JPH0780600B2 - ウェブ巻取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はアンワインダから移送される紙（ウェブ）をそ
の巻芯たるコアに巻き取るウェブ巻取装置に係り、特に
巻固さを制御するために巻取ロールの密度を直接測定す
る手段を備えたものに関する。

［従来の技術］ 巻取ロールの巻固さを制御することは品質上大変重量で
あるが、従来、この巻固さを制御するのに間接的に検知
した密度をベースにしている。例えば、特公昭61−2857
6号公報に示されているように、ロール径と巻長さとを
検出し、これらをマイクロコンピュータによって演算処
理して、一定巻長さ毎に巻取径の面積の増加分、すなわ
ち、ある領域の巻取部分の密度変化を出力して取り出
す。そして、この取り出した出力と目標値とを比較し、
その偏差が零になるように巻固さ制御用の各システムを
コントロールすることによって、巻固さの制御のフィー
ドバック制御化を可能としたものがある。

しかし、上記した従来のものでは、一定巻き長さ毎に巻
取径の面積の増加分を求めるものであるから、ロール径
の変化後始めて密度が算出されるため、この結果を使っ
て巻き固さ制御のフィードバックを行なっても遅れが余
りにも大きく、したがってコントロール精度を上げるこ
とができず、単にオペレータに巻取ロール内部の固さ変
化に対する情報を提供するに止まっていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記したように間接的に巻取部分の密度を検知する従来
のものでは、大きなタイムラグを持ったフィードバック
制御しか望めず、その結果、巻取ロールの巻固さを精度
良くコントロールできないという欠点があった。

本発明の目的は、直接巻取部分の重量と径変化とから密
度を知ることによって、上記した従来技術の欠点を解消
して、遅れのない真の意味での巻固さのフィードバック
制御が可能なウェブ巻取装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のウェブ巻取装置は、コアに巻き取られるウェブ
のロール重量に応じた荷重が加わる転倒防止用車輪を有
するキャリッジが、コアを両側から支持してロール径に
応じて支持フレーム上を移動するウェブ巻取装置におい
て、移動量検知手段と、荷重検知手段と、演算手段とを
備えている。

移動量検知手段は支持フレーム上を移動するキャリッジ
の移動量を検知する。

荷重検知手段は転倒防止用車輪に加わる荷重を検知す
る。

演算手段は移動量検知手段と荷重検知手段の両検知出力
からそれぞれロール径に基づくロール体積とロール重量
とを求めて巻固さに対応するロール密度を算出する。

そして、算出したロール密度によってロール巻固さをフ
ィードバック制御するように構成したものである。

［作 用］ ウェブがコアに巻き取られていくにしたがってロール径
が増大していくと、それに伴なってキャリッジが移動し
ていく。このキャリッジの移動量は移動量検知手段によ
って直接検知される。

また、ウェブがコアに巻き取られていくにしたがってロ
ール重量が増大していくと、それに伴って転倒防止用車
輪に加わる荷重も増大していく。この車輪に加わる荷重
は荷重検知手段によって直接検知される。

これらの検知出力は演算手段に導かれる。移動量の変化
からロールの体積変化分が、また荷重の変化からロール
の重量変化分が求められる。そして、これらロールの体
積変化分と重量変化分とから、ある領域の巻取部分の密
度が直ちに算出される。即ち、瞬時にロールの重量と径
変化に基づく体積変化とを求めるものであるから、ロー
ル径の変化後始めて密度が算出されるというようなタイ
ムラグがない。

このようなタイムラグのない巻固さに対応するロール密
度が設定値と比較されて、巻固さを常に設定値に保つフ
ィードバック制御がなされる。

［実施例］ 本発明の一実施例を第１図〜第３図を用いて説明する。

第３図は本発明のウェブ巻取装置例を示す。１は支持フ
レーム２上を走行移動するキャリッジである。キャリッ
ジ１は相対向して設けられ、これらキャリッジのチャッ
ク５間でコアを両側から支持する。支持されたコアは巻
取ドラム３により回転力を付与されてアンワインダ（図
示せず）から移送されるウェブをその外周に巻き取る。
キャリッジ１はニップ圧をかけながら巻き太っていくロ
ール径に応じて支持フレーム２上を矢印方向に後退移動
する。ニップ圧はキャリッジ１に取り付けたケーブル６
に後退移動とは反対方向の引っ張り力をケーブルシリン
ダ７により与えることによって付与している。一点鎖線
で示したように満巻となった巻取ロール４は、アーム８
を下降させて軸９を中心に支持フレーム２を時計方向に
回動させることにより排出される。

このようなウェブ巻取装置に、移動量検知手段、荷重検
知手段、演算手段が設けられている。

移動量検知手段は支持フレーム２上を後退移動するキャ
リッジ１の移動距離を検知する。この移動距離はコア径
そのもの、ないしはコア径に比例する。移動量検知手段
としては、例えば第３図に示すように非接触式リニアス
ケール10で構成して、磁気目盛が施された直線形体スケ
ール11を支持フレーム２に沿って配設し、スケール11上
を移動して移動変位を電気信号で検出する検出用ヘッド
12をキャリッジ１に取り付ける。

荷重検知手段はキャリッジ１が装備している転倒防止用
車輪に加わる荷重を検知する。コアを両側から支持して
走行するキャリッジ１には、巻取ロール４の重量がキャ
リッジ１の内輪に大きくかかり、外輪が浮いてしまうた
め、通常は外輪側に転倒防止用車輪を取り付け、この転
倒防止用車輪と外輪とで走行レールを挾むようにしてあ
る。第１図に符号13で示すのが外輪15側に設けた転倒防
止用車輪であるが、本実施例では内輪16側にも転倒防止
用車輪14を設けてある。

転倒防止用車輪13に加わるモーメント荷重はチャック５
に嵌められたコア17に巻き取られる巻取ロール４の重量
に比例するので、この車軸13aに荷重検知手段を取り付
ける。内輪16や外輪15又は内輪16側の転倒防止用車輪14
ではなく、外輪15側の転倒防止用車輪13の車軸13aに荷
重検知手段を取り付けたのは、これが摩擦を嫌うからで
あり、大きな摩擦を浮けて検出精度が落ちるのを最小限
にするためである。

荷重検知手段としては、図示例ではピン型ロードセルと
呼ばれる公知の荷重センサ18を採用している。ピン型ロ
ードセルは、ピンの軸心部に検出ブロックを挿入し、こ
の検出ブロックは２個の剛体部を２枚の並行な平板で連
結した構造を採用したもので、機械の可動部分に多用さ
れるピン（力伝達部材）そのものを荷重センサとしてい
る。ひずみゲージをブリッジに組めばモーメントを検出
することなく純粋なせん断変形のみを電気的に検出でき
るため、ピンに作用する荷重の大きさを測定できる。こ
こでは、このピンを車軸13aに埋め込み、荷重点を軸受
面で受けるようにしている。

第２図に示すように上記リニアスケール10の検出用ヘッ
ド12と荷重センサ18の両検知出力を例えばマイクロコン
ピュータから成る演算器20に導く。演算器20は検出用ヘ
ッド12のコア径の変化からロール４の体積変化分ΔＶを
次式にもとづいて求める。

但し、Diはコア径でDi＋１は変化後のコア径、Ｂは巻取
ロール幅である。

また、荷重センサ18の荷重の変化からロール４の重量変
化分ΔＷを次式にもとづいて求める。

但し、ａは支点となるキャリッジの内輪から巻取ロール
重量の半分の重量W/2が加わるチャック上の力点までの
距離、ｂはキャリッジの内輪から作用点となる外輪側の
転倒防止用車輪までの距離、ΔＰは作用点における荷重
変化分である（第１図参照）。

演算器20はこれら（１），（２）式に基づいて求めたロ
ール体積変化分ΔＶとロール重量変化分ΔＷとから、更
にロール密度ρを次式によって算出する。

ここで、本実施例において、特に重要な点は、第１にロ
ール径を直接かつ瞬時に検知するようにしたばかりでな
く、リニアスケールという簡易な手段を使って精度良く
検知した点である。また第２にロール重量を直接かつ瞬
時に検知するようにしたばかりでなく、ピン型ロードセ
ルという荷重を高精度検出できる荷重センサを使って摩
擦による精度低下を可及的に低減し、加えて、この荷重
をモーメント荷重として比較的小さな値となる外輪側の
転倒防止用車輪の車軸で受け止めている点である。これ
ら２点から、結果的に巻固さに対応するロール密度を高
精度で遅れなしに算出することが始めて可能になったの
である。

このようにして算出した巻固さに対応するロール密度
は、演算器20内で設定値と比較される。そしてその偏差
が零となるようにケーブルシリンダ７へ制御信号が出力
され、設定値通りの巻固さを得るように例えばケーブル
シリンダ７を制御してニップ圧が調節される。このフィ
ードバック制御は速やかに行なわれる。

［発明の効果］ 本発明によれば、瞬時にロール重量及びロール径の変化
を検出して密度を知ることができるので、真の意味での
巻固さ制御が可能となり、高品質の巻取ロールを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るウェブ巻取装置のキャリッジ例の
概略正面図、第２図は同じく概略側面図、第３図は本発
明に係るウェブ巻取装置の一実施例を示す概略側面図で
ある。 図中、１はキャリッジ、２は支持フレーム、４は巻取ロ
ール、10は移動量検知手段としてのリニアスケール、13
は転倒防止用車輪、17はコア、18は荷重検知手段として
のピン型ロードセル、20は演算器である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コアに巻き取られるウェブのロール重量に
   応じた荷重が加わる転倒防止用車輪を有するキャリッジ
   が、コアを両側から支持してロール径に応じて支持フレ
   ーム上を移動するウェブ巻取装置において、支持フレー
   ム上を移動するキャリッジの移動量を検知する移動量検
   知手段と、転倒防止用車輪に加わる荷重を検知する荷重
   検知手段と、移動量からロール径に基づくロール体積
   を、荷重からロール重量をそれぞれ求めて巻固さに対応
   するロール密度を算出する演算手段とを備え、算出した
   ロール密度によってロール巻固さをフィードバック制御
   するように構成したウェブ巻取装置。
2. 【請求項２】上記移動量検知手段が、支持フレームに設
   けた直線形体スケールと、キャリッジに設けた検出用ヘ
   ッドとから成る非接触式リニアスケールで構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。
3. 【請求項３】上記荷重検知手段が転倒防止用車輪の車軸
   に埋め込んだピン型ロードセルで構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の装
   置。