JP2520446B2

JP2520446B2 - 口金隙間調整方法

Info

Publication number: JP2520446B2
Application number: JP63084825A
Authority: JP
Inventors: 勝啓井口; 昭浩岩田; 孝義佐野; 諭新田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1988-04-06
Filing date: 1988-04-06
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPH01257023A; KR890015840A; KR920004741B1

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は熱可塑性樹脂のシート又はフィルム等を吐出
成型する口金の隙間を調整する口金隙間調整方法に関す
る。

（従来の技術）熱可塑性樹脂、セルローズ、ゴム等の原料からシート
またはフイルム（以下「フィルム」と言う）を成型する
には、原料を押出機に供給し、溶融混練後これを適宜の
口金隙間を有する口金（ダイ）を通す。このダイは第５
図のように構成されており、原料をダイの供給孔11に供
給し、これを調整可能なリップ隙間12を通してフィルム
13を得るようにしている。このダイ10は、ほぼコ字状に
構成され、上部の固定ダイ14の先端には横方向に並ぶ複
数のボルト15a、15b、…を設け、これらボルト15a、1
5、…を上下に操作しながら下部の可動リップ16に荷重
を加え、その首部17を曲げることにより、リップ隙間12
を調整するようにしている。

しかしながらダイ10は幅方向に連続しており、複数の
ボルト15a、15b、…の内の１つを操作すると、そのボル
トの作用する位置の可動リップ16だけが変化するのでは
なく、他の箇所まで影響するいわゆる相互干渉効果があ
る。このため、口金隙間の目標形状が分かっていても、
ボルト15a、15b、…の操作量を求めることは極めて難し
かった。

本出願人はこの欠点を取り除き合理的な物理法則に則
りボルトの操作量を算出する方法を、特願昭56−177443
号（特公昭60−50133号）として提案している。

これらは第５図に示す口金を第６図に示すような力学
モデルとして考え、フックの弾性法則に基づくものであ
る。予め設定した複数箇所（ボルトの位置）における目
標フィルム厚と実際のフィルム厚の測定値との偏差よ
り、各ボルトによって変化させる口金隙間の目標変化量
eiを算出し、各eiを得る各ボルト荷重の変化量をPjとす
ると、次のような式が成立する。

ただし、fijはｉ番目位置の変位量のｊ番目位置の荷
重の対する比例定数ｉ、ｊ＝１、２、３、… この（１）式を未知数Pjについての多元連立一次方程
式として解けば、各ボルトの操作量δｉを次の（２）式
により求めればよい。

δｉ＝ｅci＋Pi/kB ……（２）ただし、kBはボルトのばね定数ｅciは口金隙間の計算変化量しかしながら、この多元一次連立方程式は、消去法、
掃出法などの純数学的方法では累積誤差のため解が発散
して解くことができない。このため、この連立一次方程
式を逐次演算法により解くことを特願昭61−28298号
（特公平５−76411号）として提案している。

この提案されている逐次演算法を第７図のフローチャ
ートに示す。

押出機21からボルト15a、15b、…を有するダイ10、成
形装置23を介してフィルム13が成形され、厚さ計24でフ
ィルム13の幅方向の厚さを測定した後、巻取機25で巻き
取られる。厚さ計24の測定値は入力インターフェース24
aを介して演算を行うコンピュータに導かれる。

まず、厚さ計24からの厚さデータのサンプリングと表
示が行われ（ステップS1）、これら厚さデータからプロ
ファイル偏差εｉが求められる（ステップS2）。次にプ
ロファイル偏差εｉから次式によりリップ変位の目標変
化量Δeiを求める（ステップS3）。

Δei＝Ｇ・εｉ ……（３）ただし、Ｇはプロファイルゲインつづいて、自動操作のタイミングか否かを判定し（ス
テップS4）、厚さ測定が安定して行われるまでフィルム
厚さを繰返し測定し、目標寸法Δeiの演算が行われる
（ステップS1〜３）。

次に口金隙間の目標変位量Δeiに加算されるオフセッ
ト値ｅoiを発生させるための一定のシフト荷重Poを設定
し（ステップS5）、一定荷重Poを作用させたときの可動
口金各点のオフセット値ｅoiを次式により算出する（ス
テップS6）。

つづいて、解の発散を防ぐためのオフセット値ｅoiを
加えた演算上の目標変位量ei（＝Δei＋ｅoi）を設定す
る（ステップS7）。

次に（１）式の解を求める逐次演算を所定の条件が成
立するまで複数回実行する。先ず１回目の演算か否かを
判定する（ステップS8）。１回目であれば各点の荷重変
化量Piの初期値として任意に定めた一定荷重P1を設定し
（ステップS10）、口金隙間の計算変位量ｅciを次式に
より計算する（ステップS11）。

次にｅciが予め定められた許容範囲内か否か判定し
（ステップS12）、許容範囲内でなく、かつ所定の計算
回数が終了していなければ（ステップS12、13）、荷重
変化量Piを次式により修正する（ステップS9）。

Pi＝Pi×ei/eci ……（６）この修正されたPiを用いてステップS11で再び変位量
ｅciを演算する。

上述の演算を変位量ｅciが予め定められた許容範囲内
であるか（ステップS12）、所定の計算回数が終了する
（ステップS13）まで繰返す。

繰返し演算が終了するとオフセット値の荷重成分を差
引き、目標変位量Δeiに対する荷重変化量ΔPi（＝Pi−
Po）を算出し（ステップS14）、この荷重変化量ΔPiに
よる口金隙間変化量Δｅci（＝ｅci−ｅoi）を算出する
（ステップS15）。そして最終的に求めるダイボルト操
作量δBiを次式により計算する（ステップS16）。

δBi＝Δｅci＋ΔPi/kB ……（７）次にこのダイボルト操作量δBiを出力インターフェー
ス22bを介してパワーコントロールユニット22aに出力す
る（ステップS17）。パワーコントロールユニット22aは
この操作量に応じてダイ10のボルト15a、15b、…を自動
操作する。

（発明が解決しようとする課題）この提案されている逐次演算法によれば変位量ｅciが
所定の許容誤差内になるまで繰返し演算すれば、適切な
ダイボルト操作が可能である。しかしながら、（５）式
を演算するには毎回n²の乗算を行う必要がある。ボルト
数ｎ＝50なら毎回2500回、ボルト数ｎ＝100なら毎回100
00回もの乗算を行うため、演算に時間がかかる。このた
め変位量ｅciが所定の許容誤差内になくても計算回数が
所定数になれば計算を打切っていた。しかしながら、こ
の逐次計算法はいわば逐次漸近法と考えられるから、計
算回数が十分でないとかなりの誤差が残ってしまい、制
御精度がよくないという問題点があった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、少ない
計算回数でも誤差の少ないダイボルト操作量をうること
ができる口金隙間調整方法を提供することを目的とす
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記目的は、成形中のフィルムの厚さの測定値と所定
の目標厚さの偏差に基づいて口金隙間の目標変位量を定
め、前記目標変位量と、口金隙間を調整する複数のボル
トの各変位量の各荷重に対する比例定数に基づいて各ボ
ルトの荷重変化量を求め、前記荷重変化量と、前記目標
変位量から各ボルトの操作量を決定する口金隙間調整方
法において、各ボルトの前記荷重変化量の計算におい
て、予め一定荷重を作用させたときの口金隙間の変位量
を算出し、これを前記目標変位量に加算して演算上の演
算目標変位量とし、任意に定めた荷重変化量をボルト荷
重変化量として各ボルトの演算変位量を求め、この演算
変位量と前記演算目標変位量の比に基づく比例演算と、
繰返し演算回数に基づく積分演算により、前記加重変化
量を修正し、この修正した荷重変化量をボルト荷重変化
量として、口金隙間変位量を演算し、この演算された口
金隙間変位量が演算目標変位量からの所定の許容範囲内
になるまで、前記加重変化量の上記修正演算を繰返すこ
とを特徴とする口金隙間調整方法によって達成される。

（作用）本発明は、任意に定めた荷重変化量をボルト荷重変化
量として各ボルトの演算変位量を求め、この演算変位量
と演算目標変位量の比に基づく比例演算と、繰返し演算
回数に基づく積分演算により、前記加重変化量を修正
し、この修正した荷重変化量をボルト荷重変化量とし
て、口金隙間変位量を演算するようにしたので、口金隙
間変位量が演算目標変位量からの所定の許容範囲内にな
るまでの加重変化量の修正演算の繰返し回数が少なくて
済む。

（実施例）本発明を図示の一実施例に基づいて説明する。第２図
に本実施例による口金隙間調整方法を実施する制御装置
を示す。この制御装置30は、原料を押出機21によって成
形し、ダイ10によつてシート13を製造する際にダイ10の
リップ隙間を自動的に調整するためのものである。この
制御装置30は、キーボード31、RAM32、CPU33、プリンタ
34、ディスク35、CRT36から構成されている。制御装置3
0には、押出機21の運転状態がプロセスデータインタフ
ェース21aを介して入力されると共に、ダイ10のボルト1
5a、15b、…の変位が変位検出器インターフェース22cを
介して入力される。またβ線を用いた厚さ計24は、シー
ト23の厚さを幅方向に走査しながら測定し、厚さ信号と
位置信号を信号変換増幅器24bに出力する。厚さ信号はA
/D変換器24dを介して制御装置30に入力され、位置信号
は位置信号インターフェース24cを介して制御装置30に
入力される。一方、制御装置30による演算結果であるダ
イボルト操作量は、出力インターフェース22bを介して
パワーコントロールユニット22aに出力され、ダイ10の
ボルト15a、15b、…が操作される。

本実施例による口金隙間調整方法を第１図のフローチ
ャートに基づいて説明する。第７図のフローチャートと
同一のステップには同一の符号を付し説明を省略する。

本実施例の特徴は荷重変化量Piの修正演算において、
積分項を加えたことにある。すなわち、従来は荷重変化
量Piを（６）式（Pi＝Pi×ei/eci）により計算していた
（ステップS9）が、本実施例ではステップ９′において
荷重変化量Piを次式により計算する。

Pi＝Pi［ei/eci ＋K_IΣ^Ｎ｛（ei/eci）^λ−１｝］（８）ただし、K_Iは積分定数Ｎは計算回数 λは冪乗値で1,2,Nが用いられる。

このように本実施例では、従来の口金隙間調整方法に
おける比例動作に相当する第１項に加え、積分項に相当
する第２項が加えられている。

また、ステップS11で口金隙間の計算変位量ｅciを求
めた後、計算誤差が減少中か否かを判定する（ステップ
S21）。計算誤差が減少中であれば、ステップS12、S13
で、ｅciが予め定められた許容範囲内か否か（ステップ
S12）、また所定の計算回数が終了しているか否か判定
し（ステップS13）、判定結果に応じて再度ステップS
9′で（８）式の演算を行うか、演算を終了してステッ
プS14に進む。

計算誤差が減少から増加に変化するとこれ以上計算を
繰返しても誤差が大きくなるだけであるので、荷重変化
量Piを１回前の荷重変化量Pi（すなわち最小の荷重変化
量）に設定してステップS14に進む。

本実施例の荷重変化量の計算方法の原理を第３図と第
４図を用いて説明する。

第３図は従来の計算方法の原理を等価演算回路として
示したものである。目標変化量eiが割算点41により計算
変化量ｅciで割られ、これに掛算点42によりメモリ43に
設定された荷重変化量PNが掛けられ、荷重変化量Piを修
正する。修正された荷重変化量ＰN+1でメモリ43は更新
される。一方、演算部44で（５）式の演算が行われ、演
算結果である計算変化量ｅciは割算点41にフィードバッ
クされる。再び更新された荷重変化量ＰN+1により上述
の計算が繰り返される。

これに対し第４図は本実施例の計算方法の原理を等価
演算回路として示したもので、同一の構成要素には同一
の符号を付している。第３図と異なる点は、荷重変化量
ＰN+1の計算方法である。すなわち、計算回数Ｎを計算
回数カウンタ46により計数しておき、演算部45で計算回
数Ｎによる積分項（K_IΣ）を加えるようにする。これに
計算カウンタ46から計算回数Ｎを減算点47により減算
し、掛算器42に出力する。これにより、荷重変化量の修
正式に（８）式の第２項（積分項）が加わり、これによ
り修正された荷重変化量により、メモリ43が更新され
る。

このように、本実施例による口金隙間調整方法は、等
価回路として考えた場合、演算部45と、計算回数カウン
タ46と、減算器47が加わったものと考えることができ
る。

本実施例による口金隙間調整方法により実際に計算し
とところ、従来の演算方法に比べて演算速度が５倍以上
向上した。従来60秒かかった演算時間が約10秒程度に減
少し、許容範囲外であるのに計算を打ち切ることがなく
なり、非常に有効であった。

本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能であ
る。たとえば、上記実施例ではステップS21、S22で計算
誤差が減少中であるか否かを判定し、増加に転じたら計
算を打切ったが、これらステップS21、S22を省略しても
よい。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば少ない計算回数でも誤差
の少ないダイボルト操作量をうることができ、適切に口
金隙間を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による口金隙間調整方法を示
すフローチャート、第２図は同口金隙間調整方法を実施
する制御装置を示すブロック図、第３図、第４図は同口
金隙間調整方法の計算方法の原理を説明するための図、
第５図はダイとダイボルトの関係を示す斜視図、第６図
はダイとダイボルトの力学モデルを示す図、第７図は従
来提案されている口金隙間調整方法を示すフローチャー
トである。 10……ダイ、11……供給孔、12……リップ隙間、13……
シート、14……固定ダイ、15……ダイボルト、16……可
動リップ、17……首部、21……押出機、24……厚さ計、
30……制御装置、３……キーボード、32……RAM、33…
…CPU、34……プリンタ、35……磁気ディスク、36……C
RT、41……割算点、42……掛算点、43……メモリ、44…
…演算部、45……演算部、46……計算回数カウンタ、47
……減算点。

フロントページの続き (72)発明者新田諭静岡県沼津市大岡2068―３東芝機械株式会社沼津事業所内 (56)参考文献特開昭62−184832（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】成形中のフィルムの厚さの測定値と所定の
目標厚さの偏差に基づいて口金隙間の目標変位量を定
め、前記目標変位量と、口金隙間を調整する複数のボル
トの各変位量の各荷重に対する比例定数に基づいて各ボ
ルトの荷重変化量を求め、前記荷重変化量と、前記目標
変位量から各ボルトの操作量を決定する口金隙間調整方
法において、各ボルトの前記荷重変化量の計算において、予め一定荷
重を作用させたときの口金隙間の変位量を算出し、これ
を前記目標変位量に加算して演算上の演算目標変位量と
し、任意に定めた荷重変化量をボルト荷重変化量として各ボ
ルトの演算変位量を求め、この演算変位量と前記演算目標変位量の比に基づく比例
演算と、繰返し演算回数に基づく積分演算により、前記
荷重変化量を修正し、この修正した荷重変化量をボルト荷重変化量として、口
金隙間変位量を演算し、この演算された口金隙間変位量が演算目標変位量からの
所定の許容範囲内になるまで、前記加重変化量の上記修
正演算を繰返すことを特徴とする口金隙間調整方法。