张力控制装置及输送装置的制作方法

本揭示涉及张力控制装置及输送装置。本案根据2015年1月14日在日本申请的特愿2015-005170号主张优先权，并在此援用其内容。

背景技术：

下述的专利文献1中揭示一种缓冲装置，其具备有多个转向杆，该些转向杆上卷挂有在2个吸附滚轮(suction roller)之间输送的膜状物(带状的卷料(web))。该缓冲装置中，转向杆可以升降，利用测力器等感测器检测膜状物的张力，利用根据其检测结果来控制转向杆的移动量的回馈控制，以抑制膜状物的挠曲。另外，在下述的专利文献2至4也揭示有背景技术。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本国特开2013－245027号公报

[专利文献2]日本国特开2006－027765号公报

[专利文献3]日本国特开2001－213557号公报

[专利文献4]日本国特开2005－200216号公报。

技术实现要素：

(发明所欲解决的问题)

另外，在所述专利文献1所揭示的缓冲装置中，会在吸附滚轮的旋转速度加速或减速的情况时，根据所述感测器的检测结果进行回馈控制。因此，利用所述感测器检测卷料的张力的变化，并根据其检测结果控制转向杆的移动量，并不能对于吸附滚轮的旋转速度的变化立即调整卷料的张力。因此，张力控制的回应会发生延迟。

本揭示为针对所述的问题而研创者，其目的是对于控制被输送的卷料的张力的张力控制装置，比现有技术更为改善张力控制的回应的延迟。

(解决问题的手段)

本揭示采用以下的构成作为解决所述问题的手段。本揭示的张力控制装置具备:转向杆，配置在送出带状的卷料的上游装置与接受卷料的下游装置之间，并且以推压构件朝向推压构件的导引面附近的卷料的输送面的大致法线方向推压卷料；以及控制部，根据关于上游装置及下游装置的卷料的输送速度的至少任一者的时程，前馈控制从转向杆对卷料的推压力。

本揭示所揭示的输送装置具备:上游装置，其送出带状的卷料；下游装置，其接受卷料；以及张力控制装置。

(发明的效果)

依照本揭示，则张力控制装置具备:转向杆，配置在送出带状的卷料的上游装置与接受卷料的下游装置之间，并且朝向与输送方向正交的方向推压卷料；以及控制部，控制从转向杆对卷料的推压力，控制部根据关于上游装置及下游装置的卷料的输送速度的至少任一者的时程，前馈控制推压力。因此，依照本揭示，即可比现有技术更为改善张力控制的回应的延迟。

附图说明

图1是显示本揭示一实施方式的卷料处理装置的功能构成的方块图。

图2是显示本揭示一实施方式的张力控制装置的功能构成的方块图。

图3是显示利用本揭示一实施方式的卷料送出装置送出卷料时的输送速度的一例。

图4是显示本揭示一实施方式的张力控制装置的动作的流程图。

图5是显示在本揭示一实施方式中，与卷料送出装置和切断装置的输送速度的变化对应的推压构件的高度变化的图。

符号说明

1 卷料送出装置(上游装置)

1a 滚轮轴

1b 滚轮用马达

1c 旋转检测器

1d 触控滚轮(速度检测手段)

1e 触控滚轮检测器(速度检测器)

2 上游侧导引滚轮

3 空气转向杆(转向杆)

3a 推压构件

3b 连结构件

3c 滚珠螺杆

3d 螺杆用马达

3e 旋转检测器

3f 压力感测器

3g 间隙感测器

4 下游侧导引滚轮

5 切断装置(下游装置)

6 第一控制部(控制部)

7 第二控制部

31 导引面

R 卷料滚轮

W 卷料。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本揭示的实施方式。

本实施方式的卷料处理装置具备：卷料送出装置1、上游侧导引滚轮2、空气转向杆(air turn bar)3、下游侧导引滚轮4、切断装置5、第一控制部6、及第二控制部7。另外，在所述构成元件中，上游侧导引滚轮2、空气转向杆3、下游侧导引滚轮4、及第一控制部6构成本实施方式的张力控制装置。另外，卷料送出装置1是本实施方式的上游装置。另外，切断装置5是本实施方式的下游装置。

此种卷料处理装置是对于从卷料送出装置1送出而供给到切断装置5的卷料W，在利用张力控制装置使作用于卷料W的张力(tension)维持一定的情况下，利用切断装置5将卷料W切断成既定长度的装置。另外，卷料W是具有既定厚度及既定宽度的长条的带状构件，例如，以树脂或玻璃作为材料。

卷料送出装置1具备：滚轮轴1a、滚轮用马达1b、旋转检测器1c、作为速度检测手段的触控滚轮1d、以及作为速度检测器的触控滚轮检测器1e，从卷绕卷料W成卷筒状的卷料滚轮R将卷料W卷出。滚轮轴1a是插穿设在卷料滚轮R的轴心的空孔的棒状构件，借由滚轮用马达1b而绕着轴心旋转驱动。

滚轮用马达1b是旋转驱动滚轮轴1a的致动器。该滚轮用马达1b包含换流器电路等的驱动电路，根据从第一控制部6输入的速度控制指令来设定旋转速度。旋转检测器1c是例如分解器(resolver)或编码器等的用以检测滚轮用马达1b的旋转状态的感测器，将用以表示滚轮用马达1b的旋转状态的旋转检测信号输出到第一控制部6。

触控滚轮1d是压接在卷料滚轮R的周面的随动滚轮。此种触控滚轮1d的位置随着卷料滚轮R的卷绕直径而变化。也就是，当卷料W从卷料送出装置1依序送出时，卷料滚轮R的卷绕直径逐渐变小，所以从触控滚轮1d附近的卷料W的输送速度，也就是触控滚轮1d的旋转速度，可以推测卷料滚轮R的卷绕直径。触控滚轮检测器1e将表示触控滚轮1d附近的卷料W的输送速度的速度检测信号输出到第一控制部6。另外，触控滚轮1d的功能是检测随着时间变化的卷料W的卷出速度。因此，虽然本实施方式所示的接触式感测器的实例是「触控滚轮1d」和「触控滚轮检测器1e」，但是也可以使用具有同样功能的其他的感测器。作为此种其他的感测器的一例，可以举例如作为非接触式感测器的「多普勒感测器(Doppler Sensor)」等。该速度检测手段和速度检测器可以依照要求精确度和各条件等适当选择。

上游侧导引滚轮2是在卷料W的输送路径的途中设置成为与下游侧导引滚轮4平行的状态的随动滚轮。该上游侧导引滚轮2及下游侧导引滚轮4是用来变更卷料W的输送方向的卷料导引构件。此上游侧导引滚轮2的周面是卷料W的导引面。上游侧导引滚轮2例如通过从周面吹出空气而以非接触的状态来导引卷料W。

空气转向杆3为可自由升降地设在上游侧导引滚轮2的下游侧，并且以非接触状态来推压卷料W，借此调整作用在卷料W的张力的致动器。该空气转向杆3如图所示，在以成为互相并行的方式对立的上游侧导引滚轮2与下游侧导引滚轮4之间设置成可朝上下方向自由移动。另外，该空气转向杆3的动作由第一控制部6所控制。

此种空气转向杆3如图2所示，具备：推压构件3a、连结构件3b、滚珠螺杆3c、螺杆用马达3d、旋转检测器3e、压力感测器3f、及间隙感测器3g。推压构件3a为非接触地推压卷料W，借此施加所希望的张力。该推压构件3a对于沿着长度方向行走的卷料W的一部分从弯曲成圆弧状的导引面31吹喷空气(air)，借此非接触地支持卷料W。该导引面31绕着沿卷料W的宽度方向的轴而弯曲，为具备有比卷料W的宽度大的宽度的圆弧面(圆筒面)。

此种推压构件3a如图所示，利用导引面31使卷料W保持被弯曲而折返的状态。另外，对于空气转向杆3，也可使其他的气体(例如氮气等的惰性气体)吹喷在卷料W以代替空气。

连结构件3b是连结推压构件3a和滚珠螺杆3c的构件。滚珠螺杆3c可改变推压构件3a的位置。也就是，该滚珠螺杆3c使通过连结构件3b连结的推压构件3a直线地朝上下方向移动(直线移动)。一般而言滚珠螺杆为悉知者，所以在图2中将滚珠螺杆的详细构成省略，但是滚珠螺杆3c通过使棒状的公螺牙部转动，而使通过连结构件3b连结在与该公螺牙部啮合的母螺牙部的推压构件3a，朝箭头所示的方向往复移动(上下移动)。借此，推压构件3a可朝上下方向移动，借此朝与输送方向正交的方向推压卷料W。

另外，「上下方向」是表示「推压构件3a的导引面31附近的卷料W的输送面的法线方向」的一例。例如，在图1中，卷料W的输送方向成为大致水平方向的从左向右的方向。与此相对地，推压构件3a一般是朝大致上下方向推压卷料W。也就是，在图1中，将输送方向定为大致0°时，推压方向(上下方向)成为大致90°。该推压方向不只可按照几何学配置成「上下方向」(90°)，而且，由于防止与周围的构件的干涉等理由，也可以配置成「大致上下方向」(80°或100°等)。另外，例如在输送方向为大致「上下方向」的情况时，推压方向一般为大致「左右方向」。也就是，统括地表示上述记载时，会成为推压构件3a朝向「推压构件3a的导引面31附近的卷料W的输送面的法线方向」来推压卷料W。

螺杆用马达3d是旋转驱动滚珠螺杆3c的公螺牙部的致动器。该螺杆用马达3d包含换流器电路等的驱动电路，根据从第一控制部6输入的旋转控制指令而旋转。旋转检测器3e例如为分解器或编码器等的用以检测螺杆用马达3d的旋转状态的感测器，将表示螺杆用马达3d的旋转状态的旋转检测信号输出到第一控制部6。

压力感测器3f设在所述推压构件3a内，也就是隔着导引面31设在卷料W的相反侧，将从推压构件3a的导引面31吹向卷料W的空气的压力作为空气压力来检测。该压力感测器3f用以将表示空气压力的检测值输出到第一控制部6。

间隙感测器3g设置成隔着卷料W与导引面31对置，将卷料W从推压构件3a起的浮上量，也就是将导引面31与卷料W之间的隙宽度作为浮上间隙来检测。该间隙感测器3g将表示浮上间隙的检测值输出到第一控制部6。

回到图1，下游侧导引滚轮4是随动滚轮，其在空气转向杆3的下游侧设为与上游侧导引滚轮2以成为互相并行的方式对立的状态。该下游侧导引滚轮4构建成与上游侧导引滚轮2完全相同，下游侧导引滚轮4与上游侧导引滚轮2是变更卷料W的输送方向的卷料导引构件。

切断装置5是将卷料W切断成为既定长度的装置。也就是，卷料W在切断装置5中暂时停止输送，且在该停止状态下被切断。此种切断装置5中的卷料W的停止及切断在第二控制部7的控制下进行。

第一控制部6为例如由CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、ROM(Read Only Memory，唯读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、及介面电路等构成。另外，介面电路与卷料送出装置1、空气转向杆3、及第二控制部7以电性、光学性、或电磁性方式进行通信。该第一控制部6根据被存储在ROM的各种控制程序，对于由旋转检测器1c检测的旋转检测信号以及由触控滚轮检测器1e检测的速度检测信号施以既定的演算处理，并根据演算结果控制卷料送出装置1的动作。

另外，第一控制部6根据被存储在ROM的各种控制程序，对于表示由压力感测器3f感测的空气压力以及由间隙感测器3g感测的浮上间隙的检测值施以既定的演算处理，并根据演算结果控制从推压构件3a的导引面31吹出的空气，以使卷料W与推压构件3a的导引面31之间的距离成为一定而维持非接触的状态。

另外，第一控制部6根据本身控制的卷料送出装置1送出的卷料W的输送速度以及由第二控制部7控制的切断装置5进行的卷料W的切断处理时的输送速度，使螺杆用马达3d驱动滚珠螺杆3c。借此，通过前馈控制推压构件3a的位置，也就是通过空气转向杆3来前馈控制施加在卷料W的推压力。

第二控制部7与第一控制部6相同地，例如，由CPU(Central Processing Unit)﹑ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、以及介面电路等构成。另外，所述介面电路与切断装置5及第一控制部6以电性、光学性或电磁性方式进行通信。该第二控制部7根据被存储在ROM的各种控制程序施以演算处理，并根据演算结果控制由切断装置5进行的卷料W的切断处理。

其次，参照图3和图4来详细地说明以此种方式构成的卷料处理装置的动作。当卷料处理装置启动时，卷料送出装置1根据从第一控制部6输入的速度控制指令调整从卷料滚轮R卷出的卷料W的速度，并执行卷料W的送出处理。所送出的卷料W依序通过上游侧导引滚轮2、空气转向杆3、及下游侧导引滚轮4，并输送到切断装置5。切断装置5在卷料W被输送时，会根据从第二控制部7输入的速度控制指令调整卷料W的输送速度，并执行卷料W的切断处理。

此处，第一控制部6除了执行卷料送出装置1的动作的控制外，也执行以下的特殊的处理。也就是，第一控制部6根据本身所存储或从外部(例如第二控制部7)输入的关于卷料送出装置1及切断装置5中的卷料W的输送速度的时程，前馈控制施加在卷料W的推压力。该时程显示今后的卷料送出装置1及切断装置5中的卷料W的输送速度等。

具体而言，时程中包含：卷料送出装置1中的卷料W的目标速度；往该目标速度的移行开始时机；以及到达目标速度为止的加速度。第一控制部6使用该时程所含的目标速度、移行开始时机及加速度，以对卷料W的推压力成为一定的方式，产生关于推压构件3a的位置的控制值(也就是，螺杆用马达3d的控制值)。

例如，卷料送出装置1的输送速度为图3所示的速度V1，目标速度为图3所示的速度V2时，加速度是从速度V1至变化为速度V2为止的斜率。另外，加速度可以是从速度V1至速度V2为止的斜率为以图3的直线状的实线表示的常数，也可以是从速度V1至速度V2为止的斜率为以图3的弯曲状的虚线表示的随时间变化的值。对此，假如知道往目标速度的移行开始时机(图3所示的时刻t0)，则可以算出在速度变化的期间的任意时刻的卷料送出装置1中的卷料W的输送速度。另外，同样地，第一控制部6也可以算出切断装置5中的卷料W的输送速度。

第一控制部6是从目标速度、移行开始时机、及加速度求得在任意时刻的卷料送出装置1中的卷料W的输送速度与切断装置5中的卷料W的输送速度的差分，并从该差分产生螺杆用马达3d的控制值。

使用图4所示的流程图，更具体地说明卷料处理装置的动作。

首先，第一控制部6从本身所存储或从外部输入的关于卷料送出装置1及切断装置5中的卷料W的输送速度的时程，求得图3所示的时刻t0至时刻t1间的在卷料送出装置1的输送速度和在切断装置5的输送速度的差分(步骤S1)。然后，第一控制部6根据在步骤S1求得的差分，以对卷料W的推压力成为一定的方式，产生螺杆用马达3d的控制值(步骤S2)。

然后，第一控制部6会进行实际时刻T是否到达作为移行开始时机的时刻t0(步骤S3)的判定。第一控制部6会等待至实际时刻T到达作为移行开始时机的时刻t0，并在到达后，根据在步骤S2产生的控制值控制螺杆用马达3d，借此控制推压构件3a的高度(位置)(步骤S4)。

例如，当在卷料送出装置1的输送速度大于在切断装置5的输送速度时，会在卷料W发生挠曲。因此，第一控制部6以通过使推压构件3a上升而使推压力成为一定的方式控制螺杆用马达3d。另一方面，当在卷料送出装置1的输送速度小于在切断装置5的输送速度时，卷料W会紧绷。因此，第一控制部6以通过使推压构件3a下降而使推压力成为一定的方式控制螺杆用马达3d。

另外，即使为在卷料送出装置1的输送速度超过在切断装置5的输送速度的情况，第一控制部6在推压构件3a的位置为上升极限时也不会进行推压构件3a的上升，而是会例如输出表示异常的信号，并且停止卷料处理装置。另外，即使为在卷料送出装置1的输送速度不满在切断装置5的输送速度的情况，第一控制部6在推压构件3a的位置为下降极限时也不会进行推压构件3a的下降，而是会例如输出表示异常的信号，并且停止卷料处理装置。另外，第一控制部6会根据从旋转检测器3e输入的旋转检测信号判断推压构件3a的位置。

依照如此的本实施方式，则张力控制装置具备：空气转向杆3，配置在送出带状的卷料的卷料送出装置1与接受卷料的切断装置5之间，并且朝与输送方向正交的方向推压卷料W；以及第一控制部6，控制从空气转向杆3对卷料W的推压力，其中，第一控制部6根据关于卷料送出装置1与切断装置5的卷料W的输送速度的至少任一者的时程，以使对卷料W的推压力成为一定的方式，前馈控制推压构件3a的位置。因此，依照本实施方式，可以比现有技术更为改善张力控制的回应的延迟。

另外，依照本实施方式，时程中包含：卷料的目标速度；以及往该目标速度的移行开始时机。借此，在本实施方式中，由于以移行开始时机作为卷料送出装置1或切断装置5的输送速度的变化的起点而可以掌握输送速度产生何种程度的变化，所以可以实现更正确的前馈控制。

另外，依照本实施方式，时程中包含：到达卷料W的目标速度为止的加速度。借此，在本实施方式中，由于在卷料送出装置1或切断装置5的输送速度达到目标速度之前，可以更正确掌握从移行开始时机起至任意时刻的卷料送出装置1或切断装置5的输送速度，所以可以实现更正确的前馈控制。

另外，依照本实施方式，第一控制部6会算出卷料送出装置1中的卷料W的输送速度与切断装置5中的卷料W的输送速度的差分，并根据该差分来前馈控制推压构件3a的位置。因此，依照本实施方式，由于考量了卷料送出装置1中的输送速度与切断装置5中的输送速度两者，所以可以实现更正确的前馈控制。

其次，说明卷料处理装置的动作的变化例。在所述的动作说明中，第一控制部6以与卷料送出装置1的输送速度及切断装置5的输送速度的变化一致的方式，控制推压构件3a的位置。例如，如图5所示，以与在卷料送出装置1的输送速度及在切断装置5的输送速度变化的期间一致的方式，变化推压构件3a的高度(参照图5所示的图形A)。

另一方面，在本变化例中，为使推压构件3a的高度相对于卷料送出装置1的输送速度及切断装置5的输送速度的变化依时间产生位移来进行控制(参照图5所示的图形B)。此处，在进行卷料送出装置1的输送速度的加速的情况及在进行切断装置5的输送速度的减速的情况，第一控制部6会使推压构件3a的变化相对于卷料W的输送速度的变化延迟。具体而言，第一控制部6会相对于本身所存储或从外部输入的关于卷料送出装置1及切断装置5中的卷料W的输送速度的时程所示的时刻，使执行推压力的控制的时机稍微延迟。其结果，由于推压构件3a会在卷料W成为稍微挠曲的状态后上升，所以可以避免过度的张力作用于卷料W。

另外，在进行卷料送出装置1的输送速度的减速的情况及在进行切断装置5的输送速度的加速的情况，第一控制部6会使推压构件3a的变化相对于卷料W的输送速度的变化提早。具体而言，第一控制部6会相对于本身所存储或从外部输入的关于卷料送出装置1及切断装置5中的卷料W的输送速度的时程所示的时刻，使执行推压力的控制的时机稍微提早。其结果，由于推压构件3a会在作用于卷料W的张力增大之前下降，所以可以避免过度的张力作用于卷料W。

以上已说明本揭示的实施方式，但是本揭示并不限于所述的实施方式，例如也可以考虑以下所示的变化。

(1)在所述实施方式中，在卷料处理装置中，虽然设置卷料送出装置1作为上游装置，并设置切断装置5作为下游装置，但是本揭示并不限于此。例如，上游装置也可为切断装置5等的加工卷料W的加工装置。另外，下游装置也可为切断装置5以外的涂覆(coating)装置等的加工装置、输送卷料W的输送装置等。

(2)在所述实施方式中，空气转向杆3的推压构件3a是朝上下方向移动，但是，例如在将卷料W朝上下方向输送而不是朝水平方向输送时，也可为使推压构件3a朝水平方向移动而不是朝上下方向移动，并利用推压构件3a朝与输送方向正交的方向推压卷料W。

(3)在所述实施方式中，虽然为由第一控制部6控制卷料送出装置1及空气转向杆3两者，但是也可为例如由不同的控制装置各别地控制卷料送出装置1及空气转向杆3。

(产业上的可利用性)

依照本发明，可以比现有技术更为改善张力控制的回应的延迟。