WO2015182332A1 - テンション制御装置 - Google Patents

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tension control
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actuator
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希遠 石橋
芳幸 和田
賢輔 平田
塁 大橋
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株式会社Ihi
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    • B65H2555/10—Actuating means linear

Definitions

  • the present invention relates to a tension control device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-110531 filed in Japan on May 28, 2014, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 discloses a transport device that transports a belt-like web (work) by continuously running it.
  • a floater that changes the moving direction in a state where the web is levitated by using air (non-contact state)
  • an actuator that moves the floater in a direction perpendicular to the conveying direction of the web
  • a web And a pressure sensor for detecting the pressure between the floater and controlling the actuator based on the detection result of the pressure sensor, thereby applying tension to the running web.
  • the tension (tension) imparting technique to the workpiece in the conventional conveyance device adjusts the position of the floater in the direction perpendicular to the workpiece conveyance direction based on the pressure between the workpiece and the floater. Highly accurate tension control is difficult.
  • high-precision (subtle) tension control is required to prevent damage to the work.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to realize tension control with higher accuracy than in the past.
  • the tension control device presses the object in a non-contact manner by spraying gas onto the object to be tensioned, and the pressing An actuator for changing the position of the member; a pressure sensor for detecting the pressure of the gas; a gap sensor for detecting a floating amount of the object from the pressing member; a detection value of the pressure sensor and a detection of the gap sensor And a controller for controlling the actuator based on the value.
  • the object in the tension control device of the first aspect, is a member that travels in a strip shape and in the longitudinal direction, and the pressing member is an axis that is orthogonal to the object in the traveling direction.
  • a guide surface that is curved around and has a width larger than the width of the object is provided, and gas is sprayed from the guide surface toward the object.
  • the pressure sensor is provided on the opposite side of the object with the guide surface interposed therebetween, and the gap sensor is disposed on the guide surface with the object interposed therebetween. It is provided so as to face each other.
  • the control unit is configured such that the detection value of the pressure sensor is greater than a predetermined pressure threshold value or the gap sensor.
  • the actuator is controlled based on the detected value of the pressure sensor.
  • the detected value of the pressure sensor is equal to or lower than the predetermined pressure threshold value, or the detected value of the gap sensor is If it is less than or equal to the predetermined gap threshold, the actuator is controlled based on the detection value of the gap sensor.
  • the actuator is a ball screw that linearly moves the pressing member or a motor that rotates the pressing member.
  • the actuator is controlled based on the detection value of the pressure sensor that detects the pressure of the gas and the detection value of the gap sensor that detects the flying height of the object from the pressing member.
  • the tension control device concerning one embodiment of the present invention it is a characteristic view showing the relation between tension T of a belt-like sheet, air pressure, and a floating gap.
  • It is a 1st flowchart which shows the control operation of the tension control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.
  • It is a 2nd flowchart which shows the control operation of the tension control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.
  • It is a 3rd flowchart which shows the control operation of the tension control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.
  • It is a 4th flow chart which shows control operation of a tension control device concerning one embodiment of the present invention.
  • the tension control device includes an air turn bar 1 (pressing member), a connecting member 2, a ball screw 3 (actuator), a pressure sensor 4, a gap sensor 5, and a calculator 6 (control). Part).
  • This tension control device uses a member that travels in a strip shape and in a longitudinal direction (strip member W) as an object to be tensioned (tension imparted).
  • the belt-like member W is a thin sheet having a predetermined width made of, for example, resin or glass, and is conveyed so as to run in a longitudinal direction orthogonal to the width direction.
  • the air turn bar 1 is a pressing member that applies a desired tension to the band member W by pressing such a band member W in a non-contact manner. That is, the air turn bar 1 presses the band-shaped member W in a non-contact manner by spraying air (air) from a guide surface 1a curved in an arc shape to a part of the band-shaped member W traveling in the longitudinal direction.
  • the guide surface 1a is an arcuate surface (cylindrical surface) that is curved around an axis that is orthogonal to the traveling direction of the strip member W and that has a width larger than the width of the strip member W.
  • Such an air turn bar 1 holds the belt-like member W in a bent state at the guide surface 1a as shown in the figure.
  • it may replace with the said air (air) and may spray other gas (For example, inert gas, such as nitrogen), to the strip
  • other gas for example, inert gas, such as nitrogen
  • the connecting member 2 is a member having a predetermined shape connected to the air turn bar 1, and connects the air turn bar 1 to the ball screw 3.
  • the ball screw 3 is an actuator that changes the position of the air turn bar 1. That is, the ball screw 3 linearly moves (linearly moves) the air turn bar 1 connected via the connecting member 2. Since the ball screw is generally known as an actuator, the detailed configuration is omitted, but the ball screw 3 is connected to the female screw portion that meshes with the male screw portion via the connecting member 2 by rotating the rod-like male screw portion.
  • the air turn bar 1 is reciprocated (up and down) in the direction indicated by the arrow.
  • the pressure sensor 4 is provided in the air turn bar 1, that is, on the opposite side of the band-shaped member W across the guide surface 1 a, and the pressure of air blown from the guide surface 1 a of the air turn bar 1 toward the band-shaped member W Detect as pressure P.
  • the pressure sensor 4 outputs a detection value indicating the air pressure P to the calculator 6.
  • the gap sensor 5 is provided so as to face the guide surface 1a across the belt-like member W, and floats the floating amount of the belt-like member W from the air turn bar 1, that is, the gap width between the guide surface 1a and the belt-like member W. Detect as gap d.
  • the gap sensor 5 outputs a detection value indicating the flying gap d to the calculator 6.
  • the computing unit 6 is a control unit that feedback-controls the ball screw 3 based on the detected value indicating the air pressure P and the detected value indicating the floating gap d.
  • the calculator 6 is a software control device that calculates the operation amount of the ball screw 3 by processing the air pressure P and the floating gap d, which are control amounts, based on a control program stored in advance.
  • the calculator 6 calculates the PID manipulated variable by processing the air pressure P and the floating gap d based on, for example, a PID (Proportional Integral Derivative Controller) control algorithm. Further, the calculator 6 feeds back the PID operation amount to the ball screw 3 and adjusts the position of the ball screw 3, thereby feedback-controlling the tension applied to the band member W by the air turn bar 1.
  • PID Proportional Integral Derivative Controller
  • the air pressure P is proportional to the tension T. That is, the air pressure P increases linearly as the tension T increases.
  • the levitation gap d shows a change opposite to the air pressure P. That is, the flying gap d decreases nonlinearly as the tension T increases. Further, as a tendency of change in the flying gap d, the rate of change (slope) is large in a region where the tension T is relatively small, and the rate of change (slope) is small in a region where the tension T is relatively large.
  • the arithmetic unit 6 of the tension control device uses a detection value (pressure detection value) of the air pressure P output from the pressure sensor 4 and a detection value (gap detection value) of the flying gap d output from the gap sensor 5 as a predetermined value. Capture regularly at time intervals. More specifically, when the calculator 6 takes in the detected pressure value (step S1), the calculator 6 calculates the PID operation amount P1 based on the detected pressure value (step S2). Then, when the calculator 6 takes in the gap detection value (step S3), the calculator 6 calculates the PID operation amount P2 based on the gap detection value (step S4).
  • the calculator 6 determines whether or not the pressure detection value is larger than a pressure threshold value stored in advance (step S4).
  • the determination result is “Yes”
  • the actuator command A1 based on the PID operation amount P1 is output to the ball screw 3
  • the determination result is “No”
  • the actuator command A1 is based on the PID operation amount P2.
  • Actuator command A 2 is output to ball screw 3.
  • the rate of change of the air pressure P is constant, but the rate of change of the flying gap d decreases as the tension increases, and the rate of change of the air pressure P and the rate of change of the flying gap d Means that the magnitude relationship is reversed at a specific air pressure P or floating gap d.
  • the pressure threshold corresponds to the air pressure P at which the magnitude relationship between the rate of change of the air pressure P and the rate of change of the flying gap d is reversed.
  • the PID operation amount P1 has higher control sensitivity than the PID operation amount P2.
  • the PID manipulated variable P2 is more sensitive than the PID manipulated variable P1. high.
  • the actuator command based on the PID operation amount having higher control sensitivity among the actuator command A1 based on the PID operation amount P1 and the actuator command A2 based on the PID operation amount P2.
  • the air turn bar 1 having a guide surface 1a that is curved around an axis orthogonal to the traveling direction of the belt-like member W and has a width larger than the width of the belt-like member W is provided. Is provided. Thereby, it is possible to apply a stable tension to the belt-like member W.
  • the pressure sensor 4 provided on the opposite side of the belt-like member W across the guide surface 1a and the guide surface 1a across the belt-like member W are provided.
  • the gap sensor 5 is provided. Thereby, it is possible to accurately detect the air pressure P and the flying gap d.
  • the ball screw 3 is used as the actuator. Thereby, the tension control apparatus excellent in durability can be provided.
  • the procedure shown in the flowchart of FIG. 3 is described as an example of the control process of the arithmetic unit 6, but the present invention is not limited to this.
  • the calculator 6 may execute step S5a shown in the flowchart of FIG. 4 instead of step S5 of FIG. That is, instead of comparing the pressure detection value with the pressure threshold value, the gap detection value may be compared with the gap threshold value.
  • the gap threshold value in this case corresponds to the levitation gap d where the magnitude relationship between the rate of change of the air pressure P and the rate of change of the levitation gap d is reversed.
  • the actuator command A1 based on the PID operation amount P1 and the actuator command A2 based on the PID operation amount P2 have the higher PID operation.
  • An actuator command based on the quantity is output to the ball screw 3. Thereby, it is possible to realize tension control with higher accuracy than in the past.
  • steps S1 to S7 shown in the flowchart of FIG. 3 may be changed as shown in the flowchart of FIG. That is, steps S2 and S4 may be executed as post-processing of step S5 instead of being executed as pre-processing of step S5.
  • steps S1 to S7 shown in the flowchart of FIG. 3 may be changed as shown in the flowchart of FIG. That is, steps S3 and S4 may be executed as post-processing of step S5 instead of being executed as pre-processing of step S5.
  • the tension applied to the object by the pressing member is adjusted with high accuracy by controlling the actuator using a gap sensor in addition to the pressure sensor conventionally used. Therefore, the usage form of the detection value of the pressure sensor and the detection value of the gap sensor is not limited to the flowcharts of FIGS.
  • the ball screw 3 is used as an actuator in the above embodiment, the present invention is not limited to this.
  • a motor 3A that rotates (rotates) the air turn bar 1 around the rotation axis may be used as an actuator.
  • the motor 3A a servo motor capable of setting the position of the air turn bar 1 with high accuracy is preferable.
  • the actuator is not limited to the ball screw 3 or the motor 3A, and various existing actuators can be used.
  • the actuator is controlled based on the detection value of the pressure sensor that detects the pressure of the gas and the detection value of the gap sensor that detects the flying height of the object from the pressing member.

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)
  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

　本発明は、テンションを付与する対象物（Ｗ）に気体を噴き付けることにより前記対象物（Ｗ）を非接触で押圧する押圧部材（１）と、前記押圧部材（１）の位置を可変するアクチュエータ（３）と、前記気体の圧力を検出する圧力センサ（４）と、前記対象物（Ｗ）の前記押圧部材（１）からの浮上量を検出するギャップセンサ（５）と、前記圧力センサ（４）の検出値及び前記ギャップセンサ（５）の検出値に基づいて前記アクチュエータ（３）を制御する制御部（６）と、を備えるテンション制御装置である。

Description

テンション制御装置
　本発明は、テンション制御装置に関する。本願は、２０１４年５月２８日に日本に出願された特願２０１４－１１０５３１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　下記特許文献１には、帯状のウェブ（ワーク）を連続的に走行させて搬送する搬送装置が開示されている。この搬送装置では、エアーを用いることでウェブを浮上させた状態（非接触状態）で移動方向を変えるフロータと、当該フロータをウェブの搬送方向に対して垂直な方向に移動させるアクチュエータと、ウェブとフロータとの間の圧力を検知する圧力センサとを備え、圧力センサの検出結果に基づいてアクチュエータを制御することにより、走行状態のウェブに張力を付与する。
日本国特開２００１－２８６８０９号公報
　ところで、上記従来の搬送装置におけるワークへのテンション（張力）付与技術は、ワークとフロータとの間の圧力に基づいてワークの搬送方向に対して垂直な方向におけるフロータの位置を調節するものであり、高精度なテンション制御が困難である。ワークを薄型化する等の理由からワークが比較的脆弱に成らざるを得ない場合、ワークにダメージを与えないために高精度（微妙）なテンション制御が必要となる。
　また、ワークを間欠送りする場合には、ワークが走行状態から停止状態あるいは停止状態から走行状態に変化する状態変化時にワークに過度のテンションが掛かり易い。そのため、比較的脆弱なワークの場合には、間欠送りに際してより高精度なテンション制御を実現して、ワークに対する過度のテンションの付与を回避する必要がある。このように、比較的脆弱なワークの搬送を行うとき、従来のテンション（張力）付与技術では、テンション制御の精度が不十分であり、より高精度なテンション制御の実現が望まれている。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも高精度なテンション制御を実現することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の第１の態様では、テンション制御装置が、テンションを付与する対象物に気体を噴き付けることにより前記対象物を非接触で押圧する押圧部材と、前記押圧部材の位置を可変するアクチュエータと、前記気体の圧力を検出する圧力センサと、前記対象物の前記押圧部材からの浮上量を検出するギャップセンサと、前記圧力センサの検出値及び前記ギャップセンサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する制御部とを具備する。
　本発明の第２の態様では、上記第１の態様のテンション制御装置において、対象物は、帯状かつ長手方向に走行する部材であり、押圧部材は、対象物に対して走行方向に直行する軸周りに湾曲しており対象物の幅よりも大きな幅を有する案内面を備え、案内面から気体を対象物に向かって噴き付ける。
　本発明の第３の態様では、上記第２の態様のテンション制御装置において、圧力センサは、案内面を挟んで対象物の反対側に設けられ、ギャップセンサは、対象物を挟んで案内面に対向するように設けられる。
　本発明の第４の態様では、上記第１～第３のいずれかの態様のテンション制御装置において、制御部は、圧力センサの検出値が所定の圧力しきい値よりも大きい場合あるいはギャップセンサの検出値が所定のギャップしきい値よりも大きい場合は、圧力センサの検出値に基づいてアクチュエータを制御し、圧力センサの検出値が所定の圧力しきい値以下の場合あるいはギャップセンサの検出値が所定のギャップしきい値以下の場合には、ギャップセンサの検出値に基づいてアクチュエータを制御する。
　本発明の第５の態様では、上記第１～第４のいずれかの態様のテンション制御装置において、アクチュエータは、押圧部材を直動させるボールねじあるいは押圧部材を回動させるモータである。
　本発明によれば、気体の圧力を検出する圧力センサの検出値と、対象物の押圧部材からの浮上量を検出するギャップセンサの検出値と、に基づいてアクチュエータを制御する。これにより、従来の圧力のみを検出する場合よりも高精度なテンション制御を実現することが可能である。
本発明の一実施形態に係るテンション制御装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るテンション制御装置において、帯状シートのテンションＴとエアー圧力及び浮上ギャップとの関係を示す特性図である。 本発明の一実施形態に係るテンション制御装置の制御動作を示す第１のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るテンション制御装置の制御動作を示す第２のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るテンション制御装置の制御動作を示す第３のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るテンション制御装置の制御動作を示す第４のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るテンション制御装置において、アクチュエータの変形例を示す模式図である。
　以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
　本実施形態に係るテンション制御装置は、図１に示すように、エアターンバー１（押圧部材）、連結部材２、ボールねじ３（アクチュエータ）、圧力センサ４、ギャップセンサ５、及び演算機６（制御部）を備えている。
　このテンション制御装置は、帯状かつ長手方向に走行する部材（帯状部材Ｗ）をテンション付与（張力付与）の対象物とするものである。この帯状部材Ｗは、例えば樹脂あるいはガラスからなる所定の幅を有する薄型シートであり、幅方向に直交する長手方向に走行するように搬送される。
　エアターンバー１は、このような帯状部材Ｗを非接触で押圧することにより、所望のテンションを帯状部材Ｗに付与する押圧部材である。すなわち、このエアターンバー１は、長手方向に走行する帯状部材Ｗの一部に対して円弧状に湾曲した案内面１ａからエアー（空気）を噴き付けることにより、帯状部材Ｗを非接触で押圧する。上記案内面１ａは、帯状部材Ｗの走行方向に直行する軸周りに湾曲しており帯状部材Ｗの幅よりも大きな幅を備える円弧面（シリンドリカル面）である。
　このようなエアターンバー１は、図示するように案内面１ａで帯状部材Ｗを湾曲させて折り返す状態に保持する。なお、エアターンバー１については、上記エアー（空気）に代えて、他の気体（例えば窒素等の不活性ガス）を帯状部材Ｗに吹付けるものであってもよい。
　連結部材２は、上記エアターンバー１に連結された所定形状の部材であり、エアターンバー１をボールねじ３に連結する。ボールねじ３は、エアターンバー１の位置を可変するアクチュエータである。すなわち、このボールねじ３は、上記連結部材２を介して連結されたエアターンバー１を直線的に移動（直動）させる。一般にボールねじはアクチュエータとして周知なので詳細構成を省略するが、ボールねじ３は、棒状の雄ネジ部が回動することにより、雄ネジ部に噛み合う雌ネジ部に連結部材２を介して連結されたエアターンバー１を、矢印で示す方向に往復動（上下動）させる。
　圧力センサ４は、上記エアターンバー１内、つまり案内面１ａを挟んで帯状部材Ｗの反対側に設けられ、エアターンバー１の案内面１ａから帯状部材Ｗに向けて吹付けられるエアーの圧力をエアー圧力Ｐとして検出する。この圧力センサ４は、エアー圧力Ｐを示す検出値を演算機６に出力する。ギャップセンサ５は、帯状部材Ｗを挟んで案内面１ａに対向するように設けられており、帯状部材Ｗのエアターンバー１からの浮上量、つまり案内面１ａと帯状部材Ｗとのギャップ幅を浮上ギャップｄとして検出する。このギャップセンサ５は、浮上ギャップｄを示す検出値を演算機６に出力する。
　演算機６は、上記エアー圧力Ｐを示す検出値及び浮上ギャップｄを示す検出値に基づいてボールねじ３をフィードバック制御する制御部である。この演算機６は、予め記憶された制御プログラムに基づいて制御量であるエアー圧力Ｐ及び浮上ギャップｄを情報処理することにより、ボールねじ３の操作量を演算するソフトウエア制御装置である。
　この演算機６は、例えばＰＩＤ（Proportional Integral Derivative Controller）制御アルゴリズムに基づいてエアー圧力Ｐ及び浮上ギャップｄを情報処理することにより、ＰＩＤ操作量を演算する。また、この演算機６は、上記ＰＩＤ操作量をボールねじ３に供給しボールねじ３の位置を調節させることにより、エアターンバー１が帯状部材Ｗに付与するテンション（張力）をフィードバック制御する。
　次に、このように構成されたテンション制御装置の動作について、図２及び図３を参照して詳しく説明する。
　最初に、図２を参照して、エアターンバー１が帯状部材Ｗに付与するテンションＴと、エアー圧力Ｐ及び浮上ギャップｄと、の関係について説明する。この図２に示すように、エアー圧力Ｐは、テンションＴに対して比例関係にある。すなわち、エアー圧力Ｐは、テンションＴが増大するに従って直線的に増大する。
　これに対して、浮上ギャップｄは、エアー圧力Ｐと逆の変化を示す。すなわち、浮上ギャップｄは、テンションＴが増大するに従って非線形に減少する。また、浮上ギャップｄの変化の傾向として、テンションＴが比較的小さい領域において変化率（傾き）が大きく、テンションＴが比較的大きい領域において変化率（傾き）が小さくなる。
　本実施形態に係るテンション制御装置は、このようなテンションＴに対するエアー圧力Ｐ及び浮上ギャップｄの関係を利用してボールねじ３の位置を調節することにより、帯状部材Ｗに付与するテンション（張力）をフィードバック制御する。すなわち、テンション制御装置は、図３のフローチャートに示す手順に従って生成したアクチュエータ指令Ａ１あるいはアクチュエータ指令Ａ２をボールねじ３に出力することによって、帯状部材Ｗのテンション（張力）が所望の目標テンション（目標値）を維持するように制御する。
　テンション制御装置の演算機６は、圧力センサ４が出力するエアー圧力Ｐの検出値（圧力検出値）と、ギャップセンサ５が出力する浮上ギャップｄの検出値（ギャップ検出値）と、を所定のタイムインターバルで定期的に取り込む。より具体的には、演算機６は、圧力検出値を取り込むと（ステップＳ１）、この圧力検出値に基づくＰＩＤ操作量Ｐ１を演算する（ステップＳ２）。そして、演算機６は、上記ギャップ検出値を取り込むと（ステップＳ３）、当該ギャップ検出値に基づくＰＩＤ操作量Ｐ２を演算する（ステップＳ４）。
　そして、演算機６は、圧力検出値が、予め内部に記憶された圧力しきい値より大きいか否かを判断する（ステップＳ４）。そして、この判断の結果が「Ｙｅｓ」の場合は、ＰＩＤ操作量Ｐ１に基づくアクチュエータ指令Ａ１をボールねじ３に出力し、上記判断の結果が「Ｎｏ」の場合には、ＰＩＤ操作量Ｐ２に基づくアクチュエータ指令Ａ２をボールねじ３に出力する。
　ここで、図２に示すように、エアー圧力Ｐの変化率は一定であるが、浮上ギャップｄの変化率はテンションが増大するに従って小さくなり、エアー圧力Ｐの変化率と浮上ギャップｄの変化率とは、特定のエアー圧力Ｐあるいは浮上ギャップｄにおいて大小関係が逆転する。圧力しきい値は、エアー圧力Ｐの変化率と浮上ギャップｄの変化率との大小関係が逆転するエアー圧力Ｐに相当する。
　すなわち、圧力検出値が圧力しきい値より大きい場合、つまりエアー圧力Ｐの変化率が浮上ギャップｄの変化率よりも大きい場合、ＰＩＤ操作量Ｐ１は、ＰＩＤ操作量Ｐ２よりも制御感度が高い。これに対して、圧力検出値が圧力しきい値以下の場合、つまり浮上ギャップｄの変化率がエアー圧力Ｐの変化率以上の場合、ＰＩＤ操作量Ｐ２は、ＰＩＤ操作量Ｐ１よりも制御感度が高い。
　したがって、本実施形態に係るテンション制御装置によれば、ＰＩＤ操作量Ｐ１に基づくアクチュエータ指令Ａ１及びＰＩＤ操作量Ｐ２に基づくアクチュエータ指令Ａ２のうち、制御感度が高い方のＰＩＤ操作量に基づくアクチュエータ指令をボールねじ３に出力する。これにより、従来よりも高精度なテンション制御を実現することができる。
　また、本実施形態に係るテンション制御装置によれば、予め演算したＰＩＤ操作量Ｐ１及びＰＩＤ操作量Ｐ２を択一的に選択することによりアクチュエータ指令Ａ１あるいはアクチュエータ指令Ａ２を生成してボールねじ３に出力するので、ボールねじ３の迅速な制御が可能である。これにより、従来よりも高精度なテンション制御を実現することができる。
　また、本実施形態に係るテンション制御装置によれば、帯状部材Ｗの走行方向に直行する軸周りに湾曲しており帯状部材Ｗの幅よりも大きな幅の案内面１ａを備えたエアターンバー１が備えられている。これにより、帯状部材Ｗに対して安定したテンションを付与することが可能である。
　また、本実施形態に係るテンション制御装置によれば、案内面１ａを挟んで帯状部材Ｗの反対側に設けられた圧力センサ４と、帯状部材Ｗを挟んで案内面１ａに対向するように設けられたギャップセンサ５と、が備えられている。これにより、エアー圧力Ｐ及び浮上ギャップｄを正確に検出することが可能である。
　また、本実施形態に係るテンション制御装置によれば、アクチュエータとしてボールねじ３が用いられている。これにより、耐久性に優れたテンション制御装置を提供することができる。
　なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、演算機６の制御処理の一例として図３のフローチャートに示す手順を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば演算機６が図３のステップＳ５に代えて図４のフローチャートに示すステップＳ５ａを実行してもよい。すなわち、圧力検出値を圧力しきい値と比較することに代えて、ギャップ検出値をギャップしきい値と比較してもよい。
　この場合におけるギャップしきい値は、エアー圧力Ｐの変化率と浮上ギャップｄの変化率との大小関係が逆転する浮上ギャップｄに相当する。このような図４の制御処理によっても、図３の制御処理と同様に、ＰＩＤ操作量Ｐ１に基づくアクチュエータ指令Ａ１及びＰＩＤ操作量Ｐ２に基づくアクチュエータ指令Ａ２のうち、制御感度が高い方のＰＩＤ操作量に基づくアクチュエータ指令をボールねじ３に出力する。これにより、従来よりも高精度なテンション制御を実現することができる。
（２）また、演算機６の制御処理については、図３のフローチャートに示すステップＳ１～Ｓ７の順番を図６のフローチャートに示すように入れ替えてもよい。すなわち、ステップＳ２，Ｓ４をステップＳ５の前処理として実行するのではなく、ステップＳ５の後処理として実行してもよい。
（３）また、演算機６の制御処理については、図３のフローチャートに示すステップＳ１～Ｓ７の順番を図５のフローチャートに示すように入れ替えてもよい。すなわち、ステップＳ３，Ｓ４をステップＳ５の前処理として実行するのではなく、ステップＳ５の後処理として実行してもよい。
　なお、本発明は、従来から使用されていた圧力センサに加えて、ギャップセンサをも用いてアクチュエータを制御することにより、押圧部材が対象物に付与するテンションを高精度に調整するものである。したがって、圧力センサの検出値とギャップセンサの検出値の利用形態は、図３～図６のフローチャートに限定されるものではない。
（４）上記実施形態ではアクチュエータとしてボールねじ３を用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば図７に示すように、アクチュエータとしてエアターンバー１を回転軸周りに回動（回転運動）させるモータ３Ａを用いてもよい。このモータ３Ａとしては、エアターンバー１の位置を高精度に設定可能なサーボモータが好ましい。なお、アクチュエータについては、ボールねじ３やモータ３Ａに限定されることなく、既存の各種アクチュエータを採用可能である。
　本発明によれば、気体の圧力を検出する圧力センサの検出値と、対象物の押圧部材からの浮上量を検出するギャップセンサの検出値と、に基づいてアクチュエータを制御する。これにより、従来の圧力のみを検出する場合よりも高精度なテンション制御を実現することが可能である。
　１　エアターンバー（押圧部材）
　２　連結部材
　３　ボールねじ（アクチュエータ）
　４　圧力センサ
　５　ギャップセンサ
　６　演算機（制御部）

Claims (5)

  1. 　テンションを付与する対象物に気体を噴き付けることにより前記対象物を非接触で押圧する押圧部材と、
    　前記押圧部材の位置を可変するアクチュエータと、
    　前記気体の圧力を検出する圧力センサと、
    　前記対象物の前記押圧部材からの浮上量を検出するギャップセンサと、
    　前記圧力センサの検出値及び前記ギャップセンサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する制御部と
    　を備えるテンション制御装置。
  2. 　前記対象物は、帯状かつ長手方向に走行する部材であり、
    　前記押圧部材は、前記対象物に対して走行方向に直行する軸周りに湾曲しており前記対象物の幅よりも大きな幅を有する案内面を備え、前記案内面から前記気体を前記対象物に向かって噴き付ける請求項１記載のテンション制御装置。
  3. 　前記圧力センサは、前記案内面を挟んで前記対象物の反対側に設けられ、
    　前記ギャップセンサは、前記対象物を挟んで前記案内面に対向するように設けられる請求項２記載のテンション制御装置。
  4. 　前記制御部は、前記圧力センサの検出値が所定の圧力しきい値よりも大きい場合あるいは前記ギャップセンサの検出値が所定のギャップしきい値よりも大きい場合は、前記圧力センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御し、前記圧力センサの検出値が所定の圧力しきい値以下の場合あるいは前記ギャップセンサの検出値が所定のギャップしきい値以下の場合には、前記ギャップセンサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する請求項１に記載のテンション制御装置。
  5. 　前記アクチュエータは、前記押圧部材を直動させるボールねじあるいは前記押圧部材を回動させるモータである請求項１～４のいずれか一項に記載のテンション制御装置。
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