[发明专利]转矩控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及转矩控制系统（system），该系统用于在纸张、薄膜（film）、线丝、引线（wire）等长条材料放卷或收卷时控制材料的张力、在电动机（motor）等负荷测试装置中控制转矩（torque）。

背景技术

图15、图16为现有的使用转矩控制用致动器（actuator）控制装置7的张力控制系统的一个示例。在印刷机、分切机（slitter）等设备中，由于产品的加工和加工后的问题，要求控制材料的张力使其固定。对于材料的张力，进给电动机9所产生的张力通过作为转矩控制用致动器之一的离合器制动装置（clutch brake）8的转矩进行控制，但对于在卷辊33上卷绕成卷（role）状的材料，由于随着材料的送出，卷绕直径会发生变化，因此为了保持固定的张力，需要根据卷绕直径来改变转矩。

如上所述，通过控制转矩控制用致动器的转矩来控制材料的张力，该方法包括：如图15所示，由负荷传感器（sensor）23实测材料的张力并进行反馈（feedback）以使张力保持固定的反馈控制方式；以及如图16所示，设置非接触式开关35，根据材料的初始直径和厚度、转速来计算所需转矩的开环（open loop）控制方式这两种（参照专利文献1）。反馈控制方式的张力控制精度较高，但另一方面，需要用于测定张力的检测辊34、负荷传感器23等，既复杂又昂贵，所以在比较廉价的设备中使用开环控制方式。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第3297219号

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，开环控制时，如上所述，并不实测材料的张力，而是使用非接触式开关（switch）35计算材料的直径以求出所需的转矩。也就是说，如图17中转矩和材料张力的关系式所示，因为每转一圈直径D改变2δ，所以通过根据直径的改变使转矩T改变来对张力进行控制使其固定，但这种方式不对控制输出进行校正，转矩控制用致动器的转矩特性原样地成为张力的控制特性，存在不能准确控制张力的问题。

对此，现有技术采用如图4所示的对转矩控制用致动器之一的离合器制动装置的转矩特性的线性进行校正的方法。电流和转矩最好是像理想转矩曲线（torque curve）（a）那样的直线，但实际为（b）那样的非直线，在低电流区域转矩变低。因此，为提高控制精度，需要施加（c）那样用于校正非线性的校正电流。在上述专利文献1所示的现有技术中，利用离合器制动装置的平均特性即典型特性，施加（c）那样与典型特性相对称的曲线作为用于校正转矩的校正电流来校正该非线性，以消除转矩特性的非线性。

然而，作为转矩控制用致动器之一的离合器制动装置的转矩特性也如图5所示，各个离合器制动装置均带有偏差，相对于典型特性存在较大的偏差。例如，产品ＸＸＸ－001与典型特性接近，可以使用上述现有技术消除转矩特性的非线性，但对于像产品ＸＸＸ－002、产品ＸＸＸ－003那样偏离典型特性较大的情况，使用典型特性的非线性校正会使精度因偏离典型特性的那部分而变差。如上所述，虽然可以使用现有技术消除转矩特性的非线性，但因为使用典型特性进行校正，所以存在无法对应转矩控制用致动器各个产品的特性偏差的问题。

而且，在先前所述的反馈控制的情况下，虽然通过实测张力并对控制输出进行校正以接近目标张力，消除了各转矩控制用致动器的特性偏差（variation）的问题，但负荷传感器的各个产品的检测特性存在偏差，由此，与上述相同，存在不能准确检测张力，使用该张力检测值进行控制时也会损失准确性的缺点。

图4为表示负荷传感器输出特性的线性的曲线图。输出特性在理想情况下为（d）那样的直线，但实际上为（e）那样的非直线。另外，图5为表示负荷传感器的各个产品的输出特性偏差的曲线图，既有像AAA－001那样接近理想的典型特性的，也有像AAA－002那样输出电压较高的、像AAA－003那样输出电压较低的，负荷传感器的输出特性也存在偏差。

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种转矩控制系统，通过校正转矩控制用致动器、负荷传感器的各个产品的特性偏差，可以提高转矩控制精度。

解决技术问题所采用的技术方案