JPS63180666A - 巻き固さ制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は紙やフィルム、鉄等の帯状物の連続加工処理ラ
インにおいて材料を巻き取る際の巻き固さを最適制御す
る巻き固さ制御装置に関する。

（従来の技術） 従来から紙、フィルム、鉄等の帯状物の連続加工処理ラ
インにおいては、材料の巻き取りのためにワインダ設備
が用いられるが、−例として紙のワインダ設備に適用さ
れる巻き固さ制御装置を第４図のブロック図に示す。

同図に示すように、巻戻しコイルＩＡは巻戻しコイル駆
動用電動機２によって駆動される。この電動機２は電動
機ドライブ装置３によって駆動される。テンション制御
回路４は巻戻しコイルＩＡに巻戻された材料ＩＢに張力
を与える。テーパーテンション設定器５はテーパーテン
ション設定値を出力し、テンション制御回路４に送出す
る。第１、第２の各ドラム６．７は巻き取りコイルＩＣ
を駆動するべくドラム駆動用電動機８，９によって回動
される。電動機ドライブ装置１０．１１はドラム駆動用
電動機８．９を駆動する。なお、トルク差制御回路１２
はドラム６．７間にトルク差を発生させるが、このトル
ク差はトルク差設定器１３によって設定される。一方、
ライダーロール１４は巻き取りコイルＩＣを上部から押
し付ける作用を何するが、その押し付は圧は加圧ユニッ
ト１５によって発生される。ライダー加圧制御回路１６
は加圧ユニット１５に加圧値を出力しているが、その加
圧設定値はライダー加圧設定器１７から与えられる。テ
ーパーテンション設定器５、トルク差設定器１３、ライ
ダー加圧設定器１７の各設定器には巻き取りコイル径信
号１８がパラメータとして入力される。

かかる構成において、与えられた巻き取りコイル径信号
１８に対して、第５図の特性図に示すようなテーパーテ
ンションの設定値、第６図の特性図に示すようなトルク
差の設定値、第７図の特性図に示すようなライダー加圧
の設定値がそれぞれテーハーア／ジョン設定Ｓ５、トル
ク差設定器１３、ライダー加圧設定器１７の各設定器に
よって設定される。

この場合、テーパーテンション値はテンション制御回路
４の作用により巻き取りコイル径が巻き太るにつれて材
料に与える張力を弱める方向に制御される。一方、トル
ク差値はトルク制御回路１２の作用により巻き川めはド
ラム７のトルクがドラム６のトルクより大きく、巻き終
りはドラム７のトルクがドラム６のトルクより小さくな
るようなトルクをドラム６．７に与えることによって制
御される。さらに、ライダー加圧値はライダー加圧制御
回路１６の作用により巻き初めは巻き取りコイルに加え
る圧力を強く、巻き終りは圧力を弱くするような圧力を
加圧ユニット１５からライダロール１４に与えることに
よって制御される。

その結果、巻き取りコイルＩＣは芯側に近いほど固く巻
かれ、外側に近いほどゆるく巻かれる。

このような巻き固さの制御を行なうと、巻きコイルの芯
部分にかかる０重を減少させ、さらに芯部分の祠料間の
すきまを減少させることができるため、芯部分に巻き取
りしわがよるのを防止し製品品質を向−卜させることが
できる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来の巻き同さ制御装置では、コイル径の変
化に対する巻き固さの瓜が定量的に把握されていないた
め、巻き」二かり状態を確認する場合、操作員の目視に
頼るほかはなかった。また、制御自体も巻き固さ量に対
してはまったくオーブンループで行なわれるため巻き固
さの制御精度が低く、製品品質の向上には限界があった
。

従って、本発明の目的は上記従来技術の制御性に関する
問題点を解消し、巻き固さ瓜を定量的に検知することに
より精度の高い巻き固さ制御を実現し得る巻き固さ制御
装置を提供することにある。

［発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明の巻き固さ制御装置は、連続した材料を巻取装置
に巻き取る際の巻き固さ量を与える駆動系と、巻き取り
長さの検出信号、単位下面面積あたり重量値、材料幅、
および巻き取りコイルのコイル径より巻き取り材料の巻
き固さ瓜を演算する演算手段と、巻き取りコイルのコイ
ル径に対応した所定の巻き固さ口を材料別に設定できる
設定手段と、設定手段による設定値と演算手段によって
算出された演算値との偏差信号を巻き固さの補正信号と
して駆動系に送出する補正手段とを備えたことを特徴と
するものである。

（作　用） 本発明の巻き固さ制御装置によれば、巻き固さ量を定量
的に検知するとともにこれを材料と巻き取りコイル径か
ら算出した設定値と比較して巻き固さの偏差量を得、こ
の偏差量を補正値として巻き固さ量を決定する駆動系に
与えることにより所望の巻き固さ量を得ることができる
。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る巻き固さ制御装置のブ
ロック図で、特に第４図の構成におけるテーパーテンシ
ョン設定器５、トルク差設定器１３、ライダー加圧設定
器１７に補正値を与える構成を例示するものである。同
図において、巻き固さ演算器１９は巻き取りコイル径信
号１８、ドラム６のつながっている電動機８に付属する
パルスジェネレータ（図示せず）からの巻き取り長さ演
算用パルス信号２０、デジタルスイッチ等の設定器に設
定された巻取材料の単位平面面積あたりの重量値を表す
重量値信号２１、材料幅信号２２等から巻き固さ量を演
算し、巻き固さ演算値信号２３を出力する。一方、巻き
固さ設定器２４は巻き固さ瓜の設定を変更する材料の銘
柄Ｎ６信号２５およびコイル径信号］８から巻き固さ設
定値信号２６を発生する。減算器２７は巻き固さ設定器
２４からの巻き固さ設定値信号２６と巻き固さ演算器１
９からの巻き固さ値信号２３を突き合わせ、巻き固さの
偏差量を演算し、偏差量信号２７Ａを比例積分器２８Ａ
、２８Ｂ、２８Ｃに送出する。比例積分器２８Ａ、２８
Ｂ、２８Ｃはそれぞれ偏差量信号２７ＡをＰＩ要素を加
味した新たな偏差量信号２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに変換
する。重み係数発生器３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは偏差量
信号２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃを巻き取りコイル径信号１
８に対して補正するための重み係数信号３１Ａ、３１Ｂ
、３１Ｃを発生する。これらの重み係数信号３１Ａ、３
１Ｂ、３１Ｃによる重み係数をそれぞれ偏差量信号２９
Ａ、２９Ｂ。

２９Ｃによる偏差量に対して乗算器３２Ａ。

３２Ｂ、３２Ｃにより乗算し重み係数を含んだ補正信号
３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃを得てこれをそれぞれテーパー
テンション設定器５、トルク差設定器１３、ライダー加
圧設定器１７に送出する。他は第４図のものと変わりが
ない。

かかる構成において、巻き固さ演算器１９はパルス信号
２０に基づいてこれが単位巻き取り長さに達するごとに
巻き取りコイル径信号１８から巻き取りコイル径変化分
Δ「に対応する断面積の変化量ΔＤを求め、これに材料
幅信号２２による材料幅を乗算し、巻き積りコイルＩＣ
の体積変化量ΔＶを算出する。一方、単位巻き取り長さ
に材料幅を乗算して巻き取り材料の単位巻き取り長さ当
りの平面面積を算出し、これに単位平面面積あたりの重
量値を乗算して単位巻き取り長さ当りの重量変化量ΔＷ
を算出する。巻き固さ、つまり密度は重量変化量ΔＷを
体積変化量ΔＶで除算して得られ、巻き固さ演算器１９
はこれを巻き固さ演算値信号２３として出力する。

一方、巻き固さ設定器２４は巻き取りコイル径の芯部性
にしわを発生させないようにするために第２図の特性図
に示すようにコイル密度が巻き初めは相対的に高く、巻
き終りは相対的に低くするような密度設定を材料の銘柄
ごとに銘柄ＮＯ倍信号５に対応して巻き取りコイル径信
号１８に対して設定し、巻き固さ設定値信号２６として
出力する。

巻き固さ演算値信号２３と巻き固さ設定値信号２６は減
算器２７により偏差演算され、偏差ｎ信号２７Ａが出力
される。偏差量信号２７Ａはテーパーテンション設定器
５、トルク差設定器１３、ライダー加圧設定器１７のそ
れぞれに対応して設けられた比例積分器２８Ａ、２８Ｂ
、２８Ｃに入力され偏差量信号２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ
を出力する。ここで偏差量信号２７Ａの符号が正の時は
巻き固さが不足している場合を表すものとし、偏差は信
号２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃはすべて正となるように各比
例積分器は構成されている。

重み係数発生器３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは巻き取りコイ
ル径が変化してＧＤ２が増大してもテーパーテンション
制御系、トルク差制御系、ライダー加圧制御系の応答を
一定に保つために使用する。

例えばトルク差制御系では巻き初めの応答は速く巻き終
りの応答は遅くなる。この場合、巻き切めから巻き終り
に向かって比例積分器２８Ａ。

２８Ｂ、２８Ｃのゲインを上げるために第３図の特性図
に示すような値を何する重み係数信号３１Ａ、３１Ｂ、
３１Ｃを発生させ、偏差量信号２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ
と乗算することによって制御系の応答を改善する。その
他の制御系についても巻き取りコイル径に対して重み係
数を変化させることによって最適な制御を実現すること
ができる。

このようにして重み付けされた補正信号３３Ａ。

３３Ｂ、３３Ｃは、テーパーテンション設定器５、トル
ク差設定器１３、ライダー加圧設定器１７に人力される
。各設定器５，１３．１７は従来の設定値に補正信号３
３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃによる補正を加味して各対応する
制御回路４，１２．１６に対してそれぞれテーパーテン
ション設定値信号、！・ルク差設定値信号、ライダー加
圧設定値信号を送出する。

これらの各設定値は巻き固さが不足している時巻き固さ
を増加する方向に補正されるため、テーパーテンション
設定値が増加することにより材料にかかる張力は増加し
、トルク差設定値が増加することによりドラム７のトル
クがドラム６のトルクより一層増加し、ライダー加圧設
定値が増加することにより巻き取りコイルに上部から押
し付ける圧力が増加する。このため、巻き取りコイルは
より固く巻かれることになり、巻き固さの不足を解消す
ることができる。

逆に巻き固さが強過ぎる場合、逆のフィードバック制御
系が作用し巻き固さの強過ぎを解消することができる。

なお、巻き固さ演算値信号２３を記録計等で確認できる
ようにすれば、巻き固さの度合を定量的に確認すること
ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、巻き固さ量を演算する手段を設けるこ
とにより、従来操作員の目視のみに頼っていた巻き固さ
の確認を連続的に定量的に行なうことができ、巻き固さ
に影響する各設定値に巻き固さの量に応じて補正を加え
ることによって常に必要な巻き固さ量を確保し、品質の
高い巻き取りコイルを得ることが可能な巻き固さ制御装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る巻き固さ制御装置のブ
ロック図、 第２図はコイル密度設定の特性図、 第３図はトルク差制御系への重み係数の特性図、第４図
は従来の巻き固さ制御装置のブロック図、第５図はテン
ション設定を示す特性図、第６図はトルク差設定を示す
特性図、 Ｔ４７図はライダー加圧設定を示す特性図である。 ４・・・テンション制御系、５・・・テーパーテンショ
ン設定器、１２・・・トルク差制御回路、１３・・・ト
ルク差設定器、１６・・・ライダー加圧制御回路、１７
・・・ライダー加圧設定器、１９・・・巻き固さ演算器
、２４・・・巻き固さ設定器、２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ
・・・比例積分器、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ・・・重み
係数発生器。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 ４　　　　　　　　．１２　　　　　　　　ｊ６第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 ↑ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続した材料を巻取装置に巻き取る際の巻き固さ量
   を与える駆動系と、巻き取り長さの検出信号、単位平面
   面積あたり重量値、材料幅、および巻き取りコイルのコ
   イル径から巻き取り材料の巻き固さ量を演算する演算手
   段と、巻き取りコイルのコイル径に対応した所定の巻き
   固さ量を材料別に設定できる設定手段と、この設定手段
   による設定値と前記演算手段によって算出された演算値
   との偏差信号を巻き固さの補正信号として前記駆動系に
   送出する補正手段とを備えたことを特徴とする巻き固さ
   制御装置。 ２、駆動系が巻き戻しコイルのテンションを制御するテ
   ンション制御系、巻き取りコイルの巻き取りトルク差を
   制御する巻き取りトルク差制御系、巻き取りコイルを押
   えるライダー加圧制御系を含んでいることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の巻き固さ制御装置。 ３、補正手段が偏差信号を比例積分する手段と、これに
   巻き取りコイル径に応じた応答遅れを重み係数として乗
   算する手段とを含んでいることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の巻き固さ制御装置。