JP2020078877A - Manufacturing apparatus and manufacturing method for intermediate product of fiber-reinforced resin molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置および製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing an intermediate product of a fiber-reinforced resin molded product.
繊維強化樹脂成形体は、例えば、混練装置で繊維と樹脂との混練物を製造し、裁断装置でこの混練物を裁断し、裁断された混練物を成形装置で成形することにより製造される。 The fiber-reinforced resin molded product is manufactured, for example, by manufacturing a kneaded product of fibers and a resin with a kneading device, cutting the kneaded product with a cutting device, and molding the cut kneaded product with a molding device.
たとえば特開2018−69476号公報(特許文献1)には、LFT−D(Long Fiber Thermoplastics -Direct)法により繊維強化樹脂成形体を製造する装置が開示されている。この製造装置は、混練装置の吐出口から押し出された混練物を裁断して、中間製品としての裁断混練物を生成する裁断部と、この裁断部で裁断された位置で裁断混練物を把持する把持部と、この把持部を前方に向けて移動させ、裁断混練物を裁断前の混練物と分離する移送部とを備えている。 For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2018-69476 (Patent Document 1) discloses an apparatus for producing a fiber-reinforced resin molding by the LFT-D (Long Fiber Thermoplastics -Direct) method. This manufacturing apparatus cuts the kneaded product extruded from the discharge port of the kneading device to form a cut kneaded product as an intermediate product, and holds the cut kneaded product at the position cut by the cutting part. A gripping part and a transfer part for moving the gripping part forward and separating the cut and kneaded material from the kneaded material before cutting are provided.
特許文献1の技術によれば、裁断部において、混練装置から押し出された混練物を裁断できるので、成形する形状に応じて適切に混練物を裁断することにより、成形可能な形状の制約を低減できる。しかしながら、特許文献1では、混練装置から押し出された混練物を裁断刃の位置まで搬送するコンベアは、搬送速度が一定となるように制御されるが、このような制御のみでは、コンベア上を流れる混練物が蛇行するなど、混練物が変形してしまうおそれがある。混練物が変形した状態で混練物を裁断すると、中間製品(裁断混練物)の重量にバラツキが生じるおそれがある。
According to the technique of
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、中間製品の重量のバラツキを抑制することのできる繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置および製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is a manufacturing apparatus and a manufacturing apparatus for an intermediate product of a fiber-reinforced resin molded product capable of suppressing variation in weight of the intermediate product. It is to provide a method.
この発明のある局面に従う繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置は、繊維と熱可塑性樹脂との混練物を製造する混練装置から吐出された混練物を下方から受けて、混練物を搬送する搬送手段と、搬送手段により搬送された混練物を裁断して、繊維強化樹脂成形体の中間製品としての裁断混練物を生成する裁断装置と、混練装置から搬送手段に混練物を送り出す送り速度と、搬送手段による搬送速度とを比較する比較手段と、比較手段による比較結果に応じて、搬送手段による搬送速度を調整する制御部とを備える。 An apparatus for producing an intermediate product of a fiber-reinforced resin molded product according to an aspect of the present invention receives a kneaded product discharged from a kneading device for producing a kneaded product of fibers and a thermoplastic resin from below and conveys the kneaded product. A conveying unit, a cutting device that cuts the kneaded product conveyed by the conveying unit to generate a cut kneaded product as an intermediate product of the fiber-reinforced resin molded product, and a feed speed for sending the kneaded product from the kneading device to the conveying unit. Comparing means for comparing the carrying speed of the carrying means, and a control section for adjusting the carrying speed of the carrying means according to the comparison result by the comparing means.
好ましくは、比較手段は、搬送手段に掛かる荷重を検知する荷重検知手段を含む。 Preferably, the comparing means includes a load detecting means for detecting a load applied to the conveying means.
また、搬送手段は、第1コンベアと、第1コンベアよりも裁断装置側に配置される第2コンベアとを含み、荷重検知手段は、第1コンベアに取り付けられていることが望ましい。この場合、制御部は、荷重検知手段による検知結果に基づいて、第1コンベアおよび第2コンベアの搬送速度を調整する。 Further, it is preferable that the carrying means includes a first conveyor and a second conveyor arranged closer to the cutting device than the first conveyor, and the load detecting means is attached to the first conveyor. In this case, the control unit adjusts the transport speed of the first conveyor and the second conveyor based on the detection result of the load detection means.
繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置は、第2コンベアで搬送される混練物の重量を検知する搬送重量検知手段をさらに備え、裁断装置は、搬送重量検知手段により検知された混練物の重量に基づいて、第2コンベアによって搬送された混練物を裁断することも望ましい。 The manufacturing apparatus for the intermediate product of the fiber-reinforced resin molded product further includes a conveyed weight detecting means for detecting the weight of the kneaded material conveyed by the second conveyor, and the cutting device has the kneaded material detected by the conveyed weight detecting means. It is also desirable to cut the kneaded material conveyed by the second conveyor based on the weight.
この発明の他の局面に従う繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造方法は、繊維と熱可塑性樹脂との混練物を製造する混練装置から搬送手段に混練物を送り出す送り速度と、搬送手段による搬送速度とを比較する工程と、送り速度と搬送速度との比較結果に応じて、搬送手段による搬送速度を調整する工程と、搬送速度が調整された搬送手段により搬送された混練物を裁断して、繊維強化樹脂成形体の中間製品としての裁断混練物を生成する工程とを備える。 A method for producing an intermediate product of a fiber-reinforced resin molded product according to another aspect of the present invention is a feeding speed for feeding a kneaded product from a kneading device for producing a kneaded product of a fiber and a thermoplastic resin to a carrying means, and carrying by the carrying means. The step of comparing the speed, the step of adjusting the conveying speed by the conveying means according to the comparison result of the feed speed and the conveying speed, and cutting the kneaded material conveyed by the conveying means with the adjusted conveying speed. And a step of producing a cut and kneaded product as an intermediate product of the fiber-reinforced resin molded product.
本発明によれば、中間製品の重量のバラツキを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress variations in the weight of intermediate products.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be denoted by the same reference characters and description thereof will not be repeated.
<繊維強化樹脂成形体の製造装置の概略構成>
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る繊維強化樹脂成形体の製造装置1の概略構成について説明する。図1に示すように、繊維強化樹脂成形体の製造装置1は、混練装置2と、中間製品製造装置100と、移送装置3と、成形装置4とを備えている。混練装置2は、樹脂と繊維との混練物を製造し、混練物を吐出する。中間製品製造装置100は、混練装置2から吐出された混練物を裁断して、中間製品としての裁断混練物を生成(製造)する。移送装置3は、中間製品製造装置100において生成された裁断混練物を、成形装置4に移送する。成形装置4は、移送装置3によって移送された裁断混練物を成形して、繊維強化樹脂成形体を製造する。
<Schematic configuration of manufacturing apparatus for fiber-reinforced resin molding>
With reference to FIG. 1, a schematic configuration of an
本実施の形態において、中間製品製造装置100以外の装置、すなわち混練装置2、移送装置3、および成形装置4の構成は、たとえば特許文献1に開示されているような公知の構成を採用し得る。中間製品製造装置100の説明に先立ち、これらの装置2〜4の構成例について、簡単に説明する。
In the present embodiment, the devices other than the intermediate
<混練装置>
混練装置2は、中間製品製造装置100の上流側に位置し、LFT−D法により、熱可塑性樹脂に繊維が混入されてなる成形体材料としての混練物を製造する装置である。つまり、熱可塑性樹脂と複数本の連続した繊維の束とを導入し、繊維を裁断しながら開繊させ、樹脂と繊維とを混練して混練物を生成する。熱可塑性樹脂及び繊維は特に限定されないが、熱可塑性樹脂はポリアミド樹脂であることが好ましく、繊維はガラス繊維、炭素繊維などであることが好ましい。炭素繊維を用いた場合には、製造装置1において熱可塑性CFRP(炭素繊維強化プラスチック:Carbon Fiber Reinforced Plastics)成形体が製造される。
<Kneading device>
The
混練装置2は、第1混練機10と、第2混練機20と、繊維供給部30とを含んでいる。第1混練機10は、熱可塑性樹脂と繊維とを混練する。第2混練機20は、第1混練機10に導入される熱可塑性樹脂を、第1混練機10内での繊維との混練に先立って、混練・溶融する。繊維供給部30は、第1混練機10に繊維を供給する。
The
第1混練機10は、混練軸11と、シリンダー12と、駆動部13aと、減速機13bと、堰体14と、ダイ15とを含んでいる。
The
混練軸11は、スクリュー11aと、回転軸11bとを有している。第1混練機10は、1本の混練軸11を有する単軸混練機であってもよく、複数本(たとえば2本)の混練軸11を含む多軸混練機であってもよい。スクリュー11aは、回転することによって熱可塑性樹脂と繊維とを混練する。このスクリュー11aは、回転軸11bに組み込まれている。スクリュー11aは、混練軸11において上流側の端部と下流側の端部に配置されていれば特に限定されず、スクリュー11aのみが回転軸11bに組み込まれていてもよく、中間部にはパドルが組み込まれていてもよい。
The
混練軸11を内部に収容するようにシリンダー12が設けられている。シリンダー12と混練軸11との隙間は、熱可塑性樹脂及び/または繊維が通過する流路となる。シリンダー12は、第2混練機20から供給される熱可塑性樹脂を第1混練機10内に導入するための樹脂供給口12aと、繊維供給部30から供給される複数本の連続した繊維を第1混練機10内に導入するための繊維供給口12bとを有している。本実施の形態では、繊維供給部30から導入される連続した繊維がそのまま第1混練機10内へ送られる。
A
混練軸11の一方(上流側)の軸端には、混練軸11にトルクを分配する減速機13bを経由して駆動部13aが接続されている。第1混練機10が多軸混練機である場合、減速機13bは、複数本の混練軸11を所定の回転速度で同期させて回転させる。混練軸11の他方(下流側)の軸端側には、堰体14が接続されている。堰体14は、ブレーカープレートと中間軸受とを兼用でき、流路と交差する方向に延びるように配置されているので、熱可塑性樹脂と繊維との混練物に背圧を与える。
A
堰体14は、混練物の流路となる開口部を有している。本実施の形態の堰体14は、複数の混練軸11のスクリュー11aのそれぞれの回転方向に沿う円弧状の開口部を複数有している。開口部は、混練軸11ごとに対応して設けられている。この堰体14においてスクリュー11aと反対側には、ダイ15が設けられている。ダイ15は、混練物を排出する吐出口15aを有している。この吐出口15aから、混練物K1が中間製品製造装置100に押し出される。
The
第2混練機20は、上述した第1混練機10のシリンダー12の樹脂供給口12aに導入される熱可塑性樹脂を予め溶融し、スクリュー21aを有する混練軸21と、シリンダー22と、駆動部23aと、減速機23bと、ホッパー24とを含んでいる。第2混練機20は、1本の混練軸21を有する単軸混練機であってもよく、複数本の混練軸21を含む多軸混練機であってもよい。混練軸21は、スクリュー21aのみが回転軸21bに組み込まれていてもよく、中間部にはスクリューに代えてパドルが組み込まれていてもよい。シリンダー22は、溶融された熱可塑性樹脂を第1混練機10に供給する吐出口22aを有している。駆動部23a及び減速機23bは、混練軸21を所定の回転速度で回転させる。ホッパー24は、混練軸21とシリンダー22との間で混練される熱可塑性樹脂の原料25を受ける。
The
繊維供給部30は、上述した第1混練機10のシリンダー12の繊維供給口12bに導入される繊維原料32を供給する。繊維供給部30は、複数本の連続する繊維の束が巻回された繊維原料32を載置する載置部31を含んでいる。載置部31は、繊維原料32から繊維の束の先端を取り出し、第1混練機10のシリンダー12の繊維供給口12bに導入するための第1及び第2案内部31a、31bを有している。
The
<移送装置>
図1に示すように、移送装置3は、中間製品製造装置100の下流側に位置し、中間製品製造装置100で製造された中間製品としての裁断混練物K2を、成形装置4に移送する。移送装置3は、たとえば、載置部41と、把持部42と、スライド部43とを含んでいる。
<Transfer device>
As shown in FIG. 1, the transfer device 3 is located on the downstream side of the intermediate
載置部41は、裁断混練物K2を載置する台である。この載置部41に載置された裁断混練物K2を把持して成形型50に投入するために、把持部42が設けられている。把持部42は、例えばロボットアームである。
The placing
把持部42により、裁断混練物K2は、スライド部43上に載置された成形型50の下型52上に配置される。スライド部43は、水平方向に移動可能に構成されており、下型52をホルダ44上に移動させる。スライド部43は、例えばスライドテーブルである。
By the
<成形装置>
成形装置4は、移送装置3の下流側に位置し、裁断混練物を加圧成形して、最終製品としての繊維強化樹脂成形体を製造する。成形装置4は、たとえば、ホルダ44と、プレート45と、第2把持部46と、第2載置部47と、上型51と下型52とを有する成形型50とを含んでいる。
<Molding equipment>
The molding device 4 is located on the downstream side of the transfer device 3 and pressure-molds the cut and kneaded product to produce a fiber-reinforced resin molded product as a final product. The molding device 4 includes, for example, a
ホルダ44は、スライド部43により裁断混練物が配置された下型52を支持する。プレート45は、成形型50の上型51を支持する。成形型50は、上型51と下型52とを含み、上型51と下型52との空洞部分であるキャビティに裁断混練物が配置され、上型51と下型52とが閉じられることにより、この裁断混練物を加圧成形する。
The
成形型50により製造された繊維強化樹脂成形体を把持するために、第2把持部46が設けられている。第2把持部46により把持された繊維強化樹脂成形体を、第2載置部47に載置する。第2載置部47は、完成品である繊維強化樹脂成形体(最終製品)を載置する台である。
A
<中間製品製造装置>
中間製品製造装置100については、図2を参照しながら詳細に説明する。図2は、中間製品製造装置100の構成を示す模式図である。なお、図2において、矢印A1は前方(下流側)を示し、矢印A2は上方を示している。また、図2では、制御信号の流れが破線矢印で示されている。
<Intermediate product manufacturing equipment>
The intermediate
中間製品製造装置100は、混練物を前方に向けて押し出す混練装置2の吐出口15aに隣接して配置されている。中間製品製造装置100は、混練装置2の吐出口15aから押し出された連続する混練物K1を裁断することによって、図1に示した成形装置4の成形型50に投入するための非連続的な裁断混練物K2、すなわち中間製品を製造する。
The intermediate
図2に示すように、中間製品製造装置100は、複数のコンベア141〜143と、裁断装置110とを備えている。複数のコンベア141〜143は、吐出口15aの下流側に、この順序で直列的に配置されている。コンベア141とコンベア142との間に、裁断装置110が設けられている。各コンベアは、輪状にしたベルト(回転部材)を台車(非回転部材)の上で回転させ、その上に混練物を載置して移動させるベルトコンベアにより構成されている。なお、各コンベアは、ベルトコンベアに限定されず、たとえば複数のローラ(回転部材)が並べられたローラコンベアであってもよい。
As shown in FIG. 2, the intermediate
最も上流側のコンベア141は、吐出口15aから吐出された混練物K1を下方から受けて、連続する混練物K1を裁断装置110に搬送(搬入)する。中間に位置するコンベア142は、裁断装置110で裁断された裁断混練物K2を搬送(搬出)する。最も下流側のコンベア143は、搬出された裁断混練物K2を1つずつ受けて、次工程の移送装置3へと送る。
The most
以下の説明において、コンベア141〜143を区別し易くするために、裁断装置110の上流に位置するコンベア141を「搬入コンベア141」、裁断装置110の下流に位置するコンベア142を「搬出コンベア142」、最も下流に位置するコンベア143を「受けコンベア143」という。なお、搬入コンベア141は後述するように、複数(たとえば2つ)のコンベア145,146で構成されていてもよい。
In the following description, in order to easily distinguish the
搬入コンベア141、搬出コンベア142、および受けコンベア143の回転部材は、モータ141m,142m,143mにより、それぞれ回転させられる。搬入コンベア141および搬出コンベア142による混練物の搬送速度は同じ速度である。受けコンベア143の搬送速度は、他のコンベア141,142の搬送速度と異なっていてもよい。
The rotating members of the carry-in
本実施の形態では、モータ141m,142mの回転速度は、共通の制御部(図2では「CTL」と記す)130によって調整され、モータ143mの回転速度は、他の制御部131によって調整される。なお、各モータは、たとえば、可変電圧可変周波数制御(VVVF)を行うインバータが出力する交流電力によって駆動される。
In the present embodiment, the rotation speeds of the
裁断装置110は、搬入コンベア141によって搬入される混練物K1を裁断して、裁断混練物K2を生成する。裁断装置110は、混練物K1を裁断する裁断刃111と、裁断刃111を駆動するモータ111mと、モータ111mの駆動を制御することで裁断刃111を作動させる制御部112と、裁断刃111を下方で支持するための受け台113とを有している。
The
裁断刃111および受け台113は、搬入コンベア141と搬出コンベア142との間に設けられている。搬入コンベア141および搬出コンベア142それぞれの載置面(ベルト上面)は、同一平面上に位置していることが望ましい。
The
裁断刃111は、吐出口15aから押し出されて前方に移動する混練物K1を、裁断する。この裁断刃111は、搬入コンベア141および搬出コンベア142それぞれの載置面の高さよりも上方に配置され、混練物K1に対して上方から下方に向けて移動されることにより、混練物K1を裁断する。
The
ここで、裁断刃111は、裁断混練物K2の重量が、成形装置4の成形型50のキャビティに適する重量(所定値)となるように作動制御することが望まれる。たとえば制御部112が、タイマ制御によって、裁断刃111を一定の時間間隔で作動させることが考えられる。しかし、このような制御部112によるタイマ制御だけでは、生成される裁断混練物K2の重量にバラツキが生じるおそれがある。このことについて、図6および図7を参照しながら説明する。図6は、比較例における中間製品製造装置200を模式的に示す側面図である。図7(A)〜(C)は、比較例における中間製品製造装置200において、搬入コンベア241上を流れる混練物の形状例を模式的に示す平面図である。
Here, it is desired that the
中間製品製造装置200は、本実施の形態における中間製品製造装置100と同様に、搬入コンベア241、搬出コンベア242、および受けコンベア243を含む複数のコンベアと、裁断装置210とを備えている。搬入コンベア241、搬出コンベア242、および受けコンベア243の回転部材は、モータ241m,242m,243mにより、それぞれ回転させられる。少なくともモータ241m,242mによって駆動される搬入コンベア241および搬出コンベア242の搬送速度は同じ速度である。なお、モータ241m,242mは、それぞれがインバータを介して独立的に駆動されてもよい。
The intermediate
裁断装置210もまた、本実施の形態における裁断装置110と同様に、裁断刃211と、モータ211mと、制御部212と、受け台213とを有している。裁断装置210の制御部212は、一定の時間間隔で裁断刃211が下降するように、モータ211mをタイマ制御する。
The
混練装置2は、一定の速度で、吐出口15aを介して混練物K1を搬入コンベア241に送り出す。このような、混練装置2から搬入コンベア241に混練物を送り出す送り速度V1と搬入コンベア241による搬送速度V2とが一致している場合、図7(A)に示されるように、一定の太さで連続する混練物Kaが、裁断装置210に向かって搬送される。図7(A)に示される混練物Kaの形状(姿勢)は、理想的な形状である。
The
これに対し、送り速度V1が搬送速度V2よりも速い場合、混練物は停滞状態となるため、図7(B)に示す混練物Kbのように、混練物は蛇行したり、図7(A)に示す混練物Kaよりも太さが太くなったり、搬入コンベア241の中心から位置ずれしたりする。逆に、送り速度V1が搬送速度V2よりも遅い場合、混練物は上流側へ引っ張られるため、図7(C)に示す混練物Kcのように、混練物が細くなったり、途切れたりする。
On the other hand, when the feed speed V1 is faster than the transport speed V2, the kneaded material is in a stagnant state, so that the kneaded material meanders like the kneaded material Kb shown in FIG. The thickness is larger than that of the kneaded material Ka shown in ), or the position is displaced from the center of the carry-in
そのため、送り速度V1と搬送速度V2とにずれがある場合、搬入コンベア241上を流れる混練物K1の形状(姿勢)が崩れるため、裁断刃211をタイマ制御すると、裁断混練物K2の重量にバラツキが生じてしまう。
Therefore, when there is a deviation between the feed speed V1 and the transport speed V2, the shape (posture) of the kneaded material K1 flowing on the carry-in
そこで、本実施の形態では、裁断装置110の前工程において、混練物K1の形状を、図7(A)に示すような適切な形状に整えることとしている。そのため、図2に示されるように、中間製品製造装置100は、混練装置2から搬入コンベア141に混練物K1を送り出す送り速度V1と、搬入コンベア141による搬送速度V2とを比較する比較手段120、および、比較手段120による比較結果に応じて、搬入コンベア141による搬送速度V2を調整する制御部130を備えている。
Therefore, in the present embodiment, in the previous step of the
比較手段120は、搬入コンベア141に設けられる。比較手段120は、搬入コンベア141に掛かる荷重を検知する荷重検知手段としてのロードセル123を含む。ロードセル123は、荷重(力)を電気信号に変換して出力するセンサであり、ロードセル123の検知信号は制御部130に入力される。ロードセル123は、搬入コンベア141が混練物を下方から受けることによって搬入コンベア141に生じる前後方向荷重(引張/圧縮)を検知してもよいし、搬入コンベア141が下方から受ける混練物の重量(単位時間当たりの重量)を検知してもよい。
The comparison means 120 is provided on the carry-in
図7に示したように、送り速度V1が搬送速度V2よりも速く、搬入コンベア141が下方から受ける混練物の重量が過大である場合、混練物が停滞状態となり、逆に、送り速度V1が搬送速度V2よりも遅く、搬入コンベア141が下方から受ける混練物の重量が過少である場合に、混練物は上流側へ引っ張られることを利用して、本実施の形態では、ロードセル123は、搬入コンベア141に掛かる前後方向荷重(引張/圧縮)を検知する。この場合、ロードセル123は、たとえば引張力および圧縮力を検知するセンサで構成されてもよい。
As shown in FIG. 7, when the feed speed V1 is faster than the transport speed V2 and the weight of the kneaded material received by the carry-in
この場合の比較手段120の構成例を、図3に示す。図3は、搬入コンベア141を吊り下げ式で設置した場合における比較手段120の構成例を模式的に示す図である。
FIG. 3 shows a configuration example of the comparison means 120 in this case. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration example of the
比較手段120は、搬入コンベア141に取り付けられた荷重受け部材121と、荷重受け部材121を外部の上壁部91の下方に吊り下げる吊り下げ部材122とを含む。荷重受け部材121は、搬入コンベア141の前後方向(搬送方向)に長さを有しており、長手方向両端部が、吊り下げ部材122によって吊り下げられている。なお、後述するように搬入コンベア141が複数のコンベアで構成される場合には、最も上流に位置するコンベア(第1コンベア145)に、荷重受け部材121が取り付けられる。
The comparison means 120 includes a
各吊り下げ部材122の上端および下端は、ヒンジ124a,124bを介して、上壁部91および荷重受け部材121にそれぞれ連結されており、吊り下げ部材122の下端が自由端となっている。つまり、フリー状態において荷重受け部材121は前後方向に揺動可能に吊り下げられている。
The upper end and the lower end of each hanging
ロードセル123は、たとえば外部の側壁92に取り付け固定され、荷重受け部材121に掛かる前後方向荷重を検知する。側壁92が、搬入コンベア141よりも後方に位置する場合、荷重受け部材121が搬入コンベア141とともに後方に揺動しようとするとき、ロードセル123には圧縮力が掛かるため、ロードセル123の測定値は正の値(+)となる。反対に、荷重受け部材121が搬入コンベア141とともに前方に揺動しようとするとき、ロードセル123には引張力が掛かるため、ロードセル123の測定値は負の値(−)となる。
The
具体的には、送り速度V1が搬送速度V2よりも速い場合(V1>V2)、荷重受け部材121は前方(矢印A1方向)へ揺動しようとうするため、ロードセル123の測定値は負の値となる。送り速度V1が搬送速度V2よりも遅い場合(V1<V2)、荷重受け部材121は後方(矢印A1の反対方向)へ揺動しようとうするために、ロードセル123の測定値が正の値となる。
Specifically, when the feed speed V1 is faster than the transport speed V2 (V1>V2), the
ただし、送り速度V1と搬送速度V2との大小関係に応じて、荷重受け部材121が実際に揺動しないように、荷重受け部材121はロードセル123によって固定されていることが望ましい。これにより、搬入コンベア141は、外部に対して揺動可能に支持されるとともに、ロードセル123を介して外部に固定される。なお、ロードセル123は、吊り下げ部材122の下端部(自由端側)に取り付けられていてもよい。
However, it is desirable that the
あるいは、図4に示されるように、搬入コンベア141を据え置き式で設置してもよい。図4は、搬入コンベア141を据え置き式で設置した場合における比較手段120Aの構成例を模式的に示す図である。
Alternatively, as shown in FIG. 4, the carry-in
比較手段120Aは、図3に示した比較手段120と対比すると、吊り下げ部材122に代えて、外部の底壁部93から荷重受け部材121まで上方に延びる脚部125を含む。各脚部125の下端および上端は、ヒンジ126a,126bを介して、底壁部93および荷重受け部材121にそれぞれ連結され、脚部125の上端が自由端となっている。
Compared to the comparison means 120 shown in FIG. 3, the comparison means 120A includes
比較手段120Aにおいて、ロードセル123は、荷重受け部材121、または、脚部125の上端部側(自由端側)に取り付けられていればよい。
In the comparison means 120A, the
再び図2を参照して、制御部130は、ロードセル123による測定結果に基づいて、搬入コンベア141および搬出コンベア142による搬送速度(V2)を調整する。すなわち、制御部130は、ロードセル123の測定値が基準範囲(0±所定値)を超えていれば、送り速度V1と搬送速度V2との速度差が「0」に近づくように、インバータを介して、各モータ141m,142mの回転数を調整する。
Referring to FIG. 2 again,
このような速度比較および速度調整を、搬入コンベア141の上流側端部すなわち、混練装置2から吐出された混練物K1の荷重を直接受ける箇所(以下「荷重箇所」という)Pにおいて早期に行うことで、搬入コンベア141上における荷重箇所Pの下流側において、混練物K1の形状を整えることができる。したがって、搬入コンベア141から裁断装置110に、適正な形状の混練物K1すなわち、一定の断面形状の混練物K1を送り込むことができる。
Such speed comparison and speed adjustment should be performed early at the upstream end of the carry-in
このように、本実施の形態では、搬入コンベア141上で混練物K1の姿勢制御が行われるため、裁断装置110の制御部112がタイマ制御によって混練物K1を裁断する場合であっても、裁断混練物K2の重量のバラツキが抑制される。
As described above, in this embodiment, since the attitude of the kneaded material K1 is controlled on the carry-in
一方で、このように時間を指標として(タイマ制御によって)混練物K1を裁断するよりも、直接、重量を指標として混練物K1を裁断する方が、裁断混練物K2の重量のバラツキを抑制するためにはより望ましい。この場合の構成例について、上述の図2を参照しながら説明する。 On the other hand, rather than cutting the kneaded material K1 using time as an index (by timer control) as described above, cutting the kneaded material K1 directly using the weight as an index suppresses variation in the weight of the cut kneaded material K2. More desirable for. A configuration example in this case will be described with reference to FIG. 2 described above.
搬入コンベア141は、直列的に配置された第1および第2コンベア145,146で構成されている。第1および第2コンベア145,146は、同じ搬送速度となるようにモータ145m,146mによってそれぞれ駆動されている。第1および第2コンベア145,146による搬送速度は、搬出コンベア142とともに、制御部130によって同時に調整される。
The carry-in
上述の比較手段120は、荷重箇所Pを含む上流側の第1コンベア145に取り付けられている。下流側の第2コンベア146に、搬送される混練物K1の重量を検知する搬送重量検知手段としてのロードセル150が設けられている。第1コンベア145は、速度比較コンベアとして機能し、第2コンベア146は、計量コンベアとして機能する。第2コンベア146は、裁断装置110の上流側に隣接して配置されている。
The above-mentioned comparison means 120 is attached to the upstream
図2に示されるように、ロードセル150は、たとえば、第2コンベア146の前端部および後端部のそれぞれに設けられる。各ロードセル150の検知信号は、裁断装置110の制御部112に入力される。
As shown in FIG. 2, the
裁断装置110は、ロードセル150により検知された混練物K1の重量に基づいて、第2コンベア146によって搬送された混練物K1を裁断する。具体的には、制御部112は、ロードセル150の測定値と、速度センサ152の検知信号により得られる第2コンベア146の搬送速度とに基づいて、瞬間輸送量および重量積算値を演算する。そして、演算した重量積算値が所定値(規定の重量)となったときに混練物K1を裁断するように、裁断刃111の作動制御を行う。これにより、裁断装置110は、過不足のない重量の裁断混練物K2を生成することができる。また、裁断装置110には一定の断面形状の混練物K1が送り込まれているため、重量だけでなく、全長、幅、および厚みにおいても過不足のない裁断混練物K2が生成される。
The
裁断装置110により裁断された裁断混練物K2は、搬出コンベア142上を流れて、たとえば図示しない把持装置によって、受けコンベア143に移送される。これにより、重量、全長、幅、および厚みの全てが適正な裁断混練物K2、すなわち中間製品が、受けコンベア143に載置される。
The cut and kneaded material K2 cut by the
なお、図2に示されるように、受けコンベア143にも、中間製品の重量を検知する製品重量検知手段としてのロードセル160が設けられていてもよい。ロードセル160は、たとえば、受けコンベア143の前端部および後端部のそれぞれに設けられる。各ロードセル160の検知信号は、制御部132に入力される。
As shown in FIG. 2, the receiving
制御部132は、ロードセル160の測定値が設定範囲内か否かを判断し、範囲外であれば、アラーム等によって、測定値が範囲外であることを報知してもよい。これにより、不良品が移送装置3によって成形装置4に移送されることを確実に防止できる。
The
なお、図2に示されるように、中間製品製造装置100の各コンベア141〜143には、混練物の加工を容易にするために、加熱手段としてのヒータ170が設けられていてもよい。
In addition, as shown in FIG. 2, each of the
<製造方法>
以上説明した中間製品製造装置100による中間製品の製造方法の流れについて説明する。
<Manufacturing method>
A flow of a method for manufacturing an intermediate product by the above-described intermediate
図5を参照して、はじめに、搬入コンベア141の第1コンベア145において、混練装置2から吐出された混練物K1の姿勢制御を行う(工程P2)。姿勢制御では、上述のように、比較手段120のロードセル123の測定値に基づいて、送り速度V1と搬送速度V2とを比較する工程と、その比較結果に応じて、搬入コンベア141(第1コンベア145および第2コンベア146)および搬出コンベア142の搬送速度を調整する工程と、が行われる。これにより、搬入コンベア141において混練物K1の変形(上下方向および水平方向の蛇行、前後方向の伸び、など)が是正される。そのため、図7(A)に示されるような一定の断面形状の混練物K1を、後工程の裁断装置110に向けて搬送することができる。
With reference to FIG. 5, first, in the
裁断装置110の裁断刃111の作動制御を計量により行うか、タイマ制御により行うかを、中間製品製造装置100の運転モードとして事前に選択できるようにしてもよい。この場合、運転モードが計量モードである場合、工程P4に進み、タイマ制御モードである場合、工程P5に進む。
The operation mode of the intermediate
工程P4では、搬入コンベア141の第2コンベア146において、混練物K1の重量を、ロードセル150を用いて計量する。前工程において、混練物K1の姿勢が整えられているため、第2コンベア146上で混練物K1が真っ直ぐ流れた状態で、混練物K1の重量を計測することができる。
In the process P4, the weight of the kneaded material K1 is measured using the
工程P5では、前回の裁断刃111の作動時から所定時間が経過したか否かを計測する。
In step P5, it is measured whether or not a predetermined time has passed since the last time the
裁断装置110は、工程P4での計量値、または、工程P5で計測した時間に基づいて、混練物K1を裁断する(工程P6)。計量値に基づいて混練物K1を裁断する場合について具体的に説明すると、裁断装置110の制御部112が、ロードセル150の測定値と第2コンベア146の搬送速度V2とに基づいて瞬間輸送量および重量積算値を演算し、重量積算値が中間製品に必要な重量(つまり所定値)となったときに混練物K1を裁断するように、裁断刃111の作動制御を行う。なお、制御部112は、重量積算値が所定値となると、重量積算値をリセットし、次の中間製品の計量を行う。
The
裁断により得られた裁断混練物K2は、搬出コンベア142によって、中間製品として搬出(排出)される(工程P8)。姿勢制御工程の後、さらに計量工程を実行する場合、中間製品の重量のバラツキを確実に抑制または防止することができる。つまり、混練物K1に空隙や窪み等が存在する場合であっても、適正な重量の中間製品を得ることができる。その結果、不良品の発生が減るため、廃棄物の量を減少させることができる。なお、第2コンベア146の瞬間輸送量が一定であれば、すなわち、混練機2からの送り出し(吐出)の重量が一定であれば、タイマ制御により裁断刃111を作動制御してもほぼ同等の結果が得られる。
The cut and kneaded material K2 obtained by cutting is carried out (discharged) as an intermediate product by the carry-out conveyor 142 (process P8). When the weighing process is further executed after the posture control process, it is possible to reliably suppress or prevent the variation in the weight of the intermediate product. That is, even if the kneaded material K1 has voids, depressions or the like, it is possible to obtain an intermediate product having an appropriate weight. As a result, since the number of defective products is reduced, the amount of waste can be reduced. In addition, if the instantaneous transport amount of the
最後に、受けコンベア143において、ロードセル160を用いて中間製品の重量を検査する(工程P10)。このような検査工程を設けることにより、成形装置4に、正確な重量の中間製品だけを供給することができる。したがって、本実施の形態に係る中間製品製造装置100を用いることで、最終製品としての繊維強化樹脂成形体の精度を向上させることができる。
Finally, in the receiving
なお、姿勢制御に用いた比較手段120は、ロードセル123などの荷重検知手段の代わりに、変位検知手段などの他種の検知手段を含んでもよい。変位検知手段を用いる場合、たとえば、第1コンベア145の前後に弾性部材(たとえばスプリング)を取り付け、混練物が流れていない時に自然にゼロ点となるようにすることで、変位検知手段が、第1コンベア145の前後方向における変位を検知してもよい。変位検知手段としては、リニアエンコーダ、ポテンショメータ、リミットスイッチ、などが採用され得る。
The
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
1 製造装置、2 混練装置、3 移送装置、4 成形装置、100,200 中間製品製造装置、110,210 裁断装置、112,130,131,132,212 制御部、120,120A 比較手段、123,150,160 ロードセル、141,142,143,145,146,241,242,243 コンベア。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記搬送手段により搬送された混練物を裁断して、繊維強化樹脂成形体の中間製品としての裁断混練物を生成する裁断装置と、
前記混練装置から前記搬送手段に混練物を送り出す送り速度と、前記搬送手段による搬送速度とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に応じて、前記搬送手段による搬送速度を調整する制御部とを備える、繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置。 Receiving a kneaded product discharged from a kneading device for producing a kneaded product of fibers and a thermoplastic resin from below, a conveying means for conveying the kneaded product,
A cutting device that cuts the kneaded material conveyed by the conveying means to generate a cut kneaded material as an intermediate product of the fiber-reinforced resin molded body,
A feeding means for sending a kneaded material from the kneading device to the carrying means, and a comparing means for comparing a carrying speed by the carrying means,
An apparatus for manufacturing an intermediate product of a fiber-reinforced resin molded product, comprising: a control unit that adjusts a transportation speed of the transportation unit according to a comparison result of the comparison unit.
前記荷重検知手段は、前記第1コンベアに取り付けられており、
前記制御部は、前記荷重検知手段による検知結果に基づいて、前記第1コンベアおよび前記第2コンベアの搬送速度を調整する、請求項2に記載の繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置。 The conveying means includes a first conveyor and a second conveyor arranged closer to the cutting device than the first conveyor,
The load detection means is attached to the first conveyor,
The said control part is a manufacturing apparatus of the intermediate product of the fiber reinforced resin molded object of Claim 2 which adjusts the conveyance speed of the said 1st conveyor and the said 2nd conveyor based on the detection result by the said load detection means.
前記裁断装置は、前記搬送重量検知手段により検知された混練物の重量に基づいて、前記第2コンベアによって搬送された混練物を裁断する、請求項3に記載の繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置。 Further comprising a conveyance weight detection means for detecting the weight of the kneaded material conveyed by the second conveyor,
The intermediate product of the fiber-reinforced resin molded product according to claim 3, wherein the cutting device cuts the kneaded material conveyed by the second conveyor based on the weight of the kneaded material detected by the conveyed weight detection means. Manufacturing equipment.
送り速度と搬送速度との比較結果に応じて、前記搬送手段による搬送速度を調整する工程と、
搬送速度が調整された前記搬送手段により搬送された混練物を裁断して、繊維強化樹脂成形体の中間製品としての裁断混練物を生成する工程とを備える、繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造方法。 A feeding speed for sending a kneaded material from a kneading device for producing a kneaded material of fibers and a thermoplastic resin to a conveying means, and a step of comparing the conveying speed by the conveying means,
A step of adjusting the carrying speed by the carrying means according to the result of comparison between the feeding speed and the carrying speed;
Cutting the kneaded material conveyed by the conveying means of which the conveyance speed is adjusted, and a step of producing a cut kneaded material as an intermediate product of the fiber reinforced resin molded article, of the intermediate product of the fiber reinforced resin molded article Production method.
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