巻き取り回転ロールの回転ムラ測定

パルプや磁気テープ、産業用フィルム等を巻き取るロールに回転ムラが発生すると、その品質に重大な影響を及ぼす事になります。そこで、巻取りロールの回転ムラと品質の相互関係を評価するために、巻取りロールの回転ムラ(回転変動率)を 分析します。

測定は、ライン速度計である RP-7400 ローラエンコーダを使用し、被測定物に直接ローラを接触させて被測定物のライン速度を検出し、ライン速度の変動を FV-1500 高速F/V変換器により演算、その出力を CF-9000シリーズ ポータブルFFTアナライザに入力して、速度変動出力を周波数分析し、速度変動率を求めます。

 

イラスト(巻き取り回転ロールの回転ムラ測定システム構成)


機器構成

  型名 品名 備考

1

CF-9000シリーズ FFTアナライザ 周波数分析し、タイミングベルトの速度変動成分を抽出します。

2

FV-1500 高速F/V変換器 入力信号の1パルス間の周期時間から周波数に換算し、入力信号の周波数に比例した電圧を出力します。

3

RP-7400-1200 P/R ローラエンコーダ ラインを流れる被測定物に直接ローラを接触させてローラの回転を検出する事により、ライン速度又は被測定物の長さを測定します。ローラの外周は 200 mm、それに対し1200 パルス出力します。

解説

RP-7400 ローラエンコーダのローラ外周は 200 mmであり、一回転当たりの出力パルス数は 1200 パルスです。 FV-1500 高速 F/V 変換器 を RP-7400 と組み合わせた場合、ローラ 1 回転 200 mm に対して 1200 回の回転変動を測定することができます。

また、 FV-1500 は、入力周波数のディジタル表示機能を持っています。 ゲート時間と速度、カウント値 (表示値)の関係は次式で求まります。

 

式(ゲート時間と速度、カウント値 (表示値)の関係)

C  : カウント値(表示値)
T : ゲート時間
πD: 0.200 m
R  : 1200 P/R (1回転のパルス数)
V  :速度 m/min
ゲート時間 T = 1 s になっており、例えば V = 20 m/minでは上式より FV-1500 のディジタル表示は 2000 になり、これは 20.00 と読み替えると 毎分の速度を表示していることになります。 また、FV-1500 の偏差出力機能を使い、例えば平均速度を 20 m/min (この場合は周波数 = 2000 )に設定すると 20 m/min の±5 % に対し±5 Vの出力をすることができ、速度変動率として電圧出力することができます。この電圧出力も高速応答になっています。

解析データ例

画面データ(ロールの回転変動スペクトラムデータ)

この分析データは、駆動源であるモータの回転をタイミングベルトで減速させる下記仕様を持った巻き取りロールの回転変動を上記機器構成で測定・解析したデータです。

モータの回転速度 200 r/min
巻き取りロールの回転速度 80 r/min
タイミングベルトの歯数 67
ロール送り速度 20 m/min

この分析データより次の値が読み取れます。


・タイミングベルトによる変動の現れる周波数 H は;
H = 80 r/min × 1/60 × 67 (タイミングベルト歯数) ≒ 90 (Hz)
タイミングベルトによる速度変動は約 90 Hz の成分として周波数分析データに現れます。


・90 Hz の電圧 約 50.7 mVより 20 m/min に対し変動率は約 0.051 %


・オーバーオールの値 90.8 mV より 20 m/min に対し総変動率は約 0.091 %

ポイント

  • 速度変動を高パルスのロータリーエンコーダとレスポンスの速い FV 変換器で正しく検出する。
  • タイミングベルトの歯車数など回転変動要因となる機械要素から注目周波数を調べる。
  • 周波数分析の結果から注目周波数をチェックする。

最終更新日:2014/09/25



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