JPH01275358A - 張力制御装置 - Google Patents
張力制御装置Info
- Publication number
- JPH01275358A JPH01275358A JP10405188A JP10405188A JPH01275358A JP H01275358 A JPH01275358 A JP H01275358A JP 10405188 A JP10405188 A JP 10405188A JP 10405188 A JP10405188 A JP 10405188A JP H01275358 A JPH01275358 A JP H01275358A
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- acceleration
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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。
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、製紙用リワインダなどにおいて、ワインダ側
は電動機で駆動し、アンワインダ側は機械的ブレーキで
制動して、ワインダとアンワインダとの間に張られた材
料の張力を所定値に制御する張力制御装置に関するもの
である。
は電動機で駆動し、アンワインダ側は機械的ブレーキで
制動して、ワインダとアンワインダとの間に張られた材
料の張力を所定値に制御する張力制御装置に関するもの
である。
（従来の技術）
機械ブレーキを用いた製紙用リワインダの一般的な構成
を第２図に示す。
を第２図に示す。
第２図において、紙１２は電動機１３．１４によって駆
動されるワインダロール１５、Ｉ６および押えロール１
８に挟持されながら表面駆動によって矢印方向に搬送さ
れ、スプール１７を軸とする巻取コイル１９として巻取
られる。
動されるワインダロール１５、Ｉ６および押えロール１
８に挟持されながら表面駆動によって矢印方向に搬送さ
れ、スプール１７を軸とする巻取コイル１９として巻取
られる。
一方、駆動装置のないアンワインダ２１は１紙１２が搬
送されることにより回転されてコイル２０から紙１２を
送り出す。
送されることにより回転されてコイル２０から紙１２を
送り出す。
この場合、巻取コイル１９として巻取られる紙１２の張
力を一定に保つために、アンワインダのスプール２１に
機械的なブレーキ２２を用いて制動をかけている。
力を一定に保つために、アンワインダのスプール２１に
機械的なブレーキ２２を用いて制動をかけている。
紙の張力を一定に保つには、巻取コイル１９の巻取速度
が一定であり、アンワインダコイル２０の径が変化しな
ければ機械ブレーキによる制動トルクは一定でよいが、
巻取速度が変化した時はその加減速度に応じて、また紙
を送り出すことによるコイル径の変化に応じて、制動ト
ルクを適切に調整する必要がある。
が一定であり、アンワインダコイル２０の径が変化しな
ければ機械ブレーキによる制動トルクは一定でよいが、
巻取速度が変化した時はその加減速度に応じて、また紙
を送り出すことによるコイル径の変化に応じて、制動ト
ルクを適切に調整する必要がある。
さらに機械ブレーキは実際に動作を開始するまでに時間
を要するので、この遅れ時間を考慮した制動トルクの制
御を行う必要がある。
を要するので、この遅れ時間を考慮した制動トルクの制
御を行う必要がある。
量
（発明が解決しようとする蒔題さ）
従来は、張力検出器で検出した実張力と張力基準との偏
差に応じてトルク補正を行っているが、この方式では巻
取速度変化時の機械ブレーキの応答遅れによる張力の変
動を補正することが困難である。
差に応じてトルク補正を行っているが、この方式では巻
取速度変化時の機械ブレーキの応答遅れによる張力の変
動を補正することが困難である。
本発明は張力変動の中で最大の比重を占める巻取速度変
化時のブレーキの応答遅れによる張力変動を防止した合
理的な張力制御装置を提供することを口約としている。
化時のブレーキの応答遅れによる張力変動を防止した合
理的な張力制御装置を提供することを口約としている。
岬
（問題点を解決するための手段と作用）本発明による張
力制御装置は、材料を送り出しながら張力を一定に保つ
ためにアンワインダを制動する機械ブレーキの制動トル
クを、材料の送り出される速度の変化やアンワインダ側
のコイル径の変化に応じて制御する加減速補償制御手段
、与えられた設定張力に対し上記コイル径に応じた張力
分トルクを演算すると共に張力変動を補正して張力を一
定に保つよう制御する張力制御手段、および加減速時に
加減速制動トルクが機械ブレーキの動作時間、配管系や
電空などの変換器で応答が遅れることによって生じる張
力変動を解消するためのワインダの速度基準遅延手段を
備え、アンワインダ側に対しては加減速補償制御手段お
よび張力制御手段によって材料の送り出される速度やコ
イル径の変化に応じて適切な機械ブレーキの制動トルク
を演算すると共に、ワインダ側に対しては速度基準遅延
手段によって、機械ブレーキの応答遅れによる張力変動
を解消し、これによって加減速時にも材料の張力を一定
に制御できるようにしている。
力制御装置は、材料を送り出しながら張力を一定に保つ
ためにアンワインダを制動する機械ブレーキの制動トル
クを、材料の送り出される速度の変化やアンワインダ側
のコイル径の変化に応じて制御する加減速補償制御手段
、与えられた設定張力に対し上記コイル径に応じた張力
分トルクを演算すると共に張力変動を補正して張力を一
定に保つよう制御する張力制御手段、および加減速時に
加減速制動トルクが機械ブレーキの動作時間、配管系や
電空などの変換器で応答が遅れることによって生じる張
力変動を解消するためのワインダの速度基準遅延手段を
備え、アンワインダ側に対しては加減速補償制御手段お
よび張力制御手段によって材料の送り出される速度やコ
イル径の変化に応じて適切な機械ブレーキの制動トルク
を演算すると共に、ワインダ側に対しては速度基準遅延
手段によって、機械ブレーキの応答遅れによる張力変動
を解消し、これによって加減速時にも材料の張力を一定
に制御できるようにしている。
（実施例）
本発明の一実施例を第１図に示す。
第１図は本発明による張力制御装置のブロック図を示す
もので、速度基準発生器１からの速度基準ｖＲは微分器
５を介して加減速度ｄｖ／ｄｔに変換され、アンワイン
ダコイル径演算器２からのアンワインダコイル径ＤＵと
共に加減速補償量演算器８に入力される。
もので、速度基準発生器１からの速度基準ｖＲは微分器
５を介して加減速度ｄｖ／ｄｔに変換され、アンワイン
ダコイル径演算器２からのアンワインダコイル径ＤＵと
共に加減速補償量演算器８に入力される。
一方、張力設定器３で設定された張力設定値ＦＲは張力
検出器４からの実張力Ｆと比較され、その偏差量ΔＦは
張力補正量演算器６に入力され、その出力ＦＨは張力設
定器３からの張力設定値ＦＲと共に、張力分トルク演算
器９に入力される。
検出器４からの実張力Ｆと比較され、その偏差量ΔＦは
張力補正量演算器６に入力され、その出力ＦＨは張力設
定器３からの張力設定値ＦＲと共に、張力分トルク演算
器９に入力される。
アンワインダコイル径演算器２からのアンワインダコイ
ル径ＤＵは、張力分トルク演算器９にも入力され、その
出力ＴＦは加減速補償量演算器８の出力Ｔｃ＋Ｔｓにブ
レーキトルク制御器１１に入力される。
ル径ＤＵは、張力分トルク演算器９にも入力され、その
出力ＴＦは加減速補償量演算器８の出力Ｔｃ＋Ｔｓにブ
レーキトルク制御器１１に入力される。
一方、速度基準発生器１からの速度基準ＶＲは。
遅延器７にも入力され、その出力はワインダ速度制御器
１０に入力される。
１０に入力される。
上記の構成において、リワインダは停止状態から加速さ
れ、一定速度に達した後減速されて停止するという工程
を繰り返す。
れ、一定速度に達した後減速されて停止するという工程
を繰り返す。
この場合、速度基準発生器１で発生した速度基準ＶＲを
微分器５に入力して得られた加減速度をｄｖ／ｄｔ、紙
１２の幅をｖｃ、紙密度をρＣ、アンワインダコイル２
０の径をＤＵ、アンワインダスプール２１の径をＤｏと
すると、アンワインダコイルのＧ−は、ＧＤＣ＝１１π
＋ｗｃ０ρｃ０（ＤＵ−Ｄｏ）として求められ、従って
加減速補償量演算器８で求められるコイル分の加減速ト
ルクＴ。はＴ、 ＝−伜二、上、立 １２０−ｇｏｕｄｔ となる。
微分器５に入力して得られた加減速度をｄｖ／ｄｔ、紙
１２の幅をｖｃ、紙密度をρＣ、アンワインダコイル２
０の径をＤＵ、アンワインダスプール２１の径をＤｏと
すると、アンワインダコイルのＧ−は、ＧＤＣ＝１１π
＋ｗｃ０ρｃ０（ＤＵ−Ｄｏ）として求められ、従って
加減速補償量演算器８で求められるコイル分の加減速ト
ルクＴ。はＴ、 ＝−伜二、上、立 １２０−ｇｏｕｄｔ となる。
次にスプール分の加減速トルクを求めると、スプール２
１の幅をす、、密度をρ３、径をＤｏとして、そのＧＤ
Ｓは、 ＧＩＪｑ ＝ Ｔａ７ｃ＋ｌｌ’ｓ” ｐｓ’ｌ）０と
して求められ、従って加減速補償量演算器８で求められ
るスプール分の加減速トルクＴｓは。
１の幅をす、、密度をρ３、径をＤｏとして、そのＧＤ
Ｓは、 ＧＩＪｑ ＝ Ｔａ７ｃ＋ｌｌ’ｓ” ｐｓ’ｌ）０と
して求められ、従って加減速補償量演算器８で求められ
るスプール分の加減速トルクＴｓは。
Ｔ８工」し、上、立
１２０−ｇ ｏｏｄｔ
となる。
一方紙１２に与える張力ＦＲのための張力弁トルクＴＦ
は下記のようにして求められる。
は下記のようにして求められる。
すなわち張力設定器３で設定される張力設定値をＦＲ１
張力検出器４で検出された実張力をＦとすると、張力設
定値ＦＲと実張力Ｆとの偏差ΔＦはΔＦ＝ＦＲ−Ｆ となる。
張力検出器４で検出された実張力をＦとすると、張力設
定値ＦＲと実張力Ｆとの偏差ΔＦはΔＦ＝ＦＲ−Ｆ となる。
この偏差を補正して紙１２の張力を一定に保つために比
例・積分制御が行われ、比例定数をＧＰ、積分定数をＧ
工とすると、張力補正量算出器６で張力補正量Ｆ、とじ
て、 ＦＨ＝ ＧＰ・ΔＦ＋Ｇ工ｆΔＦ−ｄｔが算出され、張
力補正量Ｆ、を張力設定値ＦＲに加算した値が実際の張
力基準として張力弁トルク演算器９に入力され、張力弁
トルクＴＦが、ＴＦ ＝ （ＦＲ＋ ＦＨ）・亙 として求められる。
例・積分制御が行われ、比例定数をＧＰ、積分定数をＧ
工とすると、張力補正量算出器６で張力補正量Ｆ、とじ
て、 ＦＨ＝ ＧＰ・ΔＦ＋Ｇ工ｆΔＦ−ｄｔが算出され、張
力補正量Ｆ、を張力設定値ＦＲに加算した値が実際の張
力基準として張力弁トルク演算器９に入力され、張力弁
トルクＴＦが、ＴＦ ＝ （ＦＲ＋ ＦＨ）・亙 として求められる。
ブレーキトルク基準Ｔ８は、コイル分の加減速トルクＴ
ｃ、スプール分の加減速トルクＴｓ、および張力弁のト
ルクＴＦの総和として、 ＴＢ＝ Ｔｃ ＋ Ｔｓ＋ ＴＦ となり、これをブレーキトルク制御器１１に入力するこ
とにより、必要とするブレーキトルクを得ることができ
る。
ｃ、スプール分の加減速トルクＴｓ、および張力弁のト
ルクＴＦの総和として、 ＴＢ＝ Ｔｃ ＋ Ｔｓ＋ ＴＦ となり、これをブレーキトルク制御器１１に入力するこ
とにより、必要とするブレーキトルクを得ることができ
る。
次に、ブレーキにトルク基準が入力されてからブレーキ
が実際に動作するまでの遅れ時間すなわち応答時間を、
第３図に示すブレーキ機構を参照して説明する。
が実際に動作するまでの遅れ時間すなわち応答時間を、
第３図に示すブレーキ機構を参照して説明する。
すなわちブレーキは第３図に示すように、電気的信号を
空気圧に変換する電空変換器２３を操作部。
空気圧に変換する電空変換器２３を操作部。
空気圧を終端に位置する動作部に伝えるブレーキ管２４
を伝達部、空気圧を摩擦力に変換する空圧キャリパ２５
およびディスク２６を動作部として構成される。
を伝達部、空気圧を摩擦力に変換する空圧キャリパ２５
およびディスク２６を動作部として構成される。
ブレーキトルク制御器１１から出力されたブレーキトル
ク基＊ＴＢは電空変換器２３に入力され、これに応じて
電空変換器２３に発生した空気圧がブレーキ管２４を通
って空圧キャリパ２５に伝えられ、空圧キャリパ２５が
ディスク２６を両側から挟むことによって摩擦力を発生
する。
ク基＊ＴＢは電空変換器２３に入力され、これに応じて
電空変換器２３に発生した空気圧がブレーキ管２４を通
って空圧キャリパ２５に伝えられ、空圧キャリパ２５が
ディスク２６を両側から挟むことによって摩擦力を発生
する。
従って機械ブレーキ全体の応答時間は第４図に示す操作
部２７、伝達部２８、動作部２９の各動作時間によって
決まり、ブレーキトルク制御器１１に第５図（ａ）のよ
うなステップ状のプレーキト、ルク基準を与えたときの
動作部２９の発生トルクは第５図（ｂ）のような−次遅
れの応答となり、ブレーキトルク基準をＴＢ、実トルク
をＱとすると −と Ｑ ＝ Ｔａ （１−ε １） となる。
部２７、伝達部２８、動作部２９の各動作時間によって
決まり、ブレーキトルク制御器１１に第５図（ａ）のよ
うなステップ状のプレーキト、ルク基準を与えたときの
動作部２９の発生トルクは第５図（ｂ）のような−次遅
れの応答となり、ブレーキトルク基準をＴＢ、実トルク
をＱとすると −と Ｑ ＝ Ｔａ （１−ε １） となる。
加減速時での機械ブレーキの応答遅れによる張力変動は
、ワインダ側の速度基準を機械ブレーキの応答遅れに合
わせることによって解消することができる。
、ワインダ側の速度基準を機械ブレーキの応答遅れに合
わせることによって解消することができる。
すなわちブレーキの応答が一次遅れの場合は、第１図の
遅延器７を一次遅れ回路にすればよく。
遅延器７を一次遅れ回路にすればよく。
このときの遅延器７の回路は第６図のような回路となり
、その応答特性は下式で表わすことができる。
、その応答特性は下式で表わすことができる。
この回路のＥｌ（Ｓ）にステップ状の入力を与えると、
ＥＬ（Ｓ） ＝ ｓ
となるので、
となり、これをラプラス逆変換することにより。
となる。
従って遅延器７の遅れ時定数ＣＲ，をブレーキの応答時
定数τと同じになるように選定しておくと、速度基ヤｖ
Ｒを遅延器７に入力することにより、第５図に示すブレ
ーキと同様の応答遅れを発生させ、応答遅れによる張力
変動を防止することが可能となる。
定数τと同じになるように選定しておくと、速度基ヤｖ
Ｒを遅延器７に入力することにより、第５図に示すブレ
ーキと同様の応答遅れを発生させ、応答遅れによる張力
変動を防止することが可能となる。
なお上記の説明は空気圧で機械ブレーキを操作する場合
について行ったが、空気圧の代りに油圧を用い、電空変
換器の代りに電油変換器を用いた機械ブレーキ方式の場
合にも本発明の適用が可能である。
について行ったが、空気圧の代りに油圧を用い、電空変
換器の代りに電油変換器を用いた機械ブレーキ方式の場
合にも本発明の適用が可能である。
以上説明したように本発明によれば、機械ブレーキを用
いた張力制御装置に対して、加減速を補償したブレーキ
トルク基準をあたえると共に、機械ブレーキの応答遅れ
を考慮した速度基準をあたえているので、加減速時にも
安定な張力制御を行うことが可能となる。
いた張力制御装置に対して、加減速を補償したブレーキ
トルク基準をあたえると共に、機械ブレーキの応答遅れ
を考慮した速度基準をあたえているので、加減速時にも
安定な張力制御を行うことが可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す張力制御装置のブロッ
ク図、第２図は機械ブレーキを用いた製紙用リワインダ
の一般的な構成を示す図、第３図は電空変換器を用いた
機械ブレーキの一般的な構成を示す図、第４図は機械ブ
レーキの応答関係を示すブロック図、第５図（ａ）、
（ｂ）はブレーキトルクをステップ状に与えた場合のト
ルク応答を示す特性図、第６図は第１図における遅延器
の一例を示す回路図である。 １ 速度基準発生器 ２ アンワインダコイル径演算器３ 張力
設定器 ４ 張力検出器 ５ 微分器 ６ 張力補正量演算器 ７ 遅延器 ８ 加減速補償演算器 ９ 張力分トルク演算器 １０ ワインダ速度制御器 １１ ブレーキトルク制御器 １２紙 １３、１４ ワインダロール駆動電動機１５、１６
ワインダロール １７ ワインダスプール １８ 押えロール １９ 巻取コイル ２０ アンワインダコイル ２１ アンワインダスプール ２２ ブレーキ ２３ 電空変換器 ２４ 配管 ２５ 空圧キャリパ ２６ ディスク 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 山 下 ＠ １ 図 第 ２ ｉＴ４
ク図、第２図は機械ブレーキを用いた製紙用リワインダ
の一般的な構成を示す図、第３図は電空変換器を用いた
機械ブレーキの一般的な構成を示す図、第４図は機械ブ
レーキの応答関係を示すブロック図、第５図（ａ）、
（ｂ）はブレーキトルクをステップ状に与えた場合のト
ルク応答を示す特性図、第６図は第１図における遅延器
の一例を示す回路図である。 １ 速度基準発生器 ２ アンワインダコイル径演算器３ 張力
設定器 ４ 張力検出器 ５ 微分器 ６ 張力補正量演算器 ７ 遅延器 ８ 加減速補償演算器 ９ 張力分トルク演算器 １０ ワインダ速度制御器 １１ ブレーキトルク制御器 １２紙 １３、１４ ワインダロール駆動電動機１５、１６
ワインダロール １７ ワインダスプール １８ 押えロール １９ 巻取コイル ２０ アンワインダコイル ２１ アンワインダスプール ２２ ブレーキ ２３ 電空変換器 ２４ 配管 ２５ 空圧キャリパ ２６ ディスク 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 山 下 ＠ １ 図 第 ２ ｉＴ４
Claims (1)
- 巻取コイルの周速が速度制御されるワインダと、機械的
なブレーキで制動されるスプールに巻かれたコイルを送
り出すアンワインダとの間のコイル材料の張力を設定値
に制御する張力制御装置において、上記機械的なブレー
キの制動トルクを張力設定値とアンワインダ側コイル径
との積に対応する張力分トルクと速度設定値の変化に対
応する加減速分トルクとの和に制御すると共に、上記巻
取コイルの周速を上記速度設定値を上記機械的なブレー
キの動作遅れだけ遅らせた速度基準に対応して制御する
ことを特徴とする張力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10405188A JPH01275358A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 張力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10405188A JPH01275358A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 張力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01275358A true JPH01275358A (ja) | 1989-11-06 |
Family
ID=14370410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10405188A Pending JPH01275358A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 張力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01275358A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019051651A (ja) * | 2017-09-15 | 2019-04-04 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 印刷装置および印刷方法 |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP10405188A patent/JPH01275358A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019051651A (ja) * | 2017-09-15 | 2019-04-04 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 印刷装置および印刷方法 |
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