JPH0818365B2 - インフレーシヨンフイルム製造機の引取制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、筒状のインフレーションフィルムを製造す
るためのフィルム製造機において使用され、インフレー
ションフィルムの引取を制御する引取制御装置に関す
る。

＜従来の技術＞ インフレーションフィルム製造機は、熱可塑性樹脂を
インフレーションダイからスクリュー押出機により筒状
フィルムを連続して押出しながら、筒状フィルム内にガ
スを供給してバブルをつくり、そのフィルムを連続して
引り取りながら、重ねたチューブ状のフィルムを製造す
る装置であるが、インフレーションフィルムの厚さを一
定にするために、そのフィルムの引取速度を制御するこ
とが従来行われている。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかし、この種の引取速度を制御する従来の制御装置
は、一般に、スクリュー押出機が押出す材料ホッパー内
の材料の単位重量当りの消費時間を測定し、その消費時
間に応じて、フィルムを引き取るピンチロールの回転数
つまり引取速度を制御する構造である。このため、この
制御装置では、樹脂材料の消費量を正確に測定すること
ができないため、押出機が押出す材料の消費量、つまり
材料の押出量に応じて正確にフィルムの引取速度を制御
することができず、フィルムの厚さにばらつきが生じ、
安定した品質のフィルムを製造できにくい課題があっ
た。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもの
で、樹脂材料の消費量に応じてフィルムの引取速度を正
確に制御し、一定の厚さで品質の優れたフィルムを製造
することができるインフレーションフィルム製造機の引
取制御装置を提供することを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するために、本発明のインフレーシ
ョンフィルム製造機の引取制御装置は、第１図に示すよ
うに、インフレーションフィルム製造機の押出機に材料
を送る計量ホッパーの重量を計測し重量を示す信号を出
力する計量センサ７と、計量センサ７からの信号を一定
時間毎に取り込み、その信号から得られた重量の前回値
から今回値を減算することにより、一定時間毎の材料消
費量を演算する材料消費量演算手段１と、その一定時間
毎の材料消費量データから単位時間当りの平均消費量を
演算する平均消費量演算手段２と、その平均消費量と製
造しようとするフィルムの厚さ、幅等のデータからフィ
ルムの最適引取速度を演算する最適引取速度演算手段３
と、フィルムを引き取る第１ピンチロールを駆動するた
めの第１ピンチロールモータ14と、第１ピンチロールの
回転速度に応じた周波数の信号を出力する第１ピンチロ
ール回転センサ15と、第１ピンチロール回転センサ15か
らの信号に基づき第１ピンチロールの現在引取速度を演
算する現在引取速度演算手段４と、現在引取速度を前記
最適引取速度に合せるように第１ピンチロールモータ14
の回転数を制御する第１ピンチロールモータ制御手段５
と、第１ピンチロールとフィルム巻取機との間に設置さ
れた第２ピンチロールを回転駆動する第２ピンチロール
モータ18と、第２ピンチロールの回転数が第１ピンチロ
ールの回転数に補正係数を加えた回転数となるように第
２ピンチロールモータ18を制御する第２ピンチロールモ
ータ制御手段27と、を備えて構成される。

＜作用＞ インフレーションフィルム製造機が自動運転される
間、計量センサ７は計量ホッパーの重量を示す信号を出
力し、材料消費量演算手段１は、その信号を一定時間毎
に取り込み、その信号から得られた重量の前回値から今
回値を減算することにより、一定時間毎の材料消費量を
演算する。次に、平均消費量演算手段２が、一定時間毎
の材料消費量データから単位時間当りの平均消費量を演
算し、最適引取速度演算手段３がその平均消費量と製造
しようとするフィルムの厚さ、幅等のデータからフィル
ムの最適引取速度を演算する。そして、第１ピンチロー
ルモータ制御手段５が、第１ピンチロールの現在引取速
度を監視しながら、その現在引取速度が演算した最適引
取速度となるように、第１ピンチロールモータ14の回転
数を制御し、これにより、第１ピンチロールが材料消費
量に応じた最適な速度でフィルムの引取りを行うように
制御される。

さらに、第２ピンチロールモータ制御手段27が、第２
ピンチロールの回転数を、第１ピンチロールの回転数に
補正係数を加えた回転数とするように、第２ピンチロー
ルモータ18を制御する。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図はインフレーションフィルム製造機の概略構成
図を示している。先ず、この図によりインフレーション
フィルム製造機の概略を説明すると、31はインフレーシ
ョンフィルムの押出機で、スクリューモータ32によって
回転駆動され合成樹脂材料を押出すためのスクリューを
内蔵し、また、そのスクリューの回転速度に応じたパル
ス信号を出力するスクリュー回転センサ33が取付けられ
ている。

押出機31の材料供給口の上部には、計量ホッパー６が
ロードセル等の計量センサ７によりその重量を測定可能
に配設され、さらに、その上に材料を供給するためのフ
ィーダー34が設けられ、そのフィーダー34の下部には材
料供給ソレノイド35によって開閉するゲートが設けられ
る。

押出機31の押出側には、管８を介してダイスを内蔵し
たブローヘッド９が縦に取付けられ、ブローヘッド９に
は、押出したフィルム内に空気を吹き込んでチューブ状
のバブルをつくるためのポンプ10、エアーリング用つま
りバブルの周囲を空気冷却するためのブロワ11が接続さ
れる。

ブローヘッド９の上方には、チューブ状のフィルムを
両側から挟みシート状に折り曲げて引取るための安定板
12と第１ピンチロール13が配設される。この第１ピンチ
ロール13は第１ピンチロールモータ14により駆動され、
第１ピンチロール13には、その回転速度に応じた周波数
のパルス信号を発生するピンチロール回転センサ15が設
けられる。

第１ピンチロール13によって引き取られたフィルム
は、ガイドロール16を経て第２ピンチロール17に送ら
れ、巻取機19に巻取られる。第２ピンチロール17は第２
ピンチロールモータ18により上記の第１ピンチロール13
の回転速度に補正を加えた速度で回転駆動される。

第３図はインフレーションフィルム製造機における引
取制御装置のブロック図を示している。この制御装置は
マイクロコンピュータを主要部として構成され、21はCP
Uで、予めROM22に記憶された制御プログラムデータに基
づき、後述のようなフィルムの引き取り制御を実行す
る。23は随時書き込み読み出し可能なRAMで、各種セン
サから入力した測定データを記憶し、或は予め設定され
る各種の設定値や定数、演算に必要な数値や演算結果等
を記憶する。このRAM23はバッテリによりバックアップ
される。

24は各種センサ類やアクチュエータ等が接続される入
出力回路で、センサ用アンプ、Ｄ・Ａコンバータ、Ａ・
Ｄコンバータ、モータ駆動用のサーボアンプ等が含まれ
る。CPU21、ROM22、RAM23、入出力回路24は共通バスを
介して相互に接続され、データ、アドレス信号、制御信
号が相互に伝送される。

上記の計量センサ７、スクリュー回転センサ33、ピン
チロール回転センサ15、材料供給ソレノイド35、スクリ
ューモータ32、第１ピンチロールモータ14、第２ピンチ
ロールモータ18は入出力回路24に接続される。

さらに、図示しない操作盤に配設される操作スイッチ
群25及びプラズマデイスプレー等の表示器26が入出力回
路24に接続される。操作スイッチ群25には、第１ピンチ
ロールを手動と自動に切換る切換スイッチ、スクリュー
を手動と自動に切換る切換スイッチ、準備段階に計量動
作のみを行う計量スイッチ、自動運転に入るための自動
運転スイッチ、生産を開始するための生産開始スイッ
チ、運転を停止するための停止スイッチ、制御中にスク
リューの回転を徐々に変化させるスクリュー可変スイッ
チ、第１ピンチロールの回転を徐々に変化させるピンチ
ロール可変スイッチ、各種設定値を入力するためのテン
キー等のスイッチが設けられる。

なお、第２図には図示が省略されているが、このイン
フレーションフィルム製造機の制御装置には、上記の制
御系の他、フロストライン制御装置やフィルム幅制御装
置等も設けることができる。

次に、上記構成の引取制御装置の動作を第４図のフロ
ーチャートに基づいて説明する。

インフレーションフィルム製造機の運転に先だち、制
御装置には、製造するフィルムの厚さ、幅、長さ等のデ
ータ、設定値をテンキーなどから入力し、RAM23に記憶
させる。そして、押出機31を起動し、製造の前準備（段
取り）にはいり、スクリューモータ32、第１、第２ピン
チロールモータ14、18を手動で調整可能な状態としなが
ら、押出機31から押出されたチューブ状のフィルム30
を、安定板12から第１ピンチロール13の間に通し、ガイ
ドロール16を経て第２ピンチロール17の間に通し、巻取
機19に導く。この間、ポンプ10、ブロワ11から空気をチ
ューブの内外に送り、ブローヘッド９の上方にバブルを
つくる。

このように製造機が準備運転される間、制御装置の計
量スイッチを投入すると、CPU21は、ステップ100からス
テップ110を実行し、計量センサ７から送られるホッパ
ー重量データに基づき、現在の材料の消費量（フィルム
押出量）を演算する。即ち、CPU21は、一定時間毎（例
えば１秒毎）にホッパー重量のデータを計量センサ７か
ら取り込み、その前回値から今回値を減算して毎秒当り
の材料消費量を算出し、それらをバファーメモリに順に
記憶し、例えば１分当りの平均消費量を毎秒毎に算出
し、それを現在消費量とする。なお、フィーダー34から
の材料は、計量ホッパー６の重量が一定値より軽くなっ
たとき、材料供給ソレノイド35の動作により計量ホッパ
ー６内に投入されるが、このホッパー６への材料の投入
時例えば10秒間は計量動作を行わない。

さらに、ステップ120で、材料消費量に応じたフィル
ムの最適引取速度（m/分）を、単位消費量（g/分）×長
さ補正値÷フィルム幅×フィルム厚×フィルム比重の演
算式から算出する。

このような準備運転の段階では、オペレータの手動ス
イッチ操作により、押出機31のスクリュー、及び第１、
第２ピンチロール14、18の回転速度を徐々に上げていく
が、そのためのスクリュー可変スイッチ及びピンチロー
ル可変スイッチが操作された場合、調整動作ありとして
ステップ130から140に進み、これらのスイッチ操作に応
じて、押出機31のスクリューと第１、第２ピンチロール
の回転速度を実際のフィルム生産運転に近い状態まで調
整（増速）していく。

そして、押出機31のスクリュー回転速度とフィルムの
引取速度が適当な速度に達した状態で、自動スイッチを
オンすると、ステップ150からステップ160、170に進
み、上記と同様に、計量センサ７から送られるホッパー
重量データに基づいて現在の材料の消費量（フィルム押
出量）を演算し、材料消費量に応じたフィルムの最適引
取速度（m/分）を、単位消費量（g/分）×長さ補正値÷
フィルム幅×フィルム厚×フィルム比重の演算式から算
出する。

さらに、ステップ180で、ピンチロール回転センサ15
から送られるパルス信号に基づき、第１ピンチロール13
の回転速度つまりフィルム30の現在の引取速度を算出す
る。即ち、CPU21は、ピンチロール回転センサ15から出
力されるパルス信号を計数し、そのパルス数とピンチロ
ールの径からフィルムの引取速度を算出する。そして、
この現在引取速度とステップ170で算出した最適引取速
度を比較し、現在引取速度を最適引取速度に合せるよう
に、制御データをつくり、この制御データにより第１ピ
ンチロールモータ14を制御駆動する。

通常この段階では、最適引取速度に対し現在引取速度
が低い状態にあり、第１ピンチロールモータ14は増速制
御されるが、短時間に第１ピンチロール13の速度を大き
く増加させた場合、フィルムの破れ等が生じるため、ス
ムージング処理がなされる。即ち、第１ピンチロールモ
ータ14の制御値（例えば０〜10vの電圧値）を設定され
た時間幅内で複数に分割し、その制御値を段階的に最適
引取速度まで増速或は減速していくように、制御信号が
つくられる。そして、この制御信号が第１ピンチロール
モータ14に出力され、徐々に引取速度が変化するように
して円滑に引取速度の制御が行われる。

この自動制御モードではスクリューの回転数は一定
で、そのスクリュー回転数は表示器26に表示されている
が、スクリュー可変スイッチの操作によってスクリュー
回転数を調整することができる。このスクリュー可変ス
イッチが操作された場合、ステップ200から210に進み、
スクリューモータ２に増速又は減速制御信号を出力して
押出機31のスクリュー回転数を調整する。

スクリューモータ２の回転数を変えた場合、材料の押
出量が変わり材料消費量が変化する。このため、その材
料消費量に応じた最適引取速度に第１ピンチロールを制
御するように、制御装置が動作するが、上述のように、
一定時間毎（例えば１秒毎）にホッパー重量のデータを
計量センサ７から取り込み、その前回値から今回値を減
算して毎秒当りの材料消費量を算出し、それらをバファ
ーメモリに順に記憶し、例えば１分当りの平均消費量を
毎秒毎に算出し、それを現在消費量とするため、現在消
費量が本来の最新の材料消費量となるまでには、時間か
かり、第１ピンチロール13の回転数が最適引取速度にな
るまでに、ある程度の時間かかる。

このため、自動運転時のこのようなスクリュー回転調
整時には、特定のスイッチ操作により、バファーメモリ
内の全ての材料消費量データを最新の消費量データにお
きかえるようにする。このようにすれば、第１ピンチロ
ール13の引取速度を迅速に最適引取速度にするように制
御することができ、準備運転時の立ち上げ時間を短縮す
ることができる。

その後、ステップ160に戻り、上記のように、ステッ
プ160〜190が実行され、材料の現在消費量、その消費量
に応じたフィルムの最適取引速度、フィルムの現在取引
速度が繰り返し演算されるが、スクリュー回転数を変え
ることにより、材料の消費量が変わるため、フィルムの
最適引取速度が変わり、それに伴ない現在引取速度を最
適引取速度に合せるように第１ピンチロールの回転数制
御が行われる。

一方、第４図のフローチャートには示されてないが、
第１ピンチロール13より下流側に位置する第２ピンチロ
ール17の回転数もこの制御装置により制御される。即
ち、第２ピンチロール17の回転数は、第１ピンチロール
13の回転数にある補正系数に加えて算出され、その回転
数になるように第２ピンチロールモータ18が制御され
る。その補正係数は、例えば、製造するフィルムの厚さ
と幅に応じて予めメモリに記憶された補正係数のテーブ
ルデータより決定される。通常、フィルムの厚さと幅が
大きくなる程、第１ピンチロール13から第２ピンチロー
ル17の間でフィルムの収縮が発生する。このため、その
ような場合には、第２ピンチロール17の回転数は第１ピ
ンチロール13の回転速度より１〜２％低く制御され、補
正係数は負の値となる。

このようにして、インフレーションフィルム製造機の
運転が安定し、フィルムの引取速度が目標値に達した場
合、準備運転を終了し、生産開始スイッチを投入して、
実際の生産運転に入ると、ステップ220から230を実行
し、フィルム30の生産長さの測定を開始する。フィルム
30の長さは、ピンチロール回転センサ15から送られるピ
ンチロールの回転つまりフィルムの引取長さに応じたパ
ルス信号の数に基づいて算出され、積算されていく。

生産運転中は、ステップ160〜ステップ240が繰り返し
実行され、押出機31の材料消費量に応じて、第１、第２
ピンチロールを最適引取速度で駆動するように、第１ピ
ンチロールモータ14と第２ピンチロールモータ18の回転
制御が行われ、一定の厚さと幅のフィルムが安定して生
産される。

そして、フィルムの生産長さが、予め設定された生産
長さに達した場合、巻取機に巻取芯交換用のターン信号
を出力して巻取芯を交換させ、或は生産を終了する（ス
テップ240）。

このように、一定時間毎の材料消費量を計測し、単位
時間当りの平均消費量を演算し、その消費量の基づいて
フィルムの第１ピンチロール13による最適引取速度を算
出し、第１ピンチロール13の引取速度を最適引取速度に
一致させるように第１ピンチロールモータ14を駆動制御
するため、一定の厚さと幅のフィルムを安定して製造す
ることができる。また、第１ピンチロール13より下流側
に位置する第２ピンチロール17の回転数を、第１ピンチ
ロールの回転数に応じてつまりその回転数に追従して制
御するため、第１ピンチロールの下流側のフィルムの張
力を一定に保ち、フィルムに収縮が生じるような場合で
も、フィルムを破損させず良好に生産することができ
る。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明のインフレーションフィ
ルム製造機の引取制御装置によれば、材料消費量演算手
段１が、材料をいれるホッパーの重量を計測する計量セ
ンサからの信号を一定時間毎に取り込み、その信号から
得られた重量の前回値から今回値を減算することによ
り、一定時間毎の材料消費量を演算し、次に、平均消費
量演算手段２が、一定時間毎の材料消費量データから単
位時間当りの平均消費量を演算し、最適引取速度演算手
段３がその平均消費量と製造しようとするフィルムの厚
さ、幅等のデータからフィルムの最適引取速度を演算
し、そして第１ピンチロールモータ制御手段５が、第１
ピンチロールの現在引取速度を監視しながら、その現在
引取速度が演算した最適引取速度となるように、第１ピ
ンチロールモータ14の回転数を制御するように構成した
から、第１ピンチロールが材料消費量に応じた最適な速
度でフィルムの引取りを行うことができ、一定の厚さと
幅のフィルムを安定して製造することができる。

また、第１ピンチロールとフィルム巻取機との間に第
２ピンチロールを設置し、第２ピンチロールを回転駆動
する第２ピンチロールモータを、第２ピンチロールの回
転数が前記第１ピンチロールの回転数に補正係数を加え
た回転数となるように制御する第２ピンチロールモータ
制御手段を設けることにより、第１ピンチロールの下流
側のフィルムの張力を一定に保ち、フィルムに収縮が生
じるような場合でも、フィルムを破損させず良好に生産
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、 第２図〜第４図は本発明の実施例を示し、 第２図はインフレーションフィルム製造機の概略構成
図、 第３図は引取制御装置のブロック図、 第４図は引取制御装置の動作を示すフローチャートであ
る。 １……材料消費量演算手段、 ２……平均消費量演算手段、 ３……最適引取速度演算手段、 ４……現在引取速度演算手段、 ５……第１ピンチロールモータ制御手段、 ７……計量センサ、 14……第１ピンチロールモータ、 15……ピンチロール回転センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インフレーションフィルム製造機の押出機
   に材料を送る計量ホッパーの重量を計測し重量を示す信
   号を出力する計量センサと、 該計量センサからの信号を一定時間毎に取り込み、該信
   号から得られた重量の前回値から今回値を減算すること
   により、一定時間毎の材料消費量を演算する材料消費量
   演算手段と、 該一定時間毎の材料消費量データから単位時間当りの平
   均消費量を演算する平均消費量演算手段と、 該平均消費量と製造しようとするフィルムの厚さ、幅等
   のデータからフィルムの最適引取速度を演算する最適引
   取速度演算手段と、 フィルムを引き取る第１ピンチロールを駆動するための
   第１ピンチロールモータと、 該第１ピンチロールの回転速度に応じた周波数の信号を
   出力する第１ピンチロール回転センサと、 該第１ピンチロール回転センサからの信号に基づき該第
   １ピンチロールの現在引取速度を演算する現在引取速度
   演算手段と、 該現在引取速度を前記最適引取速度に合せるように前記
   第１ピンチロールモータの回転数を制御する第１ピンチ
   ロールモータ制御手段と、 前記第１ピンチロールとフィルム巻取機との間に設置さ
   れた第２ピンチロールを回転駆動する第２ピンチロール
   モータと、 該第２ピンチロールの回転数が前記第１ピンチロールの
   回転数に補正係数を加えた回転数となるように該第２ピ
   ンチロールモータを制御する第２ピンチロールモータ制
   御手段と、 を備えたインフレーションフィルム製造機の引取制御装
   置。