JPH0438666B2

JPH0438666B2 -

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Publication number: JPH0438666B2
Application number: JP16060384A
Authority: JP
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1992-06-25
Also published as: JPS6137654A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は特に抄紙等のウエブの巻き取り時の
制御手段に特徴を持つウエブ巻き取り装置に関す
る。

〔従来の技術〕

ウエブ巻き取り機において、巻き取りロールの
硬さを制御することが品質管理上重要であること
は周知の事実である。第６図は従来のウエブ巻き
取り機の構成を示すもので、１１は巻き戻しロー
ルであり、この巻き戻しロール１１に巻き付けら
れている抄紙等のウエブ１２が、ペーパーロール
１３，スリツタ１４を介在する２つの回転ロール
１５，１６及び第１のワインダドラムロール１７
に通過路を規制されて巻き取りロール１８へ至
り、この巻き取りロール１８に巻き取られるよう
になる。ここで、上記第１のワインダドラムロー
ル１７、この第１のワインダドラムロール１７に
近接した第２のワインダドラムロール１９及びラ
イダロール２０の３つのロールは、巻き取りロー
ル１８に対してそれぞれ周面部が当接するように
配設されるものである。このようなウエブ巻き取
り機において、上述のように巻き取りロール１８
の硬さを制御するためには、通常、運転張力、第
１及び第２のワインダドラムロール１７，１９の
駆動トルクの比率、同じくこれらワインダドラム
ロール１７，１９と巻き取りロール１８の接触部
にライダロール２０によつて与えられるニツプ圧
の三要素を制御するようにしている。すなわち、
これら三要素を増加することは、いずれもウエブ
１２の巻き硬さを増加させるものである。

そこで、近年では上記三要素を巻き取りロール
１８でのウエブ１２の巻き取り径と対応させて、
マイクロコンピユータにより自動的に制御する装
置が各種開発されていた。第２図はこのような装
置の、主に制御部分の構成を示すもので、巻き取
りロール１８の巻き径に対応した巻き戻し張力、
ニツプ圧、テンシヨントルク負荷分担比率と、巻
き取りロール１８の巻き長さに対応する巻き取り
速度のそれぞれをオペレータが設定器２１〜２４
に設定する。これら設定器２１〜２４に設定され
たデータは、それぞれ巻き戻し張力調整システム
２５、ライダロール荷重量調整システム２６、第
２のワインダドラムロールモータトルク調整シス
テム（図では「第２のドラムモータトルク調整シ
ステム」と表わす）２７、第１のワインダドラム
ロールモータトルク調整システム（図では「第１
のドラムモータ速度調整システム」と表わす）２
８に入力されるもので、これらの各調整システム
２５〜２８はそれぞれ入力されたデータに応じ
て、その時点に適合した巻き取り張力Ｔ、ニツプ
圧Ｎ、第２のワインダドラムロール１９の回転速
度ω₂、第１のワインダドラムロール１７の回転
速度ω₁の各データを算出し、前記ウエブ巻き取
り機を制御すると共に算出データを巻き取りプロ
セツサ２９へ送出する。そして、この巻き取りプ
ロセツサ２９が、入力されるＴ，Ｎ，ω₂，ω₁の
各データに従つて巻き硬さを演算し、表示データ
として出力するようになるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記のようなウエブ巻き取り機に
あつては、巻き取りロール１８の巻き径に対する
巻き戻し張力、ニツプ圧、テンシヨントルク負荷
分担比や巻き長さに対する巻取速度の各特性カー
ブを設定器２１〜２４に設定する場合、オペレー
タは巻き上がつた製品の外観から各状態を判断
し、その判断結果に応じて設定するようになつて
いる。したがつて、第８図の巻き取り径に対する
巻き取り密度ρと、第１のワインダドラムロール
１７の回転速度ω₁のグラフに示すように、巻き
取り径の小さい部分において、巻き取りロール１
８の回転速度ω_Rと上記ω₂とが協調しないなどの
理由によつて巻き取り密度が非常に高くなつてし
まつたような場合は、製品外観より判断すること
が困難であり、オペレータに経験や高い熟練度が
要求されるなど、決して最適な巻き取り状態を得
ることはできなかつた。

この発明は上記のような実情に鑑みてなされた
もので、巻き取りロール内部の巻き取り密度とい
う外部から直接検出することができない情報を検
出するようにし、常に適正な巻き取り状態を得る
ことのできるようなウエブ巻き取り装置を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

この発明は、例えば２つのワインダドラムロー
ルを有するウエブ巻き取り装置において、巻き取
りロールの加減速回転時における巻き取りロール
径に対する第１のワインダドラムロールの加減速
回転の特性を適宜変化させるとともに、上記巻き
取りロールの回転速度が上記加減速時やその他一
定しない場合に第１及び第２のワインダドラムロ
ールの回転速度に特定の差を生じるように制御し
て、巻き取りロールの硬さ、密度を一様な安定し
たものにするものである。

〔実施例〕

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第１図はこの発明のウエブ巻き取り装置の
構成を示すもので、３１は巻き取りロールであ
り、この巻き取りロール３１のコアに対して、そ
の操作と駆動側より両端を押し付けるようにコア
チヤツク３２が設けられる。このコアチヤツク３
２は、巻き取りロール３１と一体にして回転する
もので、その操作側の軸端周面部には反射テープ
３３が１ケ所取り付けられる。この反射テープ３
３の回転は、近接スイツチ３４によつて検出され
るもので、この近接スイツチ３４の検出信号が、
巻き取りロール３１の回転速度データとして、増
幅器３５を介して増幅された後に、巻き硬さ制御
用計算機３６へ送られる。この巻き硬さ制御用計
算機３６は、巻き取りロール３１におけるウエブ
の巻き硬さを制御するために、種々のデータ入力
により演算を行ない、この演算結果に従つて各制
御データを出力するもので、その制御データの一
つとして、ライダロール加圧制御器３７へもデー
タを出力する。ライダロール加圧制御器３７は、
入力されるデータに従つて、第１及び第２のワイ
ンダドラムロール３８，３９へのニツプ圧を加減
するためのライダロール４０の巻き取りロール３
１への加圧を制御するもので、その出力信号は、
ライダロール４０を加圧するライダーロール加圧
シリンダ４１に送られると共に、ライダロール加
圧シリンダ圧力検出器４２へも送られる。このラ
イダロール加圧シリンダ圧力検出器４２は、ライ
ダロール加圧制御器３７から入力される信号によ
り、ライダロール加圧シリンダ４１がライダロー
ル４０を駆動する圧力すなわちニツプ圧を検出
し、巻き硬さ制御用計算機３６へ送り、フイード
バツク制御を行なわせる。巻き硬さ制御用計算機
３６はまた、第１及び第２のワインダドラムロー
ル３８，３９の回転を駆動する直流の駆動モータ
４３，４４それぞれのサイリスタ電源４５，４６
の電源電圧を制御する信号をも出力している。こ
こで特に、第１のワインダドラムロール３８用の
駆動モータ４３は、パルスジエネレータ（図では
「PLG」と表わす）４７と接続されるもので、こ
のパルスジエネレータ４７は、駆動モータ４３の
回転に伴つて、サイリスタ電源４５にパルスを送
るようになる。また、上記第１及び第２のワイン
ダドラムロール３８，３９の操作側にも、それぞ
れ高出力型のパルスジエネレータ４８，４９が取
り付けられるもので、ロール３８，３９の回転に
伴つて発生するパルスは、共に巻き硬さ制御用計
算機３６へ送られる。巻き硬さ制御用計算機３６
にはさらに、第１のワインダドラムロール３８へ
送られるウエブ５０の巻き戻し張力Ｔを検出する
ためのロードセル５１から、検出信号が入力され
る。そして、巻き硬さ制御用計算機３６にはさら
にまた、外部にCRT５２、キーボード５３及び
プリンタ５４が接続される。このうち、CRT５
２及びプリンタ５４は、各制御状態を表示するた
めのもので、この表示内容に従つてオペレータが
キーボード５３を操作し、制御内容の設定、変更
等を指定するようになる。

続く第２図によつて上記巻き硬さ制御用計算機
３６内部の回路構成について説明する。６１〜６
４は、それぞれ設定器であり、これら設定器６１
〜６４には、巻き取りロール３１の巻き径に対す
る巻き戻し張力、ニツプ圧、テンシヨントルク負
荷分担比率及び同じく巻き取りロール３１の巻き
長さに対する巻き取り速度のそれぞれの特性曲線
が設定される。このうち、設定器６１に設定され
る巻き戻し張力設定値データT_S及び設定器６２
に設定されるニツプ圧設定値データN_Sは各々、
巻き戻し張力調整システム６５、ライダロール荷
重量調整システム６６へ送られる。これら調整シ
ステム６５，６６は、入力される設定値データ
T_S，N_Sに従つてウエブ５０の張力Ｔ、ライダロ
ール４０の荷重量を調整するもので、その調整後
の巻き戻し張力Ｔ、ニツプ圧Ｎのデータは共に、
巻き取りロールプロセツサ６７に入力される。ま
た、上記設定器６４に設定される巻き取り速度設
定値データV_1Sは、第１のワインダドラムロール
モータ速度調整システム（図では「第１のドラム
モータ速度調整システム」と表わす）６８及び巻
き硬さ制御用アルゴリズム６９へ送られる。第１
のワインダドラムロールモータ速度調整システム
６８は、入力されるデータV_1Sに従つて第１のワ
インダドラムロール３８の回転速度を調整するも
ので、その調整後の回転速度ω₁のデータが上記
巻き取りロールプロセツサ６７へ送られると共
に、この回転速度ω₁時に駆動モータ４３に流れ
る電流I₁のデータが、第２のワインダドラムロー
ルモータ電流制御回路（図では「第２のドラムモ
ータ電流制御回路」と表わす）７０へ送られる。
この第２のワインダドラムロールモータ電流制御
回路７０にはまた、上記設定器６３から第１及び
第２のワインダドラムロール３８，３９の回転速
度の比であるテンシヨントルク負荷分担比率のデ
ータI_TSが入力されるもので、これら２つのデー
タI₁，I_TSによつて定められる電流値信号が、スイ
ツチ７１を介して第２のワインダドラムロールモ
ータ特性回路（図では「第２のドラムモータ特性
回路」と表わす）７２に入力される。そして、こ
の第２のワインダドラムロールモータ特性回路７
２にもまた、第２のワインダドラムロールモータ
速度制御回路（図では「第２のドラムモータ速度
制御回路」と表わす）７３から上記スイツチ７１
と連動したスイツチ７４を介してモータ速度制御
信号が入力されるもので、これら２つの入力信号
により第２のワインダドラムロール３９の回転速
度データω₂を上記巻き取りロールプロセツサ６
７へ送出する。巻き取りロールプロセツサ６７
は、巻き戻し張力調整システム６５からのデータ
Ｔ、ライダロール荷重量調整システム６６からの
データＮ、第１のワインダドラムロールモータ速
度調整システム６８からのデータω₁及び第２の
ワインダドラムロールモータ特性回路７２からの
データω₂の４つのデータ及び巻き取りロール３
１の角速度データω_Rを上記巻き硬さ制御アルゴ
リズム６９へ入力すると共に、これらのデータの
うちω₁及びω_Rを巻き取り密度演算回路７５へ送
る。この巻き取り密度演算回路７５は、入力され
る２つのデータから、巻き取りロール３１にあけ
る巻き取り密度ρを算出するもので、その算出結
果のデータは、上記巻き硬さ制御アルゴリズム６
９及びこれら回路の外部に送出される。そして、
この巻き硬さ制御アルゴリズム６９は、上記のよ
うに、巻き取りロールプロセツサ６７から入力さ
れるＴ，Ｎ，ω₁，ω₂，ω_Rと、巻き取り密度演算
回路７５から入力されるρ、設定器６４から入力
されるV_1Sの各データによつて、設定器６４に対
して第１のワインダドラムロールモータ運転加速
時間設定値α及び同じく減速時間設定値βのデー
タを送ると共に、第２のワインダドラムロールモ
ータ速度制御回路７３に第２のワインダドラムロ
ール３９の駆動モータ４４の回転速度設定データ
V_2Sを出力し、また上記スイツチ７１，７４の開
閉制御を行なう。

次に上記実施例の動作について説明する。ま
ず、設定器６４においての基準となる、巻き取り
ロール３１の長さを計測する場合、これは第１の
ワインダドラムロール３８の操作側に取り付けら
れた高出力型のパルスジエネレータ４８が第１の
ワインダドラムロール３８の回転に伴つて発生す
るパルス信号を、巻き硬さ制御用計算機３６がそ
の内部に備えられるカウンタで計数し、この計数
値に第１のワインダドラムロール３８のドラム径
とパルスジエネレータ４８が第１のワインダドラ
ムロール３８の１回転当たりに発生するパルス数
を乗算することで求められる。

次いで、設定器６１〜６３においての基準とな
る巻き取りロール３１の巻き径を計測する場合
は、巻き硬さ制御用計算機３６が、近接スイツチ
３４によつて巻き取りロール３１と一体にして回
転する反射テープ３３が１回転するのを検出し、
この反射テープ３３が１回転する間の、前記で述
べた巻き長さを算出することにより、巻き取りロ
ール３１の外周長が分かる。したがつて、この外
周長を円周率πで除算することにより巻き取りロ
ール３１の巻き径を算出するようになる。

続いて、巻き取りロール３１の回転速度を検出
する場合、コアチヤツク３２に取り付けられた反
射テープ３３が１回転するのに要する時間を近接
スイツチ３４によつて巻き硬さ制御用計算機３６
が計時する。この計時結果が巻き取りロール３１
の周期となるので、この周期の逆数を演算するこ
とにより、巻き取りロール３１の回転速度を算出
する。

第１及び第２のワインダドラムロール３８，３
９の回転速度を検出する場合は、それぞれのロー
ル３８，３９の回転に伴つて、その操作側に設け
られる高出力型のパルスジエネレータ４８，４９
が発生するパルス信号を、巻き硬さ制御用計算機
３６が検出し、演算処理することにより求められ
る。

以上のような各変数を式で表わすと次のように
なる。ただし、Ｄ（ｋ）：ｋ層目の巻き取りロール３１の径
〔mm〕Ｌ（ｋ）：ｋ層目の巻き長さ〔mm〕ｔ（ｋ）：ｋ層目の周期〔sec〕 ω_R（ｋ）：ｋ層目の巻き取りロール３１の角速
度〔１／sec〕 ω₁（ｋ）：ｋ層目の第１のワインダドラムロー
ル３８の角速度〔１／sec〕 ω₂（ｋ）：ｋ層目の第２のワインダドラムロー
ル３９の角速度〔１／sec〕 Dd：第１及び第２のワインダドラムロール３
８，３９の径（同径）〔mm〕Ｑ：第１及び第２のワインダドラムロール３
８，３９に取り付けたパルスジエネレータ
４８，４９の１回転当たりのパルス数 n1（ｋ），n2（ｋ）：ｋ層目を生成するのに要す
る各パルスジエネレータ４８，４９からの
パルス数としたとき、Ｌ（ｋ）＝πDd・n1（ｋ）／Ｑ ……(1) Ｄ（ｋ）＝Dd・n1（ｋ）／Ｑ ……(2) ω_R（ｋ）＝2π／ｔ（ｋ） ……(3) ω₁（ｋ）＝π・n1（ｋ）／（Ｑ・ｔ（ｋ））……(4) ω₂（ｋ）＝π・n2（ｋ）／（Ｑ・ｔ（ｋ））……(5) となるものである。

そして、巻き取り密度を検出するためには、巻
き取りロール３１に巻き取られたウエブ、例えば
抄紙の各層の紙厚を巻き取りロール径から求める
と共に、紙の坪量が情報として与えられるなら
ば、次式から求めることができる。

ただし、ｈ（ｋ）：ｋ層目の紙厚〔μｍ〕ｍ：坪量〔ｇ／m²〕 ρ（ｋ）：ｋ層目の密度〔Kg／m³〕としたとき、ｈ（ｋ）＝（Ｄ（ｋ）−Ｄ（ｋ−１））／２ ……(6) ρ（ｋ）＝ｍ／ｈ（ｋ） ……(7) となる。したがつて、以上の式から ρ（ｋ）∝１／（巻き取りロール径の変化） ∝（比例定数）×
（巻き取りロール回転速度）／（ワインダドラムロール
回転速度……(8) なる式が求められる。

円筒状の形状をした巻き取りロール３１が回転
する場合に、そのロール３１の密度分布が一様で
ないと、周速の変動が大きくなり、巻き戻し張力
Ｔが大きく変動することとなる。そして、上記(8)
式において、巻き取り密度の変動に影響を与える
のは第１のワインダドラムロール３８の回転速度
ω₁と巻き取りロール３１の回転速度ω_Rとの比率
である。そのため、巻き取り密度の急激な変化を
防ぐためには、上記ω₁とω_Rとが常に協調した状
態にあるようにすればよい。このことにより、上
記実施例によつては、設定器６４に設定する第１
のワインダドラムロール３８の巻き取り速度の加
速減パターンを変化させるようにしている。

また一方、巻き取りロール３１の回転速度ω_R
は、第１及び第２のワインダドラムロール３８，
３９の回転速度ω₁，ω₂の比の影響を、特に加減
速期間中に大きく受ける。したがつて、第２のワ
インダドラムロール３９に対して、加減速期間
中、及び巻き取りロール３１の周速ω_Rが安定す
る迄の期間中は、第１のワインダドラムロール３
８と一定の速度となるように、第２のワインダド
ラムロールモータ速度制御回路７３、第２のワイ
ンダドラムロールモータ電流制御回路７０によつ
て、回転速度ω₂をも制御している。

第３図は上記実施例に述べたように、第１のワ
インダドラムロール３８の回転速度の加減速パタ
ーンに変化を与えたものを設定器６４に設定した
場合の、回転速度ω₁と巻き取り密度ρとの関係
を実測したもので、回転速度ω₁に対して、巻き
取り密度ρが急激に変化することなく一様なもの
となつている。

第４図及び第５図は、上記実施例において、巻
き硬さ制御用計算機３６に接続されるCRT５２、
プリンタ５４などの外部出力装置に、各調整シス
テム６５，６６，６８や第２のワインダドラムロ
ールモータ特性回路７２から得られるデーＴ，
Ｎ，ω₁，ω₂と、巻き取り密度演算回路７５から
得られる巻き取り密度データρとを表示させたも
のである。このようにして、各状態における巻き
取り密度を観察することができるので、巻き取り
制御における管理の点に関しても、非常に有利と
なる。

なお、巻き取りロールにおける巻き取り密度を
大きくして巻き硬さを増し、安定した巻き取りロ
ール３１とするためには、巻き取るウエブに厚さ
のより薄いものを使用することが有利であり、上
記実施例においてより薄いウエブを使用すると、
密度分布が一様で一段と安定した状態の巻き取り
ウエブを得ることができる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、状況に応じて
常に巻き取り密度が一様でむら等がなく、品質の
高い巻き取りロールを得ることができるだけでな
く、巻き取り密度に関連した各情報を表示、記憶
することができるので品質管理上非常に有利なウ
エブ巻き取り装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はこの発明の一実施例を示す
もので、第１図は装置の構成を示す図、第２図は
制御部の回路構成を示すブロツク図、第３図乃至
第５図は巻き取りロールの状態に対応する各特性
曲線を示すグラフ、第６図は従来のウエブ巻き取
り機の構成を示す図、第７図は第６図の制御部の
回路構成を示すブロツク図、第８図は第６図の特
性曲線を示すグラフである。１１……巻き戻しロール、１２，５０……ウエ
ブ、１３……ペーパロール、１４……スリツタ、
１５，１６……回転ロール、１７，３８……第１
のワインダドラムロール、１８，３１……巻き取
りロール、１９，３９……第２のワインダドラム
ロール、２０，４０……ライダロール、２１〜２
４，６１〜６４……設定器、２５，６５……巻き
戻し張力調整システム、２６，６６……ライダロ
ール荷重量調整システム、２７……第２のワイン
ダドラムロールモータトルク調整システム、２
８，６８……第１のワインダドラムロールモータ
速度調整システム、２９，６７……巻き取りロー
ルプロセツサ、３２……コアチヤツク、３３……
反射テープ、３４……近接スイツチ、３５……増
幅器、３６……巻き硬さ制御用計算機、３７……
ライダロール加圧制御器、４１……ライダロール
加圧シリンダ、４２……ライダロール加圧シリン
ダ圧力検出器、４３，４４……駆動モータ、４
５，４６……サイリスタ電源、４７〜４９……パ
ルスジエネレータ、５１……ロードセル、５２…
…CRT、５３……キーボード、５４……プリン
タ、６９……巻き硬さアルゴリズム、７０……第
２のワインダドラムロールモータ電流制御回路、
７１，７４……スイツチ、７２……第２のワイン
ダドラムロールモータ特性回路、７３……第２の
ワインダドラムロールモータ速度制御回路、７５
……巻き取り密度演算回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１ウエブを巻き取る巻き取りロール及びこの巻
き取りロールに周接して駆動する複数のワインダ
ドラムロールを有するウエブ巻き取り装置におい
て、上記巻き取りロールの外径を経時的に検出す
る検出手段と、この検出手段の検出内容から上記
巻き取りロールの巻き取り密度を演算する演算手
段と、上記巻き取りロールの加減速回転時に上記
演算手段により算出される巻き取り密度が一定状
態となるように上記ワインダドラムロールの加減
速時間を調整設定する設定手段と、上記巻き取り
密度の変動時に上記複数のワインダドラムロール
の回転に一定の速度差を生じさせて巻き取り密度
の変動を抑制する制御手段とを具備したことを特
徴とするウエブ巻き取り装置。