JP3931265B2 - ２軸ターレット制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紙、フィルム、金属といった帯状の材料の巻戻装置の巻戻制御ならびにターレット制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙やフィルム、金属などのシート材を処理する設備の一部に、コイル巻きされた材料を送り出すターレット装置と、シート材の搬送用ロールと、ダンサーロールがある。これらの設備の構成は次のようになっており、図２を用いて説明する。
図２において、１Ａは２台の巻戻機２、２Ａを備えたターレット装置であり、巻戻機２、２Ａを公転および自転させてシート材１を送り出す。コイル巻きされたシート材１がターレット装置１Ａの巻戻機２から送り出されると、基準ロール４で速度制御されながら搬送され、ターレット装置１Ａと基準ロール４の間に設けられたダンサーロール３によってシート材１の張力が一定となるよう制御される。張力一定とすることにより他の装置によるシート材１への加工処理がうまく行われ、最終製品の品質を高く保つことができる。巻戻機２のコイルが無くなりそうになると、ターレット装置１Ａは巻戻機２、２Ａを公転させて入れ替え、巻戻機２Ａに装着された新しいコイルからシート材１を送り出す。ターレット装置１Ａが作動して巻戻機２、２Ａを時計回りに公転させる時、シート材１に張力変動が生じるのを防ぐため反時計回りに回転中の巻戻機２の一定速度制御に補正がかけられる。このように、ターレット旋回時は巻戻電動機の速度補正とダンサーロールの働きで張力を一定に保ち、搬送時はダンサーロールの働きで張力を一定に保たれる。
このような働きをする装置の構成は次のようになっている。基準ロール４は、基準ロール４に連結された基準ロール電動機１５と、その回転速度を検出する基準ロール速度検出器１８と、ライン速度設定器２０と、その信号と基準ロール速度検出器１８の信号を比較する比較器と、その信号を受けて働く基準ロール速度制御器１７と、その信号に応じて基準ロール電動機１５を駆動する基準ロール電動機駆動装置１６から構成する基準ロール制御装置によって回転速度制御され、シート材１のライン速度を一定に制御する。
ターレット装置１Ａは、巻戻機２、２Ａを公転させるターレット電動機５と、ターレット電動機５を駆動するターレット電動機駆動装置６と、ターレット装置１Ａの公転回転数を設定するターレット回転数設定器２５と、その信号を受けてターレット装置１Ａの公転回転数を指令するターレット回転数指令器２４と、その信号を受けてターレット電動機駆動装置６に指令を与えるターレット速度制御器７とから構成するターレット公転制御装置によって回転制御されている。
巻戻機２は、巻戻機２に連結された巻戻電動機８と、その回転速度を検出する巻戻速度検出器１１と、その信号と速度指令を比較する比較器と、その信号を入力して巻戻電動機８の速度を制御する巻戻速度制御器１０と、その指令に応じて巻戻電動機８を駆動する巻戻電動機制御装置９とから構成する巻戻機制御装置によって回転制御されている。ターレット装置１Ａが作動して巻戻機２、２Ａを公転させ、巻戻機２Ａが巻戻機２の位置に来た場合も同じ構成によって回転制御される。
ダンサーロール３は、図示しない引張り装置でシート材１の張力が一定となるよう引張られている。１２は張力を一定に制御するために必要なダンサーロール３の位置を検出するダンサーロール位置検出器であり、その信号とダンサーロール３の目標位置を設定するダンサーロール位置設定器１３の信号とを比較器で比較した信号が、ダンサロール３の位置を制御するダンサーロール位置制御器１４に入力され、入力信号に応じた速度補正信号が出力される。そして、その補正信号とライン速度設定器２０の信号が加算されたものが巻戻制御装置の速度指令となる。
１９は基準ロール速度検出器１８と、巻戻速度検出器１１の信号を入力して巻戻機２のコイル径を演算する巻戻径演算装置であり、２２はターレットアーム径を設定するターレットアーム径設定器２１の信号と、ターレット装置１Ａの公転角度を検出するターレット角度検出器７Ａの信号と、巻戻径演算装置１９の信号を受け、ターレット装置１Ａが公転する時の巻戻機の速度を補正して出力するターレット補償装置である。２３はターレット装置１Ａが旋回するときに閉となる接点であり、ターレット補償装置２２の信号を伝達する。ライン速度設定器２０の信号とダンサーロール位置制御器１４の信号を加算した信号は、さらに接点２３を介してターレット補償装置２２の信号と比較され、除算器２８に入力され
る。巻戻径演算装置１９の信号をもう一方の入力とする除算器１９の演算結果は新たに巻戻機制御装置の速度指令とされる。このようにして巻戻機２の回転速度が補正されつつダンサロール３の位置を制御し、間接的にシート材１の張力を一定としている。
以上のように、従来は、ターレット装置１Ａが公転するとき、ターレット径とターレット角度を用いて演算し、巻戻機２の速度指令を補正することによってシート材１の張力変動が抑えられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来の方式では以下に示す欠点が残っているため、搬送中のシート材１が蛇行してしまい、破断という最悪の事態を生ずることがあるという重大な問題があった。
（１）速度補正がターレット角度検出をした後の演算であり、遅れが発生してダンサロールの位置変化が大きいこと。
（２）ターレットが旋回することによって前記補正速度が巻戻機に加わるため、巻戻機の直径演算の出力値が変化し、それによって巻戻機の回転速度指令が安定でなくなることによる張力外乱の発生。
（３）シート材の搬送速度に関係なくターレットの回転速度が一定のため、搬送速度が低速の時は、速度補正量がダンサロールの能力を超えてしまい、張力制御不能に陥る。
そこで、本発明は、ターレットの速度指令を最適化することにより、遅れがなく安定した張力制御をすることができる２軸ターレット装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、２つの巻戻機を公転及び自転させてシート材を送り出すターレット装置と、該シート材を一定速度で搬送する基準ロールと、前記シート材に一定の張力を与えるダンサーロールと、前記ターレット装置の公転数を設定するターレット回転数設定器と、その指令を受けて前記ターレット装置の公転速度を指令するターレット回転数指令器とを備え、該ターレット回転数指令器の信号に基づいて前記ターレット装置の公転速度を制御するターレット公転制御装置と、前記巻戻機の回転速度を検出して前記巻戻機の回転速度を与えられた速度で回転するよう制御する巻戻機制御装置と、前記シート材の速度を設定するライン速度設定器と、前記基準ロールの回転速度を検出する基準ロール速度検出器を備え、前記基準ロールの回転速度制御をする基準ロール制御装置と、前記ダンサーロールの位置と設定位置とを比較して位置制御するダンサーロール位置制御器を備えたダンサーロール制御装置と、から構成され、前記ターレット装置の公転時に前記巻戻機の回転速度を補正する２軸ターレット制御装置において、前記ライン速度設定器の信号を受けて前記ターレット装置の最適な公転回転数を発生するターレット最適回転数発生装置と、前記ターレット回転数設定器と前記ターレット最適回転数発生装置の信号を比較して前記ターレット回転数指令器に信号を出力するターレット回転数比較器と、前記ターレット装置の公転速度を検出するターレット速度検出器と、前記ターレット回転数指令器の出力側に設けられ、前記ターレット回転数指令器の信号から前記ターレット速度検出器の信号を減算して補正する比較器と、前記基準ロール速度検出器の信号と前記巻戻機の回転速度検出信号を入力して巻戻機径を演算する巻戻径演算装置と、ターレットアーム径設定器と、該ターレットアーム径設定器の信号と前記ターレット回転数指令器の信号と前記巻戻径演算装置の信号を受けて第1 の信号を前記巻戻径演算装置に出力するターレット補償装置と、前記ライン速度設定器の信号と前記ダンサーロール位置制御器の信号の差の信号と、前記ターレット補償装置の第２の出力信号を比較した信号とを一方の入力とし、前記巻戻径演算装置の出力をもう一方の入力として除算し、前記巻戻機制御装置の速度指令とする除算器と、を備えたことを特徴としたものである。
このような構成によって、ダンサロールの振れが少なくなり、広い運転速度範囲で安定した張力制御が得られ、材料の蛇行、破断のないターレット制御が実現される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１に基づいて説明する。図１で用いている構成要素のうち、図２で用いられているものはおよそ同じものであるので、図２にないもの、図２の構成要素と若干異なるものについて説明する。
図２において、７Ｂはターレット電動機５に連結されてその回転速度を検出するターレット速度検出器であり、その信号とターレット回転数指令器２４の信号とがターレット回転数指令器２４とターレット速度制御器７との間に設けられた比較器によって比較され、差の信号がターレット速度制御器７に入力される。この構成によって速度フィードバック制御されるので、ターレット装置１Ａの公転速度がターレット回転数指令器２４に応じたものとなる。
ところで、２７は、ダンサーロールが制御不能に陥らないようにライン速度設定器２０の信号からターレット装置１Ａの最適回転数を発生させるターレット最適回転数発生装置であり、ターレット回転数比較器２６は、その信号とターレット回転数設定器２５の信号の何れか小さい方の信号を出力する。いずれか小さい方の信号をターレット回転数指令器２４に出力しているので、ターレット装置１Ａはライン速度に連係して公転速度が変動し、他の設備に負担がかからないようになっている。
２２はターレット補償装置であり、ターレットアーム径設定器２１の信号と、巻戻径演算装置１９、ターレット回転数指令器２４の信号を受け、第１の信号を巻戻径演算装置１９に出力する。第２の信号は、ライン速度設定器２０の信号とダンサーロール位置制御器４の信号の加算された信号に、さらに加算され、巻戻機２の補正された速度指令として除算器２８の入力の一つとなる。そしてこの速度指令と、巻戻径演算器１９が推定した径とを除算することにより、巻戻機２の補正された回転速度指令が得られて巻戻機制御装置に入力される。このように、ターレット補償装置２２は巻戻径演算装置１９の巻戻径とターレット回転数指令器２４の出力の回転数指令をもとに、ターレット旋回で生ずる巻戻機２の速度変動相当の速度補正信号を求め、出力している。また、さらに、その速度補正を巻戻径演算装置１９に出力し、ターレット旋回中の巻戻機２の速度変動による巻戻径変化を補正している。この時、その補正信号を巻戻径演算周期より十分短くすることにより、演算系の安定性は十分確保される。
【０００６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によればターレット旋回中のパス長の変化と巻戻径の変化の補正、ターレット速度の最適選択を行なっているのでダンサロールの振れが少なくなり、広い運転速度範囲で安定した張力制御が得られ、材料の蛇行、破断のないターレット制御が実現される。ダンサロールの振れが少なくなることでさらにダンサロール位置制御器の利得( ゲイン) が高められる効果も得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例
【図２】従来の2 軸ターレット制御の実施例
【符号の説明】
１ シート材
１Ａ ターレット装置
２ ( 操業中の) 巻戻機
２Ａ ( 次回の操業に使用される) 巻戻機
３ ダンサロール
４ 基準ロール
５ ターレット電動機
６ ターレット電動機駆動装置
７ ターレット速度制御器
７Ａ ターレット角度検出器
７Ｂ ターレット速度検出器
８ 巻戻電動機
９ 巻戻電動機制御装置
１０ 巻戻速度制御器
１１ 巻戻速度検出器
１２ ダンサロール位置検出器
１３ ダンサロール位置設定器
１４ ダンサロール位置制御器
１５ 基準ロール電動機
１６ 基準ロール電動機駆動装置
１７ 基準ロール速度制御器
１８ 基準ロール速度検出器
１９ 巻戻径演算装置
２０ ライン速度設定器
２１ ターレットアーム径設定器
２２ ターレット補償装置
２３ 接点
２４ ターレット回転数指令器
２５ ターレット回転数設定器
２６ ターレット回転数比較器
２７ ターレット最適回転数発生装置
２８ 除算器

Claims (1)

1. ２つの巻戻機（２，２Ａ）を公転及び自転させてシート材（１）を送り出すターレット装置（１Ａ）と、該シート材を一定速度で搬送する基準ロール（４）と、前記シート材に一定の張力を与えるダンサーロール（３）と、前記ターレット装置の公転数を設定するターレット回転数設定器（２５）と、その指令を受けて前記ターレット装置の公転速度を指令するターレット回転数指令器（２４）とを備え、該ターレット回転数指令器の信号に基づいて前記ターレット装置の公転速度を制御するターレット公転制御装置と、
   前記巻戻機の回転速度を検出して前記巻戻機の回転速度を与えられた速度で回転するよう制御する巻戻機制御装置（９）と、前記シート材の速度を設定するライン速度設定器（２０）と、前記基準ロールの回転速度を検出する基準ロール速度検出器（１８）を備え、前記基準ロールの回転速度制御をする基準ロール制御装置と、
   前記ダンサーロールの位置と設定位置とを比較して位置制御するダンサーロール位置制御器（１４）を備えたダンサーロール制御装置と、
   から構成され、前記ターレット装置の公転時に前記巻戻機の回転速度を補正する２軸ターレット制御装置において、
   前記ライン速度設定器の信号を受けて前記ターレット装置の最適な公転回転数を発生するターレット最適回転数発生装置（２７）と、
   前記ターレット回転数設定器と前記ターレット最適回転数発生装置の信号を比較して前記ターレット回転数指令器に信号を出力するターレット回転数比較器（２６）と、
   前記ターレット装置の公転速度を検出するターレット速度検出器（７Ｂ）と、
   前記ターレット回転数指令器の出力側に設けられ、前記ターレット回転数指令器の信号から前記ターレット速度検出器の信号を減算して補正する比較器（２６）と、
   前記基準ロール速度検出器の信号と前記巻戻機の回転速度検出信号を入力して巻戻機径を演算する巻戻径演算装置（１９）と、
   ターレットアーム径設定器（２１）と、
   該ターレットアーム径設定器の信号と前記ターレット回転数指令器の信号と前記巻戻径演算装置の信号を受けて第1 の信号を前記巻戻径演算装置に出力するターレット補償装置（２２）と、
   前記ライン速度設定器の信号と前記ダンサーロール位置制御器の信号の差の信号と、前記ターレット補償装置の第２の出力信号を比較した信号とを一方の入力とし、前記巻戻径演算装置の出力をもう一方の入力として除算し、前記巻戻機制御装置の速度指令とする除算器（２８）と、
   を備えたことを特徴とする２軸ターレット制御装置。

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