JPH0977316A - ウェブ自動継ぎ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高速度および低張力でのウェブ継ぎを可能と
したウェブ自動継ぎ装置を提供する。 【解決手段】 巻出し軸の張３ａ，４ａ力を発生させる
ブレーキ機構のブレーキ力を制御する電空変換器３と、
複数条のアキューム・ウェブを構成するアキュームロー
ル・ユニット５と、このアキュームロール・ユニットを
チェーンにより直線往復駆動するアキューム機構と、こ
のアキューム機構を駆動するモータ１６と、出側のウェ
ブ張力を一定にするためのダンサーロール１５と、この
ダンサーロールの押しつけ力を制御する電空変換器２７
と、ダンサーロールの位置が一定となる様ウェブを繰り
出す繰出しロール１３と、この繰出しロールを駆動する
モータ１７と、ウェブを継ぐスプライス・ユニット１１
と、電空変換器およびモータを制御する制御装置２０と
を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速度および低張力で
のウェブ継ぎを可能としたウェブ自動継ぎ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のウェブ自動継ぎ装置は、図１に示
すように、ウェブ自動継ぎ装置出側のウェブ張力を張力
検出器４１で検出し、張力アンプ４２を介して、第１巻
出し軸３ａのブレーキ３ｂまたは第２巻出し軸４ａのブ
レーキ４ｂを制御し、通常運転時のウェブ張力を一定に
保つようにしている。

【０００３】ウェブ継ぎ時には、張力制御を一旦切り離
し、強ブレーキにて巻出し軸（旧軸）３ａを停止させる
と同時に、アキュームロール・ユニット４５のエアーシ
リンダ４６の空気圧を下げる。通常運転時、アキューム
ロール・ユニット４５はエアーシリンダ４６によりスト
ロークエンドに固定されているが、巻出し軸３ａの減速
時にはウェブ（材料）７の張力に押されて、アキューム
ロール・ユニット４５はストロークが短くなる方向に移
動を開始する。このように、巻出し軸３ａが減速停止
し、ウェブ継ぎが行われている間、アキューム部に溜め
込まれていたウェブが供給される。

【０００４】ウェブ継ぎ終了にて、再びエアーシリンダ
４６内の空気圧を徐々に上げる。この時、巻出し軸（新
軸）４ａは弱ブレーキとなっており、エアーシリンダ内
の空気圧の上昇に伴いアキュームロール・ユニット４５
は減速し、やがては今まで移動していた方向とは逆（ス
トロークが長くなる方向）にストロークエンドまで移動
する。

【０００５】巻出し軸４ａはアキュームロール・ユニッ
ト４５の減速により、ラインの引っ張り量とアキューム
部の送り出し量の差に相当する分だけウェブの送り出し
を開始する。またこの時、巻出し軸４ａの加速を補助す
るため、繰出しロール４８のモータ４９を駆動する。巻
出し軸４ａの加速終了によりモータ４９を停止し、巻出
し軸４ａの張力制御を再び開始し、通常運転となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のウェブ自動継ぎ
装置では、通常運転において、ウェブ自動継ぎ装置出側
のウェブ張力をイナーシャの大きな巻出し軸のブレーキ
力にて制御していること、および張力検出器４１までの
スパンが長く、中間ロールのフリクションによるメカロ
スおよび加速速分が張力に重なりあってくるため、高精
度かつ速応性の高い張力制御を望むことができない。

【０００７】またウェブ継ぎ時においては、張力制御を
停止しているためウェブの張力は管理されず、したがっ
て次のような数々の問題が発生する。

【０００８】すなわち、巻出し軸（旧軸）減速時、ウェ
ブ張力はアキュームロール・ユニット４５の押し付け圧
によるが、エアーシリンダ４６を使用しているため、通
常運転時の空気圧から、ウェブ継ぎ時における設計空気
圧までの空気圧変更を瞬時に行うことができない。

【０００９】またエアーシリンダ自体のイナーシャおよ
びアキュームロール・ユニット４５のイナーシャが存在
するため、ウェブの張力に対する大きな外乱となる。後
段の処理速度が速くなればなるほど、これは問題とな
る。

【００１０】また巻出し軸（新軸）加速時には巻出し軸
を加速するための加速トルク分が張力変動となる。加速
時にモータ４９を駆動し、一定トルク分だけ補助を行っ
ているが、新軸には様々な径や幅のウェブが取り付けら
れるため、あくまでも補助程度としかならない。その
上、新軸の加速時間はアキューム張力と巻出し軸イナー
シャにより決まるため、短時間で立ち上げるためにはア
キューム部内の張力を上げなければならないし、この立
ち上げ時間は不安定なものとなる。

【００１１】以上の要因により、従来のウェブ自動継ぎ
装置では、どうしても高速でウェブ継ぎを行うと大きな
張力変動を発生し、後段の処理過程でウェブにしわを発
生させる原因となった。

【００１２】そのため、ライン全体の処理速度を上げる
ことができず、低張力でのウェブ継ぎも不可能であっ
た。

【００１３】本発明の目的は、上述の問題点を解決した
ウェブ自動継ぎ装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一方の巻出し
軸のウェブを他方の巻出し軸のウェブに継いで送り出す
ウェブ自動継ぎ装置において、前記巻出し軸の張力を発
生させるブレーキ機構と、このブレーキ機構のブレーキ
力を制御する第１の電空変換器と、巻出し軸より送り出
されたウェブを、支持ロールとにより、複数条のアキュ
ーム・ウェブに構成するアキュームロール・ユニット
と、このアキュームロール・ユニットをチェーンにより
直線往復駆動するアキューム機構と、このアキューム機
構を駆動する第１のモータと、ウェブ自動継ぎ装置の出
側のウェブ張力を一定にするためのダンサーロールと、
このダンサーロールの押しつけ力を制御する第２の電空
変換器と、前記ダンサーロールの位置が一定となる様ウ
ェブを繰り出す繰出しロールと、この繰出しロールを駆
動する第２のモータと、前記一方の巻出し軸のウェブを
前記他方の巻出し軸のウェブに継ぐスプライス・ユニッ
トと、巻出し軸のトルクを変化させることにより巻出し
軸と繰出しロールとの間の張力が一定となるよう前記第
２の電空変換器を制御し、かつ前記第１のモータおよび
第２のモータを制御する制御装置と、を有することを特
徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】図２は本発明の一実施例の構成を
示す。

【００１６】このウェブ自動継ぎ装置は、支持部に回転
可能に支持された２個のアキュームロール１，２よりな
るアキュームロール・ユニット５と、支持ロール６とを
備え、これにより４条のアキューム・ウェブを構成す
る。アキュームロール・ユニット５は、２個の駆動ロー
ラ９，１０と、これらローラ間に張られたチェーン８と
から成るアキューム機構により直線往復駆動される。

【００１７】アキュームローラ・ユニットと、アキュー
ム機構から成るアキューム部へは、スプライス・ユニッ
ト１１を介して巻出し軸３ａ，４ａからウェブ７が送り
込まれ、アキューム部からは繰出しロール１３およびダ
ンサーロールを１５を介してライン速度検出用ロール１
２を経て、後段の処理装置へ送り出される。繰出しロー
ル１３には、ニップロール１４がついており、テンショ
ンカットが行えるような構造となっている。

【００１８】スプライス・ユニット１１はウェブを停止
させるためのブレーキロール１１ａ，１１ｂおよびブレ
ーキ板１１ｇ，１１ｈと、ウェブを接着させるための圧
着ロール１１ｃ，１１ｄと、ナイフ１１ｅ，１１ｆとか
ら構成される。なお、スプライス・ユニット１１は、図
示しない駆動機構により、チェーン８と平行な方向に移
動可能となっている。

【００１９】アキューム機構の駆動ローラ１０は、ＡＣ
サーボモータ１６で駆動され、繰出しロール１３はＡＣ
サーボモータ１７で駆動される。これらのモータの回転
速度は、速度制御装置１８，１９によりそれぞれ制御さ
れる。巻出し軸３ａ，４ｂのブレーキトルクは、電空変
換器３により制御される。また、ダンサーロール１５を
駆動するエアーシリンダ３０は、電空変換器２７により
制御される。

【００２０】速度制御装置１８，１９への速度指令、電
空変換器３へのブレーキトルク指令、電空変換器３への
出側張力指令は、制御演算装置２０により与えられる。
この制御演算装置２０は、速度制御装置１８への速度指
令として、出側ラインＰＧ（パルスジェネレータ）２１
によって検出された出側速度を目標値とし、レートを持
たせるランプ回路２２と、速度制御装置１９への速度指
令として、ダンサーロール位置検出器２３で検出された
ダンサーロール位置を一定に保つようなポジションアン
プ２４と、このポジションアンプからのダンサーロール
位置の補正分を出側ライン速度に足し合わせたものを繰
出しロール１３の速度指令とする回路と、電空変換器３
へのブレーキトルク指令として、ＰＧ３１からの繰出し
ロール１３の速度に対するメカロス補償値（メカロス補
償器２５による）から、繰出しロール１３のモータ発生
トルクを引いたものがゼロとなるような制御を行うトル
クアンプ２６と、ＰＧ３２からのアキュームロール・ユ
ニット５の速度と、ＰＧ３１からの繰出しロール１３の
速度とを比較する比較器３３とを有している。

【００２１】また、出側張力を発生させるための電空変
換器２７に対し張力設定を行う設定器２８が設けられて
いる。

【００２２】繰出しロール駆動用のモータ１７は、ライ
ン速度にダンサーロール１５の位置の補正分を上乗せし
たものを速度指令としており、出側のダンサーロール位
置が一定となるよう繰出しロール１３の速度を常時コン
トロールしている。例えばダンサーロール１５のエアー
シリンダ３０が縮んだ場合は繰出しロール１３の速度を
早くし、エアーシリンダ３０が伸びた場合には繰出し速
度を遅くする。前述したように、この繰出しロール１３
にはニップロール１４がついており、テンションカット
が行えるような構造となっている。

【００２３】出側のウェブ張力は、ダンサーロール１５
のエアーシリンダー圧によって決る。また、繰出しロー
ル入側の張力は、通常運転時には巻出し軸のミルロール
スタンドのブレーキ圧により決まる。この入側張力は繰
出しロールにてスリップが発生しない程度のバックテン
ションをかければ良い。このウェブ自動継ぎ装置は、通
常運転時のミルロールスタンドブレーキ圧は、繰出しロ
ール１３のモータ発生トルクが繰出しロールを回転させ
る為に必要なトルクだけを負担する程度となるように制
御を行った。例えば、繰出しロール１３の負荷が重たい
ときには、ミルロールのブレーキを緩め、負荷が軽い時
には、ミルロールのブレーキを強くする。こうすること
により、結局繰出しロール１３の入側および出側の張力
が同じとなる。

【００２４】以下、本実施例の動作を、図３のタイムチ
ャートおよび図４のフローチャートを参照しながら説明
する。

【００２５】今、巻出し軸３ａ（旧軸）から巻出し軸４
ａ（新軸）にウェブ継ぎを行うものとする。このとき、
スプライス・ユニット１１は巻出し４ａ側に位置してい
る。

【００２６】繰出しロール１３は常時、ダンサーロール
１５の位置検出器２３の検出値が一定となるように繰出
しロール１３の回転数を速度制御装置１９によってコン
トロールする。例えば、ダンサーロール１５のエアーシ
リンダ３０が縮んだ時には繰出し速度を速く、エアーシ
リンダ３０が伸びた場合には繰出し速度を遅くする。

【００２７】出側張力は、電空変換器２７によって設定
されたエアー圧になる様コントロールされている。ま
た、繰出しロール１３の制御は、ウェブ継ぎ時も同じ動
作を続ける。

【００２８】図３において、時刻ｔ１でウェブ継ぎが開
始されたとする。スプライス・ユニット１１のブレーキ
ロール１１ｂを上昇しウェブ７をブレーキロール１１ｂ
とブレーキ板１１ｈとではさみこみ（ステップＳ１）、
かつ、アキュームロール・ユニット５を一定のレート
（ランプ関数２２）で加速させることにより（ステップ
Ｓ２）、アキューム部にため込まれていたウェブを供給
する。但しアキュームロール・ユニット５が出側速度と
同調するまで（ステップＳ３）、本実施例の場合ではア
キューム部が４条となっているので、即ちアキュームロ
ール・ユニット５の移動速度が出側速度の１／４となる
までの間は旧軸３ａからのウェブの送り込みは続いてお
り、繰出しロール入側の張力はブレーキロール１１ｂの
押しつけ圧によって決まる。また旧軸３ａはブレーキロ
ール１１ｂを上昇させてからタイマー後（数秒後）に急
ブレーキをかける（ステップＳ４）。これにより巻出し
軸３ａとブレーキロール１１ｂとの間でウェブのたるみ
をもたせる。これは巻出し軸３ａの残原紙小径の場合、
急ブレーキをかけることによりブレーキロール１１ｂと
巻出し軸３ａとの間の張力が張りすぎることにより発生
するウェブ切れを防ぐためである。すなわち、巻出し軸
とブレーキロールとの間でウェブのたるみをもたせ、旧
軸に残っているウェブの残径の違いによるイナーシャの
影響を無視することができる。

【００２９】時刻ｔ２で、ライン速度とアキュームユニ
ットの移動速度が同調したときには、旧軸側からのウェ
ブの供給は無くなり、スプライス・ユニット１１内のウ
ェブは停止する。この間に、圧着ロール１１ｃ，１１ｄ
を圧着して新原紙の張り付け（ステップＳ５）、および
旧原紙の切断を行う（ステップＳ６）。そして圧着ロー
ルを開放する（ステップＳ７）。

【００３０】時刻ｔ３でウェブ継ぎが終わると、ブレー
キロール１１ｂを下降すると共に（ステップＳ８）、ア
キュームロール・ユニット５は減速を開始する（ステッ
プＳ９）。アキュームロール・ユニットが減速した分だ
け新原紙巻出し軸４ａからウェブが供給される。即ち、
巻出し軸４ａの回転が始まる。この時の繰出しロール入
側の張力は新原紙巻出し軸４ａのイナーシャによって決
まるが、要するに出側の張力はダンサーロール１５によ
ってコントロールされているので、繰出しロール入側の
張力はウェブ切れが発生しない程度の張力に収まれば良
い。

【００３１】時刻ｔ４でアキュームロール・ユニット５
が停止すると（ステップＳ１０）、新原紙巻出し軸４ａ
の加速が終了し、新軸側ミルロールスタンドのブレーキ
コントロールが開始される（ステップＳ１１）。次のウ
ェブ継ぎに備えて、スプライス・ユニット１１を巻出し
軸３ａ側に戻し（ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４）、
アキュームロール・ユニット５をスタート位置に戻して
おく（ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７）。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、ウェブの張力を制御す
るため、イナーシャの大きな巻出し軸を制御する従来の
ウェブ自動継ぎ装置に較べて張力変動を低く押さえ、か
つ、低張力でのウェブ継ぎも可能とした。

【００３３】さらに、ウェブ継ぎ開始時にサーボモータ
によりアキュームロール・ユニットを能動的かつ瞬時に
動かしてやることで、従来と同等のアキューム量で高速
のウェブ継ぎが可能となった。高速でウェブ継ぎを行う
ためには、アキュームロール・ユニットの移動ストロー
クの制限により、アキュームロール・ユニットを瞬時に
加速することが不可欠である。このウェブ自動継ぎ装置
では、０．５秒でアキュームロール・ユニットを加速し
４００Ｍ／ＭＩＮでのウェブ継ぎを行うことができた。

【００３４】また、巻出し軸のブレーキコントロールに
より繰出しロールのモータ発生トルクを制御することに
より、結果的に巻出し軸側の張力を繰出しロール出側の
張力と等しくすることができ、原紙の径の大きさに関係
なく安定した巻出しの張力コントロールを行うことがで
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のウェブ自動継ぎ装置の構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図３】図２の実施例の動作を説明するための速度チャ
ートである。

【図４】ウェブ継ぎの動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】 ３ａ，４ａ 巻出し軸 ５ アキュームロール・ユニット ６ 支持ローラ ７ ウェブ ８ タイミングベルト ９，１０ 駆動ローラ １１ スプライス・ユニット １３ 繰出しロール １６，１７ サーボモータ １８，１９ 速度制御装置 ２０ 制御演算装置 ２１，３１，３２ パルスジェネレータ ２２ ランプ関数器 ２３ ダンサーロール位置検出器 ２４ ポジションアンプ ２５ メカロス補償器 ２６ トルクアンプ ２７ 電空変換器 ２８ 張力設定器 ３０ エアーシリンダ ３３ 比較器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の巻出し軸のウェブを他方の巻出し軸
   のウェブに継いで送り出すウェブ自動継ぎ装置におい
   て、 前記巻出し軸の張力を発生させるブレーキ機構と、 このブレーキ機構のブレーキ力を制御する第１の電空変
   換器と、 巻出し軸より送り出されたウェブを、支持ロールとによ
   り、複数条のアキューム・ウェブに構成するアキューム
   ロール・ユニットと、 このアキュームロール・ユニットをチェーンにより直線
   往復駆動するアキューム機構と、 このアキューム機構を駆動する第１のモータと、 ウェブ自動継ぎ装置の出側のウェブ張力を一定にするた
   めのダンサーロールと、 このダンサーロールの押しつけ力を制御する第２の電空
   変換器と、 前記ダンサーロールの位置が一定となる様ウェブを繰り
   出す繰出しロールと、 この繰出しロールを駆動する第２のモータと、 前記一方の巻出し軸のウェブを前記他方の巻出し軸のウ
   ェブに継ぐスプライス・ユニットと、 巻出し軸のトルクを変化させることにより巻出し軸と繰
   出しロールとの間の張力が一定となるよう前記第２の電
   空変換器を制御し、かつ前記第１のモータおよび第２の
   モータを制御する制御装置と、を有することを特徴とす
   るウェブ自動継ぎ装置。