JPH0451463B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は紙やフイルム、鉄等の帯状物の連続加
工処理ラインにおいて材料を巻き取る際の巻き固
さを最適制御する巻き固さ制御装置に関する。

（従来の技術） 従来から紙、フイルム、鉄等の帯状物の連続加
圧処理ラインにおいては、材料の巻き取りのため
にワインダ設備が用いられるが、一例として紙の
ワインダ設備に適用される巻き固さ制御装置を第
４図のブロツク図に示す。

同図に示すように、巻戻しコイル１Ａは巻戻し
コイル駆動用電動機２によつて駆動される。この
電動機２は電動機ドライブ装置３によつて駆動さ
れる。テンシヨン制御回路４は巻戻しコイル１Ａ
に巻戻された材料１Ｂに張力を与える。テーパー
テンシヨン設定器５はテーパーテンシヨン設定値
を出力し、テンシヨン制御回路４に送出する。第
１、第２の各ドラム６，７は巻き取りコイル１Ｃ
を駆動するべくドラム駆動用電動機８，９によつ
て回動される。電動機ドライブ装置１０，１１は
ドラム駆動用電動機８，９を駆動する。なお、ト
ルク差制御回路１２はドラム６，７間にトルク差
を発生させるが、このトルク差はトルク差設定器
１３によつて設定される。一方、ライダーロール
１４は巻き取りコイル１Ｃを上部から押し付ける
作用を有するが、その押し付け圧は加圧ユニツト
１５によつて発生される。ライダー加圧制御回路
１６は加圧ユニツト１５に加圧値を出力している
が、その加圧設定値はライダー加圧設定値１７か
ら与えられる。テーパーテンシヨン設定器５、ト
ルク差設定器１３，ライダー加圧設定器１７の各
設定器には巻き取りコイル径信号１８がパラメー
タとして入力される。

かかる構成において、与えられた巻き取りコイ
ル径信号１８に対して、第５図の特性図に示すよ
うなテーパーテンシヨンの設定値、第６図の特性
図に示すようなトルク差の設定値、第７図の特性
図に示すようなライダー加圧の設定値がそれぞれ
テーパーテンシヨン設定器５、トルク差設定器１
３、ライダー加圧設定器１７の各設定器によつて
設定される。

この場合、テーパーテンシヨン値はテンシヨン
制御回路４の作用により巻き取りコイル径が巻き
太るにつれて材料に与える張力を弱める方向に制
御される。一方、トルク差値はトルク制御回路１
２の作用により巻き初めはドラム７のトルクがド
ラム６のトルクより大きく、巻き終りはドラム７
のトルクがドラム６のトルクより小さくなるよう
なトルクをドラム６，７に与えることによつて制
御される。さらに、ライダー加圧値はライダー加
圧制御回路１６の作用により巻き初めは巻き取り
コイルに加える圧力を強く、巻き終りは圧力を弱
くするような圧力を加圧ユニツト１５からのライ
ダロール１４に与えることによつて制御される。

その結果、巻き取りコイル１Ｃは芯側に近いほ
ど固く巻かれ、外側に近いほどゆるく巻かれる。
このような巻き固さの制御を行なうと、巻きコイ
ルの芯部分にかかる自重を減少させ、さらに芯部
分の材料間のすきまを減少させることができるた
め、芯部分に巻き取りしわがよるのを防止し製品
品質を向上させることができる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来の巻き固さ制御装置では、コイ
ル径の変化に対する巻き固さの量が定量的に把握
されていないため、巻き上がり状態を確認する場
合、操作員の目視に頼るほかはなかつた。また、
制御自体も巻き固さ量に対してはまつたくオープ
ンループで行なわれるため巻き固さの制御精度が
低く、製品品質の向上には限界があつた。

従つて、本発明の目的は上記従来技術の制御性
に関する問題点を解消し、巻き固さ量を定量的に
検知することにより精度の高い巻き固さ制御を実
現し得る巻き固さ制御装置を提供することにあ
る。

〔発明の構成〕 （問題点をを解決するための手段） 本発明の巻き固さ制御装置は、連続した材料を
巻取装置に巻き取る際の巻き固さ量を与える駆動
系と、巻き取り長さの検出信号、単位平面面積あ
たり重量値、材料幅、および巻き取りコイルのコ
イル径より巻き取り材料の巻き固さ量を演算する
演算手段と、巻き取りコイルのコイル径に対応し
た所定の巻き固さの量を材料別に設定できる設定
手段と、設定手段による設定値と演算手段によつ
て算出された演算値との偏差信号を巻き固さの補
正信号として駆動系に送出する補正手段とを備え
たことを特徴とするものである。

（作用） 本発明の巻き固さ制御装置によれば、巻き固さ
量を定量的に検知するとともにこれを材料と巻き
取りコイル径から算出した設定値と比較して巻き
固さの偏差値を得、この偏差値を補正値として巻
き固さ量を決定する駆動系に与えることにより所
望の巻き固さ量を得ることができる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。

第１図は本発明の一実施例に係る巻き固さ制御
装置のブロツク図で、特に第４図の構成における
テーパーテンシヨン設定器５、トルク差設定器１
３、ライダー加圧設定器１７に補正値を与える構
成を例示するものである。同図において、巻き固
さ演算器１９は巻き取りコイル径信号１８、ドラ
ム６のつながつている電動機８に付属するパルス
ジエネレータ（図示せず）からの巻き取り長さ演
算用パルス信号２０、デジタルスイツチ等の設定
器に設定された巻取材料の単位平面面積あたりの
重量値を表す重量値信号２１、材料幅信号２２等
から巻き固さ量を演算し、巻き固さ演算値信号２
３を出力する。一方、巻き固さ設定器２４は巻き
固さ量の設定を変更する材料の銘柄Ｎ信号２５
およびコイル径信号１８から巻き固さ設定値信号
２６を発生する。減算器２７は巻き固さ設定器２
４からの巻き固さ設定値信号２６と巻き固さ演算
器１９からの巻き固さ値信号２３を突き合わせ、
巻き固さ偏差量を演算し、偏差量信号２７Ａを比
例積分器２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃに送出する。比
例積分器２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃはそれぞれ偏差
量信号２７ＡをPI要素を加味した新たな偏差量
信号２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃに変換する。重み係
数発生器３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは偏差量信号２
９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃを巻き取りコイル径信号１
８に対して補正するための重み係数信号３１Ａ，
３１Ｂ，３１Ｃを発生する。これらの重み係数信
号３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃによる重み係数をそれ
ぞれ偏差量信号２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃによる偏
差量に対して乗算器３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃによ
り乗算し重み係数を含んだ補正信号３３Ａ，３３
Ｂ，３３Ｃを得てこれをそれぞれテーパーテンシ
ヨン設定器５、トルク差設定器１３、ライダー加
圧設定器１７に送出する。他は第４図のものと変
わりがない。

かかる構成において、巻き固さ演算器１９はパ
ルス信号２０に基づいてこれが単位巻き取り長さ
に達するごとに巻き取りコイル径信号１８から巻
き取りコイル径変化分Δrに対応する断面積の変
化量ΔDを求め、これに材料幅信号２２による材
料幅を乗算し、巻き取りコイル１Ｃの体積変化量
ΔVを算出する。一方、単位巻き取り長さに材料
幅を乗算して巻き取り材料の単位巻き取り長さ当
りの平面面積を算出し、これに単位平面面積あた
りの重量値を乗算して単位巻き取り長さ当りの重
量変化量ΔWを算出する。巻き固さ、つまり密度
は重量変化量ΔWを体積変化量ΔVで除算して得
られ、巻き固さ演算器１９はこれを巻き固さ演算
値信号２３として出力する。

一方、巻き固さ設定器２４は巻き取りコイル径
の芯部分にしわを発生させないようにするために
第２図の特性図に示すようにコイル密度が巻き初
めは相対的に高く、巻き終りは相対的に低くする
ような密度設定を材料の銘柄ごとに銘柄No信号
２５に対応して巻き取りコイル径信号１８に対し
て設定し、巻き固さ設定値信号２６として出力す
る。

巻き固さ演算値信号２３と巻き固さ設定値信号
２６は減算器２７により偏差演算され、偏差量信
号２７Ａが出力される。偏差量信号２７Ａはテー
パーテンシヨン設定器５、トルク差設定器１３、
ライダー加圧設定器１７のそれぞれに対応して設
けられた比例積分器２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃに入
力され偏差量信号２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃを出力
する。ここで偏差量信号２７Ａの符号が正の時は
巻き固さが不足している場合を表すものとし、偏
差量信号２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃはすべて正とな
るように各比例積分器は構成されている。

重み係数発生器３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは巻き
取りコイル径が変化してGD²が増大してもテーパ
ーテンシヨン制御系、トルク差制御系、ライダー
加圧制御系の応答を一定に保つために使用する。
例えばトルク差制御系では巻き初めの応答は速く
巻き終りの応答は遅くなる。この場合、巻き初め
から巻き終りに向かつて比例積分器２８Ａ，２８
Ｂ，２８Ｃのゲインを上げるために第３図の特性
図に示すような値を有する重み係数信号３１Ａ，
３１Ｂ，３１Ｃを発生させ、偏差値信号２９Ａ，
２９Ｂ，２９Ｃと乗算することによつて制御系の
応答を改善する。その他の制御系についても巻き
取りコイル径に対して重み係数を変化させること
によつて最適な制御を実現することができる。

このようにして重み付けされた補正信号３３
Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、テーパーテンシヨン設定
器５、トルク差設定器１３、ライダー加圧設定器
１７に入力される。各設定器５，１３，１７は従
来の設定値に補正信号３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに
よる補正を加味して各対応する制御回路４，１
２，１６に対してそれぞれテーパーテンシヨン設
定値信号、トルク差設定値信号、ライダー加圧設
定値信号を送出する。

これらの各設定値は巻き固さが不足している時
巻き固さを増加する方向に補正されるため、テー
パーテンシヨン設定値が増加することにより材料
にかかる張力は増加し、トルク差設定値が増加す
ることによりドラム７のトルクがドラム６のトル
クより一層増加し、ライダー加圧設定値が増加す
ることにより巻き取りコイルに上部から押し付け
る圧力が増加する。このため、巻き取りコイルは
より固く巻かれることになり、巻き固さの不足を
解消することができる。

逆に巻き固さが強過ぎる場合、逆のフイードバ
ツク制御系が作用し巻き固さの強過ぎを解消する
ことができる。

なお、巻き固さ演算値信号２３を記録計等で確
認できるようにすれば、巻き固さの度合を定量的
に確認することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、巻き固さ量を演算する手段を
説けることにより、従来操作員の目視のみに頼つ
ていた巻き固さの確認を連続的に定量的に行なう
ことができ、巻き固さに影響する各設定値に巻き
固さの量に応じて補正を加えることによつて常に
必要な巻き固さ量を確保し、品質の高い巻き取り
コイルを得ることが可能な巻き固さ制御装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る巻き固さ制御
装置のブロツク図、第２図はコイル密度設定の特
性図、第３図はトルク差制御系への重み係数の特
性図、第４図は従来の巻き固さ制御装置のブロツ
ク図、第５図はテンシヨン設定を示す特性図、第
６図はトルク差設定を示す特性図、第７図はライ
ダー加圧設定を示す特性図である。 ４……テンシヨン制御系、５……テーパーテン
シヨン設定器、１２……トルク差制御回路、１３
……トルク差設定器、１６……ライダー加圧制御
回路、１７……ライダー加圧設定器、１９……巻
き固さ演算器、２４……巻き固さ設定器、２８
Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ……比例積分器、３０Ａ，３
０Ｂ，３０Ｃ……重み係数発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続した材料を巻取装置に巻き取る際の巻き
   固さ量を与える駆動系と、巻き取り長さの検出信
   号、単位平面面積あたり重量値、材料幅、および
   巻き取りコイルのコイル径から巻き取り材料の巻
   き固さ量を演算する演算手段と、巻き取りコイル
   のコイル径に対応した所定の巻き固さ量を材料別
   に設定できる設定手段と、この設定手段による設
   定値と前期演算手段によつて算出された演算値と
   の偏差信号を巻き固さの補正信号として前記駆動
   系に送出する補正手段とを備えたことを特徴とす
   る巻き固さ制御装置。 ２ 駆動系が巻き戻しコイルのテンシヨンを制御
   するテンシヨン制御系、巻き取りコイルの巻き取
   りトルク差を制御する巻き取りトルク差制御系、
   巻き取りコイルを押えるライダー加圧制御系を含
   んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の巻き固さ制御装置。 ３ 補正手段が偏差信号を比例積分する手段と、
   これに巻き取りコイル径に応じた応答遅れを重み
   係数として乗算する手段とを含んでいることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の巻き固さ制
   御装置。