TWI771135B - 張力控制裝置及記憶媒體 - Google Patents

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TWI771135B
TWI771135B TW110128664A TW110128664A TWI771135B TW I771135 B TWI771135 B TW I771135B TW 110128664 A TW110128664 A TW 110128664A TW 110128664 A TW110128664 A TW 110128664A TW I771135 B TWI771135 B TW I771135B
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石田魁人
川西隆志
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日商三菱電機股份有限公司
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Abstract

本發明之張力控制裝置(10)係控制以旋轉體之捲芯捲取的對象物的張力。張力控制裝置(10)係具備：捲徑分布取得部(11)，係取得捲芯徑分布，該捲芯徑分布係表示捲芯之外周上的各個位置至作為捲芯的中心之捲芯的旋轉軸的徑向長度；第一補償量演算部(30)，係算出藉由根據捲芯徑分布的演算而獲得的第一補償量，該第一補償量係用以補償因捲芯捲取了對象物而成的捲繞體的徑向長度之捲徑的變動所致之張力的變動；第二補償量演算部(31)，係算出藉由根據捲芯徑分布的演算而獲得的第二補償量，該第二補償量係用以補償伴隨捲繞體旋轉之慣性力矩的變動所致之張力變動，且根據被搬送之對象物之外周速度的檢測結果而算出；及轉矩控制部(33)，係根據第一補償量與第二補償量來控制用以使捲芯旋轉的轉矩。

Description

張力控制裝置及記憶媒體
本發明係關於控制被捲芯捲取之對象物之張力的張力控制裝置及記憶媒體。
要對於可由捲芯捲取的對象物之長條狀材料進行材料的捲出或材料的捲取時，會進行用以防止材料的變形、材料的斷裂、或材料的鬆弛的張力控制。就張力控制的方法而言，已知有藉由控制轉矩而進行之方法以及藉由控制速度而進行之方法。藉由控制轉矩而進行之方法係直接控制用以使捲芯旋轉的轉矩藉此使張力固定。藉由控制速度而進行之方法係使送出材料的進給馬達的速度與捲芯的速度同步，藉此使捲芯所致之張力不會施加於材料而藉由張力賦予機構對材料賦予固定的張力。控制轉矩時，由於不須要張力賦予機構，所以相較於控制速度的情形，可使用於張力控制的構成較簡單。再者，控制轉矩時，由於無須確保用於賦予張力之材料的通過路徑，所以相較於控制速度的情形，能夠使通過路徑較短。由於可使通過路徑較短，所以控制轉矩之方法具有可使控制響應性良好，且可進行高精度的張力控制等特徵。
一般的材料的捲出或捲取，通常使用圓柱狀的捲芯。惟製造二次電池或電容器等蓄電元件的製造裝置等，會因藉由扁平狀的捲芯的捲取而形成扁平狀的捲繞體的情形。就形成扁平狀的捲繞體的方法而言，另已知有按壓圓筒狀的捲繞體的方法。惟使用扁平狀的捲芯來形成扁平狀的捲繞體的情形，具有能夠省略按壓捲繞體之步驟的優點。
專利文獻1揭示一種扁平捲繞體的製造裝置，其係於藉由扁平狀的捲芯捲取材料之際，藉由控制速度來進行張力控制。依據專利文獻1的技術，在材料的供給源至捲芯之材料的移動路徑上，設有使材料的張力固定的張力穩定機構及連動於捲取機的旋轉凸輪。旋轉凸輪係使帶狀體沿著與材料的移動方向正交的方向振動，藉此使材料的速度變動緩和。
專利文獻2揭示一種張力控制裝置，其係算出用以補償因慣性力矩變動所致之張力變動的補償量，藉此藉由控制轉矩來進行張力控制。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2010-235301號公報
專利文獻2：日本特開平7-148518號公報
上述專利文獻1揭示的先前技術中，由於在材料的移動路徑上配置旋轉凸輪與張力穩定機構，相應地材料的通過路徑變長，且用於張 力控制之系統的構成變得複雜。若通過路徑變長，則對捲取機下達轉矩指令起至張力穩定機構作動作的傳達時間就變長，控制響應性因而變差。在二次電池或電容器等蓄電元件的製造上，會有使材料呈低張力且為了提升製品的品質而要求高精度的張力控制的情形，然而專利文獻1所揭先前技術難以應付該要求。如此，若依據專利文獻1所揭先前技術，會有難以進行高精度的張力控制的課題。
上述專利文獻2揭示的先前技術中，用於張力控制的演算係使用以捲繞體的剖面呈圓形為前提的演算。因此，若依據專利文獻2所揭先前技術，會有以剖面為圓形以外的形狀的捲芯捲取對象物時，難以抑制張力變動的課題。
本發明揭示係鑒於上述課題而完成者，目的在於獲得一種張力控制裝置，可抑制剖面為圓形以外的形狀的捲芯所捲取之對象物的張力變動，且可進行高精度的張力控制。
為了解決上述的課題而達成目的，本發明揭示的張力控制裝置係控制以旋轉體之捲芯捲取的對象物的張力。本發明揭示的張力控制裝置係具備：取得部，係取得捲芯徑分布，該捲芯徑分布係表示捲芯之外周上的各個位置至作為捲芯的中心之捲芯的旋轉軸的徑向長度；第一補償量演算部，係算出藉由根據捲芯徑分布的演算而獲得的第一補償量，該第一補償量係用以補償因捲芯捲取了對象物而成的捲繞體的徑向長度之捲徑的變動所致之張力的變動；第二補償量演算部，係算出藉由根據捲芯徑分布的演算而獲得的第二補償量，該第二補償量係用以補償伴隨捲繞體旋轉之 慣性力矩的變動所致之張力的變動，且根據被搬送之對象物之外周速度的檢測結果而算出；及轉矩控制部，係根據第一補償量與第二補償量來控制用以使捲芯旋轉的轉矩。
本發明揭示的張力控制裝置係達成可抑制剖面為圓形以外的形狀的捲芯所捲取之對象物的張力變動，且可進行高精度的張力控制等功效。
1:材料
2:進給馬達
3:進給輥
4:軸驅動機
5:固定輥
6:捲繞體
6a:捲芯
6b:旋轉軸
7:角度檢測器
8:捲徑檢測器
9:外周速度檢測器
10,10A,10B:張力控制裝置
11:捲徑分布取得部
12:捲芯密度設定器
13:材料寬度設定器
14:第一慣性力矩演算部
15:第一慣性力矩記憶部
16:捲徑分布轉矩演算部
17:位置設定器
18,34:捲芯徑分布記憶部
19:第一捲軸轉矩記憶部
20:第一變化量分布演算部
21:第一變化量分布記憶部
22:平均捲徑演算部
23:時間量測器
24:平均捲芯徑記憶部
25:捲比演算部
26:目標張力設定器
27,47:慣性力矩演算部
28:捲徑分布演算部
29:變化量分布演算部
30:第一補償量演算部
31:第二補償量演算部
32:微分演算部
33:轉矩控制部
35:第二慣性力矩演算部
36:材料密度設定器
37:第二慣性力矩記憶部
38:捲徑分布記憶部
39:第二捲軸轉矩記憶部
40:第二變化量分布記憶部
41:平均捲徑記憶部
42:張力檢測器
43:輸出轉矩設定器
44:外周速度分布記憶部
45:加速度分布記憶部
46:張力分布取得部
48:張力修正量演算部
51:處理器
52:記憶體
53:介面電路
54:記憶裝置
55:輸入裝置
100:系統
O:旋轉中心
O’:角度檢測器的中心位置
P,Q,Q’:點
Figure 110128664-A0305-02-0049-164
:∠POO’的角度
α:∠QPO的角度
γ:∠PQO的角度
δ:∠QOO’的角度
l:點P與點Q的距離
L:旋轉中心O與點Q的距離
Figure 110128664-A0305-02-0050-165
:捲繞體的捲徑
TR:捲軸轉矩
Figure 110128664-A0305-02-0050-166
:角度範圍
圖1係顯示包含實施型態1之張力控制裝置之系統構成的圖。
圖2係用以說明實施型態1之張力控制裝置中因捲徑變動所致之張力的變化量的算出方法的圖。
圖3係用以說明以實施型態1之張力控制裝置進行之慣性力矩的算出方法的第1圖。
圖4係用以說明以實施型態1之張力控制裝置進行之慣性力矩的算出方法的第2圖。
圖5係顯示實施型態1之張力控制裝置之功能構成的圖。
圖6係顯示實施型態2之張力控制裝置之功能構成的圖。
圖7係顯示包含實施型態3之張力控制裝置之系統構成的圖。
圖8係顯示實施型態3之張力控制裝置之功能構成的圖。
圖9係顯示實施型態1至3之張力控制裝置具有的硬體構成之例的圖。
以下根據圖式詳細地說明實施型態之張力控制裝置及記憶媒體。
實施型態1
圖1係顯示包含實施型態1之張力控制裝置之系統構成的圖。圖1所示的系統100係以旋轉體之捲芯6a進行材料1的捲取並且進行材料1的張力控制。系統100係包含實施型態1之張力控制裝置10。張力控制裝置10係控制由捲芯6a捲取的對象物之材料1的張力。材料1係可自由地變形之長條狀的材料，可為紙或薄膜等帶狀的片材。材料1也可為線狀的材料。
系統100係具有：搬送材料1的進給輥3；驅動進給輥3的進給馬達2；扁平狀的捲芯6a；驅動捲芯6a的軸驅動機4；及固定輥5。捲芯6a及軸驅動機4係構成捲取材料1的捲取機。捲繞體6係由位於捲繞體6的中心之捲芯6a以及捲繞於捲芯6a之周圍的材料1所構成。
捲芯6a之與旋轉軸6b垂直的剖面係呈圓形以外的形狀。捲芯6a的該剖面係沿著其徑向將圓壓扁的形狀，例如為橢圓形。軸驅動機4係使捲芯6a以捲芯6a的旋轉軸6b為中心旋轉。藉由進給輥3送出的材料1係在接觸固定輥5之後由捲芯6a捲取。捲繞體6係藉由捲芯6a捲取材料1而形成。
再者，系統100係具有：檢測捲芯6a之旋轉角度的角度檢測器7；檢測捲芯6a的徑向長度之捲芯徑或檢測捲繞體6的徑向長度之捲徑的捲徑檢測器8；檢測材料1之外周速度的外周速度檢測器9；及張力控制裝置10。外周速度檢測器9係檢測從進給輥3送出的材料1的外周速度，亦即檢測以系統100搬送之對象物的外周速度。角度檢測器7、捲徑檢測器8及外周速度檢測器9各者係連接於張力控制裝置10。張力控制裝置10係取得角度檢測器7檢測之旋轉角度的檢測結果，捲徑檢測器8檢測之徑向長度的檢測結果，以及外周速度檢測器9檢測之外周速度的檢測結果。
張力控制裝置10係進行用於張力控制的演算並將根據演算結果而得的轉矩指令值輸出至軸驅動機4。張力控制裝置10係藉由控制轉矩來進行張力控制。相較於藉由控制速度來進行張力控制的情形，由於張力控制裝置10不須要連動於捲取機的旋轉凸輪以及用以抑制張力變動之機構等要素，所以系統100的構成簡易。再者，控制轉矩時，由於無須確保用於張力賦予之材料1的通過路徑，所以相較於藉由控制速度來進行張力控制的情形，張力控制裝置10可縮短通過線徑。由於可縮短通過線徑，所以張力控制裝置10可使控制響應性良好，且可進行高精度的張力控制。
接著，說明用於張力控制裝置10之張力控制的演算。在此，以下的說明中，捲繞體6的捲徑係指捲繞體6的半徑，亦即捲繞體6的外周上的位置與捲芯6a之旋轉中心的距離。捲芯6a的捲芯徑係指捲芯6a的半徑，亦即捲芯6a的外周上的位置與捲芯6a之旋轉中心的距離。在此，在說明依據實施型態1對於扁平狀之捲芯6a進行之用於張力控制的演算 之前，先說明先前技術對於圓柱狀之捲芯6a進行之用於張力控制的演算。
將施加於材料1的張力設為「F」，將捲繞體6的半徑設為「R」，將捲繞體6的慣性力矩設為「J」，將捲繞體6的角速度設為「ω」時，用以使捲繞體6旋轉的轉矩「T」可表示為以下的數式(1)。數式(1)右邊的第1項係表示藉由張力與捲徑求取之轉矩亦即捲軸轉矩。數式(1)右邊的第2項係表示用於補償慣性力矩的變動之慣性轉矩。轉矩「T」係軸驅動機4的負載轉矩。
Figure 110128664-A0305-02-0011-53
張力的力矩係使用張力的張量(tensor)與捲徑的張量而表示為以下的數式(2)。數式(2)中，「F」之上附加箭號的記號係表示張力的張量。「R」之上附加箭號的記號係表示捲徑的張量。
Figure 110128664-A0305-02-0011-54
捲繞體6為圓柱狀時，由於張力的張量與捲徑的張量正交，所以如上述數式(1)所示，可將捲軸轉矩表示為「F．R」。惟，捲繞體6為扁平狀時，張力的張量與捲徑的張量之間的角度係於捲繞體6旋轉一圈的期間內變動。因此，捲繞體6為扁平狀時的捲軸轉矩無法表示為「F．R」。
上述數式(1)之第2項係角速度量之「Jω」的時間「t」微分量。捲徑因捲取不良而變化時，考量到演算結果會變動，該微分量係表示為以下的數式(3)。在此，「Jin」係表示捲取開始前之捲芯6a的慣性力矩。「Jout」係表示捲取完成時之捲芯6a的慣性力矩。「Jm」係表示捲取機的機 械慣性力矩。「v」係表示材料1的產線基準速度。「D」係表示材料1的厚度。「r」係表示捲徑。
Figure 110128664-A0305-02-0012-4
「Jout」係表示為以下的數式(4)。「Jin」係表示為以下的數式(5)。在此，「rmin」係表示捲取開始時的捲徑亦即捲芯徑。「rth」係表示捲取完成時的捲徑。「S」係表示捲繞體6的剖面積。「ρ」係表示捲繞體6的密度。
Figure 110128664-A0305-02-0012-5
Figure 110128664-A0305-02-0012-6
上述數式(3)至(5)係假設捲繞體6為圓柱狀者。因此，捲繞體6為扁平狀時，無法以上述數式(3)至(5)的演算算出角速度量「Jω」的微分量。
實施型態1中，張力控制裝置10係針對使用扁平狀的捲芯6a的情形，求取考量了材料1的張力與捲徑之間的角度的變動的捲軸轉矩補償量。並且，張力控制裝置10係求取考量了捲繞體6的形狀的慣性轉矩補償量。張力控制裝置10係根據用以補償捲徑的變動的捲軸轉矩補償量以及用以補償慣性力矩的變動的慣性轉矩補償量來控制用以使捲芯6a旋轉 的轉矩。張力控制裝置10係藉由同時修正捲軸轉矩補償量與慣性轉矩補償量而抑制捲繞體6於旋轉一圈的期間內之材料1的張力變動。
捲取開始前，系統100係使捲芯6a旋轉一圈。張力控制裝置10係根據捲芯6a旋轉一圈之期間的捲芯徑的檢測結果，取得捲芯6a的捲芯徑分布。捲芯6a為扁平狀時，以旋轉軸6b為中心至捲芯6a之外周上的各個位置之捲芯6a的徑向長度不同。捲芯6a的捲芯徑分布係表示以旋轉軸6b為中心至捲芯6a之外周上的各個位置的捲芯6a的徑向長度。張力控制裝置10係根據所取得的捲芯徑分布而求取捲軸轉矩補償量與慣性轉矩補償量。
在此說明算出因捲徑變動所致之張力的變化量的方法。圖2係用以說明實施型態1之張力控制裝置中因捲徑變動所致之張力的變化量的算出方法的圖。圖2係顯示圖1所示構成中之固定輥5、捲繞體6、角度檢測器7、以及固定輥5與捲繞體6之間的材料1。
圖2中，旋轉中心O係表示捲繞體6的旋轉中心之旋轉軸6b的位置。點P係表示捲繞體6與材料1的外切點。捲繞體6與材料1的外切點係指連結點P與點Q的線段之切線與捲繞體6之外周相切之點。點Q係表示固定輥5與材料1的外切點。點O’係表示角度檢測器7的中心位置。基準線OO’係連結旋轉中心O與點O’的線段。「
Figure 110128664-A0305-02-0013-55
」係∠POO’的角度。「α」係∠QPO的角度。「δ」係∠QOO’的角度，亦即旋轉中心O與點Q的連結線段與基準線之間的角度。「γ」係∠PQO的角度。「l」係點P至點Q的距離。「L」係旋轉中心O至點Q的距離。線段OP係通過點P之捲繞體6的半徑，亦即捲繞體6的捲徑。「
Figure 110128664-A0305-02-0013-56
」係表示捲繞體6的捲 徑。因捲繞體6為扁平狀，所以各角度「
Figure 110128664-A0305-02-0014-73
」、「α」及「γ」以及捲徑之「
Figure 110128664-A0305-02-0014-74
」會隨著捲繞體6的旋轉而改變。
捲軸轉矩「TR」可藉由上述數式(2)來表示。並且，捲軸轉矩「TR」可表示為以下的數式(6)。
Figure 110128664-A0305-02-0014-57
上述數式(6)中的「sinα」可依據以下的數式(7)及(8)的關係表示為以下的數式(9)。數式(7)係表示餘弦定律的關係。數式(8)係表示正弦定律的關係。
Figure 110128664-A0305-02-0014-7
Figure 110128664-A0305-02-0014-8
Figure 110128664-A0305-02-0014-9
將上述數式(9)代入上述數式(6)時，捲軸轉矩「TR」可表示為以下的數式(10)。
Figure 110128664-A0305-02-0014-11
在此說明決定角度「
Figure 110128664-A0305-02-0015-58
」的方法。角度「γ」成為最大時的點(
Figure 110128664-A0305-02-0015-59
,
Figure 110128664-A0305-02-0015-60
)係外切點之點P。依據以下的數式(11)的關係，角度「γ」可表示為以下的數式(12)。數式(11)係表示正弦定律的關係。
Figure 110128664-A0305-02-0015-12
Figure 110128664-A0305-02-0015-13
因張力「F」與距離「L」分別為固定，故轉矩「T」成為最大時的角度「
Figure 110128664-A0305-02-0015-61
」的點(
Figure 110128664-A0305-02-0015-62
,
Figure 110128664-A0305-02-0015-63
)為外切點。角度「
Figure 110128664-A0305-02-0015-64
」係包含於角度「δ」至角度「δ+π」的範圍。為了推估角度「
Figure 110128664-A0305-02-0015-65
」，必須有與角度「δ」對應的捲徑以及與角度「δ+π」對應的捲徑之資訊。張力控制裝置10係藉由角度檢測器7與捲徑檢測器8預先取得基準線與捲徑之間的角度與捲徑長度之間的關係。張力控制裝置10係根據該關係而取得與角度「δ」對應的捲徑以及與角度「δ+π」對應的捲徑而推估角度「
Figure 110128664-A0305-02-0015-66
」。藉此，張力控制裝置10可求得使用扁平狀的捲芯6a時的捲軸轉矩「TR」。
接著說明慣性力矩的算出方法，圖3係用以說明以實施型態1之張力控制裝置進行之慣性力矩的算出方法的第1圖。圖3係顯示圖1所示構成中之捲繞體6。
捲繞體6的慣性力矩「J」係表示為以下的數式(13)。「W」 係材料1的寬度亦即旋轉軸6b之延伸方向之材料1的長度。在此，將圖3中的捲繞體6整體的密度設為「ρ」。
[數式13]J=ʃdJ=pWʃ I dI…(13)
角度範圍「
Figure 110128664-A0305-02-0016-167
」中，假設捲繞體6的半徑固定。該半徑係依據以下的數式(14)表示為「
Figure 110128664-A0305-02-0016-68
」。
Figure 110128664-A0305-02-0016-15
角度範圍「
Figure 110128664-A0305-02-0016-168
」中的剖面二次力矩「
Figure 110128664-A0305-02-0016-70
」係表示為以下的數式(15)。
Figure 110128664-A0305-02-0016-16
依
Figure 110128664-A0305-02-0016-169
，求取相隔角度範圍「
Figure 110128664-A0305-02-0016-170
」的各點之n個點的位置之捲繞體6的半徑。各點係捲繞體6之外周上的點。捲繞體6的慣性力矩「J」係表示為以下的數式(16)。在此，「n」係任意的整數。
Figure 110128664-A0305-02-0016-17
若為了算出慣性力矩「J」而恆常地進行上述數式(16)的演算，張力控制裝置10中的演算機構的負載會增大。
將與角度「
Figure 110128664-A0305-02-0017-75
」對應的捲芯6a的半徑設為「
Figure 110128664-A0305-02-0017-76
」，將通過該半徑之剖面的剖面二次力矩設為「IC」時，與捲徑之「
Figure 110128664-A0305-02-0017-77
」對應之捲繞體6的慣性力矩「J」可表示為以下的數式(17)。藉由數式(17)，可使慣性力矩「J」之演算的簡略化。
Figure 110128664-A0305-02-0017-18
上述數式(13)至(17)係將捲芯6a與材料1視為無密度差而算出慣性力矩。惟捲芯6a與材料1有密度差的情形下，以上述數式(13)至(17)無法算出正確的慣性力矩。又，即使捲芯6a與材料1有密度差，若在不影響慣性力矩之算出結果之程度的情形下，也可無視該密度差。
在此說明考量捲芯6a與材料1的密度差來計算捲繞體6的慣性力矩的情形。考量密度差時，將捲繞體6區分為捲芯6a與材料1之層而算出慣性力矩。
圖4係用以說明以實施型態1之張力控制裝置進行之慣性力矩的算出方法的第2圖。圖4係顯示捲取完成時的捲繞體6。圖4所示的捲繞體6之中，捲芯6a之周圍的部分為材料1之層。
在此說明捲芯6a的慣性力矩「JC」的算出。「
Figure 110128664-A0305-02-0017-78
」為與角度「
Figure 110128664-A0305-02-0017-79
」對應的捲芯6a的半徑。「
Figure 110128664-A0305-02-0017-80
」為與角度「
Figure 110128664-A0305-02-0017-81
」對應的捲繞體6的半徑，亦即捲取完成時的捲繞體6的半徑。「
Figure 110128664-A0305-02-0017-82
」為與角度「
Figure 110128664-A0305-02-0017-83
+
Figure 110128664-A0305-02-0017-171
」對應的捲芯6a的半徑。「
Figure 110128664-A0305-02-0017-85
」為與角度「
Figure 110128664-A0305-02-0017-86
+
Figure 110128664-A0305-02-0017-172
」對應的捲繞體6的半徑，亦即捲取完成時的捲繞體6的半徑。
依
Figure 110128664-A0305-02-0018-173
，求取相隔角度範圍「
Figure 110128664-A0305-02-0018-174
」的各點之n個各點的位置之捲芯6a的半徑。假設某角度範圍「
Figure 110128664-A0305-02-0018-175
」中的捲芯6a的半徑固定，而將半徑設為「
Figure 110128664-A0305-02-0018-91
」。捲芯6a的慣性力矩「JC」係藉由與上述數式(13)至(16)同樣的演算而表示為以下的數式(18)。在此，「ρC」係捲芯6a的密度。
Figure 110128664-A0305-02-0018-19
接著說明材料1之層的慣性力矩的算出。假設某角度範圍「
Figure 110128664-A0305-02-0018-181
」中的捲取完成時之材料1之層的半徑固定，而將該半徑設為「
Figure 110128664-A0305-02-0018-93
Rn」。角度範圍「
Figure 110128664-A0305-02-0018-182
」中的材料1之層的剖面二次力矩「
Figure 110128664-A0305-02-0018-98
」係表示為以下的數式(19)。
Figure 110128664-A0305-02-0018-20
求取相隔角度範圍「
Figure 110128664-A0305-02-0018-183
」的各點之n個點的位置之材料1之層的半徑。材料1之層的慣性力矩「JM」係表示為以下的數式(20)。在此，「ρM」係材料1之層的密度。
Figure 110128664-A0305-02-0018-21
捲繞體6的慣性力矩「J」係捲芯6a的慣性力矩「JC」與材 料1之層的慣性力矩「JM」的和。依據上述數式(28)及(20)，捲繞體6的慣性力矩「J」可表示為以下的數式(21)。
Figure 110128664-A0305-02-0019-22
接著說明考量了捲芯6a與材料1的密度差時，將慣性力矩「J」的演算簡略化的方法。假設捲取完成時的捲繞體6的某角度範圍「△
Figure 110128664-A0305-02-0019-100
」中的捲繞體6的半徑固定，而將該半徑設為「
Figure 110128664-A0305-02-0019-99
」。捲取完成時的捲繞體6的慣性力矩「Jmax」係表示為以下的數式(22)。
Figure 110128664-A0305-02-0019-23
並且，捲取完成時的捲繞體6的慣性力矩「Jmax」可使用捲取完成時的捲繞體6之剖面二次力矩「Imax」而表示為以下的數式(23)。
Figure 110128664-A0305-02-0019-24
與「
Figure 110128664-A0305-02-0019-101
」對應的捲繞體6的慣性力矩「J」可表示為以下的數式(24)及(25)。在此，「
Figure 110128664-A0305-02-0019-102
」係與角度「
Figure 110128664-A0305-02-0019-103
」對應的捲芯6a的半徑，「Rmax」係捲芯6a的半徑。張力控制裝置10可預先記憶由上述數式(23)所算出的慣性力矩「Jmax」及由上述數式(23)所算出的慣性力矩「JC」，藉此可讀出慣性力矩「Jmax」及「JC」而使用於演算。藉由數式(24)及(25)可使慣性力矩「J」之演算的簡略化。
Figure 110128664-A0305-02-0020-25
Figure 110128664-A0305-02-0020-26
上述數式(1)可使用捲軸轉矩「TR」與慣性力矩「J」而修正為以下的數式(26)。
Figure 110128664-A0305-02-0020-28
上述數式(26)右邊的第2項之「d(Jω)/dt」係表示用以補償慣性力矩「J」的變動的慣性轉矩。慣性轉矩「d(Jω)/dt」可藉由使用ω=V/R的關係、外周速度「V」的偏微分、及半徑「R」的偏微分來求取「Jω」的全微分，而藉由以下的數式(27)算出。在此，「V」係表示捲繞體6的外周速度。
Figure 110128664-A0305-02-0020-29
上述數式(27)的「
Figure 110128664-A0305-02-0020-104
/dt」可表示為以下的數式(28)。
Figure 110128664-A0305-02-0020-30
上述數式(27)右邊的第1項係表示因捲徑變動所致之慣性轉 矩的增減量。上述數式(27)右邊的第2項係表示因外周速度變動所致之慣性轉矩的增減量。將上述數式(28)代入上述數式(27)時，上述數式(27)可表示為以下的數式(29)。
Figure 110128664-A0305-02-0021-31
未考量捲芯6a與材料1的密度差的情形時，亦即藉由上述數式(17)算出慣性力矩(J)時，上述數式(29)中的「d(J/
Figure 110128664-A0305-02-0021-105
)/
Figure 110128664-A0305-02-0021-106
」係表示為以下的數式(30)。
Figure 110128664-A0305-02-0021-32
考量了捲芯6a與材料1的密度差的情形時，亦即藉由上述數式(23)算出慣性力矩(J)時，上述數式(29)中的「d(J/
Figure 110128664-A0305-02-0021-107
)/
Figure 110128664-A0305-02-0021-108
」係表示為以下的數式(31)。
Figure 110128664-A0305-02-0021-33
將上述數式(10)及(29)代入上述數式(26)時，用以使捲繞體6旋轉的轉矩「T」係表示為以下的數式(32)。
[數式32]
Figure 110128664-A0305-02-0022-34
張力控制裝置10可藉由後述的目標張力設定器而取得張力「F」。張力控制裝置10可藉由後述的位置設定器而取得距離「L」及角度「δ」，該距離「L」係固定輥5與材料1的外切點至捲芯6a之旋轉中心之線段的長度，該角度「δ」係該線段與基準線之間的角度。張力控制裝置10可根據捲徑檢測器8之檢測結果與角度檢測器7之檢測結果而取得捲徑「
Figure 110128664-A0305-02-0022-109
」。張力控制裝置10可根據位置設定器所取得的值、捲徑檢測器8之檢測結果、及角度檢測器7之檢測結果而取得慣性力矩「J」。張力控制裝置10可從外周速度檢測器9取得外周速度檢測器9之檢測結果之外周速度「V」。張力控制裝置10可藉由以時間「t」來微分外周速度「V」而算出「dV/dT」。張力控制裝置10可藉由以角度「
Figure 110128664-A0305-02-0022-112
」來微分「
Figure 110128664-A0305-02-0022-113
」而算出「
Figure 110128664-A0305-02-0022-110
/d
Figure 110128664-A0305-02-0022-111
」。張力控制裝置10可藉由將所獲得的各值代入上述數式(32)而算出轉矩「T」。
接著說明張力控制裝置10之功能構成。圖5係顯示實施型態1之張力控制裝置之功能構成的圖。圖5中顯示張力控制裝置10未考量捲芯6a與材料1的密度差而進行張力控制時之功能構成的例子。以下說明實施型態1中未考量捲芯6a與材料1的密度差的情形。
張力控制裝置10係具有取得捲芯6a的捲芯徑分布的捲徑分布取得部11。捲徑分布取得部11取得的捲芯徑分布係表示以旋轉軸6b為中心至捲芯6a之外周上的各個位置的捲芯6a的徑向長度。張力控制裝 置10係具有：設定捲芯6a的密度的捲芯密度設定器12；設定材料1之寬度的材料寬度設定器13；設定固定輥5的位置的位置設定器17；及設定施予材料1之張力的目標值的目標張力設定器26。
張力控制裝置10係具有：算出捲取開始前之捲芯6a的慣性力矩的第一慣性力矩演算部14；及記憶捲取開始前之捲芯6a的慣性力矩的第一慣性力矩記憶部15。
張力控制裝置10係具有：算出捲取開始時之捲芯6a的捲芯徑分布及捲取開始時之捲芯6a的捲軸轉矩的分布的捲徑分布轉矩演算部16；記憶捲取開始時之捲芯6a的捲芯徑分布的捲芯徑分布記憶部18；及記憶捲取開始時之捲芯6a的捲軸轉矩的分布的第一捲軸轉矩記憶部19。
張力控制裝置10係具有：求取每隔某角度範圍之捲芯6a的捲芯徑的變化量並算出該變化量之分布的第一變化量分布演算部20；及記憶該變化量之分布的第一變化量分布記憶部21。
張力控制裝置10係具有：算出捲芯6a的捲芯徑的平均值之平均捲芯徑並且算出捲繞體6的捲徑的平均值之平均捲徑的平均捲徑演算部22；記憶捲芯6a的平均捲芯徑的平均捲芯徑記憶部24；算出捲繞體6的平均捲徑與捲芯6a的平均捲芯徑的比，亦即捲比的捲比演算部25；時間量測器23；及微分演算部32。
張力控制裝置10係具有：算出捲繞體6的慣性力矩的慣性力矩演算部27；及算出捲繞體6的捲徑分布的捲徑分布演算部28。張力控制裝置10係具有：求取每隔某角度範圍之捲繞體6的捲徑的變化量並算出該變化量的分布的變化量分布演算部29。
張力控制裝置10係具有：算出捲軸轉矩補償量的第一補償量演算部30；算出慣性轉矩補償量的第二補償量演算部31。捲軸轉矩補償量係用以補償因捲芯6a捲取材料1而成的捲繞體6的徑向長度之捲徑的變動所致之張力變動的第一補償量；第一補償量演算部30係根據捲徑分布取得部11所取得的捲芯徑分布而算出捲軸轉矩補償量。慣性轉矩補償量係用以補償伴隨著捲繞體6的旋轉之慣性力矩的變動所致之張力變動的第二補償量。第二補償量演算部31係根據外周速度檢測器9所檢測到的外周速度以及根據捲徑分布取得部11所取得的捲芯徑分布而算出的慣性力矩，算出第二補償量。
張力控制裝置10係具有生成轉矩指令的轉矩控制部33。轉矩控制部33係根據捲軸轉矩補償量與慣性轉矩補償量而生成轉矩指令值。轉矩控制部33係將所生成的轉矩指令值輸出至軸驅動機4，以根據捲軸轉矩補償量與慣性轉矩補償量來控制用以使捲芯6a旋轉的轉矩。
接著說明實施型態1之張力控制裝置10的各功能部的演算的具體例。實施型態1中，張力控制裝置10係在捲取開始前藉由軸驅動機4的控制使捲芯6a旋轉一圈。角度檢測器7係藉由一定間隔的角度檢測，檢測出旋轉一圈中的每隔一定角度範圍之捲芯6a的旋轉角度「θ」。捲徑檢測器8係檢測出旋轉一圈中的每隔一定角度範圍之捲芯6a的半徑「Rθ」。外周速度檢測器9係檢測旋轉一圈中的每隔一定角度範圍的外周速度「Vθ」。
張力控制裝置10係取得旋轉角度「θ」、半徑「Rθ」及外周速度「Vθ」的各值而求取用以算出捲軸轉矩與慣性轉矩所須的各演算值。 就捲取開始時的各演算值而言，張力控制裝置10係算出捲取開始前之捲芯6a的捲芯徑分布「Rcore(θ)」、捲取開始時之捲芯6a的慣性力矩「Jcore(θ)」、通過材料1與捲芯6a的外切點的捲芯徑的捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0025-141
」、該捲芯徑的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0025-142
/
Figure 110128664-A0305-02-0025-148
」、捲芯6a的捲軸轉矩分布「Tcore(θ)」、及捲芯6a的平均捲芯徑「Rcore_ave」。
算出捲取開始時的各演算值之後，張力控制裝置10係藉由軸驅動機4的控制而使材料1對於捲芯6a的捲取開始。張力控制裝置10係根據針對捲繞體6所算出的演算值與捲繞體6的平均捲徑，算出捲軸轉矩補償量與慣性轉矩補償量。張力控制裝置10係藉由將捲軸轉矩補償量與慣性轉矩補償量相加而算出轉矩指令值。
接著說明捲取開始時的各演算值的算出方法。捲徑分布取得部11係從角度檢測器7取得捲芯6a的旋轉角度「θ」。捲徑分布取得部11係從捲徑檢測器8取得捲芯6a的半徑「Rθ」。捲徑分布取得部11係將每隔一定角度範圍所取得的半徑「Rθ」與旋轉角度「θ」賦予關聯性而取得以下的數式(33)所示的捲芯徑分布「Rcore(θ)」。
[數式33]R core (θ)={(θ,R core(θ)),(θ+△θ,R core(θ+△θ))...}…(33)
捲徑分布轉矩演算部16係根據捲徑分布取得部11所取得的捲芯徑分布「Rcore(θ)」而算出通過外切點之捲芯徑的捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0025-117
core(θ)」及捲芯6a的捲軸轉矩分布「Tcore(θ)」。捲芯徑分布記憶部18係記憶所算出的捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0025-143
」。第一捲軸轉矩記憶部19係記憶所算出的捲軸轉矩分布「Tcore(θ)」。第一變化量分布演算部20係根據捲徑分布 取得部11所取得的捲芯徑分布「Rcore(θ)」而算出通過材料1與捲芯6a的外切點的捲芯徑的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0026-144
/
Figure 110128664-A0305-02-0026-146
」。第一變化量分布記憶部21係記憶所算出的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0026-145
/
Figure 110128664-A0305-02-0026-147
」。
第一慣性力矩演算部14係藉由以下的數式(34)算出捲取開始時之捲芯6a的慣性力矩「Jcore」。第一慣性力矩演算部14係依△θ=2π/n，取得相隔角度範圍「△θ」的各點之n個的點的捲芯6a的半徑，而求取慣性力矩「Jcore」。第一慣性力矩演算部14係從捲芯密度設定器12取得密度「ρ」。第一慣性力矩演算部14係從材料寬度設定器13取得材料1的寬度「W」。第一慣性力矩記憶部15係記憶第一慣性力矩演算部14所算出的慣性力矩「Jcore」。
Figure 110128664-A0305-02-0026-35
捲徑分布轉矩演算部16係算出與旋轉角度「θ」對應的上述角度「
Figure 110128664-A0305-02-0026-123
」以及與角度「
Figure 110128664-A0305-02-0026-124
」對應的半徑之「
Figure 110128664-A0305-02-0026-125
」。捲徑分布轉矩演算部16係藉由將對應於所算出的角度「
Figure 110128664-A0305-02-0026-132
」的捲軸轉矩「
Figure 110128664-A0305-02-0026-126
」與旋轉角度「θ」賦予關聯性並予以記憶，而求取捲軸轉矩分布「Tcore(θ)」。
將捲徑分布取得部11取得捲芯徑分布時的狀態起的捲芯6a的旋轉角度設為「θ」，將旋轉角度為「θ」時的捲芯6a的旋轉中心與捲繞體6與材料1的外切點的連結線段與基準點之間的角度設為「
Figure 110128664-A0305-02-0026-129
」。材料1與捲芯6a之外切點為點(θ+
Figure 110128664-A0305-02-0026-127
,
Figure 110128664-A0305-02-0026-128
)時，與旋轉角度「θ」對應的捲軸轉矩 「
Figure 110128664-A0305-02-0027-130
」可使用距離「L」及角度「δ」而表示為以下的數式(35)。
Figure 110128664-A0305-02-0027-36
在此，張力控制裝置10因有目標張力變更的情形，所以也可在進行數式(35)的演算時，先將張力「F」暫時設為1(N)，而於捲取時的演算時，進行從捲軸轉矩除以目標張力的計算。
捲徑分布轉矩演算部16係算出以下的數式(36)所示的捲軸轉矩「Tθ」。依據上述數式(12)，藉由找到捲軸轉矩「
Figure 110128664-A0305-02-0027-131
」成為最大時的角度而算出捲軸轉矩「Tθ」。捲徑分布轉矩演算部16係算出角度「θ」0至2π的範圍中每隔角度範圍「△θ」的捲軸轉矩「
Figure 110128664-A0305-02-0027-133
」，而取得所算出的捲軸轉矩「
Figure 110128664-A0305-02-0027-134
」中之最大的值作為捲軸轉矩「Tθ」。捲軸轉矩「
Figure 110128664-A0305-02-0027-135
」成為最大時的半徑之「
Figure 110128664-A0305-02-0027-136
」係通過材料1與捲芯6a的外切點的捲芯徑。捲徑分布轉矩演算部16也算出捲芯徑之「
Figure 110128664-A0305-02-0027-137
」。
Figure 110128664-A0305-02-0027-37
再者，捲徑分布轉矩演算部16係依△θ=2π/n之△θ，算出捲軸轉矩「Tθ」與捲芯徑之「
Figure 110128664-A0305-02-0027-138
」。藉此，捲徑分布轉矩演算部16係取得表示捲芯6a的捲軸轉矩分布的「T(θ)」以及通過材料1與捲芯6a的外切點的捲芯徑的捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0027-149
」。捲軸轉矩分布「T(θ)」係表示為以下的數式(37)。捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0027-150
」係表示為以下的數式(38)。
[數式37] T(θ)={T 0,T 2π/n ,...,T 2(n-1)π/n }…(37)
[數式38]R φ (θ)={R φ(0),R φ(2π/n),...,R φ(2(n-1)π/n )}…(38)
捲徑分布轉矩演算部16係從位置設定器17取得距離「L」與角度「δ」而進行上述數式(35)至(36)的演算。藉此，捲徑分布轉矩演算部16係求取捲芯6a的捲軸轉矩分布「Tcore(θ)」以及通過材料1與捲芯6a的外切點之捲芯徑的捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0028-151
」。捲芯徑分布記憶部18係記憶捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0028-152
」。第一捲軸轉矩記憶部19係記憶捲軸轉矩分布「Tcore(θ)」。
第一變化量分布演算部20係根據表示以捲徑分布轉矩演算部16所求得的捲芯徑分布之「
Figure 110128664-A0305-02-0028-153
」，算出以下的數式(39)所示的變化量「
Figure 110128664-A0305-02-0028-156
/dθ」。變化量「dR
Figure 110128664-A0305-02-0028-155
(θ)/dθ」為每隔△θ的「
Figure 110128664-A0305-02-0028-154
」的變化量。
Figure 110128664-A0305-02-0028-38
第一變化量分布演算部20係藉由上述數式(39)的演算而求得通過材料1與捲芯6a的外切點之捲芯徑的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0028-157
/d
Figure 110128664-A0305-02-0028-158
」。第一變化量分布記憶部21係記憶變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0028-159
/
Figure 110128664-A0305-02-0028-160
」。
平均捲徑演算部22係算出捲芯6a的平均捲芯徑。平均捲徑演算部22係從角度檢測器7取得旋轉角度「θ」。平均捲徑演算部22係從外周速度檢測器9取得外周速度「V」。平均捲徑演算部22係取得時間量 測器23的時間的量測結果。平均捲徑演算部22係根據外周速度「V」與捲芯6a旋轉一圈所須的時間而算出捲芯6a的周長「LC」。將捲芯6a之旋轉一圈中的外周速度的平均設為「Vave」，將捲芯6a之旋轉一圈所須的時間設為「t」時，周長「LC」係表示為以下的數式(40)。
[數式40]L C =V ave t…(40)
在此，將垂直於旋轉軸6b的捲芯6a的剖面假設為圓形的情形下，平均捲芯徑「Rcore_ave」係表示為以下的數式(41)。
[數式41]R core_ave =πL C …(41)
平均捲徑演算部22係藉由上述的數式(40)及(41)的演算而算出捲芯6a的平均捲芯徑「Rcore_ave」。平均捲芯徑記憶部24係記憶平均捲芯徑「Rcore_ave」。
如以上所述，張力控制裝置10係算出捲取開始時的各演算值，亦即捲芯徑分布「Rcore(θ)」、慣性力矩「Jcore」、捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0029-161
」、變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0029-162
/
Figure 110128664-A0305-02-0029-163
」、捲軸轉矩分布「Tcore(θ)」、及平均捲芯徑「Rcore_ave」。再者，張力控制裝置10係記憶所算出的各演算值。
接著說明開始捲取後之各演算值的算出方法。平均捲徑演算部22係算出正進行捲取中的現在的平均捲徑「Rave」。平均捲徑演算部22係根據現在的平均捲徑「Rave」與平均捲芯徑記憶部24所記憶的平均捲芯徑「Rcore_ave」，藉由以下的數式(42)算出捲比「PRave」。
[數式42] P Rave =R ave /R core_ave …(42)
慣性力矩演算部27係從第一慣性力矩記憶部15取得捲取開始前之捲芯6a的慣性力矩「Jcore」。慣性力矩演算部27係從捲比演算部25取得捲比「PRave」。慣性力矩演算部27係藉由以下的數式(43)算出正進行捲取中的現在的捲繞體6的慣性力矩「J」。
[數式43]J=P Rave 4 J core …(43)
捲徑分布演算部28係從捲芯徑分布記憶部18取得捲取開始前之捲芯6a的捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0030-184
」。捲徑分布演算部28係從捲比演算部25取得捲比「PRave」。捲徑分布演算部28係藉由以下的數式(44)算出表示正進行捲取中的現在的捲繞體6的捲徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0030-185
」。
[數式44]R φ (θ)=P Rave ．R φcore (θ)…(44)
變化量分布演算部29係從第一變化量分布記憶部21，針對捲取開始前之捲芯6a，取得通過材料1與捲芯6a的外切點的捲芯徑的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0030-186
/
Figure 110128664-A0305-02-0030-187
」。變化量分布演算部29係從捲比演算部25取得捲比「PRace」。捲徑分布演算部28係算出以下的數式(45)所示的變化量「
Figure 110128664-A0305-02-0030-188
/dθ」。
Figure 110128664-A0305-02-0030-39
第一補償量演算部30係從角度檢測器7取得旋轉角度「θ」。 第一補償量演算部30係從第一捲軸轉矩記憶部19取得捲取開始前之捲芯6a的捲軸轉矩分布「Tcore(θ)」。第一補償量演算部30係從捲比演算部25取得捲比「PRave」。第一補償量演算部30係從目標張力設定器26取得目標張力「Ftarget」。第一補償量演算部30係藉由以下的數式(46)算出捲軸轉矩補償量「TR」。
[數式46]T R =P Rave ．F target ．T core(θ)…(46)
第二補償量演算部31係從角度檢測器7取得旋轉角度「θ」。第二補償量演算部31係從外周速度檢測器9取得外周速度「V」。第二補償量演算部31係從慣性力矩演算部27取得正進行捲取中的現在的捲繞體6的慣性力矩「J」。第二補償量演算部31係從捲徑分布演算部28取得表示正進行捲取中的現在的捲繞體6的捲徑分布之「
Figure 110128664-A0305-02-0031-189
」。第二補償量演算部31係從變化量分布演算部29取得正進行捲取中的現在的捲繞體6的變化量「
Figure 110128664-A0305-02-0031-190
/dθ」。第二補償量演算部31係從微分演算部32取得外周速度「V」的微分量之「dV/dt」。
第二補償量演算部31係使用上述數式(30)及(32)，藉由以下的數式(47)算出慣性轉矩補償量「TI」。在此，「dV/dt」係微分演算部32每隔固定時間「△t」進行以下的數式(48)的演算而得的結果。
Figure 110128664-A0305-02-0031-40
[數式48]
Figure 110128664-A0305-02-0032-41
轉矩控制部33係將捲軸轉矩補償量「TR」與慣性轉矩補償量「TI」相加而藉此算出轉矩指令值。轉矩控制部33係藉由將所算出的轉矩指令值輸出至軸驅動機4而控制軸驅動機4的驅動。
依據實施型態1，張力控制裝置10係根據基於捲芯6a的捲芯徑分布所獲得的捲軸轉矩補償量以及基於捲芯6a的捲芯徑分布所獲得的慣性轉矩補償量來修正用以使捲芯6a旋轉的轉矩。張力控制裝置10可抑制捲芯6a旋轉一圈的期間中因捲芯徑變動所致之張力變動。並且，張力控制裝置10可抑制捲芯6a旋轉一圈的期間中因慣性力矩的變動所致之張力變動。藉此，張力控制裝置10可達成能夠抑制剖面為圓形以外的形狀之捲芯6a捲取的對象物的張力變動且能夠進行高精度的張力控制之功效。
實施型態2
圖6係顯示實施型態2之張力控制裝置之功能構成的圖。實施型態2係說明張力控制裝置10A考量了捲芯6a與材料1的密度差而進行張力控制的情形。實施型態2中，對於與上述的實施型態1相同的構成要素標記相同的符號而主要針對與實施型態1不同的構成進行說明。
實施型態2之張力控制裝置10A係具有：記憶捲徑分布取得部11所取得的捲芯6a的捲芯徑分布的捲芯徑分布記憶部34；及設定材料1的密度的材料密度設定器36。張力控制裝置10A係具有：算出捲取完成時之捲繞體6的慣性力矩的第二慣性力矩演算部35；及記憶捲取完成時之捲繞體6的慣性力矩的第二慣性力矩記憶部37。
張力控制裝置10A係具有：記憶捲取完成時之捲繞體6的捲徑分布的捲徑分布記憶部38；記憶捲取完成時之捲繞體6的捲軸轉矩的第二捲軸轉矩記憶部39；及記憶捲取完成時之捲繞體6的每隔某角度範圍之捲徑的變化量的分布的第二變化量分布記憶部40。張力控制裝置10A係具有：記憶捲取完成時之捲繞體6的平均捲徑的平均捲徑記憶部41。
實施型態2中，捲徑分布取得部11係取得尚未捲附材料1之狀態的捲芯6a的第一捲徑分布以及具有捲芯6a與捲附於捲芯6a之材料1的捲繞體6的第一捲徑分布。第二補償量演算部31係根據基於第一捲徑分布所算出的慣性力矩以及基於第二捲徑分布所算出的慣性力矩而算出慣性轉矩補償量。
接著說明實施型態2之張力控制裝置10A的各功能部的演算的具體例。實施型態2中，張力控制裝置10A係與實施型態1之張力控制裝置10同樣地在捲取開始前藉由軸驅動機4的控制使捲芯6a旋轉一圈。張力控制裝置10A係與實施型態1之張力控制裝置10同樣地算出捲取開始前的各演算值，亦即捲芯徑分布「Rcore(θ)」、慣性力矩「Jcore」、捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0033-191
」、變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0033-192
/
Figure 110128664-A0305-02-0033-193
」、捲軸轉矩分布「Tcore(θ)」、及平均捲芯徑「Rcore_ave」。
張力控制裝置10A係於捲取完成之後，藉由軸驅動機4的控制使捲芯6a旋轉一圈。角度檢測器7係藉由一定間隔的角度檢測，檢測出旋轉一圈中的每隔一定角度範圍之捲繞體6的旋轉角度「θ」。捲徑檢測器8係檢測出旋轉一圈中的每隔一定角度範圍之捲繞體6的半徑「Rθ」。外周速度檢測器9係檢測於旋轉一圈中的每隔一定角度範圍的外周速度 「Vθ」。
張力控制裝置10A係取得旋轉角度「θ」、半徑「Rθ」及外周速度「Vθ」的各值而求取用以算出捲軸轉矩與慣性轉矩所須的各演算值。就捲取完成時的各演算值而言，張力控制裝置10A係算出捲取完成時之捲繞體6的第二捲徑分布之捲徑分布「Rmax(θ)」、捲取完成時之捲繞體6的慣性力矩「Jmax」、通過材料1與捲繞體6的外切點之捲徑的捲徑分布「R
Figure 110128664-A0305-02-0034-194
」、該捲徑的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0034-195
/
Figure 110128664-A0305-02-0034-196
」、捲取完成時之捲繞體6的捲軸轉矩分布「Tmax(θ)」、及捲取完成時之捲繞體6的平均捲徑「Rmax_ave」。
張力控制裝置10A係於以與實施型態1同樣的方法實施捲取之後，使捲繞體6旋轉一圈，而算出捲取完成時的各演算值。或者，張力控制裝置10A係將完成捲取的狀態的捲繞體6安裝於捲取機並使捲繞體6旋轉一圈，藉此算出捲取完成時的各演算值。張力控制裝置10A係於可使完成捲取的狀態的捲繞體6旋轉一圈的狀態時，算出捲取完成時的各演算值。張力控制裝置10A係於已算出捲取完成時的各演算值之後的捲取之際，算出捲取開始前的各演算值，並根據捲取完成時的各演算值而算出捲軸轉矩補償量與慣性轉矩補償量。
由於捲取開始前的各演算值的算出與實施型態1相同故省略說明。惟與實施型態1的相異點在於為了算出捲取完成時之捲繞體6的慣性力矩「Jmax」而將捲取開始前的捲芯6a的捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0034-197
」記憶於捲芯徑分布記憶部34。
接著說明捲取完成時的各演算值的算出方法。捲徑分布取得 部11係從角度檢測器7取得捲繞體6的旋轉角度「θ」。捲徑分布取得部11係從捲徑檢測器8取得捲繞體6的半徑「Rθ」。捲徑分布取得部11係將每隔一定角度範圍的旋轉角度「θ」與半徑「Rθ」賦予關聯性，藉此取得以下的數式(49)所示的捲徑分布「Rmax(θ)」。
[數式49]R max (θ)={(θ,R θ ),(θ+△θ,R θ+△θ )...}…(49)
捲徑分布轉矩演算部16係根據捲徑分布取得部11所取得的捲芯徑分布「Rmax(θ)」而算出通過外切點之捲徑的捲徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0035-198
」以及捲繞體6的捲軸轉矩分布「Tmax(θ)」。捲徑分布記憶部38係記憶所算出的捲徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0035-199
」。第二捲軸轉矩記憶部39係記憶所算出的捲軸轉矩分布「Tmax(θ)」。第一變化量分布演算部20係根據捲徑分布取得部11所取得的捲徑分布「Rmax(θ)」而算出通過材料1與捲繞體6的外切點之捲徑的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0035-200
/
Figure 110128664-A0305-02-0035-201
」。第二變化量分布記憶部40係記憶所算出的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0035-202
/
Figure 110128664-A0305-02-0035-203
」。
第二慣性力矩演算部35係從捲芯徑分布記憶部34取得捲取開始前之捲芯6a的捲芯徑分布「Rcore(θ)」。第二慣性力矩演算部35係經由第一慣性力矩演算部14而從捲徑分布取得部11取得捲徑分布「Rmax(θ)」。第二慣性力矩演算部35係從第一慣性力矩記憶部15取得捲取開始前之捲芯6a的慣性力矩「Jcore」。第二慣性力矩演算部35係經由第一慣性力矩演算部14而從材料寬度設定器13取得材料1的寬度「W」。第二慣性力矩演算部35係經由第一慣性力矩演算部14而從材料密度設定器36取得材料1的密度「ρM」。
第二慣性力矩演算部35係藉由以下的數式(50)算出捲取完成時之捲繞體6的慣性力矩「Jmax」。第二慣性力矩記憶部37係記憶第二慣性力矩演算部35所算出的慣性力矩「Jmax」。
Figure 110128664-A0305-02-0036-42
捲徑分布轉矩演算部16係藉由與針對捲芯6a的捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0036-204
」之上述數式(38)同樣的演算，算出捲取完成時之捲繞體6的捲徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0036-205
」。捲徑分布記憶部38係記憶捲徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0036-206
」。
捲徑分布轉矩演算部16係藉由與針對捲芯6a的捲軸轉矩分布「Tcore(θ)」之上述數式(35)至(37)同樣的演算，算出捲取完成時之捲繞體6的捲軸轉矩分布「Tmax(θ)」。第二捲軸轉矩記憶部39係記憶捲軸轉矩分布「Tmax(θ)」。
第一變化量分布演算部20係藉由與針對捲芯6a的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0036-207
/
Figure 110128664-A0305-02-0036-208
」之上述數式(39)同樣的演算，算出捲取完成時之捲繞體6的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0036-209
/
Figure 110128664-A0305-02-0036-210
」。第二變化量分布記憶部40係記憶變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0036-211
/
Figure 110128664-A0305-02-0036-212
」。
平均捲徑演算部22係藉由與針對捲芯6a的平均捲芯徑「Rcore_ave」之上述數式(40)同樣的演算，算出捲取完成時之捲繞體6的平均捲徑「Rmax_ave」。平均捲徑記憶部41係記憶平均捲徑「Rmax_ave」。
如以上所述，張力控制裝置10A係算出捲取完成時的各顆算值，亦即捲徑分布「Rmax(θ)」、慣性力矩「Jmax」、捲徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0037-213
」、變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0037-214
/
Figure 110128664-A0305-02-0037-215
」、捲軸轉矩分布「Tmax(θ)」、及平均捲徑「Rmax_ave」。並且，張力控制裝置10A係記憶所算出的各演算值。
接著說明開始捲取之後的各演算值的算出方法。平均捲徑演算部22係算出正進行捲取中的現在的平均捲徑「Rave」。捲比演算部25係根據現在的平均捲徑「Rave」、平均捲芯徑記憶部24所記憶的平均捲芯徑「Rcore_ave」、及平均捲徑記憶部41所記憶的平均捲徑「Rmax_ave」，藉由以下的數式(51)，算出捲比「PRave」。
Figure 110128664-A0305-02-0037-43
慣性力矩演算部27係從第一慣性力矩記憶部15取得捲取開始前之捲芯6a的慣性力矩「Jcore」。慣性力矩演算部27係從第二慣性力矩記憶部37取得捲取完成時之捲芯6a的慣性力矩「Jmax」。慣性力矩演算部27係從捲比演算部25取得捲比「PRave」。慣性力矩演算部27係藉由以下的數式(52)算出正進行捲取中的現在的捲繞體6的慣性力矩「J」。
[數式52]J=J core +(J max -J core )P Rave 4…(520
捲徑分布演算部28係從捲芯徑分布記憶部18取得捲取開始前之捲芯6a的捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0038-216
」。捲徑分布演算部28係從捲徑分布記憶部38取得捲取完成時之捲繞體6的捲徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0038-217
」。捲徑分布演算部28係從捲比演算部25取得捲比「PRave」。捲徑分布演算部28係藉由以下的數式(53)算出正進行捲取中的現在的捲繞體6的捲徑分布「R
Figure 110128664-A0305-02-0038-218
」。
[數式53]R φ (θ)=R φcore (θ)+P Rave (R φmax (θ)-R φcore (θ))…(53)
變化量分布演算部29係從第一變化量分布記憶部21取得捲取開始前之捲芯6a的捲芯徑的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0038-219
/
Figure 110128664-A0305-02-0038-220
」。變化量分布演算部29係從第二變化量分布記憶部40取得捲取完成時之捲繞體6的捲徑的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0038-221
/
Figure 110128664-A0305-02-0038-222
」。變化量分布演算部29係從捲比演算部25取得捲比「PRave」。捲徑分布演算部28係藉由以下的數式(54)算出正進行捲取中的現在的捲繞體6之捲徑的變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0038-223
/dθ」。
Figure 110128664-A0305-02-0038-45
第一補償量演算部30係從角度檢測器7取得旋轉角度「θ」。第一補償量演算部30係從第一捲軸轉矩記憶部19取得捲取開始前之捲芯6a的捲軸轉矩分布「Tcore(θ)」。第一補償量演算部30係從第二捲軸轉矩記憶部39取得捲取完成時之捲繞體6的捲軸轉矩分布「Tmax(θ)」。第一補償量演算部30係從捲比演算部25取得捲比「PRave」。第一補償量演算部 30係從目標張力設定器26取得目標張力「Ftarget」。第一補償量演算部30係藉由以下的數式(55)算出捲軸轉矩補償量「TR」。
[數式55]T R =F target (T core(θ)+P Rave (T max(θ)-T core(θ)))…(55)
第二補償量演算部31係從角度檢測器7取得旋轉角度「θ」。第二補償量演算部31係從外周速度檢測器9取得外周速度「V」。第二補償量演算部31係從慣性力矩演算部27取得正進行捲取中的現在的捲繞體6的慣性力矩「J」。第二補償量演算部31係從捲徑分布演算部28取得正進行捲取中的現在的捲繞體6的捲徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0039-224
」。第二補償量演算部31係從變化量分布演算部29取得正進行捲取中的現在的捲繞體6的變化量「
Figure 110128664-A0305-02-0039-225
/dθ」。第二補償量演算部31係從微分演算部32取得外周速度「V」的微分量之「dV/dt」。第二補償量演算部31係使用上述數式(31)及(32)，藉由以下的數式(56)算出慣性轉矩補償量「TI」。
Figure 110128664-A0305-02-0039-47
轉矩控制部33係將捲軸轉矩補償量「TR」與慣性轉矩補償量「TI」相加而藉此算出轉矩指令值。轉矩控制部33係藉由將所算出的轉矩指令值輸出至軸驅動機4而控制軸驅動機4的驅動。
依據實施型態2，張力控制裝置10A係根據基於捲芯徑分布所算出的慣性力矩以及基於捲芯徑分布所算出的慣性力矩算出慣性轉矩補償量，藉此能夠正確地算出捲繞體6的慣性轉矩。張力控制裝置10A藉由 能夠正確地算出捲繞體6的慣性轉矩而能夠高精度地抑制因慣性力矩的變動所致之張力變動。
實施型態3
圖7係顯示包含實施型態3之張力控制裝置之系統構成的圖。實施型態3之張力控制裝置10B係根據材料1的張力的檢測結果來算出張力修正量，並根據所算出的張力修正量來修正轉矩指令值。並且，張力控制裝置10B係根據基於材料1的張力的檢測結果而算出的慣性力矩，算出第二補償量之慣性轉矩補償量。實施型態3中，對於與上述的實施型態1或2相同的構成要素標記相同的符號而主要針對與實施型態1或2不同的構成進行說明。
實施型態3的系統100係具有：與實施型態1之系統100同樣的構成要素；及檢測材料1的張力的張力檢測器42。張力檢測器42係檢測從進給輥3送出的材料1的張力，亦即以系統100搬送的對象物的張力。張力控制裝置10B係取得張力檢測器42進行之張力的檢測結果。
接著說明用於張力控制裝置10B之張力控制的演算。藉由上述數式(13)至(21)，根據捲芯6a的形狀、捲芯6a及材料1的各密度所求得的慣性力矩有可能與實際的慣性力矩之間產生誤差。該誤差可能因材料1之層間捲入空氣或捲徑的檢測誤差等而產生。
張力控制裝置10B除了捲軸轉矩補償量與慣性轉矩補償量之外，更算出張力修正量。張力控制裝置10B係根據捲軸轉矩補償量、慣性轉矩補償量及張力修正量來控制用以使捲芯6a旋轉的轉矩。
材料1的厚度相對於捲繞體6的半徑非常小的情形時，慣性 力矩的增加所致之慣性轉矩補償量的增加量極小。此情形下，要計算表示慣性轉矩補償量之「d(Jω)/dt」時可忽視該增加量。此時的慣性轉矩補償量「d(Jω)/dt」可表示為以下的數式(57)。
Figure 110128664-A0305-02-0041-48
依據上述數式(32)及(57)，慣性力矩可表示為以下的數式(58)。
Figure 110128664-A0305-02-0041-49
張力控制裝置10B能夠以一定的負載轉矩使捲繞體6旋轉一圈，且將複數圈旋轉中所取得的慣性力矩「J」的值平均化，而藉此減少因捲徑的變動所造成的慣性力矩「J」的誤差。
依
Figure 110128664-A0305-02-0041-226
，求取相隔角度範圍「
Figure 110128664-A0305-02-0041-227
」的各點之n個點的位置之捲繞體6的半徑。捲繞體6的慣性力矩「J」可表示為以下的數式(59)。
Figure 110128664-A0305-02-0041-50
張力控制裝置10B係藉由上述數式(59)的演算，算出捲取開始前之捲芯6a的慣性力矩「J」以及捲取完成時之捲繞體6的慣性力矩「Jmax」。藉此，張力控制裝置10B係應用上述數式(29)算出慣性力矩「J」。
圖8係顯示實施型態3之張力控制裝置之功能構成的圖。實施型態3之張力控制裝置10B係對於與實施型態2之張力控制裝置10A具有的功能部為同樣的功能部追加了用以算出張力修正量的功能部。並且，第二補償量演算部31係根據慣性力矩與外周速度而算出第二補償量之慣性轉矩補償量，該慣性力矩係根據由捲徑分布取得部11所取得的捲徑分布以及由張力檢測器42所檢測出的張力所算出，該外周速度係由外周速度檢測器9所檢測出。
實施型態3之張力控制裝置10B係具有：設定要從軸驅動機4輸出的轉矩的輸出轉矩設定器43；記憶外周速度分布的外周速度分布記憶部44；記憶加速度分布的加速度分布記憶部45；及求取張力分布的張力分布取得部46。張力控制裝置10B係具有：算出捲取開始前之捲芯6a的慣性力矩與捲取完成時之捲繞體6的慣性力矩的慣性力矩演算部47；及算出張力修正量的張力修正量演算部48。
接著說明實施型態3之張力控制裝置10B的各功能部的演算的具體例。實施型態3中，張力控制裝置10B係依據輸出轉矩設定器43所設定的轉矩「TRot」使捲芯6a旋轉一圈。張力控制裝置10B係算出捲取開始前的各演算值，亦即捲芯徑分布「Rcore(θ)」、慣性力矩「Jcore(θ)」、捲芯徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0042-231
」、變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0042-232
/
Figure 110128664-A0305-02-0042-233
」、捲軸轉矩分布「Tcore(θ)」、及平均捲芯徑「Rcore_ave」。張力控制裝置10B係與實施型 態2的情形同樣地算出該等演算值之中之慣性力矩「Jcore(θ)」以外的演算值。
張力控制裝置10B係取得於算出慣性力矩「Jcore(θ)」以外的演算值之後更使捲芯6a旋轉一圈時之外周速度分布與加速度分布。張力控制裝置10B係與取得捲芯徑分布「Rcore(θ)」時同樣地藉由將旋轉角度「θ」與外周速度「V」賦予關聯性而取得以下的數式(60)所示的外周速度分布「Vcore(θ)」。外周速度分布記憶部44係記憶外周速度分布「Vcore(θ)」。
[數式60]V core (θ)={(θ,V core(θ)),(θ+△θ,V core(θ+△θ))...}…(60)
張力控制裝置10B係藉由微分演算部32進行的外周速度「V」的微分演算而求取加速度「
Figure 110128664-A0305-02-0043-234
/dt」。張力控制裝置10B係與取得捲芯徑分布「Rcore(θ)」的情形同樣地藉由將旋轉角度「θ」與加速度「dV
Figure 110128664-A0305-02-0043-238
dt」賦予關聯性而取得以下的數式(61)所示的加速度分布「dV/
Figure 110128664-A0305-02-0043-229
core(θ)」。加速度分布記憶部45係記憶加速度分布「dV/
Figure 110128664-A0305-02-0043-228
」。
Figure 110128664-A0305-02-0043-51
張力分布取得部46係從張力檢測器42取得所檢測出的張力「Fcore」。張力分布取得部46係藉由將每隔一定角度範圍所取得的張力「Fcore」與旋轉角度「θ」賦予關聯性而取得張力分布。
慣性力矩演算部47係藉由根據所獲得的各演算值與上述數式(35)的演算，算出捲取開始前的慣性力矩「Jcore」。慣性力矩「Jcore」可 表示為以下的數式(62)。
Figure 110128664-A0305-02-0044-52
張力控制裝置10B係於捲取完成時也藉由輸出轉矩設定器43所設定的轉矩「TRot」使捲芯6a旋轉一圈。張力控制裝置10B係算出捲取完成時的各演算值，亦即捲徑分布「Rmax(θ)」、慣性力矩「Jmax」、捲徑分布「
Figure 110128664-A0305-02-0044-235
」、變化量分布「
Figure 110128664-A0305-02-0044-236
/
Figure 110128664-A0305-02-0044-237
」、捲軸轉矩分布「Tmax(θ)」、及平均捲徑「Rmax_ave」。張力控制裝置10B係與實施型態2的情形同樣地算出該等演算值之中之慣性力矩「Jmax」以外的演算值。慣性力矩演算部47係與算出慣性力矩「Jcore」同樣地算出慣性力矩「Jmax」。
張力控制裝置10B係與實施型態2同樣地，於針對捲取完成時的演算之後，算出捲軸轉矩補償量與慣性轉矩補償量。張力修正量演算部48係從目標張力設定器26取得目標張力「Ftarget」。張力修正量演算部48係從張力檢測器42取得所檢測出的張力「Fdetect」。張力修正量演算部48係藉由目標張力「Ftarget」與所檢測出的張力「Fdetect」的比較而算出張力修正量。張力修正量演算部48係將張力修正量的算出結果輸出至轉矩控制部33。
轉矩控制部33係將捲軸轉矩補償量、慣性轉矩補償量及張力修正量相加而藉此算出轉矩指令值。轉矩控制部33係藉由將所算出的轉矩指令值輸出至軸驅動機4而控制軸驅動機4的驅動。
依據實施型態3，張力控制裝置10B係根據材料1的張力的檢測結果而算出張力修正量，並根據所算出的張力修正量來修正轉矩指令值。藉此，張力控制裝置10B可進行高精度的張力控制。此外，實施型態3中之張力修正量以及根據所算出的張力修正量之轉矩指令值的修正也可應用於實施型態1之張力控制裝置10。
上述實施型態1中，第二補償量演算部31也可與實施型態3同樣地根據慣性力矩與外周速度來算出慣性轉矩補償量，該慣性力矩係根據由捲徑分布取得部11所取得的捲徑分布以及由張力檢測器42所檢測出的張力所算出，該外周速度係由外周速度檢測器9所檢測出。
接著說明實施型態1至3之張力控制裝置10、10A、10B具有的硬體構成。圖9係顯示實施型態1至3之張力控制裝置具有的硬體構成之例的圖。圖9中顯示藉由使用執行程式之硬體而實現張力控制裝置10、10A、10B之功能時的硬體構成。張力控制裝置10、10A、10B係安裝有張力控制程式的電腦系統。張力控制程式係用以使電腦作為控制捲芯6a捲取的對象物之張力的張力控制裝置10、10A、10B而發揮功能的程式。電腦系統係個人電腦或通用電腦。
張力控制裝置10、10A、10B係具有：執行各種處理的處理器51；屬於內建記憶體的記憶體52；用於對張力控制裝置10、10A、10B輸入資訊且從張力控制裝置10、10A、10B輸出資訊的介面電路53；記憶資訊的記憶裝置54；及接受用於各種設定之輸入的輸入裝置55。
處理器51係CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)。處理器51也可為處理裝置、演算裝置、微處理器、微電腦、或DSP (Digital Signal Processer；數位信號處理器)。記憶體52係RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory；唯讀記憶體)、快閃記憶體、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory；可抹除可程式化唯讀記憶體)、EEPROM(註冊商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory；電性可抹除可程式化唯讀記憶體)。
記憶裝置54係HDD(Hard Disk Drive，硬碟機)或SSD(Solid State Drive；固態硬碟)。張力控制程式係儲存於記憶裝置54。處理器51係將記憶裝置54所儲存的張力控制程式讀取至記憶體52而執行。輸入裝置55係鍵盤或滑鼠等裝置。
張力控制程式也可為記憶於可由電腦系統讀取的記憶媒體者。張力控制裝置10、10A、10B也可將記憶媒體所記錄的張力控制程式儲存到記憶體52。記憶媒體可為軟性磁碟等之可攜式記憶媒體、或半導體記憶體等之快閃記憶體。張力控制程式也可從其他電腦或伺服裝置經由通信網路而安裝至電腦系統。
張力控制裝置10、10A、10B中的演算部、取得部、設定器、量測器及控制部的各功能係藉由處理器51與軟體的組合而實現。該等功能也可藉由處理器51與韌體的組合而實現，也可藉由處理器51、軟體及韌體的組合而實現。軟體或韌體係記述為程式而儲存於記憶裝置54。張力控制裝置10、10A、10B中的記憶部的功能係藉由使用記憶裝置54而實現。
上述實施型態1至3中係將張力控制裝置10、10A、10B應用於捲取材料1的捲取機。惟張力控制裝置10、10A、10B也可應用於開捲機。
以上的實施型態所示的構成係顯示本發明揭示的一例者。各實施型態的構成可與其他習知技術組合。各實施型態也可彼此適當地組合。在不脫離本發明揭示的要旨的範圍內也可省略或變更各實施型態之構成的一部分。
4:軸驅動機
7:角度檢測器
8:捲徑檢測器
9:外周速度檢測器
10:張力控制裝置
11:捲徑分布取得部
12:捲芯密度設定器
13:材料寬度設定器
14:第一慣性力矩演算部
15:第一慣性力矩記憶部
16:捲徑分布轉矩演算部
17:位置設定器
18:捲芯徑分布記憶部
19:第一捲軸轉矩記憶部
20:第一變化量分布演算部
21:第一變化量分布記憶部
22:平均捲徑演算部
23:時間量測器
24:平均捲芯徑記憶部
25:捲比演算部
26:目標張力設定器
27:慣性力矩演算部
28:捲徑分布演算部
29:變化量分布演算部
30:第一補償量演算部
31:第二補償量演算部
32:微分演算部
33:轉矩控制部

Claims (6)

  1. 一種張力控制裝置，係控制以旋轉體之捲芯捲取的對象物的張力者，該張力控制裝置係具備：取得部，係取得捲芯徑分布，該捲芯徑分布係表示前述捲芯之外周上的各個位置至作為捲芯的中心之捲芯的旋轉軸的徑向長度；第一補償量演算部，係算出藉由根據前述捲芯徑分布的演算而獲得的第一補償量，該第一補償量係用以補償因前述捲芯捲取了前述對象物而成的捲繞體的徑向長度之捲徑的變動所致之前述張力的變動；第二補償量演算部，係算出藉由根據前述捲芯徑分布的演算而獲得的第二補償量，該第二補償量係用以補償伴隨前述捲繞體旋轉之慣性力矩的變動所致之前述張力的變動，且根據被搬送之前述對象物之外周速度的檢測結果而算出；及轉矩控制部，係根據前述第一補償量與前述第二補償量來控制用以使前述捲芯旋轉的轉矩。
  2. 如請求項1所述之張力控制裝置，其中，前述第二補償量演算部係根據基於前述捲芯徑分布所算出的慣性力矩，算出前述第二補償量。
  3. 如請求項1所述之張力控制裝置，其中，前述取得部更取得前述捲徑的分布之捲徑分布；前述第二補償量演算部係根據基於前述捲芯徑分布所算出的慣性力矩以及基於前述捲徑分布所算出的慣性力矩，算出前述第二補償量。
  4. 請求項1至3中任一項所述之張力控制裝置，其中，前述第二補償量演算部係根據基於被搬送的前述對象物之前述張力的檢測結果所算出的慣性力矩，算出前述第二補償量。
  5. 如請求項1至3中任一項所述之張力控制裝置，係具備：張力修正量演算部，係根據前述對象物之張力的檢測結果來算出張力修正量；前述轉矩控制部係根據前述張力修正量來修正用以使前述捲芯旋轉的轉矩。
  6. 一種記憶媒體，係記憶張力控制程式且可供電腦讀取者，該張力控制程式係使電腦作為張力控制裝置而發揮功能，該張力控制裝置係控制以旋轉體之捲芯捲取的對象物之張力；前述張力控制程式係使前述電腦執行下列步驟：取得捲芯徑分布之步驟，該捲芯徑分布係表示前述捲芯之外周上的各個位置至作為捲芯的中心之捲芯的旋轉軸的徑向長度；算出第一補償量之步驟，係藉由根據前述捲芯徑分布的演算而獲得第一補償量，該第一補償量係用以補償因前述捲芯捲取了前述對象物而成的捲繞體的徑向長度之捲徑的變動所致之前述張力的變動；算出第二補償量之步驟，係藉由根據前述捲芯徑分布的演算而獲得第二補償量，該第二補償量係用以補償伴隨前述捲繞體旋轉之慣性力矩的變動所致之前述張力的變動，且根據被搬送之前述對象物之外周速度的檢測結果而算出；及控制轉矩之步驟，係根據前述第一補償量與前述第二補償量來控制用以使前述捲芯旋轉的轉矩。
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