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JP3780062B2 - Tension control method and apparatus - Google Patents

Tension control method and apparatus Download PDF

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JP3780062B2
JP3780062B2 JP11664397A JP11664397A JP3780062B2 JP 3780062 B2 JP3780062 B2 JP 3780062B2 JP 11664397 A JP11664397 A JP 11664397A JP 11664397 A JP11664397 A JP 11664397A JP 3780062 B2 JP3780062 B2 JP 3780062B2
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JP
Japan
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roll
acceleration torque
diameter
braking force
tension
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宏満 海老原
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Komori Corp
Original Assignee
Komori Corp
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Publication date
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  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロールから巻き出されるウェブに加わる張力を所定値に制御する張力制御方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、輪転印刷機などのようにロールに巻き取られたウェブを引き出して使用する機械においては、自動紙継ぎ装置を用いることにより、機械の運転を停止することなく、現在巻出し中のロール(以下、旧ロールという。)が終りに近づくと、新しいロール(以下、新ロールという。)に自動的に紙を継いで運転を続行することができる。
【0003】
フライングタイプの自動紙継ぎ装置は、輪転印刷機等にウェブを供給するために、ターレットアームに2〜3本のロールを旋回自在に設け、巻出位置にある旧ロールが巻出されて終りに近くなると、ターレットアームを旋回させて新ロールを紙継ぎ位置まで移動させた後、プリドライブ装置により新ロールを予め回転させて、その表面速度が巻出し中のウェブの走行速度(ラインスピード)と同速になるように加速し、その後、新ロールのウェブ先端に付着してある接着材、例えば、両面テープに対し旧ロールのウェブを接着ロールにより押付けて接着すると共に接着部分より後ろ側における旧ロールから引き出されているウェブをカッタにより切断するものである。
【0004】
更に、上記自動紙継ぎ装置においては、引き出されるウェブの弛みを防止し、過大な張力によるウェブの破断を防止できるように、ロールと同軸にブレーキ装置を取り付け、引き出されるウェブの張力を測定し、ウェブの張力が一定となるように、ブレーキ装置のトルク(制動力)を適当に調整している(特開平7−41221号)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
印刷機械において、断裁・折部で紙詰まりが発生したときには、上記紙継ぎ装置を緊急停止或いは急減速させる必要がある。
そのため、従来では、緊急停止又は急減速指令を出力し、ロールと同軸に設けられたブレーキ装置に通常の数倍の制動力を加えていた。
【0006】
しかし、このような方法で、ロール径やライン速度に対応して適切な制動力が得られないため、ウェブのロール径を加味して制動力を調整する方法(特開平5−124178号)、更にはウェブのロール径とライン速度を加味して制動力を調整する方法(特開平6−48630号)が開発されていた。
ところが、ロール径やライン速度が同じでも、ウェブの紙質が異なれば、その密度が変化するため、ロールの慣性モーメントが異なり、上述した方法により制動力を一律に設定したのでは、適切な制動力が得られなかった。
【0007】
例えば、密度が40g/m2の紙と、密度が70g/m2の紙では、重量が約1.75倍の重量差があるが、緊急停止又は急減速時において、同一のブレーキ力(制動力)を加えると、密度が40g/m2の紙では、図2(a)に示すように、張力が過大となり、断紙のおそれがあり、また、密度が70g/m2の紙では、図2(b)に示すように、張力が過少となり、ウェブが弛むという問題が生じる。
【0008】
そのため、従来では、紙質が異なる毎に、緊急停止或いは急減速時における制動力を再調整しなければならず、また、再調整するにしても、ロールの重量を測定する等の計測作業が必要となり、更に、調整忘れ、設定ミス等がある等煩雑となっていた。
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、ウェブの密度に応じて、ウェブを緊急停止或いは急減速時における適正な制動力を加えることができる張力制御方法及びその装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成する本発明の請求項1に係る張力制御方法は、ロールより巻き出されるウェブに加わる張力を検出し、この張力を所定値に維持すべく、前記ロールに制動力を掛けて調整する張力制御方法において、予めドライブ装置により前記ロールを加速させた時の加速トルクを検出して記憶すると共に、加速した時の前記ロールのロール径を記憶し、その後、緊急停止又は急減速信号が与えられたときに前記加速トルク及び加速した時のロール径を読み出すと共に、現在の前記ロールのロール径を計測し、前記ロールの加速トルク及び加速した時のロール径並びに計測した現在のロール径に基づいて前記ロールに対する制動力を調整することを特徴とする。
【0010】
上記目的を達成する本発明の請求項2に係る張力制御装置は、ロールより巻き出されるウェブに加わる張力を検出し、この張力を所定値に維持すべく、前記ロールに制動力を掛けて調整する張力制御装置において、前記ロールを制動させるブレーキ装置と、ドライブ装置により前記ロールを加速させた時の加速トルクを検出する手段及び該加速トルクを記憶する手段と、前記ロールの現在のロール径を計測する手段と、加速した時の前記ロールのロール径を記憶する手段と、緊急停止又は急減速信号を与える手段と、緊急停止又は急減速信号が与えられたときに前記加速トルク及び前記加速した時のロール径を読み出すと共に該加速トルク及び加速した時のロール径並びに現在のロール径に基づいて前記ロールに対する制動力を求めて前記ブレーキ装置へ出力する手段とを具えることを特徴とする。
上記目的を達成する本発明の請求項3に係る張力制御方法は、ロールより巻き出されるウェブに加わる張力を検出し、この張力を所定値に維持すべく、前記ロールに制動力を掛けて調整する張力制御方法において、紙継ぎ時にプリドライブ装置により前記ロールの表面速度を巻出し中の前記ウェブの走行速度と同速になるまで加速させた時の加速トルクを検出して記憶すると共に、紙継ぎ時において加速した時の前記ロールのロール径を記憶し、その後、緊急停止又は急減速信号が与えられたときに前記加速トルク及び加速した時のロール径を読み出すと共に、現在の前記ロールのロール径を計測し、前記ロールの加速トルク及び加速した時のロール径並びに計測した現在のロール径に基づいて前記ロールに対する制動力を調整することを特徴とする。
上記目的を達成する本発明の請求項4に係る張力制御装置は、ロールより巻き出されるウェブに加わる張力を検出し、この張力を所定値に維持すべく、前記ロールに制動力を掛けて調整する張力制御装置において、前記ロールを制動させるブレーキ装置と、紙継ぎ時にプリドライブ装置により前記ロールの表面速度を巻出し中の前記ウェブの走行速度と同速になるまで加速させた時の加速トルクを検出する手段及び該加速トルクを記憶する手段と、前記ロールの現在のロール径を計測する手段と、紙継ぎ時において加速した時の前記ロールのロール径を記憶する手段と、緊急停止又は急減速信号を与える手段と、緊急停止又は急減速信号が与えられたときに前記加速トルク及び前記加速した時のロール径を読み出すと共に該加速トルク及び加速した時のロール径並びに現在のロール径に基づいて前記ロールに対する制動力を求めて前記ブレーキ装置へ出力する手段とを具えることを特徴とする。
【0011】
〔作用〕
本発明では、ドライブ装置によりロールを加速させる際の加速トルクが、ロールの慣性モーメントに対応して増減することを利用すれば上記問題を解決できることに着目してなされたものである。
即ち、ウェブの紙質が異なれば、ウェブを巻回してなるロールの重量が異なるため、ロールの重量を測定すれば、慣性モーメントを計算することも可能であるが、ロールの重量を一々計測することは、煩雑である。
【0012】
そこで、紙継ぎ装置においては、旧ロールが終わりに近づくと、新ロールをドライブ装置で予め加速させているので、その加速トルクを利用しようとするものである。
ここで、ロールの慣性モーメントと加速トルクとの関係は次式で示される。
AC=2π(N1−N0)(JL+JM)/60・tAC+TL …(1)
【0013】
但し、TACは加速トルク(N/m)、
Lは負荷トルク(N/m)、
1は加速後の回転数(r/min)、
0は加速前の回転数(r/min)、
ACは加速時間(s)
Lはロールの慣性モーメント(kg・m2)、
Mはモータ回転子の慣性モーメント(kg・m2)である。
【0014】
ここで、モータ回転子の慣性モーメントJMは、ロールの慣性モーメントJLに比べて十分小さいとして、JL+JM≒JLとする。また、負荷トルクTLはモータ軸に換算した値であるが、ここでは、(1)の右辺第1項に比較して十分小さいものとして無視する。
従って、式(1)は次式のように近似される。
【0015】
AC=2πJL(N1−N0)/60・tAC …(2)
一方、ロールの慣性モーメントJLは、次式で求められる。
L=(πρ/32)×(L/103){(D2/1034−(D1/1034}…(3)
但し、ρは密度(kg/m3)、
Lはロールの長さ(mm)、
2はロールの外径(mm)、
1はロールの内径(mm)である。
【0016】
ここで、ロールの初期重量Wは次式で表される。
W=(ρπ/4)(L/103){(D2/1032−(D1/1032} …(4)
この(4)式を(3)式に代入すると、次式が導かれる。
L=(W/8){(D2/1032+(D1/1032} …(5)
【0017】
(2)式と(5)式を連立して、Wについて解けば、次式が導かれる。
W=8・60・TAC・tAC/2π(N1−N0){(D2/1032+(D1/1032}…(6)
ここで、(6)式の右辺において、加速時間tAC、ロールの内外径D1,D2は既知である。また、ロール加速後に、ライン速度に到達するとすると、ロール加速後の回転数N1も容易に求められる。更に、加速前の回転数N0は0とすることができる。
【0018】
従って、(6)式から明らかなように、ロールの初期重量Wと加速トルクTACとは比例関係にあると認められるので、加速トルクTACからロールの初期重量Wを算出できることとなるが、そのような計算を行うまでもなく、加速トルクTACに応じて、緊急停止時及び急減速時における制動力を定めれば良い。
つまり、ロールの初期重量Wが大きければ大きいほど、加速トルクTACが大きいから、これを停止させるためには、大きな制動力が必要であり、逆に、ロールの初期重量Wが小さければ小さいほど、加速トルクTACが小さいから、これを停止させるためには、小さな制動力で十分である。
但し、緊急停止又は急減速信号がでるときには、既に、ロールからウェブが巻き出されて、ロール径が小さくなっているので、現在のロール径を計測して、そのロール径をも加味して、緊急停止時及び急減速時における制動力を定める。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。
図1に本発明の一実施例を示す。同図に示す実施例は、フライングタイプの自動紙継ぎ装置に適用した実施例である。
図1に示すように、本体1にはターレットアーム2の中心が旋回自在に装着されると共にこのターレットアーム2の両端にはそれぞれウェブを巻き付けたロール3,4が装着されている。
【0020】
図1に示す状態は、現在巻出し中のロール(旧ロール)3が終りに近づき、ターレットアーム2を旋回させて、次の新しいロール(新ロール)4を紙継ぎ位置まで移動させた状態である。
各ロール3,4には、ブレーキ装置(図示省略)が同軸に取り付けられており、引き出されるウェブの張力が一定となるように、そのトルク(制動力)が調整される。
旧ロール3の巻径Dは、残紙計5により監視されており、現在のウェブ走行速度で引き出し続けると残り何分で紙継が必要になるかを計算して、残り時間がある一定の準備時間となったときに、ターレットアーム2は旋回して新ロール4は紙継ぎ位置に移動するようになっている。
【0021】
また、残紙計5で計測された旧ロール3の現在の巻径Dは、シーケンサ22へ出力されている。
ターレットアーム2内には、ロール3,4を回転させるプリドライブ装置(図示省略)が組み込まれており、このプリドライブ装置により、紙継ぎ位置に移動した新ロール4の表面速度がウェブの走行速度と同速となるまで、予め加速されている。
プリドライブ装置は、シーケンサ22からプリドライブモータドライバ40へ回転速度指令を与えることにより、上述したように制御され、また、プリドライブモータドライバ40は、ロール4を加速した際の加速トルクTACを計測する計測装置を内蔵しており、計測した加速トルクTACをシーケンサ22へ出力する。
【0022】
紙継ぎ位置に移動した新ロール4に対して、接近するように、紙継装置6が図中斜め方向に移動自在に本体1に設けられている。
紙継装置6には、固定ロール7が設けられると共にエアシリンダ16により突出自在な接着ロール8が設けられており、更に、図示しないエアシリンダにより突出自在なカッタ9が取り付けられている。
また、接着ロール8の近傍には、新ロール4のウェブ先端の両面テープ10を検出するテープ位置センサ11が設けられている。
テープ位置センサ11は、両面テープ10を検出する毎に、テープ位置信号を一定間隔でオートペースターコントローラ19に出力する。
【0023】
一方、旧ウェブ3から引き出されたウェブは、新ロール4と紙継装置6の隙間を通り、複数のロール12,13,14,15及びメジャーロール17を経て、図示しない輪転印刷機で印刷され、その後、断裁装置18により、一定間隔で断裁され、更に、断裁されたウェブは折機(図示省略)により折り畳まれる。
本実施例では、ロール13にウェブの張力を測定する手段が内蔵され、ロール13により計測されたウェブの張力は、張力制御装置30へ出力される。
メジャーロール17には、メジャーロールエンコーダ21が設けられており、このメジャーロールエンコーダ21は、ウェブの走行速度に対応したパルスをオートペースターコントローラ19に出力する。
【0024】
断裁装置18には、断裁信号用センサ20が設けられており、このセンサ20は、ウェブを断裁する一定間隔毎に断裁信号をオートペースターコントローラ19に出力する。
なお、断裁信号用センサ20は、その信号発生時の紙継装置6のテープ位置センサ11の位置のウェブ部分が、断裁装置18で断裁される様、断裁信号用センサ20を機械的に動かしたり、メジャーロールエンコーダ21のパルス数を加減して装置全体の回転基準に対する断裁信号発生位相を調整されている。
【0025】
また、残紙計5により検出された旧ロール3の残紙量が一定以下となったときには、オートペースターコントローラ19へ紙継信号を出力するシーケンサ22が設けられている。
更に、シーケンサ22は、プリドライブモータドライバ40から出力された加速時における加速トルクTACを記憶すると共にその加速トルクTACに基づき上記(6)式に従って、旧ロール3の初期重量Wを求め、このロール初期重量Wを張力制御装置30へ出力すると共に残紙計5で計測された旧ロール3の現在の巻径Dを張力制御装置30へ出力する。
【0026】
尚、旧ロール3の初期重量Wとは、ウェブが繰り出される前の状態での重量である。
また、前述したように、(6)式によればロール初期重量Wと加速トルクTACは比例することから、ロール初期重量Wに代えて加速トルクTACを出力しても良い。
【0027】
更に、テープ位置センサ11からのテープ位置信号、断裁装置18からの断裁信号及びシーケンサ22からの紙継信号等に基づいて、ウェブの接続部分の断裁を回避し得る一定の条件が満たされるまで、接着ロール18及びカッタ19の動作タイミングを繰り延べるオートペースターコントローラ19が設けられており、このオートペースターコントローラ19は、CPU19a、接着ロール用カウンタ19b、カッタ用カウンタ19cから構成される。
【0028】
また、シーケンサ22で設定された張力基準値に対して、ロール13により計測されたウェブの張力を維持するように、ブレーキ装置へブレーキ指令値を出力する張力制御装置30が設けられている。
即ち、張力制御装置30は、ロール13により計測されたウェブの張力の減少・増大に応じて、それを打ち消して、ウェブの張力が常に一定の張力基準値に維持されるようなブレーキ指令値をブレーキ装置へ送り、クローズド・ループ制御を行う。
【0029】
更に、張力制御装置30は、緊急停止又は急減速指令が与えられると、シーケンサ22から出力されたロールの初期重量W及び現在の巻径Dに基づいて、通常時よりも大きな制動力を求め、その制動力をブレーキ装置へ出力する。
即ち、シーケンサ22により求められる旧ロール3の初期重量Wが大きいほど大きな制動力が必要であるので、このロール初期重量Wに比例して制動力を増大させる。
【0030】
例えば、図3(a)(b)に示すように、ロール初期重量Wとウェブの密度は比例するので、密度が40g/m2の紙ときの制動力をBとし、密度が70g/m2の紙のときの制動力をCとすると、B<Cとして、張力を一定に維持するのである。
また、旧ロール3は既にウェブが繰り出されてその巻径Dが減少しているため、巻径Dが小さい程小さな制動力で十分である。
また、(3)式に示すように慣性モーメントは巻径D4乗に比例することから、制動力を巻径Dの4乗に比例させるのである。
つまり、ロール初期重量W及び巻径Dの4乗を比例定数に掛け合わせて制動力を求めるという手法が一般的であり、更に、緊急停止時には、急減速時よりも、比例定数として大きな値を選ぶのである。
【0031】
このように説明したように本実施例においては、ウェブの紙質が異なれば、ロール初期重量Wが異なり、プリドライブ装置により予め加速する際の加速トルクTACが増減することを利用し、その加速トルクTACを予め記憶してロール初期重量Wを求めて、緊急停止又は急減速指令が与えられると、ロール初期重量Wに応じて制動力を調整するのであるから、ウェブの紙質によらず、図3(a)(b)に示すように常に一定の張力を維持することが可能となる。
【0032】
また、ウェブの紙質が異なる毎に制動力の再調整が不要となり、また、ロール初期重量Wを計測するという手間も省けることになる。
尚、上記実施例では、プリドライブモータードライバ40で、加速トルクを検出していたが、これに限らず、別にトルク検出器を設けても良い。
また、加速トルクは、プリドライブモータに供給される電力値により検出することができる。
また、重量計算は、シーケンサ22で行っていたが、張力制御装置30で行うようにしても良い。
更にブレーキ装置としては、特に限定するものではなく、パウダー、エアー、モータ式等が用いられ、残紙計としては、超音波式、光電式等が用いられる。
また、本実施例では、紙継時のプリドライブ時に加速トルクを測定する方法について説明したが、ターレットアームにロールを装着した直後、プリドライブ装置で駆動させ、加速トルクを測定するようにしても良い。
【0033】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明では、予めロールを加速する際の加速トルクを求めているので、別途、ロールの重量を計測しなくても、紙質に応じて、急減速時又は緊急停止時における適切な制動力を求めて、張力を一定に維持することができる。ウェブの紙質が異なる毎に制動力の再調整が不要となり、また、ロール初期重量を計測するという手間も省けることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る張力制御装置の構成図である。
【図2】一定のブレーキ力及びこれによる張力との関係を示すグラフである。
【図3】紙質に応じたブレーキ力及びこれによる張力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 本体
2 ターレットアーム
3 旧ロール
4 新ロール
5 残紙計
6 紙継装置
7 固定ロール
8 接着ロール
9 カッタ
10 両面テープ
11 テープ位置センサ
12,13,14,15 ロール
16 エアシリンダ
17 メジャーロール
18 断裁装置
19 オートペースターコントローラ
19a CPU
19b 接着ロール用カウンタ
19c カッタ用カウンタ
20 断裁信号用センサ
21 メジャーロールエンコーダ
22 シーケンサ
30 張力制御装置
40 プリドライブモータドライバ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tension control method and apparatus for controlling a tension applied to a web unwound from a roll to a predetermined value.
[0002]
[Prior art]
For example, in a machine that pulls out and uses a web wound on a roll such as a rotary printing press, an automatic paper splicing device can be used to stop a roll that is currently being unwound without stopping the operation of the machine ( Hereinafter, when the old roll is approaching the end, the new roll (hereinafter referred to as the new roll) can be automatically connected to continue the operation.
[0003]
In order to supply the web to a rotary printing machine or the like, a flying type automatic paper splicing device is provided with two or three rolls on a turret arm so as to be pivotable, and the old roll at the unwinding position is unwound. When approaching, after turning the turret arm and moving the new roll to the splicing position, the new roll is pre-rotated by the pre-drive device, and the surface speed is the running speed (line speed) of the web being unwound After accelerating so that the speed is the same, the adhesive material adhered to the web tip of the new roll, for example, the old roll web is pressed against the double-sided tape by the adhesive roll and adhered, and the old part behind the bonded part The web drawn from the roll is cut by a cutter.
[0004]
Furthermore, in the automatic paper splicing device, the web is pulled out to prevent the web from being loosened and the web is broken due to excessive tension. The torque (braking force) of the brake device is appropriately adjusted so that the web tension is constant (Japanese Patent Laid-Open No. 7-41221).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a printing machine, when a paper jam occurs at a cutting / folding portion, the paper splicing device needs to be urgently stopped or decelerated rapidly.
For this reason, conventionally, an emergency stop or rapid deceleration command is output, and a braking force several times the usual is applied to a brake device provided coaxially with the roll.
[0006]
However, in such a method, an appropriate braking force cannot be obtained corresponding to the roll diameter or the line speed. Therefore, a method of adjusting the braking force in consideration of the roll diameter of the web (Japanese Patent Laid-Open No. 5-124178), Furthermore, a method for adjusting the braking force in consideration of the web roll diameter and the line speed (Japanese Patent Laid-Open No. 6-48630) has been developed.
However, even if the roll diameter and line speed are the same, if the web paper quality is different, the density will change, so the moment of inertia of the roll will be different, and if the braking force is uniformly set by the method described above, the appropriate braking force Was not obtained.
[0007]
For example, a paper with a density of 40 g / m 2 and a paper with a density of 70 g / m 2 have a weight difference of about 1.75 times, but the same braking force (control) is required during an emergency stop or sudden deceleration. When the power is applied, the paper having a density of 40 g / m 2 has an excessive tension and may break the paper, as shown in FIG. 2A, and the paper having a density of 70 g / m 2 As shown in FIG. 2B, there is a problem that the tension becomes too small and the web is loosened.
[0008]
For this reason, conventionally, whenever the paper quality differs, the braking force at the time of emergency stop or sudden deceleration must be readjusted, and even if readjusted, measurement work such as measuring the weight of the roll is required. Furthermore, there are complicated operations such as forgetting adjustment and setting errors.
The present invention has been made in view of the above prior art, and provides a tension control method and apparatus capable of applying an appropriate braking force during emergency stop or sudden deceleration of the web according to the density of the web. There is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The tension control method according to claim 1 of the present invention for achieving such an object detects the tension applied to the web unwound from the roll, and applies a braking force to the roll to maintain the tension at a predetermined value. In the tension control method to be adjusted, acceleration torque when the roll is accelerated by the drive device is detected and stored in advance, and the roll diameter of the roll when accelerated is stored, and then an emergency stop or rapid deceleration signal is stored. The acceleration torque and the roll diameter when accelerating are read out, the roll diameter of the current roll is measured, the acceleration torque of the roll and the roll diameter when accelerating, and the measured current roll diameter The braking force for the roll is adjusted based on the above.
[0010]
The tension control device according to claim 2 of the present invention that achieves the above object detects the tension applied to the web unwound from the roll, and adjusts the roll by applying a braking force to maintain the tension at a predetermined value. A tension control device that brakes the roll, means for detecting acceleration torque when the roll is accelerated by a drive device, means for storing the acceleration torque, and a current roll diameter of the roll. Means for measuring, means for storing the roll diameter of the roll when accelerating, means for giving an emergency stop or sudden deceleration signal, and the acceleration torque and the acceleration when an emergency stop or sudden deceleration signal is given The roll diameter at the time is read out, and the braking force for the roll is obtained based on the acceleration torque, the roll diameter at the time of acceleration and the current roll diameter, and the block Characterized in that it comprises a means for outputting to a rk device.
The tension control method according to claim 3 of the present invention that achieves the above object detects the tension applied to the web unwound from the roll, and adjusts the roll by applying a braking force to maintain the tension at a predetermined value. In the tension control method, the pre-drive device detects and stores the acceleration torque when the surface speed of the roll is accelerated to the same speed as the running speed of the web being unwound at the time of paper splicing. The roll diameter of the roll when accelerating at the time of splicing is stored, and then the acceleration torque and the roll diameter when accelerating are read when an emergency stop or sudden deceleration signal is given, and the roll of the current roll The diameter is measured, and the braking force for the roll is adjusted based on the acceleration torque of the roll, the roll diameter when accelerated, and the measured current roll diameter. To.
The tension control device according to claim 4 of the present invention that achieves the above object detects the tension applied to the web unwound from the roll, and adjusts the roll by applying a braking force to maintain the tension at a predetermined value. And a braking device for braking the roll, and an acceleration torque when the surface speed of the roll is accelerated to the same speed as the running speed of the web being unwound by a pre-drive device during paper splicing Detecting means, means for storing the acceleration torque, means for measuring the current roll diameter of the roll, means for storing the roll diameter of the roll when accelerating during paper splicing, emergency stop or sudden A means for giving a deceleration signal; and when the emergency stop or sudden deceleration signal is given, the acceleration torque and the roll diameter at the time of acceleration are read and the acceleration torque and acceleration are read Characterized in that the roll diameter when the well based on the current roll diameter seeking braking force applied to the roll comprises a means for outputting to said braking device.
[0011]
[Action]
The present invention has been made paying attention to that the above problem can be solved by utilizing the fact that the acceleration torque when accelerating the roll by the drive device is increased or decreased in accordance with the moment of inertia of the roll.
That is, if the paper quality of the web is different, the weight of the roll formed by winding the web is different. Therefore, if the weight of the roll is measured, the moment of inertia can be calculated, but the weight of the roll should be measured one by one. Is complicated.
[0012]
Therefore, in the paper splicing device, when the old roll approaches the end, the new roll is accelerated by the drive device in advance, so that the acceleration torque is to be used.
Here, the relationship between the moment of inertia of the roll and the acceleration torque is expressed by the following equation.
T AC = 2π (N 1 −N 0 ) (J L + J M ) / 60 · t AC + T L (1)
[0013]
However, T AC is the acceleration torque (N / m),
T L is the load torque (N / m),
N 1 is the number of rotations after acceleration (r / min),
N 0 is the rotation speed before acceleration (r / min),
t AC is the acceleration time (s)
J L is the moment of inertia of the roll (kg · m 2 )
J M is the moment of inertia (kg · m 2 ) of the motor rotor.
[0014]
Here, assuming that the inertia moment J M of the motor rotor is sufficiently smaller than the inertia moment J L of the roll, it is assumed that J L + J M ≈J L. The load torque TL is a value converted to the motor shaft, but is ignored here as being sufficiently small compared to the first term on the right side of (1).
Therefore, equation (1) is approximated as:
[0015]
T AC = 2πJ L (N 1 −N 0 ) / 60 · t AC (2)
On the other hand, the moment of inertia J L of the roll is obtained by the following equation.
J L = (πρ / 32) × (L / 10 3) {(D 2/10 3) 4 - (D 1/10 3) 4} ... (3)
Where ρ is density (kg / m 3 ),
L is the length of the roll (mm),
D 2 is the outer diameter of the roll (mm),
D 1 is the inner diameter (mm) of the roll.
[0016]
Here, the initial weight W of the roll is expressed by the following equation.
W = (ρπ / 4) ( L / 10 3) {(D 2/10 3) 2 - (D 1/10 3) 2} ... (4)
Substituting this equation (4) into equation (3) leads to the following equation:
J L = (W / 8) {(D 2/10 3) 2 + (D 1/10 3) 2} ... (5)
[0017]
If the equations (2) and (5) are combined and solved for W, the following equation is derived.
W = 8 · 60 · T AC · t AC / 2π (N 1 -N 0) {(D 2/10 3) 2 + (D 1/10 3) 2} ... (6)
Here, in the right side of the equation (6), the acceleration time t AC and the inner and outer diameters D 1 and D 2 of the roll are known. Further, if the line speed is reached after roll acceleration, the rotation speed N 1 after roll acceleration is also easily obtained. Further, the rotational speed N 0 before acceleration can be set to zero.
[0018]
Therefore, as apparent from the equation (6), since it is recognized that the initial weight W of the roll and the acceleration torque T AC are in a proportional relationship, the initial weight W of the roll can be calculated from the acceleration torque T AC . Needless to perform such calculation, the braking force at the time of emergency stop and sudden deceleration may be determined according to the acceleration torque T AC .
In other words, the greater the initial weight W of rolls, because acceleration torque T AC is large, in order to stop this requires a large braking force, conversely, the smaller the initial weight W of rolls Since the acceleration torque T AC is small, a small braking force is sufficient to stop the acceleration torque T AC .
However, when an emergency stop or sudden deceleration signal is issued, the web has already been unwound from the roll and the roll diameter has become smaller, so the current roll diameter is measured, and the roll diameter is taken into account, Determine the braking force at emergency stop and deceleration.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The embodiment shown in the figure is an embodiment applied to a flying type automatic paper splicing device.
As shown in FIG. 1, the center of a turret arm 2 is rotatably mounted on the main body 1, and rolls 3 and 4 around which webs are wound are mounted on both ends of the turret arm 2.
[0020]
The state shown in FIG. 1 is a state in which the currently unrolled roll (old roll) 3 approaches the end, the turret arm 2 is turned, and the next new roll (new roll) 4 is moved to the paper splicing position. is there.
A brake device (not shown) is coaxially attached to each of the rolls 3 and 4, and its torque (braking force) is adjusted so that the tension of the drawn web is constant.
The roll diameter D of the old roll 3 is monitored by the remaining paper meter 5 and calculates how many minutes it will be necessary to continue withdrawing the web at the current web speed, so that there is a certain amount of time remaining. When it is time, the turret arm 2 turns and the new roll 4 moves to the splicing position.
[0021]
Further, the current winding diameter D of the old roll 3 measured by the remaining paper meter 5 is output to the sequencer 22.
In the turret arm 2, a pre-drive device (not shown) for rotating the rolls 3 and 4 is incorporated. By this pre-drive device, the surface speed of the new roll 4 moved to the paper splicing position becomes the web running speed. Until it reaches the same speed.
The pre-drive device is controlled as described above by giving a rotational speed command from the sequencer 22 to the pre-drive motor driver 40. The pre-drive motor driver 40 also determines the acceleration torque T AC when the roll 4 is accelerated. A measuring device for measuring is incorporated, and the measured acceleration torque T AC is output to the sequencer 22.
[0022]
A paper splicing device 6 is provided in the main body 1 so as to be movable in an oblique direction in the figure so as to approach the new roll 4 moved to the paper splicing position.
The paper splicing device 6 is provided with a fixed roll 7 and an adhesive roll 8 that can be protruded by an air cylinder 16, and a cutter 9 that can be protruded by an air cylinder (not shown).
Further, a tape position sensor 11 that detects the double-sided tape 10 at the web tip of the new roll 4 is provided in the vicinity of the adhesive roll 8.
The tape position sensor 11 outputs a tape position signal to the auto paster controller 19 at regular intervals each time the double-sided tape 10 is detected.
[0023]
On the other hand, the web drawn from the old web 3 passes through the gap between the new roll 4 and the splicing device 6, passes through a plurality of rolls 12, 13, 14, 15 and a major roll 17, and is printed by a rotary printing machine (not shown). Thereafter, the sheet is cut at a predetermined interval by the cutting device 18, and the cut web is further folded by a folding machine (not shown).
In this embodiment, a means for measuring the web tension is incorporated in the roll 13, and the web tension measured by the roll 13 is output to the tension control device 30.
The major roll 17 is provided with a major roll encoder 21, which outputs a pulse corresponding to the web traveling speed to the auto paster controller 19.
[0024]
The cutting device 18 is provided with a cutting signal sensor 20, which outputs a cutting signal to the auto paster controller 19 at predetermined intervals for cutting the web.
The cutting signal sensor 20 mechanically moves the cutting signal sensor 20 so that the web portion at the position of the tape position sensor 11 of the paper splicing device 6 when the signal is generated is cut by the cutting device 18. The cutting signal generation phase with respect to the rotation reference of the entire apparatus is adjusted by adjusting the number of pulses of the major roll encoder 21.
[0025]
Further, a sequencer 22 is provided for outputting a paper splicing signal to the auto paster controller 19 when the remaining paper amount of the old roll 3 detected by the remaining paper meter 5 becomes below a certain level.
Further, the sequencer 22 stores the acceleration torque T AC at the time of acceleration output from the pre-drive motor driver 40 and obtains the initial weight W of the old roll 3 according to the above equation (6) based on the acceleration torque T AC . The roll initial weight W is output to the tension control device 30 and the current winding diameter D of the old roll 3 measured by the remaining paper meter 5 is output to the tension control device 30.
[0026]
The initial weight W of the old roll 3 is the weight before the web is unwound.
Further, as described above, according to the equation (6), the roll initial weight W and the acceleration torque T AC are proportional, and therefore the acceleration torque T AC may be output instead of the roll initial weight W.
[0027]
Furthermore, based on the tape position signal from the tape position sensor 11, the cutting signal from the cutting device 18, the paper splicing signal from the sequencer 22, etc., until a certain condition that can avoid cutting of the connecting portion of the web is satisfied, An auto paster controller 19 that defers the operation timing of the adhesive roll 18 and the cutter 19 is provided. The auto paster controller 19 includes a CPU 19a, an adhesive roll counter 19b, and a cutter counter 19c.
[0028]
In addition, a tension control device 30 that outputs a brake command value to the brake device is provided so as to maintain the web tension measured by the roll 13 with respect to the tension reference value set by the sequencer 22.
That is, the tension control device 30 cancels the web tension measured by the roll 13 in accordance with the decrease / increase, and sets a brake command value so that the web tension is always maintained at a constant tension reference value. Sends to brake device and performs closed loop control.
[0029]
Further, when an emergency stop or rapid deceleration command is given, the tension control device 30 obtains a braking force larger than that in the normal time based on the initial roll weight W and the current winding diameter D output from the sequencer 22; The braking force is output to the brake device.
That is, as the initial weight W of the old roll 3 obtained by the sequencer 22 is larger, a larger braking force is required. Therefore, the braking force is increased in proportion to the initial roll weight W.
[0030]
For example, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the initial roll weight W and the web density are proportional, so the braking force when the density is 40 g / m 2 is B and the density is 70 g / m 2. If the braking force for C is C, then the tension is kept constant as B <C.
In addition, since the web is already drawn out and the winding diameter D of the old roll 3 has decreased, a smaller braking force is sufficient as the winding diameter D is smaller.
Further, as shown in the equation (3), the moment of inertia is proportional to the winding diameter D4, so that the braking force is proportional to the winding diameter D to the fourth power.
In other words, a general technique is to obtain the braking force by multiplying the roll initial weight W and the fourth power of the winding diameter D by a proportional constant. Further, at the time of emergency stop, a larger value is set as the proportional constant than at the time of sudden deceleration. Choose.
[0031]
As described above, in this embodiment, if the paper quality of the web is different, the roll initial weight W is different, and the acceleration torque T AC when accelerating in advance by the pre-drive device is increased or decreased. The torque T AC is stored in advance, the roll initial weight W is obtained, and when an emergency stop or rapid deceleration command is given, the braking force is adjusted according to the roll initial weight W. As shown in FIGS. 3A and 3B, it is possible to always maintain a constant tension.
[0032]
Further, it is not necessary to readjust the braking force every time the paper quality of the web is different, and the labor of measuring the roll initial weight W can be saved.
In the above embodiment, the pre-drive motor driver 40 detects the acceleration torque. However, the present invention is not limited to this, and a torque detector may be provided separately.
Further, the acceleration torque can be detected from the power value supplied to the pre-drive motor.
Further, although the weight calculation is performed by the sequencer 22, it may be performed by the tension control device 30.
Furthermore, the brake device is not particularly limited, and powder, air, a motor type, etc. are used, and an ultrasonic type, a photoelectric type, etc. are used as the remaining paper meter.
In this embodiment, the method for measuring the acceleration torque at the time of pre-driving is described. However, immediately after the roll is mounted on the turret arm, the acceleration torque is measured by driving the pre-drive device. good.
[0033]
【The invention's effect】
As described above in detail based on the embodiments, in the present invention, since the acceleration torque for accelerating the roll is obtained in advance, according to the paper quality without separately measuring the weight of the roll. It is possible to obtain an appropriate braking force at the time of sudden deceleration or emergency stop and maintain the tension constant. It is not necessary to readjust the braking force every time the paper quality of the web is different, and the labor of measuring the initial roll weight can be saved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a tension control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between a constant braking force and the resulting tension.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the braking force according to the paper quality and the resulting tension.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body 2 Turret arm 3 Old roll 4 New roll 5 Remaining paper total 6 Paper splicing device 7 Fixed roll 8 Adhesive roll 9 Cutter 10 Double-sided tape 11 Tape position sensor 12, 13, 14, 15 Roll 16 Air cylinder 17 Measure roll 18 Cutting Device 19 Auto Paster Controller 19a CPU
19b Adhesive roll counter 19c Cutter counter 20 Cutting signal sensor 21 Measure roll encoder 22 Sequencer 30 Tension control device 40 Pre-drive motor driver

Claims (4)

ロールより巻き出されるウェブに加わる張力を検出し、この張力を所定値に維持すべく、前記ロールに制動力を掛けて調整する張力制御方法において、予めドライブ装置により前記ロールを加速させた時の加速トルクを検出して記憶すると共に、加速した時の前記ロールのロール径を記憶し、その後、緊急停止又は急減速信号が与えられたときに前記加速トルク及び加速した時のロール径を読み出すと共に、現在の前記ロールのロール径を計測し、前記ロールの加速トルク及び加速した時のロール径並びに計測した現在のロール径に基づいて前記ロールに対する制動力を調整することを特徴とする張力制御方法。  In a tension control method in which a tension applied to a web unwound from a roll is detected and a braking force is applied to the roll to maintain the tension at a predetermined value, the roll is accelerated by a drive device in advance. Detect and store acceleration torque, store the roll diameter of the roll when accelerating, and then read out the acceleration torque and roll diameter when accelerated when an emergency stop or sudden deceleration signal is given A tension control method comprising: measuring a current roll diameter of the roll, and adjusting a braking force for the roll based on an acceleration torque of the roll, a roll diameter when the roll is accelerated, and a measured current roll diameter . ロールより巻き出されるウェブに加わる張力を検出し、この張力を所定値に維持すべく、前記ロールに制動力を掛けて調整する張力制御装置において、前記ロールを制動させるブレーキ装置と、ドライブ装置により前記ロールを加速させた時の加速トルクを検出する手段及び該加速トルクを記憶する手段と、前記ロールの現在のロール径を計測する手段と、加速した時の前記ロールのロール径を記憶する手段と、緊急停止又は急減速信号を与える手段と、緊急停止又は急減速信号が与えられたときに前記加速トルク及び前記加速した時のロール径を読み出すと共に該加速トルク及び加速した時のロール径並びに現在のロール径に基づいて前記ロールに対する制動力を求めて前記ブレーキ装置へ出力する手段とを具えることを特徴とする張力制御装置。  In a tension control device that detects the tension applied to the web unwound from the roll and maintains the tension at a predetermined value by applying a braking force to the roll, a brake device that brakes the roll, and a drive device Means for detecting acceleration torque when the roll is accelerated, means for storing the acceleration torque, means for measuring the current roll diameter of the roll, and means for storing the roll diameter of the roll when accelerated And means for giving an emergency stop or sudden deceleration signal, reading out the acceleration torque and the roll diameter when accelerated when the emergency stop or sudden deceleration signal is given, and the acceleration torque and roll diameter when accelerated, and Means for determining a braking force on the roll based on a current roll diameter and outputting the braking force to the brake device. Apparatus. ロールより巻き出されるウェブに加わる張力を検出し、この張力を所定値に維持すべく、前記ロールに制動力を掛けて調整する張力制御方法において、紙継ぎ時にプリドライブ装置により前記ロールの表面速度を巻出し中の前記ウェブの走行速度と同速になるまで加速させた時の加速トルクを検出して記憶すると共に、紙継ぎ時において加速した時の前記ロールのロール径を記憶し、その後、緊急停止又は急減速信号が与えられたときに前記加速トルク及び加速した時のロール径を読み出すと共に、現在の前記ロールのロール径を計測し、前記ロールの加速トルク及び加速した時のロール径並びに計測した現在のロール径に基づいて前記ロールに対する制動力を調整することを特徴とする張力制御方法。In a tension control method for detecting tension applied to a web unwound from a roll and adjusting the roll by applying a braking force so as to maintain the tension at a predetermined value, a surface speed of the roll is detected by a pre-drive device during paper splicing. Detecting and storing the acceleration torque when accelerating until it reaches the same speed as the web traveling speed during unwinding, storing the roll diameter of the roll when accelerating at the time of paper joining, Reads the acceleration torque and roll diameter when accelerating when an emergency stop or rapid deceleration signal is given, measures the roll diameter of the current roll, accelerates the roll acceleration torque and roll diameter when accelerated, and A tension control method comprising adjusting a braking force applied to the roll based on a measured current roll diameter. ロールより巻き出されるウェブに加わる張力を検出し、この張力を所定値に維持すべく、前記ロールに制動力を掛けて調整する張力制御装置において、前記ロールを制動させるブレーキ装置と、紙継ぎ時にプリドライブ装置により前記ロールの表面速度を巻出し中の前記ウェブの走行速度と同速になるまで加速させた時の加速トルクを検出する手段及び該加速トルクを記憶する手段と、前記ロールの現在のロール径を計測する手段と、紙継ぎ時において加速した時の前記ロールのロール径を記憶する手段と、緊急停止又は急減速信号を与える手段と、緊急停止又は急減速信号が与えられたときに前記加速トルク及び前記加速した時のロール径を読み出すと共に該加速トルク及び加速した時のロール径並びに現在のロール径に基づいて前記ロールに対する制動力を求めて前記ブレーキ装置へ出力する手段とを具えることを特徴とする張力制御装置。In a tension control device that detects the tension applied to the web unwound from the roll and maintains the tension at a predetermined value by applying a braking force to the roll, a brake device that brakes the roll, and at the time of paper splicing Means for detecting acceleration torque when the surface speed of the roll is accelerated to the same speed as the running speed of the web being unwound by a pre-drive device; means for storing the acceleration torque; Means for measuring the roll diameter of the roll, means for storing the roll diameter of the roll when accelerating during paper splicing, means for giving an emergency stop or sudden deceleration signal, and when an emergency stop or sudden deceleration signal is given The acceleration torque and the roll diameter at the time of acceleration are read out, and the low torque is calculated based on the acceleration torque, the roll diameter at the time of acceleration and the current roll diameter. Tension control device characterized by comprising a means for outputting seeking braking force to the brake device for.
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