JP2002307539A - 押出成形機の温度制御装置及び温度制御方法 - Google Patents
押出成形機の温度制御装置及び温度制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直接方式では、シリンダの目標設定温度付近
でのいわゆるハンチング現象が発生し易くなる一方、間
接方式では、温水の目標設定温度をその都度変更するこ
とによる温度調整作業の煩雑化を招いている。 【解決手段】 シリンダ１の外周に温水を循環させる循
環回路３と、温水を加熱あるいは冷却して所定の温度に
保温させる温度調節機構４と、現在のシリンダの温度を
検出する第１温度検出センサ５と、現在の温水温度を検
出する第２温度検出センサ６とを備えている。また、コ
ントローラ７は、第１温度検出センサから検出されたゴ
ム材温度検出値と予め記憶された前記ゴム材温度の目標
設定温度値との差値から、温水の目標設定温度値を補正
演算して目標設定温度値を変更設定する一方、温度調節
機構は、コントローラから出力された温水の変更目標設
定温度値と第２温水センサから検出された温水温度検出
値とによってＰＩＤ演算を行ない、この演算結果によっ
て温水を加熱あるいは冷却制御をする。
でのいわゆるハンチング現象が発生し易くなる一方、間
接方式では、温水の目標設定温度をその都度変更するこ
とによる温度調整作業の煩雑化を招いている。 【解決手段】 シリンダ１の外周に温水を循環させる循
環回路３と、温水を加熱あるいは冷却して所定の温度に
保温させる温度調節機構４と、現在のシリンダの温度を
検出する第１温度検出センサ５と、現在の温水温度を検
出する第２温度検出センサ６とを備えている。また、コ
ントローラ７は、第１温度検出センサから検出されたゴ
ム材温度検出値と予め記憶された前記ゴム材温度の目標
設定温度値との差値から、温水の目標設定温度値を補正
演算して目標設定温度値を変更設定する一方、温度調節
機構は、コントローラから出力された温水の変更目標設
定温度値と第２温水センサから検出された温水温度検出
値とによってＰＩＤ演算を行ない、この演算結果によっ
て温水を加熱あるいは冷却制御をする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばゴム材や樹
脂材などを押出成形する押出成形機のシリンダ内の材料
温度を、該シリンダを介して制御する温度制御装置に関
する。
脂材などを押出成形する押出成形機のシリンダ内の材料
温度を、該シリンダを介して制御する温度制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、ゴム材や合成樹脂材を押
出成形機によって押出成形する際には、この押出成形機
のシリンダを複数ゾーンに分け、媒体（例えば温水）と
の熱交換によってシリンダ内からスクリューによって押
出される前記ゴム材や樹脂材などの材料を、シリンダ内
で所定温度に温度制御して可塑化して成形品の良好な成
形性を確保するようになっている。
出成形機によって押出成形する際には、この押出成形機
のシリンダを複数ゾーンに分け、媒体（例えば温水）と
の熱交換によってシリンダ内からスクリューによって押
出される前記ゴム材や樹脂材などの材料を、シリンダ内
で所定温度に温度制御して可塑化して成形品の良好な成
形性を確保するようになっている。
【０００３】この温度制御の方式としては、シリンダを
介して内部の材料の温度を直接検出し、この実温度に基
づいて制御するいわゆる直接方式と、シリンダの外周に
循環回路を介して供給される媒体の温度を検出し、この
媒体温度に基づいて制御するいわゆる間接方式がある
（特開平１−２２９６１１号公報、特開平６−１５５５
５５号公報など参照）。
介して内部の材料の温度を直接検出し、この実温度に基
づいて制御するいわゆる直接方式と、シリンダの外周に
循環回路を介して供給される媒体の温度を検出し、この
媒体温度に基づいて制御するいわゆる間接方式がある
（特開平１−２２９６１１号公報、特開平６−１５５５
５５号公報など参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
直接方式では、温度の安定性を重視する場合には、一般
にヒーターの容量を小さくし、冷却媒体の供給量（加熱
された媒体の排出量）を少なくする方法を採るが、その
ようにすると、媒体の温度変化が遅くなって、周囲温度
の変化や材料温度の変化などの外的要因に対する追従性
が悪化して、シリンダの目標設定温度に達するまでに時
間が長くなってしまうおそれがある。これによって、成
形作業能率の低下を招来している。
直接方式では、温度の安定性を重視する場合には、一般
にヒーターの容量を小さくし、冷却媒体の供給量（加熱
された媒体の排出量）を少なくする方法を採るが、その
ようにすると、媒体の温度変化が遅くなって、周囲温度
の変化や材料温度の変化などの外的要因に対する追従性
が悪化して、シリンダの目標設定温度に達するまでに時
間が長くなってしまうおそれがある。これによって、成
形作業能率の低下を招来している。
【０００５】また、温度の追従性、つまり温度の応答性
を重視する場合は、ヒーターの容量を大きくし、冷却媒
体の供給量（加熱された媒体の排出量）を多くする方法
を採用するが、このようにすると、今度は、媒体の温度
変化が激しくなって、図５に示すように、シリンダの目
標設定温度付近で大きないわゆるハンチング現象を起こ
し易くなり、シリンダ（材料）温度が不安定になるおそ
れがある。
を重視する場合は、ヒーターの容量を大きくし、冷却媒
体の供給量（加熱された媒体の排出量）を多くする方法
を採用するが、このようにすると、今度は、媒体の温度
変化が激しくなって、図５に示すように、シリンダの目
標設定温度付近で大きないわゆるハンチング現象を起こ
し易くなり、シリンダ（材料）温度が不安定になるおそ
れがある。
【０００６】一方、間接方式にあっては、シリンダ温度
の安定性は良好になるものの、目標シリンダ温度をその
まま媒体の目標設定温度に設定すると、媒体は目標設定
温度になるものの、熱交換に要する時間が長くなり、目
標設定温度に達するまでに多くの時間が掛ってしまい、
この場合も成形作業能率の低下を招くおそれがある。
の安定性は良好になるものの、目標シリンダ温度をその
まま媒体の目標設定温度に設定すると、媒体は目標設定
温度になるものの、熱交換に要する時間が長くなり、目
標設定温度に達するまでに多くの時間が掛ってしまい、
この場合も成形作業能率の低下を招くおそれがある。
【０００７】また、押出成形作業を開始すると、材料が
可塑化する際に、スクリューの旋回運動によって発熱が
起り、媒体の温度よりもシリンダ温度が上昇してしま
い、目標シリンダ温度から外れてしまうおそれがある。
可塑化する際に、スクリューの旋回運動によって発熱が
起り、媒体の温度よりもシリンダ温度が上昇してしま
い、目標シリンダ温度から外れてしまうおそれがある。
【０００８】そこで、これらに対応するために、媒体の
目標設定温度をその都度変更することも考えられるが、
このようにすると、周囲の温度変化や材料の変化などの
外的要因によって押出条件が変化することにより、押し
出しによる発熱量が常に変化してしまうため、作業員が
かかる変化量を予測して温度調節をしなければならず、
その作業が煩雑になり、作業性が悪化すると共に、精度
の面からみても誤差が発生し易くなる。
目標設定温度をその都度変更することも考えられるが、
このようにすると、周囲の温度変化や材料の変化などの
外的要因によって押出条件が変化することにより、押し
出しによる発熱量が常に変化してしまうため、作業員が
かかる変化量を予測して温度調節をしなければならず、
その作業が煩雑になり、作業性が悪化すると共に、精度
の面からみても誤差が発生し易くなる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来にお
ける押出成形機の温度制御装置の技術的課題に鑑みて案
出されたもので、請求項１記載の発明は、内部に装填さ
れたゴムあるいは樹脂材料を押出すシリンダの外周に媒
体を循環させる循環回路と、該循環回路内の前記媒体を
加熱あるいは冷却して所定の温度に保温させる温度調節
機構と、前記シリンダ内の現在の材料温度を検出する材
料温度検出部と、前記循環回路内の現在の媒体温度を検
出するの媒体温度検出部と、前記温度調節機構を制御す
るコントローラとを備えた押出成形機の温度制御装置で
あって、前記コントローラは、前記材料温度検出部から
検出された材料温度測定値と予め記憶された前記材料温
度の目標設定温度値との差値から、前記媒体の目標設定
温度値を補正演算して変更目標設定温度値を設定する一
方、前記温度調節機構は、前記コントローラから出力さ
れた媒体の変更目標設定温度値と前記媒体温度検出部か
ら検出された媒体温度測定値とによってＰＩＤ演算を行
ない、この演算結果によって前記循環回路内の媒体を加
熱あるいは冷却制御を行なうようにしたことを特徴とし
ている。
ける押出成形機の温度制御装置の技術的課題に鑑みて案
出されたもので、請求項１記載の発明は、内部に装填さ
れたゴムあるいは樹脂材料を押出すシリンダの外周に媒
体を循環させる循環回路と、該循環回路内の前記媒体を
加熱あるいは冷却して所定の温度に保温させる温度調節
機構と、前記シリンダ内の現在の材料温度を検出する材
料温度検出部と、前記循環回路内の現在の媒体温度を検
出するの媒体温度検出部と、前記温度調節機構を制御す
るコントローラとを備えた押出成形機の温度制御装置で
あって、前記コントローラは、前記材料温度検出部から
検出された材料温度測定値と予め記憶された前記材料温
度の目標設定温度値との差値から、前記媒体の目標設定
温度値を補正演算して変更目標設定温度値を設定する一
方、前記温度調節機構は、前記コントローラから出力さ
れた媒体の変更目標設定温度値と前記媒体温度検出部か
ら検出された媒体温度測定値とによってＰＩＤ演算を行
ない、この演算結果によって前記循環回路内の媒体を加
熱あるいは冷却制御を行なうようにしたことを特徴とし
ている。
【００１０】したがって、この発明によれば、押出成形
機のシリンダ温度を外的要因に影響されずに精度良く制
御することが可能である。特に、温度調節機構は、シリ
ンダの実際の温度と目標設定温度との差値から求められ
た、変更媒体目標設定温度と実際の媒体温度とよってＰ
ＩＤ演算を行なって媒体の温度を調節するようになって
いるため、媒体の温度が急激に変化することがなく、し
たがって、大きなハンチング現象が抑制される。
機のシリンダ温度を外的要因に影響されずに精度良く制
御することが可能である。特に、温度調節機構は、シリ
ンダの実際の温度と目標設定温度との差値から求められ
た、変更媒体目標設定温度と実際の媒体温度とよってＰ
ＩＤ演算を行なって媒体の温度を調節するようになって
いるため、媒体の温度が急激に変化することがなく、し
たがって、大きなハンチング現象が抑制される。
【００１１】請求項２に記載の発明は、内部に装填され
たゴムあるいは樹脂材料を押し出すシリンダの外周に媒
体を循環させる循環回路と、該循環回路内の前記媒体を
加熱あるいは冷却して所定の温度に保温させる温度調節
機構と、前記シリンダ内の現在の材料温度を検出する材
料温度検出部と、前記循環回路内の現在の媒体温度を検
出するの媒体温度検出部と、前記温度調節機構を制御す
るコントローラとを備え、前記コントローラは、前記材
料温度検出部から検出された材料温度測定値と予め記憶
された前記材料温度の目標設定温度値との差値から、前
記媒体の目標設定温度値を補正演算して変更目標設定温
度値を設定する一方、前記温度調節機構は、前記コント
ローラから出力された媒体の変更目標設定温度値と前記
媒体温度検出部から検出された媒体温度測定値とによっ
てＰＩＤ演算を行ない、この演算結果によって前記循環
回路内の媒体を加熱あるいは冷却制御を行なうようにし
たことを特徴としている。
たゴムあるいは樹脂材料を押し出すシリンダの外周に媒
体を循環させる循環回路と、該循環回路内の前記媒体を
加熱あるいは冷却して所定の温度に保温させる温度調節
機構と、前記シリンダ内の現在の材料温度を検出する材
料温度検出部と、前記循環回路内の現在の媒体温度を検
出するの媒体温度検出部と、前記温度調節機構を制御す
るコントローラとを備え、前記コントローラは、前記材
料温度検出部から検出された材料温度測定値と予め記憶
された前記材料温度の目標設定温度値との差値から、前
記媒体の目標設定温度値を補正演算して変更目標設定温
度値を設定する一方、前記温度調節機構は、前記コント
ローラから出力された媒体の変更目標設定温度値と前記
媒体温度検出部から検出された媒体温度測定値とによっ
てＰＩＤ演算を行ない、この演算結果によって前記循環
回路内の媒体を加熱あるいは冷却制御を行なうようにし
たことを特徴としている。
【００１２】請求項３に記載の発明にあっては、前記循
環回路は、前記シリンダの外周面と該外周面の外周側に
設けられた外筒との間に形成されたジャケットと、該ジ
ャケットの一端側と他端側にそれぞれ接続された供給通
路及び排出通路と、該供給通路及び排出通路との間に設
けられたタンクと、該タンク内の媒体を前記供給通路を
介してジャケット内に圧送するポンプとを備え、前記タ
ンクの近傍に、該タンク内の媒体を排出する開閉バルブ
を設けると共に、前記循環回路内に前記媒体を加熱する
ヒーターを設け、かつ前記コントローラからの情報信号
に基づいて前記ヒーターと開閉バルブの作動を制御する
制御回路を設けたことを特徴としている。
環回路は、前記シリンダの外周面と該外周面の外周側に
設けられた外筒との間に形成されたジャケットと、該ジ
ャケットの一端側と他端側にそれぞれ接続された供給通
路及び排出通路と、該供給通路及び排出通路との間に設
けられたタンクと、該タンク内の媒体を前記供給通路を
介してジャケット内に圧送するポンプとを備え、前記タ
ンクの近傍に、該タンク内の媒体を排出する開閉バルブ
を設けると共に、前記循環回路内に前記媒体を加熱する
ヒーターを設け、かつ前記コントローラからの情報信号
に基づいて前記ヒーターと開閉バルブの作動を制御する
制御回路を設けたことを特徴としている。
【００１３】請求項４に記載の発明は、前記ヒーターを
前記タンクに設けたことを特徴としている。
前記タンクに設けたことを特徴としている。
【００１４】請求項５に記載の発明は、前記材料温度検
出部の先端感温部を、前記シリンダの外周部に当接配置
したことを特徴としている。
出部の先端感温部を、前記シリンダの外周部に当接配置
したことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる押出成形機
の温度制御装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。
の温度制御装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。
【００１６】すなわち、この押出成形機の温度制御装置
は、図１に示すように、内部に装填されたゴム材料をス
クリュー２の旋回運動によって前方に押し出すシリンダ
１と、該シリンダ１の外周に媒体である温水（冷却水）
を循環させる循環回路３と、該循環回路３内の前記温水
を加熱あるいは冷却して所定の温度に保温する温度調節
機構４と、前記シリンダ１の現在の温度（材料温度）を
検出する材料温度検出部である第１温度検出センサ５
と、前記循環回路３内の現在の温水の温度を検出する媒
体温度検出部である第２温度検出センサ６と、前記第１
温度検出センサ５と第２温度検出センサ６とからの検出
信号に基づいて前記温度調節機構４に制御信号を出力す
るコントローラ７とから構成されている。
は、図１に示すように、内部に装填されたゴム材料をス
クリュー２の旋回運動によって前方に押し出すシリンダ
１と、該シリンダ１の外周に媒体である温水（冷却水）
を循環させる循環回路３と、該循環回路３内の前記温水
を加熱あるいは冷却して所定の温度に保温する温度調節
機構４と、前記シリンダ１の現在の温度（材料温度）を
検出する材料温度検出部である第１温度検出センサ５
と、前記循環回路３内の現在の温水の温度を検出する媒
体温度検出部である第２温度検出センサ６と、前記第１
温度検出センサ５と第２温度検出センサ６とからの検出
信号に基づいて前記温度調節機構４に制御信号を出力す
るコントローラ７とから構成されている。
【００１７】前記循環回路３は、シリンダ１の外周面と
該外周面の外周側に設けられた外筒８との間に形成され
た円筒状のジャケット９と、該ジャケット９の円周方向
の一端側及び他端側に接続された供給通路１０及び排出
通路１１と、該両通路１０、１１の途中に設けられたタ
ンク１２と、前記供給通路１０のタンク１２の近傍に設
けられて、タンク１２内の温水をジャケット９内に供給
するウォータポンプ１３とから構成されている。
該外周面の外周側に設けられた外筒８との間に形成され
た円筒状のジャケット９と、該ジャケット９の円周方向
の一端側及び他端側に接続された供給通路１０及び排出
通路１１と、該両通路１０、１１の途中に設けられたタ
ンク１２と、前記供給通路１０のタンク１２の近傍に設
けられて、タンク１２内の温水をジャケット９内に供給
するウォータポンプ１３とから構成されている。
【００１８】また、前記タンク１２には、外部で冷却さ
れた温水を該タンク１２内に導入する導入通路接２０
と、該タンク１２内の加熱温水を外部に排出するドレン
通路２１がそれぞれ接続されている。このドレン通路２
１には、該ドレン通路２１を開閉してジャケット９を通
過してゴム材料との熱交換により温水目標温度以上に加
熱された温水をタンク１２から外部に排出する開閉バル
ブ１４が設けられており、この開閉バルブ１４は、開作
動してタンク１２内の温水が外部に排出されると、その
排出量と同等量の冷却温水が前記導入通路２０を介して
タンク１２内に導入されるようになっている。また、前
記タンク１２には、該タンク１２内の温水を加熱するヒ
ーター１５が設けられている。
れた温水を該タンク１２内に導入する導入通路接２０
と、該タンク１２内の加熱温水を外部に排出するドレン
通路２１がそれぞれ接続されている。このドレン通路２
１には、該ドレン通路２１を開閉してジャケット９を通
過してゴム材料との熱交換により温水目標温度以上に加
熱された温水をタンク１２から外部に排出する開閉バル
ブ１４が設けられており、この開閉バルブ１４は、開作
動してタンク１２内の温水が外部に排出されると、その
排出量と同等量の冷却温水が前記導入通路２０を介して
タンク１２内に導入されるようになっている。また、前
記タンク１２には、該タンク１２内の温水を加熱するヒ
ーター１５が設けられている。
【００１９】そして、前記ウォータポンプ１３と開閉バ
ルブ１４及びヒーター１５は、制御回路１６によって作
動が制御されるようになっている。
ルブ１４及びヒーター１５は、制御回路１６によって作
動が制御されるようになっている。
【００２０】前記ジャケット９は、前記外筒８の円周方
向の所定位置に開口された一端開口８ａと、該一端開口
８ａと円周方向のほぼ１８０°の位置に開口された他端
開口８ｂに供給通路１０の下流端と排出通路１１の上流
端がそれぞれ接続されて内部に温水を循環させてシリン
ダ１の熱交換を行なうようになっている。
向の所定位置に開口された一端開口８ａと、該一端開口
８ａと円周方向のほぼ１８０°の位置に開口された他端
開口８ｂに供給通路１０の下流端と排出通路１１の上流
端がそれぞれ接続されて内部に温水を循環させてシリン
ダ１の熱交換を行なうようになっている。
【００２１】また、前記タンク１２は、その大きさが約
２０リットル容量を有し、導入通路２０から供給された
温水をこの中に一旦貯留して、ここでヒーター１５によ
って加熱してジャケット９内に供給すると共に、ジャケ
ット９から排出通路１１を介して排出された温水を一旦
貯留し、温水温度が温水の目標設定温度より高い場合
は、開閉バルブ１４を開いてドレン通路２１を介して外
部へ排出させて、シリンダ１を効率良く加熱あるいは冷
却する容量に設定されている。
２０リットル容量を有し、導入通路２０から供給された
温水をこの中に一旦貯留して、ここでヒーター１５によ
って加熱してジャケット９内に供給すると共に、ジャケ
ット９から排出通路１１を介して排出された温水を一旦
貯留し、温水温度が温水の目標設定温度より高い場合
は、開閉バルブ１４を開いてドレン通路２１を介して外
部へ排出させて、シリンダ１を効率良く加熱あるいは冷
却する容量に設定されている。
【００２２】前記制御回路１６は、マイクロコンピュー
タが内蔵され、ここに温水の基本的な目標設定温度が予
め記憶されていると共に、前記第２温度検出センサ６や
コントローラ７からの後述するシリンダ１の温度情報信
号に基づいて温水の目標設定温度を演算によって変更す
るＰＩＤ回路を有している。
タが内蔵され、ここに温水の基本的な目標設定温度が予
め記憶されていると共に、前記第２温度検出センサ６や
コントローラ７からの後述するシリンダ１の温度情報信
号に基づいて温水の目標設定温度を演算によって変更す
るＰＩＤ回路を有している。
【００２３】前記第１温度検出センサ５は、外筒８を径
方向から貫通した円筒状の保持部材１７内に保持され
て、ジャケット９内の温水温度の伝熱が遮断されている
と共に、先端の感温部５ａが前記シリンダ１の外周面に
当接されて、該シリンダ１の温度を直接検出するように
なっている。また、第１温度検出センサ５によって検出
された現在のシリンダ１の温度信号は前記コントローラ
７に入力されるようになっている。
方向から貫通した円筒状の保持部材１７内に保持され
て、ジャケット９内の温水温度の伝熱が遮断されている
と共に、先端の感温部５ａが前記シリンダ１の外周面に
当接されて、該シリンダ１の温度を直接検出するように
なっている。また、第１温度検出センサ５によって検出
された現在のシリンダ１の温度信号は前記コントローラ
７に入力されるようになっている。
【００２４】前記第２温度検出センサ６は、タンク１２
の外壁、つまり、前記排出通路１１のジャケット９の他
端開口８ｂ側の下流側近傍のタンク外壁に保持されて、
先端の感温部６ａがジャケット９から排出された温水の
温度を即座に検出できるようなタンク１２内部の特定位
置に配置されている。また、この第２温度検出センサ６
によって検出された現在のタンク１２内の温水の温度信
号は前記制御回路１６に入力されるようになっている。
の外壁、つまり、前記排出通路１１のジャケット９の他
端開口８ｂ側の下流側近傍のタンク外壁に保持されて、
先端の感温部６ａがジャケット９から排出された温水の
温度を即座に検出できるようなタンク１２内部の特定位
置に配置されている。また、この第２温度検出センサ６
によって検出された現在のタンク１２内の温水の温度信
号は前記制御回路１６に入力されるようになっている。
【００２５】前記コントローラ７は、内蔵されたマイク
ロコンピュータに予めシリンダ１の基本的な目標設定温
度が記憶されていると共に、第１温度検出センサ５から
の現在のシリンダ１の温度情報を入力して、この実温度
と前記目標設定温度を比較演算してその差値を求め、前
記温水の基本目標設定温度を変更する制御を行ない、こ
の温水目標設定温度情報を前記制御回路１６に出力する
ようになっている。
ロコンピュータに予めシリンダ１の基本的な目標設定温
度が記憶されていると共に、第１温度検出センサ５から
の現在のシリンダ１の温度情報を入力して、この実温度
と前記目標設定温度を比較演算してその差値を求め、前
記温水の基本目標設定温度を変更する制御を行ない、こ
の温水目標設定温度情報を前記制御回路１６に出力する
ようになっている。
【００２６】以下、前記コントローラ７と制御回路１６
による具体的な制御を図２及び図３のフローチャートに
基づいて詳述する。
による具体的な制御を図２及び図３のフローチャートに
基づいて詳述する。
【００２７】まず、コントローラ７は、図２に示すよう
に、ステップ１で第１温度検出センサ５からの現在のシ
リンダ１の温度（Ｇ１）を読み込み、ステップ２では、
このシリンダ実温度（Ｇ１）が、記憶されているシリン
ダ１の基本目標設定温度（Ｍ１）よりも±１０℃以内か
否かを判断する。ここで、±１０℃以上であると判断し
た場合はステップ１に戻るが、以内であると判断した場
合はステップ３に移行する。
に、ステップ１で第１温度検出センサ５からの現在のシ
リンダ１の温度（Ｇ１）を読み込み、ステップ２では、
このシリンダ実温度（Ｇ１）が、記憶されているシリン
ダ１の基本目標設定温度（Ｍ１）よりも±１０℃以内か
否かを判断する。ここで、±１０℃以上であると判断し
た場合はステップ１に戻るが、以内であると判断した場
合はステップ３に移行する。
【００２８】このステップ３では、実温度（Ｇ１）が目
標設定温度（Ｍ１）よりも大きいか否かを判断する。こ
こで、大きいと判断した場合は、ステップ４に進み、こ
こで、（Ｇ１−Ｍ１）×Ｋ（係数）の式から変更温度
（Ｃ）を求める。ここで、Ｋ（係数）は、実温度（Ｇ
１）と目標設定温度（Ｍ１）の差値を約１／５程度にす
るもので、現在の温水目標設定温度に１分間のサイクル
で加減算し、シリンダ１の実温度と目標設定温度のずれ
を補正する。
標設定温度（Ｍ１）よりも大きいか否かを判断する。こ
こで、大きいと判断した場合は、ステップ４に進み、こ
こで、（Ｇ１−Ｍ１）×Ｋ（係数）の式から変更温度
（Ｃ）を求める。ここで、Ｋ（係数）は、実温度（Ｇ
１）と目標設定温度（Ｍ１）の差値を約１／５程度にす
るもので、現在の温水目標設定温度に１分間のサイクル
で加減算し、シリンダ１の実温度と目標設定温度のずれ
を補正する。
【００２９】次に、ステップ５において、前記制御回路
１６から出力された温水目標設定温度（Ｍ２）を読み込
み、ステップ６では、Ｍ２−Ｃ＝Ｍ２’の式から温水目
標設定温度を変更する数値を算出し、この算出された変
更温水目標設定温度（Ｍ２’）の情報信号を制御回路１
６に出力する。次に、ステップ７においてタイマーによ
って所定の時間（フィードバック制御サイクル）待って
ステップ３に戻る。
１６から出力された温水目標設定温度（Ｍ２）を読み込
み、ステップ６では、Ｍ２−Ｃ＝Ｍ２’の式から温水目
標設定温度を変更する数値を算出し、この算出された変
更温水目標設定温度（Ｍ２’）の情報信号を制御回路１
６に出力する。次に、ステップ７においてタイマーによ
って所定の時間（フィードバック制御サイクル）待って
ステップ３に戻る。
【００３０】また、前記ステップ３で実温度（Ｇ１）が
目標設定温度（Ｍ１）よりも小さいと判断した場合は、
ステップ８に進み、ここでは（Ｍ１−Ｇ１）×Ｋの式か
ら変更温度を求める。次に、ステップ９では、前述のよ
うに温水目標設定温度（Ｍ２）を読み込み、ステップ１
０においてＭ２＋Ｃの式から温水目標設定温度を変更し
て、この変更温水目標設定温度（Ｍ２”）を制御回路１
６に出力する。次に、前述と同じくステップ７において
タイマーによって所定の時間待ってステップ３に戻る。
目標設定温度（Ｍ１）よりも小さいと判断した場合は、
ステップ８に進み、ここでは（Ｍ１−Ｇ１）×Ｋの式か
ら変更温度を求める。次に、ステップ９では、前述のよ
うに温水目標設定温度（Ｍ２）を読み込み、ステップ１
０においてＭ２＋Ｃの式から温水目標設定温度を変更し
て、この変更温水目標設定温度（Ｍ２”）を制御回路１
６に出力する。次に、前述と同じくステップ７において
タイマーによって所定の時間待ってステップ３に戻る。
【００３１】前記制御回路１６は、図３に示すように、
ステップ１１において第２温度検出センサ６から現在の
温水の温度（Ｇ２）を読み込み、ステップ１２において
実温度（Ｇ２）と温水目標設定温度（Ｍ２）をいわゆる
ＰＩＤ演算処理を行なう。なお、このＰＩＤ演算は、周
知のように、比例動作、積分動作、微分動作を組み合わ
せたもので、比例動作は入力に比例する大きさの出力を
出す制御動作であり、積分動作は、入力の時間積分値に
比例する大きさの出力を出す制御動作であり、また微分
動作は、入力の時間微分値に比例する大きさの出力を出
す制御動作である。
ステップ１１において第２温度検出センサ６から現在の
温水の温度（Ｇ２）を読み込み、ステップ１２において
実温度（Ｇ２）と温水目標設定温度（Ｍ２）をいわゆる
ＰＩＤ演算処理を行なう。なお、このＰＩＤ演算は、周
知のように、比例動作、積分動作、微分動作を組み合わ
せたもので、比例動作は入力に比例する大きさの出力を
出す制御動作であり、積分動作は、入力の時間積分値に
比例する大きさの出力を出す制御動作であり、また微分
動作は、入力の時間微分値に比例する大きさの出力を出
す制御動作である。
【００３２】そして、ステップ１３において、この演算
結果（Ａ）が＋％の方か−％の方かを判断し、＋％であ
ればステップ１４に移行し、ここでは制御回路１６の制
御サイクル（Ｓ２）×Ａ秒の間、ヒーター１５をオンさ
せて、タンク１２内の温水を加熱する。この時点では、
開閉バルブ１４がオフされていることから、タンク１２
内の温度の高くなった温水はポンプ１３によってジャケ
ット９内に供給され、さらにここからタンク１２内に戻
されて循環する。このため、シリンダ１は、その温度が
速やかに立上って内部の材料温度を上昇させる。
結果（Ａ）が＋％の方か−％の方かを判断し、＋％であ
ればステップ１４に移行し、ここでは制御回路１６の制
御サイクル（Ｓ２）×Ａ秒の間、ヒーター１５をオンさ
せて、タンク１２内の温水を加熱する。この時点では、
開閉バルブ１４がオフされていることから、タンク１２
内の温度の高くなった温水はポンプ１３によってジャケ
ット９内に供給され、さらにここからタンク１２内に戻
されて循環する。このため、シリンダ１は、その温度が
速やかに立上って内部の材料温度を上昇させる。
【００３３】その後、ステップ１５では、Ｓ２×（１−
Ａ）秒の所定時間ヒーター１５をオフする信号を出力
し、そのままステップ１１にリターンする。
Ａ）秒の所定時間ヒーター１５をオフする信号を出力
し、そのままステップ１１にリターンする。
【００３４】一方、前記ステップ１３において−％であ
ると判断した場合は、ステップ１６に進み、ここではＳ
２×Ａ秒の間、開閉バルブ１４のオン信号を出力して開
作動させる。このため、タンク１２内の温水がドレン通
路２１から排出されると共に、タンク１２内には、導入
通路２０を介して、冷却されて比較的温度の低い温水が
導入されて、この温度の低い温水がジャケット９内に供
給流動する。このため、シリンダ１は、その温度が速や
かに低下して内部の材料温度を下降させる。
ると判断した場合は、ステップ１６に進み、ここではＳ
２×Ａ秒の間、開閉バルブ１４のオン信号を出力して開
作動させる。このため、タンク１２内の温水がドレン通
路２１から排出されると共に、タンク１２内には、導入
通路２０を介して、冷却されて比較的温度の低い温水が
導入されて、この温度の低い温水がジャケット９内に供
給流動する。このため、シリンダ１は、その温度が速や
かに低下して内部の材料温度を下降させる。
【００３５】その後、ステップ１７では、Ｓ２×（１−
Ａ）秒の所定時間開閉バルブ１４にオフ信号を出力して
閉作動させて、そのままステップ１にリターンする。
Ａ）秒の所定時間開閉バルブ１４にオフ信号を出力して
閉作動させて、そのままステップ１にリターンする。
【００３６】このように、本実施形態では、コントロー
ラ７によって、変更された温水目標設定温度Ｍ２’、Ｍ
２”を制御回路１６に出力し、この変更温水目標設定温
度Ｍ２’，Ｍ２”と実温水温度Ｇ２とよってＰＩＤ演算
を行なって、ヒーター１５や開閉バルブ１４の作動を制
御して温水の温度を調節するようにしたため、温水の温
度が図４に示すように急激に変化することがなく、した
がって、大きなハンチング現象が抑制される。この結
果、シリンダ１の常時安定した温度制御が可能になり、
材質が良好かつ安定した押出成形品が得られる。
ラ７によって、変更された温水目標設定温度Ｍ２’、Ｍ
２”を制御回路１６に出力し、この変更温水目標設定温
度Ｍ２’，Ｍ２”と実温水温度Ｇ２とよってＰＩＤ演算
を行なって、ヒーター１５や開閉バルブ１４の作動を制
御して温水の温度を調節するようにしたため、温水の温
度が図４に示すように急激に変化することがなく、した
がって、大きなハンチング現象が抑制される。この結
果、シリンダ１の常時安定した温度制御が可能になり、
材質が良好かつ安定した押出成形品が得られる。
【００３７】しかも、シリンダ１の加熱と冷却を行なう
ための作業員による操作作業が少なくなることから、押
出成形作業の能率が向上する。
ための作業員による操作作業が少なくなることから、押
出成形作業の能率が向上する。
【００３８】また、第２温度検出センサ６をジャケット
９のほぼ直下流のタンク１２内に配置したことから、ジ
ャケット９内の温水温度を精度良く検出することができ
る。
９のほぼ直下流のタンク１２内に配置したことから、ジ
ャケット９内の温水温度を精度良く検出することができ
る。
【００３９】さらに、ヒーター１５も、供給通路１０に
直に設けるのではなく、タンク１２内に設けたため、安
定した温度の温水をジャケット９内に供給することがで
きる。
直に設けるのではなく、タンク１２内に設けたため、安
定した温度の温水をジャケット９内に供給することがで
きる。
【００４０】本発明は、前記実施形態の構成に限定され
るものではなく、例えば第１温度検出センサ５の先端感
温部５ａをシリンダ９内に埋没させてより精度の高い温
度検出を行なうことも可能である。
るものではなく、例えば第１温度検出センサ５の先端感
温部５ａをシリンダ９内に埋没させてより精度の高い温
度検出を行なうことも可能である。
【００４１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
及び２に記載の発明によれば、押出成形機のシリンダ温
度を外的要因に影響されずに精度良く制御することが可
能になる。特に、温度調節機構は、シリンダの実際の温
度と目標設定温度との差値から求められた、媒体の変更
された目標設定温度と実際の媒体温度とよってＰＩＤ演
算を行なって媒体の温度を調節するようになっているた
め、媒体の温度が急激に変化することがなく、したがっ
て、大きなハンチング現象が抑制される。この結果、シ
リンダの常時安定した温度制御が可能になり、材質が良
好かつ安定した押出成形品が得られる。
及び２に記載の発明によれば、押出成形機のシリンダ温
度を外的要因に影響されずに精度良く制御することが可
能になる。特に、温度調節機構は、シリンダの実際の温
度と目標設定温度との差値から求められた、媒体の変更
された目標設定温度と実際の媒体温度とよってＰＩＤ演
算を行なって媒体の温度を調節するようになっているた
め、媒体の温度が急激に変化することがなく、したがっ
て、大きなハンチング現象が抑制される。この結果、シ
リンダの常時安定した温度制御が可能になり、材質が良
好かつ安定した押出成形品が得られる。
【００４２】請求項３に記載の発明によれば、循環回路
の構造の簡素化が図れ、製造作業も簡単でコストの高騰
も抑制できる。
の構造の簡素化が図れ、製造作業も簡単でコストの高騰
も抑制できる。
【００４３】請求項４に記載の発明によれば、ヒーター
を供給通路に直に設けるのではなく、タンク内に設けた
ため、安定した温度の温水をジャケット内に供給するこ
とができる。
を供給通路に直に設けるのではなく、タンク内に設けた
ため、安定した温度の温水をジャケット内に供給するこ
とができる。
【００４４】請求項５に記載の発明によれば、材料温度
検出部の特異な配置により、材料温度を高精度に検出す
ることができる。
検出部の特異な配置により、材料温度を高精度に検出す
ることができる。
【図１】本発明の押出成形機の温度制御装置の一実施形
態を示す概略図。
態を示す概略図。
【図２】本実施形態に供されるコントローラの制御フロ
ーチャート図。
ーチャート図。
【図３】本実施形態に供される制御回路の制御フローチ
ャート図。
ャート図。
【図４】本実施形態によるシリンダの温度変化を示す特
性図。
性図。
【図５】従来の温度制御装置によるシリンダの温度変化
を示す特性図。
を示す特性図。
１…シリンダ ３…循環回路 ４…温度調節機構 ５…第１温度検出センサ（材料温度検出部） ６…第２温度検出センサ（温水温度検出部） ７…コントローラ ８…外筒 ９…ジャケット １０…供給通路 １１…排出通路 １２…タンク １３…ウォータポンプ １４…開閉バルブ １５ヒーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 明彦 千葉県千葉市稲毛区長沼町330番地 鬼怒 川ゴム工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4F207 AP05 AQ03 AR06 KA01 KM04 KM05 KM14 KM15
Claims (5)
- 【請求項１】 内部に装填されたゴムあるいは樹脂材料
を押し出すシリンダの外周に媒体を循環させる循環回路
と、該循環回路内の前記媒体を加熱あるいは冷却して所
定の温度に保温させる温度調節機構と、前記シリンダ内
の現在の材料温度を検出する材料温度検出部と、前記循
環回路内の現在の媒体温度を検出する媒体温度検出部
と、前記温度調節機構に制御信号を出力するコントロー
ラとを備えた押出成形機の温度制御装置であって、 前記コントローラは、前記材料温度検出部から検出され
た材料温度測定値と予め記憶された前記材料温度の目標
設定温度値との差値から、前記媒体の目標設定温度値を
補正演算して変更目標設定温度値を設定する一方、前記
温度調節機構は、前記コントローラから出力された媒体
の変更目標設定温度値と前記媒体温度検出部から検出さ
れた媒体温度測定値とによってＰＩＤ演算を行ない、こ
の演算結果によって前記循環回路内の媒体を加熱あるい
は冷却制御を行なうようにしたことを特徴とする押出成
形機の温度制御装置。 - 【請求項２】 内部に装填されたゴムあるいは樹脂材料
を押し出すシリンダの外周に媒体を循環させる循環回路
と、該循環回路内の前記媒体を加熱あるいは冷却して所
定の温度に保温させる温度調節機構と、前記シリンダ内
の現在の材料温度を検出する材料温度検出部と、前記循
環回路内の現在の媒体温度を検出する媒体温度検出部
と、前記温度調節機構に制御信号を出力するコントロー
ラとを備え、 前記コントローラは、前記材料温度検出部から検出され
た材料温度測定値と予め記憶された前記材料温度の目標
設定温度値との差値から、前記媒体の目標設定温度値を
補正演算して変更目標設定温度値を設定する一方、前記
温度調節機構は、前記コントローラから出力された媒体
の変更目標設定温度値と前記媒体温度検出部から検出さ
れた媒体温度測定値とによってＰＩＤ演算を行ない、こ
の演算結果によって前記循環回路内の媒体を加熱あるい
は冷却制御を行なうようにしたことを特徴とする押出成
形機の温度制御方法。 - 【請求項３】 前記循環回路は、前記シリンダの外周面
と該外周面の外周側に設けられた外筒との間に形成され
たジャケットと、該ジャケットの一端側と他端側にそれ
ぞれ接続された供給通路及び排出通路と、該供給通路と
排出通路との間に設けられたタンクと、該タンク内の媒
体を前記供給通路を介してジャケット内に圧送するポン
プとを備え、前記タンクの近傍に、該タンク内の媒体を
排出する開閉バルブを設けると共に、前記循環回路内に
前記媒体を加熱するヒーターを設け、かつ前記コントロ
ーラからの情報信号に基づいて前記ヒーターと開閉バル
ブの作動を制御する制御回路を設けたことを特徴とする
請求項１に記載の押出成形機の温度制御装置。 - 【請求項４】 前記ヒーターを、前記タンクに設けたこ
とを特徴とする請求項３に記載の押出成形機の温度制御
装置。 - 【請求項５】 前記材料温度検出部の先端感温部を、前
記シリンダの外周部に当接配置したことを特徴とする請
求項３または４のいずれかに記載の押出成形機の温度制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110731A JP3784659B2 (ja) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | 押出成形機の温度制御装置及び温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110731A JP3784659B2 (ja) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | 押出成形機の温度制御装置及び温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002307539A true JP2002307539A (ja) | 2002-10-23 |
| JP3784659B2 JP3784659B2 (ja) | 2006-06-14 |
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ID=18962438
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3784659B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101041221B1 (ko) * | 2011-02-28 | 2011-06-14 | 가진기업(주) | 지열히트펌프 |
| KR101041222B1 (ko) * | 2011-03-09 | 2011-06-14 | 가진기업(주) | 친환경 고효율 지열히트펌프 |
| CN102389908A (zh) * | 2011-11-06 | 2012-03-28 | 北京科技大学 | 铝镁合金预测模糊控制温度闭环等温挤压系统及方法 |
| KR101201789B1 (ko) * | 2004-12-10 | 2012-11-16 | 한국항공우주산업 주식회사 | 가열성형기의 제어방법 |
| KR20160000761U (ko) * | 2014-08-27 | 2016-03-08 | 주식회사 이앤알그린테크 | 열매유히터가 구비된 열가소성수지 재생용 압출기 |
| CN109084477A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-25 | 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 | 相变热水器 |
| CN109366787A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-02-22 | 上海交通大学 | 脂质体挤出器温度控制装置及其应用 |
| CN113732098A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-12-03 | 安徽华深铝业有限公司 | 一种工业铝型材调速等温挤压控制方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107262547A (zh) * | 2017-07-07 | 2017-10-20 | 广东工业大学 | 一种挤压机等温挤压的温度智能控制装置 |
-
2001
- 2001-04-10 JP JP2001110731A patent/JP3784659B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR101201789B1 (ko) * | 2004-12-10 | 2012-11-16 | 한국항공우주산업 주식회사 | 가열성형기의 제어방법 |
| KR101041221B1 (ko) * | 2011-02-28 | 2011-06-14 | 가진기업(주) | 지열히트펌프 |
| KR101041222B1 (ko) * | 2011-03-09 | 2011-06-14 | 가진기업(주) | 친환경 고효율 지열히트펌프 |
| CN102389908A (zh) * | 2011-11-06 | 2012-03-28 | 北京科技大学 | 铝镁合金预测模糊控制温度闭环等温挤压系统及方法 |
| KR20160000761U (ko) * | 2014-08-27 | 2016-03-08 | 주식회사 이앤알그린테크 | 열매유히터가 구비된 열가소성수지 재생용 압출기 |
| KR200480961Y1 (ko) * | 2014-08-27 | 2016-07-28 | 부광폴리텍(주) | 열매유히터가 구비된 열가소성수지 재생용 압출기 |
| CN109084477A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-25 | 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 | 相变热水器 |
| CN109084477B (zh) * | 2018-08-23 | 2024-02-23 | 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 | 相变热水器 |
| CN109366787A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-02-22 | 上海交通大学 | 脂质体挤出器温度控制装置及其应用 |
| CN113732098A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-12-03 | 安徽华深铝业有限公司 | 一种工业铝型材调速等温挤压控制方法 |
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