JPH07102925B2 - 張力制御用回転機の駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、モータの回転により原反等の長尺部材を所
定の張力付与状態で巻き出し若しくは巻き取るように移
送する張力制御用回転機の駆動制御装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来のこの種の張力制御用回転機の駆動制御装置として
は、例えば、第３図乃至第５図に示すようなものを挙げ
ることができる。

第３図は従来の張力制御用回転機の駆動制御装置を示す
概略ブロック図、第４図は第３図の原反巻き出し部の拡
大図、第５図は従来の張力制御用回転機の駆動制御装置
において原反が破断した場合のモータの回転速度の変化
状態を時間の経過に従って示す特性図である。

第３図及び第４図において、１はサーボモータからなる
モータ、２はモータ１の回転により所定の張力付与状態
で巻き出される長尺部材の原反、３はモータ１の回転速
度を検出するためにモータ１に結合された速度検出器、
４はモータ１を駆動制御するためのサーボ制御手段であ
る。

５は前記モータ１の回転速度を制限速度以下に制御する
ための速度アンプ、６は切換スイッチであり、通常は電
流指令信号を通過させ、モータ１の回転速度が制限速度
以上になったとき、速度アンプ５からの出力信号を通過
させる。７は電流指令に応じた電流をモータ１に流すた
めの電流アンプ、８はモータ１に流れる電流を検出する
ための電流検出器である。そして、前記速度アンプ５、
切換スイッチ６、電流アンプ７及び電流検出器８はサー
ボ制御手段４に含まれている。

次に、上記のように構成された従来の張力制御用回転機
の駆動制御装置について、その動作を説明する。

第４図に示すように、原反２が矢印〔Ａ〕方向に速度
〔Ｖ〕で巻き出される場合には、その原反２に対して矢
印〔Ｂ〕方向に所定の張力〔Ｆ〕がかかるように、モー
タ１にトルク〔Ｔ〕が発生される。この原反２の巻き出
し時において、原反２は破断すると、モータ１には矢印
〔Ｃ〕方向にトルク〔Ｔ〕がかかっているため、第５図
に示すように、モータ１は原反２の巻き出し方向と反対
方向に回転して、制限速度に達した状態で回転し続け
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、この従来の張力制御用回転機の駆動制御装置
においては、原反２が破断した場合、前記モータ１の矢
印〔Ｃ〕方向への回転にともない、原反２が巻き出し方
向と反対方向に流れて機械に絡み付き易く、機械の運転
再開の際に時間を要すると共に、破断した原反２が巻き
出し方向に戻ってきて、作業者に危険が及ぶ可能性があ
った。

他の先行技術として、実開昭55−106509号公報に掲載の
技術がある。この技術は、巻取機の逆起電力とライン速
度の差を電機子電流に比例した値と比較することによ
り、破断を検出する速度を速くしたものである。しか
し、このように破断の検出速度を速くしても、長尺部材
の移送方向と反対方向に流れて機械に絡み付いたり、或
いは、作業者に危険が及んだりする可能性を回避するこ
とができない。

また、実開昭50−130957号公報には、圧延機の非圧延材
の破断をルーパーロールの回転で検出することにより圧
延機を急速に停止させ、圧力の解放を行わせ、ロールの
破損防止と非圧延材の歩留りを向上させるものである。
この技術は、破断位置によってはルーパーロールの慣性
によって非圧延材の破断を速かに判定できないものであ
り、かつ、破断の状態によっては圧延機に非圧延材が絡
み付くことも想定される。

そして、特開昭56−75339号公報には、フィルムの巻取
作業中にフィルムが破断して駆動電動機が負荷状態から
無負荷状態になったとき、定出力制御から定トルク制御
に切替えるものである。したがって、この技術をもって
従来技術に適用させると、予期しないときに運転再開
し、破断した原反２が巻き出し方向に戻ってきて、作業
者に危険が及ぶ可能性の高いものになる。

更に、実開昭55−66013号公報には、巻取機と巻戻機の
回転速度比を演算し、その変化により、破断を検出する
ものであり、一方から供給し、その供給量に相当する量
を巻き取る関係にある技術には使用できるが、従来技術
のように、一方的に長尺物を供給する技術には使用でき
ない。

そこで、この発明は原反等の長尺部材が張力付与状態の
移送中において破断したとき、その破断した長尺部材の
移送方向と反対方向に流れて機械に絡み付いたり、或い
は、作業者に危険が及んだりする可能性を確実に防止す
ることができる張力制御用回転機の駆動制御装置の提供
を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる張力制御用回転機の駆動制御装置は、
長尺部材を所定の張力付与状態で移送するときのモータ
の回転速度を検出する速度検出器と、前記モータに流れ
る電流を検出する電流検出器と、各検出器から検出され
た回転速度及び電流値に基づいて前記長尺部材の張力付
与状態を〔速度検出器出力／電流検出器出力〕−定数と
して演算し、その演算結果が所定値を越えて変動したと
き、前記モータに停止信号を出力する制御手段とから構
成したものである。

［作用］ この発明においては、長尺部材が張力付与状態の移送中
に破断した場合、速度検出器から検出されるモータの回
転速度が変化して、長尺部材の張力付与状態の演算結果
が所定値を越えて変動し、モータに停止信号が出力され
る。したがって、長尺部材の破断時にはモータが直ちに
停止され、破断した長尺部材が機械に絡み付いたり、作
業者に危険を及ぼしたりする可能性は全くない。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例による張力制御用回転機の
駆動制御装置を示す概略ブロック図、第２図はその動作
を順に示すフローチャートである。なお、図中、従来例
と同一符号及び同一記号は、従来例と同一または相当す
る部分を示すものであり、ここでは重複した説明を省略
する。

図において、９は制御手段としての原反破断検出演算部
であり、前記速度検出器３により検出されたモータ１の
回転速度〔Ｎ〕と、電流検出器８により検出されたモー
タ１に流れる電流値〔Ｉ〕とに基づいて、原反２の張力
付与状態を演算する。10は切換スイッチであり、原反破
断検出演算部９からの出力信号〔Ｇ〕に基づいて、外部
からの速度制限指令または速度制限ゼロ指令を選択す
る。そして、前記原反破断検出演算部９及び切換スイッ
チ10は、速度アンプ５、切換スイッチ６、電流アンプ７
及び電流検出器８と共に、前記サーボ制御手段４に含ま
れている。

次に、上記のように構成されたこの実施例の張力制御用
回転機の駆動制御装置について動作を説明する。

まず、前記原反破断検出演算部９の演算動作について述
べると、第４図に示す原反２の巻き出し時において、原
反２の巻径を〔Ｄ〕とし、モータ１のトルクを〔Ｔ〕と
し、モータ１の回転速度を〔Ｎ〕としたとき、原反２に
かかる張力〔Ｆ〕及び原反２の巻き出し速度〔Ｖ〕は、
次のようになる。

Ｆ＝（D/2）Ｔ ……式 Ｖ＝（N/60）πＤ ……式 前記式及び式から、次の式が得られる。

30V/（πＦ）＝N/T ……式 この式において、巻き出し時には張力〔Ｆ〕及び速度
〔Ｖ〕が一定であるため、N/Tも一定になる。

N/T＝Ｃ（一定） ……式 とおくと、トルク〔Ｔ〕は次のようになる。

Ｔ＝Kt×Ｉ ……式 なお、前記〔Kt〕はモータのトルク定数、〔Ｉ〕はモー
タに流れる電流である。

そして、前記式及び式より、次の式が得られる。

N/（Kt×Ｉ）＝Ｃ N/I＝Ｃ′ ……式 なお、式において、 Ｃ′＝Kt×Ｃ である。

そして、この式により原反２の巻き出し時には、N/I
が一定であることがわかる。このために、張力制御を行
う機械の運転条件とし、No/Io＝Ａの値を予めサーボア
ンプに取り込んで、前記原反破断検出演算部９におい
て、 N/I−Ａ を演算するように構成すれば、原反２が破断したときに
は、モータ１の回転速度〔Ｎ〕が減少して、〔N/I〕の
値が小さくなり、 N/I−Ａ＜０ ……式 の関係が成立することになる。

実際には、外乱等により原反２の送り速度〔Ｖ〕が変化
するため、この実施例では、所定の正数値を〔Ｋ〕と
し、原反破断検出演算部９において、 N/I−Ａ＜Ｋ ……式 の演算判別を実行し、この関係が成立したとき、原反２
の切断と判断するようになっている。

次に、前記実施例の装置における原反２の切断検知動作
を、第２図のフローチャートに従って説明する。

さて、モータ１の回転にともない、原反２が所定の張力
付与状態で巻き出される時には、ステップ１において、
電流検出器８によりモータ１に流れる電流値〔Ｉ〕が検
出されると共に、ステップS2において、速度検出器３に
よりモータ１の回転速度〔Ｎ〕が検出される。そして、
ステップS3では、原反破断検出演算部９において、前記
検出された電流値〔Ｉ〕及び回転速度〔Ｎ〕に基づいて
〔N/I−Ａ〕の演算が行われ、次のステップS4では前記
演算部９において、その演算結果と予め設定された基準
正数値〔Ｋ〕との比較が行われる。

前記ステップS4の判別において、演算結果〔N/I−Ａ〕
が基準所定値〔Ｋ〕より小さいときには、原反２に破断
が生じていないものと判断して、前記ステップS1に戻
り、ステップS1からステップS4を巡るルーチンの動作が
繰り返される。また、演算結果〔N/I−Ａ〕が基準所定
値〔Ｋ〕より大きいときには、原反２に破断が生じたも
のと判断し、ステップS5において前記原反破断検出演算
部９から停止信号〔Ｇ〕が出力されて、切換スイッチ10
が速度制限ゼロ指令の選択状態に切換えられ、次のステ
ップS6でモータ１が直ちに停止される。

このように、上記実施例の張力制御用回転機の駆動制御
装置は、原反２を所定の張力付与状態で巻き出し若しく
は巻き取る際のモータ１の回転速度を検出する速度検出
器３と、前記モータ１に流れる電流を検出する電流検出
器８と、各検出器3,8から検出された回転速度〔Ｎ〕及
び電流値〔Ｉ〕に基づいて前記原反２の張力付与状態を
演算し、その演算結果が原反２の破断に伴い所定値を越
えて変動したとき、前記モータ１に停止信号を出力する
制御手段としての原反破断検出演算部９とから構成した
ものである。

したがって、この実施例の張力制御用回転機の駆動制御
装置によれば、原反２が張力付与状態の巻き出し時にお
いて破断した場合には、それを検知してモータ１が直ち
に停止され、破断した原反２が巻き出し方向と反対方向
に流れて機械に絡み付くことはない。そのため、この原
反２の破断後に、機械の運転を短時間で再開することが
できる。また、破断した原反２が巻き出し方向に戻るこ
ともないので、作業者に危険が及ぶ可能性は全くない。

なお、前記実施例では、原反２の巻き出し時において破
断検知動作が行われるように構成されているが、この発
明を実施する場合には、この構成に限定されるものでは
なく、例えば、原反２の巻き取り時において破断検知動
作が行われるように変更してもよく、長尺部材を所定の
張力付与状態で移送する場合に適用できる。

また、上記実施例では、この発明を原反のための張力制
御用回転機の駆動制御装置に具体化したが、この発明の
用途はこれに限定されるものではなく、例えば、ワイヤ
等のその他の長尺部材のための張力制御用回転機の駆動
制御装置に適用して具体化することも可能である。

［発明の効果］ 以上のように、この発明の張力制御用回転機の駆動制御
装置は、長尺部材を所定の張力付与状態で移送するモー
タの回転速度を検出する速度検出器と、前記モータに流
れる電流を検出する電流検出器と、各検出器から検出さ
れた回転速度及び電流値に基づいて前記長尺部材の張力
付与状態を〔速度検出器出力／電流検出器出力〕−定数
として演算し、その演算結果が長尺部材の破断に伴い所
定値を越えて変動したとき、前記モータに停止信号を出
力する制御手段とから構成したものであるため、長尺部
材が張力付与状態の移相中において破断した場合には、
それを検知してモータが直ちに停止され、破断した長尺
部材が、例えば、巻き出し若しくは巻き取り方向と反対
方向に流れて機械に絡み付くことはなく、機械の運転を
短時間で再開することができると共に、長尺部材が巻き
出し若しくは巻き取り方向に戻って、作業者に危険が及
ぶ可能性を防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による張力制御用回転機の
駆動制御装置を示す概略ブロック図、第２図は前記第１
図に示す実施例の動作を示すフローチャート、第３図は
従来の張力制御用回転機の駆動制御装置を示す概略ブロ
ック図、第４図はその原反巻き出し部の拡大図、第５図
は従来の装置において原反が破断した場合のモータの回
転速度の変化状態をを時間の経過に従って示す特性図で
ある。 図において、 １……モータ、２……原反、３……速度検出器、４……
サーボ制御手段、８……電流検出器、９……原反破断検
出演算部（制御手段） である。 なお、図中、同一符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長尺部材を所定の張力付与状態で移送する
   モータの回転速度を検出する速度検出器と、 前記モータに流れる電流を検出する電流検出器と、 前記速度検出器及び電流検出器から検出された回転速度
   及び電流値に基づいて前記長尺部材の張力付与状態を
   〔速度検出器出力／電流検出器出力〕−定数として演算
   し、その演算結果が所定値を越えて変動したとき、前記
   モータに停止信号を出力する制御手段と を具備することを特徴とする張力制御用回転機の駆動制
   御装置。