JP4804944B2 - Sheet forming device - Google Patents
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Description
この発明は、シート成形装置に関し、特に、二つのロール間にシートを通し、当該二つ
のロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うタッチロール式のシート成
形装置に関するものである。
The present invention relates to a sheet forming apparatus, and more particularly to a touch roll type sheet forming apparatus that forms a sheet in a state where a sheet is passed between two rolls and the front and back surfaces of the sheet are in contact with the two rolls.
押出成形法によるシート成形装置として、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている二つのロール間にシート(押出機、Tダイよりの溶融樹脂)を通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うタッチロール式のものがある(例えば、特許文献1、2)。 As a sheet forming apparatus by an extrusion method, it has two rolls arranged in parallel with a gap, and a sheet (extruder, molten resin from a T die) is passed between two rolls that are driven to rotate, There is a touch roll type that forms a sheet in a state where the front and back surfaces of the sheet are in contact with the two rolls (for example, Patent Documents 1 and 2).
タッチロール式のシート成形装置によるシート成形では、成形するシートの表裏面が接触する二つのロールの間隙(以下、ロール間隙と云う)の精度が、シートの製品品質に大きい影響を与えるから、安定した製品品質のシートを成形するためには、シート成形下のロール間隙の変動をなくし、ロール間隙を一定に保つことが要求される。 In sheet forming with a touch roll type sheet forming device, the accuracy of the gap between the two rolls that contact the front and back surfaces of the sheet to be formed (hereinafter referred to as the roll gap) greatly affects the product quality of the sheet. In order to form a product quality sheet, it is required to eliminate fluctuations in the roll gap under sheet forming and keep the roll gap constant.
従来のシート成形装置では、二つのロールの各々のロール支持ハウジング(軸受けハウジング)間に、くさび部材を入れ、一方のロール支持ハウジングを油圧シリンダ装置によって他方のロール支持ハウジングに押し付け、二つのロール支持ハウジング間に対するくさび部材の入れ量によってロール間隙を調整している。
くさび式のロール間隙設定では、ロール間隙を一定にすることはできるが、シート成形の諸条件に応じたロール間隙の制御目標値の変更に対して自動制御によってロール間隙を変更設定することができない。 With the wedge-type roll gap setting, the roll gap can be made constant, but the roll gap cannot be changed and set automatically by changing the control target value of the roll gap according to various conditions of sheet forming. .
このことに対して、フィードバック制御式のサーボ制御システムによってロールの位置制御を行うことが考えられる。この種の位置制御としては、ロール位置を設定する駆動系の位置をフィードバックするセミクローズド式と、ロール位置自体をフィードバックするフルクローズド式と、セミクローズド式とフルクローズド式とを複合したハイブリッド式とがよく知られている。 In contrast, it is conceivable to perform roll position control by a feedback control type servo control system. This type of position control includes a semi-closed system that feeds back the position of the drive system that sets the roll position, a fully closed system that feeds back the roll position itself, and a hybrid system that combines the semi-closed system and the fully closed system. Is well known.
フルクローズド式やハイブリッド式のフィードバック制御は、ロール位置自体を検出するから、セミクローズド式に比して精度のよい位置制御を行うことができるが、ロール位置を検出するリニアスケール等のアブソリュート型変位計の分解能を高めるには、インクリメンタル式変位計に比して、物理的に限界があると云う課題を含んでいる。 Full-closed type and hybrid type feedback control detects the roll position itself, so it can perform position control with higher accuracy than the semi-closed type, but absolute displacement such as a linear scale that detects the roll position. In order to increase the resolution of the meter, there is a problem that there is a physical limit as compared with the incremental displacement meter.
変位計の位置信号を用いたフィードバック制御では、位置決めが完了した定常状態において、外力の有無に拘わらず、変位計の位置信号の最小単位のプラス1単位とマイナス1単位に相当する範囲の幅をもって位置制御の制御対象体、つまり、ロールがロール間隙増減方向にゆらぐ(行ったり来たりする)、ゆらぎ振動が生じるから、変位計の分解能が大きいほど、ゆらぎ振動の振幅が大きくなる。 In the feedback control using the position signal of the displacement meter, in the steady state where the positioning is completed, regardless of the presence or absence of external force, the width of the range corresponding to the minimum unit plus 1 unit and minus 1 unit of the displacement meter position signal Since the control object of position control, that is, the roll fluctuates (goes back and forth) in the roll gap increase / decrease direction, fluctuation vibration occurs. Therefore, the larger the displacement meter resolution, the larger the fluctuation vibration amplitude.
このため、フルクローズド式やハイブリッド式のフィードバック制御を、タッチロール式のシート成形装置に適用すると、位置決めが完了した定常状態でのロール間隙が、アブソリュート型変位計の分解能に依存して変動することになり、所要の製品品質を得るために必要なロール間隙を保つことができなくなる。 Therefore, the feedback control of the full-closed type and hybrid type, when applied to a sheet forming device of the touch roll, the roll gap in the steady state in which the positioning is completed, vary depending on the resolution of the A blanking Soryuto displacement meter It will be, will not be able to keep the roll gap required for the order to obtain the required product quality.
特に、ロールをロール間隙増減方向に移動させる手段として、油圧シリンダ装置を用いる油圧サーボ式のものでは、油圧シリンダ装置のピストンロッドを常に押し引きして位置を保つため、ロール間隙が僅かではあるが変動し、高精度を要求するシートでは、その僅かな変動が製品品質に影響し、所要の製品品質を得ることができなくなる。 Particularly, in the hydraulic servo type using a hydraulic cylinder device as means for moving the roll in the roll gap increasing / decreasing direction, the position of the hydraulic cylinder device is always pushed and pulled to maintain the position, so the roll gap is slight. In a sheet that fluctuates and requires high accuracy, the slight fluctuation affects the product quality, and the required product quality cannot be obtained.
この発明が解決しようとする課題は、タッチロール式のシート成形装置において、フィードバック制御における不可避のゆらぎ振動によるロール間隙の変動を最小限に止め、このことと高精度な位置制御とを両立して的確なロール間隙設定の下に、高い製品品質のシートを安定して生産できるようにすることである。 The problem to be solved by the present invention is that, in a touch roll type sheet forming apparatus, fluctuations in the roll gap due to inevitable fluctuation vibration in feedback control are minimized, and this is compatible with high-accuracy position control. It is to enable stable production of high product quality sheets under precise roll gap setting.
この発明によるシート成形装置は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールをロール間隙増減方向に移動させてロール間隙を調整を行うリニア駆動手段と、前記ロールのロール間隙増減方向の位置を検出する第1の位置検出手段と、前記第1の位置検出手段の分解能より高い分解能を有し、前記リニア駆動手段の位置を検出する第2の位置検出手段と、ロール間隙の制御目標値変更時には前記第1の位置検出手段によって検出される位置情報に基づいてロール位置制御を行い、所定の制御目標値によるシート成形時には前記第2の位置検出手段によって検出される位置情報に基づいてロール位置制御を行う制御手段とを有する。 The sheet forming apparatus according to the present invention has two rolls arranged in parallel with a gap, and a sheet is passed between the two rolls that are rotationally driven, and the front and back surfaces of the sheet are in contact with the two rolls. In a sheet forming apparatus that performs sheet forming in a state where the sheet is formed, linear drive means for adjusting the roll gap by moving at least one of the two rolls in the roll gap increase / decrease direction, and the roll gap increase / decrease direction of the roll a first position detecting means for detecting the position, said has a higher resolution than the resolution of the first position detection means, and a second position detecting means for detecting a position of said linear drive means, the control of the roll gap the target value change to the role position control based on the position information detected by said first position detecting means, before the time of sheet forming by a predetermined control target value And a control means for performing roll position control based on position information detected by the second position detecting means.
この発明によるシート成形装置は、間隙をおいて並列に配置された二つのロールを有し、回転駆動されている前記二つのロール間にシートを通し、当該二つのロールにシートの表裏面が接触する状態でシート成形を行うシート成形装置において、前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールをロール間隙増減方向に移動させてロール間隙を調整を行うリニア駆動手段と、前記ロールのロール間隙増減方向の位置を検出する第1の位置検出手段と、前記第1の位置検出手段の分解能より高い分解能を有し、前記リニア駆動手段の位置を検出する第2の位置検出手段と、ロール間隙の制御目標値変更時には、制御目標値変更後の制御目標値と前記第1の位置検出手段によるロール位置計測値との偏差が所定値以下になるまでは、前記第1の位置検出手段によって検出される位置情報に基づいてロール位置制御を行い、制御目標値変更後の制御目標値と前記第1の位置検出手段によるロール位置計測値との偏差が所定値以下である場合に、前記第2の位置検出手段によって検出される位置情報に基づいてロール位置制御を行う制御手段とを有する。 The sheet forming apparatus according to the present invention has two rolls arranged in parallel with a gap, and a sheet is passed between the two rolls that are rotationally driven, and the front and back surfaces of the sheet are in contact with the two rolls. In a sheet forming apparatus that performs sheet forming in a state where the sheet is formed, linear drive means for adjusting the roll gap by moving at least one of the two rolls in the roll gap increase / decrease direction, and the roll gap increase / decrease direction of the roll a first position detecting means for detecting the position, said has a higher resolution than the resolution of the first position detection means, and a second position detecting means for detecting a position of said linear drive means, the control of the roll gap At the time of changing the target value, until the deviation between the control target value after the change of the control target value and the roll position measurement value by the first position detecting means becomes a predetermined value or less,置検out performs roll position control based on the position information detected by the means, the deviation between the roll position measurement value is equal to or less than a predetermined value by the control target value after the control target value changing first position detection means A control unit that performs roll position control based on position information detected by the second position detection unit .
この発明によるシート成形装置は、好ましくは、前記第2の位置検出手段の分解能が0.5μm以下である。 In the sheet forming apparatus according to the present invention, preferably, the resolution of the second position detecting means is 0.5 μm or less.
この発明によるシート成形装置は、好ましくは、前記第1の位置検出手段はアブソリュート型変位計により構成され、前記第2の位置検出手段はインクリメンタル式変位計により構成されている。 In the sheet forming apparatus according to the present invention, preferably, the first position detecting means is constituted by an absolute displacement meter, and the second position detecting means is constituted by an incremental displacement meter.
この発明によるシート成形装置は、好ましくは、前記リニア駆動手段は、ロールをロール間隙増減方向に移動させる油圧シリンダ装置と、前記油圧シリンダ装置に送る油圧供給量を制御するサーボモータ駆動の双方向油圧ポンプとを有する油圧サーボ式のものであり、前記第2の位置検出手段は前記油圧シリンダ装置のピストンの位置を計測する変位計により構成され、前記双方向油圧ポンプの制御分解能の1単位当たりのポンプ容積を前記油圧シリンダ装置のピストン移動量に変換した値が前記変位計の計測分解能以下になるように、前記双方向油圧ポンプの1回転当たりのポンプ容積が設定されている。 In the sheet forming apparatus according to the present invention, preferably, the linear drive means includes a hydraulic cylinder device that moves a roll in a roll gap increasing / decreasing direction, and a servomotor-driven bidirectional hydraulic pressure that controls a hydraulic pressure supply amount to be sent to the hydraulic cylinder device. A hydraulic servo type having a pump, wherein the second position detecting means comprises a displacement meter for measuring the position of the piston of the hydraulic cylinder device, and the control resolution of the bidirectional hydraulic pump per unit The pump volume per rotation of the bidirectional hydraulic pump is set so that the value obtained by converting the pump volume into the piston movement amount of the hydraulic cylinder device is less than the measurement resolution of the displacement meter.
この発明によるシート成形装置は、好ましくは、前記双方向油圧ポンプのポンプ容積V(mm 3 )と前記油圧シリンダ装置のシリンダ径D(mm)とが下記の関係式を満たすように設定されている。 The sheet forming apparatus according to the present invention is preferably set so that a pump volume V (mm 3 ) of the bidirectional hydraulic pump and a cylinder diameter D (mm) of the hydraulic cylinder device satisfy the following relational expression. .
V≦{(πD2 /4)a}/(b/360)
但し、a:前記リニア駆動手段の前記変位形の分解能(mm)、b:前記双方向油圧ポンプの機械的な制御分解能(度)
この発明によるシート成形装置は、好ましくは、前記双方向油圧ポンプの機械的な制御分解能bが0.2度である。
V ≦ {(πD 2/4 ) a} / (b / 360)
Where, a: resolution of the displacement type of the linear drive means (mm), b: mechanical control resolution (degrees) of the bidirectional hydraulic pump
In the sheet forming apparatus according to the present invention, the mechanical control resolution b of the bidirectional hydraulic pump is preferably 0.2 degrees.
この発明によるシート成形装置は、好ましくは、前記双方向油圧ポンプと前記油圧シリンダ装置との油圧配管が可撓性を有する配管によって構成されている。 In the sheet forming apparatus according to the present invention, preferably, the hydraulic piping between the bidirectional hydraulic pump and the hydraulic cylinder device is configured by flexible piping.
この発明によるシート成形装置によれば、ロール間隙の制御目標値変更時には、制御目標値変更後の制御目標値とロール位置を検出する第1の位置検出手段によるロール位置計測値との偏差が所定値以下になるまでは、第1の位置検出手段によって検出される位置情報に基づいてロール位置制御が行われ、制御目標値変更後の制御目標値と前記第1の位置検出手段によるロール位置計測値との偏差が所定値以下である場合に、第1の位置検出手段の分解能より高い分解能を有する第2の位置検出手段によって検出される駆動手段の位置に基づいてロール位置制御が行われるので、フィードバック制御における不可避のゆらぎ振動によるロール間隙の変動を第2の位置検出手段の高い分解能による小さいものに止め、このことと第1の位置検出手段を用いた高精度な位置制御とを両立して、的確なロール間隙設定の下に、高い製品品質のシートを安定して生産できるようになる。 According to the sheet forming apparatus of the present invention, when the control target value of the roll gap is changed, the deviation between the control target value after the change of the control target value and the roll position measurement value by the first position detecting means for detecting the roll position is predetermined. until a value below the roll position control based on the position information detected by the first position detection means is performed, the roll position by the control target value after the control target value changing first position detection means When the deviation from the measured value is less than or equal to a predetermined value, roll position control is performed based on the position of the driving means detected by the second position detecting means having a resolution higher than that of the first position detecting means. so stop the variation of the roll gap due to fluctuation vibration unavoidable in the feedback control to be small due to high resolution of the second position detecting means, which in the first position detection And achieve both high precision position control using the stage, under the correct roll gap settings, it becomes possible to stably produce a high product quality sheets.
この発明によるシート成形装置の一つの実施形態を、図1を参照して説明する。 One embodiment of a sheet forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
シート成形装置は、固定基台10上に、第1ロール11と、第2ロール12と、第3ロール13を有する。第1ロール11と第2ロール12と第3ロール13は互いに並列(平行)に配置されている。
The sheet forming apparatus includes a first roll 11, a
第1ロール11は、左右の軸端部15R、15Lを左右の軸受ハウジング16R、16Lにより回転可能に支持され、自身の中心軸線周りに回転可能になっている。軸受ハウジング16R、16Lは、固定基台10上に設けられた左右のリニアガイド17R、17Lに変位可能に係合している。これにより、第1ロール11は第2ロール12に対してロール間隙を増減する方向Aに変位可能になっている。つまり、第1ロール11の配置位置が第2ロール12とのロール間隙を増減する方向Aに変位(変更)可能になっている。
The first roll 11, the left and right
固定基台10にはリニアスケール42R、42Lが取り付けられている。リニアスケール42R、42Lは、左右の軸受ハウジング16R、16Lの位置、つまり、第1ロール11のロール間隙増減方向の位置(ロール間隙)を検出(計測)する第1の位置検出手段をなしている。リニアスケール42R、42Lは、1〜50μm程度の分解能を有するアブソリュート型変位計である。
Linear scales 42 </ b> R and 42 </ b> L are attached to the
第2ロール12は、左右の軸端部23R、23Lを、固定基台10に固定装着された左右の軸受ハウジング24R、24Lにより回転可能に支持され、自身の中心軸線周りに回転可能になっている。
The
第3ロール13は、左右の軸端部26R、26Lを、固定基台10に固定装着された左右の軸受ハウジング27R、27Lにより回転可能に支持され、自身の中心軸線周りに回転可能になっている。なお、第3ロール13は、第1ロール11と同様に、第2ロール12とのロール間隙を増減する方向Aに変位(変更)可能で、後述する第1ロール11のリニア駆動手段と同等のリニア駆動手段によってをロール間隙増減方向の配置位置を調整できるようになっていてもよい。
The
第1ロール11、第2ロール12、第3ロール13には、各々個別にロール回転駆動用の電動モータ81、82、83が連結され、第1ロール11と第3ロール13は反時計廻り方向に、第2ロール12は時計廻り方向に、各々回転駆動される。
First roll 11,
第1ロール11と第2ロール12とのロール間隙部上方にはロール軸線方向に長いTダイ100が設けられている。Tダイ100にはスクリュ駆動モータ112によって回転駆動されるスクリュ111を含む押出機110より溶融樹脂を供給される。押出機110は、Tダイ100に対する溶融樹脂の供給源であり、押出機110による溶融樹脂の押出量は、スクリュ111の回転速度、つまりスクリュ駆動モータ112の速度制御によって定まる。
A T die 100 that is long in the roll axis direction is provided above the roll gap between the first roll 11 and the
Tダイ100は、リップ部より溶融樹脂を第1ロール11と第2ロール12とのロール間隙部に向けて溶融樹脂を吐出する。これにより、第1ロール11と第2ロール12とのロール間隙上部に溶融樹脂によるメルトバンクMBができる。
The T-
そして、第1ロール11、第3ロール13が反時計廻り方向に、第2ロール12が時計廻り方向に各々回転駆動されていることにより、第1ロール11と第2ロール12とのロール間隙部および第2ロール12と第3ロール13とのロール間隙部の各々において当該両ロールにシートSの表裏面が接触する状態で、タッチロール式にシート成形が行われる。
The first roll 11, the
固定基台10上には取付部材31によって左右の油圧シリンダ装置33R、33Lが取り付けられている。油圧シリンダ装置33R、33Lのピストンロッド34R、34Lは、各々先端にてロードセル43R、43Lを介して軸受ハウジング16R、16Lに固定連結されている。
Left and right hydraulic cylinder devices 33 </ b> R and 33 </ b> L are mounted on the
ロードセル43R、43Lは、押付荷重計測手段であり、ピストンロッド34R、34Lの先端の軸受ハウジング16R、16Lとの連結部にあって第1ロール11に作用する押付荷重を計測する。
The
油圧シリンダ装置33R、33Lは、各々ピストン71の両側にシリンダ室72、73を有する複動型のものであり、シリンダ室72、73に対する油圧の給排により、左右の軸受ハウジング16R、16Lと共に第1ロール11をロール間隙増減方向(方向A)に変位(移動)させる。
Each of the
油圧シリンダ装置33R、33Lは、ピストン変位計41R、41Lを内蔵している。ピストン変位計41R、41Lは、油圧シリンダ装置33R、33Lのピストン位置を検出(計測)する第2の位置検出手段をなしている。ピストン変位計41R、41Lは、アブソリュート型変位計に比して高分解能が得やすいインクリメンタル式変位計により構成されており、リニアスケール42R、42Lの分解能より高い分解能、例えば、0.5μm程度の分解能を有する。
The
油圧シリンダ装置33R、33Lのシリンダ室72、73に対する油圧の供給は、サーボモータ75R、75Lによって駆動される双方向油圧ポンプ74R、74Lによって行われる。双方向油圧ポンプ74R、74Lは、サーボモータ75R、75Lによる駆動量(回転角度)に応じてシリンダ室72、73に送る油圧供給量を定量的に制御し、油圧シリンダ装置33R、33Lと共に、油圧サーボ式のリニア駆動手段をなしている。
Hydraulic pressure is supplied to the
サーボモータ75R、75Lには、モータ位置(回転角度)を検出する高分解能のインクリメンタル式のロータリエンコーダ78R、78Lが接続されている。
High-resolution incremental
双方向油圧ポンプ74R、74Lは、自身の制御分解能の1単位当たりのポンプ容積を、油圧シリンダ装置33R、33Lのピストン移動量に変換した値が、ピストン変位計41R、41Lの機械的な分解能以下になるように、1回転当たりのポンプ容積を設定されている。
In the bidirectional
これは、ピストン変位計41R、41Lの分解能を、位置制御に必要な分解能として0.5μm、双方向油圧ポンプ74R、74Lの機械的な制御分解能(経験値)を0.2度とすると、双方向油圧ポンプ74R、74Lが0.2度回転したときの油圧シリンダ装置33R、33Lのピストン移動量が0.5μm以下になるポンプ容積に、双方向油圧ポンプ74R、74Lのポンプ容積が設定されることを意味する。
This is because when the resolution of the
この条件を満たす双方向油圧ポンプ74R、74Lのポンプ容積V(mm 3 )と油圧シリンダ装置33R、33Lのシリンダ径D(mm)との関係式は、下式により表される。
A relational expression between the pump volume V (mm 3 ) of the bidirectional
V≦{(πD 2 /4)a}/(b/360)
但し、a:ピストン変位計41R、41Lの分解能(mm)、b:双方向油圧ポンプ74R、74Lの機械的な制御分解能(度)である。
V ≦ {(πD 2/4 ) a} / (b / 360)
However, a is the resolution (mm) of the
ピストン変位計41R、41Lの分解能を0.5μm、双方向油圧ポンプ74R、74Lの機械的な制御分解能を0.2度とすると、V=0.707D2 となる。
The
これにより、サーボモータ75R、75Lによる双方向油圧ポンプ74R、74Lの制御によって、ピストン位置制御をピストン変位計41R、41Lの分解能以下の分解能をもって行うことが可能になる。
Thus, the piston position control can be performed with a resolution equal to or lower than the resolution of the
双方向油圧ポンプ74R、74Lと油圧シリンダ装置33R、33Lのシリンダ室72、73との油圧配管76R、76L、77R、76Lは、フレキシブルホース等、可撓性を有する配管によって構成されている。
The
油圧配管76R、76L、77R、76Lが可撓性を有する配管によって構成されていることにより、双方向油圧ポンプ74R、74L、サーボモータ75R、75Lの振動が油圧シリンダ装置33R、33Lに伝わり難くなり、この振動による精度低下を回避できる。油圧配管76R、76L、77R、76Lが可撓性配管である場合には、その配管長さは、3000mm以下であることが好ましい。
Since the
なお、油圧配管76R、76L、77R、76Lは、通常の剛性を有する高圧管によって構成されてよい。この場合には、配管長さは、双方向油圧ポンプ74R、74L、サーボモータ75R、75Lの振動が油圧シリンダ装置33R、33Lに伝わり難くするために、100mm以上であることが好ましい。
The
サーボモータ75R、75Lは、ロール間隙制御部51を含む制御装置50によって制御される。
The
制御装置50は、マイクロコンピュータによる電子制御式のものであり、ピストン変位計41R、41L、リニアスケール42R、42L、ロードセル43R、43L、ロータリエンコーダ78R、78Lの各々よりセンサ信号(計測情報)を所定のサンプリングタイミング毎に取り込り、第1ロール11と第2ロール12とのロール間隙制御のために、サーボモータ75R、75Lを制御する。
The
ロール間隙制御部51は、ロール値を制御するものであり、実行可能な制御モードとして、ピストン変位計41R、41L、リニアスケール42R、42Lによる計測値によって第1ロール11と第2ロール12とのロール間隙が所定の制御目標値になるようにロール間隙(ロール位置)を調整するロール間隙一定制御モードと、ロードセル43R、43Lによる計測値によって第1ロール11の押付荷重が、各々所定の制御目標値になるようにロール間隙(ロール位置)を調整する押付荷重一定制御モードの二つのフィードバック制御モードを具備しており、何れか一方の制御モードを選択的に実行する。
Roller
基本的には、ロール間隙一定制御は、設定されたロール間隙の制御目標値と、ピストン変位計41R、41Lあるいはリニアスケール42R、42Lによって計測される第1ロール11と第2ロール12とのロール間隙(ピストン位置、ロール位置)の計測値との制御偏差が零になるように、サーボモータ75R、75Lをフィードバック制御し、押付荷重一定制御は、設定された押付荷重の制御目標値と、ロードセル43R、43Lによって計測される第1ロール11の押付荷重の計測値との制御偏差が零になるように、サーボモータ75R、75Lをフィードバック制御する。
Basically, the roll gap constant control is performed by setting the roll gap control target value and the rolls of the first roll 11 and the
この実施形態では、ロール間隙一定制御は、ロール間隙の制御目標値変更時(ロール開閉時を含む)には、リニアスケール42R、42Lによって検出される位置情報に基づきロール位置制御を行い、所定の制御目標値によるシート成形時にはピストン変位計41R、41Lによって検出される位置情報に基づいてロール位置制御を行う。
In this embodiment, the roll gap constant control performs roll position control based on position information detected by the
より詳細には、ロール間隙の制御目標値変更時には、制御目標値変更後の制御目標値とリニアスケール42R、42Lによるロール位置計測値との偏差が所定値以下になるまでは、リニアスケール42R、42Lによって検出される位置情報に基づきロール位置制御を行い、制御目標値変更後の制御目標値とリニアスケール42R、42Lによるロール位置計測値との偏差が所定値以下である場合に、ピストン変位計41R、41Lによって検出される位置情報に基づいてロール位置制御を行う。
More specifically, when the control target value of the roll gap is changed, the
なお、ピストン変位計41R、41Lによって検出される位置情報に基づくロール位置制御時も、リニアスケール42R、42Lによるロール位置計測は引き続き行われており、ピストン変位計41R、41Lによって検出される位置情報に基づくロール位置制御下において、外乱等によってロール位置が大きく変動し、制御目標値とリニアスケール42R、42Lによるロール位置計測値との偏差が所定値以下でなくなった場合には、リニアスケール42R、42Lによって検出される位置情報に基づくロール位置制御が行われる。
Note that the roll position measurement by the
何れのロール位置制御も、サーボモータ75R、75Lに対する位置制御指令により行われ、サーボモータ75R、75Lの位置制御は、ロータリエンコーダ78R、78Lによって計測されるサーボモータ75R、75Lのモータ位置によってフィードバック制御式に行われる。
Any roll position control is performed by a position control command to the
これにより、ロール位置の変更時に、ロール位置を制御目標位置に動かす時には、リニアスケール42R、42Lを用いた高精度な位置制御が行われ、制御目標値変更後の制御目標値とリニアスケール42R、42Lによるロール位置計測値との偏差が所定値以下になったのちに、製品としてのシート成形を開始することにより、フィードバック制御における不可避のゆらぎ振動によるロール間隙の変動をピストン変位計41R、41Lの高い分解能による小さいものに止めて高い製品品質のシートを安定して生産できるようになる。
Thus, when the roll position is changed, when the roll position is moved to the control target position, highly accurate position control using the
なお、上述の実施形態では、駆動手段の位置を検出する第2の位置検出手段としてピストン変位計41R、41Lが用いられているが、第2の位置検出手段は、サーボモータ75R、75Lのモータ位置を検出するインクリメンタル式のロータリエンコーダ78R、78Lで構成することもできる。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、リニア駆動手段として、油圧サーボ式のものが用いられているが、リニア駆動手段はサーボモータ駆動の送りねじ方式のものであってもよい。この場合には、第2の位置検出手段は、送りねじを回転駆動するサーボモータのモータ位置を検出する、インクリメンタル式のロータリエンコーダによって構成される。 In the above-described embodiment, the hydraulic servo type is used as the linear drive means, but the linear drive means may be of a feed screw type driven by a servo motor. In this case, the second position detection means is constituted by an incremental rotary encoder that detects the motor position of a servo motor that rotationally drives the feed screw.
10 固定基台
11 第1ロール
12 第2ロール
13 第3ロール
16R、16L 軸受ハウジング
17R、17L リニアガイド
24R、24L 軸受ハウジング
27R、27L 軸受ハウジング
33R、33L 油圧シリンダ装置
41R、41L ピストン変位計
42R、42L リニアスケール
43R、43L ロードセル
50 制御装置
51 ロール間隙制御部
74R、74L 双方向油圧ポンプ
75R、75L サーボモータ
100 Tダイ
110 押出機
111 スクリュ
112 スクリュ駆動モータ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールをロール間隙増減方向に移動させてロール間隙を調整を行うリニア駆動手段と、
前記ロールのロール間隙増減方向の位置を検出する第1の位置検出手段と、
前記第1の位置検出手段の分解能より高い分解能を有し、前記リニア駆動手段の位置を検出する第2の位置検出手段と、
ロール間隙の制御目標値変更時には前記第1の位置検出手段によって検出される位置情報に基づいてロール位置制御を行い、所定の制御目標値によるシート成形時には前記第2の位置検出手段によって検出される位置情報に基づいてロール位置制御を行う制御手段と、
を有するシート成形装置。 A sheet having two rolls arranged in parallel with a gap, passing a sheet between the two rolls that are rotationally driven, and performing sheet forming in a state where the front and back surfaces of the sheet are in contact with the two rolls In the molding equipment,
Linear drive means for adjusting the roll gap by moving at least one of the two rolls in the roll gap increase / decrease direction; and
First position detecting means for detecting a position of the roll in the roll gap increase / decrease direction;
A second position detection means for detecting a position of the linear drive means, having a resolution higher than that of the first position detection means ;
When the control target value of the roll gap is changed , roll position control is performed based on the position information detected by the first position detecting means, and when the sheet is formed by a predetermined control target value, the second position detecting means detects the roll position. Control means for performing roll position control based on the position information;
Sheet molding apparatus that have a.
前記二つのロールのうちの少なくとも一方のロールをロール間隙増減方向に移動させてロール間隙を調整を行うリニア駆動手段と、
前記ロールのロール間隙増減方向の位置を検出する第1の位置検出手段と、
前記第1の位置検出手段の分解能より高い分解能を有し、前記リニア駆動手段の位置を検出する第2の位置検出手段と、
ロール間隙の制御目標値変更時には、制御目標値変更後の制御目標値と前記第1の位置検出手段によるロール位置計測値との偏差が所定値以下になるまでは、前記第1の位置検出手段によって検出される位置情報に基づいてロール位置制御を行い、制御目標値変更後の制御目標値と前記第1の位置検出手段によるロール位置計測値との偏差が所定値以下である場合に、前記第2の位置検出手段によって検出される位置情報に基づいてロール位置制御を行う制御手段と、
を有するシート成形装置。 A sheet having two rolls arranged in parallel with a gap, passing a sheet between the two rolls that are rotationally driven, and performing sheet forming in a state where the front and back surfaces of the sheet are in contact with the two rolls In the molding equipment,
Linear drive means for adjusting the roll gap by moving at least one of the two rolls in the roll gap increase / decrease direction ; and
First position detecting means for detecting a position of the roll in the roll gap increase / decrease direction;
A second position detection means for detecting a position of the linear drive means, having a resolution higher than that of the first position detection means;
When changing the control target value of the roll gap, the first position detecting unit until the deviation between the control target value after the change of the control target value and the roll position measured value by the first position detecting unit becomes a predetermined value or less. Roll position control based on the position information detected by the control target value, when the deviation between the control target value after the control target value change and the roll position measurement value by the first position detection means is less than a predetermined value, Control means for performing roll position control based on position information detected by the second position detection means;
Sheet molding apparatus that have a.
前記第2の位置検出手段の分解能が0.5μm以下であるシート成形装置。 In the sheet forming apparatus according to claim 1 or 2 ,
A sheet forming apparatus in which the resolution of the second position detecting means is 0.5 μm or less .
前記第1の位置検出手段はアブソリュート型変位計により構成され、
前記第2の位置検出手段はインクリメンタル式変位計により構成されているシート成形装置。 In the sheet forming apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The first position detecting means is constituted by an absolute-type displacement gauge,
It said second position detecting means sheet forming apparatus that is composed by the incremental displacement meter.
前記リニア駆動手段は、ロールをロール間隙増減方向に移動させる油圧シリンダ装置と、前記油圧シリンダ装置に送る油圧供給量を制御するサーボモータ駆動の双方向油圧ポンプとを有する油圧サーボ式のものであり、
前記第2の位置検出手段は前記油圧シリンダ装置のピストンの位置を計測する変位計により構成され、
前記双方向油圧ポンプの制御分解能の1単位当たりのポンプ容積を前記油圧シリンダ装置のピストン移動量に変換した値が前記変位計の計測分解能以下になるように、前記双方向油圧ポンプの1回転当たりのポンプ容積が設定されているシート成形装置。 In the sheet forming apparatus according to any one of claims 1 to 4 ,
Said linear drive means is of a servohydraulic having a hydraulic cylinder device Before moving the roll in the roll gap decreasing direction, and a bi-directional hydraulic pump of the servo motor drive to control the hydraulic supply amount to be sent to the hydraulic cylinder device Yes,
The second position detecting means is constituted by a displacement meter that measures the position of the piston of the hydraulic cylinder device,
Per one rotation of the bidirectional hydraulic pump so that the value obtained by converting the pump volume per unit of the control resolution of the bidirectional hydraulic pump into the piston movement amount of the hydraulic cylinder device is less than the measurement resolution of the displacement meter. sheet forming apparatus pump volume of that set.
前記双方向油圧ポンプのポンプ容積V(mm 3 )と前記油圧シリンダ装置のシリンダ径D(mm)とが下記の関係式を満たすように設定されているシート成形装置。
V≦{(πD 2 /4)a}/(b/360)
但し、a:前記リニア駆動手段の前記変位計の分解能(mm)、b:前記双方向油圧ポンプの機械的な制御分解能(度) The sheet forming device according to billed claim 5,
A sheet forming apparatus in which a pump volume V (mm 3 ) of the bidirectional hydraulic pump and a cylinder diameter D (mm) of the hydraulic cylinder device are set to satisfy the following relational expression .
V ≦ {(πD 2/4 ) a} / (b / 360)
However, a: Resolution (mm) of the displacement meter of the linear drive means, b: Mechanical control resolution (degree) of the bidirectional hydraulic pump
前記双方向油圧ポンプの機械的な制御分解能bが0.2度であるシート成形装置。 The sheet forming device according to billed claim 6,
A sheet forming apparatus in which a mechanical control resolution b of the bidirectional hydraulic pump is 0.2 degrees .
前記双方向油圧ポンプと前記油圧シリンダ装置との油圧配管が可撓性を有する配管によって構成されているシート成形装置。 In the sheet forming apparatus according to any one of claims 5 to 7,
The sheet forming equipment are constituted by a pipe hydraulic pipes is flexible and bidirectional hydraulic pump and before Symbol hydraulic cylinder device.
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