JP3514037B2 - パイプの押出成形の制御方法 - Google Patents
パイプの押出成形の制御方法Info
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は合成樹脂製のパイプ
の押出成形に際しての偏肉防止についての制御方法に関
するものである。
の押出成形に際しての偏肉防止についての制御方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】パイプの押出成形は、外径ダイと内径ダ
イとの間のリング状の空隙から成形材料としての樹脂を
押し出すことで行うわけであるが、図５(a)に示すよう
な全周の肉厚が均一なパイプ１０を求めているにも拘わ
らず、各部の樹脂の温度や流れ等によって図５(b)〜(e)
に示すような偏肉が生じてしまうことがある。
イとの間のリング状の空隙から成形材料としての樹脂を
押し出すことで行うわけであるが、図５(a)に示すよう
な全周の肉厚が均一なパイプ１０を求めているにも拘わ
らず、各部の樹脂の温度や流れ等によって図５(b)〜(e)
に示すような偏肉が生じてしまうことがある。
【０００３】このような偏肉の防止は、パイプの押出成
形用の金型の外周を複数の温度調節領域に分割してお
き、偏肉に応じて各温度調節領域毎の温度を個別に調節
することで行っているのであるが、この制御に際して、
特公平２−８５６９号公報には成形されたパイプの周方
向各部での肉厚がその平均値に一致するように各温度調
節領域毎の温度調節及びパイプの引き取り速度の調節を
行うことが示されており、また特開平３−２４６０２２
号公報には肉厚分布を振動波形の各次波形成分の重ね合
わせであるフーリエ級数に展開し、各温度調節領域毎の
各次波形成分の値に温度に対する各次波形成分固有の肉
厚変化の感度を乗じることで求めた温度変化量に応じて
各温度調節領域毎の温度調節を行うことが示されてい
る。
形用の金型の外周を複数の温度調節領域に分割してお
き、偏肉に応じて各温度調節領域毎の温度を個別に調節
することで行っているのであるが、この制御に際して、
特公平２−８５６９号公報には成形されたパイプの周方
向各部での肉厚がその平均値に一致するように各温度調
節領域毎の温度調節及びパイプの引き取り速度の調節を
行うことが示されており、また特開平３−２４６０２２
号公報には肉厚分布を振動波形の各次波形成分の重ね合
わせであるフーリエ級数に展開し、各温度調節領域毎の
各次波形成分の値に温度に対する各次波形成分固有の肉
厚変化の感度を乗じることで求めた温度変化量に応じて
各温度調節領域毎の温度調節を行うことが示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記２つの従来例で示
された制御方法は、図５(b)〜(e)に示す各種偏肉をいず
れも防止することができるものの、隣接する領域の温度
の影響を受けやすく、安定した制御には多くのデータの
蓄積が必要である。またパイプの用途によっては、肉厚
が各部で完全に均一でなくとも曲がりを招くことになる
偏肉を防止できれば良い場合もあるが、このような用途
のパイプの成形に関して言えば、上記２つの方法は複雑
なアルゴリズムによる過剰制御であり、より簡単な制御
方法が求められている。ちなみに図５に示す各種断面形
状において、曲がりを招く偏肉は図５(b)に示すものと
図５(e)に示すものとであり、図５(c)及び図５(d)に示
す偏肉は曲がりを招くことはない。
された制御方法は、図５(b)〜(e)に示す各種偏肉をいず
れも防止することができるものの、隣接する領域の温度
の影響を受けやすく、安定した制御には多くのデータの
蓄積が必要である。またパイプの用途によっては、肉厚
が各部で完全に均一でなくとも曲がりを招くことになる
偏肉を防止できれば良い場合もあるが、このような用途
のパイプの成形に関して言えば、上記２つの方法は複雑
なアルゴリズムによる過剰制御であり、より簡単な制御
方法が求められている。ちなみに図５に示す各種断面形
状において、曲がりを招く偏肉は図５(b)に示すものと
図５(e)に示すものとであり、図５(c)及び図５(d)に示
す偏肉は曲がりを招くことはない。
【０００５】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは曲がりの原因となる偏
肉を簡単に防止することができるパイプの押出成形の制
御方法を提供するにある。
であり、その目的とするところは曲がりの原因となる偏
肉を簡単に防止することができるパイプの押出成形の制
御方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、パイ
プの押出成形用の金型の外周を複数の温度調節領域に分
割して各温度調節領域毎の温度を個別に調節することで
パイプの偏肉を制御するにあたり、成形されたパイプの
外径値とパイプの周方向各部での肉厚測定値とからパイ
プの内径上の座標値を算出し、内径の中心と外径の中心
とが一致するように各温度調節領域の温度を調節するこ
とに特徴を有している。各部の肉厚やその差を制御対象
とするのではなく、外径中心と内径中心のずれを制御対
象するのである。
プの押出成形用の金型の外周を複数の温度調節領域に分
割して各温度調節領域毎の温度を個別に調節することで
パイプの偏肉を制御するにあたり、成形されたパイプの
外径値とパイプの周方向各部での肉厚測定値とからパイ
プの内径上の座標値を算出し、内径の中心と外径の中心
とが一致するように各温度調節領域の温度を調節するこ
とに特徴を有している。各部の肉厚やその差を制御対象
とするのではなく、外径中心と内径中心のずれを制御対
象するのである。
【０００７】この時、内径の中心は内径を複数の内径座
標を線で結んだ多角形で近似して該多角形の重心座標で
代用すればよく、外径値としては金型の外径ダイの径を
用いればよく、さらに肉厚測定値としては時系列に平滑
化した値を用いることが好ましい。各温度調節領域の温
度調節量は、内径が偏心している方向は最大、偏心方向
と垂直な方向は零、その中間は比例配分するものとする
とよい。
標を線で結んだ多角形で近似して該多角形の重心座標で
代用すればよく、外径値としては金型の外径ダイの径を
用いればよく、さらに肉厚測定値としては時系列に平滑
化した値を用いることが好ましい。各温度調節領域の温
度調節量は、内径が偏心している方向は最大、偏心方向
と垂直な方向は零、その中間は比例配分するものとする
とよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明を適用するパイプの押出成
形装置を図３及び図４に示す。成形材料の樹脂は押出機
１で溶融混練されるとともに、外径ダイ２１と内径ダイ
２２とからなる金型２における両ダイ２１，２２間のリ
ング状空隙を通じて押し出され、冷却水槽３を通過する
間に冷却される。図中５は一定速度でパイプ１０を引き
取る引き取り機、６はパイプ１０を適寸にカットする切
断機、７はストッカーである。成形材料の樹脂が硬質ポ
リ塩化ビニル樹脂である場合、１８０〜２００℃程度に
加熱された押出機１で溶融混練され、冷却水槽３におい
て３０℃程度まで冷却されて固化する。
形装置を図３及び図４に示す。成形材料の樹脂は押出機
１で溶融混練されるとともに、外径ダイ２１と内径ダイ
２２とからなる金型２における両ダイ２１，２２間のリ
ング状空隙を通じて押し出され、冷却水槽３を通過する
間に冷却される。図中５は一定速度でパイプ１０を引き
取る引き取り機、６はパイプ１０を適寸にカットする切
断機、７はストッカーである。成形材料の樹脂が硬質ポ
リ塩化ビニル樹脂である場合、１８０〜２００℃程度に
加熱された押出機１で溶融混練され、冷却水槽３におい
て３０℃程度まで冷却されて固化する。
【０００９】このような押出成形装置において、金型２
の外周には複数の温度調節用加熱手段２０が配設される
とともに、各加熱手段２０の温度を測定する温度計測素
子２３が配設される。ここにおける各加熱手段２０は、
金型温度制御装置８の出力に応じて個々に温度調節が可
能となっている。図示例では周方向において４５°間隔
で８つに分割された温度調節領域が個々に温度調節可能
となっている。
の外周には複数の温度調節用加熱手段２０が配設される
とともに、各加熱手段２０の温度を測定する温度計測素
子２３が配設される。ここにおける各加熱手段２０は、
金型温度制御装置８の出力に応じて個々に温度調節が可
能となっている。図示例では周方向において４５°間隔
で８つに分割された温度調節領域が個々に温度調節可能
となっている。
【００１０】また冷却水槽３の出口部分には、冷却固化
したパイプ１０の肉厚を測定する肉厚計測装置９が配設
されている。この肉厚計測装置９もパイプ１０の周方向
において所要間隔で複数が設置されて複数箇所の肉厚を
測定し、その測定数値を上記金型温度制御装置８に送
る。金型温度制御装置８においては、次のような判断の
もとに各加熱手段２０の制御を行う。すなわち図２にも
示すように肉厚計測装置９から転送された肉厚値の時系
列移動平均をとることで肉厚計測時のノイズの影響を除
去する。次いで外径ダイ２１のリップ部の径を直径とす
る外径円Ｃｏの半径と、肉厚計測装置９で測定された各
部の肉厚値との差をとることにより、外径円Ｃｏの中心
Ｏ１を原点とする内径座標値（ｒ，θ）を算出し、次に
これら複数の内径座標から形成される多角形（８点で肉
厚を計測している場合は八角形）の重心座標とその偏心
方向を算出する。パイプ１０の内径円の多角形で近似し
て内径円の中心Ｏ２を重心座標として求めるわけであ
る。
したパイプ１０の肉厚を測定する肉厚計測装置９が配設
されている。この肉厚計測装置９もパイプ１０の周方向
において所要間隔で複数が設置されて複数箇所の肉厚を
測定し、その測定数値を上記金型温度制御装置８に送
る。金型温度制御装置８においては、次のような判断の
もとに各加熱手段２０の制御を行う。すなわち図２にも
示すように肉厚計測装置９から転送された肉厚値の時系
列移動平均をとることで肉厚計測時のノイズの影響を除
去する。次いで外径ダイ２１のリップ部の径を直径とす
る外径円Ｃｏの半径と、肉厚計測装置９で測定された各
部の肉厚値との差をとることにより、外径円Ｃｏの中心
Ｏ１を原点とする内径座標値（ｒ，θ）を算出し、次に
これら複数の内径座標から形成される多角形（８点で肉
厚を計測している場合は八角形）の重心座標とその偏心
方向を算出する。パイプ１０の内径円の多角形で近似し
て内径円の中心Ｏ２を重心座標として求めるわけであ
る。
【００１１】このように重心座標と外径円Ｃｏの中心Ｏ
１からの重心座標の偏心方向とが求まれば、重心座標と
外径円Ｃｏの中心Ｏ１とが一致するように、各加熱手段
２０に温度設定変更指令を出力する。具体的には偏心方
向に対面する二つの温度調節領域の温度変化量を最大と
して肉厚が薄い温度調節領域の加熱手段２０の温度を上
昇させ、肉厚が厚い温度調節領域の加熱手段２０の温度
を下降させる。偏心方向に垂直な方向に対面する二つの
温度調節領域の加熱手段２０，２０にはそれまでの温度
を維持させる。上記２種の温度調節領域の中間の温度調
節領域の加熱手段２０については、温度変化量を比例配
分するように設定温度変更指令を出力する。この時、温
度計測素子２３の出力を参照することでフィードバック
制御を行う。
１からの重心座標の偏心方向とが求まれば、重心座標と
外径円Ｃｏの中心Ｏ１とが一致するように、各加熱手段
２０に温度設定変更指令を出力する。具体的には偏心方
向に対面する二つの温度調節領域の温度変化量を最大と
して肉厚が薄い温度調節領域の加熱手段２０の温度を上
昇させ、肉厚が厚い温度調節領域の加熱手段２０の温度
を下降させる。偏心方向に垂直な方向に対面する二つの
温度調節領域の加熱手段２０，２０にはそれまでの温度
を維持させる。上記２種の温度調節領域の中間の温度調
節領域の加熱手段２０については、温度変化量を比例配
分するように設定温度変更指令を出力する。この時、温
度計測素子２３の出力を参照することでフィードバック
制御を行う。
【００１２】上記制御を断続的に肉厚計測を行いつつ金
型２の温度が応答するまでの待ち時間をおいて繰り返せ
ば、図１(a)に示すような温度分布Ｔの時に肉厚差が生
じている時、図１(b)に示すような温度分布Ｔに設定さ
れて、外径円Ｃｏの中心Ｏ１と内径円の中心Ｏ２（多角
形の重心座標）とが一致する状態とされる。このような
制御を行う場合、図５(a)に示す場合はもちろん図５(c)
(d)に示すような偏肉パターンについても応答しない
が、図５(b)(e)に示すような偏肉パターンについては応
答して設定温度変更指令を出力する。つまりはパイプ１
０に曲がりが生じる原因となる偏肉パターンについての
み、これを解消するように設定温度変更を行う。
型２の温度が応答するまでの待ち時間をおいて繰り返せ
ば、図１(a)に示すような温度分布Ｔの時に肉厚差が生
じている時、図１(b)に示すような温度分布Ｔに設定さ
れて、外径円Ｃｏの中心Ｏ１と内径円の中心Ｏ２（多角
形の重心座標）とが一致する状態とされる。このような
制御を行う場合、図５(a)に示す場合はもちろん図５(c)
(d)に示すような偏肉パターンについても応答しない
が、図５(b)(e)に示すような偏肉パターンについては応
答して設定温度変更指令を出力する。つまりはパイプ１
０に曲がりが生じる原因となる偏肉パターンについての
み、これを解消するように設定温度変更を行う。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明においては、成形さ
れたパイプの外径値とパイプの周方向各部での肉厚測定
値とからパイプの内径上の座標値を算出し、内径の中心
と外径の中心とが一致するように各温度調節領域の温度
を調節するものであり、各部の肉厚やその差を制御対象
とするのではなく、外径中心と内径中心のずれを制御対
象するために、曲がりの原因となる偏肉についてこれを
解消することができるものであり、しかも制御について
のアルゴリズムが簡単ですむために制御が容易なもので
ある。
れたパイプの外径値とパイプの周方向各部での肉厚測定
値とからパイプの内径上の座標値を算出し、内径の中心
と外径の中心とが一致するように各温度調節領域の温度
を調節するものであり、各部の肉厚やその差を制御対象
とするのではなく、外径中心と内径中心のずれを制御対
象するために、曲がりの原因となる偏肉についてこれを
解消することができるものであり、しかも制御について
のアルゴリズムが簡単ですむために制御が容易なもので
ある。
【００１４】そして内径を複数の内径座標を線で結んだ
多角形で近似して該多角形の重心座標を内径の中心とす
る時、制御のための演算がより簡単ですむものであり、
外径値としては金型の外径ダイの径を用いる時、外径測
定が不要となり、さらに肉厚測定値として時系列に平滑
化した値を用いるとノイズの影響を受けにくくなる。ま
た各温度調節領域の温度調節量は、内径が偏心している
方向は最大、偏心方向と垂直な方向は零、その中間は比
例配分すると、パイプ全周にわたって滑らかな温度分布
とすることになるために、隣接する温度調節領域の温度
の影響を受けにくくて品質の安定化に寄与する上に制御
も容易となる。
多角形で近似して該多角形の重心座標を内径の中心とす
る時、制御のための演算がより簡単ですむものであり、
外径値としては金型の外径ダイの径を用いる時、外径測
定が不要となり、さらに肉厚測定値として時系列に平滑
化した値を用いるとノイズの影響を受けにくくなる。ま
た各温度調節領域の温度調節量は、内径が偏心している
方向は最大、偏心方向と垂直な方向は零、その中間は比
例配分すると、パイプ全周にわたって滑らかな温度分布
とすることになるために、隣接する温度調節領域の温度
の影響を受けにくくて品質の安定化に寄与する上に制御
も容易となる。
【図１】(a)(b)は本発明の動作説明図である。
【図２】同上の動作を示すフローチャートである。
【図３】パイプの押出成形装置の概略図である。
【図４】同上の金型の概略正面図である。
【図５】(a)〜(e)はパイプの断面形状例を示す断面図で
ある。
ある。
１ 押出成形機
２ 金型
１０ パイプ
２０ 加熱手段
Ｔ 温度分布
Ｏ１ 外径中心
Ｏ２ 内径中心
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭59−41234（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−3167（ＪＰ，Ａ)
特開 昭48−17855（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−272519（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−34047（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B29C 47/00 - 47/96
Claims (5)
- 【請求項１】 パイプの押出成形用の金型の外周を複数
の温度調節領域に分割して各温度調節領域毎の温度を個
別に調節することでパイプの偏肉を制御するにあたり、
成形されたパイプの外径値とパイプの周方向各部での肉
厚測定値とからパイプの内径上の座標値を算出し、内径
の中心と外径の中心とが一致するように各温度調節領域
の温度を調節することを特徴とするパイプの押出成形の
制御方法。 - 【請求項２】 内径を複数の内径座標を線で結んだ多角
形で近似して該多角形の重心座標を内径の中心とするこ
とを特徴とする請求項１記載のパイプの押出成形の制御
方法。 - 【請求項３】 外径値として金型の外径ダイの径を用い
ることを特徴とする請求項１または２記載のパイプの押
出成形の制御方法。 - 【請求項４】 肉厚測定値として時系列に平滑化した値
を用いることを特徴とする請求項１または２または３記
載のパイプの押出成形の制御方法。 - 【請求項５】 各温度調節領域の温度調節量として、内
径が偏心している方向は最大、偏心方向と垂直な方向は
零、その中間は比例配分することを特徴とする請求項１
または２または３または４記載のパイプの押出成形の制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13392996A JP3514037B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | パイプの押出成形の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13392996A JP3514037B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | パイプの押出成形の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09314646A JPH09314646A (ja) | 1997-12-09 |
| JP3514037B2 true JP3514037B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=15116385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13392996A Expired - Fee Related JP3514037B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | パイプの押出成形の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3514037B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3840569B2 (ja) * | 1997-08-21 | 2006-11-01 | ダイキン工業株式会社 | ポリテトラフルオロエチレンチューブ及びそのための押出機 |
-
1996
- 1996-05-28 JP JP13392996A patent/JP3514037B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09314646A (ja) | 1997-12-09 |
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