旋转模式生成装置及旋转模式生成方法
【专利摘要】旋转模式生成装置(20)所具有的生成处理部(33)，通过经由进给轴位置控制部(31)而控制进给轴(13)的位置x，从而从进给轴(13)送出材料(11)，通过经由卷绕轴位置控制部(32)而控制卷绕轴(14)的位置y，从而利用卷绕轴(14)卷绕所送出的材料(11)。生成处理部(33)使用在卷绕处理时取得的位置x、位置y以及张力T的信息而求出为了使张力T的变化处于目标的范围内所需的位置x与位置y的关系，作为进给轴(13)及卷绕轴(14)旋转时的旋转模式。
【专利说明】
旋转模式生成装置及旋转模式生成方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种针对将材料从进给轴送出而利用卷绕轴进行卷绕的装置，生成进给轴及卷绕轴的旋转模式的旋转模式生成装置及旋转模式生成方法。
【背景技术】
[0002]作为控制张力的装置，在所卷绕的材料从进给轴送出起至被卷绕轴卷绕为止的期间，一边将作用于材料的张力保持固定，一边输送材料。在为了适于材料或者工序，进给轴或卷绕轴的形状偏离正圆、或者进给轴或卷绕轴偏心的情况下，如果将进给轴及卷绕轴的旋转速度保持固定，则张力会发生变动。在该情况下，为了抑制张力的变动，需要使进给轴或卷绕轴的旋转速度进行变动，因此难以与进给轴的旋转速度相对应地决定卷绕轴的旋转速度。在专利文献I中记载有下述情况，即，使用PID(Proport1nal Integral Derivative)控制，推定为了抑制张力的变动而对卷绕轴的旋转速度进行校正的校正系数，基于校正系数而对卷绕轴的旋转速度进行校正。
[0003]专利文献I:日本特开平08-188309号公报
【发明内容】
[0004]在专利文献I中未明确示出推定校正系数的具体的方法，根据推定的方法，校正系数可能发生变动。另外，根据推定的方法，可能无法求出校正系数。并且，根据推定方法，也可能为了追随张力的变动而不得不将校正系数设定得过大，基于校正系数进行的卷绕轴的旋转速度的校正不能充分地追随张力的变动。这样，对于抑制作用于材料的张力的变动，专利文献I的技术存在改善的余地。
[0005]本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种旋转模式生成装置，该旋转模式生成装置在将材料从进给轴送出而利用卷绕轴进行卷绕的装置中，生成能够对作用于材料的张力的变动进行抑制的、进给轴及卷绕轴的旋转模式。
[0006]为了解决上述的课题、实现目的，本发明的特征在于，具有:进给轴位置检测传感器，其对将所卷绕的材料送出的进给轴旋转时的位置进行检测;卷绕轴位置检测传感器，其对将从所述进给轴送出的所述材料卷绕的卷绕轴旋转时的位置进行检测;张力检测器，其对在所述进给轴与所述卷绕轴之间作用于正在输送的所述材料的张力进行检测；以及处理装置，其使用从所述进给轴送出所述材料而由所述卷绕轴将所送出的所述材料进行卷绕时所得到的、由所述进给轴位置检测传感器检测出的所述进给轴的位置、由所述卷绕轴位置检测传感器检测出的所述卷绕轴的位置、以及由所述张力检测器检测出的所述材料的张力，求出为了使所述材料的张力的变动处于目标的范围内所需的所述进给轴的位置与所述卷绕轴的位置的关系，作为所述进给轴及所述卷绕轴旋转时的旋转模式。
[0007]发明的效果
[0008]根据本发明会取得下述效果，S卩，得到一种旋转模式生成装置，该旋转模式生成装置在将材料从进给轴送出而利用卷绕轴进行卷绕的装置中，生成能够对作用于材料的张力的变动进行抑制的、进给轴及卷绕轴的旋转模式。
【附图说明】
[0009]图1是表示卷绕装置及旋转模式生成装置的概要的图。
[0010]图2是表示旋转模式生成装置的结构的框图。
[0011 ]图3是表示实施方式I涉及的旋转模式生成装置生成旋转模式时的处理的流程图。
[0012]图4是表示在按照通过实施方式I涉及的旋转模式生成方法得到的旋转模式而使进给轴及卷绕轴进行旋转时的、进给轴的位置、卷绕轴的位置以及作用于材料的张力的图。
[0013]图5是表示在实施方式2中旋转模式生成装置生成旋转模式时的处理的流程图。
[0014]图6是表示进给轴的位置、卷绕轴的位置以及作用于材料的张力的图。
【具体实施方式】
[0015]下面，基于附图，详细地说明本发明的实施方式涉及的旋转模式生成装置及旋转模式生成方法。此外，本发明不限定于下面的实施方式的说明。
[0016]实施方式1.
[0017]图1是表示卷绕装置10及旋转模式生成装置20的概要的图。卷绕装置10具有:进给轴13，其通过旋转而将卷绕的材料11送出；以及卷绕轴14，其通过旋转而卷绕从进给轴13送出的材料U。通过进给轴13及卷绕轴14进行旋转，卷绕装置10将材料11从进给轴13向卷绕轴14进行输送。
[0018]卷绕装置10具有2个支撑辊15，该支撑辊15对从进给轴13向卷绕轴14进行输送的材料11进行支撑。此外，卷绕装置10也可以不具有支撑辊15，也可以具有I个支撑辊15，也可以具有大于或等于3个支撑辊15。
[0019]材料11为诸如线、电线以及纤维等沿I个轴向延伸的线状材料、或者诸如纸、各种片材、带状物以及金属箔等长条片材。长条片材是指沿第I轴向和与第I轴向正交的第2轴向两个方向延伸、且第I轴向的尺寸比第2轴向的尺寸大的片材。材料11通过卷绕装置10而沿材料11的延伸的方向进行送出、输送、卷绕。
[0020]在进给轴13上连结使进给轴13进行旋转的驱动装置即电动机13a的驱动轴。在卷绕轴14上连结使卷绕轴14进行旋转的电动机14a的驱动轴。在实施方式I中，进给轴13的最小旋转量与卷绕轴14的最小旋转量相同，但两者也可以不同。进给轴13及卷绕轴14的最小旋转量由它们的旋转角度或周向上的旋转量所规定。下面的实施方式也是同样的。
[0021]在实施方式I中，进给轴13是圆柱形状。即，进给轴13的沿与旋转中心轴正交的平面切割时的剖面形状为圆形。卷绕轴14的沿与旋转中心轴正交的平面切割时的剖面形状为非圆形。非圆形为诸如三角形、四边形的多边形、椭圆形或者由多条曲线形成的形状这样的、圆形以外的形状即可，不限定于实施方式I的形状。
[0022]在实施方式I中也可以为，进给轴13为非圆形状，卷绕轴14为圆形状。另外，进给轴13及卷绕轴14也可以同为非圆形状。并且，进给轴13及卷绕轴14也可以至少有一方偏心。
[0023]旋转模式生成装置20与卷绕装置10电连接。旋转模式生成装置20具有:进给轴位置检测传感器21，其对进给轴13旋转时的位置X进行检测;卷绕轴位置检测传感器22，其对卷绕轴14旋转时的位置y进行检测;张力检测器23，其对在进给轴13与卷绕轴14之间作用于正在输送的材料11的张力T进行检测；以及处理装置30。处理装置30使用从进给轴13送出材料11而由卷绕轴14将所送出的材料11进行卷绕时所得到的、由进给轴位置检测传感器21检测出的进给轴13的位置X、由卷绕轴位置检测传感器22检测出的卷绕轴14的位置y、以及由张力检测器23检测出的材料11的张力T，求出为了使材料11的张力T的变动处于目标的范围内所需的进给轴13的位置X与卷绕轴14的位置y的关系，作为进给轴13及卷绕轴14旋转时的旋转模式。材料11的张力T的变动是指在卷绕装置10中的材料11的输送过程中的张力T的变化。在实施方式I中，处理装置30具有处理器25和存储器26。
[0024]旋转模式是在由卷绕装置10进行的实际的作业时用于指定进给轴13及卷绕轴14的旋转位置的模式。旋转模式为假想的传递模块，将犹如在进给轴13与卷绕轴14之间存在凸轮一样的指令发送至卷绕轴14。在实施方式I中，旋转模式为具有进给轴13的旋转位置X和卷绕轴14的旋转位置y的多种组合的数据。
[0025]进给轴位置检测传感器21检测出的位置X是相对于进给轴13的基准位置的旋转角度。卷绕轴位置检测传感器22检测出的位置y是相对于卷绕轴14的基准位置的旋转角度。进给轴位置检测传感器21的分辨率与卷绕轴位置检测传感器22的分辨率相同，但两者也可以不同。在实施方式I中，进给轴位置检测传感器21及卷绕轴位置检测传感器22采用了使用旋转编码器或者霍尔元件的旋转检测传感器，但不限定于这些。张力检测器23对作用于材料11的张力T进行检测。在实施方式I中，作为张力检测器23，使用将材料11的张力T暂时转换为载荷、并将该载荷作为电信号而取出的设备。将载荷转换为电信号的方式可以为差动传动方式、应变规方式或者磁致伸缩方式中的任意者。张力检测器23不限定于前述的设备。
[0026]在实施方式I中，位置X及位置y不限定于旋转角度，也可以为沿进给轴13及卷绕轴14的周向的位置。在位置X及位置y为沿进给轴13及卷绕轴14的周向的位置的情况下，既可以为进给轴13及卷绕轴14的外周面处的沿周向的位置，也可以为进给轴13及卷绕轴14的侧面的某半径上的沿周向的位置。
[0027]图2是表示旋转模式生成装置20的结构的框图。处理装置30具有:进给轴位置控制部31，其控制进给轴13的位置X;卷绕轴位置控制部32，其控制卷绕轴14的位置y;生成处理部33，其生成进给轴13及卷绕轴14的旋转模式;存储部34;以及输入输出部40。进给轴位置控制部31、卷绕轴位置控制部32以及生成处理部33相当于图1所示的处理器。存储部34相当于图1所示的存储器26。存储部34对用于实现进给轴位置控制部31、卷绕轴位置控制部32以及生成处理部33的计算机程序及数据进行存储，或者对由生成处理部33生成的旋转模式进行存储。输入输出部40是进给轴位置控制部31、卷绕轴位置控制部32以及生成处理部33与进给轴位置检测传感器21、卷绕轴位置检测传感器22、张力检测器23、进给轴用控制装置13c以及卷绕轴用控制装置14c之间的输入输出接口。
[0028]在实施方式I中，进给轴位置控制部31、卷绕轴位置控制部32以及生成处理部33是通过由图1所示的处理器25执行在存储部34存储的计算机程序而实现的。另外，既可以为多个处理器及多个存储器协作而实现进给轴位置控制部31、卷绕轴位置控制部32以及生成处理部33的功能，也可以为系统LSI(Large Scale Integrat1n)或者多个处理电路实现进给轴位置控制部31、卷绕轴位置控制部32以及生成处理部33的功能。
[0029]进给轴位置控制部31经由输入输出部40而取得进给轴位置检测传感器21检测出的进给轴13的位置X的信息。进给轴位置控制部31通过对控制电动机13a的进给轴用控制装置13c发出控制信号，从而驱动电动机13a而使进给轴13进行旋转。随着进给轴13进行旋转，位置X发生变化。
[0030]卷绕轴位置控制部32经由输入输出部40而取得卷绕轴位置检测传感器22检测出的卷绕轴14的位置y的信息。卷绕轴位置控制部32通过对控制电动机14a的卷绕轴用控制装置14c发出控制信号，从而驱动电动机14a而使卷绕轴14进行旋转。随着卷绕轴14进行旋转，位置y发生变化。
[0031]生成处理部33执行下述处理，S卩，通过经由进给轴位置控制部31而控制进给轴13的位置X，从而从进给轴13送出材料11，通过经由卷绕轴位置控制部32而控制卷绕轴14的位置y，从而利用卷绕轴14卷绕所送出的材料11。在以下，适当地将该处理称为卷绕处理。
[0032]生成处理部33在卷绕处理时经由进给轴位置控制部31而取得由进给轴位置检测传感器21检测出的进给轴13的位置X的信息。生成处理部33在材料11的卷绕处理时经由卷绕轴位置控制部32而取得由卷绕轴位置检测传感器22检测出的卷绕轴14的位置y的信息。生成处理部33在材料11的卷绕处理时从张力检测器23取得由张力检测器23检测出的材料11的张力T的信息。
[0033]生成处理部33使用在卷绕处理时取得的位置X、位置y以及张力T的信息而求出为了使张力T的变化处于目标的范围内所需的位置X与位置y的关系，作为进给轴13及卷绕轴14旋转时的旋转模式。张力T的目标的范围内能够设为，相对于张力T的目标值τ而浮动容许值帥勺范围内、即大于或等于τ一S而小于或等于τ+S的范围内。容许值S既可以为张力检测器23的检测误差，也可以为在实际的作业时作用于材料11的张力T的波动的容许值，也可以根据其他基准而决定。
[0034]生成处理部33执行卷绕处理，在使进给轴13旋转了少于旋转I周的旋转量即第I旋转量Λχ时，取得由进给轴位置检测传感器21检测出的进给轴13的位置即第I位置X。接下来，生成处理部33在使进给轴13旋转了第I旋转量Λχ之后使卷绕轴14进行旋转，在由张力检测器23检测出的材料11的张力T成为张力T的目标值τ时，取得由卷绕轴位置检测传感器22检测出的卷绕轴14的位置即第2位置y。并且，生成处理部33求出第I位置X和第2位置y的组合(x，y)。适当地将该组合称为位置信息(x，y)。生成处理部33求出进给轴13至少旋转I周所对应的位置信息(x，y)，将所得到的多个位置信息(x，y)设为旋转模式。在实施方式I中，求出进给轴13旋转I周所对应的位置信息(x，y)。
[0035]如上所述，第I旋转量Λχ是比进给轴13旋转I周小的量，但优选至少小于或等于进给轴13旋转半周。由于第I旋转量Λχ越小则进给轴13的最小旋转量越小，因此得到的位置信息(X，y)越多。即，第I旋转量Λχ越小，则旋转模式的信息量越多。因此，在卷绕装置10输送材料11的情况下，使用通过使第I旋转量Λχ变小而得到的旋转模式，容易使作用于材料11的张力T保持固定。
[0036]接下来，对旋转模式生成装置20生成旋转模式时的处理进行说明。该处理为旋转模式生成装置20执行实施方式I涉及的旋转模式的生成方法时的处理。
[0037]图3是表示实施方式I涉及的旋转模式生成装置生成旋转模式时的处理的流程图。当生成旋转模式时，在步骤Sll中，图2所示的旋转模式生成装置20的处理装置30的生成处理部33设为η = 1。!!为计数值，用于对求出位置信息(x，y)的次数进行计数。生成处理部33每求出I个位置信息(X，y)，使计数值η增加I。
[0038]在步骤S12中，生成处理部33由给轴位置控制部31而使进给轴13旋转第I旋转量ΛX ο使进给轴13旋转的方向为进给轴13将材料11送出的方向。接下来，在步骤S13中，生成处理部33求出在使进给轴13旋转了第I旋转量Λχ时的进给轴13的位置即第I位置X。具体地说，在进给轴13旋转了第I旋转量Λχ时由进给轴位置检测传感器21检测出的进给轴13的位置成为第I位置X。生成处理部33通过经由进给轴位置控制部31而取得进给轴位置检测传感器21的检测值、即进给轴13的位置，从而得到第I位置X。由于所得到的第I位置X是在第η次得到的，因此在下面适当地将第η次的第I位置标记为χη。生成处理部33将所得到的第I位置Xn存储至图2所示的存储部34。
[0039]在步骤S14中，生成处理部33由卷绕轴位置控制部32而使卷绕轴14进行旋转。即，生成处理部33在使进给轴13旋转了第I旋转量Λχ之后，使卷绕轴14进行旋转。使卷绕轴14旋转的方向为卷绕轴14卷绕材料11的方向。在步骤S14中使卷绕轴14进行旋转的情况下，生成处理部33取得由张力检测器23检测出的作用于材料11的张力Τ，与目标值τ进行对比。
[0040]在步骤S15中，生成处理部33求出在材料11的张力T成为目标值τ时的卷绕轴14的位置即第2位置y。具体地说，生成处理部33通过经由卷绕轴位置控制部32而取得卷绕轴位置检测传感器22的检测值、即卷绕轴14的位置，从而得到第2位置y。由于所得到的第2位置y是在第η次得到的，因此在下面适当地将第η次的第2位置标记为yn。生成处理部33将所得到的第2位置7?存储至图2所示的存储部34。
[0041 ]接下来，在步骤S16中，生成处理部33将计数值η与N进行对比。N为用于对生成旋转模式的处理的结束进行判定的数值，为大于或等于2的整数。N相当于生成处理部33求出位置信息(Xn，yn)的次数，并且相当于所得到的位置信息(Xn，yn)的数量。在实施方式I中，将第I旋转量Λχ设为旋转角度时，第I旋转量Λχ与N的关系如式(I)所示。第I旋转量Λχ不限定于旋转角度，也可以为沿进给轴13的周向的旋转量。
[0042]Δχ = 2Χπ/Ν..(I)
[0043]根据式(I)可知，如果使进给轴13以第I旋转量Λχ旋转N次，则进给轴13旋转I周。第I旋转量Λχ既可以作为进给轴13的最小旋转量，也可以作为进给轴位置检测传感器21的分辨率，但设为两者之中较大的一方。在进给轴13的最小旋转量比进给轴位置检测传感器21的分辨率大的情况下，由于进给轴13不能以比进给轴13的最小旋转量小的值而进行旋转，因此将第I旋转量Λχ设为进给轴13的最小旋转量。在进给轴位置检测传感器21的分辨率比进给轴13的最小旋转量大的情况下，由于不能检测出比进给轴位置检测传感器21的分辨率小的进给轴13的旋转量，因此将第I旋转量Λχ设为进给轴位置检测传感器21的分辨率。如上所述，具有下述优点，即，无需超出进给轴13的最小动作极限或者进给轴位置检测传感器21的最小检测极限地求出位置信息(Xn，yn)。在进给轴13的最小旋转量与进给轴位置检测传感器21的分辨率相等的情况下，可以将任一方设为第I旋转量Λχ。
[0044]在步骤S16中计数值η小于N的情况下，即在步骤S16中为No的情况下，在步骤S18中，生成处理部33在当前的计数值η上加I，执行步骤S12至步骤S16。在步骤S16中计数值η为N的情况下，即在步骤S16中为Yes的情况下，生成处理部33执行步骤S17的处理。
[0045]通过反复进行N次步骤S12至步骤S15，从而得到N个位置信息(Xn，yn)。即，在存储部34中，存储有N个位置信息(xn，yn)。在实施方式I中，N个位置信息(xn，yn)表示在进给轴13及卷绕轴14旋转了I周的情况下的、作用于材料11的张力T成为目标值τ的进给轴13的位置X及卷绕轴14的位置y。即，N个位置信息(Xn，yn)成为进给轴13及卷绕轴14的旋转模式。
[0046]在步骤S17中，生成处理部33通过将存储于存储部34的N个位置信息(Xn，yn)结合而设为一组数据，从而生成旋转模式。在进给轴13与卷绕轴14之间输送材料11时，通过按照N个位置信息(xn，yn)，从n=l至n=N依次定位进给轴13和卷绕轴14，从而将所输送的材料的张力T的变动控制在目标的范围内。
[0047]图4是表示在按照通过实施方式I涉及的旋转模式生成方法得到的旋转模式而使进给轴及卷绕轴进行旋转时的、进给轴的位置、卷绕轴的位置以及作用于材料的张力的图。如图4所示可知，如果按照N个位置信息(Xn，yn)，从η = I至η = N依次定位进给轴13和卷绕轴14而使进给轴13和卷绕轴14旋转I周，则作用于材料11的张力T成为目标值τ。如果将第I位置&设为横轴，将第2位置^设为纵轴，则N个位置信息(Xn，yn)、即旋转模式如图4的实线35所示。由实线35表示的旋转模式示出在进给轴13的位置以固定值、即第I旋转量Λχ逐次地进行变化时，卷绕轴14的位置的变化即第2旋转量Ay未必为固定值的情况。
[0048]旋转模式生成装置20及旋转模式生成方法为，实际地测定作用于材料11的张力T而生成进给轴13及卷绕轴14的旋转模式。因此，通过实施方式I得到的旋转模式考虑了诸如进给轴13及卷绕轴14的形状或者偏心之类的卷绕装置10的机械性原因以及材料11的伸展对材料11的张力T造成的影响。因此，通过实施方式I得到的旋转模式能够抑制由卷绕装置1的机械性原因及材料11的伸展引起的张力T的变动。
[0049]另外，利用旋转模式生成装置20及旋转模式生成方法而生成的旋转模式与使用PID控制的情况相比，具有容易追随张力T的变动这样的优点。
[0050]另外，旋转模式生成装置20及旋转模式生成方法无需推定反馈控制的校正系数这样的工序，因此具有容易得到旋转模式这样的优点。
[0051]另外，旋转模式生成装置20及旋转模式生成方法无需用于提高校正系数的推定精度的噪音对策及传感器，并且也无需为了提高校正系数的推定精度而进行多次试运转。因此，通过使用利用旋转模式生成装置20及旋转模式生成方法而生成的旋转模式，从而容易将作用于材料11的张力T保持固定，并且容易追随张力T的变动，因此抑制在材料11中发生的问题，作为结果而提高卷绕工序的成品率。
[0052]另外，在实施方式I中，以经由张力检测器23取得的张力T成为目标值τ的方式而求出与第I位置Xn相对应的第2位置yn，因此能够生成使张力T可靠地保持在目标的范围内的旋转模式。
[0053]在实施方式I中，进给轴13的最小旋转量与卷绕轴14的最小旋转量相同，进给轴位置检测传感器21的分辨率与卷绕轴位置检测传感器22的分辨率相同，但也可以均不同。在实施方式I中，需要按照比第I旋转量Λχ小的范围而调整卷绕轴14的旋转量。因此，优选为至少卷绕轴14的最小移动量比第I旋转量Λχ小。在实施方式I所公开的结构也能够适当地应用于下面的实施方式。
[0054]实施方式2.
[0055]在实施方式2中，图2所示的旋转模式生成装置20的处理装置30在使进给轴13和卷绕轴14同步地旋转了 I周时，取得张力检测器23检测出的材料11的张力Τ，在进给轴13及卷绕轴14的旋转I周的过程中，在取得的材料11的张力T比目标值τ大的情况下，将由卷绕轴位置检测传感器22检测出的卷绕轴14的位置y校正为小的值，在取得的材料11的张力T比目标值τ小的情况下，将由卷绕轴位置检测传感器22检测出的卷绕轴14的位置y校正为大的值。如果将校正后的卷绕轴14的位置设为yc，则处理装置30将由进给轴位置检测传感器21检测出的进给轴13的位置X和在校正后与进给轴13的位置相对应的卷绕轴14的位置yc的组合设为旋转模式。
[0056]对旋转模式生成装置20生成旋转模式时的处理进行说明。该处理为旋转模式生成装置20执行实施方式2涉及的旋转模式的生成方法时的处理。
[0057]图5是表示在实施方式2中旋转模式生成装置生成旋转模式时的处理的流程图。图6是表示进给轴的位置、卷绕轴的位置以及作用于材料的张力的图。当生成旋转模式时，在步骤S21中，图2所示的旋转模式生成装置20的处理装置30的生成处理部33使进给轴13和卷绕轴14同步地旋转I周。即，生成处理部33使进给轴13和卷绕轴14同时旋转I周。此时，生成处理部33从进给轴位置检测传感器21取得进给轴13的位置X，从卷绕轴位置检测传感器22取得卷绕轴14的位置y，从张力检测器23取得作用于材料11的张力T。生成处理部33将取得的位置x、y以及张力T存储至图2所示的存储部34。进给轴13的位置X与卷绕轴14的位置y的关系如图6所示的实线36那样。
[0058]在实施方式2中，在步骤S21中生成处理部33使进给轴13和卷绕轴14同时进行旋转时，也可以使进给轴13和卷绕轴14按照相同的旋转量进行旋转。另外，生成处理部33也可以按照旋转模式而使进给轴13和卷绕轴14进行旋转。在该情况下，生成处理部33也可以按照使用实施方式I的旋转模式的生成方法所生成的旋转模式而使进给轴13和卷绕轴14进行旋转。
[0059]进入至步骤S22，生成处理部33以第I旋转量Λχ的间隔而对在步骤S21取得的进给轴13的I周所对应的张力T进行采样。关于第I旋转量Λχ，如上所述。通过步骤S22的采样，以第I旋转量Λχ为单位得到N( = 2 X π/Λχ)个张力Tj的信息。j为I至IN个张力Tj的信息分别对应于第I位置&和第2位置^的组合即N个位置信息(幻，^)。生成处理部33将在步骤S22中采样得到的N个张力Tj的信息与各位置信息(Xj，n)相关联，存储至存储部34。图6的实线37示出了所得到的张力乃与第I位置&的关系。
[0060]接下来，进入至步骤S23，生成处理部33将计数值j设定为I。计数值j用于对基于张力乃和目标值τ而将卷绕轴14的位置即第2位置^变更的次数进行计数。
[0061 ]在步骤S24中，生成处理部33从存储部34读出张力Tj及对应的位置信息(Xj，yj)，将张力乃与目标值τ进行对比。在张力乃比目标值τ大的情况下，即在步骤S24中乃>τ的情况下，在步骤S25中，生成处理部33将与张力Tj相对应的位置信息(Xj，yj)的第2位置yj校正为比当前时刻的值小的值。在图6所示的例子中，由实线38的A、B以及C所示的部位为Τ」>τ。通过将第2位置^校正为比当前时刻的值小的值，从而从第2位置η—至第2位置^为止的卷绕轴14的旋转量变得比当前时刻小。将校正后的第2位置^称为校正第2位置yq。将接受步骤S24的判定后的与张力L相对应的位置信息(幻，^)称为处理后位置信息(Xj，ycg)。处理后位置信息(Xj，yq)既可以包含校正第2位置yq，也可以不包含。生成处理部33将处理后位置信息Uj，y。』)保存至存储部34。
[0062]在张力Tj比目标值τ小的情况下，即在步骤S24中乃<1的情况下，在步骤S26中，生成处理部33将与张力乃相对应的位置信息(幻，^)的第2位置^校正为比当前时刻的值大的值。在图6所示的例子中，由实线38的D及E所示的部位为乃<τ。通过将第2位置y液正为比当前时刻的值大的值，从而从第2位置至第2位置η为止的卷绕轴14的旋转量变得比当前时刻大。生成处理部33将处理后位置信息(Xpycg)保存至存储部34。在张力L为目标值τ的情况下，即在步骤S24中Tj = τ的情况下，在步骤S27中，生成处理部33不对与张力Ti相对应的位置信息(Xj，n)的第2位置y通行校正。在图6所示的例子中，由实线38的F所示的部位为Tj = t。在实施方式2中，在不对第2位置^进行校正的情况下，处理后位置信息的第2位置也标记为y。」。生成处理部33将处理后位置信息(X^ycg)保存至存储部34。
[0063]进入至步骤S28，生成处理部33将计数值j与N进行对比。在步骤S28中计数值j为N的情况下，即在步骤S28中为Yes的情况下，生成处理部33执行步骤S29的处理。通过反复进行N次步骤S24至步骤S28，从而得到N个处理后位置信息(，ycg)。即，在存储部34中，存储有N个处理后位置信息(xj，ycj)。在实施方式2中，N个处理后位置信息(Xj，ycj)成为进给轴13及卷绕轴14的旋转模式。在步骤S29中，生成处理部33通过将存储于存储部34的N个处理后位置信息(Xj，Ycj )结合而设为一组数据，从而生成旋转模式。
[0064]在步骤S28中计数值j小于N的情况下，即在步骤S28中为No的情况下，在步骤S30中，生成处理部33在当前的计数值j上加I，执行步骤S24至步骤S28。
[0065]在步骤S31中，生成处理部33使用在步骤S29中生成的旋转模式，使进给轴13和卷绕轴14同步地旋转I周。此时，生成处理部33从进给轴位置检测传感器21取得进给轴13的位置&，从卷绕轴位置检测传感器22取得卷绕轴14的位置从张力检测器23取得作用于材料11的张力I。生成处理部33将取得的位置以及张力Tj存储至图2所示的存储部34。
[0066]接下来，在步骤S32中，生成处理部33对使用步骤S29中生成的旋转模式所得到的张力L、即在步骤S31中取得的张力Tj是否成为了目标值τ进行判定。在实施方式2中，如果张力乃处于大于或等于τ一δ而小于或等于τ+δ的范围内，则判定为张力乃成为了目标值Tj是在实施方式I中进行了说明的容许值。
[0067]在步骤S32中，在使用步骤S29中生成的旋转模式所得到的张力Tj未成为目标值τ的情况下(步骤S32，No)，生成处理部33反复进行步骤S21至步骤S32。在步骤S32中，在使用步骤S29中生成的旋转模式所得到的张力乃成为了目标值τ的情况下(步骤S32，Yes)，在步骤S33中，生成处理部33将张力Tj成为目标值τ时的旋转模式设为卷绕装置10在实际的作业中使用的旋转模式而存储至存储部34。
[0068]这样，生成处理部33执行下述处理，S卩，使用所得到的旋转模式而使进给轴13和卷绕轴14同步地旋转I周，取得张力检测器23检测出的材料11的张力T，基于取得的材料11的张力T和目标值τ而对卷绕轴14的位置、即第2位置^进行校正，从而求出新的旋转模式。并且，生成处理部33反复进行求出新的模式的处理，直至材料11的张力T的变动处于目标的范围内。如上所述，生成处理部33能够基于实际的张力T的变动而生成预先对变动进行抑制的旋转模式。
[0069]另外，实施方式2无需反复进行下述处理，S卩，在每次使进给轴13旋转第I旋转量ΛX时，求出材料11的张力T成为目标值τ的第2位置yn。因此，实施方式2与实施方式I相比能够在短时间生成旋转模式。
[0070]在实施方式2中，生成处理部33反复进行求出新的旋转模式的处理，直至材料11的张力T的变动处于目标的范围内，但也可以将通过求出I次新的旋转模式的处理而得到的旋转模式设为卷绕装置10在实际的作业中使用的旋转模式。
[0071]根据实施方式I及实施方式2，在进给轴13的形状及卷绕轴14的形状中的至少一者为非圆形的情况下，能够避免繁杂的演算而简单、低成本地得到旋转模式，该旋转模式能够抑制由卷绕装置10的机械性原因及材料11的伸展引起的张力T的变动。即，实施方式I及实施方式2适合于进给轴13的形状及卷绕轴14的形状中的至少一者为非圆形的卷绕装置10。除此之外，在进给轴13的形状及卷绕轴14的形状为圆形的情况下，有时也不能将作用于材料11的张力T保持固定。在这样的情况下，根据实施方式I及实施方式2，也能够得到能够对张力T的变动进行抑制的旋转模式。
[0072]在实施方式I及实施方式2中，通过将进给轴13的位置X作为基准，求出对张力T的变动进行抑制的卷绕轴14的位置y，从而生成旋转模式，但也可以通过将卷绕轴14的位置y作为基准，求出对张力T的变动进行抑制的进给轴13的位置X，从而生成旋转模式。另外，在实施方式I及实施方式2中，卷绕装置10的控制装置与旋转模式生成装置20的处理装置30为独立的装置，但也可以为，卷绕装置10的控制装置实现旋转模式生成装置20的处理装置30的功能。
[0073]旋转模式生成装置20也可以针对材料11的每个种类而求出旋转模式。卷绕装置10预先存储下述表格，即，使由旋转模式生成装置20生成的多个旋转模式与材料11的每个种类进行对应的表格。并且，卷绕装置10也可以在实际的作业时，在材料11的种类每次变更时，从前述的表格读出与材料11的种类相对应的旋转模式，使进给轴13和卷绕轴14进行旋转。
[0074]以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一个例子，还可以与其他的公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围内，还能够对结构的一部分进行省略或者变更。
[0075]标号的说明
[0076]10卷绕装置，11材料，13进给轴，13c进给轴用控制装置，13a、14a电动机，14卷绕轴，14c卷绕轴用控制装置，15支撑辊，20旋转模式生成装置，21进给轴位置检测传感器，22卷绕轴位置检测传感器，23张力检测器，25处理器，26存储器，30处理装置，31进给轴位置控制部，32卷绕轴位置控制部，33生成处理部，34存储部，40输入输出部。
【主权项】
1.一种旋转模式生成装置，其特征在于，具有: 进给轴位置检测传感器，其对将所卷绕的材料送出的进给轴旋转时的位置进行检测； 卷绕轴位置检测传感器，其对将从所述进给轴送出的所述材料卷绕的卷绕轴旋转时的位置进行检测； 张力检测器，其对在所述进给轴与所述卷绕轴之间作用于正在输送的所述材料的张力进行检测；以及 处理装置，其使用从所述进给轴送出所述材料而由所述卷绕轴将所送出的所述材料进行卷绕时所得到的、由所述进给轴位置检测传感器检测出的所述进给轴的位置、由所述卷绕轴位置检测传感器检测出的所述卷绕轴的位置、以及由所述张力检测器检测出的所述材料的张力，求出为了使所述材料的张力的变动处于目标的范围内所需的所述进给轴的位置与所述卷绕轴的位置的关系，作为所述进给轴及所述卷绕轴旋转时的旋转模式。2.根据权利要求1所述的旋转模式生成装置，其特征在于， 所述处理装置求出所述进给轴至少旋转I周所对应的第I位置和第2位置的组合，将所得到的组合设为所述旋转模式， 该第I位置为下述位置，即，在使所述进给轴旋转了少于旋转I周的旋转量时，由所述进给轴位置检测传感器检测出的所述进给轴的位置， 该第2位置为下述位置，S卩，在使所述进给轴旋转了所述旋转量之后使所述卷绕轴进行旋转，在由所述张力检测器检测出的所述材料的张力成为所述张力的目标值时，由所述卷绕轴位置检测传感器检测出的所述卷绕轴的位置。3.根据权利要求2所述的旋转模式生成装置，其特征在于， 所述旋转量为所述进给轴的最小旋转量或所述进给轴位置检测传感器的分辨率之中的较大的值。4.根据权利要求1所述的旋转模式生成装置，其特征在于， 所述处理装置， 在使所述进给轴和所述卷绕轴同步地旋转了 I周时，取得所述张力检测器检测出的所述材料的张力， 在所述进给轴及所述卷绕轴的旋转I周的过程中，在取得的所述材料的张力比目标值大的情况下，将由所述卷绕轴位置检测传感器检测出的所述卷绕轴的位置校正为小的值，在取得的所述材料的张力比目标值小的情况下，将由所述卷绕轴位置检测传感器检测出的所述卷绕轴的位置校正为大的值， 将由所述进给轴位置检测传感器检测出的所述进给轴的位置和在校正后与所述进给轴的位置相对应的所述卷绕轴的位置的组合设为所述旋转模式。5.根据权利要求4所述的旋转模式生成装置，其特征在于， 所述处理装置， 执行下述处理，即，使用所得到的所述旋转模式而使所述进给轴和所述卷绕轴同步地旋转I周，取得所述张力检测器检测出的所述材料的张力，基于所取得的所述材料的张力和所述目标值而对所述卷绕轴的位置进行校正，从而求出新的旋转模式， 反复进行求出所述新的旋转模式的处理，直至所述材料的张力的变动处于目标的范围内。6.根据权利要求4或5所述的旋转模式生成装置，其特征在于， 所述处理装置， 将所述进给轴及所述卷绕轴开始旋转时的位置作为基准，针对所述进给轴的最小旋转量或所述进给轴位置检测传感器的分辨率之中的每个较大的值，求出所述组合。7.一种旋转模式生成方法，其特征在于，包含下述工序: 求出第I位置，该第I位置为下述位置，即，在使将所卷绕的材料送出的进给轴旋转了少于旋转I周的旋转量时的、所述进给轴的位置； 求出第2位置，该第2位置为下述位置，即，在使所述进给轴旋转了所述旋转量之后，使将从所述进给轴送出的所述材料卷绕的卷绕轴进行旋转，在所述材料的张力成为所述张力的目标值时的、所述卷绕轴的位置;以及 求出所述进给轴至少旋转I周所对应的所述第I位置和所述第2位置的组合，将所得到的组合设为所述进给轴及所述卷绕轴旋转时的旋转模式。8.一种旋转模式生成方法，其特征在于，包含下述工序: 在使将所卷绕的材料送出的进给轴和将从所述进给轴送出的所述材料卷绕的卷绕轴同步地旋转了 I周时，取得所述材料的张力； 在所述进给轴及所述卷绕轴的旋转I周的过程中，在取得的所述材料的张力比目标值大的情况下，将由卷绕轴位置检测传感器检测出的所述卷绕轴的位置校正为小的值，在取得的所述材料的张力比目标值小的情况下，将由所述卷绕轴位置检测传感器检测出的所述卷绕轴的位置校正为大的值;以及 将所述进给轴的位置和在校正后与所述进给轴的位置相对应的所述卷绕轴的位置的组合设为所述进给轴及所述卷绕轴旋转时的旋转模式。
【文档编号】B65H23/192GK106061874SQ201580009738
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月18日
【发明人】卫藤嘉彦, 寺田启, 竹居宽人, 牛尾裕介
【申请人】三菱电机株式会社