度と
の間に差が発生する。このため、アンワインダ２やワイ
ンダの加減速の度に張力変動を生じるという問題点があ
った。

したがって本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、
巻取りロールのコイル径の変化すなわちワインダの慣性
モーメントの変化にもかかわらず、処理されるシート材
に張力変動を生じないようにしたリワインダ制御装置を
提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明のリワインダ制御装
置は、ワインダのコイル径を検出するコイル径検出手段
と、このコイル径検出手段の出力を用いてワインダの慣
性モーメントを演算する演算手段と、この演算手段によ
って演算された慣性モーメントに応じて、中間ロールを
駆動する電動機駆動制御系の速度制御ゲインを調整する
ゲイン補正手段とを具備したことを特徴とする。

（作　用） このように構成された本発明のリワインダ制御装置にお
いては、ワインダのコイル径を検出し、その検出値を用
いてワインダの慣性モーメントを演算し、この慣性モー
メントにより、中間ロールを駆動する速度制御系の速度
制御ゲインを調整し、中間ロールの速度応答を常にワイ
ンダの速度応答に等しくなるように制御する。したがっ
て、加減速に際してもシート材に張力変動を来たすこと
なく、巻きずれや材料切断といった事態を回避すること
ができる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るリワインダ制御装置の
ブロック図である。ここで第２図と同一の構成部分につ
いては同一符号を付し、その説明は省略する。第１図の
装置における中間ロール制御回路１４には、第２図の中
間ロール制御回路１４Ａの構成部品に加えて、巻取りロ
ール３のコイル径を検出するコイル径検出回路４０と、
シート材１の密度を設定する密度設定器４１と、シート
材１の幅を設定する幅設定器４２と、これらのコイル径
、密度、および幅に基づいて、巻取りロール３を含むワ
インダの慣性モーメントＪを演算する慣性モーメント演
算器４３と、この慣性モーメント演算器４３の出力信号
によって速度制御増幅器２９の出力信号を割算する割算
器４４を備えている。割算器４４の出力信号は電流制御
増幅器３０に入力される。

このように構成されたリワインダ制御装置においては、
巻取りロール３のコイル径はコイル径検出回路４０によ
り演算によって検出される。慣性モーメント演算器４３
は、コイル径り１シート材密度ρ、シート幅Ｗを基に、
慣性モーメントＪを算出する。

・・・・・・（３） ここで、Ｄｏは巻取りロール３のコア径、ＪＭはリアド
ラム４とフロントドラム５並びに電動機１０と電動機１
１の合計慣性モーメントである。

次に、（３）式により算出された慣性モーメントＪによ
り中間ロール６の速度制御増幅器２９の出力信号を割算
することにより、中間ロール６の速度制御−巡伝達関数
Ｇは となる。ここで、Ｊｌは中間ロール６の慣性モーメント
、Ｋ１は中間ロール６の速度制御増幅器２９のゲイン、
Ｔ１は中間ロール６の速度制御増幅器２つの時定数、Ｔ
２は中間ロール６の電流制御系の時定数、Ｋ２は定数で
ある。

（４）式に従い、各定数に１、Ｋ２、Ｔ１、Ｔ２を適宜
調整することによって、中間ロール６の速度制御系の速
度制御ゲインをワイ、ンダの速度制御系の速度制御ゲイ
ンと等しくすることができる。その結果、巻取りロール
３のロール径の変化、シート材１の密度や幅の変化にか
かわらず、中間ロール６とワインダの速度応答を同一に
し、加減速時の速度差によって生じていたシート材のし
わやたるみ、切断といった事態を回避することができる
。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によればワインダの巻取りロ
ールのコイル径の変化を考慮して中間口　　。

−ルの速度制御系の速度制御ゲインを調整するので、常
に中間ロールとワインダの速度応答を同一にすることが
でき、したがって、従来加減速時の速度差によって生じ
ていたシート材のしわやたるみ、さらには切断といった
事態を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るリワインダ制御装置の
ブロック図、第２図は従来のりヮインダ制御装置のブロ
ック図である。 １・・・シート材、２・・・アンワインダ、３・・・巻
取りロール、６・・・中間ロール、８，９，１０．１１
・・・電動機、１２・・・張力検出回路、１３・・・ア
ンワインダ制御回路、１４・・・中間ロール制御回路、
１５・・・ワインダ制御回路、１６・・・張力設定器、
４０・・・コイル径検出回路、４３・・・慣性モーメン
ト演算器、４４・・・割算器。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 Ｊ 嘉２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シート材が巻回されているアンワインダと、このアンワ
   インダからシート材を巻き取るワインダとの中間に配さ
   れた中間ロールを駆動する電動機駆動制御系を備えたリ
   ワインダ制御装置において、前記ワインダのコイル径を
   検出するコイル径検出手段と、このコイル径検出手段の
   出力を用いて前記ワインダの慣性モーメントを演算する
   演算手段と、この演算手段によって演算された慣性モー
   メントに応じて前記電動機駆動制御系の速度制御ゲイン
   を調整するゲイン補正手段とを具備したことを特徴とす
   るリワインダ制御装置。