JPS5982256A - 巻取機の張力制御装置 - Google Patents

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】 力制御装置に関する。

シート状物を中心巻取方式によって巻取る場合には，常
に成る値の張力分別えながら巻取り？行わなければなら
ないが、巻き始めから巻き終りまで一定の張力で巻取っ
たとＴると、「タガ応力」によって芯に近い層ほど強い
巻き締め力分受は耳ずれ１厚薄むらによる局部的ロール
直径の変動を生じる等好ましくない問題があるところか
ら、巻き始めは強く、巻太りに応じて巻取張力分ー次関
数的に漸減するｐＪ′ｒ謂テーパ張力を加えるようにし
た巻取りを行うことが多い。

一般には、巻芯軸を駆動するモータに直流電動機などの
可変速モータを使用して電流制御により自動速度制御を
行って巻取張力を加減下るようにしているが、此の場合
、巻径の増大に比例してトルクを変化させる制御を行う
のが普通であって、これではシート状物に与えられる張
力が二次関数的に変化して巻径に比例した一次関数的な
テーパ張力に制御するのとは異り、巻き締り力が強過ぎ
たり、あるいは外層側での張力が小さくなったりして理
想的な巻姿を得ることは難しかった。

未発明はかかる実状に対処して成、されたものであって
、巻径に比例した正確なテーパ張力の制御を可能ならし
め、かつ、低減してゆく張力の推移を簡単に表示できて
、巻取製品の品質管理に一翼を担わせることを主要な目
的とするものである。

しかして本発明は特に入力電流に比例した出力トルクを
発生する回転駆動機構により巻芯軸を駆動しシート状物
を中心巻取方式により巻取る巻取機において、前記入力
電流を設定する張力設定器と、巻径を最初の巻径に対す
る比（ｎ）から１を減じた値で検出する巻径補正器と、
巻取張力を巻径の増大に伴い一次関数的に漸減するとき
の最終巻径時における張力減少率を設定するテーパ張力
設定器と・それ等各器の出力と、最終巻径が最初の巻径
に対する比からｌな減じた所定値とに基づいて、巻径に
比例し低減してゆくトルクを表丁−次関数分の値と、巻
径の増大とともに増加するトルクを表丁二次関数分の値
と２計算した後、両川算値の台用になる値を前記回転駆
動機構に電流指令要素として入力する演算制御回路と、
前記−次間数分の値を表示する張力表示器とから張力制
御装置を構成したものであって、テーパ張力を保持した
回転制御を行いながら、該テーバ張力の変化の度合いを
表示可能となしたものである。

以下、本発明装置の１例について添付図面にもとつき詳
述する。

Ｇコじめに巻取張力・トルクの態様について説明すると
、定張力巻取りの場合、横軸に巻径を初めの巻径（ｄＯ
］　に対する比（ｒｔｌでとり、縦軸に定張力巻取りに
必要なトルクをとると、第１図に示Ｔように、初経（ｄ
Ｏ）時τ、のトルク（張力ｉＦと■るとτ、　　＝Ｆ・
−となる）で巻き始めれば、トルクτは巻径に比例して
増大■るが、その増加分は、初経Ｉｄｏｌ　のときＯ１
初径の２倍まで巻取ったとき１．３倍まで巻取ったとき
２τ、となり、ｎ倍まτ で巻取ったときはτ、（ｎ　　ｌ　）の一般式で表され
、従って直径比（ｎＪのときの巻取りに装丁るトルクτ
は τ＝τ、＋τ、（ｎ−１３・・・・・・・・・（Ａ）と
なる 一万・巻径の増大とともに巻径に対し一次関数的に減少
させて行く所謂テーノぐ張力の場合を考えると、その張
力減少巻を（ＫＪ％とじて、最終の最大巻径時における
初経（ｄＯ］　に対する比がＩＮｉであると、最大巻径
比（ＮＪのときに張力かに％減少するのであるから、任
意の巻径比（旬のときには、定張力巻取りに必要なトル
ク（こ減少率に％とそσ〕ときの巻径比の割合（／Ｎ−
０）とを乗じた値だけ前記トルクから減じた値がそのと
きの所要トルクとなるのであるから、該所要トルク（τ
ｔ）はとなり、これを整理すると に−ｒ、ｎ−ＩＫ・τＩ（ｎ−１）” τｔ＝τ亀十τ１（ｎ−１）　　（１丁丁”Ｎ−１＋ｌ
ｏ万　＠Ｎ−１’９１．・・・　（Ｂ） となる。

上式（１３）において、（）内の式は定張力巻取り所要
トルク力）ら減算Ｔべきトルク値な示しており、第２図
に示す通りである。

この第２図に示した内容とｉ１図に示した内容とを一つ
にまとめて表現したものが第３１万である。

このように式（ＢＪで表現したトルク理論式をアナログ
演算し所要の巻取りトルクを得るようにすれはテーパ張
力制御が可能である。

上記式（Ｂ）を書き面子と、 力減少率（８）で巻径に比例した一次関数的にトルクが
低減してゆく態様を示すものであり、−万、（）内は張
力減少率（ＫＪで巻径の増大とともにトルクが増加して
ゆく態様を示している。

ところで巻取用モータあるいは巻軸駆動用トルク可変軸
継手などの回転駆動機構（１）ご用いる場合に入力電流
に対して出力トルクが比例関係に存する機種を選べば上
式（ｃＪ中のτ、は制御対象としての電流１．に置き換
えられる。

この式（Ｄ）　Ｆ満足Ｔるように回転駆動機構［１１の
電流を制御子れば、テーバ張力による巻取り制御が可能
となるものであり、第４図に制御回路の１例を挙示して
いる。

第４ｍにおいて、（２１は張力設定器であって、入力電
流に比例した出力トルクを発生する巻取り用回転駆動機
構（１）の前記入力電流（ｊ−を設定するためのもので
ある。

（３）は巻径補正器で、適当なセンサＯこよって検出し
た巻取りロール状物の巻径を最初の巻径（ｄＯ）に対下
る比（旬から１を減じた値（ｎ−１）ｉ巻径増加の割合
〕として出力するようになっている。

（４）はテーバ張力率設定器であって、巻取張力２巻径
の増大に伴って一次関数的に漸減するときの最終巻径時
における張力減少率（Ｋ）％を設定するためのものであ
る。

それ等３つの入力関係器＋２１　、　＋３１　、　、＋
４１の各出力（ｉ　、）　、　［ｎ−１３，ＩＫ）と、
最終巻径が最初の巻径（ｄ　ｏ）に対する比（ＮＪから
１を減じた所定値ｌＮ−１）　　とにもとづいて前記回
転駆動機構（ＩＩに電流制御指令を与える演算制御回路
は、前記出力【ｊ、）と前記出力（ｎ−１）との乗算を
行う第１乗算回路（５）と、この第１乗算回路（５）の
出力（ｉ、・（ｎ−１））と前配出力（Ｋ）との乗算を
行う第２乗算回路（６）と、この第２乗算回路（６）の
出力（Ｋ−ｉ、・ｔｎ−１））の極性を反転下るインバ
ータ（７）と、該インバータ（７）の出力（−Ｋ　・１
．・＋ｎ−１）　）と出力（ｎ−１）との乗算を行う第
３乗算回路（８）と、インバータ（７）の出力（−Ｋ・
土、−（ｎ−１）　ｌと前記Ｂ「定値（Ｎ−１）の逆数
との乗算分行う第４乗算回路＋９１と、前記第３乗算回
路（８）の出力（−Ｋ・ｔ、−（ｎ−１）２　＋と所定
値１ｎ−１）　　の逆数との乗算を行う第５乗算回路（
１０ｊと、第４乗算回路（９）の出力［−に−４１・二
±〕と−１ 張力設定器（２］の出力（１１］とを合算するＩＥＩｍ
ｌ加算回路）の出力（ｉ、　（ｎ−１）　ｌと第５乗算
回路（１０）の出力（ｎ−１）２ １−Ｋ　−ｓ、・−７９−）とを合算する第２加算回路
（１３）と１それ等両肌算回路（１２１，（＋３１の各
出力＋１．−に−１゜回転駆動機構＋１１に入力する第
３加算回路（１４）とから構成されている。

そして、この回路に開運して第１加算回路（１２Ｊの出
力ｔｉ、−Ｋ・ｉ　、　−丁子）を表示する張力表示器
（ＩＩ）が設けられている。

上記演算制御回路は、ｍｌ加算回路（１２ｊの出力（ｉ
、−Ｋ・ｉ、−、了］が初経時のトルク（τＩ）から張
力減少率（ＫＪによって巻径に対し一次関数的に逓減し
てゆく張力変化（−次間数分］の態様分示し、−万、第
２加算回路（１４の出力（ｉ、　−（ｎ−１）　−Ｋ　
−ｉ、　−り変化（二次間数分Ｊの態様を示し、そして
、回転駆動機構（１）には前記ｆＤＪ式を満足せしめる
電流制御指令を与えることによって所期のテーバ張力制
御を正確に行うことができる。

そしてこの制御の過程で、テーバ張力で巻取り中の逓減
してゆく張力の状態を張力表示器（１１）によって時々
刻々読取ることができ科学的管理の面で有用なデータを
提供し得る。

以上のように本発明によれば、テーパ張力に対応した出
力を回転駆動機構（１）に発せしめるための制御回路を
初経時のトルクτ、から漸減して行く張力相当の一次関
数分と、巻径の増大に伴って上昇するトルク相当の二次
間数分とに区別して演算後その合成による電流指令要素
により回転駆動機構［＋１を制御するようにしたから、
巻径変化に応じた一次関数的に逓減してゆくテーバ張力
を正確に得ることができ、しかもその巻取過程において
前記−次間数分の値から逓減してゆく張力を時々刻々読
みとることが可能となり、巻取製品の品質を向上し得る
ことはもとより、運転の科学的管理をはかる上にも頗る
有効であって、ここに所期の目的は十分達成されるもの
であり、斯界に資するところ大なる発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は中心巻取方式の巻取機における巻
径とトルクの関係を示す特性線図、第３図は肌ｘｓ、第
２図の合成図、第４図は本発明装置の１例に係るブロッ
ク示制御回路図である。 ［１１・・・回転駆動機構、（２１・・・張力設定器。 （３）・・・巻径補正器、（４）・・・テーバ張力設定
器。 第１図 第２　図 手続補正書（自発） 昭和５８年２月７７日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示　　昭和５７年　％　　許　溜箱　１９
１１７７　号２、発明　の名称　　　　巻取機の張力制
御装置３、補正をする者 事件との関係　　特　許　　　出願人 （−］Ｅ　所　　　　　　　大阪市域東区関目２丁目９
番２２号氏名（名称）　　　　株式会社　不二鉄工所代
表者　松　本　忠　信 ４、代理人 居所　　　大阪市西区京町堀１丁目１２番１４号ｆｉ＋
　　明細書箱１及び第２頁の特許請求の範囲の檄の記載
を別紙の通りＧこ補正する。 ＋２１　　明細書箱５頁１０行目の「張力減少巻」とＩ
）るのを「張力減少率」に補正する。 （３）　　明細書第５頁１４行目の「減少率」とあるの
をＦ張力減少率」に補正する。 ｇ、添付書類の目録 ｆｉｌ　　別紙　　　１通 別　　　　　　　　　　　紙 、２特許請求の範囲 ｌ　入力端子に比例した出力トルクを発生する回転駆動
機１（ＩＩにより巻芯軸を駆動しシート状物を中心巻取
方式により巻取る巻取機において、前記入力電力１ｊ、
）を設定する張力設定器ｆ２ｉと、巻径を最初の巻径【
ｄＯ）に対する比＋ｎＪからｌｉ減じた値（ｎ−１］で
検出する巻径補正器（３］と、巻取張力な巻径の増大に
伴い一次関数的に漸減するときの最終巻径時における張
力減少率（Ｋ］を設定するテーパ張力設定器ｆ４１と、
それ等各群＋２１．１３１．１４１の出力【ｉｌｌ　、
　　１ｎ−１１、＋ＫＪならびに最終巻径が最初の巻径
１ｄ　ｏｌ　に対する比（Ｎ）から１を減じた所定値Ｉ
Ｎ数分との計算を各別に行った後、両肘算値の合計にな
る値を前記回転駆動機構＋１１に電流指令要素として入
力する演算制御回路と、前記−次間数分の計算値［１，
−Ｘｉ＋Ｘ丁；）を表示する張力表００ 示器（Ｉ々とを備えてなることを特徴とする張力制御装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　入力電流に比例した出力トルクご発生する回転駆動
   機構ｉｌ＋により巻芯軸を駆動しシート状物を中心巻取
   方式により巻取る巻取機において、前記入力電流（ｊ、
   〕　を設定する張力設定器（２）と、巻径を最初の巻径
   （ｄＯ）に対する比（ｎＪから１を減じた値（ｎ　−１
   ）で検出する巻径補正器（３）と、巻取張力を巻径の増
   大に伴い一次関数的に漸減するときの最終巻径時におけ
   る張力減少率（ＫＪを設定するテーパ張力設定器（４）
   と、それ等各器＋２１．　＋３１．　＋４１の出力（ｉ
   ｌｌ　、　　Ｉｎ　　１）　ｒ　（ＫＪならびに最終巻
   径が最初の巻径＋ａＯ）に対する比（ＮＪから１を減じ
   た所定値【ｎる二次間数分との計算を各別に行った後、
   両針算値の合泪になる値を前記回転駆動機構（１〕に電
   流指令要素として入力する演算制御回路と、１１１記−
   次間数分の泪算値＋　ｉ　１−−　×ｉ　１　Ｘ−］　
   　を表示１００　　　　　　　　Ｎ−１ する張力表示器（１２）とを備えてなることを特徴とす
   る張力制御装置。