(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻戻しロールに巻回され予め検知された欠陥点を有する紙ロールを巻取ロールに巻き取る工程で、これら巻戻しロール及び巻取ロールの回転を停止させて、前記欠陥点を補修する作業を作業員が行い、
さらに、前記欠陥点が連続的に集中する部分の巻き戻しが開始される際に、これら巻戻しロール及び巻取ロールの回転を停止させて、巻戻しロールに巻回された紙ロールに対し或る深さでロール幅方向へ直線状にカットすることによる切りさばき作業を作業員が行うことが可能な、巻取制御装置において、
巻戻しロール駆動用電動機の検出速度、巻取ロール駆動用電動機の検出速度、及びこの巻取ロール駆動用電動機の検出速度に基づき演算された巻取演算速度から巻戻しロールに巻回された紙ロールのロール径を演算する径演算手段と、
前記切りさばき作業により生じた紙の枚数を設定するさばき枚数設定手段と、
前記径演算手段により演算された、前記巻戻しロールに巻回された紙ロールの径と、前記巻戻しロール駆動用電動機の検出速度とを、前記切りさばき作業が行われる直前まで所定サンプリング周期毎に入力して平均紙厚値を演算する平均紙厚値演算手段と、
前記さばき枚数設定手段からの枚数設定値と、前記平均紙厚値演算手段からの平均紙厚値と、前記切りさばき作業を行う直前の前記巻戻しロールに巻回された紙ロールの径との入力に基づき、前記切りさばき作業により生じた紙の合計長さを演算するさばき長演算手段と、
を備え、このさばき長演算手段の演算結果に基づいて次の欠陥点までの距離設定を行い、この距離設定に基づき前記切りさばき作業が行われた後の次の欠陥点を所定の補修位置に停止させる、
ことを特徴とする巻取制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の巻取制御装置において、
前記さばき枚数設定手段に代えて、前記切りさばき作業により生じた紙の重量を設定するさばき重量設定手段を備えた、
ことを特徴とする巻取制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の巻取制御装置において、
前記径演算手段に代えて、前記巻戻しロールに巻回された紙ロールのロール径を光学的に検出するロール径検出手段を備えた、
ことを特徴とする巻取制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻取制御装置に関するものであり、より詳しくは、抄紙機の補修工程における巻戻しロール及び巻取ロールの停止位置の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、抄紙機の補修工程において用いられる従来の巻取制御装置の構成を示すブロック図である。この図において、巻戻しロール１には紙ロール２が巻回されており、紙ロール２の紙はガイドロール４及びドラムロール５を介して巻取ロール３に巻き取られるようになっている。なお、巻取ロール３にはペーパーロール６が当接しており、巻き取り中の紙に対して所定の張力が加わるようになっている。
【０００３】
巻戻しロール１は電動機７により回転駆動され、電動機７は駆動制御装置８により制御されるようになっている。そして、速度検出器９は電動機７の速度を検出するようになっている。同様に、ドラムロール５は電動機１０により回転駆動され、電動機１０は駆動制御装置１１により制御されるようになっている。そして、速度検出器１２は電動機１０の速度を検出するようになっており、巻取速度演算器１３はこの速度検出器１２の検出値に基づいて巻取速度を演算するようになっている。
【０００４】
径演算器１４は、速度検出器９，１２からの各検出値及び巻取速度演算器１３からの演算値に基づいて、巻戻しロール１に巻回されている紙ロール２のロール径を演算している。そして、径演算器１４はこの演算値に対応する界磁制御信号を駆動制御装置８に出力して電動機７の速度制御を行っている。
【０００５】
次に、このような巻取制御装置を用いて行う補修工程の作業について説明する。巻戻しロール１に巻回されている紙ロール２は、既に前工程において、どの位置にどのような欠陥点が有るかについて検知されているものである。そして、この欠陥点を有する部分が巻き戻される時点になると、自動停止制御装置が働き、巻戻しロール１及び巻取ロール３の回転が停止される。
【０００６】
次いで、作業員はこの欠陥点の部分に対して「パッチ当て」等の補修作業を行い、次の欠陥点までの距離設定を行った後、運転を再開する。そして、次の欠陥点を有する部分が巻き戻される時点になると、再び自動停止制御装置が働いて巻戻しロール１及び巻取ロール３の回転が停止され、作業員は補修作業を行う。
【０００７】
このように、紙ロール２の紙に含まれる欠陥点がある程度の距離をおいて点在している場合は、自動停止制御装置が充分な時間的余裕を持って働くため、欠陥点の部分を所定の補修位置に精度良く停止させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、時として、紙ロール２の紙の比較的長い距離に亘って欠陥点が連続して集中している場合がある。これらの欠陥点の全てを作業員が逐一補修したのでは煩雑に耐えず、多大な労力を費やすことになる。そこで、このような場合は、作業員がこの長い距離に亘る部分を切り取ると共に、切り取った部分の前後をつなげ、その後に次の欠陥点までの距離設定を行い、自動停止制御装置により補修位置に停止させて次の補修作業を行うようにしている。
【０００９】
この場合に作業員は上記の切り取りを、カッターナイフを紙ロール２の表面に当て、このカッターナイフを或る深さでロール幅方向に一直線に引くことにより行う。このように、比較的長い距離に亘って欠陥点が連続して集中している部分を作業員がカッターナイフ等により切り取る作業は、通常、「切りさばき作業」と呼ばれる。
【００１０】
ところで、上記の切りさばき作業を行った後、次の欠陥点までの距離設定を正確に行うためには、切りさばき作業により切り取られた紙の長さを正確に把握しておく必要がある。しかし、この切りさばき作業は作業員の経験と勘に頼って行う作業であるため、切り取られた紙の長さを正確に把握することは困難である。
【００１１】
したがって、切りさばき作業後の距離設定は、実際には殆ど正確に行われることはなく、自動停止制御装置により停止される次の欠陥点の位置は正規の位置から大きくずれる結果となっていた。そのため、補修作業の効率も大幅に低下し、場合によっては、欠陥点を看過してしまうという重大なミスも発生していた。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、切りさばき作業により切り取られた紙の長さを正確に把握することができ、切りさばき作業後の次の欠陥点までの距離設定を正確に行うことが可能な巻取制御装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、巻戻しロールに巻回され予め検知された欠陥点を有する紙ロールを巻取ロールに巻き取る工程で、これら巻戻しロール及び巻取ロールの回転を停止させて、前記欠陥点を補修する作業を作業員が行い、さらに、前記欠陥点が連続的に集中する部分の巻き戻しが開始される際に、これら巻戻しロール及び巻取ロールの回転を停止させて、巻戻しロールに巻回された紙ロールに対し或る深さでロール幅方向へ直線状にカットすることによる切りさばき作業を作業員が行うことが可能な、巻取制御装置において、巻戻しロール駆動用電動機の検出速度、巻取ロール駆動用電動機の検出速度、及びこの巻取ロール駆動用電動機の検出速度に基づき演算された巻取演算速度から巻戻しロールに巻回された紙ロールのロール径を演算する径演算手段と、前記切りさばき作業により生じた紙の枚数を設定するさばき枚数設定手段と、前記径演算手段により演算された、前記巻戻しロールに巻回された紙ロールの径と、前記巻戻しロール駆動用電動機の検出速度とを、前記切りさばき作業が行われる直前まで所定サンプリング周期毎に入力して平均紙厚値を演算する平均紙厚値演算手段と、前記さばき枚数設定手段からの枚数設定値と、前記平均紙厚値演算手段からの平均紙厚値と、前記切りさばき作業を行う直前の前記巻戻しロールに巻回された紙ロールの径との入力に基づき、前記切りさばき作業により生じた紙の合計長さを演算するさばき長演算手段と、を備え、このさばき長演算手段の演算結果に基づいて次の欠陥点までの距離設定を行い、この距離設定に基づき前記切りさばき作業が行われた後の次の欠陥点を所定の補修位置に停止させる、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記さばき枚数設定手段に代えて、前記切りさばき作業により生じた紙の重量を設定するさばき重量設定手段を備えた、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記径演算手段に代えて、前記巻戻しロールに巻回された紙ロールのロール径を光学的に検出するロール径検出手段を備えた、ことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図４に基づき説明する。但し、図５と同様の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。なお、電動機１０は直接的にはドラムロール５を駆動するものであるが、間接的に巻取ロール３を駆動しているので、電動機１０を「巻取ロール駆動用電動機」として考えることにする。
【００１７】
図１の構成は、図５の構成に平均紙厚値演算手段１５、さばき枚数設定器２１、及びさばき長演算器２２が付加されたものである。平均紙厚値演算手段１５は、時間発信器１６、径値記憶器１７、回転数積算器１８、紙厚演算器１９、及び平均値演算器２０により構成されている。そして、径演算器１４の演算結果は径値記憶器１７に出力され、速度検出器９の検出値は回転数積算器１８に出力されるようになっている。
【００１８】
時間発信器１６は、所定周期毎にサンプリング信号を出力するものであり、径値記憶器１７には、サンプリング信号入力毎に径演算器１４からの径記憶値が書き込まれる。なお、径値記憶器１７に書き込まれる最新の径記憶値はサンプリング信号毎に更新されるようになっている。
【００１９】
回転数積算器１８は、速度検出器９からの検出値を入力して１周期分のサンプリング期間における回転数Ｎの値を積算するようになっている。この回転数Ｎの最新の値もサンプリング信号毎に更新されるようになっている。
【００２０】
紙厚演算器１９は、サンプリング周期毎に紙厚δを演算している。例えば、前回サンプリング時点の紙ロール２のロール径をＤ１とし、今回サンプリング時点の紙ロール２のロール径をＤ２とすると、紙厚δは下式により求められる。
δ＝（Ｄ１−Ｄ２）／Ｎ  …  （１）
【００２１】
平均値演算器２０は、サンプリング信号毎に紙厚演算器１９からの演算値を入力し、所定サンプリング回数における紙厚δの平均値δA を演算する。すなわち、第ｉ番目のサンプリング信号に対応する紙厚をδi としてこのδi の値を積算し、下式によりδA を演算する。
【００２２】
【数１】
0003659753.tif 000002
このように、（１）式により紙厚δを求め、さらに、（２）式によりその平均値δA を求めるのは、抄紙工程において紙ロール２の紙厚は決して一定ではなく、場所毎に微妙に変化しているからである。例えば、５０μｍの紙厚のものを製造しようとしている場合、補修工程における紙ロール２の紙厚は、場所によって４７μｍ，４８μｍであったり、５０μｍ以上であったりする。
【００２３】
さばき枚数設定器２１は、切りさばき作業を行うことにより生じた紙の枚数を作業員が自ら数え、その数えた枚数ｋを手動により設定するためのものである。切りさばき作業により生じた紙の合計長さを作業員が測定するのは、煩雑な作業であるため、作業効率上の観点からは到底採用することができないが、紙の枚数を数えることはそれほど煩雑な作業ではなく、比較的容易に実施することが可能である。
【００２４】
さばき長演算器２２は、さばき枚数設定器２１からの設定値ｋ、平均値演算器２０からの平均値δA を入力し、さらに、径値記憶器１７から切りさばき作業を行う直前の紙ロール２のロール径Ｄ３を入力する。そして、これらｋ，δA ，Ｄ３の値から、切りさばき作業により生じた紙の合計長さＬを演算する。
【００２５】
この合計長さＬの演算は次のようにして行う。すなわち、切りさばき作業により或る深さ（ｋ・δA ）で切り取られた紙を、紙ロール２から取り出し、これを床上に置いて図２に示すように、直線状に展開したとする。この展開された紙の部分の側面は、上辺がＤ３π、下辺が（Ｄ３−ｋ・δA ）π、高さがｋ・δA の台形となる。この台形の面積をＳとすると、
0003659753.tif 000003
となる。したがって、紙の合計長さＬは、
0003659753.tif 000004
となる。そして、さばき長演算器２２で演算された値Ｌは、図示を省略してある、欠陥点の自動停止制御装置、あるいは定尺制御装置に出力されるようになっている。
【００２６】
次に、上記のような巻取制御装置を用いて行う作業員の補修作業につき説明する。紙ロール２から巻戻される紙の欠陥点がある程度の距離をおいて点在している場合は、自動停止制御装置が欠陥点を所定の補修位置に正確に停止させるため、従来と同様、作業員は順調に補修作業を行うことができる。
【００２７】
次いで、紙ロール２の紙の比較的長い距離に亘って欠陥点が連続して集中している個所の巻戻しが開始される時点になると、再び自動停止制御装置が働き、紙ロール２の巻戻しが停止される。そして、作業員はカッターナイフを紙ロール２の表面に当て、このカッターナイフを或る深さでロール幅方向に一直線に引くことにより、この比較的長い距離に亘る紙の部分を紙ロール２から取り除く。ここで、「比較的長い距離」とは、この切りさばき作業により紙ロール２から取り除いた紙の部分の合計長さについての測長が不可能な距離、あるいは測長が可能であったとしても相当程度の時間を必要とするような距離をいう。このとき、既に、さばき長演算器２２には、切りさばき作業を行う直前の紙ロール２のロール径Ｄ３が径値記憶器１７から入力されており、また、紙厚の平均値δA が平均値演算器２０から入力されている。
【００２８】
次いで、作業員は、紙ロール２の取り除かれた部分の前後をつなぎ合わせ、次の欠陥点の補修作業に備えるようにする。この後、作業員は、切りさばき作業により紙ロール２から取り除いた紙の枚数を数え、数えた枚数ｋをさばき枚数設定器２１に設定する。すると、さばき長演算器２２は、このさばき枚数ｋ、切りさばき作業を行う直前の紙ロール２のロール径Ｄ３、及び紙厚の平均値δA に基づき、（４）式により紙の合計長さＬを演算する。
【００２９】
さばき長演算器２２により演算された合計長さＬは、自動停止制御装置、あるいは定尺制御装置に出力され、次の欠陥点の個所は所定の補修位置に正確に停止されることになる。したがって、作業員は補修工程において切りさばき作業を何回か行わざるを得ない場合でも、欠陥点の個所の停止位置の制御にそれほど労力を費やすことなく、補修作業を円滑に継続して行うことができる。
【００３０】
切りさばき作業は、作業員の経験と勘に頼って行われる作業であり、切り取られた紙の合計長さを短時間で求めることは、従来は困難であったが、図１の構成の巻取制御装置によれば、この切り取られた紙の合計長さを短時間で且つ正確に求めることができる。特に、抄紙工程における紙の厚さは、場所毎に微妙に変化するため正確な合計長さを求めることは一層困難であったが、図１の構成では平均紙厚値演算手段１５がサンプリング周期毎に紙厚の平均値δA を演算しているので、極めて高精度に合計長さを求めることが可能になっている。
【００３１】
図３は、本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態では、図１におけるさばき枚数設定器２１の代わりにさばき重量設定器２３を備えた構成としてある。すなわち、作業員は、切りさばき作業により切り取った紙の枚数を数える代わりに、切り取った紙の重量Ｗ〔ｋｇ〕を測定し、この重量Ｗをさばき重量設定器２３に設定する。この場合、切り取った紙の密度、及び紙幅ｌは既知であるから、切り取った紙の合計長さＬは下式により演算することができる。
Ｌ＝Ｗ／（Ｍ×δA×ｌ)    …    （５）
【００３２】
紙の重量を測定することは、紙の枚数を数えることと同様に比較的容易であるため、本実施形態によっても作業員の労力は大幅に軽減される。本実施形態では、さばき重量設定器２３のみ設置した例を示したが、さばき枚数設定器２１及びさばき重量設定器２３の双方を設置し、いずれの設定器を使用するかについては作業員の選択に委ねるようにしてもよい。
【００３３】
図４は、本発明の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。図１及び図３の構成では、電動機７の界磁制御に用いられている径演算器１４の演算結果をそのまま利用してサンプリング周期毎の紙ロール２のロール径を求めていたが、本実施形態では、紙ロール２の付近に光電管検出器２４をロール径検出手段として配設し、ロール径を直接的に検出するようにしている。したがって、充分に精度の高い光電管検出器２４を使用するようにすれば、一層正確にロール径の検出を行うことができ、結果として更に高精度に紙の合計長さＬを求めることができる。
【００３４】
なお、上記各実施形態における紙厚の値は、３０〜１５０μｍ程度のものを想定しているが、紙厚の値は特に限定されるものではない。したがって、ティッシュペーパーのような非常に薄い紙や、逆に、段ボール用などの非常に厚い紙に対しても本発明の技術を適用することが可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、切りさばき作業により切り取られた紙の長さを正確に把握することができ、切りさばき作業後の次の欠陥点までの距離設定を正確に行うことが可能になる。したがって、切りさばき作業後の次の欠陥点を所定の補修位置に正確に停止させることができ、作業員は円滑な補修作業を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】図１におけるさばき長演算器２２の演算内容についての説明図。
【図３】本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第３の実施形態の構成を示すブロック図。
【図５】従来例の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１  巻戻しロール
２  紙ロール
３  巻取ロール
４  ガイドロール
５  ドラムロール
６  ペーパーロール
７  電動機（巻戻しロール駆動用電動機）
８  駆動制御装置
９  速度検出器
１０  電動機（巻取ロール駆動用電動機）
１１  駆動制御装置
１２  速度検出器
１３  巻取速度演算器
１４  径演算器
１５  平均紙厚値演算手段
１６  時間発信器
１７  径値記憶器
１８  回転数積算器
１９  紙厚演算器
２０  平均値演算器
２１  さばき枚数設定器
２２  さばき長演算器
２３  さばき重量設定器
２４  光電管検出器（ロール径検出手段）
【図１】
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【図２】
0003659753.tif 000006
【図３】
0003659753.tif 000007
【図４】
0003659753.tif 000008
【図５】
0003659753.tif 000009