JPH02310244A - ロール密度をモニターするシステム及び方法 - 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］ 本発明はロール密度のモニタリング、特に、複数の紙ロ
ールが同時ではあるが個々にそれぞれの巻取りロールに
巻かれる時、複数の紙ロールの密度をモニターする装置
及び方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、２個のドラムワイングーのドラムの１つにエンコ
ーダーが取付られ、１個の回転ロールのコアに、近接ス
イッチが取付られている。密度を決定するために、ドラ
ムエンコーダーからのパルスは、近接スイッチの１回転
当り１回のパルスによって設定される巻きロールの回転
の所定の数に対してカウントされる。ロールの直径を計
算することができ、紙ロールの回転数に基づいて紙のフ
ィート数が計算される。紙の基礎重量、直径の変更、紙
の付加フィート数を考慮して、ロールに付加される増量
分の密度が決定される。ここで使用する用語５ドラム”
は繰り出しステーションと１個以上の巻き取りステーシ
ョンとの間にあって、可動ウェブを案内する中心回転装
置のことであり、“ロール”はウェブを巻きとる回転装
置に使用し、また“ロール“はウェブを繰り出す回転装
置に使用する。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の従来の方法は１個以上のロールをモニターするた
めに使用する場合、２つの問題がある。

第１は、１個以上の紙ロールの密度をモニターするため
に、全てのロールを毎分当り同一回転数で一緒に回転さ
せなければならないことである。２個のドラムで成るワ
イングーの場合、全てのロールがほぼ同一回転数で回転
するので、これは大きな問題とはならない、しかしなが
ら、計算された密度は、近接スイッチに直接接続された
ロールに対してのみ、真の値を保持している。例えば、
二重巻きワイングーは、その設計のために、各ロールが
実質上界なる比率で回転することもできる。

現在のシステムを二重巻きワイングーに使用できるよう
にするためには、プロセッサーを１回以上割り込みを入
れて同時作動を行うか、各ロールに対して別のプロセッ
サーを使用してモニターを行うようにしなければならな
い。

モウひとつの問題は、この種のシステムがロールの全回
転数に基づいて密度を計算することであり、これは、紙
をロールに付加するにつれて、ロールの直径が一定せず
、各サンプリング期間に、わずかに変化することを意味
する。サンプリング期間と次のサンプリング期間との間
の時間もまた、ワイングーの速度を一定にして紙ロール
の直径が増すとき、長くなる。全てのロールは同一速度
で回転せず、サンプリング期間と次のサンプリング期間
との間の時間が長くなるので、これらの２つの要素はシ
ートの長さの密度の計測を不均等にする。

そこで本発明の目的は、マルチステーションワイングー
の各ロール毎の密度プロフィルをモニターし、同時にこ
れを求めるシステムを提供することである。

〔課題を解決するための手段、作用〕

以上の目的は、本発明に従って、一定の直径のドラムを
通過する紙の一定フイード数に基づりて祇ロールの密度
を計算する密度モニターを提供することにより達成され
る。繰り出しドラム、一定直径ドラム及び巻き取りロー
ルを含む各ロール又は各ドラムは、ロールの回転時にパ
ルスを発生するエンコーダーを備えている。各エンコー
ダは、それぞれのロールの回転数を計数するカウンター
に接続されている。

一定直径のドラム、又は中心ロールは、そのカウンター
と共に、割り込みを発生させ、これによってカウンター
で収集したデータの処理が開始される。このシステムは
、紙の一定の設定フィート数がワイングーの中心ドラム
を通過する毎に、全てのカウンターのカウンター値を読
みとる。この場合、システムの割り込みは、従来行なわ
れていた紙ロールの設定回転数から中心ドラムの設定角
回転へと移動する。

特に、ロールの各回転につき、それぞれのカウンターに
一定数のカウントを与えるように、エンコーダーはそれ
らのロールに機械的に接続される。

従って、各ロールは他の各ロールと同数のカウントを発
生させることはない。

エンコーダーは、カウンターを保護するために、電気光
学的、光学的電気的コンバータを使用することにより安
全のためプロセッサーやコンピューターから隔離してお
くのが好ましい０例えば、それらのコンバーターはコン
バーターへの信号ヲ５ボルト平方波に制限するようにす
ることができる。

また、解像度を上げると出力も増大する。

それらのカウンターは、好ましくは、新データを蓄積し
ながら前のカウンター値を記憶するようにバッファ処理
（ｂｕｆｆｅｒ）される。そのようなバッフ１作用は処
理コンピューターのメモリーにより生じる。

中心ドラムに接続されたエンコーダは、リセントとカウ
ントのスタートを同時に行うように全てのカウンターに
信号を出すハードウェアの単−割り込みとして機能する
。この割り込みは、また、各ロールについての前のカウ
ントのバッファー処理された各出力を読みとるようにプ
ロセッサーに信号を出力する。

中心ドラムに、近接スイッチではなくて、エンコーダー
を使用することによって、ドラムの総回転数を計算する
必要がないので、どのような紙の長さに対しても、密度
を求めることができる。そのドラムの直径は一定してお
り、シートの長さの一定の間隔毎に、常に密度を求める
ことができる。

ワイングー速度が一定のとき、連続する読み間の時間も
一定するので、カウンターを一層有効に使用してシステ
ムの精度を向上することができる。

割り込みを１回だけ使用しているので、エンコーダーと
カウンターを更に付加することにより、ステーションを
付加することもできる。使用するステーションの数を制
限する要素は、情報を記憶するために使用されるプロセ
ッサーのメモリーだけである。

本発明は、また、ワイングーで生じる構造上の変化を検
知する目的で繰出し密度を計算するため、マルチステー
ションワイングーに使用すると共に、２個のドラムで成
る通常のワイングーにも使用することができる。

本発明のその他の目的、特徴及び効果、その機構、構造
及び操作は、添付図面に関連して説明する以下の詳細な
説明から最もよく理解されるであろう。

〔実施例〕

ここで第１図及び第２図を参照すれば、マルチステーシ
ョンワイングーが全体を符号１０で示され、このワイン
グーは、繰り出しり−ル１２と、一対の回転ガイド１３
．１４と、スリック−１８，２０とく一定直径の中心ド
ラム２２と、複数の巻き取りロール２４〜３２とで成る
。ウェブ１６は複数の狭いウェブ３４〜４２に切断され
、これらの複数のウェブは中心ドラム２２により案内さ
れ、それぞれのロール２４〜３２に巻き取られる。第２
図において、狭いウェブは、ロール２４〜３２への最終
巻き３４〜４２として示されている。

本発明によれば、中心ドラム２２はエンコーダー４４を
備え、繰り出しロールはエンコーダー４６を６’Ｒえて
いる。ロール２４〜３２はそれぞれのエンコーダー４８
〜５６を備えている。ロール２４〜３２は、それぞれの
エンコーダー４８〜５６を備えている。種々の型のエン
コーダーを知るためには、インスツルメント、アンド、
コントール　システム（１９７８年５月）の、チャール
ズ・ハドソン氏の論文「光学軸エンコーダ−・・・・タ
コメーター・インクレメンタルエンコーダー及び絶対位
置エンコーダーの案内」を参照されたい。ここで使用す
るエンコーダーは、例えば解像度を上げるために、オリ
ジナル信号に係数２か４を掛けるこの技術分野でよく知
られた回路を有する。

また、光学的隔離手段も、設けられており、これはエン
コーダー内に含まれると考えられる。

エンコーダーは、第３図の計算装置へ送られるそれぞれ
の出力４６−５８を出す。

エンコーダーの出力は、それぞれのステーション計数装
２６０への人力信号４４〜５Ｇとして供給される。前記
計数装置の各々は、カウンター６２と、ホールドレジス
ター６４と、ロードレジスター６６とを有する。カウン
ター装置は全て同じであり、例えば、０２７８０　、マ
サチューセッツ州、タウントン。

メイル　スタンディンシェ大通り、４４０番地に所在す
るメトラバイテ社（Ｍｅｔｒａ　Ｂｙｔｅ　Ｃｏｒｐ、
）のＣＴＭ−０５カウンター・タイマーカードのような
、概略的に示す多機能カウンター・タイマーを用いるこ
とができる。これは、１８Ｍパーソナルコンピューター
用のデジタル１１０延長部のプラグイン回路板であって
、ＡＭ９１５３システムタイミングコントローラーに基
づくものである。それは５ビット、１６ビツトのアンプ
／ダウンカウンタ−を提供し、さらに、デバイダ−と別
個の一般目的用８ビットＴＴＬ入力及び出力ボートを備
えたＩＭＨｚクリスタルタイムベースを提供する。この
実施例で、この装置はモードＱで作動するように使用さ
れる。

１つの実施例において、最上位の計数装置６０は、それ
が割り込みを生しさせるために使用されるので、ロード
レジスター６６とホールドレジスター６４を使用しない
、しかしながら、その他の各計数装置は下文から明らか
なように、ロードレジスターとホールドレジスターとを
使用する。

他の実施例において、計数装置は、ロードレジスターに
蓄積された所望の所定のフィート数、即ち所定のウェブ
の長さに等しい数からカウントダウンするようにプログ
ラムが組まれている。

中心ドラム２２が回転するとき、エンコーダー４４はパ
ルスを発生させる。このパルスは人力４４によってカウ
ンター６２へ入力される。カウンター６２が所定のシー
ト長さ又は所定のウェブ長さに等しい所定のカウントＪ
に達するとき、決定回路６８は、出カフ２に割り込み信
号即ち決定回路６８のＹＥＳ出力を出す。ＮＯ出カフ０
が有効である間は、決定回路６８は割り込み信号を出さ
ない。カウンター６２は各割り込み信号の発生時にリセ
ットされ、カウントを続ける。

カウンター６２が４４の位置のパルスの入力をカウント
する間、それぞれの他のカウント装置は入力４６〜５６
の位置のパルスの入力をカウントする。割り込み信号の
発生時、それぞれのロードレジスターは、カウンターを
所定数に設定させ、また、カウンターはそれぞれのカウ
ンターをホールドレジスターに記憶させる。この実施例
において、ホールドレジスターが蓄積されたカウントを
とりこむとき、ロードレジスターはそれぞれのカウンタ
ーをゼロにセットする。

第３図に示すように、ホールドレジスター（最上位のホ
ールドレジスターを除く）は、各々、コンピュータメモ
リー７６の一部、即ち延長部をなすそれぞれのバッファ
記す、α装置７４に接続される。それらのバッファ記憶
装置に記憶される情報は、全メモリー装置７６の部分７
８．８０により定数及びプログラムを有する計算回路８
２へ送られる。計算回路８２は、このデータから各ロー
ルの密度を計算し、８４で示すように、それを表示し、
蓄積する。

第４図のフローチャートは、第３図に示す構造に対応す
る。第４図に示すように、割り込み信号は、コンピュー
ターが他の仕事へ戻る前に、８６で示すように全てのホ
ールドレジスターを読みとり、８８で示すようにホール
ドレジスターの値を記ｊ１３させ、９０で示すように計
算を開始させる。９４において値が蓄積されたかどうか
の決定がなされた９２においてメインルーチンがスター
トする。値が蓄積されていなければ、ＮＯ出力９６が決
定回路の入力部へ戻される。全ての値が蓄積されていれ
ば、９Ｂの位置にＹＥＳ出力が生じ、バッファ記憶装置
が１００で示すように読みとられる。バッファ記す、α
装置からの情報は７８．８０に記憶された情報と組合わ
されて、１０２．１０４．１０６で示すように、速度、
ロールの直径及びロール密度を計算する。そこで生じた
値は１０８で示すように表示され、これを蓄積する場合
には、メモリーに記憶される。

この実施例において、８０に記憶されている定数は以下
の通りである。即ち、 Ｕｗｐｐｒ　　（繰り出しカウント数／１回転）Ｄｐｐ
ｒ　　（ドラムのカウント数／１回転）Ｓｌｐｐｒ（ス
テーションのカウント数／１回転）Ｓ９ρｐｒ　（他の
ステーションのカウント数／１回転） Ｄｄｉａ　　（ドラムの直径） Ｂｗ　　　（基礎型Ｎ） ｐ　＋　　　（３，１４１６） この実施例で用いる変数は次の通りである。

Ｕｗｃｔ　　（繰り出しカウント数） Ｄｃｔ　　　（ドラムのカウント数） Ｓｌｃｔ（ステーションのカウント数）Ｓ”ｃｔ（他の
ステーションのカウント数）Ｔ　　　（増加時間） 密度の計算では、その他の情報を計算する必要があり、
それには、以下の計算が含まれる。

Ｕｄｉａ　　（繰出し直径） Ｓｌｄｊａ　　（ステーションの直径）Ｓ”　ｄｉａ　
（他のステーションの直径）Ｆｐｍ　　　（速度フィー
ト７分） Ｆｔ　　　（紙のフィート数） Ｓ　１ｄｅｎｓ　（ステーション密度）Ｓ”ｄｅｎｓ（
他のステーション密度）ＬＪｗｄｅｎｓ　（繰り出し密
度） 前述のように、増加時間（Ｔ）はＣＴＭ−０５回路で供
給される。

フィート数は次の等式で計算する。即ち、Ｆｔ＝ｐｊ（
Ｄｄｉａ）（Ｄｃｔ）／　（Ｄｐｐｒ）密度を決定する
ためには、速度を計算する必要はないけれども、他の目
的で速度を計算するには、次の等式を用いる。即ち、 Ｆｐｍ＝ｐｉ（Ｄｄｉａ）（Ｏｃｔ）／（＋）　（Ｄｐ
ｐｒ）直径の計算は次式を用いる。即ち、 Ｕｗｄｉａ＝　（Ｄｄｉａ）　（Ｏｃｔ）　（Ｕｗｐｐ
ｒ）　／　（Ｕｗｃｔ）　（Ｄｐｐｒ）Ｓ１ｄｉａ＝（
Ｄｄｉａ）（ｎｅｔ）　（Ｓｌｐｐｒ）／（Ｓｌｃｔ）
（Ｄｐｐｒ）他のステーション２−にここでは２〜５の
各々については、上記の後者の式において字１に代って
ステーションナンバー＊を使用することができる。

繰り出し密度とステーション密度を計算するには、次式
を用いる。

ｔ１ｗｄｅｎｓ＝（［１ｗ）　（Ｆｔ）　（４）／ｐｉ
（Ｕｗｄｉａ”＋＋、＋−Ｕｗｄｉａ’、）Ｓ１ｄｅｎ
ｓ＝（Ｂｗ）　（Ｆｔ）　（４）／ｐｉ　（Ｓ１ｄｉａ
”＝、、−５ｌｄｉａ”、）上の２つの式において、円
の面積を求める定数がπ／４であるので数字（４）が用
いられている。

米国特許第４，５９４，８８０号においては、ロールに
巻かれる紙の実質上の一定長さに基づくインターバル毎
にロール密度を求めるために、継続する決定と決定との
間のタイムインターバルが同じとなるように、カウンタ
ーを減数させていく。これに対して、本発明は、ロール
に巻かれる一定長さの紙に対して、又はそれぞれのロー
ルに巻かれる複数の一定長さの紙に対してロール密度を
決定する。

例えば、速度、フィート数、直径、密度のように、計算
した種々の情報の全てを表示し、及び／又はメモリーに
記憶させることができる。

普通、コンピューターは他の仕事を処理するが、そのコ
ンピューターの割り込みレベルでの割り込み信号がその
コンピューターを短時間だけこれらの仕事から除外する
にすぎない。エンコーダーから入ってくる情報は、例え
ば２〜３ＫＨｚのように、比較的ゆっくりしたものであ
るが、カウンターの周波数の応答は７ＭＩＩｚ程度であ
る。従って、そのコンピューターははるかにゆっくりし
た比率で割り込みを処理しなければならない、言い換え
れば、その情報はコンピューターへ送られ、比較的長時
間にわたって、その情報は次の割り込みが生じる前に読
み取らねばならない。

以上、本発明を、図面に示す実施例を参照して説明して
きたけれども、本発明の本旨と範囲から逸脱することな
しに、本発明を種々変形しうろことは、この技術に熟達
した人々にとって明らかである。従って、技術に貢献す
る本発明の範囲内に合理的かつ適切に包含されるそのよ
うな変形のすべては、本発明につき特許が付与されたと
き、その特許に含まれるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、一定直径の中心ドラムと巻き取りロー
ルにそれぞれ接続された第１及び第２のエンコーダを用
い、第１エンコーダのパルスが所定カウントに達した時
に、割り込み信号を発生させて第２のエンコーダーのパ
ルスを計数し、これに基づいてロールの紙ウェブの密度
を求めるようにしているので、以上説明したように、ど
のような紙の長さに対しても、精確にロールの紙ウェブ
の密度を求めることができる。

また、割り込みを１回だけ使用してロールの祇ウェブの
密度を求めているので、ステーションを付加することも
容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図はマルチステーションワイングーの端間図であり
、 第２図は第１図のマルチステーションワイングーの平面
図であって、繰り出しドラム、中心ロール、複数の巻き
取りロールを示す。 第３図は本発明に従ったロール密度決定装置の概略図で
あり、 第４図はロール密度決定情報を処理するために使用され
るルーチンのフローチャートである。 ＼　　１０・・・マルチステーションワイングー。 １２・・・繰り出しリール。 １３、１４・・・一対の回転ガイド。 １６・・・ウェブ。 １８．２０・・・スリンクー。 ２２・・・中心ドラム。 ２４〜３２・・・巻き取りロール。 ４４．４６．４８〜５６・・・エンコーダー。 ６２・・・カウンター。 ６４・・・ホールドレジスター。 ６６・・・ロードレジスター。 ６０・・・計算装置。 ６８・・・決定回路。 ７６・・・コンピューターメモリー。 ８２・・・計算回路。 代理人　弁理士　　坂　間　　　暁　外２名ＦＩＧ、　
１ ＦＩＧ、　２ １リ　　　　１４　　　　と→

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、紙ロールが繰り出しロールから繰り出され、中心ロ
   ールにより案内され、巻き取りロールに巻かれるとき、
   ロールの角回転から紙ロールの紙ウェブ密度を割り込み
   信号に応答して計算するようプログラムされたコンピュ
   ーターと組合わされた装置において； 中心ドラムに連結され、同中心ドラムの各回転毎に第１
   パルスを発生させる第１エンコーダー；前記コンピュー
   ターに接続され、かつ前記パルスを計数するために前記
   第１エンコーダーに接続され、所定のカウントに達する
   毎に、コンピューターに対して割り込み信号を発生させ
   る第１カウント手段； 巻き取りロールに接続され、同巻きとりロールの各回転
   毎に第２パルスを発生させる第２エンコーダー； 前記第１カウント手段と前記第２エンコーダーに接続さ
   れ、前記第２パルスを計数し、割り込みパルスの発生時
   、リセットされる第２カウント手段； 及び前記第２カウント手段に接続され、割り込み信号の
   発生時、現存カウント数を記憶し、かつ割り込み信号の
   発生後、読みとられるようにコンピューターに接続され
   たレジスター； より成ることを特徴とする装置。 ２、前記コンピューターに接続され、紙ウェブの密度を
   視覚的に表示する表示手段をさらに有することを特徴と
   する請求項１に記載の装置。 ３、複数のウェブが第１ロールに接触して案内され、そ
   してそれぞれの巻きとりロールに巻かれるとき、複数の
   紙ロールの紙ウェブ密度を割り込み信号に応答して計算
   するようプログラムされたコンピューターと組合された
   装置において；第１ロールに接続され、同第１ロールの
   各回転毎に第１パルスを出す第１エンコーダー； その各々がそれぞれの巻き取りロールに接続され、それ
   ぞれの巻き取りロールの各回転毎にそれぞれの第２パル
   スを発生させる複数の第２エンコーダー； 前記第１エンコーダーに接続され、前記第１カウント手
   段が所定のカウントに達する毎に、割り込み信号を発生
   させる第１カウント手段； その各々がそれぞれの巻き取りロールに接続され、さら
   にコンピューターに接続された複数のレジスター； その各々が、前記レジスターのそれぞれに接続され、ま
   たそれぞれの第２エンコーダーの前記第２パルスに接続
   されてそれを計数する複数の第２カウント手段； から成り； 前記第２カウント手段の各々は、前記第１カウント手段
   に接続され、割り込み信号の発生に応答してリセットさ
   れ、そしてそのカウントをそれぞれのレジスターへ移送
   することを特徴とする装置。 ４、前記第１カウント手段は、 前記第１エンコーダーに接続されたカウンターと、 前記第１カウンターと前記複数の第２カウント手段との
   間に接続され、前記カウンターが所定のカウントに達す
   る毎に、割り込み信号を発生させる決定回路とで成るこ
   とを特徴とする請求項３に記載の装置。 ５、第１紙ウェブを有し、同第１紙ウェブを繰り出す回
   転自在な繰り出しロール； その各々がそれぞれの第２紙ウェブを受けて、それぞれ
   の第２紙ウェブが巻かれる複数の回転自在な巻き取りロ
   ール； 前記第１紙ウェブを前記第２紙ウェブに分割するスリッ
   ター； 前記スリッターと前記複数の巻き取りロールとの間にあ
   って、前記第２ウェブの各々に接触してそれをそれぞれ
   の巻き取りロールへ案内する中心ドラム； 前記中心ドラムに接続され、前記中心ドラムの各回転毎
   に第１パルスを発生させる第１エンコーダー手段； その各々がそれぞれの巻きとりロールに接続され、それ
   ぞれの巻きとりロールの各回転毎に、それぞれ第２パル
   スを発生させる複数の第２エンコーダー； 前記第１エンコーダー手段に接続され、前記第１パルス
   を計数し、それが前記第１パルスの所定数をカウントす
   る毎に、リセットして割り込み信号を発生させる第１カ
   ウント手段； その各々がそれぞれ第２エンコーダー手段に接続され、
   それぞれ第２エンコーダー手段によって生じる前記第２
   パルスを計数すると共に、その各々が、前記第１カウン
   ト手段に接続され、前記割り込み信号の各々が発生する
   毎にリセットされる複数の第２カウント手段； 前記第２カウント手段の各々に接続され、前記各割り込
   み信号の発生毎に、それぞれの第２カウント手段のカウ
   ントを記憶する第１ストレージ手段； 前記第１ストレージ手段と前記第１カウント手段とに接
   続され、ロール定数、紙定数、角定数を記憶する第２ス
   トレージ手段を含み、前記割り込み信号が発生する毎に
   作動して、記憶されたカウントと記憶された定数から前
   記各巻きとりロールのウェブ密度を計算する計算手段； 及び前記計算手段に接続され、計算したウェブ密度を表
   示する表示手段； とで成ることを特徴とする紙ロールの密度をモニターす
   る装置。 ６、前記繰り出しロールに接続され、同繰り出しロール
   の各回転毎に第３パルスを発生させる第３エンコーダー
   手段； 及び前記第３エンコーダー手段に接続され、前記第３パ
   ルスを計数すると共に、前記第１カウント手段に接続さ
   れ、割り込みパルスの発生時にリセットされる第３カウ
   ント手段；とで成り；前記第１ストレージ手段は、前記
   第３カウント手段に接続され、割り込みパルスの発生毎
   に、前記第３カウント手段の現存カウント値を記憶し、
   前記計算手段は、また、割り込みパルスの発生毎に、前
   記繰り出しロールの繰り出されるウェブ密度を計算する
   ことを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７、中心ドラムの各回転毎に、第１パルスを発生させ； 前記パルスを計数し、前記第１パルスのカウントが所定
   カウントに達する毎に、割り込み信号を発生させ； 巻き取りロールの各回転毎に、第２パルスを発生させ； 割り込み信号の発生まで前記第２パルスを計数し； 割り込み信号の発生時、第２パルスの現存カウント数を
   記憶させ； 割り込み信号の発生毎に、記憶されたカウントを読みと
   り； その読みとられたカウント及び紙定数とロール定数から
   ウェブ密度を計算し； そこで計算した密度を表示する； 段階で成ることを特徴とする紙ウェブが繰り出しロール
   から繰り出され、中心ドラムに接触し、それによって案
   内され、巻き取りロールに巻かれる時、ロールの角回転
   から紙ロールの紙ウェブ密度を、割り込み信号に応答し
   て計算する方法。