JP2019052877A - Web slack measurement mechanism and web conveyance device with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のローラにより搬送されるウェブ状の搬送物の弛みを測定する機構、及びそれを備えたウェブ搬送装置に関する。 The present invention relates to a mechanism for measuring slack of a web-like conveyed product conveyed by a plurality of rollers, and a web conveying apparatus provided with the mechanism.
一般に、プラスチックフィルム、紙、金属箔等の柔軟性を有する長尺のシートをロール状に巻芯に巻き付けたものを巻き出してロール状に巻芯に巻き取り、巻き出してから巻取るまでの間に、塗布、薬液処理、スリット加工等の処理を行うウェブ加工装置、あるいは、単に巻き出して巻き取りを行う巻き返し装置が知られている。通常、前記プラスチックフィルム、紙、金属箔等の柔軟性を有する長尺のシートはウェブと呼ばれ、ウェブ加工装置と巻き返し装置とを総称して、ウェブ搬送装置と呼ばれており、本願でもそのように用いる。 Generally, a long sheet having flexibility such as plastic film, paper, metal foil, etc., wound around a core in a roll shape is unwound, wound around the core in a roll shape, and unwound after being unwound In the meantime, a web processing apparatus that performs processing such as coating, chemical treatment, and slit processing, or a rewinding apparatus that simply performs unwinding and winding is known. Usually, a long sheet having flexibility such as plastic film, paper, and metal foil is called a web, and a web processing device and a rewinding device are collectively called a web conveyance device. Use as follows.
ウェブ加工装置では、様々なウェブ種、それらの厚み、幅に対応するために各所に様々な機能が付加されている。投入されるウェブの性質が全く同じ、若しくは、装置が対応しうる公差の範囲内であれば装置条件を変更することなく加工製造が可能であるが、装置公差を超えるウェブを流す場合は、製造条件をその都度見直し（調整）する必要がある。 In the web processing apparatus, various functions are added to various parts in order to cope with various web types, their thickness and width. If the properties of the input web are exactly the same or within the tolerance range that the equipment can handle, it is possible to process and manufacture without changing the equipment conditions. It is necessary to review (adjust) the conditions each time.
装置公差を超える要因としては、例えば、装置仕様を超えたウェブ幅、ウェブ厚み、ウェブ弛み（たるみ）、ウェブの巻ズレ、ウェブの破断強度などがあるが、特に加工前での発生は致命的であり、ウェブの折れ、弛み、シワがあるまま加工すると全て不良品となるため、搬送張力や調整用の搬送ロールによりそれらを抑制する必要がある。 Factors that exceed equipment tolerance include, for example, web width, web thickness, web slack (sag), web winding deviation, web breaking strength, etc. exceeding equipment specifications. If the web is processed with creases, slacks, and wrinkles, all of them become defective products. Therefore, it is necessary to suppress them with a conveyance tension or a conveyance roll for adjustment.
中でもウェブ弛みに関しては、ばらつきが大きく、また工程上制御が難しいものであるため、加工前にどの程度の弛みが存在するかを確認し、必要に応じ改善策を施す必要があり、いくつかの提案がなされている（例えば特許文献１、２）。 In particular, web slack is highly variable and difficult to control in the process, so it is necessary to check how much slack exists before processing, and take measures to improve it if necessary. Proposals have been made (for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、特許文献１に開示される方法は、弛みが生じ褶曲した状態のフィルムを水平に設置したフラット板上に置いて平面性を評価する方法であり、測定のためにフィルムロールからフィルムの一部をサンプリングする必要がある、また、それによりフィルムのロスが発生する等の問題がある。更に、フィルムロール自体が製品であるため、全数検査が難しいと言う問題がある。 However, the method disclosed in Patent Document 1 is a method for evaluating the flatness by placing a film in a slackened and bent state on a flat plate placed horizontally. There is a problem that it is necessary to sample a portion and a loss of film is caused thereby. Furthermore, since the film roll itself is a product, there is a problem that 100% inspection is difficult.
また、特許文献２に開示される方法では、フィルムが巻き付いたロールの外径を測定し、平均値との差を変位量として演算した後、正の最大変位量を最大弛み量として抽出し、予め設定した基準値と正の最大変位量とを比較することで、フィルムの弛みの合否を判定するが、最大弛み量を有する部位以外の微小な弛みついては判断ができない。 Further, in the method disclosed in Patent Document 2, after measuring the outer diameter of the roll around which the film is wound and calculating the difference from the average value as the displacement amount, the positive maximum displacement amount is extracted as the maximum slack amount, By comparing the reference value set in advance with the positive maximum displacement amount, whether the film is loose or not is determined. However, it is not possible to determine the minute slack other than the portion having the maximum amount of slack.
結局の所、現状では、ウェブ弛みについては装置で搬送させ目視で確認しながら、製造条件の一つである搬送張力を調整する必要があり、測定者による個人誤差が出易い、測定中は目が離せない、測定速度に限度がある、という問題が残っていた。 After all, at present, it is necessary to adjust the transport tension, which is one of the manufacturing conditions, while visually checking the web slack with the device and checking it visually. The problem remains that there is a limit to the measurement speed.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ウェブ弛みを可視化し、経験に基づく人的な製造条件の調整を必要とせずに、ロス、作業負荷の低減を行うことができる、ウェブ弛み測定機構及びそれを備えたウェブ搬送装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to visualize web slack, without requiring adjustment of human manufacturing conditions based on experience, loss, work load. It is an object of the present invention to provide a web slack measurement mechanism and a web conveyance device including the same.
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１ガイドロールと第２ガイドロールの途中にウェブ弛み測定用ロールが配置され、
ウェブは前記弛み測定用ロールに部分的に抱かれて搬送され、
前記ウェブが前記弛み測定用ロールに抱かれた領域の一部に、レーザ変位計の投光器と受光器が前記弛み測定用ロールの幅方向と平行に、かつレーザ光の光路内をウェブが通るように配置され、
前記受光器で受光される、前記弛みにより部分的に遮光された前記レーザ光の遮光形状によって、前記弛みの形状を測定することを特徴とするウェブ弛み測定機構としたものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that a web slack measurement roll is arranged in the middle of the first guide roll and the second guide roll,
The web is partially held in the slack measurement roll and conveyed,
In a part of the area where the web is held by the slack measurement roll, the projector and the light receiver of the laser displacement meter are parallel to the width direction of the slack measurement roll and the web passes through the optical path of the laser light. Placed in
The web slack measurement mechanism is characterized in that the slack shape of the laser light received by the light receiver and partially shielded by the slack is measured.
請求項２に記載の発明は、前記ウェブが前記弛み測定用ロールに部分的に抱かれるときの抱き角が４０°以下であることを特徴とする請求項１に記載のウェブ弛み測定機構としたものである。 The invention according to claim 2 is the web slack measuring mechanism according to claim 1, wherein a hug angle when the web is partially held by the slack measuring roll is 40 ° or less. Is.
請求項３に記載の発明は、請求項１、または２に記載のウェブ弛み測定機構を備え、
前記弛みの形状から規定する弛み量の測定値が、別途規定した弛み量の許容値を越えた場合に、搬送張力を変更する機構を備えることを特徴とするウェブ搬送装置としたものである。
The invention according to claim 3 includes the web slack measurement mechanism according to claim 1 or 2,
The web conveyance device includes a mechanism for changing the conveyance tension when the measured value of the slack amount defined from the slack shape exceeds a separately defined slack amount allowable value.
請求項４に記載の発明は、前記ウェブ弛み測定機構の下流側にウェブ加工ユニットを備えることを特徴とする請求項３に記載のウェブ搬送装置としたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a web conveying device according to the third aspect, wherein a web processing unit is provided on the downstream side of the web slack measuring mechanism.
本発明によれば、ウェブ弛みが可視化され、搬送張力を自動制御化することができるので、経験に基づく人的な製造条件の調整を必要とせずに、ロス、作業負荷の低減を行うことができる、ウェブ弛み測定機構及びそれを備えたウェブ搬送装置が得られる。 According to the present invention, the web slack can be visualized and the conveyance tension can be automatically controlled, so that loss and work load can be reduced without requiring adjustment of human manufacturing conditions based on experience. A web slack measurement mechanism and a web conveyance device including the same can be obtained.
以下、本発明の実施形態に係るウェブ弛み測定機構及びそれを備えたウェブ搬送装置について図面を用いて説明する。同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付け、重複する説明は省略する。各図面において、見易さのため構成要素の大きさや比率は誇張されていることがあり、構成要素の数も減らして図示していることがある。また、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で、以下の実施形態に限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a web slack measurement mechanism and a web transport apparatus including the web slack measurement mechanism according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components are denoted by the same reference numerals unless there is a reason for the sake of convenience, and redundant description is omitted. In each drawing, the size and ratio of the constituent elements may be exaggerated for ease of viewing, and the number of constituent elements may also be reduced. Further, the present invention is not limited to the following embodiments without departing from the gist thereof.
説明の都合上、本発明のウェブ弛み測定機構と、ウェブ加工ユニットとを備える、本発明のウェブ搬送装置の第１実施形態を先に説明する。図１は、第１実施形態の主要構成を示す概略正面図である。第１実施形態のウェブ搬送装置は、弛み測定用搬送ロールとレーザ変位計を備える本発明のウェブ弛み測定機構の下流側にウェブ加工ユニットを備える。それ故、第１実施形態のウェブ搬送装置は、塗布、薬液処理、スリット加工等の処理を行うことができる。 For convenience of explanation, the first embodiment of the web conveyance device of the present invention including the web slack measurement mechanism of the present invention and the web processing unit will be described first. FIG. 1 is a schematic front view showing the main configuration of the first embodiment. The web conveyance device of the first embodiment includes a web processing unit on the downstream side of the web slack measurement mechanism of the present invention including a slack measurement conveyance roll and a laser displacement meter. Therefore, the web conveyance device of the first embodiment can perform processing such as coating, chemical processing, and slit processing.
本発明のウェブ搬送装置の第２実施形態（図示略）は、前記の第１実施形態において、ウェブ加工ユニットを備えないものである。それ故、第２実施形態のウェブ搬送装置は、巻き出して巻き取りを行う巻き返し装置である。 The second embodiment (not shown) of the web conveyance device of the present invention is the one in which the web processing unit is not provided in the first embodiment. Therefore, the web conveyance device according to the second embodiment is a rewinding device that performs unwinding and winding.
本発明のウェブ搬送装置は、第１実施形態、第２実施形態ともに、本発明のウェブ弛み測定機構に加えて、ウェブ弛み測定機構により測定した、後述の弛みの形状から規定する弛み量の測定値が、別途規定した弛み量の許容値を越えた場合に、搬送張力を変更する機構を備えている。これにより、第１実施形態、及び第２実施形態のウェブ搬送装置では、ウェブの弛みに起因する、加工の不良、及び巻き取りの不良が発生しない。 In both the first and second embodiments, the web conveyance device of the present invention measures the amount of slack defined by the slack shape of the web slack measuring mechanism described later, in addition to the web slack measuring mechanism of the present invention. A mechanism is provided for changing the transport tension when the value exceeds a separately defined slack amount tolerance. Thereby, in the web conveyance apparatus of 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the defect of a process resulting from the slack of a web and the defect of winding do not generate | occur | produce.
特に、第１実施形態のウェブ搬送装置では、加工ユニットよりも上流側にウェブ弛み測定機構を配置し、弛み量の許容値を越えた場合に、加工ユニットへの搬入前に搬送張力の変更により弛みの矯正を行うので、加工ロスを削減することができる。また、ウェブの弛み量を数値化することで、傾向管理や異常発生時の切り分け（原紙起因または加工起因）に活用することができる。 In particular, in the web conveyance device according to the first embodiment, when a web slack measurement mechanism is disposed upstream of the processing unit and the allowable value of the slack amount is exceeded, the conveyance tension is changed before being loaded into the processing unit. Since the slack is corrected, processing loss can be reduced. In addition, by digitizing the amount of web slack, it can be used for trend management and separation at the time of occurrence of abnormality (caused by base paper or processing).
図２は、本発明のウェブ弛み測定機構における弛み測定用搬送ロールの設置様態を示す概略正面図である。本発明のウェブ弛み測定機構は、第１ガイドロールと第２ガイドロールの途中にウェブ弛み測定用ロールが配置され、ウェブは弛み測定用ロールに部分的に抱かれて搬送される。尚、図２で第１、第２ガイドロールは本発明のウェブ搬送装置が備えるガイドロールの順番ではなく、ウェブ弛み測定用ロールの直前／直後にあるものを、それぞれ第１ガイドロール／第２ガイドロールとしている。 FIG. 2 is a schematic front view showing the installation state of the slack measurement transport roll in the web slack measurement mechanism of the present invention. In the web slack measurement mechanism of the present invention, a web slack measurement roll is arranged in the middle of the first guide roll and the second guide roll, and the web is partially held by the slack measurement roll and conveyed. In FIG. 2, the first and second guide rolls are not in the order of the guide rolls provided in the web conveyance device of the present invention, but are the ones immediately before / after the web slack measurement roll, respectively, the first guide roll / second guide roll. It is a guide roll.
ウェブが弛み測定用ロールに部分的に抱かれるときの抱き角（θ）は４０°以下であることが好ましい。抱き角が大きい場所では、ウェブ種によっては摩擦抵抗によるシワが発生してしまうため、有効な弛み量の測定値が得られない。抱き角を４０°以下にすることで、弛み量のみを測定することが可能となる。 It is preferable that the holding angle (θ) when the web is partially held by the slack measuring roll is 40 ° or less. In a place where the hugging angle is large, wrinkles due to frictional resistance may occur depending on the web type, so that an effective measurement value of the amount of slack cannot be obtained. By setting the holding angle to 40 ° or less, only the amount of slack can be measured.
図３は、本発明のウェブ弛み測定機構における弛み測定用搬送ロールへのレーザ変位計の設置様態と、測定時の様態を示す概略側面図である。このように、ウェブが弛み測定用ロールに抱かれた領域の一部、好ましくはほぼ中央部に、レーザ変位計の投光器と受光器が弛み測定用ロールの幅方向（図で点線の矢印方向）と平行に配置され、レーザ光の光路内をウェブが通るように配置されている。 FIG. 3 is a schematic side view showing how the laser displacement meter is installed on the slack measurement transport roll in the web slack measurement mechanism of the present invention and how it is measured. Thus, in a part of the area where the web is held by the slack measuring roll, preferably in the central part, the projector and receiver of the laser displacement meter are in the width direction of the slack measuring roll (indicated by the dotted arrow in the figure). The web is arranged so that the web passes through the optical path of the laser beam.
図３に示すように、ウェブに弛みがあると、レーザ光の光路は弛みによって遮られるため、遮光部が発生する。そこで、本発明のウェブ弛み測定機構では、弛みにより部分的に遮光されたレーザ光を受光器で受光し、遮光形状によって弛みの形状を測定する。 As shown in FIG. 3, when the web is slack, the optical path of the laser light is blocked by the slack, and a light shielding portion is generated. Therefore, in the web slack measurement mechanism of the present invention, the laser beam partially shielded by the slack is received by the light receiver, and the slack shape is measured by the light shielding shape.
図４は、図３における測定時の様態を部分的に拡大して示す模式正面図である。レーザ光の光路が測定エリアとなり、測定エリアの下限は、ウェブが弛み測定用ロールに抱かれた領域の一部、好ましくはほぼ中央部と接する位置に設定する。 FIG. 4 is a schematic front view partially enlarged showing the state during measurement in FIG. The optical path of the laser beam serves as a measurement area, and the lower limit of the measurement area is set to a position where the web is held by the slack measurement roll, preferably at a position substantially in contact with the center.
既述のように、本発明のウェブ搬送装置は、本発明のウェブ弛み測定機構により測定した、弛みの形状から規定する弛み量の測定値が、別途規定した弛み量の許容値内にあるかどうかを判定する。このときの弛みの形状から規定する弛み量としては、例えば、図４にＨで示す、弛み形状の最大高さでもよく、斜線で示す遮光部（弛み部）の断面積でもよく、弛みの形状から得られるより微小な弛みの情報、及びそれらの集合であってもよい。生産品に応じて、品質に影響する弛み量のパラメータを一種または複数選択し、許容値を実験的に調べ規定する。 As described above, in the web conveyance device of the present invention, whether the measured value of the slack amount defined by the slack shape measured by the web slack measurement mechanism of the present invention is within the separately specified slack amount allowable value. Determine if. The amount of slack defined from the slack shape at this time may be, for example, the maximum height of the slack shape indicated by H in FIG. 4 or the cross-sectional area of the light-shielding portion (slack portion) indicated by diagonal lines. It is also possible to obtain information on finer slack obtained from the above and a set of them. Depending on the product, select one or more parameters for the amount of slack affecting the quality, and experimentally determine and define the allowable value.
弛み形状が大きくなる可能性があるほど、レーザ変位計のビーム径は大きい方がよい。本発明で用いるレーザ変位計としては、「点」で測定する１次元レーザ変位計をスキャンする２次元レーザ変位計の他に、「面」で形状を捉える３次元レーザ変位計も市販されており、それらを好適に利用することができる。 The larger the diameter of the slack shape, the better the beam diameter of the laser displacement meter. As a laser displacement meter used in the present invention, in addition to a two-dimensional laser displacement meter that scans a one-dimensional laser displacement meter that measures at a “point”, a three-dimensional laser displacement meter that captures a shape at a “surface” is also commercially available. They can be suitably used.
既述のように、本発明のウェブ搬送装置は、弛み量の測定値が規定した弛み量の許容値を越えた場合に、搬送張力を変更する機構を備えている。すなわち図１において、変位計制御装置は巻取り制御装置と接続し、弛み量の測定値が規定した許容値を越えた場合に、変位計制御装置から弛み量を巻取り制御装置へ出力する。 As described above, the web conveyance device of the present invention is provided with a mechanism for changing the conveyance tension when the measured value of the slack amount exceeds the specified slack amount tolerance. That is, in FIG. 1, the displacement meter control device is connected to the winding control device, and outputs the slack amount from the displacement meter control device to the winding control device when the measured value of the slack amount exceeds a prescribed allowable value.
巻取り制御装置は、事前に規定した、弛み量と張力変更（補正）値の換算式から張力変更値を算出し、駆動インバータ制御装置へ出力する。駆動インバータ制御装置は、巻き出しユニットと加工ユニットへ連絡している搬送モータの回転数を変更する。以上の一連の機能によって本発明のウェブ搬送装置は、搬送張力を変更する。 The winding control device calculates a tension change value from a conversion formula between a slack amount and a tension change (correction) value defined in advance, and outputs the tension change value to the drive inverter control device. The drive inverter control device changes the number of rotations of the conveyance motor connected to the unwinding unit and the machining unit. With the above series of functions, the web conveyance device of the present invention changes the conveyance tension.
図１のウェブ搬送装置を用い、弛みをリアルタイムで測定し、弛み制御を実施した。 Using the web conveyance device of FIG. 1, slack was measured in real time and slack control was performed.
張力の測定は図１の搬送装置で、巻き出しユニットの後方、及び加工ユニットの後方に備えたテンションピックアップ（テンションセンサ、図示せず）で行った。 The tension was measured using the tension pickup (tension sensor, not shown) provided at the rear of the unwinding unit and the rear of the processing unit with the transport device of FIG.
張力の変更方法としては、搬送中のウェブの１００ｍごとの１分間の弛みの平均値が、規定の許容値（０．０３ｍｍ未満とした）を越えている場合に、巻き出しユニットへ接続する搬送モータの回転数を変え、巻き出し張力を１０Ｎ（Ｎｅｗｔｏｎ）ずつ大きくする変更を行った。弛みの平均値が０．０３ｍｍ未満の場合は、張力の変更は行わなかった。以上の実験条件、測定結果、評価結果を表１にまとめて示す。 As a method of changing the tension, when the average value of the slack for 1 minute every 100 m of the web being transported exceeds a specified allowable value (less than 0.03 mm), the transport connected to the unwinding unit is performed. The number of revolutions of the motor was changed and the unwinding tension was increased by 10 N (Newton). When the average value of the slack was less than 0.03 mm, the tension was not changed. The above experimental conditions, measurement results, and evaluation results are summarized in Table 1.
表１より、巻取り長さ４００ｍまでは、弛み量が許容値（０．０３ｍｍ未満）を越えていたが、１０Ｎずつの４回目の張力変更により１４０Ｎの張力となった後は、弛み量は許容値以内となり、本発明のウェブ搬送装置により搬送張力及びウェブ弛みを制御できることを確認した。 From Table 1, the amount of slack exceeded the allowable value (less than 0.03 mm) up to a winding length of 400 m, but after the tension was changed to 140 N by the fourth tension change of 10 N, the amount of slack was It was within the allowable value, and it was confirmed that the conveyance tension and web slack can be controlled by the web conveyance device of the present invention.
Claims (4)
ウェブは前記弛み測定用ロールに部分的に抱かれて搬送され、
前記ウェブが前記弛み測定用ロールに抱かれた領域の一部に、レーザ変位計の投光器と受光器が前記弛み測定用ロールの幅方向と平行に、かつレーザ光の光路内をウェブが通るように配置され、
前記受光器で受光される、前記弛みにより部分的に遮光された前記レーザ光の遮光形状によって、前記弛みの形状を測定することを特徴とするウェブ弛み測定機構。 A web slack measuring roll is arranged in the middle of the first guide roll and the second guide roll,
The web is partially held in the slack measurement roll and conveyed,
In a part of the area where the web is held by the slack measurement roll, the projector and the light receiver of the laser displacement meter are parallel to the width direction of the slack measurement roll and the web passes through the optical path of the laser light. Placed in
A web slack measurement mechanism, wherein the slack shape is measured by a light shielding shape of the laser beam received by the light receiver and partially blocked by the slack.
前記弛みの形状から規定する弛み量の測定値が、別途規定した弛みの許容値を越えた場合に、搬送張力を変更する機構を備えることを特徴とするウェブ搬送装置。 The web slack measurement mechanism according to claim 1 or 2,
A web conveyance device comprising a mechanism for changing a conveyance tension when a measured value of a slack amount defined from the slack shape exceeds a separately defined slack tolerance value.
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