TWI363260B - Method and system in connection with tension measurement of material web - Google Patents

Description

260 260 日修正替換頁 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種展中$綠 【先前技術】 很多工業產品精製機器用來測定連續原料用織 些原·織物之財織維、布、線、塑膠金屬膜及其他物質，Γ 細精製期間予以界定。例如在造紙及其精製過程 :嫉二㈣拉力在版上數處測定並調整。這些地點包含塗佈站 與捲繞處。_處所陶_力測定與罐之目的，在謀求原 料紙板品質的均勻及生產製程的改進，或更進-步的精製。 種已知的界定原崩織物拉力的方式，為湘裝置於測定 用捲輪场—贼以上的域㈣來破拉力。力❹m可安裝 於處或處以上’而機械上連結於捲輪，典型上位於捲輪尾端 的軸承窩’於此場合力感測器至少一部份支持著狼用捲輪。當 移向此捲輪時’原來的織物軸—分力，其係沿著感測器之測定 方向測定用捲輪常具有其自身的驅動裝置。於此情捲輪不只用 以測定而已’尚可_來輸送·用織物。 通過測定用捲輪的原料用織物角度，常使測定用捲輪的驅動 裝置扭矩影響測定結果，亦即使測定用感測器在其測定方向產生 一分力，混入於真正的测定總值中， 入於測定用捲輪中。 100年6月10日修正替換頁 亦即原料的 此問題早已藉文農測定用捲輪的方式獲得解決，即務使驅 動裳置扭賴產生的分力在力_關定方向儘量抑制至最】 達成最佳的測定 但是_的行料會料斷祕輪及錢測糾安裝方式能夠

緩和此問題的另—措施為調整測定用捲輪的驅動裝置位置， 錢使測定職輪拖拉原翻織物，或使其行進變慢1論如何， ;會限制了對織物的控制，因為測定賴輪驅動裝 物而導向織物的力間的鱗財能自由設定。 ^織 上述具有馬達4_錢_定方式產生的問題，在 捲輪自動用來控制織物時，即在測定中產生誤差成分，二是來 織，同_速度被驅動而不致於拖拉或使織“ 又寸匕即不月b積極做為控制織物之用。

【發明内容】 一因此’本發明的目的在開發—種方法與裝置，其可因 的貫施而驗上述的問題。本發明目的的達成要藉敝請 述之方法與系統特徵。本發明的較佳實施例開示於附屬請求項中。 本發明係依據馬達的設置來驅朗定職輪產生杻矩， ^中的其他需求，另-方面要考慮到測定感測器的測定結果中^ 定捲輪的驅動所造成的分力。 ^ 1363260 I 100年6月i〇日修正替換頁 本發明的方法及系統提供了一種優點，即機器t原料織物的 行程可更加自由的計劃，此乃由於此方法可有效的去除影響織物 拉力的非所朗素。因此，在機械設計_，並不須要如以前那樣 在測定用捲輪的織物角度上布置同樣的需求。 此外，本發明的方法與系統允許比以前較好的對原料用織物 的控制性’這是由於測定中測定職輪，可彻來拉拖或減慢織 物的拉拖而不致於干擾測定工作。 【實施方式】 兹在下文中參如、附圖詳細描述本發明的較佳實施例。 圖1所示者為一般拉力測定用捲輪卜其回轉速度可用馬達2 調正。馬軸麵結於捲輪細轉後者。雜絲兩端以轴承 支持而力感測益3係設置於軸承的轴承窩下。於此例中，使用 了 =具力感測11 ’當然所使用數目可以是-具至數具。利用力感 的拉力,収係藉習知方式施行。因此經過捲轴的原料用織物 之行程指向捲輪之拉力可·力_器測定。 …圖2為测定用捲輪的側視圖^測定職輪下的力感測器3係 平文置成“對水平力靈敏（圖中以兩頭箭線表示）。所示從上進 入而向右出去的原料用織物蓋覆著捲輪斷面的-角，其乃-般稱 為包覆^。圖2的例中，包覆角α大約為90。。 用織物對捲輪產—力Fw，其大小端視原料用織物4的拉力而 疋力的方向於是為捲輪斷面所形成之圖上之包覆角之位置及包 7 薄名々丄 100年6月10日修正替4 ' 所&。在® 2的場合’包覆㈣-虛垂直^的大小 V。於是原料用織物產生一力，其方向係由通過角㈣/2及捲 軸中心點形成的直線所界定。 圖2所不场合，力感測器所處位置只能測定水平力而已， 口此』得者為對水平方向的力向量Fw之投影，也就是F麵响χ cos ( α/2)。 因此包覆角α、包覆角的上述位◎，及力感測器的測定方 向顯然可以全較任絲。倾上述原理，無論如何，在任何場 。下都可％界&藉力制騎界定之指向捲輪之有效合力的分力 :列。於是得以依據此·之力，來計算合力，也就是原料用織 物的拉力。 本發明的方法t ’原_織_拉力係依照上述方式藉測定 用捲輪_，在本發_方財，_捲輪係由騎所驅動。 發明，在制測定職輪以前1決定拉力測定用捲輪的 πι及猶慣量；。摩擦力偶及轉動可使用馬達驅動 捲輪來測疋。任何習知方切可用明定摩擦力偶，例如，夢驅 動馬達將扭料向捲輪朋測使捲輪均勻轉動的扭矩大小。θ 並

…相對的，轉祕量可藉驅動馬達將6知的扭刻向捲輪， 決定此扭矩下的捲輪加速度。轉動慣量也可藉計算決定，二 輪的尺寸與質量分佈能夠充分正霉的把握。 有了上述諸量，摩擦的效應主要是捲輪轉逮同樣的騎。摩 1363260 擦或可麟财目，喊祕__料 抵抗捲輪角速度的㈣之影響，脚#捲輪的純度變動時里: 要某些大小_矩來抵__，而此扭矩额所界定之轉動二 量J與捲輪角加速度之乘積而定。 貝 依照本發明之方法，測定用捲輪的驅動馬達所產生的扭矩 W ’係為使财關定轉輪所界心馬達所產的扭矩 的從準備㈣馬__率變換獲得。現代所㈣變_可提供 所使用扭㈣實在時間之資訊，而須要的變頻H-般亦可在控制 扭矩下烟。依照本發明的方法，拉力測定職輪引向原料用織 物的扭力Twm大小係進-步予以界定。這可簡單的從拉引到織物 以外其任何地方的經狀的驅動馬達所產生的扭矩_力減去就 可’亦即這些力須要消除轉動慣量及摩擦力偶。假如拉力測定用 捲輪以與原料用織物速度-致的表面速度之轉速回轉時，測定用 拾輪未能料任何有效力顯物1是測定職輪的使用只是消 除了測㈣捲輪的雜力及捲輪的加速錢速所造成的可能慣量 而已。 假如拉力測定用捲輪所51向原料用織物的扭矩料算後，引 向原料用織物的力㈣可依據此扭矩計得。如測定賴輪的半徑 r為已知，就可測得引向原料用織物的力。引向捲輪的力Ft乃為 杻矩與测定·輪半徑的商（FT=Twm/r >由於捲輪與原料用織 物間的系統雜各力為靜止的’抑卩補闕物與捲輪在它們間 的力如響下猶於移動，原料用織物施加於捲輪的力與捲輪施加 9 1363260 」〇〇年6月10日修正替換頁 於織物的力係相等的。 - 尤有進者，測定用感測器在測定方向的分力F Tm係由測定用捲 輪與原料用織物間的力計算而得’而被測定用捲輪引向原料用織 物之測定用感測器的測定方向分力’被從力感測器所界定的拉力 Fmeas扣去》所得減數就是織物拉力的測定結果校正值Fc〇r，此 值中考慮到馬達所引起的扭矩效應及摩擦與捲輪的慣量效應。 圖3表示上述各力的向量及它們在測定用感測器測定方向的分 量。所須注意者’向量與其分量只是用於說明本發明而已，是以 其大小並不代表任何詳細與特別的情形。圖3表示被捲輪扭矩引 向原料用織物的力FT係從包㈣中心點引向原料用織物者的平均. ^，而其係在捲輪外-點正切向下。此力之方向端視測定用捲輪 究係在加速或減速狀態而定。在圖3的場合，在力Ft所指示方向， 測定用捲輪係在減速中。

如使用圖2所示的標記於包覆角α及其起始角石，依據圖3， 力Ft的方向ε可疋義為對水平方向為^^⑽。從此角度更可能以 式FtfFtcos ( ε )計算作用於測定用感測器的分力。考慮拉力測 定用捲輪驅動聪賴_物拉力可藉式Fa)r=Fmeas_FTm表示。 …在本發明的方法中’亦可考慮做—種觀察，當原料用織物 測定用捲财度增科，咖_、，此料於在原料用織 、進入側5形成i氣备於測定用捲輪與原料用織物之間。此 氣塾的長度以速度的函數增加，因此減小包覆角“，並相對的 100年6月10曰修正替換頁 角汐上氣墊使力向罝的圖中方向隨速度的變動而變。 變化的大小最好可藉以恒雜力試運轉原料用織物並偵測所測得 拉力的變化。 π本發㈣方法可在下述系統施行，亦即其中測定用捲輪馬達 取好以變頻器控制，而該變頻器可直接界定馬達所產生的扭矩。 此變頻器最好可以在真正運轉原湘織物之前絲界定摩擦力偶 量。本發明的祕亦包含有計算裝置，可從事系統所需 、什异工作。這些計算裝置是變頻騎最簡單的處理裝置，或相 ^的，為程序控制設備的方法，可控制拉力測定用捲輪所在的器 …、。计异裝置亦可變_與程序控制設備的組合，在此場合下可 各完成計算工作的—部份。 本U之方法與H具的運作轉财式贿如下。準備好一 連續的原料用織物而复加七 ”拉力頊要測定與調整。原料用織物已被推 進測定用捲輪而測定用❹,丨m ㈣匕稷推 下m,丨—#°也業已Μ知方絲〜収用捲輪 下並有測疋方向分力作用於其上。 如=峨用棬輪之前’摩擦力偶與轉動慣量已被決 如係糟軸設於測定用振私 琴。在使肖n ^ &収帛馬軌控制馬達用的變頻 定，而資料已以結起角及可能有的其他幾何量已被界 影響測定結果_子如記倾中。魏幾何量足以 、J疋用感測器的位置。 在原料用織物移動於 、、疋用捲輪上的時候，測定用感測器提 1363260 :不7校正此讀數，驅動馬達 者盘係—般自動直接獲自驅動馬達的變_ 矩扣除。Γ因^ΓΓ，雜力财_慣餘此_馬達的扭 f /、有轉動慣量在速度變動時影響系统。 考速度予測定用捲輪。 独i備’於是提供-參 $與雜及速峨有_扭矩_咖編生的扭矩 扣除後，設備就依據扭矩與捲輪半徑計算作祕顧用織物上的 。此乃#立即表現於整體影響測定用制^特結果的方 向。測定方向的分量必須從作用於原料用織物上的力分開。如前 已述及’此分量可以當包覆角，細始角及浙用感測器的位置 為已知時一次計算而得。 此測疋方向的分量被從測定用感測器所提供的結果扣除，萨 以得到正_拉力魏。此正確輸力f訊可進—錢變成實^ 有政方向的力如同以傳統方式中亦可做到不做誤差補償。 φ 假如所使用速度為減小包㈣而增加其起始角。計算時就鹿考慮 此變化。該料可提供做為織物或角速度的函數，此時本^統 動將此變化加以考慮。 在利用本發明的方法及系統時，拉力測定用捲輪可積極利用 以運輸織物，因為引向原料用織物之力係在考慮之内。 综上所述’本發_方法係制加以說喊使捲輪馬達為變頻器 12 1^03260 所控制。该方法亦可n以錢购餘雜來施行。〜2換頁 ^然的’熟習本技藝之人士可_研的方式實施本發明的觀 心。本發日収其實施方初式自非受祕上述之解㈣，而可在 下列專利範圍内做很多變更來實施。 【圖式簡單說明】 圖1為測定用捲輪及其驅動器的示意圖。 % 【主要元件符號說明】 .:測定用捲輪2 :馬達3:力感測器 圖2及圖3為測定用捲輪之斷面圖及弓!向測定用捲輪之作用力 :進 入側 .原料用織物 13

Claims (1)

1. Γ363260 » * -j 1〇〇年ίο月ι4日修正替換頁 十、申請專利範圍： 1⑼馬達驅動機的連續原湘織物拉力測定職輪拉力測 ^使用置=法’該方法包含決定原來用織物的拉力Traeas步驟， 勺〜半力測定用捲輪下的力感測11為之，該方法之持徵在罝 包含之步驟為：

   在運轉拉力叙别界疋拉力測定職輪的雜力偶&及轉動慣量 J， 界疋該拉力狀賴輪之驅動馬達所產生之運轉時扭矩細； 界定該拉力測定用捲輪引向該原料用織物之扭矩^，該值係從所 =定之驅動馬達所產生扭矩Tm〇t扣除摩擦力偶Tu及轉動慣量】而 得者； 從被雜力測定用捲輪引向該原料用織物的扭矩T麵界定引向該 原料用織物之力j?T ; 從引向該原·織物之力卜界定被該測定職輪引向原料用織物 之該測定用感測器的測定方向分力FTm ;及 從以力感·所界定的力Fmeas扣去被該測定用捲輪引向該原料 用織物之該測定用感測器的測定方向分力FTm而得經校正之測定信 號0 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中所述摩擦力偶係以馬達驅動 界定。 3·如申請專利細第丨項之方法’射職獅慣量仙馬達驅動 17 1100年10j^4日纽替換頁 界定。 ~~ 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中所述轉動慣量係以計算得 之。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中所述該驅動馬達所產生之扭 矩係於控制驅動馬達之變頻器界定。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其巾所述測定用感測器之測定方 向分力FTm之界定所包含的步驟為： 開始測定拉力以前，界定該原料用織物的包覆角（α)及包覆角（α ) 的起始角（沒）；及依據所界定之各該角，計算該測定方向分力大 7·如申睛專利範圍第6項之方法其中所述包覆角及其起始角之 大小屬於織物速度之函數，致使速度增加時，該包覆角變成較小， 而該起始角變成較大。 —如申請專利範圍第丨項之方法，其中作用於該原料用織物之測 計算^之仙力方向的綜合力’㈣驗正之啦方向測定信號 機的連續原湘織物拉力測以捲輪拉_ j補償系統，該系統包含—具力感測器配置於該拉力測定用捲 *用以界定該原咖織物的拉力，_統中包含： 用捲輪的摩擦力 一裝置，於運轉拉力測定前界定該拉力測定 偶Tu及轉動慣量j ; 之驅動馬達所產生之 裝置’運轉時界定讓拉力測定用捲輪 100年10月曰修正替換頁 扭矩 Tmot ; ---- 一計算裝置，用以界定該拉力測定用捲輪引向該原料用織物 之扭矩Twm，該值係從該驅馬達所生之扭矩Tm〇t扣除該摩擦力偶 Tu及轉動慣量j ; 一計算裝置，用以從被該拉力測定用捲輪引向該原料用織物 的扭矩Twm ’界定引向該原料用織物之力Ft ; 一計算裝置，用以從引向該原料用織物之力Ft，界定被該測定 用捲輪引向原料用織物之該測定用感測器的測定方向分力FTin ;及 片算裝置，用以從該力感測器所界定的力Fmeas扣去被該測 定用捲輪引向該原料用織物之該測定用感測器的測定方向分力 FTni，而得經校正之織物拉力值。 1〇·如申6月專利範圍第9項之系統，其中所述計算裝置係由變頻 盗’或程序控他兩者的組合製成者。 日申明專利範圍第9或丨〇項之系統’其中所述用以界定該轉 動f貝置及雜力偶之裝置，包含賴器或程序控制器。