CN117836116A - 成型机系统、扭矩导出系统及扭矩导出方法以及程序 - Google Patents

Abstract

在成型机中放宽扭矩检测设备的安装的尺寸上的限制。提供成型机系统，其包括：成型机，其具有缸体、内置于缸体的第1螺杆及第2螺杆、和对第1螺杆及第2螺杆进行旋转驱动的马达；扭矩检测装置，其作为与成型机的运转状态相关的特征量的一例而检测马达的扭矩；扭矩检测设备，其安装于第1螺杆的旋转轴，检测第1螺杆的扭矩；以及扭矩导出装置，其基于通过扭矩检测装置检测到的马达的扭矩和通过扭矩检测设备检测到的第1螺杆的扭矩来导出第2螺杆的扭矩。

Description

成型机系统、扭矩导出系统及扭矩导出方法以及程序

技术领域

本发明涉及成型机系统、扭矩导出系统及扭矩导出方法以及其使用的程序。

背景技术

成型机通过使螺杆在缸体内旋转而对导入缸体内的原料进行混炼、输送及使其熔融。

在成型机中，螺杆有时在使用过程中因某种异常而破损。若螺杆破损，则不得不更换螺杆及中断制品制造。因此，在成型机的使用过程中掌握螺杆的状态、特别是掌握螺杆上产生的扭矩很重要。

在上述背景下，在专利文献1中记载了一种将扭矩检测设备安装于螺杆的轴以检测在螺杆上产生的扭矩的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2021/074964号

发明内容

在成型机中存在具有多个螺杆的类型。在将专利文献1的技术应用于该类型的成型机的情况下，在各螺杆的轴上安装设备。

但是，若在每个螺杆上安装设备，则设备占有的体积增大，设备的安装产生尺寸上的限制。

一个实施方式的成型机系统具有成型机、特征量确定装置、扭矩检测设备及扭矩导出装置。成型机构成为，由马达对内置于缸体的第1螺杆及第2螺杆进行旋转驱动。特征量确定装置确定与成型机的运转状态相关的特征量例如马达的扭矩。扭矩检测设备安装于第1螺杆的旋转轴。扭矩导出装置基于所确定的特征量和检测到的第1螺杆的扭矩来导出第2螺杆的扭矩。

发明的效果

根据一个实施方式，在具有多个螺杆的成型机中能够放宽扭矩检测设备的安装的尺寸上的限制。

附图说明

图1是示出实施方式1的成型机系统的硬件构成的图。

图2是成型机的侧视图。

图3是成型机的俯视图。

图4是成型机的局部放大俯视图。

图5是成型机的局部放大剖视图。

图6是示出控制监视装置的硬件构成的图。

图7是示出控制监视装置的功能块构成的图。

图8是模拟示出函数表的图。

图9是示出成型机系统的动作的流程图。

具体实施方式

说明实施方式。此外，以下说明的各实施方式是用于实现发明实现的一例，并非限定发明的技术范围。

另外，在以下的各实施方式中，对具有相同功能的构成要素标注同一附图标记，除了特别必要的情况则省略重复说明。

(实施方式1)

说明实施方式1的成型机系统。此外，本实施方式的成型机是具有两根螺杆的成型机，假设为进行树脂成型的双轴挤出机。作为成型机的其他例，例如能够考虑注射成型机、造粒机、制膜机、中空成型机等。

<成型机系统的概要>

实施方式1的成型机系统具备具有缸体、内置于缸体的两根螺杆、和对两根螺杆进行旋转驱动的马达的成型机。另外，成型机系统包括确定与成型机的运转状态相关的特征量的特征量确定装置、和安装于一个螺杆的旋转轴并对该一个螺杆的扭矩进行检测的扭矩检测设备。成型机系统还包括基于通过特征量确定装置确定出的特征量和通过扭矩检测设备检测到的上述一个螺杆的扭矩来导出另一螺杆的扭矩的扭矩导出装置。

<成型机系统的构成>

说明实施方式1的成型机系统的硬件构成。

图1是示出实施方式1的成型机系统的硬件构成的图。如图1所示，成型机系统100包括成型机1和控制监视系统90。成型机1与控制监视系统90以能够进行控制信号及数据的通信的方式连接。连接可以是有线，也可以是无线。

说明成型机1的构成。如图1所示，成型机1配置在支承台6之上。成型机1具有缸体2、螺杆3、旋转驱动机构4、模具(die)5及温度调节部13。

缸体2构成为内置有螺杆3。在缸体2的上表面形成有能够向缸体2内导入原料的开口部。在缸体2的外表面设有用于调节缸体2的温度的温度调节部13。

螺杆3在缸体2内以能够以与螺杆3的长度方向平行的旋转轴为中心旋转的方式来配置和支承。螺杆3通过在缸体2内旋转而对导入到缸体2内的原料进行混炼、输送、熔融。在螺杆3上连接有旋转驱动机构4。

旋转驱动机构4包含马达4a和变速器4b。变速器4b与马达4a连接。变速器4b设在马达4a与螺杆3之间。变速器4b具有将马达4a的旋转速度变速为适合于螺杆3的旋转速度的功能。接头8是将变速器4b的输出轴7与螺杆3连结的部件。马达4a与变速器4b通过马达输出轴9连结，变速器4b的输出轴7的前端部与螺杆3的后端部通过接头8连结。

马达4a的旋转运动经由马达4a的马达输出轴9、变速器4b、变速器4b的输出轴7向螺杆3传递，使螺杆3旋转。即，当马达4a的旋转运动传递至变速器4b时，变速器4b的输出轴7以与马达4a的旋转速度相同或不同的旋转速度旋转，与输出轴7连结的螺杆3以与输出轴7相同的旋转速度旋转。

模具5安装在缸体2的前端、即安装在从旋转驱动机构4朝向螺杆3的方向的前端。模具5以将被从缸体2挤出的熔融树脂成型为规定的截面形状并排出的方式发挥功能。在本实施方式中，模具5是挤出成型用的模具。

温度调节部13配置在缸体2的外表面。温度调节部13具有调节缸体2的温度的功能。温度调节部13例如包含加热器。

此外，作为控制监视系统90的构成要素，在成型机1上设有马达扭矩计(特征量确定装置的一例)10、遥测仪(扭矩检测设备的一例)11及基座部12。在后面详细说明马达扭矩计10、遥测仪11及基座部12的详细见后述。

图2是成型机的侧视图，图3是成型机的俯视图。如图2及图3所示，螺杆3包含螺杆(第1螺杆的一例)31和螺杆(第2螺杆的一例)32。另外，变速器4b的输出轴7包含输出轴71和输出轴72。在此，将螺杆31称为左侧螺杆，将螺杆32称为右侧螺杆。另外，将输出轴71称为左侧输出轴，将输出轴72称为右侧输出轴。左侧螺杆31与右侧螺杆32在缸体2内以相互啮合的方式配置。左侧螺杆31以左侧螺杆31的旋转轴为中心旋转，右侧螺杆32以右侧螺杆32的旋转轴为中心旋转。

左侧螺杆31及右侧螺杆32内置在缸体2中，但左侧螺杆31及右侧螺杆32的一部分从缸体2的上游侧端部突出。左侧螺杆31中的从缸体2突出的部分经由接头8而与变速器4b的左侧输出轴71连结。另外，右侧螺杆32中的从缸体2突出的部分经由接头8与变速器4b的右侧输出轴72连结。此外，左侧螺杆31中的从缸体2突出的部分、接头8及变速器4b的左侧输出轴71是本发明中的第1螺杆的旋转轴的一例。

<控制监视系统的构成>

接下来，说明控制监视系统90的构成。如图1所示，控制监视系统90具有马达扭矩计10、遥测仪11、基座部12以及控制监视装置80。

马达扭矩计10与马达4a连接，测量马达4a的马达输出轴9所产生的扭矩即马达扭矩(马达的扭矩的一例)MT。作为具体例，在马达4a的马达输出轴9上安装有检测应变的传感器。并且，通过该传感器检测马达输出轴9的应变，基于应变的程度来测定马达扭矩MT。马达扭矩计10每隔规定的时间间隔、例如每隔0.1毫秒～10毫秒左右的间隔来连续地计测马达扭矩MT。此外，在本实施例中，马达扭矩计10以1毫秒为间隔计测马达扭矩MT。马达扭矩计10与控制监视装置80连接。马达扭矩计10将所计测的马达扭矩MT的数据依次向控制监视装置80输出。

图4是成型机的局部放大俯视图。图4是从上方观察包含从变速器4b到缸体2之间的部分1a的图。另外，图5是成型机的局部放大剖视图。图5示出图4的A-A线位置的剖视图。

如图4所示，遥测仪11安装于变速器4b的左侧输出轴71。左侧输出轴71通过接头8与左侧螺杆31连结，遥测仪11检测或感测与左侧螺杆31的变动或变形关联的状态。

作为遥测仪11，例如，能够使用作为专利文献的国际公开第2021/074964号中公开的遥测仪。遥测仪11例如具有输出与物体的变形或应变的程度对应的信号的传感器。传感器例如包含电阻值根据物体的变形或应变而变化的元件。

若左侧螺杆31旋转而对左侧螺杆31施加扭矩，则左侧螺杆31自身稍微变形。伴随螺杆的变形，上述元件也变形，元件的电阻值变化。通过读取该元件的电阻值，能够知晓变形的程度及变形的时间变化。利用该原理，通过知晓在哪个方向发生何种程度的变形，从而能够感测螺杆的状态。

遥测仪11能够检测扭转应变、弯曲应变、热应变、扭矩、弯曲、变形的程度、变形的模式、振动、振动的程度、振动模式、或因这些的积累而引起的疲劳、疲劳的程度等来作为左侧螺杆31的状态。

在本实施方式中，遥测仪11至少检测在左侧螺杆31产生的左侧螺杆扭矩(第1螺杆的扭矩的一例)T1。遥测仪11每隔规定的时间间隔、例如每隔0.1毫秒～10毫秒左右的间隔连续地检测左侧螺杆扭矩T1。此外，在本实施例中，遥测仪11以1毫秒为间隔检测左侧螺杆扭矩T1。

此外，遥测仪11的安装位置不限定于上述位置。遥测仪11的安装位置例如也可以是左侧螺杆31的从缸体2突出的部分，也可以是使左侧输出轴71与左侧螺杆31连结的接头8的部分。或者，遥测仪11也可以内置于接头8。

如图5所示，基座部12配置在支承台6之上。基座部12隔开规定的空间间隔配置在与安装于左侧螺杆31的遥测仪11相对的位置。遥测仪11在左侧螺杆31及右侧螺杆32旋转时与左侧螺杆31一起旋转。

基座部12通过使用线圈的无线送电而能够向遥测仪11供电。另外，在遥测仪11和基座部12中内置有无线通信装置。基座部12与遥测仪11无线通信连接，能够相互进行数据的收发。基座部12依次接收由遥测仪11检测到的左侧螺杆扭矩T1。如图1或图4所示，基座部12与控制监视装置80连接。基座部12将由遥测仪11检测到的左侧螺杆扭矩T1的数据依次向控制监视装置80输出。

<控制监视装置的硬件构成>

图6是示出控制监视装置的硬件构成的图。

如图6所示，控制监视装置80具有储存器80a、存储器80b、处理器80c、显示器80d、操作部80e及接口80f。储存器80a～接口80f与作为数据的传送路径的总线80g连接，能够相互进行信号或数据的收发。控制监视装置80例如由计算机或计算机和与计算机连接的外部设备构成。

储存器80a存储各种程序及各种数据。各种程序例如包含操作系统、设备驱动器、控制监视程序等。各种数据例如包含在执行控制监视程序时使用的数据。储存器80a例如由SSD(Solid State Drive：固态硬盘)、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、eMMC(embeddedMulti Media Card：嵌入式多媒体卡)/UFS(Universal Flash Storage：通用闪存)、SD(Secure Digital：安全数字)卡、USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)闪存、光盘等构成。

存储器80b临时存储处理器80c进行处理的数据。存储器80b例如由以RAM(RandomAccess Memory：随机存储器)为代表的半导体存储器等构成。

处理器80c进行各种运算处理或各种数据处理。通过使用存储器80b等执行储存器80a中存储的程序，从而作为多种功能块发挥功能。处理器80c例如由MPU(Micro-Processing Unit：微处理单元)、CPU(Central Proseccing Unit：中央处理单元)等构成。

显示器80d在画面上显示图像或文本信息等。显示器80d例如由液晶显示器、有机EL(Organic Electro-Luminescence：有机电致发光)显示器、带触摸面板的显示器等构成。

操作部80e受理用户的各种操作。操作部80e例如包括键盘、鼠标、触摸面板等。

接口80f与外部设备连接，进行数据的收发。在本实施方式中，接口80f与基座部12及马达扭矩计10连接。接口80f接收由基座部12获取的、与由遥测仪11检测到的左侧螺杆扭矩T1对应的数据。另外，接口80f接收与由马达扭矩计10计测出的马达扭矩MT对应的数据。接口80f将接收到的数据存储在存储器80b中或保存在储存器80a中。

<控制监视装置的功能块构成>

图7是示出控制监视装置的功能块构成的图。

如图7所示，控制监视装置80具有运转条件设定部81、运转控制部82、马达扭矩获取部(特征量确定装置的一例)83、左侧螺杆扭矩获取部(第1螺杆扭矩获取装置的一例)84、右侧螺杆扭矩导出部(扭矩导出装置，第2螺杆扭矩导出装置的一例)85、扭矩显示部(显示部的一例)86及警报报知部(报知部的一例)87。构成控制监视装置80的各部分由处理器80c执行在储存器80a中存储的控制监视程序来实现。

运转条件设定部81基于来自用户的输入操作来设定成型机1的运转条件。运转条件例如考虑到有导入成型机1的原材料(主材料、主添加物等)、构成原材料的材料的配比、缸体直径、缸体长度、缸体温度、螺杆旋转速度、每单位时间的处理量、变速器的传动比、螺杆构成等。

运转控制部82基于所设定的运转条件来控制马达4a、变速器4b及温度调节部13。运转控制部82还根据用户的操作控制马达4a的驱动的开关等。运转控制部82例如进行向马达4a供给的电流的设定或变速器4b的传动比的设定，以使变速器4b的输出轴7的旋转速度成为所设定的螺杆旋转速度。另外，例如控制温度调节部13，以使缸体2的温度成为所设定的缸体温度。此外，运转控制部82也可以响应后述的警报信号的接收来控制马达4a，以关闭旋转驱动。

马达扭矩获取部83获取由马达4a的马达输出轴9产生的扭矩即马达扭矩MT。在本实施方式中，获取通过设置于马达4a的马达输出轴9的马达扭矩计10测定的扭矩来作为马达扭矩MT。马达扭矩计10如上所述例如以1毫秒为间隔测定马达扭矩MT并依次输出表示测定结果的信号。马达扭矩获取部83依次接收从马达扭矩计10输出的信号，并获取作为测定值的马达4a的马达扭矩MT。

此外，马达扭矩获取部83也可以获取基于向马达4a供给的马达电流而推定的扭矩来作为马达扭矩MT。已知马达的扭矩通常与向马达供给的马达电流大致成正比例关系。由此，能够通过使马达电流乘以规定的系数来推定马达扭矩MT。在根据马达电流来推定马达的扭矩的情况下，由于无需在马达4a上安装马达扭矩计10，因此能够节省空间、降低安装成本及维持成本。

左侧螺杆扭矩获取部84与基座部12连接。左侧螺杆扭矩获取部84经由基座部12获取由遥测仪11检测到的、在左侧螺杆31上产生的左侧螺杆扭矩T1。遥测仪11如上所述例如以1毫秒为间隔测定左侧螺杆扭矩T1，并依次输出表示测定结果的信号。基座部12依次获取从遥测仪11输出的左侧螺杆扭矩T1，并向左侧螺杆扭矩获取部84输出。左侧螺杆扭矩获取部84依次获取从基座部12输出的左侧螺杆扭矩T1。

右侧螺杆扭矩导出部85基于所获取的马达扭矩MT、左侧螺杆扭矩T1及根据所设定的运转条件而决定的函数，导出在右侧螺杆32上产生的扭矩即右侧螺杆扭矩(第2螺杆的扭矩的一例)T2。每当获取马达扭矩MT及左侧螺杆扭矩T1时进行右侧螺杆扭矩T2的导出。右侧螺杆扭矩导出部85存储右侧螺杆扭矩T2的导出所使用的函数。函数作为将成型机1的运转条件与在成型机1以该运转条件运转的情况下应使用的函数对应关联而得到的表格来进行存储。函数针对各运转条件基于实际进行的试验的结果、仿真的结果等而事先求出。此外，在后面详细说明右侧螺杆扭矩T2的导出方法。

扭矩显示部86具有大致实时显示马达扭矩MT、左侧螺杆扭矩T1及右侧螺杆扭矩T2的功能。另外，扭矩显示部86具有显示左侧螺杆扭矩T1及右侧螺杆扭矩T2的扭矩的时间变化在同一时间轴上示出的图表的功能。扭矩显示部86能够根据用户的操作独立地对上述的各功能进行开关控制。在上述各功能开启的情况下，扭矩显示部86以规定的时间间隔显示各扭矩值或图表。

在本实施方式中，扭矩显示部86将表示各扭矩值或扭矩的时间变化的图表显示在控制监视装置80的显示器80d上。作为另一例，例如，也可以向在与设有成型机1的制造室不同的另一室中设置的监视系统发送各扭矩值或图表信息，并显示于监视系统的显示器。另外，例如，也可以经由服务器向位于远方的管理中心设置的管理系统发送各扭矩值或图表信息，并显示于管理系统的显示器。

警报报知部87在马达扭矩MT、左侧螺杆扭矩T1及右侧螺杆扭矩T2中的至少一个满足所决定的条件(例如认定为异常的条件)的情况下输出警报。警报报知部87也可以在输出警报时向运转控制部82输出用于关闭马达4a的驱动的警报信号。

警报报知部87在例如马达扭矩MT的每单位时间的平均值或峰值超过阈值THm的情况下输出警报。警报报知部87还在例如左侧螺杆扭矩T1的每单位时间的平均值或峰值超过阈值TH1的情况下输出警报。警报报知部87还在例如右侧螺杆扭矩T2的每单位时间的平均值或峰值超过阈值TH2的情况下输出警报。

警报报知部87在输出警报时使控制监视装置80的显示器80d显示警报信息。此外，在控制监视装置80具备扬声器的情况下，也可以使扬声器输出警报音。作为另一例，例如，也可以向与设置在与设有成型机1的制造室不同的另一室的监视系统发送警报信号，并使监视系统的显示器或扬声器输出警报。另外，例如，也可以向设置于位于远方的管理中心的管理系统发送警报信号，并使管理系统的显示器或扬声器输出警报。

<右侧螺杆扭矩的导出方法>

在此，详细说明右侧螺杆扭矩T2的导出方法。

本申请发明人基于实际的成型机1的计测结果，发现马达扭矩MT、左侧螺杆扭矩T1及右侧螺杆扭矩T2之间存在相关性。所发现的相关性以下述的数学式1来表示。

T2＝f(MT，T1)…(数学式1)

在此，f(MT，T1)是以马达扭矩MT和左侧螺杆扭矩T1为输入参数并输出右侧螺杆扭矩T2的函数。函数f可以是线性函数，也可以是非线性函数。即，可以是一次函数，也可以是二次以上的函数。

作为简单形式的具体例，例如，函数f能够以下述的数学式2那样表示。

T2＝f(MT，T1)＝MT×k-T1+t…(数学式2)

在此，k为与马达扭矩MT相乘的系数，t为与包含左侧螺杆扭矩T1在内的项相加的常数。

已知适合计算右侧螺杆扭矩T2的函数f并非始终相同，而是根据包含成型机1的构成或所导入的原材料在内的运转条件而不同。因而，实际上，基于改变运转条件后的多种实机计测的结果，针对每个运转条件来求出应使用的函数f。

例如，在针对每隔运转条件求出应使用的函数f后，预先创建将运转条件和在成型机1以该运转条件运转的情况下应使用的函数f按运转条件对应关联而得到的表格(以下称为函数表)。并且，预先将所创建的函数表存储于右侧螺杆扭矩导出部85。

图8是模拟示出函数表的图。如图8所示，将运转条件与在成型机1以该运转条件运转的情况下应使用的函数f按运转条件对应关联来创建函数表。在图8所示的函数表中，例如，运转条件C1与函数f1对应关联，运转条件C2与函数f2对应关联。也就是说，在设定了运转条件C1的情况下，使用函数f1作为扭矩导出函数，在设定了运转条件C2的情况下，使用函数f2作为扭矩导出函数。

当通过运转条件设定部81设定运转条件设定时，右侧螺杆扭矩导出部85参照函数表读取与所设定的运转条件对应的函数f。所读取的函数f被决定为扭矩导出函数。然后，将所获取的左侧螺杆扭矩T1及马达扭矩MT作为参数输入至所决定的扭矩导出函数，输出导出右侧螺杆扭矩T2。

此外，运转条件由大量的项目构成。也可以针对构成运转条件的所有项目的每个组合来决定函数f，但在该情况下，对各运转条件的函数f的决定、即对函数表的创建需要相当长的时间。

因而，实际上优选确定构成运转条件的项目中的、对于函数f的决定(构成)贡献相对较大的项目，针对所确定的项目的每个组合求出合适的函数f。作为一例，例如，也可以针对“缸体直径”、“缸体长度”及“螺杆旋转速度”的每个组合求出合适的函数f。

此外，扭矩导出函数也可以通过利用构成运转条件的要素的运算式求出构成函数的系数或常数来决定。

<成型机系统的动作的流程>

说明成型机系统100的动作。

图9是示出成型机系统的动作的流程图。

如图9所示，在步骤S1中，执行运转条件的设定处理。具体来说，运转条件设定部81根据用户的操作而执行设定成型机1的运转条件的处理。作为运转条件，如上所述，例如设定导入成型机1的原材料(主材料、主添加物等)、构成原材料的材料的配比、缸体直径、缸体长度、缸体温度、螺杆旋转速度、每单位时间的处理量、变速器的传动比、螺杆构成等项目。

在步骤S2中，执行函数的读取处理。具体来说，右侧螺杆扭矩导出部85基于所设定的运转条件执行读取并决定为了导出右侧螺杆扭矩T2而使用的函数的处理。在此，参照函数表，读取与所设定的运转条件对应的函数，并将所读取的函数决定为扭矩导出函数。

在步骤S3中，执行运转准备指令的有无判定处理。具体来说，运转控制部82执行判定是否由用户输入了运转准备的指令的处理。在此，在判定为输入有运转准备的指令的情况(S3：是)下进入步骤S4。在判定为未输入运转准备的指令的情况(S3：否)下返回步骤S3。

在步骤S4中执行运转准备处理。具体来说，运转控制部82执行成型机1的运转准备用的各种处理。例如，设定变速器4b的传动比，以使螺杆3以所设定的螺杆旋转速度旋转。另外，例如开始温度调节部13的控制，以使缸体2达到所设定的温度。

在步骤S5中，执行运转开始指令的有无判定处理。具体来说，运转控制部82执行判定用户是否输入了运转开始的指令的处理。在此，在判定为输入有运转开始的指令的情况(S5：是)下进入步骤S6。在判定为未输入运转开始的指令的情况(S5：否)下返回步骤S5。

在步骤S6中执行运转处理。具体来说，运转控制部82执行用于使成型机1运转的各种处理。例如，开始向马达4a供给电流，驱动马达4a。

在步骤S7中，执行马达扭矩/左侧螺杆扭矩的获取处理。具体来说，马达扭矩获取部83执行依次获取通过马达扭矩计10计测出的马达扭矩MT的处理。另外，左侧螺杆扭矩获取部84执行依次获取通过遥测仪11检测到的左侧螺杆扭矩T1的处理。

在步骤S8中，执行右侧螺杆扭矩导出处理。具体来说，右侧螺杆扭矩导出部85执行将马达扭矩MT及左侧螺杆扭矩T1输入至在步骤S2中决定的扭矩导出函数并依次算出右侧螺杆扭矩T2的处理。

在步骤S9中执行扭矩显示处理。具体来说，扭矩显示部86执行在显示器80d的画面上依次更新并显示左侧螺杆扭矩T1或基于左侧螺杆扭矩T1的数值、和右侧螺杆扭矩T2或基于右侧螺杆扭矩T2的数值的处理。另外，扭矩显示部86执行每隔规定的时间间隔将在同一时间轴上表示左侧螺杆扭矩T1或基于左侧螺杆扭矩T1的数值、和右侧螺杆扭矩T2或基于右侧螺杆扭矩T2的数值的时间变化的图表更新并显示在同一画面上的处理。扭矩显示部86也可以进一步执行显示马达扭矩MT或基于马达扭矩MT的数值、或者马达扭矩MT或基于马达扭矩MT的数值的时间变化的处理。

在步骤S10中执行扭矩的阈值判定处理。具体来说，警报报知部87关于马达扭矩MT、左侧螺杆扭矩T1及右侧螺杆扭矩T2分别执行判定一定时间内的平均值是否超过对它们分别设定的阈值的处理。在判定为某一扭矩超过阈值的情况(S10：是)下进入步骤S11。在判定为任一扭矩均未超过阈值的情况(S10：否)下进入步骤S12。

在步骤S11中执行警报输出处理。具体来说，警报报知部87执行在显示器80d的画面上显示警报信息的处理。另外，在此，警报报知部87执行将警报信号向运转控制部82输出的处理。

在步骤S12中执行运转停止的判定处理。具体来说，运转控制部82执行判定是否应停止运转的处理。例如，判定是否由用户输入了运转停止的指令或判定是否接收到了警报信号。在输入运转停止的指令的情况下或在接收到警报信号的情况下，判定为应停止运转。在此，在判定为应停止运转的情况(S12：是)下进入步骤S13。在判定为不应停止运转的情况(S12：否)下返回步骤S7，继续进行运转动作。

在步骤S13中执行运转停止处理。具体来说，运转控制部82执行用于使运转停止的各种处理。例如，运转控制部82停止向马达4a供给电流。另外，例如，运转控制部82在接收到警报信号时还停止向温度调节部13供给电流。

此外，在不妨碍成型机1的运转及监视的范围内，上述各步骤中的处理也可以互换顺序。

根据上述构成的实施方式1，无需在所有螺杆上均安装扭矩检测设备。因此，在具有多个螺杆的成型机中，能够放宽扭矩检测设备的安装的尺寸的限制。例如，即使在两根螺杆的轴间距离短、很难在各螺杆上安装扭矩检测设备的情况下，只要将设备安装于一个螺杆即可，因此也能够放宽设备安装的尺寸的限制。另外，能够减少扭矩检测设备及其维持成本。

此外，在实施方式1中，即使不在所有螺杆上均安装扭矩检测设备，也能够掌握在所有螺杆上产生的扭矩并适当地进行管理/监视。例如，在成型机中，有时在使用过程中会因某种异常而发生螺杆的摩耗、破损等。这些磨耗、破损若是轻微的则能够继续运转，但有成型品发生品质异常的风险升高的情况。异常的程度越高，越需要更换螺杆等，不得不中断制品制造。因此，通过在成型机的使用过程中掌握螺杆的状态、特别是掌握在螺杆上产生的扭矩，能够恰当地对成型机或成型品的状态进行管理。

另外，在实施方式1中，由于具备上述扭矩显示部86，因此用户能够目视确认在马达或螺杆的轴上产生的扭矩，能够直观地掌握有无异常。

另外，在实施方式1中，由于具备上述警报报知部87，因此当在马达或螺杆的扭矩中确认到异常时发出警报。因此，用户能够尽早知晓扭矩异常、立即采取抑制受损或危机的程度的措施。另外，在确认到马达或螺杆的扭矩异常的情况下，也可以使成型机的运转自动停止。因此，即使在用户不在成型机的附近的情况下，也能够将受损或危机的程度抑制为最小程度。

(实施方式2)

在实施方式1中，使用函数导出右侧螺杆扭矩T2，但在实施方式2中，使用通过机器学习创建的模型来求出右侧螺杆扭矩T2。

右侧螺杆扭矩导出部85使用通过机器学习利用生成系统模型创建出的模型，来求出右侧螺杆扭矩T2。具体来说，预先通过机器学习创建以运转条件、马达扭矩MT、左侧螺杆扭矩T1为输入、且以右侧螺杆扭矩T2为输出的模型。在机器学习中，作为学习用数据，使用使运转条件各种变化并通过实机计测得到的运转条件及扭矩等数据。然后，通过将所设定的运转条件、所计测的马达扭矩MT及所获取的左侧螺杆扭矩T1输入所创建的模型，来获得右侧螺杆扭矩T2作为输出。

即使是上述的实施方式2，也能够导出右侧螺杆扭矩T2，能够获得与实施方式1相同的效果。

(实施方式3)

在实施方式1中，作为成型机1，假设为将两根螺杆内置于缸体的双轴挤出机。在实施方式3中，作为成型机1，假设为将3根以上的螺杆内置于缸体的多轴挤出机。

在本实施方式中，在N根螺杆中的(N-1)根螺杆上安装扭矩检测设备。然后，基于检测到的在(N-1)根螺杆上产生的扭矩和马达扭矩MT导出在没有安装扭矩检测设备的螺杆上产生的扭矩。导出能够使用通过实机计测求出的函数或通过机器学习创建的模型。

即使是上述的实施方式3，由于不需要在所有螺杆上均安装扭矩检测设备，因此也能够在成型机中放宽扭矩检测设备的安装部位的尺寸的限制。另外，能够减少扭矩检测设备及其维持成本。

此外，在上述的各实施方式中，确定马达扭矩作为与成型机的运动状态相关的特征量，但特征量不限定于此。例如，特征量也可以是挤出量、马达或螺杆的转数(转速)等。另外，也可以基于挤出量、马达或螺杆的转数(转速)等来推定马达扭矩。

另外，在上述各实施方式中，作为右侧螺杆扭矩的导出方法，基于运转信息求出马达扭矩，并基于马达扭矩及通过设备得到的左侧螺杆扭矩来求出右侧螺杆扭矩。但是，作为其他导出方法，还考虑到有基于运转信息及通过设备得到的左侧螺杆扭矩直接推定右侧螺杆扭矩的方法。

(实施方式4)

使计算机执行的、且导出构成成型机的螺杆的扭矩的程序或记录有该程序的可由计算机读取的记录介质也是实施方式的一例。

上述程序使计算机执行特征量获取步骤、左侧螺杆扭矩获取步骤及右侧螺杆扭矩导出步骤。成型机具有缸体、内置于缸体的左侧螺杆及右侧螺杆、以及对左侧螺杆及右侧螺杆进行旋转驱动的马达。特征量获取步骤是获取利用特征量确定装置确定出的特征量的步骤，该特征量确定装置确定与成型机的运转状态相关的特征量。左侧螺杆扭矩获取步骤是获取通过安装于左侧螺杆的旋转轴的扭矩检测设备检测到的左侧螺杆的扭矩的步骤。右侧螺杆扭矩导出步骤是基于所获取的特征量及左侧螺杆的扭矩来导出右侧螺杆的扭矩的步骤。

在此，左侧螺杆扭矩导出步骤也可以是使用若输入特征量和右侧螺杆的扭矩则输出右侧螺杆的扭矩的扭矩导出函数来导出右侧螺杆的扭矩的步骤。

而且，右侧螺杆扭矩导出步骤也可以是对应于成型机的运转条件来决定扭矩导出函数的步骤。

而且，右侧螺杆扭矩导出步骤也可以是参照是运转条件和在成型机以该运转条件运转的情况下应使用的函数按运转条件对应关联的表格，来确定与所设定的运转条件对应的函数，并将所确定的函数决定为扭矩导出函数的步骤。

而且，表格也可以是将多个项目的组合和与该组合对应的函数按组合对应关联的表格，上述多个项目是导入成型机的原材料、构成原材料的材料的配比、缸体的直径、缸体的长度、缸体的温度、左侧螺杆及右侧螺杆的旋转速度、每单位时间的处理量、设在马达与左侧螺杆及右侧螺杆之间的变速器的传动比、以及所述左侧螺杆及右侧螺杆的构成中的多个项目。

另外，右侧螺杆扭矩导出步骤也可以是使用通过机器学习生成的模型来导出右侧螺杆的扭矩的步骤。另外，特征量也可以是马达扭矩。

通过使计算机执行在上述实施方式4中说明的程序，能够获得与实施方式1相同的效果。

此外，在实施方式1～4中，基于与成型机的运转状态相关的特征量例如马达扭矩、和通过安装于左侧螺杆的设备得到的左侧螺杆扭矩，来导出右侧螺杆扭矩。但是，当然也可以基于与成型机的运转状态相关的特征量例如马达扭矩和通过安装于右侧螺杆的设备得到的的右侧螺杆扭矩来导出左侧螺杆扭矩。

以上对本发明的各种实施方式进行了说明，但本发明并非限定于上述实施方式，而包含多种变形例。另外，为了清楚易懂地说明本发明，对上述实施方式进行了详细说明，但未必限定于具备所说明的全部构成。另外，能够将某个实施方式的构成的一部分置换为其他实施方式的构成，另外，也能够在某个实施方式的构成中增加其他实施方式的构成。此外，文中、图中包含的数值、消息等也只不过一例，使用不同的数值、消息也不会影响本发明的效果。

另外，各实施方式的构成的一部分能够进行其他构成的追加/删除/置换。另外，上述的各构成、功能、处理部、处理单元等也可以使其一部分或全部通过例如集成电路设计等以硬件实现。另外，上述各构成、功能等也可以通过由MPU、CPU等的处理器解释并执行实现各功能的程序而由软件实现。另外，通过软件实现的功能的范围并无限定，也可以同时使用硬件和软件。实现各功能的程序、表格、文件等的信息能够放置于存储器、硬盘、SSD等记录装置、或IC卡、SD卡、DVD等记录介质。

附图标记说明

1成型机、2缸体、3螺杆、31左侧螺杆、32右侧螺杆、4旋转驱动机构、4a马达、4b变速器、5模具、6支承台、7输出轴、71左侧输出轴、72右侧输出轴、8接头、9马达输出轴、10马达扭矩计、11遥测仪、12基座部、13温度调节部、80控制监视装置、81运转条件设定部、82运转控制部、83马达扭矩获取部、84左侧螺杆扭矩获取部、85右侧螺杆扭矩导出部、86扭矩显示部、87警报报知部、90控制监视系统、100成型机系统。

Claims (25)

1.一种成型机系统，其特征在于，包括：

成型机，其具有缸体、内置于所述缸体的第1螺杆及第2螺杆、和对所述第1螺杆及第2螺杆进行旋转驱动的马达；

特征量确定装置，其确定与所述成型机的运转状态相关的特征量；

扭矩检测设备，其安装于所述第1螺杆的旋转轴，检测所述第1螺杆的扭矩；以及

扭矩导出装置，其基于通过所述特征量确定装置确定出的特征量和通过所述扭矩检测设备检测到的所述第1螺杆的扭矩，来导出所述第2螺杆的扭矩。

2.根据权利要求1所述的成型机系统，其特征在于，

所述扭矩导出装置使用扭矩导出函数来导出所述第2螺杆的扭矩，所述扭矩导出函数当被输入所述特征量和所述第1螺杆的扭矩时输出所述第2螺杆的扭矩。

3.根据权利要求2所述的成型机系统，其特征在于，

所述扭矩导出装置根据所述成型机的运转条件来决定所述扭矩导出函数。

4.根据权利要求3所述的成型机系统，其特征在于，

所述扭矩导出装置存储将所述运转条件和在所述成型机以该运转条件运转的情况下应使用的函数按所述运转条件对应关联的表格，参照所述表格来确定与所设定的运转条件对应的函数，将所确定的函数决定为所述扭矩导出函数。

5.根据权利要求4所述的成型机系统，其特征在于，

所述表格是将多个项目的组合和与该组合对应的函数按所述组合对应关联的表格，所述多个项目为导入的原材料、向所述原材料的添加物、构成所述原材料的材料的配比、所述缸体的直径、所述缸体的长度、所述缸体的温度、所述第1螺杆及所述第2螺杆的旋转速度、每单位时间的处理量、设在所述马达与所述第1螺杆及所述第2螺杆之间的变速器的传动比、以及所述第1螺杆及所述第2螺杆的构成中的多个项目。

6.根据权利要求1所述的成型机系统，其特征在于，

所述扭矩导出装置使用通过机器学习生成的模型来导出所述第2螺杆的扭矩。

7.根据权利要求1所述的成型机系统，其特征在于，

具备显示部，所述显示部显示所述第1螺杆的扭矩或基于所述第1螺杆的扭矩的数值、和所述第2螺杆的扭矩或基于所述第2螺杆的扭矩的数值。

8.根据权利要求1所述的成型机系统，其特征在于，

具备报知部，所述报知部在所述第1螺杆的扭矩或所述第2螺杆的扭矩满足所决定的条件的情况下输出警报。

9.根据权利要求1所述的成型机系统，其特征在于，

所述特征量确定装置是与所述马达连接的扭矩计，检测所述马达的扭矩来作为所述特征量。

10.根据权利要求1所述的成型机系统，其特征在于，

所述特征量确定装置基于表示所述成型机的运转状态的计测值或向所述马达供给的电流，推定所述马达的扭矩来作为所述特征量。

11.一种扭矩导出系统，其特征在于，

所述扭矩导出系统导出构成成型机的螺杆的扭矩，所述扭矩导出系统包括：

特征量确定装置；

第1螺杆扭矩获取装置；以及

第2螺杆扭矩导出装置，

所述成型机具有缸体、内置于所述缸体的第1螺杆及第2螺杆、以及对所述第1螺杆及第2螺杆进行旋转驱动的马达，

所述特征量确定装置确定与所述成型机的运转状态相关的特征量，

所述第1螺杆扭矩获取装置获取通过安装于所述第1螺杆的旋转轴的扭矩检测设备检测到的所述第1螺杆的扭矩，

所述第2螺杆扭矩导出装置基于所获取的所述马达的扭矩及所述第1螺杆的扭矩，来导出所述第2螺杆的扭矩。

12.根据权利要求11所述的扭矩导出系统，其特征在于，

所述第2螺杆扭矩导出装置使用扭矩导出函数来导出所述第2螺杆的扭矩，所述扭矩导出函数当被输入所述特征量和所述第1螺杆的扭矩时输出所述第2螺杆的扭矩。

13.根据权利要求12所述的扭矩导出系统，其特征在于，

所述第2螺杆扭矩导出装置根据所述成型机的运转条件来决定所述扭矩导出函数。

14.根据权利要求13所述的扭矩导出系统，其特征在于，

所述第2螺杆扭矩导出装置存储将所述运转条件和在所述成型机以该运转条件运转的情况下应使用的函数按所述运转条件的种类对应关联的表格，参照所述表格来确定与所设定的运转条件对应的函数，将所确定的函数决定为所述扭矩导出函数。

15.根据权利要求14所述的扭矩导出系统，其特征在于，

所述表格是将多个项目的组合和与该组合对应的函数按所述组合对应关联的表格，所述多个项目是导入所述成型机的原材料、构成所述原材料的材料的配比、所述缸体的直径、所述缸体的长度、所述缸体的温度、所述第1螺杆及所述第2螺杆的旋转速度、每单位时间的处理量、设在所述马达与所述第1螺杆及所述第2螺杆之间的变速器的传动比、以及所述第1螺杆及所述第2螺杆的构成中的多个项目。

16.根据权利要求11所述的扭矩导出系统，其特征在于，

所述第2螺杆扭矩导出装置使用通过机器学习生成的模型来导出所述第2螺杆的扭矩。

17.根据权利要求11所述的扭矩导出系统，其特征在于，

所述特征量是所述马达的扭矩。

18.一种扭矩导出方法，其特征在于，

所述扭矩导出方法导出构成成型机的螺杆的扭矩，所述扭矩导出方法包括：

特征量获取步骤；

第1螺杆扭矩获取步骤；以及

第2螺杆扭矩导出步骤，

所述成型机具有缸体、内置于所述缸体的第1螺杆及第2螺杆、以及对所述第1螺杆及第2螺杆进行旋转驱动的马达，

在所述特征量获取步骤中，执行获取通过确定与所述成型机的运转状态相关的特征量的特征量确定装置确定出的所述特征量的处理，

在所述第1螺杆扭矩获取步骤中，执行获取通过安装于所述第1螺杆的旋转轴的扭矩检测设备检测到的所述第1螺杆的扭矩的处理，

在所述第2螺杆扭矩导出步骤中，执行基于所获取的所述特征量及第1螺杆的扭矩来导出所述第2螺杆的扭矩的处理。

19.根据权利要求18所述的扭矩导出方法，其特征在于，

在所述第2螺杆扭矩导出步骤中，使用扭矩导出函数来导出所述第2螺杆的扭矩，所述扭矩导出函数当被输入所述特征量和所述第1螺杆的扭矩时输出所述第2螺杆的扭矩。

20.根据权利要求19所述的扭矩导出方法，其特征在于，

在所述第2螺杆扭矩导出步骤中，根据所述成型机的运转条件来决定所述扭矩导出函数。

21.根据权利要求20所述的扭矩导出方法，其特征在于，

在所述第2螺杆扭矩导出步骤中，参照将所述运转条件和在所述成型机以该运转条件运转的情况下应使用的函数按所述运转条件对应关联的表格，确定与所设定的运转条件对应的函数，将所确定的函数决定为所述扭矩导出函数。

22.根据权利要求21所述的扭矩导出方法，其特征在于，

所述表格是将多个项目的组合和与该组合对应的函数按所述组合对应关联的表格，所述多个项目是导入所述成型机的原材料、构成所述原材料的材料的配比、所述缸体的直径、所述缸体的长度、所述缸体的温度、所述第1螺杆及所述第2螺杆的旋转速度、每单位时间的处理量、设在所述马达与所述第1螺杆及所述第2螺杆之间的变速器的传动比、以及所述第1螺杆及所述第2螺杆的构成中的多个项目。

23.根据权利要求18所述的扭矩导出方法，其特征在于，

在所述第2螺杆扭矩导出步骤中，使用通过机器学习生成的模型来导出所述第2螺杆的扭矩。

24.根据权利要求18所述的扭矩导出方法，其特征在于，

所述特征量是所述马达的扭矩。

25.一种程序，其特征在于，

所述程序导出构成成型机的螺杆的扭矩，所述程序使计算机执行如下步骤：

特征量获取步骤；

第1螺杆扭矩获取步骤；以及

第2螺杆扭矩导出步骤，

所述成型机具有缸体、内置于所述缸体的第1螺杆及第2螺杆、以及对所述第1螺杆及第2螺杆进行旋转驱动的马达，

所述特征量获取步骤是获取通过确定与所述成型机的运转状态相关的特征量的特征量确定装置确定出的所述特征量的步骤，

所述第1螺杆扭矩获取步骤是获取通过安装于所述第1螺杆的旋转轴的扭矩检测设备检测到的所述第1螺杆的扭矩的步骤，

所述第2螺杆扭矩导出步骤是基于所获取的所述特征量及第1螺杆的扭矩来导出所述第2螺杆的扭矩的步骤。