JPS62250897A - 巻取装置における巻取速度制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は繊維、不織布、フィルム、ホイル、板紙、鉄板
等の帯状基材、もしくはワイヤー、糸。

線材等の糸状基材がコータ、ラミネータ、スリッタ、ワ
インダ、カッタ、コルゲータ、印刷機、圧延機、蒸着機
などで巻取られるときの基材の張力を一定に制御するた
めの巻取速度制御装置に関するものである。。

（従来の技術） 従来、帯状基材、糸状基材等を巻いた巻出ロールから巻
取ロールに前記基材を巻取るための巻取装置は、例えば
第６図に示すように、巻出ロール１０１は例えばパウダ
ークラッチ１０２を介して巻出ロール駆動用モータ１０
３で駆動される一方、巻取ロール１０４はパウダークラ
ッチ１０５を介して巻取ロール駆動用モータ１０６で駆
動され、巻出ロール１０１と巻取ロール１０４の中間に
設けられたメインフィードロール１１０との連動回転に
より基材１０７が巻取ロール１０４に巻取られるもので
ある。

上記巻取装置を制御するテンションコントロールシステ
ムはパウダークラッチ１０２及び巻出ロール駆動用モー
タ１０３をそれぞれ自動張力制御盤１０８からの駆動信
号によって制御し、またパウダークラッチ１０５及び巻
取ロール駆動用モータ１０６をそれぞれ自動張力制御Ｉ
盤１０９からの駆動信号によってｔＩＩＪ　ｔｉｌｌす
るものである。

なお、一般に前記巻出ロール駆動用モータ１０３及び巻
取ロール駆動用モータ１０６はサーボモータ、ステッピ
ングモータなどの高性能制御用モータが使用されている
。

さらに、前記巻出ロール１０１とメインフィードロール
１１０の中間部には基材１０７の張力変化に対応してそ
の位置を移動するダンサロール１１１が設けられる一方
、メインフィードロール１１０ど巻取ロール１０４の中
間部には同様に基材１０７の張力変化に対応してその位
置が移動する別のダンサロール１１２が設けられる。

基材１０７の張力を検出させるために、ダンサロール１
１１の位置を検出して同位置検出信号を基材１０７の実
際の張力信号として出力する張力検出センサ１１３を設
け、同張力信号が前記自動張力制ｍ＋盤１０８に入力さ
れると、自動張力制御Ｍ１０８は予め設定された基材１
０７の設定張力と前記張力信号対応の実際の張力とを比
較演算し、偏差を算出して同偏差に対応した補正駆動信
号を前記パウダークラッチ１０２に出力し、基材１０７
の実際の張力を前記設定張力に補正させるテンション制
御をする。

また、同様にダンサロール１１２の位置を検出して同位
置検出信号を基材１０７の実際の張力信号として出力す
る張力検出センサ１１４を設け、同張力信号が前記自動
張力制御盤１０９に入力されると、自動張カシＩｆ　Ｉ
ＩＩ盤１０９は予め設定された基材１０７の設定張力と
張力信号対応の実際の張力とを比較演算し、偏差を算出
して同偏差に対応した補正駆動信号を前記パウダークラ
ッチ１０５に出力し・基材１０７の実際の張力を前記設
定張力に補正させるテンション制御をする。

以上（７）Ｊ：つに従来の巻取装置におけるテンション
コントロールシステムは基材１０７が巻出ロール１０１
から巻取ロール１０４に巻取られる過程で基材１０７の
実際の張力を検出し、基材１０７の実際の張力が予め設
定された張力との間に差が生じた場合にはその偏差をゼ
ロにするようにパウダークラッチ１０２もしくはパウダ
ークラッチ１０５のスベリを変化させるフィードバック
式制御方法を採用していた。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように上記従来の巻取装置におけるテンションコ
ントロール装置にはダンサロール等と張力検出センサ等
から成る張力検出機構と、基材の張力を調整するための
パウダークラッチ等の張力調整機構とを必要としたため
装置全体としてｉ横が複雑になり、価格も高くなるとい
う問題があった。

そこで本発明においては、前記従来の巻取装置に必要で
あった前記張力検出機構と張力調整機構とを省いて構成
を単純化するとともに使用されるモータも汎用誘導モー
タに置換えて装置全体の価格を下げることを解決すべき
技術的課題とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記課題解決のための技術的手段は、巻取装置における
巻取速度制御装置を、帯状もしくは糸状の基材が巻かれ
た巻出Ｏ−ルをスベリ駆動により回転させる巻出駆動用
汎用誘導モータと、前記巻出ロールから巻出された基材
を巻取るための巻取ロールを回転させる巻取駆動用汎用
誘導モータと、前記基材が巻出ロールから巻取ロールに
巻取られる過程での基材の移動を検出して基材の移動速
度に対応したパルス信号を出力させるパルスエンコーダ
と、前記基材が巻出ロールから巻取ロールに巻取られる
ときの基材の張力を設定させるとともに前記巻出駆動用
汎用誘導モータに対して前記基材の設定張力に対応した
スベリ駆動をサセるための可変周波数可変電圧の駆動電
力を出力ざ才る巻出テンション制御部と、前記巻取ロー
ルが前記基材を巻取るときの巻取速度と巻取ロールの巻
芯径を設定させるとともに前記パルスエンコーダからの
パルス信号を入力し、前記基材の実際の巻取速度を演算
したうえ実際の巻取速度を前記設定巻取速度に収束させ
るための可変周波数可変電圧の補正駆動電力を前記巻取
駆動用汎用誘導モータに出力させる巻取制御部とを備え
る構成にすることである。

（作用） 上記構成の巻取速度制御装置によれば、巻出ロールに巻
かれた帯状もしくは糸状の基材が巻取ロールに巻取可能
にセットされた状態で、巻出テンション制御部において
前記基材が巻出ロールから巻取ロールに巻取られるとき
の基材の張力が設定され、さらに巻取制御部において巻
取ロールが基材を巻取るときの巻取速度と巻取ロールの
巻芯径とが設定されたあと、巻出テンション制御部及び
巻取制御部に外部から起動信号が入力されると、巻出テ
ンション制御部から巻出駆動用汎用誘導モータに対して
前記基材の設定張力に対応したスベリ駆動をさせるため
の可変周波数可変電圧の駆動電力が出力される一方、巻
取制御部から巻取駆動用汎用誘導モータに対して前記設
定巻取速度に対応した可変周波数可変電圧の駆動電力が
出力される。その結果、巻出駆動用汎用誘導モータが巻
出ロールをスベリ駆動により回転させ、巻取駆動用汎用
誘導モータが巻取ロールを回転させて前記基材の巻取り
を開始させる。基材の巻取りが開始されるとパルスエン
コーダから基材の巻取速度に対応したパルス信号が巻取
制師部に入力される。巻取制御部は入力されるパルス信
号をカウントし、基材の実際の巻取速度を演算したうえ
実際の巻取速度を前記設定巻取速度に収束させる補正駆
動電力を前記巻取駆動用汎用誘導モータに出力し、巻取
ロールが基材を常に一定の巻取速度で巻取るように駆動
させる。

（実施例） 次に本発明の一実施例の構成を第１図及び第２図に従っ
て説明する。

第１図は巻出ロール１に巻かれた基材、例えばフィルム
２を巻取ロール３に巻取るための巻取装置ＷＥの略体図
である。巻出ロール１と巻取口〜ル３の間には、フィル
ム２が巻取ロール３に巻取られるときの巻取速度■に対
応したパルス信号を出力させるためのパルスエンコーダ
４が取付けられる。また第２図は前記巻出ロール１を回
転させる巻出駆動用三相誘導モータ［Ｍｌと、巻取ロー
ル３を回転させる巻取駆動用三相誘導モータＩＭ２との
それぞれに対して駆＠電力を出力する駆動回路を示した
ものである。図から明らかなように巻出駆動用三相誘導
モータＩＭＩは巻出テンションコントローラ５に接続さ
れ、また、巻取駆動用三相誘導モータＩＭ２は巻取コン
トローラ６に接続される。

前記巻出テンションコントローラ５．及び巻取コントロ
ーラ６は同一の構成を有し、それぞれのコントローラに
は前記基材の張力、及び巻取速度、巻取ロール３の巻芯
径などを設定するためのキーボード及び表示装置を廂え
た設定部Ａ１と、同設定部Ａ１で゛設定された情報を入
力して同設定情報をモータ駆動制御信号、例えばパルス
幅変調制御信号（以下ＰＷＭ信号と記載）に変換して出
力するマイクロコンピュータＡ２と、マイクロコンピュ
ータＡ２から出力されたＰＷＭ信号を入力してレベル変
換したうえ外部に出力するインターフェースＡ３と、同
インターフェースＡ３から出力されたＰＷＭ信号を入力
し、同ＰＷＭ信号に対応した周波数と電圧を有する三相
交流電力に変換したうえ三相誘導モータに出力する出力
回路Ａ４と、同出力回路Ａ４を保護するための保護回路
Ａ５とのそれぞれで構成される。

なお、それぞれのコントローラの外部回路には、前記そ
れぞれの三相誘導モータＩＭ１．ＩＭ２を正転駆動させ
るための正転指令スイッチＳＷＦと、逆転駆動させるた
めの逆転指令スイッチＳＷＢとが接続され、通常は正転
指令スイッチＳＷＦがオンされ逆転指令スイッチＳＷＢ
がオフにセットされる。

次に本実施例の作用を説明する。

巻出ロール１に巻かれたフィルム２が巻取ロール３に巻
取られるようにセットされ、ざらに巻出テンションコン
トローラ５．及び巻取コントローラ６に三相電源が給電
された状態で巻出テンションコントローラ５の設定部Ａ
１でフィルム２の巻出張力が設定され、巻取コントロー
ラ６の設定部Ａ１でフィルム２の巻取速度及び巻取ロー
ル３の巻芯径が設定されて巻取装置の作動を開始させる
条件が整う。

巻取装置の作動開始条件が整うと、第３図に示す巻出制
御フローチャートのステップＳＴＩにおいて、巻出テン
ションコントローラ５のマイクロコンピュータＡ２は設
定部Ａ１で設定されたフィルム２の巻出張力データを読
取り、同データに基づいて巻出駆動用三相誘導モータＩ
Ｍ１がフィルム２に対して巻出方向とは反対の方向のト
ルクを出力するための駆動電力の周波数と電圧とを予め
プログラムされた演算式により演算する。ステップＳＴ
２において前ステップで演算された周波数と電圧とを有
する駆動電力を出力回路△４から出力させるためのＰＷ
Ｍ信号のオン、オフ比を予めプログラムされた演算式よ
り演算する。次に、ステップＳＴ３において外部から巻
取装置の始動指令信号が入力されているかどうかを判断
し、もし始動指令信号が入力されていなければ始動指令
信号の入力を待ち、次のステップＳＴ４において前記ス
テップＳＴ２で演算されたオン、オフ比を有するＰＷＭ
信号をインターフェースＡ３に出力し、インターフェー
スＡ３からレベル変換されたＰＷＭ信号を出力回路Ａ４
に出力させ、出力回路Ａ４から前記ステップＳＴＩで演
算された周波数と電圧とを有する駆ｅ電力を巻出駆動用
三相誘導モータＩＭ１に出力し、同モータＩＭ１がフィ
ルム２に対して設定された巻出張力に等しい張力を掛け
るように駆動させる。

次に、第４図に示す巻取制御フローチャートに基づいて
巻取コントローラ６のマイクロコンピュータΔ２のメイ
ンルーチン及び第５図に示すサブルーチンを説明する。

マイクロコンピュータＡ２はステップＳＴ１において、
前記設定部Ａ１で設定された・巻取駆動用三相誘導モー
タＩＭ２の巻取速度及び巻取ロール３の巻芯径のそれぞ
れのデータを読取り、同データを記憶するとともに、最
初、巻取駆動用三相誘導モータＩＭ２を定格トルクで駆
動させるための駆動周波数、駆ｖＪ電圧を予めプログラ
ミングされた演算式により算出する。ステップＳＴ２に
おいて、前ステップで演算された駆動周波数、駆ｖＪ電
圧を出力回路Ａ４から出力させるためのＰＷＭ信号のオ
ンオフ比を予めプログラミングされた演算式により算出
する。ステップＳＴ３において巻取装置ＷＥを始動させ
るための始動指令信号が入力されているかどうかを判断
し、同始動旧令信号が入力されたと判断したときに、ス
テップＳＴ４を実行する。

ステップＳＴ４において、前記ステップＳＴ２で演算さ
れたオンオフ比を有するＰＷＭ信号をインターフェース
Ａ３に出力し、インターフェースＡ３からレベル変換さ
れｔ−Ｐ　Ｗ　Ｍ信号を出力回路Ａ４に出力させ、出力
回路Ａ４から前記ステップＳＴ１で演算された周波数と
電圧を有する駆ｖＪ電力を巻取駆動用三相誘導モータ２
に出力させ、同モータＩＭ２の回転を開始させる。この
ときの巻取ロール３の巻き径をｒ１巻取速度をＶとする
と同モータＩＭ２の回転数はＮ＝Ｖ／２πｒ　（ｒ、ｐ
。

ｌ）となる。同モータＩＭ２が回転を開始するとマイク
ロコンピュータＡ２はステップＳＴ５においてパルスエ
ンコーダ４からの前記フィルム２の移動速度対応のパル
ス信号を入力してカウントし、巻取駆動用三相誘導モー
タＩＭ２の回転速度を演算する。ステップＳＴ６におい
て巻取駆動用三相誘導モータＩＭ２が定格トルクを出力
するまで立上がったかどうかを判断し、立上がったと判
断したときに、ステップＳＴ７において巻取駆動用三相
誘導モータＩＭ２をＰ　Ｉ　ｉＩｉ制御、すなわら比例
積分制御するための第５図に示すサブルーチンを例えば
２４．４ｍ５ＥＣ毎に実行する。

第５図に示すサブルーチンのステップ５ＳＴＩにおいて
、巻取駆動用三相誘導モータＩＭ２が定格トルクを出力
するまで立上がってから、２４．４ｍＳ［０問にｄ３Ｃ
プるパルスエンコーダ４からの実際のパルス信号数の増
加分をΔＰＬＳ、予め設定部Ａ１で設定された前記巻取
速度における２４．４ｍ５ＥＣ間の演０パルス信号数増
加分をαとしてα−ΔＰＬＳの演算を行なう。サブルー
チンのステップ５ＳＴ２において前記α−ΔＰＬＳの演
算を２４．４１１１ＳＥＣ毎に行なうたびに演算データ
をマイクロコンピュータＡ２の５個のレジスタに順次格
納する。次のステップ５ＳＴ３において前記α−ΔＰＬ
Ｓの演算を５回行なったかどうかを判断し、５回行なっ
たと判断したときに次のステップＳ　Ｓ　−ｒ　４にお
いて前記５個のそれぞれのレジスタに格納されたα−Δ
ＰＬＳの演算データの和を演算しそれをａとするととも
に、第５回目に＠算されたα−ΔＰＬＳの値をｂとして
Ａ＝ａ÷２５０及びＢ＝ｔ）÷５０を演算し、Ａ及びＢ
を算出する。ここで２５０は巻取られる基材と巻取装置
の特性に対応して定められる定数であり、定数５０は前
記２５０を５で割口した値である。

上記Ａ、Ｂを演算したあと、ステップ５ＳＴ５において
巻取駆動用三相誘導モーターＭ２に出力Ａ＋Ｂ させる駆！ＦＪＪ電力の周波数をＨｚ　−−のように補
正し、巻取駆動用三相誘導モーターＭ２の回転速度を補
正して実際の巻取速度を設定巻取速度に収束させたあと
メインルーチンにリターンさせる。ただし上記Ｈｚは上
記駆動電力の補正性周波数である。

サブルーチンを実行してメインルーチンにリターンする
とメインルーチンのステップＳＴ８において巻取装置Ｗ
Ｅを停止させるための停止指令信号が入力されているか
どうかを判断し、同停止指令信号が入力されていると判
断した場合には、ステップＳＴ９で巻取駆動用三相誘導
モーターＭ２に対する駆！！！ｌ電力の出力を停止させ
、巻取装置ＷＥを停止させる。

以上のように前記巻出テンションコントローラ５は巻出
駆動用三相誘導モータＩＭＩをスベリ駆動さぜる一方、
巻取コントローラ６は巻取駆動用三相誘導モータＩＭ２
を定速制御して巻取ロール３がフィルム２を巻取るとき
の巻取速度を一定にさせる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば巻出ロールを駆動するモー
タと巻取ロールを駆動するモータとに安価な汎用誘導モ
ータを使用することによって巻出ロールに巻かれた帯状
もしくは糸状の基材を一定の速度で巻取ることができ、
かつ従来の巻取装置に必要であった前記張力検出機構と
張力調整機構とを省くことができるために、巻取装置を
構造簡単にして安価に提供することができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例に係り、第１図は巻取装置構成
説明図、第２図は巻取装置の電気制御回路図、第３図は
巻出制御フローチャート図、第４図及び第５図は巻取制
御フローチャート図、第６図は従来の巻取装置構成説明
図である。 １・・・巻出ロール ２・・・フィルム ３・・・巻取ロール ４・・・パルスエンコーダ ５・・・巻取テンションコントローラ ６・・・巻取コントローラ ＩＭｌ・・・巻出駆動用三相誘導モータＩＭ２・・・巻
取駆動用三相誘導モータＡ１・・・設　　定　　部 Ａ２・・・マイクロコンピュータ Ａ３・・・インターフェース Ａ４・・・出力回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 帯状もしくは糸状の基材が巻かれた巻出ロールをスベリ
   駆動により回転させる巻出駆動用汎用誘導モータと、前
   記巻出ロールから巻出された基材を巻取るための巻取ロ
   ールを回転させる巻取駆動用汎用誘導モータと、前記基
   材が巻出ロールから巻取ロールに巻取られる過程での基
   材の移動を検出して基材の移動速度に対応したパルス信
   号を出力させるパルスエンコーダと、前記基材が巻出ロ
   ールから巻取ロールに巻取られるときの基材の張力を設
   定させるとともに前記巻出駆動用汎用誘導モータに対し
   て前記基材の設定張力に対応したスベリ駆動をさせるた
   めの可変周波数可変電圧の駆動電力を出力させる巻出テ
   ンション制御部と、前記巻取ロールが前記基材を巻取る
   ときの巻取速度と巻取ロールの巻芯径を設定させるとと
   もに前記パルスエンコーダからのパルス信号を入力し、
   前記基材の実際の巻取速度を演算したうえ実際の巻取速
   度を前記設定巻取速度に収束させるための可変周波数可
   変電圧の補正駆動電力を前記巻取駆動用汎用誘導モータ
   に出力させる巻取制御部とを備えることを特徴とする巻
   取装置における巻取速度制御装置。