JPH06206655A - 張力制御装置 - Google Patents
張力制御装置Info
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- JPH06206655A JPH06206655A JP234793A JP234793A JPH06206655A JP H06206655 A JPH06206655 A JP H06206655A JP 234793 A JP234793 A JP 234793A JP 234793 A JP234793 A JP 234793A JP H06206655 A JPH06206655 A JP H06206655A
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 17
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 17
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スプールに装着された材料の張力を一定に制
御する場合に、巻取，巻戻し速度が加速・減速した時の
張力変動を正確に補償する。 【構成】 実際に材料に対する張力制御を実施する前
に、材料をスプールに装着しない状態で、各基準速度に
対する機械損失トルクを求め、基準速度を一定の割合で
加速する状態で、加減速に対する機械分加減速補償トル
クに対する係数を求め、さらに材料をスプールに装着し
た状態で、かつ基準速度を一定の割合で加速する状態
で、加減速に対する材料分加減速補償トルクに対する係
数を求める。そして、実際の張力制御時においては、求
められた各トルクを用いて張力制御を実施する。
御する場合に、巻取，巻戻し速度が加速・減速した時の
張力変動を正確に補償する。 【構成】 実際に材料に対する張力制御を実施する前
に、材料をスプールに装着しない状態で、各基準速度に
対する機械損失トルクを求め、基準速度を一定の割合で
加速する状態で、加減速に対する機械分加減速補償トル
クに対する係数を求め、さらに材料をスプールに装着し
た状態で、かつ基準速度を一定の割合で加速する状態
で、加減速に対する材料分加減速補償トルクに対する係
数を求める。そして、実際の張力制御時においては、求
められた各トルクを用いて張力制御を実施する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスプールに装着された材
料の巻取，巻戻し操作時における張力を一定に制御する
張力制御装置に係わり、特に、巻取，巻戻し速度が加速
減速した場合における張力変動を正確に補償するように
した張力制御装置に関する。
料の巻取，巻戻し操作時における張力を一定に制御する
張力制御装置に係わり、特に、巻取，巻戻し速度が加速
減速した場合における張力変動を正確に補償するように
した張力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スプールに装着された材料の巻取，巻戻
し操作時における張力を一定に制御することは材料の厚
み等の寸法品質を一定水準に維持する上で非常に重要な
ことである。
し操作時における張力を一定に制御することは材料の厚
み等の寸法品質を一定水準に維持する上で非常に重要な
ことである。
【０００３】図３は一般的な張力制御装置の概略構成を
示すブロック図である。材料１ｃが巻かれたコイル１ａ
とスプール１ｂとからなる機械負荷１は、電動機２にて
回転駆動される。この電動機２の実回転速度（回転数）
Ｗ1 は速度検出器３で検出される。電動機２は駆動回路
としての電力変換器４にて回転駆動される。
示すブロック図である。材料１ｃが巻かれたコイル１ａ
とスプール１ｂとからなる機械負荷１は、電動機２にて
回転駆動される。この電動機２の実回転速度（回転数）
Ｗ1 は速度検出器３で検出される。電動機２は駆動回路
としての電力変換器４にて回転駆動される。
【０００４】コイル１ａから繰り出され、またはコイル
１ａ状に巻取られる材料１ｃの実張力Ａ1 は張力検出器
５で測定されて張力制御部６へ送出される。張力制御部
６には張力設定器７から設定張力ＡS が入力される。張
力制御部６は実張力Ａ1 と設定張力ＡS とから補正張力
ＡC を算出して出力する。そして、加算器８は補正張力
ＡC と設定張力ＡS とを加算して、基準張力ＡR （＝Ａ
C ＋ＡS ）としてトルク変換部９へ印加する。トルク変
換部９は、外部から設定されたコイル１ａの直径ＤC と
基準張力ＡR とから張力分トルクＴA を算出して、次の
加算器１０へ送出する。
１ａ状に巻取られる材料１ｃの実張力Ａ1 は張力検出器
５で測定されて張力制御部６へ送出される。張力制御部
６には張力設定器７から設定張力ＡS が入力される。張
力制御部６は実張力Ａ1 と設定張力ＡS とから補正張力
ＡC を算出して出力する。そして、加算器８は補正張力
ＡC と設定張力ＡS とを加算して、基準張力ＡR （＝Ａ
C ＋ＡS ）としてトルク変換部９へ印加する。トルク変
換部９は、外部から設定されたコイル１ａの直径ＤC と
基準張力ＡR とから張力分トルクＴA を算出して、次の
加算器１０へ送出する。
【０００５】回転数変換部１１は外部から設定された材
料１ｃの基準速度（ライン搬送速度）ＶR を前述したコ
イル１ａの直径ＤC を用いて基準回転速度ＷR に変換す
る。機械トルク関数発生回路１２は入力した基準回転速
度ＷR に対応する前記機械負荷１の機械損失トルクＴL
を加算器１０へ送出する。
料１ｃの基準速度（ライン搬送速度）ＶR を前述したコ
イル１ａの直径ＤC を用いて基準回転速度ＷR に変換す
る。機械トルク関数発生回路１２は入力した基準回転速
度ＷR に対応する前記機械負荷１の機械損失トルクＴL
を加算器１０へ送出する。
【０００６】また、微分回路１３は基準回転速度ＷR を
微分して基準加速度αR を得て、次の機械分加減速トル
ク算出部１４へ送出する。機械分加減速トルク算出部１
４は入力した基準加速度αR に予め設定された係数ＫM
を乗算して機械分加減速補償トルクＴM を算出して前記
加算器１０へ送出する。
微分して基準加速度αR を得て、次の機械分加減速トル
ク算出部１４へ送出する。機械分加減速トルク算出部１
４は入力した基準加速度αR に予め設定された係数ＫM
を乗算して機械分加減速補償トルクＴM を算出して前記
加算器１０へ送出する。
【０００７】なお、機械分加減速補償トルクＴM とは、
材料１ｃに設定された張力ＡS を発生させるために電動
機２に加える前記張力分トルクＴA に速度が加減速する
場合に加減算する補償トルクである。具体的には、コイ
ル１ａが装着されていないスプール１ｂの慣性モーメン
ト（ＧＤ2 ）と、電動機２自体の慣性モーメント（ＧＤ
2 ）とを加算した合計慣性モーメントに基準加速度αR
を乗算した値に比例する値である。
材料１ｃに設定された張力ＡS を発生させるために電動
機２に加える前記張力分トルクＴA に速度が加減速する
場合に加減算する補償トルクである。具体的には、コイ
ル１ａが装着されていないスプール１ｂの慣性モーメン
ト（ＧＤ2 ）と、電動機２自体の慣性モーメント（ＧＤ
2 ）とを加算した合計慣性モーメントに基準加速度αR
を乗算した値に比例する値である。
【０００８】さらに、材料分加減速トルク算出部１５は
入力した基準加速度αR に予め設定された係数ＫB を乗
算して材料分加減速補償トルクＴB を算出して、前記加
算器１０へ送出する。
入力した基準加速度αR に予め設定された係数ＫB を乗
算して材料分加減速補償トルクＴB を算出して、前記加
算器１０へ送出する。
【０００９】なお、材料分加減速補償トルクＴB とは、
材料１ｃに設定された張力ＡS を発生させるために電動
機２に加える前記張力分トルクＴA に速度が加減速する
場合に加減算する補償トルクである。具体的には、外径
ＤC を有するコイル（材料）１ａ自体の慣性モーメント
（ＧＤ2 ）に基準加速度αR を乗算した値に比例する値
である。
材料１ｃに設定された張力ＡS を発生させるために電動
機２に加える前記張力分トルクＴA に速度が加減速する
場合に加減算する補償トルクである。具体的には、外径
ＤC を有するコイル（材料）１ａ自体の慣性モーメント
（ＧＤ2 ）に基準加速度αR を乗算した値に比例する値
である。
【００１０】加算器１０は、張力分トルクＴA ，機械損
失トルクＴL ，機械分加減速補償トルクＴM 及び材料分
加減速補償トルクＴB を加算し、設定トルクＴS として
次のトルク制御部１６へ印加する。 ＴS ＝ＴA ＋ＴL ＋ＴM ＋ＴB
失トルクＴL ，機械分加減速補償トルクＴM 及び材料分
加減速補償トルクＴB を加算し、設定トルクＴS として
次のトルク制御部１６へ印加する。 ＴS ＝ＴA ＋ＴL ＋ＴM ＋ＴB
【００１１】回転速度制御部１７には、限界速度設定器
１８から限界回転速度Ｗm が入力されている。これは、
電動機２をトルク制御で駆動する場合は、材料破断時
に、急激に速度が上昇したり、逆転することを未然に防
止するためである。
１８から限界回転速度Ｗm が入力されている。これは、
電動機２をトルク制御で駆動する場合は、材料破断時
に、急激に速度が上昇したり、逆転することを未然に防
止するためである。
【００１２】回転速度制御部１７は、速度検出器３から
帰還された実回転速度Ｗ1 が前記限界回転速度Ｗm 未満
の場合には、実回転速度Ｗ1 と基準回転速度ＷR とから
基準トルクＴR を算出して次のトルク制御部１６へ送出
する。
帰還された実回転速度Ｗ1 が前記限界回転速度Ｗm 未満
の場合には、実回転速度Ｗ1 と基準回転速度ＷR とから
基準トルクＴR を算出して次のトルク制御部１６へ送出
する。
【００１３】トルク制御部１６は、入力された設定トル
クＴS と基準トルクＴR のうち、より実回転速度を抑え
る方のトルクを選択して、これを制御用トルクＴC とし
て電力変換器４を介して電動機２を駆動制御する。その
結果、材料１ｃの張力が設定張力ＡS に制御される。
クＴS と基準トルクＴR のうち、より実回転速度を抑え
る方のトルクを選択して、これを制御用トルクＴC とし
て電力変換器４を介して電動機２を駆動制御する。その
結果、材料１ｃの張力が設定張力ＡS に制御される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示す張力制御装置においてもまだ次のような課題があっ
た。
示す張力制御装置においてもまだ次のような課題があっ
た。
【００１５】すなわち、回転速度制御回路１７へ入力さ
れる基準トルクＴR を決定するための、４つのトルクＴ
A ，ＴL ，ＴM ，ＴB のうち、機械負荷１から実際に測
定して、作成しているのは各基準回転速度ＷR に対応す
る機械損失トルクＴL のみである。そして、この機械損
失トルクＴL を設定するためのデータ採取作業はこの装
置の調整員が実施している。したがって、調整員の負担
が増大するのみならず、誤設定や調整結果に調整員の個
人差が現れる。
れる基準トルクＴR を決定するための、４つのトルクＴ
A ，ＴL ，ＴM ，ＴB のうち、機械負荷１から実際に測
定して、作成しているのは各基準回転速度ＷR に対応す
る機械損失トルクＴL のみである。そして、この機械損
失トルクＴL を設定するためのデータ採取作業はこの装
置の調整員が実施している。したがって、調整員の負担
が増大するのみならず、誤設定や調整結果に調整員の個
人差が現れる。
【００１６】また、機械分加減速トルク算出部１４にお
ける機械分加減速補償トルクＴM を得るための係数ＫM
と、材料分加減速トルク算出部１５における材料分加減
速補償トルクＴB を得るための係数ＫB は次のようにし
て求める。技術者は、先ずスプール１ｂや電動機２の機
械設計データ値及び材料１ａの理論比重データ値を用い
て慣性モーメントを算出する。これ等の値から理論的計
算手法によって前記各係数ＫM ＫB を算出する。そし
て、その算出値を各算出部１４．１５に設定する。
ける機械分加減速補償トルクＴM を得るための係数ＫM
と、材料分加減速トルク算出部１５における材料分加減
速補償トルクＴB を得るための係数ＫB は次のようにし
て求める。技術者は、先ずスプール１ｂや電動機２の機
械設計データ値及び材料１ａの理論比重データ値を用い
て慣性モーメントを算出する。これ等の値から理論的計
算手法によって前記各係数ＫM ＫB を算出する。そし
て、その算出値を各算出部１４．１５に設定する。
【００１７】しかしながら実際に張力制御を行なうと、
前記の理論的に算出された各係数ＫM ，ＫB が実際の値
と異なることに起因して、回転速度が加減速される場合
に材料１ｃに印加され張力Ａが変動する問題が生じる。
前記の理論的に算出された各係数ＫM ，ＫB が実際の値
と異なることに起因して、回転速度が加減速される場合
に材料１ｃに印加され張力Ａが変動する問題が生じる。
【００１８】このような場合には、張力制御部６におけ
る制御が働いて、張力Ａ1 が一定になるように、トルク
変換部９への基準張力ＡR を変更する。その結果、トル
ク変換部９から出力される張力分トルクＴA が変化す
る。
る制御が働いて、張力Ａ1 が一定になるように、トルク
変換部９への基準張力ＡR を変更する。その結果、トル
ク変換部９から出力される張力分トルクＴA が変化す
る。
【００１９】しかし、この手法においては、基本的に加
減速時の張力変動は無くならない。また、張力制御部６
自体で材料１ｃの張力Ａを制御することは望ましくな
い。張力制御部６は、予期できない外乱によって張力Ａ
が大きく変動した場合にのみ動作すればよい。
減速時の張力変動は無くならない。また、張力制御部６
自体で材料１ｃの張力Ａを制御することは望ましくな
い。張力制御部６は、予期できない外乱によって張力Ａ
が大きく変動した場合にのみ動作すればよい。
【００２０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、調整員のマニアル操作で実施していた機械
損失トルクや、予め理論的に算出された固定値を採用し
ていた機械分，材料分の各加減速補償トルクを得るため
の各係数を、実際の張力制御動作に先だって自動的に測
定することによって、機械負荷の加速，減速時において
も材料に印加される張力の変動を極力抑制することがで
きる張力制御装置を提供することを目的とする。
ものであり、調整員のマニアル操作で実施していた機械
損失トルクや、予め理論的に算出された固定値を採用し
ていた機械分，材料分の各加減速補償トルクを得るため
の各係数を、実際の張力制御動作に先だって自動的に測
定することによって、機械負荷の加速，減速時において
も材料に印加される張力の変動を極力抑制することがで
きる張力制御装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、張力設定器にて設定された設定張力に対応
する張力分トルクに対して、機械損失トルク，機械分加
減速補償トルク及び材料分加減速補償トルクを加算した
設定トルクを得て、この設定トルク又は回転速度制御部
から出力される基準トルクに基づいて電動機のトルクを
制御して、この電動機に連結されたスプールにコイル状
に装着された材料に印加される張力を制御する張力制御
装置において、
するために、張力設定器にて設定された設定張力に対応
する張力分トルクに対して、機械損失トルク，機械分加
減速補償トルク及び材料分加減速補償トルクを加算した
設定トルクを得て、この設定トルク又は回転速度制御部
から出力される基準トルクに基づいて電動機のトルクを
制御して、この電動機に連結されたスプールにコイル状
に装着された材料に印加される張力を制御する張力制御
装置において、
【００２２】電動機に対する基準速度を可変設定する基
準速度可変手段と、スプロールに材料を装着しない状態
で、回転速度制御部から出力される各基準速度における
基準トルクを機械損失トルクとして測定して記憶する手
段と、スプロールに材料を装着しない状態で、基準速度
を一定割合で加速しながら回転速度制御部から出力され
る基準トルクを測定して、機械分加減速補償トルクに対
する係数を算出して記憶する手段と、スプロールに材料
を装着した状態で、基準速度を一定割合で加速しながら
回転速度制御部から出力される基準トルクを測定して、
材料分加減速補償トルクに対する係数を算出して記憶す
る手段と、実際の材料に対する張力制御実施時に、記憶
された機械損失トルク及び各係数を用いて、回転加速度
に各係数を乗算して得られる各加減速補償トルクと機械
損失トルクを前記張力分トルクに加算して設定トルクを
得る加減速補償手段とを備えたものである。
準速度可変手段と、スプロールに材料を装着しない状態
で、回転速度制御部から出力される各基準速度における
基準トルクを機械損失トルクとして測定して記憶する手
段と、スプロールに材料を装着しない状態で、基準速度
を一定割合で加速しながら回転速度制御部から出力され
る基準トルクを測定して、機械分加減速補償トルクに対
する係数を算出して記憶する手段と、スプロールに材料
を装着した状態で、基準速度を一定割合で加速しながら
回転速度制御部から出力される基準トルクを測定して、
材料分加減速補償トルクに対する係数を算出して記憶す
る手段と、実際の材料に対する張力制御実施時に、記憶
された機械損失トルク及び各係数を用いて、回転加速度
に各係数を乗算して得られる各加減速補償トルクと機械
損失トルクを前記張力分トルクに加算して設定トルクを
得る加減速補償手段とを備えたものである。
【００２３】
【作用】このように構成された張力制御装置によれば、
実際に機械負荷を稼働する前に、回転速度の加減速に対
して機械損失トルク、及び機械分加減速補償トルクと材
料分加減速補償トルクとに対する各係数を求めて、トル
ク関数発生回路およひ各トルク算出回路に設定してい
る。したがって、実際の機械負荷の各補償トルクを用い
て材料に対するトルク制御を行なうので加減速時におけ
る張力変動を極力低減できる。
実際に機械負荷を稼働する前に、回転速度の加減速に対
して機械損失トルク、及び機械分加減速補償トルクと材
料分加減速補償トルクとに対する各係数を求めて、トル
ク関数発生回路およひ各トルク算出回路に設定してい
る。したがって、実際の機械負荷の各補償トルクを用い
て材料に対するトルク制御を行なうので加減速時におけ
る張力変動を極力低減できる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。
する。
【００２５】図１は実施例の張力制御装置の概略概略構
成を示すブロック図である。図３に示す従来装置と同一
部分には同一符号が付してある。したがって、重複する
部分の詳細説明は省略されている。
成を示すブロック図である。図３に示す従来装置と同一
部分には同一符号が付してある。したがって、重複する
部分の詳細説明は省略されている。
【００２６】この実施例の張力制御装置においては、図
３の従来装置に対して、事前に機械損失トルクＴL と、
機械分と材料分の各加減速補償トルクＴM ，ＴB を測定
し、各係数ＫM ，ＫB を決定するために使用する基準速
度発生部１９と、加減速補償トルク測定部２０とが組込
まれている。
３の従来装置に対して、事前に機械損失トルクＴL と、
機械分と材料分の各加減速補償トルクＴM ，ＴB を測定
し、各係数ＫM ，ＫB を決定するために使用する基準速
度発生部１９と、加減速補償トルク測定部２０とが組込
まれている。
【００２７】そして、基準速度ＶR の供給路、限界回転
速度Ｗm の供給路，設定トルクＴS の供給路にはそれぞ
れ常閉接点２１ａ，２１ｂ，２１ｃが介挿されている。
また、基準速度発生部１９は常開接点２２ａを介して回
転数変換部１１へ接続される。回転速度制御部１７から
出力される基準トルクＴR は、常開接点２２ｂを介し
て、前記加減速補償トルク測定部２０及び機械トルク関
数発生回路１２ａへ印加される。
速度Ｗm の供給路，設定トルクＴS の供給路にはそれぞ
れ常閉接点２１ａ，２１ｂ，２１ｃが介挿されている。
また、基準速度発生部１９は常開接点２２ａを介して回
転数変換部１１へ接続される。回転速度制御部１７から
出力される基準トルクＴR は、常開接点２２ｂを介し
て、前記加減速補償トルク測定部２０及び機械トルク関
数発生回路１２ａへ印加される。
【００２８】前記各常閉接点２１ａ，２１ｂ，２１ｃ
は、コイル１ａが装着された通常の機械負荷１に対する
稼働状態期間においては閉成され、各トルクＴL ，
ＴM ，ＴBの測定モード期間中は開放される。各常開接
点２２ａ．２２ｂは、通常の機械負荷１に対する稼働状
態期間においては開放され、各トルクＴL ，ＴM ，ＴB
の測定モード期間中は閉成される。
は、コイル１ａが装着された通常の機械負荷１に対する
稼働状態期間においては閉成され、各トルクＴL ，
ＴM ，ＴBの測定モード期間中は開放される。各常開接
点２２ａ．２２ｂは、通常の機械負荷１に対する稼働状
態期間においては開放され、各トルクＴL ，ＴM ，ＴB
の測定モード期間中は閉成される。
【００２９】さらに、加減速補償トルク測定部２０に
は、機械トルク関数発生回路１２ａから出力される機械
損失トルクＴL 、機械分加減速トルク算出部１４ａから
出力される機械分加減速補償トルクＴM 、及び微分回路
１３から出力される基準加速度αR が入力される。
は、機械トルク関数発生回路１２ａから出力される機械
損失トルクＴL 、機械分加減速トルク算出部１４ａから
出力される機械分加減速補償トルクＴM 、及び微分回路
１３から出力される基準加速度αR が入力される。
【００３０】そして、加減速補償トルク測定部２０か
ら、機械分加減速トルク算出部１４ａ及び材料分加減速
トルク算出部１５ａに対してそれぞれ係数ＫM ，ＫB が
設定される。次に、このように構成された張力制御装置
の動作を説明する。
ら、機械分加減速トルク算出部１４ａ及び材料分加減速
トルク算出部１５ａに対してそれぞれ係数ＫM ，ＫB が
設定される。次に、このように構成された張力制御装置
の動作を説明する。
【００３１】すなわち、材料１ｃに印加される張力Ａ1
が設張力ＡS に精度よく制御されるためには、トルク制
御婦１６に対して正確な基準トルクＴR が印加される必
要がある。正確な基準トルクＴR を得るためには、機械
損失トルクＴL と，機械分加減速補償トルクＴM と、材
料分加減速補償トルクＴB における実際に必要とされる
各値を事前に測定する必要がある。
が設張力ＡS に精度よく制御されるためには、トルク制
御婦１６に対して正確な基準トルクＴR が印加される必
要がある。正確な基準トルクＴR を得るためには、機械
損失トルクＴL と，機械分加減速補償トルクＴM と、材
料分加減速補償トルクＴB における実際に必要とされる
各値を事前に測定する必要がある。
【００３２】そこで、以下、（１）機械損失トルクＴL
の測定、（２）機械分加減速補償トルクＴM に対する係
数ＫM の測定、（３）材料分加減速補償トルクＴB に対
する係数ＫB の測定、（４）実際の材料１ｃに印加され
る張力Ａ1 が一定になるように本来のトルク制御の各順
序で説明する。 （１）機械損失トルクＴL の測定
の測定、（２）機械分加減速補償トルクＴM に対する係
数ＫM の測定、（３）材料分加減速補償トルクＴB に対
する係数ＫB の測定、（４）実際の材料１ｃに印加され
る張力Ａ1 が一定になるように本来のトルク制御の各順
序で説明する。 （１）機械損失トルクＴL の測定
【００３３】動作モードを測定モードに設定し、各常閉
接点２１ａ，２１ｂ，２１ｃを開放し、各常開接点２２
ａ，２２ｂを閉成する。この時点においては、スプール
１ｂにコイル（材料）１ａは装着されていない。したが
って、入力するコイルの直径ＤC をスプール１ｂの直径
ＤS に置換える。
接点２１ａ，２１ｂ，２１ｃを開放し、各常開接点２２
ａ，２２ｂを閉成する。この時点においては、スプール
１ｂにコイル（材料）１ａは装着されていない。したが
って、入力するコイルの直径ＤC をスプール１ｂの直径
ＤS に置換える。
【００３４】この測定モード期間中においては、回転速
度制御部１７には、実回転速度Ｗ1と基準回転速度ＷR
のみが入力される。この時に速度変換部１１へは基準速
度発生部１９から基準速度ＶR が供給される。
度制御部１７には、実回転速度Ｗ1と基準回転速度ＷR
のみが入力される。この時に速度変換部１１へは基準速
度発生部１９から基準速度ＶR が供給される。
【００３５】したがって、基準速度発生部１９は、基準
速度ＶR を、運転速度の実用範囲内で複数段階に亘って
変化させる。その結果、図２に示すように、回転速度制
御部１７から各基準回転速度ＷR に対応した各基準トル
クＴR が出力される。この時、基準回転速度ＷR と電動
機２の実回転速度Ｗ1 が一定の時、基準トルクＴR の値
はその基準回転速度ＷR における機械損失トルクＴL の
値に一致する。
速度ＶR を、運転速度の実用範囲内で複数段階に亘って
変化させる。その結果、図２に示すように、回転速度制
御部１７から各基準回転速度ＷR に対応した各基準トル
クＴR が出力される。この時、基準回転速度ＷR と電動
機２の実回転速度Ｗ1 が一定の時、基準トルクＴR の値
はその基準回転速度ＷR における機械損失トルクＴL の
値に一致する。
【００３６】したがって、基準速度ＶR を逐次変更しつ
つ回転速度制御部１７から出力される基準トルクＴR を
各基準回転速度ＷR に対する各機械損失トルクＴL とし
て機械トルク関数発生回路１２ａに記憶する。このよう
にして、各基準回転速度ＷR毎の機械損失トルクＴL が
事前に取得できる。 （２）機械分加減速補償トルクＴM に対する係数ＫM の
測定、
つ回転速度制御部１７から出力される基準トルクＴR を
各基準回転速度ＷR に対する各機械損失トルクＴL とし
て機械トルク関数発生回路１２ａに記憶する。このよう
にして、各基準回転速度ＷR毎の機械損失トルクＴL が
事前に取得できる。 （２）機械分加減速補償トルクＴM に対する係数ＫM の
測定、
【００３７】機械損失トルクＴL の測定が終了した後、
基準速度発生部１９を駆動して、基準速度ＶR を一定の
加速レ―トで上昇させる。そして、この時に回転速度制
御部１７から出力される基準トルクＴR を加減速補償ト
ルク測定部２０へ取込む。また、加減速補償トルク測定
部２０は測定終了している各基準回転速度ＷR における
各機械損失トルクＴM を読取る。さらに、微分回路１３
から出力されている基準加速度αR を読取る。そして、
ある基準回転速度ＷR に達した時点で測定指令ａを入力
し、その時点における機械分加減速補償トルクＴM の係
数ＫM を下式で算出する。 ＴM ＝ＴR −ＴL ＝ＫM ・αR ＫM ＝（ＴR −ＴL ）／αR 算出された係数ＫM は機械分加減速トルク算出部１４ａ
へ設定される。 （３）材料分加減速補償トルクＴB に対する係数ＫB の
測定
基準速度発生部１９を駆動して、基準速度ＶR を一定の
加速レ―トで上昇させる。そして、この時に回転速度制
御部１７から出力される基準トルクＴR を加減速補償ト
ルク測定部２０へ取込む。また、加減速補償トルク測定
部２０は測定終了している各基準回転速度ＷR における
各機械損失トルクＴM を読取る。さらに、微分回路１３
から出力されている基準加速度αR を読取る。そして、
ある基準回転速度ＷR に達した時点で測定指令ａを入力
し、その時点における機械分加減速補償トルクＴM の係
数ＫM を下式で算出する。 ＴM ＝ＴR −ＴL ＝ＫM ・αR ＫM ＝（ＴR −ＴL ）／αR 算出された係数ＫM は機械分加減速トルク算出部１４ａ
へ設定される。 （３）材料分加減速補償トルクＴB に対する係数ＫB の
測定
【００３８】この測定モードにおいては、スプール１ｂ
に実際にコイル１ａを装着する。そして、入力されるコ
イルの外径ＤC を実際のコイル１ａの外径ＤC に設定す
る。その後、（２）の測定と同様に、基準速度発生部１
９を駆動して、基準速度ＶRを一定の加速レ―トで上昇
させる。そして、機械分加減速トルク算出部１４ａから
既に測定終了している機械分加減速補償トルクＴM を読
取る。材料分加減速補償トルクＴB は、現在のコイルの
直径をＤC とし、スプール１ｂの直径をＤS とした場合
に、理論的に次式で示される。 ＴB ＝αR （ＤC 4 −ＤS 4 ）ＫB
に実際にコイル１ａを装着する。そして、入力されるコ
イルの外径ＤC を実際のコイル１ａの外径ＤC に設定す
る。その後、（２）の測定と同様に、基準速度発生部１
９を駆動して、基準速度ＶRを一定の加速レ―トで上昇
させる。そして、機械分加減速トルク算出部１４ａから
既に測定終了している機械分加減速補償トルクＴM を読
取る。材料分加減速補償トルクＴB は、現在のコイルの
直径をＤC とし、スプール１ｂの直径をＤS とした場合
に、理論的に次式で示される。 ＴB ＝αR （ＤC 4 −ＤS 4 ）ＫB
【００３９】そして、ある基準回転速度ＷR に達した時
点で測定指令ａを入力し、その時点における材料分加減
速補償トルクＴB に対する係数ＫB を下式で算出する。 ＫB ＝（ＴR −ＴL −ＴM ）／［αR （ＤC 4 −
ＤS 4 ）］ 算出された係数ＫB は材料分加減速トルク算出部１５ａ
へ設定される。 （４）本来のトルク制御
点で測定指令ａを入力し、その時点における材料分加減
速補償トルクＴB に対する係数ＫB を下式で算出する。 ＫB ＝（ＴR −ＴL −ＴM ）／［αR （ＤC 4 −
ＤS 4 ）］ 算出された係数ＫB は材料分加減速トルク算出部１５ａ
へ設定される。 （４）本来のトルク制御
【００４０】以上のようにして測定された各基準回転速
度ＷR に対する機械損失トルクＴL、機械分加減速補償
トルクＴM の係数ＫM 、及び材料分加減速補償トルクＴ
B の係数ＫB の設定処理が終了すると、各常閉接点２１
ａ，２１ｂ，２１ｃを閉成し、各常開接点２２ａ，２２
ｂを開放する。そして、図３の従来装置において説明し
た手順に従って、スプール１ｂに装着されたコイル１ａ
から巻き戻し、巻取される材料１ｃに対する張力制御を
実施する。
度ＷR に対する機械損失トルクＴL、機械分加減速補償
トルクＴM の係数ＫM 、及び材料分加減速補償トルクＴ
B の係数ＫB の設定処理が終了すると、各常閉接点２１
ａ，２１ｂ，２１ｃを閉成し、各常開接点２２ａ，２２
ｂを開放する。そして、図３の従来装置において説明し
た手順に従って、スプール１ｂに装着されたコイル１ａ
から巻き戻し、巻取される材料１ｃに対する張力制御を
実施する。
【００４１】このように構成された張力制御装置によれ
ば、実際に材料１ｃに対する張力制御を実施する前に、
スプール１ｂにコイル１ａを装着しない状態で、基準速
度発部１９によって基準速度ＶR を段階状に変化させて
いき、各基準速度ＶR が一定状態を維持している各基準
速度ＶR における機械損失トルクＴL を自動的に算出し
て、機械トルク関数発生回路１２ａへ設定している。
ば、実際に材料１ｃに対する張力制御を実施する前に、
スプール１ｂにコイル１ａを装着しない状態で、基準速
度発部１９によって基準速度ＶR を段階状に変化させて
いき、各基準速度ＶR が一定状態を維持している各基準
速度ＶR における機械損失トルクＴL を自動的に算出し
て、機械トルク関数発生回路１２ａへ設定している。
【００４２】したがって、従来装置のように、調整者が
機械損失トルクＴL をマニアル設定する必要がないの
で、調整者の作業負担を大幅に低減できる。また、調整
者の個人差や誤設定等の人為的要因を排除できる。
機械損失トルクＴL をマニアル設定する必要がないの
で、調整者の作業負担を大幅に低減できる。また、調整
者の個人差や誤設定等の人為的要因を排除できる。
【００４３】また、スプール１ｂにコイル１ａを装着し
ない状態で、基準速度発部１９によって基準速度ＶR を
一定の加速レートで加速していく状態を作成し、この状
態で、機械分加減速補償トルクＴM の係数ＫM を自動的
に算出して機械分加減速トルク算出部１４ａへ設定して
いる。
ない状態で、基準速度発部１９によって基準速度ＶR を
一定の加速レートで加速していく状態を作成し、この状
態で、機械分加減速補償トルクＴM の係数ＫM を自動的
に算出して機械分加減速トルク算出部１４ａへ設定して
いる。
【００４４】さらに、スプール１ｂにコイル１ａを装着
した状態で、基準速度発部１９によって基準速度ＶR を
一定の加速レートで加速していく状態を作成し、この状
態で、材料分加減速補償トルクＴB の係数ＫB を自動的
に算出して材料分加減速トルク算出部１５ａへ設定して
いる。
した状態で、基準速度発部１９によって基準速度ＶR を
一定の加速レートで加速していく状態を作成し、この状
態で、材料分加減速補償トルクＴB の係数ＫB を自動的
に算出して材料分加減速トルク算出部１５ａへ設定して
いる。
【００４５】したがって、設計図や材料仕様等を用いて
予め技術者が理論的に算出した各係数ＫM ．ＫB に比較
して、より実際の機械装置や材料（コイル）に対応した
正しい各係数ＫM ．ＫB を得ることが可能である。よっ
て、加速減速時における、これらの誤差に起因する張力
変動を最小限に抑制できる。
予め技術者が理論的に算出した各係数ＫM ．ＫB に比較
して、より実際の機械装置や材料（コイル）に対応した
正しい各係数ＫM ．ＫB を得ることが可能である。よっ
て、加速減速時における、これらの誤差に起因する張力
変動を最小限に抑制できる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の張力制御装
置によれば、実際に稼働する前に、各基準速度に対する
機械損失トルクと、加減速に対する機械分と材料分の加
減速補償トルクを得るための各係数を求めて、各トルク
を算出する各回路に設定している。したがって、実際の
張力制御実行時において、これらの機械損失トルク及び
各係数を用いて張力制御が実施できるので、張力制御部
からの補正張力値を外乱が発生した場合を除いて、微少
な値にとどめることができ、これによって加減速中の張
力変動を抑えることができる。
置によれば、実際に稼働する前に、各基準速度に対する
機械損失トルクと、加減速に対する機械分と材料分の加
減速補償トルクを得るための各係数を求めて、各トルク
を算出する各回路に設定している。したがって、実際の
張力制御実行時において、これらの機械損失トルク及び
各係数を用いて張力制御が実施できるので、張力制御部
からの補正張力値を外乱が発生した場合を除いて、微少
な値にとどめることができ、これによって加減速中の張
力変動を抑えることができる。
【図１】 本発明の一実施例に係わる張力制御装置の概
略構成を示すブロック図。
略構成を示すブロック図。
【図２】 同実施例装置の動作を示す動作特性図。
【図３】 従来の張力制御装置の概略構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
１…機械負荷、１ａ…コイル、１ｂ…スプール，１ｃ…
材料、２…電動機、３…速度検出器、４…電力変換器、
５…張力検出器、６…張力制御部、７…張力設定器、１
１…回転数変換器、１２，１２ａ…機械トルク関数発生
回路、１３…微分回路、１４，１４ａ…機械分加減速ト
ルク算出部、１５，１５ａ…材料分加減速トルク算出
部、１６…トルク制御部、１７…回転速度制御部、１８
…限界速度設定器、１９…基準速度発生部、２０…加減
速補償トルク測定部。
材料、２…電動機、３…速度検出器、４…電力変換器、
５…張力検出器、６…張力制御部、７…張力設定器、１
１…回転数変換器、１２，１２ａ…機械トルク関数発生
回路、１３…微分回路、１４，１４ａ…機械分加減速ト
ルク算出部、１５，１５ａ…材料分加減速トルク算出
部、１６…トルク制御部、１７…回転速度制御部、１８
…限界速度設定器、１９…基準速度発生部、２０…加減
速補償トルク測定部。
Claims (1)
- 【請求項１】 張力設定器にて設定された設定張力に対
応する張力分トルクに対して、機械損失トルク，機械分
加減速補償トルク及び材料分加減速補償トルクを加算し
た設定トルクを得て、この設定トルク又は回転速度制御
部から出力される基準トルクに基づいて電動機のトルク
を制御して、この電動機に連結されたスプールにコイル
状に装着された材料に印加される張力を制御する張力制
御装置において、 前記電動機に対する基準速度を可変設定する基準速度可
変手段と、前記スプロールに材料を装着しない状態で、
前記回転速度制御部から出力される各基準速度における
基準トルクを機械損失トルクとして測定して記憶する手
段と、前記スプロールに材料を装着しない状態で、前記
基準速度を一定割合で加速しながら前記回転速度制御部
から出力される基準トルクを測定して、機械分加減速補
償トルクに対する係数を算出して記憶する手段と、前記
スプロールに材料を装着した状態で、前記基準速度を一
定割合で加速しながら前記回転速度制御部から出力され
る基準トルクを測定して、材料分加減速補償トルクに対
する係数を算出して記憶する手段と、実際の材料に対す
る張力制御実施時に、前記記憶された機械損失トルク及
び各係数を用いて、回転加速度に前記各係数を乗算して
得られる各加減速補償トルクと前記機械損失トルクを前
記張力分トルクに加算して前記設定トルクを得る加減速
補償手段とを備えたことを特徴とする張力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP234793A JPH06206655A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 張力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP234793A JPH06206655A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 張力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06206655A true JPH06206655A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11526749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP234793A Pending JPH06206655A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 張力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06206655A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002249946A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Tsudakoma Corp | 経糸準備機械の巻取り装置におけるビームの慣性算出方法と、その装置 |
| JP2007084317A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Oriental Motor Co Ltd | モーター制御装置 |
| JP2007282460A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-10-25 | Yaskawa Electric Corp | 同期制御システム |
| JP2016079021A (ja) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 張力制御装置 |
| JP2017142083A (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 株式会社東洋レーベル | ラベルロール検査機 |
| JP2022084377A (ja) * | 2020-11-26 | 2022-06-07 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | ワインダ制御システム |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP234793A patent/JPH06206655A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002249946A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Tsudakoma Corp | 経糸準備機械の巻取り装置におけるビームの慣性算出方法と、その装置 |
| JP2007084317A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Oriental Motor Co Ltd | モーター制御装置 |
| JP4554480B2 (ja) * | 2005-09-26 | 2010-09-29 | オリエンタルモーター株式会社 | モーター制御装置 |
| JP2007282460A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-10-25 | Yaskawa Electric Corp | 同期制御システム |
| JP2016079021A (ja) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 張力制御装置 |
| JP2017142083A (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 株式会社東洋レーベル | ラベルロール検査機 |
| JP2022084377A (ja) * | 2020-11-26 | 2022-06-07 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | ワインダ制御システム |
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