JPS59153754A - 巻取機の張力制御方法 - Google Patents

巻取機の張力制御方法

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JPS59153754A
JPS59153754A JP2809083A JP2809083A JPS59153754A JP S59153754 A JPS59153754 A JP S59153754A JP 2809083 A JP2809083 A JP 2809083A JP 2809083 A JP2809083 A JP 2809083A JP S59153754 A JPS59153754 A JP S59153754A
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Hiroo Oshima
大島 啓生
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/18Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
    • B65H23/195Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in winding mechanisms or in connection with winding operations
    • B65H23/1955Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in winding mechanisms or in connection with winding operations and controlling web tension

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  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)

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】 本発明は、直流電動機駆動の巻取機および巻戻機の制御
方法に関するものである。
従来、巻取機あるいは巻戻機において、稼働中所定の張
力を雑務するための制御が行われている。
例えば、第1図はアルミ箔等の薄板圧延設備を示し、圧
延材1が圧延機2により圧延され、直流電動機3により
駆動される巻取機4に巻取られコイzLz5が形成され
ている。そして、直流電動機3の軸トルクをT、その回
転数をn、コイル5の径をり、圧延材1に加わる張力を
S、圧延利1の速度をVとすると、 T=p・S/2          ・・・・・・(1
)n = v /π・D          ・・・・
・・(2)であるから T −n = (D −S / 2 ) ・n= S 
−v / 2π      ・・・・・・(3)となる
速度Vは、通常一定であるので、(3)式はコイル径り
の変化にしたがって回転数nを変えても((2)式)、
直流電動機3の出力T −n (KW)一定の制御を行
うことによシ張力Sを一定に保つことができることを示
している。
一方、直流電動機3は電機子電流、電圧を一定にして界
磁電流を変えることによシ、その回転数制御が可能な特
性を有している。すなわち、第2図に示すように、電機
子電流1.界磁電流If が一定の状態で、電機子電圧
VをOから定格電圧まで上昇させると、回転数nは0か
らベース回転数nBまで直線的に増大しく第2図中、区
間Fa)、つづいて、電機子電流I、電機子電圧Vを一
定(したがって、直流電動機3の出力Pは一定)として
、界磁電流I(を弱めてゆくと回転数nはベース回転数
nBからトップ回転数nTへと増大する(第2図中、区
間ab、)。
したがって、定電流制御と界磁弱め制御の併用区間であ
る、区間abにおいて直流電動機3の速度制御を行って
も、出力Tanは一定となシ張力Sは一定に保たれる。
しかしながら、以上の関係は簡単化したモデルについて
のみ成立するもので、現実には装置各構成部分の慣性力
および摩擦による機械損等があるだめ、これらによるエ
ネルギー損失を考慮して加減速ト品邊補償制御および機
械損補償制御が上記制御とともに行われている。
このうち加減速補償制御は、巻取機等の加減速時に、慣
性力に抗して消費されるエネルギー損失を補償する制御
である。
そして、機械損に関する機械損補償制御は、直流電動機
の特性よシ、機械損電流IMが、I cc 1/If oel / D (’、’ T*n−一定の時I(Oc
D)・・・・・・(4) なる関係にあるとの前提の下に、機械損補償量である機
械損電流IMを次のような方法で求めることにより行わ
れている。以下、上記巻取機4を例として、第3図(横
軸:回転数n、縦軸:機械損電流IM)にしだがって説
明する。
はじめに、巻取機4をコイルなしの状態(この状態は、
コイル径りがコイル内径Diに等しい時の状態でもある
。)で、コイル径Di相当の値に界磁電流I(を固定し
た状態で作djさせて機械損電流IMを実測して、機械
損電流■Mと回転数nの関係を示す、コイルなしの実測
曲線Fi(n)が求められている。
そして、コイル径がある値りの時の機械損曲線1(n)
は(D; /D)、Fi(n)で近似されている。
したがって、最大コイル径り。の時の機械損曲線’of
n)は(Di/D。=)・Fi(川で表わされる。
この結果、機械損電流IMと回転数n・との関係は、直
流電動機3を最高速度で運転させた時には、直線区間c
dで表わされ、低速度で運転させた時には直線区間eg
で表わされることになり、回転数nに対応して機械損電
流IMが決まる。
さらに上記方法を簡略化して、実測曲線f。(n)をそ
のまま使い、機械損電流IMを、直流電動機3の最高速
度時は曲線区間chで、低速時は曲線区間eiで与える
方法、あるいは直流電動機3の最高速度時は直線区間c
dで、低速時は直線区間jkで与える方法も採られるこ
とがある。
これらの方法は、コイル重量は機械損に影響を与えない
ということを前提としている。
しかしながら、実際にはコイル重量が大きい程機械損も
大きくなり、コイル径D 、Doの時の機械損の実測曲
線F(nl 、 FO(nlは、第3図中実線にて示す
ように、実測曲線Fi(nlよシ比例関係で求めた機械
損曲線f (nl 、 EO(nlよシ大きめの値をと
る。
したがって、よシ正確には、直流電動機3の最高速度時
の機械損電流IMは、実測曲線Fi(nl。
F(n)、 FO(n、lの先端部を連ねてなる曲線区
間clで示され、低速時については上記先端部より所定
量だけ低速側へずらした曲線区間emで示される。
この結果、上記いずれの方法でも機械損電流IMの誤差
は機械損電流が全体の30%近く占めるアルミ箔のよう
な薄物では、50%にもおよぶことになり、上記誤差は
無視できない大きさの張力変動を引起こし、それだけ製
品精度ひいては歩溜シ低下の原因となるという欠点を有
している。
本発明は、上記従来の欠点に鑑みてなされたもので、定
電流制御、界磁弱め制御、加減速補償制御とともに機械
損補償制御を行う直流電動機駆動の巻取機および巻戻機
の張力制御方法において、定電流制御、界磁弱め制御の
下で、巻取機あるいは巻戻機にコイルを装着しない場合
の他、各種寸法のコイ)Vf袋装着た場合のそれぞれに
ついて、直流電動機の回転数の関数として機械損電流の
実測曲線を予め求め、これらの実測曲線よシ任意の寸法
のコイルを装着した場合の機械損電流を決める機械損補
償関数を求め、この関数1用いて機械損補償制御を行う
こ七により精度良好な定張力制御を可能とした巻取機お
よび巻戻機の張力制御方法を提供しようとするものであ
る。
次に、本発明に係る方法について説明する。
例えば、本方法を上記薄板圧延設備に適用した場合につ
いて考えると、上記定電流制御、界磁弱め制御、加減速
7m償制御を行う他、機械損補償制御を以下の方法によ
り行う。
すなわち、上記従来と同様にしてコイルなしの実測曲線
Fi(n)を求める他、各種寸法(コイル径および幅)
のコイルを巻取機4に装着して、実測曲線F (nl 
(Fo(”lも含む、以下同様)を求める(第3図)。
なお、第3図中の実測曲線F(n)は−例を示すもので
あり、実際に演算を行う場合には、これ以外に適宜コイ
ル寸法を変えて数種類の曲線を作成するのがよい。
一方、関数Fi(n)とF(n)の関係を次式で定義す
る。
F(川−に−(Di/D)−Fi(n)      −
・−・i51](=l+λ・g(B、D、γ)  ・・
・・・・(6)但し、λは定数、Bはコイル幅、γはコ
イル比重量で、g(B、D、r)は、 g(0,D、γ)=0  (B=0) g(13,D、r)−〇  (D=Di)g(B、D、
0)−〇  (γ−0) なる関数である。
そして、実測したF(nl、 Fi(nlおよびコイル
データ(B、D、γ)を(51、+61式に代入して、
関数g(B、D、γ)の形ならびに定数λの鎮を決定す
る。
例えば、上記従来方法による機械損曲線f (n) (
−(Di/D ) ’−Fi (n) )と実測曲線F
(川との差が、コイル重量のみに比例しているならば、
g(B、D、γ)=γ・B(’D”−Di2)  ・・
・(7)と決めることができる。
関数g(B、D、γ)として、どの形のものが最適であ
るかは、数種のコイルについて実測曲線F (n)を求
め、これらによシ判断するのがよい。
上記演算により関@g(B、D、γ)の最適な形が得ら
れると、(5) 、 (61式より、任意のコイル寸法
および直流電動機3の回転数nにおける機械損補償量を
正確に与える機械損補償関数Fa(川を次式のように表
わすことができる。
Fa(n)−〔1+χ・g(B、D、r))−(D4/
D)Fi(nl・・・・・・(8) そして、この(8)式の右辺を例えばプログラマブルコ
ントローラに予め記憶させておき、これにコイル寸法1
回転数nを入力して、機械損補償量を出力させて、この
分だけ電機子電流lに上乗せすることにより直流電動機
3を制御する。
第4図は、上記設備の制御系のブロック図を示すもので
、界磁電流設定装置、自動電流調整装置、サイリスタお
よびサイリスタからの電流負帰還の回路により定電流制
御および界磁弱め制御が行われ、加減速補償系により加
減速補償制御が行われている。
そして、回転速度検出器により直流電動機3の回転数n
を検出し、この回転数nを関数(D、/D)・Fi(n
lを発生させる第1関数発生装置に入力する。また、圧
延材速度検出装置により検出した圧延材速度Vとともに
上記回転数nを演算装置に入力してコイル径りを算出し
た後、このコイル径りとともに、コイル幅B、比重量γ
を第2関数発生装置に入力して上記(8)式の〔〕内の
値を算出する。
さらに、第1.第2関数発生装置からの出力信号を乗算
器に入力することにより(8)式の計算を行い、機械損
補償量を出力し、機械損補償制御を行っている。
これらの制御により、巻取機4の出力は一定となシ張力
Sは一定に保たれるのである。
以上の説明より、本発明によれば、定電流制御、界磁弱
め制御の下で、巻取機あるいは巻戻機にコイルを装着し
ない場合の他、各種寸法のコイルを装着した場合のそれ
ぞれについて、直流電動機の回転数の関数として、機械
損電流の実測曲線を予め求め、これらの実測曲線よシ任
意の寸法のコイルを装着した場合の機械損電流を決める
機械損補償関数を求め、この関数を用いて機械損補償制
御を行っている。
このため、任意の寸法のコイルに対して機械損電流を正
しく予測することができ、安定かつ精度良好な張力制御
を行うことが可能となる。
この結果、圧延後の板厚精度が向上するとともに、材料
破断による歩留り低下を防止することができるという効
果を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は直流電動機駆動の巻取機を有する薄板圧延設備
の概略構成図、第2図は直流電動機の出力、電機子電圧
、界磁電流の特性線図、第3図は機械損電流の実測値、
計算値を示すグラフ、第4図は上記薄板圧延設備の制御
系のブロック図である。 1・・・圧延材、3・・・直流電動機、4・・・巻取機
、5・・・:+イル、n ・・−回転数、Fi (nl
 、 F(nl、 FO(nl−・・機械損電流の実測
曲線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)定電流制御、界磁弱め制御、加減速補償制御とと
    もに機械損補償制御を行う直流電動機駆動の巻取機およ
    び巻戻機の張力制御方法において、定電流制御、界磁弱
    め制御の下で、巻取機あるいは巻戻機にコイルを装着し
    ない場合の他、各種寸法のコイ/L/を装着した場合の
    それぞれについて、直流電動機の回転数の関数として機
    械損電流の実測曲線を予め求め、これらの実測曲線よシ
    任意の寸法のコイルを装着した場合の機械損電流を決め
    る機械損補償関数を求め、この関数を用いて機械損補償
    制御を行うことを特徴とする巻取機および巻戻機の張力
    制御方法。
JP2809083A 1983-02-21 1983-02-21 巻取機の張力制御方法 Granted JPS59153754A (ja)

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JPH0369820B2 JPH0369820B2 (ja) 1991-11-05

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61296149A (ja) * 1985-06-25 1986-12-26 津田駒工業株式会社 織機群の速度制御方法
JPS63143157A (ja) * 1986-12-05 1988-06-15 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd 巻取装置のメカニカルロスデ−タ補正方法
JP2009208921A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Seiko Epson Corp ロール状被記録材の搬送装置、スピンドルモータのトルク設定方法及び記録装置
CN103662932A (zh) * 2013-12-17 2014-03-26 陕西北人印刷机械有限责任公司 基于分段函数曲线的印刷机收卷张力控制方法
CN110817541A (zh) * 2019-09-30 2020-02-21 陕西北人印刷机械有限责任公司 一种收料张力分段线性衰减控制方法

Cited By (6)

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CN110817541B (zh) * 2019-09-30 2021-07-23 陕西北人印刷机械有限责任公司 一种收料张力分段线性衰减控制方法

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