CN111745939A - 吹膜成型装置 - Google Patents

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CN111745939A CN202010205926.XA CN202010205926A CN111745939A CN 111745939 A CN111745939 A CN 111745939A CN 202010205926 A CN202010205926 A CN 202010205926A CN 111745939 A CN111745939 A CN 111745939A
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

本发明提供一种能够检测管状树脂是否处于已稳定的状态的技术。吹膜成型装置具备将树脂从环状吐出口呈管状挤出的模具、获取与所挤出的管状树脂相关的数据的获取部、根据所获取的数据来判定至少1个高度位置中的管状树脂的中心位置是否位于模具的基准轴上的判定部52。

Description

吹膜成型装置
技术领域
本申请主张基于2019年3月28日申请的日本专利申请第2019-064475号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
本发明涉及一种吹膜成型装置。
背景技术
已知有将已熔融的树脂从模具呈管状挤出，并向其内侧吹入空气以使其膨胀而成型成较薄的薄膜状的吹膜成型。以往，提出有通过调节唇部宽度、冷却风的风量和风温来将树脂的厚度控制在目标范围内的技术。
专利文献1：日本特开2017-177348号公报
若从模具挤出的管状树脂变得不稳定的状态，则其品质可能会下降。因此，吹膜成型中，不断地监视管状树脂是否为已稳定的状态，在变得不稳定的情况下，需要迅速地采取措施。
发明内容
本发明是鉴于这种状况而完成的，其一种实施方式的例示性目的之一在于提供一种能够检测管状树脂是否处于已稳定的状态的技术。
为了解决上述课题，本发明的一种实施方式的吹膜成型装置具备将树脂从环状吐出口呈管状挤出的模具、获取与所挤出的管状树脂相关的数据的获取部、根据所获取的数据来判定至少1个高度位置中的管状树脂的中心位置是否位于模具的基准轴上的判定部。
本发明的另一方式也为吹膜成型装置。该装置具备将树脂从环状吐出口呈管状挤出的模具、获取与所挤出的管状树脂相关的数据的获取部、根据所获取的数据来判定管状树脂是否相对于模具的基准轴旋转对称的判定部。
另外，以上的构成要件的任意组合或将本发明的构成要件和表述在方法、装置、系统等之间相互置换而获得的任意组合也作为本发明的方式而有效。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够检测管状树脂是否处于已稳定的状态的技术。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的吹膜成型装置的基本结构的图。
图2是图1的模具及厚度调节部的纵剖视图。
图3是图1的模具及厚度调节部的俯视图。
图4是表示图1的控制装置的功能及结构的框图。
图5中，图5(a)～图5(d)是对基于图4的判定部的判定方法进行说明的图。
图6是表示图1的吹膜成型装置的动作的流程图。
图7是对基于第2实施方式所涉及的吹膜成型装置的判定部的判定方法进行说明的图。
图8是对基于第3实施方式所涉及的吹膜成型装置的判定部的判定方法进行说明的图。
图中：1-吹膜成型装置，7-控制装置，10-模具，26-管泡数据获取部，52-判定部。
具体实施方式
以下，一边参考附图一边对用于实施本发明的方式进行详细说明。在附图说明中对相同的要件标注相同的符号，并适当省略重复的说明。
图1表示实施方式所涉及的吹膜成型装置1的基本结构。吹膜成型装置1具备模具10、厚度调节部2、一对稳定板4、夹送辊5、厚度获取部6、管泡数据获取部26及控制装置7。
模具10通过将由挤出机(未图示)供给的已熔融的树脂从环状的狭缝18(参考图3进行后述)挤出来成型成管泡。“管泡”为通过吹膜成型而获得的中间体，是指管状树脂薄膜。
厚度调节部2调节管泡的厚度，并且冷却管泡。
一对稳定板4配置于厚度调节部2的上方，并将管泡引导至一对夹送辊5之间。夹送辊5配置于稳定板4的上方，且一边拉起被引导的管泡一边扁平地折叠。被扁平地折叠的树脂薄膜通过卷取机(未图示)卷取。
厚度获取部6配置于厚度调节部2与稳定板4之间。厚度获取部6以规定的周期反复检测周向上的各位置的管泡的厚度。本实施方式中，厚度获取部6一边围绕管泡的周围旋转一边检测周向上的各位置中的管泡的厚度。通过厚度获取部6获取的厚度数据被发送到控制装置7中。
管泡数据获取部26以规定的周期反复获取与管泡相关的数据。本实施方式的管泡数据获取部26为例如数码摄像机等可见光摄像机或热成像等红外线摄像机，且以规定的周期反复获取(拍摄)表示管泡的外观形状的图像来作为与管泡相关的数据。
具体而言，管泡数据获取部26例如搭载于机器人手臂上，且以能够围绕管泡的周围移动的方式构成。而且，管泡数据获取部26在周向上以规定的间隔、例如以45°间隔获取图像。管泡数据获取部26以规定的周期反复执行该操作。作为变形例，吹膜成型装置1包括多个管泡数据获取部26，且这些管泡数据获取部26可以在周向上以规定的间隔、例如以45°间隔进行配置。管泡数据获取部26将所获取的图像数据发送到控制装置7中。
控制装置7为统一控制吹膜成型装置1的装置。
图2是模具10及厚度调节部2的纵剖视图。图3是模具10及厚度调节部2的俯视图。图3中，省略了冷却装置3的显示。
模具10包括模具主体11、内周部件12及外周部件14。内周部件12为载置于模具主体11的上表面的大致圆柱状的部件。外周部件14为环状的部件，且环绕内周部件12。在内周部件12与外周部件14之间形成有沿上下方向延伸成环状的狭缝18。已熔融的树脂朝向上侧流过该狭缝18，并从狭缝18的吐出口(即，上端开口)18a挤出树脂。
在模具主体11的外周上安装有多个加热器19。并且，在外周部件14的外周上也安装有加热器19。模具主体11及外周部件14通过加热器19加热至所需要的温度。由此，能够将流过模具10的内部的树脂保持在适当的温度及状态。
厚度调节部2包括冷却装置3及多个(在此为32个)调节单元16。
冷却装置3配置于模具10的上方。冷却装置3具备空气冷却环8及环状的整流部件9。空气冷却环8为内周部向下方凹陷的环状的框体。在空气冷却环8的内周部形成有向上侧开口的环状的出风口8a。出风口8a尤其形成为与以中心轴A为中心的环状的狭缝18同心。
在空气冷却环8的外周部中，多个软管口8b在周向上以等间隔形成。在多个软管口8b的每一个上连接有软管(未图示)，且冷却风从鼓风机(未图示)经由该软管被送入空气冷却环8内。被送入空气冷却环8内的冷却风从出风口8a排出并喷吹到管泡中。
整流部件9以围绕出风口8a的方式配置于空气冷却环8内。整流部件9对被送入空气冷却环8内的冷却风进行整流。由此，冷却风在周向上以均匀的流量、风速从出风口8a排出。
多个调节单元16在周向上以围住外周部件14的上端侧的方式例如等间隔地配置。调节单元16尤其以悬臂的方式安装在外周部件14上。在多个调节单元16的上方固定有冷却装置3。多个调节单元16分别构成为能够对外周部件14施加朝向径向内的按压荷重或朝向径向外的拉伸荷重。外周部件14通过施加按压荷重或拉伸荷重来进行弹性变形。因此，通过调节多个调节单元16，能够在周向上局部调节唇部宽度，且能够在周向上局部控制管泡的厚度。在管泡的厚度在周向上产生偏差的情况下，例如，与厚度较薄的部分对应的(例如，位于厚度较薄的部分的下方)从调节单元16对外周部件14施加拉伸荷重，从而增加厚度较薄的部分的下方的吐出口18a的间隙。由此，管泡的厚度的偏差变小。
如图3所示，调节单元16作为一例包括根据来自控制装置7的控制指示而驱动的驱动器24、以转动轴32为支点进行支撑且接受驱动器24的旋转力的杆34及通过外周部件14以在轴线方向上能够位移的方式支撑且支撑于杆34的作用点上的动作杆36。而且，杆34的旋转力被转换成动作杆36的轴线方向的力，其轴线方向的力成为对于内周部件12或外周部件14的荷重，且杆34在杆34的作用点上对动作杆36施加直接力。
图4是示意地表示控制装置7的功能及结构的框图。在此所示的各块在硬件方面能够通过以计算机的CPU为首的元件或机械装置来实现，在软件方面通过计算机程序等来实现，在此，描绘有通过这些协作来实现的功能块。因此，本领域技术人员应理解，这些功能块能够通过硬件、软件的组合以各种形式来实现。
控制装置7包括：通信部40，按照各种各样的通信协议来执行与厚度获取部6及管泡数据获取部26的通信处理；U/I部42，接收基于用户的操作输入且将各种画面显示于显示部中；数据处理部46，根据从通信部40及U/I部42获取的数据执行各种数据处理；及存储部48，存储由数据处理部46参考、更新的数据。
存储部48包括管泡数据存储部64。管泡数据存储部64存储与从管泡数据获取部26发送的管泡相关的数据、本实施方式中表示管泡的外观形状的图像数据。
数据处理部46包括接收部50、判定部52、提示部54及调节部56。
接收部50接收厚度获取部6以规定的周期发送的厚度数据。并且，接收部50接收与管泡数据获取部26以规定的周期发送的管泡相关的数据，且每当接收数据时将所接收的数据存储于管泡数据存储部64中。
判定部52每当表示管泡的外观形状的图像被重新存储于管泡数据存储部64中时，根据被重新存储的表示管泡的外观形状的图像，以规定的周期反复判定管泡是否处于稳定的状态。
图5(a)～图5(d)是对基于判定部52的判定方法进行说明的图。图5(a)～图5(d)是表示从周向上的某个位置拍摄的管泡的外观形状的图像。图5(a)中，管泡处于稳定的状态。图5(b)～图5(d)中，管泡处于不稳定的状态，图5(b)中，管泡摇晃或倾斜，图5(c)中，管泡扭曲，图5(d)中，管泡局部凹陷。
首先，对于在周向上以规定的间隔获取的多个图像的每一个，判定部52使用公知的图像处理技术来检测管泡的轮廓，并从检测出的轮廓确定各高度位置中的在二维图像上的管泡的中心位置C。
而且，在周向上以规定的间隔获取的多个图像的全部中各高度位置中的中心位置C实质上位于模具10的基准轴(例如，中心轴A)上的情况下，判定部52判定为管泡处于其中心轴与模具10的基准轴一致的状态、换言之管泡成为相对于基准轴旋转对称的形状、再换言之管泡处于稳定的状态。另外，中心位置C实质上位于基准轴上是指，中心位置C位于基准轴上或从基准轴至中心位置C的水平方向上的距离小于规定的距离。
并且，在周向上以规定的间隔获取的多个图像中的至少1个图像中至少1个高度位置中的中心位置C实质上不在模具10的基准轴上的情况下，判定部52判定为管泡整体处于摇晃或倾斜或者管泡局部膨胀或凹陷，从而管泡处于其中心轴与模具10的基准轴不一致的状态、换言之管泡成为相对于基准轴非旋转对称的形状、再换言之管泡处于不稳定的状态。
提示部54将从厚度获取部6发送的厚度数据提示给用户。提示部54例如通过在规定的显示器上显示厚度数据来将厚度数据提示给用户。并且，提示部54将基于判定部52的判定结果提示给用户。例如，在判定为管泡处于不稳定的状态的情况下，提示部54通过将其显示于规定的显示器上来将该内容提示给用户。并且，例如，提示部54将如图5所示的画面即在拍摄管泡的外观形状而获得的图像上描绘各高度位置中的中心位置C的画面显示于显示器上。此时，提示部54可以将在周向上的各位置中拍摄的管泡的外观形状的图像显示于显示器上。用户只要考虑显示于显示器上的这些数据来决定各种调节要件的调节量即可。
用户决定向树脂的内侧喷吹的空气的风量、唇部宽度、冷却风的风量等可能对管泡的厚度或形状造成影响的各种调节要件的调节量。调节部56按照用户的决定来调节各种调节要件。例如，调节部56向调节单元16发送控制指示，以将由用户决定的荷重施加于外周部件14。各调节单元16按照该控制指示进行动作。由此调节唇部宽度。
对如上述那样构成的吹膜成型装置1的动作进行说明。其中，对判定管泡是否处于不稳定的状态的动作进行说明。图6是表示该动作的流程图。图6的流程在开始成型时执行。
控制装置7接收通过管泡数据获取部26获取的表示管泡的外观形状的图像(S10)。控制装置7对于所获取的各图像确定各高度位置中的管泡的中心位置C(S12)。控制装置7通过确认各图像的各高度位置中的中心位置C是否位于模具10的基准轴上来判定管泡是否处于不稳定的状态(S14)。控制装置7将判定结果提示给用户(S16)。用户参考该判定结果，并且参考管泡的厚度来决定各种调节要件的调节量。控制装置7在成型结束了的情况下(S18中的“是”)，结束流程，且在成型没有结束的情况下(S18的“否”)，将处理返回到S10。
根据以上所说明的本实施方式，能够判定管泡是否处于稳定的状态、具体而言判定管泡的中心轴是否与模具10的基准轴一致、换言之判定管泡是否相对于模具10的基准轴旋转对称。由此，用户能够在管泡变得不稳定时迅速地察觉到该情况，并能够迅速地采取措施。
并且，根据本实施方式，将如图5所示的画面即在拍摄管泡的外观形状而获得的图像上描绘各高度位置中的中心位置C的画面显示于显示器上。由此，用户能够一眼掌握管泡是否处于稳定的状态。
以上，根据第1实施方式，对本发明的一个方面进行了说明。接着，对第1实施方式所涉及的变形例进行说明。
·对于第1实施方式的第1变形例
第1实施方式中，对判定部52确定各高度位置即多个高度位置的中心位置C来判定管泡是否处于不稳定的状态的情况进行了说明，但是为了判定确定中心位置C的高度位置的数量即管泡是否处于不稳定的状态而进行监视的高度位置的数量并无特别限定。管泡朝向下游(上方)流过，因此只要以适当的周期监视通过试验等来决定的适当的高度位置，则仅监视1个高度位置，就能够判定管泡是否处于不稳定的状态。即，判定部52只要确定至少1个高度位置中的中心位置来判定管泡是否处于不稳定的状态即可。
·对于第1实施方式的第2变形例
根据表示管泡的外观形状的图像来判定管泡是否为不稳定的方法并不限定于第1实施方式的方法。
例如，对于在周向上以规定的间隔获取的多个图像的每一个，判定部52可以判定检测出的管泡的轮廓是否相对于模具10的基准轴对称。
而且，在周向上以规定的间隔获取的多个图像的全部中管泡的轮廓相对于基准轴对称的情况下，判定部52判定为管泡处于其中心轴与模具10的基准轴一致的状态、换言之判定为管泡成为相对于基准轴旋转对称的形状、再换言之判定为管泡处于稳定的状态。
并且，在周向上以规定的间隔获取的多个图像中的至少1个图像中管泡的轮廓相对于基准轴不对称的情况下，判定部52判定为管泡整体处于摇晃或倾斜或者管泡局部膨胀或凹陷，从而管泡处于其中心轴与模具10的基准轴不一致的状态、换言之判定为管泡成为相对于基准轴非旋转对称的形状、再换言之判定为管泡处于不稳定的状态。
(第2实施方式)
第1实施方式中，对根据表示管泡的外观形状的图像来判定管泡是否处于不稳定的状态的情况进行了说明。第2实施方式中，根据管泡的表面温度的分布来判定管泡是否处于不稳定的状态。以下，以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。
本实施方式的管泡数据获取部26例如为温度传感器，且获取(测量)管泡的表面温度来作为与管泡相关的数据。管泡数据获取部26例如搭载于机器人手臂上，且一边在管泡的周围移动一边在周向上的各位置例如以1°间隔获取管泡的表面温度。若结束在某个高度位置中的表面温度的获取，则使管泡数据获取部26向上方或下方移动，并在其高度位置中一边在管泡的周围移动一边在周向上的各位置获取管泡的表面温度。因此，获取规定的高度范围的各高度位置中的在周向上的各位置的管泡的表面温度。另外，可以在各高度位置中的每一个位置准备管泡数据获取部26。作为变形例，管泡数据获取部26可以为红外线摄像机。管泡数据获取部26将所获取的表面温度数据发送到控制装置7。
管泡数据存储部64存储从管泡数据获取部26发送的在规定的高度范围的各高度位置中的周向的各位置的管泡的表面温度数据。
判定部52根据存储于管泡数据存储部64中的管泡的表面温度数据来判定管泡是否处于稳定的状态。
图7是对基于判定部52的判定方法进行说明的图。在图7中，横轴为以周向上的任意位置为基准的角度，纵轴为表面温度。图7示出某个高度位置的在周向上的表面温度的分布。在测量了表面温度的所有的高度位置中表面温度在周向上实质上恒定的情况下，例如在周向上的表面温度的区间(最大温度Tmax与最小温度Tmin之差)为规定的温度以下的情况下，判定部52判定各高度位置的管泡的截面形状为实质上圆形，其圆的中心位置位于模具10的基准轴上，且管泡处于其中心轴与模具10的基准轴一致的状态、换言之管泡成为相对于基准轴旋转对称的形状、再换言之管泡处于稳定的状态。
并且，在至少1个高度位置中表面温度在周向上实质上不恒定的情况下，例如在周向上的表面温度的区间超过规定的温度的情况下，判定部52判定为管泡处于不稳定的状态。
根据本实施方式，能够实现与第1实施方式相同的作用效果。
以上，根据第2实施方式，对本发明的一个方面进行了说明。接着，对第2实施方式所涉及的变形例进行说明。
第2实施方式中，对判定部52确定各高度位置即多个高度位置中的表面温度的周向分布来判定管泡是否处于不稳定的状态的情况进行了说明，但是为了判定确定表面温度的周向分布的高度位置的数量即管泡是否处于不稳定的状态而进行监视的高度位置的数量并无特别限定。管泡朝向下游(上方)流过，因此只要以适当的周期监视通过试验等来决定的适当的高度位置，则仅监视1个高度位置，就能够判定管泡是否处于不稳定的状态。即，判定部52只要确定至少1个高度位置中的表面温度的周向分布来判定管泡是否处于不稳定的状态即可。
(第3实施方式)
第3实施方式中，根据管泡周围的风速的分布来判定管泡是否处于稳定的状态。以下，以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。
本实施方式的管泡数据获取部26例如为风速传感器，且获取(测量)管泡周围的风速数据来作为与管泡相关的数据。管泡数据获取部26例如搭载于机器人手臂上，例如一边在以模具10的基准轴为中心的环绕管泡的规定的圆周上移动一边在周向上的各位置中例如以1°间隔获取风速，并且例如一边以与管泡保持一定距离的方式在管泡的周围移动一边在周向上的各位置例如以1°间隔获取风速。管泡数据获取部26将所获取的风速数据发送到控制装置7中。
管泡数据存储部64存储从管泡数据获取部26发送的管泡周围的风速数据。
判定部52根据存储于管泡数据存储部64中的管泡周围的风速数据来判定管泡是否处于稳定的状态。
图8是对基于判定部52的判定方法进行说明的图。在图8中，横轴为以周向上的任意位置为基准的角度，纵轴为风速。在风速在周向上实质上恒定的情况下，例如在周向上的风速的区间(最大风速Vmax与最小风速Vmin之差)为规定的风速以下的情况下，判定部52判定在设置有管泡数据获取部26的高度以下即获取风速的高度以下的位置管泡的截面形状为实质上圆形，其圆的中心位置位于模具10的基准轴上，且管泡处于其中心轴与模具10的基准轴一致的状态、换言之管泡成为相对于基准轴旋转对称的形状、再换言之管泡处于稳定的状态。并且，在风速在周向上不恒定的情况下，例如在周向上的风速的区间超过规定值的情况下，判定部52判定为在该高度以下的位置管泡处于不稳定的状态。
根据本实施方式，能够实现与第1实施方式相同的作用效果。
以上，根据第3实施方式，对本发明的一个方面进行了说明。
上述实施方式及变形例的任意组合均作为本发明的实施方式而有用。通过组合而产生的新的实施方式兼具所组合的实施方式及变形例各自的效果。

Claims (5)

1.一种吹膜成型装置，其特征在于，具备：
模具，将树脂从环状吐出口呈管状挤出；
获取部，获取与所挤出的管状树脂相关的数据；及
判定部，根据所获取的数据来判定至少1个高度位置中的管状树脂的中心位置是否位于模具的基准轴上。
2.一种吹膜成型装置，其特征在于，具备：
模具，将树脂从环状吐出口呈管状挤出；
获取部，获取与所挤出的管状树脂相关的数据；及
判定部，根据所获取的数据来判定管状树脂是否相对于模具的基准轴旋转对称。
3.根据权利要求1或2所述的吹膜成型装置，其特征在于，
所述获取部获取表示管状树脂的外观形状的图像数据来作为与树脂相关的数据。
4.根据权利要求1或2所述的吹膜成型装置，其特征在于，
所述获取部获取表示管状树脂的温度分布的数据来作为与树脂相关的数据。
5.根据权利要求1或2所述的吹膜成型装置，其特征在于，
所述获取部获取管状树脂周围的风速数据来作为与树脂相关的数据。
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