JP3035132B2 - リワインダ制御装置 - Google Patents

Description

【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１
４のスプール径ｄ_s ならびにスプール１４のスプール分
慣性モーメント定数ＧＤ_s 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ＧＤ_t 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Ｔ_t 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１
３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Ｔ
_t 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Ｔ_t 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
ＧＤ_t ² は、スプール分慣性モーメントＧＤ_s 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ＧＤ_c ² とに分けられる。ス
プール分慣性モーメントＧＤ_s 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ＧＤ
_c ² は、コイル分慣性モーメントＧＤ_c 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ｄ_s 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、 ＧＤ_c ² ＝１／８・π・ｗ・δ・（ｄ⁴ −ｄ_s 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ＧＤ_t ² は ＧＤ_t ² ＝ＧＤ_c ² ＋ＧＤ_s ² ＝１／８・π・ｗ・δ・（ｄ⁴ −ｄ_s ⁴ ）＋ＧＤ_s 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ＧＤ_t ² からトルク基準Ｔ_t 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Ｔ_t 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、 Ｔ_t ＝｛ＧＤ_t ² ／（１２０×９．８）｝×（１／Ｄ）×（ｄｖ／ｄｔ） ＝｛（ＧＤ_c ² ＋ＧＤ_s ² ）／（１２０×９．８）｝×（１／Ｄ）× （ｄｖ／ｄｔ） ＝｛（１／８）・π・ｗ・δ・（ｄ⁴ −ｄ_s ⁴ ）＋ＧＤ_s ² ｝× ｛（１／（１２０×９．８）｝×（１／Ｄ）×（ｄｖ／ｄｔ）…（４） のように求まる。このトルク基準Ｔ_t 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Ｔ_t 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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンワインダ部分を示すブロック図。

【図２】本発明の実施例を示す側面図。

【図３】従来技術のアンワインダ部分を示すブロック
図。

【図４】公知のアンワインダを示す側面図。

【符号の説明】

１ 速度基準発生器 ２ アンワインダ径算出器 ３ シート幅設定器 ４ シート密度設定器 ６ アンワインダ慣性モーメント演算器 ７ トルク基準演算器 ８ アンワインダサーフェス制御装置 ９ アンワインダセンター制御装置 １０ シート材 １１ リードインロール １２ アンワインダ １３ ベルト １４ スプール １５ アンワインダサーフェス電動機 １６ アンワインダセンター電動機 １７ 速度変化検出器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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。