JP3190764B2 - 樹脂混練造粒方法 - Google Patents
樹脂混練造粒方法Info
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックペレット
などの製造に使用する樹脂混練造粒方法に関する。詳し
くは、供給された樹脂を混練機で混練したのち、シュー
ト内に一時的に滞留させながら押出機へ案内し、その押
出機から押し出して造粒する樹脂混練造粒方法に関す
る。
などの製造に使用する樹脂混練造粒方法に関する。詳し
くは、供給された樹脂を混練機で混練したのち、シュー
ト内に一時的に滞留させながら押出機へ案内し、その押
出機から押し出して造粒する樹脂混練造粒方法に関す
る。
【０００２】
【背景技術】通常、プラスチックペレットなどの製造
は、ホッパから供給された樹脂を、混練機で混練したの
ち、シュート内に一時的に滞留させながら押出機へ案内
し、その押出機から押し出しながら造粒する工程が採ら
れている。
は、ホッパから供給された樹脂を、混練機で混練したの
ち、シュート内に一時的に滞留させながら押出機へ案内
し、その押出機から押し出しながら造粒する工程が採ら
れている。
【０００３】このような製造工程においては、混練機か
ら押出機への樹脂供給量と押出機からの押出量とが等し
ければ問題はない。しかし、混練機から押出機への樹脂
供給量を常に一定に維持することは困難であり、その供
給量が一時的に変動すると、シュート内に滞留する樹脂
量が変化し、種々の問題を生じさせる。
ら押出機への樹脂供給量と押出機からの押出量とが等し
ければ問題はない。しかし、混練機から押出機への樹脂
供給量を常に一定に維持することは困難であり、その供
給量が一時的に変動すると、シュート内に滞留する樹脂
量が変化し、種々の問題を生じさせる。
【０００４】例えば、押出機のスクリュが一定回転数の
下で回転している状態において、押出機への供給量が低
下すると、押出機スクリュ内部の充満率も低下するの
で、造粒時の樹脂物性や製品の品質に悪影響を与える。
逆に、押出機への樹脂供給量が過剰になると、シュート
内で樹脂が固着して供給不能になり、やがて、押出機停
止につながる。従って、通常の押出機の運転にあって
は、シュート内に滞留する樹脂量レベルが常に一定にな
るような操作が必要とされる。
下で回転している状態において、押出機への供給量が低
下すると、押出機スクリュ内部の充満率も低下するの
で、造粒時の樹脂物性や製品の品質に悪影響を与える。
逆に、押出機への樹脂供給量が過剰になると、シュート
内で樹脂が固着して供給不能になり、やがて、押出機停
止につながる。従って、通常の押出機の運転にあって
は、シュート内に滞留する樹脂量レベルが常に一定にな
るような操作が必要とされる。
【０００５】ところで、シュート内における樹脂は、混
練機で練られて溶融状態となってシュート内に落下して
くる。また、その落下位置が押出機のスクリュ上部のた
め、落下した樹脂はスクリュ上でたえず揺動している状
態にある。従って、液体におけるレベルの計測と違い不
均一なレベルの測定となるため、通常の液面計の測定原
理が利用できない。
練機で練られて溶融状態となってシュート内に落下して
くる。また、その落下位置が押出機のスクリュ上部のた
め、落下した樹脂はスクリュ上でたえず揺動している状
態にある。従って、液体におけるレベルの計測と違い不
均一なレベルの測定となるため、通常の液面計の測定原
理が利用できない。
【０００６】そこで、従来、シュート内に滞留する樹脂
量を検出するには、シュート内部の状況が観測可能な位
置にテレビカメラを設置し、このテレビカメラを作業員
が監視しながらシュート内に滞留する樹脂量を定量的に
把握する方法、あるいは、シュート壁面のスクリュ面か
らやや上方位置に温度計を設置し、シュート壁面温度と
樹脂温度との差から樹脂のレベルが高くなってきたこと
を検出する方法などが採られている。
量を検出するには、シュート内部の状況が観測可能な位
置にテレビカメラを設置し、このテレビカメラを作業員
が監視しながらシュート内に滞留する樹脂量を定量的に
把握する方法、あるいは、シュート壁面のスクリュ面か
らやや上方位置に温度計を設置し、シュート壁面温度と
樹脂温度との差から樹脂のレベルが高くなってきたこと
を検出する方法などが採られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法のうち、前者の方法は、作業員が常時テレ
ビカメラを監視しなければならないから、作業員にかか
る負担が大きく、運転操作上の制約を受けるという欠点
がある。また、後者の方法は、通常の熱電対式温度計で
は応答が遅く、樹脂量のコントロールに利用できないた
め、やはり作業員が常時監視を行わなければならないと
いう欠点がある。
た従来の方法のうち、前者の方法は、作業員が常時テレ
ビカメラを監視しなければならないから、作業員にかか
る負担が大きく、運転操作上の制約を受けるという欠点
がある。また、後者の方法は、通常の熱電対式温度計で
は応答が遅く、樹脂量のコントロールに利用できないた
め、やはり作業員が常時監視を行わなければならないと
いう欠点がある。
【０００８】そこで、これらの欠点を解消するものとし
て、特公平３−２０３号の「ポリマ混練造粒装置」が提
案されている。これは、シュート内の樹脂を工業用テレ
ビカメラで撮像し、その画素データのうちで樹脂が映し
出された画素の割合を求め、この割合に基づいて樹脂供
給量を制御するようにしたものである。しかし、これに
しても、製造する樹脂の種類によっては、シュート内に
ガスが発生し（成分は主に添加剤）、視界を遮るので可
視画像による監視が不可能な場合がある。
て、特公平３−２０３号の「ポリマ混練造粒装置」が提
案されている。これは、シュート内の樹脂を工業用テレ
ビカメラで撮像し、その画素データのうちで樹脂が映し
出された画素の割合を求め、この割合に基づいて樹脂供
給量を制御するようにしたものである。しかし、これに
しても、製造する樹脂の種類によっては、シュート内に
ガスが発生し（成分は主に添加剤）、視界を遮るので可
視画像による監視が不可能な場合がある。
【０００９】ここに、本発明の目的は、このような従来
の欠点を解消し、シュート内に滞留する樹脂量を正確に
検出し、シュート内に滞留する樹脂量を一定に管理でき
る樹脂混練造粒方法を提供することにある。
の欠点を解消し、シュート内に滞留する樹脂量を正確に
検出し、シュート内に滞留する樹脂量を一定に管理でき
る樹脂混練造粒方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、供給され
る樹脂を混練機で混練したのち、シュート内に一時的に
滞留させながら押出機へ案内し、その押出機から押し出
して造粒する樹脂混練造粒方法において、前記シュート
内に滞留する樹脂を赤外線カメラで撮像し、その画像情
報から前記シュートに落下中の落下樹脂の有無を判断
し、落下樹脂がないことを条件としてその画像情報を処
理してシュート内に滞留する樹脂量レベルを検出し、そ
の樹脂量レベルに応じて樹脂の供給量または押出機の回
転数を制御することを特徴としている。
る樹脂を混練機で混練したのち、シュート内に一時的に
滞留させながら押出機へ案内し、その押出機から押し出
して造粒する樹脂混練造粒方法において、前記シュート
内に滞留する樹脂を赤外線カメラで撮像し、その画像情
報から前記シュートに落下中の落下樹脂の有無を判断
し、落下樹脂がないことを条件としてその画像情報を処
理してシュート内に滞留する樹脂量レベルを検出し、そ
の樹脂量レベルに応じて樹脂の供給量または押出機の回
転数を制御することを特徴としている。
【００１１】第２の発明は、供給される樹脂を混練機で
混練したのち、シュート内に一時的に滞留させながら押
出機へ案内し、その押出機から押し出して造粒する樹脂
混練造粒方法において、前記シュート内の樹脂が常に滞
留している部分、前記シュート内における押出機のスク
リュ上で樹脂量レベルの増加に伴って樹脂が滞留する部
分およびシュート内の壁面で通常レベルでは樹脂が滞留
しないが異常時に滞留する高さ部分の温度を赤外線放射
温度計により測定し、これらの温度データを基にシュー
ト内に滞留する樹脂量レベルを検出し、その樹脂量レベ
ルに応じて樹脂の供給量または押出機の回転数を制御す
ることを特徴としている。
混練したのち、シュート内に一時的に滞留させながら押
出機へ案内し、その押出機から押し出して造粒する樹脂
混練造粒方法において、前記シュート内の樹脂が常に滞
留している部分、前記シュート内における押出機のスク
リュ上で樹脂量レベルの増加に伴って樹脂が滞留する部
分およびシュート内の壁面で通常レベルでは樹脂が滞留
しないが異常時に滞留する高さ部分の温度を赤外線放射
温度計により測定し、これらの温度データを基にシュー
ト内に滞留する樹脂量レベルを検出し、その樹脂量レベ
ルに応じて樹脂の供給量または押出機の回転数を制御す
ることを特徴としている。
【００１２】
【作用】第１の発明によれば、シュート内に滞留する樹
脂を赤外線カメラで撮像し、その画像情報を処理してシ
ュート内に滞留する樹脂量レベルを検出し、その樹脂量
レベルに応じて樹脂の供給量または押出機の回転数を制
御するようにしているから、樹脂から発生するガスによ
ってシュート内の視界が遮られた場合でも、シュート内
に滞留する樹脂量レベルを正確に検出し、それを一定に
維持することができる。しかも、赤外線カメラで撮像し
た画像情報からシュートに落下中の落下樹脂の有無を判
断し、落下樹脂がないことを条件としてその画像情報を
処理してシュート内に滞留する樹脂量レベルを検出する
ようにしたから、シュートに落下中の落下樹脂を含むこ
となく、滞留している樹脂のみのレベルを検出すること
ができ、その結果、シュート内に滞留する樹脂量レベル
を正確に検出できる。
脂を赤外線カメラで撮像し、その画像情報を処理してシ
ュート内に滞留する樹脂量レベルを検出し、その樹脂量
レベルに応じて樹脂の供給量または押出機の回転数を制
御するようにしているから、樹脂から発生するガスによ
ってシュート内の視界が遮られた場合でも、シュート内
に滞留する樹脂量レベルを正確に検出し、それを一定に
維持することができる。しかも、赤外線カメラで撮像し
た画像情報からシュートに落下中の落下樹脂の有無を判
断し、落下樹脂がないことを条件としてその画像情報を
処理してシュート内に滞留する樹脂量レベルを検出する
ようにしたから、シュートに落下中の落下樹脂を含むこ
となく、滞留している樹脂のみのレベルを検出すること
ができ、その結果、シュート内に滞留する樹脂量レベル
を正確に検出できる。
【００１３】第２の発明によれば、シュート内の複数
点、具体的には、前記シュート内の樹脂が常に滞留して
いる部分（第１の部分）、前記シュート内における押出
機のスクリュ上で樹脂量レベルの増加に伴って樹脂が滞
留する部分（第２の部分）およびシュート内の壁面で通
常レベルでは樹脂が滞留しないが異常時に滞留する高さ
部分（第３の部分）の温度を赤外線放射温度計により測
定し、これらの温度データを基にシュート内に滞留する
樹脂量レベルを検出しているから、第１の発明と同様に
シュート内に滞留する樹脂量レベルを正確に検出でき
る。 例えば、樹脂量レベルが低くなると、第１の部分上
の樹脂量が減少するので第１の部分の温度が低くなり、
逆に、樹脂量レベルが高くなると、第２の部分上の樹脂
量が増加するので第２の部分の温度が高くなる。また、
スクリュの噛み込み不良などが起こると、急激に樹脂量
レベルが高くなるため、第３の部分の温度が高くなる。
このように、３つの部分の温度変化によってシュート内
部の樹脂量レベルを正確に検出できる。
点、具体的には、前記シュート内の樹脂が常に滞留して
いる部分（第１の部分）、前記シュート内における押出
機のスクリュ上で樹脂量レベルの増加に伴って樹脂が滞
留する部分（第２の部分）およびシュート内の壁面で通
常レベルでは樹脂が滞留しないが異常時に滞留する高さ
部分（第３の部分）の温度を赤外線放射温度計により測
定し、これらの温度データを基にシュート内に滞留する
樹脂量レベルを検出しているから、第１の発明と同様に
シュート内に滞留する樹脂量レベルを正確に検出でき
る。 例えば、樹脂量レベルが低くなると、第１の部分上
の樹脂量が減少するので第１の部分の温度が低くなり、
逆に、樹脂量レベルが高くなると、第２の部分上の樹脂
量が増加するので第２の部分の温度が高くなる。また、
スクリュの噛み込み不良などが起こると、急激に樹脂量
レベルが高くなるため、第３の部分の温度が高くなる。
このように、３つの部分の温度変化によってシュート内
部の樹脂量レベルを正確に検出できる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。 〔第１実施例〕第１実施例を図１〜図３に示す。図１は
本発明の樹脂混練造粒方法を適用した装置を示してい
る。同樹脂混練造粒装置は、大きく分けて、混練造粒機
１と、制御装置１１とから構成されている。前記混練造
粒機１は、ホッパ２と、このホッパ２から供給された原
料樹脂を混練する混練機３と、この混練機３で混練され
た樹脂を一時的に滞留しながら案内するシュート４と、
このシュート４に滞留された樹脂を押し出しながら造粒
する押出機５とから構成されている。
詳細に説明する。 〔第１実施例〕第１実施例を図１〜図３に示す。図１は
本発明の樹脂混練造粒方法を適用した装置を示してい
る。同樹脂混練造粒装置は、大きく分けて、混練造粒機
１と、制御装置１１とから構成されている。前記混練造
粒機１は、ホッパ２と、このホッパ２から供給された原
料樹脂を混練する混練機３と、この混練機３で混練され
た樹脂を一時的に滞留しながら案内するシュート４と、
このシュート４に滞留された樹脂を押し出しながら造粒
する押出機５とから構成されている。
【００１５】前記制御装置１１は、ホッパ２から混練機
３への樹脂の供給量を調整する樹脂量調整機構１２と、
前記押出機５の回転数制御（スクリュの回転数制御）に
より押出機５からの押出量を調整する樹脂量調整機構１
３と、前記シュート４内に滞留する樹脂の画像を撮像す
る赤外線カメラ１４と、この赤外線カメラ１４の画像情
報を基にシュート４内に滞留する樹脂量レベルを検出す
る信号処理装置１５と、この信号処理装置１５によって
検出された樹脂量レベルに応じて選択した前記いずれか
の樹脂量調整機構１２，１３を調整するコントローラ１
６とから構成されている。
３への樹脂の供給量を調整する樹脂量調整機構１２と、
前記押出機５の回転数制御（スクリュの回転数制御）に
より押出機５からの押出量を調整する樹脂量調整機構１
３と、前記シュート４内に滞留する樹脂の画像を撮像す
る赤外線カメラ１４と、この赤外線カメラ１４の画像情
報を基にシュート４内に滞留する樹脂量レベルを検出す
る信号処理装置１５と、この信号処理装置１５によって
検出された樹脂量レベルに応じて選択した前記いずれか
の樹脂量調整機構１２，１３を調整するコントローラ１
６とから構成されている。
【００１６】前記赤外線カメラ１４は、前記シュート４
内に滞留する樹脂の画像を撮像できるように、シュート
４の観測用窓部４Ａに臨んで設置されている。観測用窓
部４Ａには、赤外線カメラ１１を保護するために、ガラ
ス窓４Ｂが装着されている。ガラス窓４Ｂの材質として
は、赤外線の波長を透過する石英ガラスなどが採用され
ている。更に、ガラス窓の曇りによる赤外線カメラの誤
動作を防ぐため、ガラス窓４Ｂ内面に窒素などを吹き付
け、曇りを防止する機構（図示省略）が設けられてい
る。なお、赤外線カメラ１４としては、赤外線の帯域を
検出できる一般に工業用として入手可能な赤外線カメラ
の仕様でよい。
内に滞留する樹脂の画像を撮像できるように、シュート
４の観測用窓部４Ａに臨んで設置されている。観測用窓
部４Ａには、赤外線カメラ１１を保護するために、ガラ
ス窓４Ｂが装着されている。ガラス窓４Ｂの材質として
は、赤外線の波長を透過する石英ガラスなどが採用され
ている。更に、ガラス窓の曇りによる赤外線カメラの誤
動作を防ぐため、ガラス窓４Ｂ内面に窒素などを吹き付
け、曇りを防止する機構（図示省略）が設けられてい
る。なお、赤外線カメラ１４としては、赤外線の帯域を
検出できる一般に工業用として入手可能な赤外線カメラ
の仕様でよい。
【００１７】前記信号処理装置１５は、赤外線カメラ１
４から得られる画像信号を基に画像処理を行い、その画
像情報（二次元情報）をシュート４内部の樹脂量レベル
に変換する処理を行う。例えば、図２のフローチャート
に示すように、画像信号を基にシュート４内部の樹脂量
レベルを検出する測定処理およびキャリブレーション処
理を行う。なお、これらの測定処理およびキャリブレー
ション処理の詳細については、作用の項の中で説明す
る。
４から得られる画像信号を基に画像処理を行い、その画
像情報（二次元情報）をシュート４内部の樹脂量レベル
に変換する処理を行う。例えば、図２のフローチャート
に示すように、画像信号を基にシュート４内部の樹脂量
レベルを検出する測定処理およびキャリブレーション処
理を行う。なお、これらの測定処理およびキャリブレー
ション処理の詳細については、作用の項の中で説明す
る。
【００１８】前記コントローラ１６は、信号処理装置１
５から得られるシュート４内部の樹脂量レベルから押出
機５への樹脂の供給量を計算し、この供給量が予め設定
された範囲を越えている場合に操作量を変更する。操作
量の変更には、ｉ）押出機５への樹脂の供給量を調整す
る、ｉｉ）押出機５の押出量を調整する、の２通りの方
法がある。具体的な操作端としては、ｉ）の場合には混
練機３への供給量を調整する機構である樹脂量調整機構
１２、ｉｉ）の場合には樹脂量調整機構１３（回転数制
御）である。
５から得られるシュート４内部の樹脂量レベルから押出
機５への樹脂の供給量を計算し、この供給量が予め設定
された範囲を越えている場合に操作量を変更する。操作
量の変更には、ｉ）押出機５への樹脂の供給量を調整す
る、ｉｉ）押出機５の押出量を調整する、の２通りの方
法がある。具体的な操作端としては、ｉ）の場合には混
練機３への供給量を調整する機構である樹脂量調整機構
１２、ｉｉ）の場合には樹脂量調整機構１３（回転数制
御）である。
【００１９】次に、本実施例の作用を、図２および図３
のフローチャートを参照しながら説明する。ホッパ２か
ら樹脂量調整機構１２を通じて混練機３内に供給された
樹脂は、そこで混練され、続いて、シュート４内に一時
的に滞留されたのち押出機５から押し出されながら造粒
される。赤外線カメラ１４は、シュート４内に滞留する
樹脂を撮像し、その画像情報を信号処理装置１５へ与え
る。
のフローチャートを参照しながら説明する。ホッパ２か
ら樹脂量調整機構１２を通じて混練機３内に供給された
樹脂は、そこで混練され、続いて、シュート４内に一時
的に滞留されたのち押出機５から押し出されながら造粒
される。赤外線カメラ１４は、シュート４内に滞留する
樹脂を撮像し、その画像情報を信号処理装置１５へ与え
る。
【００２０】信号処理装置１５は、図２に示すフローチ
ャートに従って、処理を実行する。まず、ステップ（以
下、ＳＴと略す。）１において、現在時刻が予め設定し
たキャリブレーション時刻であるか否かをチェックす
る。キャリブレーション時刻でなければＳＴ２〜ＳＴ７
の測定処理を行う一方、キャリブレーション時刻であれ
ばＳＴ８〜ＳＴ１０のキャリブレーション処理を行う。
ャートに従って、処理を実行する。まず、ステップ（以
下、ＳＴと略す。）１において、現在時刻が予め設定し
たキャリブレーション時刻であるか否かをチェックす
る。キャリブレーション時刻でなければＳＴ２〜ＳＴ７
の測定処理を行う一方、キャリブレーション時刻であれ
ばＳＴ８〜ＳＴ１０のキャリブレーション処理を行う。
【００２１】まず、測定処理では、ＳＴ２において、赤
外線カメラ１４で撮像された画像情報をサンプリングし
たのち、ＳＴ３へ進み落下樹脂の有無をチェックする。
つまり、混練機３からシュート４内に落下する樹脂があ
るか否かをチェックし、落下樹脂があれば再び画像情報
のサンプリングを行う。ここで、落下樹脂がないことを
条件として、ＳＴ４へ進み計測対象範囲を画像情報より
抽出（ウインドウ処理）したのち、ＳＴ５へ進み多値画
像から二値画像へ変換（二値化処理）し、樹脂部分を画
像上で分離、抽出する。ちなみに、赤外線画像では、温
度が高い部分が高輝度となるので、その高輝度部分を樹
脂部分として分離、抽出することができる。続いて、Ｓ
Ｔ６へ進みウインドウ内の全画素中の樹脂検出部分の画
素の割合を面積として計算するとともに、その面積値を
シュート内の樹脂量レベルに変換したのち（面積計算処
理）、ＳＴ７でそのシュート内の樹脂量レベルをコント
ローラ１６へ出力する。
外線カメラ１４で撮像された画像情報をサンプリングし
たのち、ＳＴ３へ進み落下樹脂の有無をチェックする。
つまり、混練機３からシュート４内に落下する樹脂があ
るか否かをチェックし、落下樹脂があれば再び画像情報
のサンプリングを行う。ここで、落下樹脂がないことを
条件として、ＳＴ４へ進み計測対象範囲を画像情報より
抽出（ウインドウ処理）したのち、ＳＴ５へ進み多値画
像から二値画像へ変換（二値化処理）し、樹脂部分を画
像上で分離、抽出する。ちなみに、赤外線画像では、温
度が高い部分が高輝度となるので、その高輝度部分を樹
脂部分として分離、抽出することができる。続いて、Ｓ
Ｔ６へ進みウインドウ内の全画素中の樹脂検出部分の画
素の割合を面積として計算するとともに、その面積値を
シュート内の樹脂量レベルに変換したのち（面積計算処
理）、ＳＴ７でそのシュート内の樹脂量レベルをコント
ローラ１６へ出力する。
【００２２】次に、キャリブレーション処理では、ＳＴ
８において、赤外線カメラ１４で撮像された画像情報を
サンプリングしたのち、ＳＴ９へ進みキャリブレーショ
ン処理を行う。ここでは、前記ＳＴ５の二値化処理にお
いて、多値画像から二値画像へ変換する場合に必要な二
値化の輝度レベルをチェックし、決定する。ここで、輝
度レベルの決定に当たっては、画像処理で一般的に行わ
れている自動二値化のアルゴリズムを用いればよい。そ
ののち、ＳＴ１０へ進み二値化レベルを更新する。
８において、赤外線カメラ１４で撮像された画像情報を
サンプリングしたのち、ＳＴ９へ進みキャリブレーショ
ン処理を行う。ここでは、前記ＳＴ５の二値化処理にお
いて、多値画像から二値画像へ変換する場合に必要な二
値化の輝度レベルをチェックし、決定する。ここで、輝
度レベルの決定に当たっては、画像処理で一般的に行わ
れている自動二値化のアルゴリズムを用いればよい。そ
ののち、ＳＴ１０へ進み二値化レベルを更新する。
【００２３】一方、コントローラ１６は、図３に示すフ
ローチャートに従って、処理を実行する。まず、ステッ
プ１１において、前記信号処理装置１５から出力された
シュート内部の樹脂量レベルが通常時の操作範囲内にあ
るか否かをチェックする。ここでは、シュート内部の樹
脂量レベルが予め設定した一定範囲内にあるか否かをチ
ェックする。樹脂量レベルが予め設定した一定範囲内に
あればＳＴ１２〜ＳＴ１３の通常時操作処理へ進むが、
樹脂量レベルが予め設定した一定範囲内になければＳＴ
１４〜ＳＴ１７の緊急時操作処理へ進む。
ローチャートに従って、処理を実行する。まず、ステッ
プ１１において、前記信号処理装置１５から出力された
シュート内部の樹脂量レベルが通常時の操作範囲内にあ
るか否かをチェックする。ここでは、シュート内部の樹
脂量レベルが予め設定した一定範囲内にあるか否かをチ
ェックする。樹脂量レベルが予め設定した一定範囲内に
あればＳＴ１２〜ＳＴ１３の通常時操作処理へ進むが、
樹脂量レベルが予め設定した一定範囲内になければＳＴ
１４〜ＳＴ１７の緊急時操作処理へ進む。
【００２４】まず、通常時操作処理では、ＳＴ１２にお
いて、検出した樹脂量レベルと基準レベルとの偏差が一
定値α以上であるかをチェックする。偏差が一定値α以
上のとき、ＳＴ１３で供給量を調整、つまり、樹脂量調
整機構１２を調整する。
いて、検出した樹脂量レベルと基準レベルとの偏差が一
定値α以上であるかをチェックする。偏差が一定値α以
上のとき、ＳＴ１３で供給量を調整、つまり、樹脂量調
整機構１２を調整する。
【００２５】次に、緊急時操作処理では、ＳＴ１４で押
出量を調整、つまり、樹脂量調整機構１３を介して押出
機５の回転数調整を行ったのち、ＳＴ１５へ進み樹脂量
レベルが通常時の操作範囲内に入ったか否かをチェック
する。一定時間経過する前に、樹脂量レベルが通常時の
操作範囲内に入った場合には、ＳＴ１２へ進む。一定時
間経過しても、樹脂量レベルが通常時の操作範囲内に入
らなかった場合には、ＳＴ１６からＳＴ１７へ進み樹脂
供給を停止し運転を自動から手動に切替えて押出機５を
停止させる（ＳＴ１８）。
出量を調整、つまり、樹脂量調整機構１３を介して押出
機５の回転数調整を行ったのち、ＳＴ１５へ進み樹脂量
レベルが通常時の操作範囲内に入ったか否かをチェック
する。一定時間経過する前に、樹脂量レベルが通常時の
操作範囲内に入った場合には、ＳＴ１２へ進む。一定時
間経過しても、樹脂量レベルが通常時の操作範囲内に入
らなかった場合には、ＳＴ１６からＳＴ１７へ進み樹脂
供給を停止し運転を自動から手動に切替えて押出機５を
停止させる（ＳＴ１８）。
【００２６】従って、第１実施例によれば、シュート４
内に滞留する樹脂を赤外線カメラ１４で撮像し、その画
像情報を処理して滞留する樹脂量レベルを検出するよう
にしたので、溶融樹脂から発生するガスによってシュー
ト４内の視界、つまり、観測用窓部４Ａからの視界が可
視画像では困難な場合でも、シュート４内に滞留する樹
脂量レベルを正確に検出することができる。
内に滞留する樹脂を赤外線カメラ１４で撮像し、その画
像情報を処理して滞留する樹脂量レベルを検出するよう
にしたので、溶融樹脂から発生するガスによってシュー
ト４内の視界、つまり、観測用窓部４Ａからの視界が可
視画像では困難な場合でも、シュート４内に滞留する樹
脂量レベルを正確に検出することができる。
【００２７】また、予め設定したキャリブレーション時
刻になるごとに、つまり、定期的に二値化処理におい
て、多値画像から二値画像へ変換する場合に必要な二値
化の輝度レベルをチェックし、それを以後の画像データ
り二値化処理のデータとして更新するようにしたので、
長期的な画像の変化に対しても安定した検出精度を保障
することができる。
刻になるごとに、つまり、定期的に二値化処理におい
て、多値画像から二値画像へ変換する場合に必要な二値
化の輝度レベルをチェックし、それを以後の画像データ
り二値化処理のデータとして更新するようにしたので、
長期的な画像の変化に対しても安定した検出精度を保障
することができる。
【００２８】また、検出した樹脂量レベルが予め設定し
た通常時の操作範囲内にあるか否かをチェックし、樹脂
量レベルが通常時の操作範囲内にある場合には押出機５
への樹脂の供給量（ここでは、樹脂量調整機構１２によ
るホッパ２から混練機３への供給量）を調整するするよ
うにしたので、押出機５から造粒される製品の品質を損
なうことなく、シュート４内に滞留する樹脂量レベルを
一定に維持することができる。
た通常時の操作範囲内にあるか否かをチェックし、樹脂
量レベルが通常時の操作範囲内にある場合には押出機５
への樹脂の供給量（ここでは、樹脂量調整機構１２によ
るホッパ２から混練機３への供給量）を調整するするよ
うにしたので、押出機５から造粒される製品の品質を損
なうことなく、シュート４内に滞留する樹脂量レベルを
一定に維持することができる。
【００２９】また、樹脂量レベルが通常時の操作範囲内
にない場合には押出機５からの押出量（ここでは、樹脂
量調整機構１３による押出機５の回転数）を調整するよ
うにしたので、つまり、上記樹脂量調整機構１２による
ホッパ２から混練機３への供給量の調整に比べ、迅速に
シュート４内に滞留する樹脂量レベルを一定に戻すこと
ができるから、押出機５の緊急停止頻度も少なくするこ
とができる。
にない場合には押出機５からの押出量（ここでは、樹脂
量調整機構１３による押出機５の回転数）を調整するよ
うにしたので、つまり、上記樹脂量調整機構１２による
ホッパ２から混練機３への供給量の調整に比べ、迅速に
シュート４内に滞留する樹脂量レベルを一定に戻すこと
ができるから、押出機５の緊急停止頻度も少なくするこ
とができる。
【００３０】ちなみに、第１実施例において、次の条件
で実際に樹脂量レベルを検出した結果を示す。使用機器 使用機器を、表１に示す。
で実際に樹脂量レベルを検出した結果を示す。使用機器 使用機器を、表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】実施条件 (a) サンプリング周期；１画像あたり１秒毎 (b) 信号処理；サンプリング処理、ノイズ除去、
ウインドウ処理、画像フィルタリング処理、二値化
処理、面積計算 (c) 出力信号；ウインドウ内部において樹脂が占める割
合（％）の平均値をコントローラへ出力
ウインドウ処理、画像フィルタリング処理、二値化
処理、面積計算 (c) 出力信号；ウインドウ内部において樹脂が占める割
合（％）の平均値をコントローラへ出力
【００３３】実施結果 混練機から押出機へ供給する樹脂量を定常時より５％増
加させて、シュート４内における滞留樹脂の量が変化す
る様子を観察した。サンプリング画像を基にウインドウ
内部において樹脂が占める面積を求める処理を１秒周期
で実行した。更に、平均化処理（３０秒間の面積計算値
を５秒毎に出力）を実施した。画像処理開始３分後に供
給量が増加し面積の増加する様子が確認できた。この結
果を表２に示す。
加させて、シュート４内における滞留樹脂の量が変化す
る様子を観察した。サンプリング画像を基にウインドウ
内部において樹脂が占める面積を求める処理を１秒周期
で実行した。更に、平均化処理（３０秒間の面積計算値
を５秒毎に出力）を実施した。画像処理開始３分後に供
給量が増加し面積の増加する様子が確認できた。この結
果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】実際の滞留樹脂の変化は表２に示したよう
に遅れをもって現れるが、この応答は画像を目視で確認
した場合の樹脂の変化量と一致した。従って、赤外線画
像を基に通常のＰＩＤ制御を行えば、供給量の自動制御
が可能になることがわかる。
に遅れをもって現れるが、この応答は画像を目視で確認
した場合の樹脂の変化量と一致した。従って、赤外線画
像を基に通常のＰＩＤ制御を行えば、供給量の自動制御
が可能になることがわかる。
【００３６】〔第２実施例〕第２実施例を図４〜図７に
示す。なお、これらの図の説明に当たって、上述した第
１実施例と同一構成要件については、同一符号を付し、
その説明を省略もしくは簡略化する。本実施例では、図
４に示すように、第１実施例の赤外線カメラ１４に代え
て、３つの赤外線放射温度計を組み合わせた赤外線温度
検出装置１４Ａが設けられている。赤外線温度検出装置
１４Ａを構成する３つの赤外線放射温度計は、シュー
ト４内のスクリュ５Ａの樹脂噛み込み部で樹脂が常に滞
留している部分（樹脂温度）と、シュート４内におけ
るスクリュ５Ａ上で樹脂量レベルの増加に伴って樹脂が
滞留する部分（スクリュ温度）と、シュート４の壁面
で通常レベルでは樹脂が滞留しないが異常時に滞留する
高さ部分（シュート壁面温度）と、の３つのポイントの
温度が測定できるように設置されている。
示す。なお、これらの図の説明に当たって、上述した第
１実施例と同一構成要件については、同一符号を付し、
その説明を省略もしくは簡略化する。本実施例では、図
４に示すように、第１実施例の赤外線カメラ１４に代え
て、３つの赤外線放射温度計を組み合わせた赤外線温度
検出装置１４Ａが設けられている。赤外線温度検出装置
１４Ａを構成する３つの赤外線放射温度計は、シュー
ト４内のスクリュ５Ａの樹脂噛み込み部で樹脂が常に滞
留している部分（樹脂温度）と、シュート４内におけ
るスクリュ５Ａ上で樹脂量レベルの増加に伴って樹脂が
滞留する部分（スクリュ温度）と、シュート４の壁面
で通常レベルでは樹脂が滞留しないが異常時に滞留する
高さ部分（シュート壁面温度）と、の３つのポイントの
温度が測定できるように設置されている。
【００３７】測定に当たっては、予め、上記樹脂温
度、スクリュ温度、シュート壁面温度を測定してお
く。信号処理装置１５は、これを基準として、実際の測
定温度の変化からシュート４内に滞留する樹脂量レベル
を求める。例えば、樹脂量レベルが低くなると、図５に
示すように、スクリュ５Ａ上の樹脂量が減少するので、
樹脂温度が低くなる。逆に、樹脂量レベルが高くなる
と、図６に示すように、スクリュ５Ａ上の樹脂量が増加
するので、スクリュ温度が高くなる。また、スクリュ
５Ａの噛み込み不良などが起こると、図６の二点鎖線で
示すように、急激に樹脂量レベルが高くなるため、シ
ュート壁面温度が高くなる。このように３点の温度変化
によってシュート内部のレベルがわかるから、各点の温
度と各点の基準温度との差を求め、この値よりシュート
レベルが判断できる。この関係を表３に示す。
度、スクリュ温度、シュート壁面温度を測定してお
く。信号処理装置１５は、これを基準として、実際の測
定温度の変化からシュート４内に滞留する樹脂量レベル
を求める。例えば、樹脂量レベルが低くなると、図５に
示すように、スクリュ５Ａ上の樹脂量が減少するので、
樹脂温度が低くなる。逆に、樹脂量レベルが高くなる
と、図６に示すように、スクリュ５Ａ上の樹脂量が増加
するので、スクリュ温度が高くなる。また、スクリュ
５Ａの噛み込み不良などが起こると、図６の二点鎖線で
示すように、急激に樹脂量レベルが高くなるため、シ
ュート壁面温度が高くなる。このように３点の温度変化
によってシュート内部のレベルがわかるから、各点の温
度と各点の基準温度との差を求め、この値よりシュート
レベルが判断できる。この関係を表３に示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】一方、コントローラ１６は、図７のフロー
チャートのＳＴ１１’において、信号処理装置１５から
得られる樹脂量レベルが通常の操作範囲内であるか否か
をチェックする。ここでは、樹脂量レベルの変化がレベ
ル一定、予め設定した範囲のレベル低下およびレベル増
加のいずれであるかをチェックする。いずれかであれ
ば、ＳＴ１２’に進み樹脂量レベルの変化が前記レベル
低下またはレベル増加であるかをチェックし、該当して
いる場合にのみ、第１実施例と同様に、供給量を調整す
る（ＳＴ１３）。ただし、第１実施例のように、操作量
を可変で連続的に出力するのではなく、固定された操作
量を出力する。つまり、レベル低下（つまり、樹脂温
度低下）と判断された場合には混練機５への供給量を一
定量増加させる。なおも樹脂温度低下が持続して起こ
るようにであれば更に増加する。レベル増加と判断され
た場合は逆の操作を行う。
チャートのＳＴ１１’において、信号処理装置１５から
得られる樹脂量レベルが通常の操作範囲内であるか否か
をチェックする。ここでは、樹脂量レベルの変化がレベ
ル一定、予め設定した範囲のレベル低下およびレベル増
加のいずれであるかをチェックする。いずれかであれ
ば、ＳＴ１２’に進み樹脂量レベルの変化が前記レベル
低下またはレベル増加であるかをチェックし、該当して
いる場合にのみ、第１実施例と同様に、供給量を調整す
る（ＳＴ１３）。ただし、第１実施例のように、操作量
を可変で連続的に出力するのではなく、固定された操作
量を出力する。つまり、レベル低下（つまり、樹脂温
度低下）と判断された場合には混練機５への供給量を一
定量増加させる。なおも樹脂温度低下が持続して起こ
るようにであれば更に増加する。レベル増加と判断され
た場合は逆の操作を行う。
【００４０】また、樹脂量レベルの変化が前記レベル一
定、レベル低下およびレベル増加のいずれでもない場合
には、ＳＴ２１へ進み、樹脂量レベルの変化が予め設定
して範囲のレベル激減またはレベル激増であるかをチェ
ックし、該当している場合にのみ、第１実施例のＳＴ１
４〜ＳＴ１８の処理を行う。これ以外のパターンの場
合、ＳＴ２２へ進み樹脂温度が変化したものと判断し、
前記樹脂温度、スクリュ温度、シュート壁面温度
の基準値を変更してから、樹脂量レベルの検出を繰り返
す。
定、レベル低下およびレベル増加のいずれでもない場合
には、ＳＴ２１へ進み、樹脂量レベルの変化が予め設定
して範囲のレベル激減またはレベル激増であるかをチェ
ックし、該当している場合にのみ、第１実施例のＳＴ１
４〜ＳＴ１８の処理を行う。これ以外のパターンの場
合、ＳＴ２２へ進み樹脂温度が変化したものと判断し、
前記樹脂温度、スクリュ温度、シュート壁面温度
の基準値を変更してから、樹脂量レベルの検出を繰り返
す。
【００４１】従って、第２実施例によれば、シュート４
内の複数点の温度を赤外線放射温度計により測定し、こ
れらの温度データを基に前記シュート４内に滞留する樹
脂量レベルを検出し、その樹脂量レベルに応じて樹脂の
供給量または押出機の回転数を制御するようにしたの
で、第１実施例と同様な効果のほか、安価に構成でき
る。
内の複数点の温度を赤外線放射温度計により測定し、こ
れらの温度データを基に前記シュート４内に滞留する樹
脂量レベルを検出し、その樹脂量レベルに応じて樹脂の
供給量または押出機の回転数を制御するようにしたの
で、第１実施例と同様な効果のほか、安価に構成でき
る。
【００４２】ちなみに、第２実施例について、次の条件
で実際に樹脂量レベルを検出した結果を示す。使用機器 使用機器を、表４に示す。
で実際に樹脂量レベルを検出した結果を示す。使用機器 使用機器を、表４に示す。
【００４３】
【表４】
【００４４】実施条件 (a) 入力方法；シュート内部の３ポイントの温度
を、入力サンプリング周期１秒で測定 (b) 出力信号；各ポイントにおける温度をアナログ信号
（４〜２０mA）にてコントローラへ出力
を、入力サンプリング周期１秒で測定 (b) 出力信号；各ポイントにおける温度をアナログ信号
（４〜２０mA）にてコントローラへ出力
【００４５】実施結果 ３ポイントの時系列信号より、各ポイントそれぞれの温
度変化をとらえて、樹脂量の高低を判断した。この様子
を表５に示す。この表５の通り、温度変化の現れ方によ
って樹脂量レベルの高低を判断し、これを基に樹脂の供
給量が調整できることがわかる。
度変化をとらえて、樹脂量の高低を判断した。この様子
を表５に示す。この表５の通り、温度変化の現れ方によ
って樹脂量レベルの高低を判断し、これを基に樹脂の供
給量が調整できることがわかる。
【００４６】
【表５】
【００４７】なお、上記第１実施例では、ＳＴ１１にお
いて、前記信号処理装置１５から出力されたシュート内
部の樹脂量レベルが通常時の操作範囲内にあるか否かを
チェックする際、シュート内部の樹脂量レベルが予め設
定した一定範囲内にあるか否かをチェックするようにし
たが、これに限らず、検出した樹脂量レベルの変化幅が
予め設定した一定範囲内にあるか否か、あるいは、樹脂
量レベルの変化率が予め設定した一定範囲内にあるか否
かをもってチェックするようにしてもよい。
いて、前記信号処理装置１５から出力されたシュート内
部の樹脂量レベルが通常時の操作範囲内にあるか否かを
チェックする際、シュート内部の樹脂量レベルが予め設
定した一定範囲内にあるか否かをチェックするようにし
たが、これに限らず、検出した樹脂量レベルの変化幅が
予め設定した一定範囲内にあるか否か、あるいは、樹脂
量レベルの変化率が予め設定した一定範囲内にあるか否
かをもってチェックするようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】以上の通り、本発明の樹脂混練造粒方法
によれば、シュート内に滞留する樹脂量を正確に検出
し、シュート内に滞留する樹脂量を一定に管理すること
ができる。
によれば、シュート内に滞留する樹脂量を正確に検出
し、シュート内に滞留する樹脂量を一定に管理すること
ができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す図である。
【図２】同上実施例における画像処理の流れを示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図３】同上実施例における制御処理の流れを示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図４】本発明の第２実施例の要部を示す図である。
【図５】同上実施例において樹脂量レベルが低下した様
子を示す図である。
子を示す図である。
【図６】同上実施例において樹脂量レベルが増加した様
子を示す図である。
子を示す図である。
【図７】同上実施例における制御処理の流れを示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
１ 樹脂混練造粒機構 ２ ホッパ ３ 混練機 ４ シュート ５ 押出機 ５Ａ スクリュ １１ 制御装置 １２，１３ 樹脂量調整機構 １４ 赤外線カメラ １４Ａ 赤外線放射温度計 １５ 信号処理装置 １６ コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 21/35 Ｇ０１Ｎ 21/35 Ｚ (56)参考文献 特開 平４−324787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−246638（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−203（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29B 9/00 - 9/16 G01J 5/48 G01J 5/10 - 5/36 G01N 21/27 G01N 21/35
Claims (2)
- 【請求項１】供給される樹脂を混練機で混練したのち、
シュート内に一時的に滞留させながら押出機へ案内し、
その押出機から押し出して造粒する樹脂混練造粒方法に
おいて、 前記シュート内に滞留する樹脂を赤外線カメラで撮像
し、その画像情報から前記シュートに落下中の落下樹脂
の有無を判断し、落下樹脂がないことを条件としてその
画像情報を処理してシュート内に滞留する樹脂量レベル
を検出し、その樹脂量レベルに応じて樹脂の供給量また
は押出機の回転数を制御することを特徴とする樹脂混練
造粒方法。 - 【請求項２】供給される樹脂を混練機で混練したのち、
シュート内に一時的に滞留させながら押出機へ案内し、
その押出機から押し出して造粒する樹脂混練造粒方法に
おいて、前記シュート内の樹脂が常に滞留している部分、前記シ
ュート内における押出機のスクリュ上で樹脂量レベルの
増加に伴って樹脂が滞留する部分およびシュート内の壁
面で通常レベルでは樹脂が滞留しないが異常時に滞留す
る高さ部分 の温度を赤外線放射温度計により測定し、こ
れらの温度データを基にシュート内に滞留する樹脂量レ
ベルを検出し、その樹脂量レベルに応じて樹脂の供給量
または押出機の回転数を制御することを特徴とする樹脂
混練造粒方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11050293A JP3190764B2 (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 樹脂混練造粒方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11050293A JP3190764B2 (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 樹脂混練造粒方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06320532A JPH06320532A (ja) | 1994-11-22 |
| JP3190764B2 true JP3190764B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=14537397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11050293A Expired - Fee Related JP3190764B2 (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 樹脂混練造粒方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3190764B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4628238B2 (ja) * | 2005-10-12 | 2011-02-09 | 株式会社ブリヂストン | ゴム押出機及びゴムの発火の危険性判定方法 |
| WO2016168172A1 (en) | 2015-04-13 | 2016-10-20 | Materialise N.V. | System and method for monitoring and recoating in an additive manufacturing environment |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6058810A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-05 | Showa Eng Kk | ポリマ混練造粒装置 |
| JPS63246638A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | Tokyo Gas Co Ltd | 流体の漏洩の広域監視方法 |
| JP2825678B2 (ja) * | 1991-04-24 | 1998-11-18 | 東京瓦斯株式会社 | 監視装置 |
-
1993
- 1993-05-12 JP JP11050293A patent/JP3190764B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06320532A (ja) | 1994-11-22 |
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|---|---|---|---|
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