JP4345876B2 - 射出成形機からの押出し物巻取り制御方法と射出成形機を備えたタイヤ成形システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機からの押出し物巻取り制御方法と射出成形機を備えたタイヤ成形システムに関するものであり、より詳細には、タイヤ成形ドラムの回転速度の設定及び制御の工夫によって、射出初期段階の押出し物の出始めの部分を安定して精度良く巻き付けることを可能とした射出成形機からの押出し物巻取り制御方法と射出成形機を備えたタイヤ成形システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ製造においては、射出成形機から未加硫の帯状ゴム材料（押出し物）を連続的に射出供給すると共に、この帯状ゴム材料をタイヤ成形ドラムに巻付け、その積層構造に基づいて、キャップトレッド、アンダートレッド、サイドトレッド、リムクッションゴム等のタイヤ構成部材を直接成形し、タイヤの製造効率を高めると共に、省スペース化を図り、製造コストを低減している。
【０００３】
これらのタイヤ成形方法では、タイヤ構成部材の重量及び形状を精度良く製造するために、巻取りに際しては、射出成形機で射出された帯状ゴム材料の移動速度にタイヤ成形ドラムの表面速度を一致させる制御をしたり、張力（テンション）制御したりしている。
【０００４】
この制御では、帯状ゴム材料の弛み変位量を検出し、この弛み変位量の検出値と予め設定した目標値と比較して偏差を算出し、この偏差によってタイヤ成形ドラムの回転速度を補正しながら巻き取ることにより、弛み変位量が目標値となるような制御、つまり、弛み量が一定になるような制御を行い、帯状ゴム材料の移動速度とドラム表面速度を一致させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、射出された帯状ゴム材料を一定量弛ませながら巻き付ける巻取り制御方法では、帯状ゴム材料が出始める射出初期において、射出成形機の射出ノズルとタイヤ成形ドラム表面との間で帯状ゴム材料がシュリンクして、実際に巻き付けられた帯状ゴム材料が厚くなってしまうという問題が生じる。
【０００６】
この帯状ゴム材料の出方は、プランジャー速度など機械的に制御可能なものと違い、ゴムの種類、物性及び射出容量等によって多様な状態となるので、プランジャー速度の制御だけで、帯状ゴム材料の出方を一定にするのことは非常に難しく、この射出初期における巻き付けを精度良く行うことが重要な課題となっている。
【０００７】
本発明の目的は、帯状ゴム材料等の押出し物の射出初期において、タイヤ成形ドラムの回転を、押出し物の種類、物性及び射出容量に応じて予め設定された目標曲線に一致するように制御することにより、押出し物を安定して、精度良くタイヤ成形ドラムに巻き付けることができる射出成形機からの押出し物巻取り制御方法と射出成形機を備えたタイヤ成形システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための射出成形機からの押出し物巻取り制御方法は、射出成形機から連続的に射出される帯状の押出し物をタイヤ成形ドラムに巻き付ける押出し物巻取り制御方法において、前記タイヤ成形ドラムの回転及び前記射出成形機のプランジャーの射出速度を運転開始からそれぞれ複数の段階を経て上昇させるに際し、押出し物の種類、物性及び射出容量に対して、プランジャーの射出速度に関する第１段階における最適な加速時間と第１段階の到達速度である第１定速度と、タイヤ成形ドラムの回転速度に関する第１段階における最適な加速時間と前記第１定速度と同一速度となる第１段階の到達回転速度である第１定回転速度と、その時の押出し物の射出が開始されたと判断する第１判定値となる射出成形機とタイヤ成形ドラムの間の押出し物の弛み変位量とをデータベースとして予め記憶しておき、押出し物を押出す際に、前記データベースから、その押出し物の種類、物性及び射出容量に対応する第１段階におけるプランジャーの最適な加速時間、第１定速度、タイヤ成形ドラムの最適な加速時間、第１定回転速度を選定して、第１段階のプランジャーの射出速度の加速目標曲線とタイヤ成形ドラムの回転速度の加速目標曲線を設定し、前記プランジャーを始動させて、前記射出速度の加速目標曲線に基づいて一定加速度で増速制御して前記第１定速度に到達させるとともに、前記射出成形機とタイヤ成形ドラムの間に設けた変位センサーで検出した押出し物の弛み変位量が所定の第１判定値に到達した時に、タイヤ成形ドラムの回転を開始し、前記回転速度の加速目標曲線に沿って上昇させる制御を行なって前記第１定回転速度に到達させ、第１定回転速度に到達以後は、タイヤ成形ドラムの回転速度をプランジャーの射出速度に同期させる制御を行なうことを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、２段階で加速する場合には、射出成形機のプランジャーの速度を、第１加速期、第１定速度、第２加速期を経て、定常運転である第２定速度に到達させる制御を行うが、それに対応して、タイヤ成形ドラムも第１加速期、第１定回転速度、第２加速期を経て、定常運転である第２定回転速度に到達させる。なお、２段階以上の複数の段階で行う場合には、この第２定速度、第２定回転速度の後に、必要な数の加速期と定速度、定回転速度が設けられる。
【００１０】
この押出し物が射出開始される射出初期である第１加速期において、タイヤ成形ドラムの回転を、プランジャーの射出速度に同期させずに、押出し物の種類、物性及び射出容量に対応して選択され、予め設定された加速目標曲線で上昇するように制御する。
【００１１】
この加速目標曲線の選定及び設定は、予め行われた押出し物の種類、物性及び射出容量毎の実験等でケーススタディして求めたデータ等に基づいて設定された加速目標曲線のデータから、実際に使用される押出し物の種類、物性及び射出容量に対応した加速目標曲線が選定され、制御装置に設定される。データが無い場合には新たに実験等のケーススタディをして求める。なお、この加速目標曲線は、単純なものでは、加速時間と第１定回転速度で決まる。
【００１２】
この方法により、射出初期段階において、押出し物の種類、物性及び射出容量に応じて押出し物の出方にタイヤ成形ドラムの回転を合わせることができ、押出し物の種類、物性及び射出容量に関わらず、押出し物をタイヤ成形ドラムに安定して、精度良く巻き付けることができる。
【００１３】
そして、本発明において、第１加速期が終了し、第１定回転速度に到達した後は、前記プランジャーに設置したプランジャー速度測定器で検出したプランジャー速度を、前記射出成形機のダイス開口断面積と前記プランジャーの断面積で補正換算した換算押出速度に、前記タイヤ成形ドラムの回転速度を同期させる。
【００１４】
つまり、第１加速期が終了した後の、第１定回転速度期、第２加速期及び第２定回転速度期においては、タイヤ成形ドラムの回転をプランジャーの射出速度に同期させた制御を行う。
【００１５】
また、本発明において、前記タイヤ成形ドラムを回転し始める時期を、前記射出成形機と前記タイヤ成形ドラムの間に設けた変位検出センサーで検出した前記押出し物の弛み変位量が、所定の第１判定値に到達した時とする。
【００１６】
つまり、タイヤ成形ドラムの回転開始時期を、成形射出機のノズルからの弾性押出し物の出始めを検出した時とし、この出始めの時期を変位検出センサーで検出された押出し物の弛み変位量で判断する。
【００１７】
更に、本発明において、前記タイヤ成形ドラムの回転の第１加速期において、前記射出成形機と前記タイヤ成形ドラムの間に設けた変位検出センサーで検出した前記押出し物の弛み変位量が、所定の第２判定値以上になった時に、前記タイヤ成形ドラムの加速を大きくする制御を行う。この制御により、外乱により押出し物の弛み変位量が大きくなった場合に対応する。
【００１８】
そして、上記の射出成形機からの押出し物巻取り制御方法を実施するため射出成形機を備えたタイヤ成形システムは、帯状の押出し物を連続的に射出する射出成形機と、該射出成形機から射出される前記押圧物を巻き付けるタイヤ成形ドラムと、前記射出成形機と前記タイヤ成形ドラムを制御する制御装置と、前記射出成形機と前記タイヤ成形ドラムの間に設けた変位検出センサーとを備えたタイヤ成形システムであって、前記制御装置が、押出し物の種類、物性及び射出容量に対して、プランジャーの射出速度に関する第１段階における最適な加速時間と第１段階の到達速度である第１定速度と、タイヤ成形ドラムの回転速度に関する第１段階における最適な加速時間と前記第１定速度と同一速度となる第１段階の到達回転速度である第１定回転速度と、その時の押出し物の射出が開始されたと判断する第１判定値となる射出成形機とタイヤ成形ドラムの間の押出し物の弛み変化量とをデータベースとして予め記憶しておき、押出し物を押出す際に、前記データベースから、その押出し物の種類、物性及び射出容量に対応する第１段階におけるプランジャーの最適な加速時間、第１定速度、タイヤ成形ドラムの最適な加速時間、第１定回転速度を選定して、第１段階のプランジャーの射出速度の加速目標曲線とタイヤ成形ドラムの回転速度の加速目標曲線を設定し、前記プランジャーを前記射出速度の加速目標曲線に基づいて一定加速度で増速制御して前記第１定速度に到達させるとともに、前記射出成形機とタイヤ成形ドラムの間に設けた変位センサーで検出した押出し物の弛み変位量が所定の第１判定値に到達した時に、タイヤ成形ドラムの回転を開始させ、前記回転速度の加速目標曲線に沿って上昇させる制御を行なって前記第１定回転速度に到達させ、第１定回転速度に到達以後は、タイヤ成形ドラムの回転速度をプランジャーの射出速度に同期させる制御を行なう構成にしたことを特徴とする。
【００１９】
この射出成形機を備えたタイヤ成形システムでは、変位検出センサーで押出し物の弛み変位量を測定し、この変位量によりタイヤ成形ドラムの回転開始時点となる押出し物の出始めを検出し、また、第１加速期におけるドラムの回転速度と押出し物の押出速度とのずれを検出してタイヤ成形ドラムの回転を制御する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、この本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明は、巻取り初期における押出し物巻取り制御方法に特徴があるので、主に巻取り初期の段階について説明する。
【００２１】
図１に示すように、この射出成形機からの押出し物巻取り制御方法を実施するための射出成形機を備えたタイヤ成形システム１０は、タイヤ成形ドラム１と、帯状ゴム材料の押出し物Ｗを射出する射出成形機３と、制御回路を備えた制御装置（サーボコントローラ）４を備えて構成される。
【００２２】
また、押出し物Ｗの弛み変位量Ｄを検出する非接触式の変位検出センサー５が、射出成形機３のヘッド部に配置され、射出成形機３のダイス開口部３ａとタイヤ成形ドラム１との間における弛み変位量を検出し、この変位検出センサー５の出力は制御装置４に変位データ（弛み変位量）Ｄとして入力される。
【００２３】
そして、制御装置４では、射出速度Ｖｐが設定され入力されると、この射出速度Ｖｐの信号がアンプ３ａで増幅されてサーボバルブ３ｂに入力され、射出成形機３のプランジャー速度Ｖがこの射出速度Ｖｐになるように制御される。なお、プランジャー速度Ｖはエンコーダ等で形成されるプランジャー速度測定器６によって検出され、この検出信号Ｖｍがアンプ３ａに入力され、フィードバック制御される。
【００２４】
また、制御装置４では、変位検出センサー５からの変位データＤを基に速度データ演算回路４ａとドラム表面速度演算回路４ｂで演算した結果と、射出速度Ｖｐからドラム表面速度演算回路４ｃで演算した結果とを加えて、ドラム回転数Ｒを算出する。
【００２５】
このドラム回転数Ｒの信号はアンプ２ａで増幅されて、サーボ駆動モータ２に入力され、タイヤ成形ドラム１をドラム回転数Ｒで回転させる。
【００２６】
また、このドラム回転数Ｒの信号に伝達データ（比率設定）Ｋの数値を乗じてアンプ７ａで増幅し、トラバース用駆動モータ７を駆動して、射出成形機３が設置されたトラバース装置８をタイヤ成形ドラム１の幅方向（Ｘ方向）に所定の速度で往復移動する。
【００２７】
つまり、設定された射出速度Ｖｐに基づいて、射出成形機３のプランジャー速度Ｖが制御されると共に、タイヤ成形ドラム１は、変位検出センサー５で検出された変位データＤに基づいたデータと、射出速度Ｖｐとから算出されるドラム回転数Ｒで回転制御される。それと同時に、射出成形機３は、このドラム回転数Ｒに同期してタイヤ成形ドラム１の幅方向（Ｘ方向）に所定の速度で往復移動制御される。
【００２８】
このタイヤ成形システム１０において、射出成形機３から押し出された押出し物Ｗは、サブローラ１ａとタイヤ成形ドラム１の間に挟まれた後、タイヤ成形ドラム１に巻き付けられる。
【００２９】
次に、このタイヤ成形システム１０における射出成形機からの押出し物巻取り制御方法について、図２に示す制御フローと図３に示す時系列図を参照しながら説明する。
【００３０】
最初のステップＳ１０で、このタイヤ成形システム１０で射出成形機３から射出するゴム材料等の押出し物Ｗに関して、予め、押出し物Ｗの種類、物性及び射出容量毎に、射出条件や射出状態を実験等でケーススタディして、これらの押出し物Ｗの種類、物性及び射出容量に対して、プランジャーの射出速度Ｖに関する最適な加速時間ｔｐ１と第１段階の到達速度である第１定速度Ｖ１と、タイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒに関する最適な加速時間ｔｄ１と第１段階目の到達回転速度である第１定回転速度Ｒ１を設定し、その時の弛み量変位量Ｄ１，Ｄ２をデータベースとして記憶しておく。
【００３１】
なお、第１定速度Ｖ１が決まれば第１定回転速度Ｒ１が決まり、第１定回転速度Ｒ１が決まれば第１定速度Ｖ１が決まる関係にあり、また、弛み量変位量Ｄ１は押出し物Ｗの射出が開始されたと判断する時の第１の判定値であり、弛み量変位量Ｄ２は、第１加速期における押出し物Ｗの実際の移動速度とタイヤ成形ドラム１の回転速度のずれを修正するための第２の判定値である。
【００３２】
そして、次のステップＳ２０では、押出し物Ｗの種類、物性及び射出容量が決まった段階で、蓄積されたデータベースから第１段階における最適な加速時間ｔｐ１、ｔｄ１と、第１定速度Ｖ１、第１定回転速度Ｒ１を選定し、第１段階のプランジャーの射出速度Ｖｐの加速目標曲線（マスターカーブ）Ｃｐとタイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒの加速目標曲線（マスターカーブ）Ｃｄを設定する。
【００３３】
次のタイヤ成形作業においては、射出成形機３のプランジャーの制御（ステップＳ３０）と、タイヤ成形ドラム１の回転制御（ステップＳ４０）とが相互に関連しながら並行して行われる。
【００３４】
最初に、ステップＳ３０の射出成形機３のプランジャーの制御について説明する。先ず、ステップＳ３１で、射出成形機３のプランジャーを始動し、射出を開始する。この射出は射出速度の加速目標曲線Ｃｐに基づいて、第１加速運転Ｃｐ１で第１到達速度Ｖ１まで加速運転する。
【００３５】
そして、所定の第１設定時間（最適な加速時間）ｔｐ１を経過して第１定速度Ｖｐ１に到達したら、ステップＳ３２で所定の第２設定時間ｔｐ２の間、第１定速度運転Ｃｐ２を行う。
【００３６】
この第１定速度運転Ｃｐ２を終了したら、ステップＳ３３で第２加速運転Ｃｐ３を行い、所定の第３設定時間ｔｐ３を経過して第２定速度Ｖｐ２に到達したら、ステップＳ３４で所定の通常運転である第２定速度運転Ｃｐ４を行う。そして、所定の巻付け作業を終了したら、ステップＳ５０で終了運転を行う。
【００３７】
次に、ステップ４０のタイヤ成形ドラム１の制御について説明する。
【００３８】
ステップＳ４１で、変位検出センサー５で検出した弛み変位量Ｄが所定の第１の判定値Ｄ１を超えた時に、押出し物Ｗの出始めであるとして、タイヤ成形ドラム１の回転を開始し、タイヤ成形ドラム１の回転速度ＲがステップＳ２０で選択した回転速度Ｒの加速目標曲線Ｃｄに一致するようにしながら、即ち、最適な加速時間ｔｄ１で第１定回転速度Ｒ１まで第１加速運転Ｃｄ１を行う。
【００３９】
このステップＳ４１の第１加速運転Ｃｄ１においては、変位検出センサー５で押出し物Ｗの弛み変位量Ｄを検出しながら、弛み変位量Ｄが所定の第２の判定値Ｄ２を超えていれば加速量を増加し、タイヤ成形ドラム１の回転の加速を微調整する。なお、このステップＳ４１の途中で、射出成形機３のプランジャーの射出速度Ｖは第１到達速度Ｖ１に到達し、第１定速運転Ｃｐ２に移行する。
【００４０】
そして、タイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒが第１定回転速度Ｒ１に到達したら、ステップＳ４２で、第１定回転速度Ｒ１で第１定速度運転Ｃｄ２をステップＳ３２の第１定速度運転Ｃｐ２が終了するまでの間行う。この第１定速度運転Ｃｄ２ではタイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒとプランジャーの射出速度Ｖは一定であり、同期制御される。
【００４１】
この第１定速度運転Ｃｄ２が終了すると、次のステップＳ４３で、プランジャーの射出速度Ｖの加速と同期制御してタイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒの加速を行う第２加速運転Ｃｄ３を、ステップＳ３３の第２加速運転Ｃｐ３と並行して行う。
【００４２】
この第２加速運転Ｃｄ３が終了すると、次のステップＳ４４で、プランジャーの射出速度Ｖと同期制御してタイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒを一定に維持する第２定回転速度運転Ｃｄ４を、ステップＳ３４の第２定速度運転Ｃｐ４と並行して行う。
【００４３】
この第１定速度運転Ｃｄ２以後のタイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒの制御は、プランジャー速度測定器６で検出したプランジャー速度をダイス開口断面積とプランジャー断面積で補正換算した換算押出速度（押出し物の速度）にタイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒを同期させる制御とする。
【００４４】
なお、ステップＳ４１〜４４の間、タイヤ成形ドラム１の回転と同期させて、射出成形機３のトラバース装置８が駆動制御され、射出成形機３は図１に示すＸ方向に所定の速度で往復移動する。
【００４５】
そして、第２定速度運転Ｃｐ４及び第２定回転速度運転Ｃｐ４に移行した後は、所定の時間の間、又は、巻取りの終了を検出するまでの間、運転を継続し、その後は、ステップＳ５０の終了処理で従来技術の制御に従って処理される。
【００４６】
このステップＳ５０の終了処理は、例えば、サブローラ１ａをタイヤ成形ドラム１から離して隙間を形成し、図示しない切断装置をサブローラ１ａの外周部に沿って回転して、切断装置のワイヤにより押出し物Ｗを切断する。この押出し物Ｗの切断端が乱れるのを防止するために、図示しないプレスローラで押出し物Ｗの切断端をタイヤ成形ドラム１に押し付けて、一連の巻取り作業を停止する。
【００４７】
この射出成形機からの押出し物巻取り制御方法及び射出成形機を備えたタイヤ成形システムによれば、射出初期のゴム材料等の押出し物Ｗの出始めにおいて、射出する押出し物Ｗの種類、物性及び射出容量に応じた押出し物Ｗの出方に、タイヤ成形ドラム１の回転を適合させることにより、押出し物Ｗをタイヤ成形ドラム１に安定して、精度良く巻き付けることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の射出成形機からの押出し物巻取り制御方法及び射出成形機を備えたタイヤ成形システムによれば、次のような効果を奏することができる。
【００４９】
射出成形機から連続的に押出し物を射出押出しつつ、タイヤ成形ドラムに巻き付ける押出し物巻取り制御方法において、タイヤ成形ドラムの回転が最初の段階の第１定回転速度に到達するまでは、射出成形機のプランジャーの射出制御を特定の条件にした上で、射出する押出し物の種類、物性及び射出容量に応じて、予め実験等のケーススタディをして取得した押出し物の速度の立ち上がり時間や到達速度のデータに基づき、タイヤ成形ドラムの回転速度を制御するので、押出し物の出始めにおいて、射出する押出し物の種類、物性及び射出容量によって変化する押出し物の出方に、タイヤ成形ドラムの回転を適合させることができ、押出し物をタイヤ成形ドラムに安定して、精度良く巻き付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の射出成形機を備えたタイヤ成形システムの概略構成図を示す。
【図２】本発明の実施の形態の射出成形機からの押出し物巻取り制御方法の制御フローの一例を示す図である。
【図３】射出成形機のプランジャーの射出速度とタイヤ成形ドラムの回転速度の時系列の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ タイヤ成形ドラム
３ 射出成形機
５ 変位検出センサー
６ プランジャー速度測定器
１０ 射出成形機を備えたタイヤ成形システム
Ｄ 弛み変位量
Ｗ 押出し物
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機からの押出し物巻取り制御方法と射出成形機を備えたタイヤ成形システムに関するものであり、より詳細には、タイヤ成形ドラムの回転速度の設定及び制御の工夫によって、射出初期段階の押出し物の出始めの部分を安定して精度良く巻き付けることを可能とした射出成形機からの押出し物巻取り制御方法と射出成形機を備えたタイヤ成形システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ製造においては、射出成形機から未加硫の帯状ゴム材料（押出し物）を連続的に射出供給すると共に、この帯状ゴム材料をタイヤ成形ドラムに巻付け、その積層構造に基づいて、キャップトレッド、アンダートレッド、サイドトレッド、リムクッションゴム等のタイヤ構成部材を直接成形し、タイヤの製造効率を高めると共に、省スペース化を図り、製造コストを低減している。
【０００３】
これらのタイヤ成形方法では、タイヤ構成部材の重量及び形状を精度良く製造するために、巻取りに際しては、射出成形機で射出された帯状ゴム材料の移動速度にタイヤ成形ドラムの表面速度を一致させる制御をしたり、張力（テンション）制御したりしている。
【０００４】
この制御では、帯状ゴム材料の弛み変位量を検出し、この弛み変位量の検出値と予め設定した目標値と比較して偏差を算出し、この偏差によってタイヤ成形ドラムの回転速度を補正しながら巻き取ることにより、弛み変位量が目標値となるような制御、つまり、弛み量が一定になるような制御を行い、帯状ゴム材料の移動速度とドラム表面速度を一致させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、射出された帯状ゴム材料を一定量弛ませながら巻き付ける巻取り制御方法では、帯状ゴム材料が出始める射出初期において、射出成形機の射出ノズルとタイヤ成形ドラム表面との間で帯状ゴム材料がシュリンクして、実際に巻き付けられた帯状ゴム材料が厚くなってしまうという問題が生じる。
【０００６】
この帯状ゴム材料の出方は、プランジャー速度など機械的に制御可能なものと違い、ゴムの種類、物性及び射出容量等によって多様な状態となるので、プランジャー速度の制御だけで、帯状ゴム材料の出方を一定にするのことは非常に難しく、この射出初期における巻き付けを精度良く行うことが重要な課題となっている。
【０００７】
本発明の目的は、帯状ゴム材料等の押出し物の射出初期において、タイヤ成形ドラムの回転を、押出し物の種類、物性及び射出容量に応じて予め設定された目標曲線に一致するように制御することにより、押出し物を安定して、精度良くタイヤ成形ドラムに巻き付けることができる射出成形機からの押出し物巻取り制御方法と射出成形機を備えたタイヤ成形システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための射出成形機からの押出し物巻取り制御方法は、射出成形機から連続的に射出される帯状の押出し物をタイヤ成形ドラムに巻き付ける押出し物巻取り制御方法において、前記タイヤ成形ドラムの回転及び前記射出成形機のプランジャーの射出速度を運転開始からそれぞれ複数の段階を経て上昇させるに際し、押出し物の種類、物性及び射出容量に対して、プランジャーの射出速度に関する第１段階における最適な加速時間と第１段階の到達速度である第１定速度と、タイヤ成形ドラムの回転速度に関する第１段階における最適な加速時間と前記第１定速度と同一速度となる第１段階の到達回転速度である第１定回転速度と、その時の押出し物の射出が開始されたと判断する第１判定値となる射出成形機とタイヤ成形ドラムの間の押出し物の弛み変位量とをデータベースとして予め記憶しておき、押出し物を押出す際に、前記データベースから、その押出し物の種類、物性及び射出容量に対応する第１段階におけるプランジャーの最適な加速時間、第１定速度、タイヤ成形ドラムの最適な加速時間、第１定回転速度を選定して、第１段階のプランジャーの射出速度の加速目標曲線とタイヤ成形ドラムの回転速度の加速目標曲線を設定し、前記プランジャーを始動させて、前記射出速度の加速目標曲線に基づいて一定加速度で増速制御して前記第１定速度に到達させるとともに、前記射出成形機とタイヤ成形ドラムの間に設けた変位センサーで検出した押出し物の弛み変位量が所定の第１判定値に到達した時に、タイヤ成形ドラムの回転を開始し、前記回転速度の加速目標曲線に沿って上昇させる制御を行なって前記第１定回転速度に到達させ、第１定回転速度に到達以後は、タイヤ成形ドラムの回転速度をプランジャーの射出速度に同期させる制御を行なうことを特徴とする。
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本発明においては、２段階で加速する場合には、射出成形機のプランジャーの速度を、第１加速期、第１定速度、第２加速期を経て、定常運転である第２定速度に到達させる制御を行うが、それに対応して、タイヤ成形ドラムも第１加速期、第１定回転速度、第２加速期を経て、定常運転である第２定回転速度に到達させる。なお、２段階以上の複数の段階で行う場合には、この第２定速度、第２定回転速度の後に、必要な数の加速期と定速度、定回転速度が設けられる。
【００１０】
この押出し物が射出開始される射出初期である第１加速期において、タイヤ成形ドラムの回転を、プランジャーの射出速度に同期させずに、押出し物の種類、物性及び射出容量に対応して選択され、予め設定された加速目標曲線で上昇するように制御する。
【００１１】
この加速目標曲線の選定及び設定は、予め行われた押出し物の種類、物性及び射出容量毎の実験等でケーススタディして求めたデータ等に基づいて設定された加速目標曲線のデータから、実際に使用される押出し物の種類、物性及び射出容量に対応した加速目標曲線が選定され、制御装置に設定される。データが無い場合には新たに実験等のケーススタディをして求める。なお、この加速目標曲線は、単純なものでは、加速時間と第１定回転速度で決まる。
【００１２】
この方法により、射出初期段階において、押出し物の種類、物性及び射出容量に応じて押出し物の出方にタイヤ成形ドラムの回転を合わせることができ、押出し物の種類、物性及び射出容量に関わらず、押出し物をタイヤ成形ドラムに安定して、精度良く巻き付けることができる。
【００１３】
そして、本発明において、第１加速期が終了し、第１定回転速度に到達した後は、前記プランジャーに設置したプランジャー速度測定器で検出したプランジャー速度を、前記射出成形機のダイス開口断面積と前記プランジャーの断面積で補正換算した換算押出速度に、前記タイヤ成形ドラムの回転速度を同期させる。
【００１４】
つまり、第１加速期が終了した後の、第１定回転速度期、第２加速期及び第２定回転速度期においては、タイヤ成形ドラムの回転をプランジャーの射出速度に同期させた制御を行う。
【００１５】
また、本発明において、前記タイヤ成形ドラムを回転し始める時期を、前記射出成形機と前記タイヤ成形ドラムの間に設けた変位検出センサーで検出した前記押出し物の弛み変位量が、所定の第１判定値に到達した時とする。
【００１６】
つまり、タイヤ成形ドラムの回転開始時期を、成形射出機のノズルからの弾性押出し物の出始めを検出した時とし、この出始めの時期を変位検出センサーで検出された押出し物の弛み変位量で判断する。
【００１７】
更に、本発明において、前記タイヤ成形ドラムの回転の第１加速期において、前記射出成形機と前記タイヤ成形ドラムの間に設けた変位検出センサーで検出した前記押出し物の弛み変位量が、所定の第２判定値以上になった時に、前記タイヤ成形ドラムの加速を大きくする制御を行う。この制御により、外乱により押出し物の弛み変位量が大きくなった場合に対応する。
【００１８】
そして、上記の射出成形機からの押出し物巻取り制御方法を実施するため射出成形機を備えたタイヤ成形システムは、帯状の押出し物を連続的に射出する射出成形機と、該射出成形機から射出される前記押圧物を巻き付けるタイヤ成形ドラムと、前記射出成形機と前記タイヤ成形ドラムを制御する制御装置と、前記射出成形機と前記タイヤ成形ドラムの間に設けた変位検出センサーとを備えたタイヤ成形システムであって、前記制御装置が、押出し物の種類、物性及び射出容量に対して、プランジャーの射出速度に関する第１段階における最適な加速時間と第１段階の到達速度である第１定速度と、タイヤ成形ドラムの回転速度に関する第１段階における最適な加速時間と前記第１定速度と同一速度となる第１段階の到達回転速度である第１定回転速度と、その時の押出し物の射出が開始されたと判断する第１判定値となる射出成形機とタイヤ成形ドラムの間の押出し物の弛み変化量とをデータベースとして予め記憶しておき、押出し物を押出す際に、前記データベースから、その押出し物の種類、物性及び射出容量に対応する第１段階におけるプランジャーの最適な加速時間、第１定速度、タイヤ成形ドラムの最適な加速時間、第１定回転速度を選定して、第１段階のプランジャーの射出速度の加速目標曲線とタイヤ成形ドラムの回転速度の加速目標曲線を設定し、前記プランジャーを前記射出速度の加速目標曲線に基づいて一定加速度で増速制御して前記第１定速度に到達させるとともに、前記射出成形機とタイヤ成形ドラムの間に設けた変位センサーで検出した押出し物の弛み変位量が所定の第１判定値に到達した時に、タイヤ成形ドラムの回転を開始させ、前記回転速度の加速目標曲線に沿って上昇させる制御を行なって前記第１定回転速度に到達させ、第１定回転速度に到達以後は、タイヤ成形ドラムの回転速度をプランジャーの射出速度に同期させる制御を行なう構成にしたことを特徴とする。
【００１９】
この射出成形機を備えたタイヤ成形システムでは、変位検出センサーで押出し物の弛み変位量を測定し、この変位量によりタイヤ成形ドラムの回転開始時点となる押出し物の出始めを検出し、また、第１加速期におけるドラムの回転速度と押出し物の押出速度とのずれを検出してタイヤ成形ドラムの回転を制御する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、この本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明は、巻取り初期における押出し物巻取り制御方法に特徴があるので、主に巻取り初期の段階について説明する。
【００２１】
図１に示すように、この射出成形機からの押出し物巻取り制御方法を実施するための射出成形機を備えたタイヤ成形システム１０は、タイヤ成形ドラム１と、帯状ゴム材料の押出し物Ｗを射出する射出成形機３と、制御回路を備えた制御装置（サーボコントローラ）４を備えて構成される。
【００２２】
また、押出し物Ｗの弛み変位量Ｄを検出する非接触式の変位検出センサー５が、射出成形機３のヘッド部に配置され、射出成形機３のダイス開口部３ａとタイヤ成形ドラム１との間における弛み変位量を検出し、この変位検出センサー５の出力は制御装置４に変位データ（弛み変位量）Ｄとして入力される。
【００２３】
そして、制御装置４では、射出速度Ｖｐが設定され入力されると、この射出速度Ｖｐの信号がアンプ３ａで増幅されてサーボバルブ３ｂに入力され、射出成形機３のプランジャー速度Ｖがこの射出速度Ｖｐになるように制御される。なお、プランジャー速度Ｖはエンコーダ等で形成されるプランジャー速度測定器６によって検出され、この検出信号Ｖｍがアンプ３ａに入力され、フィードバック制御される。
【００２４】
また、制御装置４では、変位検出センサー５からの変位データＤを基に速度データ演算回路４ａとドラム表面速度演算回路４ｂで演算した結果と、射出速度Ｖｐからドラム表面速度演算回路４ｃで演算した結果とを加えて、ドラム回転数Ｒを算出する。
【００２５】
このドラム回転数Ｒの信号はアンプ２ａで増幅されて、サーボ駆動モータ２に入力され、タイヤ成形ドラム１をドラム回転数Ｒで回転させる。
【００２６】
また、このドラム回転数Ｒの信号に伝達データ（比率設定）Ｋの数値を乗じてアンプ７ａで増幅し、トラバース用駆動モータ７を駆動して、射出成形機３が設置されたトラバース装置８をタイヤ成形ドラム１の幅方向（Ｘ方向）に所定の速度で往復移動する。
【００２７】
つまり、設定された射出速度Ｖｐに基づいて、射出成形機３のプランジャー速度Ｖが制御されると共に、タイヤ成形ドラム１は、変位検出センサー５で検出された変位データＤに基づいたデータと、射出速度Ｖｐとから算出されるドラム回転数Ｒで回転制御される。それと同時に、射出成形機３は、このドラム回転数Ｒに同期してタイヤ成形ドラム１の幅方向（Ｘ方向）に所定の速度で往復移動制御される。
【００２８】
このタイヤ成形システム１０において、射出成形機３から押し出された押出し物Ｗは、サブローラ１ａとタイヤ成形ドラム１の間に挟まれた後、タイヤ成形ドラム１に巻き付けられる。
【００２９】
次に、このタイヤ成形システム１０における射出成形機からの押出し物巻取り制御方法について、図２に示す制御フローと図３に示す時系列図を参照しながら説明する。
【００３０】
最初のステップＳ１０で、このタイヤ成形システム１０で射出成形機３から射出するゴム材料等の押出し物Ｗに関して、予め、押出し物Ｗの種類、物性及び射出容量毎に、射出条件や射出状態を実験等でケーススタディして、これらの押出し物Ｗの種類、物性及び射出容量に対して、プランジャーの射出速度Ｖに関する最適な加速時間ｔｐ１と第１段階の到達速度である第１定速度Ｖ１と、タイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒに関する最適な加速時間ｔｄ１と第１段階目の到達回転速度である第１定回転速度Ｒ１を設定し、その時の弛み量変位量Ｄ１，Ｄ２をデータベースとして記憶しておく。
【００３１】
なお、第１定速度Ｖ１が決まれば第１定回転速度Ｒ１が決まり、第１定回転速度Ｒ１が決まれば第１定速度Ｖ１が決まる関係にあり、また、弛み量変位量Ｄ１は押出し物Ｗの射出が開始されたと判断する時の第１の判定値であり、弛み量変位量Ｄ２は、第１加速期における押出し物Ｗの実際の移動速度とタイヤ成形ドラム１の回転速度のずれを修正するための第２の判定値である。
【００３２】
そして、次のステップＳ２０では、押出し物Ｗの種類、物性及び射出容量が決まった段階で、蓄積されたデータベースから第１段階における最適な加速時間ｔｐ１、ｔｄ１と、第１定速度Ｖ１、第１定回転速度Ｒ１を選定し、第１段階のプランジャーの射出速度Ｖｐの加速目標曲線（マスターカーブ）Ｃｐとタイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒの加速目標曲線（マスターカーブ）Ｃｄを設定する。
【００３３】
次のタイヤ成形作業においては、射出成形機３のプランジャーの制御（ステップＳ３０）と、タイヤ成形ドラム１の回転制御（ステップＳ４０）とが相互に関連しながら並行して行われる。
【００３４】
最初に、ステップＳ３０の射出成形機３のプランジャーの制御について説明する。先ず、ステップＳ３１で、射出成形機３のプランジャーを始動し、射出を開始する。この射出は射出速度の加速目標曲線Ｃｐに基づいて、第１加速運転Ｃｐ１で第１到達速度Ｖ１まで加速運転する。
【００３５】
そして、所定の第１設定時間（最適な加速時間）ｔｐ１を経過して第１定速度Ｖｐ１に到達したら、ステップＳ３２で所定の第２設定時間ｔｐ２の間、第１定速度運転Ｃｐ２を行う。
【００３６】
この第１定速度運転Ｃｐ２を終了したら、ステップＳ３３で第２加速運転Ｃｐ３を行い、所定の第３設定時間ｔｐ３を経過して第２定速度Ｖｐ２に到達したら、ステップＳ３４で所定の通常運転である第２定速度運転Ｃｐ４を行う。そして、所定の巻付け作業を終了したら、ステップＳ５０で終了運転を行う。
【００３７】
次に、ステップ４０のタイヤ成形ドラム１の制御について説明する。
【００３８】
ステップＳ４１で、変位検出センサー５で検出した弛み変位量Ｄが所定の第１の判定値Ｄ１を超えた時に、押出し物Ｗの出始めであるとして、タイヤ成形ドラム１の回転を開始し、タイヤ成形ドラム１の回転速度ＲがステップＳ２０で選択した回転速度Ｒの加速目標曲線Ｃｄに一致するようにしながら、即ち、最適な加速時間ｔｄ１で第１定回転速度Ｒ１まで第１加速運転Ｃｄ１を行う。
【００３９】
このステップＳ４１の第１加速運転Ｃｄ１においては、変位検出センサー５で押出し物Ｗの弛み変位量Ｄを検出しながら、弛み変位量Ｄが所定の第２の判定値Ｄ２を超えていれば加速量を増加し、タイヤ成形ドラム１の回転の加速を微調整する。なお、このステップＳ４１の途中で、射出成形機３のプランジャーの射出速度Ｖは第１到達速度Ｖ１に到達し、第１定速運転Ｃｐ２に移行する。
【００４０】
そして、タイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒが第１定回転速度Ｒ１に到達したら、ステップＳ４２で、第１定回転速度Ｒ１で第１定速度運転Ｃｄ２をステップＳ３２の第１定速度運転Ｃｐ２が終了するまでの間行う。この第１定速度運転Ｃｄ２ではタイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒとプランジャーの射出速度Ｖは一定であり、同期制御される。
【００４１】
この第１定速度運転Ｃｄ２が終了すると、次のステップＳ４３で、プランジャーの射出速度Ｖの加速と同期制御してタイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒの加速を行う第２加速運転Ｃｄ３を、ステップＳ３３の第２加速運転Ｃｐ３と並行して行う。
【００４２】
この第２加速運転Ｃｄ３が終了すると、次のステップＳ４４で、プランジャーの射出速度Ｖと同期制御してタイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒを一定に維持する第２定回転速度運転Ｃｄ４を、ステップＳ３４の第２定速度運転Ｃｐ４と並行して行う。
【００４３】
この第１定速度運転Ｃｄ２以後のタイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒの制御は、プランジャー速度測定器６で検出したプランジャー速度をダイス開口断面積とプランジャー断面積で補正換算した換算押出速度（押出し物の速度）にタイヤ成形ドラム１の回転速度Ｒを同期させる制御とする。
【００４４】
なお、ステップＳ４１〜４４の間、タイヤ成形ドラム１の回転と同期させて、射出成形機３のトラバース装置８が駆動制御され、射出成形機３は図１に示すＸ方向に所定の速度で往復移動する。
【００４５】
そして、第２定速度運転Ｃｐ４及び第２定回転速度運転Ｃｐ４に移行した後は、所定の時間の間、又は、巻取りの終了を検出するまでの間、運転を継続し、その後は、ステップＳ５０の終了処理で従来技術の制御に従って処理される。
【００４６】
このステップＳ５０の終了処理は、例えば、サブローラ１ａをタイヤ成形ドラム１から離して隙間を形成し、図示しない切断装置をサブローラ１ａの外周部に沿って回転して、切断装置のワイヤにより押出し物Ｗを切断する。この押出し物Ｗの切断端が乱れるのを防止するために、図示しないプレスローラで押出し物Ｗの切断端をタイヤ成形ドラム１に押し付けて、一連の巻取り作業を停止する。
【００４７】
この射出成形機からの押出し物巻取り制御方法及び射出成形機を備えたタイヤ成形システムによれば、射出初期のゴム材料等の押出し物Ｗの出始めにおいて、射出する押出し物Ｗの種類、物性及び射出容量に応じた押出し物Ｗの出方に、タイヤ成形ドラム１の回転を適合させることにより、押出し物Ｗをタイヤ成形ドラム１に安定して、精度良く巻き付けることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の射出成形機からの押出し物巻取り制御方法及び射出成形機を備えたタイヤ成形システムによれば、次のような効果を奏することができる。
【００４９】
射出成形機から連続的に押出し物を射出押出しつつ、タイヤ成形ドラムに巻き付ける押出し物巻取り制御方法において、タイヤ成形ドラムの回転が最初の段階の第１定回転速度に到達するまでは、射出成形機のプランジャーの射出制御を特定の条件にした上で、射出する押出し物の種類、物性及び射出容量に応じて、予め実験等のケーススタディをして取得した押出し物の速度の立ち上がり時間や到達速度のデータに基づき、タイヤ成形ドラムの回転速度を制御するので、押出し物の出始めにおいて、射出する押出し物の種類、物性及び射出容量によって変化する押出し物の出方に、タイヤ成形ドラムの回転を適合させることができ、押出し物をタイヤ成形ドラムに安定して、精度良く巻き付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の射出成形機を備えたタイヤ成形システムの概略構成図を示す。
【図２】本発明の実施の形態の射出成形機からの押出し物巻取り制御方法の制御フローの一例を示す図である。
【図３】射出成形機のプランジャーの射出速度とタイヤ成形ドラムの回転速度の時系列の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ タイヤ成形ドラム
３ 射出成形機
５ 変位検出センサー
６ プランジャー速度測定器
１０ 射出成形機を備えたタイヤ成形システム
Ｄ 弛み変位量
Ｗ 押出し物
Claims (4)
- 射出成形機から連続的に射出される帯状の押出し物をタイヤ成形ドラムに巻き付ける押出し物巻取り制御方法において、
前記タイヤ成形ドラムの回転及び前記射出成形機のプランジャーの射出速度を運転開始からそれぞれ複数の段階を経て上昇させるに際し、
押出し物の種類、物性及び射出容量に対して、プランジャーの射出速度に関する第１段階における最適な加速時間と第１段階の到達速度である第１定速度と、タイヤ成形ドラムの回転速度に関する第１段階における最適な加速時間と前記第１定速度と同一速度となる第１段階の到達回転速度である第１定回転速度と、その時の押出し物の射出が開始されたと判断する第１判定値となる射出成形機とタイヤ成形ドラムの間の押出し物の弛み変位量とをデータベースとして予め記憶しておき、
押出し物を押出す際に、前記データベースから、その押出し物の種類、物性及び射出容量に対応する第１段階におけるプランジャーの最適な加速時間、第１定速度、タイヤ成形ドラムの最適な加速時間、第１定回転速度を選定して、第１段階のプランジャーの射出速度の加速目標曲線とタイヤ成形ドラムの回転速度の加速目標曲線を設定し、
前記プランジャーを始動させて、前記射出速度の加速目標曲線に基づいて一定加速度で増速制御して前記第１定速度に到達させるとともに、前記射出成形機とタイヤ成形ドラムの間に設けた変位センサーで検出した押出し物の弛み変位量が所定の第１判定値に到達した時に、タイヤ成形ドラムの回転を開始し、前記回転速度の加速目標曲線に沿って上昇させる制御を行なって前記第１定回転速度に到達させ、第１定回転速度に到達以後は、タイヤ成形ドラムの回転速度をプランジャーの射出速度に同期させる制御を行なう射出成形機からの押出し物巻取り制御方法。 - 前記第１定回転速度に到達した後は、前記プランジャーに設置したプランジャー速度測定器で検出したプランジャー速度を、前記射出成形機のダイス開口断面積と前記プランジャーの断面積で補正換算した換算押出速度に、前記タイヤ成形ドラムの回転速度を同期させる請求項１に記載の射出成形機からの押出し物巻取り制御方法。
- 前記タイヤ成形ドラムの始動から前記第１定回転速度に到達するまでの間において、前記変位検出センサーで検出した前記押出し物の弛み変位量が、所定の第２判定値以上になった時に、前記タイヤ成形ドラムの加速を大きくする制御を行う請求項１または２に記載の射出成形機からの押出し物巻取り制御方法。
- 帯状の押出し物を連続的に射出する射出成形機と、該射出成形機から射出される前記押圧物を巻き付けるタイヤ成形ドラムと、前記射出成形機と前記タイヤ成形ドラムを制御する制御装置と、前記射出成形機と前記タイヤ成形ドラムの間に設けた変位検出センサーとを備えたタイヤ成形システムであって、
前記制御装置が、押出し物の種類、物性及び射出容量に対して、プランジャーの射出速度に関する第１段階における最適な加速時間と第１段階の到達速度である第１定速度と、タイヤ成形ドラムの回転速度に関する第１段階における最適な加速時間と前記第１定速度と同一速度となる第１段階の到達回転速度である第１定回転速度と、その時の押出し物の射出が開始されたと判断する第１判定値となる射出成形機とタイヤ成形ドラムの間の押出し物の弛み変位量とをデータベースとして予め記憶しておき、
押出し物を押出す際に、前記データベースから、その押出し物の種類、物性及び射出容量に対応する第１段階におけるプランジャーの最適な加速時間、第１定速度、タイヤ成形ドラムの最適な加速時間、第１定回転速度を選定して、第１段階のプランジャーの射出速度の加速目標曲線とタイヤ成形ドラムの回転速度の加速目標曲線を設定し、前記プランジャーを前記射出速度の加速目標曲線に基づいて一定加速度で増速制御して前記第１定速度に到達させるとともに、前記射出成形機とタイヤ成形ドラムの間に設けた変位センサーで検出した押出し物の弛み変位量が所定の第１判定値に到達した時に、タイヤ成形ドラムの回転を開始させ、前記回転速度の加速目標曲線に沿って上昇させる制御を行なって前記第１定回転速度に到達させ、第１定回転速度に到達以後は、タイヤ成形ドラムの回転速度をプランジャーの射出速度に同期させる制御を行なう構成にしたタイヤ成形システム。
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