JPS59143837A - ウエブの巻取り制御方法ならびにその装置 - 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】

エブを高品質の維持下で巻取りを行うための巻取り制御
方法ならびに該方法の実施に好適な巻取り制御装置に関
する。 ウェブを巻装してなる巻取りロールの品質を論するとき
、外観っ）ら受ける品質とーウェブ自体の品質を巻取り
を行なうことによってそこ７１ｆゎないようにするため
のウェブ品質に重点’ｚ＆いた実質的な品質とに７分け
てみることができ゛よう。 前者に巻取りロールの巻きしわや、耳の揃いの良否に関
するものであり、こハに関与する要因としてはローラの
配列や，駆動方式などがあげられる。 一刀・後者０１巻取りロールからウェブを展開したとき
の収縮，巻取経時変化によるたとみの度合に関するもの
であって、これに関与する要因としてに巻取張力−タッ
チローラの接圧一巻取刀式などがあげられる。 最近に至ってーユーザ側１Ｊ′−らの要望が巻取りロー
ルノウエフ品質にｍ点Ｔｉ［いたものとなってきて、ウ
ェブの巾が均一であること、収縮率が表層側と内層側と
で異なることなく一様であること、巻上り硬度か適切で
あることなど微細に亘るようになり、従って巻取りを行
なう場合の張力および接圧力の設定を合理的、科学的な
ものとじひけｎはならないか、一般には、長く培ってき
た実積から得られたデータや、経験などによって適当な
値を選足し，また、実験の繰り返しによって要望に沿う
製品の決定をみるなどの手段に頼っているのが実状であ
り、非科学的であるのと運転者の技能によって品質に差
があるなどの諸問題があり、ざらに巻取りに関する信頼
度の高いデータを得るまでの労力．時間ならびに製品の
損失が決して少なくなく、かかる点から巻取りロールの
ウェブ自体の品質を勘案しながら巻取りを行なうことが
可能な巻取りｊｌｉ：Ｊ御システムの去現が強く望まれ
ているものの、こハに適したものが今なお提案されるに
至っていなく、関係者にとって解決下べき課題となって
いる。 このような実状Ｇこ鑑みて、高品質保持のための合理的
、かつ科学的な巻取り制御システムを提供するべく本発
明者によって種々検討が重ねられた結果、本発明を完成
するに至ったものであって、適正な巻取り張力と接圧力
を自動的に−１：Ｊ）つ合理的に与えながら巻取りを行
なわせることを可能ならしめて、巻取リウェブの全長に
わたｒＪ安５１１ｉｆｆｉ　カつ高い品質を保証し得る
ようにしたものである。 しかして本発明

【コかかる目的を達成するために一巻取
り密庭が巻取硬度と相関関係を有していてウェブ巨体の
品質を左右する重要な要素であることを根拠として、こ
の巻取り密度を直接制御Ｔる巻取ｒＪシステムを特定し
たものであって一下記の構成を特徴とするものである。 Ｔなわち、張力および接圧力を加えなからウェブを巻芯
に巻装せしめる巻取り過程を通じて巻取りロールの経時
変化する巻径〔島及び巻取り長（７りを連続的に検出す
ると共Ｇこ、このウェブの平均厚サ（ｔＪ、巻芯の外径
（ｄ）及び円周率（π〕を定数、巻取り密度（ρノを設
定数として　４ｔ’Ａ　＋　６２７Ｍ　　の値（イノを
マπｅ イクロコンピュータにより演算ぎせ、この値（イ〕と前
記巻径（ＤＪとを連続的に比較し、巻径（ＤＪの万が大
さいか小さいかで、巻取りロールの巻取り密＃が設定値
に比し小力）大であるとして、張力と接圧力との少なく
とも一刀を増大か減少せしめて、演算値（イ〕と前記巻
径（ＤＪが一致するように制御する制御方法である。 また、本発明に巻芯に与えるトルクを増減調節可能とな
した張力調節機構と、タッチローラの接圧力を増減調節
可能となした接圧力調節機構と一巻芯の回転速度（Ｖ）
を検出する第１回転速度検出器と、ウェブ繰り出しロー
ラの回転速ｆｉ［Ｖｏ］　を検出しその直径！Ｄｏ）を
乗じた値の電気信号しこ変換する第２回転速度検出器と
、ウェブ繰り出しローラの砥面転数を検出しつ・ニブ巻
取り長カに対応した電気信号に変換する長さ検出器と、
ウェブの平均厚ざ（１）と定数（７）との積を設定する
厚ざ設定器と、巻芯の直径（ｄ）全設定する巻芯径設定
器と、所望の巻取密度を設定下る密度設定器と、それ等
検出器及び設定器の各電気信号を情報として受け、所定
の演算を行なった後、制御出力を発するマイクロコンピ
ュータト、該マイクロコンピュータの制御出力を受けて
前記張力調節機構を制御する張力制御プログラムシステ
ムと〜前記マイクロコンピュータの制御出力を受けて前
記接圧力調節機構を制御する接圧力制御プログラムシス
テムとから制御装置を構成し、前記マイクロコンピュー
タにおい１ｈｔｔ　＋ｄｚ）３Ａ　　の差に応じた電気
信号を張力制御プπρ ログラムシステムへの制５御出力と接圧力制御、プログ
ラムシステムへの制御出力とに適宜按分し出力するよう
にしたこと＋Ｅ＋また、特徴とするものである。 かくして、巻取り過程を通じ巻取りロールの巻取り密度
（ρ）を常に所望の値に合致゛させることか可能となっ
て、ウェブ品質の安定維持を果す目的Ｇコ達せら１″１
．る。 なお、本明細書において謂う巻取密度と６１〜巻取りロ
ールの巻層部における硬度に相関関係を有するものであ
って、巻取りロール゛の巻芯周囲部の答檀比を称し、空
気を多く介在させた柔軟巻きでは１以下の値となり、張
力、接圧力を倍刀Ωした硬巻きでに１以上の値となるこ
とに明らかである。 しかしてこの巻取密度（ｐ）　＆コ下式によって規定す
ることができる。 この式において右辺の分母は巻取られたウェブの全断面
積であり、−万、分子は巻取りロール６巻゛−′　　　
°　　　２　　　　　　　　　　　　　　　　　　へ−
一　　−芯部を除いた部分の断面積である。 上言ピ各因子ｔ、ｔ、ｄに張力値、接圧力には無関係な
値であ「」、またＤＧゴそれ等の巻取中の要因全考慮す
ることなく巻取りロールが完成した時点で容易にわかる
ものである。 従って一標準品に係る各因子を知って巻取密度（ρ〕ケ
計算することは簡単である。 以下、本発明方法の実施に係る巻取り制御装置の例を添
付図面にもとついて説明し、併せて巻取り制御方法の態
様を述べる。 第１図０コ巻取り１ｌｉｌＪ御装置例全装置した巻取機
の概要構造図であって−ウエブ（％’ｌを挾持可能な上
下ニ配設した一対のローラ［Ｒ，］　、　（Ｒ２＋から
なるウェブ繰り出しローラ（１）と、巻取り位置に配設
され、丸筒状の巻芯（２］を仮着せしめて巻取りのため
の回転が成される巻取軸（４）と、該巻取軸（４）に平
行し、かつ接離可能に設けたタッチローラ（５）と、巻
取軸（４）に回転力を付与するモータ（６）を含む巻芯
、駆動系と一タッチローラ（５）を接離作動せしめるエ
アシリンダ（７）とを具備して、中心巻取方式の巻取機
を構成している。 前記巻芯駆動系に【コ、モータ（６）の出力軸に関連し
て電磁クラッチなどトルクを無段階な増減調節可能に伝
達する張力調節機構（８１を介設しており、−万、エア
シリンダ（７＋の空圧ラインＧこＧコータツテローラ（
５１の巻取りロールミ３Ｎ、：対する接圧力を無段階Ｇ
こ増減調節することが可能な接圧力調節機構（９＋を設
けており、図示例Ｇ２−次空気圧（Ｐ１〕　を−逓減ぎ
れた二次空気圧（Ｐ２〕　に変換し得る電空変換器を使
用している。 ７））（構成した巻取機に張力調節機構（８＋と接圧力
調節機構ｉ９１とを作動せしめてウェブ（句の巻取り張
力と巻取りロール（３ｉへの接圧力とを適宜調節するこ
とにより、所定の硬度で、かつ空気の抱き込み程度が規
定された巻取りロール（３）を得る供とができる。 しかして前記両徳節機溝（８１，ｆ９＋を含み、巻取り
・密度の連続的な制御を行なう制御装置は、上記張力調
節機構（８〕および接圧力調節機構（９）に加えて一巻
芯（２」の回転速度（Ｖ）を連続して検出し電気信号に
変換する第１回転速度検出器（１０＋と、ウェブ繰り出
しローラ（１１の回転速１ａ−’Ｖｏ）を連続して検出
しその直径［Ｄ、）　′ｆｉ：乗じた値の電気信号に変
換する第２回転速度８２出器（１１）と、ウェブ繰り出
しローラ（１）の延向転数を検出しウェブ巻取θ長（乃
に対応した電気信号に変換する長さ検出器（１２）と、
ウェブ（Ｗ）の平均厚’ｉＪ　（ｔ）と定数−（−〕と
の積を電気信号で設定する厚ざ設定器（１３）と、巻芯
ｆ２１の直径（ｄ）を電気信号で設定する巻芯径設定器
（１４）と、所望の巻取密度（ρ〕を電気信号で設定で
る音度設定器（１５）とを制御入力信号要素として備え
、さらに、前記各検出器（二０＋　、　（ＩＩＩ　、　
ｆ１２］及び前記各設定器（＋３７．　（＋４１．　（
Ｉｆ＋ｌの各電気信号を情報として受け、所定の演算ケ
行なった後に制御出力を発するマイクロコンピュータ（
１６）と、この制御出力を受けて前１ヒ張力調節機構（
８１を制御する張力制御プログラムシステム０７）と、
前記制御出力を受けて前記接圧力調節機構（Ｊを制御す
る接圧力制御プログラムシステム（田とを備工ＴＩｉ’
；ｂ。 前記マイクロコンピュータ珀【コー基本的ニ０ＰＪＪ（
中央演算装置ンと、メモリと、インターフェースとから
構Ｈｇれていて、インターフェースには前記各検出器（
１０）〜（１２）及び各設定器（１３）〜０５）の電気
信号かディジタル信号として入力される。 −刀、メモリｃ＝ｃ−ａｃｐＵ　　を制御するプログラ
ムが書き込ま九でいて、　ｃｐｔｒにこのプログラムに
従ってインターフェースより必要とされるデータを取込
んだリーメモリーとの間でデータの授受を行なったりし
冬から演算処理し−この処理したデータをインターフェ
ースのアウトプットボートへ出力する。 このアウトプットボート＆ＺＣＰＵ　　がら与えら九た
出力ボート指定信号を受けてそのボートにデータを一時
記憶すると共に−ＤｙＡＫ換器に出力してテイジタル信
号をアナログ信号に変えて制御出刃として出力するよう
になっていゎ。 上記マイクロコンピュータ０６）は第２図において演算
処理手段を示しているように、基準クロックパルスに同
期して極小時間の経過毎に各検出器（］０１　。 （ｏ＋　、　’　（綴からの検出電気信号を取り込んで
下記の演算を順次行なって制御出力を前記両プログラム
システムＱ７１．（１８）に出力するものである。 Ｔなわち一第２（ロ）転速度検出器（１１）からの電気
信号ＣｖｏＤθを、演算回路（２３）によって、第１回
転速度検出器（１０ｊからの電気信号（Ｖｌで除算する
ことにより検出時点りこおける巻取りロール（３）の巻
取径［ＤＪを計算ｉる゛。 一刀、長さ検出器（１２ｊがらの電気信号□□□とメモ
リ７１１）ら読み出した厚み設定器（１３）の電気信号
（Ｖ］　とを掛算回路（２４）で乗算した後、この値（
平〕を割算回路（２５）によって、メモリから読み出し
た密度設定器（１５１の電気信号（ρ〕で除算する。 以上の演算が成されるのと同調して自乗回路１２Ｇ）に
よって、メモリから読み出した巻芯径設定器（１４フッ
電気信号（ｄ）の目乗算を行なわせる。 そしてこの算出値（ｄ２）と割算回路（２５１での算出
値］を平方根計算回路（２８）によって処理しく幻！＋
・ｄ２）％πρ の値（イ〕を得る。 上記値σノは前記式（ＩＪη・ら明らがなように巻径（
コに対応するものであることは言うまでもない。 しかる後、前記値（イノと前記割算回路（２３）の結果
値（′Ｄ）との比較（２９）を行なって、その間の差に
応じた電′気信号ｆアナログ量として出力スル。 なお、このアナログＨ＆コ前記張カ制御プログラムシス
テムＱカド接戻カ壱〇御プログラムシステム（鳩とに対
して、−万への全量ｊ配分を含んで適宜按分してなる制
御出力として送るよう形成している。 この場合の張力制御プログラムシステムα力に例えば巻
径（ＤＪと張力設定器加による設定張力とに入力要素と
する掛算回路（２２）からひるオープン制御系であって
、巻取るべきウェブ（旬の材質に応じて目標となる張力
Ｇゴ概してきまるものであり、−万、接圧力制御プログ
ラムシステム（１８）は接圧力設定器０８）を要素と下
るオーブン制御系であって、目標となる接圧力も張力と
同様、適当な値を設定Ｔることができる。 以上の構成になる巻取機により巻取密度の制御を行なう
目動連転につぃて説明゛「ると、前記両システムＱ７１
．（１８］にょυ設定ざハた条件で、巻取りが開始され
ると同時に各検出器［１０１〜（１２１％各設定器（１
式〜（１５１からの電気信号を受けたマイクロフンピユ
ータ（１６１に基本クロックパルスＣ−同調して時々刻
々所定の演算を行なうと共にその結果値けＪ　（”−！
’−＋　ａ％％πρ と巻径（Ｄ）との差にＪ’ｒ５＋　１−た制御出力奮発
し、巻径（Ｄｌの万か大きいときに一巻取りロール（３
）の巻取密度（ｐ）が設定した巻取密度に比して小声い
ことを意味するので、巻取り張力と接圧力とのいずれか
−刀あるいは両刃を増大させるように前記両システムθ
力、　（１８７との間で調整が成ごＪｌ、かくして巻取
り張力と接圧力との少なくとも−１が増加せしめられる
。 逆に巻径（ＤＪの刀が小ざいときには、巻取り張力と接
圧力との少なくとも−１が減少セしめらｎる。 戸のようにして巻取密度を設定値に合致せしめるための
制御は基本クロックパルスに同調して略々連続的に成さ
れる。 なお、マイクロコンピュータθＧ）の制御出力ｋ、張力
制御系と接圧力制御系とに対してどのような按分比で作
用させるかＣコウユブ（初の材質１種類毎に予じめ天測
しておくことによって簡単Ｊ°求めらｎるが、たとえば
優先制御させ、これで制御し切ｎ、７ｊ（なｎは他方に
切り換える如き順序作動も勿論可能である。 また、スリッタや巻替機のように原反つ）ら巻取り密度
が判明する場合は、これと同じ巻取密度（ρ〕を設定す
ることによって同条件の巻替え製品を得とも、巻太りに
応じて漸減してゆく所謂テーバ巻取りにすることも可能
であり、この場合０コ前記密度設定器０５ノ全第３図々
示の如く変型することによって自動的に行ない得る。 Ｔなわち、＠記値（（〕においてρをＤの変化に対応し
て変化ごせｎばよ〈−例えば巻径に対応して比例的にｅ
を逓減させる場合（コ下式によることになる。 ｐ＝ｐｏ（ｚ−α　ＩＤ　−ｄ＞　　　）　　−・−−
−０−＝　　　（ｙ）但し−ｅ。：初径の密度 α　：密度逓減率 上式全適用した密度設定器（＋５）’ｃゴ、初径の密度
設冥器（３０）と密度逓減率設定器（３１）と、こ乙等
両設定器（３０）　、　（３１）の出力を乗ｎする掛算
回路（３２１と該掛算回路（３２）の出力【ρ。α】に
巻径（Ｉ）ｌを乗算丁／：１掛算回Ｍ　（３３１と、前
記掛算回路（３２）の出力（ρ０αＪに巻芯径（ｄＪを
乗算する掛算回路（３弔と、前記掛算回路（３３）の出
力（ρ０αＤ）の極性を転じるためのインバータ（３ω
ト、該インバータ（３５）の出力（−ρｏＱ！ＤＪ　　
と掛算回路（３４Ｉの出力・（ρ０αｄ）との和算を行
なう和算回路（３６）と、この和算回路（３６）の出力
（ρｏ（１１！ｄ−ρ。α−ＤＪ　と密度設定器（３０
）の出力（ρ。）との和算を行なう和算回路（３力と１
Ｊ）ら形成さね、る。 かかる構造を有する密度設定器（１５Ｊ’Ｇコ和算回路
（３７）の出力（ρ。＋ρ。αｄ−ρ０αＤ）が前記式
Ｃｆ、）に対応するものであって、掛算回路（３３］の
−１の入力端子に第２図における割算回ｊ％　、＜２３
＋の出力を導くと共に密度設定器（＋５１　に替えて第
３図々示回路の出力端子を・割算回路（２５）の入力端
子に接続Ｔればよ＜、’））＜して−巻太りに応じて巻
取り密＃が逓減する所謂テーパ巻取りを行なうことかで
きる。 以上述べた通り本発明によれば一巻取り運転中の巻取Ｉ
Ｊ密度を設定値に合致させるよう巻取り制御か可能であ
／）ため−巻取張力−タッチローラの接圧力および巻取
方式の総合結果として決定される巻取比・＃を直接制御
できることＧ：［、製品の夫質面にＳ！する品質を科学
的りこ管理するものとして、画期的なものであり、従来
−経験や勘に依存しての いたものに比べて、ユーザ側波要望に則した品質を維持
する巻取りを行なう上に頗る有用な手段である。 このように数値制御による巻取り運転が行なえることに
運転者の技能あ高低差に影響されることなくデータにも
とついて容易にしかも反復的に運転可能であって、生産
性の向上につながる利点に大であり、また、不良爬品を
ひくして品質の安定したしかも歩留り系の高い巻取運転
か果されるものであって、その実用的効果６１顕著なも
のである。

【図面の簡単な説明】

−第１図＆１本発明の１実施例に係る巻取機の概要示構
造図、第２文Ｏコ第１図におけるマイクロコンピュータ
の７０−ク゛イヤグラム、第３文に本発明の他医施例に
係石制御回路要部のフローダイヤグラムである。 （１）・・・つ壬ブ繰り出しローラ、（２］・・・巻芯
。 （３）・・・巻取リロール、　　’［１５１・・・タッ
チロール。 （８〕・・・張力調節機構、（９）・・・接圧力調節機
構。 ＋１０１・・・第１回転速度検出器。 （１１１・・・第２何転速度検出器。 （１２ｊ・・・長さ検出器、　　（＋３１・・・厚さ設
定器。 （１４ｊ・・・巻芯径設定器、（１５ｊ・り密度設定器
。 ［１６戸・・マイクロコア　ヒ、１−　タ。 αη・・・張力制御プログラムシステム。 （１８）・・・接圧力制御プロ々゛ラムシステム。 第１図 ２ 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　張力及び接圧力を加えなからウェブＣＷ＋全巻芯（
   ２１に巻装せしめる巻取り過程を通じて、巻取りロール
   （３）の巻径［Ｄ）及び巻取り長（ト）を連続的に検出
   すると共に、このウェブ（旬の平均厚さく１）、巻芯ｆ
   ２１の外径（ｄ）及び同局率（π）を定数、前記巻取り
   ロール（３）における巻芯［２ｉ周四部の容積に対する
   ウェブ突容させ、この値（イ）と前記巻径（旬とに比較
   し一巻径（可の刀が大か小であハ、は−巻取りロールｆ
   ３］ノ’　％　取す密度が設定値に比し小か大であると
   して、張力と接圧力との少なくとも一万を増大か減少せ
   しめて　−前記演算値（イノと前記巻径（靭とが一致す
   るように制御ｖ、にとを特徴とするウェブの巻取り制御
   方法。 〕　ウェブ巻取位置の倦芯（２ｉに与えるトルクを増減
   調節可能に巻芯駆動系に設けた張力調節機構（８）と、
   巻芯′（２ｊに接当せしめるタッチローラ［５１の接圧
   力を増減調節し得る接圧力調節機構（９〕と、前記巻芯
   （２ｊの回転速度（Ｖ）を検出し電気信号に変換する第
   １回転速度検呂器（１０）と、ウェブ繰り出しローラ（
   １１の回転速ｉ［”ｏ）を検出しその直径［Ｄｏ）　全
   果じた値に対応した電気信号に変換でる第２回転速度検
   出器（Ｉｇと一前記つニブ繰り出しローラｆｉｌの砥面
   転数を検出しウェブ巻取り長Ｃ１こ対応した電気信号Ｇ
   こ変換する長さ検出器（１２〕と一巻取るべきウェブ（
   ７）〕の平均厚Ｊ　（ｔＪを定数（−）との積に対応し
   た電気信号で設定する厚さ設定器（＋　３ｊと、前記巻
   芯（２１の直径（ｃｌ、］を電気信号で設定する巻芯径
   設定器（Ｉ４）と−巻取りロール（３）における巻芯ｆ
   ２＋周四周囲容積に対するウェブ失容積比を表わす巻取
   密度（ρつの所望値を電気信号で設定する密度設定器（
   １５〕と−それ等検出器１１０ｉ　。 ｔｏ＋　、　（１２１及び設定器（１３〕、　（１４＋
   、（１５〕の各電気信号を情報として受け、所定の演算
   を行なった後、制御出力ヲ発するマイクロコンピュータ
   （１６）と、該マイクロコンピュータ（１Ｇ）の制御出
   力を受は前記張力調節機構（８）を制御する張力制御プ
   ログラムシステム（１７）と、前記マイクロコンビミー
   タθ６）の制御出力を受は前記接圧力ＪＭ節機構（９ｊ
   を制御する接圧力制御プログラムシステム（ｌ（８）と
   からなり、前記マイクロコンビ信号を、張力制御プログ
   ラムシステム（１７１への制御出力と接圧力制御プログ
   ラムシステム（１８）への制御出力とに適宜按分し出力
   下る演算機能を有していることを特徴とするウェブの巻
   取り制御装置。