JP2609540B2 - 非干渉制御型ｔダイギャップ制御装置 - Google Patents
非干渉制御型ｔダイギャップ制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は押出成形機に用いられるＴダイのギャップを
制御するための非干渉制御型Ｔダイギャップ制御装置に
関する。
制御するための非干渉制御型Ｔダイギャップ制御装置に
関する。
［従来の技術］ 一般に、紙、アルミ箔、及びプラスチック等の基材に
樹脂フィルムをコーティングするためのラミネーター等
として使用されるＴダイリップを有する押出成形機で
は、品質向上及び省樹脂化等のためのフィルム膜圧を高
精度に制御する必要がある。ラミネートプロセスにおい
て、Ｔダイリップのギャップ量を調整してＴダイリップ
からの溶融樹脂の流量を調整してフィルム膜圧を制御し
ている。
樹脂フィルムをコーティングするためのラミネーター等
として使用されるＴダイリップを有する押出成形機で
は、品質向上及び省樹脂化等のためのフィルム膜圧を高
精度に制御する必要がある。ラミネートプロセスにおい
て、Ｔダイリップのギャップ量を調整してＴダイリップ
からの溶融樹脂の流量を調整してフィルム膜圧を制御し
ている。
従来、Ｔダイからお溶融樹脂の流量調整を行う際に
は、リップ部に設けられた複数の調整用ボルトを駆動し
て、リップ部のギャップ量を調整することによって、流
量調整を行っている。
は、リップ部に設けられた複数の調整用ボルトを駆動し
て、リップ部のギャップ量を調整することによって、流
量調整を行っている。
このようなＴダイリップのギャップ量調整の方式とし
て、調整用ボルトを加熱・冷却して、調整用ボルトの熱
膨脹によりリップ部のギャップ量を調整するいわゆる
「ヒートボルト方式」及び１台乃至複数台のサーボモー
タを用いて調整用ボルトを順次駆動して、リップ部のギ
ャップ量を調整するいわゆる「サーボモータ方式」が知
られている。
て、調整用ボルトを加熱・冷却して、調整用ボルトの熱
膨脹によりリップ部のギャップ量を調整するいわゆる
「ヒートボルト方式」及び１台乃至複数台のサーボモー
タを用いて調整用ボルトを順次駆動して、リップ部のギ
ャップ量を調整するいわゆる「サーボモータ方式」が知
られている。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、Ｔダイの樹脂流動部は、ノズル構造となっ
ているため、フィルム膜圧の計測結果からリップ部のギ
ャップ量を決定する際には、樹脂流動特性及び各調整用
ボルト間の駆動量の相互干渉を考慮しなければ、高精度
にリップ部のギャップ量を制御することができず、従来
の「ヒートボルト方式」の場合、加熱或は冷却量を高精
度に調整することができず、しかも応答性が極めて低い
から、高精度にリップ部を制御できないという問題点が
ある。
ているため、フィルム膜圧の計測結果からリップ部のギ
ャップ量を決定する際には、樹脂流動特性及び各調整用
ボルト間の駆動量の相互干渉を考慮しなければ、高精度
にリップ部のギャップ量を制御することができず、従来
の「ヒートボルト方式」の場合、加熱或は冷却量を高精
度に調整することができず、しかも応答性が極めて低い
から、高精度にリップ部を制御できないという問題点が
ある。
また、「サーボモータ方式」では、サーボモータを用
いて順次調整用ボルトを駆動しているため、複数の調整
用ボルトの構造的な相互干渉を受け、リップ部のギャッ
プ量を高精度に制御できず、その結果、樹脂流量制御に
支障を来たすという問題点がある。
いて順次調整用ボルトを駆動しているため、複数の調整
用ボルトの構造的な相互干渉を受け、リップ部のギャッ
プ量を高精度に制御できず、その結果、樹脂流量制御に
支障を来たすという問題点がある。
さらに、通常、リップ部は1m以上の巾を有しているた
め、そのリップ部の平面度等の加工精度により、必然的
に加工誤差が生じる。このため、その加工誤差或は、加
熱時におけるリップ部の熱膨脹量等により、固有必然的
なギャップ量のアンバランスを禁じ得ず、単なる非干渉
制御下では、均一なフィルム膜厚を実現することが、困
難であるという問題もあった。
め、そのリップ部の平面度等の加工精度により、必然的
に加工誤差が生じる。このため、その加工誤差或は、加
熱時におけるリップ部の熱膨脹量等により、固有必然的
なギャップ量のアンバランスを禁じ得ず、単なる非干渉
制御下では、均一なフィルム膜厚を実現することが、困
難であるという問題もあった。
そこで、本発明の技術的課題は、上記欠点に鑑み、高
精度にＴダイリップのギャップ量を制御することのでき
る非干渉制御型Ｔダイギャップ制御装置を提供すること
である。
精度にＴダイリップのギャップ量を制御することのでき
る非干渉制御型Ｔダイギャップ制御装置を提供すること
である。
［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、膜材料を被膜材に流出させるリップ
部を有するリップ構造体に圧力を与えて、前記リップ部
のギャップ量を増減するｎ（ｎ≧２）個の駆動手段と、 該ｎ個の駆動手段に各々対応するｎ箇所の前記膜材料
の膜厚値を実測する膜厚実測手段と、 該膜厚実測手段より検出された膜厚実測値と予め定め
られた目標膜厚値とから膜厚偏差を求め、該膜厚偏差に
基づいて、前記リップ部のギャップ量における目標変位
ベクトル（Δｙ）を演算するリップ開度量演算手段と、 該目標変位ベクトル（Δｙ）を基準入力値として、該
基準入力値（Δｙ）に対応する前記ｎ個の駆動手段への
操作量（Ｕ）を、前記リップ構造体の剛性マトリクス
（Ｇ）に基づいた非干渉制御アルゴリズムにより演算す
る操作量演算手段と を有する非干渉制御型Ｔダイギャップ制御装置におい
て、 前記操作量演算手段は、 前記リップ構造体に加えられる圧力ベクトル（ΔＰ）
を前記目標変位ベクトル（Δｙ）に変換する圧力／変位
変換マトリックス（Ｋα）を演算すると共に， 該圧力／変位変換マトリックス（Ｋα）と、前記駆動
手段に入力される操作量ベクトル（Δｕ）を前記リップ
構造体に加えられる圧力ベクトル（ΔＰ）に変換するた
めの操作量／圧力変換マトリクス（Kp）との積（Ｋα・
Kp）の逆マトリクス（Ｋα・Kp）-1を演算する初期マト
リクス演算部と、 該初期マトリクス演算部より出力される逆マトリクス
（Ｋα・Kp）-1を受け、該逆マトリクス（Ｋα・Kp）-1
に基づいて、前記基準入力値（Δｙ）に対応する初期操
作量（Δｕ）を、非干渉制御アルゴリズムにより演算す
る操作量演算部と を有することを特徴とする非干渉制御型Ｔダイギャップ
制御装置が得られる。
部を有するリップ構造体に圧力を与えて、前記リップ部
のギャップ量を増減するｎ（ｎ≧２）個の駆動手段と、 該ｎ個の駆動手段に各々対応するｎ箇所の前記膜材料
の膜厚値を実測する膜厚実測手段と、 該膜厚実測手段より検出された膜厚実測値と予め定め
られた目標膜厚値とから膜厚偏差を求め、該膜厚偏差に
基づいて、前記リップ部のギャップ量における目標変位
ベクトル（Δｙ）を演算するリップ開度量演算手段と、 該目標変位ベクトル（Δｙ）を基準入力値として、該
基準入力値（Δｙ）に対応する前記ｎ個の駆動手段への
操作量（Ｕ）を、前記リップ構造体の剛性マトリクス
（Ｇ）に基づいた非干渉制御アルゴリズムにより演算す
る操作量演算手段と を有する非干渉制御型Ｔダイギャップ制御装置におい
て、 前記操作量演算手段は、 前記リップ構造体に加えられる圧力ベクトル（ΔＰ）
を前記目標変位ベクトル（Δｙ）に変換する圧力／変位
変換マトリックス（Ｋα）を演算すると共に， 該圧力／変位変換マトリックス（Ｋα）と、前記駆動
手段に入力される操作量ベクトル（Δｕ）を前記リップ
構造体に加えられる圧力ベクトル（ΔＰ）に変換するた
めの操作量／圧力変換マトリクス（Kp）との積（Ｋα・
Kp）の逆マトリクス（Ｋα・Kp）-1を演算する初期マト
リクス演算部と、 該初期マトリクス演算部より出力される逆マトリクス
（Ｋα・Kp）-1を受け、該逆マトリクス（Ｋα・Kp）-1
に基づいて、前記基準入力値（Δｙ）に対応する初期操
作量（Δｕ）を、非干渉制御アルゴリズムにより演算す
る操作量演算部と を有することを特徴とする非干渉制御型Ｔダイギャップ
制御装置が得られる。
また、本発明によれば、前記渉制御型Ｔダイギャップ
制御装置において、 前記操作量演算手段は、 前記目標変位ベクトル（Δｙ）と、前記初期操作量
（Δｕ）に基づいて駆動された前記リップ部を実測して
得られる実測変位ベクトル（Δym）との偏差から、該偏
差を補償するように、前記逆マトリクス（Ｋα・Kp）-1
を繰返し修正した修正逆マトリクス（Ｋα′・Kp′）-1
・K1 -1を演算する修正マトリクス演算部を有し、 前記操作量演算部は、前記修正マトリクス演算部より
出力される修正逆マトリクス（Ｋα′・Kp′）-1・K1 -1
を受け、該修正逆マトリクス（Ｋα′・Kp′）-1・K1 -1
に基づいて、前記目標変位ベクトル（Δｙ）に対応する
修正操作量（Δu1）を非干渉制御アルゴリズムにより演
算することを特徴とする非干渉制御型Ｔダイギャップ制
御装置が得られる。
制御装置において、 前記操作量演算手段は、 前記目標変位ベクトル（Δｙ）と、前記初期操作量
（Δｕ）に基づいて駆動された前記リップ部を実測して
得られる実測変位ベクトル（Δym）との偏差から、該偏
差を補償するように、前記逆マトリクス（Ｋα・Kp）-1
を繰返し修正した修正逆マトリクス（Ｋα′・Kp′）-1
・K1 -1を演算する修正マトリクス演算部を有し、 前記操作量演算部は、前記修正マトリクス演算部より
出力される修正逆マトリクス（Ｋα′・Kp′）-1・K1 -1
を受け、該修正逆マトリクス（Ｋα′・Kp′）-1・K1 -1
に基づいて、前記目標変位ベクトル（Δｙ）に対応する
修正操作量（Δu1）を非干渉制御アルゴリズムにより演
算することを特徴とする非干渉制御型Ｔダイギャップ制
御装置が得られる。
また、本発明によれば、前記非干渉制御型Ｔダイギャ
ップ制御装置において、 前記リップ部の固有形状誤差における予め定められた
許容ギャップ量誤差と、実測された当該リップ部の実測
ギャップ量誤差との偏差から、ギャップ量固有誤差ベク
トル（Δｅ）を求め、該ギャップ量固有誤差ベクトル
（Δｅ）を前記目標変位ベクトル（Δｙ）に加算した補
正基準入力値（Δｙ＋Δｅ）を、前記操作量演算手段に
基準入力値として与える固有形状誤差補正手段 を設けたことを特徴とする非干渉制御型Ｔダイギャップ
制御装置が得られる。
ップ制御装置において、 前記リップ部の固有形状誤差における予め定められた
許容ギャップ量誤差と、実測された当該リップ部の実測
ギャップ量誤差との偏差から、ギャップ量固有誤差ベク
トル（Δｅ）を求め、該ギャップ量固有誤差ベクトル
（Δｅ）を前記目標変位ベクトル（Δｙ）に加算した補
正基準入力値（Δｙ＋Δｅ）を、前記操作量演算手段に
基準入力値として与える固有形状誤差補正手段 を設けたことを特徴とする非干渉制御型Ｔダイギャップ
制御装置が得られる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
−Ｔダイの構造説明− まず、第１図を参照してＴダイの構造について説明す
る。
る。
Ｔダイはリップ構造体２及び駆動構造体３を備えてい
る。リップ構造体２は長手方向（ｘ方向）に延びるリッ
プ部４を備えており、このリップ部４で形成されるギャ
ップから樹脂フィルム膜５が流出される。
る。リップ構造体２は長手方向（ｘ方向）に延びるリッ
プ部４を備えており、このリップ部４で形成されるギャ
ップから樹脂フィルム膜５が流出される。
リップ構造体２の一面（前面）には、図示のように、
複数のベローズ6a〜6pが配設されており、これら、ベロ
ーズ6a〜6pはそれぞれリップ構造体２に形成された給気
孔7a〜7hに連通している。即ち、ベローズ6a及び6bが給
気孔に、ベローズ6c及び6dが給気孔7bに連通され、以下
同様にしてベローズ6o及び6pが給気孔7hに連通してい
る。これら給気孔7a〜7hには、コンプレッサ等の空圧制
御系（図示しない）のより、加圧空気が供給される。
複数のベローズ6a〜6pが配設されており、これら、ベロ
ーズ6a〜6pはそれぞれリップ構造体２に形成された給気
孔7a〜7hに連通している。即ち、ベローズ6a及び6bが給
気孔に、ベローズ6c及び6dが給気孔7bに連通され、以下
同様にしてベローズ6o及び6pが給気孔7hに連通してい
る。これら給気孔7a〜7hには、コンプレッサ等の空圧制
御系（図示しない）のより、加圧空気が供給される。
駆動構造体３は複数の分割板体3a〜3hに分割されてお
り、各分割板体3a〜3hには、それぞれベローズ6a〜6pの
一端が取付けられている。即ち、分割板体3aにはベロー
ズ6a及び6bの一端が、分割板体3bにはベローズ6c及び6d
の一端が取付けられ、以下同様にして分割板体3hにはベ
ローズ6o〜6pの一端が取付けられている。
り、各分割板体3a〜3hには、それぞれベローズ6a〜6pの
一端が取付けられている。即ち、分割板体3aにはベロー
ズ6a及び6bの一端が、分割板体3bにはベローズ6c及び6d
の一端が取付けられ、以下同様にして分割板体3hにはベ
ローズ6o〜6pの一端が取付けられている。
駆動構造体３の一端（下端）、即ち、各分割板体3a〜
3hの下端は、図示のように、リップ構造体２のリップ部
４に取付けられており、駆動構造体３を駆動させること
により、弾性変形部4aによりリップ部４のギャップ量が
増減する。
3hの下端は、図示のように、リップ構造体２のリップ部
４に取付けられており、駆動構造体３を駆動させること
により、弾性変形部4aによりリップ部４のギャップ量が
増減する。
つまり、各給気孔7a〜7hを介して、空圧制御系からの
空気等をベローズ6a〜6pに送り（即ち、ベローズ6a〜6p
に与える空力を変え）、ベローズ6a〜6pを伸張或は収縮
する。これにより、各分割板体3a〜3hを駆動し、リップ
部４のギャップ量を増減している。
空気等をベローズ6a〜6pに送り（即ち、ベローズ6a〜6p
に与える空力を変え）、ベローズ6a〜6pを伸張或は収縮
する。これにより、各分割板体3a〜3hを駆動し、リップ
部４のギャップ量を増減している。
このように、このＴダイ１をリップ部４の長手方向
（ｘ方向）にリップ部４を複数（ｍ個）のゾーン（第１
図では８ゾーン）に分け、このゾーン毎にリップ部４の
ギャップ量が増減している。
（ｘ方向）にリップ部４を複数（ｍ個）のゾーン（第１
図では８ゾーン）に分け、このゾーン毎にリップ部４の
ギャップ量が増減している。
−制御装置の構造− 次に、第２図を参照して、駆動構造体３を制御する制
御装置20について説明する。
御装置20について説明する。
制御装置20は、記憶域21と演算域22及び電圧指令値出
力域23とから主に構成され、更に、実際のフィルム膜厚
を計測するフィルム膜厚プロファイルセンサ24が設けら
れている。記憶域21は、目標プロファイル記憶部25,樹
脂流量特性記憶部26,非干渉制御マトリクス記憶部27,圧
力／変位変換マトリクス記憶部28,操作量／圧力変換マ
トリクス記憶部29,実測プロプァイル記憶部30,及びギャ
ップ量誤差ベクトル記憶部31とからなり、また、演算域
22は、膜厚誤差演算部32,リップ開度量演算部33,マトリ
クス演算部34,及び操作量演算部35から構成されてい
る。さらに、電圧指令値出力域23には、空圧制御系に接
続される電圧指令値出力部36が設けられている。
力域23とから主に構成され、更に、実際のフィルム膜厚
を計測するフィルム膜厚プロファイルセンサ24が設けら
れている。記憶域21は、目標プロファイル記憶部25,樹
脂流量特性記憶部26,非干渉制御マトリクス記憶部27,圧
力／変位変換マトリクス記憶部28,操作量／圧力変換マ
トリクス記憶部29,実測プロプァイル記憶部30,及びギャ
ップ量誤差ベクトル記憶部31とからなり、また、演算域
22は、膜厚誤差演算部32,リップ開度量演算部33,マトリ
クス演算部34,及び操作量演算部35から構成されてい
る。さらに、電圧指令値出力域23には、空圧制御系に接
続される電圧指令値出力部36が設けられている。
次に、制御装置20の動作説明をする。
まず、プロファイルセンサ24により、リップ部４のゾ
ーン毎に実際のフィルム膜厚を実測し、実測プロファイ
ル記憶部30に出力する。目標プロファイル記憶部25に
は、リップ部４の各ゾーンに対応したフィルム膜厚目標
値が予め格納されている。実測プロファイル記憶部30に
格納されたフィルム膜厚実測値は、目標プロファイル記
憶部25に格納されたフィルム膜厚目標値と、リップ部４
のゾーン毎にタイミングを合せて、偏差演算部32に出力
される。偏差演算部32は、フィルム膜厚実測値とフィル
ム膜厚目標値とから膜厚偏差を求め、リップ開度量演算
部33に出力する。同時に、樹脂流量特性記憶部26から
は、樹脂流量，樹脂の流体圧力により定まる物性定数，
及びＴダイの巾等を考慮した粘度を示す樹脂流量特性値
が、リップ開度演算部33に出力される。リップ開度演算
部33は、膜厚偏差及び樹脂流量特性に基づいて、リップ
部のギャップ量におけるゾーン毎の目標変位ベクトル
（Δｙ）を演算する。
ーン毎に実際のフィルム膜厚を実測し、実測プロファイ
ル記憶部30に出力する。目標プロファイル記憶部25に
は、リップ部４の各ゾーンに対応したフィルム膜厚目標
値が予め格納されている。実測プロファイル記憶部30に
格納されたフィルム膜厚実測値は、目標プロファイル記
憶部25に格納されたフィルム膜厚目標値と、リップ部４
のゾーン毎にタイミングを合せて、偏差演算部32に出力
される。偏差演算部32は、フィルム膜厚実測値とフィル
ム膜厚目標値とから膜厚偏差を求め、リップ開度量演算
部33に出力する。同時に、樹脂流量特性記憶部26から
は、樹脂流量，樹脂の流体圧力により定まる物性定数，
及びＴダイの巾等を考慮した粘度を示す樹脂流量特性値
が、リップ開度演算部33に出力される。リップ開度演算
部33は、膜厚偏差及び樹脂流量特性に基づいて、リップ
部のギャップ量におけるゾーン毎の目標変位ベクトル
（Δｙ）を演算する。
電圧指令値演算部35は、目標変位ベクトル（Δｙ）を
基準入力値として受けると共に、非干渉制御マトリクス
記憶部27に格納された逆マトリクス（Ｋα・Kp）-1を、
リップ部４のゾーン毎にタイミングを合せて入力し、空
圧制御系への初期電圧ベクトル（Δｕ）を非干渉入力演
算して、電圧指令値出力部36に出力する。或は、逆マト
リクス（Ｋα・Kp）-1を繰返し修正した修正逆マトリク
ス（Ｋα・Kp）-1・K1 -1を用いて非干渉入力演算しても
よい。
基準入力値として受けると共に、非干渉制御マトリクス
記憶部27に格納された逆マトリクス（Ｋα・Kp）-1を、
リップ部４のゾーン毎にタイミングを合せて入力し、空
圧制御系への初期電圧ベクトル（Δｕ）を非干渉入力演
算して、電圧指令値出力部36に出力する。或は、逆マト
リクス（Ｋα・Kp）-1を繰返し修正した修正逆マトリク
ス（Ｋα・Kp）-1・K1 -1を用いて非干渉入力演算しても
よい。
尚、非干渉制御マトリクス記憶部27に格納される逆マ
トリクス（Ｋα・Kp）-1或いは、修正逆マトリクス（Ｋ
α・Kp）-1・K1 -1は、圧力／変位変換マトリクス記憶部
28及び操作量／圧力変換マトリクス記憶部29から，それ
ぞれ呼び出された圧力／変位変換マトリクスＫαと操作
量／圧力変換マトリクスKpとを、マトリクス演算部34に
て予め演算される。
トリクス（Ｋα・Kp）-1或いは、修正逆マトリクス（Ｋ
α・Kp）-1・K1 -1は、圧力／変位変換マトリクス記憶部
28及び操作量／圧力変換マトリクス記憶部29から，それ
ぞれ呼び出された圧力／変位変換マトリクスＫαと操作
量／圧力変換マトリクスKpとを、マトリクス演算部34に
て予め演算される。
また、電圧指令値演算部35は、ギャップ量誤差ベクト
ル記憶部31から出力されるリップ構造体２自体の持つギ
ャップ量固有誤差ベクトル（Δｅ）を受け、これによ
り、目標変位ベクトル（Δｙ）に代えて、ギャップ量固
有誤差ベクトル（Δｅ）を補償した補正目標変位ベクト
ル（Δｙ＋Δｅ）を用いて、初期電圧ベクトル（Δｕ）
を修正した修正電圧ベクトル（Δｕ＋Δue）を電圧指令
値出力部36に出力する。
ル記憶部31から出力されるリップ構造体２自体の持つギ
ャップ量固有誤差ベクトル（Δｅ）を受け、これによ
り、目標変位ベクトル（Δｙ）に代えて、ギャップ量固
有誤差ベクトル（Δｅ）を補償した補正目標変位ベクト
ル（Δｙ＋Δｅ）を用いて、初期電圧ベクトル（Δｕ）
を修正した修正電圧ベクトル（Δｕ＋Δue）を電圧指令
値出力部36に出力する。
電圧指令値出力部36は、修正電圧ベクトル（Δｕ＋Δ
ue）を、空圧制御系に出力し、これにより、空圧制御系
から送られる空気等を制御され、ベローズ6a〜6pに与え
る空力が変わり、ベローズ6a〜6pを伸張或は収縮し、各
分割板体3a〜3hが駆動して、リップ部４のギャップ量が
調整される。
ue）を、空圧制御系に出力し、これにより、空圧制御系
から送られる空気等を制御され、ベローズ6a〜6pに与え
る空力が変わり、ベローズ6a〜6pを伸張或は収縮し、各
分割板体3a〜3hが駆動して、リップ部４のギャップ量が
調整される。
−非干渉マトリクスの演算方法− 次に、非干渉制御マトリクス記憶部27に格納される非
干渉マトリクスの演算方法の一例を説明する。
干渉マトリクスの演算方法の一例を説明する。
まず、各分割板体3a〜3hに加わるそれぞれのベローズ
6a〜6pの駆動トルクベクトルをΔＴ、リップ部４のギャ
ップ量の目標変位ベクトルをΔｙと置く。
6a〜6pの駆動トルクベクトルをΔＴ、リップ部４のギャ
ップ量の目標変位ベクトルをΔｙと置く。
ΔＴ＝（ΔT1,ΔT2,…，ΔTi,…，ΔTn）Ｔ Δｙ＝（Δy1,Δy2,…，Δyi,…，Δyn）Ｔ このとき、リップ部全体の変形は、次式で表され
る。
る。
Δｙ＝G-1ΔＴ … ここで、G-1は、次式で表されるリップ部４を含むリ
ップ構造体２全体の剛性マトリクスＧの逆行列である。
ップ構造体２全体の剛性マトリクスＧの逆行列である。
次に、各ベローズ6a〜6pに空圧として加えられる空圧
制御系からの圧力ベクトルΔＰを、 ΔＰ＝（ΔP1,ΔP2,…，ΔPi,…，ΔPn）Ｔ と置く。
制御系からの圧力ベクトルΔＰを、 ΔＰ＝（ΔP1,ΔP2,…，ΔPi,…，ΔPn）Ｔ と置く。
圧力ベクトルΔＰと駆動トルクベクトルΔＴとは、ほ
ぼ比例関係を有していることから、その関係を次式と
して表すことができる。
ぼ比例関係を有していることから、その関係を次式と
して表すことができる。
ΔＴ＝KPT・ΔＰ … KPT＝diag（ΔKPT1,ΔKPT2,…，ΔKPTi,…，ΔKPTn） 従って、圧力ベクトル（ΔＰ）を目標変位ベクトル
（Δｙ）に変換する圧力／変位変換マトリックスをＫα
とおけば、リップ部４のギャップ量の目標変位ベクトル
をΔｙは、第式及び第式より、 Δｙ＝Ｋα・ΔP,（Ｋα＝G-1KPT） … と表される。
（Δｙ）に変換する圧力／変位変換マトリックスをＫα
とおけば、リップ部４のギャップ量の目標変位ベクトル
をΔｙは、第式及び第式より、 Δｙ＝Ｋα・ΔP,（Ｋα＝G-1KPT） … と表される。
次に、空圧制御系へ入力される初期電圧ベクトルΔｕ
を、 Δｕ＝（ΔP1,Δu2,…，Δui,…，Δun）Ｔ と置き、初期電圧ベクトル（Δｕ）を圧力ベクトル（Δ
ｙ）に変換する電圧／圧力変位変換マトリックスをKpと
すれば、上述の第式を用いて、 Δｙ＝Ｋα・ΔＰ ΔＰ＝Kp・Δｕ Kp＝diag（ΔKP1,ΔKP2,…，ΔKPi,…，ΔKPn） と表される。これを変形して、目標変位ベクトル（Δ
ｙ）を達成する初期電圧ベクトル（Δｕ）を求めれば、
下記第式として表される。
を、 Δｕ＝（ΔP1,Δu2,…，Δui,…，Δun）Ｔ と置き、初期電圧ベクトル（Δｕ）を圧力ベクトル（Δ
ｙ）に変換する電圧／圧力変位変換マトリックスをKpと
すれば、上述の第式を用いて、 Δｙ＝Ｋα・ΔＰ ΔＰ＝Kp・Δｕ Kp＝diag（ΔKP1,ΔKP2,…，ΔKPi,…，ΔKPn） と表される。これを変形して、目標変位ベクトル（Δ
ｙ）を達成する初期電圧ベクトル（Δｕ）を求めれば、
下記第式として表される。
Δｙ＝Ｋα・Kp・Δｕ ∴Δｕ＝（Ｋα・Kp）-1・Δｙ … 従って、この第式により、非干渉入力演算を行うこ
とができる。
とができる。
ここで、Ｋα・Kpの求めるためには、第式を変形し
て、 上記の第式として表されることから、各チャンネル
単独で入力した場合の各ゾーンの変位特性値を実測し、
これによりＫα・Kpの求める方法がある。
て、 上記の第式として表されることから、各チャンネル
単独で入力した場合の各ゾーンの変位特性値を実測し、
これによりＫα・Kpの求める方法がある。
なお、設計値を用いて、FEM解析等から第式で表さ
れる剛性マトリクスＧを導出して、求める方法もある。
れる剛性マトリクスＧを導出して、求める方法もある。
−非干渉マトリクスの繰返し修正方法− 次に、マトリクス（Ｋα・Kp）は、その真値に対する
誤差を有することから、精度を更に高めるために繰返し
修正する場合を説明する。
誤差を有することから、精度を更に高めるために繰返し
修正する場合を説明する。
まず、先に求めたマトリクス（Ｋα・Kp）に基づき非
干渉入力演算して得られた初期電圧ベクトル（Δｕ）に
より、実際に得られた実測変位ベクトルをΔymとすれ
ば、その非干渉補償された系の挙動は、（Ｋα′・Ｋ
ｐ′）をモデルとすれば、 Δym＝（Ｋα・Kp）・（Ｋα′・Ｋｐ′）-1・Δｙ… として表される。
干渉入力演算して得られた初期電圧ベクトル（Δｕ）に
より、実際に得られた実測変位ベクトルをΔymとすれ
ば、その非干渉補償された系の挙動は、（Ｋα′・Ｋ
ｐ′）をモデルとすれば、 Δym＝（Ｋα・Kp）・（Ｋα′・Ｋｐ′）-1・Δｙ… として表される。
ここで、第式により制御された系について、各チャ
ネル単独での目標値入力により、新たに干渉マトリクス
（K1′）を測定すると、下記の第式として表される。
ネル単独での目標値入力により、新たに干渉マトリクス
（K1′）を測定すると、下記の第式として表される。
よって、実測されたK1′を用いて、第式に代入すれ
ば、下記の第式が得られる。
ば、下記の第式が得られる。
Δｕ＝（Ｋα′・Kp′）-1・K1′-1・Δｙ … 即ち、（Ｋα′・Kp′）-1・K1′-1が新たに修正マト
リクスとして得られる。
リクスとして得られる。
これにより、経年的特性変化等にも、上述の方式を用
いてることにより、常に精度の高い非干渉制御を実現す
ることができる。
いてることにより、常に精度の高い非干渉制御を実現す
ることができる。
−固有誤差補正演算方式− 次に、目標変位ベクトル（Δｙ）に代えて、ギャップ
量固有誤差ベクトル（Δｅ）を補償した補正目標変位ベ
クトル（Δｙ＋Δｅ）を、固有誤差補正演算方式を用い
て演算する場合を説明する。
量固有誤差ベクトル（Δｅ）を補償した補正目標変位ベ
クトル（Δｙ＋Δｅ）を、固有誤差補正演算方式を用い
て演算する場合を説明する。
まず、リップ部４の固有形状誤差における所望の許容
ギャップ量誤差（最大ギャップ）と、実測されたリップ
構造体２の機械的な組立・調整後の実測ギャップ量誤差
との偏差から得られるギャップ量固有誤差ベクトルを、
Δｅとすれば、 Δｅ＝（Δe1,Δe2,…，Δej,…，Δen） と表すことができる。
ギャップ量誤差（最大ギャップ）と、実測されたリップ
構造体２の機械的な組立・調整後の実測ギャップ量誤差
との偏差から得られるギャップ量固有誤差ベクトルを、
Δｅとすれば、 Δｅ＝（Δe1,Δe2,…，Δej,…，Δen） と表すことができる。
このΔｅを用いて、下記の第式に示すように、許容
ギャップ量誤差（基準ギャップ状態）を実現するための
基準入力、即ち、基準ギャップを実現するための初期入
力を、予め初期電圧ベクトル（Δｕ）に加えて補正す
る。
ギャップ量誤差（基準ギャップ状態）を実現するための
基準入力、即ち、基準ギャップを実現するための初期入
力を、予め初期電圧ベクトル（Δｕ）に加えて補正す
る。
Δue＝（Ｋα・Kp）-1・Δｅ … なお、繰返しマトリクスを修正した第式を用いた場
合は、下記の第式により求める。
合は、下記の第式により求める。
Δue＝（Ｋα′・Kp′）-1・K1′-1・Δｅ … よって、以上の第式及び第式より、空圧制御系へ
の補正された電圧指令値（Δｕ＋Δue）が次式により表
される。
の補正された電圧指令値（Δｕ＋Δue）が次式により表
される。
Δｕ＋Δue＝（Ｋα・Kp）-1・（Δｙ＋Δｅ） … 以上の方式により、原理的には第４図に示すようなギ
ャップ誤差補正が可能となる。
ャップ誤差補正が可能となる。
−実証データ− 第３図（１），（２）に、３軸試作機の順次隣接した
ch1,ch2,ch3において、ch1及びch3のみを、0.54μｍの
連続的ステップ駆動させ、ch2に非干渉入力を入れた場
合（１）と入れない（定圧入力）場合（２）の２つの場
合のデータを、縦軸にリップ変位量ｙ、横軸に時間ｓと
して表した。
ch1,ch2,ch3において、ch1及びch3のみを、0.54μｍの
連続的ステップ駆動させ、ch2に非干渉入力を入れた場
合（１）と入れない（定圧入力）場合（２）の２つの場
合のデータを、縦軸にリップ変位量ｙ、横軸に時間ｓと
して表した。
第３図（１）は、第式より補正された電圧指令値
（Δｕ）を用いて非干渉制御を行った場合を示し、ch2
は、0.26μｍのみ変動するに過ぎず、一方、第３図
（２）は、非干渉制御しない場合を示し、ch2が1.73μ
ｍも干渉されていることが分る。
（Δｕ）を用いて非干渉制御を行った場合を示し、ch2
は、0.26μｍのみ変動するに過ぎず、一方、第３図
（２）は、非干渉制御しない場合を示し、ch2が1.73μ
ｍも干渉されていることが分る。
［発明の効果］ 以上の説明から分るとおり、本発明によれば、高精度
にＴダイリップのギャップ量を制御することのできる非
干渉制御型Ｔダイギャップ制御装置を提供することがで
きる。
にＴダイリップのギャップ量を制御することのできる非
干渉制御型Ｔダイギャップ制御装置を提供することがで
きる。
第１図は本発明の実施例に係わるＴダイの斜視図、第２
図は第１図のＴダイの用いる制御装置のブロック図、第
３図（１），（２）は第 式より補正された電圧指令値
（Δｕ＋Δue）を用いて非干渉制御を行った場合と、非
干渉制御を行わない場合の制御制度を比較した図，第４
図は理想のギャップ量 に対し、固有誤差補正 非干渉マトリクスの繰返し修正 した場合のギャップ量の誤差を示す図である。 20……制御装置、21……記憶域、22……演算域、23……
電圧指令値出力域23、24……フィルム膜厚プロファイル
センサ24、25……目標プロファイル記憶部、26……樹脂
流量特性記憶部、27……非干渉制御マトリクス記憶部、
28……圧力／変位変換マトリクス記憶部、29……操作量
／圧力変換マトリクス記憶部、30……実測プロファイル
記憶部、31……ギャップ量誤差ベクトル記憶部31、32…
…膜厚誤差演算部、33……リップ開度量演算部、34……
マトリクス演算部、35……操作量演算部、36……電圧指
令値出力部36。
図は第１図のＴダイの用いる制御装置のブロック図、第
３図（１），（２）は第 式より補正された電圧指令値
（Δｕ＋Δue）を用いて非干渉制御を行った場合と、非
干渉制御を行わない場合の制御制度を比較した図，第４
図は理想のギャップ量 に対し、固有誤差補正 非干渉マトリクスの繰返し修正 した場合のギャップ量の誤差を示す図である。 20……制御装置、21……記憶域、22……演算域、23……
電圧指令値出力域23、24……フィルム膜厚プロファイル
センサ24、25……目標プロファイル記憶部、26……樹脂
流量特性記憶部、27……非干渉制御マトリクス記憶部、
28……圧力／変位変換マトリクス記憶部、29……操作量
／圧力変換マトリクス記憶部、30……実測プロファイル
記憶部、31……ギャップ量誤差ベクトル記憶部31、32…
…膜厚誤差演算部、33……リップ開度量演算部、34……
マトリクス演算部、35……操作量演算部、36……電圧指
令値出力部36。
Claims (3)
- 【請求項１】膜材料を被膜材に流出させるリップ部を有
するリップ構造体に圧力を与えて、前記リップ部のギャ
ップ量を増減するｎ（ｎ≧２）個の駆動手段と、 該ｎ個の駆動手段に各々対応するｎ箇所の前記膜材料の
膜厚値を実測する膜厚実測手段と、 該膜厚実測手段より検出された膜厚実測値と予め定めら
れた目標膜厚値とから膜厚偏差を求め、該膜厚偏差に基
づいて、前記リップ部のギャップ量における目標変位ベ
クトル（Δｙ）を演算するリップ開度量演算手段と、 該目標変位ベクトル（Δｙ）を基準入力値として、該基
準入力値（Δｙ）に対応する前記ｎ個の駆動手段への操
作量（Ｕ）を、前記リップ構造体の剛性マトリクス
（Ｇ）に基づいた非干渉制御アルゴリズムにより演算す
る操作量演算手段と を有する非干渉制御型Ｔダイギャップ制御装置におい
て、 前記操作量演算手段は、 前記リップ構造体に加えられる圧力ベクトル（ΔＰ）を
前記目標変位ベクトル（Δｙ）に変換する圧力／変位変
換マトリックス（Ｋα）を演算すると共に， 該圧力／変位変換マトリックス（Ｋα）と、前記駆動手
段に入力される操作量ベクトル（Δｕ）を前記リップ構
造体に加えられる圧力ベクトル（ΔＰ）に変換するため
の操作量／圧力変換マトリクス（Kp）との積（Ｋα・K
p）の逆マトリクス（Ｋα・Kp）-1を演算する初期マト
リクス演算部と、 該初期マトリクス演算部より出力される逆マトリクス
（Ｋα・Kp）-1を受け、該逆マトリクス（Ｋα・kp）-1
に基づいて、前記基準入力値（Δｙ）に対応する初期操
作量（Δｕ）を、非干渉制御アルゴリズムにより演算す
る操作量演算部と を有することを特徴とする非干渉制御型Ｔダイギャップ
制御装置。 - 【請求項２】第１請求項記載の非干渉制御型Ｔダイギャ
ップ制御装置において、 前記操作量演算手段は、 前記目標変位ベクトル（Δｙ）と、前記初期操作量（Δ
ｕ）に基づいて駆動された前記リップ部を実測して得ら
れる実測変位ベクトル（Δym）との偏差から、該偏差を
補償するように、前記逆マトリクス（Ｋα・Kp）-1を繰
返し修正した修正逆マトリクス（Ｋα′・Kp′）-1・K1
-1を演算する修正マトリクス演算部を有し、 前記操作量演算部は、前記修正マトリクス演算部より出
力される修正逆マトリクス（Ｋα′・Kp′）-1・K1 -1を
受け、該修正逆マトリクス（Ｋα′・Kp′）-1・K1 -1に
基づいて、前記目標変位ベクトル（Δｙ）に対応する修
正操作量（Δu1）を非干渉制御アルゴリズムにより演算
することを特徴とする非干渉制御型Ｔダイギャップ制御
装置。 - 【請求項３】第１又は第２請求項記載の前記非干渉制御
型Ｔダイギャップ制御装置において、 前記リップ部の固有形状誤差における予め定められた許
容ギャップ量誤差と、実測された当該リップ部の実測ギ
ャップ量誤差との偏差から、ギャップ量固有誤差ベクト
ル（Δｅ）を求め、該ギャップ量固有誤差ベクトル（Δ
ｅ）を前記目標変位ベクトル（Δｙ）に加算した補正基
準入力値（Δｙ＋Δｅ）を、前記操作量演算手段に基準
入力値として与える固有形状誤差補正手段 を設けたことを特徴とする非干渉制御型Ｔダイギャップ
制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63214794A JP2609540B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 非干渉制御型ｔダイギャップ制御装置 |
| EP89116128A EP0357071B1 (en) | 1988-08-31 | 1989-08-31 | Apparatus for carrying out decoupling control of a t-die |
| DE89116128T DE68910442T2 (de) | 1988-08-31 | 1989-08-31 | Vorrichtung zum Ausführen einer entkoppelten Kontrolle einer T-Matrize. |
| US07/401,171 US5056030A (en) | 1988-08-31 | 1989-08-31 | Apparatus for carrying out decoupling control of a t-die |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63214794A JP2609540B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 非干渉制御型ｔダイギャップ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0263715A JPH0263715A (ja) | 1990-03-05 |
| JP2609540B2 true JP2609540B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=16661639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63214794A Expired - Lifetime JP2609540B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 非干渉制御型ｔダイギャップ制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5056030A (ja) |
| EP (1) | EP0357071B1 (ja) |
| JP (1) | JP2609540B2 (ja) |
| DE (1) | DE68910442T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| CN103747938A (zh) * | 2011-06-07 | 2014-04-23 | 3M创新有限公司 | 狭槽模具位置调整 |
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| JPH0739128B2 (ja) * | 1991-03-29 | 1995-05-01 | 鬼怒川ゴム工業株式会社 | 連続押出加硫ラインの制御装置 |
| JPH10225973A (ja) * | 1997-02-14 | 1998-08-25 | Toshiba Mach Co Ltd | 熱変位式自動ｔダイの制御方法 |
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| US20060138705A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Korba Gary A | Method of making a structured surface article |
| US20060141218A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Biernath Rolf W | Uniaxially oriented articles having structured surface |
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| US20060204720A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-09-14 | Biernath Rolf W | Uniaxially oriented birefringent article having a structured surface |
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| JP5280285B2 (ja) * | 2009-04-10 | 2013-09-04 | 住友重機械モダン株式会社 | Ｔダイ用リップ駆動部 |
| US9579684B2 (en) | 2011-06-07 | 2017-02-28 | 3M Innovative Properties Company | Slot die position adjustment control |
| JP2023553102A (ja) * | 2020-12-09 | 2023-12-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | スロットダイ位置調整 |
| EP4157607A1 (en) * | 2021-04-29 | 2023-04-05 | Lohia Mechatronik Private Limited | System and method for mapping the lip adjustment bolts of a flat extrusion die |
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| JPS6050133B2 (ja) * | 1981-11-05 | 1985-11-07 | 東芝機械株式会社 | 口金隙間調整方法 |
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-
1988
- 1988-08-31 JP JP63214794A patent/JP2609540B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-08-31 US US07/401,171 patent/US5056030A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-31 EP EP89116128A patent/EP0357071B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-31 DE DE89116128T patent/DE68910442T2/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| EP0357071A3 (en) | 1991-04-10 |
| JPH0263715A (ja) | 1990-03-05 |
| EP0357071A2 (en) | 1990-03-07 |
| DE68910442T2 (de) | 1994-03-24 |
| DE68910442D1 (de) | 1993-12-09 |
| US5056030A (en) | 1991-10-08 |
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