CN111283944B - 辊状态的监视装置、压延装置以及辊状态的监视方法 - Google Patents

Abstract

提供辊状态的监视装置、压延装置以及辊状态的监视方法，该辊状态的监视装置(10)能够在片材的厚度产生偏差之前掌握钻孔辊表面(8d)的温度局部上升的情况。该监视装置(10)对具有多个辊(4)的压延装置(2)的辊状态进行监视，该多个辊(4)以轴线相互大致平行的方式配置，至少包含1个在内部设置有用于供表面温度调整用的流体流动的流路(6)的钻孔辊(4d)，该压延装置一边使这些辊旋转，一边使高分子材料通过这些辊(4)的间隙而使该高分子材料成型。该辊状态的监视装置(10)具有：温度测量单元(12)，其测量旋转的钻孔辊表面(8d)的温度；以及判定单元(18)，其根据钻孔辊表面的温度分布来判定钻孔辊的状态。

Description

辊状态的监视装置、压延装置以及辊状态的监视方法

技术领域

本发明涉及辊状态的监视装置、压延装置以及辊状态的监视方法。

背景技术

作为橡胶材料、塑料材料那样的高分子材料的成型机，公知有压延装置。压延装置具有多个辊，该多个辊以轴线相互大致平行的方式配置。在压延装置中，一边使这些辊旋转，一边使高分子材料在这些辊的间隙中通过，从而成型具有期望的厚度的片材或薄膜。

在利用压延装置成型出片材或薄膜的情况下，要求通过该成型而得到的片材或薄膜整体具有相同的厚度。因此，对用于抑制厚度的偏差的技术进行了各种研究。

例如，在下述的专利文献1中，从提高产品精度的观点出发，研究了能够准确地掌握倾斜量，并准确地控制该倾斜量的技术。

专利文献1：日本特开2017-7199号公报

高分子材料通过辊的间隙而被压延。例如，在使用橡胶材料作为高分子材料的情况下，橡胶材料由于压延而发热。该发热使辊表面的温度上升。表面温度的变动会影响由压延得到的橡胶片材的加工质量。因此，使用能够控制表面温度的辊。

作为能够控制表面温度的辊，公知有钻孔辊。在该钻孔辊中，用于使流体流动的流路设置在其表面附近。通过使温度被控制的流体在该流路中流动，从而控制钻孔辊表面的温度。

在钻孔辊中，流路内的流体的流动会影响表面温度的控制。有时流路由于使用而堵塞等，从而流体的流动发生变化。在该情况下，在流体的流动较差的部位，冷却有可能变得不充分，钻孔辊表面的温度上升。当表面温度过度上升时，钻孔辊有可能局部发生膨胀，从而使片材的厚度产生偏差。

钻孔辊表面的温度上升会导致流体的温度上升。因此，如果在流体的出口侧测量该流体的温度，则能够掌握钻孔辊表面的温度上升。但是，在流体的温度上升的状态下，在很多情况下表面温度过度上升而使片材的厚度产生偏差。因此，需要确立能够在片材的厚度产生偏差之前掌握钻孔辊表面的温度局部上升的技术。

发明内容

本发明是鉴于这样的实际情况而完成的，其目的在于，提供能够在片材的厚度产生偏差之前掌握钻孔辊表面的温度局部上升的辊状态的监视装置、压延装置以及辊状态的监视方法。

本发明的辊状态的监视装置是对具有多个辊的压延装置的辊状态进行监视的辊状态的监视装置，该多个辊以轴线相互大致平行的方式配置，并至少包含1根钻孔辊，该钻孔辊在内部设置有用于供表面温度调整用的流体流动的流路，该压延装置一边使这些辊旋转，一边使高分子材料通过这些辊的间隙而使该高分子材料成型。该辊状态的监视装置具有：温度测量单元，其测量旋转的钻孔辊表面的温度；以及判定单元，其根据所述钻孔辊表面的温度分布来判定该钻孔辊的状态。

优选为，在该辊状态的监视装置中，所述温度测量单元按照时间序列测量所述钻孔辊表面的温度。所述判定单元根据所述温度的时间序列数据来掌握所述钻孔辊旋转一周所需要的时间内的该温度的波动，并根据该温度的波动来判定该钻孔辊的状态。

更优选为，该辊状态的监视装置具有编码器，该编码器输出与所述钻孔辊的旋转速度相关联的脉冲信号。所述判定单元根据所述温度的时间序列数据和所述脉冲信号来掌握所述钻孔辊旋转一周所需要的时间内的该温度的波动，并根据该温度的波动来判定该钻孔辊的状态。

优选为，该辊状态的监视装置具有：检测单元，其检测所述高分子材料向所述钻孔辊表面附着的情况；以及判定停止单元，其在所述检测单元检测到所述高分子材料的附着的情况下，停止所述判定单元的判定。

本发明的压延装置具有上述的辊状态的监视装置。

本发明的辊状态的监视方法是使用上述的辊状态的监视装置来对压延装置的辊状态进行监视的辊状态的监视方法。该辊状态的监视方法包含：(1)测量工序，测量旋转的钻孔辊表面的温度；以及(2)判定工序，根据所述钻孔辊表面的温度分布来判定该钻孔辊的状态。

在本发明中，测量旋转的钻孔辊表面的温度，并根据该钻孔辊表面的温度分布来判定钻孔辊的状态。在本发明中，能够在片材的厚度产生偏差之前掌握钻孔辊表面的温度局部上升的情况。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的压延装置的一例的概念图。

图2是示出使用图1的压延装置的辊状态监视装置测量出的钻孔辊表面的温度的随时间变化的曲线图。

图3是示出对钻孔辊的状态进行监视的辊状态监视方法的流程的流程图。

图4是示出对钻孔辊的状态进行监视的辊状态监视方法的另一个流程的流程图。

标号说明

2：压延装置；4：辊；4d：钻孔辊；6：贯通孔(流路)；8：辊4的外周(辊4的表面)；8d：钻孔辊4d的表面；10：监视装置；12：温度测量单元；14：控制装置；16：通信线缆；18：判定单元；20：编码器；22：旋转轴；24：检测单元；26：判定停止单元。

具体实施方式

以下，一边参照适当的附图，一边根据优选的实施方式详细说明本发明。

【压延装置】

图1是示出本发明的一个实施方式的压延装置2的概要的概略图。该压延装置2具有多个辊4。

图1所示的压延装置2具有上下排列的2根辊4。在该压延装置2中，上侧的辊4和下侧的辊4以上侧的辊4的轴芯UA与下侧的辊4的轴芯LA相互大致平行的方式配置。在本发明中，大致平行是指轴芯LA相对于轴芯UA所成的角度处于0°以上5°以下的范围。

虽然未图示，但该压延装置2具有使辊4以规定的旋转速度进行旋转的旋转单元(例如马达)。在该压延装置2中，一边通过旋转单元使上侧的辊4和下侧的辊4旋转，一边使作为高分子材料的橡胶材料G在上侧的辊4与下侧的辊4的间隙中通过，从而使该橡胶材料G成型为橡胶片材GS。

在图1中，箭头RU是橡胶材料G成型时的上侧的辊4的旋转方向。箭头RL是橡胶材料G成型时的下侧的辊4的旋转方向。

在该图1中，橡胶材料G从左向右通过压延装置2。该纸面的左侧是该压延装置2的上游侧，该纸面的右侧是该压延装置2的下游侧。

在该压延装置2中，上下侧的辊4具有沿其长度方向延伸的多个贯通孔6。这些贯通孔6设置在辊4的外周8即表面8的附近。这些贯通孔6沿着辊4的表面8(以下，有时也称为辊表面8。)隔开间隔地配置在旋转方向上。

在该压延装置2中，为了调整辊表面8的温度而在贯通孔6中流过流体。该贯通孔6是用于使表面温度调整用的流体流动的流路。即，该辊4在其内部具有用于使表面温度调整用的流体流动的流路6。在内部设置有用于使表面温度调整用的流体流动的流路6的辊4被称为钻孔辊4d。

在该压延装置2中，上侧的辊4和下侧的辊4是钻孔辊4d。在该压延装置2中，设置于该压延装置2的多个辊4只要包含至少1个钻孔辊4d即可。在图1所示的压延装置2中，可以仅上侧的辊4是钻孔辊4d，也可以仅下侧的辊4是钻孔辊4d。从能够稳定地控制辊表面8的温度的观点出发，优选上侧的辊4和下侧的辊4为钻孔辊4d，换言之，设置于压延装置2的多个辊4全部为钻孔辊4d。

【辊状态的监视装置】

该压延装置2为了监视钻孔辊4d的状态而具有辊状态的监视装置10。该辊状态的监视装置10(以下，有时简称为监视装置10。)具有温度测量单元12和控制装置14。

温度测量单元12安装在未图示的监视装置10的框架上。由此，温度测量单元12相对于钻孔辊4d的位置被固定。该温度测量单元12测量旋转的钻孔辊4d的表面8d(以下，有时也称为钻孔辊表面8d。)的温度。该温度测量单元12将测量出的温度作为数据而输出。

在该监视装置10中，温度测量单元12与控制装置14通过通信线缆16相连。与温度测量单元12输出的温度相关的数据通过通信线缆16输入到控制装置14。

在该监视装置10中，作为温度测量单元12，只要能够测量钻孔辊表面8d的温度即可，对该温度测量单元12没有特别限制。在该监视装置10中，温度测量单元12是非接触式温度计。

控制装置14例如由具有CPU等运算部以及包含RAM和ROM在内的存储部等的微型计算机构成，通过运算部执行存储在存储部中的程序而发挥规定的功能。

如上述那样，与温度测量单元12输出的温度相关的数据被输入到控制装置14。由此，该控制装置14掌握钻孔辊表面8d的温度的随时间变化。例如，如图2所示那样，该控制装置14将表示钻孔辊表面8d的温度的随时间变化的曲线图输出到监视器(未图示)。

在图2中，纵轴是钻孔辊表面8d的温度的测量值。横轴是时间。该图2是表示将钻孔辊4d旋转一周所需要的时间设定为2.5秒的情况下的钻孔辊表面8d的温度的随时间变化的曲线图的一例。

在该图2中，横轴的最大值是2.5秒。因此，该图2的横轴所示的时间与钻孔辊表面8d的周向位置相对应。该图2所示的曲线图表示钻孔辊表面8d的温度的周向分布。另外，该曲线图的横轴可以是钻孔辊4d的旋转角，也可以是后述的编码器发出的脉冲信号数。

在该图2所示的表面温度的随时间变化中，温度的上升和下降作为整体以一定的周期反复进行，但在1.9秒的时刻下确认到基于异常的温度上升的峰值。这暗示在基准点通过温度测量单元12的温度测量位置之后，在1.9秒后通过的钻孔辊4d的表面8发生了异常的温度上升。

在该监视装置10中，对异常的温度上升的判断基准没有特别限制。也可以确认在温度的上升和下降以一定的周期反复进行的状态下的振幅，在存在该振幅的2倍以上的温度变化的情况下，判断为异常的温度上升。也可以在随时观测的峰值温度例如变化了0.2℃以上的情况下，判断为异常的温度上升。异常的温度上升的判断基准根据压延装置2的设置状况和运转状况等适当地确定。

在该控制装置14中，根据图2所示的钻孔辊表面8d的温度分布，判定出如下的钻孔辊4d的状态：在基准点通过温度测量单元12的温度测量位置之后，在1.9秒后通过的钻孔辊4d的表面8发生了异常的温度上升。该控制装置14作为监视装置10的一个结构要素，具有作为判定单元18的功能，该判定单元18根据温度测量单元12测量出的钻孔辊表面8d的温度分布来判定该钻孔辊4d的状态。即，该监视装置10具有根据钻孔辊表面8d的温度分布来判定该钻孔辊4d的状态的判定单元18。

在具有该监视装置10的压延装置2中，测量旋转的钻孔辊表面8d的温度，并根据该钻孔辊表面8d的温度分布来判定钻孔辊4d的状态。该压延装置2掌握钻孔辊4d旋转一周所需要的时间内的温度的波动，并根据该温度的波动来判定钻孔辊4d的状态。因此，在该压延装置2中，能够在片材的厚度产生偏差之前掌握钻孔辊表面8d的温度局部上升的情况。具有该监视装置10的压延装置2能够对抑制了厚度偏差的高品质的片材的稳定制造做出贡献。

如上述那样，在该监视装置10中，温度测量单元12测量钻孔辊表面8d的温度。特别是，在该监视装置10中，该温度测量单元12按照时间序列测量钻孔辊表面8d的温度。

在具有该监视装置10的压延装置2中，使用基于与时间相关联的温度数据的温度分布。因此，容易掌握钻孔辊4d旋转一周所需要的时间内的温度的波动。在该压延装置2中，高效地判定钻孔辊4d的状态。该压延装置2能够对抑制了厚度偏差的高品质的片材的稳定制造做出贡献。从该观点出发，在具有该监视装置10的压延装置2中，优选温度测量单元12按照时间序列测量钻孔辊表面8d的温度，判定单元18根据温度的时间序列数据来掌握钻孔辊4d旋转一周所需要的时间内的温度的波动，并根据该温度的波动来判定钻孔辊4d的状态。

如图1所示那样，该压延装置2的监视装置10能够具有编码器20。该编码器20安装于钻孔辊4d的旋转轴22。该编码器20输出与钻孔辊4d的旋转速度相关联的脉冲信号。该编码器20也被称为旋转编码器。

在该监视装置10中，编码器20与控制装置14通过通信线缆16相连。在该监视装置10中，编码器20输出的脉冲信号通过该通信线缆16输入到控制装置14。

在该监视装置10中，判定单元18根据温度的时间序列数据和脉冲信号来掌握钻孔辊4d旋转一周所需要的时间内的温度的波动，并根据该温度的波动来判定钻孔辊4d的状态。

在具有该监视装置10的压延装置2中，脉冲信号与温度的时间序列数据相关联。因此，在图2所示的温度分布中，能够准确地确定示出了异常的温度上升的钻孔辊4d的表面8d上的位置。

在该压延装置2中，在确定出钻孔辊4d的表面8d上的位置的基础上，掌握钻孔辊4d旋转一周所需要的时间内的温度的波动。在该压延装置2中，准确且高效地判定钻孔辊4d的状态。该压延装置2能够更有效地对抑制了厚度偏差的高品质的片材的稳定制造做出贡献。从该观点出发，更优选为，具有该监视装置10的压延装置2具有输出与钻孔辊4d的旋转速度相关联的脉冲信号的编码器20，判定单元18根据温度的时间序列数据和脉冲信号来掌握钻孔辊4d旋转一周所需要的时间内的温度的波动，并根据该温度的波动来判定钻孔辊4d的状态。

在该压延装置2中，监视装置10的温度测量单元12配置在能够测量钻孔辊表面8d的温度的位置。从能够有效地测量钻孔辊表面8d的异常的温度上升的观点出发，优选为该温度测量单元12配置在能够从钻孔辊4d的上游侧测量钻孔辊表面8d的温度的位置。换言之，优选为该温度测量单元12配置在能够测量上游侧的钻孔辊表面8d的温度的位置。在以通过钻孔辊表面8d与橡胶材料G开始接触的位置和轴芯的线段为基准线时，上游侧的钻孔辊表面8d是指钻孔辊表面8d的位于比该基准线靠上游侧的部分。

如图1所示，该压延装置2的监视装置10能够具有检测单元24。该检测单元24安装在未图示的监视装置10的框架上。由此，检测单元24相对于钻孔辊4d的位置被固定。

检测单元24检测橡胶材料G向钻孔辊表面8d的附着。具体而言，该检测单元24检测橡胶材料G向温度测量单元12进行温度测量的部位附着的情况。该检测单元24配置在能够检测橡胶材料G向温度测量单元12进行温度测量的部位附着的位置。

在该监视装置10中，作为检测单元24，只要能够检测橡胶材料G向钻孔辊表面8d的附着即可，对该检测单元24没有特别限定。作为该检测单元24，例如可以举出能够测量到钻孔辊表面8d为止的距离的变化的激光位移计、超声波距离计等距离传感器以及能够判别钻孔辊表面8d的颜色变化的颜色判别传感器。

在该监视装置10中，检测单元24与控制装置14通过通信线缆16相连。检测单元24输出的通知橡胶材料G向钻孔辊表面8d附着的信号，通过该通信线缆16输入到控制装置14。

橡胶材料G向钻孔辊表面8d的附着阻碍了钻孔辊表面8d的温度测量。因此，当通知橡胶材料G的附着的信号输入时，控制装置14停止上述判定单元18的判定。作为监视装置10的一个结构要素，该控制装置14具有作为判定停止单元的功能，该判定停止单元在检测单元24检测到橡胶材料G附着的情况下，停止判定单元18的判定。即，该监视装置10具有判定停止单元26，该判定停止单元26在检测单元24检测到橡胶材料G附着的情况下，停止判定单元18的判定。

根据具有判定停止单元26的监视装置10，防止判定单元18将橡胶材料G的附着错误地判定为钻孔辊表面8d的异常的温度上升。在具有该监视装置10的压延装置2中，准确地判定钻孔辊4d的状态。该压延装置2能够有效地对抑制了厚度偏差的高品质的片材的稳定制造做出贡献。从该观点出发，优选为，具有该监视装置10的压延装置2具有：检测单元24，其检测橡胶材料G向钻孔辊表面8d附着的情况；以及判定停止单元26，其在该检测单元24检测到高分子材料的附着的情况下，停止判定单元18的判定。

该压延装置2能够具有多个监视装置10。在该情况下，这些监视装置10在钻孔辊4d的长度方向上隔开间隔地配置。由于同时掌握钻孔辊表面8d的长度方向的各部分的温度分布，因此有效地检测钻孔辊表面8d的异常的温度上升。

本发明的监视装置10设置于需要掌握状态的钻孔辊4d。在图1所示的压延装置2中，在上侧的钻孔辊4d设置有监视装置10，但在不仅需要掌握上侧的钻孔辊4d的状态并且还需要掌握下侧的钻孔辊4d的状态的情况下，也向该下侧的钻孔辊4d设置该监视装置10。

【辊状态的监视方法】

通过使用以上说明的监视装置10，能够对设置于压延装置2的钻孔辊4d的辊状态进行监视。接下来，说明通过该监视装置10对该钻孔辊4d的辊状态进行监视的辊状态的监视方法。

图3示出了辊状态的监视方法的流程图。该监视方法包含测量工序S1、判定工序S2以及停止工序S3。

在测量工序S1中，通过监视装置10的温度测量单元12来测量旋转的钻孔辊表面8d的温度。如上述那样，测量出的温度数据被输入到控制装置14。

在判定工序S2中，根据在测量工序S1中测量出的温度数据，控制装置14得到图2所示的钻孔辊表面8d的温度分布。在该判定工序S2中，根据该钻孔辊表面8d的温度分布来掌握钻孔辊4d的状态。在如图2所示的温度分布那样确认到基于异常的温度上升的峰值的情况下，认为辊状态存在异常，例如使压延装置2停止，即执行停止工序S3。如果在钻孔辊表面8d的温度分布中未确认到异常的温度上升，则认为不存在异常，继续压延装置2的运转。在该监视方法中，如上所示反复进行测量工序S1和判定工序S2。

在该监视方法中，测量旋转的钻孔辊表面8d的温度并根据该钻孔辊表面8d的温度分布来判定钻孔辊4d的状态。在该监视方法中，掌握钻孔辊4d旋转一周所需要的时间内的温度的波动，并根据该温度的波动来判定钻孔辊4d的状态。在该监视方法中，能够在片材的厚度产生偏差之前掌握钻孔辊表面8d的温度局部上升的情况。该监视方法能够对抑制了厚度偏差的高品质的片材的稳定制造做出贡献。

如上述那样，在监视装置10包含检测单元24的情况下，当该检测单元24检测到橡胶材料G向钻孔辊表面8d附着时，该检测单元24输出通知该附着的信号。根据该附着信号的通知，判定停止单元26使判定单元18的判定停止。即，在使用包含检测单元24的监视装置10的监视方法中，也在测量工序S1中确认橡胶材料G有无向钻孔辊表面8d附着。然后，在检测到橡胶材料G向钻孔辊表面8d附着的情况下，如图4所示那样，为了从钻孔辊4d的表面8除去附着的橡胶材料G，例如使压延装置2停止。只要未检测到橡胶材料G向钻孔辊表面8d附着，就执行判定工序S2，并根据钻孔辊表面8d的温度分布来判定钻孔辊4d的状态。

在该监视方法中，通过在测量工序S1中确认出橡胶材料G有无向钻孔辊表面8d附着，能够防止将橡胶材料G的附着错误地判定为钻孔辊表面8d的异常的温度上升。在该监视方法中，准确地判定钻孔辊4d的状态。该监视方法能够有效地对抑制了厚度偏差的高品质的片材的稳定制造做出贡献。从该观点出发，优选在测量工序S1中测量旋转的钻孔辊表面8d的温度，并且确认橡胶材料G有无向钻孔辊表面8d附着。

如以上说明那样，在本发明中，测量旋转的钻孔辊表面8d的温度，并根据该钻孔辊表面8d的温度分布来判定钻孔辊4d的状态。在本发明中，能够在片材的厚度产生偏差之前掌握钻孔辊表面8d的温度局部上升的情况。根据本发明，可以得到能够在片材的厚度产生偏差之前掌握钻孔辊表面8d的温度局部上升的情况的辊状态的监视装置10、压延装置2以及辊状态的监视方法。

本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的技术范围不限定于上述的实施方式，该技术范围包含与权利要求书所记载的结构均等的范围内的所有变更。

产业上的可利用性

以上说明的用于监视钻孔辊的状态的技术也能够适用于各种轮胎的制造。

Claims (5)

1.一种辊状态的监视装置，该辊状态的监视装置监视具有多个辊的压延装置的辊状态，该多个辊以轴线相互平行的方式配置，至少包含1个钻孔辊，该钻孔辊在内部设置有用于供表面温度调整用的流体流动的流路，所述压延装置一边使这些辊旋转，一边使高分子材料通过这些辊的间隙而使该高分子材料成型，其中，

所述辊状态的监视装置具有：

温度测量单元，其测量旋转的钻孔辊表面的温度；以及

判定单元，其根据所述钻孔辊表面的温度分布来判定该钻孔辊的状态，

所述钻孔辊表面的温度由所述温度测量单元按照时间序列测量，

所述钻孔辊表面的温度分布是所述钻孔辊表面的温度的周向分布，该钻孔辊表面的温度的周向分布是用在所述钻孔辊旋转一周所需要的时间内获得的所述钻孔辊表面的各周向位置的温度的测量值来表示的，

所述辊状态的监视装置具有：

检测单元，其检测所述高分子材料向所述钻孔辊表面上的所述温度测量单元进行温度测量的部位的附着；以及

判定停止单元，其在所述检测单元检测到所述高分子材料的附着的情况下，停止所述判定单元的判定。

2.根据权利要求1所述的辊状态的监视装置，其中，

所述判定单元根据所述温度的时间序列数据来掌握所述钻孔辊旋转一周所需要的时间内的该温度的波动，并根据该温度的波动来判定该钻孔辊的状态。

3.根据权利要求2所述的辊状态的监视装置，其中，

所述辊状态的监视装置具有编码器，该编码器输出与所述钻孔辊的旋转速度相关联的脉冲信号，

所述判定单元根据所述温度的时间序列数据和所述脉冲信号来掌握所述钻孔辊旋转一周所需要的时间内的该温度的波动，并根据该温度的波动来判定该钻孔辊的状态。

4.一种压延装置，其中，

所述压延装置具有权利要求1至3中的任意一项所述的辊状态的监视装置。

5.一种辊状态的监视方法，该辊状态的监视方法使用权利要求1至3中的任意一项所述的辊状态的监视装置来监视压延装置的辊状态，其中，

所述辊状态的监视方法包含：

测量工序，测量旋转的钻孔辊表面的温度；以及

判定工序，根据所述钻孔辊表面的温度分布来判定该钻孔辊的状态。