JPH11171382A - Winding device - Google Patents

Winding device

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Publication number
JPH11171382A
JPH11171382A JP34246697A JP34246697A JPH11171382A JP H11171382 A JPH11171382 A JP H11171382A JP 34246697 A JP34246697 A JP 34246697A JP 34246697 A JP34246697 A JP 34246697A JP H11171382 A JPH11171382 A JP H11171382A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
winding
unwinding
servomotor
speed
detector
Prior art date
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Pending
Application number
JP34246697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ikushi Oshima
育史 大島
Hideji Yamashita
英児 山下
Toshiyuki Hatake
稔行 畠
Hiroyuki Murashige
浩之 村重
Original Assignee
Matsushita Electric Ind Co Ltd
松下電器産業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Ind Co Ltd, 松下電器産業株式会社 filed Critical Matsushita Electric Ind Co Ltd
Priority to JP34246697A priority Critical patent/JPH11171382A/en
Publication of JPH11171382A publication Critical patent/JPH11171382A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a winding device for a band-shaped material, having good responsiveness in accelerating and decelerating and capable of shortening the accelerating and decelerating time in the constant velocity operation in winding and unwinding. SOLUTION: A winding device is constituted of a winding part for winding a material 1 by the operation of a winding servomotor 3, cutting it by material cutters 6, 6a and forming a winding element 7, an unwinding part composed of an unwinding servomotor 4 for unwinding the material 1 by driving a wrapped part 1a, a material detecting unit 5 for detecting the wrap diameter of the wrapped part 1a, and a speed changing mechanism 9 connected between the wrapped part 1a and the unwinding servomotor 4 and capable of changing the gear ratio of revolutions of the wrapped part 1a and revolutions of the unwinding servomotor 4, and a dancer roll 2 for applying tension to the material 1 arranged in a path between the unwinding part and the winding part, and a controlling and driving part 10 for controlling and driving the unwinding servomotor 4 and the winding servomotor 3 by inputting an output signal of the material detecting unit 5 and calculating it. Therefore, the processing cycle time for intermittent operation can be shortened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に使用さ
れるアルミ電解コンデンサおよび電池などを構成する材
料の巻取装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for winding aluminum electrolytic capacitors and batteries used in electronic equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の巻取装置を図面を用いて説明す
る。図4は従来における巻取装置の要部構成概念図、図
5は同巻出機構の要部斜視図、図6は同サーボモータの
慣性比と回転数を説明する特性図である。
2. Description of the Related Art A conventional winding device will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a conceptual view of a main portion of a conventional winding device, FIG. 5 is a perspective view of a main portion of the unwinding mechanism, and FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating an inertia ratio and a rotation speed of the servo motor.
【0003】図4,図5に示すように、1は電子部品や
電池を構成する導体、絶縁体、誘電体あるいはそれらの
複合体でなる帯状の材料であり、リールなどに巻回され
た巻回部1aから巻出サーボモータ4の回転駆動により
供給される。
As shown in FIGS. 4 and 5, reference numeral 1 denotes a strip-shaped material made of a conductor, an insulator, a dielectric, or a composite thereof, which constitutes an electronic component or a battery, and is wound around a reel or the like. It is supplied from the turning section 1 a by the rotation drive of the unwinding servomotor 4.
【0004】5はポテンショメータを用いた材料検出器
であり、一端に巻回部1aの材料1に当接する検出ロー
ラ5aを設けており、巻回部1aにおける材料1の巻回
径を検出しその出力信号を制御部30に入力する。そし
て前記と共に巻出部を構成している。
A material detector 5 using a potentiometer is provided at one end with a detection roller 5a which is in contact with the material 1 of the winding portion 1a, and detects the winding diameter of the material 1 at the winding portion 1a. The output signal is input to the control unit 30. And the unwinding part is comprised with the above.
【0005】2はダンサーロールであり、材料1を規制
しガイドする対のガイドローラ8の経路間の材料1を巻
回するローラ2aを一端に取付けて、材料1に張力Fを
付加している。
Reference numeral 2 denotes a dancer roll. A roller 2a for winding the material 1 between a pair of guide rollers 8 for regulating and guiding the material 1 is attached to one end, and a tension F is applied to the material 1. .
【0006】7はアルミ電解コンデンサや電池などを構
成する巻取素子であり、巻取サーボモータ3により材料
1を巻取り、所定量あるいは所定長さに巻取り後材料カ
ッター6,6aにより材料1を切断して形成する。以上
により巻取部を構成している。
Reference numeral 7 denotes a winding element constituting an aluminum electrolytic capacitor, a battery, or the like. The winding element 7 winds the material 1 by a winding servomotor 3 and winds the material 1 to a predetermined amount or a predetermined length. Is formed by cutting. The winding section is configured as described above.
【0007】30は制御部であり、前記の材料検出器5
からの巻回径に対応した出力信号を入力し、巻回径と巻
出サーボモータ4および巻取サーボモータ3の速度をほ
ぼ等速にするための回転数を割り出して、それぞれを制
御して駆動する。
Reference numeral 30 denotes a control unit, which controls the material detector 5
An output signal corresponding to the winding diameter is input to determine the winding diameter and the number of revolutions for making the speeds of the unwinding servomotor 4 and the winding servomotor 3 substantially constant, and controlling each of them. Drive.
【0008】34は掛軸であり、一端に巻回部1aを他
端にプーリ31を結合しており、そのプーリ31と巻出
サーボモータ4に直結したプーリ32間にタイミングベ
ルト33を張架して、巻出サーボモータ4の回転を一定
の変速比で減速して巻回部1aに伝達している。
Reference numeral 34 denotes a hanging shaft having a winding portion 1a connected to one end and a pulley 31 connected to the other end. A timing belt 33 is stretched between the pulley 31 and a pulley 32 directly connected to the unwinding servomotor 4. Thus, the rotation of the unwinding servomotor 4 is transmitted to the winding unit 1a at a reduced speed ratio.
【0009】次に動作について図4〜図6を用いて説明
する。すなわち材料1の巻取速度V1と巻出速度V2を
ほぼ等速度にて巻取りを行い巻取素子を製作するため
に、所定間隔あるいは連続で巻回部1aにおける材料1
の巻回径を材料検出器5により検出し、その出力信号を
制御部30に入力して材料1の巻回径に対応した回転数
を求める演算処理を行ない、これにより巻出サーボモー
タ4を駆動し、常にV1とV2がほぼ同じ速度となるよ
うにしているのである。
Next, the operation will be described with reference to FIGS. That is, in order to wind up the winding speed V1 and the unwinding speed V2 of the material 1 at substantially the same speed, and to manufacture a winding element, the material 1 in the winding portion 1a at predetermined intervals or continuously.
Is detected by the material detector 5 and an output signal thereof is input to the control unit 30 to perform an arithmetic processing for obtaining the number of rotations corresponding to the winding diameter of the material 1, whereby the unwinding servomotor 4 is operated. It is driven so that V1 and V2 always have substantially the same speed.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の装置では、図6に示すように巻取を基準とし、巻取サ
ーボモータ3の最高回転数に追従可能な変速比も含めた
巻出サーボモータ4の回転数すなわち必要最高回転数N
を、その許容回転数以内にすることを優先にして一定の
変速比による減速を設定していたために、巻回部1aの
材料1の消費における巻回径の変化に対応して、巻出サ
ーボモータ4で駆動される巻回部1aなどでなる負荷慣
性JLと、巻出サーボモータ4のロータ慣性JMとの比
(以下慣性比と称する)が、巻出サーボモータ4を制御
する上での適正慣性比(例えば3〜5以下)から逸脱す
る領域が発生することが避けられなかった。
However, in the above-mentioned conventional apparatus, as shown in FIG. 6, an unwinding servomotor based on winding and including a gear ratio capable of following the maximum rotation speed of the winding servomotor 3. The number of rotations of 4, ie the required maximum number of rotations N
Is set within the allowable rotation speed, and deceleration at a constant speed ratio is set. Therefore, in response to a change in the winding diameter in the consumption of the material 1 of the winding portion 1a, the unwinding servo is controlled. The ratio of the load inertia J L formed by the winding part 1 a driven by the motor 4 and the like to the rotor inertia J M of the unwinding servomotor 4 (hereinafter referred to as “inertia ratio”) controls the unwinding servomotor 4. It is inevitable that a region deviating from a proper inertia ratio (for example, 3 to 5 or less) in the above is generated.
【0011】そのため、巻出しの加減速時の指令に対す
る応答性が悪く、巻取りと巻出しの等速運転における加
減速時間の短縮ができず、巻取装置のタクトタイム短縮
(高速比)ができないという課題を有していた。
Therefore, the response to the command at the time of acceleration / deceleration of the unwinding is poor, and the acceleration / deceleration time at the constant speed operation of the winding and unwinding cannot be shortened. Had the problem of being unable to do so.
【0012】本発明は前記従来の課題を解決しようとす
るものであり、巻出部における慣性比を適正化し、巻出
部のサーボ系を安定化することにより、巻出しの加減速
時の指令に対する応答性を向上させ、巻取りと巻出しの
等速運転での加減速時間の短縮を可能にし、タクトタイ
ムが短縮(高速比)された巻取装置を提供することを目
的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and by optimizing an inertia ratio in an unwinding portion and stabilizing a servo system of the unwinding portion, a command for unwinding acceleration / deceleration is provided. It is an object of the present invention to provide a winding device capable of improving responsiveness to acceleration, shortening the acceleration / deceleration time in the constant speed operation of winding and unwinding, and shortening the tact time (high speed ratio).
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の巻取装置は、巻取サーボモータの駆動により
帯状の材料を巻取り切断して巻取素子を形成する巻取
部、材料を巻回した巻回部を駆動して材料を巻出す巻出
サーボモータと、巻回部における材料の巻回径を検出す
る材料検出器と、巻回部と巻出サーボモータの間に連結
されて巻回部の回転数と巻出サーボモータの回転数の変
速比を複数変更可能な変速機構でなる巻出部、巻出部と
巻取部の経路中に配設した材料に張力を付加するダンサ
ーロール、材料検出器の出力信号を入力し演算処理を行
い巻出サーボモータや巻取サーボモータを制御して駆動
する制御駆動部で構成しており、慣性比が適正化される
ため、巻出部のサーボ系が安定化することが可能とな
る。
In order to solve the above-mentioned problems, a winding device according to the present invention comprises a winding section for winding and cutting a belt-shaped material by driving a winding servomotor to form a winding element. An unwinding servomotor that drives the winding part around which the material is wound and unwinds the material, a material detector that detects the winding diameter of the material in the winding part, and a winding motor between the winding part and the unwinding servomotor. The unwinding part, which is a transmission mechanism that can change the speed ratio of the number of rotations of the winding part and the number of rotations of the unwinding servomotor by a plurality of times, tension on the material disposed in the path between the unwinding part and the winding part And a control drive unit that inputs and outputs the output signal of the material detector, performs arithmetic processing, and controls and drives the unwinding servomotor and the winding servomotor, so that the inertia ratio is optimized. Therefore, the servo system of the unwinding portion can be stabilized.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、巻取サーボモータの駆動により帯状の材料を巻取り
切断して巻取素子を形成する巻取部、材料を巻回した巻
回部を駆動して材料を巻出す巻出サーボモータと、巻回
部における材料の巻回径を検出する材料検出器と、巻回
部と巻出サーボモータの間に連結されて巻回部の回転数
と巻出サーボモータの回転数の変速比を複数変更可能な
変速機構でなる巻出部、巻出部と巻取部の経路中に配設
した材料に張力を付加するダンサーロール、材料検出器
の出力信号を入力し演算処理を行い巻出サーボモータや
巻取サーボモータを制御して駆動する制御駆動部で構成
された巻取装置としたものであり、巻出部のサーボ系を
安定にできるという作用を有する。
According to the first aspect of the present invention, a winding section for winding and cutting a belt-shaped material by driving a winding servomotor to form a winding element, and winding the material. An unwinding servomotor that drives the winding unit to unwind the material, a material detector that detects the winding diameter of the material in the winding unit, and a winding motor that is connected between the winding unit and the unwinding servomotor. Unrolling unit consisting of a speed change mechanism that can change the speed ratio between the rotation speed of the unwinding unit and the rotation speed of the unwinding servomotor. The take-up device is composed of a control drive unit that inputs and outputs an output signal of the material detector, performs arithmetic processing, and controls and drives the unwind servo motor and the take-up servo motor. It has the effect of stabilizing the system.
【0015】請求項2に記載の発明は、サーボモータの
出力軸に固着された1個あるいは直径の異なる複数の駆
動側プーリに対応してタイミングベルトを張架した1個
あるいは複数の従動側プーリをクラッチを介して掛軸に
固着し、巻回部を掛軸の一端に結合しうるようになした
構成の変速機構としたものであり、サーボモータの回転
数を許容回転数内にすることができるという作用を有す
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided one or a plurality of driven pulleys having a timing belt stretched corresponding to one or a plurality of driving pulleys having different diameters fixed to an output shaft of a servomotor. Is fixed to a hanging shaft via a clutch so that the winding portion can be connected to one end of the hanging shaft, so that the rotation speed of the servomotor can be kept within the allowable rotation speed. It has the action of:
【0016】請求項3に記載の発明は、あらかじめ設定
した巻回径を前記材料検出器で検出して変速機構の変速
比を変更する材料検出器としたものであり、請求項1に
記載の作用に加えて、構成が簡単になるという作用を有
する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a material detector for detecting a preset winding diameter with the material detector and changing a speed ratio of a transmission mechanism. In addition to the function, the structure is simplified.
【0017】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、材料検出器の出力信号に代えて、サー
ボモータの制御機構からのトルクあるいは速度情報を制
御駆動部に入力するものとしたものであり、請求項1に
記載の作用に加えて、別個に検出器を設置する必要が無
いという作用を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, torque or speed information from a control mechanism of a servomotor is input to the control drive unit instead of the output signal of the material detector. In addition to the function described in claim 1, there is an effect that there is no need to separately install a detector.
【0018】請求項5に記載の発明は、1軸の巻取サー
ボモータの駆動により帯状の材料を巻取り巻取素子を形
成する巻取部、材料を巻回した複数の巻回部を駆動して
材料を巻出す複数の巻出サーボモータと、前記巻回部に
おける各々の材料の巻回径を検出する材料検出器と、巻
回部と巻出サーボモータの間に連結されて巻回部の回転
数と巻出サーボモータの回転数の変速比を複数変更可能
な変速機構でなる巻出部、巻出部と巻取部の経路中に配
設した材料に張力を付加する複数のダンサーロールと、
所定寸法の材料を切断する複数の材料カッターで構成さ
れた巻取装置としたものであり、請求項1に記載の作用
に加えて、複数の材料を積層し巻取り出来るという作用
を有する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a winding section for forming a winding element for winding a strip-shaped material by driving a single-axis winding servomotor, and driving a plurality of winding sections for winding the material. A plurality of unwinding servomotors for unwinding the material, a material detector for detecting a winding diameter of each material in the winding unit, and a winding motor connected between the winding unit and the unwinding servomotor. The unwinding unit is a speed change mechanism capable of changing the speed ratio of the rotation speed of the unwinding unit and the rotation speed of the unwinding servomotor. Dancer roll,
This is a winding device composed of a plurality of material cutters for cutting a material of a predetermined size. In addition to the operation described in claim 1, it has an operation of stacking and winding a plurality of materials.
【0019】請求項6に記載の発明は、複数の巻回部の
材料から任意の材料を選択して巻取るようになした請求
項5に記載の巻取装置としたものであり、所定の材料を
選択して巻取りが出来るという作用を有する。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the winding device according to the fifth aspect, wherein an arbitrary material is selected from a plurality of winding portions and wound. It has the effect that the material can be selected for winding.
【0020】請求項7に記載の発明は、任意に選択可能
な複数個の巻取部、1個あるいは複数の巻回部からなる
請求項5あるいは請求項6に記載の巻取装置としたもの
であり、異種を共にあるいは連続して巻取りが出来ると
いう作用を有する。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the winding device according to the fifth or sixth aspect, comprising a plurality of arbitrarily selectable winding portions and one or a plurality of winding portions. This has the effect that different kinds of materials can be wound together or continuously.
【0021】以下に、本発明の実施の形態における巻取
装置を図面を用いて説明する。なお、従来の技術で説明
した同一の構成部品には同一の番号を付与し詳細な説明
は省略する。
Hereinafter, a winding device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components described in the related art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0022】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態における巻取装置の要部構成概念図、図2は同巻出部
の変速機構の要部斜視図、図3は同サーボモータの慣性
比と回転数を説明する特性図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a conceptual view of a main portion of a winding device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a main portion of a transmission mechanism of the unwinding portion, and FIG. FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating an inertia ratio and a rotation speed of a motor.
【0023】図1,図2において、10は制御駆動部で
あり、巻出部における帯状の材料1の走行速度V2と、
巻取部における材料1の走行速度V1の関係が、V2≒
V1を維持するように、巻出サーボモータ4と巻取サー
ボモータ3に速度指令を与える。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 10 denotes a control drive unit, which controls a traveling speed V2 of the strip-shaped material 1 at the unwinding unit;
The relationship between the traveling speed V1 of the material 1 in the winding section is V2 ≒
A speed command is given to the unwinding servomotor 4 and the winding servomotor 3 so as to maintain V1.
【0024】その際、巻出部の材料1の走行速度V2、
あるいは巻取部の材料1の走行速度V1を得るために、
材料検出器5からの出力信号を制御駆動部10に入力
し、巻回径に対応した巻取サーボモータ3の回転数およ
び巻出サーボモータ4の回転数を演算処理し、それぞれ
巻出サーボモータ4あるいは巻取サーボモータ3への回
転速度指令を適宜変化させるなどの制御を行う。
At this time, the traveling speed V2 of the material 1 at the unwinding portion
Alternatively, in order to obtain the traveling speed V1 of the material 1 in the winding section,
An output signal from the material detector 5 is input to the control driving unit 10, and the number of rotations of the winding servomotor 3 and the number of rotation of the unwinding servomotor 4 corresponding to the winding diameter are arithmetically processed. 4 or the rotation speed command to the winding servomotor 3 is appropriately changed.
【0025】11は金属材などでなる掛軸であり、一端
に材料1の巻回部1aを、そしてクラッチ12とクラッ
チ15を等間隔に固着しており、クラッチ12,15に
はそれぞれ従動側プーリ13、従動側プーリ16が装着
されており、それらと掛軸11との連結を切り離し開放
を行えるようにしている。
Numeral 11 denotes a hanging shaft made of a metal material or the like. One end of the winding shaft 1a of the material 1 is fixed to the clutch 12 and the clutch 15 at equal intervals. 13, a driven pulley 16 is mounted, and the connection between the driven pulley 16 and the hanging shaft 11 is cut off so as to be opened.
【0026】一方、巻出サーボモータ4とカップリング
20で結合した出力軸21には従動側プーリ13,16
に対応して駆動側プーリ19、駆動側プーリ19と直径
の異なる駆動側プーリ18が固着されており、それぞれ
の間に張架されたタイミングベルト14、タイミングベ
ルト17を介して巻出サーボモータ4の回転駆動を巻回
部1aに伝達する。以上により変速機構9を構成してい
る。
On the other hand, an output shaft 21 coupled to the unwinding servomotor 4 by a coupling 20 has driven pulleys 13 and 16 connected thereto.
A driving pulley 19 and a driving pulley 18 having a diameter different from that of the driving pulley 19 are fixed to the unwinding servomotor 4 via a timing belt 14 and a timing belt 17 stretched therebetween. Is transmitted to the winding part 1a. The transmission mechanism 9 is configured as described above.
【0027】次に動作について図1〜図3を用いて説明
する。巻取サーボモータ3で回転駆動される巻取部、張
力Fを付加するダンサーロール2、巻出サーボモータ4
により変速機構9を介して回転駆動される巻出部でなる
経路に、セットされた帯状の材料1が、制御駆動部10
の制御と駆動により、巻取速度V1と巻出速度V2をほ
ぼ等速度に、かつ張力Fを付加しつつ巻取りされる。
Next, the operation will be described with reference to FIGS. A take-up section driven by a take-up servomotor 3, a dancer roll 2 for applying a tension F, and a take-out servomotor 4
The belt-shaped material 1 set in the path formed by the unwinding section that is rotationally driven via the speed change mechanism 9 by the control drive section 10
The winding and the unwinding speed V1 and the unwinding speed V2 are set at substantially the same speed and the tension F is applied to the winding.
【0028】そして、材料1の所定の量あるいは所定の
長さが巻取られた段階で、材料カッター6,6aで材料
1を切断して所定の巻取素子7を得る。この一連の動作
の繰り返しにより必要とする複数の巻取素子7を製作す
る。
When a predetermined amount or a predetermined length of the material 1 has been wound, the material 1 is cut by the material cutters 6 and 6a to obtain a predetermined winding element 7. By repeating this series of operations, a plurality of necessary winding elements 7 are manufactured.
【0029】したがって、どうしても間欠駆動になるた
め、巻取速度V1および巻出速度V2の加減速度を速く
することが巻取装置のタクトタイム短縮に必要となる。
Therefore, since the drive is necessarily intermittent, it is necessary to increase the acceleration / deceleration of the winding speed V1 and the unwinding speed V2 in order to reduce the takt time of the winding device.
【0030】そのために、制御駆動部10から出力され
る巻取りや巻出しの速度指令に対する、巻取サーボモー
タ3や巻出サーボモータ4の応答性を向上する目的で、
各サーボモータの慣性JMに対する負荷慣性JLすなわち
慣性比を適正化する必要がある。
For this purpose, in order to improve the response of the winding servomotor 3 and the unwinding servomotor 4 to the winding and unwinding speed commands output from the control drive unit 10,
It is necessary to optimize the load inertia J L with respect to the inertia J M of each servo motor, that is, the inertia ratio.
【0031】すなわち、まず材料1の巻回部1aにおけ
る巻回径が大きいときは、負荷慣性JLが大で、かつ巻
出速度V2を得るための巻出サーボモータ4の必要最高
回転数はN低い。このとき、変速機構9におけるクラッ
チ12を連結し、クラッチ15を切り離す。
That is, first, when the winding diameter of the winding portion 1a of the material 1 is large, the load inertia J L is large, and the required maximum number of rotations of the unwinding servomotor 4 for obtaining the unwinding speed V2 is: N lower. At this time, the clutch 12 in the transmission mechanism 9 is connected, and the clutch 15 is disconnected.
【0032】巻出サーボモータ4の回転駆動力は、変速
機構9の駆動側プーリ19からタイミングベルト14を
介して従動側プーリ13、クラッチ12を経由して掛軸
11に伝達される。
The rotational driving force of the unwind servomotor 4 is transmitted from the drive pulley 19 of the transmission mechanism 9 via the timing belt 14 to the driven pulley 13 and the clutch 12 via the clutch 12.
【0033】巻出サーボモータ4と掛軸11の間は駆動
側プーリ19と従動側プーリ13の直径比により減速大
の変速比状態になっており、負荷慣性JLの巻出サーボ
モータ4の軸換算値は変速比の2乗で小さくなるため、
慣性比の値を低下させることができ、図3に示すように
適正慣性比の領域に入る一方で、巻出サーボモータ4の
必要最高回転数Nも許容回転数以下になっている。
The speed ratio between the unwinding servomotor 4 and the hanging shaft 11 is large due to the diameter ratio between the driving pulley 19 and the driven pulley 13, and the shaft of the unwinding servomotor 4 having a load inertia JL is provided. Since the conversion value decreases with the square of the gear ratio,
While the value of the inertia ratio can be reduced and enters the region of the appropriate inertia ratio as shown in FIG. 3, the required maximum rotation speed N of the unwinding servomotor 4 is also equal to or less than the allowable rotation speed.
【0034】ここで図3は巻回部の接線速度を一定にし
た時の巻回径対回転数および慣性比の特性である。
FIG. 3 shows the characteristics of the winding diameter versus the number of rotations and the inertia ratio when the tangential speed of the winding portion is kept constant.
【0035】上記の状態から、巻取りが進行して材料1
が消費され巻回部1aにおける巻回径が小さくなるにつ
れて慣性比はさらに低下するが、一方で巻出サーボモー
タ4の必要最高回転数Nが上昇していくことになり、あ
る時点で巻出サーボモータ4の許容回転数まで到達す
る。
From the above state, the winding proceeds and the material 1
Is consumed and the inertia ratio further decreases as the winding diameter in the winding section 1a decreases, but on the other hand, the required maximum number of revolutions N of the unwinding servomotor 4 increases, and The number of rotations of the servo motor 4 is reached.
【0036】この時点で変速比の切り替えを行う。すな
わち、変速機構9におけるクラッチ12を切り離し、ク
ラッチ15を連結することにより、巻出サーボモータ4
の回転駆動力は、変速機構9の駆動側プーリ18からタ
イミングベルト17を介して従動側プーリ16、クラッ
チ15を経由して掛軸11に伝達される。
At this point, the gear ratio is switched. That is, the clutch 12 in the transmission mechanism 9 is disconnected and the clutch 15 is connected, so that the unwind servo motor 4
Is transmitted from the drive pulley 18 of the speed change mechanism 9 via the timing belt 17 to the driven shaft 16 via the driven pulley 16 and the clutch 15.
【0037】この状態では、図3に示すように巻出サー
ボモータ4と掛軸11の間は駆動側プーリ18と従動側
プーリ16の直径比により減速小の変速比状態になって
おり、巻出サーボモータ4の必要最高回転数Nが低下
し、許容回転数までの余裕度が拡大する一方で慣性比は
増加するが、設定された適正慣性比の領域内に収まって
いるのである。
In this state, as shown in FIG. 3, the speed ratio between the unwinding servomotor 4 and the hanging shaft 11 is small due to the diameter ratio between the driving pulley 18 and the driven pulley 16, and the unwinding is performed. The required maximum rotational speed N of the servomotor 4 decreases, and the margin to the allowable rotational speed increases, while the inertia ratio increases, but is within the range of the set proper inertia ratio.
【0038】このようにして、材料1の巻回径の大きな
変化に対して、巻回部1aにおける材料1の巻回径の全
域に亘って、巻出サーボモータ4の許容回転数以内に必
要最高回転数Nを抑制しつつ、慣性比を適正慣性比の領
域内にすることが可能となる。
In this way, for a large change in the winding diameter of the material 1, it is necessary to keep the winding servo motor 4 within the allowable rotation speed over the entire winding diameter of the material 1 in the winding portion 1a. It is possible to keep the inertia ratio within the range of the appropriate inertia ratio while suppressing the maximum rotation speed N.
【0039】さらに、本実施の形態1では変速比の変速
が2段階であったが、使用する材料の慣性および巻取サ
ーボモータの慣性などにより、適宜変速段数を増加して
もよい。
Further, in the first embodiment, the gear ratio is shifted in two stages. However, the number of gear stages may be increased as appropriate depending on the inertia of the material used and the inertia of the winding servomotor.
【0040】また、アナログ的に材料の巻回径の変化が
検出できる材料検出手段にて巻回径の変化を検出した
が、あらかじめ決められた設定変速比変更の巻回径のみ
を検出する機械式、電気式あるいは光学式などの検出器
を使用してもよい。
Although the change in the winding diameter is detected by the material detecting means which can detect the change in the winding diameter of the material in an analog manner, a machine which detects only the winding diameter at a predetermined set speed ratio change is detected. A detector of the type, electric type or optical type may be used.
【0041】(実施の形態2)図7は本発明の実施の形
態2における巻取装置の要部構成概念図および特性図で
ある。図7(a)において、4aは巻出サーボモータ4
に一体あるいは付属した制御機構であり、巻出サーボモ
ータ4を制御駆動するとともに、速度やトルク信号を出
力する。
(Embodiment 2) FIG. 7 is a conceptual diagram and a characteristic diagram of a main part of a winding device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 7A, reference numeral 4a denotes an unwinding servomotor 4;
Is a control mechanism that is integrated with or attached to the motor, controls and drives the unwind servomotor 4, and outputs a speed and torque signal.
【0042】図7(b)に示すように、加減速運転され
る巻出サーボモータ4の回転速度曲線とトルク曲線か
ら、加速トルクTup=T2−T1、最高回転数No、加
速時間t2、および巻出部の材料1以外の負荷慣性Io
より、材料負荷慣性ILを得ることが出来る。
As shown in FIG. 7 (b), based on the rotation speed curve and the torque curve of the unwinding servomotor 4 which is accelerated / decelerated, the acceleration torque T up = T2-T1, the maximum rotation speed N o , the acceleration time t 2, and the load inertia I o of the non-material 1 of the unwinding unit, it is possible to obtain a material of inertia I L.
【0043】そして、加速時間t2、最高回転数No、加
速トルクTupは巻出サーボモータ4の制御機構4aから
得ることができ、また、巻出材料以外の負荷慣性Io
一定である。
[0043] Then, the acceleration time t 2, the maximum speed N o, the acceleration torque T up can be obtained from the control mechanism 4a of unwinding servo motor 4, also, the load inertia I o of the non-unwinding material constant is there.
【0044】このようにして得られる材料負荷慣性IL
を有する巻出材料の幅w、および密度αを固定値として
与えれば、図7(b)に示す演算式(数1),(数2)
により、巻出材料の外形Dが得られる。
The material load inertia I L thus obtained is
If the width w and the density α of the unwound material having the following are given as fixed values, the arithmetic expressions (Equation 1) and (Equation 2) shown in FIG.
Thereby, the outer shape D of the unwinding material is obtained.
【0045】すなわち、制御機構4aからの速度、トル
ク信号を制御駆動部10に入力して、前記と同じく材料
1の巻回径に対応した回転数を求める演算処理を行なう
と共に、適宜変速比を選択し制御して駆動するのであ
る。
That is, the speed and torque signals from the control mechanism 4a are input to the control drive unit 10 to perform the arithmetic processing for obtaining the number of revolutions corresponding to the winding diameter of the material 1 in the same manner as described above. It is selected, controlled and driven.
【0046】(実施の形態3)図8は本発明の実施の形
態3における巻取装置の要部構成概念図である。図8に
おいて、1b,1c,1dは巻回部であり、巻回部1a
を加えた4系統で巻出部を構成している。
(Embodiment 3) FIG. 8 is a conceptual diagram of a main part configuration of a winding device according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 8, reference numerals 1b, 1c, and 1d denote winding portions, and the winding portion 1a
And the unwinding section is configured by four systems.
【0047】材料1、ダンサーロール2、ローラ2a、
巻出サーボモータ4、材料検出器5、検出ローラ5a、
材料カッター6,6a、ガイドローラ8、および変速機
構9も前記に対応して4系統分設置している。
Material 1, dancer roll 2, roller 2a,
Unwinding servo motor 4, material detector 5, detection roller 5a,
The material cutters 6, 6a, the guide rollers 8, and the speed change mechanism 9 are also provided for four systems corresponding to the above.
【0048】次に動作について説明する。巻取部の巻取
サーボモータ3の駆動により、4系統の材料1をまとめ
積層して巻取り、巻取素子7を形成する。
Next, the operation will be described. By driving the take-up servomotor 3 of the take-up section, the four materials 1 are collectively laminated and taken up to form a take-up element 7.
【0049】その際、制御駆動部10は、巻回部1a〜
1dの各々に対して材料検出器5からの出力信号をもと
に、適宜変速機構9の変速比を選択するとともに、V2
≒V1になるように巻取サーボモータ3と、巻回部1a
〜1dの巻出サーボモータ4に速度指示を与えて制御さ
れ巻取りが行われる。
At this time, the control drive unit 10 includes the winding units 1a to 1a.
1d, the speed ratio of the speed change mechanism 9 is selected as appropriate based on the output signal from the material detector 5, and V2
Winding servo motor 3 and winding section 1a so that よ う V1
A speed instruction is given to the unwinding servomotor 4 of .about.1d and controlled to perform winding.
【0050】巻取り終了後、材料カッター6,6aによ
り各々の材料1を切断して巻取素子7を形成するととも
に、次の巻取りに備えるのである。
After the winding is completed, each material 1 is cut by the material cutters 6 and 6a to form the winding element 7, and the material is prepared for the next winding.
【0051】なお、材料カッター6,6aは各々の系統
毎の材料に対して、すなわち4個所設けたが、図8
(b)に示すように4系統の材料1を巻取ローラ8aに
よりまとめて巻取りするとともに、1個の材料カッター
6,6aで一緒に切断してもよく、あるいは、任意の系
統数を適宜まとめて切断してもよい。
Although the material cutters 6 and 6a are provided for each system, that is, four material cutters, FIG.
As shown in (b), four materials 1 may be collectively wound by a winding roller 8a and cut together by a single material cutter 6, 6a, or an arbitrary number of systems may be used. They may be cut at once.
【0052】さらにまた、例えば巻回部1aと巻回部1
cの2系統を選択し、2種の材料1を巻取サーボモータ
3にて同時に積層して巻取り、巻取素子7を形成するよ
うに、任意の1個あるいは複数の巻回部を選択して巻取
りを行うことも可能である。
Further, for example, the winding portion 1a and the winding portion 1
Select two systems of c and select one or a plurality of winding parts so that two kinds of materials 1 are simultaneously laminated and wound by the winding servomotor 3 to form the winding element 7. It is also possible to perform winding.
【0053】すなわち、巻取サーボモータ軸1軸に対し
て、巻出部、帯状の材料に張力を付加するダンサーロー
ル、材料カッターなどからなる経路を複数設け、巻取サ
ーボモータ1軸に対して、複数個の巻出サーボモータを
制御駆動部により適宜各々変速比を選択して同期運転を
行い、リールなどに巻回された複数の材料を一体化して
巻取り巻取素子を形成するのである。
That is, a plurality of paths including an unwinding portion, a dancer roll for applying tension to a belt-shaped material, a material cutter, and the like are provided for one axis of the take-up servomotor. A plurality of unwinding servomotors are controlled by a control drive unit to appropriately select a gear ratio, perform synchronous operation, and integrate a plurality of materials wound on a reel or the like to form a winding winding element. .
【0054】またその際、複数個の巻出部の中から任意
の1個ないし複数個選択して巻取りを行ってもよいので
ある。
At this time, one or a plurality of arbitrary unwinding portions may be selected and wound.
【0055】(実施の形態4)図9は本発明の実施の形
態4における巻取装置の要部構成概念図である。図9に
おいて、3bは巻取サーボモータであり、巻取軸52b
と結合して回転駆動するのであり、巻取軸52aは巻取
サーボモータ3aに結合され回転駆動される。
(Embodiment 4) FIG. 9 is a conceptual diagram of a main configuration of a winding device according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 9, reference numeral 3b denotes a take-up servo motor,
The winding shaft 52a is connected to the winding servomotor 3a and is driven to rotate.
【0056】以上により、直線移動自在な巻取ユニット
53を構成しており、巻取サーボモータ3a、あるいは
巻取サーボモータ3bのいずれかを選択し、かつ選択さ
れた巻取サーボモータのみに制御駆動部10からの指令
を巻軸切替器51で切替え選択して入力し、前記と同じ
く所定数の材料1を積層して巻取りを行い、巻取素子7
を形成するのである。
As described above, the winding unit 53 which can move linearly is constituted, and either the winding servomotor 3a or the winding servomotor 3b is selected, and only the selected winding servomotor is controlled. A command from the drive unit 10 is switched and selected by the reel switch 51 and input, and a predetermined number of materials 1 are stacked and wound in the same manner as described above.
Is formed.
【0057】なお、実施の形態4では、巻取軸および巻
取サーボモータでなる直線移動自在な巻取ユニットを使
用しているが、ターンテーブルなどによる一方向割出回
転する巻取ユニットを使用してもよい。
In the fourth embodiment, a linearly movable take-up unit comprising a take-up shaft and a take-up servomotor is used, but a take-up unit which rotates in one direction using a turntable or the like is used. May be.
【0058】なおまた、直線移動自在あるいは一方向割
出回転する巻取ユニットの上面などに、複数個の巻取軸
のみを配設し、固定箇所に設置した巻取サーボモータ
を、適宜選択した巻取軸に結合して巻取りを行ってもよ
い。
In addition, only a plurality of winding shafts are disposed on the upper surface of a winding unit which can move linearly or rotate in one direction, and a winding servomotor installed at a fixed position is appropriately selected. The winding may be performed by being connected to a winding shaft.
【0059】以上により、巻取サーボモータ3と同等に
巻出サーボモータ4も慣性比を適正化することができ、
制御駆動部10から出力される巻取りや巻出しの回転速
度指令に対する巻取サーボモータ3や巻出サーボモータ
4の応答性が向上する。
As described above, the unwinding servomotor 4 can optimize the inertia ratio as well as the winding servomotor 3.
Responsiveness of the winding servomotor 3 and the unwinding servomotor 4 to the winding speed and unwinding rotation speed commands output from the control drive unit 10 is improved.
【0060】この結果、間欠駆動で運転される巻取装置
においても、巻取速度V1および巻出速度V2の加減速
度を上げることが可能となり、巻取装置のタクトタイム
短縮が可能となる。
As a result, even in the winding device operated by the intermittent drive, the acceleration and deceleration of the winding speed V1 and the unwinding speed V2 can be increased, and the takt time of the winding device can be reduced.
【0061】[0061]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、巻出部に
おける慣性比を適正化し巻出部のサーボ系を安定化する
ことができ、巻出しの加減速時の指令に対する応答性が
向上し、巻取りと巻出しの等速運転での加減速時間の短
縮を可能にして、タクトタイムが短縮された巻取装置を
実現することができるものである。
As described above, according to the present invention, the inertia ratio at the unwinding section can be optimized and the servo system of the unwinding section can be stabilized, and the responsiveness to unwinding acceleration / deceleration commands can be improved. It is possible to reduce the time required for acceleration and deceleration during the constant speed operation of winding and unwinding, thereby realizing a winding device with reduced tact time.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の実施の形態における巻取装置の要部構
成概念図
FIG. 1 is a conceptual diagram of a main configuration of a winding device according to an embodiment of the present invention.
【図2】同巻出部の変速機構の要部斜視図FIG. 2 is a perspective view of a main part of a transmission mechanism of the unwinding portion.
【図3】同サーボモータの慣性比と回転数を説明する特
性図
FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating an inertia ratio and a rotation speed of the servo motor.
【図4】従来における巻取装置の要部構成概念図FIG. 4 is a conceptual diagram of a main configuration of a conventional winding device.
【図5】同巻出機構の要部斜視図FIG. 5 is a perspective view of a main part of the unwinding mechanism.
【図6】同サーボモータの慣性比と回転数を説明する特
性図
FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating an inertia ratio and a rotation speed of the servo motor.
【図7】(a)本発明の実施の形態2における巻取装置
の要部構成概念図(b)同特性図
FIG. 7A is a conceptual diagram of a main part of a winding device according to a second embodiment of the present invention, and FIG.
【図8】(a)同実施の形態3における巻取装置の要部
構成概念図(b)同部分的構成概念図
FIG. 8A is a conceptual diagram of a main part of a winding device according to the third embodiment, and FIG.
【図9】同実施の形態4における巻取装置の要部構成概
念図
FIG. 9 is a conceptual diagram of a main configuration of a winding device according to the fourth embodiment.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 材料 1a,1b,1c,1d 巻回部 2 ダンサーロール 2a ローラ 3,3a,3b 巻取サーボモータ 4 巻出サーボモータ 4a 制御機構 5 材料検出器 5a 検出ローラ 6,6a 材料カッター 7 巻取素子 8 ガイドローラ 9 変速機構 10 制御駆動部 11 掛軸 12 クラッチ 13,16 従動側プーリ 14,17 タイミングベルト 15 クラッチ 18,19 駆動側プーリ 20 カップリング 21 出力軸 51 巻軸切替器 52a,52b 巻取軸 53 巻取ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Material 1a, 1b, 1c, 1d Winding part 2 Dancer roll 2a Roller 3, 3a, 3b Winding servomotor 4 Unwinding servomotor 4a Control mechanism 5 Material detector 5a Detecting roller 6, 6a Material cutter 7 Winding element Reference Signs List 8 guide roller 9 transmission mechanism 10 control drive unit 11 hanging shaft 12 clutch 13, 16 driven pulley 14, 17 timing belt 15 clutch 18, 19 driving pulley 20 coupling 21 output shaft 51 winding shaft switch 52a, 52b winding shaft 53 Take-up unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村重 浩之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroyuki Murashige 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (7)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 巻取サーボモータの駆動により帯状の材
    料を巻取り切断して巻取素子を形成する巻取部、材料を
    巻回した巻回部を駆動して材料を巻出す巻出サーボモー
    タと、巻回部における材料の巻回径を検出する材料検出
    器と、巻回部と巻出サーボモータの間に連結されて巻回
    部の回転数と巻出サーボモータの回転数の変速比を複数
    変更可能な変速機構でなる巻出部、巻出部と巻取部の経
    路中に配設した材料に張力を付加するダンサーロール、
    材料検出器の出力信号を入力し演算処理を行い巻出サー
    ボモータや巻取サーボモータを制御して駆動する制御駆
    動部で構成された巻取装置。
    A winding section for winding and cutting a strip-shaped material by driving a winding servomotor to form a winding element, and an unwinding servo for unwinding the material by driving a winding section around which the material is wound. A motor, a material detector for detecting a winding diameter of the material in the winding section, and a speed change of the winding section and the unwinding servomotor connected between the winding section and the unwinding servomotor. An unwinding portion comprising a speed change mechanism capable of changing a plurality of ratios, a dancer roll for applying tension to a material disposed in a path between the unwinding portion and the winding portion,
    A take-up device comprising a control drive unit that receives an output signal of a material detector, performs arithmetic processing, and controls and drives an unwind servo motor and a take-up servo motor.
  2. 【請求項2】 サーボモータの出力軸に固着された1個
    あるいは直径の異なる複数の駆動側プーリに対応してタ
    イミングベルトを張架した1個あるいは複数の従動側プ
    ーリをクラッチを介して掛軸に固着し、巻回部を掛軸の
    一端に結合しうるようになした構成の変速機構とした請
    求項1に記載の巻取装置。
    2. One or a plurality of driven pulleys having a timing belt stretched corresponding to one or a plurality of driving pulleys having different diameters fixed to an output shaft of a servomotor are connected to a hanging shaft via a clutch. 2. The winding device according to claim 1, wherein the speed change mechanism is configured to be fixed and to be capable of connecting a winding portion to one end of a hanging shaft.
  3. 【請求項3】 あらかじめ設定した巻回径を前記材料検
    出器で検出して変速機構の変速比を変更する請求項1に
    記載の巻取装置。
    3. The winding device according to claim 1, wherein a preset winding diameter is detected by the material detector to change a speed ratio of the speed change mechanism.
  4. 【請求項4】 材料検出器の出力信号に代えて、サーボ
    モータの制御機構からのトルクあるいは速度情報を制御
    駆動部に入力する請求項1に記載の巻取装置。
    4. The winding device according to claim 1, wherein torque or speed information from a servomotor control mechanism is input to the control drive unit instead of the output signal of the material detector.
  5. 【請求項5】 1軸の巻取サーボモータの駆動により帯
    状の材料を巻取り巻取素子を形成する巻取部、材料を巻
    回した複数の巻回部を駆動して材料を巻出す複数の巻出
    サーボモータと、前記巻回部における各々の材料の巻回
    径を検出する材料検出器と、巻回部と巻出サーボモータ
    の間に連結されて巻回部の回転数と巻出サーボモータの
    回転数の変速比を複数変更可能な変速機構でなる巻出
    部、巻出部と巻取部の経路中に配設した材料に張力を付
    加する複数のダンサーロールと、所定寸法の材料を切断
    する複数の材料カッターで構成された巻取装置。
    5. A winding section for forming a winding element for winding a strip-shaped material by driving a single-axis winding servomotor, and a plurality of winding sections for winding the material to drive the material. An unwinding servomotor, a material detector for detecting a winding diameter of each material in the winding section, and a rotation number of the winding section and unwinding connected between the winding section and the unwinding servomotor. An unwinding portion comprising a speed change mechanism capable of changing a plurality of speed ratios of the number of rotations of the servomotor, a plurality of dancer rolls for applying tension to a material disposed in a path between the unwinding portion and the winding portion, and A winding device composed of a plurality of material cutters for cutting material.
  6. 【請求項6】 複数の巻回部の材料から任意の材料を選
    択して巻取るようになした請求項5に記載の巻取装置。
    6. The winding device according to claim 5, wherein an arbitrary material is selected from a plurality of winding portions and wound.
  7. 【請求項7】 任意に選択可能な複数個の巻取部、1個
    あるいは複数の巻回部からなる請求項5あるいは請求項
    6に記載の巻取装置。
    7. The winding device according to claim 5, comprising a plurality of arbitrarily selectable winding portions, one or a plurality of winding portions.
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