JPH04292379A - 張力制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば超伝導マグネ
ットの定張力巻線作業を行うときに用いられる張力制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来例の構成を図３を参照しながら説明
する。図３は、従来の張力制御装置を示す構成図である
。図３において、（１）は巻取りドラム、（２）は巻取
りドラム（１）に接続された巻取りドラム駆動装置であ
る。 （３）は繰り出しドラム、（４）は繰り出しドラム（３
）に接続された駆動装置である。（５ａ）及び（５ｂ）
はガイドロールであって、軸方向が平行になるようにし
て配置されている。（６）はダンサーロールであって、
ガイドロール（５ａ）と（５ｂ）の間の下方に軸方向が
平行になるようにして配置されている。（７）は線材で
あり、繰り出しドラム（３）から繰り出され、ガイドロ
ール（５ａ）、ダンサーロール（６）及びガイドロール
（５ｂ）を介して巻取りドラム（１）に巻き取られてい
る。（８）はエアシリンダである。（９）はアームであ
り、一端がダンサーロール（６）の軸に接続され、かつ
他端がエアシリンダ（８）に接続されている。

【０００３】次に、上述した従来例の動作を説明する。 繰り出しドラム（３）は、駆動装置（４）によって回転
させられることにより、線速ａで線材（７）を繰り出す
。他方、巻取りドラム（１）は、駆動装置（２）によっ
て回転させられることにより、線速ｂで線材（７）を巻
き取る。また、エアシリンダ（８）はエア圧によって力
量を設定し、この力量によってアーム（９）、ダンサー
ロール（６）を通じて線材（７）に張力を与えている。 この張力の制御は、ダンサーロール（６）の位置変化に
応じて駆動装置（４）による繰り出しドラム（３）の回
転速度を補正し、巻取りドラム（１）側の線速ｂに対す
る繰り出しドラム（３）側の線速ａを一定にすることに
よってなされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
張力制御装置では、エアシリンダ（８）のストロークや
アーム（９）の長さにより、ダンサーロール（６）のダ
ンサーストロークが制限されるので、急激な張力変動や
、繰り出しドラム（３）側の線速ａと巻取りドラム（１
）側の線速ｂとの大きな差を吸収することは不可能であ
るという問題点があった。また、ダンサーストロークを
大きくとろうとすれば、装置全体が大きくなるという問
題点があった。

【０００５】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、繰り出しドラム側と巻取りドラ
ム側の線速の差を吸収でき、また、急激な張力変動に対
しても常に安定した張力を線材に与えることができる張
力制御装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る張力制御
装置は、次に掲げる手段を備えたものである。 ［１］　　線材を繰り出す繰り出しドラム手段。 ［２］　　上記線材に張力を与える複数のガイドロール
及びダンサーロールを通して上記線材を巻き取る巻取り
ドラム手段。 ［３］　　上記繰り出しドラム手段の実径及び線速検出
器により検出された上記巻取りドラム手段側の上記線材
の線速に基づいて上記繰り出しドラム手段の回転速度の
基準値を求め、変位角検出器により検出された上記ダン
サーロールの位置に基づいて上記基準値を補正し、上記
繰り出しドラム手段の回転速度を制御する制御手段。

【０００７】

【作用】この発明においては、繰り出しドラム手段によ
って、線材が繰り出される。また、巻取りドラム手段に
よって、上記線材に張力を与える複数のガイドロール及
びダンサーロールを通して上記線材が巻き取られる。さ
らに、補正手段によって、上記繰り出しドラム手段の実
径及び線速検出器により検出された上記巻取りドラム手
段側の上記線材の線速に基づいて上記繰り出しドラム手
段の回転速度の基準値が求められ、変位角検出器により
検出された上記ダンサーロールの位置に基づいて上記基
準値が補正され、上記繰り出しドラム手段の回転速度が
制御される。

【０００８】

【実施例】この発明の一実施例の構成を図１を参照しな
がら説明する。図１は、この発明の一実施例を示す構成
図である。図１において、（１）〜（３）及び（７）〜
（９）は上記従来装置のものと全く同じである。（５ａ
）、（５ｂ）及び（５ｃ）は、軸方向が一致するように
連結されている３個のガイドロール、（６ａ）及び（６
ｂ）は軸方向が一致するように連結されている２個のダ
ンサーロールである。線材（７）は、繰り出しドラム（
３）からガイドロール（５ａ）、ダンサーロール（６ａ
）、ガイドロール（５ｂ）、ダンサーロール（６ｂ）、
ガイドロール（５ｃ）の順に巻き付けられ、巻取りドラ
ム（１）に巻き取られている。（１０ａ）はダンサーロ
ール（６ａ）及び（６ｂ）のダンサーストロークの所定
の上限を検出する位置検出手段、（１０ｂ）はダンサー
ストロークの所定の中央部を検出する位置検出手段、（
１０ｃ）はダンサーストロークの所定の上限を検出する
位置検出手段である。（１１）はアーム（９）の中心に
取り付けられた変位角検出器である。（１２）はエアシ
リンダ（８）に接続された減圧弁、（１３）はこの減圧
弁（１２）に接続されたエア源である。（１４）はガイ
ドロール（５ｃ）と巻取りドラム（１）との間の線材（
７）に取り付けられた張力検出部、（１５）はこの張力
検出部（１４）に接続された張力表示器である。（１６
）は張力検出部（１４）と巻取りドラム（１）との間の
線材（７）に接続された線速検出器である。（１７）は
実径設定器である。（１８）は基準値演算部であり、線
速検出器（１６）及び実径設定器（１７）に接続される
。（１９）は補正値演算部であり、変位角検出器（１１
）及び基準値演算部（１８）に接続される。（２０）は
加算器であり、入力側が基準値演算部（１８）及び補正
値演算部（１９）に接続され、出力側が駆動装置（４Ａ
）に接続されている。（２１）は繰り出しドラム（３）
と駆動装置（４Ａ）との間に接続されたクラッチである
。

【０００９】ところで、この発明の補正手段は、上述し
た一実施例では、実径設定器（１７）、基準値演算部（
１８）、補正値演算部（１９）及び加算器（２０）から
構成されている。

【００１０】次に、上述した一実施例の動作を図１を参
照しながら説明する。まず、初期の準備作業として、エ
アシリンダ（８）により、アーム（９）を介してダンサ
ーロール（６ａ）及び（６ｂ）をダンサーストロークの
下限（１０ｃ）にセットしておく。このとき、エア源（
１３）に通じる減圧弁（１２）を調整し、線材（７）に
所定張力が与えられるように、エアシリンダ（８）によ
るダンサーロール（６ａ）及び（６ｂ）の押し下げ力を
設定する。

【００１１】ここで駆動ボタン（図示しない）を押すと
、駆動装置（４Ａ）は繰り出しドラム（３）を繰り出し
の方向（図中の矢印の向き）と逆の向きに低速で回転さ
せるので、弛んでいた線材（７）に張力が加わる。この
張力が、エアシリンダ（８）によるダンサーロール（６
ａ）及び（６ｂ）の押し下げ力に打ち勝つと、ダンサー
ロール（６ａ）及び（６ｂ）は徐々に上昇する。このと
き張力表示器（１５）は、所定張力に達している。ダン
サーロール（６ａ）及び（６ｂ）がダンサーストローク
の所定の中央部に達し、位置検出器（１０ｂ）によって
検知されると、駆動装置（４Ａ）は繰り出しドラム（３
）の回転を停止する。これで初期の準備作業は終了し、
次に通常の作業を開始する。

【００１２】まず、繰り出しドラム（３）の実径が実径
設定器（１７）に設定される。そして、駆動装置（２）
が駆動されて巻取りドラム（１）を回転させる。繰り出
しドラム（３）の実径がやせてきて、実径設定器（１７
）に設定された値よりも小さくなると、繰り出しドラム
（３）側の線速ａが巻取りドラム（１）側の線速ｂより
も小さくなるので、ダンサーロール（６ａ）及び（６ｂ
）は上昇し、線材（７）が巻取りドラム（１）側へ移動
し始める。この間、線速ｂは線速検出器（１６）によっ
て検出されて基準値演算部（１８）に入力される。そし
て、基準値演算部（１８）は、線速検出器（１６）の出
力と、実径設定器（１７）において設定された繰り出し
ドラム（３）の実径とに基づいて、繰り出しドラム（３
）の回転速度の基準値を算出する。この基準値は、補正
値演算部（１９）及び加算器（２０）へ出力される。一
方、ダンサーロール（６ａ）及び（６ｂ）の上昇分が変
位角検出器（１１）によってアナログ値で検出され、こ
の検出値も補正値演算部（１９）に出力される。

【００１３】補正値演算部（１９）は、入力された回転
速度の基準値と変位角検出器（１１）の検出値とに基づ
いて補正値を算出する。この補正値は加算器（２０）へ
出力される。 加算器（２０）は、入力された補正値と回転速度の基準
値とを加算する。そして、この加算値は速度指令値とし
て駆動装置（４Ａ）に出力される。

【００１４】駆動装置（４Ａ）は、この速度指令に応じ
て繰り出しドラム（３）の回転を制御して、線材（７）
が所定の張力になるように線速ａを変える。このように
して線速ａが線速ｂに対して一定の関係になるように制
御され、線材（７）が所定の張力になると、ダンサーロ
ール（６ａ）及び（６ｂ）は初期の準備作業で設定した
ダンサーストロークの所定の中央部よりもやや上方で安
定するようになる。 そして、実径設定器（１７）において、繰り出しドラム
（３）の実径が新たに設定される。さらに繰り出しドラ
ム（３）の実径がやせてくると、ダンサーロール（６ａ
）及び（６ｂ）は上述した制御により、ダンサーストロ
ークの所定の中央部よりもさらに上方で安定するように
なる。

【００１５】ところで、この一実施例では、ダンサーロ
ール（６ａ）及び（６ｂ）に線材（７）が２重掛けされ
た構造になっている。この場合、ダンサーロール（６ａ
）及び（６ｂ）の上昇分は、ダンサーロールが１個で１
重掛けされた場合の上昇分の半分である。従って、繰り
出しドラム（３）の実径が最小になったとしても、この
ときのダンサーロール（６ａ）及び（６ｂ）の安定点は
ダンサーストロークの所定の上限部まで十分余裕がある
。

【００１６】なお、上記一実施例では、ガイドロール（
５ａ）、（５ｂ）及び（５ｃ）並びにダンサーロール（
６ａ）及び（６ｂ）は、軸方向が一致するように連結さ
れて配置されているが、次に説明すように軸方向が平行
になるように配置させて線材（７）を２重掛けしてもよ
い。

【００１７】図２は、この発明の他の実施例のガイドロ
ール及びダンサーロールを示す構成図である。図２にお
いて、ガイドロール（５ａ）、（５ｂ）及び（５ｃ）は
軸方向が平行になるようにして配置され、ガイドロール
（５ａ）と（５ｂ）の間の下方、ガイドロール（５ｂ）
と（５ｃ）の間の下方に、それぞれダンサーロール（６
ａ）、（６ｂ）が、軸方向を平行にして配置されている
。線材（７）はガイドロール（５ａ）、ダンサーロール
（６ａ）、ガイドロール（５ｂ）、ダンサーロール（６
ｂ）、ガイドロール（５ｃ）の順に巻かれ、ダンサーロ
ール（６ａ）の軸とダンサーロール（６ｂ）の軸との間
の部材の中心の軸にアーム（９）の一端が取り付けられ
ている。エアシリンダ（８）の押し下げ力は、このアー
ム（９）を介し、ダンサーロール（６ａ）及び（６ｂ）
に伝えられ、上述した一実施例の場合と同様の効果を期
待できる。

【００１８】また、ダンサーロール（６ａ）及び（６ｂ
）の運動による機械的な消耗は極めて小さく、エアシリ
ンダ（８）の応答性は非常に優れているので、張力変動
は安定点で殆ど無い。

【００１９】なお、上記２つの実施例では、線材（７）
は、ダンサーロール（６ａ）及び（６ｂ）に２重掛けさ
れているが、線材（７）の剛性が張力制御精度を満足す
れば、ダンサーロールを３個以上用いてもよい。また、
ダンサーロールをｎ個用いれば、ガイドロールはｎ＋１
個必要であることはいうまでもない。

【００２０】

【発明の効果】この発明は、以上説明したとおり、線材
を繰り出す繰り出しドラム手段と、上記線材に張力を与
える複数のガイドロール及びダンサーロールを通して上
記線材を巻き取る巻取りドラム手段と、上記繰り出しド
ラム手段の実径及び線速検出器により検出された上記巻
取りドラム手段側の上記線材の線速に基づいて上記繰り
出しドラム手段の回転速度の基準値を求め、変位角検出
器により検出された上記ダンサーロールの位置に基づい
て上記基準値を補正し、上記繰り出しドラム手段の回転
速度を制御する補正手段とを備えたことによって、線速
変動に十分対応でき、また精度の高い張力制御装置を得
ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】この発明の他の実施例を示す構成図である。

【図３】従来の張力制御装置を示す構成図である。

【符号の説明】

（１）　　　　巻取りドラム （３）　　　　繰り出しドラム （４Ａ）　　　　駆動装置 （５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）　　　　ガイドロール（
６ａ）、（６ｂ）　　　　ダンサーロール（７）　　　
　線材 （８）　　　　エアシリンダ （９）　　　　アーム （１１）　　　　変位角検出器 （１２）　　　　減圧弁 （１３）　　　　エア源 （１６）　　　　線速検出器 （１７）　　　　実径設定器 （１８）　　　　基準値演算部 （１９）　　　　補正値演算部 （２０）　　　　加算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　線材を繰り出す繰り出しドラム手段、
   上記線材に張力を与える複数のガイドロール及びダンサ
   ーロールを通して上記線材を巻き取る巻取りドラム手段
   、並びに上記繰り出しドラム手段の実径及び線速検出器
   により検出された上記巻取りドラム手段側の上記線材の
   線速に基づいて上記繰り出しドラム手段の回転速度の基
   準値を求め、変位角検出器により検出された上記ダンサ
   ーロールの位置に基づいて上記基準値を補正し、上記繰
   り出しドラム手段の回転速度を制御する制御手段を備え
   たことを特徴とする張力制御装置。