JPH01214559A - 巻取ロールの支持部材の位置制御装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、巻取ロールを支持する支持部材を移動させ
、その位置を制御する巻取ロールの支持部材の位置制御
装置に関するものである。

従来技術の構成とその問題点 たとえば、紙、プラスチックフィルムなどのウェブ材料
を複数条に細断し、これを複数の巻取ロールに巻き取る
ようにしたスリッタが一般に使用されている。第２図は
従来のスリッタを示す。このスリッタは巻取ロール（Ｒ
）および押えローラ（１）を有し、巻取ロール（Ｒ）は
巻取軸に取り付けられ、支持アーム（２）に支持されて
いる。支持アーム（２）は支点（３）をもち、そのまわ
りに揺動可能に案内されている。そして、モータ（Ｍ）
によって巻取軸が駆動され、巻取ロール（Ｒ）が巻取軸
と一体的に回転する。押えローラ（１）は支持アーム（
４）に支持され、支持アーム（４）は支点（５）をもち
、エアシリンダ（６）に伝動連結されている。したがっ
て、エアシリンダ（６）によって支持アーム（４）を揺
動させると、押えローラ（１）を巻取ロール（Ｒ）に押
し付けることができる。

したがって、モータ（Ｍ）によって送りローラ（７）を
駆動すると、紙、プラスチックフィルムなどのウェブ材
料（Ｗ）を巻取ロール（Ｒ＞に送り、巻き取ることがで
きる。さらに、押えローラ（１）が巻取ロール（Ｒ）に
押し付けられ、ウェブ材料（Ｗ）に適当な張力が加えら
れ、ウェブ材料（Ｗ＞は押えローラ（１）の接圧を受け
る。したがって、ウェブ材料（Ｗ）を緊密に巻き取るこ
とができる。

ところで、このスリッタにおいて、ウェブ材料（Ｗ）を
的確に巻き取るには、ウェブ材料（Ｗ）の巻取張力およ
び押えローラ（１）の接圧が変動しないようにする必要
がある。これを達成するには、ウェブ材料（Ｗ）が巻取
ロール（Ｒ）に巻き取られ、その巻径（Ｄ）が増大して
も、それに関係なく、押えローラ（１）を一定位置に保
つことが好ましい。

したがって、多くの場合、巻取ロール（Ｒ）の支持アー
ム（２）を油圧シリンダ（８）に伝動連結し、巻取ロー
ル（Ｒ）の巻径（Ｄ）の増大にともない、油圧シリンダ
（８）によって支持アーム（２）を揺動させ、移動させ
ているのは周知のとおりである。たとえば、パルスゼネ
レータ（ＰＧ）によって送りローラ（７）の回転数（ｎ
）、および巻取ロール（Ｒ）および巻取軸の回転数（Ｎ
）を検出する。そして、その検出信号を演算アンプ（９
）および制御装置（１０）に送り、送りローラ（７）の
直径（ｄ）にもとづき、巻取ロール（Ｒ）の直径（Ｄ）
を演算する。送りローラ（７）によってウェブ材料（Ｗ
）が送られるとき、その送り量（πｄｎ）は巻取ロール
（Ｒ）の巻取量（πＤＮ）に等しい。したがって、巻取
ロール（Ｒ）の巻径（Ｄ）は次式で表わされる。

πＤＮ−πｄｎ Ｄ　＝　ｄ　ｎ　／　Ｎ さらに、この演算値に対応する制御信号を生じさせ、こ
れを制御アンプ（１１）およびサーボバルブ（１２）に
与える。そして、サーボバルブ（１２）によって油圧シ
リンダ（８）を駆動すると、巻取ロール（Ｒ）の巻径（
Ｄ）の増大にともない、油圧シリンダ（８）によって支
持アーム（２）が引き寄せられ、巻取ロール（Ｒ）およ
び支持アーム（２）が支点（３）のまわりを揺動し、移
動する。さらに、ポテンショメータ（ＰＭ）によって支
持アーム（２）の位置を検出し、制御装置（１０）によ
って油圧シリンダ（８）およびサーボバルブ（１２）を
フィードバック制御すると、支持アーム（２）を正確に
移動させることができる。したがって、押えローラ（１
）を一定位置に保つことができる。

なお、支持アーム（２）のアクチュエータとして、油圧
シリンダ（８）およびサーボバルブ（１２）に代えて、
油圧モータまたはサーボモータおよびその制御部が使用
されることもある。さらに、巻取ロール（Ｒ）の支持部
材として、支持アーム（２）に代えて、水平方向に直線
的に移動する支持部材が使用されることもある。、 しかしながら、この巻径演算方式はその演算誤差に付随
する問題があった。たとえば、堺りローラ（７）によっ
てウェブ材料（Ｗ）が送られるとき、ウェブ材料（Ｗ）
が送りローラ（７）に対ビスリップすると、送りローラ
（７）の回転数（ｎ）はその送り量に対応しない。した
がって、巻取ロール（Ｒ）の巻径（Ｄ）の演算値に誤差
が生じる。このため、巻取ロール（Ｒ）の支持部材を的
確に移動させることができず、押えローラ（１）を一定
位置に保つことができないという問題があったものであ
る。

さらに、スリッタの場合、複数の巻取ロール（Ｒ）をそ
れぞれ回転させる必要があり、巻取ロール（Ｒ）の駆動
方式として、いわゆるフリクション駆動方式を採用して
いるものも多い。フリクション駆動方式では、巻取ロー
ル（Ｒ）は共通の巻取軸に支持される。そして、巻取ロ
ール（Ｒ）と巻取軸間の摩擦が利用され、モータ（Ｍ）
によって巻取軸がオーバードライブされ、摩擦によって
巻取ロール（Ｒ）が駆動される。したがって、巻取軸の
回転数が巻取ロール（Ｒ）の回転数と一致せず、巻取軸
の回転数（Ｎ）を検出しても、それは巻取ロールの巻取
量に対応しない。したがって、この巻径演算方式はフリ
クション駆動方式のスリッタに使用することはできない
という問題もあった。

発明の目的 したがって、この発明は、巻取ロールを支持部材に支持
し、巻取ロールの巻径の増大にともない、アクチュエー
タによって支持部材を移動させる巻取ロールの支持部材
の位置制御装置において、前記従来の演算誤差および巻
取ロールの駆動方式に付随する問題を解消し、巻取ロー
ルの支持部材を的確に移動させ、押えローラを一定位置
に保つことを目的としてなされたものである。

発明の構成 この発明によれば、差動トランスなどの検出器によって
押えローラの位置が検出される。そして、制御装置が検
出器およびアクチュエータに接続され、あらかじめ設定
されたサンプリング時間をもって検出器の検出信号がサ
ンプリングされ、サンプリング時間毎にそのサンプリン
グ値の平均値が演算される。さらに、サンプリング値の
平均値が押えローラの位置に関する基準値と比較され、
その差にもとづき、アクチュエータの制御信号が取り出
され、この制御信号によってアクチュエータが駆動され
る。

実施例の説明 以下、この発明の詳細な説明する。第１図はこの発明の
実施例を示す。この装置はスリッタの巻取ロール（Ｒ）
を支持する支持アーム（２）を揺動させ、移動させるた
めのものである。押えローラ（１）が支持アーム（４）
に支持され、エアシリンダ（６）によって支持アーム（
４）が操作され、揺動し、押えローラ（１）が巻取ロー
ル（’Ｒ）に押し付けられるのは第２図と同様である。

さらに、紙、プラスチックフィルムなどのウェブ材料（
ｗ）が巻取ロール（Ｒ）に巻き取られ、その巻径（Ｄ）
の増大にともない、サーボバルブ（１２）によって油圧
シリンダ（８）が駆動され、油圧シリンダ（８）によっ
て巻取アーム（２）が操作され、揺動し、移動するのも
第２図と同様である。

この装置は差動トランスなどの検出器〈１３）を有する
。検出器（１３）は押えローラ（１）の位置を検出する
ためのもので、支持アーム（４）に連結されている。し
たがって、支持アーム（４）が支点（５）のまわりを揺
動し、押えローラ（１）の位置が変化すると、支持アー
ム（４）が検出器（１３）に作用し、検出器（１３）に
よって押えローラ（１）の位置が検出される。その検出
信号（α）は押えローラ（１）の位置に対応する大きさ
の出力電圧からなる。

さらに、制御装置（１４）が検出器（１３）に接続され
、サーボアンプ（１５）およびサーボバルブ（１２）に
接続されている。制御装置（１４）は検出器（１３）の
検出信号（α）をサンプリングし、油圧シリンダ（８）
およびサーボバルブ（１２）の制御信号（βｎ）を生じ
させるためのもので、サンプリング時間設定部（１６）
および基準値設定部（１７）を有する。そして、設定部
（１６）によってサンプリング時間があらかじめ設定さ
れ、そのサンプリング時間をもって検出器（１３）の検
出信号（α）がサンプリングされ、サンプリング時間毎
にそのサンプリング値の平均値が演算される。さらに、
設定部（１７）において、押えローラ（１）の位置に関
する基準値があらかじめ設定される。そして、サンプリ
ング値の平均値が設定部（１７）の基準値と比較される
。この実施例では、押えローラ（１）の支持アーム（４
）が垂直位置にあるとき、検出器（１３）から制御装置
（１４）に与えられる検出信号（α）の大きさが考慮さ
れ、その検出信号（α）と同等の大きさの値が基準値と
して設定される。

この他、ホトスイッチ（ＰＨ）およびポテンショメータ
（ＰＭ）が制御装置（１４）に接続されている。

そして、後述するように、ウェブ材料（Ｗ）の巻取作業
開始当初、押えローラ（１〉の支持アーム（４）によっ
てホトスイッチ（ＰＨ）が動作する。ポテンショメータ
（ＰＭ）は巻取ロール（Ｒ）の支持アーム（２）の位置
を検出するためのものである。

この装置において、ウェブ材料（Ｗ）を巻取ロール（Ｒ
）に巻き取るにあたっては、まず、油圧シリンダ（８）
によって巻取ロール（Ｒ）が操作され、その支持アーム
（２）が支点（３）のまわりを揺動し、移動し、巻取ロ
ール（、Ｒ）が押えローラ（１）に向かって接近し、こ
れと接触する。したがって、巻取ロール（Ｒ）によって
押えローラ（１）が押し込まれ、その支持アーム（４）
が支点（５）のまわりを揺動する。そして、押えローラ
（１）の支持アーム（４）が垂直位置まで揺動すると、
支持アーム（４）によってホトスイッチ（ＰＨ）が動作
し、ホトスイッチ（ＰＨ）によって油圧シリンダ（８）
が停止し、巻取ロール（Ｒ）の支持アーム（２）はその
位置に保持される。したがって、巻取ロール（Ｒ）の初
期径が大きいか小さいかによって支持アーム（２）の位
置が異なる。そして、支持アーム（４）によってホトス
イッチ（ＰＨ）が動作したとき、ポテンショメータ（Ｐ
Ｍ）によって支持アーム（２）の位置が検出され、その
検出信号（β）が制御装置（１４）に与えられ、巻取ロ
ール（Ｒ）の初期径（βＳ）として入力される。その後
、ウェブ材料（Ｗ＞が巻取ロール（Ｒ）に巻き取られ、
ウェブ材料（Ｗ）の巻取作業が開始されるものである。

そして、ウェブ材料（Ｗ）が巻取ロール（Ｒ）に巻き取
られ、その巻径（Ｄ）が増大すると、巻取ロール（Ｒ）
によって押えローラ（１）が押し込まれ、検出器（１３
）によって押えローラ（１）の位置が検出され、その検
出信号（α）が制御装置（１４）に与えられる。そして
、制御装置（１４）において、設定部（１６）のサンプ
リング時間をもって検出器（１３）の検出信号（α）が
サンプリングされ、サンプリング時間毎にそのサンプリ
ング値の平均値が演算され、サンプリング値の平均値が
設定部（エフ）の基準値と比較される。そして、その差
（Δα）にもとづき、油圧シリンダ（８）およびサーボ
バルブ（１２）の制御信号（βｎ）が取り出され、これ
がサーボアンプ（１５）およびサーボバルブ（１２）に
与えられる。

なお、押えローラ（１）の支持アーム（４）が垂直位置
にあるとき、検出器（１３）の検出信号（α）は設定部
（１７）の基準値と同等の大きさである。したがって、
そのサンプリング値の平均値と設定部（１７）の基準値
との差（Δα）はＯである。そして、巻取ロール（Ｒ）
の巻径の増大にともない、押えローラ（１）の支持アー
ム（４）が垂直位置から押し込まれると、サンプリング
値の平均値と設定部（１７）の基準値との差（Δα）が
生じる。したがって、これは巻取ロール（Ｒ）の巻径（
Ｄ）の増大分（Δβ）に対応する。この実施例では、サ
ンプリング値の平均値と設定部（１７）の基準値との差
（Δα）から巻取口−ル（Ｒ）の巻径（Ｄ）の増大分（
Δβ）が演算され、これが巻取ロール（Ｒ）の初期径（
βＳ）に加算される。そして、サンプリング時間毎にこ
れが繰り返され、巻取ロール（Ｒ）の巻、径（Ｄ）の増
大分（Δβ）をその初期径（βＳ）に加算したものが制
御信号（βｎ）として取り出されるものである。

βｎ＝βｓ＋（Δβｎ！十Δβｎ２＋・・・Δβ１ｌ−
１＋Δβｎ）そして、制御信号（βｎ）によってサーボ
バルブ（１２）が駆動され、サーボバルブ（１２）によ
って油圧シリンダ（８）が駆動され、油圧シリンダ（８
）によって巻取ロール（Ｒ）の支持アーム（２）が引き
寄せられる。したがって、巻取ロール（Ｒ）および支持
アーム（２）が巻取ロール（Ｒ）の巻径（Ｄ）の増大分
（Δβ）だけ揺動し、移動し、押えローラ（１）および
支持アーム（４）が巻取ロール（Ｒ）に追随し、支点く
５）のまわりを揺動する。さらに、ポテンショメータ（
ＰＭ）によって支持アーム（２）の位置が検出され、そ
の検出信号（β）が制御装置（１４）に与えられ、制御
装置（１４）によって油圧シリンダ（８）およびサーボ
バルブ（１２）がフィードバック制−１４＝ 御される。したがって、巻取ロール（Ｒ）の支持アーム
（２）を正確に揺動させ、移動させることができ、押え
ローラ（１）および支持アーム（４）は垂直位置に復帰
する。したがって、押えローラ（１）を一定位置に保つ
ことができる。

したがって、この装置の場合、検出器（１３）の検出信
号（α）によって巻取ロール（Ｒ）の巻径（Ｄ）が換算
されるものであるということができ、制御信号（βｎ）
は巻取ロール（Ｒ）の巻径（Ｄ）に対応するということ
ができる。したがって、油圧シリンダ（８）およびサー
ボバルブ（１２）によって巻取ロール（Ｒ）の支持アー
ム（２）を揺動させ、巻取ロール（Ｒ）の巻径（Ｄ）の
増大分（Δβ）を補償することができる。この結果、押
えローラ（１）を一定位置に保つことができるものであ
る。

さらに、この装置の場合、巻取ロール（Ｒ）が巻取軸に
対し偏心しているとき、巻取ロール（Ｒ）の回転毎に押
えローラ（１）が振動するが、油圧シリンダ（８）およ
びサーボバルブ（Ｉ２）はその影響を受けない。押えロ
ーラ（１）が振動すると、検出器（１３）によってその
振動が検出されるが、設定部（１７）の基準値と比較さ
れるのは、検出器（１３）の検出信号（α）ではなく、
そのサンプリング値の平均値である。そして、その差（
Δα）にもとづき、油圧シリンダ（８）およびサーボモ
ータ（１２）の制御信号（βｎ）が取り出される。した
がって、押えローラ（１）が振動しても、いわゆるハン
チングが生じるおそれはない。

なお、この実施例では、巻取ロール（Ｒ）によって押え
ローラ（１）が押し込まれ、その支持アーム（４）が垂
直位置から揺動したとき、サンプリング値の平均値は設
定部（１７）の設定値よりも小さく、その差（Δα）は
０よりも小さい。そして、この差（Δα）にもとづき、
油圧シリンダ（８）およびサーボバルブ（１２）の制御
信号（βｎ）が取り出されるものである。一方、たとえ
ば、誤動作によって油圧シリンダ（８）が駆動され、油
圧シリンダ（８）によって巻取ロール（Ｒ）および支持
アーム（２）が揺動し、押えローラ（１）の支持アーム
（４）が反対方向に揺動すると、サンプリング値の平均
値は設定部（１７）の設定値よりも大きくなり、その差
（Δα）はＯよりも大きくなるが、これは油圧シリンダ
（８）およびサーボバルブ（１２）の制御信号（βｎ）
に加算されない。したがって、前回の制御信号（βｎ−
１）と同一の大きさの制御信号（βｎ）が取り出される
だけであり、油圧シリンダ（８）およびサーボバルブ（
１２）は駆動されず、巻取ロール（Ｒ）および支持アー
ム（２）は揺動しない。そして、ウェブ材料（Ｗ）がそ
のまま巻き取られる。

したがって、この装置の場合、前記従来のように、送り
ローラ（１）の回転数（ｎ）を検出する必要はない。し
たがって、巻取ロール（Ｒ）の巻径（Ｄ）の演算誤差に
付随する問題が生じず、巻取アーム（２〉を的確に揺動
させることができる。さらに、巻取ロール（Ｒ）の回転
数（Ｎ）を検出する必要もない。したがって、巻取ロー
ル（Ｒ）の駆動方式に関係な（、巻取ロール（Ｒ）の巻
径（Ｄ）の増大にともない、油圧シリンダ（８）によっ
て巻取アーム（２）を揺動させ、押えローラ（１）を一
定位置に保つことができる。

なお、支持アーム（２）のアクチュエータとして、油圧
シリンダ（８）およびサーボバルブ（１２）に代えて、
油圧モータまたはサーボモータおよびその制御部を使用
することもできる。巻取ロール（Ｒ）の支持部材として
、支持アーム（２）に代えて、水平方向に直線的に移動
する支持部材を使用してもよい。

発明の詳細 な説明したように、この発明は、前記従来の演算誤差お
よび巻取ロールの駆動方式に付随する問題が生じず、巻
取ロールの支持部材を的確に揺動させ、押えロニラを一
定位置に保つことができ、所期の目的を達成することが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す説明図、第２図は従来
の巻取ロールの支持部材の位置制御装置を示す説明図で
ある。 （Ｒ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・巻取ロー
ル（１）・・・・・・・・・・・・・・・・・・押えロ
ーラ（２）・・・・・・・・・・・・・・・・・・支持
アーム（Ｗ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・ウ
ェブ材料（８）・・・・・・・・・・・・・・・・・・
油圧シリンダ（１２）・・・・・・・・・・・・・・・
・・・サーボバルブ（１３）・・・・・・・・・・・・
・・・・・・検出器（１４〉・・・・・・・・・・・・
・・・・・・制御装置特許出願人　株式会社西村製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 巻取ロールを支持部材に支持するとともに、押えローラ
   を前記巻取ロールに押し付け、紙、プラスチックフィル
   ムなどのウェブ材料を前記巻取ロールに巻き取り、その
   巻径の増大にともない、アクチュエータによって前記支
   持部材を移動させ、前記押えローラを一定位置に保つよ
   うにした装置において、前記押えローラの位置を検出す
   る検出器と、前記検出器および前記アクチュエータに接
   続され、あらかじめ設定されたサンプリング時間をもっ
   て前記検出器の検出信号をサンプリングし、前記サンプ
   リング時間毎にそのサンプリング値の平均値を演算し、
   この平均値を前記押えローラの位置に関する基準値と比
   較し、その差にもとづき、前記アクチュエータの制御信
   号を生じさせる制御装置とからなり、前記制御信号によ
   って前記アクチュエータを駆動するようにしたことを特
   徴とする巻取ロールの支持部材の位置制御装置。