WO2016113994A1 - テンション制御装置及び搬送装置 - Google Patents

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WO2016113994A1
WO2016113994A1 PCT/JP2015/081887 JP2015081887W WO2016113994A1 WO 2016113994 A1 WO2016113994 A1 WO 2016113994A1 JP 2015081887 W JP2015081887 W JP 2015081887W WO 2016113994 A1 WO2016113994 A1 WO 2016113994A1
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隆之 間渕
塁 大橋
賢輔 平田
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株式会社Ihi
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Definitions

  • the present disclosure relates to a tension control device and a conveyance device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-005170 filed in Japan on January 14, 2015, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 discloses a buffer device including a plurality of turn bars around which a film-like object (band-like web) conveyed between two suction rollers is wound.
  • the turn bar can be raised and lowered.
  • the tension of the film-like object is detected by a sensor such as a load cell, and the deflection of the film-like object is controlled by feedback control that controls the amount of movement of the turn bar based on the detection result. Is suppressed.
  • the following patent documents 2 to 4 also disclose background art.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-245027 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-027765 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-213557 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-200216
  • the present disclosure has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to improve a delay in response of tension control as compared with a conventional tension control device that controls the tension of a web being conveyed.
  • the tension control device is disposed between an upstream device that feeds a belt-shaped web and a downstream device that receives the web, and in a substantially normal direction of the web conveyance surface in the vicinity of the guide surface of the pressing member. Includes a turn bar that presses the web, and a control unit that feed-forward-controls the pressing force from the turn bar to the web based on a schedule related to at least one of the web conveyance speed in the upstream device and the downstream device.
  • the conveyance device of the present disclosure includes an upstream device that sends out a belt-shaped web, a downstream device that receives the web, and a tension control device.
  • a turn bar that is disposed between an upstream device that feeds a belt-shaped web and a downstream device that receives the web and presses the web in a direction orthogonal to the conveyance direction, and controls the pressing force on the web from the turn bar.
  • a tension control device including a control unit, wherein the control unit performs feedforward control of the pressing force based on a schedule related to at least one of the web conveyance speed in the upstream device and the downstream device. Therefore, according to the present disclosure, it is possible to improve the delay in response of the tension control as compared with the conventional case.
  • the web processing apparatus in the present embodiment includes a web feeding device 1, an upstream guide roller 2, an air turn bar 3, a downstream guide roller 4, a cutting device 5, a first control unit 6, and a second control unit 7. .
  • the upstream guide roller 2, the air turn bar 3, the downstream guide roller 4, and the first control unit 6 constitute a tension control device according to the present embodiment.
  • the web sending device 1 is an upstream device in the present embodiment.
  • the cutting device 5 is a downstream device in the present embodiment.
  • Such a web processing device cuts the web W fed from the web feed device 1 and supplied to the cutting device 5 while maintaining a constant tension (tension) acting on the web W by the tension control device.
  • the apparatus 5 is a device that cuts the web W into a predetermined length.
  • the web W is a long belt-like member having a predetermined thickness and a predetermined width, and is made of, for example, resin or glass.
  • the web feeding device 1 includes a roller shaft 1a, a roller motor 1b, a rotation detector 1c, a touch roller 1d as a speed detecting means, and a touch roller detector 1e as a speed detector, and the web W is wound in a roll shape.
  • the web W is unwound from the web roll R.
  • the roller shaft 1a is a rod-like member that is inserted into a hole provided in the shaft center of the web roll R, and is rotated around the shaft center by a roller motor 1b.
  • the roller motor 1b is an actuator that rotationally drives the roller shaft 1a.
  • the roller motor 1b includes a drive circuit such as an inverter circuit, and the rotation speed is set based on a speed control command input from the first control unit 6.
  • the rotation detector 1c is, for example, a sensor that detects the rotation state of the roller motor 1b such as a resolver or an encoder, and outputs a rotation detection signal indicating the rotation state of the roller motor 1b to the first control unit 6.
  • the touch roller 1d is a driven roller that is pressed against the peripheral surface of the web roll R.
  • the position of the touch roller 1d varies depending on the winding diameter of the web roll R. That is, when the web W is sequentially sent out from the web delivery device 1, the winding diameter of the web roll R is gradually reduced, so that the web W is conveyed in the vicinity of the touch roller 1d, that is, the rotation speed of the touch roller 1d.
  • the roll diameter of the roll R can be estimated.
  • the touch roller detector 1e outputs a speed detection signal indicating the conveyance speed of the web W in the vicinity of the touch roller 1d to the first control unit 6.
  • the function of the touch roller 1d is to detect the unwinding speed of the web W that changes over time.
  • touch roller 1d and “touch roller detector 1e” are shown as examples of the contact sensor, but other sensors having the same function may be used.
  • Doppler sensor as a non-contact sensor can be cited.
  • the speed detecting means and the speed detector can be appropriately selected depending on required accuracy and various conditions.
  • the upstream guide roller 2 is a driven roller provided in parallel with the downstream guide roller 4 in the middle of the web W conveyance path.
  • the upstream guide roller 2 and the downstream guide roller 4 are web guide members for changing the conveyance direction of the web W.
  • the peripheral surface of the upstream guide roller 2 is a guide surface of the web W.
  • the upstream guide roller 2 guides the web W in a non-contact state, for example, by blowing air from the peripheral surface.
  • the air turn bar 3 is an actuator that is provided on the downstream side of the upstream guide roller 2 so as to be movable up and down and adjusts the tension acting on the web W by pressing the web W in a non-contact state. As shown in the figure, the air turn bar 3 is provided so as to be movable in the vertical direction between the upstream guide roller 2 and the downstream guide roller 4 facing each other so as to be parallel to each other. The operation of the air turn bar 3 is controlled by the first controller 6.
  • the air turn bar 3 includes a pressing member 3a, a connecting member 3b, a ball screw 3c, a screw motor 3d, a rotation detector 3e, a pressure sensor 3f, and a gap sensor 3g.
  • the pressing member 3a applies a desired tension by pressing the web W in a non-contact manner.
  • the pressing member 3a supports the web W in a non-contact manner by blowing air (air) from the guide surface 31 curved in an arc shape to a part of the web W traveling in the longitudinal direction.
  • the guide surface 31 is an arc surface (cylindrical surface) that is curved around an axis along the width direction of the web W and has a width larger than the width of the web W.
  • Such a pressing member 3a holds the web W in a bent state at the guide surface 31 as shown in the figure.
  • the air turn bar 3 it may replace with air (air) and may spray other gas (For example, inert gas, such as nitrogen), to the web W.
  • air air
  • other gas for example, inert gas, such as nitrogen
  • the connecting member 3b is a member that connects the pressing member 3a and the ball screw 3c.
  • the ball screw 3c changes the position of the pressing member 3a. That is, the ball screw 3c linearly moves (directly moves) the pressing member 3a connected via the connecting member 3b. Since the ball screw is generally known, the detailed configuration of the ball screw is omitted in FIG. 2, but the ball screw 3c is connected to the female screw portion that meshes with the male screw portion by rotating the rod-like male screw portion.
  • the pressing member 3a connected via the reciprocating motion is reciprocated (vertically moved) in the direction indicated by the arrow. Thereby, the pressing member 3a presses the web W in a direction orthogonal to the conveying direction by being movable in the vertical direction.
  • the “vertical direction” indicates an example of “the normal direction of the conveyance surface of the web W in the vicinity of the guide surface 31 of the pressing member 3a”.
  • the conveyance direction of the web W is a direction from left to right in a substantially horizontal direction.
  • the pressing member 3a presses the web W substantially vertically. That is, in FIG. 1, when the transport direction is approximately 0 °, the pressing direction (“vertical direction”) is 90 °.
  • This pressing direction is not only geometrically arranged in the “vertical direction” (90 °), but is also arranged in “substantially vertical direction” (80 °, 100 °, etc.) for reasons such as preventing interference with surrounding members. May be.
  • the pressing direction is generally set to be substantially “left and right direction”. That is, when these are expressed comprehensively, the pressing member 3a presses the web W in the “normal direction of the conveyance surface of the web W in the vicinity of the guide surface 31 of the pressing member 3a”.
  • the screw motor 3d is an actuator that rotationally drives the male screw portion of the ball screw 3c.
  • the screw motor 3d includes a drive circuit such as an inverter circuit, and rotates based on a rotation control command input from the first control unit 6.
  • the rotation detector 3e is a sensor that detects the rotation state of the screw motor 3d, such as a resolver or an encoder, and outputs a rotation detection signal indicating the rotation state of the screw motor 3d to the first control unit 6.
  • the pressure sensor 3f is provided in the pressing member 3a, that is, on the opposite side of the web W across the guide surface 31, and the pressure of air blown from the guide surface 31 of the pressing member 3a toward the web W is used as the air pressure. To detect.
  • the pressure sensor 3 f outputs a detection value indicating the air pressure to the first control unit 6.
  • the gap sensor 3g is provided so as to face the guide surface 31 across the web W, and detects the floating amount of the web W from the pressing member 3a, that is, the gap width between the guide surface 31 and the web W as a floating gap. To do.
  • the gap sensor 3g outputs a detection value indicating the levitation gap to the first control unit 6.
  • the downstream guide roller 4 is a driven roller provided on the downstream side of the air turn bar 3 so as to face the upstream guide roller 2 in parallel with each other.
  • the downstream guide roller 4 is configured in exactly the same way as the upstream guide roller 2, and the downstream guide roller 4 and the upstream guide roller 2 are web guide members that change the conveyance direction of the web W.
  • the cutting device 5 is a device that cuts the web W into a predetermined length. That is, the web W is temporarily stopped in the cutting device 5 and is cut in this stopped state. The stopping and cutting of the web W in the cutting device 5 are performed under the control of the second control unit 7.
  • the first control unit 6 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an interface circuit, and the like.
  • the interface circuit communicates electrically, optically, or electromagnetically with the web delivery device 1, the air turn bar 3, and the second control unit 7.
  • the first control unit 6 performs predetermined calculation processing on the rotation detection signal from the rotation detector 1c and the speed detection signal from the touch roller detector 1e based on various control programs stored in the ROM, and based on the calculation result. To control the operation of the web sending device 1.
  • the first control unit 6 performs predetermined calculation processing on the detection value indicating the air pressure by the pressure sensor 3f and the floating gap by the gap sensor 3g based on various control programs stored in the ROM, and based on the calculation result. In order to maintain a non-contact state with a constant distance between the web W and the guide surface 31 of the pressing member 3a, the air blown from the guide surface 31 of the pressing member 3a is controlled.
  • the first control unit 6 is based on the conveyance speed of the web W by the web delivery device 1 controlled by itself and the conveyance speed at the time of the cutting process of the web W by the cutting device 5 controlled by the second control unit 7. Then, the ball screw 3c is driven by the screw motor 3d. Thus, the position of the pressing member 3a, that is, the pressing force applied to the web W by the air turn bar 3 is feedforward controlled.
  • the second control unit 7 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an interface circuit, and the like.
  • the interface circuit communicates with the cutting device 5 and the first controller 6 electrically, optically, or electromagnetically.
  • This 2nd control part 7 performs a calculation process based on the various control programs memorize
  • the web sending apparatus 1 executes the web W sending process while adjusting the speed at which the web W is unwound from the web roll R based on the speed control command input from the first control unit 6. To do.
  • the fed web W sequentially passes through the upstream guide roller 2, the air turn bar 3, and the downstream guide roller 4, and is conveyed to the cutting device 5.
  • the cutting device 5 performs the web W cutting process while adjusting the transport speed of the web W based on the speed control command input from the second control unit 7.
  • the first control unit 6 executes the following characteristic processing. That is, the 1st control part 6 gives to the web W based on the schedule regarding the conveyance speed of the web W in the web sending apparatus 1 and the cutting apparatus 5 which are memorize
  • This schedule shows the conveyance speed of the web W in the future web sending device 1 and the cutting device 5 and the like.
  • the schedule includes the target speed of the web W in the web sending device 1, the start timing of transition to the target speed, and the acceleration up to the target speed.
  • the first control unit 6 uses the target speed, transition start timing, and acceleration included in this schedule to control values related to the position of the pressing member 3a (that is, for screws) so that the pressing force to the web W is constant. Control value of the motor 3d).
  • the acceleration is an inclination until the speed V1 changes to the speed V2.
  • the acceleration may be a constant such that the slope from the speed V1 to the speed V2 is shown by the straight solid line in FIG. 3, or the slope from the speed V1 to the speed V2 is the curved shape in FIG. It may be a value that changes over time as indicated by a broken line. If the timing for starting the transition to the target speed is known (time t0 shown in FIG. 3), the conveyance speed of the web W in the web delivery device 1 at any time while the speed is changing can be calculated. it can. Similarly, the first control unit 6 can also calculate the conveyance speed of the web W in the cutting device 5.
  • the first control unit 6 obtains a difference between the web W conveyance speed in the web delivery device 1 and the web W conveyance speed in the cutting device 5 at an arbitrary time from the target speed, the transition start timing, and the acceleration. A control value of the screw motor 3d is generated from the difference.
  • the first control unit 6 determines the web sending device 1 from time t0 to time t1 shown in FIG. 3 based on the schedule related to the web W conveyance speed in the web sending device 1 and the cutting device 5 that are stored or input from the outside. The difference between the transfer speed at the cutting speed and the transfer speed at the cutting device 5 is obtained (step S1). Furthermore, the first control unit 6 generates a control value for the screw motor 3d based on the difference obtained in step S1 so that the pressing force to the web W is constant (step S2).
  • the first control unit 6 determines whether or not the actual time T has reached the time t0 that is the transition start timing (step S3).
  • the first control unit 6 waits until the actual time T reaches the time t0 which is the transition start timing, and controls the screw motor 3d based on the control value generated in step S2 after reaching the actual time T.
  • the height (position) is controlled (step S4).
  • the first control unit 6 controls the screw motor 3d so that the pressing force becomes constant as the pressing member 3a is raised.
  • the first control unit 6 controls the screw motor 3d so that the pressing force becomes constant as the pressing member 3a is lowered.
  • the 1st control part 6 is the pressing member 3a, when the position of the pressing member 3a is a raise limit. For example, a signal indicating an abnormality is output and the web processing apparatus is stopped.
  • the first control unit 6 does not press the pressing member 3 a when the position of the pressing member 3 a is the lower limit. For example, a signal indicating an abnormality is output and the web processing apparatus is stopped.
  • the 1st control part 6 judges the position of the press member 3a based on the rotation detection signal input from the rotation detector 3e.
  • the air turn bar that is disposed between the web sending device 1 that feeds the belt-like web W and the cutting device 5 that receives the web W and presses the web W in a direction orthogonal to the conveying direction. 3 and a first control unit 6 that controls the pressing force against the web W from the air turn bar 3, the first control unit 6 is configured to control the web W in the web feeding device 1 and the cutting device 5.
  • the position of the pressing member 3a is feedforward controlled so that the pressing force to the web W is constant based on a schedule relating to at least one of the conveying speeds. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve the delay in response of the tension control as compared with the conventional case.
  • the schedule includes the target speed of the web W and the start timing of transition to the target speed.
  • the schedule includes acceleration up to the target speed of the web W.
  • the conveyance speed of the web transmission apparatus 1 or the cutting apparatus 5 at an arbitrary time from the transition start timing is more accurately measured until the conveyance speed of the web transmission apparatus 1 or the cutting apparatus 5 reaches the target speed. Therefore, more accurate feedforward control can be realized.
  • the 1st control part 6 calculates the difference of the conveyance speed of the web W in the web sending apparatus 1 and the conveyance speed of the web W in the cutting device 5, and a press member based on this difference The position of 3a is feedforward controlled. Therefore, according to this embodiment, since both the conveyance speed in the web sending device 1 and the conveyance speed in the cutting device 5 are taken into account, more accurate feedforward control can be realized.
  • the first control unit 6 controls the position of the pressing member 3 a so as to coincide with changes in the conveyance speed of the web delivery device 1 and the conveyance speed of the cutting device 5.
  • the height of the pressing member 3a is changed so as to coincide with a period in which the conveyance speed in the web delivery device 1 and the conveyance speed in the cutting device 5 change (FIG. 5). (See graph A).
  • the height of the pressing member 3a is controlled by temporally displacing the change in the conveyance speed of the web delivery device 1 and the conveyance speed of the cutting device 5 (graph shown in FIG. 5).
  • the first control unit 6 changes the change of the pressing member 3 a with respect to the change of the conveyance speed of the web W.
  • the 1st control part 6 performs control of pressing force with respect to the time which the schedule regarding the conveyance speed of the web W in the web sending device 1 and the cutting device 5 which is memorize
  • the pressing member 3a rises after the web W is slightly bent, it is possible to avoid excessive tension from acting on the web W.
  • the first control unit 6 changes the pressing member 3a with respect to the change in the conveyance speed of the web W when decelerating the conveyance speed of the web sending device 1 and when accelerating the conveyance speed of the cutting device 5.
  • Advance. Specifically, the 1st control part 6 performs control of pressing force with respect to the time which the schedule regarding the conveyance speed of the web W in the web sending device 1 and the cutting device 5 which is memorize
  • the web processing apparatus includes the web sending apparatus 1 as an upstream apparatus and the cutting apparatus 5 as a downstream apparatus, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the upstream device may be a processing device that processes the web W such as the cutting device 5.
  • the downstream device may be a processing device such as a coating device other than the cutting device 5 or a device that conveys the web W.
  • the pressing member 3a of the air turn bar 3 moves in the vertical direction.
  • the pressing member 3a is moved up and down. You may make it move to a horizontal direction instead of a direction and press the web W in the direction orthogonal to a conveyance direction by the press member 3a.
  • the first control unit 6 controls both the web delivery device 1 and the air turn bar 3, but for example, a different control device controls each of the web delivery device 1 and the air turn bar 3. May be.

Landscapes

  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
  • Advancing Webs (AREA)

Abstract

　本開示は、帯状のウェブ（Ｗ）を送り出す上流装置（１）とウェブ（Ｗ）を受け取る下流装置（５）との間に配置されると共に、押圧部材（３ａ）がウェブ（Ｗ）を押圧するターンバー（３）と、ターンバー（３）からウェブ（Ｗ）に対する押圧力を、上流装置（１）及び下流装置（５）におけるウェブ（Ｗ）の搬送速度の少なくともいずれか一方に関するスケジュールに基づいてフィードフォワード制御する制御部（６）と、を具備するテンション制御装置である。

Description

テンション制御装置及び搬送装置
　本開示は、テンション制御装置及び搬送装置に関する。本願は、２０１５年１月１４日に日本に出願された特願２０１５－００５１７０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　下記特許文献１には、２つのサクションローラ間で搬送されるフィルム状物（帯状のウェブ）が巻き掛けられる複数のターンバーを備えるバッファ装置が開示されている。このバッファ装置では、ターンバーが昇降可能とされており、ロードセル等のセンサによってフィルム状物の張力を検出し、この検出結果に基づいてターンバーの移動量を制御するフィードバック制御によって、フィルム状物の撓みを抑制している。また、下記特許文献２～４にも、背景技術が開示されている。
日本国特開２０１３－２４５０２７号公報 日本国特開２００６－０２７７６５号公報 日本国特開２００１－２１３５５７号公報 日本国特開２００５－２００２１６号公報
　ところで、上記特許文献１に開示されたバッファ装置では、サクションローラの回転速度が加速あるいは減速した場合、上記センサによる検出結果に基づいてフィードバック制御を行う。このため、上記センサによってウェブのテンションの変化が検出され、この検出結果に基づいてターンバーの移動量を制御するこれにより、サクションローラの回転速度の変化に対して、即座にウェブのテンションを調整することができない。したがって、テンション制御の応答に遅れが発生する。
　本開示は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、搬送されるウェブのテンションを制御するテンション制御装置において、従来よりもテンション制御の応答の遅れを改善する、ことを目的とする。
　本開示は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。本開示のテンション制御装置は、帯状のウェブを送り出す上流装置とウェブを受け取る下流装置との間に配置されると共に、押圧部材の案内面近傍におけるウェブの搬送面の略法線方向に、押圧部材がウェブを押圧するターンバーと、ターンバーからウェブに対する押圧力を、上流装置及び下流装置におけるウェブの搬送速度の少なくともいずれか一方に関するスケジュールに基づいてフィードフォワード制御する制御部とを具備する。
　本開示の搬送装置は、帯状のウェブを送り出す上流装置と、ウェブを受け取る下流装置と、テンション制御装置とを具備する。
　本開示によれば、帯状のウェブを送り出す上流装置とウェブを受け取る下流装置との間に配置されると共にウェブを搬送方向に直交する方向に押圧するターンバーと、ターンバーからウェブに対する押圧力を制御する制御部とを具備するテンション制御装置であって、制御部は、上流装置及び下流装置におけるウェブの搬送速度の少なくともいずれか一方に関するスケジュールに基づいて押圧力をフィードフォワード制御する。したがって、本開示によれば、テンション制御の応答の遅れを従来よりも改善することが可能である。
本開示の一実施形態におけるウェブ処理装置の機能構成を示すブロック図である。 本開示の一実施形態に係るテンション制御装置の機能構成を示すブロック図である。 本開示の一実施形態におけるウェブ送出装置によるウェブの送出時の搬送速度の一例を示す図である。 本開示の一実施形態に係るテンション制御装置の動作を示すフローチャートである。 本開示の一実施形態におけるウェブ送出装置及び切断装置の搬送速度の変化に応じた押圧部材の高さの変化を示す図である。
　以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。
　本実施形態におけるウェブ処理装置は、ウェブ送出装置１、上流側ガイドローラ２、エアターンバー３、下流側ガイドローラ４、切断装置５、第１制御部６、及び第２制御部７を備えている。なお、これらの構成要素のうち、上流側ガイドローラ２、エアターンバー３、下流側ガイドローラ４、及び第１制御部６は、本実施形態に係るテンション制御装置を構成している。また、ウェブ送出装置１は、本実施形態における上流装置である。また、切断装置５は、本実施形態における下流装置である。
　このようなウェブ処理装置は、ウェブ送出装置１から送り出されて切断装置５に供給されるウェブＷに対して、テンション制御装置でウェブＷに作用するテンション（張力）を一定に維持しつつ、切断装置５でウェブＷを所定長さに切断する装置である。なお、ウェブＷは、所定の厚さ及び所定の幅を有する長尺の帯状部材であり、例えば樹脂あるいはガラスを材料とする。
　ウェブ送出装置１は、ローラ軸１ａ、ローラ用モータ１ｂ、回転検出器１ｃ、速度検出手段としてのタッチローラ１ｄ、及び速度検出器としてのタッチローラ検出器１ｅを備え、ウェブＷがロール状に巻かれたウェブロールＲからウェブＷを巻き出す。ローラ軸１ａは、ウェブロールＲの軸心に設けられた空孔に挿通される棒状部材であり、ローラ用モータ１ｂによって軸心周りに回転駆動される。
　ローラ用モータ１ｂは、ローラ軸１ａを回転駆動するアクチュエータである。このローラ用モータ１ｂは、インバータ回路等の駆動回路を含むものであり、第１制御部６から入力される速度制御指令に基づいて回転速度が設定される。回転検出器１ｃは、例えば、レゾルバやエンコーダ等のローラ用モータ１ｂの回転状態を検出するセンサであり、ローラ用モータ１ｂの回転状態を示す回転検出信号を第１制御部６に出力する。
　タッチローラ１ｄは、ウェブロールＲの周面に圧接される従動ローラである。このようなタッチローラ１ｄの位置は、ウェブロールＲの巻径によって変化する。すなわち、ウェブＷがウェブ送出装置１から順次送り出されると、ウェブロールＲの巻径は徐々に小さくなるので、タッチローラ１ｄ近傍におけるウェブＷの搬送速度、すなわち、タッチローラ１ｄの回転速度から、ウェブロールＲの巻径を推測できる。タッチローラ検出器１ｅは、タッチローラ１ｄ近傍におけるウェブＷの搬送速度を示す速度検出信号を第１制御部６に出力する。なお、タッチローラ１ｄの機能は、経時的に変化するウェブＷの巻出し速度を検出することである。よって、本実施形態では、接触式センサの例として「タッチローラ１ｄ」及び「タッチローラ検出器１ｅ」を示したが、同様の機能を有する他のセンサを使用することも可能である。このような他のセンサの一例としては、非接触式センサとしての「ドップラーセンサ」等を挙げることができる。この速度検出手段及び速度検出器は、要求精度や諸条件等により適宜選択可能である。
　上流側ガイドローラ２は、ウェブＷの搬送経路の途中に下流側ガイドローラ４と平行な状態で設けられた従動ローラである。この上流側ガイドローラ２及び下流側ガイドローラ４は、ウェブＷの搬送方向を変更させるためのウェブ案内部材である。この上流側ガイドローラ２の周面は、ウェブＷの案内面である。上流側ガイドローラ２は、例えば周面から空気を吹き出すことにより、非接触な状態でウェブＷを案内する。
　エアターンバー３は、上流側ガイドローラ２の下流側に昇降自在に設けられると共に、非接触状態でウェブＷを押圧することによりウェブＷに作用するテンションを調整するアクチュエータである。このエアターンバー３は、図示するように、互いに並行になるように対峙する上流側ガイドローラ２と下流側ガイドローラ４との間において、上下方向に移動自在に設けられている。また、このエアターンバー３の動作は、第１制御部６によって制御される。
　このようなエアターンバー３は、図２に示すように、押圧部材３ａ、連結部材３ｂ、ボールネジ３ｃ、ネジ用モータ３ｄ、回転検出器３ｅ、圧力センサ３ｆ、及びギャップセンサ３ｇを備える。押圧部材３ａは、ウェブＷを非接触で押圧することにより、所望のテンションを付与する。この押圧部材３ａは、長手方向に走行するウェブＷの一部に対して円弧状に湾曲した案内面３１からエアー（空気）を噴き付けることにより、ウェブＷを非接触で支持する。この案内面３１は、ウェブＷの幅方向に沿った軸周りに湾曲しておりウェブＷの幅よりも大きな幅を備える円弧面（シリンドリカル面）である。
　このような押圧部材３ａは、図示するように案内面３１でウェブＷを湾曲させて折り返す状態に保持する。なお、エアターンバー３については、エアー（空気）に代えて、他の気体（例えば窒素等の不活性ガス）をウェブＷに吹付けるものであってもよい。
　連結部材３ｂは、上記押圧部材３ａとボールネジ３ｃとを連結する部材である。ボールネジ３ｃは、押圧部材３ａの位置を可変する。すなわち、このボールネジ３ｃは、連結部材３ｂを介して連結された押圧部材３ａを直線的に、上下方向に移動（直動）させる。一般にボールネジは周知されているので、図２においてボールネジの詳細構成を省略するが、ボールネジ３ｃは、棒状の雄ネジ部が回動することにより、この雄ネジ部に噛み合う雌ネジ部に連結部材３ｂを介して連結された押圧部材３ａを、矢印で示す方向に往復動（上下動）させる。これにより、押圧部材３ａは、上下方向に移動可能であることにより、ウェブＷを搬送方向に直交する方向に押圧する。
　なお、「上下方向」とは、「押圧部材３ａの案内面３１近傍におけるウェブＷの搬送面の法線方向」の一例を示すものである。例えば、図１においては、ウェブＷの搬送方向は、略水平方向に左から右へ向かう方向となっている。これに対する押圧部材３ａは、ウェブＷを略上下方向に押圧するのが一般的である。つまり、図１では、搬送方向を略０°とすると、押圧方向（「上下方向」）は９０°となる。この押圧方向は、幾何学的に「上下方向」（９０°）に配置するのみならず、周囲の部材との干渉防止等の理由により「略上下方向」（８０°や１００°等）に配置してもよい。さらに、例えば搬送方向が略「上下方向」である場合には、押圧方向は、略「左右方向」とするのが一般的である。つまり、これらを包括的に表現すると、「押圧部材３ａの案内面３１近傍におけるウェブＷの搬送面の法線方向」に、押圧部材３ａがウェブＷを押圧することになる。
　ネジ用モータ３ｄは、ボールネジ３ｃの雄ネジ部を回転駆動するアクチュエータである。このネジ用モータ３ｄは、インバータ回路等の駆動回路を含むものであり、第１制御部６から入力される回転制御指令に基づいて回転する。回転検出器３ｅは、例えば、レゾルバやエンコーダ等のネジ用モータ３ｄの回転状態を検出するセンサであり、ネジ用モータ３ｄの回転状態を示す回転検出信号を第１制御部６に出力する。
　圧力センサ３ｆは、上記押圧部材３ａ内、つまり案内面３１を挟んでウェブＷの反対側に設けられ、押圧部材３ａの案内面３１からウェブＷに向けて吹付けられるエアーの圧力をエアー圧力として検出する。この圧力センサ３ｆは、エアー圧力を示す検出値を第１制御部６に出力する。
　ギャップセンサ３ｇは、ウェブＷを挟んで案内面３１に対向するように設けられており、ウェブＷの押圧部材３ａからの浮上量、つまり案内面３１とウェブＷとのギャップ幅を浮上ギャップとして検出する。このギャップセンサ３ｇは、浮上ギャップを示す検出値を第１制御部６に出力する。
　図１に戻り、下流側ガイドローラ４は、エアターンバー３の下流側に上流側ガイドローラ２と互いに並行になるように対峙する状態に設けられた従動ローラである。この下流側ガイドローラ４は、上流側ガイドローラ２と全く同様に構成されており、下流側ガイドローラ４及び上流側ガイドローラ２は、ウェブＷの搬送方向を変更させるウェブ案内部材である。
　切断装置５は、ウェブＷを所定の長さに切断する装置である。すなわち、ウェブＷは、切断装置５において一旦搬送が停止され、この停止状態において切断される。このような切断装置５におけるウェブＷの停止及び切断は、第２制御部７の制御の下で行われる。
　第１制御部６は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びインターフェイス回路等から構成されている。なお、インターフェイス回路は、ウェブ送出装置１、エアターンバー３、及び第２制御部７と、電気的、光学的、あるいは電磁気的に通信を行う。この第１制御部６は、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムに基づいて、回転検出器１ｃによる回転検出信号及びタッチローラ検出器１ｅによる速度検出信号に所定の演算処理を施し、演算結果に基づいてウェブ送出装置１の動作を制御する。
　また、第１制御部６は、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムに基づいて、圧力センサ３ｆによるエアー圧力及びギャップセンサ３ｇによる浮上ギャップを示す検出値に所定の演算処理を施し、演算結果に基づいてウェブＷと押圧部材３ａの案内面３１との距離を一定として非接触な状態を維持するために、押圧部材３ａの案内面３１から吹き出されるエアーを制御する。
　さらに、第１制御部６は、自らが制御するウェブ送出装置１によるウェブＷの搬送速度と、第２制御部７によって制御される切断装置５によるウェブＷの切断処理時の搬送速度とに基づいてネジ用モータ３ｄにボールネジ３ｃを駆動させる。このことによって、押圧部材３ａの位置、つまり、エアターンバー３によってウェブＷに付与される押圧力をフィードフォワード制御する。
　第２制御部７は、第１制御部６と同様、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びインターフェイス回路等から構成されている。なお、上記インターフェイス回路は、切断装置５及び第１制御部６と、電気的、光学的、あるいは電磁気的に通信を行う。この第２制御部７は、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムに基づいて、演算処理を施し、演算結果に基づいて切断装置５によるウェブＷの切断処理を制御する。
　次に、このように構成されたウェブ処理装置の動作について、図３及び図４を参照して詳しく説明する。ウェブ処理装置が起動すると、ウェブ送出装置１は、第１制御部６から入力される速度制御指令に基づいてウェブロールＲからウェブＷを巻き出す速度を調整しつつ、ウェブＷの送出処理を実行する。送出されたウェブＷは、上流側ガイドローラ２、エアターンバー３、及び下流側ガイドローラ４を順番に通過し、切断装置５に搬送される。切断装置５は、ウェブＷが搬送されると、第２制御部７から入力される速度制御指令に基づいてウェブＷの搬送速度を調整しつつ、ウェブＷの切断処理を実行する。
　ここで、第１制御部６は、ウェブ送出装置１の動作の制御に加えて、以下の特徴的な処理を実行する。つまり、第１制御部６は、自らが記憶あるいは外部（例えば第２制御部７）より入力されるウェブ送出装置１及び切断装置５におけるウェブＷの搬送速度に関するスケジュールに基づいて、ウェブＷに付与する押圧力をフィードフォワード制御する。このスケジュールは、今後のウェブ送出装置１及び切断装置５におけるウェブＷの搬送速度等を示すものである。
　具体的には、スケジュールには、ウェブ送出装置１におけるウェブＷの目標速度と、この目標速度への移行開始タイミングと、目標速度までの加速度とが含まれている。第１制御部６は、このスケジュールに含まれる目標速度、移行開始タイミング、及び加速度を用いて、ウェブＷへの押圧力が一定となるように押圧部材３ａの位置に関する制御値（すなわち、ネジ用モータ３ｄの制御値）を生成する。
　例えば、ウェブ送出装置１の搬送速度が、図３に示す速度Ｖ１であり、目標速度が図３に示す速度Ｖ２である場合、加速度は、速度Ｖ１から速度Ｖ２に変化するまでの傾きである。なお、加速度は、速度Ｖ１から速度Ｖ２までの傾きが図３の直線状の実線で示されるような、定数であってもよいし、速度Ｖ１から速度Ｖ２までの傾きが図３の湾曲状の破線で示されるような、経時的に変化する値であってもよい。これに、目標速度への移行開始タイミング（図３に示す時刻ｔ０）が分かれば、速度が変化している間の任意の時刻でのウェブ送出装置１におけるウェブＷの搬送速度を算出することができる。また、同様に、第１制御部６は、切断装置５におけるウェブＷの搬送速度を算出することもできる。
　第１制御部６は、目標速度、移行開始タイミング、及び加速度から、任意の時刻でのウェブ送出装置１におけるウェブＷの搬送速度と切断装置５におけるウェブＷの搬送速度との差分を求め、この差分からネジ用モータ３ｄの制御値を生成する。
　図４に示すフローチャートを用いてウェブ処理装置の動作についてより具体的に説明する。
　まず、第１制御部６は、自らが記憶あるいは外部より入力されるウェブ送出装置１及び切断装置５におけるウェブＷの搬送速度に関するスケジュールから、図３に示す時刻ｔ０から時刻ｔ１におけるウェブ送出装置１での搬送速度と切断装置５での搬送速度との差分を求める（ステップＳ１）。さらに、第１制御部６は、ステップＳ１で求めた差分に基づいて、ウェブＷへの押圧力が一定となるように、ネジ用モータ３ｄの制御値を生成する（ステップＳ２）。
　続いて、第１制御部６は、実時刻Ｔが移行開始タイミングである時刻ｔ０に到達したかについての判定を行う（ステップＳ３）。第１制御部６は、実時刻Ｔが移行開始タイミングである時刻ｔ０に到達するまで待機し、到達後にステップＳ２で生成した制御値に基づいてネジ用モータ３ｄを制御することで押圧部材３ａの高さ（位置）を制御する（ステップＳ４）。
　例えば、ウェブ送出装置１での搬送速度が切断装置５での搬送速度を上回る場合には、ウェブＷに撓みが発生する。このため、第１制御部６は、押圧部材３ａが上昇されることで押圧力が一定となるように、ネジ用モータ３ｄを制御する。一方、ウェブ送出装置１での搬送速度が切断装置５での搬送速度を下回る場合には、ウェブＷが張る。このため、第１制御部６は、押圧部材３ａが下降されることで押圧力が一定となるように、ネジ用モータ３ｄを制御する。
　なお、第１制御部６は、ウェブ送出装置１での搬送速度が切断装置５での搬送速度を上回る場合であっても、押圧部材３ａの位置が上昇限である場合には、押圧部材３ａの上昇を行わず、例えば異常を示す信号を出力すると共にウェブ処理装置を停止する。また、第１制御部６は、ウェブ送出装置１での搬送速度が切断装置５での搬送速度を下回る場合であっても、押圧部材３ａの位置が下降限である場合には、押圧部材３ａの下降を行わず、例えば異常を示す信号を出力すると共にウェブ処理装置を停止する。なお、第１制御部６は、回転検出器３ｅから入力される回転検出信号に基づいて、押圧部材３ａの位置を判断する。
　このような本実施形態によれば、帯状のウェブＷを送り出すウェブ送出装置１とウェブＷを受け取る切断装置５との間に配置されると共にウェブＷを搬送方向に直交する方向に押圧するエアターンバー３と、エアターンバー３からウェブＷに対する押圧力を制御する第１制御部６とを具備するテンション制御装置であって、第１制御部６は、ウェブ送出装置１及び切断装置５におけるウェブＷの搬送速度の少なくともいずれか一方に関するスケジュールに基づいてウェブＷへの押圧力が一定となるように押圧部材３ａの位置をフィードフォワード制御する。したがって、本実施形態によれば、テンション制御の応答の遅れを従来よりも改善することが可能である。
　また、本実施形態によれば、スケジュールには、ウェブＷの目標速度と、この目標速度への移行開始タイミングとが含まれている。これにより、本実施形態では、移行開始タイミングをウェブ送出装置１あるいは切断装置５の搬送速度の変化の始点として、どの程度搬送速度の変化が生じるかを把握することができるので、より正確なフィードフォワード制御を実現できる。
　また、本実施形態によれば、スケジュールには、ウェブＷの目標速度までの加速度が含まれている。これにより、本実施形態では、ウェブ送出装置１あるいは切断装置５の搬送速度が目標速度に到達するまでに、移行開始タイミングから任意の時刻におけるウェブ送出装置１あるいは切断装置５の搬送速度をより正確に把握することができるので、より正確なフィードフォワード制御を実現できる。
　また、本実施形態によれば、第１制御部６が、ウェブ送出装置１におけるウェブＷの搬送速度と切断装置５におけるウェブＷの搬送速度との差分を算出し、この差分に基づいて押圧部材３ａの位置をフィードフォワード制御する。したがって、本実施形態によれば、ウェブ送出装置１における搬送速度と切断装置５における搬送速度との両方を加味するため、より正確なフィードフォワード制御を実現できる。
　続いて、ウェブ処理装置の動作の変形例について説明する。上述の動作説明においては、第１制御部６は、ウェブ送出装置１の搬送速度及び切断装置５の搬送速度の変化に一致するように、押圧部材３ａの位置を制御した。例えば、図５に示すように、ウェブ送出装置１での搬送速度と切断装置５での搬送速度とが変化する期間と一致するように、押圧部材３ａの高さが変化される（図５に示すグラフＡ参照）。
　一方で、本変形例では、押圧部材３ａの高さを、ウェブ送出装置１の搬送速度及び切断装置５の搬送速度の変化に対して時間的に変位させて制御を行う（図５に示すグラフＢ参照）。ここでは、第１制御部６は、ウェブ送出装置１の搬送速度の加速を行う場合及び切断装置５の搬送速度の減速を行う場合、押圧部材３ａの変化をウェブＷの搬送速度の変化に対して遅らせる。具体的には、第１制御部６は、自らが記憶あるいは外部より入力されるウェブ送出装置１及び切断装置５におけるウェブＷの搬送速度に関するスケジュールが示す時刻に対して、押圧力の制御を実行するタイミングを僅かに遅らせる。この結果、ウェブＷが僅かに撓んだ状態となった後に押圧部材３ａが上昇するので、ウェブＷに過度なテンションが作用することを回避できる。
　また、第１制御部６は、ウェブ送出装置１の搬送速度の減速を行う場合及び切断装置５の搬送速度の加速を行う場合、押圧部材３ａの変化をウェブＷの搬送速度の変化に対して早める。具体的には、第１制御部６は、自らが記憶あるいは外部より入力されるウェブ送出装置１及び切断装置５におけるウェブＷの搬送速度に関するスケジュールが示す時刻に対して、押圧力の制御を実行するタイミングを僅かに早める。この結果、ウェブＷに作用するテンションが増大する前に押圧部材３ａが下降するので、ウェブＷに過度なテンションが作用することを回避できる。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下に示すような変形が考えられる。
（１）上記実施形態において、ウェブ処理装置では、上流装置としてウェブ送出装置１、下流装置として切断装置５が設けられているが、本開示はこれに限定されない。例えば、上流装置は、切断装置５等のウェブＷを加工する加工装置であってもよい。また、下流装置は、切断装置５以外のコーティング装置等の加工装置や、ウェブＷを搬送する搬送するものであってもよい。
（２）上記実施形態において、エアターンバー３の押圧部材３ａは上下方向に移動するものであるが、例えば、ウェブＷが水平方向ではなく上下方向に搬送される場合には、押圧部材３ａを上下方向ではなく水平方向に移動して、押圧部材３ａによってウェブＷを搬送方向に直交する方向に押圧するようにしてもよい。
（３）上記実施形態では、第１制御部６がウェブ送出装置１及びエアターンバー３両方を制御しているが、例えば、ウェブ送出装置１及びエアターンバー３各々を異なる制御装置が制御するようにしてもよい。
　本発明によれば、テンション制御の応答の遅れを従来よりも改善することが可能である。
　１　ウェブ送出装置（上流装置）
　１ａ　ローラ軸
　１ｂ　ローラ用モータ
　１ｃ　回転検出器
　１ｄ　タッチローラ（速度検出手段）
　１ｅ　タッチローラ検出器（速度検出器）
　２　上流側ガイドローラ
　３　エアターンバー（ターンバー）
　３ａ　押圧部材
　３ｂ　連結部材
　３ｃ　ボールネジ
　３ｄ　ネジ用モータ
　３ｅ　回転検出器
　３ｆ　圧力センサ
　３ｇ　ギャップセンサ
　４　下流側ガイドローラ
　５　切断装置（下流装置）
　６　第１制御部（制御部）
　７　第２制御部
　３１　案内面
　Ｒ　ウェブロール
　Ｗ　ウェブ

Claims (7)

  1. 　帯状のウェブを送り出す上流装置と前記ウェブを受け取る下流装置との間に配置されると共に、押圧部材の案内面近傍における前記ウェブの搬送面の略法線方向に、前記押圧部材が前記ウェブを押圧するターンバーと、
    　前記ターンバーから前記ウェブに対する押圧力を、前記上流装置及び前記下流装置における前記ウェブの搬送速度の少なくともいずれか一方に関するスケジュールに基づいてフィードフォワード制御する制御部と、
    を具備するテンション制御装置。
  2. 　前記スケジュールには、前記ウェブの目標速度と前記目標速度への移行開始タイミングとが含まれている請求項１に記載のテンション制御装置。
  3. 　前記スケジュールには、前記ウェブの目標速度までの加速度が含まれている請求項２に記載のテンション制御装置。
  4. 　前記制御部は、前記上流装置における前記ウェブの搬送速度と前記下流装置における前記ウェブの搬送速度との差分を算出し、前記差分に基づいて前記フィードフォワード制御を行う請求項１に記載のテンション制御装置。
  5. 　前記制御部は、前記上流装置の前記ウェブの加速及び前記下流装置の前記ウェブの減速の少なくとも一方を行う場合、前記スケジュールが示す時刻に対して遅らせて前記押圧力の制御を行う請求項１に記載のテンション制御装置。
  6. 　前記制御部は、前記上流装置の前記ウェブの減速及び前記下流装置の前記ウェブの加速の少なくとも一方を行う場合、前記スケジュールが示す時刻に対して早めて前記押圧力の制御を行う請求項１に記載のテンション制御装置。
  7. 　帯状のウェブを送り出す上流装置と、
    　前記ウェブを受け取る下流装置と、
    　請求項１～６のいずれか一項に記載のテンション制御装置とを具備する搬送装置。
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