JPH0790975B2 - Inertia peak tension compensation winding device - Google Patents

Inertia peak tension compensation winding device

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JPH0790975B2
JPH0790975B2 JP9075987A JP9075987A JPH0790975B2 JP H0790975 B2 JPH0790975 B2 JP H0790975B2 JP 9075987 A JP9075987 A JP 9075987A JP 9075987 A JP9075987 A JP 9075987A JP H0790975 B2 JPH0790975 B2 JP H0790975B2
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winding
peak
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wire
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善朗 内沼
光彦 中村
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  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、線材を一定の張力で繰出す巻線装置に係り、
特に、処理工程中の起動・停止時の加減速時に発生する
慣性の作用力により生じる有害なピーク張力変動に対
し、このピーク張力変動を軽減させ、好適な張力制御を
行なう慣性ピーク張力補償巻線装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a winding device for feeding a wire with a constant tension,
In particular, an inertial peak tension compensation winding that reduces the peak tension fluctuations and performs suitable tension control against harmful peak tension fluctuations caused by inertial force generated during acceleration / deceleration during start / stop during processing Regarding the device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、巻線装置の起動・停止に際して慣性による張力変
動を軽減する装置は、例えば、特開昭55−48145号公報
(以下、公知例とするに開示されている。ここに示さ
れた慣性補償制御装置は、巻取装置、もしくは、繰出し
装置において、処理工程中の加減速率を外部設定によら
ず一定周期毎に自動的に計測することにより、加減速時
における時々刻々の加減速率変化に対応して慣性補償量
を出力し、巻取装置、もしくは、繰出し装置の駆動モー
タを制御するものであり、張力制御対象である線材等の
加工物の実加速度を検出し、慣性補償量を演算し、駆動
系を制御している。
Conventionally, a device for reducing tension fluctuation due to inertia when starting and stopping a winding device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-48145 (hereinafter, referred to as a known example. Inertia compensation shown here. The control device automatically measures the acceleration / deceleration rate during the processing process in the winding device or the feeding device at fixed intervals regardless of external settings, and responds to changes in the acceleration / deceleration ratio from moment to moment during acceleration / deceleration. Outputs the inertia compensation amount to control the drive motor of the winding device or the feeding device.The actual acceleration of the workpiece such as the wire rod whose tension is controlled is detected and the inertia compensation amount is calculated. , Controlling the drive system.

また、特開昭56−108662号公報(以下、公知例とする
に示されたワインダ制御装置がある。この公知例に示
された張力制御装置は、巻線装置の加減速時の立上り速
度,立下り速度をランプ関数による材料速度基準電圧に
応じて制御することにより、線材の張力変動を軽減させ
るものである。
Further, there is a winder control device shown in Japanese Patent Laid-Open No. 56-108662 (hereinafter referred to as a publicly known example. The tension control device shown in this publicly known example is a winding speed rising / falling speed during acceleration / deceleration. By controlling the falling speed according to the material speed reference voltage based on the ramp function, fluctuations in the tension of the wire are reduced.

また、巻線中の張力変動を軽減する装置としては、特開
昭59−102765号公報(以下、公知例とする。この装置
は繰出機と線材駆動用のキヤプスタインとの間及び巻取
機のキヤプスタインの間にダンサローラを設け、このダ
ンサローラの位置変動から巻線中の線材の張力状態に検
出して線材の張力変動を軽減する。
Further, as a device for reducing the fluctuation in tension in the winding, JP-A-59-102765 (hereinafter referred to as a publicly known example. This device is provided between a feeding device and a capstein for driving a wire rod and a winding device. A dancer roller is provided between the capsteins, and the tension state of the wire rod in the winding is detected from the position variation of the dancer roller to reduce the tension variation of the wire rod.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、公知例によれば、制御対象となる線材
等の張力は、加減速度が生じることにより、慣性の作用
力を受け、異常なピーク張力が生じることになる。実際
の加減速度を検出し、帰還回路により補償を行う方式
は、加減速度と慣性モーメントにより生じる張力変動を
加減速度の検出を基に補正するもので、基本的に加減速
時の慣性による張力変動を補償する方法ではなく、起動
・停止時にピーク張力としての異常張力の抑制手段とし
て十分なものではなかった。
However, according to the known example, the tension of the wire or the like to be controlled receives an acting force of inertia due to the acceleration / deceleration, resulting in an abnormal peak tension. The method of detecting the actual acceleration / deceleration and compensating by the feedback circuit corrects the tension fluctuation caused by the acceleration / deceleration and the moment of inertia based on the detection of the acceleration / deceleration. It was not a method of compensating for the above, and was not sufficient as a means for suppressing abnormal tension as peak tension at the time of starting and stopping.

また、公知例のようなランプ関数にしたがって線材の
立上り、立下り速度を制御する手段では、巻線装置の起
動・停止に際して、不連続なステップ波形状の加減速度
(加減速度はランプ関数を微分したもので、この微分値
はステップ状の波形特性をもつ。)が発生するために、
線材は慣性の作用力を受け異常な張力変動が生じ易く、
線材のピーク張力変動の抑制手段としては十分なもので
はなかった。
Further, in the means for controlling the rising speed and the falling speed of the wire according to the ramp function as in the known example, the acceleration / deceleration of the discontinuous step wave shape (acceleration / deceleration differentiates the ramp function when starting / stopping the winding device). This differential value has a step-like waveform characteristic.)
The wire is subject to inertial force and abnormal tension fluctuations tend to occur,
It was not sufficient as a means for suppressing the peak tension fluctuation of the wire.

尚、従来は、このような欠点を幾分でも解消しようとす
るために、ランプ関数による立上り、立下り時定数を長
くして張力変動を軽減しているが、この方法によれば、
起動・停止に際しての動作時間が長くなり、作業上の低
下する問題があった。
Conventionally, in order to eliminate such a defect to some extent, the rise and fall time constants by the ramp function are lengthened to reduce tension fluctuations.
There is a problem that the operation time at the time of starting / stopping becomes long and the work is lowered.

更に、公知例によれば、慣性張力による張力変動を一
部軽減することができるが、ダンサローラの揺動時に生
じる加減速度が、公知例と同様にステップ波形状に印
加されるので、加減速時に慣性の作用力の影響を受けて
ピーク張力が生じ、線材の張力変動を十分に抑制できな
かった。
Further, according to the known example, although the tension fluctuation due to the inertial tension can be partly reduced, since the acceleration / deceleration generated when the dancer roller swings is applied in the step wave shape as in the known example, the acceleration / deceleration is performed. Peak tension was generated under the influence of the acting force of inertia, and it was not possible to sufficiently suppress the tension fluctuation of the wire rod.

また、従来より線材等の張力そのものを検出して駆動ト
ルク等を制御する方式がある。この方式は線材等の張力
を張力検出機構を設けて直接検出し、検出信号によりリ
ール等を駆動するモータ等を制御し、閉ループのサーボ
系により、張力の一定化を図るものであるが、テープ張
力検出部のもつ検出信号の周波数特性があり、更に、リ
ール等を駆動する要素にも応答の周波数特性があるた
め、全体を閉ループとしたサーボ系は、二次系、又は三
次系以上の系となる。即ち、不安定要素が多く、ピーク
張力の補償等に対し、応答周波数を上げると最悪の場
合、ハッチングを生じ、過度時のピーク張力を十分に抑
制できなかった。
Further, conventionally, there is a method of controlling the driving torque or the like by detecting the tension itself of the wire or the like. In this method, the tension of a wire or the like is directly detected by providing a tension detection mechanism, a motor for driving a reel or the like is controlled by a detection signal, and the tension is made constant by a closed loop servo system. Since the tension detection unit has frequency characteristics of the detection signal and the response frequency characteristics of the elements that drive the reels, etc., the servo system with the entire closed loop is a secondary system or a system of tertiary system or higher. Becomes That is, there are many unstable factors, and in the worst case, when the response frequency is increased for peak tension compensation or the like, hatching occurs and the peak tension in an excessive period cannot be sufficiently suppressed.

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、巻線装置の起動・停止等に際しての加減速
時に生じる慣性の作用力による有害なピーク張力、及び
張力変動を極力抑制し、常に、安定した張力を保持し
て、高精度の張力制御による巻線作業を行い得ると共
に、繰出し側に乱巻状に巻かれた線材についても巻取側
に高張力制御による多層整列巻きを行うことができ、し
かも、起動・停止時の慣性ピーク張力を制御して起動・
停止時間を短縮し作業性の向上が図れる慣性ピーク張力
補償巻線装置を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to suppress harmful peak tension and tension fluctuation due to an inertial force generated during acceleration / deceleration at the time of starting / stopping a winding device as much as possible. However, it is possible to maintain stable tension at all times and perform winding work with high-precision tension control, and also for wire rods wound irregularly on the payout side, multi-layer aligned winding with high tension control on the winding side. It is also possible to control the peak inertial tension at the time of starting and stopping.
It is an object of the present invention to provide an inertial peak tension compensating winding device capable of shortening down time and improving workability.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明では、上記目的を達成するために、線材を回転機
構を介して巻取る巻取機と、線材の巻取速度に追従して
線材を繰出す繰出機と、該繰出機と前記巻取機との間の
線材通過経路である線材走行ラインと、該線材走行ライ
ン上に設けられ、前記線材の巻取側に張力を付加する張
力付加手段と、前記線材走行ライン上に設けられ、前記
線材の繰出側の張力を巻取側の張力より小さくして両者
に張力差を与える張力付加手段と、任意の巻取側張力値
を設定して設定張力信号を発生する巻取張力設定器と、
任意の繰出側張力値を設定して設定張力信号を発生する
繰出張力設定器と、巻取機の起動・停止指令により張力
付加手段への線材走行ラインの慣性の作用力による線材
の慣性ピーク張力を相殺する慣性ピーク張力補償部と、
慣性ピーク張力値の補償値を設定する初期補償値設定器
と、慣性ピーク張力補償部の制御量と実ピーク張力値と
を計測記憶し、次回の起動・停止時に慣性ピーク張力補
償部の制御量を修正する学習機能部を備えたことを第1
の特徴とする。
In the present invention, in order to achieve the above object, a winding machine that winds a wire through a rotating mechanism, a feeding machine that feeds the wire at a winding speed of the wire, and the winding machine and the winding device. A wire rod running line which is a wire rod passing path between the machine and a machine, a tension applying means which is provided on the wire rod running line and applies a tension to a winding side of the wire rod, and which is provided on the wire rod running line, A tension applying means for making the tension on the pay-out side of the wire material smaller than the tension on the winding side to give a tension difference to both, and a winding tension setting device for setting an arbitrary winding side tension value and generating a set tension signal. ,
A feeding tension setter that sets an arbitrary tension value on the feeding side and generates a set tension signal, and a peak inertia of the wire due to the action force of the inertia of the wire running line to the tension applying means by the start / stop command of the winder. An inertial peak tension compensator that cancels
The initial compensation value setter that sets the compensation value of the inertia peak tension value, the control amount of the inertia peak tension compensation unit and the actual peak tension value are measured and stored, and the control amount of the inertia peak tension compensation unit at the next start / stop. First equipped with a learning function to correct
It is a feature of.

また、本発明では、上記目的を達成するために、前記学
習機能部に代えて、予想される前記慣性ピーク張力値を
前記初期補償値設定器で設定し、前記慣性ピーク張力補
償部で補償することを第2の特徴とする。
Further, in the present invention, in order to achieve the above object, instead of the learning function unit, the expected inertial peak tension value is set by the initial compensation value setting device and is compensated by the inertial peak tension compensation unit. This is the second feature.

〔作用〕[Action]

上記第1の特徴の構成によれば、巻取機に起動指令、或
いは、停止指令を与えると、線材の巻取速度に応じた速
度を検出する速度検出器を介し、速度指令部により繰出
機の速度信号として駆動信号が与えられ巻取速度に追従
して繰出機が駆動させる。初期補償値設定器には、巻取
機と繰出機との間の線材走行ライン間に介在する張力付
加手段等の慣性量と起動・停止時の加減速度等により推
測される慣性ピーク張力値を初期補償値として前もつて
設定する。
According to the configuration of the first feature, when the start command or the stop command is given to the winding machine, the speed command unit detects the speed according to the winding speed of the wire rod, and the speed command unit feeds the winding machine. A drive signal is given as a speed signal of the above-mentioned, and the feeding machine is driven following the winding speed. The initial compensating value setter stores the inertial peak tension value estimated by the inertial amount of the tension applying means, etc., which is interposed between the wire running lines between the winding machine and the feeding machine and the acceleration / deceleration at start / stop. It is set beforehand as an initial compensation value.

巻取機の起動・停止指令により慣性ピーク張力補償部
は、初期補償値設定器の設定値により張力付加手段に慣
性ピーク張力値を相殺する様制御量を出力する。これに
より起動・停止時に線材に有害に作用する慣性ピーク張
力変動を抑制することができる。さらに、巻取機の頻繁
な起動停止に際し、慣性ピーク張力補償部の制御量と線
材に生じる実ピーク張力値とを計測記憶し、次回の起動
・停止時に慣性ピーク張力補償部の制御量を学習制御部
により修正している。これにより初回に推測設定された
初期補償値に対し、巻線作業中に実ピーク張力値を順次
改善することが可能である。
In response to the start / stop command of the winder, the inertia peak tension compensator outputs a control amount for canceling the inertia peak tension value to the tension applying means according to the setting value of the initial compensation value setting device. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the inertia peak tension, which adversely affect the wire rod at the time of starting and stopping. Furthermore, when the winder is frequently started and stopped, the control amount of the inertia peak tension compensation unit and the actual peak tension value generated in the wire are measured and stored, and the control amount of the inertia peak tension compensation unit is learned at the next start and stop. It is corrected by the control unit. As a result, it is possible to sequentially improve the actual peak tension value during the winding work with respect to the initial compensation value estimated and set for the first time.

また、線材走行ラインに設けた張力差付加手段により線
材の繰出側の張力を小さく(低張力)し、巻取側の張力
を大きく(高張力)設定することにより、繰出機に乱巻
状態で巻かれた線材でも高張力で巻取ることができる。
即ち、繰出側の線材の張力は低張力状態を維持されて繰
出されるから、繰出側の線材が強い力で巻取側に引き出
されることがないため、繰出機に巻かれた線材の上層側
が下層側に食い込むことなく、スムーズに繰出され、他
方、巻取側の線材は一定の高張力状態を維持するため、
ピーク張力、及び、張力変動を抑制しつつ多層整列巻線
等が可能となる。
In addition, the tension on the feeding side of the wire is set low (low tension) and the tension on the winding side is set high (high tension) by means of the tension difference adding means provided on the wire running line, so that the wire is not wound in an unwinding state. Even wound wire can be wound with high tension.
That is, since the tension of the wire rod on the payout side is fed while maintaining a low tension state, the wire rod on the payout side is not pulled out to the winding side by a strong force. Without being entangled in the lower layer side, it is smoothly fed out, while the wire rod on the winding side maintains a constant high tension state,
It is possible to perform multi-layer aligned winding and the like while suppressing peak tension and tension fluctuation.

本発明の第2の特徴の構成によれば、巻取機と繰出機と
の間の線材走行ライン間に介在する張力付加手段等の慣
性量が把握され、さらに巻取機の負荷慣性量に左右され
る起動・停止時の加減速度が、ほぼ、一定の場合に、線
材に発生する慣性ピーク張力値がほぼ一定となるため、
学習機能部を具備せず、予想される慣性ピーク張力値を
初期補償値設定器により設定することにより、有害な慣
性ピーク張力値を抑制することができる。
According to the configuration of the second feature of the present invention, the inertial amount of the tension applying means or the like interposed between the wire rod running lines between the winding machine and the feeding machine is grasped, and the load inertial amount of the winding machine is further determined. When the acceleration / deceleration at the time of start / stop that depends on is almost constant, the inertial peak tension value generated in the wire becomes almost constant.
A harmful inertial peak tension value can be suppressed by setting the expected inertial peak tension value by the initial compensation value setting device without providing a learning function section.

〔実施例〕〔Example〕

第1図及び第2図に基づき本発明の一実施例を説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

第2図において、28は張力制御対象となる線材、27は線
材28をコイル状に巻付けた繰出ドラム、26は繰出ドラム
27を駆動させる直流電動機、29は繰出側の線材28を走行
可能に支持するラインプーリである。30は、ばね,重り
等の付勢手段により一定方向(本例では下向き方向)に
対勢され線材28の張力変動応じて揺動するように設けら
れたダンサローラで、このダンサローラ30は繰出ドラム
27と二輪シーブ36の間に配置され、繰出ドラム27から二
輪シーブ36までの線材28の繰出張力FDを与えるもので、
これを張力付加手段という。
In FIG. 2, 28 is a wire rod whose tension is to be controlled, 27 is a feeding drum in which the wire rod 28 is wound in a coil shape, and 26 is a feeding drum.
A DC electric motor for driving 27, and 29 is a line pulley for movably supporting the wire rod 28 on the feeding side. Reference numeral 30 denotes a dancer roller which is urged by a biasing means such as a spring or a weight in a fixed direction (downward direction in this example) so as to swing according to a change in tension of the wire 28. The dancer roller 30 is a feeding drum.
It is arranged between the 27 and the two-wheel sheave 36, and provides the feeding tension F D of the wire rod 28 from the feeding drum 27 to the two-wheel sheave 36.
This is called tension applying means.

31はダンサローラ30を揺動可能に支持する揺動アーム、
32は揺動アーム31を介してダンサローラ30より繰出側の
張力を設定するボイスコイルモータで後述する繰出張力
設定器の出力値により繰出側張力を付加するものであ
る。33はダンサローラ30の揺動位置を検出するポテンシ
ヨメータで、この揺動位置の検出値は電気信号に変換さ
れて後述する巻取張力制御系の帰環信号演算部12に送ら
れる。
31 is a swing arm that swingably supports the dancer roller 30,
Reference numeral 32 is a voice coil motor for setting the tension on the feeding side from the dancer roller 30 via the swing arm 31, and applies the feeding-side tension by the output value of the feeding tension setting device described later. Reference numeral 33 denotes a potentiometer for detecting the swing position of the dancer roller 30, and the detected value of the swing position is converted into an electric signal and sent to the return signal calculation unit 12 of the winding tension control system described later.

36は繰出ドラム27から繰出された線材28が巻取ドラム42
に巻取られるまでの通過経路である線材走行ライン上に
設けた二輪シーブで、二輪シーブ36には線材28が繰出側
から巻取側に向けて二輪シーブ36の回転により走行する
ように巻付けられており、二輪シーブ36に後述する磁性
粉体式クラツチ35等を介して巻取回転方向と逆方向の負
荷トルクを与えると、巻取側の線材28に負荷トルクに比
例した張力(負荷トルク/シーブ半径)が加わり、前述
の繰出し側張力も加わることになり、巻取側と繰出側の
線材28に張力差が生じるように設定されている。即ち、
線材28は二輪シーブ36の繰出側と巻取側とで、二輪シー
ブ36に与える負荷トルクとダンサローラ30に与える力に
より、後述する理論に基づき張力差を付加することがで
きる。これを張力差付加手段という。
36 is a wire rod 28 fed from the feeding drum 27 and a winding drum 42.
It is a two-wheel sheave provided on the wire rod running line that is a passage path until it is wound on the two-wheel sheave 36. The two-wire sheave 36 is wound so that the wire rod 28 runs from the feeding side to the winding side by the rotation of the two-wheel sheave 36. When a load torque is applied to the two-wheel sheave 36 via a magnetic powder type clutch 35, etc., which will be described later, in a direction opposite to the winding rotation direction, a tension (load torque) proportional to the load torque is applied to the wire rod 28 on the winding side. / Sheave radius) and the above-mentioned tension on the payout side is also applied, and a tension difference is set between the wire rod 28 on the winding side and the wire side 28 on the payout side. That is,
The wire rod 28 can add a tension difference between the feeding side and the winding side of the two-wheel sheave 36 by a load torque given to the two-wheel sheave 36 and a force given to the dancer roller 30, based on a theory described later. This is called tension difference adding means.

35は二輪シーブ36の駆動軸端に位置して二輪シーブ36に
負荷トルクを与える磁性粉体式クラツチ、34は磁性粉体
式クラツチ35の入力軸に駆動トルクを与える誘動電動機
である。37は巻取側の線材28は走行可能に支持するライ
ンプーリ、38は巻取側の線材28の張力を検出する張力検
出プーリ、39は張力検出プーリの受ける力から張力値を
検出する張力検出器、40はラインプーリ37の回転数より
巻取側の線材走行速度を検出する速度検出器、42は線材
28をコイル状、もしくは、所要の形状に巻取る巻取ドラ
ム、もしくは、制品、41は巻取ドラム42を駆動する駆動
装置である。
Reference numeral 35 is a magnetic powder type clutch which is located at the drive shaft end of the two-wheel sheave 36 and applies a load torque to the two-wheel sheave 36, and 34 is an induction motor which applies a drive torque to the input shaft of the magnetic powder type clutch 35. 37 is a line pulley that supports the winding-side wire rod 28 so that it can travel, 38 is a tension detection pulley that detects the tension of the winding-side wire rod 28, and 39 is tension detection that detects the tension value from the force received by the tension detection pulley. 40 is a speed detector that detects the running speed of the wire on the winding side based on the number of rotations of the line pulley 37. 42 is a wire.
A winding drum or a product for winding 28 into a coil shape or a required shape, and 41 is a drive device for driving the winding drum 42.

次に、この巻線装置の駆動制御系について、第1図に示
すシステムブロツク図により説明する。
Next, the drive control system of this winding device will be described with reference to the system block diagram shown in FIG.

1は巻線機駆動系の伝達関数であり、運転指令により駆
動装置41の角速度ΩMを出力する。2は巻取ドラム42の
巻取径の半径RMであり、角速度ΩMの入力により線材28
の巻取速度VMとして出力が得られる。6は速度指令部で
あり、巻取速度VMを速度検出器40により入力し直流電動
機26の起動指令を与える。この速度指令部に微分機能を
設けることにより、巻取速度VMの速度信号を微分回路に
より微分され、直流電動機26に起動信号として与えられ
るので、繰出側の立上り動作が早くなり、繰出側は巻取
側が起動すると、直ちに、追従回転することができる。
Reference numeral 1 is a transfer function of the winding machine drive system, which outputs the angular velocity Ω M of the drive device 41 in accordance with an operation command. 2 is the radius R M of the winding diameter of the winding drum 42, the angular velocity Omega M wire 28 by the input of
The output is obtained as the winding speed V M of. Reference numeral 6 denotes a speed command unit, which inputs a winding speed V M by a speed detector 40 and gives a start command for the DC motor 26. By providing the differential function to the speed command unit is differentiated speed signal in the winding speed V M by the differentiation circuit, since given as an activation signal to the DC motor 26, the faster the rise operation of the feed-out, feeding side Immediately after the winding side is activated, the follow-up rotation can be performed.

7は繰出機駆動系の伝達関数であり、速度指令部6及び
後述する帰環信号演算部12の制御信号により直流電動機
26の駆動軸角速度ΩKを出力する。8は繰出ボビン27の
繰出径の半径RKであり、角速度ΩKの入力により線材の
繰出側の繰出速度VKを出力する。9はダンサローラ30の
伝達関数であり、比例・積分要素をもつ。図中、Sはラ
プラス演算子を示す。すなわち、巻取速度VMと繰出速度
VKの差によりダンサローラ30が動く移動量Eを出力する
伝達関数である。
Reference numeral 7 denotes a transfer function of the payout machine drive system, which is controlled by the speed command unit 6 and a return signal calculation unit 12 which will be described later.
It outputs the drive shaft angular velocity Ω K of 26. Reference numeral 8 is a radius R K of the feeding diameter of the feeding bobbin 27, and outputs the feeding speed V K on the feeding side of the wire by inputting the angular velocity Ω K. Reference numeral 9 is a transfer function of the dancer roller 30, which has proportional and integral elements. In the figure, S indicates a Laplace operator. That is, the winding speed V M and the feeding speed
This is a transfer function that outputs a movement amount E in which the dancer roller 30 moves due to the difference in V K.

12は帰環信号演算部であり、ダンサローラ30の移動量E
を揺動アーム31及びポテンシヨメータ33により検出した
信号を入力として制御部である直流電動機26へフイード
バツク制御を行なう部分である。すなわち、ダンサロー
ラ30の移動量Eがたえず小さくなるよう、直流電動機26
を制御し、繰出される線材28が巻取速度VMに追従する様
繰出速度VKを制御するように構成している。
Reference numeral 12 is a return signal calculation unit, which is the movement amount E of the dancer roller 30.
Is a part for performing feedback control to the DC motor 26, which is a control part, by using a signal detected by the swing arm 31 and the potentiometer 33 as an input. That is, the DC motor 26 is designed so that the movement amount E of the dancer roller 30 is constantly reduced.
Is controlled to control the feeding speed V K so that the wire 28 to be fed follows the winding speed V M.

以上が巻取装置の速度制御系のシステムであり、次に張
力付加系について説明する。
The above is the system of the speed control system of the winding device. Next, the tension applying system will be described.

13は線材28の繰出側の張力値を設定する繰出張力設定
器、14はダンサローラ30へ揺動アーム31を介して力FV
与えるボイスコイルモータ32の伝達関数、15は揺動アー
ム31のレバー比、16はダンサローラ30により力と繰出張
力FDの分配比である。すなわち、繰出張力FDを任意の張
力に繰出張力設定器13によりボイスコイルモータ32を介
して設定する。
13 is a feeding tension setting device that sets a tension value on the feeding side of the wire 28, 14 is a transfer function of the voice coil motor 32 that applies a force F V to the dancer roller 30 via the swing arm 31, and 15 is a swing arm 31. Lever ratio, 16 is a distribution ratio of the force by the dancer roller 30 and the feeding tension F D. That is, the feeding tension F D is set to an arbitrary tension by the feeding tension setting device 13 via the voice coil motor 32.

17は線材28の巻取側の主張力値を設定する巻取張力設定
器、18は巻取張力設定器17の設定値と張力検出器39の出
力値を比較し、制御偏差を出力する比較部、19は二輪シ
ーブ36にトルクTを与える磁性粉体クラツチ35の伝達関
数、20はトルクTにより巻取側の線材28に主張力FTを与
える二輪シーブ36の半径比、21は巻取側の実巻取張力F
を検出する張力検出プーリ38の比例要素である力比、22
は、張力検出器39の伝達関数であり、巻取側の実張力F
に見合う信号を出力を比較部18に与えている。すなわ
ち、巻取側の線材の張力Fを得るために、二輪シーブに
より主張力FT(=T/R)を与えるように構成されてお
り、また、張力Fを張力検出器39により検出し主張力FT
の張力制御部である磁性粉体クラツチ35へフイードバツ
ク制御を行なうように構成されている。従つて、張力付
加系の構成により、線材28の巻取側の張力Fは F=FD+T/R=FD+FT …(1) として付加されることになる。
Reference numeral 17 is a winding tension setting device that sets the asserted force value on the winding side of the wire rod 28, 18 is a comparison between the setting value of the winding tension setting device 17 and the output value of the tension detector 39, and a control deviation is output. , 19 is the transfer function of the magnetic powder clutch 35 that gives the torque T to the two-wheel sheave 36, 20 is the radius ratio of the two-wheel sheave 36 that gives the assertive force F T to the wire 28 on the winding side by the torque T, and 21 is the winding Side actual winding tension F
Force ratio, which is a proportional element of the tension detection pulley 38 for detecting
Is the transfer function of the tension detector 39, and is the actual tension F on the winding side.
The output corresponding to the above is given to the comparison unit 18. That is, in order to obtain the tension F of the wire on the winding side, the assertion force F T (= T / R) is applied by the two-wheel sheave, and the tension F is detected by the tension detector 39 and asserted. Force F T
The feedback control is performed on the magnetic powder clutch 35 which is the tension control unit of the. Accordance connexion, the configuration of the tension applying system, the tension F of the winding side of the wire 28 will be added as F = F D + T / R = F D + F T ... (1).

次に本システムの動的な張力誤差量について以下説明す
る。
Next, the dynamic tension error amount of this system will be described below.

3は線材28の巻取速度VMより二輪シーブ36の角速度Ωを
得る比例要素であり、二輪シーブ36の半径Rの比であ
る。4は慣性負荷トルク量ΔTを得る比例・微分要素で
あり、慣性負荷トルク量ΔTをラプラス変換式で示すと
次の様になる。
3 is a proportional element for obtaining the angular velocity Ω of the two-wheel sheave 36 from the winding speed V M of the wire rod 28, and is a ratio of the radius R of the two-wheel sheave 36. Reference numeral 4 is a proportional / differential element for obtaining the inertial load torque amount ΔT, and the inertial load torque amount ΔT is shown by the Laplace conversion formula as follows.

ΔT=(J・S+D1)Ω …(2) J:二輪シーブ36及びラインプーリ37等の慣性モーメント D:二輪シーブ36等の粘性抵抗係数 S:ラプラス演算子 5は二輪シーブ36系の慣性負荷トルク量ΔTから線材28
の巻取側張力に対する動的な巻取側張力誤差ΔFTを得る
比例要素であり、二輪シーブ36の半径の比である。従つ
て、巻取側張力誤差ΔFTは、 ΔFT=ΔT/R =(J・S+D1)・VM/R2 …(3) 10はダンサローラ30の移動量Eよりダンサローラ系の受
ける力を得る伝達関数である。11はダンサローラ系の受
ける力を繰出側の線材28の一本分の繰出張力誤差ΔFD
得る比例要素である。従つて、動的な繰出張力誤差ΔFD
は、巻取速度VMと繰出速度VKにより示すと次式となり、 M:ダンサローラ30に付随して動作する全質量 D2:揺動レバー31等の粘性抵抗係数 K:ばね系を有する場合にバネ係数 以上により、動的な張力誤差ΔFT,ΔFDは、巻取装置の
速度制御系に付随して発生するものである。張力誤差Δ
FTは巻取側の巻取速度VMの変化量、すなわち、線材28の
加減速度量に比例し、張力誤差ΔFDは巻取速度VMと繰出
速度VKとの差の変化量、すなわち、ダンサローラ36の受
ける加減速度量に比例することになる。言いかえれば、
線材28が運動の状態変化を生じる時に加減速度が生じ、
この加減速度量と慣性量により張力誤差が発生するわけ
である。
ΔT = (J · S + D 1 ) Ω (2) J: Moment of inertia of two-wheel sheave 36 and line pulley 37, etc. D: Viscous drag coefficient of two-wheel sheave 36, etc. S: Laplace operator 5 is inertia load of two-wheel sheave 36 system From the torque amount ΔT to the wire rod 28
It is a proportional element that obtains the dynamic winding-side tension error ΔF T with respect to the winding-side tension, and is the ratio of the radius of the two-wheel sheave 36. Accordance connexion, take-up tension error [Delta] F T is the ΔF T = ΔT / R = ( J · S + D 1) · V M / R 2 ... (3) 10 is received by the dancer roll system from moving amount E of the dancer roller 30 forces Is the transfer function to obtain. Reference numeral 11 is a proportional element for obtaining a feeding tension error ΔF D for one wire rod 28 on the feeding side by the force received by the dancer roller system. Therefore, the dynamic feeding tension error ΔF D
Is expressed by the winding speed V M and the feeding speed V K , M: dancer roller 30 total weight D which operates in association with the 2: viscosity resistance coefficient, such as the swing lever 31 K: the above spring constant when a spring system, dynamic tension error [Delta] F T, [Delta] F D is wound It is generated in association with the speed control system of the taker. Tension error Δ
F T is the amount of change in the winding speed V M on the winding side, that is, proportional to the amount of acceleration / deceleration of the wire rod 28, and the tension error ΔF D is the amount of change in the difference between the winding speed V M and the feeding speed V K , That is, it is proportional to the amount of acceleration / deceleration received by the dancer roller 36. In other words,
Acceleration / deceleration occurs when the wire rod 28 undergoes a change in the state of motion,
A tension error occurs due to the acceleration / deceleration amount and the inertial amount.

従つて、線材28の巻取側の実張力Fは、(1)式に対し
て動的な張力誤差を付加し、 F=FT+FD+ΔFT+ΔFD …(5) 次に、巻線装置の起動・停止時に発生する動的張力誤差
であり、最も有害である慣性ピーク張力の補償法の構成
について説明する。
Therefore, the actual tension F on the winding side of the wire 28 adds a dynamic tension error to the equation (1), and F = F T + F D + ΔF T + ΔF D (5) The configuration of the compensation method for the most harmful inertia peak tension, which is the dynamic tension error that occurs when the device is started and stopped, will be described.

23は、線材走行ライン間に介在する張力付加手段等の慣
性量と加減速度量により推測される慣性ピーク張力値を
設定する初期補償値設定器である。24は巻線機駆動系へ
の運転指令を受け、初期補償値設定器23の設定値によ
り、主張力付加部で有る磁状粉体クラツチ35の入力量へ
制御信号を出力する慣性ピーク張力補償部である。25
は、慣性ピーク張力補償部24の制御量と張力検出器39で
計測される実ピーク張力値とを記憶し、次回の起動・停
止の際に慣性ピーク張力補償部24の制御量を修正する学
習機能部であり、巻線作業中に実ピーク張力値を順次改
善する様になされている。
Reference numeral 23 is an initial compensation value setting device for setting an inertia peak tension value estimated by the inertia amount of the tension applying means and the like interposed between the wire running lines and the acceleration / deceleration amount. 24 receives inertial peak tension compensation that outputs a control signal to the input amount of the magnetic powder clutch 35, which is the assertion force addition unit, according to the setting value of the initial compensation value setting unit 23 in response to the operation command to the winding machine drive system. It is a department. twenty five
Learning to memorize the control amount of the inertia peak tension compensation unit 24 and the actual peak tension value measured by the tension detector 39, and to correct the control amount of the inertia peak tension compensation unit 24 at the next start / stop. This is a functional part, and is designed to improve the actual peak tension value in sequence during winding work.

次に本実施例の作用を第1図,第2図及び第3図に基づ
き説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3.

初期段取として、繰出ドラム27にコイル状に巻かれた線
材28を、ラインプーリ29,ダンサローラ30,二輪シーブ3
6,張力検出プーリ38等を介して巻取ドラム42にコイル状
に巻取可能に連結する。
As an initial setup, the wire rod 28 wound in a coil on the feeding drum 27 is provided with a line pulley 29, a dancer roller 30, and a two-wheel sheave 3
6, It is connected to a winding drum 42 via a tension detecting pulley 38 and the like so as to be wound into a coil.

次いで、ダンサローラ30により、揺動レバー31を介して
ボイスコイルモータ32に繰出張力設定器13で設定された
繰出張力FDを徐々に付加する(第3図,初期張力設定期
間において)。
Then, the dancer roller 30 gradually applies the feeding tension F D set by the feeding tension setting device 13 to the voice coil motor 32 via the swing lever 31 (FIG. 3, initial tension setting period).

次いで、磁性粉体式クラツチ35に連結された誘動電動機
34を巻取回転方向の逆方向に起動させ、巻取張力設定器
17により張力設定指令を与える。巻取張力設定器17の出
力により磁性粉体式クラツチ35の伝達トルク量Tを制御
し、二輪シーブ36を介して線材に主張力FTを与え、張力
検出器39が巻取側の張力Fを検出し、比較部18により巻
取張力設定器17で設定した張力と等しくなる様に演算
し、この出力信号により主張力FTが制御され、巻取側の
張力Fを設定張力となる様に制御する。
Next, an induction motor connected to the magnetic powder clutch 35.
Start 34 in the direction opposite to the take-up rotation direction and set the take-up tension setting device.
Tension setting command is given by 17. The transmission torque amount T of the magnetic powder type clutch 35 is controlled by the output of the winding tension setting device 17, and the asserted force F T is applied to the wire through the two-wheel sheave 36, and the tension detector 39 causes the tension F on the winding side. Is detected, and the comparison unit 18 calculates to be equal to the tension set by the winding tension setter 17, and the output signal controls the assertive force F T so that the winding side tension F becomes the set tension. To control.

線材28に与えられる巻取側の張力Fを式により説明す
る。磁性粉体式クラツチ35により与えられる二輪シーブ
36の付加主張力FTは、 T:二輪シーブ36により与えられるトルク R:二輪シーブ36の線材巻付半径 となる。
The tension F on the winding side applied to the wire 28 will be described using an equation. Two-wheel sheave provided by magnetic powder clutch 35
The additional assertive force F T of 36 is T: Torque given by the two-wheel sheave 36 R: Radius for winding the two-wheel sheave 36

ダンサローラ30等によって付加される繰出側張力FDは、
Amonton Eytelweinの法則により、 μ:二輪シーブ36と線材28との摩擦係数 θ:二輪シーブ36への線材28の巻付角度の総巻付角度 e:自然対数の底 が成立するので、二輪シーブ36に対し、線材28を滑りが
生じないように巻付ければ、巻取側張力Fは前記式
(1)に示す様に、 F=FD+FT となる。
The feeding side tension F D added by the dancer roller 30 or the like is
According to Amonton Eytelwein's law, μ: Friction coefficient between the two-wheel sheave 36 and the wire rod θ: Total winding angle of the winding angle of the two-wire sheave 36 around the two-wheel sheave 36 e: Since the bottom of the natural logarithm is established, if you stick wound so slippage does not occur, the take-up-side tension F is as shown in the formula (1), and F = F D + F T.

式(6),(7),(1)より明らかな様に、磁性粉体
式クラツチ35によつて二輪シーブトルクTを制御すれ
ば、線材28の張力Fを制御することが可能であり、更に
繰出張力FDと巻取側張力Fとに所要の張力差を与えるこ
とが出来る。
As is clear from the equations (6), (7) and (1), if the two-wheel sheave torque T is controlled by the magnetic powder clutch 35, the tension F of the wire 28 can be controlled. It is possible to give a required tension difference between the feeding tension F D and the winding side tension F D.

次に、本巻線装置の起動時の動作を説明する。Next, the operation at the time of starting the present winding device will be described.

運転指令により起動指令が駆動装置41内の電動機に入力
されると、駆動装置41の慣性モーメント及び巻取ドラム
42との慣性モーメントに比例した角速度ΩMで起動され
る。このとき、駆動装置内のバツクラツシ,機械剛性
等,及び、電動機の起動パターン等により、急激な加減
速度が生じ、繰出ドラム42を介して線材28に加減速度が
発生し、二輪シーブ36及びラインプーリ37等の慣性モー
メントJ等により電線28に有害な慣性ピーク張力FPが生
じるわけである。
When the start command is input to the electric motor in the drive unit 41 by the operation command, the moment of inertia of the drive unit 41 and the winding drum
It is activated with an angular velocity Ω M proportional to the moment of inertia with 42. At this time, a sudden acceleration / deceleration occurs due to backlash in the drive unit, mechanical rigidity, etc., and the starting pattern of the electric motor, etc., and the wire rod 28 is accelerated / decelerated via the feeding drum 42. A harmful inertia peak tension F P is generated in the electric wire 28 due to the moment of inertia J of 37 or the like.

一方、巻線側の駆動装置1が回転起動されると巻取ドラ
ム42の巻取半径RMにより線材28に巻取速度VMが生じる。
この巻取速度VMを速度検出器40が検出し、速度検出信号
を速度指令部6へ入力する。速度指令部6には微分機能
を設けてあり、微分信号は繰出側の直流電動機26の起動
信号として与えられるので、追従速度信号の立上り動作
が早くなり、追従側となる繰出側の直流電動機26を直ち
に駆動させる。このようにして、駆動する際に追従側と
なる直流電動機26の動作遅れを防止でき、動作遅れから
生じる張力誤差ΔFDを小さくする。すなわち、動作遅れ
量が線材28の巻取速度VMと繰出速度VKとの差として生
じ、式(4)に示す値として張力誤差ΔFDが生じること
になる。ここで、本実施例では、繰出側の設定張力FD
巻取側の巻取張力Fに対して1/5以下に設定しているた
め、繰出側の機械系を小型軽量化でき、速度指令部の機
能と合せ発生する張力誤差ΔFDは巻取張力Fに対し無視
出来る量となるように構成している。
On the other hand, the driving device 1 of the winding side is the winding speed V M is generated in the wire 28 by the winding radius R M of the rotated started the winding drum 42.
The winding speed V M is detected by the speed detector 40, and the speed detection signal is input to the speed command unit 6. Since the speed command section 6 is provided with a differentiating function and the differential signal is given as a start signal of the direct-current motor 26 on the feeding side, the rising operation of the following speed signal is accelerated, and the direct-current motor 26 on the feeding side to be the follower side. Drive immediately. In this way, it is possible to prevent the operation delay of the DC motor 26 on the follower side when driving, and reduce the tension error ΔF D caused by the operation delay. That is, the operation delay amount occurs as a difference between the winding speed V M of the wire rod 28 and the feeding speed V K, and a tension error ΔF D occurs as a value shown in Expression (4). Here, in the present embodiment, the set tension F D on the payout side is set to 1/5 or less of the take-up tension F on the take-up side, so that the mechanical system on the pay-out side can be made smaller and lighter, and the speed can be reduced. The tension error ΔF D generated together with the function of the command unit is configured to be a negligible amount with respect to the winding tension F.

また、巻線中の巻取径RMの増加及び繰出径RKの減少等の
ゆるやかな変化に対し、繰出側の直流電動機26の追従特
性を向上させるため、ダンサローラ30の移動量Eより帰
環信号演算部12を介し直流電動機26の追従特性を向上さ
せている。
Further, in order to improve the follow-up characteristic of the DC motor 26 on the payout side with respect to a gradual change such as an increase in the winding diameter R M in the winding and a decrease in the payout diameter R K , the movement amount E of the dancer roller 30 is used as a measure. The follow-up characteristic of the DC motor 26 is improved via the ring signal calculation unit 12.

このダンサローラ30の移動量Eの帰環は繰出し側の張力
誤差ΔFDを合せ小さくする効果にもなつている。
The return of the moving amount E of the dancer roller 30 also has the effect of reducing the tension error ΔF D on the feeding side.

従つて、起動時に生じる慣性ピーク誤差FPは、 FP=ΔFTmax.+ΔFDmax. …(8) ここに、ΔFTmax.:巻取側張力誤差ΔFTの最大値 ΔFDmax.:繰出側張力誤差ΔFDの最大値 であり、システムの特性から ΔFTmax.≫ΔFDmax. …(9) となるので、 FP≒ΔFTmax. …(10) と考えられる。Therefore, the inertia peak error F P generated at startup is F P = ΔF Tmax. + ΔF Dmax. (8) where ΔF Tmax . : Winding side tension error ΔF T maximum value ΔF Dmax. It is the maximum value of the error ΔF D , and ΔF Tmax. >> ΔF Dmax. (9) from the characteristics of the system, so it can be considered that F P ≈ ΔF Tmax .

巻線装置の運転中の張力誤差は、線材28の巻取張力Fを
張力検出器39により検出し、巻取張力設定器17の設定値
により比較部18で演算し、磁性粉体クラツチ35の出力ト
ルクTを制御し張力誤差を小さくする閉ループサーボ系
を構成している。しかし、張力検出器39の伝達関数22に
周波数特性があり、さらに、二輪シーブ36を駆動する磁
性粉体クラツチ35の伝達関数19にも周波数特性があるた
め、全体を閉ループとしたサーボ系として、二次系、も
しくは、三次系以上の振動系となつている。このため、
不安定要素が多く介在し、応答周波数を上げると最悪の
場合、ハンチング等を生じる結果となる。従つて、起動
・停止時の瞬時に発生する慣性ピーク張力FPを充分に制
御することは不可能であり、閉ループ系の応答周波数以
下の張力変動ΔFTを抑制する効果のみをもつ。
The tension error during the operation of the winding device is detected by the tension detector 39 of the winding tension F of the wire 28 and calculated by the comparison unit 18 according to the set value of the winding tension setter 17, and the magnetic powder clutch 35 is operated. A closed loop servo system that controls the output torque T and reduces the tension error is configured. However, the transfer function 22 of the tension detector 39 has a frequency characteristic, and the transfer function 19 of the magnetic powder clutch 35 that drives the two-wheel sheave 36 also has a frequency characteristic, so that the whole servo system is a closed loop. It is an oscillating system with a secondary system or a tertiary system or higher. For this reason,
In the worst case, hunting or the like will occur if a large number of unstable elements are present and the response frequency is raised. Therefore, it is impossible to sufficiently control the inertial peak tension F P generated instantaneously at the time of starting and stopping, and it has only the effect of suppressing the tension fluctuation ΔF T below the response frequency of the closed loop system.

このように、起動・停止時の瞬時に発生する慣性ピーク
張力FPを抑制する方式にとつて、推測される慣性ピーク
張力値FPに対し、初期補償値設定器23へ、ピーク補償値
FX1を設定し、起動・停止指令により、慣性ピーク張力
補償部24の出力制御信号を磁性粉体クラツチ35へ発生さ
せる。従つて、磁性粉体クラツチ35は巻取機の駆動装置
41の起動・停止動作と同時に慣性ピーク張力値FPに対応
するピーク補償値FX1により制御されるため、瞬時に発
生する慣性ピーク張力値FPを相殺することが出来る。ま
た、ピーク補償値FX1の設定誤差に対して、学習機能部2
5により、慣性ピーク張力補償部24の制御量と張力検出
器39で計測される実ピーク張力値とを記憶し、次回の起
動・停止の際に慣性ピーク張力補償部24の制御量を修正
し、巻線作業中に実ピーク張力値を順次改善することが
できる。
As described above, regarding the method of suppressing the inertia peak tension F P that occurs instantly at the time of starting / stopping, the estimated inertia peak tension F P
F X1 is set and an output control signal of the inertia peak tension compensator 24 is generated in the magnetic powder clutch 35 by a start / stop command. Therefore, the magnetic powder clutch 35 is a drive unit of the winder.
Since the peak compensation value F X1 corresponding to the inertia peak tension value F P is controlled simultaneously with the start / stop operation of 41, the momentary inertia peak tension value F P can be canceled. In addition, the learning function unit 2 does not respond to the setting error of the peak compensation value F X1.
5, the control amount of the inertia peak tension compensation unit 24 and the actual peak tension value measured by the tension detector 39 are stored, and the control amount of the inertia peak tension compensation unit 24 is corrected at the next start / stop. The actual peak tension value can be sequentially improved during the winding work.

以上の説明を第3図で説明する。The above description will be described with reference to FIG.

vMは巻取側の線材28の巻線速度であり、αMは同じく巻
線加減速度である。この加減速度αMにより、慣性ピー
ク張力補償部を具備しない場合の巻取張力F′には慣性
ピーク張力FPが生じることになる。起動・停止時に慣性
ピーク張力FPに見合う量,慣性ピーク張力補償部24でピ
ーク補償値FX1を制御した場合の二輪シーブ36より巻取
側の線材28に与えられる張力FTを示す。この結果として
線材28の巻取張力Fは、図に示すように、慣性ピーク張
力FPが相殺され、起動・停止時を含め安定した巻線が可
能となる。
v M is the winding speed of the wire rod 28 on the winding side, and α M is also the winding acceleration / deceleration. Due to this acceleration / deceleration α M , the inertial peak tension F P is generated in the winding tension F ′ when the inertial peak tension compensator is not provided. An amount commensurate with the inertia peak tension F P at the time of starting and stopping, and a tension F T given to the wire 28 on the winding side from the two-wheel sheave 36 when the peak compensation value F X1 is controlled by the inertia peak tension compensator 24 are shown. As a result, as shown in the figure, the winding tension F of the wire rod 28 cancels out the inertia peak tension F P , and stable winding is possible even at the time of starting and stopping.

次に第4図,第5図,第6図を用いて慣性ピーク張力補
償部24,学習機能部25をマイクロコンピユータ120を使用
して構成した一実施例について説明する。
Next, an embodiment in which the inertia peak tension compensator 24 and the learning function unit 25 are configured by using the microcomputer 120 will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6.

第4図において、100はマイクロコンピユータ120の全体
を統括管理する演算回路,制御回路,レジスタ回路等に
よつて構成されるCPU(中央演算処理ユニツト)であ
り、101はプログラムや固定的データ等を記憶するROM
(読出し専用メモリ)、102は可変的データ等を記憶す
るRAM(書込み読出し可能なメモリ)である。
In FIG. 4, reference numeral 100 denotes a CPU (central processing unit) that is configured by an arithmetic circuit, a control circuit, a register circuit, etc. that collectively manages the entire micro computer 120, and 101 indicates a program or fixed data. ROM to remember
(Read-only memory) 102 is a RAM (write-readable memory) that stores variable data and the like.

101は、運転指令RSt及び初期補償値設定器23によつて設
定する張力の初期補償値FX1を読取るためのデジタル入
力回路である。運転指令PStは運転中はON−,停止中はO
FFのON−OFF信号であり、運転指令PStがOFFからONに変
化する立上りをとらえて起動指令、ONからOFFに変化す
る立下りをとらえて停止指令として認識する。
Reference numeral 101 is a digital input circuit for reading the operation command R St and the initial tension compensation value F X1 set by the initial compensation value setting unit 23. The operation command P St is ON- during operation and O during stop.
This is an ON-OFF signal of FF, and is recognized as a start command by catching the rising edge of the operation command P St changing from OFF to ON, and a stop command by catching the falling edge changing from ON to OFF.

102は、張力検出器22が検出した張力検出値FSを入力す
るA/Dコンバータを中心として構成するアナログ入力回
路であり、103は磁性粉体式クラツチ19に対して慣性張
力のピーク補償値FXを出力するD/Aコンバータを中心と
して構成するアナログ出力回路である。
102 is an analog input circuit mainly composed of an A / D converter for inputting the detected tension value F S detected by the tension detector 22, and 103 is a peak compensation value of inertial tension for the magnetic powder type clutch 19. It is an analog output circuit mainly composed of a D / A converter that outputs F X.

これら各ユニツトは、バスライン106によつて各々電気
的に通信可能なように結合されている。
Each of these units is electrically connected to each other by a bus line 106.

次に第5図のフローチヤートと第6図の波形図を用いて
マイクロコンピユータ120を使用した慣性ピーク張力補
償部24と学習機能部25の動作の詳細について説明する。
第5図のフローチヤートはROM101に記憶しているプログ
ラムの内容をフローチヤートで示したものであるが、理
解を容易にするため起動時のみのフローチヤートとし
た。
Next, the details of the operation of the inertia peak tension compensator 24 and the learning function unit 25 using the microcomputer 120 will be described with reference to the flow chart of FIG. 5 and the waveform chart of FIG.
The flow chart of FIG. 5 shows the contents of the program stored in the ROM 101 by a flow chart, but for the sake of easy understanding, it is a flow chart only at startup.

プログラムがスタートすると、命令200において、デジ
タル入力回路101より初期補償値FX1を読取り、RAM105領
域のFXに記憶する。次に命令201で運転指令PStの立上り
を検出して、運転指令PStがONになつた瞬間をとらえ
て、命令202を実行しRAM105領域の張力検出値のピーク
メモリFsinを0クリアし、命令203の実行によりアナロ
グ出力回路103から慣性張力のピーク補償値FXを出力す
る。このピーク補償値FXは、次に、FXを出力するまでア
ナログ出力回路103によつて出力値を保持し、次に、FX
の値を書換えて出力するまで一定値を出力する。
When the program starts, in instruction 200, the initial compensation value F X1 is read from the digital input circuit 101 and stored in F X of the RAM 105 area. Then detects the rising of the operation command P St instruction 201, captures the instantaneous operation command P St has decreased to ON, the peak memory F sin tension detection value of RAM105 region executes instructions 202 is cleared to zero By executing the instruction 203, the analog output circuit 103 outputs the inertia tension peak compensation value F X. The peak compensation value F X may then hold the O connexion output value to an analog output circuit 103 to the output of F X, then F X
A constant value is output until the value of is rewritten and output.

この状態は、第6図において、張力のピーク補償値FX1
で張力変動のピークを補償しているにもかかわらず、線
材28で印加する張力目標値FS0に対して慣性張力によつ
て張力変動FP1が発生している状態を示す。
This state corresponds to the tension peak compensation value F X1 in FIG.
Although the peak of the tension fluctuation is compensated by in, the tension fluctuation F P1 is generated by the inertial tension with respect to the target tension value F S0 applied by the wire rod 28.

命令204,205では張力検出値FSの値を常に監視し、前回
のFSと比較して大であればピークメモリFsinに記憶する
ことにより張力検出値FSのピーク値(最大値)を検出し
ている。命令204の判断がNOとなり、第5図のフローチ
ヤートにおいて右方向に抜けた時、RAM105領域のFsin
は張力検出値のピーク値を記憶している。すなわち、第
6図に示すように、一回目の起動時には、Fsin=FP1+F
S0となり、n回目の起動時には、Fsin=FFn+FS0とな
る。
In the commands 204 and 205, the value of the tension detection value F S is constantly monitored, and if it is larger than the previous F S , it is stored in the peak memory F sin to detect the peak value (maximum value) of the tension detection value F S. is doing. When the judgment of the instruction 204 is NO and the flow chart in FIG. 5 is exited to the right, the peak value of the tension detection value is stored in F sin of the RAM 105 area. That is, as shown in FIG. 6, at the first start-up, F sin = F P1 + F
It becomes S0 , and at the n-th startup, F sin = F Fn + F S0 .

命令206では、ピーク補償値FXをアナログ出力回路103か
ら出力するのを終了するタイミングを検出している。す
なわち、線材28に印加する張力の目標値FS0近傍の値の
スレツシホールドレベルFZを設定し、FZより張力検出値
FSが低下した場合、命令207,208の実行によりピーク補
償値FXの出力を停止する。つまり、ピーク補償値FXに0
を書込んで出力する。
The instruction 206 detects the timing at which the output of the peak compensation value F X from the analog output circuit 103 ends. That is, the threshold value F Z near the target value F S0 of the tension applied to the wire 28 is set, and the tension detection value is calculated from F Z.
When F S decreases, the output of the peak compensation value F X is stopped by executing the instructions 207 and 208. In other words, the peak compensation value F X is 0
Is written and output.

命令209では、ピークメモリFsinに記憶している張力検
出値のピーク値に対し、線材28に印加する張力の目標値
FS0と張力のピーク値の制御目標より決定されるFS0近傍
の値のスレツシホールドレベルFYを比較し、もし、FY
Fsinであり慣性張力により発生する張力のピーク値が制
御目標より大きい場合は、命令210の学習機能の演算式
を実行し次回のピーク補償値FXの値を変更する。逆に、
FY>Fsinの場合は張力変動が制御目標範囲内であるから
命令210の学習機能の演算式を実行しないで、今回使つ
た張力のピーク補償値FXを次回も使用する。
In the command 209, the target value of the tension applied to the wire 28 is set with respect to the peak value of the tension detection value stored in the peak memory F sin.
Comparing F S0 and thread Tsushi Hold Level F Y value of F S0 vicinity is determined by the control target of the peak value of the tension, if, F Y
If it is F sin and the peak value of the tension generated by the inertial tension is larger than the control target, the arithmetic expression of the learning function of the instruction 210 is executed to change the value of the next peak compensation value F X. vice versa,
If F Y > F sin , the tension fluctuation is within the control target range, so the arithmetic expression of the learning function of the instruction 210 is not executed and the peak tension compensation value F X used this time is used again.

本実施例では、命令210における演算式として、次回に
印加するピーク補償値FXは、今回実行した時に印加した
ピーク値FXと今回実行した時に検出した張力の変動分の
定数C倍とする実験式を求めて採用した。本実施例では
C=0.9である。
In the present embodiment, as an arithmetic expression in the command 210, the peak compensation value F X to be applied next time is set to the peak value F X applied at this time and the constant C times the fluctuation amount of the tension detected at this time. Empirical formula was sought and adopted. In this embodiment, C = 0.9.

すなわち、 FXn+1=FXn+C×(Fsin+FS0) =FXn+C×FPn である。ここで、 FXn+1:次回印加するピーク補償値 FXn:今回印加したピーク補償値 C:定数値(=0.9) Fsin:張力検出値のピーク値(最大値) FS0:張力の目標値 FPn:今回発生した張力変動 また本実施例では、線材28を使用した製品の仕様より決
定される張力の目標値に対する張力変動のピーク値の抑
制制御目標を2%以内としたため、FYはFY=1.02×FS0
とし、FZはFZ=1.005FS0に設定した。
That is, F Xn + 1 = F Xn + C × (F sin + F S0 ) = F Xn + C × F Pn . Where F Xn + 1 : Peak compensation value to be applied next time F Xn : Peak compensation value to be applied this time C: Constant value (= 0.9) F sin : Peak value of tension detection value (maximum value) F S0 : Target of tension Value F Pn : Tension fluctuation generated this time Further, in this embodiment, the control target of the peak value of the tension fluctuation with respect to the target value of the tension determined by the specifications of the product using the wire 28 is set within 2%, so that F Y Is F Y = 1.02 x F S0
And F Z was set to F Z = 1.005F S0 .

第6図は、運転指令PStを三回入力した時の張力検出値F
Sとピーク補償値FXの変化を示す。
Fig. 6 shows the detected tension value F when the operation command P St is input three times.
The changes in S and the peak compensation value F X are shown.

一回目の起動時は、初期補償値設定器23によつて設定さ
れたピーク補償値FX1を使用しているため、比較的大き
な張力変動FP1が発生していることを示す。
Since the peak compensation value F X1 set by the initial compensation value setting unit 23 is used at the first start-up, it indicates that a relatively large tension fluctuation F P1 is occurring.

二回目の起動時は一回目の起動時に発生した張力検出値
FP1の値より学習機能によつて演算した値をピーク補償
値FX2(=FX1+C×FP1)として使用しているため、線
材28に印加される張力変動FP2が大幅に低下したことを
示す。
At the second startup, the tension detection value generated at the first startup
Due to the use of O connexion computed value to a value from the learning function of the F P1 as the peak compensation value F X2 (= F X1 + C × F P1), tension fluctuation F P2 applied to the wire 28 is significantly reduced Indicates that.

三回目の起動時は二回目の起動時に発生した張力検出値
FP2の値より学習機能によつて演算した値をピーク補償
値FX3(=FX2+C×FP2)として使用したため、張力変
動がFP3となり張力の制御目標範囲内に入つたことを示
す。以後は、線材等の仕様の変化等の制御条件に変化の
ない時は、ピーク補償値としてFX3が使用される。
At the time of the third start, the tension detection value generated at the time of the second start
Since the value calculated by the learning function from the value of F P2 was used as the peak compensation value F X3 (= F X2 + C × F P2 ), it indicates that the tension fluctuation became F P3 and was within the tension control target range. . After that, F X3 is used as the peak compensation value when there is no change in the control conditions such as the change in the specifications of the wire or the like.

また、一般的にピーク補償値FXの印加時間Tnは張力変動
が小さくなるにつれて、第6図に示すT1,T2,T3のよう
に短縮される傾向にある。
Further, generally, the application time T n of the peak compensation value F X tends to be shortened as T 1 , T 2 and T 3 shown in FIG. 6 as the tension fluctuation becomes smaller.

本実施例では、線材の材質,線径等の仕様が変更され制
御条件が変化した場合でも、学習機能によつて数回起動
を繰返すとピーク補償値FXの最適値を導出し、張力変動
のピーク値は制御目標範囲内に入つた。
In this embodiment, even if the specifications such as the wire material and the wire diameter are changed and the control conditions are changed, the optimum value of the peak compensation value F X is derived by repeating the start several times by the learning function, and the tension fluctuation The peak value of was within the control target range.

以上、本実施例によれば、巻線装置の起動・停止動作に
際して線材28に発生する慣性ピーク張力及び巻線中の全
工程において、線材28の張力変動を極力抑制することが
でき、高精度の張力制御による巻線作業を行なうことが
できる。
As described above, according to the present embodiment, the peak tension of inertia generated in the wire rod 28 at the time of starting / stopping the winding device and the tension fluctuation of the wire rod 28 can be suppressed as much as possible in all the steps during winding, and high accuracy is achieved. It is possible to perform the winding work by controlling the tension.

また、二輪シーブ8等の張力付加機構により、線材28の
繰出側と巻取側に張力差を付与することにより、繰出側
の張力を小さく設定しているので、繰出ドラムにコイル
状に巻かれた線材の上層側が下層側に食い込むことな
く、円滑に繰り出され、他方巻取側の張力を大きく設定
しているので、巻取側では高張力を維持して線材を巻取
ることが出来る。従つて、繰出ドラムに乱巻状態に巻か
れた線材でも、巻取側では、慣性ピーク張力を含んだ張
力変動を抑制しつつ高張力による多層整列巻きを行なう
ことができる。
Further, the tension on the feeding side is set to a small value by applying a tension difference between the feeding side and the winding side of the wire 28 by the tension applying mechanism such as the two-wheel sheave 8, so that the wire 28 is wound around the feeding drum in a coil shape. Since the upper layer side of the wire rod is smoothly fed out without digging into the lower layer side, and the tension on the winding side is set to be large, it is possible to wind the wire rod while maintaining high tension on the winding side. Therefore, even with the wire wound in a winding state on the feeding drum, the winding side can perform multi-layer aligned winding with high tension while suppressing the tension fluctuation including the inertia peak tension.

また、慣性ピーク張力補償部、学習機能部等をマイクロ
コンピユータによりソフトウエアで処理、制御している
ので融通性があり、実施例ではステツプ状に補償値を制
御しているが、巻取機の起動・停止パターンに合せ、制
御波形が容易に変更することが可能である。
Further, since the inertia peak tension compensating unit, the learning function unit and the like are processed and controlled by software by the microcomputer, there is flexibility. In the embodiment, the compensation value is controlled in a step-like manner. The control waveform can be easily changed according to the start / stop pattern.

なお、本実施例で、張力付加機構として二輪シーブを用
いたが、他の張力付加機構を利用してもよく、磁性粉体
式クラツチについても他の制動エネルギを与える他の要
素を利用しても同様の効果が得られる。
Although the two-wheel sheave is used as the tension applying mechanism in the present embodiment, other tension applying mechanisms may be used, and the magnetic powder clutch may also be provided with other elements that give other braking energy. Also has the same effect.

他の実施例として、学習機能部を具備せず、慣性ピーク
張力を補償するシステムブロツク図を第7図に示す。
As another embodiment, FIG. 7 shows a system block diagram for compensating the inertia peak tension without the learning function unit.

本実施例によれば、実施例に対し、複雑なソフトウエア
処理をせず、推測される慣性ピーク張力値を初期補償値
設定器に設定することにより、有害な慣性ピーク張力値
を抑制することができる。さらに、慣性ピーク張力補償
部,初期補償値設定器等を容易にアナログ回路で構成す
ることもできる。
According to the present embodiment, the harmful inertia peak tension value is suppressed by setting the estimated inertia peak tension value in the initial compensation value setting device without performing complicated software processing with respect to the embodiment. You can Further, the inertia peak tension compensator, the initial compensation value setter, etc. can be easily configured by analog circuits.

また、本発明の実施例によれば、既知の慣性ピーク張力
値により、起動・停止時の発生する慣性ピーク張力変動
を充分抑制でき、複雑なソフトウエア処理をせず、制御
系の簡略化が図れ、アナログ的処理も可能で応答性等の
向上が図れる。
Further, according to the embodiment of the present invention, by the known inertia peak tension value, it is possible to sufficiently suppress the inertia peak tension fluctuation generated at the time of start / stop, without complicated software processing, and simplifying the control system. Also, analog processing is possible, and the response etc. can be improved.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明した本発明の慣性ピーク張力補償巻線装置によ
れば、 線材を回転機構を介して巻取る巻取機と、線材の巻取速
度に追従して該線材を繰出す繰出機と、該繰出機と前記
巻取機との間の線材通過経路である線材走行ラインと、
該線材走行ライン上に設けられ、前記線材の巻取側に張
力を付加する張力付加手段と、前記線材走行ライン上に
設けられ、前記線材の繰出側の張力を巻取側の張力より
小さくして両者に張力差を与える張力差付加手段と、任
意の巻取側張力値を設定して設定張力信号を発生する巻
取張力設定器と、任意の繰出側張力値を設定して設定張
力信号を発生する繰出張力設定器と、前記巻取機の起動
・停止指令により前記張力付加手段へ線材走行ラインの
慣性の作用力による慣性ピーク張力を相殺するような慣
性ピーク張力補償部と、前記慣性ピーク張力値の補償値
を設定する初期補償値設定器と、前記慣性ピーク張力補
償部の制御量と実ピーク張力値とを計測記憶し、次回の
起動・停止時に前記慣性ピーク張力補償部の制御量を修
正する学習機能部とを備えている慣性ピーク張力補償巻
線装置、 或いは、前記学習機能部に代えて、予想される前記慣性
ピーク張力値を前記初期補償値設定器で設定し、前記慣
性ピーク張力補償部で補償するようにした慣性ピーク張
力補償巻線装置としたものであるから、 常に安定した高精度の巻線作業を行うことができること
は勿論、繰出側に乱巻状に巻かれた線材についても巻取
側に高張力制御による多層整列巻きを行なうことがで
き、しかも、起動・停止時の慣性ピーク張力を抑制でき
るため起動・停止時間を短縮して作業性の向上を図るこ
とが出来る。
According to the inertial peak tension compensation winding apparatus of the present invention described above, a winding machine that winds a wire through a rotating mechanism, a feeding machine that follows the winding speed of the wire and feeds the wire, A wire rod running line which is a wire rod passage between the feeding machine and the winding machine,
A tension applying means that is provided on the wire rod traveling line and applies a tension to the winding side of the wire rod, and a tensioning device that is provided on the wire rod traveling line and that makes the tension on the feeding side of the wire rod smaller than the tension on the winding side. And a tension difference adding means for giving a tension difference to both, a winding tension setter for setting an arbitrary winding side tension value to generate a set tension signal, and an arbitrary feeding side tension value for setting a tension tension signal. And a peak tension compensator for canceling the peak tension of inertia caused by the inertial force of the wire traveling line to the tension applying means in response to start / stop commands of the winder, and the inertia. An initial compensation value setter for setting a compensation value of the peak tension value, a control amount of the inertia peak tension compensation unit and an actual peak tension value are measured and stored, and the inertia peak tension compensation unit is controlled at the next start / stop. Learning function to correct the amount Inertial peak tension compensating winding device provided with, or, in place of the learning function section, the expected inertia peak tension value is set by the initial compensation value setting device, and is compensated by the inertia peak tension compensating section. Since the inertia peak tension compensating winding device is configured as described above, it is possible to always perform stable and high-precision winding work, and it is also possible to wind the winding side of the wire rod wound irregularly on the feeding side. In addition, it is possible to perform multi-layer aligned winding by high tension control, and further, it is possible to suppress the peak inertial tension at the time of starting and stopping, thereby shortening the starting and stopping time and improving workability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例のシステムブロツク図、第2
図は一実施例の巻線装置の構成図、第3図は巻線装置の
説明図、第4図は本発明の中央演算処理ユニツト、第5
図は本発明の演算処理フローチヤート、第6図は運転指
令,張力検出値,ピーク補償値の説明図、第7図は他の
実施例のシステムブロツク図である。 23…初期補償値設定器、24…慣性ピーク張力補償部、25
…学習機能部、26…直流電動機、27…繰出ドラム、28…
線材、30…ダンサローラ、36…二輪シーブ、38…張力検
出ローラ、40…速度検出器、41…駆動装置、42…巻取ド
ラム、120…マイクロコンピユータ。
FIG. 1 is a system block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 1 is a block diagram of a winding device according to an embodiment, FIG. 3 is an illustration of the winding device, and FIG. 4 is a central processing unit of the present invention.
FIG. 6 is a flow chart of the arithmetic processing of the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram of operation commands, tension detection values, peak compensation values, and FIG. 7 is a system block diagram of another embodiment. 23 ... Initial compensation value setter, 24 ... Inertia peak tension compensator, 25
… Learning function, 26… DC motor, 27… Feeding drum, 28…
Wire rod, 30 ... Dancer roller, 36 ... Two-wheel sheave, 38 ... Tension detecting roller, 40 ... Speed detector, 41 ... Driving device, 42 ... Winding drum, 120 ... Micro computer.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】線材を回転機構を介して巻取る巻取機と、
線材の巻取速度に追従して該線材を繰出す繰出機と、該
繰出機と前記巻取機との間の線材通過経路である線材走
行ラインと、該線材走行ライン上に設けられ、前記線材
の巻取側に張力を付加する張力付加手段と、前記線材走
行ライン上に設けられ、前記線材の繰出側の張力を巻取
側の張力より小さくして両者に張力差を与える張力差付
加手段と、任意の巻取側張力値を設定して設定張力信号
を発生する巻取張力設定器と、任意の繰出側張力値を設
定して設定張力信号を発生する繰出張力設定器と、前記
巻取機の起動・停止指令により前記張力付加手段へ線材
走行ラインの慣性の作用力による慣性ピーク張力を相殺
するような慣性ピーク張力補償部と、前記慣性ピーク張
力値の補償値を設定する初期補償値設定器と、前記慣性
ピーク張力補償部の制御量と実ピーク張力値とを計測記
憶し、次回の起動・停止時に前記慣性ピーク張力補償部
の制御量を修正する学習機能部とを備えていることを特
徴とする慣性ピーク張力補償巻線装置。
1. A winding machine for winding a wire rod through a rotating mechanism,
A feeder for feeding the wire rod following the winding speed of the wire rod, a wire rod running line which is a wire rod passage between the reeler and the winder, and a wire rod running line provided on the wire rod running line, A tension applying means for applying tension to the winding side of the wire and a tension difference adding means provided on the wire traveling line to make the tension on the feeding side of the wire smaller than the tension on the winding side to give a tension difference to the two. Means, a winding tension setting device that sets an arbitrary winding side tension value to generate a set tension signal, a feeding tension setting device that sets an arbitrary feeding side tension value to generate a setting tension signal, and Initializing the inertia peak tension compensator for canceling the inertia peak tension due to the acting force of the inertia of the wire traveling line to the tension applying means by the start / stop command of the winder, and the initial setting of the compensation value of the inertia peak tension value. Compensation value setting device and the inertia peak tension compensation unit An inertial peak tension compensating winding, which is provided with a learning function unit that measures and stores a control amount and an actual peak tension value, and corrects the control amount of the inertial peak tension compensating unit at the next start / stop. apparatus.
【請求項2】線材を回転機構を介して巻取る巻取機と、
線材の巻取速度に追従して該線材を繰出す繰出機と、該
繰出機と前記巻取機との間の線材通過経路である線材走
行ラインと、該線材走行ライン上に設けられ、前記線材
の巻取側に張力を付加する張力付加手段と、前記線材走
行ライン上に設けられ、前記線材の繰出側の張力を巻取
側の張力より小さくして両者に張力差を与える張力差付
加手段と、任意の巻取側張力値を設定して設定張力信号
を発生する巻取張力設定器と、任意の繰出側張力値を設
定して設定張力信号を発生する繰出張力設定器と、前記
巻取機の起動・停止指令により前記張力付加手段へ線材
走行ラインの慣性の作用力による慣性ピーク張力を相殺
するような慣性ピーク張力補償部と、前記慣性ピーク張
力値の補償値を設定する初期補償値設定器とを備え、 予想される前記慣性ピーク張力値を前記初期補償値設定
器で設定し、前記慣性ピーク張力補償部で補償すること
を特徴とする慣性ピーク張力補償巻線装置。
2. A winding machine for winding a wire rod through a rotating mechanism,
A feeder for feeding the wire rod following the winding speed of the wire rod, a wire rod running line which is a wire rod passage between the reeler and the winder, and a wire rod running line provided on the wire rod running line, A tension applying means for applying tension to the winding side of the wire and a tension difference adding means provided on the wire traveling line to make the tension on the feeding side of the wire smaller than the tension on the winding side to give a tension difference to the two. Means, a winding tension setting device that sets an arbitrary winding side tension value to generate a set tension signal, a feeding tension setting device that sets an arbitrary feeding side tension value to generate a setting tension signal, and Initializing the inertia peak tension compensator for canceling the inertia peak tension due to the acting force of the inertia of the wire traveling line to the tension applying means by the start / stop command of the winder, and the initial setting of the compensation value of the inertia peak tension value. Compensation value setter and expected inertia An inertial peak tension compensation winding device, wherein a peak tension value is set by the initial compensation value setting device and is compensated by the inertial peak tension compensation unit.
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