(57)【要約】【課題】停電発生時に、通常の駆動設備のみで、断紙等の設備異常を発生させることなく停止させることができる、コーティング装置を提供する。【解決手段】巻出し装置と、搬送装置と、巻取り装置とから構成される機械構成を備え、かつコンバータと、各駆動モータをそれぞれ駆動する複数の駆動装置と、コンデンサとから構成される電気系統を備えると共に、連続紙の搬送速度及び張力が一定になるように各駆動モータを制御する制御装置を備えたコンバーティング装置において、制御装置は、停電発生時、各駆動モータの速度およびトルクより装置全体の出力総和の演算を行い出力総和がゼロとなるように減速レートを切り替えることにより（Ｓ１−Ｓ５）、各駆動モータの回転を減速停止させる。【選択図】図４
2017216835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続紙を巻出す巻出しロール及び前記巻出しロールを駆動する巻出しモータを有する巻出し装置と、巻出された連続紙の速度を調整する搬送ロール及び前記搬送ロールを駆動する搬送モータを有する搬送装置と、加工の終わった連続紙を巻き取るための複数の巻取りロール及び前記複数の巻取りロールをそれぞれ駆動する複数の巻取りモータを有する巻取り装置とから構成される機械構成を備え、かつ
主電源からの交流電力を直流電力に変換すると共に、各駆動モータとしての、前記巻出しモータ、前記搬送モータ、前記巻取りモータによりそれぞれ発電した回生電力を直流電力に変換するコンバータと、前記各駆動モータをそれぞれ駆動する複数の駆動装置と、前記コンバータと前記駆動装置とを接続する接続回路に設けられて、通常運転時に電力を蓄電するとともに、前記主電源の停電時に電力を供給するコンデンサとから構成される電気系統を備えると共に、
前記連続紙の搬送速度及び前記連続紙の張力が一定になるように前記各駆動モータを制御する制御装置を備えたコンバーティング装置において、
前記制御装置は、停電発生時、前記各駆動モータの速度およびトルクより装置全体の出力総和の演算を行い出力総和がゼロとなるように減速レートを切り替えることにより、前記各駆動モータの回転を減速停止させる
ことを特徴とするコンバーティング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコンバーティング装置において、
前記制御装置は、停電発生時のライン速度よりあらかじめ出力総和がゼロになる減速レートを設定しておき、停電開始時のライン速度の計測値より、初期の減速レートを決定し、その後は、演算周期ごとに前記各駆動モータの出力総和の演算に基づいて減速レートの補正を行う
ことを特徴とするコンバーティング装置。
【請求項３】
請求項２に記載のコンバーティング装置において、
前記制御装置は、さらに、前記コンバータの二次側ＤＣ電圧を計測して、計測値が設定値以上の時は減速レートを現状の減速レートに設定％値を加算した減速レートに変更し、計測値が設定値以下の時は減速レートの設定％値に減速レートを変更するように減速レートの補正を行う
ことを特徴とするコンバーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コーティング装置やスリッタ装置等のコンバーティング装置に関し、特に、停電停止時に装置内の総出力がゼロになるように減速停止して、停電復旧後、直ちに生産開始できるようにするコンバーティング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、停電発生時に短時間の停電の場合にインバータの回生機能やコンデンサバンクにて制御を維持する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。短時間の停電発生時に、回生機能付きインバータによって回生されたエネルギーにより、回生機能無しのインバータを介して、これに接続されている交流電動機をほぼ定格運転状態を維持して運転を継続するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−３９８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のコンバーティング装置では、停電発生時はＵＰＳ電源（Uninterruptible Power Supply：無停電電源装置）やコンデンサバンクから電源供給していたため、正常状態で停止するためには、そのための付加設備が必要であった。このため、設備自体も高価なものとなっていた。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、停電発生時に、通常の駆動設備のみで、断紙等の設備異常を発生させることなく停止させることができる、コンバーティング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るコンバーティング装置は、連続紙を巻出す巻出しロール及び前記巻出しロールを駆動する巻出しモータを有する巻出し装置と、巻出された連続紙の速度を調整する搬送ロール及び前記搬送ロールを駆動する搬送モータを有する搬送装置と、加工の終わった連続紙を巻き取るための複数の巻取りロール及び前記複数の巻取りロールをそれぞれ駆動する複数の巻取りモータを有する巻取り装置とから構成される機械構成を備え、かつ主電源からの交流電力を直流電力に変換すると共に、各駆動モータとしての、前記巻出しモータ、前記搬送モータ、前記巻取りモータによりそれぞれ発電した回生電力を直流電力に変換するコンバータと、前記各駆動モータをそれぞれ駆動する複数の駆動装置と、前記コンバータと前記駆動装置とを接続する接続回路に設けられて、通常運転時に電力を蓄電するとともに、前記主電源の停電時に電力を供給するコンデンサとから構成される電気系統を備えると共に、前記連続紙の搬送速度及び前記連続紙の張力が一定になるように前記各駆動モータを制御する制御装置を備えたコンバーティング装置において、前記制御装置は、停電発生時、前記各駆動モータの速度およびトルクより装置全体の出力総和の演算を行い出力総和がゼロとなるように減速レートを切り替えることにより、前記各駆動モータの回転を減速停止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、停電発生時、各駆動モータの速度およびトルクより装置全体の出力値の総和値の演算を行い、出力総和がゼロとなるように減速レートを切り替えることにより、原反等連続紙の断紙を発生させることなく停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るコンバーティング装置の機械構成を示す概略図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るコンバーティング装置の電源系に関する電気系統図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るコンバーティング装置における停電制御について簡単に説明する説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るコンバーティング装置に備えられる制御装置の停電制御の一連の制御動作に関するフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２に係るコンバーティング装置に備えられる制御装置の停電制御の一連の制御動作に関するフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態３に係るコンバーティング装置に備えられる制御装置の停電制御の一連の制御動作に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１ないし図４はこの発明の実施の形態１に係るコンバーティング装置を説明するものであり、図１はコンバーティング装置の機械構成を示す概略図、図２はコンバーティング装置の電源系に関する電気系統図、図３はコンバーティング装置における停電制御について簡単に説明する説明図、図４はコンバーティング装置に備えられる制御装置の停電制御の一連の制御動作に関するフローチャートである。
【００１０】
次に動作について説明する。図１に示すように、コンバーティング装置の機械構成は、巻出し部の巻出しロールＫ１を有する巻出し装置Ｋと、連続紙の速度を調整する基準ロールＭ１を有する搬送装置Ｍと、加工の終わった連続紙を巻き取るための複数（本実施例では、例えば２台）の巻取りロールＳ１、Ｓ２を有する巻取り装置Ｓとから構成されている。
【００１１】
連続紙は、搬送装置Ｍの搬送モータＭ２１で引き出し速度が指定速度となるように制御される。巻出し装置Ｋには巻出しモータＭ１１が設けられており、搬送装置Ｍまでの連続紙の張力が一定となるように駆動している。また、連続紙が巻出し装置Ｋから巻出されると、連続紙のロール径が変わるため、張力が一定となるように巻出し径に合わせたトルクに制御している。
【００１２】
巻出し装置Ｋから巻出された連続紙は、搬送装置Ｍで速度を一定に保つように搬送モータＭ２１で速度制御される。また、搬送装置Ｍでは、連続紙に加工を施し、搬送を行う。そして、速度が一定に保たれた連続紙は巻取り装置Ｓに送られる。
【００１３】
巻取り装置Ｓには、巻取りモータＭ３１、３２が設けられており、搬送装置Ｍから巻取りロールＳ１、Ｓ２までの張力を一定に保つように巻取りモータＭ３１、Ｍ３２を駆動している。巻取りロールＳ１、Ｓ２も巻き取ることにより巻取り径が変化するため、張力を一定となるように巻取り径に合わせたトルクに制御している。
【００１４】
次に、図２を参照してコンバーティング装置の電気系統について説明する。コンバーティング装置は、主電源６０に接続されたコンバータ６１を備えており、コンバータ６１には、上記した各駆動モータとしての、巻出しモータＭ１１、搬送モータＭ２１、巻取りモータＭ３１、３２を駆動する駆動装置６２がそれぞれ接続されている。また、コンバータ６１と駆動装置６２とを接続する接続回路６３には停電時においてコンバーティング装置に電力を供給するコンデンサ６４が接続されている。
【００１５】
また、コンバータ６１は、主電源６０からの交流電力（ＡＣ）を直流電力に変換するものである。コンバータ６１で変換した直流電力は、駆動装置６２にて交流電力に再変換される一方、各駆動モータ１１、２１、３１、３２により発電した回生電力（交流電力）は、コンバータ６１により直流電力に変換される。
【００１６】
ただし、コンバータ６１は、電力供給時においては、コンバーティング装置から発生した回生電力を６０へ回帰させることができるが、停電時においては、コンバーティング装置から発生した回生電力を回帰させることができないように構成されている。
【００１７】
また、コンデンサ６４は、コンバーティング装置の通常運転時において、電力を蓄電するとともに、停電時においては、コンバーティング装置に電力を供給するものである。
【００１８】
さらに、図２においては、連続紙の搬送速度及び連続紙の張力が一定になるように各駆動モータ１１、２１、３１、３２を制御する制御装置６５が備えられており、この制御装置６５は、停電発生時、各駆動モータ１１、２１、３１、３２の速度およびトルクより装置全体の出力総和の演算を行い出力総和がゼロとなるように減速レートを切り替えることにより、前記各駆動モータ１１、２１、３１、３２の回転を減速停止させる。
【００１９】
従って、停電が発生すると、主電源６０からコンバーティング装置への電力供給が停止するため、コンバーティング装置は、コンデンサ６４に蓄電した電力を使用して、コンバーティング装置の印刷動作を停止する停電制御を実行する。停電制御は、印刷胴を減速停止させることで連続紙の搬送速度を減速停止させており、具体的に、コンバーティング装置は、停電時において、各駆動装置６２により各駆動モータ１１、２１、３１、３２を制御して、各駆動モータ１１、２１、３１、３２の回転を減速停止させている。このとき、駆動されるマシンの構成及びウェブのパスルートにより、各駆動モータ１１、２１、３１、３２の減速レートは、回生電力をほとんど発生させない減速レートに調整することにより回生電圧の上昇を抑えるようにしている。
【００２０】
ここで、図３を参照して、コンバーティング装置における停電制御について簡単に説明する。図３において、上のグラフ（ａ）は、停電前後における速度レートの時間変化を表したグラフであり、中央のグラフ（ｂ）は、停電前後における各駆動モータ１１、２１、３１、３２の出力の総和を表すグラフである。下のグラフ（ｃ）は、停電前後におけるコンバータ６１の二次側ＤＣ電圧の時間変化のグラフである。上のグラフ（ａ）において、横軸は時間、縦軸は速度レートとなっており、中央のグラフ（ｂ）において、横軸は時間、縦軸は各駆動モータ１１、２１、３１、３２の出力の総和となっており、下のグラフ（ｃ）において、横軸は時間、縦軸はコンバータ６１の二次側ＤＣ電圧となっている。また、ｔ０は停電発生時刻、ｔ１は停電停止の開始時刻、ｔ２は停電継続中の動作時刻である。
【００２１】
次に、図４にて停電時の内部処理、つまりコンバーティング装置に備えられる制御装置６５の停電制御の一連の制御動作について説明する。停電発生前において、コンバーティング装置に内蔵する制御装置は、通常用速度レートＡ１に基づいて通常運転を行い、連続紙の搬送速度が一定となるように制御している。このとき、コンバータ６１の二次側ＤＣ電圧も一定に維持している。
【００２２】
この状態において、停電（電源喪失）が発生する（図３における時刻ｔ１になる）と（図４におけるステップＳ１）、現在の各駆動モータ１１、２１、３１、３２の回転数（速度）及びトルク値を計測し（図４におけるステップＳ２）、現在の各駆動モータの出力をそれら各駆動モータ１１、２１、３１、３２の回転数（速度）及びトルク値の計測値より算出し、その総和値ΣＷｎを計算する（図４におけるステップＳ３）。各駆動モータ１１、２１、３１、３２の出力総和値ΣＷｎに対し、あらかじめ決められた変換式Ｋにて計算することにより停電停止レートＹｎを生成し、減速レートを切り替える。すなわち、駆動モータ１１、２１、３１、３２の出力の総和がゼロになるように減速レートに切り替える。その後、各演算周期毎に各駆動モータの出力総和ΣＷｓを計算して、減速レートＹｓを算出し、減速レートを切り替える（図４におけるステップＳ４，Ｓ５）。そのレートに基づいて、各駆動モータ１１、２１、３１、３２を制御する。本演算を停電停止が完了するまで実施する。
【００２３】
以上のように、実施の形態１によれば、制御装置６５により、停電発生直後の連続紙の搬送速度から駆動モータ出力がゼロとなる減速レートを出力し、停電停止中は制御スキャン毎に現在速度から全駆動モータの出力総和がゼロとなる減速レートに切り替える。このため、原反等連続紙の断紙を発生させることなく停止制御を行うことができる。また、所定の周期毎に各駆動モータ１１，２１，３１，３２の出力値の総和値より演算を行いに減速レートを切り替えることから、コンバータ６１の二次側を流れる電流は、ほぼ０となり、力行電力も回生電力発生しなくなるという効果が得られる。それにより、連続駆動するための回生システムや回生電力の消費用抵抗回路を削除することができ、コンパクトにすることが可能となる。
【００２４】
また、同様の制御動作を通常の停止時にも適用することで、停止時に電力の消費を発生させない経済的なコンバーティング装置を提供できる。
【００２５】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るフローチャートを図５に示す。上述した実施の形態１では各駆動モータ１１，２１，３１，３２の出力値の総和値より減速レートの切り替えを行ったが、この実施の形態２では、停電発生時のライン速度よりあらかじめ出力総和が０になる減速レートを設定しておき、停電開始時のライン速度の計測値より、初期の減速レートを決定し、その後は演算周期毎に各駆動モータ１１，２１，３１，３２の出力値の総和値より演算を行い、現状の減速レートに補正を行い切り替えることから、より精度よく出力０の制御を可能とする。
【００２６】
次に、この発明の実施の形態２に係るコンバーティング装置に備えられる制御装置６５の停電制御の一連の制御動作を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。あらかじめ、ライン速度より停電発生時の減速レートの表を作成しておく（図５におけるステップＳ７）。停電が発生する（図３における時刻ｔ１になる）と（図５におけるステップＳ１）、あらかじめ設定されていた表より停電停止時の減速レートを抽出して、減速レートを切り替える（図５におけるステップＳ８，Ｓ９）。その後は、毎演算周期ごとに各モータの出力総和ΣＷｎを計算し、減速レート補正値ｙｓｎを算出する（図５におけるステップＳ２，Ｓ３，Ｓ１０）。前演算周期の減速レートＹｓｎ−１に減速レート補正値ｙｎを加えた減速レートに基づいて、各駆動モータ１１、２１、３１、３２を制御する（図５におけるステップＳ１１）。本演算を停電停止が完了するまで実施する（図５におけるステップＳ６→Ｓ２）。
【００２７】
以上のように、実施の形態２によれば、停電開始時にあらかじめ決められていた減速レートにより減速を開始することから、停電開始時点から各駆動モータの出力総和が０近い値から開始され、出力総和による減速レートの変更は補正となることから、コンバータ６１の二次側を流れる電流は、より精度よく０に近い値にすることが可能となる。
【００２８】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るフローチャートを図６に示す。上述した実施の形態２では停電開始時にあらかじめ決められていた減速レートにより減速を開始し、その後、各駆動モータの出力総和による減速レートの変更は補正にて減速レートの切り替えを行ったが、この実施の形態３では、実施の形態２と同様に減速レートの切り替えを行うが、同時にコンバータ６１の二次側ＤＣ電圧を監視して、設定電圧よりも高くなった場合は減速レートを現状の減速レートに設定％値を加算した減速レートに変更し、計測値が設定値以下の時は減速レートの設定％値に減速レートを変更して、サーボアンプの電圧を確保するようにすることにより、過電圧や不足電圧等の異常を起こさないようにする。
【００２９】
次に、この発明の実施の形態３に係るコンバーティング装置に備えられる制御装置６５の停電制御の一連の制御動作を、図６に示すフローチャートを参照して説明する。通常の内部処理は実施の形態２と同一の処理を行う（図６におけるステップＳ１，Ｓ７−Ｓ９，Ｓ２−Ｓ３，Ｓ１０−Ｓ１１）。また、演算周期毎にコンバータの二次側ＤＣ電圧Ｖも計測する（図６におけるステップＳ１２）。計測したコンバータの二次側ＤＣ電圧Ｖがあらかじめ設定した電圧Ｖｈ以上になった場合、現状の減速レートを現状の減速レート×（１＋設定値Ｎh％）に変更する（図６におけるステップＳ１３）。また、計測したコンバータの二次側ＤＣ電圧Ｖがあらかじめ設定した電圧Ｖ１以下になった場合、現状の減速レートを現状の減速レート×設定値Ｎｈ％に変更する（図６におけるステップＳ１４）。本演算を停電停止が完了するまで実施する（図６におけるステップＳ６→Ｓ２）。
【００３０】
以上のように、実施の形態３によれば、コンバータの2次側ＤＣ電圧が上がり過ぎたり、下がり過ぎた場合に加減速レートを変更する機能を追加することにより過電圧や不足電圧のような異常の回避が可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
Ｋ  巻出し装置、
Ｋ１  巻出しロール、
Ｍ１１  巻出しモータ、
Ｍ１  基準ロール、
Ｍ  搬送装置、
Ｓ１、Ｓ２  巻取りロール、
Ｓ  巻取り装置、
Ｍ２１  搬送モータ、
Ｍ３１，Ｍ３２  巻取りモータ、
６０  主電源、
６１  コンバータ、
６２  駆動装置、
６３  接続回路、
６４  コンデンサ、
６５  制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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