特許 6385379 ダンサー制御装置、ダンサー制御プログラムおよびスリッター装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6385379

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】ダンサー制御装置、ダンサー制御プログラムおよびスリッター装置

(51)【国際特許分類】

   B65H 23/18 20060101AFI20180827BHJP

【ＦＩ】

   B65H23/18

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-22538(P2016-22538)

(22)【出願日】2016年2月9日

(65)【公開番号】特開2017-141080(P2017-141080A)

(43)【公開日】2017年8月17日

【審査請求日】2017年10月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000147475

【氏名又は名称】株式会社西村製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】特許業務法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】畑中 正之

【審査官】 大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−１６２９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−３０６１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１７４４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４５５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１６８２０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｈ １６／００−１８／２８

Ｂ６５Ｈ ２０／００−２０／４０

Ｂ６５Ｈ ２３／００−２３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエブ材料の巻出機または巻取機の巻軸の一端に接続された第１モータを、第１制限トルクを超えない範囲で生成した第１内部指令トルクに基づいて駆動させる第１インバータと、前記巻軸の他端に接続された第２モータを、第２制限トルクを超えない範囲で生成した第２内部指令トルクに基づいて駆動させる第２インバータとを制御し、前記ウエブ材料のライン速度を基準速度から増速または減速させて、基準位置から変位したダンサーロールを前記基準位置に戻すダンサー制御装置であって、
前記ダンサーロールが前記基準位置にある場合に前記ウエブ材料に生じる張力を一定に保つための張力分トルクを算出する張力分トルク算出部と、
前記第１モータと前記巻軸間に生じる第１メカロス分トルクと、前記第２モータと前記巻軸間に生じる第２メカロス分トルクとを算出するメカロス分トルク算出部と、
前記ライン速度の増速時または減速時に生じる慣性分トルクを算出する慣性分トルク算出部と、
前記張力分トルク以下の第１張力分トルクと、前記第１メカロス分トルクと、前記慣性分トルクよりも小さい第１慣性分トルクとを加算して第１合成トルクを算出し、前記第１インバータが前記第１合成トルクを前記第１制限トルクとして設定するための第１トルク制限指令を出力する第１トルク制限指令部と、
前記張力分トルク以下で、かつ前記第１張力分トルクとの合成トルクが前記張力分トルクよりも大きい第２張力分トルクと、前記第２メカロス分トルクと、前記慣性分トルクよりも小さく、かつ前記第１慣性分トルクとの合成トルクが前記慣性分トルクとなる第２慣性分トルクとを加算して第２合成トルクを算出し、前記第２インバータが前記第２合成トルクを前記第２制限トルクとして設定するための第２トルク制限指令を出力する第２トルク制限指令部と、を備えた
ことを特徴とするダンサー制御装置。

【請求項2】

前記第１メカロス分トルクと前記第１慣性分トルクとを加算して第１補償トルクを算出し、前記第１インバータに前記第１補償トルクを含む前記第１内部指令トルクを生成させるための第１トルク補償指令を出力する第１トルク補償指令部と、
前記第２メカロス分トルクと前記第２慣性分トルクとを加算して第２補償トルクを算出し、前記第２インバータに前記第２補償トルクを含む前記第２内部指令トルクを生成させるための第２トルク補償指令を出力する第２トルク補償指令部と、をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１に記載のダンサー制御装置。

【請求項3】

ウエブ材料の巻出機または巻取機の巻軸の一端に接続された第１モータを、第１制限トルクを超えない範囲で生成した第１内部指令トルクに基づいて駆動させる第１インバータと、前記巻軸の他端に接続された第２モータを、第２制限トルクを超えない範囲で生成した第２内部指令トルクに基づいて駆動させる第２インバータとを制御し、前記ウエブ材料のライン速度を基準速度から増速または減速させて、基準位置から変位したダンサーロールを前記基準位置に戻すためのダンサー制御プログラムであって、コンピュータに、
前記ダンサーロールが前記基準位置にある場合に前記ウエブ材料に生じる張力を一定に保つための張力分トルクを算出する張力分トルク算出処理と、
前記第１モータと前記巻軸間に生じる第１メカロス分トルクと、前記第２モータと前記巻軸間に生じる第２メカロス分トルクとを算出するメカロス分トルク算出処理と、
前記ライン速度の増速時または減速時に生じる慣性分トルクを算出する慣性分トルク算出処理と、
前記張力分トルク以下の第１張力分トルクと、前記第１メカロス分トルクと、前記慣性分トルクよりも小さい第１慣性分トルクとを加算して第１合成トルクを算出し、前記第１インバータが前記第１合成トルクを前記第１制限トルクとして設定するための第１トルク制限指令を出力する第１トルク制限指令処理と、
前記張力分トルク以下で、かつ前記第１張力分トルクとの合成トルクが前記張力分トルクよりも大きい第２張力分トルクと、前記第２メカロス分トルクと、前記慣性分トルクよりも小さく、かつ前記第１慣性分トルクとの合成トルクが前記慣性分トルクとなる第２慣性分トルクとを加算して第２合成トルクを算出し、前記第２インバータが前記第２合成トルクを前記第２制限トルクとして設定するための第２トルク制限指令を出力する第２トルク制限指令処理と、を実行させる
ことを特徴とするダンサー制御プログラム。

【請求項4】

前記コンピュータに、
前記第１メカロス分トルクと前記第１慣性分トルクとを加算して第１補償トルクを算出し、前記第１インバータに前記第１補償トルクを含む前記第１内部指令トルクを生成させるための第１トルク補償指令を出力する第１トルク補償指令処理と、
前記第２メカロス分トルクと前記第２慣性分トルクとを加算して第２補償トルクを算出し、前記第２インバータに前記第２補償トルクを含む前記第２内部指令トルクを生成させるための第２トルク補償指令を出力する第２トルク補償指令処理と、をさらに実行させる
ことを特徴とする請求項３に記載のダンサー制御プログラム。

【請求項5】

ウエブ材料の巻出機と、
前記ウエブ材料の巻取機と、
前記巻出機と前記巻取機との間で前記ウエブ材料を切断するスリッターナイフと、
前記ウエブ材料に張力を付与するダンサーロールと、
前記巻出機または前記巻取機の巻軸の一端に接続された第１モータと、
前記巻軸の他端に接続された第２モータと、
第１制限トルクを超えない範囲で生成した第１内部指令トルクに基づいて前記第１モータを駆動させる第１インバータと、
第２制限トルクを超えない範囲で生成した第２内部指令トルクに基づいて前記第２モータを駆動させる第２インバータと、
前記第１インバータおよび前記第２インバータを制御し、前記ウエブ材料のライン速度を基準速度から増速または減速させて、基準位置から変位した前記ダンサーロールを前記基準位置に戻すダンサー制御を行うダンサー制御装置と、
を備えたスリッター装置であって、
前記ダンサー制御装置は、
前記ダンサーロールが前記基準位置にある場合に前記ウエブ材料に生じる張力を一定に保つための張力分トルクを算出する張力分トルク算出部と、
前記第１モータと前記巻軸間に生じる第１メカロス分トルクと、前記第２モータと前記巻軸間に生じる第２メカロス分トルクとを算出するメカロス分トルク算出部と、
前記ライン速度の増速時または減速時に生じる慣性分トルクを算出する慣性分トルク算出部と、
前記張力分トルク以下の第１張力分トルクと、前記第１メカロス分トルクと、前記慣性分トルクよりも小さい第１慣性分トルクとを加算して第１合成トルクを算出し、前記第１インバータが前記第１合成トルクを前記第１制限トルクとして設定するための第１トルク制限指令を出力する第１トルク制限指令部と、
前記張力分トルク以下で、かつ前記第１張力分トルクとの合成トルクが前記張力分トルクよりも大きい第２張力分トルクと、前記第２メカロス分トルクと、前記慣性分トルクよりも小さく、かつ前記第１慣性分トルクとの合成トルクが前記慣性分トルクとなる第２慣性分トルクとを加算して第２合成トルクを算出し、前記第２インバータが前記第２合成トルクを前記第２制限トルクとして設定するための第２トルク制限指令を出力する第２トルク制限指令部と、を備えた
ことを特徴とするスリッター装置。

【請求項6】

前記ダンサー制御装置は、
前記第１メカロス分トルクと前記第１慣性分トルクとを加算して第１補償トルクを算出し、前記第１インバータに前記第１補償トルクを含む前記第１内部指令トルクを生成させるための第１トルク補償指令を出力する第１トルク補償指令部と、
前記第２メカロス分トルクと前記第２慣性分トルクとを加算して第２補償トルクを算出し、前記第２インバータに前記第２補償トルクを含む前記第２内部指令トルクを生成させるための第２トルク補償指令を出力する第２トルク補償指令部と、をさらに備えた
ことを特徴とする請求項５に記載のスリッター装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダンサー制御装置、ダンサー制御プログラムおよびスリッター装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ダンサー制御装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載のダンサー制御装置は、ウエブ材料を巻き取る巻取機のモータを制御し、ウエブ材料のライン速度を基準速度から増速または減速させて、基準位置から変位したダンサーロールを基準位置に戻すダンサー制御を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−３１５６５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、１台のモータで巻取機を駆動させるには過大なトルクが必要になることから、巻取機の両端にそれぞれモータを接続し、２台のモータで巻取機を駆動させることが考えられる。この構成において、２台のモータを同時に回転させた場合、各モータのトルクは、１台のモータで巻取機を駆動させたときの１／２になる。

【0005】

しかしながら、実際の制御では、２台のモータが同一の構成・仕様であっても両者の間で回転の遅れが生じることがあり、その場合、モータ同士が互いに反発してしまうおそれがある。例えば、各モータの制限トルクが１５０％トルクで、かつ巻取機の回転に必要なトルクが３０％トルクの場合、２台のモータ間で回転の遅れが生じると、３０％トルクを発生させるために、一方のモータが１５０％トルクを発生させ、他方のモータが−１２０％トルクを発生させることがある。

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、モータ同士が互いに反発してしまうのを防ぐことが可能なダンサー制御装置、ダンサー制御プログラムおよびスリッター装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係るダンサー制御装置は、
ウエブ材料の巻出機または巻取機の巻軸の一端に接続された第１モータを、第１制限トルクを超えない範囲で生成した第１内部指令トルクに基づいて駆動させる第１インバータと、前記巻軸の他端に接続された第２モータを、第２制限トルクを超えない範囲で生成した第２内部指令トルクに基づいて駆動させる第２インバータとを制御し、前記ウエブ材料のライン速度を基準速度から増速または減速させて、基準位置から変位したダンサーロールを前記基準位置に戻すダンサー制御装置であって、
前記ダンサーロールが前記基準位置にある場合に前記ウエブ材料に生じる張力を一定に保つための張力分トルクを算出する張力分トルク算出部と、
前記第１モータと前記巻軸間に生じる第１メカロス分トルクと、前記第２モータと前記巻軸間に生じる第２メカロス分トルクとを算出するメカロス分トルク算出部と、
前記ライン速度の増速時または減速時に生じる慣性分トルクを算出する慣性分トルク算出部と、
前記張力分トルク以下の第１張力分トルクと、前記第１メカロス分トルクと、前記慣性分トルクよりも小さい第１慣性分トルクとを加算して第１合成トルクを算出し、前記第１インバータが前記第１合成トルクを前記第１制限トルクとして設定するための第１トルク制限指令を出力する第１トルク制限指令部と、
前記張力分トルク以下で、かつ前記第１張力分トルクとの合成トルクが前記張力分トルクよりも大きい第２張力分トルクと、前記第２メカロス分トルクと、前記慣性分トルクよりも小さく、かつ前記第１慣性分トルクとの合成トルクが前記慣性分トルクとなる第２慣性分トルクとを加算して第２合成トルクを算出し、前記第２インバータが前記第２合成トルクを前記第２制限トルクとして設定するための第２トルク制限指令を出力する第２トルク制限指令部と、を備えた
ことを特徴とする。

【0008】

上記ダンサー制御装置は、
前記第１メカロス分トルクと前記第１慣性分トルクとを加算して第１補償トルクを算出し、前記第１インバータに前記第１補償トルクを含む前記第１内部指令トルクを生成させるための第１トルク補償指令を出力する第１トルク補償指令部と、
前記第２メカロス分トルクと前記第２慣性分トルクとを加算して第２補償トルクを算出し、前記第２インバータに前記第２補償トルクを含む前記第２内部指令トルクを生成させるための第２トルク補償指令を出力する第２トルク補償指令部と、をさらに備えた
ことが好ましい。

【0009】

上記課題を解決するために、本発明に係るダンサー制御プログラムは、
ウエブ材料の巻出機または巻取機の巻軸の一端に接続された第１モータを、第１制限トルクを超えない範囲で生成した第１内部指令トルクに基づいて駆動させる第１インバータと、前記巻軸の他端に接続された第２モータを、第２制限トルクを超えない範囲で生成した第２内部指令トルクに基づいて駆動させる第２インバータとを制御し、前記ウエブ材料のライン速度を基準速度から増速または減速させて、基準位置から変位したダンサーロールを前記基準位置に戻すためのダンサー制御プログラムであって、コンピュータに、
前記ダンサーロールが前記基準位置にある場合に前記ウエブ材料に生じる張力を一定に保つための張力分トルクを算出する張力分トルク算出処理と、
前記第１モータと前記巻軸間に生じる第１メカロス分トルクと、前記第２モータと前記巻軸間に生じる第２メカロス分トルクとを算出するメカロス分トルク算出処理と、
前記ライン速度の増速時または減速時に生じる慣性分トルクを算出する慣性分トルク算出処理と、
前記張力分トルク以下の第１張力分トルクと、前記第１メカロス分トルクと、前記慣性分トルクよりも小さい第１慣性分トルクとを加算して第１合成トルクを算出し、前記第１インバータが前記第１合成トルクを前記第１制限トルクとして設定するための第１トルク制限指令を出力する第１トルク制限指令処理と、
前記張力分トルク以下で、かつ前記第１張力分トルクとの合成トルクが前記張力分トルクよりも大きい第２張力分トルクと、前記第２メカロス分トルクと、前記慣性分トルクよりも小さく、かつ前記第１慣性分トルクとの合成トルクが前記慣性分トルクとなる第２慣性分トルクとを加算して第２合成トルクを算出し、前記第２インバータが前記第２合成トルクを前記第２制限トルクとして設定するための第２トルク制限指令を出力する第２トルク制限指令処理と、を実行させる
ことを特徴とする。

【0010】

上記ダンサー制御プログラムは、
前記コンピュータに、
前記第１メカロス分トルクと前記第１慣性分トルクとを加算して第１補償トルクを算出し、前記第１インバータに前記第１補償トルクを含む前記第１内部指令トルクを生成させるための第１トルク補償指令を出力する第１トルク補償指令処理と、
前記第２メカロス分トルクと前記第２慣性分トルクとを加算して第２補償トルクを算出し、前記第２インバータに前記第２補償トルクを含む前記第２内部指令トルクを生成させるための第２トルク補償指令を出力する第２トルク補償指令処理と、をさらに実行させる
ことが好ましい。

【0011】

上記課題を解決するために、本発明に係るスリッター装置は、
ウエブ材料の巻出機と、
前記ウエブ材料の巻取機と、
前記巻出機と前記巻取機との間で前記ウエブ材料を切断するスリッターナイフと、
前記ウエブ材料に張力を付与するダンサーロールと、
前記巻出機または前記巻取機の巻軸の一端に接続された第１モータと、
前記巻軸の他端に接続された第２モータと、
第１制限トルクを超えない範囲で生成した第１内部指令トルクに基づいて前記第１モータを駆動させる第１インバータと、
第２制限トルクを超えない範囲で生成した第２内部指令トルクに基づいて前記第２モータを駆動させる第２インバータと、
前記第１インバータおよび前記第２インバータを制御し、前記ウエブ材料のライン速度を基準速度から増速または減速させて、基準位置から変位した前記ダンサーロールを前記基準位置に戻すダンサー制御を行うダンサー制御装置と、
を備えたスリッター装置であって、
前記ダンサー制御装置は、
前記ダンサーロールが前記基準位置にある場合に前記ウエブ材料に生じる張力を一定に保つための張力分トルクを算出する張力分トルク算出部と、
前記第１モータと前記巻軸間に生じる第１メカロス分トルクと、前記第２モータと前記巻軸間に生じる第２メカロス分トルクとを算出するメカロス分トルク算出部と、
前記ライン速度の増速時または減速時に生じる慣性分トルクを算出する慣性分トルク算出部と、
前記張力分トルク以下の第１張力分トルクと、前記第１メカロス分トルクと、前記慣性分トルクよりも小さい第１慣性分トルクとを加算して第１合成トルクを算出し、前記第１インバータが前記第１合成トルクを前記第１制限トルクとして設定するための第１トルク制限指令を出力する第１トルク制限指令部と、
前記張力分トルク以下で、かつ前記第１張力分トルクとの合成トルクが前記張力分トルクよりも大きい第２張力分トルクと、前記第２メカロス分トルクと、前記慣性分トルクよりも小さく、かつ前記第１慣性分トルクとの合成トルクが前記慣性分トルクとなる第２慣性分トルクとを加算して第２合成トルクを算出し、前記第２インバータが前記第２合成トルクを前記第２制限トルクとして設定するための第２トルク制限指令を出力する第２トルク制限指令部と、を備えた
ことを特徴とする。

【0012】

上記スリッター装置では、
前記ダンサー制御装置は、
前記第１メカロス分トルクと前記第１慣性分トルクとを加算して第１補償トルクを算出し、前記第１インバータに前記第１補償トルクを含む前記第１内部指令トルクを生成させるための第１トルク補償指令を出力する第１トルク補償指令部と、
前記第２メカロス分トルクと前記第２慣性分トルクとを加算して第２補償トルクを算出し、前記第２インバータに前記第２補償トルクを含む前記第２内部指令トルクを生成させるための第２トルク補償指令を出力する第２トルク補償指令部と、をさらに備えた
ことが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、モータ同士が互いに反発してしまうのを防ぐことが可能なダンサー制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係るスリッター装置の概要を示す図である。

【図2】本発明に係るダンサー制御装置およびその周辺の構成を示す図である。

【図3】第１インバータおよび第２インバータの構成を示すブロック図である。

【図4】本発明のダンサー制御装置における処理部の機能を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して、本発明に係るダンサー制御装置、ダンサー制御プログラムおよびスリッター装置の実施形態について説明する。

【0016】

［スリッター装置］
図１に、本実施形態に係るスリッター装置１００を示す。スリッター装置１００は、巻出機１０１と、巻取機１０２ａ，１０２ｂと、上下一対のスリッターナイフ１０３と、ダンサーロール１０４とを備える。スリッター装置１００では、巻出機１０１から基準速度で巻き出された紙、フィルム、アルミ箔等のウエブ材料Ｗが、スリッターナイフ１０３により切断され、巻取機１０２ａ，１０２ｂで巻き取られる。

【0017】

ダンサーロール１０４は、予め規定された基準位置を中心に左右方向に揺動可能に構成されており、ダンサーロール１０４を揺動可能に支持するアームに設けられたエアーシリンダの圧力に応じて、ウエブ材料Ｗに張力を付与する。ダンサーロール１０４が基準位置よりも左側に揺動した場合、ウエブ材料Ｗのライン速度を予め規定された基準速度から増速させることでダンサーロール１０４を基準位置に戻すことができる。一方、ダンサーロール１０４が基準位置よりも右側に揺動した場合、ウエブ材料Ｗのライン速度を基準速度から減速させることでダンサーロール１０４を基準位置に戻すことができる。ダンサーロール１０４の基準位置からの変位量は、エンコーダ等の検出手段１１０により検出することができる（図２参照）。なお、ダンサーロール１０４を基準位置に固定した状態にしておくこともできる。

【0018】

図２に示すように、スリッター装置１００は、巻出機１０１の巻軸の一端にギア等を介して接続された第１モータ１０５と、上記巻軸の他端にギア等を介して接続された第２モータ１０６と、第１モータ１０５を駆動させる第１インバータ１０７と、第２モータ１０６を駆動させる第２インバータ１０８と、第１インバータ１０７および第２インバータ１０８に共通の速度指令を出力する速度指令部１０９と、ダンサーロール１０４の基準位置からの変位量を検出する検出手段１１０と、第１モータ１０５の回転数を検出するエンコーダ等の検出手段１１１と、第２モータ１０６の回転数を検出するエンコーダ等の検出手段１１２と、本実施形態に係るダンサー制御装置１とを備える。第１モータ１０５と第２モータ１０６は、同一の構成・仕様の電動機である。

【0019】

詳細は後述するが、ダンサー制御装置１は、第１インバータ１０７および第２インバータ１０８を制御し、ウエブ材料Ｗのライン速度を基準速度から増速または減速させて、基準位置から変位したダンサーロール１０４を基準位置に戻す制御（以下、「ダンサー制御」という。）と、ダンサーロール１０４を基準位置に固定した状態で、第１インバータ１０７および第２インバータ１０８に第１トルク指令および第２トルク指令を出力する制御（以下、「トルク制御」という。）とを、選択的に行う。

【0020】

速度指令部１０９は、例えばマイコンにより構成され、検出手段１１０で検出されたダンサーロール１０４の変位量に応じて、第１モータ１０５および第２モータ１０６の回転速度に関する速度指令を生成する。ダンサーロール１０４が基準位置にある場合、速度指令の指令値は、基準速度に対応した値（例えば、回転数）になる。ダンサーロール１０４が基準位置から右側または左側に揺動した場合、速度指令の指令値は、上記基準速度に対応した値をダンサーロール１０４の変位量に応じて補正した値（例えば、回転数）となる。速度指令は、第１インバータ１０７および第２インバータ１０８に出力される。なお、本実施形態では速度指令部１０９とダンサー制御装置１を別々に配置しているが、ダンサー制御装置１が、速度指令部１０９を含んでいてもよい。

【0021】

図３に示すように、第１インバータ１０７と第２インバータ１０８は、同一の構成であり、それぞれ速度制御器（ＡＳＲ）１２０，１３０と、優先回路１２１，１３１と、速度制限回路１２２，１３２と、リミット回路１２３，１３３と、制御信号生成回路１２４，１３４と、スイッチ回路１２５，１３５とを備える。

【0022】

速度制御器１２０は、速度指令の指令値と検出手段１１１からの第１速度フィードバック値とでＰＩ制御を行い、その偏差を電流指令トルクとして優先回路１２１に出力する。同様に、速度制御器１３０は、速度指令の指令値と検出手段１１２からの第２速度フィードバック値とでＰＩ制御を行い、その偏差を電流指令トルクとして優先回路１３１に出力する。

【0023】

優先回路１２１は、入力された電流指令トルクと第１トルク指令の指令トルクとを比較し、値が低い方を出力する。同様に、優先回路１３１は、入力された電流指令トルクと第２トルク指令の指令トルクとを比較し、値が低い方を出力する。ダンサー制御時は、第１トルク指令および第２トルク指令の指令トルクが最大トルク（本実施形態では、１５０％トルク）となるので、優先回路１２１，１３１は、常に速度制御器１２０，１３０からの電流指令トルクを出力する。

【0024】

速度制限回路１２２，１３２は、第１速度フィードバック値、第２速度フィードバック値が所定の閾値を超えた場合（例えば、ウエブ材料Ｗが破断したことにより第１モータ１０５および第２モータ１０６の回転速度が急上昇した場合）に、閾値を超えた分に比例したトルクを算出し、抑制トルクとして出力する。

【0025】

リミット回路１２３は、優先回路１２１からのトルクと、速度制限回路１２２からの抑制トルクと、第１トルク補償指令の第１補償トルクとの合成トルクを第１制限トルクと比較し、上記合成トルクが第１制限トルクを超える場合、第１制限トルクを第１内部指令トルクとして出力する一方、上記合成トルクが第１制限トルク以下の場合、上記合成トルクを第１内部指令トルクとして出力する。

【0026】

リミット回路１３３は、優先回路１３１からのトルクと、速度制限回路１３２からの抑制トルクと、第２トルク補償指令の第２補償トルクとの合成トルクを第２制限トルクと比較し、上記合成トルクが第２制限トルクを超える場合、第２制限トルクを第２内部指令トルクとして出力する一方、上記合成トルクが第２制限トルク以下の場合、上記合成トルクを第２内部指令トルクとして出力する。

【0027】

リミット回路１２３の第１制限トルクは、デフォルトで１５０％トルク（第１モータ１０５および第２モータ１０６の定格トルクを１００％トルクとする。）に設定されているが、第１トルク制限指令が入力された場合、第１トルク制限指令のトルクに変更される。同様に、リミット回路１３３の第２制限トルクは、デフォルトで１５０％トルクに設定されているが、第２トルク制限指令が入力された場合、第２トルク制限指令のトルクに変更される。

【0028】

制御信号生成回路１２４は、入力された第１内部指令トルクに基づいてスイッチ回路１２５のスイッチを制御するための制御信号（例えば、ＰＷＭ信号）生成し、出力する。同様に、制御信号生成回路１３４は、入力された第２内部指令トルクに基づいてスイッチ回路１３５のスイッチを制御するための制御信号（例えば、ＰＷＭ信号）生成し、出力する。

【0029】

スイッチ回路１２５は、トランジスタやＩＧＢＴ等の複数のスイッチで構成され、入力された制御信号に応じてスイッチング動作を行い、制御信号に応じた電流または電圧を第１モータ１０５に供給する。同様に、スイッチ回路１３５は、トランジスタやＩＧＢＴ等の複数のスイッチで構成され、入力された制御信号に応じてスイッチング動作を行い、制御信号に応じた電流または電圧を第２モータ１０６に供給する。

【0030】

［ダンサー制御装置］
図２に示すように、本実施形態に係るダンサー制御装置１は、外部と有線または無線で通信を行う通信部１ａと、演算処理および各種指令の生成を行う処理部１ｂと、各種データおよびプログラム等が格納された記憶部１ｃと、ディスプレイ等を含む表示部１ｄと、キーボードやマウス等を含む入力部１ｅとを備える。なお、表示部１ｄおよび入力部１ｅは、少なくとも一方を省略することができる。

【0031】

図４に示すように、処理部１ｂは、張力分トルク算出部２と、本発明の「メカロス分トルク算出部」に相当する第１メカロス分トルク算出部３ａおよび第２メカロス分トルク算出部３ｂと、本発明の「慣性分トルク算出部」に相当する第１慣性分トルク算出部４ａおよび第２慣性分トルク算出部４ｂと、判定部Ｊ１〜Ｊ６と、演算部Ｃ１〜Ｃ８とを備えている。これらは、例えば、ダンサー制御プログラムを含むソフトウェアにより構成される。なお、図４において、ダンサー制御時は判定部Ｊ１〜Ｊ６を示すスイッチ記号がｏｎ状態になり、トルク制御時は上記スイッチ記号がｏｆｆ状態になる。

【0032】

判定部Ｊ１および演算部Ｃ１，Ｃ２は、第１張力分トルク算出部２ａを構成する。判定部Ｊ４および演算部Ｃ５，Ｃ６は、第２張力分トルク算出部２ｂを構成する。演算部Ｃ３は、第１トルク補償指令部５を構成する。演算部Ｃ４および判定部Ｊ３は、第１トルク制限指令部６を構成する。判定部Ｊ２は、第１トルク指令部７を構成する。演算部Ｃ７は、第２トルク補償指令部８を構成する。演算部Ｃ８および判定部Ｊ６は、第２トルク制限指令部９を構成する。判定部Ｊ５は、第２トルク指令部１０を構成する。

【0033】

張力分トルク算出部２は、ダンサーロール１０４が基準位置にある場合にウエブ材料Ｗに生じる張力（例えば、１００［Ｎ］）を一定に保つために必要なトルクを、言い換えれば、基準位置にあるダンサーロール１０４がウエブ材料Ｗに付与する張力（例えば、２００［Ｎ］）を一定に保つために必要なトルクを、張力分トルクＭ_ＲＥＦとして算出する。具体的には、張力分トルク算出部２は、下記の式に基づいて張力分トルクＭ_ＲＥＦを算出する。
Ｍ_ＲＥＦ＝Ｆ_ＳＥＴ×Ｋ×Ｄ／２

【0034】

ここで、Ｆ_ＳＥＴは、オペレータが入力部１ｅにおいて設定した設定張力［Ｎ］である。オペレータは、基準位置にあるダンサーロール１０４がウエブ材料Ｗに付与する張力、ウエブ材料Ｗのライン速度（基準速度）等に応じて、設定張力Ｆ_ＳＥＴを設定する。Ｋは、オペレータが入力部１ｅにおいて設定した各種補正係数（比率）であり、ウエブ材料Ｗの種類やスリッター装置１００の構成によって異なる値になる。Ｄは、巻出機１０１の巻軸に巻かれているウエブ材料Ｗの巻径［Φｍ］であり、ダンサー制御時に当該巻径を検出する検出手段から入力される。

【0035】

第１張力分トルク算出部２ａは、張力分トルクＭ_ＲＥＦに基づいて、張力分トルクＭ_ＲＥＦ以下の第１張力分トルクを算出する。具体的には、第１張力分トルク算出部２ａは、ダンサー制御時においては、張力分トルクＭ_ＲＥＦを１で除算した値を第１張力分トルクとして算出し、トルク制御時においては、張力分トルクＭ_ＲＥＦを２で除算した値を第１張力分トルクとして算出する。ダンサー制御時においては、張力分トルクＭ_ＲＥＦと第１張力分トルクとが一致するので、演算部Ｃ１を省略してもよい。

【0036】

第２張力分トルク算出部２ｂは、張力分トルクＭ_ＲＥＦに基づいて、張力分トルクＭ_ＲＥＦ以下の第２張力分トルクを算出する。具体的には、第２張力分トルク算出部２ｂは、ダンサー制御時およびトルク制御時の双方において、張力分トルクＭ_ＲＥＦを２で除算した値を第２張力分トルクとして算出する。このため、第２張力分トルク算出部２ｂでは、演算部Ｃ５，Ｃ６のいずれか一方と判定部Ｊ４とを省略してもよい。

【0037】

第１メカロス分トルク算出部３ａは、摩擦等によって第１モータ１０５と巻出機１０１間に生じる機械的なトルク損失を、第１メカロス分トルクとして算出する。具体的には、第１メカロス分トルク算出部３ａは、検出手段１１１から入力された第１モータ１０５の回転数と、予め記憶部１ｃに格納された第１モータ１０５の回転数と上記トルク損失の関係を示す第１データ（例えば、線形補間した関数）とに基づいて、第１メカロス分トルクを算出する。第１データは、ウエブ材料Ｗが巻かれていない巻出機１０１を第１モータ１０５のみで駆動し、第１モータ１０５の回転数を適宜増減させることにより生成される。

【0038】

第２メカロス分トルク算出部３ｂは、摩擦等によって第２モータ１０６と巻出機１０１間に生じる機械的なトルク損失を、第２メカロス分トルクとして算出する。具体的には、第２メカロス分トルク算出部３ｂは、検出手段１１２から入力された第２モータ１０６の回転数と、予め記憶部１ｃに格納された第２モータ１０６の回転数と上記トルク損失の関係を示す第２データ（例えば、線形補間した関数）とに基づいて、第２メカロス分トルクを算出する。第２データは、ウエブ材料Ｗが巻かれていない巻出機１０１を第２モータ１０６のみで駆動し、第２モータ１０６の回転数を適宜増減させることにより生成される。

【0039】

第１慣性分トルク算出部４ａは、第１慣性分トルクＭ_１（本実施形態では、ライン速度の増速時または減速時に巻出機１０１で生じる慣性分トルクの１／２のトルク）を算出する。

【0040】

具体的には、第１慣性分トルク算出部４ａは、最初に下記の式に基づいて慣性補償値ＧＤ_Ｔ^２を算出する。
ＧＤ_Ｔ^２＝ＧＤ^２＋ＧＤ_Ｍ^２
ＧＤ^２＝１／２×ｗ×（Ｄ^２＋ｄ^２）
ＧＤ_Ｍ^２＝ＧＤ^２／ｉ^２
ここで、ｗは、巻出機１０１に巻かれているウエブ材料Ｗの重量［ｋｇ］である。Ｄは、巻出機１０１に巻かれているウエブ材料Ｗの直径［Φｍ］であり、ｄは、巻出機１０１の巻軸の直径［Φｍ］である。ｉは、第１モータ１０５（第２モータ１０６）と巻軸間のギア比である。

【0041】

次いで、第１慣性分トルク算出部４ａは、下記の式に基づいて第１慣性分トルクＭ_１を算出する。
Ｍ_１＝１／２×ＧＤ_Ｔ^２×１／３７５×ｄＮ／ｄＴ
ここで、ｄＮ／ｄＴは、単位時間当たりの回転数の変化分、すなわち第１モータ１０５の加速度である。

【0042】

第２慣性分トルク算出部４ｂは、第１慣性分トルク算出部４ａと同様に、慣性補償値ＧＤ_Ｔ^２に基づいて第２慣性分トルクＭ_２を算出する。本実施形態では、第２慣性分トルクＭ_２は、慣性分トルクの１／２の値になる。

【0043】

第１トルク補償指令部５は、第１メカロス分トルクと第１慣性分トルクＭ_１とを加算した合成トルク（第１補償トルク）を、第１トルク制限指令部６に出力するとともに、第１トルク補償指令として第１インバータ１０７に出力する。

【0044】

第１トルク制限指令部６は、第１補償トルクと第１張力分トルクとを加算して第１合成トルクを算出し、ダンサー制御時においては、その第１合成トルクを第１トルク制限指令として第１インバータ１０７に出力し、トルク制御時においては、１５０％トルクを第１トルク制限指令として第１インバータ１０７に出力する。

【0045】

第１トルク指令部７は、ダンサー制御時においては、１５０％トルクを第１トルク指令として第１インバータ１０７に出力し、トルク制御時においては、第１張力分トルクを第１トルク指令として第１インバータ１０７に出力する。

【0046】

第２トルク補償指令部８は、第２メカロス分トルクと第２慣性分トルクＭ_２とを加算した合成トルク（第２補償トルク）を、第２トルク制限指令部９に出力するとともに、第２トルク補償指令として第２インバータ１０８に出力する。

【0047】

第２トルク制限指令部９は、第２補償トルクと第２張力分トルクとを加算して第２合成トルクを算出し、ダンサー制御時においては、その第２合成トルクを第２トルク制限指令として第２インバータ１０８に出力し、トルク制御時においては、１５０％トルクを第２トルク制限指令として第２インバータ１０８に出力する。

【0048】

第２トルク指令部１０は、ダンサー制御時においては、１５０％トルクを第２トルク指令として第２インバータ１０８に出力し、トルク制御時においては、第２張力分トルクを第２トルク指令として第２インバータ１０８に出力する。

【0049】

結局、ダンサー制御装置１は、ダンサー制御時において、第１合成トルクを第１トルク制限指令として第１インバータ１０７に出力し、第２合成トルクを第２トルク制限指令として第２インバータ１０８に出力するので、第１インバータ１０７は、第１合成トルクを超えない範囲で生成した第１内部指令トルクに基づいて第１モータ１０５を駆動させ、第２インバータ１０８は、第２合成トルクを超えない範囲で生成した第２内部指令トルクに基づいて第２モータ１０６を駆動させる。

【0050】

例えば、変位したダンサーロール１０４を基準位置に戻しつつ、巻出機１０１の巻軸を回転させるのに必要なトルクが３５％トルクの場合（ダンサーロール１０４を基準位置に戻すためのトルクを５％トルクとする。）、本実施形態では、第１モータ１０５の最大トルク（第１インバータ１０７の第１制限トルク）は約３０％トルクになる一方、第２モータ１０６の最大トルク（第２インバータ１０８の第２制限トルク）は約１５％トルクになり、いずれも３５％トルク以下になる。したがって、本実施形態に係るダンサー制御装置１よれば、第１モータ１０５と第２モータ１０６間で回転の遅れが生じても、第１モータ１０５と第２モータ１０６とが互いに反発してしまうのを防ぐことができる。

【0051】

［ダンサー制御プログラム］
本実施形態に係るダンサー制御プログラムは、コンピュータにダンサー制御を実行させるためのプログラムである。具体的には、ダンサー制御プログラムは、張力分トルク算出処理と、メカロス分トルク算出処理と、慣性分トルク算出処理と、第１トルク制限指令処理と、第２トルク制限指令処理と、第１トルク補償指令処理と、第２トルク補償指令処理と、をコンピュータに実行させる。

【0052】

張力分トルク算出処理は、張力分トルク算出部２で実行される処理と同様である。メカロス分トルク算出処理は、第１メカロス分トルク算出部３ａおよび第２メカロス分トルク算出部３ｂで実行される処理と同様である。慣性分トルク算出処理は、第１慣性分トルク算出部４ａおよび第２慣性分トルク算出部４ｂで実行される処理と同様である。

【0053】

第１トルク制限指令処理は、トルク制御時の処理を除き、第１張力分トルク算出部２ａ、第１トルク補償指令部５および第１トルク制限指令部６で実行される処理と同様である。第２トルク制限指令処理は、トルク制御時の処理を除き、第２張力分トルク算出部２ｂ、第２トルク補償指令部８および第２トルク制限指令部９で実行される処理と同様である。第１トルク補償指令処理および第２トルク補償指令処理は、第１トルク補償指令部５および第２トルク補償指令部８で実行される処理と同様である。

【0054】

したがって、本実施形態に係るダンサー制御プログラムよれば、第１モータ１０５と第２モータ１０６間で回転の遅れが生じても、第１モータ１０５と第２モータ１０６とが互いに反発してしまうのを防ぐことができる。

【0055】

以上、本発明に係るダンサー制御装置、ダンサー制御プログラムおよびスリッター装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

【0056】

例えば、上記実施形態のダンサー制御装置１は、巻出機１０１の巻軸に接続された第１モータ１０５および第２モータ１０６に対してダンサー制御を行うが、本発明に係るダンサー制御装置は、巻取機１０２ａまたは巻取機１０２ｂの巻軸に接続された各２台のモータに対してもダンサー制御を行うことができる。

【0057】

張力分トルク算出部２および張力分トルク算出処理は、ダンサーロール１０４が基準位置にある場合にウエブ材料Ｗに生じる張力を一定に保つための張力分トルクを算出することができるのであれば、その構成および算出方法を適宜変更することができる。

【0058】

メカロス分トルク算出部３ａ，３ｂおよびメカロス分トルク算出処理は、第１メカロス分トルクおよび第２メカロス分トルクを算出することができるのであれば、その構成および算出方法を適宜変更することができる。

【0059】

慣性分トルク算出部４ａ，４ｂおよび慣性分トルク算出処理は、慣性分トルクを算出することができるのであれば、その構成および算出方法を適宜変更することができる。

【0060】

第１張力分トルク算出部２ａ、第１トルク制限指令部６および第１トルク制限指令処理は、第１張力分トルクと第１メカロス分トルクと第１慣性分トルクとを加算した第１合成トルクを第１トルク制限指令として出力することができるのであれば、その構成および算出方法を適宜変更することができる。

【0061】

第２張力分トルク算出部２ｂ、第２トルク制限指令部９および第２トルク制限指令処理は、第２張力分トルクと第２メカロス分トルクと第２慣性分トルクとを加算した第２合成トルクを第２トルク制限指令として出力することができるのであれば、その構成および算出方法を適宜変更することができる。

【0062】

第１張力分トルクおよび第２張力分トルクは、それぞれの値が張力分トルク以下で、かつ両者の合成トルクが張力分トルクよりも大きいのであれば、それぞれ任意の値をとることができる。

【0063】

第１慣性分トルクおよび第２慣性分トルクは、両者の合成トルクが慣性分トルクとなるのであれば、それぞれ任意の値をとることができる。

【0064】

本発明に係るダンサー制御装置は、必ずしも第１トルク補償指令および第２トルク補償指令を出力する必要はなく、そのための構成を適宜省略することもできるが、これらの指令を出力することで、ダンサーロール１０４の揺動を抑制でき、より安定したダンサー制御が可能になる。ダンサー制御プログラムについても同様のことがいえる。

【符号の説明】

【0065】

１ ダンサー制御装置
１ａ 通信部
１ｂ 処理部
１ｃ 記憶部
１ｄ 表示部
１ｅ 入力部
２ 張力分トルク算出部
２ａ 第１張力分トルク算出部
２ｂ 第２張力分トルク算出部
３ａ 第１メカロス分トルク算出部
３ｂ 第２メカロス分トルク算出部
４ａ 第１慣性分トルク算出部
４ｂ 第２慣性分トルク算出部
５ 第１トルク補償指令部
６ 第１トルク制限指令部
７ 第１トルク指令部
８ 第２トルク補償指令部
９ 第２トルク制限指令部
１０ 第２トルク指令部
１００ スリッター装置
１０１ 巻出機
１０２ａ，１０２ｂ 巻取機
１０３ スリッターナイフ
１０４ ダンサーロール
１０５ 第１モータ
１０６ 第２モータ
１０７ 第１インバータ
１０８ 第２インバータ
１０９ 速度指令部
１１０〜１１２ 検出手段
１２０，１３０ 速度制御器
１２１，１３１ 優先回路
１２２，１３２ 速度制限回路
１２３，１３３ リミット回路
１２４，１３４ 制御信号生成回路
１２５，１３５ スイッチ回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】