JPH03279144A - 巻取機の押圧ロール制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば二軸延伸フィルム製造装置、無延伸フ
ィルム製造装置、紙、布等帯状物の巻取装置等に適用さ
れる巻取機の押圧ロール制御装置に関するものである。

（従来の技術） 以下フィルム製造装置を例にとり、従来の帯状物の巻取
装置について述べる。従来の巻取装置においては巻径が
増大するにつれて帯状物にしわが発生したり、ロール両
端に耳ズレが発生する等の問題点が生じていたが、この
問題点を解決するための公知の技術としては、例えば特
開昭６３−３７０５５号公報記載のものがある。

この従来技術を第２図に基づいて説明すると、９は走行
している帯状物としてのフィルム、１はガイドロール８
を介して巻取られたミルロールで、変速モータ２で駆動
されるようになっている。また変速モータ２に係合し、
同モータ２の回転数を検出する回転数検出器１１が設け
られている。１０はフィルムの巻取速度を検出する速度
検出器、７は押圧ロールで、押圧力調整装置であるエア
シリンダ５により揺動する可動アーム６に回転可能に支
持されている。２６は前記圧力調整装置としてのエアシ
リンダ５に送る圧縮空気の調整をする電／空変換器であ
る。なお、３は増巾器である。そしてこれらの符号１，
２．３゜２４．５〜１１により示された各部材により巻
取部を構成している。

また速度検出器１０と回転数検出器１１からの信号に基
づきミルロール１の巻径を演算する巻径演算器１７、ミ
ルロール１の設定巻径を求めるために速度検出器１０、
フィルム厚み設定器１２、空気巻込量設定器１３及び巻
取開始信号１４などからの信号を入力して設定巻径の演
算を行なう設定巻径演算器１８からなり、同設定巻径演
算器１８の出力信号を設定巻径の基準設定値として加減
算器１６へ入力し、同時に前記巻径演算器１７からの巻
径帰還値も同加減算器１６へ入力してここで巻径偏差を
求めその偏差信号を前記巻取部の増巾器３へ送る、これ
らの部材のうち符号１２．１３．１４゜１６、１７．１
８に示す各機器によって押圧制御装置２０が構成されて
いる。

次に第２図について作用を説明すると、図示しない前工
程より導かれた帯状物としてのフィルム９は、速度検出
器ｌＯとガイドロール８を介して変速モータ２で駆動さ
れた巻芯１９に巻取られる。このとき押圧ロール７の押
圧力の調整は次のように行われる。

速度検出器１０からのフィルム速度と回転数検出器１１
からの巻取回転数を、巻径演算器１７へ入力して、巻径
の演算をし、その演算した値を加減算器１６へ入力する
。

一方、フィルム厚み設定器１２ではフィルム厚みが、空
気巻込量設定器１３では巻取られるフィルム間の空気層
の厚みが夫々設定され（各層の空気巻込量を一定に設定
する。）、それぞれの設定信号を設定巻径演算器１８へ
入力して、フィルムと空気層のトータル厚みを求めると
共に、前記速度検出器１０からのフィルム速度信号と巻
取開始信号１４とから設定巻径を演算し、その演算した
値を巻径の基準設定値として加減算器１６へ入力する。

この加減算器１６で前記巻径演算器１７からの巻径値（
巻径帰還値）と前記巻径の基準設定値（設定巻径値）と
が比較されて巻径偏差値を求める（巻径偏差値一般定巻
径値一巻径帰還値）。その巻径偏差値を増巾器３で増巾
し、その増巾した信号を電／空変換器２６へ送って圧縮
空気の調整を行ない、これを圧力調整装置であるエアシ
リンダ５に送って、同エアシリンダ５を作動させ、可動
アーム６を揺動させると共に押圧ロール７をミルロール
１に押圧し、押圧制御をする。

即ち、このようにして巻径を設定させた巻径となるよう
に押圧制御することは、結果として空気巻込量（空気層
の厚み）を制御することになる。従って、この押圧制御
は空気巻込量（空気層の厚み）の直接制御方法と云うこ
とになる。

また、他の従来例としては、前記例にテーバ設定器等を
加えることもあり、これにより巻始めから巻終りまで空
気巻込量の設定値を漸増、漸減させる等の任意な特性を
もって制御することが出来るようにしたものもある。

（発明が解決しようとする課題） ところでフィルム等の巻取りにおいては、フィルム層間
に巻込まれる空気巻込量は、押えロールの押圧の他、フ
ィルムの巻取速度（ライン速度）、巻径により変化する
のが一般的であるが、前記した従来の技術は第２図に示
す通り、押圧値、即ち電／空変換器２６への入力信号を
単に理論巻径（設定巻径）と巻測巻径との比較演算、即
ち巻径のフィードバック番こより求めているため、下記
のような欠点がある。

（１）巻取り途中でライン速度を変更すると、空気巻込
量が変化するが、押圧はすくには対応せず、実測巻径と
設定巻径に偏差が生じてから、押圧を修正するため、制
御遅れが生じる。

（２）巻取り途中で空気巻込量の設定変更を行った場合
も、前記１項同様制御遅れを生じる。

（３）同一押圧変化に対する空気巻込量の変化、即ちプ
ロセスゲインは巻径により変化するため、巻径偏差増巾
器の最適制御ゲインは巻径により異る。しかるに従来技
術の様に押圧の全量を巻径偏差増巾器の出力により制御
すると、巻径比（巻芯径と満巻巻径との比）が大きい場
合、ある巻径範囲では適正ゲインであっても、それを外
れると不適当となり、全範囲を安定に制御することば困
難である。

本発明は前記従来の課題を解決するために提案されたも
のである。

（課題を解決するための手段） このため本発明は、巻芯に巻取られて形成されるフィル
ム等帯状物のミルロールを押圧ロールで押圧しながら同
帯状物を巻取る巻取機の押圧ロール制御方法において、
巻取りの進行に従いミルロールの回転数を検出する回転
数検出器からの信号と、空気巻込量設定器からの信号と
、予め設定する帯状物厚み設定器又は帯状物厚み計から
の信号と、巻取開始信号とに基づいてミルロールの理論
巻径を演算し、また帯状物走行速度検出器からの信号と
、前記回転数検出器からの信号とに基づいてミルロール
の実巻径を演算し、さらに、前記理論巻径と、帯状物走
行速度検出器からの速度信号及び空気巻込量設定器から
の信号とに基づいて基準押圧値を演算し、一方、巻始め
からその時点まで所定の空気巻込量が得られたとした前
記理論巻径と前記実巻径とを比較演算し、この演算結果
により前記基準押圧値を補正し、この補正した基準押圧
値に基づいて巻始めから巻終りまで所定の空気巻込量で
帯状物を巻取ることができるよう押圧ロールの押圧力を
制御するようにしたもので、これを課題解決のための手
段とするものである。

また、本発明は、巻芯に巻取られて形成されるフィルム
等帯状物のミルロールを押圧する押圧ロールと、該押圧
ロールを制御する押圧制御装置と、同押圧ロールを回転
可能に軸支する揺動アームと、同アームに接続されて押
圧ロールの押圧力を調整する圧力調整装置とを有する巻
取機において、前記押圧制御装置が帯状物走行速度検出
器からの信号と、ミルロールの回転数を検出する回転数
検出器からの信号とに基づいてミルロールの実巻径を演
算する巻径演算器と、前記回転数検出器からの信号と、
空気巻込量設定器からの信号と、予め設定する帯状物厚
み設定器又は帯状物厚み計からの信号と、巻取開始信号
とに基づいてミルロールの理論巻径を演算する設定巻径
演算器と、前記設定巻径演算器からの理論巻径値と、帯
状物走行速度検出器からの速度信号と、前記空気巻込量
設定器からの信号とに基づいて押圧基準値を演算する設
定押圧演算器とを具え、前記設定押圧演算器で演算され
た押圧基準値を、前記設定巻径演算器と前記巻径演算器
とからの巻径偏差値により補正するようにしたもので、
これを課題解決のための手段とするものである。

（作用） 本発明によれば、押圧ロールの押圧基準値を、所定空気
巻込量、帯状物走行速度、巻径を条件とした理論式によ
り、時々刻々求めて押圧ロールの押圧制御を行なうよう
にしたため、巻取装置における巻径増大と共にミルロー
ルに発生するしわ、ロール両端の耳ズレ等を無くすこと
ができる。

（実施例） 以下、本発明を図面の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例を示し、９は走行している帯状
物としてのフィルム、１はガイドロール８を介して巻芯
１９に巻取られたミルロールで、可変速モータ２で駆動
されるようになっており、同モータには回転数検出器１
１が設けられている。１０はフィルムの走行速度を検出
する帯状物速度検出器、７は押圧ロールで、押圧力調整
装置であるエアシリンダ５のロッド６に接続されている
。２６は前記エアシリンダに送る圧縮空気の圧力を調整
する電／空変換器で、これらの符号１．２．５〜ＩＬ１
９，２６により示された各部材により帯状物の巻取部を
構成している。

そしてミルロール１のしわ、巻ズレを防止すべく押圧ロ
ール制御を行なうために、帯状物（フィルム）厚み設定
器１２又は帯状物（フィルム）厚み計２２、空気巻込量
設定器１３、巻芯駆動モータの回転検出器１１、及び巻
取開始信号１４などからの各信号を読み込んで演算を行
なう設定巻径演算器２１が設けられており、また帯状物
速度検出器１０と回転数検出器１１からの信号により、
ミルロールの実巻径を演算する巻径演算器１７が設けら
れている。さらに前記設定巻径演算器２１と巻径演算器
１７からの両出力を加減算器１６で比較演算して増巾す
る偏差増巾器３が、また、フィルム走行速度、巻径に応
じ、所定の空気巻込量を得るに必要な押圧値を求めるた
め、帯状物速度検出器１０、空気巻込置設定器１３、設
定巻径演算器２１からの信号により理論押圧値を演算し
、基準押圧値として出力する設定押圧演算器２３が設け
られている。そして前記設定押圧演算器からの基準押圧
信号は前記偏差増巾器３からの出力信号と加算器２４で
加算されるように構成されており、この加算器２４から
の出力信号が押圧指令値として電／空変換器２６へ送ら
れるようになっている。そしてこれら部材のうち、符号
３．１２〜１４，１６．１７，２１．２３．２４に示す
機器によって押圧制御装置２５が構成されている。

ところで本発明の主眼である押圧と空気巻込量との関係
を以下説明すると、押圧力をＰ、空気巻込量を（巻取ら
れるフィルム間の空気層の厚み）をｈ、巻取フィルムの
速度をυ、巻径をＲとすると、下式の関係が成り立つ。

ここでｋは空気粘性、フィルムの表面状態、巻取張力等
により決まる定数である。

前記（１）式からも明らかなように巻取りの進行による
巻径の増加、巻取りの途中でライン速度の変更、空気巻
込量の設定変更があっても、前記（１）式で押圧値を演
算して制御すれば、巻始めから巻終りまで、所定の空気
巻込量が得られることがわかる。

つづいて、第１図に示す実施例の作用を説明する。まず
設定巻径演算器２１から説明すると、設定巻径演算器２
１では、巻径開始信号１４が閉となって、巻取りが開始
されると、回転検出器１１より可変速モータ２の回転数
ｎを読み取り、この値から巻芯１９の回転数を求め、巻
芯１９が１回転する毎に（設定巻径演算器の演算速度が
問題であれば、一定の多数回転毎でも良い）、フィルム
厚み設定器１２又はフィルム厚み計２２より巻芯１９に
巻取られるフィルム厚みｔを、又空気巻込置設定器１３
より目標とする空気層の厚みｈを読み込んで、設定値通
りに巻取られた場合の理論巻径Ｒを下式（２）により計
算する。

（２）式において、Ｒｏは巻芯１９の外径である。

ｔ、ｈｉは巻芯１９の！回転目に読み込んだフィルム厚
み設定値と、空気巻込設定値を示し、このうちｔ８は巻
取途中での設定変更、或いはフィルム厚み設定器１２の
替りに、フィルム厚み計２２よりオンラインで入力する
方式も考えられるため、ｔ、＋ｈｉは巻芯１９の回転毎
に読み取、って積算する方式を採るものである。因みに
設定変更が無く、巻芯１９がは回転した時のミルロール
１の巻径はＲ０＋２ｍ＋　（ｔ　十ｈ）である。

設定押圧演算器２３では、前記設定巻径演算器２１で求
めた巻径Ｒと、速度検出器１ｏ及び空気巻込量設定器１
３からフィルム速度υ、目標空気層の厚さｈを読み取り
、前記（１）式に示す理論式により、基準押圧値Ｐを求
めた後、電／空変換器２６、エアシリンダ５等の特性に
基づき、押圧ロール７のミルロール１への押圧をＰとす
るのに必要なｔ／空変換器２６への入力電気信号に変換
する計算を行い、加算器２４へ出力する。

基本的には以上述べた作用により所定の空気巻込量が得
られるが、実際の巻取りにおいては前記（１）式中の定
数ｋが運転条件により変化したり、また電／空変換器２
６及び押圧ロール７用エアシリンダ５の特性変化等があ
り、若干誤差を生じる。この誤差を補正するため、所定
の空気巻込量が得られたとした設定巻径Ｒと、速度検出
器１０及び回転検出器１１の信号より、巻径演算器１７
で求めた実巻径Ｒｆを加減算器１６でＰＩ（比例積分）
演算して、偏差増巾器３を介して加算器２４へ出力し、
この加算器２４において前記設定押圧演算器２３からの
信号を補正する目的で加算を行い、最終的な押圧指令値
として電／空変換器２６へ出力するようにしている。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように本発明によれば、押圧の基
準値を求める理論計算式は、空気巻込量、ライン速度、
巻径を入力パラメータとして計算するため、巻取り途中
でライン速度の変更、或いは空気巻込量の設定変更があ
っても、押圧は、即適正値に変更され、制御遅れを生じ
ることはなく、また押圧値はほぼ理論計算式で決定され
、従来技術の不安性要素であった巻径のフィードバック
信号は、前記理論計算式の実際との誤差を修正する、微
小押圧修正値として作用するのみであるため、巻径比が
大きい巻取りにおいても、安定した制御が可能である。

従って巻取装置における巻径増大と共にミルロールに発
生するしわ、ロール両端の耳ズレ等をなくすことができ
、良好な巻姿のフィルム等帯状物の巻上がり製品が得ら
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る押ｉ−↑　、　ル制御装
置のシステム図、第２図は従来の押圧ロール制御装置を
示すシステム図である。 図の主要部分の説明 １−　ミルロール　　　６−可動アーム７−押圧ロール
　　　１吐−速度検出器１１一回転検出器 １２−　フィルム厚み設定器 １３−空気巻込量設定器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）巻芯に巻取られて形成されるフィルム等帯状物の
   ミルロールを押圧ロールで押圧しながら同帯状物を巻取
   る巻取機の押圧ロール制御方法において、巻取りの進行
   に従いミルロールの回転数を検出する回転数検出器から
   の信号と、空気巻込量設定器からの信号と、予め設定す
   る帯状物厚み設定器又は帯状物厚み計からの信号と、巻
   取開始信号とに基づいてミルロールの理論巻径を演算し
   、また帯状物走行速度検出器からの信号と、前記回転数
   検出器からの信号とに基づいてミルロールの実巻径を演
   算し、さらに、前記理論巻径と、帯状物走行速度検出器
   からの速度信号及び空気巻込量設定器からの信号とに基
   づいて基準押圧値を演算し、一方、巻始めからその時点
   まで所定の空気巻込量が得られたとした前記理論巻径と
   前記実巻径とを比較演算し、この演算結果により前記基
   準押圧値を補正し、この補正した基準押圧値に基づいて
   巻始めから巻終りまで所定の空気巻込量で帯状物を巻取
   ることができるよう押圧ロールの押圧力を制御すること
   を特徴とする巻取機の押圧ロール制御方法。
2. （２）巻芯に巻取られて形成されるフィルム等帯状物の
   ミルロールを押圧する押圧ロールと、該押圧ロールを制
   御する押圧制御装置と、同押圧ロールを回転可能に軸支
   する揺動アームと、同アームに接続されて押圧ロールの
   押圧力を調整する圧力調整装置とを有する巻取機におい
   て、前記押圧制御装置が帯状物走行速度検出器からの信
   号と、ミルロールの回転数を検出する回転数検出器から
   の信号とに基づいてミルロールの実巻径を演算する巻径
   演算器と、前記回転数検出器からの信号と、空気巻込量
   設定器からの信号と、予め設定する帯状物厚み設定器又
   は帯状物厚み計からの信号と、巻取開始信号とに基づい
   てミルロールの理論巻径を演算する設定巻径演算器と、
   前記設定巻径演算器からの理論巻径値と、帯状物走行速
   度検出器からの速度信号と、前記空気巻込量設定器から
   の信号とに基づいて押圧基準値を演算する設定押圧演算
   器とを具え、前記設定押圧演算器で演算された押圧基準
   値を、前記設定巻径演算器と前記巻径演算器とからの巻
   径偏差値により補正するようにしたことを特徴とする巻
   取機の押圧ロール制御装置。