长物体供给装置 【技术领域】
本发明涉及长物体供给装置，例如涉及用于向轮转印刷机供给包装纸原纸(未印刷状态，以下称为原纸)等长物体的合适的长物体供给装置。背景技术
以前，由纵向供给装置供给的长物体的张力，例如从转轮印刷机的给纸装置供给的原纸的张力是通过以下的方式调节的。
(1)原纸通过排出侧的力从给纸辊上引出，这时需要手动调节给纸辊上所安装的摩擦电阻的大小，来调节施加在原纸上的张力。
(2)使用矢量变频器和PG传感器(速度传感器)，使给纸辊一边向给纸方向转动，一边调节施加在原纸上的张力。
但是，上述(1)中使用摩擦电阻来调节张力时，随着卷取时间的增长，辊直径变化使给纸辊的旋转速度也随之变化，因此，这导致随时都需要人工调节摩擦电阻。
另外，上述(2)中使用矢量变频器和PG传感器来调节张力时，由于这些东西很昂贵，而且控制电路也复杂，需要费用和工时。发明内容
本发明鉴于以上所述内容，其目的是提供一种长物体供给装置，这种装置不需要人工调节张力从而能够提高生产效率，而且，不使用昂贵的部件使得费用降低，同时其控制方法也简单，从而能节约设计、安装、调节等地工时。
本发明的要点是，为了解决上述课题，而提供一种向处理部供给长物体的长物体供给装置，备有检测供给途中的上述长物体张力的张力检测机构，以及给与上述长物体一个沿该供给方向的相反方向上的转矩的驱动机构，该驱动机构使上述转矩相应于上述检测出的张力的增加、减少而减少、增加。附图说明
图1表示本实施例的转轮印刷机1的全体构成的流程图。
图2跳动滚8的右视图。
图3跳动滚8的正视图。
图4距离传感器9特性的示意图。
图5通过连动比微调旋钮18来调整主动侧变频器(印刷部变频器INV1)与从动侧变频器(排出部变频器INV3)之连动比的示意图。
图6表示给纸部变频器INV2的构成等的流程图。具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施例进行说明。
图1表示本实施例的转轮印刷机1的整体构成。转轮印刷机1由给纸部2、印刷部3、排出部4和卷取部5构成。
给纸部2由给纸辊7、使之转动的电机M2、驱动该电机M2的给纸部变频器INV2、跳动滚8、配置于此的距离传感器9、跳动滚8的前后滚轮10、11构成。另外，图中的变频器简记为“INV”(以下相同)。
印刷部3由处于前部的滚轮13、6根印刷部滚轮14、6根印刷辊15、使这些印刷辊15转动的电机M1和驱动该电机M1的印刷部变频器INV1构成。
排出部4由排出滚轮17、使之转动的电机M3、驱动该电机M3的排出部变频器INV3和连接在该排出部变频器INV3的连动比微调旋钮18构成。
卷取部5由卷取辊19、使之转动的转矩电机TM、驱动该转矩电机TM的转矩电机电源构成。
原纸21被卷在给纸辊7上，该原纸21经过跳动滚8供给印刷部3。在原有的转轮印刷机中，该原纸21等的张力是通过手动调节设置在给纸辊的摩擦电阻的大小，来控制相对于PG传感器的输出而变化的矢量变频器的输出。
在本实施例中，利用由给纸部变频器INV2所驱动的电机M2，沿着与给纸方向相反的方向给与给纸辊7转矩，对原纸21施加张力。原纸21，与以往同样，经过跳动滚8供给到印刷部3，但在本实施例中，距离传感器9被安装在该跳动滚8上，其检测信号作为负的反馈而被发往给纸部变频器INV2。因此，给纸部变频器INV2就驱动给纸部电机M2而给与原纸21恒定的张力。
另外，虽然距离传感器需要电源，该电源由内藏在给纸部变频器INV2中的变频器内部电源22(+24Vdc)提供。还有，供纸部变频器INV2需要运转信号，即使在作业停止或更换辊而不进行卷取动作的情况下也需要，由于保持给与原纸21的张力比较好，在本实施例中，把普通端口DCM1的输出提供给给纸部变频器INV2的运转指令输入端口D11，使运转指令一直处于开启(施加)的状态。
印刷部滚轮14转动并产生张力时，与上述相同，该张力由距离传感器9检测出，在该张力恒定的状态下给纸部变频器INV2驱动给纸部电机M2。这时，驱动印刷部滚轮14的印刷部电机M1以及驱动该印刷部电机M1的印刷部变频器INV1，为了同时驱动全体印刷部滚轮14，与给纸部变频器INV2和电机M2相比，使用了更大容量的变频器和电机。另外，不再对给纸部变频器INV2提供该印刷部变频器INV1的转数(频率)指令。给纸部变频器INV2仅由距离传感器9的反馈信号来控制恒定的张力，这就是本实施例的特征所在。
在印刷部3，按上述那样配置了6根印刷辊15。原纸21分别通过每一根印刷辊15时，进行红、蓝、黄……等花样的着色。这里成品的品质依赖于给纸部2的原纸21张力稳定控制的精度。张力不稳定时，就会导致没有花样而成为了不合格产品。
经过了6根印刷辊15的原纸21由连接在用排出部变频器INV3所驱动的电机M3上的排出滚轮17拉出。该排出滚轮17由于仅仅起拉出原纸21的作用，无论其粗细，只要能够一直保持与印刷部滚轮14连动的转动就可以。因此，将印刷部变频器INV1的转数(频率)指令的模拟输出(DA1-COM)供给排出部变频器INV3的转数(频率)指令输入(VRF2-COM)，排出部变频器INV3回转数(频率)就以与印刷部变频器INV1的回转数(频率)成比例的方式进行连动运转。
作业者可以通过如图5所示的方法很容易地调整该连动运转的比率。这里就图5的内容加以简单的说明。
图5中，主动侧INV是图1所示的印刷部变频器INV1，从动侧INV是图1所示的排出部变频器INV3。INV3在外部装配了连动比微调旋钮18(图1所示)，在该连动比微调旋钮18所调节的电源是0-10V的情况，连动比微调旋钮18处于中间位置时就供给INV3以5V电压。(电源为0-5V也可以。或者，也可以不用微调旋钮，而是直接输入电压的同时，输入4-20mA的电流。)
输入信号为中心(5V)时，排出部变频器INV3就随着印刷部变频器INV1的转数(频率)指令，以增益倍率为1将输出频率进行输出。例如，印刷部变频器INV1的转数(频率)指令为600rpm(4极的情况，频率为20Hz。以下相同)时，排出部变频器INV3也输出相同的转数(频率)600rpm(20Hz)。
当变化连动比微调旋钮18使发往端口VFR2的输入信号产生变化时，就能够使信号增强时增益变大，信号减弱时增益变小。由于将连动比微调旋钮18用最大可变值(0或10V)时的增益能够用INV3的性能参数Cd065设定成百分比形式所构成，就能够根据不同的用途容易地调整连动比微调旋钮18的可变范围和连动增益。
例如，当把性能参数Cd065设定为100％时，将连动比微调旋钮18作为向端口VFR的最大输入为10V时，印刷部变频器INV1的转数(频率)指令比如为600rpm(20Hz)时，排出部变频器INV3就以其增加了100％的频率1200rpm(40Hz)输出。
这样，一旦性能参数Cd065设定好了，其后操作人员只要调节微调旋钮18就能够很容易地调节连动增益。因此，省去了繁琐的性能参数变更的调节。
从印刷部引出的印刷好的原纸21，用位于最后的卷取辊19卷取起来。本实施例中，卷取用电机由转矩电机(叶片电机)TM构成。转矩电机由商用电源驱动，其电压通过滑动变压器等转换过来，就能使产生的转矩发生变化。但是，随着卷取时间的推移，纸卷的大小发生变化，为了使卷取张力不发生变化，就必须调节滑动变压器，而不得不手动调节转矩。假如卷取部5也同样检测张力并通过变频器进行速度控制就有可能实现自动化。
以下就用于控制供给的原纸的张力使其保持恒定的跳动滚8以及距离传感器引用图2和图3加以说明。首先，跳动滚8在其轴24的上下配置有弹簧23，来自印刷部3的排出张力增加时就向上移动，反之，减小时则向下移动。该跳动滚8所起的作用还有通过上下移动来吸收急剧的张力变化。
在跳动滚轴24的上方装备有检测该跳动滚轴24距离的距离传感器9，能够以电压信号检测出跳动滚的移动状态。检测距离与距离传感器9的输出电压的特性如图4所示，以3mm为0V，16mm为10V的线性关系输出。36是上侧限位块，37是下侧限位块，38是跳动辊。
以上说明了从给纸部2、印刷部3、排出部4一直到卷取部5的转轮印刷机1的全体构成。以下，对本发明的关键部分，控制给纸部2的张力使其恒定，参照图6加以说明。
图6中仅表示出了给纸部2和印刷部3。图1中所示的给纸部变频器INV2，如图6所示是由供给电机M2三相交流电压的PWM(脉冲宽调节)输出部26、对其发出电压指令的电压指令控制部27、对同一PWM输出部26发出运转指令和转动方向指令的运转指令·方向决定部28、以及变频器内部电源22(+24Vdc)所构成。
给纸部变频器INV2通过PWM输出部26的三相交流电压输出驱动电机M2，使给纸辊7转动，进行该运转的指令是由运转指令操作部29的接点开关30给出的。该接点开关30开启(导通)时，运转指令·方向决定部28就对PWM输出部26发出输出三相交流电压的指令。
另外，电机M2的转动方向能够由给纸部变频器INV2的三相交流电压的相位差(相转动)来决定，但该指令是依照转动方向指令部32的性能参数而决定的。
转动方向指令操作部32的设定方法准备了两种，转动方向指令操作部32的设定本身指定转动方向为反转方向时，设定性能参数Cd130＝2，转动方向指令操作部32不指定转动方向，用外部的接点信号进行时，设定性能参数Cd630＝2。设定性能参数Cd630＝2时，上述运转指令操作部29的接点输入端口DI1-DCM1就成为反转方向的运转指令的输入部分。
发往PWM输出部26的频率(转数)指令(图中以f指令表示)以频率的单位进行设定的指令给到频率指令操作部33的性能参数Cd029中。PWM输出部26输出与该指令相对应的频率(转数)的三相交流电压。
决定PWM输出部26所输出的三相交流电压的最大值的电压限幅指令是通过将基础电压设定操作部34的性能参数Cd005设定成以电压为单位来得到的。电压指令控制部27按照该电压限幅指令和距离传感器9的输出对PWM输出部26发出电压指令(图中以V指令表示)，PWM输出部26按照该指令输出三相交流电(详细后述)。
另外，图6中的转动方向指令操作部32、频率指令操作部33、基础电压设定部34存在于同一装置中，操作人员通过键入操作就可以设定各性能参数。
变频器通常的基本结构是，接受三相交流电压，利用整流器将其转换为直流电后，控制PWM控制电压·频率数之比为恒定并驱动负载侧电机，在本实施例中，变频器的特点为：
(1).频率固定为低频。
(2).转动方向指令与给纸方向相反。
(3).输出电压由距离传感器9的负反馈控制。
(4).不是控制V/f恒定，电压V和频率f是完全独立地进行控制。
另外，虽然转动方向指令设定为反方向，由于相应于原纸21的张力，即来自印刷部3的排出力，将PWM输出部26的输出电压(与转矩相关)进行可变控制，因此不会与给纸方向相反的方向转动，而是具有一定张力(转矩)进行给纸。
另外，由于像这样电机M2以与转动方向指令相反而沿给纸方向转动，频率指令就不起作用。总之，不控制频率，最好设定其值使得在缺纸等异常情况时不会快速地向反方向高速转动。本实施例中频率设定为低频的0.5Hz或1Hz。
转动方向和频率指令确定后，开启运转指令使电机M2沿与给纸方向相反的方向转动。但是，由于印刷部3停止转动或者向给纸方向进行排出动作，给纸辊7不向反方向转动，就产生一个与给纸方向相反方向上的拉伸张力。
这样，跳动滚8上升，距离传感器9的输出就向减小的方向变化(图4)。来自该距离传感器9的信号被反馈到给纸部变频器INV2，从VRF1端口被输入。被反馈回的距离传感器9的信号在电压指令控制部27被换算成PWM输出部26的输出电压指令(V指令)。
该换算比是将设定为基础电压参数Cd005的值作为最大值来换算的。也就是说，距离传感器9的最大值为10V时，按照输入10V时，基础电压Cd005所设定的变频器的输出电压来换算的。本实施例中，考虑到期望张力和产生转矩的关系，将基础电压参数Cd005设定为50V左右。因此，距离传感器供给最大值10V时，电压指令控制部27就向PWM输出部26发出输出50V电压的指令。
像这样来自距离传感器9的反馈信号被转换到给纸部变频器INV2的输出电压，PWM输出部26的输出电压就根据跳动滚8的位置而变化。也就是说，相应于跳动滚8的位置而进行反馈控制。
该动作在印刷部3过度排出而导致跳动滚8上升时，
→跳动滚8上升使距离传感器9的输出降低，PWM输出部26的输出电压下降。
→这样，电机2的转矩减小，向反方向的拉伸力减小，跳动滚8下降。
→跳动滚下降过多时，张力减小，距离传感器9的输出增大。
→于是，电机2的转矩增大，向反方向的拉伸力增加，跳动滚8上升。
重复上述动作，不久在原纸张力和跳动滚8的位置就在稳定的地方恒定下来。该控制由于是通过缓慢控制增益(处理周期)来实施，从而不会发生因急剧的过渡变化而导致跳动滚8上下摆动和原纸破损等异常的发生。
这样，本实施例中，能够一直保持跳动滚8的位置稳定通过电压指令使反馈控制工作。
另外，频率指令与电压指令完全独立的，频率指令一直将低频率指令给到PWM输出部26中。
另外，本发明并不局限于上述实施例，例如也可以采用以下的变化。
(1)本实施例中，跳动滚8的上下移动是通过距离传感器9来检测的，也可以使用例如电位器、差动变压器等来检测跳动滚8的上下移动。另外，本实施例中，是用该跳动滚8的上下移动来检测施加在原纸21上的张力的，也可以在跳动滚8后面的滚轮11上安装压力传感器，用该压力传感器来检测施加在滚轮11上的压力，从而检测出施加在原纸21上的张力。
(2)本实施例是以原纸21为对象的，也可以以电线、钢丝绳等线状的长物体、布料、聚乙烯薄膜之类的有一定宽度的长物体为对象。
(3)电压限幅指令不局限于由操作部设定基础电压参数来调节，也可以由外部旋钮设定基础电压参数来调节。
最后叙述一下本实施例的构成与权利要求所说的构成的对应关系。本实施例的原纸21相当于权力要求中所说的长物体。以下同样地，印刷部相当于处理部。给纸部2相当于长物体供给装置。跳动滚8和距离传感器9相当于张力检测机构。给纸部变频器INV2相当于驱动机构。
采用本发明，向处理部提供长物体的长物体供给装置，用张力检测机构检测出供给途中的上述长物体的张力，通过驱动机构给与上述长物体一个沿该供给方向的相反方向的转矩，使上述转矩对应于上述检测出的张力的增加、减少而减少、增加。
结果，能够实现在由人工调整张力或者断纸和更换卷取辊时的排出作业自动化，从而提高生产效率。
另外，由于张力的调节不需要交换与处理侧转数的联动信号，主要要控制的也只是比如变频器的输出电压，所以，这样就使得设计、安装、调整等比较简单，不费工时。
另外，控制检测主件只是比如距离传感器，不需要使用昂贵的矢量变频器和速度传感器(PG传感器)，这样就降低了费用。