專利名稱：長物體供給裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及長物體供給裝置，例如涉及用于向輪轉(zhuǎn)印刷機供給包裝紙原紙(未印刷狀態(tài)，以下稱為原紙)等長物體的合適的長物體供給裝置。
(1)原紙通過排出側的力從給紙輥上引出，這時需要手動調(diào)節(jié)給紙輥上所安裝的摩擦電阻的大小，來調(diào)節(jié)施加在原紙上的張力。
(2)使用矢量變頻器和PG傳感器(速度傳感器)，使給紙輥一邊向給紙方向轉(zhuǎn)動，一邊調(diào)節(jié)施加在原紙上的張力。
但是，上述(1)中使用摩擦電阻來調(diào)節(jié)張力時，隨著卷取時間的增長，輥直徑變化使給紙輥的旋轉(zhuǎn)速度也隨之變化，因此，這導致隨時都需要人工調(diào)節(jié)摩擦電阻。
另外，上述(2)中使用矢量變頻器和PG傳感器來調(diào)節(jié)張力時，由于這些東西很昂貴，而且控制電路也復雜，需要費用和工時。
本發(fā)明的要點是，為了解決上述課題，而提供一種向處理部供給長物體的長物體供給裝置，備有檢測供給途中的上述長物體張力的張力檢測機構，以及給與上述長物體一個沿該供給方向的相反方向上的轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動機構，該驅(qū)動機構使上述轉(zhuǎn)矩相應于上述檢測出的張力的增加、減少而減少、增加。


圖1表示本實施例的轉(zhuǎn)輪印刷機1的全體構成的流程圖。
圖2跳動滾8的右視圖。
圖3跳動滾8的正視圖。
圖4距離傳感器9特性的示意圖。
圖5通過連動比微調(diào)旋鈕18來調(diào)整主動側變頻器(印刷部變頻器INV1)與從動側變頻器(排出部變頻器INV3)之連動比的示意圖。
圖6表示給紙部變頻器INV2的構成等的流程圖。
圖1表示本實施例的轉(zhuǎn)輪印刷機1的整體構成。轉(zhuǎn)輪印刷機1由給紙部2、印刷部3、排出部4和卷取部5構成。
給紙部2由給紙輥7、使之轉(zhuǎn)動的電機M2、驅(qū)動該電機M2的給紙部變頻器INV2、跳動滾8、配置于此的距離傳感器9、跳動滾8的前后滾輪10、11構成。另外，圖中的變頻器簡記為“INV”(以下相同)。
印刷部3由處于前部的滾輪13、6根印刷部滾輪14、6根印刷輥15、使這些印刷輥15轉(zhuǎn)動的電機M1和驅(qū)動該電機M1的印刷部變頻器INV1構成。
排出部4由排出滾輪17、使之轉(zhuǎn)動的電機M3、驅(qū)動該電機M3的排出部變頻器INV3和連接在該排出部變頻器INV3的連動比微調(diào)旋鈕18構成。
卷取部5由卷取輥19、使之轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩電機TM、驅(qū)動該轉(zhuǎn)矩電機TM的轉(zhuǎn)矩電機電源構成。
原紙21被卷在給紙輥7上，該原紙21經(jīng)過跳動滾8供給印刷部3。在原有的轉(zhuǎn)輪印刷機中，該原紙21等的張力是通過手動調(diào)節(jié)設置在給紙輥的摩擦電阻的大小，來控制相對于PG傳感器的輸出而變化的矢量變頻器的輸出。
在本實施例中，利用由給紙部變頻器INV2所驅(qū)動的電機M2，沿著與給紙方向相反的方向給與給紙輥7轉(zhuǎn)矩，對原紙21施加張力。原紙21，與以往同樣，經(jīng)過跳動滾8供給到印刷部3，但在本實施例中，距離傳感器9被安裝在該跳動滾8上，其檢測信號作為負的反饋而被發(fā)往給紙部變頻器INV2。因此，給紙部變頻器INV2就驅(qū)動給紙部電機M2而給與原紙21恒定的張力。
另外，雖然距離傳感器需要電源，該電源由內(nèi)藏在給紙部變頻器INV2中的變頻器內(nèi)部電源22(+24Vdc)提供。還有，供紙部變頻器INV2需要運轉(zhuǎn)信號，即使在作業(yè)停止或更換輥而不進行卷取動作的情況下也需要，由于保持給與原紙21的張力比較好，在本實施例中，把普通端口DCM1的輸出提供給給紙部變頻器INV2的運轉(zhuǎn)指令輸入端口D11，使運轉(zhuǎn)指令一直處于開啟(施加)的狀態(tài)。
印刷部滾輪14轉(zhuǎn)動并產(chǎn)生張力時，與上述相同，該張力由距離傳感器9檢測出，在該張力恒定的狀態(tài)下給紙部變頻器INV2驅(qū)動給紙部電機M2。這時，驅(qū)動印刷部滾輪14的印刷部電機M1以及驅(qū)動該印刷部電機M1的印刷部變頻器INV1，為了同時驅(qū)動全體印刷部滾輪14，與給紙部變頻器INV2和電機M2相比，使用了更大容量的變頻器和電機。另外，不再對給紙部變頻器INV2提供該印刷部變頻器INV1的轉(zhuǎn)數(shù)(頻率)指令。給紙部變頻器INV2僅由距離傳感器9的反饋信號來控制恒定的張力，這就是本實施例的特征所在。
在印刷部3，按上述那樣配置了6根印刷輥15。原紙21分別通過每一根印刷輥15時，進行紅、藍、黃……等花樣的著色。這里成品的品質(zhì)依賴于給紙部2的原紙21張力穩(wěn)定控制的精度。張力不穩(wěn)定時，就會導致沒有花樣而成為了不合格產(chǎn)品。
經(jīng)過了6根印刷輥15的原紙21由連接在用排出部變頻器INV3所驅(qū)動的電機M3上的排出滾輪17拉出。該排出滾輪17由于僅僅起拉出原紙21的作用，無論其粗細，只要能夠一直保持與印刷部滾輪14連動的轉(zhuǎn)動就可以。因此，將印刷部變頻器INV1的轉(zhuǎn)數(shù)(頻率)指令的模擬輸出(DA1-COM)供給排出部變頻器INV3的轉(zhuǎn)數(shù)(頻率)指令輸入(VRF2-COM)，排出部變頻器INV3回轉(zhuǎn)數(shù)(頻率)就以與印刷部變頻器INV1的回轉(zhuǎn)數(shù)(頻率)成比例的方式進行連動運轉(zhuǎn)。
作業(yè)者可以通過如圖5所示的方法很容易地調(diào)整該連動運轉(zhuǎn)的比率。這里就圖5的內(nèi)容加以簡單的說明。
圖5中，主動側INV是圖1所示的印刷部變頻器INV1，從動側INV是圖1所示的排出部變頻器INV3。INV3在外部裝配了連動比微調(diào)旋鈕18(圖1所示)，在該連動比微調(diào)旋鈕18所調(diào)節(jié)的電源是0-10V的情況，連動比微調(diào)旋鈕18處于中間位置時就供給INV3以5V電壓。(電源為0-5V也可以?；蛘?，也可以不用微調(diào)旋鈕，而是直接輸入電壓的同時，輸入4-20mA的電流。)輸入信號為中心(5V)時，排出部變頻器INV3就隨著印刷部變頻器INV1的轉(zhuǎn)數(shù)(頻率)指令，以增益倍率為1將輸出頻率進行輸出。例如，印刷部變頻器INV1的轉(zhuǎn)數(shù)(頻率)指令為600rpm(4極的情況，頻率為20Hz。以下相同)時，排出部變頻器INV3也輸出相同的轉(zhuǎn)數(shù)(頻率)600rpm(20Hz)。
當變化連動比微調(diào)旋鈕18使發(fā)往端口VFR2的輸入信號產(chǎn)生變化時，就能夠使信號增強時增益變大，信號減弱時增益變小。由于將連動比微調(diào)旋鈕18用最大可變值(0或10V)時的增益能夠用INV3的性能參數(shù)Cd065設定成百分比形式所構成，就能夠根據(jù)不同的用途容易地調(diào)整連動比微調(diào)旋鈕18的可變范圍和連動增益。
例如，當把性能參數(shù)Cd065設定為100％時，將連動比微調(diào)旋鈕18作為向端口VFR的最大輸入為10V時，印刷部變頻器INV1的轉(zhuǎn)數(shù)(頻率)指令比如為600rpm(20Hz)時，排出部變頻器INV3就以其增加了100％的頻率1200rpm(40Hz)輸出。
這樣，一旦性能參數(shù)Cd065設定好了，其后操作人員只要調(diào)節(jié)微調(diào)旋鈕18就能夠很容易地調(diào)節(jié)連動增益。因此，省去了繁瑣的性能參數(shù)變更的調(diào)節(jié)。
從印刷部引出的印刷好的原紙21，用位于最后的卷取輥19卷取起來。本實施例中，卷取用電機由轉(zhuǎn)矩電機(葉片電機)TM構成。轉(zhuǎn)矩電機由商用電源驅(qū)動，其電壓通過滑動變壓器等轉(zhuǎn)換過來，就能使產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化。但是，隨著卷取時間的推移，紙卷的大小發(fā)生變化，為了使卷取張力不發(fā)生變化，就必須調(diào)節(jié)滑動變壓器，而不得不手動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩。假如卷取部5也同樣檢測張力并通過變頻器進行速度控制就有可能實現(xiàn)自動化。
以下就用于控制供給的原紙的張力使其保持恒定的跳動滾8以及距離傳感器引用圖2和圖3加以說明。首先，跳動滾8在其軸24的上下配置有彈簧23，來自印刷部3的排出張力增加時就向上移動，反之，減小時則向下移動。該跳動滾8所起的作用還有通過上下移動來吸收急劇的張力變化。
在跳動滾軸24的上方裝備有檢測該跳動滾軸24距離的距離傳感器9，能夠以電壓信號檢測出跳動滾的移動狀態(tài)。檢測距離與距離傳感器9的輸出電壓的特性如圖4所示，以3mm為0V，16mm為10V的線性關系輸出。36是上側限位塊，37是下側限位塊，38是跳動輥。
以上說明了從給紙部2、印刷部3、排出部4一直到卷取部5的轉(zhuǎn)輪印刷機1的全體構成。以下，對本發(fā)明的關鍵部分，控制給紙部2的張力使其恒定，參照圖6加以說明。
圖6中僅表示出了給紙部2和印刷部3。圖1中所示的給紙部變頻器INV2，如圖6所示是由供給電機M2三相交流電壓的PWM(脈沖寬調(diào)節(jié))輸出部26、對其發(fā)出電壓指令的電壓指令控制部27、對同一PWM輸出部26發(fā)出運轉(zhuǎn)指令和轉(zhuǎn)動方向指令的運轉(zhuǎn)指令·方向決定部28、以及變頻器內(nèi)部電源22(+24Vdc)所構成。
給紙部變頻器INV2通過PWM輸出部26的三相交流電壓輸出驅(qū)動電機M2，使給紙輥7轉(zhuǎn)動，進行該運轉(zhuǎn)的指令是由運轉(zhuǎn)指令操作部29的接點開關30給出的。該接點開關30開啟(導通)時，運轉(zhuǎn)指令·方向決定部28就對PWM輸出部26發(fā)出輸出三相交流電壓的指令。
另外，電機M2的轉(zhuǎn)動方向能夠由給紙部變頻器INV2的三相交流電壓的相位差(相轉(zhuǎn)動)來決定，但該指令是依照轉(zhuǎn)動方向指令部32的性能參數(shù)而決定的。
轉(zhuǎn)動方向指令操作部32的設定方法準備了兩種，轉(zhuǎn)動方向指令操作部32的設定本身指定轉(zhuǎn)動方向為反轉(zhuǎn)方向時，設定性能參數(shù)Cd130＝2，轉(zhuǎn)動方向指令操作部32不指定轉(zhuǎn)動方向，用外部的接點信號進行時，設定性能參數(shù)Cd630＝2。設定性能參數(shù)Cd630＝2時，上述運轉(zhuǎn)指令操作部29的接點輸入端口DI1-DCM1就成為反轉(zhuǎn)方向的運轉(zhuǎn)指令的輸入部分。
發(fā)往PWM輸出部26的頻率(轉(zhuǎn)數(shù))指令(圖中以f指令表示)以頻率的單位進行設定的指令給到頻率指令操作部33的性能參數(shù)Cd029中。PWM輸出部26輸出與該指令相對應的頻率(轉(zhuǎn)數(shù))的三相交流電壓。
決定PWM輸出部26所輸出的三相交流電壓的最大值的電壓限幅指令是通過將基礎電壓設定操作部34的性能參數(shù)Cd005設定成以電壓為單位來得到的。電壓指令控制部27按照該電壓限幅指令和距離傳感器9的輸出對PWM輸出部26發(fā)出電壓指令(圖中以V指令表示)，PWM輸出部26按照該指令輸出三相交流電(詳細后述)。
另外，圖6中的轉(zhuǎn)動方向指令操作部32、頻率指令操作部33、基礎電壓設定部34存在于同一裝置中，操作人員通過鍵入操作就可以設定各性能參數(shù)。
變頻器通常的基本結構是，接受三相交流電壓，利用整流器將其轉(zhuǎn)換為直流電后，控制PWM控制電壓·頻率數(shù)之比為恒定并驅(qū)動負載側電機，在本實施例中，變頻器的特點為(1).頻率固定為低頻。
(2).轉(zhuǎn)動方向指令與給紙方向相反。
(3).輸出電壓由距離傳感器9的負反饋控制。
(4).不是控制V/f恒定，電壓V和頻率f是完全獨立地進行控制。
另外，雖然轉(zhuǎn)動方向指令設定為反方向，由于相應于原紙21的張力，即來自印刷部3的排出力，將PWM輸出部26的輸出電壓(與轉(zhuǎn)矩相關)進行可變控制，因此不會與給紙方向相反的方向轉(zhuǎn)動，而是具有一定張力(轉(zhuǎn)矩)進行給紙。
另外，由于像這樣電機M2以與轉(zhuǎn)動方向指令相反而沿給紙方向轉(zhuǎn)動，頻率指令就不起作用?？傊?，不控制頻率，最好設定其值使得在缺紙等異常情況時不會快速地向反方向高速轉(zhuǎn)動。本實施例中頻率設定為低頻的0.5Hz或1Hz。
轉(zhuǎn)動方向和頻率指令確定后，開啟運轉(zhuǎn)指令使電機M2沿與給紙方向相反的方向轉(zhuǎn)動。但是，由于印刷部3停止轉(zhuǎn)動或者向給紙方向進行排出動作，給紙輥7不向反方向轉(zhuǎn)動，就產(chǎn)生一個與給紙方向相反方向上的拉伸張力。
這樣，跳動滾8上升，距離傳感器9的輸出就向減小的方向變化(圖4)。來自該距離傳感器9的信號被反饋到給紙部變頻器INV2，從VRF1端口被輸入。被反饋回的距離傳感器9的信號在電壓指令控制部27被換算成PWM輸出部26的輸出電壓指令(V指令)。
該換算比是將設定為基礎電壓參數(shù)Cd005的值作為最大值來換算的。也就是說，距離傳感器9的最大值為10V時，按照輸入10V時，基礎電壓Cd005所設定的變頻器的輸出電壓來換算的。本實施例中，考慮到期望張力和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的關系，將基礎電壓參數(shù)Cd005設定為50V左右。因此，距離傳感器供給最大值10V時，電壓指令控制部27就向PWM輸出部26發(fā)出輸出50V電壓的指令。
像這樣來自距離傳感器9的反饋信號被轉(zhuǎn)換到給紙部變頻器INV2的輸出電壓，PWM輸出部26的輸出電壓就根據(jù)跳動滾8的位置而變化。也就是說，相應于跳動滾8的位置而進行反饋控制。
該動作在印刷部3過度排出而導致跳動滾8上升時，→跳動滾8上升使距離傳感器9的輸出降低，PWM輸出部26的輸出電壓下降。
→這樣，電機2的轉(zhuǎn)矩減小，向反方向的拉伸力減小，跳動滾8下降。
→跳動滾下降過多時，張力減小，距離傳感器9的輸出增大。
→于是，電機2的轉(zhuǎn)矩增大，向反方向的拉伸力增加，跳動滾8上升。
重復上述動作，不久在原紙張力和跳動滾8的位置就在穩(wěn)定的地方恒定下來。該控制由于是通過緩慢控制增益(處理周期)來實施，從而不會發(fā)生因急劇的過渡變化而導致跳動滾8上下擺動和原紙破損等異常的發(fā)生。
這樣，本實施例中，能夠一直保持跳動滾8的位置穩(wěn)定通過電壓指令使反饋控制工作。
另外，頻率指令與電壓指令完全獨立的，頻率指令一直將低頻率指令給到PWM輸出部26中。
另外，本發(fā)明并不局限于上述實施例，例如也可以采用以下的變化。
(1)本實施例中，跳動滾8的上下移動是通過距離傳感器9來檢測的，也可以使用例如電位器、差動變壓器等來檢測跳動滾8的上下移動。另外，本實施例中，是用該跳動滾8的上下移動來檢測施加在原紙21上的張力的，也可以在跳動滾8后面的滾輪11上安裝壓力傳感器，用該壓力傳感器來檢測施加在滾輪11上的壓力，從而檢測出施加在原紙21上的張力。
(2)本實施例是以原紙21為對象的，也可以以電線、鋼絲繩等線狀的長物體、布料、聚乙烯薄膜之類的有一定寬度的長物體為對象。
(3)電壓限幅指令不局限于由操作部設定基礎電壓參數(shù)來調(diào)節(jié)，也可以由外部旋鈕設定基礎電壓參數(shù)來調(diào)節(jié)。
最后敘述一下本實施例的構成與權利要求所說的構成的對應關系。本實施例的原紙21相當于權力要求中所說的長物體。以下同樣地，印刷部相當于處理部。給紙部2相當于長物體供給裝置。跳動滾8和距離傳感器9相當于張力檢測機構。給紙部變頻器INV2相當于驅(qū)動機構。
采用本發(fā)明，向處理部提供長物體的長物體供給裝置，用張力檢測機構檢測出供給途中的上述長物體的張力，通過驅(qū)動機構給與上述長物體一個沿該供給方向的相反方向的轉(zhuǎn)矩，使上述轉(zhuǎn)矩對應于上述檢測出的張力的增加、減少而減少、增加。
結果，能夠?qū)崿F(xiàn)在由人工調(diào)整張力或者斷紙和更換卷取輥時的排出作業(yè)自動化，從而提高生產(chǎn)效率。
另外，由于張力的調(diào)節(jié)不需要交換與處理側轉(zhuǎn)數(shù)的聯(lián)動信號，主要要控制的也只是比如變頻器的輸出電壓，所以，這樣就使得設計、安裝、調(diào)整等比較簡單，不費工時。
另外，控制檢測主件只是比如距離傳感器，不需要使用昂貴的矢量變頻器和速度傳感器(PG傳感器)，這樣就降低了費用。
權利要求
1.一種長物體供給裝置，該裝置用于向處理部供給長物體，其特征在于，具有檢測供給途中的上述長物體張力的張力檢測機構、以及給與上述長物體一個沿該供給方向的反方向上的轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動機構，該驅(qū)動機構使上述轉(zhuǎn)矩相應于上述檢測出的張力的增加、減少而減少、增加。
2.如權利要求1所述的長物體供給裝置，其特征在于，上述長物體包括原紙，上述張力檢測機構包括檢測原紙張力的跳動滾以及距離傳感器，上述驅(qū)動機構包括控制上述轉(zhuǎn)矩的變頻器以及該變頻器所驅(qū)動的電機。
全文摘要
本發(fā)明涉及長物體供給裝置，例如涉及用于向輪轉(zhuǎn)印刷機供給包裝紙原紙等長物體的合適的長物體供給裝置。一種向處理部(3)提供長物體(21)的長物體供給裝置(1)，用張力檢測機構(8)、(9)檢測供給途中的上述長物體的張力，通過驅(qū)動機構INV2給與上述長物體一個沿該供給方向的反方向的轉(zhuǎn)矩，使該轉(zhuǎn)矩相應于上述檢測出的張力的增加、減少而減少、增加。
文檔編號B65H26/00GK1467140SQ03136078
公開日2004年1月14日 申請日期2003年5月19日 優(yōu)先權日2002年6月3日
發(fā)明者佐藤清市郎 申請人:三墾電氣株式會社