張力制御はロール・ツー・ロール（R2R）システムの成否を分ける鍵となるのでしょうか？

什麼是張力？

Roll to Roll 中張力は軟性材料の伸縮の程度を指し、巻き取り・巻き出し時、あるいは材料の走行中に、張力の安定性が材料の性能（しわの発生、伸びなど）に影響を与えます。物理的に、張力（Tension）は力の単位（ニュートンNまたはキログラム重kgfで表される）であり、物体が引張力を受ける際に、その内部に存在し、隣接する2つの部分の接触面に垂直に働く相互牽引力です。

張力對捲對捲（R2R）有什麼直接影響？

1. 使材料在捲出到捲收的過程穩定行走
2. 有張力的情況下，可以完成許多製程，易於控制

張力控制系統與扭力相對關係？

想像一卷捲筒衛生紙，當拉出衛生紙的力量（張力）相同時，由靜止帶動紙捲旋轉的扭力會依據直徑變小而變小；當恆張力時，放捲扭力須依據直徑變化而做改變（變小）。重點是扭力有加入力臂概念，扭力（力矩）≠張力。

扭力為力量*力臂：使物體旋轉的動態應力

定張力安定性が求められるR2Rシステムにおいて、トルクのみを考慮し張力を考慮しない場合、材料の回復不能な破断を引き起こす可能性があります！

ロール材は、供給または巻き取り動作によって巻径が変化します。この際、張力を一定に保つ必要がある場合、モーターの制御を適宜調整する必要があります。

張力制御においては、巻き取り・巻き出し時の直径変化だけでなく、材料の特性も考慮に入れる必要があります。例えば、材料が伸びやすいか、あるいは弾性に富んでいるかなどです。。

朗報です！ 巻き取り・巻き出しシステム全体でモジュール化された張力制御システムを使用することで、設計エンジニアの開発時間とコストを削減できます。

自動張力制御システムは、主に張力コントローラーと2つの検出器で構成されています。

検出器が材料の実際の張力値を検出し、それをコントローラーに出力します。コントローラーは演算後、モーターまたは磁粉ブレーキ・クラッチに再度出力し、巻き取り・巻き出しのトルクを制御することで、安定した張力システムを実現します。

現在、張力制御システムは非常に発展しており、機械設計者は直接張力システムをインストールするだけで、張力制御の目的を達成できます。。

自動化の程度で分類する張力制御システムの選択肢は以下の通りです：

1. 手動制御ボックスのノブを使用して出力を調整し、ブレーキやクラッチの出力を変更することで、手動で張力を制御します：MINPLY TBA900-M手動控制箱、TBA1000-M手動控制箱
2. NIRECO TCD030T 半自動張力コントローラー、MITSUBISHI LD-30FTA 半自動張力コントローラーは、直径演算方式を用いて出力サイズを調整し、定張力制御を維持します。
3. MINPLY ATC-820AM 全自動張力コントローラー、NIRECO TC900V/TC910V 全自動張力コントローラー、MITSUBISHI LE-40MTA-E 全自動張力コントローラーは、張力検出器を設置し、実際に検出された張力値に基づいて出力サイズを決定し、定張力を維持します。
   

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【常見案例分享】

お客様が観察された現象：材料が緩んでおり、しわが発生している。

基本的には、お客様に動画を提供していただき、状況を判断したいと考えております。そのため、私たちが直接現場に伺い、現在の機構と電気制御の計画を把握する時間を設けております。これは、主な原因が張力制御にあるかどうかを確認するためです。もしかしたら、既存の張力制御が要件を満たしていないか、あるいは全く張力制御が行われていない可能性もあります。

張力制御は、ロール・ツー・ロールシステムにおいて最も基本的な条件と言えます。張力制御がしっかりとできて初めて、他の派生的な問題を解決することで、より効率的に作業を進めることができます。

そのため、もし張力の基礎を固めずに、ただ材料を平らにしようとして、特殊な機構や様々な展開ローラーを使っても、改善効果は限定的であり、短期間しか解決できず、条件が少しでも変われば問題は再発するでしょう。

もう一つのケースとしては、一般的な手動式の張力制御を使用している場合です。最初は機械が問題なく使えていても、材料が変わったり、顧客の要求が高まったりした場合は、半自動または全自動の張力制御システムの導入を検討する価値があります。導入後には、材料の安定性が大幅に向上したことを実感できるでしょう。

ロール材のロール・ツー・ロールシステムにおいて、張力は材料の安定性を保ち、より適切に材料を制御することで、お客様の製品品質を良好に維持します。

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