JPH0220545B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は繊維、不織布、フイルム、ホイル、板
紙、鉄板等の帯状基材、もしくはワイヤー、糸、
線材等の糸状基材がコータ、ラミネータ、スリツ
タ、ワインダ、カツタ、コルゲータ、印刷機、圧
延機、蒸着機などで巻取られるときの基材の張力
を制御するための巻取装置におけるテンシヨンコ
ントロールシステムに関するものである。。

（従来の技術） 従来、帯状基材、糸状基材等を巻いた巻出ロー
ルから巻取ロールに前記基材を巻取るための巻取
装置は、例えば第６図に示すように、巻出ロール
１０１は例えばパウダークラツチ１０２を介して
巻出ロール駆動用モータ１０３で駆動される一
方、巻取ロール１０４はパウダークラツチ１０５
を介して巻取ロール駆動用モータ１０６で駆動さ
れ、巻出ロール１０１と巻取ロール１０４の中間
に設けられたメインフイードロール１１０との連
動回転により基材１０７が巻取ロール１０４に巻
取られるものである。

上記巻取装置を制御するテンシヨンコントロー
ルシステムはパウダークラツチ１０２及び巻出ロ
ール駆動用モータ１０３をそれぞれ自動張力制御
盤１０８からの駆動信号によつて制御し、またパ
ウダークラツチ１０５及び巻取ロール駆動用モー
タ１０６をそれぞれ自動張力制御盤１０９からの
駆動信号によつて制御するものである。

なお、一般に前記巻出ロール駆動用モータ１０
３及び巻取ロール駆動用モータ１０６はサーボモ
ータ、ステツピングモータなどの高性能制御用モ
ータが使用されている。

さらに、前記巻出ロール１０１とメインフイー
ドロール１１０の中間部には基材１０７の張力変
化に対応してその位置を移動するダンサロール１
１１が設けられる一方、メインフイードロール１
１０と巻取ロール１０４の中間部には同様に基材
１０７の張力変化に対応してその位置が移動する
別のダンサロール１１２が設けられる。

基材１０７の張力を検出させるために、ダンサ
ロール１１１の位置を検出して同位置検出信号を
基材１０７の実際の張力信号として出力する張力
検出センサ１１３を設け、同張力信号が前記自動
張力制御盤１０８に入力されると、自動張力制御
盤１０８は予め設定された基材１０７の設定張力
と前記張力信号対応の実際の張力とを比較演算
し、偏差を算出して同偏差に対応した補正駆動信
号を前記パウダークラツチ１０２を出力し、基材
１０７の実際の張力を前記設定張力に補正させる
テンシヨン制御をする。

また、同様にダンサロール１１２の位置を検出
して同位置検出信号を基材１０７の実際の張力信
号として出力する張力検出センサ１１４を設け、
同張力信号が前記自動張力制御盤１０９に入力さ
れると、自動張力制御盤１０９は予め設定された
基材１０７の設定張力と張力信号対応の実際の張
力とを比較演算し、偏差を算出して同偏差に対応
した補正駆動信号を前記パウダークラツチ１０５
に出力し、基材１０７の実際の張力を前記設定張
力に補正させるテンシヨン制御をする。

以上のように従来の巻取装置におけるテンシヨ
ンコントロールシステムは基材１０７が巻出ロー
ル１０１から巻取ロール１０４に巻取られる過程
で基材１０７の実際の張力を検出し、基材１０７
の実際の張力が予め設定された張力との間に差が
生じた場合にはその偏差をゼロにするようにパウ
ダークラツチ１０２もしくはパウダークラツチ１
０５のスベリを変化させるフイードバツク式制御
方法を採用していた。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように上記従来の巻取装置におけるテン
シヨンコントロールシステムにはダンサロール等
と張力検出センサ等から成る張力検出機構と、基
材の張力を調整するためのパウダークラツチ等の
張力調整機構とを必要としたため装置全体として
機構が複雑になり、価格も高くなるという問題が
あつた。

そこで本発明においては、前記従来の巻取装置
におけるテンシヨンコントロールシステムに必要
であつた前記張力検出機構と張力調整機構とを省
いてテンシヨンコントロールシステムの構成を単
純化するとともに使用されるモータも汎用誘導モ
ータに置換えて装置全体の価格を下げることを解
決すべき技術的課題とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記課題解決のための技術的手段は、巻取装置
におけるテンシヨンコントロールシステムを、帯
状もしくは糸状の基材が巻かれた巻出ロールを、
スベリ駆動により回転させる巻取駆動用汎用誘導
モータと、前記巻出ロールから巻出された基材を
巻取るために巻取ロールを回転させる巻取駆動用
汎用誘導モータと、前記基材が巻出ロールから巻
取ロールに巻取られる過程で基材をテンシヨンカ
ツトさせるための中間ロールを回転させる中間ロ
ール駆動用汎用誘導モータと、前記巻出ロールと
中間ロール間における基材の巻出張力を設定させ
るとともに前記巻出駆動用汎用誘導モータに対し
て前記設定巻出張力に対応した可変周波数可変電
圧の駆動電力を出力する巻出テンシヨン制御部
と、前記中間ロールと巻取ロール間における基材
の巻取張力を設定させるとともに前記巻取駆動用
汎用誘導モータに対して前記設定巻取張力に対応
した可変周波数可変電圧の駆動電力を出力する巻
取テンシヨン制御部と、前記中間ロール駆動用汎
用誘導モータの速度と加減速とを設定させるとと
もに同設定速度と設定加減速度とに対応した可変
周波数可変電圧の駆動電力を同汎用誘導モータに
出力する中間ロール制御部とを備える構成にする
ことである。

（作用） 上記構成のテンシヨン制御装置によれば、巻取
ロールに巻かれた帯状もしくは糸状の基材が中間
ロールを介して巻取ロールに巻取可能にセツトさ
れた状態で、巻取テンシヨン制御部で基材毎に定
められた巻出張力を設定し、また巻取テンシヨン
制御部でその基材の巻取張力を設定し、さらに中
間ロール制御部で中間ロール駆動用汎用誘導モー
タの速度と加減速とを設定したあとに起動指令を
与えると、巻出テンシヨン制御部からは前記設定
巻出張力に対応した周波数と電圧を有する駆動電
力が基材の巻出方向と反対の回転方向のトルクを
出力するように巻出駆動用汎用誘導モータに供給
され、また、中間ロール制御部からは前記設定速
度、設定加減速に対応した周波数と電圧を有する
駆動電力が中間ロール駆動用汎用誘導モータに出
力され、さらに巻取テンシヨン制御部からは前記
設定巻取張力に対応した周波数と電圧を有する駆
動電力が巻取駆動用汎用誘導モータに出力されて
それぞれのモータが設定巻出張力及び巻取張力に
対応した所定の速度で回転し、それぞれ巻出ロー
ル、巻取ロール及び中間ロールを駆動して前記基
材を設定された通りの張力で巻取る作用をする。

（実施例） 次に本発明の一実施例の構成を第１図及び第２
図に従つて説明する。

第１図は巻出ロール１に巻かれた基材、例えば
フイルム２を中間ロール３を介して巻取ロール４
に巻取るための巻取装置の略体図である。また第
２図は前記巻出ロール１を回転させる巻出駆動用
三相誘導モータIM１と、中間ロール３を回転さ
せる中間ロール駆動用三相誘導モータIM２と、
巻取ロール４を回転させる巻取駆動用三相誘導モ
ータIM３とのそれぞれに対して駆動電力と出力
する駆動回路を示したものである。図から明らか
なように巻出駆動用三相誘導モータIM１は巻出
テンシヨンコントローラ５に接続され、また、中
間ロール駆動用三相誘導モータIM２は中間ロー
ルコントローラ６に接続され、さらに巻取駆動用
三相誘導モータIM３は巻取テンシヨンコントロ
ーラ７に接続される。

前記巻出テンシヨンコントローラ５、中間ロー
ルコントローラ６及び巻取テンシヨンコントロー
ラ７は同一の構成を有し、その構成に代表して巻
出テンシヨンコントローラ５に示している。それ
ぞれのコントローラには前記基材の張力、中間ロ
ール駆動用三相誘導モータの速度、加速度を設定
するためのキーボード及び表示装置を備えた設定
部Ａ１と、同設定部Ａ１で設定された情報を入力
して同設定情報をモータ駆動制御信号、例えばパ
ルス幅変調制御信号（以下PWM信号と記載）に
変換して出力するマイクロコンピユータＡ２と、
マイクロコンピユータＡ２から出力されたPWM
信号を入力してレベル変換したうえ外部に出力す
るインターフエースＡ３と、同インターフエース
Ａ３から出力されたPWM信号を入力し、同
PWM信号に対応した周波数と電圧を有する三相
交流電力に変換したうえ三相誘導モータに出力す
る出力回路Ａ４と、同出力回路Ａ４を保護するた
めの保護回路Ａ５とのそれぞれで構成される。

なお、それぞれのコントローラの外部回路に
は、前記それぞれの三相誘導モータを正転駆動さ
せるための正転指令スイツチSWFと、逆転駆動
させるための逆転指令スイツチSWBとが接続さ
れ、通常は正転指令スイツチSWFがオンされ逆
転指令スイツチSWBがオフにセツトされる。

次に本実施例の作用を第３図〜第５図に示す制
御フローチヤートに従つて説明する。

巻出ロール１に巻かれたフイルム２が中間ロー
ル３を介して巻取ロール４に巻取られるようにセ
ツトされ、さらに巻出テンシヨンコントローラ
５、中間ロールコントローラ６及び巻取テンシヨ
ンコントローラ７に三相電源が給電された状態で
巻出テンシヨンコントローラ５の設定部Ａ１でフ
イルム２の巻出張力が設定され、中間ロールコン
トローラ６の設定部Ａ１で中間ロール駆動用三相
誘導モータIM２に対する速度及び加減速度が設
定され、さらに巻取テンシヨンコントローラ７の
設定部Ａ１でフイルム２の巻取張力が設定されて
巻取装置の作動を開始させる条件が整う。

巻取装置の作動開始条件が整うと、第３図に示
す制御フローチヤートのステツプST1において、
巻出テンシヨンコントローラ５のマイクロコンピ
ユータＡ２は設定部Ａ１で設定されたフイルム２
の巻出張力データを読取り、同データに基づいて
巻出駆動用三相誘導モータIM１がフイルム２に
対して巻出方向とは反対の方向のトルクを出力す
るための駆動電力の周波数と電圧とを予めプログ
ラムされた演算式により演算する。ステツプST2
において前ステツプで演算された周波数と電圧と
を有する駆動電力を出力回路Ａ４から出力させる
ためのPWM信号のオン、オフ比を予めプログラ
ムされた演算式より演算する。次に、ステツプ
ST3において外部から巻取装置の始動指令信号が
入力されているかどうかを判断し、もし始動指令
信号が入力されていなければ始動指令信号の入力
を待ち、次のステツプST4において前記ステツプ
ST2で演算されたオン、オフ比を有するPWM信
号をインターフエースＡ３に出力し、インターフ
エースＡ３からレベル変換されたPWM信号を出
力回路Ａ４に出力させ、出力回路Ａ４から前記ス
テツプST1で演算された周波数と電圧とを有する
駆動電力を巻出駆動用三相誘導モータIM１に出
力し、同モータIM１がフイルム２に対して設定
された巻出張力に等しい張力を掛けるように駆動
させる。

また同時に、第４図に示す制御フローチヤート
のステツプST1において、中間ロールコントロー
ラ６のマイクロコンピユータＡ２は設定部Ａ１で
設定された中間ロール駆動用三相誘導モータIM
２に対する速度及び加減速度データを読取り、同
データに基づいて中間ロール駆動用三相誘導モー
タIM２を加速回転、定常回転及び減速回転させ
るための駆動電力の周波数と電圧とを予めプログ
ラムされた演算式により演算する。ステツプST2
において前ステツプで演算された周波数と電圧と
を有する駆動電力を出力回路Ａ４から出力させる
ためのPWM信号のオン、オフ比を予めプログラ
ムされた演算式より演算する。次に、ステツプ
ST3において外部から巻取装置の始動指令信号が
入力されているかどうかを判断し、始動指令信号
の入力を持つて次のステツプST4において前記ス
テツプST2で演算されたオン、オフ比を有する
PWM信号をインターフエースＡ３に出力し、イ
ンターフエースＡ３からレベル変換されたPWM
信号を出力回路Ａ４に出力させ、出力回路Ａ４か
ら前記ステツプST1で演算された周波数と電圧と
を有する駆動電力を中間ロール駆動用三相誘導モ
ータIM２に出力し、同モータIM２を加速、定
常、減速の順で回転させる。なお加減速の設定値
は本実施例の場合はフイルム２の引張り強度特性
などに対応して設定される。

さらに、第５図に示す制御フローチヤートのス
テツプST1において、巻取テンシヨンコントロー
ラ７のマイクロコンピユータＡ２は設定部Ａ１で
設定されたフイルム２の巻取張力データを読取
り、同データに基づいて巻取駆動用三相誘導モー
タIM３が巻取ロール４を回転させフイルム２を
前記設定巻取張力に等しい張力で巻取らせるため
の駆動電力の周波数と電圧とを予めプログラムさ
れた演算式により演算する。ステツプST2におい
て前ステツプで演算された周波数と電圧とを有す
る駆動電力を出力回路Ａ４から出力させるための
PWM信号のオン、オフ比を予めプログラムされ
た演算式より演算する。次に、ステツプST3にお
いて外部から巻取装置の始動指令信号が入力され
ているかどうかを判断し、始動指令信号が入力を
待つて次のステツプST4において前記ステップ
ST2で演算されたオン、オフ比を有するPWM信
号をインターフエースＡ３に出力し、インターフ
エースＡ３からレベル変換されたPWM信号を出
力回路Ａ４に出力させ、出力回路Ａ４から前記ス
テツプST1で演算された周波数と電圧とを有する
駆動電力を巻取駆動用三相誘導モータIM３に出
力し、同モータIM３を駆動して巻取ロール４を
回転させ、フイルム２の所定の巻取張力で巻取ら
せるものである。

以上のように巻出駆動用三相誘導モータIM１
は設定された巻出張力に対応した可変周波数可変
電圧の駆動電力により巻出方向と逆方向のトルク
を出力し、巻出ロール１をスベリ回転させ、中間
ロール駆動用三相誘導モータIM２により回転さ
れる中間ロール３の引張り力と対応して巻出ロー
ル１からフイルム２を設定張力に等しい張力で巻
出すとともに巻取駆動用三相誘導モータIM３は、
設定された巻取張力に対応した可変周波数可変電
圧の駆動電力により駆動されて巻取ロール４を回
転させ、中間ロール３の回転力と相応してフイル
ム２を設定巻取張力に等しい張力で巻取らせるも
のである。

なお、前記設定部Ａ１で設定されるデータは前
記張力、速度、加減速度に限らず、直接、基材に
適応した周波数と電圧を設定し、設定された周波
数と電圧を有する駆動電力を対応する三相誘導モ
ータに出力するようにプログラムを変更すること
も可能である。また、第１図に示すように必要と
されるところに張力表示器TDを設けて実際の張
力を表示させることもできる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば巻取装置の巻出ロ
ールと巻取ロールと中間ロールとはそれぞれ安価
で汎用誘導モータで駆動可能になり、かつ基材が
最適な張力で巻取られるようにそれぞれの汎用誘
導モータに対して可変周波数、可変電圧を有する
駆動電力を出力することができるために、従来の
巻取装置に不可欠であつた張力検出機構及びパウ
ダークラツチのような張力調整機構を省くことが
でき、そのため巻取装置を構造簡単にして安価に
構成することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の巻取装置略体図、
第２図はテンシヨンコントロールシステムの電気
制御回路ブロツク図、第３図、第４図、第５図は
テンシヨンコントロールシステムの制御フローチ
ヤート図、第６図は従来の巻取装置におけるテン
シヨンコントロールシステム略体系統図である。 １……巻出ロール、２……フイルム、３……中
間ロール、４……巻取ロール、５……巻取テンシ
ヨンコントローラ、６……中間ロールコントロー
ラ、７……巻取テンシヨンコントローラ、IM１
……巻出駆動用三相誘導モータ、IM２……中間
ロール駆動用三相誘導モータ、IM３……巻取駆
動用三相誘導モータ、Ａ１……設定部、Ａ２……
マイクロコンピユータ、Ａ３……インターフエー
ス、Ａ４……出力回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 帯状もしくは糸状の基材が巻かれた巻出ロー
   ルをスベリ駆動により回転させる巻出駆動用汎用
   誘導モータと、前記巻出ロールから巻出された基
   材を巻取るための巻取ロールを回転させる巻取駆
   動用汎用誘導モータと、前記基材が巻出ロールか
   ら巻取ロールに巻取られる過程で基材をテンシヨ
   ンカツトさせるための中間ロールを回転させる中
   間ロール駆動用汎用誘導モータと、前記巻出ロー
   ルと中間ロール間における基材の巻出張力を設定
   させるとともに前記巻出駆動用汎用誘導モータに
   対して前記設定巻出張力に対応した可変周波数可
   変電圧の駆動電力を出力する巻出テンシヨン制御
   部と、前記中間ロールと巻取ロール間における基
   材の巻取張力を設定させるとともに前記巻取駆動
   用汎用誘導モータに対して前記設定巻取張力に対
   応した可変周波数可変電圧の駆動電力を出力する
   巻取テンシヨン制御部と、前記中間ロール駆動用
   汎用誘導モータの速度と加減速とを設定させると
   ともに同設定速度と設定加減速度とに対応した可
   変周波数可変電圧の駆動電力を同汎用誘導モータ
   に出力する中間ロール制御部とを備えることを特
   徴とする巻取装置におけるテンシヨンコントロー
   ルシステム。