KR20230138884A - 반송제어장치, 반송제어방법, 반송제어프로그램을 기록한 컴퓨터에서 독취 가능한 기록매체 - Google Patents

반송제어장치, 반송제어방법, 반송제어프로그램을 기록한 컴퓨터에서 독취 가능한 기록매체 Download PDF

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KR20230138884A
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다카토라 안도
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스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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Abstract

피반송물의 장력을 고정밀도로 제어할 수 있는 반송제어장치 등을 제공한다.
반송제어장치(1)는, 댄서롤러(243)에 의하여 장력이 부가된 피반송물(3)의 장력을 장력검출기(26)로부터 취득하는 감산기(18)와, 피반송물(3)의 장력지령을 생성하는 장력지령생성부(17)와, 감산기(18)에 의하여 취득된 장력과 장력지령생성부(17)에 의하여 생성된 장력지령의 차에 근거하여, 댄서롤러(243)에 피반송물(3)의 장력과 역방향으로 부가되는 추력을 보정하는 추력보정부(19)를 구비한다. 추력보정부(19)에 의하여 보정되는 추력은, 댄서롤러(243)에 접속된 에어실린더(244)의 공기압에 근거한다.

Description

반송제어장치, 반송제어방법, 반송제어프로그램을 기록한 컴퓨터에서 독취 가능한 기록매체{TRANSFER CONTROL APPARATUS, TRANSFER CONTROL METHOD, COMPUTER RECORDABLE MEDIUM STORING TRANSFER CONTROL PROGRAM}
본 출원은 2022년 3월 24일에 출원된 일본 특허출원 제2022-047933호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.
본 발명은 반송제어장치 등에 관한 것이다.
끈이나 와이어 등의 선형상의 피반송물이나 종이나 천 등의 면형상의 피반송물을 반송하는 반송장치로서, 피반송물의 장력을 검출하는 것이 알려져 있다. 예를 들면 특허문헌 1에는, 와이어의 장력의 검출값과 기준값의 차에 근거하여 모터에 대한 조작량을 생성하고, 와이어의 장력을 기준값으로 유지하는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개2003-176080호
특허문헌 1에 있어서의 장력검출기는, 엄밀하게는 피반송물의 장력을 직접적으로 검출하고 있는 것이 아니라, 피반송물에 장력을 부가하는 댄서롤러의 위치를 검출하고 있다. 이 때문에, 댄서롤러의 위치와 피반송물의 장력의 상관성이 완전하지 않은 경우는, 피반송물의 장력의 제어에 오차가 발생해 버린다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 피반송물의 장력을 고정밀도로 제어할 수 있는 반송제어장치 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 양태의 반송제어장치는, 댄서롤러에 의하여 장력이 부가된 피반송물의 장력을 검출하는 장력검출부와, 피반송물의 장력지령을 생성하는 장력지령생성부와, 검출된 장력과 장력지령의 차에 근거하여, 댄서롤러에 피반송물의 장력과 역방향으로 부가되는 추력(推力)을 보정하는 추력보정부를 구비한다.
이 양태에 의하면, 피반송물의 장력을 직접적으로 검출하고, 장력지령과의 차에 근거하여 댄서롤러에 부가되는 추력(피반송물의 장력과 균형을 이룬다)을 보정함으로써, 피반송물의 장력을 고정밀도로 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 양태는, 반송제어방법이다. 이 방법은, 댄서롤러에 의하여 장력이 부가된 피반송물의 장력을 검출하는 장력검출스텝과, 피반송물의 장력지령을 생성하는 장력지령생성스텝과, 검출된 장력과 장력지령의 차에 근거하여, 댄서롤러에 피반송물의 장력과 역방향으로 부가되는 추력을 보정하는 추력보정스텝을 구비한다.
다만, 이상의 구성요소의 임의의 조합이나, 이들 표현을 방법, 장치, 시스템, 기록매체, 컴퓨터프로그램 등으로 변환한 것도, 본 발명에 포함된다.
본 발명에 의하면, 피반송물의 장력을 고정밀도로 제어할 수 있다.
도 1은 반송제어장치의 구성을 모식적으로 나타낸다.
이하에서는, 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하에서는 실시형태라고도 한다)에 대하여 상세하게 설명한다. 설명 및/또는 도면에 있어서는, 동일 또는 동등의 구성요소, 부재, 처리 등에 동일한 부호를 붙여 중복되는 설명을 생략한다. 도시되는 각부(各部)의 축척이나 형상은, 설명의 간이화를 위하여 편의적으로 설정되어 있고, 특별히 언급이 없는 한 한정적으로 해석되는 것은 아니다. 실시형태는 예시이며, 본 발명의 범위를 결코 한정하는 것은 아니다. 실시형태에 기재되는 모든 특징이나 그들의 조합은, 반드시 본 발명의 본질적인 것이라고는 한정되지 않는다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 반송제어장치(1)의 구성을 모식적으로 나타낸다. 반송제어장치(1)는, 피반송물(3)을 반송하는 반송장치(2)의 반송동작을 제어하는 장치이다. 피반송물(3)로서는, 끈이나 와이어 등의 선형상인 것이나, 종이, 천, 필름, 호일, 고무 등의 면형상인 것이 예시된다. 본 실시형태에서는, 면형상의 기재(基材)를 피반송물(3)로서 반송방향(도 1에 있어서의 좌우방향)으로 반송하는 롤·투·롤(Roll-to-Roll) 방식의 반송장치(2)에 대하여 설명한다. 반송장치(2)는, 반송되는 피반송물에 대하여 임의의 처리를 실시하는 장치, 예를 들면, 피반송물에 코팅을 실시하는 코터 또는 도포장치, 피반송물에 인쇄를 실시하는 인쇄기, 피반송물에 장력을 인가하여 연신하는 연신장치 등의 일부여도 된다.
반송장치(2)는, 구동롤러(231)와, 구동롤러(251)와, 댄서(24)와, 장력검출기(26)를 구비한다. 후술하는 구동부(161)에 의하여 회전구동되는 구동롤러(231)에는, 당해 구동롤러(231)와의 사이에 피반송물(3)을 끼워 넣고 당해 구동롤러(231)와 연동되어 회전하는 종동롤러(232)가 병설되어도 된다. 후술하는 구동부(16)에 의하여 회전구동되는 구동롤러(251)에는, 당해 구동롤러(251)와의 사이에 피반송물(3)을 끼워 넣고 당해 구동롤러(251)와 연동되어 회전하는 종동롤러(252)가 병설되어도 된다. 다만, 구동롤러(231) 및/또는 구동롤러(251)가 석션롤 등에 의하여 구성되는 경우는, 종동롤러(232) 및/또는 종동롤러(252)를 마련할 필요는 없다.
구동롤러(231/251) 및 종동롤러(232/252)는, 피반송물(3)을 반송하는 반송부의 일 양태로서의 반송롤러이며, 반송방향(도 1에 있어서의 좌우방향)에 직교하는 방향(도 1의 지면(紙面)에 수직인 방향)의 회전축의 둘레로 회전 가능하다. 구동롤러(231/251)는, 속도제어부(151/15)에 의하여 생성되는 회전속도지령에 따라 모터 등의 구동부(161/16)에 의하여 회전구동된다. 도 1에 있어서의 피반송물(3)의 반송방향이 우향인 경우, 구동롤러(231/251)는 구동부(161/16)에 의하여 시계방향으로 회전구동되고, 종동롤러(232/252)는 구동롤러(231/251)와 연동되어 반시계방향으로 회전한다.
댄서(24)는, 구동롤러(231)와 구동롤러(251)의 사이에 마련된다.
댄서(24)는, 피반송물(3)에 반송방향에 있어서의 장력을 부가한다. 댄서(24)는, 피반송물(3)의 반송경로(도 1에 있어서 피반송물(3)이 뻗어 있는 좌우방향의 경로) 상에 마련되는 한 쌍의 롤러(241, 242)와, 당해 한 쌍의 롤러(241, 242)의 사이에 있어서 피반송물(3)의 반송경로로부터 벗어난 위치에 마련되는 댄서롤러(243)를 구비한다. 다만, 댄서롤러는 댄서롤이라고도 불린다.
댄서롤러(243)는, 피반송물(3)의 반송경로로부터 멀어지는 방향(도 1에 있어서의 상하방향)에 있어서 상단(上端)(243A)과 하단(下端)(243B)의 사이를 이동 가능하게 마련된다. 추력부가부로서의 에어실린더(244)는, 댄서롤러(243)를 피반송물(3)의 반송경로로부터 멀어지는 방향(도 1에 있어서의 하방)으로 부세(付勢) 또는 가압하는 추력을 생성한다. 이 추력은, 피스톤로드 또는 커넥팅로드를 통하여 댄서롤러(243)에 접속된 에어실린더(244)의 공기압에 근거한다. 에어실린더(244)의 공기압은, 전기에 의하여 공기압을 제어하는 전공레귤레이터 등에 의하여 구성되는 후술하는 추력보정부(19)에 의하여 생성된다. 종래의 전공레귤레이터에서는 일정한 전압이 인가되는 것이 일반적이며, 에어실린더의 공기압 즉 댄서롤러의 추력이 일정하게 제어되고 있었지만, 본 실시형태에서는 에어실린더(244)의 공기압 즉 댄서롤러(243)의 추력이 적응적으로 제어된다. 다만, 에어실린더(244) 대신에 다른 원리에 근거하여 댄서롤(243)에 추력을 부가하는 추력부가부(예를 들면, 전기에 근거하여 댄서롤(243)에 추력을 부가하는 리니어모터 등)를 마련해도 된다.
에어실린더(244)로부터의 추력에 의하여 하방으로 부세 또는 가압된 댄서롤러(243)는, 피반송물(3)을 반송경로로부터 멀어지는 방향으로 잡아 당김으로써 당해 피반송물(3)에 장력을 부가한다. 이때, 댄서롤러(243)는, 에어실린더(244)로부터 받는 하향의 추력과, 피반송물(3)로부터 받는 상향의 장력이 균형을 이룬 위치에서 정지한다. 전술한 바와 같이, 일반적으로는 댄서롤러(243)가 에어실린더(244)로부터 받는 하향의 추력은 대략 일정하게 유지 또는 제어되기 때문에, 댄서롤러(243)의 상하방향의 위치는 피반송물(3)의 장력을 나타낸다.
추력의 방향(도 1에 있어서의 상하방향)에 있어서의 댄서롤러(243)의 위치는, 위치검출부(245) 또는 위치센서에 의하여 전기신호로서 검출되어, 반송제어장치(1)의 감산기(14)에 제공된다. 이에 더하여 감산기(14)에는, 반송제어장치(1)의 위치지령생성부(13)에서 생성된 추력의 방향에 있어서의 댄서롤러(243)의 위치지령이 입력된다. 반송제어장치(1)의 속도제어부(15)는, 감산기(14)로부터 제공되는 댄서롤러(243)의 위치 또는 피반송물(3)의 장력의 편차를 작게 하기 위한 속도지령을 생성한다. 이 속도지령은, 피반송물(3)의 반송속도에 대한 지령이며, 구체적으로는 이하에서 설명하는 구동롤러(251)의 회전속도에 대한 지령이다.
반송제어장치(1)의 구동부(16 및/또는 161)는, 속도제어부(15 및/또는 151)로부터 제공되는 속도지령에 따라, 댄서(24)의 바로 뒤 및/또는 바로 앞에 병설되는 구동롤러(251) 및/또는 구동롤러(231)를 회전구동한다. 이하에서는, 댄서(24)의 바로 뒤에 병설되는 구동롤러(251)의 제어에 대하여 상세하게 설명하지만, 이들 내용은 댄서(24)의 바로 앞에 병설되는 구동롤러(231)의 제어에 대해서도 적용 가능하다. 또, 도 1에서는, 댄서(24)의 바로 앞에 병설되는 구동롤러(231)에 관련되는 구성(예를 들면 위치지령생성부(13)나 감산기(14) 등)이 생략되어 있다. 구동롤러(251)는, 피반송물(3)의 반송방향에 직교하는 회전축의 둘레로 회전 가능한 반송롤러이다. 구동롤러(251)가 도 1에 있어서의 시계방향으로 회전구동되면, 종동롤러(252)가 구동롤러(251)와 연동되어 반시계방향으로 회전한다. 구동롤러(251)의 회전속도는 위치 및/또는 장력의 편차에 따라 적응적으로 제어된다. 이와 같이, 구동롤러(251) 및 종동롤러(252)는 사이에 끼워 넣어진 피반송물(3)을 반송하면서, 위치지령생성부(13)에서 생성된 댄서롤러(243)의 위치를 제어한다.
이상과 같이 댄서(24)는, 일정 추력을 부가하고 있을 뿐이고(추력과 기재장력의 균형만으로 장력제어하고 있고) 실제의 장력을 직접적으로 검출하여 제어하고 있는 것은 아니기 때문에, 장력정밀도는 전공변환기로의 전압지령이나 에어실린더의 공기압지령에 의존하여, 피반송물(3)의 장력의 제어에 오차가 발생해 버린다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 반송제어장치(1)에 의하면, 댄서(24)에 의한 "대략적인(러프한)" 장력제어에 더하여 및/또는 대신하여 "미세한" 장력제어를 실현함으로써, 피반송물(3)의 장력을 종래에 비하여 고정밀도로 제어할 수 있다. 미세한 장력제어를 위하여, 반송장치(2)에는, 댄서롤러(243)에 의하여 장력이 부가된 피반송물(3)의 장력을 직접적으로 검출하는 장력검출기(26)가, 장력제어구간인 구동롤러(231)와 구동롤러(251)의 사이에 마련된다. 댄서(24)의 전단/후단은 불문한다.
반송제어장치(1)는, 대략적인 장력제어를 실현하기 위한 기능블록으로서, 전술한 위치지령생성부(13)와, 감산기(14)와, 속도제어부(15)와, 구동부(16)를 구비하고, 미세한 장력제어를 실현하기 위한 기능블록으로서, 장력지령생성부(17)와, 감산기(18)와, 추력보정부(19)를 구비한다. 이들 기능블록은, 컴퓨터의 중앙연산처리장치, 메모리, 입력장치, 출력장치, 컴퓨터에 접속되는 주변기기 등의 하드웨어자원과, 그들을 이용하여 실행되는 소프트웨어의 협동에 의하여 실현된다. 컴퓨터의 종류나 설치 장소는 불문하고, 상기의 각 기능블록은, 단일의 컴퓨터의 하드웨어자원으로 실현해도 되며, 복수의 컴퓨터에 분산된 하드웨어자원을 조합하여 실현해도 된다.
장력지령생성부(17)는, 피반송물(3)의 장력지령을 생성한다. 장력검출부로서 기능하는 감산기(18)는, 장력검출기(26)에 의하여 직접적으로 검출된 피반송물(3)의 장력과, 장력지령생성부(17)에 의하여 생성된 장력지령의 차를 연산한다. 추력보정부(19)는, 감산기(18)에 의하여 연산된 실제의 장력과 장력지령의 차에 근거하여, 댄서롤러(243)에 피반송물(3)의 장력과 역방향(도 1에 있어서의 하향)으로 부가되는 추력을 보정한다. 구체적으로는, 추력보정부(19)는 예를 들면 전공레귤레이터에 의하여 구성되고, 실제의 장력과 장력지령의 장력편차를 작게 하기 위한 전압을 에어실린더(244)에 인가한다. 그리고, 에어실린더(244)가 원하는 장력과 직접적으로 균형을 이루는 하향의 추력 또는 공기압을 적응적으로 생성함으로써, 장력편차가 직접적으로 최소화된다. 이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 피반송물(3)의 장력을 종래에 비하여 고정밀도로 제어할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시형태에 근거하여 설명했다. 예시로서의 실시형태에 있어서의 각 구성요소나 각 처리의 조합에는 다양한 변형예가 가능하며, 그와 같은 변형예가 본 발명의 범위에 포함되는 것은 당업자에게 있어 자명하다.
다만, 실시형태에서 설명한 각 장치나 각 방법의 구성, 작용, 기능은, 하드웨어자원 또는 소프트웨어자원에 의하여, 혹은, 하드웨어자원과 소프트웨어자원의 협동에 의하여 실현할 수 있다. 하드웨어자원으로서는, 예를 들면, 프로세서, ROM, RAM, 각종 집적회로를 이용할 수 있다. 소프트웨어자원으로서는, 예를 들면, 오퍼레이팅시스템, 애플리케이션 등의 프로그램을 이용할 수 있다.
1 반송제어장치
2 반송장치
3 피반송물
13 위치지령생성부
14 감산기
15 속도제어부
16 구동부
17 장력지령생성부
18 감산기
19 추력보정부
20 반송롤러군
24 댄서
26 장력검출기
243 댄서롤러
244 에어실린더
245 위치검출부
251 구동롤러

Claims (6)

  1. 댄서롤러에 의하여 장력이 부가된 피반송물의 장력을 검출하는 장력검출부와,
    상기 피반송물의 장력지령을 생성하는 장력지령생성부와,
    상기 검출된 장력과 상기 장력지령의 차에 근거하여, 상기 댄서롤러에 상기 피반송물의 장력과 역방향으로 부가되는 추력을 보정하는 추력보정부를 구비하는 반송제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추력은, 상기 댄서롤러에 접속된 에어실린더의 공기압에 근거하는, 반송제어장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 추력의 방향에 있어서의 상기 댄서롤러의 위치를 검출하는 위치검출부와,
    상기 추력의 방향에 있어서의 상기 댄서롤러의 위치지령을 생성하는 위치지령생성부와,
    상기 검출된 위치와 상기 위치지령의 차에 근거하여, 상기 피반송물의 반송속도를 제어하는 속도제어부를 더 구비하는 반송제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 속도제어부는, 상기 검출된 위치와 상기 위치지령의 차에 근거하여, 상기 피반송물의 반송방향에 직교하는 회전축의 둘레로 회전 가능한 반송롤러의 회전속도를 제어하는, 반송제어장치.
  5. 댄서롤러에 의하여 장력이 부가된 피반송물의 장력을 검출하는 장력검출스텝과,
    상기 피반송물의 장력지령을 생성하는 장력지령생성스텝과,
    상기 검출된 장력과 상기 장력지령의 차에 근거하여, 상기 댄서롤러에 상기 피반송물의 장력과 역방향으로 부가되는 추력을 보정하는 추력보정스텝을 구비하는 반송제어방법.
  6. 댄서롤러에 의하여 장력이 부가된 피반송물의 장력을 검출하는 장력검출스텝과,
    상기 피반송물의 장력지령을 생성하는 장력지령생성스텝과,
    상기 검출된 장력과 상기 장력지령의 차에 근거하여, 상기 댄서롤러에 상기 피반송물의 장력과 역방향으로 부가되는 추력을 보정하는 추력보정스텝을 컴퓨터에 실행시키는 반송제어프로그램을 기록한 컴퓨터에서 독취 가능한 기록매체.
KR1020230020469A 2022-03-24 2023-02-16 반송제어장치, 반송제어방법, 반송제어프로그램을 기록한 컴퓨터에서 독취 가능한 기록매체 KR20230138884A (ko)

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