JP4465299B2 - パリソン肉厚制御回路及びそれを用いた中空成形機の肉厚調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、パリソン肉厚制御回路及びそれを用いた中空成形機の肉厚調整方法に関し、特に、パリソンの長さを検出し、このパリソン長に基づいてパリソンの肉厚を制御し、高精度のパリソン長すなわちパリソン肉厚を得るための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の中空成形機の肉厚調整方法としては、一般に、予めオペレータが選定したパリソンの肉厚プロファイルに基づき、ダイ・コアのダイギャップ開度を決定していた。この肉厚プロファイルは良い製品を作る上で一度決定すると、理論的にはそれ以降設定を変更する必要はない。しかし現実には、運転開始時においては、樹脂温度等の影響の為、設定した肉厚の通りのパリソンが生成されない。これによって肉厚の厚薄が生じ、全体のパリソン長が変化（押出されるパリソンの量は一定であり、肉厚の厚薄によってパリソン長さに対し長短が生まれる）する現象がある。そのため、オペレータは運転開始後しばらくの間、パリソン長を目で見て、この肉厚プロファイルのデータ変更を行い、パリソン長を調節するという操作を行っていた。

前記パリソン長すなわちパリソンの肉厚の厚薄を調整する具体的方法としては、例えば、特許文献１及び特許文献２のように、センサをクロスヘッド下方に１個ないし複数個取り付け、パリソンの下降速度を検知しパリソンのドローダウン加速度を演算することによって、パリソン長すなわち肉厚調整を行っていた。

すなわち、特許文献１に開示されたパリソン長さ制御方法及びパリソン形成装置においては、ダイスの下方の所定位置に複数のパリソンセンサを上下方向に配列し、ダイスから射出されたパリソンの下端部を検出し、各センサがパリソン下端を検知した時間より、パリソンのドローダウン加速度を求め演算処理し、パリソン調整を行っている。
また、特許文献２に開示されたパリソン長さ制御方法及びパリソン形成装置においては、ダイスの下方の所定位置にパリソンセンサを配置し、ダイスから射出されたパリソンの移動量を検出し、パリソンのドローダウン加速度を求め演算処理し、パリソン調整を行っている。

特開平４−３３８５１０号公報 特開平５−１６１３６号公報

従来の中空成形機の肉厚調整方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
前述の方法の場合、オペレータが設定したパリソン波形（パリソンの肉厚プロファイル）の種類によっては、ドローダウンが必ずしも同じ傾向を示すことがないため、各種プロファイルに応じたドローダウンのパターンをあらかじめ把握しておく必要があった。
またある限定された部分の加速度から全体パリソン長を求める為、実際のパリソン長さは計算上の値であり、実測されたものではなかった。
さらに、前日にオペレータが設定したパリソンプロファイルが、演算処理によって書換えられてしまい、オペレータのいわゆる勘のようなものが生かされなくなってしまうという問題があった。実際に、運転開始の数時間は、周囲温度・樹脂温度・押出量の不安定要素等の外乱によって、パリソン長さが安定しないものの、その後は次第に安定し、結局は前日設定したパリソンプロファイルが最適なものとなることが通常である。

本発明によるパリソン肉厚制御回路は、パリソンの肉厚を設定するためのパリソン設定値を設定するパリソン設定部と、前記パリソン設定値を入力するためのパリソン波形設定部及びパリソン重み設定部と、前記パリソン重み設定部からの重み設定値が入力される減算部と、前記減算部からの減算出力及び前記パリソン波形設定部からの波形設定値を入力するための加算部と、前記パリソンの長さを検出した検出信号を用い予め設定した設定値に対する偏差を演算して前記減算部に入力するための肉厚補正演算部とからなり、前記加算部から前記パリソンのパリソン肉厚指令が出力されるようにした構成であり、また、本発明によるパリソン肉厚制御回路を用いた中空成形機の肉厚調整方法は、請求項１記載のパリソン肉厚制御回路を用い、前記パリソン肉厚指令を中空成形機のクロスヘッドのダイ内のコアを移動させるための肉厚調整装置に入力し、前記検出信号は前記パリソンの長さを検出するパリソン長検出用リニアセンサから得ると共に、前記検出信号に基づいて前記肉厚調整装置を制御する方法であり、また、前記パリソンの長さは、前記ダイの下方位置に設定された基準位置と前記パリソンのパリソン下端との間の距離を検出することにより得る方法である。

本発明によるパリソン肉厚制御回路及びそれを用いた中空成形機の肉厚調整方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、従来技術のように、パリソンの落下速度を検出するのではなく、単位時間あたりのパリソン長さそのものを検出する為、パリソン全体の長さが正確に掴むことができる。
パリソンプロファイルによる加速度のばらつきを気にすることなく、単純にパリソン長のみの判断から、パリソン長さを制御することが可能である。
パリソン肉厚の制御は、オペレータが設定したパリソンの肉厚プロファイルがそのまま生かされるため、数時間後に樹脂が安定した状態となったときには、通常（オペレータが設定した通り）の肉厚プロファイルに戻ってくるという利点がある。

本発明は、パリソンの長さを検出し、このパリソン長に基づいてパリソンの肉厚を制御し、高精度のパリソン長すなわちパリソン肉厚を得るようにしたパリソン肉厚制御回路及びそれを用いた中空成形機の肉厚調整方法を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明によるパリソン肉厚制御回路及びそれを用いた中空成形機の肉厚調整方法の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものは一部を省略した中空成形機であり、この中空成形機１のクロスヘッド２にはコア３を内設したダイ４が設けられている。

前記クロスヘッド２の上部には、エアモータ又は電動モータ等の駆動体からなる肉厚調整装置５が設けられ、この肉厚調整装置５に接続されたコアロッド６によって前記コア３の上下動が自在に行われ、コア３とダイ４との間に形成された輪状の吐出口であるダイギャップ７から押出されるパリソン８の肉厚９を制御することができるように構成されている。

前記ダイ４の下方位置には、前記パリソン８のパリソン下端２０と床等の基準位置２１との間の距離２２を検出し、パリソン８の実際の長さ（パリソン長）を直接検出するためのパリソン長検出用リニアセンサ２３が設けられており、このパリソン長検出用リニアセンサ２３は、例えば、超音波又はレーザ等のセンサで構成されている。尚、前記距離２２の検出によりパリソン８の長さが検出できるように予め設定されている。

前記パリソン長検出用リニアセンサ２３で検出されたパリソン８の長さ（パリソン長）を示す検出信号２４は、前記肉厚調整装置５を制御するためのパリソン肉厚指令２５を出力するためのパリソン肉厚制御回路１０に入力されている。

前記パリソン肉厚制御回路１０は、パリソン設定値３０ａを設定するパリソン設定部３０と、前記パリソン設定値３０ａが入力され図２で示されるようにオペレータが操作するパリソン８の波形設定値３１（肉厚プロファイル）を設定するためのパリソン波形設定部３２と、前記パリソン設定値３０ａが入力され前記パリソン８の波形設定値３１におけるパリソン８の重み設定値３３を設定するためのパリソン重み設定部３６と、前記重み設定値３３が入力される減算部３４と、前記減算部３４からの減算出力３４ａ及び前記波形設定値３１が入力される加算部３５と、前記検出信号２４を取り込み予め決められた値に対する偏差２４ａを前記減算部３４に入力するための肉厚補正演算部２４Ａとよりなり、前記加算部３５から前記パリソン肉厚指令２５が出力されるように構成されている。

前記パリソン８は、単位時間毎にカッティングされ、それを中空成形機に組み込まれた金型で挟み成形している。この単位時間当たりの押出しを、１ショットとしている。この１ショットを押出す過程において、時間毎にオペレータがパリソン８の設定を行う。これがいわゆるパリソンコントロールである。
このパリソンコントロールは、時間軸に対し、図２のように、肉厚を可変させるという制御であるが、その設定はオペレータがそれぞれ、肉厚プロファイルと呼ばれるパリソンの波形設定値３１(Ｘ軸が時間、Ｙ軸が肉厚)を設定し、それに基づき肉厚調整装置５を制御している。
このオペレータの設定したパリソンの波形設定値３１は、データとして図示しないメモリに保存され、いつでも読み出すことが可能となっている。

従って、成形開始直後は、クロスヘッド２の温度、樹脂圧力、樹脂温度等の影響で、パリソン８の肉厚９は安定しない(再現性がない)。しかし数時間経過後は安定したパリソン８となり、毎ショット安定した肉厚９となる(再現性がある)。よって、安定するまでの数時間は、オペレータがパリソンコントロールを行い、微調整を繰り返している。一度設定したパリソンの波形設定値３１は、運転開始時には調節するものの、結局は前日設定した波形設定値３１通りとなる。
前記クロスヘッド２から出てくる１ショットのパリソン８の量は、ほぼ安定している。従って、肉厚の厚薄によってパリソン長さが変化することになる。肉厚が厚くなるとパリソン長は短く (基準位置２１からパリソン下端２０までの距離２２は長く)、薄くなるとパリソン長は長く(基準位置２１からパリソン下端２０までの距離２２は短く)なる。
このパリソン長さが一定でないと、それを金型で挟み成形した場合、製品とバリ（金型からはみ出した部分）との割合が変わってしまうことになり、成形品が不安定な重量となってしまう。

まず、クロスヘッド２のダイ４の下方に設けたパリソン長検出用リニアセンサ２３を用いると共に、クロスヘッド２からはパリソン８をある決められた量で押出しを続ける。このパリソン８は一定時間毎（１ショット又は１サイクル）にカッティングされ下方の図示しない金型に挟まれて成形されるが、その１ショット毎のパリソン長を測定して検出信号２４が前記肉厚補正演算部２４Ａに入力される。

従って、前記重み設定値３３は減算部３４に入力されると共に、波形設定値３１は加算部３５に入力され、前述の偏差２４ａを用いて重み設定値３３を補正し、前記波形設定値３１と減算出力３４ａを用いて得たパリソン肉厚指令２５が肉厚調整装置５に入力されてコア３が上下動し、パリソン８の肉厚９が自在に制御される。
尚、オペレータが設定したパリソンの波形設定値３１はその特徴が従来のように消されることもなく前記メモリ内に保持され、パリソンコントロールの補正を行うことができる。

本発明は、新規中空成形機だけではなく、既存の中空成形機に対してパリソン肉厚調整回路を取付けて本発明の肉厚制御を行うことができる。

本発明によるパリソン肉厚制御回路及びそれを用いた中空成形機の肉厚調整方法を示す構成図である。 図１のパリソンの波形設定値（肉厚プロファイル）を示す説明図である。

１ 中空成形機
２ クロスヘッド
３ コア
４ ダイ
５ 肉厚調整装置
６ コアロッド
７ ダイギャップ
８ パリソン
９ 肉厚
１０ パリソン肉厚制御回路
２０ パリソン下端
２１ 基準位置
２２ 距離
２３ パリソン長検出用リニアセンサ
２４ 検出信号
２４Ａ 肉厚補正演算部
２４ａ 偏差
２５ パリソン肉厚指令
３０ パリソン設定部
３０ａ パリソン設定値
３１ 波形設定値
３２ パリソン波形設定部
３３ 重み設定値
３４ 減算部
３４ａ 減算出力
３５ 加算部
３６ パリソン重み設定部

Claims (3)

1. パリソン(8)の肉厚を設定するためのパリソン設定値(30a)を設定するパリソン設定部(30)と、前記パリソン設定値(30a)を入力するためのパリソン波形設定部(32)及びパリソン重み設定部(36)と、前記パリソン重み設定部(36)からの重み設定値(33)が入力される減算部(34)と、前記減算部(34)からの減算出力(34a)及び前記パリソン波形設定部(32)からの波形設定値(31)を入力するための加算部(35)と、前記パリソン(8)の長さを検出した検出信号(24)を用い予め設定した設定値に対する偏差(24a)を演算して前記減算部(34)に入力するための肉厚補正演算部(24A)とからなり、前記加算部(35)から前記パリソン(8)のパリソン肉厚指令(25)が出力されるように構成したことを特徴とするパリソン肉厚制御回路。
2. 請求項１記載のパリソン肉厚制御回路(10)を用い、前記パリソン肉厚指令(25)を中空成形機(1)のクロスヘッド(2)のダイ(4)内のコア(3)を移動させるための肉厚調整装置(5)に入力し、前記検出信号(24)は前記パリソン(8)の長さを検出するパリソン長検出用リニアセンサ(23)から得ると共に、前記検出信号(24)に基づいて前記肉厚調整装置(5)を制御することを特徴とするパリソン肉厚制御回路を用いた中空成形機の肉厚調整方法。
3. 前記パリソン(8)の長さは、前記ダイ(4)の下方位置に設定された基準位置(21)と前記パリソン(8)のパリソン下端(20)との間の距離(22)を検出することにより得ることを特徴とする請求項２記載のパリソン肉厚制御回路を用いた中空成形機の肉厚調整方法。

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