ロールの巻径検出方法、ロール制御方法及びロール制御装置
【課題】送り出しロールが低速で回転するときであっても、送り出しロールの巻径を正確に演算し、送り出しロールを所望巻径にて正確に停止させる。
【解決手段】巻径及び残径補正量演算部９３は、逐次最小二乗法を適用することにより、巻径同定ウエイトを用いて巻径偏差を算出して巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を演算する。また、逐次最小二乗法を適用することにより、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を演算し、最大ライン速度ＶＬｍａｘから所定時間ｔａにて速度ゼロになるように残径補正量Δｒを演算する。周速指令演算部９４は、残径ｒ０に残径補正量Δｒを加えた残径送り出し径Ｒと巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）とに基づいて、残径ｒ０にてライン速度Ｖがゼロになるように正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を演算する。搬送ロール制御装置６６は、この正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊によりライン速度Ｖを制御する。
【解決手段】巻径及び残径補正量演算部９３は、逐次最小二乗法を適用することにより、巻径同定ウエイトを用いて巻径偏差を算出して巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を演算する。また、逐次最小二乗法を適用することにより、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を演算し、最大ライン速度ＶＬｍａｘから所定時間ｔａにて速度ゼロになるように残径補正量Δｒを演算する。周速指令演算部９４は、残径ｒ０に残径補正量Δｒを加えた残径送り出し径Ｒと巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）とに基づいて、残径ｒ０にてライン速度Ｖがゼロになるように正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を演算する。搬送ロール制御装置６６は、この正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊によりライン速度Ｖを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロールの巻径検出方法、ロール制御方法及びロール制御装置に関し、特に、ウエブを送り出す装置により送り出しロールの巻径を検出するロールの巻径検出方法、送り出しロールを所望巻径で停止するように制御するロール制御方法及びロール制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シート材（ウエブに相当する。）を送出して搬送するロール制御装置として、特許公報１に記載のものが知られている。このロール制御装置は、図１２に示すように、搬送ロール駆動装置９の負荷量設定値を予め定める許容変化量設定回路１６及び負荷量設定値と負荷量実測値とを比較し許容変化量以上の負荷変動値に対応した補正信号を出力する比較回路１７を有する負荷変動検出回路１５と、補正信号によって張力制御回路７からの張力制御信号を補正する張力補正回路１８とを備えたことを特徴とする。詳しく説明すると、図１２において、送り出しロール２は、シート材１を送り出すロールであり、送り出されたシート材１は、搬送ロール８によって次工程に搬送される。張力設定器５は、シート材１に働く張力を予め定める装置であり、張力検出器６は、シート材１に働く張力を検出する装置である。
【０００３】
張力制御回路７は、張力設定器５及び張力検出器６に接続されて、張力検出器６で検出した張力検出値と張力設定器５で設定した張力設定値とを比較して張力制御信号を出力する回路である。
【０００４】
負荷検出回路１４は、搬送ロール８を駆動する搬送ロール駆動装置９の負荷量実測値に対応した信号を出力する装置であり、搬送ロール駆動装置９を制御する搬送ロール制御装置１０は、搬送ロール駆動装置９の回転速度を検出する速度検出器１２からの速度信号と速度設定器１１からの速度設定値とを比較して速度制御信号を出力する速度制御回路１３によって制御される。
【０００５】
負荷変動検出回路１５は、許容変化量設定回路１６と比較回路１７とから構成され、許容変化量設定回路１６は、搬送ロール駆動装置９の負荷量設定値を予め定める回路であり、比較回路１７は、許容変化量設定回路１６と負荷検出回路１４とに接続され、許容変化量設定回路１６から出力される負荷量設定値と負荷検出回路１４から出力される負荷量実測値とを比較し、許容変化量以上の負荷変動量に対応した補正信号を出力する回路である。
【０００６】
張力補正回路１８は、張力制御回路７と負荷変動検出回路１５とに接続され、負荷変動検出回路１５の比較回路１７から出力される補正信号によって張力制御回路７から出力される張力制御信号を補正する回路である。そして、送り出しロール駆動装置３は、送り出しロール制御装置４を介して張力補正回路１８から出力される張力補正信号によって、送り出しロール２を駆動する。なお、送り出しロール駆動装置３は、送り出しロール２に機械的に連結され、送り出しロール２を回動する装置である。そして、送り出しロール制御装置４は、送り出しロール駆動装置３の回動を制御することにより、送り出すシート材１の張力を制御する装置である。
【０００７】
すなわち、図１２に示すロール制御装置は、負荷検出回路１４が、搬送ロール８の負荷変動を検出して、その負荷に対応した信号を出力し、負荷変動検出回路１５が、負荷検出回路１４の出力信号を受けて、予め定められた許容変化量以上の負荷変動値に対応した補正信号を次段の張力補正回路１８に出力し、張力補正回路１８が、負荷変動検出回路１５からの補正信号と、張力制御回路７からの張力制御信号すなわち送り出しロール２の張力基準信号とを突き合わせ、この送り出しロール２の張力基準信号を搬送ロール８の負荷変動量に対応して補正する。ここで、送り出しロール２の張力基準信号は、張力設定器５の設定信号と張力検出器６の出力信号とを張力制御回路７により比較演算された信号である。そして、張力補正回路１８が、張力制御回路７からの張力基準信号を負荷変動検出回路１５からの補正信号によって補正し、張力補正信号を送り出しロール制御装置４に出力する。このようにして、送り出しロール制御装置４は、張力補正回路１８からの張力補正信号によって送り出しロール駆動装置３の回動を制御することにより、送り出しロール２により送り出されるシート材１の張力を、張力設定器５で定めた送り出し張力に制御する。
【０００８】
また、送り出しロールの巻径を同定するロールの巻径検出方法として、特許文献２に記載のものが知られている。このロールの巻径検出方法は、図１３に示すように、第１の回転検出手段２１が、マスタロール（搬送ロールに相当する。）３１の回転数を検出し、第２の回転検出手段２２が、巻き戻しロール（送り出しロールに相当する。）３２の回転数を検出するものである。
【０００９】
ロール径算出手段２３は、これら第１及び第２の回転検出手段２１，２２で得られる回転数データから、巻き戻しロール３２のロール径データｄ（ｎ）を算出する。帰還手段２４は、出力側の出力ロール径データＤ（ｎ）を入力側に帰還する。差分算出手段２５は、ロール径算出手段２３により算出される各サンプリング時刻のロール径データｄ（ｎ）と、帰還手段２４により帰還される出力ロール径データＤ（ｎ）との間の差分を算出する。平均値算出手段２６は、差分算出手段２５で得られる各々のサンプリング時刻における差分データΔｄ（ｎ）の平均値Δｄ（ａｖ）を求める。出力ロール径算出手段２７は、平均値算出手段２６により算出される差分データΔｄ（ｎ）の平均値Δｄ（ａｖ）が所定値以下となるような出力ロール径データＤ（ｎ）を算出する。これにより、各サンプル値に含まれる誤差成分を除去した出力ロール径データＤ（ｎ）を得ることができる。
【００１０】
【特許文献１】特開平９−３０９６５２号公報
【特許文献２】特開平４−６６４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように、図１２に示した従来のロール制御装置は、搬送ロール８側の負荷変動を検出し、送り出しロール２側の張力補正を直接行うことが可能である。しかしながら、このロール制御装置は、送り出しロール２の巻径を同定し、送り出しロール２を所望巻径にて停止させることを目的とするものではなく、また、特許文献１にはこのような技術に関する記載がない。
【００１２】
また、図１３に示した従来のロールの巻径検出方法は、搬送ロール及び送り出しロールの回転数に基づいて、送り出しロールの巻径を同定することが可能である。しかしながら、このロールの巻径検出方法は、送り出しロールの回転速度が低速であるとき、送り出しロールの巻径を演算処理する際の信号に対するノイズの比率が高くなるため、ロールの巻径誤差が生じ易くなるという問題が生じる虞がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、送り出しロールが低速で回転するときであっても、送り出しロールの巻径を正確に演算し、送り出しロールを所望巻径にて正確に停止させることが可能なロールの巻径検出方法、ロール制御方法及びロール制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は、第１の発明として、長尺状のウエブを円筒状に巻いた送り出しロールに連結する送出用電動機と、送り出しロールから送出したウエブを次工程に搬送する搬送ロールに連結する搬送用電動機とを駆動し、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するロール制御装置における送り出しロールの巻径検出方法において、（ｎ−１）（ｎは正の整数とする）時点における送り出しロールの巻径同定値を演算する第１のステップと、逐次最小二乗法を適用し、（ｎ−１）時点における巻径同定値とｎ時点における巻径同定値との間の巻径偏差を演算する第２のステップと、（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値に巻径偏差を加算し、ｎ時点における送り出しロールの巻径同定値を求める第３のステップと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、好適には、第２の発明として、前記第２のステップは、送り出しロールの巻径を同定演算し始めてから収束するまでの収束速度を定める巻径同定ゲイン定数を設定するステップと、０時点における送り出しロールの巻径同定値を、初期径として設定するステップと、ｎ時点における送り出しロールの回転速度を検出するステップと、巻径同定ゲイン定数とｎ時点における送り出しロールの回転速度とに基づいて、巻径同定ウエイトを演算するステップと、ｎ時点におけるウエブのライン速度を検出するステップと、（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値にｎ時点における送り出しロールの回転速度を乗算し、仮想ライン速度を求め、当該仮想ライン速度をｎ時点におけるウエブのライン速度から減算し、ライン速度差を求めるステップと、ライン速度差に巻径同定ウエイトを乗算し、巻径偏差を求めるステップと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第３の発明として、さらに、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値を演算する第４のステップと、逐次最小二乗法を適用し、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値とｎ時点におけるウエブ厚同定値との間の偏差を、ｎ時点におけるウエブ厚偏差として演算する第５のステップと、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値にウエブ厚偏差を加算し、ｎ時点におけるウエブ厚同定値を求める第６のステップと、を備えることを特徴とする。
【００１７】
さらに、好適には、第４の発明として、前記第５のステップは、０時点におけるウエブ厚同定値を初期ウエブ厚として設定するステップと、ｎ時点における送り出しロールの回転速度に基づいて、送り出しロールの回転量を演算するステップと、ウエブ厚を同定演算し始めてから収束するまでの収束速度を定めるウエブ厚同定ゲイン定数を設定するステップと、ウエブ厚同定ゲイン定数とｎ時点における送り出しロールの回転量とに基づいてウエブ厚同定ウエイトを演算するステップと、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値に、ｎ時点における送り出しロールの回転量を乗算して仮想ウエブ厚を求め、初期径からｎ時点における巻径同定値を減算して厚さを求め、前記厚さから仮想ウエブ厚を減算してウエブ厚差を求めるステップと、ウエブ厚差にウエブ厚同定ウエイトを乗算し、ウエブ厚偏差を求めるステップと、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、第５の発明として、さらに、送り出しロールを停止させる巻径位置である残径を設定する第７のステップと、ウエブの最大ライン速度と最大ライン速度から減速し停止するまでに要する時間である残径送り出し時間とに基づいて、残径送り出し量を演算する第８のステップと、残径、残径送り出し量及びｎ時点におけるウエブ厚同定値に基づいて、残径補正量を演算する第９のステップと、を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、第６の発明として、長尺状のウエブを円筒状に巻いた送り出しロールに連結する送出用電動機と、送り出しロールから送出したウエブを次工程に搬送する搬送ロールに連結する搬送用電動機とを駆動し、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するロール制御方法において、前記第７のステップにより設定した残径に、第８のステップにより演算した残径補正量を加算し、残径送り出し径を求めるステップと、残径送り出し径と、前記第３のステップにより求めたｎ時点における送り出しロールの巻径同定値である現在径とを比較し、現在径が残径送り出し径に等しいときに、搬送用電動機及び送出用電動機を減速させ、かつ、現在径が残径に等しいときに搬送用電動機及び送出用電動機を停止させるように、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するステップと、を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、第７の発明として、長尺状のウエブを円筒状に巻いた送り出しロールに連結する送出用電動機と、送り出しロールから送出したウエブを次工程に搬送する搬送ロールに連結する搬送用電動機とを駆動し、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するロール制御装置において、（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値とｎ時点における送り出しロールの巻径偏差とに基づいて、ｎ時点における送り出しロールの巻径同定値を演算する巻径同定演算手段と、前記巻径同定演算手段により演算されたｎ時点における送り出しロールの巻径同定値、０時点における送り出しロールの巻径同定値である初期径、０時点におけるウエブ厚同定値である初期ウエブ厚、ｎ時点における送り出しロールの回転速度に基づいて演算した送り出しロール回転量、及び、ウエブ厚を同定演算し始めてから収束するまでの収束速度を定めるウエブ厚同定ゲイン定数に基づいて、ウエブ厚同定値を演算するウエブ厚同定値演算手段と、ウエブの最大ライン速度と当該最大ライン速度から減速し停止するまでに要する時間である残径送り出し時間とに基づいて残径送り出し量を演算し、当該残径送り出し量、送り出しロールを停止させる巻径位置である残径、及び、前記ウエブ厚同定値演算手段により演算されたウエブ厚同定値に基づいて、送り出しロールの残径に対する残径補正量を演算する残径補正量演算手段と、前記残径と残径補正量演算手段により演算された残径補正量とを加算し、残径送り出し径を求める加算手段と、前記加算手段により求められた残径送り出し径と、前記巻径同定演算手段により演算されたｎ時点における送り出しロールの巻径同定値である現在径とを比較し、現在径が残径送り出し径に比べて大きいとき、リセット信号をオンし、現在径が残径送り出し径に比べて等しいとき、又は小さいとき、リセット信号をオフする比較手段と、前記比較手段によりリセット信号がオンのとき、残径送り出し量を最大ライン速度で正規化した正規化残径送り出し量を初期値とし、当該初期値に対応するライン速度基準を搬送ロールの周速指令信号として出力し、前記リセット信号がオフのとき、前記正規化残径送り出し量から正規化ライン速度に基づく距離信号を減算して差信号を求め、当該差信号に基づいて、送り出しロールの現在径が残径に到達したときに搬送ロールが停止するように、前記搬送ロールを減速するための周速指令信号を出力する周速指令生成手段と、前記周速指令生成手段により出力された周速指令信号及び前記搬送用電動機の実速度信号を入力し、前記周速指令信号に基づいて搬送用電動機の回転速度に対応する換算速度指令信号を生成し、前記換算速度指令信号から実速度信号を減算して速度偏差を求め、当該速度偏差に予め設定された速度ゲイン定数を乗算し、トルク指令を出力する速度制御手段と、前記速度制御手段により出力されたトルク指令及び前記搬送用電動機の巻線に流れる実電流信号を入力し、前記トルク指令に見合う電流指令信号から実電流信号を減算し、電流偏差を出力する電流制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
さらに、好適には、第８の発明として、前記周速指令生成手段は、前記正規化残径送り出し量を設定する正規化残径送り出し量設定手段と、前記リセット信号がオンのとき、前記正規化残径送り出し量を初期値として出力し、前記リセット信号がオフのとき、正規化ライン速度に基づく長さ相当値を入力し、初期値である正規化残径送り出し量から前記長さ相当値を減算し、第１の値として出力するカウンタと、前記カウンタにより出力された第１の値に前記正規化残径送り出し量の逆数を乗算し、第２の値として出力する乗除算器と、前記乗除算器により出力された第２の値に応じて非線形状に変化する非線形信号を出力する非線形関数器と、前記非線形関数器により出力された非線形信号及び予め設定されたライン速度基準信号を入力し、前記非線形信号の値がライン速度基準信号の値に比べて等しいとき、又は大きいとき、正規化ライン速度信号としてライン速度基準信号を出力し、前記非線形信号の値がライン速度基準信号の値に比べて小さいとき、正規化ライン速度信号として非線形信号を出力するリミッタと、前記リミッタにより出力された正規化ライン速度信号を入力し、前記正規化ライン速度信号として非線形信号を入力してから前記残径送り出し時間だけ経過すると、最大ライン速度からゼロのライン速度まで変化する正規化周速指令信号を出力するランプ関数器と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、送り出しロールの回転速度を検出し、かつ、逐次最小二乗法を適用することにより、送り出しロールの巻径を同定することができる。これによって、送り出しロールの速度が低速で回転するときでも、送り出しロールの巻径を自動的に同定し、かつ、送り出しロールの巻径を演算する処理を滑らかに中止することができる。つまり、本発明によれば、送り出しロールの速度が低速で回転するときでも、送り出しロールの巻径を正確に演算することができ、送り出しロールを所望巻径にて正確に停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
〔ロール制御装置の構成〕
まず、本発明に係るロール制御装置の構成について説明する。図１は、本発明に係るロール制御装置を送り出し装置に適用した場合の概念図である。送り出し装置６１は、図１に示すように、送り出しロール２、送出用電動機９８、パルスジェネレータ６３、搬送ロール８、搬送用電動機９７、パルスジェネレータ６５、ピンチロール６２、張力検出器６、負荷検出回路（電流検出器に相当する。）１４、ロール制御装置６４、駆動回路９９及び駆動回路１００を備える。ここで、Ｖ１及びＶ２は搬送ロール８及び送り出しロール２の出口側におけるウエブ１のライン速度（Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖとする。）、ｒ１は搬送ロール８の半径、ｒ２は送り出しロール２の巻半径（以下、送り出しロール２の巻径という。）、ω１及びω２は搬送ロール８及び送り出しロール２の回転速度をそれぞれ示す。なお、送り出しロール２、搬送ロール８、張力検出器６及び負荷検出回路１４は、前述したので説明を省略する。以下、説明を簡単にするため、両ロール２，８と各電動機９７，９８との間の減速比を１とする。
【００２４】
送出用電動機９８は、送り出しロール２を駆動する電動機である。パルスジェネレータ６３は、送出用電動機９８の回転数を検出する検出器であり、送出用電動機９８の回転軸に継手を介し、機械的に結合する。搬送用電動機９７は、搬送ロール８を駆動する電動機である。パルスジェネレータ６５は、パルスジェネレータ６３と同様に、搬送用電動機９７の回転数を検出する検出器であり、搬送用電動機９７の回転軸に継手を介し、機械的に結合する。ピンチロール６２は、ウエブ１を搬送ロール８に圧接させるロールであり、ウエブ１を搬送するための駆動力をウエブ１に与えるロールである。
【００２５】
ロール制御装置６４は、張力設定器５、張力制御部６７、ＣＰＵ（中央処理装置）６８及び搬送ロール制御装置６６を備える。張力設定器５は、前述したので説明を省略する。張力制御部６７は、送出用電動機９８の回動を制御するために、送り出しロール２と搬送ロール８との間にあるウエブ１にかかる張力を制御する制御信号Ｃ２を駆動回路１００に出力する。つまり、張力制御部６７は、例えば、減算器（図示せず）及び張力制御器（図示せず）を備えている。減算器（図示せず）は、基本的に張力設定器５により設定された張力設定値と張力検出器６により検出された張力検出値とを入力し、張力設定値から張力検出値を減算し、演算の結果により、得られる張力偏差を張力制御器（図示せず）に出力する。張力制御器（図示せず）は、張力偏差を入力し、張力偏差に基づく制御信号Ｃ２を駆動回路１００に出力する。
【００２６】
ＣＰＵ６８は、巻径及び残径補正量演算部９３及び周速指令演算部９４を備える。図２は、送り出しロールにおけるウエブ厚、残径、残径補正量、残径送り出し径及び初期径の関係を示す図である。ここで、δはウエブ厚、ｒｍａｘは送り出しロール２の最大巻半径(以下、初期径という。)、ｒ０は残径（送り出しロール２の目標停止位置における巻径に相当する）、Δｒは後述する残径補正量、Ｒは残径送り出し径（残径ｒ０に後述する残径補正量Δｒを加算し、得られる半径に相当する。）をそれぞれ示す。
【００２７】
図３は、本発明に係るロール制御装置におけるＣＰＵを構成する巻径及び残径補正量演算部を示す制御ブロック図である。巻径及び残径補正量演算部９３は、図３に示すように、巻径同定ゲイン定数設定器（図示せず）、巻径同定ウエイト演算器７８、初期径設定器８０、巻径同定演算器８１、初期ウエブ厚設定器８２、ウエブ厚同定ゲイン定数設定器（図示せず）、ウエブ厚同定ウエイト演算器１０１、ウエブ厚同定演算器８３、残径送り出し時間設定器８４、最大ライン速度設定器８５、残径設定器８６及び残径補正量演算器８７を備える。
【００２８】
巻径同定ゲイン定数設定器（図示せず）は、後述する巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）を設定する設定器である。巻径同定ウエイト演算器７８は、パルスジェネレータ６３による送出用電動機９８の回転速度ωｍ２に基づくｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）とを入力し、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）とを後述する式（１）のＢ／Ｃに代入し、演算の結果により、得られる巻径同定ウエイト（Ｂ／Ｃ）を巻径同定演算器８１に出力する。初期径設定器８０は、図２に示す初期径ｒｍａｘを設定する設定器であり、初期径ｒｍａｘを巻径同定演算器８１及びウエブ厚同定演算器８３に出力する。
【００２９】
巻径同定演算器８１は、ｎ時点におけるライン速度Ｖ（ｎ）と、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、初期径ｒｍａｘと巻径同定ウエイトとを入力し、ｎ時点におけるライン速度Ｖ（ｎ）と、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、初期径ｒｍａｘと、巻径同定ウエイトとを後述する式（１）に代入し、演算の結果により、得られるｎ時点における送り出しロール２の巻径ｒ２の推定値（以下、巻径同定値という。）ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）をウエブ厚同定演算器８３に出力する。但し、ｎは正の整数である。ここで、ｎ＝１であるとき、Ａ＝ｒ２＿ＨＡＴ（０）＝ｒｍａｘとする。つまり、ｎ＝１のとき、送り出しロール２の巻径同定値を初期径ｒｍａｘとする。また、ライン速度Ｖ（ｎ）は、搬送ロール８の半径ｒ１に搬送ロール８の回転速度ω１（ｎ）を乗算し、演算の結果により、得られる値とする。
【００３０】
初期ウエブ厚設定器８２は、送り出しロール２の初期径ｒｍａｘにおけるウエブ厚（初期ウエブ厚δｉ）を設定する設定器であり、初期ウエブ厚δｉをウエブ厚同定演算器８３に出力する。初期ウエブ厚δｉを設定するのはウエブ１の材料の種類によってウエブ厚が一様でないからである。ウエブ厚同定ゲイン定数設定器（図示せず）は、後述するウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）を設定する設定器である。
【００３１】
ウエブ厚同定ウエイト演算器１０１は、ｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）とを入力し、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）に基づく後述する回転量演算部９５による回転量θ／２πとウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）とを式（７）のＦ／Ｇに代入し、演算の結果により、得られるウエブ厚同定ウエイトをウエブ厚同定演算器８３に出力する。
【００３２】
ウエブ厚同定演算器８３は、送り出しロール２の巻径を同定する場合と同様に、ウエブ厚同定ウエイト演算器１０１によるウエブ厚同定ウエイトと、パルスジェネレータ６３に基づくｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、ｎ時点における巻径同定演算器８１による送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）と、初期径設定器８０による初期径ｒｍａｘと、初期ウエブ厚設定器８２による初期ウエブ厚δｉとを入力し、ウエブ厚同定ウエイトと、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）と、初期径ｒｍａｘと、初期ウエブ厚δｉとを後述する式（７）及び式（８）に代入し、演算の結果により、得られるｎ時点におけるウエブ厚δの推定値（以下、ウエブ厚同定値という。）δ＿ＨＡＴ（ｎ）を残径補正量演算器８７に出力する。
【００３３】
残径送り出し時間設定器８４は、後述する図９に示す残径送り出し時間ｔａを設定する設定器であり、残径送り出し時間ｔａを残径補正量演算器８７に出力する。最大ライン速度設定器８５は、後述するウエブ１の最大ライン速度ＶＬｍａｘを設定する設定器であり、最大ライン速度ＶＬｍａｘを残径補正量演算器８７に出力する。残径設定器８６は、残径ｒ０を設定する設定器であり、残径ｒ０を残径補正量演算器８７に出力する。
【００３４】
残径補正量演算器８７は、ウエブ厚同定演算器８３によるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）と、残径送り出し時間設定器８４による残径送り出し時間ｔａと、最大ライン速度設定器８５による最大ライン速度ＶＬｍａｘと、残径設定器８６による残径ｒ０とを入力し、先ず、最大ライン速度ＶＬｍａｘと残径送り出し時間ｔａとを後述する式（９）に代入し、残径送り出し量ＰＯを演算する。次に、残径補正量演算器８７は、残径送り出し量ＰＯと、ウエブ厚δの代わりにウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）と、残径ｒ０とを後述する式（１３）に代入し、演算の結果により、得られる残径補正量Δｒを加算器（図示せず）に出力する。そして、加算器（図示せず）は、残径補正量演算器８７による残径補正量Δｒと残径設定器８６による残径ｒ０とを加算し、演算の結果により、得られる残径送り出し径Ｒを、後述する図４に示す周速指令演算部９４の比較器７２に出力する。
【００３５】
このように、巻径及び残径補正量演算部９３は、巻径同定演算器８１により演算された巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）（送り出しロール２の現在径ｒ２に相当する。）、及び加算器（図示せず）により加算された残径送り出し径Ｒを周速指令演算部９４に出力する。
【００３６】
図４は、本発明に係るロール制御装置におけるＣＰＵを構成する周速指令演算部を示す制御ブロック図である。ここで、比較器７２の出力端子に表示したＧＴＲは、比較器７２が送り出しロール２の現在径ｒ２と残径送り出し径Ｒとを比べて、現在径ｒ２が残径送り出し径Ｒより大きいときにオン動作してリセット信号を出力することを示し、リミッタ７６の入力端子であるＬＰは、リミッタ７６の上限値の信号を入力する端子であり、リミッタ７６の入力端子であるＩＮは、リミッタ７６の制限を受ける信号を入力する端子である。
【００３７】
周速指令演算部９４は、図４に示すように、比較器７２、カウンタ７３、演算器７４、非線形関数器７５、リミッタ７６及びランプ関数器７７を備える。比較器７２は、残径送り出し径Ｒと送り出しロール２の現在径ｒ２とを入力し、現在径ｒ２が残径送り出し径Ｒに比べて大きいとき、カウンタ７３に出力するリセット信号をオンする。また、現在径ｒ２が残径送り出し径Ｒに比べて等しいとき、又は小さいとき、リセット信号をオフする。
【００３８】
カウンタ７３は、比較器７２からの出力信号であるリセット信号がオンのとき、正規化残径送り出し量ＰＯ＿ＢＡＲであるｔａ／２（以下、正規化残径送り出し量ｔａ／２という。）を初期値として入力し、正規化残径送り出し量ｔａ／２を演算器７４に出力する。ここで、正規化残径送り出し量ｔａ／２は、後述する式（９）に示すように、残径送り出し量ＰＯを最大ライン速度ＶＬｍａｘで除算した値である。また、比較器７２からの出力信号であるリセット信号がオフのとき、最大ライン速度ＶＬｍａｘで回転する送り出しロール２を残径ｒ０で停止させるため、正規化周速設定信号Ｖ＿ＢＡＲ＿ＺＥＲＯとする“０”信号と正規化ライン速度Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌに基づく長さ相当値とを入力し、初期値である正規化残径送り出し量ｔａ／２から正規化ライン速度Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌに基づく長さ相当値を減算し、演算の結果により、得られる第１の値を演算器７４に出力する。ここで、カウンタ７３により出力される第１の値は、そのスキャン毎の減算処理により、徐々に減少する。また、正規化ライン速度Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌは、ライン速度Ｖを最大ライン速度ＶＬｍａｘで除算した値である。
【００３９】
演算器７４は、カウンタ７３から第１の値を入力し、この第１の値に２／ｔａを乗算し、演算の結果により、得られる第２の値を非線形関数器７５に出力する。非線形関数器７５は、演算器７４から第２の値を入力し、この第２の値を非線形関数によって変換し、演算の結果により、得られる非線形信号をリミッタ７６の上限値に出力する。
【００４０】
リミッタ７６は、非線形関数器７５から非線形信号を入力し、ライン速度基準値Ｖｒｅｆを入力し、前記非線形信号をリミッタ７６のリミッタ上限値として、リミッタ上限値がライン速度基準値Ｖｒｅｆに比べて大きいとき、ライン速度基準値Ｖｒｅｆを正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌとしてランプ関数器７７及びカウンタ７３に出力する。また、リミッタ上限値がライン速度基準値Ｖｒｅｆに比べて等しいとき、又は小さいとき、前記非線形信号を正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌとしてランプ関数器７７及びカウンタ７３に出力する。
【００４１】
ランプ関数器７７は、リミッタ７６から正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌを入力し、入力信号である正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌのレベル変化に対応して、出力信号である正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊が新しい入力信号の値の方向に傾斜するように、正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を、後述する図５に示す搬送ロール制御装置６６の速度変換器９６に出力する。例えば、ランプ関数器７７は、ステップ状に変化する正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌを入力すると、ランプ状に傾斜する正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を出力する。
【００４２】
図５は、本発明に係るロール制御装置における搬送ロール制御装置を示す制御ブロック図である。搬送ロール制御装置６６は、一般的に知られている制御装置であるので概略を説明する。搬送ロール制御装置６６は、図５に示すように、速度変換器９６、減算器８８、速度制御器８９、減算器９０及び電流制御器９１を備える。搬送ロール制御装置６６は、送り出しロール２が、図２に示した初期径ｒｍａｘの位置状態から回転し始め、残径ｒ０で停止することができるように、搬送用電動機９７を速度及びトルク制御する。つまり、搬送ロール制御装置６６は、図１に示したパルスジェネレータ６５による搬送用電動機９７の回転数を微分器（図示せず）によって時間微分し、演算の結果により、得られる搬送用電動機９７の実回転速度である速度帰還信号ωｍ１を後述する速度指令ωｍ１＊に一致するように、搬送用電動機９７を速度制御及びトルク制御する。
【００４３】
速度変換器９６は、周速指令演算部９４から正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を入力し、正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を搬送用ロール径ｒ１及び最大ライン速度ＶＬｍａｘに基づいて搬送用電動機９７の回転速度に換算し、換算結果である速度指令ωｍ１＊を減算器８８に出力する。ここで、正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊は、搬送ロール８の周速指令Ｖ＊を最大ライン速度ＶＬｍａｘで除算した値である。
【００４４】
減算器８８は、速度変換器９６からの速度指令ωｍ１＊と搬送用電動機９７の速度帰還信号ωｍ１とを入力し、速度指令ωｍ１＊から速度帰還信号ωｍ１を減算し、演算の結果により、得られる速度偏差Δωｍ１を速度制御器８９に出力する。速度制御器８９は、減算器８８から速度偏差Δωｍ１を入力し、速度偏差Δωｍ１に例えば、速度ゲイン定数Ｋｖを乗算し、演算の結果により、得られるトルク指令信号に見合う電流指令信号ｉ＊を減算器９０に出力する。
【００４５】
減算器９０は、速度制御器８９からの電流指令信号ｉ＊と搬送用電動機９７の巻線に配設された電流検出器１４に流れる電流帰還信号ｉとを入力し、電流指令信号ｉ＊から電流帰還信号ｉを減算し、演算の結果により、得られる電流偏差Δｉを電流制御器９１に出力する。電流制御器９１は、減算器９０から電流偏差Δｉを入力し、電流偏差Δｉに例えば、電流ゲイン定数を乗算し、得られる制御信号Ｃ１を駆動回路９９に出力する。
【００４６】
駆動回路９９は、搬送ロール制御装置６６から制御信号Ｃ１を入力し、制御信号Ｃ１に基づいて搬送用電動機９７を駆動する駆動電圧信号を出力する回路である。尚、図１における駆動回路１００は、張力制御部６７から制御信号Ｃ２を入力し、制御信号Ｃ２に基づいて送出用電動機９８を駆動する駆動電圧信号を出力する回路である。
【００４７】
〔ロール制御装置の動作〕
次に、図１に示したロール制御装置６４の動作について説明する。ロール制御装置６４は、送り出しロール２の巻径を同定し、さらに、搬送ロール８の周速指令を定める正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を生成するＣＰＵ６８と、搬送用電動機９７の速度及びトルクを制御する搬送ロール制御装置６６と、ウエブ１に係る張力を制御する張力制御部６７と、その目標とする張力を設定する張力設定器５とを備える。
【００４８】
初期径ｒｍａｘと、初期ウエブ厚δｉと、残径ｒ０と、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）と、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）と、残径送り出し時間ｔａと、最大ライン速度ＶＬｍａｘと、ライン速度基準値Ｖｒｅｆと、搬送ロール８の半径ｒ１と、搬送用電動機９７の実際の回転速度ωｍ１と、送出用電動機９８の実際の回転速度ωｍ２と、正規化周速設定信号Ｖ＿ＢＡＲ＿ＺＥＲＯとがＣＰＵ６８に入力すると、ＣＰＵ６８によって、搬送ロール８の正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を生成し、正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を搬送ロール制御装置６６に出力する。
【００４９】
正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊と、パルスジェネレータ６５に基づく搬送用電動機９７の実際の回転速度ωｍ１と、搬送用電動機９７の巻線に流れる実際の電流信号である電流帰還信号ｉとが搬送ロール制御装置６６に入力すると、搬送ロール制御装置６６によって、搬送用電動機９７の速度及びトルクを制御するための制御信号Ｃ１を生成し、制御信号Ｃ１を駆動回路９９に出力する。制御信号Ｃ１が駆動回路９９に入力すると、駆動回路９９によって、駆動用電圧信号を生成する。この駆動用電圧信号が搬送用電動機９７に印加すると、搬送用電動機９７の速度及びトルクがそれぞれの目標値になるように制御され、搬送ロール８の回転速度ω１を目標速度に一致させることができる。つまり、ロール制御装置６４は、ＣＰＵ６８及び搬送ロール制御装置６６により、ウエブ１のライン速度Ｖを正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊なる目標値に一致させることができる。
【００５０】
一方、張力設定器５による張力設定値と、張力検出器６による張力検出値とが張力制御部６７に入力すると、張力制御部６７によって、張力設定値から張力検出値を減算し、演算の結果により、得られる張力偏差に張力ゲイン定数を乗算し、演算の結果により、得られる信号に基づいて制御信号Ｃ２を生成し、制御信号Ｃ２を駆動回路１００に出力する。制御信号Ｃ２が駆動回路１００に入力すると、駆動回路１００によって、駆動用電圧信号を生成する。この駆動用電圧信号が送出用電動機９８に印加すると、送出用電動機９８のトルクが制御され、ウエブ１の張力検出値を張力設定値に一致させることができる。つまり、ロール制御装置６４は、張力設定器５及び張力制御部６７により、ウエブ１の張力検出値を張力設定値に一致させることができる。
【００５１】
（巻径及びウエブ厚同定演算部の動作）
次に、ロール制御装置６４のＣＰＵ６８を構成する巻径及び残径補正量演算部９３の動作について説明する。図３に示すように、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）とパルスジェネレータ６３に基づく送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とが巻径同定ウエイト演算器７８に入力すると、巻径同定ウエイト演算器７８によって、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）と回転速度ω２とを後述する式（１）のＢ／Ｃに代入し、演算の結果により、得られる巻径同定ウエイトを巻径同定演算器８１に出力する。
【００５２】
巻径同定ウエイトと、ｎ時点におけるウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）と、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、初期径ｒｍａｘとが巻径同定演算器８１に入力すると、巻径同定演算器８１によって、巻径同定ウエイトと、ウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）と、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、初期径ｒｍａｘとを式（１）に代入し、演算の結果により、得られる送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）をウエブ厚同定演算器８３に出力する。これにより、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）を検出することによって、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を求めることができる。
【００５３】
ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）とパルスジェネレータ６３に基づく送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とがウエブ厚同定ウエイト演算器１０１に入力すると、ウエブ厚同定ウエイト演算器１０１によって、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）と回転速度ω２（ｎ）に基づく後述するθ（ｎ）／２πとを後述する式（７）のＦ／Ｇに代入し、演算の結果により、得られるウエブ厚同定ウエイトをウエブ厚同定演算器８３に出力する。
【００５４】
ウエブ厚同定ウエイトと、送り出しロールの回転速度ω２（ｎ）と、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）と、初期径ｒｍａｘと、初期ウエブ厚δｉとがウエブ厚同定演算器８３に入力すると、ウエブ厚同定演算器８３によって、ウエブ厚同定ウエイトと、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）と、初期径ｒｍａｘと、初期ウエブ厚δｉとを後述する式（８）に代入し、演算の結果により、得られるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を残径補正量演算器８７に出力する。これにより、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）と送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）に基づく回転量を検出することによって、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を求めることができる。
【００５５】
ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）と、残径送り出し時間ｔａと、残径ｒ０と、最大ライン速度ＶＬｍａｘとが残径補正量演算器８７に入力すると、残径補正量演算器８７によって、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）と、残径送り出し時間ｔａと、残径ｒ０と、最大ライン速度ＶＬｍａｘとを用いて、式（９）及び式（１３）の演算の結果により、得られる残径補正量Δｒを加算器（図示せず）に出力する。残径補正量Δｒと残径ｒ０とが加算器（図示せず）に入力すると、加算器（図示せず）によって、残径ｒ０に残径補正量Δｒを加算し、得られる残径送り出し径Ｒを周速指令演算部９４に出力する。これにより、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を検出することによって、残径補正量Δｒを求めることができる。
【００５６】
（周速指令演算部の動作）
次に、ロール制御装置６４のＣＰＵ６８を構成する周速指令演算部９４の動作について説明する。図１及び図４に示すように、送り出しロール２の巻径ｒ２と、加算器（図示せず）による残径送り出し径Ｒと、送り出しロール２の正規化周速設定信号Ｖ＿ＢＡＲ＿ＺＥＲＯとする“０”と、残径送り出し時間ｔａと、ライン速度基準値Ｖｒｅｆとが周速指令演算部９４に入力すると、周速指令演算部９４によって、搬送ロール８の周速指令である正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を生成し、搬送ロール制御装置６６に出力する。
【００５７】
具体的に説明すると、送り出しロール２の巻径ｒ２と残径送り出し径Ｒとが比較器７２に入力すると、比較器７２によって、送り出しロール２の巻径ｒ２と残径巻き出し径Ｒとを比較し、演算の結果により、巻径ｒ２が残径送り出し径Ｒに比べて大きいとき、カウンタ７３に出力するリセット信号をオンし、巻径ｒ２が残径送り出し径Ｒに比べて等しいとき、又は小さいとき、カウンタ７３に出力するリセット信号をオフする。
【００５８】
リセット信号と、送り出しロール２の正規化周速設定信号Ｖ＿ＢＡＲ＿ＺＥＲＯとする“０”と、正規化残径送り出し量ｔａ／２と、正規化ライン速度Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌとがカウンタ７３に入力すると、カウンタ７３によって、リセット信号がオンのとき、正規化残径送り出し量ｔａ／２を演算器７４に出力する。また、リセット信号がオフのとき、最大ライン速度ＶＬｍａｘで回転する送り出しロール２を残径ｒ０で停止させるため、送り出しロール２の正規化周速設定信号Ｖ＿ＢＡＲ＿ＺＥＲＯとする“０”と正規化ライン速度Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌとにより、カウンタ７３の初期値である正規化残径送り出し量ｔａ／２から正規化ライン速度Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌを減算し、演算の結果により、得られる第１の値を演算器７４に出力する。ここで、カウンタ７３により出力される第１の値は、そのスキャン毎の減算処理により、徐々に減少する。
【００５９】
第１の値が演算器７４に入力すると、演算器７４によって、第１の値に正規化残径送り出し量ｔａ／２を乗算し、演算の結果により、得られる第２の値を非線形関数器７５に出力する。第２の値が非線形関数器７５に入力すると、非線形関数器７５によって、第２の値を非線形関数によって変換し、演算の結果により、得られる非線形信号をリミッタ７６の上限値に出力する。これにより、送り出しロール２を一定の減速レートに従って残径ｒ０で停止させることができる。
【００６０】
非線形信号とライン速度基準値Ｖｒｅｆとがリミッタ７６に入力すると、リミッタ７６によって、非線形信号をリミッタ７６のリミッタ上限値とし、リミッタ上限値が入力信号であるライン速度基準値Ｖｒｅｆに比べて大きいとき、ライン速度基準値Ｖｒｅｆを正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌとしてランプ関数器７７及びカウンタ７３に出力し、また、リミッタ上限値がライン速度基準値Ｖｒｅｆに比べて等しいとき、又は小さいとき、非線形信号を正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌとしてランプ関数器７７及びカウンタ７３に出力する。
【００６１】
正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌがランプ関数器７７に入力すると、ランプ関数器７７によって、入力信号である正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌのレベル変化に対応して、出力信号である正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊が新しい入力信号の値の方向に傾斜するように、正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を搬送ロール制御装置６６の速度変換器９６に出力する。
【００６２】
以上の説明により、ロール制御装置６４のＣＰＵ６８を構成する巻径及び残径補正量演算部９３が、現在径ｒ２とするｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）及び残径補正量Δｒを演算し、残径送り出し径Ｒを演算する。また、周速指令演算部９４が、巻径及び残径補正量演算部９３により演算された巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）である現在径ｒ２及び残径送り出し径Ｒ等を用いて、送り出しロール２を残径ｒ０で停止させるための搬送ロール８の正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を生成する。さらに、搬送ロール制御装置６６が、周速指令演算部９４により演算された正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊等を用いて、搬送用電動機９７の速度及びトルクを制御する。これにより、搬送ロール８の速度帰還信号ωｍ１を正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊に基づく速度指令ωｍ１＊に一致させることができる。一方、ロール制御装置６４の張力制御部６７が、張力検出器６による張力検出値を張力設定器５による張力設定値に一致させるように、送出用電動機９８のトルクを制御することにより、ウエブ１にかかる所望張力を与える。
【００６３】
つまり、ロール制御装置６４は、ウエブ１に所望張力を与え、かつ、送り出しロール２の巻径ｒ２が残径送り出し径Ｒに到達したとき、ウエブ１の送り出しを最大ライン速度ＶＬｍａｘから徐々に減速させ、そして、送り出しロール２の巻径ｒ２が残径ｒ０に到達したとき、ウエブ１の送り出しを停止させることができる。すなわち、送り出しロール２を停止させることができる。
【００６４】
〔送り出しロールの巻径を同定する方法〕
次に、送り出しロール２の巻径を同定する方法について説明する。図６は、本発明に係るロール制御装置における送り出しロールの巻径を同定するための手順を示すフローチャートである。送り出しロール２の巻径ｒ２を同定する手順は、図６に示すように、先ず、初期径ｒｍａｘを設定し（ステップＳ−１）、ｎ時点におけるウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）を設定する。この場合、ライン速度Ｖ（ｎ）は、搬送ロール８の半径ｒ１に搬送ロール８の回転速度ω１を乗算し、演算の結果により、得られる値である。ここで、搬送ロール８の回転速度ω１は、パルスジェネレータ６５による回転数から微分器（図示せず）を介して得られる搬送用電動機９７の回転速度ωｍ１に基づいて求める（ステップＳ−２）。
【００６５】
そして、送り出しロール２の巻径を同定演算し始めから収束するまでの収束速度を定める巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）を設定し（ステップＳ−３）、パルスジェネレータ６３に基づく送り出しロール２の回転速度ω２を検出する（ステップＳ−４）。そして、初期径ｒｍａｘと、ｎ時点におけるウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）と、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）と、パルスジェネレータ６３に基づく送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とに基づいて、送り出しロールの巻径を同定する方法に逐次最小二乗法を適用する（ステップＳ−５）。
【００６６】
初期径ｒｍａｘと、ｎ時点におけるウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）と、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）と、パルスジェネレータ６３に基づく送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とに基づいて、“１，２，３，・・・，（ｎ−１），ｎ”の各時点における送り出しロール２の巻径偏差を演算し（ステップＳ−６）、初期径ｒｍａｘに“１，２，３，・・・，（ｎ−１），ｎ”の各時点における送り出しロール２の巻径偏差を加算する（ステップＳ−７）。そして、（ｎ−１）時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）を演算し（ステップＳ−８）、（ｎ−１）時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）とｎ時点における送り出しロール２の巻径偏差とを加算し、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を得る（ステップＳ−９）。
【００６７】
以下、送り出しロール２の巻径ｒ２を同定する方法についてさらに詳細に説明する。送り出しロール２の巻径ｒ２を同定する方法は、逐次最小二乗法による同定アルゴリズムを適用し、送り出しロール２の巻径を統計的に処理し、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を算出するものである。
【００６８】
巻径同定演算器８１は、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を、次式（１）により求める。
ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）＝Ａ＋（Ｂ×Ｄ）／Ｃ （１）
ここで、Ｂ／Ｃ及びＤは、送り出しロール２の巻径の同定ウエイト値及び特徴量をそれぞれ示す。すなわち、
Ａ＝ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）
Ｂ＝Ｐｒ（０）・ω２（ｎ）
Ｃ＝１＋Ｐｒ（０）・｛ω２（ｎ）｝２
Ｄ＝Ｖ１（ｎ）−ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）・ω２（ｎ）
とする。ここで、ω２（ｎ）はｎ時点における送り出しロール２の回転速度、Ｖ１（ｎ）はｎ時点におけるウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）をそれぞれ示す。
【００６９】
前式（１）により、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）は、（ｎ−１）時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）に巻径偏差（（Ｂ×Ｄ）／Ｃに相当する。）を加算した値であることがわかる。ここで、巻径同定ウエイトＢ／Ｃは、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）とｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とに基づいて定まり、巻径偏差は、この巻径同定ウエイトＢ／Ｃに、後述するライン速度差Ｄを乗算することにより得られる。つまり、（ｎ−１）時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）に、ｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）を乗算し、演算の結果により、得られる仮想ライン速度をｎ時点におけるウエブ１のライン速度Ｖ１（ｎ）から減算し、演算の結果により、ライン速度差Ｄを得る。そして、このライン速度差Ｄに巻径同定ウエイトＢ／Ｃを乗算することにより、巻径偏差を得ることができる。
【００７０】
ところで、前式（１）において、特に、Ｐｒ（０）・｛ω２（ｎ）｝２＞＞１である場合、前式（１）は、次式（２）に書き換えることができる。すなわち、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）は、
ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）＝ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）＋｛Ｖ（ｎ）−ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）・ω２（ｎ）｝／ω２（ｎ） （２）
となる。これにより、巻径同定演算器８１は、ウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）及び初期径ｒｍａｘ（ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）において、ｎ＝１であるとき、Ａ＝ｒ２＿ＨＡＴ（０）＝ｒｍａｘとする）に基づいて、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を求めることができる。
【００７１】
また、前式（１）において、Ｐr（０）・｛ω２（ｎ）｝２＜＜１である場合、Ｐr（０）・｛ω２（ｎ）｝２が“０”に収束するから、ω（ｎ）が“０”に収束する。したがって、ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）は、前式（１）により、
ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）＝ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１） （３）
となる。つまり、Ｐr（０）・｛ω２（ｎ）｝２＜＜１である場合、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）は、同定を進めることができない。言い換えると、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）は、送り出しロール２が自動的に停止するから、変化しなくなる。
【００７２】
以上説明した巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）を大きい値に設定すると、逐次的に同定するまでの収束時間が短くなるが、ｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）に含まれる巻径の検出誤差、ノイズあるいは量子化誤差等の悪影響を受け易くなる。結局、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）を大きい値に設定すると、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）が安定性を欠く。また、逆に、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）を小さい値に設定すると、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）が安定性を保つが、逐次的に同定するまでの収束時間が長くなる。したがって、逐次的に同定するまでの収束時間と同定の安定性とが二律背反の関係にあるため、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）は調整要素となり得る。
【００７３】
このように、巻径同定演算器８１は、初期径ｒｍａｘと、ｎ時点におけるライン速度Ｖ（ｎ）と、巻径同定ウエイト及び送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とに基づいて、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を演算することができる。また、送り出しロール２が微速又は停止状態であったとしても、すなわち、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）が０に近づいたとしても、前式（１）における巻径偏差の分母は１に近づくから前式（１）の演算を行うことができる。したがって、送り出しロール２が停止状態に近づくに従い、送り出しロール２の巻径を演算する処理を滑らかに、かつ巻径の演算精度を劣化させることなく中止することができ、送り出しロール２を滑らかにかつ自動的に停止させることができる。したがって、送り出しロール２が微速又は停止状態であっても、送り出しロール２の巻径誤差を抑制することができる。
【００７４】
〔ウエブ厚を同定する方法〕
次に、ウエブ厚を同定する方法について説明する。図７は、本発明に係るロール制御装置におけるウエブ厚を同定するための手順を示すフローチャートである。ウエブ厚を同定する手順は、図７に示すように、先ず、初期ウエブ厚δｉを設定し（ステップＳ−１０）、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）を設定し、（ステップＳ−１１）、送り出しロール２の回転速度ω２に基づいて回転量を演算する（ステップＳ−１２）。
【００７５】
そして、初期ウエブ厚δｉと、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）と、送り出しロール２の回転速度ω２に基づく回転量と、初期径ｒｍａｘと、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）とに基づいて、ウエブ厚δを同定する方法に逐次最小二乗法を適用する（ステップＳ−１３）。初期ウエブ厚δｉと、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）と、送り出しロール２の回転速度ω２に基づく回転量と、初期径ｒｍａｘと、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）とに基づいて、後述する式（７）及び（８）により、“１，２，３，・・・，（ｎ−１），（ｎ）”の各時点におけるウエブ厚偏差を演算する。（ステップＳ−１４）。
【００７６】
そして、初期ウエブ厚δｉに“１，２，３，・・・，（ｎ−１）”の各時点におけるウエブ厚偏差を加算し（ステップＳ−１５）、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）を演算する（ステップＳ−１６）。また、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）にｎ時点におけるウエブ厚偏差を加算し、ｎ時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を得る（ステップＳ−１７）。
【００７７】
以下、送り出しロール２のウエブ厚δを同定する方法についてさらに詳細に説明する。送り出しロール２のウエブ厚δを同定する方法は、逐次最小二乗法による同定アルゴリズムを適用し、送り出しロール２のウエブ厚を統計的に処理し、ｎ時点における送り出しロール２のウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を算出するものである。
【００７８】
先ず、ウエブ長Ｌは、一般に次式（４）により求めることができる。すなわち、
Ｌ＝∫ｔｒ（θ）ωｄｔ （４）
である。ここで、ｔは経過時間、ｒ（θ）は送り出しロール２の累積回転角θにおける送り出しロールの巻径（半径）、ωは送り出しロール２の回転速度、θは初期径ｒｍａｘ上のウエブ１の接点と送り出しロール２の回転中心とを結ぶ線を回転角“０”である基線とした場合の、送り出しロール２の回転に伴う基線の累積回転角をそれぞれ示す。
【００７９】
一方、巻径ｒ（θ）は次式（５）により求めることができる。すなわち、
ｒ（θ）＝ｒｍａｘ−δθ／（２π） （５）
である。ウエブ１のライン速度Ｖは、前式（５）を用いて、次式（６）により求めることができる。すなわち、ウエブ１のライン速度Ｖは、
Ｖ＝ｒ（θ）×ω＝｛ｒｍａｘ−δθ／（２π）｝×ω （６）
となる。
【００８０】
ところで、ｎ時点におけるウエブ厚δを同定する方法は、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）の場合と同様に、逐次最小二乗法を適用し、ウエブ厚を統計的に処理し、ｎ時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を算出するものである。つまり、ウエブ厚同定演算器８３は、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を、次式（７）により求める。
δ＿ＨＡＴ（ｎ）＝Ｅ＋（Ｆ×Ｈ）／Ｇ （７）
ここで、
Ｅ＝δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）
Ｆ＝Ｐδ（０）・θ（ｎ）／（２π）
Ｇ＝１＋Ｐδ（０）・｛θ（ｎ）／（２π）｝２
Ｈ＝｛ｒ（０）−ｒ（ｎ）｝−δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）・θ（ｎ）／（２π）
とする。ここで、δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）は（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値、Ｐδ（０）はウエブ厚ゲイン定数、θ（ｎ）はｎ時点における送り出しロール２の累積回転角、ｒ＿（０）は送り出しロール２の最大径（初期径に相当する）をそれぞれ示す。
【００８１】
前式（７）により、ｎ時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）は、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）にウエブ厚偏差（（Ｆ×Ｈ）／Ｇに相当する。）を加算した値であることがわかる。ここで、ウエブ厚同定ウエイトＦ／Ｇは、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）とｎ時点における送り出しロール２の累積回転角θ（ｎ）とに基づいて定まり、ウエブ厚偏差は、このウエブ厚同定ウエイトＦ／Ｇに後述するウエブ厚差Ｈを乗算することにより得られる。つまり、（ｎ−１）時点における送り出しロール２のウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）に、ｎ時点における送り出しロール２の回転量θｎ／（２π）を乗算し、演算の結果により、得られる仮想ウエブ厚を初期径ｒ（０）から減算し、さらに、ｎ時点における巻径ｒ（ｎ）を減算し、演算の結果により、ウエブ厚差Ｈを得る。そして、このウエブ厚差にウエブ厚同定ウエイトＦ／Ｇを乗算することにより、ウエブ厚偏差を得ることができる。
【００８２】
次に、送り出しロール２の巻径ｒ（ｎ）として巻径同定値ｒ＿ＨＡＴ（ｎ）を用いると、ウエブ厚同定演算器８３は、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を次式（８）により求める。すなわち、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）は、前式（７）における“Ｈ”の代わりに後述する“Ｊ”を代入し、
δ＿ＨＡＴ（ｎ）＝Ｅ＋（Ｆ×Ｊ）／Ｇ （８）
Ｊ＝｛ｒ＿ＨＡＴ（０）−ｒ＿ＨＡＴ（ｎ）｝−δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）・θ（ｎ）／（２π）
となる。
【００８３】
図８は、本発明に係るロール制御装置における回転量演算部を示す制御ブロック図である。以下、前式（７）及び（８）により送り出しロール２のθ（ｎ）／（２π）を演算する方法について説明する。回転量演算部９５は、図３に示したウエブ厚同定演算器８３に備えられ、図８に示すように、演算器６９及び積分器７０を備える。演算器６９は、ｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）を入力し、ω２（ｎ）に“１／２π”を乗算し、演算の結果により、得られる“ω２（ｎ）／２π”を積分器７０に出力する。積分器７０は、“ω２（ｎ）／２π”を入力し、“ω２（ｎ）／２π”を時間積分し、演算の結果により、得られるｎ時点における送り出しロール２の回転量θ（ｎ）／２πを出力する。これにより、回転量演算部９５は、ｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）により、ｎ時点における送り出しロール２の回転量（回転回数に相当する）θ（ｎ）／２πを演算することができる。
【００８４】
このように、ウエブ厚同定演算器８３は、初期ウエブ厚δｉと、初期径ｒｍａｘと、ｎ時点における巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）と、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）と、ｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）による回転量θ（ｎ）／（２π）とに基づいて、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を演算することができる。
【００８５】
〔送り出しロールの巻径補正量を演算する方法〕
次に、送り出しロール２の残径補正量を演算する方法について説明する。図９は、送り出し装置の最大ライン速度と、残径送り出し量と、残径送り出し時間との関係の一例を示す図である。図９において、縦軸Ｖがライン速度、横軸ｔが経過時間をそれぞれ示す。また、ＰＯは影線を施した面積に相当する残径送り出し量（長さ）、ｔａは残径送り出し時間、ＶＬｍａｘは最大ライン速度をそれぞれ示す。図９によれば、ウエブ１のライン速度Ｖは、台形状の速度分布である。つまり、ウエブ１は、時刻ゼロにおいて速度ゼロから徐々に加速し、最大ライン速度ＶＬｍａｘに達した後、所定時間だけ最大ライン速度ＶＬｍａｘを維持し、その後減速し始め、残径送り出し時間ｔａ後に速度ゼロとなり、停止する。
【００８６】
図１０は、本発明に係るロール制御装置における送り出しロールの残径補正量を同定するための手順を示すフローチャートである。送り出しロール２の残径補正量Δｒを同定する手順は、図１０に示すように、先ず、最大ライン速度ＶＬｍａｘを設定し（ステップＳ−１８）、残径送り出し時間ｔａを設定する（ステップＳ−１９）。そして、最大ライン速度ＶＬｍａｘと残径送り出し時間ｔａとに基づいて、残径送り出し量（長さ）ＰＯを演算する（ステップＳ−２０）。また、残径ｒ０を設定し（ステップＳ−２１）、残径ｒ０と、残径送り出し量（長さ）ＰＯと、ｎ時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）とに基づいて、残径補正量Δｒを演算する（ステップＳ−２２）。
【００８７】
以下、送り出しロール２の送り出しロール２の残径補正量Δｒを同定する方法についてさらに詳細に説明する。ウエブ１が残径送り出し時間ｔａの間に送り出される長さである残径送り出し量ＰＯは、次式（９）により求めることができる。すなわち、残径送り出し量ＰＯは、
ＰＯ＝ＶＬｍａｘ×ｔａ／２ （９）
となる。また、残径送り出し量ＰＯは、次式（１０）により求めることができる。すなわち、残径送り出し量ＰＯは、
ＰＯ＝（ｒ０＋Δｒ）φ−δφ２／４π （１０）
となる。ここで、φは累積回転角を示す。つまり、φは、図２に示した残径送り出し径Ｒ上のウエブ１の接点と送り出しロール２の回転中心とを結ぶ線を回転角“０”である基線とした場合に、送り出しロール２の回転に伴う基線の累積回転角を示す。
【００８８】
次に、累積回転角φは、前式（１０）から次式（１１）のようになる。
φ＝[2π（ｒ0+Δｒ）-√｛4π２・（ｒ0+Δｒ）２-4π・PO・δ｝]/δ （１１）
となる。
【００８９】
一方、残径補正量Δｒは、次式（１２）により求めることができる。すなわち、
Δｒ＝δ・φ／２π （１２）
となる。残径補正量Δｒは、式（１２）における累積回転角φに式（１１）の累積回転角φを代入し、残径補正量Δｒについて整理して２次方程式を解くと、次式（１３）のようになる。すなわち、
Δｒ＝−ｒ０＋√（ｒ０２＋ＰＯ・δ／π） （１３）
となる。
【００９０】
これにより、残径補正量演算器８７は、残径ｒ０、最大ライン速度ＶＬｍａｘ、残径送り出し時間ｔａ及びウエブ厚δに基づいて、残径補正量Δｒを求めることができる。つまり、残径ｒ０と、残径送り出し量ＰＯと、ウエブ厚δの代わりに適用したウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）とに基づいて、残径補正量Δｒを求めることができる。
【００９１】
〔送り出しロールの残径停止制御方法〕
次に、送り出しロール２の残径停止制御方法について説明する。図１１は、本発明に係るロール制御装置における残径停止制御するための概略的な手順を示すフローチャートである。残径停止制御方法は、図１１に示すように、先ず、残径ｒ０に残径補正量Δｒを加算し、残径送り出し径Ｒを得る（ステップＳ−１０１）。残径送り出し径Ｒとｎ時点における現在径ｒ２（ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）に相当する）とを比較し、演算の結果により、現在径ｒ２が残径送り出し径Ｒに等しいとき、又は小さいとき、残径停止モードに入る。つまり、搬送ロール制御装置６６は、図４に示した周速指令演算部９４による正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊と、パルスジェネレータ６５による搬送用電動機９７の回転速度ωｍ１と、負荷検出回路１４による電流帰還信号ｉとを入力し、搬送用電動機９７の速度及びトルクを制御し、また、張力制御部６７は、張力設定器５による張力設定値と張力検出器６による張力検出値とを入力し、送出用電動機９８のトルクを制御し、送り出しロール２の巻径が残径送り出し径Ｒになったときに搬送用電動機９７を減速し、残径ｒ０で停止させるように、残径停止制御モードに入り（Ｓ−１０２）、残径停止制御する（Ｓ−１０３）。
【００９２】
ライン速度Ｖがゼロになったとき、残径停止制御を停止する（Ｓ−１０４）。これにより、現在径ｒ２が残径送り出し径Ｒに比べて等しいとき、又は小さいとき、送り出しロール２を残径ｒ０の位置において、精度よく停止させることができる。
【００９３】
以上のように、本発明に係るロール制御装置６４によれば、送り出しロール２の回転速度ωｍ２を検出し、かつ、逐次最小二乗法を適用することにより、送り出しロール２の巻径ｒ２を統計的に演算することができる。これによって、送り出しロール２が低速で回転するときでも、送り出しロール２の巻径ｒ２を自動的に同定することができ、かつ、送り出しロール２の巻径ｒ２の演算を滑らかに中止することができる。つまり、本発明によれば、送り出しロール２が低速で回転するときでも、送り出しロール２の回転速度ωｍ２に含まれる巻径の検出誤差、ノイズあるいは量子化誤差等の影響を抑制した送り出しロール２の巻径ｒ２を精度よく演算することができる。さらに、送り出しロール２を所望の巻径である残径ｒ０において確実にかつ精度よく停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係るロール制御装置を送り出し装置に適用した場合の概念図である。
【図２】送り出しロールにおけるウエブ厚、残径、残径補正量、残径送り出し径及び初期径の関係を示す図である。
【図３】本発明に係るロール制御装置におけるＣＰＵを構成する巻径及び残径補正量演算部を示す制御ブロック図である。
【図４】本発明に係るロール制御装置におけるＣＰＵを構成する周速指令演算部を示す制御ブロック図である。
【図５】本発明に係るロール制御装置における搬送ロール制御装置を示す制御ブロック図である。
【図６】本発明に係るロール制御装置における送り出しロールの巻径を同定するための手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係るロール制御装置におけるウエブ厚を同定するための手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係るロール制御装置における回転量演算部を示す制御ブロック図である。
【図９】送り出し装置の最大ライン速度と残径送り出し量と残径送り出し時間との関係の一例を示す図である。
【図１０】本発明に係るロール制御装置における送り出しロールの残径補正量を同定するための手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係るロール制御装置における残径停止制御の概略的な手順を示すフローチャートである。
【図１２】従来のロール制御装置を説明する制御ブロック図である。
【図１３】従来のロール巻径制御方法を説明する制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ シート材（ウエブ）
２ 送り出しロール
３ 送り出しロール駆動装置
４ 送り出しロール制御装置
５ 張力設定器
６ 張力検出器
７ 張力制御回路
８ 搬送ロール
９ 搬送ロール駆動装置
１０，６６ 搬送ロール制御装置
１１ 速度設定器
１２ 速度検出器
１３ 速度制御回路
１４ 負荷検出回路
１５ 負荷変動検出回路
１６ 許容変化量設定回路
１７ 比較回路
１８ 張力補正回路
２１ 第１の回転検出手段
２２ 第２の回転検出手段
２３ ロール径算出手段
２４ 帰還手段
２５ 差分算出手段
２６ 平均値算出手段
２７ 出力ロール径算出手段
３１ マスタロール
３２ 巻戻しロール
６１ 送り出し装置
６２ ピンチロール
６３，６５ パルスジェネレータ
６４ ロール制御装置
６７ 張力制御部
６８ ＣＰＵ
６９ 演算器
７０ 積分器
７１ 減算器
７２ 比較器
７３ カウンタ
７４ 演算器（除乗算器）
７５ 非線形関数器
７６ リミッタ
７７ ランプ関数器
７８ 巻径同定ウエイト演算器
７９ ライン速度設定器
８０ ロール最大径設定器
８１ 巻径同定演算器
８２ 初期ウエブ厚設定器
８３ ウエブ厚同定演算器
８４ 残径巻出し時間設定器
８５ 最大ライン速度設定器
８６ 残径設定器
８７ 残径補正量演算器
８８，９０ 減算器
８９ 速度制御器
９１ 電流制御器
９３ 巻径及び残径補正量演算部
９４ 周速指令演算部
９５ 回転量演算部
９６ 速度変換器
９７ 搬送ロール用電動機（搬送用電動機）
９８ 送り出しロール用電動機（送出用電動機）
９９ 駆動回路
１００ 駆動回路
１０１ ウエブ厚同定ウエイト演算器
Ｖ１ 搬送ロール側ライン速度
Ｖ，Ｖ（ｎ） ライン速度
ｒ１ 搬送ロールの半径、
ｒ２ 送り出しロールの現在径
ω１ 搬送ロールの回転速度
ω２ 送り出しロールの回転速度
δ ウエブ厚
δｉ 初期ウエブ厚
ｒ０ 残径
Δｒ 残径補正量
Ｒ 残径送り出し径
ｒｍａｘ 初期径
ωｍ１ 搬送用電動機の実速度（速度帰還信号）
ωｍ１＊ 搬送用電動機の速度指令
Δωｍ１ 搬送用電動機の速度偏差
Ｖ＿ＢＡＲ＊ 正規化周速指令
Ｋｖ 速度ゲイン定数
ｉ＊ 電流指令信号
ｉ 電流帰還信号
Δｉ 電流偏差
Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌ 正規化ライン速度
Ｖ＿ＢＡＲ＊ 正規化周速指令
ｔａ 残径送り出し時間
Ｖｒｅｆ ライン速度基準値
Ｖ＿ＢＡＲ＿ＺＥＲＯ 正規化周速設定信号
ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ） ｎ時点における送り出しロールの巻径同定値
δ＿ＨＡＴ（ｎ） ｎ時点におけるウエブ厚同定値
Ｐｒ（０） 巻径同定ゲイン定数
Ｐδ（０） ウエブ厚同定ゲイン定数
ｔ 経過時間
θ 累積回転角（原点が初期径上）
φ 累積回転角（原点が残径送り出し径上）
ｒ（θ） 累積回転角θにおける送り出しロールの巻径
ＶＬｍａｘ ウエブの最大ライン速度
ＰＯ 残径送り出し量
ＰＯ＿ＢＡＲ 正規化残径送り出し量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロールの巻径検出方法、ロール制御方法及びロール制御装置に関し、特に、ウエブを送り出す装置により送り出しロールの巻径を検出するロールの巻径検出方法、送り出しロールを所望巻径で停止するように制御するロール制御方法及びロール制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シート材（ウエブに相当する。）を送出して搬送するロール制御装置として、特許公報１に記載のものが知られている。このロール制御装置は、図１２に示すように、搬送ロール駆動装置９の負荷量設定値を予め定める許容変化量設定回路１６及び負荷量設定値と負荷量実測値とを比較し許容変化量以上の負荷変動値に対応した補正信号を出力する比較回路１７を有する負荷変動検出回路１５と、補正信号によって張力制御回路７からの張力制御信号を補正する張力補正回路１８とを備えたことを特徴とする。詳しく説明すると、図１２において、送り出しロール２は、シート材１を送り出すロールであり、送り出されたシート材１は、搬送ロール８によって次工程に搬送される。張力設定器５は、シート材１に働く張力を予め定める装置であり、張力検出器６は、シート材１に働く張力を検出する装置である。
【０００３】
張力制御回路７は、張力設定器５及び張力検出器６に接続されて、張力検出器６で検出した張力検出値と張力設定器５で設定した張力設定値とを比較して張力制御信号を出力する回路である。
【０００４】
負荷検出回路１４は、搬送ロール８を駆動する搬送ロール駆動装置９の負荷量実測値に対応した信号を出力する装置であり、搬送ロール駆動装置９を制御する搬送ロール制御装置１０は、搬送ロール駆動装置９の回転速度を検出する速度検出器１２からの速度信号と速度設定器１１からの速度設定値とを比較して速度制御信号を出力する速度制御回路１３によって制御される。
【０００５】
負荷変動検出回路１５は、許容変化量設定回路１６と比較回路１７とから構成され、許容変化量設定回路１６は、搬送ロール駆動装置９の負荷量設定値を予め定める回路であり、比較回路１７は、許容変化量設定回路１６と負荷検出回路１４とに接続され、許容変化量設定回路１６から出力される負荷量設定値と負荷検出回路１４から出力される負荷量実測値とを比較し、許容変化量以上の負荷変動量に対応した補正信号を出力する回路である。
【０００６】
張力補正回路１８は、張力制御回路７と負荷変動検出回路１５とに接続され、負荷変動検出回路１５の比較回路１７から出力される補正信号によって張力制御回路７から出力される張力制御信号を補正する回路である。そして、送り出しロール駆動装置３は、送り出しロール制御装置４を介して張力補正回路１８から出力される張力補正信号によって、送り出しロール２を駆動する。なお、送り出しロール駆動装置３は、送り出しロール２に機械的に連結され、送り出しロール２を回動する装置である。そして、送り出しロール制御装置４は、送り出しロール駆動装置３の回動を制御することにより、送り出すシート材１の張力を制御する装置である。
【０００７】
すなわち、図１２に示すロール制御装置は、負荷検出回路１４が、搬送ロール８の負荷変動を検出して、その負荷に対応した信号を出力し、負荷変動検出回路１５が、負荷検出回路１４の出力信号を受けて、予め定められた許容変化量以上の負荷変動値に対応した補正信号を次段の張力補正回路１８に出力し、張力補正回路１８が、負荷変動検出回路１５からの補正信号と、張力制御回路７からの張力制御信号すなわち送り出しロール２の張力基準信号とを突き合わせ、この送り出しロール２の張力基準信号を搬送ロール８の負荷変動量に対応して補正する。ここで、送り出しロール２の張力基準信号は、張力設定器５の設定信号と張力検出器６の出力信号とを張力制御回路７により比較演算された信号である。そして、張力補正回路１８が、張力制御回路７からの張力基準信号を負荷変動検出回路１５からの補正信号によって補正し、張力補正信号を送り出しロール制御装置４に出力する。このようにして、送り出しロール制御装置４は、張力補正回路１８からの張力補正信号によって送り出しロール駆動装置３の回動を制御することにより、送り出しロール２により送り出されるシート材１の張力を、張力設定器５で定めた送り出し張力に制御する。
【０００８】
また、送り出しロールの巻径を同定するロールの巻径検出方法として、特許文献２に記載のものが知られている。このロールの巻径検出方法は、図１３に示すように、第１の回転検出手段２１が、マスタロール（搬送ロールに相当する。）３１の回転数を検出し、第２の回転検出手段２２が、巻き戻しロール（送り出しロールに相当する。）３２の回転数を検出するものである。
【０００９】
ロール径算出手段２３は、これら第１及び第２の回転検出手段２１，２２で得られる回転数データから、巻き戻しロール３２のロール径データｄ（ｎ）を算出する。帰還手段２４は、出力側の出力ロール径データＤ（ｎ）を入力側に帰還する。差分算出手段２５は、ロール径算出手段２３により算出される各サンプリング時刻のロール径データｄ（ｎ）と、帰還手段２４により帰還される出力ロール径データＤ（ｎ）との間の差分を算出する。平均値算出手段２６は、差分算出手段２５で得られる各々のサンプリング時刻における差分データΔｄ（ｎ）の平均値Δｄ（ａｖ）を求める。出力ロール径算出手段２７は、平均値算出手段２６により算出される差分データΔｄ（ｎ）の平均値Δｄ（ａｖ）が所定値以下となるような出力ロール径データＤ（ｎ）を算出する。これにより、各サンプル値に含まれる誤差成分を除去した出力ロール径データＤ（ｎ）を得ることができる。
【００１０】
【特許文献１】特開平９−３０９６５２号公報
【特許文献２】特開平４−６６４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように、図１２に示した従来のロール制御装置は、搬送ロール８側の負荷変動を検出し、送り出しロール２側の張力補正を直接行うことが可能である。しかしながら、このロール制御装置は、送り出しロール２の巻径を同定し、送り出しロール２を所望巻径にて停止させることを目的とするものではなく、また、特許文献１にはこのような技術に関する記載がない。
【００１２】
また、図１３に示した従来のロールの巻径検出方法は、搬送ロール及び送り出しロールの回転数に基づいて、送り出しロールの巻径を同定することが可能である。しかしながら、このロールの巻径検出方法は、送り出しロールの回転速度が低速であるとき、送り出しロールの巻径を演算処理する際の信号に対するノイズの比率が高くなるため、ロールの巻径誤差が生じ易くなるという問題が生じる虞がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、送り出しロールが低速で回転するときであっても、送り出しロールの巻径を正確に演算し、送り出しロールを所望巻径にて正確に停止させることが可能なロールの巻径検出方法、ロール制御方法及びロール制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は、第１の発明として、長尺状のウエブを円筒状に巻いた送り出しロールに連結する送出用電動機と、送り出しロールから送出したウエブを次工程に搬送する搬送ロールに連結する搬送用電動機とを駆動し、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するロール制御装置における送り出しロールの巻径検出方法において、（ｎ−１）（ｎは正の整数とする）時点における送り出しロールの巻径同定値を演算する第１のステップと、逐次最小二乗法を適用し、（ｎ−１）時点における巻径同定値とｎ時点における巻径同定値との間の巻径偏差を演算する第２のステップと、（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値に巻径偏差を加算し、ｎ時点における送り出しロールの巻径同定値を求める第３のステップと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、好適には、第２の発明として、前記第２のステップは、送り出しロールの巻径を同定演算し始めてから収束するまでの収束速度を定める巻径同定ゲイン定数を設定するステップと、０時点における送り出しロールの巻径同定値を、初期径として設定するステップと、ｎ時点における送り出しロールの回転速度を検出するステップと、巻径同定ゲイン定数とｎ時点における送り出しロールの回転速度とに基づいて、巻径同定ウエイトを演算するステップと、ｎ時点におけるウエブのライン速度を検出するステップと、（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値にｎ時点における送り出しロールの回転速度を乗算し、仮想ライン速度を求め、当該仮想ライン速度をｎ時点におけるウエブのライン速度から減算し、ライン速度差を求めるステップと、ライン速度差に巻径同定ウエイトを乗算し、巻径偏差を求めるステップと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第３の発明として、さらに、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値を演算する第４のステップと、逐次最小二乗法を適用し、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値とｎ時点におけるウエブ厚同定値との間の偏差を、ｎ時点におけるウエブ厚偏差として演算する第５のステップと、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値にウエブ厚偏差を加算し、ｎ時点におけるウエブ厚同定値を求める第６のステップと、を備えることを特徴とする。
【００１７】
さらに、好適には、第４の発明として、前記第５のステップは、０時点におけるウエブ厚同定値を初期ウエブ厚として設定するステップと、ｎ時点における送り出しロールの回転速度に基づいて、送り出しロールの回転量を演算するステップと、ウエブ厚を同定演算し始めてから収束するまでの収束速度を定めるウエブ厚同定ゲイン定数を設定するステップと、ウエブ厚同定ゲイン定数とｎ時点における送り出しロールの回転量とに基づいてウエブ厚同定ウエイトを演算するステップと、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値に、ｎ時点における送り出しロールの回転量を乗算して仮想ウエブ厚を求め、初期径からｎ時点における巻径同定値を減算して厚さを求め、前記厚さから仮想ウエブ厚を減算してウエブ厚差を求めるステップと、ウエブ厚差にウエブ厚同定ウエイトを乗算し、ウエブ厚偏差を求めるステップと、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、第５の発明として、さらに、送り出しロールを停止させる巻径位置である残径を設定する第７のステップと、ウエブの最大ライン速度と最大ライン速度から減速し停止するまでに要する時間である残径送り出し時間とに基づいて、残径送り出し量を演算する第８のステップと、残径、残径送り出し量及びｎ時点におけるウエブ厚同定値に基づいて、残径補正量を演算する第９のステップと、を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、第６の発明として、長尺状のウエブを円筒状に巻いた送り出しロールに連結する送出用電動機と、送り出しロールから送出したウエブを次工程に搬送する搬送ロールに連結する搬送用電動機とを駆動し、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するロール制御方法において、前記第７のステップにより設定した残径に、第８のステップにより演算した残径補正量を加算し、残径送り出し径を求めるステップと、残径送り出し径と、前記第３のステップにより求めたｎ時点における送り出しロールの巻径同定値である現在径とを比較し、現在径が残径送り出し径に等しいときに、搬送用電動機及び送出用電動機を減速させ、かつ、現在径が残径に等しいときに搬送用電動機及び送出用電動機を停止させるように、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するステップと、を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、第７の発明として、長尺状のウエブを円筒状に巻いた送り出しロールに連結する送出用電動機と、送り出しロールから送出したウエブを次工程に搬送する搬送ロールに連結する搬送用電動機とを駆動し、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するロール制御装置において、（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値とｎ時点における送り出しロールの巻径偏差とに基づいて、ｎ時点における送り出しロールの巻径同定値を演算する巻径同定演算手段と、前記巻径同定演算手段により演算されたｎ時点における送り出しロールの巻径同定値、０時点における送り出しロールの巻径同定値である初期径、０時点におけるウエブ厚同定値である初期ウエブ厚、ｎ時点における送り出しロールの回転速度に基づいて演算した送り出しロール回転量、及び、ウエブ厚を同定演算し始めてから収束するまでの収束速度を定めるウエブ厚同定ゲイン定数に基づいて、ウエブ厚同定値を演算するウエブ厚同定値演算手段と、ウエブの最大ライン速度と当該最大ライン速度から減速し停止するまでに要する時間である残径送り出し時間とに基づいて残径送り出し量を演算し、当該残径送り出し量、送り出しロールを停止させる巻径位置である残径、及び、前記ウエブ厚同定値演算手段により演算されたウエブ厚同定値に基づいて、送り出しロールの残径に対する残径補正量を演算する残径補正量演算手段と、前記残径と残径補正量演算手段により演算された残径補正量とを加算し、残径送り出し径を求める加算手段と、前記加算手段により求められた残径送り出し径と、前記巻径同定演算手段により演算されたｎ時点における送り出しロールの巻径同定値である現在径とを比較し、現在径が残径送り出し径に比べて大きいとき、リセット信号をオンし、現在径が残径送り出し径に比べて等しいとき、又は小さいとき、リセット信号をオフする比較手段と、前記比較手段によりリセット信号がオンのとき、残径送り出し量を最大ライン速度で正規化した正規化残径送り出し量を初期値とし、当該初期値に対応するライン速度基準を搬送ロールの周速指令信号として出力し、前記リセット信号がオフのとき、前記正規化残径送り出し量から正規化ライン速度に基づく距離信号を減算して差信号を求め、当該差信号に基づいて、送り出しロールの現在径が残径に到達したときに搬送ロールが停止するように、前記搬送ロールを減速するための周速指令信号を出力する周速指令生成手段と、前記周速指令生成手段により出力された周速指令信号及び前記搬送用電動機の実速度信号を入力し、前記周速指令信号に基づいて搬送用電動機の回転速度に対応する換算速度指令信号を生成し、前記換算速度指令信号から実速度信号を減算して速度偏差を求め、当該速度偏差に予め設定された速度ゲイン定数を乗算し、トルク指令を出力する速度制御手段と、前記速度制御手段により出力されたトルク指令及び前記搬送用電動機の巻線に流れる実電流信号を入力し、前記トルク指令に見合う電流指令信号から実電流信号を減算し、電流偏差を出力する電流制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
さらに、好適には、第８の発明として、前記周速指令生成手段は、前記正規化残径送り出し量を設定する正規化残径送り出し量設定手段と、前記リセット信号がオンのとき、前記正規化残径送り出し量を初期値として出力し、前記リセット信号がオフのとき、正規化ライン速度に基づく長さ相当値を入力し、初期値である正規化残径送り出し量から前記長さ相当値を減算し、第１の値として出力するカウンタと、前記カウンタにより出力された第１の値に前記正規化残径送り出し量の逆数を乗算し、第２の値として出力する乗除算器と、前記乗除算器により出力された第２の値に応じて非線形状に変化する非線形信号を出力する非線形関数器と、前記非線形関数器により出力された非線形信号及び予め設定されたライン速度基準信号を入力し、前記非線形信号の値がライン速度基準信号の値に比べて等しいとき、又は大きいとき、正規化ライン速度信号としてライン速度基準信号を出力し、前記非線形信号の値がライン速度基準信号の値に比べて小さいとき、正規化ライン速度信号として非線形信号を出力するリミッタと、前記リミッタにより出力された正規化ライン速度信号を入力し、前記正規化ライン速度信号として非線形信号を入力してから前記残径送り出し時間だけ経過すると、最大ライン速度からゼロのライン速度まで変化する正規化周速指令信号を出力するランプ関数器と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、送り出しロールの回転速度を検出し、かつ、逐次最小二乗法を適用することにより、送り出しロールの巻径を同定することができる。これによって、送り出しロールの速度が低速で回転するときでも、送り出しロールの巻径を自動的に同定し、かつ、送り出しロールの巻径を演算する処理を滑らかに中止することができる。つまり、本発明によれば、送り出しロールの速度が低速で回転するときでも、送り出しロールの巻径を正確に演算することができ、送り出しロールを所望巻径にて正確に停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
〔ロール制御装置の構成〕
まず、本発明に係るロール制御装置の構成について説明する。図１は、本発明に係るロール制御装置を送り出し装置に適用した場合の概念図である。送り出し装置６１は、図１に示すように、送り出しロール２、送出用電動機９８、パルスジェネレータ６３、搬送ロール８、搬送用電動機９７、パルスジェネレータ６５、ピンチロール６２、張力検出器６、負荷検出回路（電流検出器に相当する。）１４、ロール制御装置６４、駆動回路９９及び駆動回路１００を備える。ここで、Ｖ１及びＶ２は搬送ロール８及び送り出しロール２の出口側におけるウエブ１のライン速度（Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖとする。）、ｒ１は搬送ロール８の半径、ｒ２は送り出しロール２の巻半径（以下、送り出しロール２の巻径という。）、ω１及びω２は搬送ロール８及び送り出しロール２の回転速度をそれぞれ示す。なお、送り出しロール２、搬送ロール８、張力検出器６及び負荷検出回路１４は、前述したので説明を省略する。以下、説明を簡単にするため、両ロール２，８と各電動機９７，９８との間の減速比を１とする。
【００２４】
送出用電動機９８は、送り出しロール２を駆動する電動機である。パルスジェネレータ６３は、送出用電動機９８の回転数を検出する検出器であり、送出用電動機９８の回転軸に継手を介し、機械的に結合する。搬送用電動機９７は、搬送ロール８を駆動する電動機である。パルスジェネレータ６５は、パルスジェネレータ６３と同様に、搬送用電動機９７の回転数を検出する検出器であり、搬送用電動機９７の回転軸に継手を介し、機械的に結合する。ピンチロール６２は、ウエブ１を搬送ロール８に圧接させるロールであり、ウエブ１を搬送するための駆動力をウエブ１に与えるロールである。
【００２５】
ロール制御装置６４は、張力設定器５、張力制御部６７、ＣＰＵ（中央処理装置）６８及び搬送ロール制御装置６６を備える。張力設定器５は、前述したので説明を省略する。張力制御部６７は、送出用電動機９８の回動を制御するために、送り出しロール２と搬送ロール８との間にあるウエブ１にかかる張力を制御する制御信号Ｃ２を駆動回路１００に出力する。つまり、張力制御部６７は、例えば、減算器（図示せず）及び張力制御器（図示せず）を備えている。減算器（図示せず）は、基本的に張力設定器５により設定された張力設定値と張力検出器６により検出された張力検出値とを入力し、張力設定値から張力検出値を減算し、演算の結果により、得られる張力偏差を張力制御器（図示せず）に出力する。張力制御器（図示せず）は、張力偏差を入力し、張力偏差に基づく制御信号Ｃ２を駆動回路１００に出力する。
【００２６】
ＣＰＵ６８は、巻径及び残径補正量演算部９３及び周速指令演算部９４を備える。図２は、送り出しロールにおけるウエブ厚、残径、残径補正量、残径送り出し径及び初期径の関係を示す図である。ここで、δはウエブ厚、ｒｍａｘは送り出しロール２の最大巻半径(以下、初期径という。)、ｒ０は残径（送り出しロール２の目標停止位置における巻径に相当する）、Δｒは後述する残径補正量、Ｒは残径送り出し径（残径ｒ０に後述する残径補正量Δｒを加算し、得られる半径に相当する。）をそれぞれ示す。
【００２７】
図３は、本発明に係るロール制御装置におけるＣＰＵを構成する巻径及び残径補正量演算部を示す制御ブロック図である。巻径及び残径補正量演算部９３は、図３に示すように、巻径同定ゲイン定数設定器（図示せず）、巻径同定ウエイト演算器７８、初期径設定器８０、巻径同定演算器８１、初期ウエブ厚設定器８２、ウエブ厚同定ゲイン定数設定器（図示せず）、ウエブ厚同定ウエイト演算器１０１、ウエブ厚同定演算器８３、残径送り出し時間設定器８４、最大ライン速度設定器８５、残径設定器８６及び残径補正量演算器８７を備える。
【００２８】
巻径同定ゲイン定数設定器（図示せず）は、後述する巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）を設定する設定器である。巻径同定ウエイト演算器７８は、パルスジェネレータ６３による送出用電動機９８の回転速度ωｍ２に基づくｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）とを入力し、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）とを後述する式（１）のＢ／Ｃに代入し、演算の結果により、得られる巻径同定ウエイト（Ｂ／Ｃ）を巻径同定演算器８１に出力する。初期径設定器８０は、図２に示す初期径ｒｍａｘを設定する設定器であり、初期径ｒｍａｘを巻径同定演算器８１及びウエブ厚同定演算器８３に出力する。
【００２９】
巻径同定演算器８１は、ｎ時点におけるライン速度Ｖ（ｎ）と、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、初期径ｒｍａｘと巻径同定ウエイトとを入力し、ｎ時点におけるライン速度Ｖ（ｎ）と、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、初期径ｒｍａｘと、巻径同定ウエイトとを後述する式（１）に代入し、演算の結果により、得られるｎ時点における送り出しロール２の巻径ｒ２の推定値（以下、巻径同定値という。）ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）をウエブ厚同定演算器８３に出力する。但し、ｎは正の整数である。ここで、ｎ＝１であるとき、Ａ＝ｒ２＿ＨＡＴ（０）＝ｒｍａｘとする。つまり、ｎ＝１のとき、送り出しロール２の巻径同定値を初期径ｒｍａｘとする。また、ライン速度Ｖ（ｎ）は、搬送ロール８の半径ｒ１に搬送ロール８の回転速度ω１（ｎ）を乗算し、演算の結果により、得られる値とする。
【００３０】
初期ウエブ厚設定器８２は、送り出しロール２の初期径ｒｍａｘにおけるウエブ厚（初期ウエブ厚δｉ）を設定する設定器であり、初期ウエブ厚δｉをウエブ厚同定演算器８３に出力する。初期ウエブ厚δｉを設定するのはウエブ１の材料の種類によってウエブ厚が一様でないからである。ウエブ厚同定ゲイン定数設定器（図示せず）は、後述するウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）を設定する設定器である。
【００３１】
ウエブ厚同定ウエイト演算器１０１は、ｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）とを入力し、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）に基づく後述する回転量演算部９５による回転量θ／２πとウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）とを式（７）のＦ／Ｇに代入し、演算の結果により、得られるウエブ厚同定ウエイトをウエブ厚同定演算器８３に出力する。
【００３２】
ウエブ厚同定演算器８３は、送り出しロール２の巻径を同定する場合と同様に、ウエブ厚同定ウエイト演算器１０１によるウエブ厚同定ウエイトと、パルスジェネレータ６３に基づくｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、ｎ時点における巻径同定演算器８１による送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）と、初期径設定器８０による初期径ｒｍａｘと、初期ウエブ厚設定器８２による初期ウエブ厚δｉとを入力し、ウエブ厚同定ウエイトと、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）と、初期径ｒｍａｘと、初期ウエブ厚δｉとを後述する式（７）及び式（８）に代入し、演算の結果により、得られるｎ時点におけるウエブ厚δの推定値（以下、ウエブ厚同定値という。）δ＿ＨＡＴ（ｎ）を残径補正量演算器８７に出力する。
【００３３】
残径送り出し時間設定器８４は、後述する図９に示す残径送り出し時間ｔａを設定する設定器であり、残径送り出し時間ｔａを残径補正量演算器８７に出力する。最大ライン速度設定器８５は、後述するウエブ１の最大ライン速度ＶＬｍａｘを設定する設定器であり、最大ライン速度ＶＬｍａｘを残径補正量演算器８７に出力する。残径設定器８６は、残径ｒ０を設定する設定器であり、残径ｒ０を残径補正量演算器８７に出力する。
【００３４】
残径補正量演算器８７は、ウエブ厚同定演算器８３によるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）と、残径送り出し時間設定器８４による残径送り出し時間ｔａと、最大ライン速度設定器８５による最大ライン速度ＶＬｍａｘと、残径設定器８６による残径ｒ０とを入力し、先ず、最大ライン速度ＶＬｍａｘと残径送り出し時間ｔａとを後述する式（９）に代入し、残径送り出し量ＰＯを演算する。次に、残径補正量演算器８７は、残径送り出し量ＰＯと、ウエブ厚δの代わりにウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）と、残径ｒ０とを後述する式（１３）に代入し、演算の結果により、得られる残径補正量Δｒを加算器（図示せず）に出力する。そして、加算器（図示せず）は、残径補正量演算器８７による残径補正量Δｒと残径設定器８６による残径ｒ０とを加算し、演算の結果により、得られる残径送り出し径Ｒを、後述する図４に示す周速指令演算部９４の比較器７２に出力する。
【００３５】
このように、巻径及び残径補正量演算部９３は、巻径同定演算器８１により演算された巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）（送り出しロール２の現在径ｒ２に相当する。）、及び加算器（図示せず）により加算された残径送り出し径Ｒを周速指令演算部９４に出力する。
【００３６】
図４は、本発明に係るロール制御装置におけるＣＰＵを構成する周速指令演算部を示す制御ブロック図である。ここで、比較器７２の出力端子に表示したＧＴＲは、比較器７２が送り出しロール２の現在径ｒ２と残径送り出し径Ｒとを比べて、現在径ｒ２が残径送り出し径Ｒより大きいときにオン動作してリセット信号を出力することを示し、リミッタ７６の入力端子であるＬＰは、リミッタ７６の上限値の信号を入力する端子であり、リミッタ７６の入力端子であるＩＮは、リミッタ７６の制限を受ける信号を入力する端子である。
【００３７】
周速指令演算部９４は、図４に示すように、比較器７２、カウンタ７３、演算器７４、非線形関数器７５、リミッタ７６及びランプ関数器７７を備える。比較器７２は、残径送り出し径Ｒと送り出しロール２の現在径ｒ２とを入力し、現在径ｒ２が残径送り出し径Ｒに比べて大きいとき、カウンタ７３に出力するリセット信号をオンする。また、現在径ｒ２が残径送り出し径Ｒに比べて等しいとき、又は小さいとき、リセット信号をオフする。
【００３８】
カウンタ７３は、比較器７２からの出力信号であるリセット信号がオンのとき、正規化残径送り出し量ＰＯ＿ＢＡＲであるｔａ／２（以下、正規化残径送り出し量ｔａ／２という。）を初期値として入力し、正規化残径送り出し量ｔａ／２を演算器７４に出力する。ここで、正規化残径送り出し量ｔａ／２は、後述する式（９）に示すように、残径送り出し量ＰＯを最大ライン速度ＶＬｍａｘで除算した値である。また、比較器７２からの出力信号であるリセット信号がオフのとき、最大ライン速度ＶＬｍａｘで回転する送り出しロール２を残径ｒ０で停止させるため、正規化周速設定信号Ｖ＿ＢＡＲ＿ＺＥＲＯとする“０”信号と正規化ライン速度Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌに基づく長さ相当値とを入力し、初期値である正規化残径送り出し量ｔａ／２から正規化ライン速度Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌに基づく長さ相当値を減算し、演算の結果により、得られる第１の値を演算器７４に出力する。ここで、カウンタ７３により出力される第１の値は、そのスキャン毎の減算処理により、徐々に減少する。また、正規化ライン速度Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌは、ライン速度Ｖを最大ライン速度ＶＬｍａｘで除算した値である。
【００３９】
演算器７４は、カウンタ７３から第１の値を入力し、この第１の値に２／ｔａを乗算し、演算の結果により、得られる第２の値を非線形関数器７５に出力する。非線形関数器７５は、演算器７４から第２の値を入力し、この第２の値を非線形関数によって変換し、演算の結果により、得られる非線形信号をリミッタ７６の上限値に出力する。
【００４０】
リミッタ７６は、非線形関数器７５から非線形信号を入力し、ライン速度基準値Ｖｒｅｆを入力し、前記非線形信号をリミッタ７６のリミッタ上限値として、リミッタ上限値がライン速度基準値Ｖｒｅｆに比べて大きいとき、ライン速度基準値Ｖｒｅｆを正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌとしてランプ関数器７７及びカウンタ７３に出力する。また、リミッタ上限値がライン速度基準値Ｖｒｅｆに比べて等しいとき、又は小さいとき、前記非線形信号を正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌとしてランプ関数器７７及びカウンタ７３に出力する。
【００４１】
ランプ関数器７７は、リミッタ７６から正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌを入力し、入力信号である正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌのレベル変化に対応して、出力信号である正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊が新しい入力信号の値の方向に傾斜するように、正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を、後述する図５に示す搬送ロール制御装置６６の速度変換器９６に出力する。例えば、ランプ関数器７７は、ステップ状に変化する正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌを入力すると、ランプ状に傾斜する正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を出力する。
【００４２】
図５は、本発明に係るロール制御装置における搬送ロール制御装置を示す制御ブロック図である。搬送ロール制御装置６６は、一般的に知られている制御装置であるので概略を説明する。搬送ロール制御装置６６は、図５に示すように、速度変換器９６、減算器８８、速度制御器８９、減算器９０及び電流制御器９１を備える。搬送ロール制御装置６６は、送り出しロール２が、図２に示した初期径ｒｍａｘの位置状態から回転し始め、残径ｒ０で停止することができるように、搬送用電動機９７を速度及びトルク制御する。つまり、搬送ロール制御装置６６は、図１に示したパルスジェネレータ６５による搬送用電動機９７の回転数を微分器（図示せず）によって時間微分し、演算の結果により、得られる搬送用電動機９７の実回転速度である速度帰還信号ωｍ１を後述する速度指令ωｍ１＊に一致するように、搬送用電動機９７を速度制御及びトルク制御する。
【００４３】
速度変換器９６は、周速指令演算部９４から正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を入力し、正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を搬送用ロール径ｒ１及び最大ライン速度ＶＬｍａｘに基づいて搬送用電動機９７の回転速度に換算し、換算結果である速度指令ωｍ１＊を減算器８８に出力する。ここで、正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊は、搬送ロール８の周速指令Ｖ＊を最大ライン速度ＶＬｍａｘで除算した値である。
【００４４】
減算器８８は、速度変換器９６からの速度指令ωｍ１＊と搬送用電動機９７の速度帰還信号ωｍ１とを入力し、速度指令ωｍ１＊から速度帰還信号ωｍ１を減算し、演算の結果により、得られる速度偏差Δωｍ１を速度制御器８９に出力する。速度制御器８９は、減算器８８から速度偏差Δωｍ１を入力し、速度偏差Δωｍ１に例えば、速度ゲイン定数Ｋｖを乗算し、演算の結果により、得られるトルク指令信号に見合う電流指令信号ｉ＊を減算器９０に出力する。
【００４５】
減算器９０は、速度制御器８９からの電流指令信号ｉ＊と搬送用電動機９７の巻線に配設された電流検出器１４に流れる電流帰還信号ｉとを入力し、電流指令信号ｉ＊から電流帰還信号ｉを減算し、演算の結果により、得られる電流偏差Δｉを電流制御器９１に出力する。電流制御器９１は、減算器９０から電流偏差Δｉを入力し、電流偏差Δｉに例えば、電流ゲイン定数を乗算し、得られる制御信号Ｃ１を駆動回路９９に出力する。
【００４６】
駆動回路９９は、搬送ロール制御装置６６から制御信号Ｃ１を入力し、制御信号Ｃ１に基づいて搬送用電動機９７を駆動する駆動電圧信号を出力する回路である。尚、図１における駆動回路１００は、張力制御部６７から制御信号Ｃ２を入力し、制御信号Ｃ２に基づいて送出用電動機９８を駆動する駆動電圧信号を出力する回路である。
【００４７】
〔ロール制御装置の動作〕
次に、図１に示したロール制御装置６４の動作について説明する。ロール制御装置６４は、送り出しロール２の巻径を同定し、さらに、搬送ロール８の周速指令を定める正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を生成するＣＰＵ６８と、搬送用電動機９７の速度及びトルクを制御する搬送ロール制御装置６６と、ウエブ１に係る張力を制御する張力制御部６７と、その目標とする張力を設定する張力設定器５とを備える。
【００４８】
初期径ｒｍａｘと、初期ウエブ厚δｉと、残径ｒ０と、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）と、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）と、残径送り出し時間ｔａと、最大ライン速度ＶＬｍａｘと、ライン速度基準値Ｖｒｅｆと、搬送ロール８の半径ｒ１と、搬送用電動機９７の実際の回転速度ωｍ１と、送出用電動機９８の実際の回転速度ωｍ２と、正規化周速設定信号Ｖ＿ＢＡＲ＿ＺＥＲＯとがＣＰＵ６８に入力すると、ＣＰＵ６８によって、搬送ロール８の正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を生成し、正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を搬送ロール制御装置６６に出力する。
【００４９】
正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊と、パルスジェネレータ６５に基づく搬送用電動機９７の実際の回転速度ωｍ１と、搬送用電動機９７の巻線に流れる実際の電流信号である電流帰還信号ｉとが搬送ロール制御装置６６に入力すると、搬送ロール制御装置６６によって、搬送用電動機９７の速度及びトルクを制御するための制御信号Ｃ１を生成し、制御信号Ｃ１を駆動回路９９に出力する。制御信号Ｃ１が駆動回路９９に入力すると、駆動回路９９によって、駆動用電圧信号を生成する。この駆動用電圧信号が搬送用電動機９７に印加すると、搬送用電動機９７の速度及びトルクがそれぞれの目標値になるように制御され、搬送ロール８の回転速度ω１を目標速度に一致させることができる。つまり、ロール制御装置６４は、ＣＰＵ６８及び搬送ロール制御装置６６により、ウエブ１のライン速度Ｖを正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊なる目標値に一致させることができる。
【００５０】
一方、張力設定器５による張力設定値と、張力検出器６による張力検出値とが張力制御部６７に入力すると、張力制御部６７によって、張力設定値から張力検出値を減算し、演算の結果により、得られる張力偏差に張力ゲイン定数を乗算し、演算の結果により、得られる信号に基づいて制御信号Ｃ２を生成し、制御信号Ｃ２を駆動回路１００に出力する。制御信号Ｃ２が駆動回路１００に入力すると、駆動回路１００によって、駆動用電圧信号を生成する。この駆動用電圧信号が送出用電動機９８に印加すると、送出用電動機９８のトルクが制御され、ウエブ１の張力検出値を張力設定値に一致させることができる。つまり、ロール制御装置６４は、張力設定器５及び張力制御部６７により、ウエブ１の張力検出値を張力設定値に一致させることができる。
【００５１】
（巻径及びウエブ厚同定演算部の動作）
次に、ロール制御装置６４のＣＰＵ６８を構成する巻径及び残径補正量演算部９３の動作について説明する。図３に示すように、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）とパルスジェネレータ６３に基づく送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とが巻径同定ウエイト演算器７８に入力すると、巻径同定ウエイト演算器７８によって、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）と回転速度ω２とを後述する式（１）のＢ／Ｃに代入し、演算の結果により、得られる巻径同定ウエイトを巻径同定演算器８１に出力する。
【００５２】
巻径同定ウエイトと、ｎ時点におけるウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）と、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、初期径ｒｍａｘとが巻径同定演算器８１に入力すると、巻径同定演算器８１によって、巻径同定ウエイトと、ウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）と、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、初期径ｒｍａｘとを式（１）に代入し、演算の結果により、得られる送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）をウエブ厚同定演算器８３に出力する。これにより、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）を検出することによって、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を求めることができる。
【００５３】
ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）とパルスジェネレータ６３に基づく送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とがウエブ厚同定ウエイト演算器１０１に入力すると、ウエブ厚同定ウエイト演算器１０１によって、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）と回転速度ω２（ｎ）に基づく後述するθ（ｎ）／２πとを後述する式（７）のＦ／Ｇに代入し、演算の結果により、得られるウエブ厚同定ウエイトをウエブ厚同定演算器８３に出力する。
【００５４】
ウエブ厚同定ウエイトと、送り出しロールの回転速度ω２（ｎ）と、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）と、初期径ｒｍａｘと、初期ウエブ厚δｉとがウエブ厚同定演算器８３に入力すると、ウエブ厚同定演算器８３によって、ウエブ厚同定ウエイトと、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）と、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）と、初期径ｒｍａｘと、初期ウエブ厚δｉとを後述する式（８）に代入し、演算の結果により、得られるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を残径補正量演算器８７に出力する。これにより、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）と送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）に基づく回転量を検出することによって、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を求めることができる。
【００５５】
ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）と、残径送り出し時間ｔａと、残径ｒ０と、最大ライン速度ＶＬｍａｘとが残径補正量演算器８７に入力すると、残径補正量演算器８７によって、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）と、残径送り出し時間ｔａと、残径ｒ０と、最大ライン速度ＶＬｍａｘとを用いて、式（９）及び式（１３）の演算の結果により、得られる残径補正量Δｒを加算器（図示せず）に出力する。残径補正量Δｒと残径ｒ０とが加算器（図示せず）に入力すると、加算器（図示せず）によって、残径ｒ０に残径補正量Δｒを加算し、得られる残径送り出し径Ｒを周速指令演算部９４に出力する。これにより、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を検出することによって、残径補正量Δｒを求めることができる。
【００５６】
（周速指令演算部の動作）
次に、ロール制御装置６４のＣＰＵ６８を構成する周速指令演算部９４の動作について説明する。図１及び図４に示すように、送り出しロール２の巻径ｒ２と、加算器（図示せず）による残径送り出し径Ｒと、送り出しロール２の正規化周速設定信号Ｖ＿ＢＡＲ＿ＺＥＲＯとする“０”と、残径送り出し時間ｔａと、ライン速度基準値Ｖｒｅｆとが周速指令演算部９４に入力すると、周速指令演算部９４によって、搬送ロール８の周速指令である正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を生成し、搬送ロール制御装置６６に出力する。
【００５７】
具体的に説明すると、送り出しロール２の巻径ｒ２と残径送り出し径Ｒとが比較器７２に入力すると、比較器７２によって、送り出しロール２の巻径ｒ２と残径巻き出し径Ｒとを比較し、演算の結果により、巻径ｒ２が残径送り出し径Ｒに比べて大きいとき、カウンタ７３に出力するリセット信号をオンし、巻径ｒ２が残径送り出し径Ｒに比べて等しいとき、又は小さいとき、カウンタ７３に出力するリセット信号をオフする。
【００５８】
リセット信号と、送り出しロール２の正規化周速設定信号Ｖ＿ＢＡＲ＿ＺＥＲＯとする“０”と、正規化残径送り出し量ｔａ／２と、正規化ライン速度Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌとがカウンタ７３に入力すると、カウンタ７３によって、リセット信号がオンのとき、正規化残径送り出し量ｔａ／２を演算器７４に出力する。また、リセット信号がオフのとき、最大ライン速度ＶＬｍａｘで回転する送り出しロール２を残径ｒ０で停止させるため、送り出しロール２の正規化周速設定信号Ｖ＿ＢＡＲ＿ＺＥＲＯとする“０”と正規化ライン速度Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌとにより、カウンタ７３の初期値である正規化残径送り出し量ｔａ／２から正規化ライン速度Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌを減算し、演算の結果により、得られる第１の値を演算器７４に出力する。ここで、カウンタ７３により出力される第１の値は、そのスキャン毎の減算処理により、徐々に減少する。
【００５９】
第１の値が演算器７４に入力すると、演算器７４によって、第１の値に正規化残径送り出し量ｔａ／２を乗算し、演算の結果により、得られる第２の値を非線形関数器７５に出力する。第２の値が非線形関数器７５に入力すると、非線形関数器７５によって、第２の値を非線形関数によって変換し、演算の結果により、得られる非線形信号をリミッタ７６の上限値に出力する。これにより、送り出しロール２を一定の減速レートに従って残径ｒ０で停止させることができる。
【００６０】
非線形信号とライン速度基準値Ｖｒｅｆとがリミッタ７６に入力すると、リミッタ７６によって、非線形信号をリミッタ７６のリミッタ上限値とし、リミッタ上限値が入力信号であるライン速度基準値Ｖｒｅｆに比べて大きいとき、ライン速度基準値Ｖｒｅｆを正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌとしてランプ関数器７７及びカウンタ７３に出力し、また、リミッタ上限値がライン速度基準値Ｖｒｅｆに比べて等しいとき、又は小さいとき、非線形信号を正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌとしてランプ関数器７７及びカウンタ７３に出力する。
【００６１】
正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌがランプ関数器７７に入力すると、ランプ関数器７７によって、入力信号である正規化ライン速度指令Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌのレベル変化に対応して、出力信号である正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊が新しい入力信号の値の方向に傾斜するように、正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を搬送ロール制御装置６６の速度変換器９６に出力する。
【００６２】
以上の説明により、ロール制御装置６４のＣＰＵ６８を構成する巻径及び残径補正量演算部９３が、現在径ｒ２とするｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）及び残径補正量Δｒを演算し、残径送り出し径Ｒを演算する。また、周速指令演算部９４が、巻径及び残径補正量演算部９３により演算された巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）である現在径ｒ２及び残径送り出し径Ｒ等を用いて、送り出しロール２を残径ｒ０で停止させるための搬送ロール８の正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊を生成する。さらに、搬送ロール制御装置６６が、周速指令演算部９４により演算された正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊等を用いて、搬送用電動機９７の速度及びトルクを制御する。これにより、搬送ロール８の速度帰還信号ωｍ１を正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊に基づく速度指令ωｍ１＊に一致させることができる。一方、ロール制御装置６４の張力制御部６７が、張力検出器６による張力検出値を張力設定器５による張力設定値に一致させるように、送出用電動機９８のトルクを制御することにより、ウエブ１にかかる所望張力を与える。
【００６３】
つまり、ロール制御装置６４は、ウエブ１に所望張力を与え、かつ、送り出しロール２の巻径ｒ２が残径送り出し径Ｒに到達したとき、ウエブ１の送り出しを最大ライン速度ＶＬｍａｘから徐々に減速させ、そして、送り出しロール２の巻径ｒ２が残径ｒ０に到達したとき、ウエブ１の送り出しを停止させることができる。すなわち、送り出しロール２を停止させることができる。
【００６４】
〔送り出しロールの巻径を同定する方法〕
次に、送り出しロール２の巻径を同定する方法について説明する。図６は、本発明に係るロール制御装置における送り出しロールの巻径を同定するための手順を示すフローチャートである。送り出しロール２の巻径ｒ２を同定する手順は、図６に示すように、先ず、初期径ｒｍａｘを設定し（ステップＳ−１）、ｎ時点におけるウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）を設定する。この場合、ライン速度Ｖ（ｎ）は、搬送ロール８の半径ｒ１に搬送ロール８の回転速度ω１を乗算し、演算の結果により、得られる値である。ここで、搬送ロール８の回転速度ω１は、パルスジェネレータ６５による回転数から微分器（図示せず）を介して得られる搬送用電動機９７の回転速度ωｍ１に基づいて求める（ステップＳ−２）。
【００６５】
そして、送り出しロール２の巻径を同定演算し始めから収束するまでの収束速度を定める巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）を設定し（ステップＳ−３）、パルスジェネレータ６３に基づく送り出しロール２の回転速度ω２を検出する（ステップＳ−４）。そして、初期径ｒｍａｘと、ｎ時点におけるウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）と、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）と、パルスジェネレータ６３に基づく送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とに基づいて、送り出しロールの巻径を同定する方法に逐次最小二乗法を適用する（ステップＳ−５）。
【００６６】
初期径ｒｍａｘと、ｎ時点におけるウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）と、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）と、パルスジェネレータ６３に基づく送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とに基づいて、“１，２，３，・・・，（ｎ−１），ｎ”の各時点における送り出しロール２の巻径偏差を演算し（ステップＳ−６）、初期径ｒｍａｘに“１，２，３，・・・，（ｎ−１），ｎ”の各時点における送り出しロール２の巻径偏差を加算する（ステップＳ−７）。そして、（ｎ−１）時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）を演算し（ステップＳ−８）、（ｎ−１）時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）とｎ時点における送り出しロール２の巻径偏差とを加算し、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を得る（ステップＳ−９）。
【００６７】
以下、送り出しロール２の巻径ｒ２を同定する方法についてさらに詳細に説明する。送り出しロール２の巻径ｒ２を同定する方法は、逐次最小二乗法による同定アルゴリズムを適用し、送り出しロール２の巻径を統計的に処理し、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を算出するものである。
【００６８】
巻径同定演算器８１は、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を、次式（１）により求める。
ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）＝Ａ＋（Ｂ×Ｄ）／Ｃ （１）
ここで、Ｂ／Ｃ及びＤは、送り出しロール２の巻径の同定ウエイト値及び特徴量をそれぞれ示す。すなわち、
Ａ＝ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）
Ｂ＝Ｐｒ（０）・ω２（ｎ）
Ｃ＝１＋Ｐｒ（０）・｛ω２（ｎ）｝２
Ｄ＝Ｖ１（ｎ）−ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）・ω２（ｎ）
とする。ここで、ω２（ｎ）はｎ時点における送り出しロール２の回転速度、Ｖ１（ｎ）はｎ時点におけるウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）をそれぞれ示す。
【００６９】
前式（１）により、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）は、（ｎ−１）時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）に巻径偏差（（Ｂ×Ｄ）／Ｃに相当する。）を加算した値であることがわかる。ここで、巻径同定ウエイトＢ／Ｃは、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）とｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とに基づいて定まり、巻径偏差は、この巻径同定ウエイトＢ／Ｃに、後述するライン速度差Ｄを乗算することにより得られる。つまり、（ｎ−１）時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）に、ｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）を乗算し、演算の結果により、得られる仮想ライン速度をｎ時点におけるウエブ１のライン速度Ｖ１（ｎ）から減算し、演算の結果により、ライン速度差Ｄを得る。そして、このライン速度差Ｄに巻径同定ウエイトＢ／Ｃを乗算することにより、巻径偏差を得ることができる。
【００７０】
ところで、前式（１）において、特に、Ｐｒ（０）・｛ω２（ｎ）｝２＞＞１である場合、前式（１）は、次式（２）に書き換えることができる。すなわち、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）は、
ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）＝ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）＋｛Ｖ（ｎ）−ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）・ω２（ｎ）｝／ω２（ｎ） （２）
となる。これにより、巻径同定演算器８１は、ウエブ１のライン速度Ｖ（ｎ）、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）及び初期径ｒｍａｘ（ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１）において、ｎ＝１であるとき、Ａ＝ｒ２＿ＨＡＴ（０）＝ｒｍａｘとする）に基づいて、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を求めることができる。
【００７１】
また、前式（１）において、Ｐr（０）・｛ω２（ｎ）｝２＜＜１である場合、Ｐr（０）・｛ω２（ｎ）｝２が“０”に収束するから、ω（ｎ）が“０”に収束する。したがって、ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）は、前式（１）により、
ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）＝ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ−１） （３）
となる。つまり、Ｐr（０）・｛ω２（ｎ）｝２＜＜１である場合、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）は、同定を進めることができない。言い換えると、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）は、送り出しロール２が自動的に停止するから、変化しなくなる。
【００７２】
以上説明した巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）を大きい値に設定すると、逐次的に同定するまでの収束時間が短くなるが、ｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）に含まれる巻径の検出誤差、ノイズあるいは量子化誤差等の悪影響を受け易くなる。結局、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）を大きい値に設定すると、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）が安定性を欠く。また、逆に、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）を小さい値に設定すると、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）が安定性を保つが、逐次的に同定するまでの収束時間が長くなる。したがって、逐次的に同定するまでの収束時間と同定の安定性とが二律背反の関係にあるため、巻径同定ゲイン定数Ｐｒ（０）は調整要素となり得る。
【００７３】
このように、巻径同定演算器８１は、初期径ｒｍａｘと、ｎ時点におけるライン速度Ｖ（ｎ）と、巻径同定ウエイト及び送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）とに基づいて、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）を演算することができる。また、送り出しロール２が微速又は停止状態であったとしても、すなわち、送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）が０に近づいたとしても、前式（１）における巻径偏差の分母は１に近づくから前式（１）の演算を行うことができる。したがって、送り出しロール２が停止状態に近づくに従い、送り出しロール２の巻径を演算する処理を滑らかに、かつ巻径の演算精度を劣化させることなく中止することができ、送り出しロール２を滑らかにかつ自動的に停止させることができる。したがって、送り出しロール２が微速又は停止状態であっても、送り出しロール２の巻径誤差を抑制することができる。
【００７４】
〔ウエブ厚を同定する方法〕
次に、ウエブ厚を同定する方法について説明する。図７は、本発明に係るロール制御装置におけるウエブ厚を同定するための手順を示すフローチャートである。ウエブ厚を同定する手順は、図７に示すように、先ず、初期ウエブ厚δｉを設定し（ステップＳ−１０）、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）を設定し、（ステップＳ−１１）、送り出しロール２の回転速度ω２に基づいて回転量を演算する（ステップＳ−１２）。
【００７５】
そして、初期ウエブ厚δｉと、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）と、送り出しロール２の回転速度ω２に基づく回転量と、初期径ｒｍａｘと、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）とに基づいて、ウエブ厚δを同定する方法に逐次最小二乗法を適用する（ステップＳ−１３）。初期ウエブ厚δｉと、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）と、送り出しロール２の回転速度ω２に基づく回転量と、初期径ｒｍａｘと、ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）とに基づいて、後述する式（７）及び（８）により、“１，２，３，・・・，（ｎ−１），（ｎ）”の各時点におけるウエブ厚偏差を演算する。（ステップＳ−１４）。
【００７６】
そして、初期ウエブ厚δｉに“１，２，３，・・・，（ｎ−１）”の各時点におけるウエブ厚偏差を加算し（ステップＳ−１５）、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）を演算する（ステップＳ−１６）。また、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）にｎ時点におけるウエブ厚偏差を加算し、ｎ時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を得る（ステップＳ−１７）。
【００７７】
以下、送り出しロール２のウエブ厚δを同定する方法についてさらに詳細に説明する。送り出しロール２のウエブ厚δを同定する方法は、逐次最小二乗法による同定アルゴリズムを適用し、送り出しロール２のウエブ厚を統計的に処理し、ｎ時点における送り出しロール２のウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を算出するものである。
【００７８】
先ず、ウエブ長Ｌは、一般に次式（４）により求めることができる。すなわち、
Ｌ＝∫ｔｒ（θ）ωｄｔ （４）
である。ここで、ｔは経過時間、ｒ（θ）は送り出しロール２の累積回転角θにおける送り出しロールの巻径（半径）、ωは送り出しロール２の回転速度、θは初期径ｒｍａｘ上のウエブ１の接点と送り出しロール２の回転中心とを結ぶ線を回転角“０”である基線とした場合の、送り出しロール２の回転に伴う基線の累積回転角をそれぞれ示す。
【００７９】
一方、巻径ｒ（θ）は次式（５）により求めることができる。すなわち、
ｒ（θ）＝ｒｍａｘ−δθ／（２π） （５）
である。ウエブ１のライン速度Ｖは、前式（５）を用いて、次式（６）により求めることができる。すなわち、ウエブ１のライン速度Ｖは、
Ｖ＝ｒ（θ）×ω＝｛ｒｍａｘ−δθ／（２π）｝×ω （６）
となる。
【００８０】
ところで、ｎ時点におけるウエブ厚δを同定する方法は、送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）の場合と同様に、逐次最小二乗法を適用し、ウエブ厚を統計的に処理し、ｎ時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を算出するものである。つまり、ウエブ厚同定演算器８３は、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を、次式（７）により求める。
δ＿ＨＡＴ（ｎ）＝Ｅ＋（Ｆ×Ｈ）／Ｇ （７）
ここで、
Ｅ＝δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）
Ｆ＝Ｐδ（０）・θ（ｎ）／（２π）
Ｇ＝１＋Ｐδ（０）・｛θ（ｎ）／（２π）｝２
Ｈ＝｛ｒ（０）−ｒ（ｎ）｝−δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）・θ（ｎ）／（２π）
とする。ここで、δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）は（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値、Ｐδ（０）はウエブ厚ゲイン定数、θ（ｎ）はｎ時点における送り出しロール２の累積回転角、ｒ＿（０）は送り出しロール２の最大径（初期径に相当する）をそれぞれ示す。
【００８１】
前式（７）により、ｎ時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）は、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）にウエブ厚偏差（（Ｆ×Ｈ）／Ｇに相当する。）を加算した値であることがわかる。ここで、ウエブ厚同定ウエイトＦ／Ｇは、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）とｎ時点における送り出しロール２の累積回転角θ（ｎ）とに基づいて定まり、ウエブ厚偏差は、このウエブ厚同定ウエイトＦ／Ｇに後述するウエブ厚差Ｈを乗算することにより得られる。つまり、（ｎ−１）時点における送り出しロール２のウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）に、ｎ時点における送り出しロール２の回転量θｎ／（２π）を乗算し、演算の結果により、得られる仮想ウエブ厚を初期径ｒ（０）から減算し、さらに、ｎ時点における巻径ｒ（ｎ）を減算し、演算の結果により、ウエブ厚差Ｈを得る。そして、このウエブ厚差にウエブ厚同定ウエイトＦ／Ｇを乗算することにより、ウエブ厚偏差を得ることができる。
【００８２】
次に、送り出しロール２の巻径ｒ（ｎ）として巻径同定値ｒ＿ＨＡＴ（ｎ）を用いると、ウエブ厚同定演算器８３は、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を次式（８）により求める。すなわち、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）は、前式（７）における“Ｈ”の代わりに後述する“Ｊ”を代入し、
δ＿ＨＡＴ（ｎ）＝Ｅ＋（Ｆ×Ｊ）／Ｇ （８）
Ｊ＝｛ｒ＿ＨＡＴ（０）−ｒ＿ＨＡＴ（ｎ）｝−δ＿ＨＡＴ（ｎ−１）・θ（ｎ）／（２π）
となる。
【００８３】
図８は、本発明に係るロール制御装置における回転量演算部を示す制御ブロック図である。以下、前式（７）及び（８）により送り出しロール２のθ（ｎ）／（２π）を演算する方法について説明する。回転量演算部９５は、図３に示したウエブ厚同定演算器８３に備えられ、図８に示すように、演算器６９及び積分器７０を備える。演算器６９は、ｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）を入力し、ω２（ｎ）に“１／２π”を乗算し、演算の結果により、得られる“ω２（ｎ）／２π”を積分器７０に出力する。積分器７０は、“ω２（ｎ）／２π”を入力し、“ω２（ｎ）／２π”を時間積分し、演算の結果により、得られるｎ時点における送り出しロール２の回転量θ（ｎ）／２πを出力する。これにより、回転量演算部９５は、ｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）により、ｎ時点における送り出しロール２の回転量（回転回数に相当する）θ（ｎ）／２πを演算することができる。
【００８４】
このように、ウエブ厚同定演算器８３は、初期ウエブ厚δｉと、初期径ｒｍａｘと、ｎ時点における巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）と、ウエブ厚同定ゲイン定数Ｐδ（０）と、ｎ時点における送り出しロール２の回転速度ω２（ｎ）による回転量θ（ｎ）／（２π）とに基づいて、ウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）を演算することができる。
【００８５】
〔送り出しロールの巻径補正量を演算する方法〕
次に、送り出しロール２の残径補正量を演算する方法について説明する。図９は、送り出し装置の最大ライン速度と、残径送り出し量と、残径送り出し時間との関係の一例を示す図である。図９において、縦軸Ｖがライン速度、横軸ｔが経過時間をそれぞれ示す。また、ＰＯは影線を施した面積に相当する残径送り出し量（長さ）、ｔａは残径送り出し時間、ＶＬｍａｘは最大ライン速度をそれぞれ示す。図９によれば、ウエブ１のライン速度Ｖは、台形状の速度分布である。つまり、ウエブ１は、時刻ゼロにおいて速度ゼロから徐々に加速し、最大ライン速度ＶＬｍａｘに達した後、所定時間だけ最大ライン速度ＶＬｍａｘを維持し、その後減速し始め、残径送り出し時間ｔａ後に速度ゼロとなり、停止する。
【００８６】
図１０は、本発明に係るロール制御装置における送り出しロールの残径補正量を同定するための手順を示すフローチャートである。送り出しロール２の残径補正量Δｒを同定する手順は、図１０に示すように、先ず、最大ライン速度ＶＬｍａｘを設定し（ステップＳ−１８）、残径送り出し時間ｔａを設定する（ステップＳ−１９）。そして、最大ライン速度ＶＬｍａｘと残径送り出し時間ｔａとに基づいて、残径送り出し量（長さ）ＰＯを演算する（ステップＳ−２０）。また、残径ｒ０を設定し（ステップＳ−２１）、残径ｒ０と、残径送り出し量（長さ）ＰＯと、ｎ時点におけるウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）とに基づいて、残径補正量Δｒを演算する（ステップＳ−２２）。
【００８７】
以下、送り出しロール２の送り出しロール２の残径補正量Δｒを同定する方法についてさらに詳細に説明する。ウエブ１が残径送り出し時間ｔａの間に送り出される長さである残径送り出し量ＰＯは、次式（９）により求めることができる。すなわち、残径送り出し量ＰＯは、
ＰＯ＝ＶＬｍａｘ×ｔａ／２ （９）
となる。また、残径送り出し量ＰＯは、次式（１０）により求めることができる。すなわち、残径送り出し量ＰＯは、
ＰＯ＝（ｒ０＋Δｒ）φ−δφ２／４π （１０）
となる。ここで、φは累積回転角を示す。つまり、φは、図２に示した残径送り出し径Ｒ上のウエブ１の接点と送り出しロール２の回転中心とを結ぶ線を回転角“０”である基線とした場合に、送り出しロール２の回転に伴う基線の累積回転角を示す。
【００８８】
次に、累積回転角φは、前式（１０）から次式（１１）のようになる。
φ＝[2π（ｒ0+Δｒ）-√｛4π２・（ｒ0+Δｒ）２-4π・PO・δ｝]/δ （１１）
となる。
【００８９】
一方、残径補正量Δｒは、次式（１２）により求めることができる。すなわち、
Δｒ＝δ・φ／２π （１２）
となる。残径補正量Δｒは、式（１２）における累積回転角φに式（１１）の累積回転角φを代入し、残径補正量Δｒについて整理して２次方程式を解くと、次式（１３）のようになる。すなわち、
Δｒ＝−ｒ０＋√（ｒ０２＋ＰＯ・δ／π） （１３）
となる。
【００９０】
これにより、残径補正量演算器８７は、残径ｒ０、最大ライン速度ＶＬｍａｘ、残径送り出し時間ｔａ及びウエブ厚δに基づいて、残径補正量Δｒを求めることができる。つまり、残径ｒ０と、残径送り出し量ＰＯと、ウエブ厚δの代わりに適用したウエブ厚同定値δ＿ＨＡＴ（ｎ）とに基づいて、残径補正量Δｒを求めることができる。
【００９１】
〔送り出しロールの残径停止制御方法〕
次に、送り出しロール２の残径停止制御方法について説明する。図１１は、本発明に係るロール制御装置における残径停止制御するための概略的な手順を示すフローチャートである。残径停止制御方法は、図１１に示すように、先ず、残径ｒ０に残径補正量Δｒを加算し、残径送り出し径Ｒを得る（ステップＳ−１０１）。残径送り出し径Ｒとｎ時点における現在径ｒ２（ｎ時点における送り出しロール２の巻径同定値ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ）に相当する）とを比較し、演算の結果により、現在径ｒ２が残径送り出し径Ｒに等しいとき、又は小さいとき、残径停止モードに入る。つまり、搬送ロール制御装置６６は、図４に示した周速指令演算部９４による正規化周速指令Ｖ＿ＢＡＲ＊と、パルスジェネレータ６５による搬送用電動機９７の回転速度ωｍ１と、負荷検出回路１４による電流帰還信号ｉとを入力し、搬送用電動機９７の速度及びトルクを制御し、また、張力制御部６７は、張力設定器５による張力設定値と張力検出器６による張力検出値とを入力し、送出用電動機９８のトルクを制御し、送り出しロール２の巻径が残径送り出し径Ｒになったときに搬送用電動機９７を減速し、残径ｒ０で停止させるように、残径停止制御モードに入り（Ｓ−１０２）、残径停止制御する（Ｓ−１０３）。
【００９２】
ライン速度Ｖがゼロになったとき、残径停止制御を停止する（Ｓ−１０４）。これにより、現在径ｒ２が残径送り出し径Ｒに比べて等しいとき、又は小さいとき、送り出しロール２を残径ｒ０の位置において、精度よく停止させることができる。
【００９３】
以上のように、本発明に係るロール制御装置６４によれば、送り出しロール２の回転速度ωｍ２を検出し、かつ、逐次最小二乗法を適用することにより、送り出しロール２の巻径ｒ２を統計的に演算することができる。これによって、送り出しロール２が低速で回転するときでも、送り出しロール２の巻径ｒ２を自動的に同定することができ、かつ、送り出しロール２の巻径ｒ２の演算を滑らかに中止することができる。つまり、本発明によれば、送り出しロール２が低速で回転するときでも、送り出しロール２の回転速度ωｍ２に含まれる巻径の検出誤差、ノイズあるいは量子化誤差等の影響を抑制した送り出しロール２の巻径ｒ２を精度よく演算することができる。さらに、送り出しロール２を所望の巻径である残径ｒ０において確実にかつ精度よく停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係るロール制御装置を送り出し装置に適用した場合の概念図である。
【図２】送り出しロールにおけるウエブ厚、残径、残径補正量、残径送り出し径及び初期径の関係を示す図である。
【図３】本発明に係るロール制御装置におけるＣＰＵを構成する巻径及び残径補正量演算部を示す制御ブロック図である。
【図４】本発明に係るロール制御装置におけるＣＰＵを構成する周速指令演算部を示す制御ブロック図である。
【図５】本発明に係るロール制御装置における搬送ロール制御装置を示す制御ブロック図である。
【図６】本発明に係るロール制御装置における送り出しロールの巻径を同定するための手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係るロール制御装置におけるウエブ厚を同定するための手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係るロール制御装置における回転量演算部を示す制御ブロック図である。
【図９】送り出し装置の最大ライン速度と残径送り出し量と残径送り出し時間との関係の一例を示す図である。
【図１０】本発明に係るロール制御装置における送り出しロールの残径補正量を同定するための手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係るロール制御装置における残径停止制御の概略的な手順を示すフローチャートである。
【図１２】従来のロール制御装置を説明する制御ブロック図である。
【図１３】従来のロール巻径制御方法を説明する制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ シート材（ウエブ）
２ 送り出しロール
３ 送り出しロール駆動装置
４ 送り出しロール制御装置
５ 張力設定器
６ 張力検出器
７ 張力制御回路
８ 搬送ロール
９ 搬送ロール駆動装置
１０，６６ 搬送ロール制御装置
１１ 速度設定器
１２ 速度検出器
１３ 速度制御回路
１４ 負荷検出回路
１５ 負荷変動検出回路
１６ 許容変化量設定回路
１７ 比較回路
１８ 張力補正回路
２１ 第１の回転検出手段
２２ 第２の回転検出手段
２３ ロール径算出手段
２４ 帰還手段
２５ 差分算出手段
２６ 平均値算出手段
２７ 出力ロール径算出手段
３１ マスタロール
３２ 巻戻しロール
６１ 送り出し装置
６２ ピンチロール
６３，６５ パルスジェネレータ
６４ ロール制御装置
６７ 張力制御部
６８ ＣＰＵ
６９ 演算器
７０ 積分器
７１ 減算器
７２ 比較器
７３ カウンタ
７４ 演算器（除乗算器）
７５ 非線形関数器
７６ リミッタ
７７ ランプ関数器
７８ 巻径同定ウエイト演算器
７９ ライン速度設定器
８０ ロール最大径設定器
８１ 巻径同定演算器
８２ 初期ウエブ厚設定器
８３ ウエブ厚同定演算器
８４ 残径巻出し時間設定器
８５ 最大ライン速度設定器
８６ 残径設定器
８７ 残径補正量演算器
８８，９０ 減算器
８９ 速度制御器
９１ 電流制御器
９３ 巻径及び残径補正量演算部
９４ 周速指令演算部
９５ 回転量演算部
９６ 速度変換器
９７ 搬送ロール用電動機（搬送用電動機）
９８ 送り出しロール用電動機（送出用電動機）
９９ 駆動回路
１００ 駆動回路
１０１ ウエブ厚同定ウエイト演算器
Ｖ１ 搬送ロール側ライン速度
Ｖ，Ｖ（ｎ） ライン速度
ｒ１ 搬送ロールの半径、
ｒ２ 送り出しロールの現在径
ω１ 搬送ロールの回転速度
ω２ 送り出しロールの回転速度
δ ウエブ厚
δｉ 初期ウエブ厚
ｒ０ 残径
Δｒ 残径補正量
Ｒ 残径送り出し径
ｒｍａｘ 初期径
ωｍ１ 搬送用電動機の実速度（速度帰還信号）
ωｍ１＊ 搬送用電動機の速度指令
Δωｍ１ 搬送用電動機の速度偏差
Ｖ＿ＢＡＲ＊ 正規化周速指令
Ｋｖ 速度ゲイン定数
ｉ＊ 電流指令信号
ｉ 電流帰還信号
Δｉ 電流偏差
Ｖ＿ＢＡＲ＿Ｌ 正規化ライン速度
Ｖ＿ＢＡＲ＊ 正規化周速指令
ｔａ 残径送り出し時間
Ｖｒｅｆ ライン速度基準値
Ｖ＿ＢＡＲ＿ＺＥＲＯ 正規化周速設定信号
ｒ２＿ＨＡＴ（ｎ） ｎ時点における送り出しロールの巻径同定値
δ＿ＨＡＴ（ｎ） ｎ時点におけるウエブ厚同定値
Ｐｒ（０） 巻径同定ゲイン定数
Ｐδ（０） ウエブ厚同定ゲイン定数
ｔ 経過時間
θ 累積回転角（原点が初期径上）
φ 累積回転角（原点が残径送り出し径上）
ｒ（θ） 累積回転角θにおける送り出しロールの巻径
ＶＬｍａｘ ウエブの最大ライン速度
ＰＯ 残径送り出し量
ＰＯ＿ＢＡＲ 正規化残径送り出し量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状のウエブを円筒状に巻いた送り出しロールに連結する送出用電動機と、送り出しロールから送出したウエブを次工程に搬送する搬送ロールに連結する搬送用電動機とを駆動し、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するロール制御装置における送り出しロールの巻径検出方法において、
（ｎ−１）（ｎは正の整数とする）時点における送り出しロールの巻径同定値を演算する第１のステップと、
逐次最小二乗法を適用し、（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値とｎ時点における送り出しロールの巻径同定値との間の巻径偏差を演算する第２のステップと、
（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値に巻径偏差を加算し、ｎ時点における送り出しロールの巻径同定値を求める第３のステップと、
を備えることを特徴とする送り出しロールの巻径検出方法。
【請求項２】
前記第２のステップは、
送り出しロールの巻径を同定演算し始めてから収束するまでの収束速度を定める巻径同定ゲイン定数を設定するステップと、
０時点における送り出しロールの巻径同定値を、初期径として設定するステップと、
ｎ時点における送り出しロールの回転速度を検出するステップと、
巻径同定ゲイン定数とｎ時点における送り出しロールの回転速度とに基づいて、巻径同定ウエイトを演算するステップと、
ｎ時点におけるウエブのライン速度を検出するステップと、
（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値にｎ時点における送り出しロールの回転速度を乗算し、仮想ライン速度を求め、当該仮想ライン速度をｎ時点におけるウエブのライン速度から減算し、ライン速度差を求めるステップと、
ライン速度差に巻径同定ウエイトを乗算し、巻径偏差を求めるステップと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の送り出しロールの巻径検出方法。
【請求項３】
さらに、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値を演算する第４のステップと、
逐次最小二乗法を適用し、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値とｎ時点におけるウエブ厚同定値との間のウエブ厚偏差を演算する第５のステップと、
（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値にウエブ厚偏差を加算し、ｎ時点におけるウエブ厚同定値を求める第６のステップと、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の送り出しロールの巻径検出方法。
【請求項４】
前記第５のステップは、
０時点におけるウエブ厚同定値を、初期ウエブ厚として設定するステップと、
ｎ時点における送り出しロールの回転速度に基づいて、送り出しロールの回転量を演算するステップと、
ウエブ厚を同定演算し始めてから収束するまでの収束速度を定めるウエブ厚同定ゲイン定数を設定するステップと、
ウエブ厚同定ゲイン定数とｎ時点における送り出しロールの回転量とに基づいてウエブ厚同定ウエイトを演算するステップと、
（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値に、ｎ時点における送り出しロールの回転量を乗算して仮想ウエブ厚を求め、初期径からｎ時点における巻径同定値を減算して厚さを求め、前記厚さから仮想ウエブ厚を減算してウエブ厚差を求めるステップと、
ウエブ厚差にウエブ厚同定ウエイトを乗算し、ウエブ厚偏差を求めるステップと、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の送り出しロールの巻径検出方法。
【請求項５】
さらに、送り出しロールを停止させる巻径位置である残径を設定する第７のステップと、
ウエブの最大ライン速度と、当該最大ライン速度から減速して停止するまでに要する時間である残径送り出し時間とに基づいて、残径送り出し量を演算する第８のステップと、
残径、残径送り出し量及びｎ時点におけるウエブ厚同定値に基づいて、残径補正量を演算する第９のステップと、
を備えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の送り出しロールの巻径検出方法。
【請求項６】
長尺状のウエブを円筒状に巻いた送り出しロールに連結する送出用電動機と、送り出しロールから送出したウエブを次工程に搬送する搬送ロールに連結する搬送用電動機とを駆動し、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するロール制御方法において、
請求項５の第７のステップにより設定した残径に、第８のステップにより演算した残径補正量を加算し、残径送り出し径を求めるステップと、
残径送り出し径と、請求項１の第３のステップにより求めたｎ時点における送り出しロールの巻径同定値である現在径とを比較し、現在径が残径送り出し径に等しいときに、搬送用電動機及び送出用電動機を減速させ、かつ、現在径が残径に等しいときに搬送用電動機及び送出用電動機を停止させるように、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するステップと、
を備えることを特徴とするロール制御方法。
【請求項７】
長尺状のウエブを円筒状に巻いた送り出しロールに連結する送出用電動機と、送り出しロールから送出したウエブを次工程に搬送する搬送ロールに連結する搬送用電動機とを駆動し、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するロール制御装置において、
（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値とｎ時点における送り出しロールの巻径偏差とに基づいて、ｎ時点における送り出しロールの巻径同定値を演算する巻径同定演算手段と、
前記巻径同定演算手段により演算されたｎ時点における送り出しロールの巻径同定値、０時点における送り出しロールの巻径同定値である初期径、０時点におけるウエブ厚同定値である初期ウエブ厚、ｎ時点における送り出しロールの回転速度に基づいて演算した送り出しロール回転量、及び、ウエブ厚を同定演算し始めてから収束するまでの収束速度を定めるウエブ厚同定ゲイン定数に基づいて、ウエブ厚同定値を演算するウエブ厚同定値演算手段と、
ウエブの最大ライン速度と当該最大ライン速度から減速し停止するまでに要する時間である残径送り出し時間とに基づいて残径送り出し量を演算し、当該残径送り出し量、送り出しロールを停止させる巻径位置である残径、及び、前記ウエブ厚同定値演算手段により演算されたウエブ厚同定値に基づいて、送り出しロールの残径に対する残径補正量を演算する残径補正量演算手段と、
前記残径と残径補正量演算手段により演算された残径補正量とを加算し、残径送り出し径を求める加算手段と、
前記加算手段により求められた残径送り出し径と、前記巻径同定演算手段により演算されたｎ時点における送り出しロールの巻径同定値である現在径とを比較し、現在径が残径送り出し径に比べて大きいとき、リセット信号をオンし、現在径が残径送り出し径に比べて等しいとき、又は小さいとき、リセット信号をオフする比較手段と、
前記比較手段によりリセット信号がオンのとき、残径送り出し量を最大ライン速度で正規化した正規化残径送り出し量を初期値とし、当該初期値に対応するライン速度基準を搬送ロールの周速指令信号として出力し、前記リセット信号がオフのとき、前記正規化残径送り出し量から正規化ライン速度に基づく距離信号を減算して差信号を求め、当該差信号に基づいて、送り出しロールの現在径が残径に到達したときに搬送ロールが停止するように、前記搬送ロールを減速するための周速指令信号を出力する周速指令生成手段と、
前記周速指令生成手段により出力された周速指令信号及び前記搬送用電動機の実速度信号を入力し、前記周速指令信号に基づいて搬送用電動機の回転速度に対応する換算速度指令信号を生成し、前記換算速度指令信号から実速度信号を減算して速度偏差を求め、当該速度偏差に予め設定された速度ゲイン定数を乗算し、トルク指令を出力する速度制御手段と、
前記速度制御手段により出力されたトルク指令及び前記搬送用電動機の巻線に流れる実電流信号を入力し、前記トルク指令に見合う電流指令信号から実電流信号を減算し、電流偏差を出力する電流制御手段と、
を備えることを特徴とするロール制御装置。
【請求項８】
前記周速指令生成手段は、
前記正規化残径送り出し量を設定する正規化残径送り出し量設定手段と、
前記リセット信号がオンのとき、前記正規化残径送り出し量を初期値として出力し、前記リセット信号がオフのとき、正規化ライン速度に基づく長さ相当値を入力し、初期値である正規化残径送り出し量から前記長さ相当値を減算し、第１の値として出力するカウンタと、
前記カウンタにより出力された第１の値に前記正規化残径送り出し量の逆数を乗算し、第２の値として出力する乗除算器と、
前記乗除算器により出力された第２の値に応じて非線形状に変化する非線形信号を出力する非線形関数器と、
前記非線形関数器により出力された非線形信号及び予め設定されたライン速度基準信号を入力し、前記非線形信号の値がライン速度基準信号の値に比べて等しいとき、又は大きいとき、正規化ライン速度信号としてライン速度基準信号を出力し、前記非線形信号の値がライン速度基準信号の値に比べて小さいとき、正規化ライン速度信号として非線形信号を出力するリミッタと、
前記リミッタにより出力された正規化ライン速度信号を入力し、前記正規化ライン速度信号として非線形信号を入力してから前記残径送り出し時間だけ経過すると、最大ライン速度からゼロのライン速度まで変化する正規化周速指令信号を出力するランプ関数器と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載のロール制御装置。
【請求項１】
長尺状のウエブを円筒状に巻いた送り出しロールに連結する送出用電動機と、送り出しロールから送出したウエブを次工程に搬送する搬送ロールに連結する搬送用電動機とを駆動し、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するロール制御装置における送り出しロールの巻径検出方法において、
（ｎ−１）（ｎは正の整数とする）時点における送り出しロールの巻径同定値を演算する第１のステップと、
逐次最小二乗法を適用し、（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値とｎ時点における送り出しロールの巻径同定値との間の巻径偏差を演算する第２のステップと、
（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値に巻径偏差を加算し、ｎ時点における送り出しロールの巻径同定値を求める第３のステップと、
を備えることを特徴とする送り出しロールの巻径検出方法。
【請求項２】
前記第２のステップは、
送り出しロールの巻径を同定演算し始めてから収束するまでの収束速度を定める巻径同定ゲイン定数を設定するステップと、
０時点における送り出しロールの巻径同定値を、初期径として設定するステップと、
ｎ時点における送り出しロールの回転速度を検出するステップと、
巻径同定ゲイン定数とｎ時点における送り出しロールの回転速度とに基づいて、巻径同定ウエイトを演算するステップと、
ｎ時点におけるウエブのライン速度を検出するステップと、
（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値にｎ時点における送り出しロールの回転速度を乗算し、仮想ライン速度を求め、当該仮想ライン速度をｎ時点におけるウエブのライン速度から減算し、ライン速度差を求めるステップと、
ライン速度差に巻径同定ウエイトを乗算し、巻径偏差を求めるステップと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の送り出しロールの巻径検出方法。
【請求項３】
さらに、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値を演算する第４のステップと、
逐次最小二乗法を適用し、（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値とｎ時点におけるウエブ厚同定値との間のウエブ厚偏差を演算する第５のステップと、
（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値にウエブ厚偏差を加算し、ｎ時点におけるウエブ厚同定値を求める第６のステップと、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の送り出しロールの巻径検出方法。
【請求項４】
前記第５のステップは、
０時点におけるウエブ厚同定値を、初期ウエブ厚として設定するステップと、
ｎ時点における送り出しロールの回転速度に基づいて、送り出しロールの回転量を演算するステップと、
ウエブ厚を同定演算し始めてから収束するまでの収束速度を定めるウエブ厚同定ゲイン定数を設定するステップと、
ウエブ厚同定ゲイン定数とｎ時点における送り出しロールの回転量とに基づいてウエブ厚同定ウエイトを演算するステップと、
（ｎ−１）時点におけるウエブ厚同定値に、ｎ時点における送り出しロールの回転量を乗算して仮想ウエブ厚を求め、初期径からｎ時点における巻径同定値を減算して厚さを求め、前記厚さから仮想ウエブ厚を減算してウエブ厚差を求めるステップと、
ウエブ厚差にウエブ厚同定ウエイトを乗算し、ウエブ厚偏差を求めるステップと、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の送り出しロールの巻径検出方法。
【請求項５】
さらに、送り出しロールを停止させる巻径位置である残径を設定する第７のステップと、
ウエブの最大ライン速度と、当該最大ライン速度から減速して停止するまでに要する時間である残径送り出し時間とに基づいて、残径送り出し量を演算する第８のステップと、
残径、残径送り出し量及びｎ時点におけるウエブ厚同定値に基づいて、残径補正量を演算する第９のステップと、
を備えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の送り出しロールの巻径検出方法。
【請求項６】
長尺状のウエブを円筒状に巻いた送り出しロールに連結する送出用電動機と、送り出しロールから送出したウエブを次工程に搬送する搬送ロールに連結する搬送用電動機とを駆動し、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するロール制御方法において、
請求項５の第７のステップにより設定した残径に、第８のステップにより演算した残径補正量を加算し、残径送り出し径を求めるステップと、
残径送り出し径と、請求項１の第３のステップにより求めたｎ時点における送り出しロールの巻径同定値である現在径とを比較し、現在径が残径送り出し径に等しいときに、搬送用電動機及び送出用電動機を減速させ、かつ、現在径が残径に等しいときに搬送用電動機及び送出用電動機を停止させるように、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するステップと、
を備えることを特徴とするロール制御方法。
【請求項７】
長尺状のウエブを円筒状に巻いた送り出しロールに連結する送出用電動機と、送り出しロールから送出したウエブを次工程に搬送する搬送ロールに連結する搬送用電動機とを駆動し、ウエブのライン速度及びウエブにかかる張力を制御するロール制御装置において、
（ｎ−１）時点における送り出しロールの巻径同定値とｎ時点における送り出しロールの巻径偏差とに基づいて、ｎ時点における送り出しロールの巻径同定値を演算する巻径同定演算手段と、
前記巻径同定演算手段により演算されたｎ時点における送り出しロールの巻径同定値、０時点における送り出しロールの巻径同定値である初期径、０時点におけるウエブ厚同定値である初期ウエブ厚、ｎ時点における送り出しロールの回転速度に基づいて演算した送り出しロール回転量、及び、ウエブ厚を同定演算し始めてから収束するまでの収束速度を定めるウエブ厚同定ゲイン定数に基づいて、ウエブ厚同定値を演算するウエブ厚同定値演算手段と、
ウエブの最大ライン速度と当該最大ライン速度から減速し停止するまでに要する時間である残径送り出し時間とに基づいて残径送り出し量を演算し、当該残径送り出し量、送り出しロールを停止させる巻径位置である残径、及び、前記ウエブ厚同定値演算手段により演算されたウエブ厚同定値に基づいて、送り出しロールの残径に対する残径補正量を演算する残径補正量演算手段と、
前記残径と残径補正量演算手段により演算された残径補正量とを加算し、残径送り出し径を求める加算手段と、
前記加算手段により求められた残径送り出し径と、前記巻径同定演算手段により演算されたｎ時点における送り出しロールの巻径同定値である現在径とを比較し、現在径が残径送り出し径に比べて大きいとき、リセット信号をオンし、現在径が残径送り出し径に比べて等しいとき、又は小さいとき、リセット信号をオフする比較手段と、
前記比較手段によりリセット信号がオンのとき、残径送り出し量を最大ライン速度で正規化した正規化残径送り出し量を初期値とし、当該初期値に対応するライン速度基準を搬送ロールの周速指令信号として出力し、前記リセット信号がオフのとき、前記正規化残径送り出し量から正規化ライン速度に基づく距離信号を減算して差信号を求め、当該差信号に基づいて、送り出しロールの現在径が残径に到達したときに搬送ロールが停止するように、前記搬送ロールを減速するための周速指令信号を出力する周速指令生成手段と、
前記周速指令生成手段により出力された周速指令信号及び前記搬送用電動機の実速度信号を入力し、前記周速指令信号に基づいて搬送用電動機の回転速度に対応する換算速度指令信号を生成し、前記換算速度指令信号から実速度信号を減算して速度偏差を求め、当該速度偏差に予め設定された速度ゲイン定数を乗算し、トルク指令を出力する速度制御手段と、
前記速度制御手段により出力されたトルク指令及び前記搬送用電動機の巻線に流れる実電流信号を入力し、前記トルク指令に見合う電流指令信号から実電流信号を減算し、電流偏差を出力する電流制御手段と、
を備えることを特徴とするロール制御装置。
【請求項８】
前記周速指令生成手段は、
前記正規化残径送り出し量を設定する正規化残径送り出し量設定手段と、
前記リセット信号がオンのとき、前記正規化残径送り出し量を初期値として出力し、前記リセット信号がオフのとき、正規化ライン速度に基づく長さ相当値を入力し、初期値である正規化残径送り出し量から前記長さ相当値を減算し、第１の値として出力するカウンタと、
前記カウンタにより出力された第１の値に前記正規化残径送り出し量の逆数を乗算し、第２の値として出力する乗除算器と、
前記乗除算器により出力された第２の値に応じて非線形状に変化する非線形信号を出力する非線形関数器と、
前記非線形関数器により出力された非線形信号及び予め設定されたライン速度基準信号を入力し、前記非線形信号の値がライン速度基準信号の値に比べて等しいとき、又は大きいとき、正規化ライン速度信号としてライン速度基準信号を出力し、前記非線形信号の値がライン速度基準信号の値に比べて小さいとき、正規化ライン速度信号として非線形信号を出力するリミッタと、
前記リミッタにより出力された正規化ライン速度信号を入力し、前記正規化ライン速度信号として非線形信号を入力してから前記残径送り出し時間だけ経過すると、最大ライン速度からゼロのライン速度まで変化する正規化周速指令信号を出力するランプ関数器と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載のロール制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−６７５７７（Ｐ２００９−６７５７７Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４０４３６（Ｐ２００７−２４０４３６）
【出願日】平成１９年９月１８日（２００７．９．１８）
【出願人】（３９００１４３８４）日本リライアンス株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１８日（２００７．９．１８）
【出願人】（３９００１４３８４）日本リライアンス株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
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