输送控制装置、输送控制方法及存储介质与流程

输送控制装置、输送控制方法及存储介质
1.本技术主张基于2021年6月3日申请的日本专利申请第2021-093461号的优先权。该日本技术的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
2.本发明涉及一种输送技术。


背景技术：

3.作为输送绳子或钢丝绳等线状的被输送物、或者纸或布等面状的被输送物的输送装置，已知有检测被输送物的张力的输送装置。例如，专利文献1公开了一种根据钢丝绳的张力的检测值与基准值之差来生成对马达的操作量，从而将钢丝绳的张力维持在基准值的技术。
4.专利文献1：日本特开2003-176080号公报
5.在专利文献1中，将钢丝绳的张力保持在基准值的附近，而对马达的操作量根据钢丝绳的张力的细微变动而始终变动，因此，存在输送动作不稳定的问题。根据输送条件，对马达的操作量的细微变动会引起被输送物的变形，有可能会导致输送装置的成品率下降。


技术实现要素：

6.本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够使输送动作稳定化的输送控制装置。
7.为了解决上述问题，本发明的一种实施方式为输送控制装置，其具备：张力检测部，检测被输送物的张力；校正量生成部，根据检测到的张力与张力指令之间的差分来生成对被输送物的输送速度的校正量；校正量存储部，存储差分小于规定值时校正量生成部所生成的校正量；校正量切换部，能够切换输出校正量生成部所生成的校正量和校正量存储部所存储的校正量；及速度校正部，根据校正量切换部所输出的校正量来校正被输送物的输送速度。
8.根据该实施方式，在检测到的张力与张力指令之间的差分小于规定值时，校正量存储部存储校正量生成部所生成的校正量，速度校正部将其用于被输送物的输送速度的校正，由此，即使在张力细微变动的情况下，也能够通过恒定的校正量使被输送物的输送速度稳定化。
9.本发明的的另一种实施方式为输送控制方法。该方法包括如下步骤：张力检测步骤，检测被输送物的张力；校正量生成步骤，根据检测到的张力与张力指令之间的差分来生成对被输送物的输送速度的校正量；校正量存储步骤，存储差分小于规定值时在校正量生成步骤中生成的校正量；校正量切换步骤，切换输出在校正量生成步骤中生成的校正量和在校正量存储步骤中存储的校正量；及速度校正步骤，根据在校正量切换步骤中输出的校正量来校正被输送物的输送速度。
10.另外，上述构成要件的任意组合或将本发明的表达方式在方法、装置、系统、记录
介质、计算机程序等之间转换而得的实施方式也作为本发明的实施方式而有效。
11.根据本发明，提供一种能够使输送动作稳定化的输送控制装置。
附图说明
12.图1是输送控制装置的第1结构例。
13.图2是表示输送控制装置的处理例的流程图。
14.图3是输送控制装置的第2结构例。
15.图中：1-输送控制装置，2-输送装置，3-被输送物，12-差分比较部，13-主校正量生成部，14-校正量存储部，15-校正量切换部，16-速度校正量运算部，17-副校正量生成部，21-张力检测器，22-第1辊部，23-第2辊部，24-张力调整器，111-张力指令生成部，112-差分运算部，113-位置指令生成部，131-比例运算部，132-积分运算部，141-比例校正量存储部，142-积分校正量存储部，151-比例校正量切换部，152-积分校正量切换部，171-比例运算部，181-速度指令生成部，182-速度校正部，243-张力调整辊。
具体实施方式
16.以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。在以下说明及附图中，对相同或等同的构成要件、部件及处理标注相同的符号，并适当省略重复说明。在各附图中，为了便于说明，适当设定各部的缩尺或形状，只要没有特别说明，其并不作限定性解释。实施方式为示例，其并不用于对本发明的范围作任何限定。在实施方式中记载的所有特征或其组合并不一定是发明的本质。
17.图1是本发明的实施方式所涉及的输送控制装置1的第1结构例。输送控制装置1为控制输送被输送物3的输送装置2的输送动作的装置。如后述，输送控制装置1通过控制被输送物3的不同部分的相对输送速度来将被输送物3的张力维持在所期望的范围内。关于被输送物3，只要能够在输送期间产生沿着输送方向的张力，则可以是任意被输送物，但是，作为典型，可例示绳子或钢丝绳等线状的被输送物、或者纸、布、薄膜、箔、橡胶等面状的被输送物。将纸作为被输送物3的输送装置2例如设置于轮转机等印刷机，并担负作为被印刷物及被输送物的卷筒纸(web)在各印刷单元中的供纸或排纸。根据本实施方式，能够将卷筒纸的各部的张力维持在所期望的范围内，因此能够提高输送装置2甚至印刷机的成品率。
18.输送装置2具备：作为张力检测部的张力检测器21，检测被输送物3的张力；作为第1输送部的第1辊部22，设置于张力检测器21的前级；及作为第2输送部的第2辊部23，设置于张力检测器21的后级。在此，“前级”及“后级”这一术语是相对于输送装置2中的被输送物3的输送方向进行定义的。在图示的例子中，被输送物3的输送方向为从左向右的方向，“前级”是指与输送方向相反的左侧，“后级”是指与输送方向相同的右侧。因此，第1辊部22设置于张力检测器21的左侧(前级)，第2辊部23设置于张力检测器21的右侧(后级)。
19.关于张力检测器21，已知有各种方式及结构，但是只要适合于输送装置2的输送方式则可以使用任意张力检测器。在图示的张力检测器21中，在沿着被输送物3的输送路径(从左向右的水平线)设置的一对辊211、212之间设置有偏离被输送物3的输送路径的导向辊213。关于施加到与张力检测器21组合的(设置于张力检测器21的)导向辊213的张力，通过由与导向辊213接触的压电元件等构成的检测部214检测为电信号。
20.第1辊部22具备：第1驱动辊221，通过未图示的马达的驱动而朝向输送方向(图1的顺时针方向)旋转；及第1从动辊222，在与第1驱动辊221之间夹入被输送物3并与第1驱动辊221联动而朝向输送方向(图1的逆时针方向)旋转。如后述，第1驱动辊221及第1从动辊222以基于速度指令生成部181所生成的速度指令的第1输送速度进行旋转从而输送被输送物3。因此，第1辊部22处的被输送物3的输送速度为第1输送速度v1。
21.第2辊部23具备：第2驱动辊231，通过未图示的马达的驱动朝向输送方向(图1的顺时针方向)旋转；及第2从动辊232，在与第2驱动辊231之间夹入被输送物3并与第2驱动辊231联动而朝向输送方向(图1的逆时针方向)旋转。如后述，第2驱动辊231及第2从动辊232以速度指令生成部181所生成的速度指令中加入了校正量的第2输送速度进行旋转从而输送被输送物3。因此，第2辊部23处的被输送物3的输送速度为第2输送速度v2。
22.在校正量为零的情况下，第2输送速度v2与第1输送速度v1相等。此时，被输送物3的输送速度从第1辊部22到第2辊部23是恒定的，在输送装置2中，被输送物3的张力不发生变化。在校正量为正的情况下，第2输送速度v2大于第1输送速度v1。此时，基于相对速度v2-v1，被输送物3被拉拽，因此在输送装置2中，被输送物3的张力增加。在校正量为负的情况下，第2输送速度v2小于第1输送速度v1。此时，基于相对速度v1-v2，被输送物3会松弛，因此在输送装置2中，被输送物3的张力减小。如此，输送控制装置1能够通过校正量的值来控制被输送物3的张力。
23.输送控制装置1具备张力指令生成部111、差分运算部112、差分比较部12、主校正量生成部13、校正量存储部14、校正量切换部15、速度校正量运算部16、副校正量生成部17、速度指令生成部181及速度校正部182。这些功能部通过计算机的中央处理单元、存储器、输入装置、输出装置及与计算机连接的配套设备等硬件资源和使用这些硬件资源而执行的软件的协同来实现。无论计算机的种类或设置部位如何，上述各功能部可以由单个计算机的硬件资源来实现，也可以组合分散在多个计算机的硬件资源来实现。
24.张力指令生成部111生成输送装置2所输送的被输送物3的张力指令。输送控制装置1通过相对于第1输送速度v1改变第2输送速度v2而将被输送物3的张力维持在张力指令附近的所期望的范围内。差分运算部112为运算出由张力检测器21检测出的被输送物3的张力与由张力指令生成部111生成的张力指令之间的差分e的减法器。差分比较部12对由差分运算部112运算出的差分e的绝对值(以下，也简称为差分e)与规定的阈值e0进行比较。如后述，在差分e的绝对值为阈值e0以上时和差分e的绝对值小于阈值e0时，切换输送控制装置1的各部的处理。
25.主校正量生成部13根据由差分运算部112运算出的差分e来生成对被输送物3的输送速度的校正量。具体而言，在主校正量生成部13设置有比例运算部131和积分运算部132，该比例运算部131通过对差分e乘以规定的比例增益的比例运算来计算出比例校正量，该积分运算部132通过对差分e乘以规定的积分增益以进行积分的积分运算来计算出积分校正量。即，主校正量生成部13为包括作为p控制(比例控制)元件的比例运算部131和作为i控制(积分控制)元件的积分运算部132的pi控制部。也可以对其追加作为d控制(微分控制)元件的微分运算部来将主校正量生成部13构成为pid控制部，但是d控制元件有时还会过度放大被输送物3的张力的细微变动，因此在本实施方式中并不设置d控制元件。另外，比例运算部131的比例增益与积分运算部132的积分增益可以是相同的值，也可以是不同的值。
26.校正量存储部14存储如下校正量，即，在由差分运算部112运算出的差分e小于阈值e0时，指示主校正量生成部13根据来自差分比较部12的指示所生成的校正量。具体而言，校正量存储部14设置有比例校正量存储部141和积分校正量存储部142，该比例校正量存储部141存储由比例运算部131计算出的比例校正量，该积分校正量存储部142存储由积分运算部132计算出的积分校正量。另外，比例校正量存储部141存储比例校正量的时刻与积分校正量存储部142存储积分校正量的时刻可以相同，也可以不同。例如，比例校正量存储部141可以在由差分运算部112运算出的差分e变得低于阈值e0以下的第1值e1的时刻存储比例校正量，积分校正量存储部142可以在由差分运算部112运算出的差分e变得低于阈值e0以下的第2值e2的时刻存储积分校正量。
27.校正量切换部15能够切换输出主校正量生成部13所生成的校正量和校正量存储部14所存储的校正量。具体而言，校正量切换部15设置有比例校正量切换部151和积分校正量切换部152，该比例校正量切换部151能够切换输出比例运算部131所生成的比例校正量和比例校正量存储部141所存储的比例校正量，该积分校正量切换部152能够切换输出积分运算部132所生成的积分校正量和积分校正量存储部142所存储的积分校正量。各校正量切换部151、152在由差分运算部112运算出的差分e为阈值e0以上时输出各运算部131、132根据来自差分比较部12的指示所生成的各校正量，而在由差分运算部112运算出的差分e小于阈值e0时输出各校正量存储部141、142根据来自差分比较部12的指示所存储的各校正量。
28.另外，比例校正量切换部151将比例运算部131的输出切换为比例校正量存储部141的输出的时刻与积分校正量切换部152将积分运算部132的输出切换为积分校正量存储部142的输出的时刻可以相同，也可以不同。例如，如上述校正量存储部14的说明，可以在差分e变得低于阈值e0以下的第1值e1从而比例校正量存储部141存储了比例校正量之后，比例校正量切换部151将比例运算部131的输出切换为比例校正量存储部141的输出，可以在差分e变得低于阈值e0以下的第2值e2从而积分校正量存储部142存储了积分校正量之后，积分校正量切换部152将积分运算部132的输出切换为积分校正量存储部142的输出。
29.在比例校正量切换部151将比例运算部131的输出切换为比例校正量存储部141的输出之后，在差分e小于阈值e0或第1值e1的期间，比例运算部131的输出并不用于被输送物3的输送速度的控制，因此可以根据来自差分比较部12的指示来停止基于比例运算部131的比例校正量的生成从而减小消耗电力，并且能够从比例运算部131释放出输送控制装置1的cpu(中央处理单元)的运算资源并将其分配到其他功能部。同样地，在积分校正量切换部152将积分运算部132的输出切换为积分校正量存储部142的输出之后，在差分e小于阈值e0或第2值e2的期间，积分运算部132的输出并不用于被输送物3的输送速度的控制，因此可以根据来自差分比较部12的指示来停止基于积分运算部132的积分校正量的生成从而减小消耗电力，并且能够从积分运算部132释放出输送控制装置1的cpu的运算资源并将其分配到其他功能部。
30.速度校正量运算部16为将比例校正量切换部151所输出的比例校正量与积分校正量切换部152所输出的积分校正量相加的加法运算器，其计算出对被输送物3的输送速度的速度校正量α。副校正量生成部17所生成的副校正量也输入于速度校正量运算部16中。作为第2校正量生成部的副校正量生成部17在由差分运算部112运算出的差分e小于阈值e0时根据来自差分比较部12的指示并基于差分e而生成对被输送物3的输送速度的第2校正量作为
副校正量。副校正量生成部17设置有通过对差分e乘以规定的比例增益的比例运算来计算出副校正量的比例运算部171，但是与主校正量生成部13不同，并未设置有对差分e进行积分运算的积分运算部。
31.副校正量生成部17的主要作用在于，在各校正量切换部151、152中的至少一个切换各校正量存储部141、142的恒定值的校正量之后，抑制在被输送物3的张力中可能会发生的低频率的变动。若在副校正量生成部17设置积分运算部，则由于张力的变动通过积分运算而被累计导致副校正量大幅变动，使得输送装置2的输送动作可能会变得不稳定，因此在副校正量生成部17仅设置有比例运算部171。
32.如上所述，来自比例校正量切换部151的比例校正量、来自积分校正量切换部152的积分校正量及来自副校正量生成部17的副校正量(比例校正量)这三个数据输入到加法运算器(即，速度校正量运算部16)。具体而言，根据差分比较部12中的差分比较结果，在速度校正量运算部16相加的数据如下变化。在由差分运算部112运算出的差分e为阈值e0以上的情况下，比例校正量切换部151所输出的来自比例运算部131的比例校正量和积分校正量切换部152所输出的来自积分运算部132的积分校正量这两个数据在速度校正量运算部16相加。此时，副校正量生成部17并未进行动作，因此在速度校正量运算部16，副校正量不会相加。在由差分运算部112运算出的差分e小于阈值e0的情况下，比例校正量切换部151所输出的来自比例校正量存储部141的比例校正量、积分校正量切换部152所输出的来自积分校正量存储部142的积分校正量及来自副校正量生成部17的副校正量这三个数据在速度校正量运算部16相加。
33.速度指令生成部181生成输送装置2所输送的被输送物3的输送速度的指令。如上所述，速度指令生成部181所生成的速度指令对应于前级的第1辊部22处的被输送物3的第1输送速度v1。速度校正部182为将速度校正量运算部16所计算出的速度校正量α与速度指令生成部181所生成的速度指令相加的加法运算器，其计算出后级的第2辊部23处的被输送物3的第2输送速度v2。如此，速度校正量运算部16所计算出的速度校正量α指定第2输送速度v2与第1输送速度v1之差或相对速度v2-v1(＝α)。换句话说，速度校正部182根据速度校正量运算部16所计算出的速度校正量α来校正被输送物3的第2输送速度v2。
34.如上述的速度校正量运算部16的说明，在由差分运算部112运算出的差分e为阈值e0以上的情况下，速度校正量α为来自比例运算部131的比例校正量和来自积分运算部132的积分校正量这两个数据之和。并且，在由差分运算部112运算出的差分e小于阈值e0的情况下，速度校正量α为比例校正量存储部141所存储的比例校正量、积分校正量存储部142所存储的积分校正量及副校正量生成部17所生成的副校正量这三个数据之和。根据本实施方式，在被输送物3的张力的差分e小于阈值e0的情况下，根据校正量存储部14所存储的恒定值的校正量来校正被输送物3的第2输送速度v2，因此能够防止被输送物3的张力的细微变动引起被输送物3的输送速度的细微变动。若将本实施方式应用于轮转机等印刷机中，则能够将作为被印刷物及被输送物3的卷筒纸的张力与张力指令之间的差分e维持在所期望的范围内(即，小于阈值e0)的同时能够使输送装置2的输送动作稳定化，因此能够提高输送装置2甚至印刷机的成品率。
35.图2是表示输送控制装置1的处理例的流程图。在流程图的说明中，“s”表示步骤。在s1中，主校正量生成部13工作，比例运算部131及积分运算部132根据由差分运算部112运
算出的被输送物3的张力的差分e来开始校正量的生成。在s2中，差分比较部12对张力差分e的绝对值与阈值e0进行比较。若在s2中张力差分e为阈值e0以上，则进入到s3，校正量切换部15中的比例校正量切换部151及积分校正量切换部152分别输出比例运算部131及积分运算部132所生成的比例校正量及积分校正量。在s4中，速度校正量运算部16将在s3中切换的比例校正量及积分校正量相加来计算出速度校正量α，速度校正部182根据速度校正量α来校正被输送物3的第2输送速度v2。在s4之后，返回到s2。
36.若在s2中张力差分e小于阈值e0，则进入到s5，校正量存储部14中的比例校正量存储部141及积分校正量存储部142分别存储比例运算部131及积分运算部132所生成的比例校正量及积分校正量。在s6中，校正量切换部15中的比例校正量切换部151及积分校正量切换部152分别输出在s5中由比例校正量存储部141及积分校正量存储部142存储的比例校正量及积分校正量。在s7中，主校正量生成部13中的比例运算部131及积分运算部132停止校正量的生成。在s8中，副校正量生成部17工作，比例运算部171根据由差分运算部112运算出的被输送物3的张力的差分e来开始副校正量的生成。在s9中，速度校正量运算部16将在s6中切换的比例校正量及积分校正量和在s8中开始生成的副校正量相加来计算出速度校正量α，速度校正部182根据速度校正量α来校正被输送物3的第2输送速度v2。
37.在s10中，差分比较部12对张力差分e的绝对值与阈值e0进行比较。若在s10中张力差分e小于阈值e0，则返回到s9，从而在校正量切换部15输出由校正量存储部14存储的(s5)校正量(s6)、主校正量生成部13停止工作(s7)而副校正量生成部17进行工作的(s8)状态下继续校正被输送物3的输送速度。在此期间，不仅能够维持差分e小于阈值e0的所期望的张力状态，而且通过利用校正量存储部14所存储的恒定值的校正量，能够防止被输送物3的张力的细微变动引起校正量甚至输送速度的细微变动。
38.若在s10中张力差分e为阈值e0以上，则进入到s11，主校正量生成部13工作从而重新开始校正量的生成。在s12中，副校正量生成部17中的比例运算部171停止校正量的生成，接着返回到s3。
39.图3是本发明的实施方式所涉及的输送控制装置1的第2结构例。对与图1的第1结构例等同的构成要件标注相同的符号并省略说明。输送装置2具备张力调整器24作为检测被输送物3的张力的张力检测部。张力调整器24构成为，在沿着被输送物3的输送路径(从左向右的水平线)设置的一对辊241、242之间设置有偏离被输送物3的输送路径的张力调整辊243。
40.张力调整辊243设置成，能够在与被输送物3的输送路径垂直的方向(图3的上下方向)上的上端243a与下端243b之间移动，作为施力部或加压部的气缸244使张力调整辊243朝向远离被输送物3的输送路径的方向(图3的下方)施力或加压。被施力或加压的张力调整辊243朝向远离输送路径的方向拉拽被输送物3，从而对被输送物3施加张力。换句话说，张力调整辊243在从气缸244接受到的向下的力与从被输送物3接受到的向上的张力彼此平衡的位置上静止。由于张力调整辊243从气缸244接受的力大致恒定，因此张力调整辊243的位置表示被输送物3的张力。
41.张力调整辊243的位置通过位置传感器245检测为电信号并供给至差分运算部112。除此之外，由位置指令生成部113生成的张力调整辊243的位置指令也输入于差分运算部112中。如上所述，由于张力调整辊243的位置相当于被输送物3的张力，因此位置指令生
成部113所生成的张力调整辊243的位置指令相当于被输送物3的张力指令。因此，差分运算部112与图1的第1结构例同样地运算出被输送物3的检测出的张力与张力指令之间的差分e。图3的其他构成要件则与图1相同，因此省略说明。
42.以上，根据实施方式对本发明进行了说明。实施方式为示例，本领域技术人员应该可以理解：这些各构成要件或各处理步骤的组合可以存在各种变形，并且这种变形例也在本发明的范围内。
43.在实施方式中，在校正量存储部14设置了存储比例校正量的比例校正量存储部141及存储积分校正量的积分校正量存储部142，但是也可以仅设置存储任一校正量的存储部。在仅设置有积分校正量存储部142的情况下，通过积分校正量切换部152切换为所存储的积分校正量，能够避免张力差分e小于阈值e0时的张力的细微变动累计，因此能够使输送装置2的输送动作稳定化。在未设置有比例校正量存储部141的情况下，比例校正量始终使用由比例运算部131生成的校正量，因此无需设置为了在张力差分e小于阈值e0时生成副比例校正量而设置的比例运算部171或副校正量生成部17。此时，可以在张力差分e为阈值e0以上时和张力差分e小于阈值e0时改变比例运算部131的比例增益。
44.另外，在实施方式中说明的各装置的功能结构可以通过硬件资源或软件资源、或者硬件资源和软件资源的协同来实现。作为硬件资源，可以利用处理器、rom、ram、其他lsi。作为软件资源，可以利用操作系统、应用等程序。