專利名稱：膜輸送裝置和膜輸送控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于輸送膜的膜輸送裝置和一種膜輸送控制方法，所述膜是柔性 的板片狀連續(xù)材料。
背景技術(shù)：
已提出一種用于在以多個(gè)輥支承膜的同時(shí)輸送膜的技術(shù)，所述膜是柔性的板片 狀連續(xù)材料，例如塑料膜、金屬膜或連續(xù)紙(例如，在日本專利申請(qǐng)2001-343223號(hào)公報(bào) (JP-A-2001-343223)中有所記載)。用在混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛中的電池的電極在制造 過程中以膜的形式被處理。對(duì)于輸送膜的輸送裝置來說，強(qiáng)烈要求增大輸送速度以便降低 成本。此外，為了確保質(zhì)量，同時(shí)要求極高的橫向位置精度。但是，在輸送過程中，橫向位置由于輥的偏移(位置失準(zhǔn)，misalignment)或擾亂 變動(dòng)如張力或速度的變動(dòng)而變化。這樣，在膜輸送裝置中，利用導(dǎo)輥來精確控制膜的橫向位置。為了修正膜的橫向位置，如果導(dǎo)輥相對(duì)于輸送方向傾斜，則往往使膜移動(dòng)以使得 膜垂直于導(dǎo)輥的旋轉(zhuǎn)軸線被設(shè)置。結(jié)果，膜的橫向位置被修正。但是，在這種修正橫向位置的過程中，已觀察到在膜中發(fā)生起皺。褶皺會(huì)降低由膜 制成的產(chǎn)品的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種能夠在輸送膜時(shí)防止在膜中產(chǎn)生褶皺的膜輸送裝置和膜輸送 控制方法。本發(fā)明的第一方面提供一種膜輸送裝置。該輸送膜的膜輸送裝置包括橫向位置 偏差檢測裝置，所述橫向位置偏差檢測裝置檢測所述膜的橫向位置偏差；橫向位置修正裝 置，所述橫向位置修正裝置利用導(dǎo)輥修正所述膜的橫向位置；張力檢測裝置，所述張力檢測 裝置檢測分別作用在所述膜的左端和右端附近的張力；和控制裝置，所述控制裝置執(zhí)行反 饋控制，以基于由所述橫向位置偏差檢測裝置檢測出的所述橫向位置偏差控制所述橫向位 置修正裝置，從而使所述膜被設(shè)置在目標(biāo)位置。所述控制裝置基于左右張力差來改變所述 反饋控制，所述左右張力差是作用在所述膜的所述左端附近的張力和作用在所述膜的所述 右端附近的張力之間的差，所述張力是由所述張力檢測裝置檢測的。此處，所述控制裝置可基于所述左右張力差計(jì)算過渡左右張力差，并且可基于所 計(jì)算出的過渡張力差改變所述反饋控制中的反饋增益。此外，所述控制裝置可如此改變所述反饋增益，使得所述反饋增益隨著所述過渡 張力差增大而減小。特別地，所述控制裝置可基于經(jīng)過高通濾波處理的所述左右張力差來計(jì)算所述過 渡張力差。此外，所述控制裝置可基于所述左右張力差計(jì)算穩(wěn)態(tài)左右張力差，并且可基于所計(jì)算出的穩(wěn)態(tài)張力差改變所述反饋控制中所述導(dǎo)輥的移動(dòng)限度。此處，所述控制裝置可隨著所述穩(wěn)態(tài)張力差增大而減小所述移動(dòng)限度。特別地，所述控制裝置可基于經(jīng)過低通濾波處理的所述左右張力差來計(jì)算所述穩(wěn) 態(tài)張力差。另外，所述控制裝置可基于所述導(dǎo)輥和所述膜之間的推定滑移量來調(diào)整所述反饋
增 ο此外，所述控制裝置可基于所述導(dǎo)輥和所述膜之間的推定滑移量來調(diào)整所述移動(dòng) 限度。本發(fā)明的第二方面提供一種膜輸送裝置。該輸送膜的膜輸送裝置包括橫向位置 偏差檢測裝置，所述橫向位置偏差檢測裝置檢測所述膜的橫向位置偏差；橫向位置修正裝 置，所述橫向位置修正裝置利用導(dǎo)輥修正所述膜的橫向位置；張力檢測裝置，所述張力檢測 裝置檢測所述膜的輸送張力；輸送速度檢測裝置，所述輸送速度檢測裝置檢測所述膜的輸 送速度；和控制裝置，所述控制裝置執(zhí)行反饋控制，以使得所述橫向位置修正裝置基于由所 述橫向位置偏差檢測裝置檢測出的所述橫向位置偏差被控制，從而使所述膜被設(shè)置在目標(biāo) 位置。所述控制裝置基于由所述張力檢測裝置檢測出的所述膜的所述輸送張力和由所述輸 送速度檢測裝置檢測出的所述膜的所述輸送速度來推定所述導(dǎo)輥和所述膜之間的滑移量， 并基于所推定出的滑移量來改變所述反饋控制。此處，所述控制裝置可改變所述反饋控制，以使得反饋增益隨著所述推定出的滑 移量增大而增大。此外，所述控制裝置可改變所述反饋控制，以使得所述導(dǎo)輥的移動(dòng)限度隨著所述 推定出的滑移量增大而增大。本發(fā)明的第三方面提供一種膜輸送控制方法。該膜輸送控制方法包括檢測膜的 橫向位置偏差；檢測作用在所述膜的左端附近的張力和作用在所述膜的右端附近的張力， 以計(jì)算所檢測出的張力之間的左右張力差；和執(zhí)行反饋控制以利用導(dǎo)輥橫向移動(dòng)所述膜， 以便基于所檢測出的橫向位置偏差和所述左右張力差來減小所述膜的橫向位置偏差。此處，可基于所述左右張力差計(jì)算過渡左右張力差，并且可基于所計(jì)算出的過渡 張力差改變所述反饋控制中的反饋增益。此外，可改變所述反饋增益，以使得所述反饋增益隨著所述過渡張力差增大而減 小。此外，可基于所述左右張力差計(jì)算穩(wěn)態(tài)左右張力差，并且可基于所計(jì)算出的穩(wěn)態(tài) 張力差改變所述反饋控制中所述導(dǎo)輥的移動(dòng)限度。此外，所述移動(dòng)限度可隨著所述穩(wěn)態(tài)張力差增大而減小。另外，可基于所述導(dǎo)輥和所述膜之間的推定滑移量來調(diào)整所述反饋增益。此外，可基于所述導(dǎo)輥和所述膜之間的推定滑移量來調(diào)整所述移動(dòng)限度。本發(fā)明的第四方面提供一種膜輸送控制方法。該膜輸送控制方法包括檢測膜的 橫向位置偏差；檢測所述膜的輸送張力；檢測所述膜的輸送速度；基于所檢測出的輸送張 力和所檢測出的輸送速度來推定導(dǎo)輥和所述膜之間的滑移量；和執(zhí)行反饋控制以利用所述 導(dǎo)輥橫向移動(dòng)所述膜，以便基于所檢測出的橫向位置偏差和所推定出的滑移量來減小所述 膜的橫向位置偏差。
此處，可改變所述反饋控制，以使得反饋增益隨著所述推定出的滑移量增大而增 大。此外，可改變所述反饋控制，以使得所述導(dǎo)輥的移動(dòng)限度隨著所述推定出的滑移量增大 而增大。根據(jù)本發(fā)明的所述方面，能提供一種能夠在輸送膜時(shí)防止在膜中產(chǎn)生褶皺的膜輸 送裝置和膜輸送控制方法。


在下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述中將說明本發(fā)明的特征、優(yōu) 點(diǎn)及技術(shù)和產(chǎn)業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件，并且其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的膜輸送裝置的總體構(gòu)型的視圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的膜輸送裝置的主要部分的側(cè)視圖；圖2B是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的膜輸送裝置的主要部分的俯視圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的膜輸送控制方法中的處理流程的流程圖；圖4是用在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的膜輸送控制方法中的關(guān)系圖譜的概念圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的膜輸送控制方法中的處理流程的流程圖；圖6是用在根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的膜輸送控制方法中的關(guān)系圖譜的概念圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的膜輸送控制方法中的處理流程的流程圖；圖8是用在根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的膜輸送控制方法中的關(guān)系圖譜的概念圖；以 及圖9是用在根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的膜輸送控制方法中的關(guān)系圖譜的概念圖。
具體實(shí)施例方式首先，將參照?qǐng)D1、圖2A和圖2B描述根據(jù)第一實(shí)施例的膜輸送裝置的構(gòu)型。膜輸 送裝置10輸送膜20。此處，在本實(shí)施例中，膜20是用于驅(qū)動(dòng)用在混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛 中的電機(jī)的電池的電極的材料(金屬薄膜)。例如，膜20是由具有數(shù)十ym厚度的鋁或銅 制成的薄膜板片。如圖1所示，膜輸送裝置10包括控制單元1、邊緣傳感器2、導(dǎo)輥3、橫向位置修正 裝置4、自由輥5、張力傳感器6a和6b以及輸送速度傳感器7。雖然在圖1中未示出，但膜 輸送裝置10還包括多個(gè)輥、輥驅(qū)動(dòng)裝置等，作為輸送膜20所需的部件。控制單元1是由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成的控制器。控制單元1從邊緣傳感器2、張 力傳感器6a和6b、輸送速度傳感器7等接收檢測信號(hào)，并控制輸送輥(未示出)的驅(qū)動(dòng)及 控制橫向位置修正裝置4以控制導(dǎo)輥3。控制單元1通過基于由邊緣傳感器2檢測出的膜20的橫向位置信息或橫向位置 偏差信息、控制橫向位置修正裝置4以橫向移動(dòng)膜20而使膜20設(shè)置在期望的橫向位置，來 修正導(dǎo)輥3的位置。根據(jù)第一實(shí)施例的控制單元1特別地以如此方式獲取關(guān)于過渡張力差的信息， 即，基于由張力傳感器6a和6b檢測出的張力計(jì)算分別作用在膜20的左端和右端附近的張 力之間的張力差的絕對(duì)值，然后使該絕對(duì)值通過高通濾波器(高頻通帶濾波器)。此外，控 制單元1基于所述過渡張力差信息調(diào)整經(jīng)導(dǎo)輥5執(zhí)行的橫向位置控制的反饋增益。
邊緣傳感器2用作橫向位置偏差檢測裝置，其檢測正被輸送的膜20的橫向位置， 并向控制單元1輸出所檢測出的橫向位置。根據(jù)本實(shí)施例的邊緣傳感器2設(shè)置在導(dǎo)輥3的 下游并檢測膜20的橫向位置，該膜的橫向位置已由導(dǎo)輥3控制。在圖1中，邊緣傳感器2設(shè) 置在膜20的一個(gè)側(cè)端部，但不限于這種結(jié)構(gòu)。邊緣傳感器2也可設(shè)置在例如各個(gè)側(cè)端部。如圖2B所示，導(dǎo)輥3由橫向位置修正裝置控制，使得它能繞點(diǎn)P轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)輥3是 可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的自由輥。如圖2A所示，在本實(shí)施例中，膜20在導(dǎo)輥3的上游被水平地輸送， 在導(dǎo)輥3的下游被豎直地輸送。橫向位置修正裝置4基于來自控制單元1的控制信號(hào)控制導(dǎo)輥3的位置以修正膜 20的橫向位置。橫向位置修正裝置4例如包括支承導(dǎo)輥3的旋轉(zhuǎn)軸的軸支承部件和使軸支 承部件沿水平面轉(zhuǎn)動(dòng)的致動(dòng)器。軸支承部件和致動(dòng)器分別設(shè)置在導(dǎo)輥3的各端?；蛘?，導(dǎo) 輥3的一端可被固定，另一端是可動(dòng)的且可由微型螺釘、壓電元件等控制該可動(dòng)端的位置。自由輥5是在與膜20接觸的同時(shí)旋轉(zhuǎn)的輥部件。自由輥5設(shè)置成通過張力傳感 器6a和6b檢測膜20的左端和右端張力。如圖2A所示，自由輥5設(shè)置在向下壓在膜20上 的位置。張力傳感器6a和6b是力傳感器(張力計(jì))，它們可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承自由輥5的旋轉(zhuǎn)軸 的兩端并檢測豎直向上地作用在自由輥5各端上的力以檢測分別作用在膜20的左端和右 端附近的張力?？刂茊卧?基于由張力傳感器6a和6b檢測出的張力獲取關(guān)于分別作用在 膜20的左端和右端附近的張力之間的張力差的信息。輸送速度傳感器7檢測膜20的輸送速度，并向控制單元1輸出包括關(guān)于所檢測出 的輸送速度的信息的檢測信號(hào)。接下來，將參照?qǐng)D3描述根據(jù)第一實(shí)施例的膜輸送裝置的控制方法。首先，控制單元1從張力傳感器6a和6b接收包括關(guān)于分別作用在正被輸送的膜 20的左端和右端附近的張力的信息的檢測信號(hào)，并基于所述檢測信號(hào)計(jì)算分別作用在膜 20的左端和右端附近的張力之間的張力差(下文簡稱為“左右張力差”)的絕對(duì)值。此外， 控制單元1對(duì)所計(jì)算出的左右張力差的絕對(duì)值進(jìn)行高通濾波(HPF)處理以便僅提取出高頻 成分，由此計(jì)算過渡張力差(SlOl)。接下來，控制單元1基于使過渡張力差與反饋增益相關(guān)聯(lián)的關(guān)系圖譜計(jì)算反饋增 益(S102)。此處，反饋增益表示控制回路中反饋的靈敏度(響應(yīng)性)，利用該控制回路，根 據(jù)由邊緣傳感器2檢測出的膜20的橫向偏差，橫向位置修正裝置4致動(dòng)導(dǎo)輥3的位置，以 便使膜20回到期望的位置。也就是，如果反饋增益小，則膜20的所檢測出的橫向偏差以較 長的時(shí)間被修正(在本說明書中，該情況被描述為修正速度慢)，而如果反饋增益大，則橫 向偏差以較短的時(shí)間被修正(在本說明書中，該情況被描述為修正速度快)。在圖4中示出所述關(guān)系圖譜的概念圖。如圖4所示，反饋增益和過渡張力差在關(guān) 系圖譜中彼此相關(guān)聯(lián)，使得基本上，反饋增益隨著過渡張力差增大而減小，且反饋增益隨著 過渡張力差減小而增大。下面將說明在關(guān)系圖譜中過渡張力差和反饋增益如此相關(guān)聯(lián)的原 因。發(fā)明人分析了在膜20被輸送時(shí)在膜中產(chǎn)生的褶皺，并發(fā)現(xiàn)褶皺是由當(dāng)橫向位置 修正裝置4使導(dǎo)輥3傾斜時(shí)在膜20中產(chǎn)生的左右張力差引起的。此外，具體地，當(dāng)反饋增益 減小時(shí)，左右張力差較小，從而不易于發(fā)生起皺。然而，對(duì)橫向偏差(邊緣偏差)的修正要花費(fèi)時(shí)間，且因此在產(chǎn)生大的邊緣偏差時(shí)存留有穩(wěn)態(tài)偏差。另一方面，如果反饋增益增大， 則左右張力差較大，從而更可能發(fā)生起皺。此外，發(fā)明人關(guān)注這樣的事實(shí)，S卩，存在過渡左右張力差和穩(wěn)態(tài)左右張力差。于是， 由于分析已發(fā)現(xiàn)，過渡左右張力差主要由于導(dǎo)輥3的傾斜控制而產(chǎn)生，而穩(wěn)態(tài)左右張力差 主要由于輸送張力的變化、輸送速度的變化、在膜20被輸送時(shí)由加工膜20的加工機(jī)器引起 的擾動(dòng)、由固定輥的位置偏差引起的擾動(dòng)等而產(chǎn)生。在第一實(shí)施例中，為了防止由于過渡左右張力差而發(fā)生起皺，采用高通濾波器作 為用于從左右張力差提取過渡成分的裝置。然后，如圖4中的關(guān)系圖譜的概念圖所示，該關(guān) 系圖譜被設(shè)定成使得反饋增益隨著過渡張力差減小而增大，且反饋增益隨著過渡張力差增 大而減小。因此，能在防止發(fā)生起皺的同時(shí)抑制穩(wěn)態(tài)偏差的產(chǎn)生。應(yīng)注意，由于穩(wěn)態(tài)左右張 力差產(chǎn)生的問題通過根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的膜輸送控制方法來解決?；氐綄?duì)圖3的流程圖的說明進(jìn)行描述?？刂茊卧?基于由邊緣傳感器2檢測出的 膜20的位置信息計(jì)算膜20與目標(biāo)位置的橫向偏差量(邊緣偏差)，并且還通過將邊緣偏差 乘以在步驟S102中計(jì)算出的反饋增益來計(jì)算用于驅(qū)動(dòng)導(dǎo)輥的目標(biāo)速度(S103)。隨后，控制單元1計(jì)算實(shí)現(xiàn)所計(jì)算出的目標(biāo)速度所需的導(dǎo)輥的移動(dòng)量(導(dǎo)輥移動(dòng) 量)，然后判定導(dǎo)輥移動(dòng)量是否超過移動(dòng)限度(限度值)(S104)。移動(dòng)限度在控制單元1中 被預(yù)先設(shè)定。如果控制單元1判定為導(dǎo)輥移動(dòng)量超過移動(dòng)限度，則控制單元1將用于致動(dòng)導(dǎo)輥 的目標(biāo)速度設(shè)定為0，然后轉(zhuǎn)到下一個(gè)循環(huán)的處理(S105)。如果用于致動(dòng)導(dǎo)輥的目標(biāo)速度 被設(shè)定為0，則導(dǎo)輥3停止并且不跨越移動(dòng)限度。另一方面，如果控制單元1判定為導(dǎo)輥移動(dòng)量不超過移動(dòng)限度，也就是說，導(dǎo)輥移 動(dòng)量小于或等于移動(dòng)限度，則控制單元1基于在步驟S103中計(jì)算出的目標(biāo)速度控制橫向位 置修正裝置4來移動(dòng)導(dǎo)輥3并修正膜20的橫向位置。如上所述，在根據(jù)第一實(shí)施例的膜輸送裝置中，膜20在其被輸送時(shí)的過渡張力差 被檢測，反饋增益隨著所檢測出的過渡張力差減小而增大，且反饋增益隨著過渡張力差增 大而減小。以這種方式執(zhí)行橫向位置修正控制。通過這樣做，能在防止起皺的同時(shí)抑制穩(wěn) 態(tài)偏差的產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的膜輸送裝置具有解決由于穩(wěn)態(tài)左右張力差而產(chǎn)生的問 題的功能。該膜輸送裝置的總體構(gòu)型與圖1所示的構(gòu)型相似。將參照?qǐng)D5描述根據(jù)第二實(shí) 施例的膜輸送裝置的控制方法。首先，控制單元1從張力傳感器6a和6b接收包括關(guān)于分別作用在正被輸送的膜 20的左端和右端附近的張力的信息的檢測信號(hào)，并基于所述檢測信號(hào)計(jì)算膜20的左右張 力差的絕對(duì)值。此外，控制單元1對(duì)所計(jì)算出的左右張力差的絕對(duì)值進(jìn)行低通濾波(LPF) 處理以便僅提取出低頻成分，由此計(jì)算穩(wěn)態(tài)張力差(S201)。接下來，控制單元1基于使穩(wěn)態(tài)張力差與移動(dòng)限度相關(guān)聯(lián)的關(guān)系圖譜計(jì)算移動(dòng)限 度(S202)。移動(dòng)限度與穩(wěn)態(tài)張力差在關(guān)系圖譜中彼此相關(guān)聯(lián)，使得基本上，移動(dòng)限度隨著穩(wěn) 態(tài)張力差增大而減小，且移動(dòng)限度隨著過渡張力差減小而增大。下面將說明在關(guān)系圖譜中 穩(wěn)態(tài)張力差和移動(dòng)限度如此相關(guān)聯(lián)的原因。如果導(dǎo)輥3的移動(dòng)量增大，則對(duì)膜20的橫向位置的修正量也增大。此時(shí)，導(dǎo)輥3的大移動(dòng)量會(huì)增大導(dǎo)輥的偏移，由此增大膜20的穩(wěn)態(tài)張力差。結(jié)果，更可能產(chǎn)生褶皺。此 外，如果膜20的橫向位置已由于輸送張力的變化、速度的變化、由加工機(jī)器引起的擾動(dòng)、由 固定輥的偏移引起的擾動(dòng)等而發(fā)生偏離，且因此左右張力差大，則當(dāng)導(dǎo)輥3此后移動(dòng)大的 量時(shí)，膜20的穩(wěn)態(tài)張力差增大，且結(jié)果甚至更可能發(fā)生起皺。在第二實(shí)施例中，為了從左右張力差中提取穩(wěn)態(tài)成分，采用低通濾波器。如圖5所示，控制單元1基于由邊緣傳感器2檢測出的膜20的位置信息計(jì)算膜20 與目標(biāo)位置的橫向偏差量(邊緣偏差)，并且還通過將邊緣偏差乘以預(yù)定的反饋增益來計(jì) 算用于致動(dòng)導(dǎo)輥的目標(biāo)速度(S203)。隨后，控制單元1計(jì)算實(shí)現(xiàn)所計(jì)算出的目標(biāo)速度所需的導(dǎo)輥移動(dòng)量，然后判定導(dǎo) 輥移動(dòng)量是否超過在步驟202中計(jì)算出的移動(dòng)限度(S204)。如果控制單元1判定為導(dǎo)輥移動(dòng)量超過移動(dòng)限度，則控制單元1將用于致動(dòng)導(dǎo)輥 的目標(biāo)速度設(shè)定為0，然后轉(zhuǎn)到下一個(gè)循環(huán)的處理(S205)。如果用于致動(dòng)導(dǎo)輥的目標(biāo)速度 被設(shè)定為0，則導(dǎo)輥3停止并且不跨越移動(dòng)限度。另一方面，當(dāng)控制單元1判定為導(dǎo)輥移動(dòng)量不超過移動(dòng)限度、也就是說導(dǎo)輥移動(dòng) 量小于或等于移動(dòng)限度時(shí)，控制單元1基于在步驟S203中計(jì)算出的目標(biāo)速度控制橫向位置 修正裝置4來移動(dòng)導(dǎo)輥3并修正膜20的橫向位置。如上所述，在根據(jù)第二實(shí)施例的膜輸送裝置中，膜20在其被輸送時(shí)的穩(wěn)態(tài)張力差 被檢測，導(dǎo)輥3的移動(dòng)限度隨著所檢測出的穩(wěn)態(tài)張力差減小而增大，且移動(dòng)限度隨著穩(wěn)態(tài) 張力差增大而減小。因此，當(dāng)移動(dòng)限度減小時(shí)，對(duì)膜20的橫向位置的修正性能降低，但是可 防止發(fā)生起皺。此后，當(dāng)引起左右張力差的擾動(dòng)因素被消除且于是穩(wěn)態(tài)張力差充分減小時(shí)， 移動(dòng)限度增大，且結(jié)果，可改善橫向位置修正控制的性能。這樣，能獲得一種考慮了產(chǎn)生褶 皺和橫向位置修正之間的權(quán)衡關(guān)系的控制系統(tǒng)。應(yīng)注意，在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的控制中，可按照在本發(fā)明第二實(shí)施例的情況 下那樣執(zhí)行對(duì)移動(dòng)限度的設(shè)定。這樣，能抑制起皺的發(fā)生并且控制性能。將描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。在本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例中，導(dǎo)輥的反饋增益 或移動(dòng)限度基于膜20的左右張力差而改變。這通過考慮當(dāng)在左右張力差由于擾動(dòng)或膜20 的松弛而已經(jīng)較大的情況下執(zhí)行快速反饋修正(也就是，反饋增益增大)或大的修正時(shí)左 右張力差進(jìn)一步增大，來防止發(fā)生起皺。此處，在膜20中產(chǎn)生的左右張力差在膜20中產(chǎn)生剪切力。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了起皺根 據(jù)相對(duì)于在膜20中產(chǎn)生的剪切力在導(dǎo)輥3和膜20之間產(chǎn)生的滑移量而改變的可能性。此 處，滑移量表示導(dǎo)輥3和膜20之間的滑移可能性，且與導(dǎo)輥3和膜20之間的摩擦力成反比。具體地，如果相對(duì)于剪切力滑移量充分地小，則有壓縮力作用在膜20上，于是發(fā) 生翹曲。這使得在膜20中發(fā)生起皺。另一方面，如果相對(duì)于剪切力滑移量大，則即使在剪 切力、即左右張力差大時(shí)也不會(huì)發(fā)生翹曲。這樣，不會(huì)發(fā)生起皺。在第三實(shí)施例中，除了在第一和第二實(shí)施例中所用的左右張力差之外，還使用滑 移量作為評(píng)價(jià)發(fā)生起皺的可能性的參數(shù)。這樣，能更精確地推定發(fā)生起皺的可能性。此處，可基于當(dāng)前的輸送速度和當(dāng)前的輸送張力來推定滑移量。圖6是示出滑移 量、輸送速度和輸送張力之間的關(guān)系的關(guān)系圖譜的概念圖。在該圖中，輸送速度V1、V2和V3 具有Vl < V2 < V3的關(guān)系。
如圖6所示，滑移量隨著輸送張力增大而減小。這是因?yàn)殡S著輸送張力增大，膜20 和導(dǎo)輥3之間的摩擦力增大。此外，滑移量隨著輸送速度增大而增大。這是因?yàn)殡S著輸送 速度增大，膜20和導(dǎo)輥3之間的摩擦力減小。接下來，將參照?qǐng)D7所示的流程圖描述根據(jù)第三實(shí)施例的膜輸送裝置的控制流 程。首先，控制單元1獲取由輸送速度傳感器7檢測出的膜20的輸送速度。此外，控制單 元1獲取由張力傳感器6a和6b檢測出的膜20的輸送張力。此時(shí)，由于張力傳感器6a和 張力傳感器6b分別檢測膜20的左右張力，所以通過對(duì)所檢測出的張力進(jìn)行平均來將所檢 測出的張力轉(zhuǎn)換成膜20的輸送張力。此外，控制單元1通過基于所獲取的輸送速度和輸送 張力參照?qǐng)D6所示的關(guān)系圖譜來推定滑移量(S301)。 此外，控制單元1基于由張力傳感器6a和6b檢測出的左右張力計(jì)算左右張力差 的絕對(duì)值(S302)。控制單元1對(duì)所計(jì)算出的左右張力差的絕對(duì)值進(jìn)行高通濾波(HPF)處理以提取高 頻成分并由此計(jì)算過渡張力差(S303)。接下來，控制單元1基于使滑移量、過渡張力差和反饋增益相關(guān)聯(lián)的關(guān)系圖譜計(jì) 算反饋增益(S304)。在圖8中示出該關(guān)系圖譜的概念圖。如圖8所示，在該關(guān)系圖譜中， 基本上，反饋增益隨著過渡張力差增大而減小，且反饋增益隨著過渡張力差減小而增大。此 外，反饋增益隨著滑移量增大而增大，且反饋增益隨著滑移量減小而減小?？刂茊卧?基于由邊緣傳感器2檢測出的膜20的位置信息計(jì)算膜20與目標(biāo)位置 的橫向偏差量(邊緣偏差)，并且還通過將邊緣偏差乘以在步驟S304中計(jì)算出的反饋增益 來計(jì)算用于致動(dòng)導(dǎo)輥的目標(biāo)速度(S305)。另一方面，控制單元1對(duì)所計(jì)算出的左右張力差的絕對(duì)值進(jìn)行低通濾波(LPF)處 理以提取低頻成分并由此計(jì)算穩(wěn)態(tài)張力差(S306)。接下來，控制單元1基于使滑移量、穩(wěn)態(tài)張力差和移動(dòng)限度相關(guān)聯(lián)的關(guān)系圖譜計(jì) 算移動(dòng)限度(S307)。在圖9中示出該關(guān)系圖譜的概念圖。在該關(guān)系圖譜中，基本上，移動(dòng)限 度隨著穩(wěn)態(tài)張力差增大而減小，且移動(dòng)限度隨著過渡張力差減小而增大。此外，移動(dòng)限度隨 著滑移量增大而增大，且移動(dòng)限度隨著滑移量減小而減小。隨后，控制單元1計(jì)算實(shí)現(xiàn)所計(jì)算出的目標(biāo)速度所需的導(dǎo)輥移動(dòng)量，然后判定導(dǎo) 輥移動(dòng)量是否超過在步驟307中計(jì)算出的移動(dòng)限度(S308)。如果控制單元1判定為導(dǎo)輥移動(dòng)量超過移動(dòng)限度，則控制單元1將用于致動(dòng)導(dǎo)輥 的目標(biāo)速度設(shè)定為0，然后開始下一個(gè)循環(huán)(S309)。如果用于致動(dòng)導(dǎo)輥的目標(biāo)速度被設(shè)定 為0，則導(dǎo)輥3停止并且不跨越移動(dòng)限度。另一方面，如果控制單元1判定為導(dǎo)輥移動(dòng)量不超過移動(dòng)限度，也就是說，導(dǎo)輥移 動(dòng)量小于或等于移動(dòng)限度，則控制單元1基于在步驟S305中計(jì)算出的目標(biāo)速度控制橫向位 置修正裝置4來移動(dòng)導(dǎo)輥3并修正膜20的橫向位置。如上所述，在根據(jù)第三實(shí)施例的膜輸送裝置中，膜20在其被輸送時(shí)的過渡張力差 被檢測，反饋增益隨著所檢測出的過渡張力差減小而增大，且反饋增益隨著過渡張力差增 大而減小。通過這樣做，能在防止產(chǎn)生褶皺的同時(shí)抑制穩(wěn)態(tài)偏差的產(chǎn)生。此外，在根據(jù)第三實(shí)施例的膜輸送裝置中，膜20在其被輸送時(shí)的穩(wěn)態(tài)張力差被檢 測，導(dǎo)輥3的移動(dòng)限度隨著所檢測出的穩(wěn)態(tài)張力差減小而增大，且移動(dòng)限度隨著穩(wěn)態(tài)張力差增大而減小。通過以這樣的方式控制導(dǎo)輥3的移動(dòng)限度，當(dāng)移動(dòng)限度減小時(shí)，對(duì)膜20的 橫向位置的修正性能降低，但是可防止產(chǎn)生褶皺。此后，如果引起左右張力差的擾動(dòng)因素被 消除且于是穩(wěn)態(tài)張力差充分減小，則可改善橫向位置修正控制的性能。這樣，能獲得一種考 慮了產(chǎn)生褶皺和橫向位置修正之間的權(quán)衡關(guān)系的控制系統(tǒng)。此外，在根據(jù)第三實(shí)施例的膜輸送裝置中，由于基于輸送速度和輸送張力來推定 滑移量，然后基于滑移量來調(diào)整反饋增益和移動(dòng)限度，所以能更精確地抑制褶皺的產(chǎn)生。應(yīng)注意，在第三實(shí)施例中，基于滑移量的控制與根據(jù)本發(fā)明第一和第二實(shí)施例的 基于左右張力差的控制結(jié)合，但是，本發(fā)明不限于第三實(shí)施例?？蛇M(jìn)行僅基于滑移量的控 制。盡管已參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所 述的實(shí)施例或構(gòu)造。相反，本發(fā)明意圖涵蓋各種變型和等同布置。此外，雖然示例性實(shí)施例 的各種要素以各種組合和構(gòu)型示出，但是包括更多、更少或僅單個(gè)要素的其它組合和構(gòu)型 也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種輸送膜的膜輸送裝置，其特征在于包括橫向位置偏差檢測裝置，所述橫向位置偏差檢測裝置檢測所述膜的橫向位置偏差；橫向位置修正裝置，所述橫向位置修正裝置利用導(dǎo)輥修正所述膜的橫向位置；張力檢測裝置，所述張力檢測裝置檢測分別作用在所述膜的左端和右端附近的張力；和控制裝置，所述控制裝置執(zhí)行反饋控制，以使得所述橫向位置修正裝置基于由所述橫向位置偏差檢測裝置檢測出的所述橫向位置偏差被控制，從而使所述膜被設(shè)置在目標(biāo)位置，其中所述控制裝置基于左右張力差來改變所述反饋控制，所述左右張力差是作用在所述膜的所述左端附近的張力和作用在所述膜的所述右端附近的張力之間的差，所述張力是由所述張力檢測裝置檢測的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜輸送裝置，其中，所述控制裝置基于所述左右張力差計(jì)算 過渡左右張力差，并基于所計(jì)算出的過渡左右張力差改變所述反饋控制中的反饋增益。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膜輸送裝置，其中，所述控制裝置隨著所述過渡左右張力差 增大而減小所述反饋增益。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的膜輸送裝置，其中，所述控制裝置通過使所述左右張力差 經(jīng)受高通濾波處理來計(jì)算所述過渡左右張力差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜輸送裝置，其中，所述控制裝置基于所述左右張力差計(jì)算 穩(wěn)態(tài)左右張力差，并基于所計(jì)算出的穩(wěn)態(tài)左右張力差改變所述反饋控制中所述導(dǎo)輥的移動(dòng) 限度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膜輸送裝置，其中，所述控制裝置隨著所述穩(wěn)態(tài)左右張力差 增大而減小所述移動(dòng)限度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的膜輸送裝置，其中，所述控制裝置通過使所述左右張力差 經(jīng)受低通濾波處理來計(jì)算所述穩(wěn)態(tài)左右張力差。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膜輸送裝置，其中，所述控制裝置基于所述導(dǎo)輥和所述膜之 間的推定滑移量來調(diào)整所述反饋增益。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膜輸送裝置，其中，所述控制裝置基于所述導(dǎo)輥和所述膜之 間的推定滑移量來調(diào)整所述移動(dòng)限度。
10.一種輸送膜的膜輸送裝置，其特征在于包括橫向位置偏差檢測裝置，所述橫向位置偏差檢測裝置檢測所述膜的橫向位置偏差；橫向位置修正裝置，所述橫向位置修正裝置利用導(dǎo)輥修正所述膜的橫向位置；張力檢測裝置，所述張力檢測裝置檢測所述膜的輸送張力；輸送速度檢測裝置，所述輸送速度檢測裝置檢測所述膜的輸送速度；和控制裝置，所述控制裝置執(zhí)行反饋控制，以使得所述橫向位置修正裝置基于由所述橫 向位置偏差檢測裝置檢測出的所述橫向位置偏差被控制，從而使所述膜被設(shè)置在目標(biāo)位 置，其中所述控制裝置基于由所述張力檢測裝置檢測出的所述膜的所述輸送張力和由所述輸 送速度檢測裝置檢測出的所述膜的所述輸送速度來推定所述導(dǎo)輥和所述膜之間的滑移量， 并基于所推定出的滑移量來改變所述反饋控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的膜輸送裝置，其中，所述控制裝置改變所述反饋控制，以使 得反饋增益隨著所述推定出的滑移量增大而增大。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的膜輸送裝置，其中，所述控制裝置改變所述反饋控制，以使 得所述導(dǎo)輥的移動(dòng)限度隨著所述推定出的滑移量增大而增大。
13.一種膜輸送控制方法，其特征在于包括 檢測所述膜的橫向位置偏差；檢測作用在所述膜的左端附近的張力和作用在所述膜的右端附近的張力，以計(jì)算所檢 測出的張力之間的左右張力差；和執(zhí)行反饋控制以利用導(dǎo)輥橫向移動(dòng)所述膜，以便基于所檢測出的橫向位置偏差和所述 左右張力差來減小所述膜的橫向位置偏差。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的膜輸送控制方法，其中 所述反饋控制的執(zhí)行包括基于所述左右張力差計(jì)算過渡左右張力差；和基于所計(jì)算出的過渡左右張力差改變所述反饋控制中的反饋增益。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的膜輸送控制方法，其中，改變所述反饋控制，以使得所述反 饋增益隨著所述過渡左右張力差增大而減小。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的膜輸送控制方法，其中 所述反饋控制的執(zhí)行包括基于所述左右張力差計(jì)算穩(wěn)態(tài)左右張力差；和基于所計(jì)算出的穩(wěn)態(tài)左右張力差改變所述反饋控制中所述導(dǎo)輥的移動(dòng)限度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的膜輸送控制方法，其中，所述移動(dòng)限度隨著所述穩(wěn)態(tài)左右 張力差增大而減小。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的膜輸送控制方法，其中，基于所述導(dǎo)輥和所述膜之間的推 定滑移量來調(diào)整所述反饋增益。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的膜輸送控制方法，其中，基于所述導(dǎo)輥和所述膜之間的推 定滑移量來調(diào)整所述移動(dòng)限度。
20.一種膜輸送控制方法，其特征在于包括 檢測所述膜的橫向位置偏差；檢測所述膜的輸送張力； 檢測所述膜的輸送速度；基于所檢測出的輸送張力和所檢測出的輸送速度來推定導(dǎo)輥和所述膜之間的滑移量；和執(zhí)行反饋控制以利用所述導(dǎo)輥橫向移動(dòng)所述膜，以便基于所檢測出的橫向位置偏差和 所推定出的滑移量來減小所述膜的橫向位置偏差。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的膜輸送控制方法，其中，改變所述反饋控制，以使得反饋增 益隨著所述推定出的滑移量增大而增大。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的膜輸送控制方法，其中，改變所述反饋控制，以使得所述導(dǎo) 輥的移動(dòng)限度隨著所述推定出的滑移量增大而增大。
全文摘要
一種膜輸送裝置(10)包括檢測膜(20)的橫向位置偏差的邊緣傳感器(2)；利用導(dǎo)輥(3)修正膜(20)的橫向位置的橫向位置修正裝置(4)；檢測分別作用在膜(20)的左端和右端附近的張力的張力傳感器(6a，6b)；和控制單元(1)，該控制單元執(zhí)行反饋控制，以使得橫向位置修正裝置(4)基于由邊緣傳感器(2)檢測出的橫向位置偏差被控制，從而使膜(20)被設(shè)置在目標(biāo)位置?？刂茊卧?1)基于左右張力差來改變反饋控制，該左右張力差是作用在膜(20)的左端附近的張力和作用在膜(20)的右端附近的張力之間的差，所述張力是由張力傳感器(6a，6b)檢測的。
文檔編號(hào)B65H23/032GK101977833SQ200980109284
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者不破稔夫 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社