JPS6231667A - 張力制御方法及び装置 - Google Patents

張力制御方法及び装置

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JPS6231667A
JPS6231667A JP17037285A JP17037285A JPS6231667A JP S6231667 A JPS6231667 A JP S6231667A JP 17037285 A JP17037285 A JP 17037285A JP 17037285 A JP17037285 A JP 17037285A JP S6231667 A JPS6231667 A JP S6231667A
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JP
Japan
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shaft
brake
tension
filament
rotation
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Hidenori Imashiro
今城 秀紀
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TOUDAI DENKI SEISAKUSHO KK
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TOUDAI DENKI SEISAKUSHO KK
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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 この発明は、回転制御に関するものであり、特に線状物
、条状物(以下線条物という)の巻取り装置における巻
取り張力を所定の値に保つための回転制御の方法と装置
に関するものである。
従  来  例 糸、紙、銅帯等の線条物は、製造、加工に際して円筒状
の巻取りドラムに巻取られロール状にされる。この巻取
りにおいて、巻取りドラムを一定速度で回転させて巻取
るならば、巻取り径の増大に伴い、巻取られる線条物に
加わる巻取り張力及び巻取り速度が変化するので、線条
物の破損が生じる又はロールの品質が低下する等の問題
が起こる。従って、通常の巻取りでは、巻取り張力及び
巻取り速度を一定にするように制御されている。
そして上記従来の巻取り装置では、上記張力及び速度を
検出するために巻取り張力検出装置及び巻取り速度検出
装置を設けて、その検出値をフィードバックして所定値
と比較し、その差に応じて巻取り速度及び張力の調整を
行うようにしている。
ところで、上記張力検出装置としては、段差ローラが用
いられており、該段差ローラは線条物の種類に応じてロ
ーラの重量等を設計しなければならず、また線条物の品
質を低下させる等の欠点があった。
問題点を解決するための手段 この発明は上記従来の事情に鑑みて提案されたちのであ
って、線条物の張力を非接触で制御できる簡単な方法を
得ることを目的とするものである。
また、上記方法を正確に実現することができる極めて簡
単な構成の装置を得ることを目的とするものである。
上記目的を達成するために、この発明は、巻出しドラム
軸と制動軸を、ねじれ弾性体で連結している。この構成
において、両輪が回転しているときの上記弾性体のねじ
れ角、すなわち両輪の位相角φが検出できた場合、該角
φに基づいて、上記回転系にかかる張力Fは F−k・φ (r:線条物の半径) なる演算で現在の張力Fを求めることができる。
従って該値と、予め設定された所期の張力1”oとを比
較することによって、制動機に対する制御信号を作るこ
とができるのである。
上記位相差φは、両軸の回転に同期した2つの回転パル
ス信号の位相差に対応する時間に発生するクロックパル
スn2と、何れかの回転パルスの1周期に発生するクロ
ックパルス数01とからルスの数) で表わすことができ、従って上記張力は、で表わすこと
ができる。
上記クロックパルス数n1とn2を計数するために、先
ず両軸の回転基準位置に対応する2つの上記回転パルス
信号が作られ、その何れかの信号に基づいて、何れかの
軸が1回転する間に第10カウンタを動作させてnlを
得、また、両輪の位相差に対応する時間に第2のカウン
タを動作させてn2を得るようにするのである。
上記ねじれ弾性体としてはいわゆるトーションバーと称
する鋼棒を用いてもよいし、またこの発明に適合するよ
うに、特に設計された弾性体であってもよい。
実施例及び作用 先ず、第3図はこの発明が適用される線条物の巻取り装
置の概要を示すものである。制動Vs12で制動がかけ
られている送出し軸1には、線条物Aが巻取られた送出
しドラムD1が連結されており、該線条物Aを電動機1
3で駆動される巻取り軸14に連結された巻取りドラム
D2に巻取るようになっている。
上記送出し軸1と制動11i12と直接に連動している
制動機2とは、この発明に係る回転トルクセンサ部10
を介して連結されており、該センサ部10には、以下に
説明するエンコーダ4とねじれ弾性体3が納められてい
る。尚、巻取り側にも駆動軸15と巻取り軸14の間に
、センサ部10が介在しており、この明細書では詳しく
説明しない巻取り速度の制御に用いられる。
第1図はこの発明を上記の線条物巻取り装置の送出し側
に適用した場合の実施例を示すものであり、第2図はそ
のタイミングチャートを示すものである。制動機12の
制動軸2と送出し軸1が、ねじれ弾性体3によって連結
されており、更に両軸には、第1と第2の回転基準位置
検出器よりなるエンコーダ4が取付けられている。該ね
じれ弾性体3は、いわゆるトーションバーと称される鋼
棒であってもよいが、この発明のために、特に設計され
たものであってもよい。上記エンコーダ4は、透光穴4
2a、42bを有する回転板41a、    ・41b
を、上記両軸に同軸に取付け、該回転板41a、41b
の一側に配置した発光素子43a143bからか透光穴
42a、42bのを透過して、回転板41a、41bの
他側に透過する光を、該回転板41a、41bの他側に
配置した受光素子44a、44bで受けるようになって
いる。
尚、上記透光穴42a、42bは各回転板41a、41
bにひとつだけでなく、等位相角を保つて複数個Pを設
けてもよく、この場合、各回転板41a、41bが1回
転するごとにP個の回転パルスが得られることになる。
尚、上記のように光学的に回転基準位置を検出する構成
に代えて、磁気的に回転基準位置を検出する構成を採用
することができる。
上記の構成において、両軸1.2が回転すると、送出し
軸1の位相が制動軸の位相より進んだ状態で回転し、受
光素子44a、44bからは、第2図(a)’ 、(b
)に示すように送出し軸1の回転に同期したパルス信号
P+ 、P2は、インターフェイス21に入力され、該
インターフェイス21からは、パルス信号P1に基づい
て、該パルス信号P1の2周期を1周期とするパルス信
号p3と、上記パルス信号P1とP2の各パルスの位相
差に対応するパルス信号PLが出力される。
パルス信号P3は、カウンタ22に入力され、下記CP
U25から、インターフェイス21にカウント開始指令
が与えられた後(例えば時間j+)、該カウンタ22は
、パルス信号p3が’L”(又は’H”)のときにクロ
ックパルスCKの数(nl)を計数する。
また、パルス信号Ptは、カウンタ23に入力され、上
記カウント開始信号p5が入力された後、該カウンタ2
3はパルス信号pLが”L”(又は“H″)の時に入力
されているクロックパルスGKの数(n2)を計数する
このようにして、カウンタ22と23で計数された値は
パルス信号P2に同期して割込み処理回路27から出力
される割込み信号P5によってCPU25に読込まれる
ようになっている。
更にCPU25には、巻出し線条物の半径rに対応する
信号が、半径検出手段6の半径演算手段24から、上記
割込み信号P5が入力されたタイミングで入力される。
上記半径検出手段6としては、光又は音波を送出し軸1
に巻取られた線条物Aに向けて発射し、それが反射して
受信されるまでの時間から計算する通常の手段を用いる
ことが可能である。その他接触型、非接触型の各種方法
を採用することができる。
ところで、上記カウンタ22/n1:23でカウントさ
れる上記クロックパルスCKがfOH2であるとすると
、回転数N(ro m)はで求めることができ、またねじれ弾性体のねじれ
角φは で求めることができる。
ねじれ角φと上記回転系にかかるトルクTとの関係は、 T=k・φ         ・・・(3)(k:弾性
体のばね係数) で表わすことかできるので、トルクTはで表わすことが
でき、張力Fは、 と表わすことができる。
従って張力Fは、線条物の半径rをカウンタ22/n1
:23のカウント数n1、n2とから算出できることに
なる。
一方、CPPLJ25にはオペレータが予め希望する張
力Foが設定器26から設定されており、上記のように
して得られた現在の張力Fと、予め設定された張力FO
が制御信号出力インターフェイス27で比較されてFo
>Fであるときには、制動機の界磁を強めるための、ま
たFo<Fであるときには弱めるための制御信号を出力
するようになっている。
尚、上記計算過程で得ることができる回転数Nとトルク
Tとは表示装置28に表示してオペレータに確認させる
こともできるのである。また回転@Nは、上記方法を用
いないで伯の公知の方法を用いて計測してもよい。
以上、第3図に示した線条物の巻取り装置に、この発明
を適用した場合についてのみ説明したが、この発明は、
第4図に示した線条物の巻取り装置にも適用できる。す
なわち、第4図において送り出しドラム(図外)から巻
取りドラムD2に巻取られる線条物は、一旦折返しロー
ル61で折返した後、ブレーキロール62で再ひもとの
方向に折返して巻取りドラムD2に巻取られるようにな
っており、更に、上記ブレーキロール62に接している
線条物への上方からはピンチロール63が接し、線条物
の滑りを防止するようになっている。
上記ブレーキロール62は、この発明の一部を構成する
回転トルクセンサ部10を介して制動機12と運動する
ようになっているのである。制動機12は第1図に示し
たような装置を用いて制御されるようになっているので
ある。
効     果 以上説明したように、この発明は、送出し軸と制動軸を
ねじれ弾性体で連結し、両輪の位相角φと送出し軸に巻
取られている線条物の半径rとから線条物の現在の張力
「を求めることによって、制動機の界磁を制御するよう
になっており、且つ上記位相角φ及び半径は非接角で求
めることができるので、線条物の張力を制御できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示すブロック回路図、
第2図は第1図の回路に使用される各種信号・を示すタ
イミングヂャート、第3図は線条物の巻取りシステムの
概念図、第4図は線条物の巻取りシステムの他の概念図
である。 1・・・送出し軸    A・・・線条物12・・・制
動機    13・・・電動機14・・・巻取り@  
 15・・・駆動軸2・・・制動軸     3・・・
ねじれ弾性体4・・・エンコーダ 41a、41b・・・回転板 42a、42b−・・透光穴 43a、43b−・・発光素子、 44a144b・・・受光素子 10・・・回転トルクセンサ部 21・・・インターフライス 22・・・カウンタ 25・・・CPU 23・・・カウンタ 24・・・半径演算手段 27・・・割込み処理回路 6・・・半径検出手段 28・・・演算結果表示回路 (以 上) 第2図 第3図 Δ 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [1]制動機で制動がかけられた巻出しドラムに巻取ら
    れた線条物又は、制動機で制動がかけられたブレーキロ
    ール軸に接触した線条物を電動機で駆動される巻取ドラ
    ムに巻取る線条物の巻取装置において、 (a)ねじれ弾性体で連結された巻出しドラム軸又は、
    ブレーキロールと制御軸のそれぞれの回転に同期した少
    なくとも1回転に1パルスの回転パルス信号を得るステ
    ップ、 (b)上記巻出しドラム又はブレーキロールに巻取られ
    ている線条物の半径rを得るステップ、(c)上記2つ
    の回転パルスに基づいて得られる2つの軸の位相角φと
    、送出し軸に巻取られた線条物の半径に基づいて、線条
    物の現在の張力FをF=(k・φ)/rなる関係から求
    めるステップ、 (d)上記張力Fと所期の張力Foとを比較して、制御
    機に対する界磁制御信号を発生させるステップとよりな
    ることを特徴とする張力制御方法。 [2]上記2つの軸の回転に同期した2つの回転パルス
    信号のうちの何れか一方の信号の1周期に発生するクロ
    ックパルスの数n_1と、上記2つのパルス信号の位相
    差に対応する時間に発生するクロックパルスの数n_2
    より φ=k・2π・n_2/n_1 (k・ばね系数) で算出される特許請求の範囲第1項記載の回転制御方法
    。 [3]制動機で、制動がかけられた巻出しドラムに巻取
    られた線条物又は、制動機で制動がかけられたロール軸
    と接触する線条物を電動機で駆動される巻取りドラムに
    巻取る線条物の巻取り装置において、 (a)巻出しドラム軸又は、ブレーキロールと、制動軸
    とを連結する、ねじれ弾性体と、 (b)巻出しドラム軸又はブレーキロールの回転に同期
    する回転パルス信号と、制動軸のそれぞれの回転に同期
    する少なくとも1回転に1パルスの回転パルス信号を発
    生するエンコーダと、 (c)巻出しドラムに巻かれている線条物の半径rを計
    測する手段と、 (d)上記エンコーダから得られる2つの回転パルスに
    基づいて得られる両軸の位相φと、上記半径計測手段か
    ら得られる半径rとから線条物の張力Fを求める演算手
    段、 (e)上記算出された張力と予め設定された所期の張力
    Foとを比較して、制動機の界磁巻線に対する制御信号
    を出力する手段とよりなる張力制御装置。 [4]上記エンコーダが、巻取りドラム軸に取付けられ
    た該巻取りドラム軸の回転基準位置が表示された円板と
    、 上記表示された基準位置を光学的又は磁気的に検出する
    検知器とよりなる第1のエンコーダと、制動軸に取付け
    られた該制動軸の回転基準位置が表示された円板と、 上記表示された基準位置を光学的又は磁気的に検出する
    検知器とよりなる第2のエンコーダとより構成される特
    許請求の範囲第3項記載の張力制御装置。 [5]上記演算手段が、 上記2つの回転パルスの何れか一方の1周期に発生する
    クロックパルスの数n_1を計数する第1のカウンタと
    、 上記エンコーダから得られる2つの回転パルスの位相差
    に対応する時間に発生するクロックパルスの数n_2を
    計数する第2のカウンタと、上記n_1とn_2と、更
    に半径計測手段から得られる半径rとから F=2π/P・n_2/n_1・k/r (k:ばね系数)(2π/P・n_2/n_1:位相角
    φ)(P:回転で得られる回転パルスの数) を演算するCPUとからなる特許請求の範囲第3項記載
    の張力制御装置。
JP17037285A 1985-08-01 1985-08-01 張力制御方法及び装置 Granted JPS6231667A (ja)

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JPH0210067B2 JPH0210067B2 (ja) 1990-03-06

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63310466A (ja) * 1987-06-10 1988-12-19 Murata Mach Ltd 自動ワインダ−におけるテンション制御方法
JPS6413375A (en) * 1987-07-03 1989-01-18 Murata Machinery Ltd Yarn winding method
JPS6487456A (en) * 1987-09-28 1989-03-31 Sekisui Chemical Co Ltd Adjusting method for tensile force of sheet
KR101034356B1 (ko) * 2006-03-27 2011-05-16 여상현 선재의 재권취장치 및 그 방법

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