JP2007111916A

JP2007111916A - シート成形装置およびその制御方法

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Publication number: JP2007111916A
Application number: JP2005303426A
Authority: JP
Inventors: Koji Mizunuma; 巧治水沼; Masaru Taguchi; 勝田口
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2025-10-18
Also published as: JP4845472B2

Abstract

【課題】タッチロールによるシート成形過程で、溶融樹脂の押出量、粘度が変化しても、ロールを傷付けたり、シートがロールから離れて落ちるような不具合を生じることなくシート成形の連続運転を行えるようにすること。
【解決手段】ロール間隙一定制御下において、押付荷重の設定値と設定値との偏差に応じてシート引取速度（ロール回転速度）を制御する。
【選択図】図２

Description

この発明は、シート成形装置およびロール間隙制御方法に関し、特に、二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うタッチロールによるシート成形装置およびそのシート成形装置のロール間隙制御方法に関するものである。

押出成形法によるシート成形装置として、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている二つのロール間にシート（押出機、Ｔダイよりの溶融樹脂）を通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うものがある（例えば、特許文献１、２）。

従来のシート成形装置では、二つのロールの各々のロール支持ハウジング（軸受けハウジング）間に、くさび部材を入れ、一方のロール支持ハウジングを油圧シリンダ装置によって他方のロール支持ハウジングに押し付け、二つのロール支持ハウジング間に対するくさび部材の入れ量によってロール間隙を調整している。

このシート成形装置では、二つのロール支持ハウジング間にくさび部材が挟み込まれているため、二つのロール間で成形しているシートに実際にどれだけの力（荷重）が作用しているかを定量的に計測することができず、ロール間隙を一定にすることしかできない。

特開平９−１５５９４８号公報特開平１０−３４７４８号公報

ロール間隙を一定にしたシート成形において、原料の温度変動や供給装置のトラブル、押出機の温度変動などにより、押出機の溶融樹脂の押出量に変動が生じることがある。
押出量が多くなると、ロール間上部にできるメルトバンクが大きくなり、これに応じてロールの押付力が大きくなる。ゴムロールや肉厚の薄いロールを使用していると、押付力の増加によってロール表面に傷を付けることがある。

成形されるシートの厚さは、押出機の溶融樹脂の押出量に比例して変化する。このため。押出量が少なくなった場合には、シート厚さがロール間隙より小さくなり、シートがロールに密着しなくなることがある。このような状態になると、成形中のシートがロールによって十分に冷却されなくなり、硬化不足の軟らかいシートがロールから離れて落ちてしまう。

また、原料替えや押出機の温度変更による樹脂温度の変化、原料の混合比の変化などによりＴダイから出る溶融樹脂の粘度が変化することがある。溶融樹脂の粘度が低くなると、同じ押出量でもバンクメルトが小さくなる（この時、押付荷重は小さくなっているが、押出量はあまり変わらないので、シート厚さは変化しない）。このため、シートがロールに密着しなくなり、シートがロールから離れて落ちてしまう。逆に、溶融樹脂の粘度が高くなると、メルトバンクが大きくなり、押付力の増加によってゴムロールや肉厚の薄いロールを壊してしまうことがある。

この発明が解決しようとする課題は、タッチロールによるシート成形過程で、溶融樹脂の押出量、粘度が変化しても、ロールを傷付けたり、シートがロールから離れて落ちるような不具合を生じることなくシート成形の連続運転を行えるようにすることである。

この発明によるシート成形装置は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、前記二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行うロール間隙制御手段と、前記ロール間隙制御手段によるロール間隙一定制御下において、ロール押付荷重の設定値とロール押付荷重の計測値との偏差に応じてシート引取速度を制御するシート引取速度制御手段とを有する。

この発明によるシート成形装置は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、前記二つのロールの間隙を計測するロール間隙計測手段と、前記ロールに作用する押付荷重を計測する押付荷重計測手段と、前記ロール間隙計測手段によって計測される押付荷重の計測値と設定されたロール間隙の制御目標値との制御偏差が零になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行うロール間隙制御手段と、前記ロール間隙制御手段によるロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じてシート引取速度を制御するシート引取速度制御手段とを有する。

この発明によるシート成形装置は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間に、押出機より供給される溶融樹脂によるシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、前記二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行うロール間隙制御手段と、前記ロール間隙制御手段によるロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記押出機の溶融樹脂の押出量を制御する押出量制御手段とを有する。

この発明によるシート成形装置は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間に、押出機より供給される溶融樹脂によるシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、前記二つのロールの間隙を計測するロール間隙計測手段と、前記ロールに作用する押付荷重を計測する押付荷重計測手段と、前記ロール間隙計測手段によって計測される押付荷重の計測値と設定されたロール間隙の制御目標値との制御偏差が零になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行うロール間隙制御手段と、前記ロール間隙制御手段によるロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記押出機の溶融樹脂の押出量を制御する押出量制御手段とを有する。

この発明によるシート成形装置は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、前記二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記ロール間隙の制御目標値を変更するロール間隙制御手段とを有する。

この発明によるシート成形装置は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、前記二つのロールの間隙を計測するロール間隙計測手段と、前記ロールに作用する押付荷重を計測する押付荷重計測手段と、前記ロール間隙計測手段によって計測される押付荷重の計測値と設定されたロール間隙の制御目標値との制御偏差が零になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記ロール間隙の制御目標値を変更するロール間隙制御手段とを有する。

この発明によるシート成形装置は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間に、押出機より供給される溶融樹脂によるシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、前記二つのロールの間隙を計測するロール間隙計測手段と、前記ロールに作用する押付荷重を計測する押付荷重計測手段と、成形されたシートの厚さを計測するシート厚さ計測手段と、前記ロール間隙計測手段によって計測される押付荷重の計測値と設定されたロール間隙の制御目標値との制御偏差が零になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値が予め設定された上下限値を超えて変化し、前記シート厚さ計測手段により計測されるシート厚さが予め設定された上下限値内の変化であれば、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記ロール間隙の制御目標値を変更するロール間隙制御手段と、前記ロール間隙制御手段によるロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値が予め設定された上下限値を超えて変化し、且つ前記シート厚さ計測手段により計測されるシート厚さが予め設定された上下限値を超えて変化した場合、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差あるいは前記シート厚さ計測手段により計測されるシート厚さとシート厚さの設定値との偏差にに応じてシート引取速度を制御するシート引取速度制御手段とを有する。

この発明によるシート成形装置は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間に、押出機より供給される溶融樹脂によるシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、前記二つのロールの間隙を計測するロール間隙計測手段と、前記ロールに作用する押付荷重を計測する押付荷重計測手段と、
成形されたシートの厚さを計測するシート厚さ計測手段と、前記ロール間隙計測手段によって計測される押付荷重の計測値と設定されたロール間隙の制御目標値との制御偏差が零になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値が予め設定された上下限値を超えて変化し、前記シート厚さ計測手段により計測されるシート厚さが予め設定された上下限値内の変化であれば、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記ロール間隙の制御目標値を変更するロール間隙制御手段と、前記ロール間隙制御手段によるロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値が予め設定された上下限値を超えて変化し、且つ前記シート厚さ計測手段により計測されるシート厚さが予め設定された上下限値を超えて変化した場合、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差あるいは前記シート厚さ計測手段により計測されるシート厚さとシート厚さの設定値との偏差に応じて前記押出機の溶融樹脂の押出量を制御する押出量制御手段とを有する。

この発明によるシート成形装置の制御方法は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置の制御方法において、前記二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるようにロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、ロール押付荷重の設定値とロール押付荷重の計測値との偏差に応じてシート引取速度を制御する。

この発明によるシート成形装置の制御方法は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置の制御方法において、前記二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるようにロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、ロール押付荷重の設定値とロール押付荷重の計測値との偏差に応じて前記押出機の溶融樹脂の押出量を制御する。

この発明によるシート成形装置の制御方法は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置の制御方法において、前記二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるようにロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記ロール間隙の制御目標値を変更する。

この発明によるシート成形装置によれば、二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるようにロール間隙を調整するロール間隙一定制御下において、ロール押付荷重の設定値とロール押付荷重の計測値との偏差に応じて、シート引取速度、押出機の溶融樹脂の押出量、あるいはロール隙間が自動的に調整されるから、タッチロールによるシート成形過程において、溶融樹脂の押出量、樹脂粘度の変動しても、ロールを傷付けたり、シートがロールから離れて落ちるような不具合を生じることがなくなり、シート成形の連続運転を行えるようになる。

この発明によるシート成形装置の一つの実施形態を、図１を参照して説明する。

シート成形装置は、固定基台１０上に、第１ロール１１と、第２ロール１２と、第３ロール１３を有する。第１ロール１１と第２ロール１２と第３ロール１３は互いに並列（平行）に配置されている。

第１ロール１１は、左右の軸端部１５Ｒ、１５Ｌを左右の軸受ハウジング１６Ｒ、１６Ｌより回転可能に支持され、自身の中心軸線周りに回転可能になっている。軸受ハウジング１６Ｒ、１６Ｌは、固定基台１０上に設けられた左右のリニアガイド１７Ｒ、１７Ｌに変位可能に係合している。これにより、第１ロール１１は第２ロール１２に対してロール間隙を増減する方向Ａに変位可能になっている。つまり、第１ロール１１の配置位置が第２ロール１２とのロール間隙を増減する方向Ａに変位（変更）可能になっている。

第２ロール１２は、左右の軸端部２３Ｒ、２３Ｌを、固定基台１０に固定装着された左右の軸受ハウジング２４Ｒ、２４Ｌより回転可能に支持され、自身の中心軸線周りに回転可能になっている。

第３ロール１３は、左右の軸端部２６Ｒ、２６Ｌを、固定基台１０に固定装着された左右の軸受ハウジング２７Ｒ、２７Ｌより回転可能に支持され、自身の中心軸線周りに回転可能になっている。なお、第３ロール１３は、第１ロール１１と同様に、第２ロール１２とのロール間隙を増減する方向Ａに変位（変更）可能で、後述する第１ロール１１のロール間隙調整手段と同等のロール間隙調整手段によって配置位置を調整できるようになっていてもよい。

固定基台１０上には取付部材３１によって左右の油圧シリンダ装置３３Ｒ、３３Ｌが取り付けられている。油圧シリンダ装置３３Ｒ、３３Ｌのピストンロッド３４Ｒ、３４Ｌは、各々先端にてロードセル４３Ｒ、４３Ｌを介して軸受ハウジング１６Ｒ、１６Ｌに固定連結されている。

ロードセル４３Ｒ、４３Ｌは、押付荷重計測手段であり、ピストンロッド３４Ｒ、３４Ｌの先端の軸受ハウジング１６Ｒ、１６Ｌとの連結部にあって第１ロール１１に作用する押付荷重計測する。

油圧シリンダ装置３３Ｒ、３３Ｌは、各々ピストン７１の両側にシリンダ室７２、７３を有する複動型のものである。これにより、油圧シリンダ装置３３Ｒ、３３Ｌが第１ロール１１の配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段をなし、油圧シリンダ装置３３Ｒ、３３Ｌの油圧動作によって左右の軸受ハウジング１６Ｒ、１６Ｌが個別にロール間隙増減方向Ａに変位する。

油圧シリンダ装置３３Ｒ、３３Ｌのシリンダ室７２、７３に対する油圧の給排は、サーボモータ７５Ｒ、７５Ｌによって駆動される双方向ポンプ７４Ｒ、７４Ｌによって行われる。

油圧シリンダ装置３３Ｒ、３３Ｌは、変位計（位置センサ）４１Ｒ、４１Ｌを内蔵している。変位計４１Ｒ、４１Ｌは、油圧シリンダ装置３３Ｒ、３３Ｌのピストン位置を計測するのであり、第１ロール１１の位置計測、ついては、第１ロール１１と固定配置の第２ロール１２とのロール間隙を計測するロール間隙計測手段として機能する。

固定基台１０には、左右の軸受ハウジング１６Ｒ、１６Ｌの位置を検出する変位計（リニアスケール）４２Ｒ、４２Ｌが取り付けられている。変位計４２Ｒ、４２も、軸受ハウジング１６Ｒ、１６Ｌの位置計測によって第１ロール１１と固定配置の第２ロール１２とのロール間隙を計測するロール間隙計測手段として機能する。

ロール間隙計測手段は、油圧シリンダ内蔵の変位計４１Ｒ、４１Ｌか、軸受部の変位計４２Ｒ、４２Ｌの何れか一方が設けられればよい。油圧シリンダ内蔵の変位計４１Ｒ、４１Ｌが用いられる場合には、既存の変位計内蔵型の油圧シリンダ装置を用い、部品点数の削減を図ることができる。これに対し、軸受部の変位計４２Ｒ、４２Ｌが用いられる場合には、ピストンロッド３４Ｒ、３４Ｌやピストンロッド３４Ｒ、３４Ｌの軸受ハウジング１６Ｒ、１６Ｌとの締結部の変形の影響を受けることなく、ロール間隙の計測を高精度に行うことができる。これらのことは、要求スペックに応じて選定されればよい。

また、油圧シリンダ内蔵の変位計４１Ｒ、４１Ｌと、軸受部の変位計４２Ｒ、４２Ｌの双方を使用してもよい。この場合には、応答性がよく安定して制御を期待できる油圧シリンダ内蔵の変位計４１Ｒ、４１Ｌによって制御を行い、ロールに近く間隙の絶対値に近い値を計測できる軸受部の変位計４２Ｒ、４２Ｌによって間隙の計測を行い、この計測値によって変位計４１Ｒ、４１Ｌの絶対値を補正する。

なお、押付荷重計測手段は、ロードセル４３Ｒ、４３Ｌに代えて、油圧シリンダ装置３３Ｒ、３３Ｌの供給油圧を計測する圧力センサ４５Ｒ、４５Ｌでもよい。

第１ロール１１、第２ロール１２、第３ロール１３には、各々個別にロール回転駆動用の電動モータ８１、８２、８３が連結され、第１ロール１１と第３ロール１３は半時計廻り方向に、第２ロール１２は時計廻り方向に各々回転駆動される。

シート引取速度は、第１ロール１１、第２ロール１２、第３ロール１３の周速度により決まる。従って、電動モータ８１、８２、８３の速度制御によってシート引取速度を制御することができる。この実施形態では、第２ロール１２（電動モータ８２）の回転速度を基準速度として、第１ロール１１（電動モータ８１）の回転速度と、第３ロール１３（電動モータ８３）の回転速度を制御してドロー設定、すなわちシート引取速度設定を行う。

第１ロール１１と第２ロール１２とのロール間隙部上方にはロール軸線方向に長いＴダイ１００が設けられている。Ｔダイ１００にはスクリュ駆動モータ１１２によって回転駆動されるスクリュ１１１を含む押出機１１０より溶融樹脂を供給される。押出機１１０は、Ｔダイ１００に対する溶融樹脂の供給源であり、押出機１１０による溶融樹脂の押出量は、スクリュ１１１の回転速度、つまりスクリュ駆動モータ１１２の速度制御によって定量的に制御される。

なお、溶融樹脂の押出量は、図示されていないギヤポンプの回転数や原料供給装置の原料供給量等によっても調整することができる。

Ｔダイ１００は、リップ部より溶融樹脂を第１ロール１１と第２ロール１２とのロール間隙部に向けて溶融樹脂を吐出する。これにより、第１ロール１１と第２ロール１２とのロール間隙上部に溶融樹脂によるメルトバンクＭＢができる。

そして、第１ロール１１、第３ロール１３が半時計廻り方向に、第２ロール１２が時計廻り方向に各々回転駆動されていることにより、第１ロール１１と第２ロール１２とのロール間隙部および第２ロール１２と第３ロール１３とのロール間隙部の各々において当該両ロールにシートＳの表裏面が接触する状態で、タッチロール式にシート成形が行われる。

成形されたシートＳは、走行ラインの途中で、無接触式のシート厚さセンサ４６によってシート厚さを計測される。

マイクロコンピュータによる電子制御式の制御装置５０が設けられている。制御装置５０は、変位計４１Ｒ、４１Ｌあるいは４２Ｒ、４２Ｌと、ロードセル４３Ｒ、４３Ｌあるいは圧力センサ４５Ｒ、４５Ｌ、シート厚さセンサ４６の各々よりセンサ信号（計測情報）を入力し、第１ロール１１と第２ロール１２とのロール間隙制御のために、サーボモータ７５Ｒ、７５Ｌを制御するロール間隙制御部５１と、シート引取速度制御のために、電動モータ８１、８２、８３を制御するシート引取速度制御部５２と、溶融樹脂の押出量制御のために、スクリュ駆動モータ１１２を制御する押出量制御部５３とを有する。

ロール間隙制御部５１は、実行可能な制御モードとして、変位計４１Ｒ、４１Ｌあるいは４２Ｒ、４２Ｌによって計測される第１ロール１１と第２ロール１２とのロール間隙が所定の制御目標値になるように、サーボモータ７５Ｒ、７５Ｌによってロール間隙を調整するロール間隙一定制御モードと、ロードセル４３Ｒ、４３Ｌあるいは圧力センサ４５Ｒ、４５Ｌによって計測される第１ロール１１の押付荷重が、各々所定の制御目標値になるように、サーボモータ７５Ｒ、７５Ｌによってロール間隙を調整する押付荷重一定制御モードの二つの制御モードを具備しており、何れか一方の制御モードを選択的に実行する。

ロール間隙一定制御は、設定されたロール間隙の制御目標値と、変位計４１Ｒ、４１Ｌあるいは４２Ｒ、４２Ｌによって計測される第１ロール１１と第２ロール１２とのロール間隙の計測値との制御偏差が零になるように、サーボモータ７５Ｒ、７５Ｌを制御する。

ロール間隙制御部５１は、上述のロール間隙一定制御下において、ロードセル４３Ｒ、４３Ｌあるいは圧力センサ４５Ｒ、４５Ｌによって計測される第１ロール１１の押付荷重の計測値と予め設定された押付荷重の設定値との偏差に応じて、ロール間隙一定制御のロール間隙の制御目標値を変更する。

このロール間隙の制御目標値の変更は、押付荷重が設定値より大きくなった場合には、ロール間隙の制御目標値を大きく（広く）し、押付荷重が設定値より小さくなった場合には、ロール間隙の制御目標値を小さく（狭く）する。

なお、このロール間隙の制御目標値の変更制御は、ハンチング現象防止等のために、上述の偏差に対して不感帯を設定し、偏差が小さい場合には、ロール間隙の制御目標値を変更せず、偏差が大きくなった場合には、ロール間隙の制御目標値を変更する。

押付荷重一定制御は、設定された押付荷重の制御目標値と、ロードセル４３Ｒ、４３Ｌあるいは圧力センサ４５Ｒ、４５Ｌによって計測される第１ロール１１の押付荷重の計測値との制御偏差が零になるように、サーボモータ７５Ｒ、７５Ｌを制御する。

この実施形態では、ロール間隙制御部５１は、シート成形開始時あるいはシート成形の条件変更時、より詳細には、シート成形開始直後あるいはシート成形条件変更開始直後は、押付荷重一定制御モードによってロール間隙を制御し、その後、一例として、押出機１１０の押出量が目標押出量になり、変位計４１Ｒ、４１Ｌあるいは４２Ｒ、４２Ｌによって計測されるロール間隙の変化が所定値以内に収斂した時点で、制御モードを押付荷重一定制御モードよりロール間隙一定制御モードに切り替える。

シート引取速度制御部５２は、ロール間隙制御部５１によるロール間隙一定制御下において、ロードセル４３Ｒ、４３Ｌあるいは圧力センサ４５Ｒ、４５Ｌによって計測される第１ロール１１の押付荷重の計測値と予め設定されている押付荷重の設定値との偏差、あるいはシート厚さセンサ４６によって計測されるシートの厚さ計測値Ｔとシート厚さの設定値との偏差に応じて電動モータ８１、８２、８３の速度制御を行い、シート引取速度を制御する。

このシート引取速度制御は、押付荷重が設定値より大きくなった場合には、シート引取速度を速くし、押付荷重が設定値より小さくなった場合には、シート引取速度を遅くする。

なお、このシート引取速度制御でも、ハンチング現象防止等のために、上述の偏差に対して不感帯を設定し、偏差が小さい場合には、シート引取速度を変更せず、偏差が大きくなった場合には、シート引取速度を変更する。

押出量制御部５３は、スクリュ駆動モータ１１２の速度制御を行い、押出機１１０による溶融樹脂の押出量を制御する。

次に、シート成形の制御処理フローの一つの実施形態を、図２を参照して説明する。
なお、この制御処理フローにおいて、押付荷重の上限値Ｐｍａｘ、下限値Ｐｍｉｎは、押付荷重の設定値Ｐｓｅｔに対する不感帯の大きさに応じて設定され、シート厚さの上限値Ｔｍａｘ、下限値Ｔｍｉｎは、シート厚さの設定値Ｔｓｅｔに対する不感帯の大きさに応じて設定される。

ロール隙間一定制御、つまり、設定されたロール間隙の制御目標値と、変位計４１Ｒ、４１Ｌあるいは４２Ｒ、４２Ｌによって計測される第１ロール１１と第２ロール１２とのロール間隙の計測値との制御偏差が零になるように、サーボモータ７５Ｒ、７５Ｌを制御してシート成形を行っている状態において（ステップＳ１１）、ロードセル４３Ｒ、４３Ｌあるいは圧力センサ４５Ｒ、４５Ｌによる第１ロール１１の押付荷重の計測値Ｐを取り込む（ステップＳ１２）。

つぎに、押付荷重の計測値Ｐが予め設定されている押付荷重の上限値Ｐｍａｘより大きいか否かを判別する（ステップＳ１３）。押付荷重の計測値Ｐが上限値Ｐｍａｘより大きくない場合には、つぎに、押付荷重の計測値Ｐが予め設定されている押付荷重の下限値Ｐｍｉｎより小さいか否かを判別する（ステップＳ１４）。押付荷重の計測値Ｐが予め設定されている押付荷重の下限値Ｐｍｉｎより小さくない場合には、引き続き、今まで通りのロール隙間一定制御を行う。

押付荷重の計測値Ｐが上限値Ｐｍａｘより大きく場合、つまりＰ＞Ｐｍａｘであれば、シート厚さセンサ４６によるシートＳの厚さの計測値Ｔを取り込む（ステップＳ１５）。

つぎに、シートＳの厚さの計測値Ｔが予め設定されているシート厚さの上限値Ｔｍａｘより大きいか否かを判別する（ステップＳ１６）。

シートＳの厚さ計測値Ｔが上限値Ｔｍａｘより大きくない場合には、ロール間隙が増大するように、ロール隙間一定制御の制御目標値を変更する（ステップＳ１７）。この制御目標値の変更度合いは、押付荷重の計測値Ｐと設定値Ｐｓｅｔとの偏差に応じて設定されればよい。

これに対し、シートＳの厚さ計測値Ｔが上限値Ｔｍａｘより大きく場合、つまり、Ｔ＞Ｔｍａｘであれば、シート引取速度を増速する（ステップＳ１８）。このシート引取速度を増速度合いは、押付荷重の計測値Ｐと設定値Ｐｓｅｔとの偏差に応じて設定されればよい。

押付荷重の計測値Ｐが下限値Ｐｍｉｎより小さい場合、つまりＰ＜Ｐｍｉｎであれば、シート厚さセンサ４６によるシートＳの厚さの計測値Ｔを取り込む（ステップＳ１９）。

つぎに、シートＳの厚さの計測値Ｔが予め設定されているシート厚さの下限値Ｔｍｉｎより小さいか否かを判別する（ステップＳ２０）。

シートＳの厚さ計測値Ｔが下限値Ｔｍｉｎより小さくない場合には、ロール間隙が減少するように、ロール隙間一定制御の制御目標値を変更する（ステップＳ２１）。この制御目標値の変更度合いも、押付荷重の計測値Ｐと設定値Ｐｓｅｔとの偏差に応じて設定されればよい。

これに対し、シートＳの厚さ計測値Ｔが下限値Ｔｍｉｎより小さい場合、つまり、Ｔ＜Ｔｍｉｎであれば、シート引取速度を減速する（ステップＳ２２）。このシート引取速度を減速度合いも、押付荷重の計測値Ｐと設定値Ｐｓｅｔとの偏差に応じて設定されればよい。

以上の制御を要約すると、以下の通りである。

ロール隙間一定制御によってシート成形しているときに、押付荷重とシート厚さを測定する。押付荷重が大きくなった場合に、シート厚さが厚くなっていれば、押出量が増えたと判断できるので、シート引取速度を速くする。これに対し、シート厚さがあまり変わっていない場合には、樹脂の粘度が変動したと判断できるので、ロール隙間を広くする。ここで、単に、ロール隙間を広くするだけでなく、一度、押付荷重一定制御モードに切り替え、ロール隙間が安定したら、ロール隙間一定制御に戻ることも可能である。

荷重押付荷重が小さくなったときも同様に、シート厚さが薄くなっていれば、押出量が減少したと判断できるので、シート引取速度を遅くする。これに対しシート厚さがあまり変わっていない場合には、樹脂の粘度が変化したと判断できるので、ロール隙間を狭くする。ここでも、単に、ロール隙間を狭くするだけでなく、一度、押付荷重一定制御モードに切り替え、ロール隙間が安定したら、ロール隙間一定制御に戻ることも可能である。

この制御により、ロール間隙一定制御によるシート成形過程において、溶融樹脂の押出量、樹脂粘度の変動しても、ロールを傷付けたり、シートがロールから離れて落ちるような不具合を生じることがなくなり、シート成形の連続運転を行えるようになる。また、この制御を応用して押出量を変化させるときに、シート引取速度を自動調整することも可能である。
。

押付荷重が変化した時は、何かしらの条件が変化しているので、その時の製品は不良として判断できるように、シートにマークを付ける。ロール押付け部からマーキング装置までの距離と成形速度から、シートの移動時間を計算し、その時間だけタイマで遅らせてシートにマークを付ける。また、シートにマークを付けるだけでなく、下流側で、シートを長さ方向に切断している場合には、押付荷重が変化した部分のシートを良品とは別に分類して積載することもある。

なお、上述の実施形態では、第１ロール１１の押付荷重の計測値と予め設定されている押付荷重の設定値との偏差に応じてシート引取速度を制御したが、このシート引取速度制御に代えて、押出量制御部５３により、ロードセル４３Ｒ、４３Ｌあるいは圧力センサ４５Ｒ、４５Ｌによって計測される第１ロール１１の押付荷重の計測値と予め設定されている押付荷重の設定値との偏差、あるいはシート厚さセンサ４６によって計測されるシートの厚さ計測値Ｔとシート厚さの設定値との偏差に応じてに応じてスクリュ駆動モータ１１２の速度制御を行い、押出機１００による溶融樹脂の押出量を制御してもよい。この押出量制御でも、シート引取速度制御と同等の効果を得ることができる。

なお、上述の実施形態では、油圧シリンダ装置３３Ｒ、３３Ｌのシリンダ室７２、７３に対する油圧の給排を、サーボモータ７３Ｒ、７３Ｌによって駆動される双方向ポンプ７４Ｒ、７４Ｌによって行ったが、油圧シリンダ装置３３Ｒ、３３Ｌのシリンダ室７２、７３に対する油圧の給排は、電気サーボ弁によって行うこともできる。また、ロール間隙調整手段として、サーボモータ駆動の送りねじ方式のものを採用することもできる。

この発明によるシート成形装置の一つの実施形態を示す全体構成図である。本実施形態のシート成形装置によるシート成形の処理フローを示すフローチャートである。

符号の説明

１０固定基台
１１第１ロール
１２第２ロール
１３第３ロール
１６Ｒ、１６Ｌ軸受ハウジング
１７Ｒ、１７Ｌリニアガイド
１８Ｒ、１８Ｌ送りねじ部材
１９Ｒ、１９Ｌ送りナット支持台
２０Ｒ、２０Ｌ送りナット部材
２１Ｒ、２１Ｌサーボモータ
２２Ｒ、２２Ｌ歯車列
２３Ｒ、２３Ｌ軸端部
２４Ｒ、２４Ｌ軸受ハウジング
２６Ｒ、２６Ｌ軸端部
２７Ｒ、２７Ｌ軸受ハウジング
３３Ｒ、３３Ｌ油圧シリンダ装置
４１Ｒ、４１Ｌ、４２Ｒ、４２Ｌ変位計
４３Ｒ、４３Ｌロードセル
４５Ｒ、４５Ｌ圧力センサ
４６シート厚さセンサ
５０制御装置
５１ロール間隙制御部
５２シート引取速度制御部
５３押出量制御部
７４Ｒ、７４Ｌ双方向ポンプ
７５Ｒ、７５Ｌサーボモータ
１００Ｔダイ
１１０押出機

Claims

間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、
前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、
前記二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行うロール間隙制御手段と、
前記ロール間隙制御手段によるロール間隙一定制御下において、ロール押付荷重の設定値とロール押付荷重の計測値との偏差に応じてシート引取速度を制御するシート引取速度制御手段と、
を有するシート成形装置。
間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、
前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、
前記二つのロールの間隙を計測するロール間隙計測手段と、
前記ロールに作用する押付荷重を計測する押付荷重計測手段と、
前記ロール間隙計測手段によって計測される押付荷重の計測値と設定されたロール間隙の制御目標値との制御偏差が零になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行うロール間隙制御手段と、
前記ロール間隙制御手段によるロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じてシート引取速度を制御するシート引取速度制御手段と、
を有するシート成形装置。
間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間に、押出機より供給される溶融樹脂によるシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、
前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、
前記二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行うロール間隙制御手段と、
前記ロール間隙制御手段によるロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記押出機の溶融樹脂の押出量を制御する押出量制御手段と、
を有するシート成形装置。
間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間に、押出機より供給される溶融樹脂によるシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、
前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、
前記二つのロールの間隙を計測するロール間隙計測手段と、
前記ロールに作用する押付荷重を計測する押付荷重計測手段と、
前記ロール間隙計測手段によって計測される押付荷重の計測値と設定されたロール間隙の制御目標値との制御偏差が零になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行うロール間隙制御手段と、
前記ロール間隙制御手段によるロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記押出機の溶融樹脂の押出量を制御する押出量制御手段と、
を有するシート成形装置。
間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、
前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、
前記二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記ロール間隙の制御目標値を変更するロール間隙制御手段と、
を有するシート成形装置。
間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、
前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、
前記二つのロールの間隙を計測するロール間隙計測手段と、
前記ロールに作用する押付荷重を計測する押付荷重計測手段と、
前記ロール間隙計測手段によって計測される押付荷重の計測値と設定されたロール間隙の制御目標値との制御偏差が零になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記ロール間隙の制御目標値を変更するロール間隙制御手段と、
を有するシート成形装置。
間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間に、押出機より供給される溶融樹脂によるシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、
前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、
前記二つのロールの間隙を計測するロール間隙計測手段と、
前記ロールに作用する押付荷重を計測する押付荷重計測手段と、
成形されたシートの厚さを計測するシート厚さ計測手段と、
前記ロール間隙計測手段によって計測される押付荷重の計測値と設定されたロール間隙の制御目標値との制御偏差が零になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値が予め設定された上下限値を超えて変化し、前記シート厚さ計測手段により計測されるシート厚さが予め設定された上下限値内の変化であれば、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記ロール間隙の制御目標値を変更するロール間隙制御手段と、
前記ロール間隙制御手段によるロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値が予め設定された上下限値を超えて変化し、且つ前記シート厚さ計測手段により計測されるシート厚さが予め設定された上下限値を超えて変化した場合、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差あるいは前記シート厚さ計測手段により計測されるシート厚さとシート厚さの設定値との偏差に応じてシート引取速度を制御するシート引取速度制御手段と、
を有するシート成形装置。
間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間に、押出機より供給される溶融樹脂によるシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、
前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールの配置位置を変位させてロール間隙を増減するロール間隙調整手段と、
前記二つのロールの間隙を計測するロール間隙計測手段と、
前記ロールに作用する押付荷重を計測する押付荷重計測手段と、
成形されたシートの厚さを計測するシート厚さ計測手段と、
前記ロール間隙計測手段によって計測される押付荷重の計測値と設定されたロール間隙の制御目標値との制御偏差が零になるように前記ロール間隙調整手段によってロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値が予め設定された上下限値を超えて変化し、前記シート厚さ計測手段により計測されるシート厚さが予め設定された上下限値内の変化であれば、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記ロール間隙の制御目標値を変更するロール間隙制御手段と、
前記ロール間隙制御手段によるロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値が予め設定された上下限値を超えて変化し、且つ前記シート厚さ計測手段により計測されるシート厚さが予め設定された上下限値を超えて変化した場合、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差あるいは前記シート厚さ計測手段により計測されるシート厚さとシート厚さの設定値との偏差にに応じて前記押出機の溶融樹脂の押出量を制御する押出量制御手段と、
を有するシート成形装置。
間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置の制御方法において、
前記二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるようにロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、ロール押付荷重の設定値とロール押付荷重の計測値との偏差に応じてシート引取速度を制御するシート成形装置の制御方法。
間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置の制御方法において、
前記二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるようにロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、ロール押付荷重の設定値とロール押付荷重の計測値との偏差に応じて前記押出機の溶融樹脂の押出量を制御するシート成形装置の制御方法。
間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置の制御方法において、
前記二つのロールの間隙が所定の制御目標値になるようにロール間隙を調整するロール間隙一定制御を行い、当該ロール間隙一定制御下において、前記押付荷重計測手段によって計測される押付荷重の計測値と押付荷重の設定値との偏差に応じて前記ロール間隙の制御目標値を変更するシート成形装置の制御方法。