JPH0326650A - 材料送り出しリールの同期制御方法及び装置 - 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、リールから供給される帯状の電極箔及びセ
パレータを巻き取って巻回形のコンデンサを製造する巻
回装置における材料送り出しリールの同期制御方法及び
装置に関する． 〔従来の技術〕 従来の材料送り出しリールの同期制御方法は、第５図に
示すような制御方法が採用されている．この制御方法は
、材料リールから送り出される材料の張力を一定に保つ
ダンサアームの変位量が、リール駆動モータの回転速度
に比例することを利用して行っている．第６図は、コン
デンサ巻回装置の材料送り出し部の制御システム構成を
示す概略図である．第６図において、参照符号２０は帯
゜状の材料であり、例えば、コンデンサを構成する電極
箔またはセパレータ等を示し、ここでは以下、＠極箔と
して説明する．材料リール２２に巻かれた電極箔２０は
、リール駆動モータ２４により駆動されて、ガイドロー
ラ２６．２８、ダンサアーム３０およびガイドローラ３
２を介して図示しない巻回装置の巻き取り部へ送り出さ
れる．ダンサアーム３０にはポテンショメータ３４が取
付けられ、ポテンショメータ３４はダンサアーム３０の
変？量を検出して制御回路３６に送る．制御回路３６は
、このダンサアーム３０からの信号に基づいて、箔速が
一定、すなわちダンサアーム３０の位置が一定となるよ
うに制御を行うようモータドライバ３８に速度指令を与
える．モータドライバ３８は、タコジェネレータ４０か
らのリール駆動モータ２４の回転速度検出値と制御回路
３６からの速度指令に従ってリール駆動モータ２４を運
転する．この様な制御方法をブロック線図で示した制御
モデルが第５図であり、１番外側のループがダンサアー
ム３０による位置ループである．ダンサアーム３０に対
するダンサ位置指令値Ｘ■ｔとポテンショメータ３４に
より検出したダンサアーム３０の位置Ｘとの偏差Ｅｘは
、伝達関数００のダンサ制御系ブロック１０を介してリ
ール駆動モータ２４への速度指令値ωｒａｔとなる．従
来、ダンサ制御系の制御は比例制御（Ｐ動作）が行われ
ており、このときの制御系ブロック１０の伝達関数Ｇ０
は、Ｇ　ｏ　”　Ｋ−。で表される．ここで、Ｋｙｏは
比例定数である．前記速度指令値ω，，は、速度ループ
を介してフィードバックされるモータ回転速度ω厘と偏
差がとられ、伝達間数Ｋ．＋Ｋ＋／Ｓを有するモータド
ライバブロック１２へ送られる．尚ミＳはラプラス演算
子を、Ｋ，はモータドライバ制御の比例定数を、Ｋ１は
モータドライバ制御の積分定数を表す．モータドライバ
ブロック１２はモータのトルク指令τヨを出力し、この
トルク指令τ．と負荷との偏差が伝達関数１／Ｔ．Ｓの
モータブロック１４の入力となる．ここでＴつは、モー
タのトルク定数である，モータブロック１４からのモー
タの回転速度ω画は、伝達関数Ｒの材料リールブロック
１６を介して材料リールから送り出される箔の速度Ｖ．
となり、巻取側の箔速Ｖ一との傷差がとられた後、伝達
関数１／Ｋ，Ｓのダンサアームブロック１８へ送られて
ダンサアーム位置Ｘを出力する．ただし伝達関数Ｒは、
材料径の関数ｒ　（ｔ）を使用してＲ＝πｒ　（ｔ）と
表され、Ｋ１は速度偏差Ｖｍ−ｖ，をダンサ変位に変換
する定数である． このように従来の制御では、一番外側の位置ループは、
ダンサアーム３−０の位置Ｘの変位、すなわち偏差Ｅ　
ｘのみがＰ制御されて速度指令となるので、どうしても
定常偏差が生じる．また、ダンサアームブロック１８は
、箔速ｖｋの遅れを積分しているため応答としては遅く
、ダンサアームの変位量も大きくなる．すなわち、積分
された変位量に対して速度指令を作るため、速度ループ
の応答が遅くなるという難点がある． 一般に、比例制御（Ｐ動作）だけではステップ応答に対
して定常偏差が生じるので、この定常偏差を打ち消すた
めに、積分動作（■動作〉、微分動作（Ｄ動作）を加え
ることによって定常偏差を改善できるということが知ら
れている． そこで、偏差Ｅｘに基づいて制御しているダンサ制御系
ブロック１０を、従来はＰＩ（比例・積分）制御するよ
うに構成して応答性の改善を図っていた．すなわち、伝
達関数００が、 Ｇ　ｏ　−　Ｋ　−ｏ　＋　Ｋ　ｔ　ｏ／　Ｓとなるよ
うにダンサ制御系ブロック１０を構成する改善が行われ
ている．尚、Ｓはラプラス演算子を、Ｋｐｏ，Ｋ＋ｏは
それぞれ比例定数および積分定数を表す． この様なＰＩ制御を行う制御回路３６は、従来のＰ制御
に対してＩ動作を行うよう例えば、演算増幅器（以下、
ＯＰアンプと称す．）を用いて構成することができ、概
略を示せば第７図のように表される．すなわち、ダンサ
アーム３０に取り付けられたポテンショメータ３４の出
力を入力としてＰ動作をするＯＰアンプ６２と並列に、
入出力間にコンデンサ６６を設けてＩ動作をするＯＰア
ンプ６４とをアンプ６２を介して速度指令としてモータ
ドライバ３８へ送るよう構成する． 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前述した応答性を改善したＰＩ制御方法
を用いても、材料送り出し用のリール駆動モータ制御は
ダンサアームの変位量に基づいて行うため、ダンサアー
ムの変位を十分にとれないとリール駆動モータの制御動
作も十分に行えず材料送り出しの追従性が悪い．さらに
、ダンサアームの変位量はリール駆動モータの回転速度
に比例して大きくなるが、ダンサアームの変位量に限界
があるため、高速な箔速に対する限界が生じている．こ
のため、従来のＰＩ制御を使用するコンデンサ巻回装置
システムで、生産性の向上を図るために電極箔をさらに
高速に送り出そうとする場合、高速な箔速に対して材料
送り出しリールのリール駆動モータが追従しきれないと
いう問題があった． そこで、本発明の目的は、コンデンサ巻回装置における
材料送り出し用リール駆動モータの追従性の向上を図る
ことのできる応答性の良い材料送り出しリールの同期制
御方法及び装置を提供するにある． 〔課題を解決するための手段〕 本発明に係る材料送り出しリールの同期制御方法は、巻
回形コンデンサ用の帯状の′ｆ４極箔またはセパレータ
材料が巻かれた材料リールと、該材料リールを駆動する
リール駆動モータと、前記材料リールから送り出される
前記帯状の材料の張力を一定に保つためのダンサアーム
と、該ダンサアームに取付けられたポテンショメータと
、前記リール駆動モータの制御を行う制御回路とから構
成されるコンデンサ巻回装置の材料送り出し部において
、タコジェネレータにより前記リール駆動モータの回転
速度を検出し、 さらに、前記帯状の材料をコンデンサ巻回装置の巻き取
り部へ送り出す際の前記ダンサアームの変位量を前記ポ
テンショメータにより検出して、 該ポテンショメータ検出出力に対して前記タコジェネレ
ータの検出出力をフィードバックして補正した速度指令
値を得ると共に、該速度指令値に基づき前記制御回路に
よって前記リール駆動モータを速度制御することを特徴
とする． また、材料送り出しリールの同期制御装置は、巻回形コ
ンデンサ用の帯状の電極箔またはセパレータ材料が巻か
れた材料リールと、該材料リールを駆動するリール駆動
モータと、前記材料リールから送り出される前記帯状の
材料の張力を一定に保つためのダンサアームと、該ダン
サアームに取付けられたポテンショメータと、前記リー
ル駆動モータの制御を行う制御回路とから構成されるコ
ンデンサ巻回装置の材料送り出し部において、 前記リール駆動モータの回転速度に比例した電圧を発生
するタコジェネレータを設け、前記帯状の材料がコンデ
ンサ巻回装置の巻き取り部へ送り出される際の前記ダン
サアームの変位量に比例する前記ポテンショメータの出
力に対して、前記タコジェネレータの出力をフィードバ
ックして補正した速度指令値に基づき前記リール駆動モ
ータを速度制御するよう動作する前記制御回路を備えれ
ば好適である， さらに、材料送り出しリールの同期制御方法は、巻回形
コンデンサ用の帯状の電極箔またはセパレータ材料が巻
かれた材料リニルと、該材料リールを駆動するリール駆
動モータと、該材料リールから送り出される前記帯状の
材料の張力を一定に保つためのダンサアームと、該ダン
サアームに取付けられたボテンシゴメー夕と、前記リー
ル駆動モータの制御を行う制御回路とから構成されるコ
ンデンサ巻回装置の材料送り出し部において、 エンコーダにより前記帯状の材料の送り出し長をカウン
トし、 周波数／電圧変換器により前記エンコーダの出力パルス
から材料の送り出し速度を得ると共に、 前記帯状の材料がコンデンサ巻回装置の巻き取り部へ送
り出される際の前記ダンサアームの変位量を前記ポテン
ショメータにより検出して、 該ポテンショメータの検出出力による速度指令値に対し
て前記エンコーダの出力パルスから得た速度を補正値と
して加え、 前記制御回路によって該速度指令値に基づき前記リール
駆動モータを速度１１御することができる． また、材料送り出しリールの同期制御装置は、巻回形コ
ンデンサ用の帯状の電極箔またはセパレータ材料が巻か
れた材料リールと、該材料リールを駆動するリール駆動
モータと、該材料リールから送り出される前記帯状の材
料の張力を一一定に保つためのダンサアームと、該ダン
サアームに取付けられたポテンショメータと、前記リー
ル駆動モータの制御を行う制御回路とから構成されるコ
ンデンサ巻回装置の材料送り出し部において、 前記帯状の材料の送り出し長くピカウントするエンコー
ダと、該エンコーダの出力パルスを電圧に変換する周波
数／電圧変換器とを設け、 前記帯状の材料をコンデンサ巻回装置の巻き取り部へ送
り出す際の前記ダンサアームの変位量を検出する前記ポ
テンショメータの出力に対して前記エンコーダの出力パ
ルスから得た材料の送り出し速度を補正値として加えた
速度指令値に基づき、前記リール駆動モータを速度制御
するよう動作する前記制御回路を備えれば好適である． 〔作　用〕 本発明に係る材料送り出しリールの同期制御方法及び装
置によれば、リール駆動モータに設けたタコジェネレー
タは、リール駆動モータの回転速度に比例した電圧を発
生して、ダンサアームの変位量を検出するポテンショメ
ータの出力に対する補正値として制御回路にフィードバ
ックされる。これにより、モー夕の回転速度に比例した
電圧で直ちにＰＩ制御の速度指令値が補正されるため、
ダンサアームの変位が小さくなり応答性良く一定に制御
される． また、帯状の材料の送り出し長をカウントするエンコー
ダの出力パルスを周波数／電圧（Ｆ／Ｖ）変換器を介し
て箔速を検出するよう構成することにより、箔速の変化
を即座に制御回路に加えてＰＩ制御の速度指令値に対す
る補正を精度良く行うことができるため、より速い応答
の同期制御が可能となる．〔実施例〕 次に、本発明に係る材料送り出しリールの同期制御方法
及び装置の実施例につき、添付図面を参照しながら以下
詳細に説明する．第１図は、本発明の一実施例を示す材
料送り出し部の制御方法を示すブロック線図であり、第
２図は、第１図で示す材料送り出し部の制御システム構
成の概略図である．なお、第５図および第６図に示す従
来の同期制御システムと同一の楕成部分については、同
一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する．すな
わち、第１図において、ダンサ制御系ブロック１０はＰ
Ｉ制御時の伝達関数Ｇｏであり、Ｇ　ｏ　＝　Ｋ　−ｏ
　＋　Ｋ　ｔ　ｏ／　Ｓを介してダンサアーム位置偏差
Ｅｘはモータドライバブロック１２へ送られる．モータ
ブロック１４、材料リールブロック１６、ダンサアーム
ブロック１８および位置ループは従来と同一構成であり
、速度ループにゲイン調整ブロック４２を設けている点
が、従来の第５図の制御モデルと異なる．第２図のシス
テム構成概略図によれば、リール駆動モータ２４に取り
付けられているタコジェネレータ４０を使用し、この出
力を制御回路３６にフィードバックする構成としている
点である．ゲイン調整ブロック４２は、リール駆動モー
タ２４のモータ回転速度ω．にゲインＫ７を掛けて速度
指令値ω、．ｆ０を与える．従って、 ωｒｏｆ　”　＝ω−ｔ＋Ｋ〒・ωー ？なる． このように構成すると、モータドライバブロック１２へ
の入力はωｒａｔ　　一ω．、すなわち、ω■，＋（Ｋ
〒−１）ω舗となり、ここでゲイン調整ブロック４２の
ゲインＫＴを、Ｋ７＝１とすれば、速度指令値ω、．，
に対して同じ量のモータ回転速度ω醜を加算して減算す
ることになる．従って、速度フィードバック量が零とな
り、ダンサアームブロック１８による位置ループがその
ままドライバブロック１２への入力値となり、ドライバ
のゲインを高く設定したことに相当し、ダンサアームの
追従性が向上する．実際的には、ＫＴ　＝　０　．２〜
０．３でも十分である．すなわち、この制御方法はタコ
ジェネレータ４０の出力を用いて制御回路３６へのフィ
ードバックループに加算する方法によって、定常偏差を
打ち消すものである．これにより、高速な箔速に対して
材料送り出しリールのリール駆動モータ２４を、追従性
良く制御することが可能となる． この様にタコジェネレータ４０の出力をフィードバック
制御する制御回路３６は、第７図の従来のＰＩ制御に対
してタコジェネレータ出力を増幅するＯＰアンプ６８お
よびこのＯＰアンプ６８の出力とＰＩ制御出力とを加算
するＯＰアンプ７０で構或することができ、概略を示せ
ば第８図のように表される．次に、本発明に係る材料送
り出しリールの同期制御方法及び装置の別の実施例につ
いて、第３図および第４図を使用して説明する．第３図
は、本発明の別の実施例を示す材料送り出し部の制御方
法を示すブロック線図であり、第４図は、第３図で示す
材料送り出し部のＩＩＪ＃システム構成の概略図である
．尚、第５図および第６図に示す従来の同期制御システ
ムと同一の構成部分については、同一の参照符号を付し
てその詳細な説明は省略する．すなわち、第３図におい
て、ダンサ制御系ブロック１０はＰＩ制御時の伝達関数
Ｇｏであり、Ｇ　ｏ　＝Ｋ　ｅ　ｏ　＋　Ｋ　ｔ　ｏ　
／　Ｓを介してダンサアーム位！ｉ差Ｅｘはモータドラ
イバブロック１２へ送られる．モータブロック１４、材
料リールブロック１６、ダンサアームブロック１８およ
び位置ループは従来と同一構成である．本実施例では、
ダンサ制御系の出力である速度指令値ωｖａｔと速度ル
ープによりフィードバックされるモータ回転速度ω曽と
の偏差に対して、さらに箔速■．をゲインＫＭのＦ／Ｖ
ブロック５２を介して、加算するよう構成されている点
が異なる．ここで、ゲインＫ｝Ｉは、 Ｋｎ＝１／πｒ　（ｔ） であり、箔速Ｖｂをモータの回転速度に変換する定数で
ある． 第４図によれば、４４Ｎ！箔材料２０がダンサアーム３
０およびガイドローラ３２を通過して図示しない巻回装
置の巻き取り部へ送り出される途中にガイドローラ４４
、エンコーダ４８およびガイドローラ４６を設け、エン
コーダ４８の出力はＦ／Ｖ変換器５０を介して制御回＃
Ｉ３６へ入力されるよう構或される点が従来例の第６図
と異なる． この制御方法によれば、！　’ｆｆｌ箔材料２０の箔長
をカウントするエンコーダ４８の出力するパルスをＦ／
Ｖ変換器５０を通して得られる箔速ｖ１に基づいて、現
在の材料径の大きさからリール駆動モータ２４の速度を
計算し、制御回路３６においてこの箔速Ｖゎから求めた
モータ速度を用いてダンサアーム３０に取り付けたポテ
ンショメータ３４の出力による速度指令値ωｒａｔを補
正する．これにより、制御回路３６は箔速ｖ１に同期し
た速度でモータ２４を制御するようモータドライバ３８
に指令を与える．このように、箔速の変化と同時に材料
送り出し動作を行わせるので、より速い応答が可能にな
り、ダンサアーム変位量も従来のＰＩ制御方法に比較し
て、１７５〜１／１０と少なくなる． 尚、エンコーダによる箔速同期制御を行うための制御回
路３６は、第７図の従来のＰＩ制御に対してエンコーダ
４８のパルス出力をＦ／Ｖ変換器５０を介して入力され
る信号を増幅するＯＰアンプ６８およびこのＯＰアンプ
６８の出力とＰＩ制御出力とを加算するＯＰアング７０
で構成することができ、概略を示せば第９図のように表
される． 〔発明の効果〕 前述した実施例から明らかなように、本発明の材料送り
出しリールの同期制御方法及び装置によれば、従来のダ
ンサアームの変位量を検出するポテンショメータの出力
だけを用いたＰＩＦｌ！Ｉｔ御に対して、さらにタコジ
ェネレータにより検出したリール駆動モータの回転速度
をフィードバックループに加算する制御方法によって定
常偏差を打ち消すよう速度指令値が補正されるため、高
速な箔速に対して、追従性良く制御することができる． また、帯状の材料の送り出し長をカウントするエンコー
ダを設け、従来のダンサアームの変位量を検出するポテ
ンショメータの出力だけを用いたＰＩ制御に対して、こ
のエンコーダ出力パルスを周波数／＠圧（Ｆ／Ｖ）変換
器を介して検出した箔速の変化を直ちに制御回路に加え
てＰＩ制御による速度指令値を精度良く補正することが
できるため、より速い応答の同期制御が可能となる． 材料送り出しの張力変化を低減して追従性が向上し、こ
れにより高遠な安定した材料の供給が可能となるため、
巻回装置の巻き取り速度を高速にすることができ、従っ
て、生産性の向上を図れる． 以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を
逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得るこ
とは勿論である．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る材料送り出しリールの同期制御方
法の一実施例を示す制御モデルのブロック線図、第２図
は第１図に示す制御モデルのシステム構成概略図、第３
図は本発明に係る材料送り出しリールの同期制御方法の
別の実施例を示す制御モデルのブロック線図、第４図は
第３図に示す制御モデルのシステム構成概略図、第５図
は従来のコンデンサ巻回装置の材料送り出し制御方法を
示す制御モデルのブロックｉ図、第６図は第５図に示す
制御モデルのシステム構或概略図、第７図は第６図に示
す従来のＰ　Ｉ　ＩＩＪ御回路をＯＰアンプで構成した
概略構成図、第８図は第２図に示す制御回路の一実施例
をＯＰアンプで構成した概略構成図、第９図は第４図に
示す制御回路の一実施例をＯＰアンブで構成した概略構
成図である． １０・・・ダンサ制御系ブロック １２・・・モータドライバブロック １４・・・モータブロック １６・・・材料リールブロック １８・・・ダンサアームブロック ２０・・・′ｒ４極箔 ２２・・・材料リール ２４・・・リール駆動モータ ２６，２８．３２・・・ガイドローラ ３０・・・ダンサアーム ３４・・・ポテンショメータ ３６・・・制御回路 ３８・・・モータドライバ ４０・・・タコジェネレータ ４２・・・ゲイン調整ブロック ４４．　４６・・・ガイドローラ ４８・・・エンコーダ ５０・・・周波数／電圧（Ｆ／Ｖ）変換器５２・・・Ｆ
／Ｖブロック ６０，８２，θ４，　６８．　７０・・・ＯＰアンプ６
６・・・コンデンサ ＦＩＧ． ５ ＦＩＧ． ６

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）巻回形コンデンサ用の帯状の電極箔またはセパレ
   ータ材料が巻かれた材料リールと、該材料リールを駆動
   するリール駆動モータと、前記材料リールから送り出さ
   れる前記帯状の材料の張力を一定に保つためのダンサア
   ームと、該ダンサアームに取付けられたポテンショメー
   タと、前記リール駆動モータの制御を行う制御回路とか
   ら構成されるコンデンサ巻回装置の材料送り出し部にお
   いて、 タコジェネレータにより前記リール駆動モ ータの回転速度を検出し、 さらに、前記帯状の材料をコンデンサ巻回 装置の巻き取り部へ送り出す際の前記ダンサアームの変
   位量を前記ポテンショメータにより検出して、 該ポテンショメータ検出出力に対して前記 タコジェネレータの検出出力をフィードバックして補正
   した速度指令値を得ると共に、 該速度指令値に基づき前記制御回路によっ て前記リール駆動モータを速度制御することを特徴とす
   る材料送り出しリールの同期制御方法。
2. （２）巻回形コンデンサ用の帯状の電極箔またはセパレ
   ータ材料が巻かれた材料リールと、該材料リールを駆動
   するリール駆動モータと、前記材料リールから送り出さ
   れる前記帯状の材料の張力を一定に保つためのダンサア
   ームと、該ダンサアームに取付けられたポテンショメー
   タと、前記リール駆動モータの制御を行う制御回路とか
   ら構成されるコンデンサ巻回装置の材料送り出し部にお
   いて、 前記リール駆動モータの回転速度に比例し た電圧を発生するタコジェネレータを設け、前記帯状の
   材料がコンデンサ巻回装置の巻 き取り部へ送り出される際の前記ダンサアームの変位量
   に比例する前記ポテンショメータの出力に対して、前記
   タコジェネレータの出力をフィードバックして補正した
   速度指令値に基づき前記リール駆動モータを速度制御す
   るよう動作する前記制御回路を備えたことを特徴とする
   材料送り出しリールの同期制御装置。
3. （３）巻回形コンデンサ用の帯状の電極箔またはセパレ
   ータ材料が巻かれた材料リールと、該材料リールを駆動
   するリール駆動モータと、該材料リールから送り出され
   る前記帯状の材料の張力を一定に保つためのダンサアー
   ムと、該ダンサアームに取付けられたポテンショメータ
   と、前記リール駆動モータの制御を行う制御回路とから
   構成されるコンデンサ巻回装置の材料送り出し部におい
   て、 エンコーダにより前記帯状の材料の送り出 し長をカウントし、 周波数／電圧変換器により前記エンコーダ の出力パルスから材料の送り出し速度を得ると共に、 前記帯状の材料がコンデンサ巻回装置の巻 き取り部へ送り出される際の前記ダンサアームの変位量
   を前記ポテンショメータにより検出して、 該ポテンショメータの検出出力による速度 指令値に対して前記エンコーダの出力パルスから得た速
   度を補正値として加え、 前記制御回路によって該速度指令値に基づ き前記リール駆動モータを速度制御することを特徴とす
   る材料送り出しリールの同期制御方法。
4. （４）巻回形コンデンサ用の帯状の電極箔またはセパレ
   ータ材料が巻かれた材料リールと、該材料リールを駆動
   するリール駆動モータと、該材料リールから送り出され
   る前記帯状の材料の張力を一定に保つためのダンサアー
   ムと、該ダンサアームに取付けられたポテンショメータ
   と、前記リール駆動モータの制御を行う制御回路とから
   構成されるコンデンサ巻回装置の材料送り出し部におい
   て、 前記帯状の材料の送り出し長をカウントす るエンコーダと、該エンコーダの出力パルスを電圧に変
   換する周波数／電圧変換器とを設け、 前記帯状の材料をコンデンサ巻回装置の巻 き取り部へ送り出す際の前記ダンサアームの変位量を検
   出する前記ポテンショメータの出力に対して前記エンコ
   ーダの出力パルスから得た材料の送り出し速度を補正値
   として加えた速度指令値に基づき、前記リール駆動モー
   タを速度制御するよう動作する前記制御回路を備えたこ
   とを特徴とする材料送り出しリールの同期制御装置。