特許 6907498 制御装置、巻取りシステムおよび制御方法

(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】6907498

(24)【登録日】2021年7月5日

(45)【発行日】2021年7月21日

(54)【発明の名称】制御装置、巻取りシステムおよび制御方法

(51)【国際特許分類】

   B65H 23/198 20060101AFI20210708BHJP

   B65H 18/10 20060101ALI20210708BHJP

   B65H 18/28 20060101ALI20210708BHJP

【ＦＩ】

   B65H23/198

   B65H18/10

   B65H18/28

【請求項の数】13

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-199578(P2016-199578)

(22)【出願日】2016年10月7日

(65)【公開番号】特開2018-58696(P2018-58696A)

(43)【公開日】2018年4月12日

【審査請求日】2019年9月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】三宅 大悟

【審査官】 佐藤 秀之

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５７−１２３３３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１６／１３２４９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２０６２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３５３０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｈ １６／００−２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送りモータを有し、対象物を送り出す送り部と、巻取りモータを有し、前記送り部から送り出された前記対象物を巻き取る巻取り部と、前記巻取りモータにより駆動され前記対象物を巻き取る非円形の巻取り回転軸と、両端にロールが設けられた回転軸と、前記回転軸に一定のトルクが与えられ、前記回転軸に与えられた前記トルクを保持するように動作し、前記対象物の巻取りの張力を一定に保つダンサーとを備える巻取り装置を制御するための制御装置であって、
前記対象物の少なくとも一部が前記巻取り回転軸に巻かれた後の前記巻取り回転軸の形状に関する情報を算出する算出部と、
前記算出部の算出結果に基づいて、前記送り部から送り出された前記対象物の単位時間当たりの送り量と前記巻取り部で巻き取られる前記対象物の単位時間当たりの巻取り量が予め定められた範囲になるように、前記巻取りモータおよび前記送りモータの少なくとも一方の駆動を制御する制御部と
を備え、
前記算出部は、前記ダンサーの前記回転軸の回転角度に基づいて、前記ダンサーにより調整された前記対象物のたわみの量を算出し、
前記制御部は、前記対象物のたわみが発生しないように、前記巻取り回転軸の巻取り角度毎に、前記巻取りモータおよび前記送りモータの少なくとも一方の回転速度を制御する制御装置。

【請求項2】

前記算出部は、前記巻取り回転軸の形状を、前記巻取りモータの巻取り角度および前記対象物の送り量に基づいて算出する
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記算出部は、前記巻取り回転軸の外周を算出する
請求項１または２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記算出部は、前記対象物の前記巻取り回転軸への巻き数を算出する
請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。

【請求項5】

前記算出部は、前記巻取り回転軸の巻取り角度と前記対象物の送り量との関係を予め算出する
請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記算出部が予め算出した算出結果に基づいて、前記巻取りモータおよび前記送りモータの少なくとも一方の駆動を制御する
請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記巻取り回転軸の駆動中に前記算出部が算出した算出結果に基づいて、前記巻取りモータおよび前記送りモータの少なくとも一方の駆動を制御する
請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。

【請求項8】

前記巻取り装置は、前記対象物の送り量を測長する測長ロールを更に備え、
前記制御部は、前記測長ロールが測長した前記送り量に応じて、前記巻取りモータおよび前記送りモータの少なくとも一方の駆動を制御する
請求項１から７のいずれか一項に記載の制御装置。

【請求項9】

送りモータを有し、対象物を送り出す送り部と、
巻取りモータを有し、前記送り部から送り出された前記対象物を巻き取る巻取り部と、
前記巻取りモータにより駆動され前記対象物を巻き取る非円形の巻取り回転軸と、
前記対象物の巻取りの張力を一定に保つダンサーと
を有する巻取り装置と、
前記対象物の少なくとも一部が前記巻取り回転軸に巻かれた後の前記巻取り回転軸の形状に関する情報を算出する算出部と、
前記算出部の算出結果に基づいて、前記送り部から送り出された前記対象物の単位時間当たりの送り量と前記巻取り部で巻き取られる前記対象物の単位時間当たりの巻取り量が予め定められた範囲になるように、前記巻取りモータおよび前記送りモータの少なくとも一方の駆動を制御する制御部と
を備え、
前記算出部は、前記ダンサーの動作に基づいて、前記巻取り回転軸の形状に関する情報を算出し、前記ダンサーの回転軸の回転角度に基づいて、前記ダンサーにより調整された前記対象物のたわみの量を算出し、
前記制御部は、前記対象物のたわみが発生しないように、前記巻取り回転軸の巻取り角度毎に、前記巻取りモータおよび前記送りモータの少なくとも一方の回転速度を制御する巻取りシステム。

【請求項10】

前記巻取り装置は、前記対象物の送り量を測長する測長ロールを更に備え、
前記算出部は、前記測長ロールの測長結果に基づいて、前記巻取り回転軸の形状に関する情報を算出する
請求項９に記載の巻取りシステム。

【請求項11】

前記対象物を前記巻取り回転軸に送り出すためのフィードロールを更に備え、
前記測長ロールは、前記フィードロールと前記ダンサーとの間における前記対象物の送り量を測長する
請求項１０に記載の巻取りシステム。

【請求項12】

送りモータを有し、対象物を送り出す送り部と、巻取りモータを有し、前記送り部から送り出された前記対象物を巻き取る巻取り部と、前記巻取りモータにより駆動され前記対象物を巻き取る非円形の巻取り回転軸と、両端にロールが設けられた回転軸と、前記回転軸に一定のトルクが与えられ、前記回転軸に与えられた前記トルクを保持するように動作し、前記対象物の巻取りの張力を一定に保つダンサーとを備える巻取り装置の制御方法であって、
前記対象物の少なくとも一部が前記巻取り回転軸に巻かれた後の前記巻取り回転軸の形状に関する情報を算出する段階と、
前記ダンサーの前記回転軸の回転角度に基づいて、前記ダンサーにより調整された前記対象物のたわみの量を算出する段階と、
前記巻取り回転軸の形状に関する情報の算出結果に基づいて、前記送り部から送り出された前記対象物の単位時間当たりの送り量と前記巻取り部で巻き取られる前記対象物の単位時間当たりの巻取り量が予め定められた範囲になるように、前記巻取りモータおよび前記送りモータの少なくとも一方の駆動を制御する段階と
を備え、
前記対象物のたわみが発生しないように、前記巻取り回転軸の巻取り角度毎に、前記巻取りモータおよび前記送りモータの少なくとも一方の回転速度を制御する制御方法。

【請求項13】

前記巻取り回転軸の巻取り角度と前記対象物の送り量との関係を予め算出し、前記関係に基づいて、前記巻取りモータおよび前記送りモータの少なくとも一方の駆動を制御する
請求項１２に記載の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置、巻取りシステムおよび制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、素材を巻き取るための巻取装置において、円形の巻取り回転軸を用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。従来の巻取装置は、張力を一定に制御しながら円形の巻取り回転軸に素材を巻き取る。
特許文献１ 特開平７−２８５７１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、従来の巻取装置では、巻取り回転軸が非円形の場合、素材にたわみが生じるので張力を一定に制御できない。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の第１の態様においては、送りモータを有し、対象物を送り出す送り部と、巻取りモータを有し、送り部から送り出された対象物を巻き取る巻取り部と、巻取りモータにより駆動され対象物を巻き取る非円形の巻取り回転軸とを備える巻取り装置を制御するための制御装置であって、送り部から送り出された対象物の単位時間当たりの送り量と巻取り部で巻き取られる対象物の単位時間当たりの巻取り量が予め定められた範囲になるように、巻取りモータおよび送りモータの少なくとも一方の駆動を制御する制御部を備える制御装置を提供する。

【0005】

巻取り回転軸の形状に関する情報を算出する算出部を更に備えてよい。制御部は、算出部の算出結果に基づいて、巻取りモータおよび送りモータの少なくとも一方の駆動を制御してよい。

【0006】

算出部は、対象物の少なくとも一部が巻取り回転軸に巻かれた後の巻取り回転軸の形状に関する情報を算出してよい。

【0007】

算出部は、巻取り回転軸の形状を、巻取りモータの巻取り角度および対象物の送り量に基づいて算出してよい。

【0008】

算出部は、巻取り回転軸の外周を算出してよい。

【0009】

算出部は、対象物の巻取り回転軸への巻き数を算出してよい。

【0010】

算出部は、巻取り回転軸の巻取り角度と対象物の送り量との関係を予め算出してよい。

【0011】

制御部は、巻取り回転軸の巻取り角度毎に、巻取りモータおよび送りモータの少なくとも一方の回転速度を制御してよい。

【0012】

制御部は、算出部が予め算出した算出結果に基づいて、巻取りモータおよび送りモータの少なくとも一方の駆動を制御してよい。

【0013】

制御部は、巻取り回転軸の駆動中に算出部が算出した算出結果に基づいて、巻取りモータおよび送りモータの少なくとも一方の駆動を制御してよい。

【0014】

巻取り装置は、対象物の送り量を測長する測長ロールを更に備えてよい。制御部は、測長ロールが測長した送り量に応じて、巻取りモータおよび送りモータの少なくとも一方の駆動を制御してよい。

【0015】

本発明の第２の態様においては、送りモータを有し、対象物を送り出す送り部と、巻取りモータを有し、送り部から送り出された対象物を巻き取る巻取り部と、巻取りモータにより駆動され対象物を巻き取る非円形の巻取り回転軸とを有する巻取り装置と、送り部から送り出された対象物の単位時間当たりの送り量と巻取り部で巻き取られる対象物の単位時間当たりの巻取り量が予め定められた範囲になるように、巻取りモータおよび送りモータの少なくとも一方の駆動を制御する制御部とを備える巻取りシステムを提供する。

【0016】

巻取り回転軸の形状に関する情報を算出する算出部を更に備えてよい。制御部は、算出部の算出結果に基づいて、巻取りモータおよび送りモータの少なくとも一方の駆動を制御してよい。

【0017】

巻取り装置は、対象物の送り量を測長する測長ロールを更に備えてよい。算出部は、測長ロールの測長結果に基づいて、巻取り回転軸の形状に関する情報を算出してよい。

【0018】

対象物の巻取りの張力を一定に保つダンサーを更に備えてよい。算出部は、ダンサーの動作に基づいて、巻取り回転軸の形状に関する情報を算出してよい。

【0019】

対象物を巻取り回転軸に送り出すためのフィードロールを更に備えてよい。測長ロールは、フィードロールとダンサーとの間における対象物の送り量を測長してよい。

【0020】

本発明の第３の態様においては、送りモータを有し、対象物を送り出す送り部と、巻取りモータを有し、送り部から送り出された対象物を巻き取る巻取り部と、巻取りモータにより駆動され対象物を巻き取る非円形の巻取り回転軸とを備える巻取り装置の制御方法であって、送り部から送り出された対象物の単位時間当たりの送り量と巻取り部で巻き取られる対象物の単位時間当たりの巻取り量が予め定められた範囲になるように、巻取りモータおよび送りモータの少なくとも一方の駆動を制御する制御方法を提供する。

【0021】

巻取り回転軸の巻取り角度と対象物の送り量との関係を予め算出し、関係に基づいて、巻取りモータおよび送りモータの少なくとも一方の駆動を制御してよい。

【0022】

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】巻取りシステム２００の構成の一例を示す。

【図2】巻取りシステム２００のより具体的な構成の一例を示す。

【図3A】巻取り角度θ_１での巻取り回転軸５２の駆動状態を示す。

【図3B】巻取り角度が０°の場合の巻取り回転軸５２の駆動状態を示す。

【図4】巻取りシステム２００の制御ブロックの一例である。

【図5】より具体的な巻取り回転軸５２の構成例を示す。

【図6】測長ロール送り量、巻取り角度およびこれらの基準とのずれ量を示す。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0025】

図１は、巻取りシステム２００の構成の一例を示す。巻取りシステム２００は、送り部４０、巻取り部５０および制御装置１００を備える。送り部４０は、原反１１、フィードロール４４、原反モータＭ１およびフィードモータＭ２を備える。制御装置１００は、算出部２０および制御部３０を備える。巻取り部５０は、巻取りモータＭ４および巻取り回転軸５２を備える。

【0026】

原反１１は、対象物１０を加工する前のロール状の対象物１０である。原反１１は、原反モータＭ１の動作に応じた送り量で対象物１０を供給する。本例の巻取りシステム２００は、１つの原反１１を備えるが、複数の原反１１を備えてもよい。原反１１は、原反モータＭ１に接続され、原反モータＭ１によって駆動される。これにより、原反モータＭ１の動作に応じた送り量で、対象物１０が供給される。

【0027】

フィードロール４４は、原反１１から送り出された対象物１０を巻取り部５０に送り出す。本例のフィードロール４４は、フィードモータＭ２に接続され、フィードモータＭ２によって駆動される。これにより、フィードロール４４は、フィードモータＭ２の動作に応じた送り量で対象物１０を巻取り部５０に送り出す。

【0028】

制御部３０は、巻取り回転軸５２の巻取り角度によらず、送り部４０から送り出される対象物１０の単位時間当たりの送り量と、巻取り部５０で巻き取られる対象物１０の単位時間当たりの巻取り量とが予め定められた範囲になるように制御する。本明細書において、対象物１０の単位時間当たりの送り量とは、フィードロール４４のライン接触点において巻取り部５０に向けて送り出される単位時間当たりの送り量を指す。また、対象物１０の単位時間当たりの巻取り量とは、巻取り回転軸５２のライン接触点での単位時間当たりに引っ張る量を指す。制御部３０は、巻取りモータＭ４および送りモータＭｆの少なくとも一方の駆動を制御することにより、単位時間当たりの送り量と単位時間当たりの巻取り量とが所定の範囲となるように制御する。本明細書において、送りモータＭｆとは、予め定められた送り速度（すなわち単位時間当たりの送り量）で対象物１０を送り出すモータを指す。例えば、送りモータＭｆは、原反モータＭ１およびフィードモータＭ２のいずれかである。一方、巻取りモータＭ４は、予め定められた巻取り速度（すなわち単位時間当たりの巻取り量）で対象物１０を巻き取るために動作する。

【0029】

なお、本明細書において、「単位時間当たりの送り量と巻取り量が予め定められた（または所定の）範囲」とは、巻取り量と送り量とが同じ場合、巻取り量が送り量よりも大きい場合、および、巻取り量が送り量よりも小さい場合を含む。すなわち、一般的に対象物１０の張力を一定に保つためには、単位時間当たりの巻取り量を単位時間当たりの送り量よりも若干大きくする。例えば、単位時間当たりの送り量を１００％とすると、単位時間当たりの巻取り量を１００．１％となるように両者の比率を一定に制御する。また、単位時間当たりの送り量Ｘ（ｍ／ｓｅｃ）に対して一定量α（ｍ／ｓｅｃ）（Ｘ≫α）を加えて、単位時間当たりの巻取り量をＸ＋α（ｍ／ｓｅｃ）となるように制御するようにしてもよい。なお、制御装置によっては、単位時間当たりの巻取り量を単位時間当たりの送り量よりも若干小さくなるような張力に設定する場合もある。この場合、上記とは逆に、単位時間当たりの送り量を１００％とすると、単位時間当たりの巻取り量を９９．９％となるように両者の比率を一定に制御したり、単位時間当たりの送り量Ｘ（ｍ／ｓｅｃ）に対して一定量α（ｍ／ｓｅｃ）を減じて、単位時間当たりの巻取り量をＸ−α（ｍ／ｓｅｃ）となるように制御したりすることもある。例示として、αはＸの１％以下であってよく、０．５％以下であってよく、０．１％以下であってもよい。

【0030】

対象物１０は、巻取り回転軸５２により巻取れるものであれば特に限定されない。一例において、対象物１０は、紙やフィルムなどの帯状の形状を有する。例えば、対象物１０は、リチウムイオン二次元電池の電極素材である。また、巻取りシステム２００は、複数の対象物１０を複数の送り部４０から供給し、各々を重ねて巻取り回転軸５２に巻きとってもよい。なお、対象物１０は、線状のものであってもよい。

【0031】

巻取り回転軸５２は、単位時間当たりの送り量と巻取り量とが所定の範囲になるように対象物１０を巻き取るべく、巻取りモータＭ４により駆動される。本例の巻取り回転軸５２の形状は非円形である。巻取り回転軸５２が非円形の場合、巻取り回転軸５２の回転角度に応じて、対象物１０の単位時間当たりの巻取り量が変化する。巻取り回転軸５２が非円形の場合とは、巻取り回転軸５２が円形の場合であって、対象物１０が巻き取られることにより、結果的に巻取り回転軸５２が非円形となる場合を含んでよい。なお、巻取り回転軸５２の形状とは、巻取り回転軸５２が対象物１０を巻き取る際に対象物１０と接する外周の形状を指す。つまり、巻取り回転軸５２の形状は、巻取り回転軸５２の回転軸と垂直な面の断面形状となる。

【0032】

算出部２０は、巻取り回転軸５２の形状に関する情報を算出する。また、算出部２０は、対象物１０の少なくとも一部が巻取り回転軸５２に巻かれた後の巻取り回転軸５２の形状に関する情報を算出してよい。巻取り回転軸５２の形状に関する情報とは、巻取り回転軸５２の巻取り角度によらず、単位時間当たりの送り量と単位時間当たりの巻取り量とが所定の範囲となるように、巻取りモータおよび送りモータＭｆの少なくとも一方の駆動を制御できるものであればよい。例えば、巻取り回転軸５２の形状に関する情報には、対象物１０の送り量、対象物１０の巻取り量、巻取り回転軸５２の巻取り角度、対象物１０の巻き数等が含まれる。

【0033】

算出部２０は、対象物１０の少なくとも一部が巻取り回転軸５２に巻かれた後の巻取り回転軸５２の形状に関する情報を算出する。対象物１０の少なくとも一部が巻取り回転軸５２に巻かれた後の巻取り回転軸５２の形状に関する情報は、巻取り回転軸５２の巻取り角度および対象物１０の送り量に基づいて算出されてよい。例えば、巻取り回転軸５２の巻取り角度と対象物１０の送り量との関係より、巻取り角度毎の対象物１０の巻取り量が算出される。これにより、算出部２０は、単位時間当たりの送り量と単位時間当たりの巻取り量とが所定の範囲になるようにするために必要な制御量を算出できる。

【0034】

一例において、算出部２０は、巻取り回転軸５２の外周を算出する。例えば、算出部２０は、任意の巻取り角度から次に同一の巻取り角度となるまでの送り量を算出する。言い換えると、算出部２０は、巻取り回転軸５２の一周分の送り量を算出する。また、算出部２０は、対象物１０の巻取り回転軸５２への巻き数を算出してよい。一例において、算出部２０は、対象物１０の巻き数毎に予め巻取り回転軸５２の形状に関する情報を取得しておく。これにより、制御部３０は、対象物１０の巻き数に応じて、送り部４０および巻取り部５０を制御できる。

【0035】

また一例において、算出部２０は、巻取り回転軸５２の形状に関するデータを予め算出する。算出部２０は、巻取り回転軸５２の巻取り角度と対象物１０の送り量との関係を予め算出する。巻取り回転軸５２の巻取り角度と対象物１０の送り量との関係とは、巻取り回転軸５２の巻取り角度と対象物１０の送り量との対応関係を示すテーブルであってよい。但し、巻取り回転軸５２の巻取り角度と対象物１０の送り量との対応関係が得られるものであれば、特に限定されない。

【0036】

制御部３０は、算出部２０の算出結果に基づいて、送り部４０又は巻取り部５０の少なくとも一方の駆動を制御する。一例において、制御部３０は、算出部２０の算出結果に基づいて、巻取りモータＭ４および送りモータＭｆの少なくとも一方の駆動を制御する。これにより、制御部３０は、巻取り回転軸５２の巻取り角度によらず、単位時間当たりの送り量と単位時間当たりの巻取り量とが所定の範囲となるように制御する。なお、制御部３０は、送りモータＭｆとして原反モータＭ１およびフィードモータＭ２がある場合、原反モータＭ１およびフィードモータＭ２の少なくとも一方のモータを制御すればよい。

【0037】

本例の制御部３０は、巻取り回転軸５２の巻取り角度毎に、巻取りモータＭ４および送りモータＭｆの少なくとも一方の回転速度（または回転位置）を制御する。即ち、制御部３０は、巻取り回転軸５２が非円形の場合であっても、巻取り回転軸５２の形状に対応する巻取り回転軸の巻取り角度毎に巻取りモータＭ４および送りモータＭｆの少なくとも一方の回転速度を制御できる。

【0038】

一例において、制御部３０は、算出部２０が予め取得した情報に基づいて、巻取りモータＭ４および送りモータＭｆの少なくとも一方の駆動を制御する。制御部３０は、算出部２０が予め取得した情報に基づいて制御することにより、巻取りシステム２００の駆動を均一にできる。一方、制御部３０は、巻取り回転軸５２の駆動中に算出部２０が算出した算出結果に基づいて、巻取りモータＭ４および送りモータＭｆの少なくとも一方の駆動を制御してよい。この場合、制御部３０は、製品毎に巻取り回転軸５２の動作をリアルタイムで制御できるので、より厳密に単位時間当たりの送り量と単位時間当たりの巻取り量とが所定の範囲になるように制御できる。例えば、制御部３０は、巻取り回転軸５２の一周前の動作に応じた算出部２０の算出結果に基づいて、次の一周の動作を制御する。

【0039】

図２は、巻取りシステム２００のより具体的な構成の一例を示す。同図では、制御装置１００を省略している。本例の巻取りシステム２００は、フィード回転軸４２、測長ロール４８およびダンサー４６を備える。図１に係る巻取りシステム２００と共通の符号で示された構成は、図１の場合と同様に動作してよい。

【0040】

測長ロール４８は、対象物１０の送り量を測長する。本例の測長ロール４８は、ダンサー４６とフィードロール４４との間に設けられる。但し、測長ロール４８の位置は、原反１１とフィードロール４４との間であれば本例に限られない。一例において、測長ロール４８は、原反１１とダンサー４６との間に設けられる。また、測長ロール４８は、フィードロール４４の直前に設けられてよい。

【0041】

算出部２０は、測長ロール４８の測長結果に基づいて、巻取り回転軸５２の形状に関する情報を算出する。そして、制御部３０は、算出部２０の算出結果に基づいて、巻取りモータＭ４および送りモータＭｆの少なくとも一方の駆動を制御する。例えば、制御部３０は、送りモータＭｆについて、原反モータＭ１、フィードモータＭ２およびフィードモータＭ５の少なくとも１つの動作を制御する。

【0042】

ダンサー４６は、対象物１０の巻取りの張力を一定に保つ。本例のダンサー４６は、両端にロールが設けられた回転軸を備える。ダンサー４６の回転軸には一定のトルクが与えられ、ダンサー４６は回転軸に与えられたトルクを保持するように動作する。これにより、ダンサー４６は、対象物１０の張力を略一定に保つ。安定性の観点からは、ダンサー４６の動作が一定となるように保持されることが好ましい。本例の算出部２０は、ダンサー４６の動作に基づいて、巻取り回転軸５２の形状に関する情報を算出してよい。

【0043】

例えば、算出部２０は、ダンサー４６の位置に基づいて、対象物１０の送り量を算出する。ダンサー４６の位置とは、ダンサー４６の回転軸の位置に加えて、ダンサー４６の回転軸の回転角度であってもよい。ダンサー４６の回転軸の回転角度が分かればダンサー４６により調整された対象物１０のたわみの量が分かるので、対象物１０の送り量を正確に算出できる。この場合も、制御部３０は、算出部２０の算出結果に基づいて、巻取りモータＭ４および送りモータＭｆの少なくとも一方の駆動を制御する。なお、ダンサー４６の構成は本例に限られない。

【0044】

フィード回転軸４２は、フィードモータＭ２に接続され、フィードモータＭ５によって駆動される。これにより、フィード回転軸４２は、フィードモータＭ５の動作に応じた単位時間当たりの送り量で対象物１０を巻取り部５０に送り出す。本例の巻取りシステム２００は、１つのフィード回転軸４２を備えるが、複数のフィード回転軸４２を備えてもよい。

【0045】

ここで、巻取り回転軸５２が円形の場合、ダンサー４６を用いることにより、対象物１０のたるみを解消し、対象物１０の張力を一定に制御できる。一方、巻取り回転軸５２が非円形の場合、ダンサー４６が変動することにより、対象物１０の単位時間当たりの送り量が変化するので、対象物１０に対して一定の張力を与えることが困難となる。しかしながら、制御装置１００は、巻取り回転軸５２の巻取り角度毎に巻取りモータＭ４および送りモータＭｆの少なくとも一方の駆動を制御するので、巻取り回転軸５２が非円形であっても、対象物１０の張力を一定に保つことができる。

【0046】

図３Ａは、巻取り角度θ_１での巻取り回転軸５２の駆動状態を示す。図３Ｂは、巻取り角度が０°の場合の巻取り回転軸５２の駆動状態を示す。なお、巻取り回転軸５２の巻取り角度θは、Ｙ軸と平行な場合を０°として、時計周りを巻取り角度の正の方向とした場合の角度である。

【0047】

巻取り回転軸５２は、非円形の形状を有するので、巻取り回転軸５２の巻取り角度によって対象物１０のパス長Ｌが変化する。対象物１０のパス長Ｌとは、フィード接触点と巻取り回転軸接触点との距離を指す。例えば、巻取り角度θ_１でのパス長はＬ_１で示され、巻取り角度が０°の場合のパス長はＬ_０で示される。本例のパス長Ｌ_０は、パス長Ｌ_１よりも短くなる。また、巻取り回転軸５２は、非円形の形状を有するので、巻取り回転軸５２の巻取り角度によって単位時間当たりの巻取り量が変化する。即ち、巻取りシステム２００は、対象物１０の単位時間当たりの送り量と単位時間当たりの巻取り量とを所定の範囲にするためには、巻取り回転軸５２の巻取り角度に応じて、フィードロール４４のライン接触点のおける単位時間当たりの送り量か、巻取り回転軸５２のライン接触点における単位時間当たりの巻取り量の少なくとも一方を制御する必要がある。

【0048】

図４は、巻取りシステム２００の制御ブロックの一例である。巻取りシステム２００は、製造する物や要求される巻取り速度に応じて巻取り長および対象物１０のライン速度を設定するための設定値が入力される。

【0049】

巻取りシステム２００は、起動指令、巻取り長設定値および速度設定値に基づいて、仮想主軸を設定する。巻取り長設定値は、対象物１０のラインの送り量を決定するための設定値である。速度設定値は、対象物１０のライン速度を決定するための設定値である。仮想主軸は、巻取り長設定値の移動量と速度設定値の速度から算出した仮想の位置指令である。原反モータＭ１、巻取りモータＭ４およびフィードモータＭ５は、仮想主軸に応じて駆動する。

【0050】

図４において、「周長計測」は原反モータＭ１、フィードモータＭ５およびダンサー制御Ｍ３のパルスジェネレータＰＧのうち、少なくとも１つのパルスジェネレータＰＧからの信号に応じて原反１１の周長を計測するものであり、「巻取り形状計測」は巻取りモータＭ４および測長ロール４８のパルスジェネレータＰＧのうち、少なくとも１つのパルスジェネレータＰＧからの信号に応じて巻取り回転軸５２の形状を計測するものである。「巻取り形状計測」は巻取り回転軸５２の形状に加えて巻取り回転軸５２の周長も計測するようにしてもよい。

【0051】

原反モータＭ１は、巻取り長設定値、速度設定値および「周長計測」からの原反１１の周長計測値に応じた速度で原反１１を駆動する。原反モータＭ１は、ダンサー４６の位置や巻取り回転軸５２の周長測定結果に応じて駆動が制御されてよい。例えば、原反モータＭ１を制御する速度指令値は、ダンサー４６の位置設定値に基づくＰＩ制御により生成されてよい。また、原反モータＭ１は、「巻取り形状計測」からの巻取り回転軸５２の周長計測値に基づいて制御するようにしてよい。

【0052】

本例の巻取りシステム２００は、原反１１あるいは巻取り回転軸５２の周長計測結果を原反モータＭ１の送り量を制御するために用いているが、巻取りモータＭ４および送りモータＭｆを制御するために用いてもよい。

【0053】

フィードモータＭ５は、巻取り長設定値および速度設定値、フィード回転軸４２の径に応じて生成された速度指令値に基づいてフィード回転軸４２を駆動する。本例のフィードモータＭ５は、生成された速度指令値によって動作するが、位置指令値によって動作してもよい。なお、フィードモータＭ５は、ダンサー制御Ｍ３からの位置情報に応じた速度指令値に基づいて動作してもよい。

【0054】

ダンサー制御Ｍ３は、予め定められたトルク指令値に応じたトルクが保持されるようにダンサー４６を動作させる。トルク指令値は、外部から入力された張力設定値に基づいて、生成されてよい。トルク指令値は一定であることが好ましい。

【0055】

巻取りモータＭ４は、位置指令や巻取り回転軸５２の形状に応じて動作する。位置指令値は、仮想主軸に基づいて生成される。巻取り回転軸５２の形状は、巻取りモータＭ４の速度（または位置）および測長ロール４８のパルスジェネレータＰＧからの出力に応じて計測される。

【0056】

図５は、より具体的な巻取り回転軸５２の構成例を示す。同図は、巻取り回転軸５２の回転軸を原点（０，０）としたＸＹ平面を示す。フィードロール４４のフィード接触点は、Ｘ成分が巻取り回転軸５２の回転軸のＸ成分と同一で、Ｙ成分が巻取り回転軸５２の回転軸との距離がＹ_０となるように配置されている。よって、フィードロール４４のフィード接触点が（０．Ｙ_０）で示される。なお、本例では、フィードロール４４のフィード接触点と、巻取り回転軸５２の回転軸のＸ成分を揃える場合について説明したがこれに限られない。

【0057】

また、巻取り回転軸５２と対象物１０との巻取り時の接触点は（Ｘ，Ｙ）で示される。接触点（Ｘ，Ｙ）は、巻取り角度θの変化に応じて変化する。本例の巻取り回転軸５２は、長さＬ_５２を有し、回転軸（０，０）を中心に対称な形状を有する。そのため、巻取り角度θが０°〜１８０°の場合と、１８０°〜３６０°の場合とで接触点（Ｘ，Ｙ）の変化が対称になる。言い換えると、巻取り角度θが０°〜１８０°の場合と、１８０°〜３６０°の場合とでパス長Ｌの変化が対称になる。

【0058】

図６は、測長ロール送り量、巻取り角度およびこれらの基準とのずれ量を示す。縦軸は巻取り回転軸５２の巻取り角度θ［°］を示し、横軸は測長ロール４８の送り量［ｍｍ］を示す。グラフＡは、巻取り回転軸５２が円形であることを想定した場合の基準線である。グラフＢは、非円形状の巻取り回転軸５２を用いた場合のグラフである。グラフＣは、基準と実際の制御量とのずれを示す。即ち、グラフＣは、グラフＡとグラフＢとの差分を示している。

【0059】

グラフＢは、算出部２０が算出した測長ロール４８の送り量と巻取り角度θとの関係の一例を示している。即ち、グラフＢは、算出部２０が算出する巻取り回転軸５２の形状に関する情報の一例である。但し、算出部２０は、測長ロール４８の送り量と巻取り角度θとの関係をグラフ化する必要はなく、測長ロール４８の送り量と巻取り角度θとの関係を示すデータを算出すればよい。これにより、制御部３０は、巻取り回転軸５２の巻取り角度θに応じた送り量となるように、巻取りモータＭ４および送りモータＭｆの少なくとも一方を制御できる。よって、本例の制御装置１００は、巻取り回転軸５２が非円形の場合であっても、グラフＣで示される量だけ、対象物１０の巻取り回転軸５２への巻き取りを制御できる。

【0060】

以上の通り、本明細書に開示された制御装置１００は、巻取り回転軸５２が非円形の場合であっても、対象物１０の張力を一定に保持する。これにより、巻取りシステム２００は、対象物１０を巻取り回転軸５２に均一に巻き取ることができる。このように、巻取りシステム２００は、フィードロール４４のフィード接触点における単位時間当たりの送り量と巻取り回転軸５２の接触点における単位時間当たりの巻取り量とを所定の範囲にすることで、巻取り回転軸５２の形状が要因の張力変動を抑制し、安定した巻取りを実現できる。

【0061】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0062】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0063】

１０・・・対象物、１１・・・原反、２０・・・算出部、３０・・・制御部、４０・・・送り部、４２・・・フィード回転軸、４４・・・フィードロール、４６・・・ダンサー、４８・・・測長ロール、５０・・・巻取り部、５２・・・巻取り回転軸、１００・・・制御装置、２００・・・巻取りシステム

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】