リワインダ制御装置
- 【要約】
【目的】 作業効率を改善し、シート材の切れや巻きジワの発生という品質低下を防止するリワインダ制御装置を実現すること。
【構成】 サーフェス駆動用電動機１５の他にセンター駆動用電動機１６を設けるとともに、アンワインダ１２の慣性モーメントを算出するアンワインダ慣性モーメント演算器６と、ベルトの速度変化と慣性モーメントとから電動機１６に与えるべきトルク基準値を算出するトルク基準演算器７と、トルク基準値に従い電動機１６を制御するアンワインダセンター制御装置９とを備えたことを特徴とするリワインダ制御装置。
- 【特許請求の範囲】
【請求項１】アンワインダ上のシート材を、ベルトを介して巻き戻すためのリワインダ制御装置において、前記ベルトを駆動する第１の電動機と、前記ベルトの速度基準を発生する速度基準発生手段と、前記ベルトの速度変化を検出する速度変化検出手段と、前記速度基準に従い前記第１の電動機を制御するアンワインダサーフェス制御手段と、前記アンワインダに含まれるスプールを介して前記アンワインダを駆動する第２の電動機と、前記シート材を含む前記アンワインダの慣性モーメントを算出するアンワインダ慣性モーメント演算手段と、前記速度変化および前記アンワインダの慣性モーメントから前記第２の電動機に与えるべきトルク基準値を算出するトルク基準演算手段と、前記トルク基準値に従い前記第２の電動機を制御するアンワインダセンター制御手段とを備えたことを特徴とするリワインダ制御装置。
- 【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アンワインダ上のシート材を、ベルトを介して巻き戻すためのリワインダ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術を図３及び図４を基に説明する。図３、図４は、それぞれ従来技術によるリワインダ制御装置のブロック図とアンワインダ部分の側面図を示している。なお、巻取側は図示を省略している。図３に示すように、速度基準発生器１からの速度基準ｖは、アンワインダサーフェス制御装置８を介して、図４に示すアンワインダサーフェス電動機１５に伝えられる。このようにシート材１０は、サーフェス用電動機１５により駆動されるベルト１３のサーフェス駆動により、アンワインダ１２から巻き戻され、フリーロールであるリードインロール１１を経由し、巻取側（図４のＬ方向）に巻取られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる構成において、リワインダ制御装置は満巻のアンワインダ１２から複数のロールを巻取側に巻取るために、運転、停止すなわち加減速を繰り返す。その際、シート材１０を含むアンワインダ１２の径ｄが大きい場合には、アンワインダ１２の慣性モーメントＧＤ2 も大きく、加減速時に多大なトルクが必要とされるため、アンワンダ１２とベルト１３との間で滑りを生じ、巻取側の速度との間に速度差が発生することがある。この場合、加速時にはアンワインダ１２からの送り出し量の不足からシート切れが生じるため、シート材の除去作業や通紙などの作業が必要であった。。また、逆に減速時には送り出し量の過多からタルミが生じるため、巻きジワが発生し、品質の低下をもたらしていた。
【０００４】これに対応するため、従来は、オペレータが、シート材の張りを見て、ここでは図示しない操作デスクに取り付けられた調整抵抗器を操作し巻取側の速度に応じアンワインダの速度を調整することでシート材に張りやタルミが生じないようにしていた。しかし、この方式ではオペレータが操作デスクに張り付いていなければならず、また操作に熟練を要するため、作業効率が悪いだけでなく、その調整を誤った場合、シート材の切れや巻きジワの発生という製品の品質低下を招いていた。
【０００５】そこで本発明は、上記問題点を解消し、作業効率を改善し品質低下を防止するリワインダ制御装置を実現することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明は、アンワインダ上のシート材を、ベルトを介して巻き戻すためのリワインダ制御装置において、ベルトを駆動する第１の電動機と、ベルトの速度基準を発生する速度基準発生手段と、ベルトの速度変化を検出する速度変化検出手段と、速度基準に従い第１の電動機を制御するアンワインダサーフェス制御手段と、アンワインダに含まれるスプールを介してアンワインダを駆動する第２の電動機と、シート材を含むアンワインダの慣性モーメントを算出するアンワインダ慣性モーメント演算手段と、速度変化およびアンワインダの慣性モーメントから第２の電動機に与えるべきトルク基準値を算出するトルク基準演算手段と、トルク基準値に従い第２の電動機を制御するアンワインダセンター制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】本発明によるリワインダ制御装置は、加減速時に過不足となるアンワインダのトルクを、その時のアンワインダの慣性モーメントとベルトの速度変化とから算出し、アンワインダに与えるものである。
【０００８】これにより、作業効率を改善し、シート材の切れや巻きジワの発生という品質低下を防止するリワインダ制御装置を提供することができる。
【０００９】
【実施例】以下、図１、図２を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【００１０】図１、図２はそれぞれ本発明の一実施例を示すブロック図及び側面図である。
【００１１】図２に示すように、アンワインダサーフェス電動機１５の他にアンワインダセンター電動機１６がスプール１４に接続され、後述するように加減速時に不足するトルクをアンワインダ１２に伝える。
【００１２】図１に示すように速度基準発生器１からの速度基準ｖは、アンワインダサーフェス制御装置８に与えられる。アンワインダ慣性モーメント演算器６には、アンワインダ径算出器２からシート材１０を含むアンワインダ１２の径ｄ、シート幅設定器３からシート幅ｗ、シート密度設定器４からシート密度δおよびスプール１４のスプール径ｄs ならびにスプール１４のスプール分慣性モーメント定数ＧＤs 2 が与えられる。また、速度基準発生器１からの速度基準ｖは、速度変化検出器１７に入力され、その速度変化ｄｖ／ｄｔが検出される。アンワインダ慣性モーメント演算器６で演算された慣性モーメントＧＤt 2 と速度変化検出器１７で検出された速度変化ｄｖ／ｄｔとが、トルク基準演算器７に入力され、トルク基準Ｔt が計算され、アンワインダセンター制御装置９に与えられる。以下、詳細に説明する。
【００１３】まず、速度基準発生器１からの速度基準ｖは、アンワインダサーフェス制御装置８を介してアンワインダサーフェス電動機１５に伝えられ、図２に示すようにアンワインダサーフェス電動機１５によってベルト１３が速度制御される。その結果シート材１０は速度基準ｖで搬送されることになる。しかし加減速時にはベルト駆動だけではトルクが過不足となりやすく、ベルト１３とアンワインダ１２との間で滑りが生じる。そこで、加減速時に過不足となるトルクに相当するトルク基準Ｔt が、アンワインダセンター制御装置９を介しアンワインダセンター電動機１６に伝えられる。このトルクはスプール１４を介してアンワインダ１２に与えられる。これによって滑りは軽減される。
【００１４】以下にこのトルクＴt の演算方法を、アンワインダ慣性モーメント演算器６およびトルク基準演算器７の動作を参照しながら説明する。
【００１５】まずアンワインダ慣性モーメント演算器６の動作を説明する。アンワインダ１２の慣性モーメントＧＤt 2 は、スプール分慣性モーメントＧＤs 2 とシート材１０に対応するモーメントつまりコイル分に対応するコイル分慣性モーメントＧＤc 2 とに分けられる。スプール分慣性モーメントＧＤs 2 は、スプール１４自体の径が一定であるため定数として扱うことができる。
【００１６】一方、コイル分慣性モーメントＧＤc 2 は、コイル分慣性モーメントＧＤc 2の単位を [kg・m 2 ］とし、シート材１０を含むアンワインダ１２の径ｄの単位を［m ］、スプール１４の径ｄs の単位を［m]、シート幅ｗの単位を［mm］、シート密度δの単位を［g/cm3 ］とすれば、 ＧＤc 2 ＝１／８・π・ｗ・δ・（ｄ4 −ｄs 4 ） ……（１）
と表せる。
【００１７】従って、アンワインダ１２全体の慣性モーメントＧＤt 2 は ＧＤt 2 ＝ＧＤc 2 ＋ＧＤs 2 ＝１／８・π・ｗ・δ・（ｄ4 −ｄs 4 ）＋ＧＤs 2 ……（２）
となり、以上の演算がアンワインダ慣性モーメント演算器６で求められる。
【００１８】次にアンワインダ慣性モーメント演算器６で求めた慣性モーメントＧＤt 2 からトルク基準Ｔt を求める方法をトルク基準演算器７の動作を参照しながら説明する。
【００１９】まず加速度トルクＴの一般式は、Ｔを加減速トルクとしてその単位を［kg・m］と、ＧＤ2 を慣性能率としてその単位を［kg・m 2 ］と、Ｄを回転体の直径としてその単位を［m ］と、ｄｖ／ｄｔを加減速度としてその単位を［mpm/sec ］とすれば、以下のように表せる。
【００２０】
Ｔ＝｛ＧＤ2 ／（１２０×９．８）｝×（１／Ｄ）×（ｄｖ／ｄｔ）…（３）
従って、アンワインダ１２全体のトルク基準Ｔt は、この（３）式に、先ほどの（２）式を代入すると求められる。即ち、 Ｔt ＝｛ＧＤt 2 ／（１２０×９．８）｝×（１／Ｄ）×（ｄｖ／ｄｔ）
＝｛（ＧＤc 2 ＋ＧＤs 2 ）／（１２０×９．８）｝×（１／Ｄ）× （ｄｖ／ｄｔ）
＝｛（１／８）・π・ｗ・δ・（ｄ4 −ｄs 4 ）＋ＧＤs 2 ｝× ｛（１／（１２０×９．８）｝×（１／Ｄ）×（ｄｖ／ｄｔ）…（４）
のように求まる。このトルク基準Ｔt をアンワインダセンター制御装置９に与えることで、加減速時に過不足となっていたトルクを補うことができ、その結果滑りを軽減できる。
【００２１】なお、外乱などによりアンワインダ１２とベルト１３との間で一旦滑りが生じた場合、アンワインダセンター電動機１６はトルク制御されているため、そのままでは暴走する恐れがある。そのため、アンワインダセンター制御装置９には、トルク基準Ｔt の他に速度制限として、速度基準発生器１からの速度基準ｖ即ち巻取側の速度を与えることで、アンワインダセンター電動機１６の速度が速度基準ｖ以上に上がらないようにしている。
【００２２】
【発明の効果】本発明によって、作業効率を改善しシート切れや巻きジワを防止しうるリワインダ制御装置を実現できる。
- 【公開番号】特開平７−８０５４６
【公開日】平成７年（１９９５）３月２８日
【発明の名称】リワインダ制御装置
- 【出願番号】特願平５−２２８６７０
【出願日】平成５年（１９９３）９月１４日
【出願人】
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
- 【代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 一雄 （外３名）
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