JP3280818B2 - 張力制御装置 - Google Patents
張力制御装置Info
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- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
る起動と停止とが繰り返されるインチング運転時の張力
制御に関する。
の一例として、紙、プラスチック、または金属などの長
尺材を巻出部より巻出し、その巻出された長尺材に印
刷、プレス成形またはラミネート処理などの加工を施
し、その加工後の長尺材を巻取部に巻取るようにした長
尺材の加工処理装置を示す構成図である。この図4に示
す加工処理装置は、巻枠軸の外周面に長尺材30の予め
巻付けられた例えば満貫の巻出枠31を巻出部32に装
着するとともに、巻枠軸の外周面に長尺材30の予め巻
付けられていない例えば空の巻取枠33を巻取部34に
装着し、巻出枠31から長尺材30の巻出始端を引き出
し、その巻出始端を3点配置の巻出側検出ロール36と
2本のガイドロール35,37に山形に引き通した後に
上下一対の送りロール38,39の間に通し、さらに巻
出始端を印刷機械、プレス機械またはラミネート処理機
械などの加工装置40を経由して3点配置の巻取側検出
ロール42と2本のガイドロール41,43に山形に引
き通した後に巻取部34の巻枠軸の外周面に巻掛け、こ
の状態において、送りモータ44および巻取りモータ4
5を一方向に回転駆動し、送りモータ44の駆動で巻出
枠31から長尺材30を巻出し、この送りモータ44か
ら送り出された長尺材30に加工装置40で所定の加工
を施し、その加工後の長尺材30を巻取りモータ45の
駆動で巻取枠33の巻枠軸の外周面に順次巻取る一方、
巻出枠31から送りロール38,39までの間の長尺材
30の下面に位置する中央の巻出側検出ロール36の両
端側に設けられた巻出側張力検出器46が当該巻出側検
出ロール36が長尺材30から受ける張力を電気信号に
変換して巻出側張力制御装置47に出力する。
の材質や横幅および厚さなどに基づく種類に応じて予め
設定された巻出側設定張力と巻出側張力検出器46から
の巻出側検出張力との差に応じたトルク制御出力を巻出
部32のトルク制御用アクチュエータとしてのパウダブ
レーキ48に出力し、パウダブレーキ48が送り動作中
での巻出枠31に連なる長尺材30の張力を上記巻出側
設定張力となるように制御するための制動トルクを巻出
枠31に与えることによって、巻出枠31からの長尺材
30の巻出し部分の張り過ぎや弛みの発生を阻止してい
る。
3までの間の長尺材30の下面に位置する中央の巻取側
検出ロール42の両端側に設けられた巻取側張力検出器
49が当該巻取側検出ロール42が長尺材30から受け
る張力を電気信号に変換して巻取側張力制御装置50に
出力する。この巻取側張力制御装置50が巻取側検出張
力と巻取側設定張力との差に応じたトルク制御出力を巻
取部34のトルク制御用アクチュエータとしてのパウダ
クラッチ51に出力し、パウダクラッチ51が送り動作
中での巻取枠33に連なる長尺材30の張力を上記巻取
側設定張力となるように制御するための伝達トルク(巻
取トルク)を巻取枠33に与えることによって、巻取部
34での巻取力過多や過少を適切に調節し、長尺材30
のたるみや長辺に沿う方向への伸びなどに起因する加工
時の製品へのしわ、位置ずれ、色ぼけ、形状不良あるい
は巻取枠33の端部不整の竹の子巻などが発生するのを
防止している。
巻出軸に接続されるドライブメンバ48aと、機械の非
回転部分に固定されるドリブンメンバ48bと、ドライ
ブメンバ48aとドリブンメンバ48bとの間に充填さ
れた図外の微粒鉄粉などの強磁性材粉末であるパウダ
と、パウダを磁化するための励磁コイル48cとを有
し、励磁コイル48cにトルク制御出力に応じた電流を
供給して磁界を発生させパウダを磁化することによっ
て、ドライブメンバ48aとドリブンメンバ48bとの
間にパウダの磁化の強さに応じた制動トルクを発生す
る。
45の出力軸に接続されるドライブメンバ51aと、巻
取枠33の巻枠軸に接続されるドリブンメンバ51b
と、ドライブメンバ51aとドリブンメンバ51bとの
間に充填された図外の微粒鉄粉などの強磁性材粉末であ
るパウダと、パウダを磁化するための励磁コイル51c
とを有し、励磁コイル51cにトルク制御出力に応じた
電流を供給して磁界を発生させパウダを磁化することに
よって、ドライブメンバ51aとドリブンメンバ51b
との間にパウダの磁化の強さに応じた伝達トルクを発生
する。
よび巻取側張力制御装置50はその制御対象機器がパウ
ダブレーキ48およびパウダクラッチ51と異なるもの
の、巻出側張力制御装置47および巻取側張力制御装置
50の基本的な構造は同じであることから、その基本的
な構造を図5に示して説明する。
および巻取側検出ロールとガイドロール35〜37,4
1〜43に相当する検出ロールとガイドロール、4は長
尺材30の下面に位置する中央の検出ロール2の両端側
に設けられ図4の巻出側および巻取側張力検出器46,
49に相当する張力検出器、5は張力検出器4からの検
出張力と予め設定された設定張力との差に応じたトルク
制御出力を出力するクローズドループ張力制御系を構成
するためのトルク制御出力演算手段である。
ク設定手段、7は長尺材30の送り動作の始動中または
停止後に長尺材の張力を定張力に制御するストール制御
出力を出力するストール張力制御系の設定ストールが予
め設定されたストール設定手段、8は時々刻々と変化す
るトルク制御演算手段5からのトルク制御出力を記憶ス
トールとして運転停止切り替えスイッチ9を介して更新
するストール記憶手段、10はストール設定手段7から
の設定ストールとストール記憶手段8からの記憶ストー
ルとのうちのいずれかを運転停止切り替えスイッチ9に
出力するストール切り替えスイッチ、11は手動自動切
り替えスイッチ、12は長尺材30の送り動作停止開始
から図外のストップタイマが働くまでの倍率を定めるス
トップゲイン手段、13はストップゲイン手段12から
図4のパウダブレーキ48およびパウダクラッチ51へ
の出力端である。
を運転停止切り替えスイッチ9およびストップゲイン1
2に出力する運転停止指令入力手段であって、これは、
運転指令がオンすることにより、運転停止切り替えスイ
ッチ9の可動接点9aを実線示のように固定接点9cか
ら固定接点9bに切り替えて、トルク制御出力演算手段
5からのトルク制御出力を手動自動切り替えスイッチ1
0およびストール記憶手段8に出力する一方、運転指令
がオフすることにより、可動接点9aを点線示のように
固定接点9bから固定接点9cに切り替えて、ストール
張力制御系の設定ストールまたは記憶ストールのいずれ
かを手動自動切り替えスイッチ11に出力するととも
に、運転指令のオフから図外のストップタイマがタイム
アップするまでの間、ストップゲイン手段12を起動す
る。
ト指令入力をストール切り替えスイッチ10に出力する
ストール記憶リセット指令入力手段であって、これは、
ストール記憶リセット指令入力がオンすることにより、
ストール切り替えスイッチ10の可動接点10aを実線
示のように固定接点10cから固定接点10bに切り替
えて、ストール記憶手段8をストール設定手段7に切り
替えてストール記憶をリセットし運転記憶停止切り替え
スイッチ9の固定接点9cに出力する一方、ストール記
憶リセット指令入力がオフすることにより、可動接点1
0aを点線示のように固定接点10bから固定接点10
cに切り替えてストール記憶手段8に記憶されたストー
ル記憶値を運転記憶停止切り替えスイッチ9の固定接点
9cに出力する。
力制御系とオープンループ張力制御系とを切り替えるた
めの手動/自動切り替え入力を手動自動切り替えスイッ
チ11に出力する手動自動切り替え手段であって、これ
は、手動切り替え入力がオンすることにより、手動自動
切り替えスイッチ11の可動接点11aを点線示のよう
に固定接点11cから固定接点11bに切り替えて、手
動トルク設定手段6からの手動設定トルクをストップゲ
イン手段12に出力する一方、自動切り替え入力がオン
することにより、可動接点11aを実線示のように固定
接点11bから固定接点11cに切り替えて、運転停止
切り替えスイッチ9からの出力をストップゲイン手段1
2に出力する。
力による動作について、図6を参照しながら説明する。
まず、図6のステップ601において、長尺材30の送
り動作の停止中は運転停止切り替えスイッチ9の可動接
点9aが図5の点線示のように固定接点9bから固定接
点9cに切り替わることによって、ストール制御出力と
しての設定ストールまたは記憶ストールのいずれかを出
力端13に出力する。そして、図7のステップ602で
運転指令がオンすると、運転停止切り替えスイッチ9の
可動接点9aが図5の実線示のように固定接点9cから
固定接点9bに切り替わることによって、図7のステッ
プ603において設定ストールまたは記憶ストールをプ
リセットとしてトルク制御出力演算手段5からのトルク
制御出力が出力端13にそのまま出力される。その後、
図6のステップ604で運転指令がオフすると、ストッ
プゲイン手段12が起動し、クローズドループ出力がス
トップゲイン倍されて出力端13に出力される。そし
て、図6のステップ606で停止時の慣性補償制御を行
う時間を計数する図外のストップタイマがタイムアップ
すると、運転停止切り替えスイッチ9の可動接点9aが
図5の点線示のように固定接点9bから固定接点9cに
切り替わることによって、図6のステップ607におい
てストップタイマがタイムアップしたときの出力をスト
ール記憶手段8で記憶する。
力と長尺材の送り速度と張力との関係を図7に示す巻出
側のタイミングチャートを用いて説明する。運転停止指
令がオンして、長尺材30の送り速度が停止から加速に
切り替わる瞬間に、材料と機械の慣性により、長尺材3
0の張力が符号aで示すように急峻に立ち上がる。そし
て、長尺材30の送り速度が加速中は、長尺材30の張
力が符号bで示すように少し減少する一方、出力端13
から出力されるクローズドループ張力制御系のトルク制
御出力が符号cで示すように減少する。引き続き、長尺
材30の送り速度が加速から定速に切り替わる瞬間にお
いて、材料と機械の慣性により、長尺材30の張力が符
号dで示すように急激に落ち込む。そして、長尺材30
の送り速度が定速運転中は、長尺材30の張力が符号e
で示すように徐々に上昇するとともに、出力端13から
出力されるクローズドループ張力制御系のトルク制御出
力が同様に徐々に上昇する。次に、運転停止指令がオフ
して、長尺材30の送り速度が定速から減速に切り替わ
る瞬間に、機械の慣性により、長尺材30の張力が符号
fで示すように急激に落ち込む。そして、長尺材30の
送り速度が減速中は、長尺材30の張力が符号gで示す
ように上昇する一方、出力端13からはストール張力制
御系の設定ストールまたは記憶ストールがストップゲイ
ン倍された出力が符号hで示すようにストップタイマの
期間出力される。引き続き、長尺材30の送り速度が減
速から停止に切り替わる瞬間において、機械の慣性によ
り、長尺材30の張力が符号iで示すように増加後に減
少した後に符号jで示すように定張力となる一方、出力
端13からは符号kで示すようにストール張力制御系の
設定ストールまたは記憶ストールが出力されるという運
転パターンとなる。
置では、運転停止指令入力手段14によって長尺材30
の送り動作開始、送り動作停止を行う構成であるので、
長尺材30の材料替えにおいて、長尺材30の機械との
位置合わせのために、長尺材30の送り動作の起動停止
を繰り返すインチング運転を行うと、制御時定数が長
く、制御の応答遅れを生じることから、巻枠や機械の慣
性の影響により、大きな張力変動を生じる。その張力変
動は図8に示すように、巻枠の材料巻径の大きな高慣性
時ほど大きくなっている。特に、高慣性時には、図9に
示すように、その高慣性に起因して、停止から起動に切
り替わる加速瞬間、加速から定速度に切り替わる定速瞬
間、定速から減速に切り替わる減速瞬間、減速から停止
に切り替わる停止瞬間に、オーバシュートやアンダーシ
ュートと呼ばれる大きな張力変動を生じ、長尺材30が
張りすぎたり、弛みすぎる。加速瞬間や停止瞬間などの
張りすぎや減速瞬間の弛みすぎは一時的に解消しやすい
のであまり問題はないが、定速瞬間の弛みすぎは長尺材
30がテンションロールや送りロールなどのロールから
離れて機械に絡み付いて切れる可能性が大であり、長尺
材30が機械に絡み付いて切れた場合には長尺材30が
かなり無駄になるという損失を生じる。
れたもので、その目的はインチング運転中は出力下限制
御をかけて、適切な張力制御を行うことができる張力制
御装置を提供することである。
は、クローズドループ張力制御系、ストール張力制御
系、インチング指令入力手段および下限制限手段を備
え、クローズドループ張力制御系が長尺材の送り動作中
での検出張力と予め設定された設定張力との差に応じた
トルク制御出力をトルク制御用アクチュエータに出力す
ることによって送り動作中での長尺材の張力を予め設定
された設定張力となるように制御し、ストール張力制御
系が長尺材の送り動作の始動中または停止後に長尺材の
張力を定張力となるように制御するストール制御出力を
トルク制御用アクチュエータに出力し、インチング指令
入力手段が長尺材の送り動作の起動停止を繰り返すイン
チング指令を入力し、下限制限手段がインチング指令入
力オンによりクローズドループ張力制御系のトルク制御
出力の下限値をストール張力制御系のストール制御出力
に制限し、ストップゲイン手段がインチング指令入力オ
フによりオフから停止時の慣性補償制御を行う間はスト
ール制御出力をストップゲイン倍されたストール張力制
御を行う構成である。
り動作の停止中はストール制御出力が出力され、インチ
ング指令入力手段でインチング指令入力がオンすると、
下限制限手段でトルク制御出力の下限値をストール制御
出力に制限されたクローズドループ張力制御を行い、イ
ンチング指令入力手段でインチング指令入力がオフから
停止時の慣性補償制御を行う間はストール制御出力がス
トップゲイン倍されたストール張力制御を行い、慣性補
償制御後にインチング指令入力がオンする以前のストー
ル制御出力を出力する。
記従来例と同一部分に同一符号を付して説明する。図1
はこの発明の実施例としての張力制御装置を示す構成
図、図2は実施例のインチング指令入力による張力制御
を示すフローチャート、図3は実施例の作用を説明する
タイミングチャートである。
御装置は、トルク制御出力演算手段5、手動トルク設定
手段6、ストール設定手段7、ストール記憶手段8、運
転停止切り替えスイッチ9、ストール切り替えスイッチ
10、手動自動切り替えスイッチ11、ストップゲイン
手段12、出力端13、運転停止指令入力手段14、ス
トール記憶リセット指令入力手段15および手動自動切
り替え指令入力手段16に加え、インチング指令入力手
段17および下限制限手段18を有する。
よる長尺材30の送り動作の起動停止を繰り返すインチ
ング指令入力をインチング切り替えスイッチ19、スト
ップゲイン手段12および運転停止切り替えスイッチ9
に出力する。
オンすることによりクローズドループ張力制御系のトル
ク制御出力の下限値をストール張力制御系の設定ストー
ルまたは記憶ストールなどのストール制御出力に制限す
るものであって、具体的には、インチング切り替えスイ
ッチ19および下限比較器20を有する。
止切り替えスイッチ9および手動自動切り替えスイッチ
11間に挿入され、手動自動切り替えスイッチ11の固
定接点11cに接続された可動接点19a、運転停止切
り替えスイッチ9の可動接点9aに接続された固定接点
19b、および下限比較器20の出力端に接続された固
定接点19cを備え、インチング指令入力手段15から
のインチング指令入力がオンすると、可動接点19aが
点線示のように固定接点19bから固定接点19cに切
り替わり、インチング指令入力手段15からのインチン
グ指令入力がオフすると、可動接点19aが実線示のよ
うに固定接点19cから固定接点19bに切り替わる。
チ9の可動接点9aがインチング指令入力手段15から
のインチング指令入力のオンにより固定接点9cから固
定接点9bに切り替わった状態においてクローズドルー
プ張力制御系のトルク制御出力をストール張力制御系の
設定ストールまたは記憶ストールと比較し、クローズド
ループ張力制御系のトルク制御出力の下限値をストール
張力制御系の設定ストールまたは記憶ストールに制限し
た出力をインチング切り替えスイッチ11の固定接点1
9cに出力する。
を参照しながら説明する。まず、図2のステップ201
において、長尺材30の送り動作の停止中は、設定スト
ールまたは記憶ストールが出力端13に出力される。そ
して、図2のステップ202でインチング指令入力がオ
ンすると、運転切り替えスイッチ9の可動接点9aが図
1の実線示のように固定接点9cから固定接点9bに切
り替わるとともに、インチング切り替えスイッチ19の
可動接点19aが図1の点線図示のように固定接点19
bから固定接点19cに切り替わることによって、図2
のステップ203において、設定ストールまたは記憶ス
トールをプリセットとしたクローズドループ張力制御で
あるが、トルク制御出力演算手段5からのトルク制御出
力が下限比較器20に出力され、下限比較器20がトル
ク制御出力演算手段5からのトルク制御出力と設定スト
ールまたは記憶ストールとを比較し、下限比較器20が
トルク制御出力演算手段5からのトルク制御出力の下限
値を設定ストールまたは記憶ストールに制限した出力を
インチング切り替えスイッチ19、手動自動切り替えス
イッチ11およびストップゲイン手段12を介してその
ままに出力端13に出力する。その後、図2のステップ
204でインチング指令入力がオフすると、ストップゲ
イン手段12が起動するとともに、運転停止切り替えス
イッチ9の可動接点9aが図1の点線示のように固定接
点9bから固定接点9cに切り替わり、インチング切り
替えスイッチ19の可動接点19aが図1の実線示のよ
うに固定接点19cから固定接点19bに切り替わるこ
とによって、図2のステップ205において設定ストー
ルまたは記憶ストールがストップゲイン倍されて出力端
13に出力される。そして、図2のステップ206で停
止時の慣性補償制御を行う時間である図外のストップタ
イマがタイムアップすると、図2のステップ207にお
いてインチング指令入力がオンする以前の設定ストール
または記憶ストールを出力端13に出力する。
出側のタイミングチャートに示すように、張力制御装置
の運転停止指令入力と長尺材の送り速度と張力との関係
について考察すると、インチング指令入力がオンして、
長尺材30の送り速度が停止から加速中は、長尺材30
の張力が符号mで示すように急峻に立ち上がった後に少
し減少するが、出力端13から出力されるクローズドル
ープ張力制御系のトルク制御出力は符号pで示すように
設定ストールまたは記憶ストールの定出力となる。そし
て、長尺材30の送り速度が加速から定速に切り替わる
瞬間において、機械の慣性により、長尺材30の張力が
符号qで示すように急激に落ち込むが、クローズドルー
プ張力制御系のトルク制御出力が上記符号pで示す定出
力のままになっていることから、上記符号qで示した急
激に落ち込んだ長尺材30の張力が符号rで示すように
インチング指令入力のオンする以前の付近まで直ちに回
復するので、制御の応答性が良く、定速瞬間に長尺材3
0がロールから離れて機械に絡み付くという不都合を解
消することができる。引き続き、長尺材30の送り速度
が定速となり、長尺材30の張力が符号sで示すように
回復した後に非常にゆるやかに上昇し始めた時に、出力
端13から出力されるクローズドループ張力制御系のト
ルク制御出力が符号tで示すように徐々に上昇する。次
に、インチング指令入力がオフして、長尺材30の送り
速度が定速から減速中は、長尺材30の張力が符号uで
示すように落ち込んで上昇するが、出力端13からは符
号vで示すようにストール張力制御系の設定ストールま
たは記憶ストールがストップゲイン倍された出力がスト
ップタイマの期間出力される。そして、長尺材30の送
り速度が減速から停止に切り替わる瞬間では、長尺材3
0の張力が符号wで示すように増加後に減少した後に符
号xで示す定張力となる一方、出力端13からは上記符
号pで示すストール張力制御系の設定ストールまたは記
憶ストールによる固定出力が出力されるので、ストール
状態が一定となる運転パターンとなる。
巻径の変化が通常運転時に比べて非常に少ないので、イ
ンチング指令入力前の出力にストール出力を固定しても
問題は無い。
ば、インチング指令入力のオンにより、クローズドルー
プ張力制御系のトルク制御出力の下限値をストール張力
制御系のストール制御出力に制限する出力下限制御をか
ける構成としたから、定速瞬間には長尺材の送りにブレ
ーキが適切に働き、以て、長尺材が機械に絡み付いて切
れる不都合を解消し、張力制御の品質信頼性を向上する
ことができるという効果がある。
ある。
を示すフローチャートである。
ートである。
成図である。
る張力制御を示すフローチャートである。
イミングチャートである。
存性を示す図である。
示す図である。
トール設定手段、8 ストール記憶手段、17 インチ
ング指令入力手段、18 下限制限手段、19 インチ
ング切り替えスイッチ、20 下限比較器。
Claims (1)
- 【請求項1】 長尺材の送り動作中での検出張力と予め
設定された設定張力との差に応じたトルク制御出力をト
ルク制御用アクチュエータに出力することによって送り
動作中での長尺材の張力が予め設定された設定張力とな
るように制御するクローズドループ張力制御系と、長尺
材の送り動作の始動中または停止後に長尺材の張力が定
張力となるように制御するストール制御出力をトルク制
御用アクチュエータに出力するストール張力制御系と、
長尺材の送り動作の起動停止を繰り返すインチング指令
入力手段と、インチング指令入力オンによりクローズド
ループ張力制御系のトルク制御出力の下限値をストール
張力制御系のストール制御出力に制限する下限制限手段
と、インチング指令入力オフによりオフから停止時の慣
性補償制御を行う間はストール制御出力をストップゲイ
ン倍されたストール張力制御を行うストップゲイン手段
とを備えたことを特徴とする張力制御装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04053895A JP3280818B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 張力制御装置 |
TW084105381A TW267991B (en) | 1995-02-28 | 1995-05-27 | Tension control device for strip material |
KR1019950019857A KR100196576B1 (ko) | 1995-02-28 | 1995-07-03 | 장력 제어 장치 |
CN95120574A CN1096012C (zh) | 1995-02-28 | 1995-11-09 | 张力控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04053895A JP3280818B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 張力制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08231101A JPH08231101A (ja) | 1996-09-10 |
JP3280818B2 true JP3280818B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=12583239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04053895A Expired - Fee Related JP3280818B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 張力制御装置 |
Country Status (4)
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