(57)【要約】【課題】この発明は、シートの弛みを瞬時に補償できる弛み補償装置を提供することを目的とする。【解決手段】アンワインダ２と、アンワインダ２により巻き戻されたシート１を巻芯９に巻き取らせるワインダ５と、シート１を搬送するペーパーロール３と、ペーパーロール３を駆動するモータ１０ｂと、速度基準値を補正値で補正した速度指示値に基づいてモータ１０ｂに電力を供給する駆動装置１２ｂと、モータ１０ｂの回転速度に応じた出力信号を出力する速度センサ１１ｂと、を備えるワインダ設備を制御する弛み補償装置であって、駆動装置１２ｂからモータ１０ｂに流れる負荷電流の負荷電流値が速度指示値に応じた負荷電流閾値よりも小さい、かつ、出力信号に応じた速度値が速度指示値に応じた速度閾値よりも大きい場合に、速度基準値を増大補正する次回補正値を算出し、駆動装置１２ｂへ出力する弛み検出器３０を備える。【選択図】図１
2017226538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール状に巻かれたシートを巻き戻すアンワインダと、
巻き取りロールの回転により巻芯を回転させて、前記アンワインダにより巻き戻された前記シートを前記巻芯に巻き取らせるワインダと、
前記アンワインダと前記ワインダとの間に設けられ、前記シートを搬送する中間ロールと、
前記巻き取りロールまたは前記中間ロールを駆動するモータと、
速度基準値を補正値で補正した速度指示値に基づいて前記モータに電力を供給する駆動装置と、
前記モータの回転速度に応じた出力信号を出力する速度センサと、
を備えるワインダ設備を制御する弛み補償装置であって、
前記駆動装置から前記モータに流れる負荷電流の負荷電流値を検出する負荷電流検出器と、
前記負荷電流値が前記速度指示値に応じた負荷電流閾値よりも小さい、かつ、前記出力信号に応じた速度値が前記速度指示値に応じた速度閾値よりも大きい場合に、前記速度基準値を増大補正する次回補正値を算出し、前記駆動装置へ出力する弛み検出器と、
を備えることを特徴とする弛み補償装置。
【請求項２】
前記モータは、前記中間ロールを駆動し、
前記中間ロールの下流に設けられた前記巻き取りロールを駆動する第２モータと、
前記速度基準値を補正値で補正した速度指示値に基づいて前記第２モータに電力を供給する第２駆動装置と、
をさらに備える前記ワインダ設備を制御する弛み補償装置であって、
前記弛み検出器は、前記次回補正値を前記駆動装置および前記第２駆動装置へ出力すること、
を特徴とする請求項１に記載の弛み補償装置。
【請求項３】
前記モータは、前記中間ロールを駆動し、
前記中間ロールの下流に設けられた前記巻き取りロールを駆動する第２モータと、
前記速度基準値を第２補正値で補正した第２速度指示値に基づいて前記第２モータに電力を供給する第２駆動装置と、
前記第２モータの回転速度に応じた第２出力信号を出力する速度センサと、
をさらに備える前記ワインダ設備を制御する弛み補償装置であって、
前記第２駆動装置から前記第２モータに流れる負荷電流の第２負荷電流値を検出する第２負荷電流検出器を備え、
前記弛み検出器は、前記負荷電流値が前記速度指示値に応じた負荷電流閾値よりも小さい、かつ、前記出力信号に応じた速度値が前記速度指示値に応じた速度閾値よりも大きい、かつ、前記第２負荷電流値が前記第２速度指示値に応じた負荷電流閾値よりも小さい、かつ、前記第２出力信号に応じた速度値が前記第２速度指示値に応じた速度閾値よりも大きい場合に、前記速度基準値を増大補正する次回補正値および該次回補正値よりも大きい次回第２補正値を算出し、該次回補正値を前記駆動装置へ、該次回第２補正値を前記第２駆動装置へ出力すること、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の弛み補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弛み補償装置に係り、特に、ロール状に巻かれたシート（紙、布、箔等）を巻き戻してから巻き取るまでの行程で生じるシートの弛みを補償する弛み補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許第２５０７５４９号公報（特許文献１）に開示されるようなワインダ設備が知られている。ワインダ設備では、ロール状に巻かれたシートはアンワインダにより巻き戻され、巻き戻されたシートは中間ロール（ペーパーロール等）によりワインダまで搬送され、ワインダは巻芯と巻き取りロールを対接させた状態でモータにより巻き取りロールを駆動しながらシートを巻芯へ巻き取る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２５０７５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワインダ設備において、巻き取り時に発生するシートの弛みは機械的な外乱（例えば、ロールの偏心）によって発生する。従来のワインダ設備では、張力検出器を用いてシートに弛みが発生したかどうかを検出し、検出値に基づいてアンワインダの張力制御に補正をかけている。しかしながら、張力検出器の検出値にはばらつきがあり、なまし処理が必要となる。そのため、張力制御の補正は遅く、瞬時の変化には対応が困難であった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、シートの弛みを瞬時に補償できる弛み補償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】
この発明は、上記の目的を達成するため、
ロール状に巻かれたシートを巻き戻すアンワインダと、
巻き取りロールの回転により巻芯を回転させて、前記アンワインダにより巻き戻された前記シートを前記巻芯に巻き取らせるワインダと、
前記アンワインダと前記ワインダとの間に設けられ、前記シートを搬送する中間ロールと、
前記巻き取りロールまたは前記中間ロールを駆動するモータと、
速度基準値を補正値で補正した速度指示値に基づいて前記モータに電力を供給する駆動装置と、
前記モータの回転速度に応じた出力信号を出力する速度センサと、
を備えるワインダ設備を制御する弛み補償装置であって、
前記駆動装置から前記モータに流れる負荷電流の負荷電流値を検出する負荷電流検出器と、
前記負荷電流値が前記速度指示値に応じた負荷電流閾値よりも小さい、かつ、前記出力信号に応じた速度値が前記速度指示値に応じた速度閾値よりも大きい場合に、前記速度基準値を増大補正する次回補正値を算出し、前記駆動装置へ出力する弛み検出器と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、弛み補償装置は、負荷電流値が負荷電流閾値よりも小さい、かつ、巻き取りロールまたは中間ロールを駆動するモータの速度値が速度閾値よりも大きい場合に、シートに弛みが生じたと判断し、次制御タイミングにおける速度基準値を増大補正する。そのため、この発明によれば、張力検出器を用いずシートの弛みを瞬時に補償できる。これにより、弛み発生に伴う巻き取り蛇行の排除、不良品の可能性のある製品の排除が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るワインダ設備のシステム構成を示す図である。
【図２】シート１に弛みが生じた場合における負荷電流とモータの回転速度の変化について説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る弛み補償装置が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２に係るワインダ設備のシステム構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る弛み補償装置が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３に係るワインダ設備のシステム構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る弛み補償装置が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態４に係るワインダ設備のシステム構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る弛み補償装置が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１０】
実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係るワインダ設備のシステム構成を示す図である。図１に示すワインダ設備は、ロール状に巻かれたシート１を巻き戻し、加工を施した後に製品として巻き取る装置である。シート１は、紙、布、箔等の連続した帯状の長尺巻物である。
【００１１】
アンワインダ２は、ワインダ設備の上流に配置される。アンワインダ２は、ロール状に巻かれたシート１を巻き戻す。モータ１０ａは、ギア機構を介してアンワインダ２を駆動する。モータ１０ａは、モータの回転速度に応じた出力信号を出力する速度センサ１１ａに接続する。また、モータ１０ａは、モータに電力を供給する駆動装置１２ａと電気的に接続する。
【００１２】
ペーパーロール３は、アンワインダ２の下流に配置される。ペーパーロール３は、アンワインダ２とワインダ５との間に設けられる中間ロールである。アンワインダ２により巻き戻されたシート１は、ペーパーロール３を介して下流に搬送される。モータ１０ｂは、ギア機構を介してペーパーロール３を駆動する。モータ１０ｂは、モータの回転速度に応じた出力信号を出力する速度センサ１１ｂに接続する。モータ１０ｂは、モータに電力を供給する駆動装置１２ｂと電気的に接続する。
【００１３】
スリッタ４は、ペーパーロール３の下流に配置される。ペーパーロール３に搬送されたシート１は、スリッタ４により搬送方向に連続して切断され下流に搬送される。
【００１４】
ワインダ５は、スリッタ４の下流に配置される。ワインダ５は、アンワインダ２により巻き戻されたシート１を巻芯９に巻き取らせる。図１に示すワインダ５は、２ドラム式ワインダであり、巻き取りロールとしてのリアドラム６、フロントドラム７、ライダーロール８を備える。巻芯９は、リアドラム６、フロントドラム７、ライダーロール８の回転軸と平行に配置される。巻芯９は、リアドラム６、フロントドラム７、ライダーロール８に挟まれて押圧された状態で、リアドラム６とフロントドラム７の回転に応じて回転する。巻芯９は、回転に伴ってスリッタ４を介して搬送されたシート１を巻き付けながら大きく巻き太っていく。例えば、シート１が紙の場合、製品としての紙管が形成される。
【００１５】
モータ１０ｃは、ギア機構を介して巻き取りロールとしてのリアドラム６を駆動する。モータ１０ｃは、モータの回転速度に応じた出力信号を出力する速度センサ１１ｃに接続する。モータ１０ｃは、モータに電力を供給する駆動装置１２ｃと電気的に接続する。同様に、フロントドラム７は、ギア機構を介してモータ１０ｄに接続する。モータ１０ｃは、モータの回転速度に応じた出力信号を出力する速度センサ１１ｄに接続する。モータ１０ｃは、モータに電力を供給する駆動装置１２ｄと電気的に接続する。
【００１６】
（ワインダ装置の基本動作）
次に、ワインダ装置の基本的な動作について説明する。
アンワインダ２に関して、駆動装置１２ａは、各制御タイミングに応じて規定された張力基準値を入力し、張力基準値にギア機構のギア比や巻き出されるシート１の径に応じたパラメータを反映した張力制御値を決定する。駆動装置１２ａは、モータ１０ａに張力制御値に基づいて電力を供給する。モータ１０ａは、電力供給を受けてアンワインダ２を回転させる。アンワインダ２の回転により、ロール状に巻かれたシート１は巻き戻される。
【００１７】
ペーパーロール３、リアドラム６、フロントドラム７に関して、駆動装置１２ｂ〜１２ｄは、各制御タイミングに応じて規定された速度基準値を入力する。駆動装置１２ｂ〜１２ｄは、速度基準値を補正値で補正した速度指示値に、ギア機構のギア比、ペーパーロール径（またはドラム径）、製品径に応じたパラメータを反映した速度制御値を決定する。駆動装置１２ｂ〜１２ｄは、モータ１０ｂ〜１０ｄに速度制御値に応じた電力を供給する。モータ１０ｂ〜１０ｄは、電力供給を受けてペーパーロール３、リアドラム６、フロントドラム７を回転させる。
【００１８】
このように、アンワインダ２、ペーパーロール３、リアドラム６、フロントドラム７を回転させることにより、ロール状に巻かれたシート１を巻き戻し、加工を施した後に製品として巻き取ることができる。ところで、シート１を巻き戻してから巻き取るまでの行程で機械的な外乱によりシート１の弛みが生じる場合がある。シート１の弛みは、巻き取り蛇行や不良品の発生の原因となる。そこで、本発明の実施の形態１に係るシステムでは、シート１の弛みを瞬時に補償できる弛み補償装置を設けることとした。
【００１９】
（弛み補償装置）
図２は、シート１に弛みが生じた場合における負荷電流とモータの回転速度の変化について説明するための図である。図２の上グラフは、時間と検出電流（駆動装置からモータに流れる負荷電流）との関係を示している。図２の下グラフは、時間と検出速度（モータの回転速度）との関係を示している。時刻ｔ１はシート１に弛みが生じた制御タイミングである。シート１に弛みが生じると、負荷電流が低下し、モータの回転速度が上昇する。本発明の実施の形態１に係る弛み補償装置は、このような負荷電流とモータの回転速度の変化に着目して、次制御タイミングにおける速度基準値を適正に補正するものである。
【００２０】
図１に戻り説明を続ける。本発明の実施の形態１に係る弛み補償装置は、負荷電流検出器２０と弛み検出器３０を備える。
【００２１】
負荷電流検出器２０は、駆動装置１２ｂに接続する。負荷電流検出器２０は、駆動装置１２ｂからモータ１０ｂに流れる負荷電流の負荷電流値を検出する。
【００２２】
弛み検出器３０は、負荷電流検出器２０、速度センサ１１ｂ、および駆動装置１２ｂに接続する。弛み検出器３０は、プロセッサおよびメモリを備える汎用コンピュータである。弛み検出器３０の機能は、メモリに記憶されたプログラムがプロセッサにより実行されることにより実現される。
【００２３】
弛み検出器３０は、速度センサ１１ｂが出力した出力信号と、負荷電流検出器２０が検出した負荷電流値とを逐次入力し、出力信号に応じたモータ１０ｂの速度値と、負荷電流値とをメモリに記憶する。
【００２４】
上述したように速度基準値は、各制御タイミングに応じて規定されており、速度指示値は、速度基準値を補正値で補正した値である。弛み検出器３０は、各制御タイミングにおける速度指示値に応じた負荷電流閾値と速度閾値を決定する。負荷電流閾値は、各制御タイミングにおける速度指示値に応じた負荷電流の目標値よりも所定値［Ａ］または所定割合［％］低い値である。速度閾値は、各制御タイミングにおける速度指示値に応じたモータ１０ｂの回転速度の目標値よりも所定値［ｒｐｍ］または所定割合［％］高い値である。弛み検出器３０は、速度指示値に応じた負荷電流閾値と速度閾値を定めたマップをメモリに記憶している。
【００２５】
弛み検出器３０は、各制御タイミングにおいて、負荷電流値が負荷電流閾値よりも小さいか否か、および、モータ１０ｂの速度値が速度閾値よりも大きいか否かを判定する。負荷電流値が速度指示値に応じた負荷電流閾値よりも小さい、かつ、出力信号に応じた速度値が速度指示値に応じた速度閾値よりも大きい場合に、アンワインダ２とペーパーロール３との間にシート１の弛みが生じたと判断できる。この場合、弛み検出器３０は、次制御タイミングにおけるペーパーロール３の回転速度を高める制御を実行する。弛み検出器３０は、次制御タイミングにおける速度基準値を増大補正する次回補正値を算出し、駆動装置１２ｂへ出力する。
【００２６】
次制御タイミングにおいて、駆動装置１２ｂは、速度基準値を次回補正値で補正した速度指示値に基づいて速度制御値を決定し、速度制御値に応じた電力をモータ１０ｂに供給する。
【００２７】
（フローチャート）
図３は、上述の動作を実現するために、弛み補償装置が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、制御タイミング毎に繰り返し実行される。
【００２８】
図３に示すルーチンでは、まずステップＳ１００において、弛み検出器３０は、負荷電流検出器２０から負荷電流値を取得する。
【００２９】
次にステップＳ１１０において、弛み検出器３０は、負荷電流値が現制御タイミングにおける速度指示値に応じた負荷電流閾値よりも小さいか否かを判定する。判定条件が成立しない場合、本ルーチンは終了される。一方、判定条件が成立する場合、弛み検出器３０はステップＳ１２０の処理を実行する。
【００３０】
ステップＳ１２０において、弛み検出器３０は、速度センサ１１ｂの出力信号から速度値を取得する。
【００３１】
次にステップＳ１３０において、弛み検出器３０は、速度値が現制御タイミングにおける速度指示値に応じた速度閾値よりも大きいか否かを判定する。判定条件が成立しない場合、本ルーチンは終了される。一方、判定条件が成立する場合、弛み検出器３０はステップＳ１４０の処理を実行する。
【００３２】
ステップＳ１４０において、弛み検出器３０は、次制御タイミングにおける速度基準値を増大補正する次回補正値を算出する。
【００３３】
次にステップＳ１５０において、弛み検出器３０は、次回補正値を駆動装置１２ｂへ出力する。その後、本ルーチンは終了される。次制御タイミングにおいて、駆動装置１２ｂは、速度基準値を次回補正値で補正した速度指示値に基づいてモータ１０ｂに電力を供給する。
【００３４】
以上説明したように、図３に示すルーチンによれば、弛み補償装置は、負荷電流検出器２０により検出される負荷電流値が負荷電流閾値よりも小さい、かつ、モータ１０ｂの速度値が速度閾値よりも大きい場合に、アンワインダ２とペーパーロール３との間にシート１の弛みが生じたと判断できる。シート１に弛みが生じたと判断した場合、弛み補償装置は、次制御タイミングにおける速度基準値を増大補正する次回補正値を算出する。そのため、本実施形態に係る弛み補償装置によれば、アンワインダ２とペーパーロール３との間に生じたシート１の弛みを瞬時に補償できる。これにより、弛み発生に伴う巻き取り蛇行の排除、不良品の可能性のある製品の排除が可能となる。
【００３５】
ところで、上述した実施の形態１のシステムにおいては、ワインダ５として２ドラム式ワインダを例示して説明しているが、ワインダ５の構成はこれに限定されるものではない。例えば、１つ又は３つ以上の巻き取りロールで巻芯９を回転させるものであってもよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
【００３６】
また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、弛み検出器３０として汎用コンピュータを採用しているが、これに限定されるものではない。プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）や、駆動装置に組み込まれるマイコンチップであってもよい。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００３７】
実施の形態２．
［実施の形態２のシステム構成］
次に、図４および図５を参照して本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態のシステムは図４に示す構成において、弛み補償装置に後述する図５のルーチンを実行させることで実現することができる。
【００３８】
上述した実施の形態１では、アンワインダ２とペーパーロール３との間に生じたシート１の弛みを瞬時に補償できる構成について説明した。しかし、この補償によってペーパーロール３を増速させると、ペーパーロール３とリアドラム６との間にシート１の弛みが生じる可能性がある。そこで、本発明の実施の形態２に係るシステムでは、アンワインダ２とペーパーロール３との間にシート１の弛みが生じた場合に、ペーパーロール３と共にリアドラム６も増速させることとした。
【００３９】
図４は、本発明の実施の形態２に係るワインダ設備のシステム構成を示す図である。図４に示すシステムは、弛み検出器３０が駆動装置１２ｂと駆動装置１２ｃの両方に接続されている点を除き、図１に示す構成と同様である。以下、図４において、図１に示す構成と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を簡略する。
【００４０】
弛み検出器３０は、負荷電流検出器２０、速度センサ１１ｂ、駆動装置１２ｂ、および駆動装置１２ｃに接続する。実施の形態１で説明した通り、弛み検出器３０は、アンワインダ２とペーパーロール３との間にシート１の弛みが生じた場合に、次制御タイミングにおける速度基準値を増大補正する次回補正値を算出する。そして、実施の形態２では、弛み検出器３０は、算出した次回補正値を駆動装置１２ｂと駆動装置１２ｃの両方に出力する。
【００４１】
次制御タイミングにおいて、駆動装置１２ｂは、速度基準値を次回補正値で補正した速度指示値に基づいて速度制御値を決定し、速度制御値に応じた電力をモータ１０ｂに供給する。同様に、駆動装置１２ｃは、速度基準値を次回補正値で補正した速度指示値に基づいて速度制御値を決定し、速度制御値に応じた電力をモータ１０ｃに供給する。
【００４２】
（フローチャート）
図５は、上述の機能を実現するために、弛み補償装置が実行する制御ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、ステップＳ１５０の処理がステップＳ１５１に置き換えられている点を除き、図３に示すルーチンと同様である。以下、図５において、図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
図５に示すルーチンでは、ステップＳ１５１において、弛み検出器３０は、次回補正値をペーパーロール３の駆動装置１２ｂおよびリアドラム６の駆動装置１２ｃの両方に出力する。その後、本ルーチンは終了される。次制御タイミングにおいて、ペーパーロール３の駆動装置１２ｂは、速度基準値を次回補正値で補正した速度指示値に基づいてモータ１０ｂに電力を供給する。同様に、リアドラム６の駆動装置１２ｃは、速度基準値を次回補正値で補正した速度指示値に基づいてモータ１０ｃに電力を供給する。
【００４４】
以上説明したように、図５に示すルーチンによれば、弛み補償装置は、負荷電流検出器２０により検出される負荷電流値が負荷電流閾値よりも小さい、かつ、モータ１０ｂの速度値が速度閾値よりも大きい場合に、アンワインダ２とペーパーロール３との間にシート１の弛みが生じたと判断できる。シート１に弛みが生じたと判断した場合、弛み補償装置は、次制御タイミングにおける速度基準値を増大補正する次回補正値を算出し、ペーパーロール３の駆動装置１２ｂとリアドラム６の駆動装置１２ｃの両方に出力する。そのため、本実施形態に係る弛み補償装置によれば、アンワインダ２とペーパーロール３との間に生じたシート１の弛みを瞬時に補償する際に、ペーパーロール３とリアドラム６との間にシート１の弛みが生じることを抑制できる。
【００４５】
実施の形態３．
［実施の形態３のシステム構成］
次に、図６および図７を参照して本発明の実施の形態３について説明する。本実施形態のシステムは図６に示す構成において、弛み補償装置に後述する図７のルーチンを実行させることで実現することができる。
【００４６】
上述した実施の形態１では、アンワインダ２とペーパーロール３との間に生じたシート１の弛みを瞬時に補償できる構成について説明した。ところで、シート１の弛みはペーパーロール３とリアドラム６との間に生じる場合もある。本発明の実施の形態３に係るシステムでは、ペーパーロール３とリアドラム６との間に生じたシート１の弛みを瞬時に補償することとした。
【００４７】
図６は、本発明の実施の形態３に係るワインダ設備のシステム構成を示す図である。図６に示すシステムは、負荷電流検出器２０が負荷電流検出器２１に、弛み検出器３０が弛み検出器３１に変更されている点を除き、図１に示す構成と同様である。以下、図６において、図１に示す構成と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を簡略する。
【００４８】
本発明の実施の形態３に係る弛み補償装置は、負荷電流検出器２１と弛み検出器３１を備える。
【００４９】
負荷電流検出器２１は、駆動装置１２ｃに接続する。負荷電流検出器２１は、駆動装置１２ｃからモータ１０ｃに流れる負荷電流の負荷電流値を検出する。
【００５０】
弛み検出器３１は、負荷電流検出器２１、速度センサ１１ｃ、および駆動装置１２ｃに接続する。弛み検出器３１は、プロセッサおよびメモリを備える汎用コンピュータである。弛み検出器３１の機能は、メモリに記憶されたプログラムがプロセッサにより実行されることにより実現される。
【００５１】
弛み検出器３１は、速度センサ１１ｃが出力した出力信号と、負荷電流検出器２１が検出した負荷電流値とを逐次入力し、出力信号に応じたモータ１０ｃの速度値と、負荷電流値とをメモリに記憶する。
【００５２】
実施の形態１で述べたように速度基準値は、各制御タイミングに応じて規定されており、速度指示値は、速度基準値を補正値で補正した値である。弛み検出器３１は、各制御タイミングにおける速度指示値に応じた負荷電流閾値と速度閾値を決定する。負荷電流閾値は、各制御タイミングにおける速度指示値に応じた負荷電流の目標値よりも所定値［Ａ］または所定割合［％］低い値である。速度閾値は、各制御タイミングにおける速度指示値に応じたモータ１０ｃの回転速度の目標値よりも所定値［ｒｐｍ］または所定割合［％］高い値である。弛み検出器３１は、速度指示値に応じた負荷電流閾値と速度閾値を定めたマップをメモリに記憶している。
【００５３】
弛み検出器３１は、各制御タイミングにおいて、負荷電流値が負荷電流閾値よりも小さいか否か、および、モータ１０ｃの速度値が速度閾値よりも大きいか否かを判定する。負荷電流値が速度指示値に応じた負荷電流閾値よりも小さい、かつ、出力信号に応じた速度値が速度指示値に応じた速度閾値よりも大きい場合に、ペーパーロール３とリアドラム６との間にシート１の弛みが生じたと判断できる。この場合、弛み検出器３１は、次制御タイミングにおけるリアドラム６の回転速度を高める制御を実行する。弛み検出器３１は、次制御タイミングにおける速度基準値を増大補正する次回補正値を算出し、駆動装置１２ｃへ出力する。
【００５４】
次制御タイミングにおいて、駆動装置１２ｃは、速度基準値を次回補正値で補正した速度指示値に基づいて速度制御値を決定し、速度制御値に応じた電力をモータ１０ｃに供給する。
【００５５】
（フローチャート）
図７は、上述の機能を実現するために、弛み補償装置が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、制御タイミング毎に繰り返し実行される。
【００５６】
図７に示すルーチンでは、まずステップＳ２００において、弛み検出器３１は、負荷電流検出器２１から負荷電流値を取得する。
【００５７】
次にステップＳ２１０において、弛み検出器３１は、負荷電流値が現制御タイミングにおける速度指示値に応じた負荷電流閾値よりも小さいか否かを判定する。判定条件が成立しない場合、本ルーチンは終了される。一方、判定条件が成立する場合、弛み検出器３１はステップＳ２２０の処理を実行する。
【００５８】
ステップＳ２２０において、弛み検出器３１は、速度センサ１１ｃの出力信号から速度値を取得する。
【００５９】
次にステップＳ２３０において、弛み検出器３１は、速度値が現制御タイミングにおける速度指示値に応じた速度閾値よりも大きいか否かを判定する。判定条件が成立しない場合、本ルーチンは終了される。一方、判定条件が成立する場合、弛み検出器３１はステップＳ２４０の処理を実行する。
【００６０】
ステップＳ２４０において、弛み検出器３１は、次制御タイミングにおける速度基準値を増大補正する次回補正値を算出する。
【００６１】
次にステップＳ２５０において、弛み検出器３１は、次回補正値を駆動装置１２ｃへ出力する。その後、本ルーチンは終了される。次制御タイミングにおいて、駆動装置１２ｃは、速度基準値を次回補正値で補正した速度指示値に基づいてモータ１０ｃに電力を供給する。
【００６２】
以上説明したように、図７に示すルーチンによれば、弛み補償装置は、負荷電流検出器２１により検出される負荷電流値が負荷電流閾値よりも小さい、かつ、モータ１０ｃの速度値が速度閾値よりも大きい場合に、ペーパーロール３とリアドラム６との間にシート１の弛みが生じたと判断できる。シート１に弛みが生じたと判断した場合、弛み補償装置は、次制御タイミングにおける速度基準値を増大補正する次回補正値を算出する。そのため、本実施形態に係る弛み補償装置によれば、ペーパーロール３とリアドラム６との間に生じたシート１の弛みを瞬時に補償できる。これにより、弛み発生に伴う巻き取り蛇行の排除、不良品の可能性のある製品の排除が可能となる。
【００６３】
ところで、上述した実施の形態３のシステムにおいては、弛み検出器３１として汎用コンピュータを採用しているが、これに限定されるものではない。プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）や、駆動装置に組み込まれるマイコンチップであってもよい。
【００６４】
実施の形態４．
［実施の形態４のシステム構成］
次に、図８および図９を参照して本発明の実施の形態４について説明する。本実施形態のシステムは図８に示す構成において、弛み補償装置に後述する図９のルーチンを実行させることで実現することができる。
【００６５】
上述した実施の形態１では、アンワインダ２とペーパーロール３との間に生じたシート１の弛みを瞬時に補償できる構成について説明した。また、上述した実施の形態３では、アンワインダ２とペーパーロール３との間に生じたシート１の弛みを瞬時に補償できる構成について説明した。しかし、両区間においてシート１の弛みが生じる場合もありうる。そこで、本発明の実施の形態４に係るシステムでは、アンワインダ２とペーパーロール３との間、および、ペーパーロール３とリアドラム６との間に生じたシート１の弛みを瞬時に補償することとした。
【００６６】
図８は、本発明の実施の形態４に係るワインダ設備のシステム構成を示す図である。図８に示すシステムは、負荷電流検出器２１が追加されている点、弛み検出器３０が弛み検出器３２に置き換えられている点を除き、図１に示す構成と同様である。以下、図８において、図１に示す構成と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を簡略する。
【００６７】
本発明の実施の形態４に係る弛み補償装置は、負荷電流検出器２０、負荷電流検出器２１および弛み検出器３２を備える。
【００６８】
負荷電流検出器２０は、駆動装置１２ｂに接続する。負荷電流検出器２０は、駆動装置１２ｂからモータ１０ｂに流れる負荷電流の負荷電流値を検出する。同様に、負荷電流検出器２１は、駆動装置１２ｃに接続する。負荷電流検出器２１は、駆動装置１２ｃからモータ１０ｃに流れる負荷電流の負荷電流値を検出する。
【００６９】
弛み検出器３２は、速度センサ１１ｂが出力した出力信号（第１出力信号）、速度センサ１１ｃが出力した出力信号（第２出力信号）、負荷電流検出器２０が検出した負荷電流値（第１負荷電流値）および負荷電流検出器２１が検出した負荷電流値（第２負荷電流値）を逐次入力し、第１出力信号に応じたモータ１０ｂの速度値（第１速度値）、第２出力信号に応じたモータ１０ｃの速度値（第２速度値）、第１負荷電流値および第２負荷電流値をメモリに記憶する。
【００７０】
実施の形態１で述べたように速度基準値は、各制御タイミングに応じて規定されており、速度指示値は、速度基準値を補正値で補正した値である。本実施形態の説明において、駆動装置１２ｂは、速度基準値を第１補正値で補正した第１速度指示値に、ギア機構のギア比、ペーパーロール径等に応じたパラメータを反映した第１速度制御値を決定する。駆動装置１２ｂは、モータ１０ｂに第１速度制御値に応じた電力を供給する。駆動装置１２ｃは、速度基準値を第２補正値で補正した第２速度指示値に、ギア機構のギア比、ドラム径等に応じたパラメータを反映した第２速度制御値を決定する。駆動装置１２ｃは、モータ１０ｃに第２速度制御値に応じた電力を供給する。
【００７１】
弛み検出器３２は、各制御タイミングにおける第１速度指示値に応じた第１負荷電流閾値と第１速度閾値を決定する。弛み検出器３２は、各制御タイミングにおける第２速度指示値に応じた第２負荷電流閾値と第２速度閾値を決定する。実施の形態１で述べたように負荷電流閾値は、各制御タイミングにおける速度指示値に応じた負荷電流の目標値よりも所定値［Ａ］または所定割合［％］低い値である。速度閾値は、各制御タイミングにおける速度指示値に応じたモータ１０ｂ（モータ１０ｃ）の回転速度の目標値よりも所定値［ｒｐｍ］または所定割合［％］高い値である。弛み検出器３０は、速度指示値に応じた負荷電流閾値と速度閾値を定めたマップをメモリに記憶している。弛み検出器３２は、このマップを用いて第１速度指示値（第２速度指示値）に応じた第１負荷電流閾値（第２負荷電流閾値）と第１速度閾値（第２速度閾値）を取得できる。
【００７２】
各制御タイミングにおいて、弛み検出器３２は、第１負荷電流値が第１負荷電流閾値よりも小さいか否か、および、モータ１０ｂの速度値（第１速度値）が第１速度閾値よりも大きいか否かを判定する（第１判定条件）。また、弛み検出器３２は、第２負荷電流値が第２負荷電流閾値よりも小さいか否か、および、モータ１０ｃの速度値（第２速度値）が第２速度閾値よりも大きいか否かを判定する（第２判定条件）。
【００７３】
第１判定条件のみが成立する場合には、アンワインダ２とペーパーロール３との間にシート１の弛みが生じたと判断できる。この場合に実行される制御は、実施の形態２と同様であり、弛み検出器３２は、次制御タイミングにおけるペーパーロール３の回転速度を高める制御を実行する。弛み検出器３２は、次制御タイミングにおける速度基準値を増大補正する次回第１補正値を算出し、駆動装置１２ｂおよび駆動装置１２ｃへ出力する。次制御タイミングにおいて、駆動装置１２ｂは、速度基準値を次回第１補正値で補正した第１速度指示値に基づいてモータ１０ｂに電力を供給する。また、駆動装置１２ｂは、次回第１補正値を次回第２補正値として用い、速度基準値を次回第２補正値で補正した第２速度指示値に基づいてモータ１０ｃに電力を供給する。
【００７４】
第２判定条件のみが成立する場合には、ペーパーロール３とリアドラム６との間にシート１の弛みが生じたと判断できる。この場合に実行される制御は、実施の形態３と同様であり、弛み検出器３２は、次制御タイミングにおけるリアドラム６の回転速度を高める制御を実行する。弛み検出器３２は、次制御タイミングにおける速度基準値を増大補正する次回第２補正値を算出し、駆動装置１２ｃへ出力する。次制御タイミングにおいて、駆動装置１２ｃは、速度基準値を次回第２補正値で補正した第２速度指示値に基づいてモータ１０ｃに電力を供給する。
【００７５】
第１判定条件と第２判定条件の両方が成立する場合には、アンワインダ２とペーパーロール３との間、および、ペーパーロール３とリアドラム６との間の両方においてシート１の弛みが生じたと判断できる。この場合、弛み検出器３２は、次制御タイミングにおけるペーパーロール３とリアドラム６の回転速度を高める制御を実行する。弛み検出器３２は、速度基準値を増大補正する次回第１補正値、および次回第１補正値よりも大きい次回第２補正値を算出し、次回第１補正値を駆動装置１２ｂへ、次回第２補正値を駆動装置１２ｃへ出力する。次制御タイミングにおいて、駆動装置１２ｂは、速度基準値を次回第１補正値で補正した第１速度指示値に基づいてモータ１０ｂに電力を供給し、駆動装置１２ｃは、速度基準値を次回第２補正値で補正した第２速度指示値に基づいてモータ１０ｃに電力を供給する。ここで、上述の次回第２補正値は、次回第１補正値よりも大きく設定される。これは、次回第１補正値によりペーパーロール３の回転速度を高めた結果、ペーパーロール３の下流の区間にシート１の弛みが生じることを抑制するためである。
【００７６】
（フローチャート）
図９は、上述の機能を実現するために、弛み補償装置が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、制御タイミング毎に繰り返し実行される。
【００７７】
図９に示すステップＳ１００〜ステップＳ１４０の処理において、第１速度値が実施の形態１における速度値に、第１速度閾値が実施の形態１における速度閾値に対応している。そのため、図９に示すステップＳ１００〜ステップＳ１４０の処理は、実施の形態１の図３または実施の形態の図５におけるステップＳ１００〜ステップＳ１４０の処理と基本的に同じである。ただし、図９に示すルーチンでは、ステップＳ１１０またはステップＳ１３０の判定条件が成立しない場合には、次に実施の形態３の図７に示すルーチンを実行する点で異なる。
【００７８】
図９に示すステップＳ２００〜ステップＳ２３０の処理は、第２速度値が実施の形態３における速度値に、第２速度閾値が実施の形態３における速度閾値に対応している。そのため、図９に示すステップＳ２００〜ステップＳ２３０の処理は、実施の形態３の図７におけるステップＳ２００〜ステップＳ２３０の処理と基本的に同じである。ただし、図９に示すルーチンでは、ステップＳ２１０またはステップＳ２３０の判定条件が成立しない場合には、実施の形態２の図５におけるステップＳ１５１と同等の処理を実行する点で異なる。
【００７９】
図９に示すルーチンにおいて、ステップＳ２３０の条件が成立する場合とは、前提としてステップＳ１１０、Ｓ１３０、Ｓ２１０の条件も成立しており、上述した第１判定条件と第２判定条件の両方が成立する場合に相当する。この場合、弛み検出器３２はステップＳ３００の処理を実行する。
【００８０】
ステップＳ３００において、弛み検出器３２は、ステップＳ１４０において算出した次回第１補正値よりも大きい次回第２補正値を算出する。
【００８１】
次にステップＳ３１０において、弛み検出器３２は、次回第１補正値を駆動装置１２ｂへ、次回第２補正値を駆動装置１２ｃへ出力する。その後、本ルーチンは終了される。次制御タイミングにおいて、駆動装置１２ｂは、速度基準値を次回第１補正値で補正した第１速度指示値に基づいてモータ１０ｂに電力を供給し、駆動装置１２ｃは、速度基準値を次回第２補正値で補正した第２速度指示値に基づいてモータ１０ｃに電力を供給する。
【００８２】
以上説明したように、図９に示すルーチンによれば、弛み補償装置は、第１負荷電流値が第１負荷電流閾値よりも小さい、かつ、第１速度値が第１速度閾値よりも大きい、かつ、第２負荷電流値が第２負荷電流閾値よりも小さい、かつ、前記第２速度値が第２速度閾値よりも大きい場合に、アンワインダ２とペーパーロール３との間、および、ペーパーロール３とリアドラム６との間の両方においてシート１の弛みが生じたと判断できる。この場合、弛み補償装置は、次制御タイミングにおける速度基準値を増大補正する次回第１補正値と次回第２補正値を算出する。そのため、実施形態に係る弛み補償装置によれば、アンワインダ２とペーパーロール３との間、および、ペーパーロール３とリアドラム６との間に生じたシート１の弛みを瞬時に補償できる。また、次回第２補正値は次回第１補正値よりも大きく設定される。そのため、次回第１補正値によりペーパーロール３の回転速度を高めた結果、ペーパーロール３の下流の区間にシート１の弛みが生じることを抑制することができる。
【００８３】
ところで、上述した実施の形態４のシステムにおいては、弛み検出器３２として汎用コンピュータを採用しているが、これに限定されるものではない。プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）や、駆動装置に組み込まれるマイコンチップであってもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１  シート
２  アンワインダ
３  ペーパーロール
４  スリッタ
５  ワインダ
６  リアドラム
７  フロントドラム
８  ライダーロール
９  巻芯
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ  モータ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ  速度センサ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  駆動装置
３０、３１、３２  弛み検出器
２０、２１  負荷電流検出器
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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