JPH10202722A - ベルト式キャスティング機のベルト蛇行制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルト式キャスティング機において、実際の
蛇行量に基づいて蛇行制御を行なえるようにして、ベル
トの蛇行制御精度の向上をはかり、樹脂製薄膜の成形速
度の向上と成形の安定化とを実現する。 【解決手段】 稼働運転に先立ち、無端状ベルト４の原
点から１周分のベルト端縁横振れ量を検出機構２１によ
り検出し、そのベルト端縁横振れ量に対して検出中のベ
ルト蛇行分の補正を施し、補正後のベルト端縁横振れ量
をティーチングデータとして記憶してから、稼働運転中
には、検出機構２１により検出された無端状ベルトの端
縁の横振れ量を前記ティーチングデータと比較して、実
際に検出された横振れ量から、無端状ベルト４の端縁の
製造誤差分を消去して実際のベルト蛇行分のみを抽出
し、その実際のベルト蛇行分を抑制するように調整機構
９により無端状ベルト４の蛇行を調整・制御するように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融樹脂押出機の
口金から吐出された樹脂を、対向配置された一対の無端
状ベルト（キャスティングベルト）の間で挟圧して、フ
ィルム状またはシート状の樹脂製薄膜を成形するベルト
式キャスティング機に適用される技術であって、特に、
そのベルトの蛇行を抑制するための、ベルト式キャステ
ィング機のベルト蛇行制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のベルトコンベアの蛇行調整装置で
は、例えば図８に示すように、何らかの要因によってベ
ルト４０が正常な走行位置から外れた場合に、そのベル
ト４０を元の中立位置まで戻すべく、ベルト端面の横振
れ（基準線からのズレ量）をセンサＳで読み取り、その
横振れに応じた量だけ、蛇行制御ロール（図示省略）を
ベルト４０の走行方向に対して揺動させるように、蛇行
制御ロールの駆動系（図示省略）へ補正指令を送るよう
になっている。

【０００３】しかしながら、ベルト４０は一度中立位置
まで復帰しても、また再び同じ方向に片寄るために同様
な蛇行を繰り返すことになり、その結果、ベルト４０の
耳部を傷め且つ蛇行調整装置の寿命（ひいてはベルトコ
ンベアの寿命）も短命化している。これは、ベルト４０
が片寄る要因を除去できない限り、ベルト４０は同一の
蛇行を際限無く繰り返すためであり、然もこの蛇行発生
の要因は、ベルト４０自体にある場合やコンベアの機械
装置にある場合があって不明なことが多く、その要因を
完全に除去することは極めて難しい。

【０００４】そこで、従来、特開昭５２−１１８７７８
号公報に開示された技術（ベルトコンベアの蛇行調整装
置）では、ベルト自体が完全に左右均一であり、且つ、
コンベア機械装置の芯出しが完全であると仮定し、ベル
トコンベアの走行方向に対して角度調整可能な調整ロー
ル（蛇行制御ロール）をそなえ、コンベアベルトの両側
にベルトの片寄りを感知する片寄り感知器を２段設け、
調整ロールの角度も２段に調整できるようにしている。

【０００５】このような蛇行調整装置では、ベルトが片
寄る時、まず第１段の片寄り感知器がこれを検知し、そ
の信号により調整ロールを１段階調整する。この調整に
よっても矯正不足の場合は、ベルトは、第２段の片寄り
感知器で検知される位置まで移動し、この第２段の片寄
り検知器の検知動作に伴って調整ロールは第２段階の調
整位置まで回動する。ベルトがコンベア中心線側に戻っ
てくると、第１段の片寄り感知器はその動きを検出して
調整ロールを第１段階の調整位置まで戻し、同様に、ベ
ルトがコンベア中心まで戻ると、調整ロールは中立位置
まで戻されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、溶融樹脂押
出機の口金から吐出された樹脂を、対向配置された一対
の無端状ベルト（キャスティングベルト）により挟圧し
て、フィルム状またはシート状の樹脂製薄膜を成形する
ベルト式キャスティング機において、そのベルトは、幅
広金属製無端状ベルトとして構成され、幅広の薄板材を
溶接で継ぎ合わされて形成されている。

【０００７】そして、その端縁は製造誤差のため均一で
ないため、一般的なベルトの蛇行を調整・制御する手段
をそのままベルト式キャスティング機のベルト蛇行調整
に適用しても、その製造誤差をベルト蛇行量と判断して
しまう。即ち、ベルト端縁の製造誤差と蛇行によるベル
ト端面の移動量との区別がつかず、時として制御を誤
り、動作が安定しなくなる場合がある。

【０００８】また、キャスティングベルトに挟圧されて
送られてくるシート状樹脂（もしくはフィルム状樹脂）
の種類や厚さによって、そのベルトの周速は大きく変わ
るため、その周速の変化に応じながら速やかにベルトの
蛇行に対応する必要があるが、通常のベルト蛇行調整の
ために用いられる、ベルト端縁位置検出手段や蛇行制御
用ロールの位置移動制御手段では、高速で回動するキャ
スティングベルトの横振れ変化に迅速に対応することが
できない。

【０００９】一方、ベルトの１周毎の蛇行量を検出して
蛇行制御を行なう技術も提案されているが、このような
技術においては、ベルトに原点マークを設ける必要があ
る。しかし、その原点マークとして黒色塗料マークをベ
ルト上に塗布した場合、その塗料は剥離し易いため、蛇
行量を長時間に亘って正確に検出することは不可能であ
る。また、原点マークとして切り欠きやマーク孔をベル
トに形成すると、その形成部分において応力集中が発生
するおそれがあるため、切り欠きやマーク孔の採用は避
けることが望ましい。

【００１０】また、従来のベルト横振れ検出手段（前述
のごとくベルト両側にそなえた複数段の片寄り検知器
等）では、ベルト端縁検出センサ数が多く制御用の周辺
機器も多くなるためにコスト高となり、さらに、コンベ
アの中心位置にベルト中心を合わせる時、手動で調整す
るための手間がかかるなどの課題もあった。本発明は、
このような課題に鑑み創案されたもので、実際の蛇行量
に基づいて蛇行制御を行なえるようにして、ベルトの蛇
行制御精度の向上をはかり、樹脂製薄膜の成形速度の向
上と成形の安定化とを実現した、ベルト式キャスティン
グ機のベルト蛇行制御方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のベルト式キャスティング機のベルト蛇行制
御方法（請求項１）は、溶融樹脂押出機の口金から吐出
された樹脂を、対向配置された一対の無端状ベルトの間
で挟圧して、樹脂製薄膜を成形するベルト式キャスティ
ング機において、各無端状ベルトの蛇行を抑制すべく、
無端状ベルト毎に、無端状ベルトの端縁の横振れ量を検
出する検出機構と、この検出機構による検出結果に基づ
いて無端状ベルトの蛇行を調整する調整機構とをそな
え、ベルト式キャスティング機の稼働運転に先立ち、無
端状ベルトの原点から１周分のベルト端縁横振れ量を検
出機構により検出し、検出されたベルト端縁横振れ量に
対して検出中のベルト蛇行分の補正を施し、補正後のベ
ルト端縁横振れ量をティーチングデータとして記憶して
から、ベルト式キャスティング機の稼働運転中には、検
出機構により検出された無端状ベルトの端縁の横振れ量
を前記ティーチングデータと比較して、検出機構により
検出された無端状ベルトの端縁の横振れ量から、無端状
ベルトの端縁の製造誤差分を消去して実際のベルト蛇行
分のみを抽出し、その実際のベルト蛇行分に応じて調整
機構により無端状ベルトの蛇行を調整・制御することを
特徴としている。

【００１２】このとき、無端状ベルトの前記原点を、無
端状ベルトのベルト継ぎ目の端部に形成された切り欠き
形状を用いて設定してもよいし（請求項２）、ベルト式
キャスティング機の稼働運転中、無端状ベルトが１周回
動する毎に無端状ベルトが蛇行量の少ない安定状態であ
るか否かを判断し、安定状態であると判断した場合に
は、無端状ベルトが次に１周回動する間、検出機構によ
り検出される無端状ベルトの端縁の横振れ量が許容範囲
内であれば、調整機構による無端状ベルトの蛇行調整・
制御を行なわないようにしてもよい（請求項３）。

【００１３】また、前記ティーチングデータを、無端状
ベルトの前記原点から一定ピッチで記憶し、ベルト式キ
ャスティング機の稼働運転中には、無端状ベルトの前記
原点を検出した後、無端状ベルトの周速に応じて一定ピ
ッチ毎の前記ティーチングデータを読み出しながら、無
端状ベルトの蛇行を調整・制御してもよい（請求項
４）。

【００１４】さらに、検出機構を、無端状ベルトの一端
縁側にそなえられ無端状ベルトの一端縁を横切る無端状
ベルトの幅方向に略平行なスリット状光線を照射する光
源と、無端状ベルトの一端縁を挟んで光源と対向するよ
うに配置され光源からのスリット状光線を受光するセン
サとから構成してもよい（請求項５）。このとき、セン
サにより受光した光源からのスリット状光線の受光量に
基づいて、無端状ベルトの中立位置を検出してもよい
（請求項６）。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面（図１〜図７）を参照
して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図７は本発
明の一実施形態としてのベルト式キャスティング機およ
びそのベルト蛇行制御方法を説明するためのもので、図
１はそのベルト式キャスティング機を模式的に示す側面
図とその制御系のブロック図とを同時に示す図、図２は
そのベルト式キャスティング機を図１のII方向から見た
状態で示す図、図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、いずれ
も、蛇行制御ロール（符号９参照）による蛇行制御動作
を説明すべく、ベルトおよび蛇行制御ロールを図２と同
じ方向から見た状態で示す図である。また、図４および
図５はいずれもベルト端縁形状のティーチング手順を説
明するための図、図６は稼働運転中のベルト蛇行制御動
作を説明するための図、図７はベルト蛇行制御手順（ベ
ルト蛇行制御プログラムの一例）を説明するためのフロ
ーチャートである。

【００１６】〔１〕本実施形態のベルト式キャスティン
グ機の構成 図１〜図３を参照しながら、ベルト式キャスティング機
およびそのベルト蛇行制御に使用される周辺機器の構成
（構造および機能）について説明する。図１および図２
に示すように、本実施形態のベルト式キャスティング機
では、溶融樹脂押出機の口金１から押し出された被加工
樹脂２を挟圧してシート状もしくはフィルム状の樹脂製
薄膜を成形すべく、一対のエンドレスベルト（無端状ベ
ルト，キャスティングベルト）４，４が対向配置されて
いる。

【００１７】各エンドレスベルト４は、平滑で幅広の金
属製のもので、金属製の薄板を溶接してエンドレス（無
端状）に連結して形成されている。各エンドレスベルト
４における金属製薄板の溶接継ぎ目線４ｂの両側端部に
は、応力集中を避けるために不可欠な切り欠き４ａが形
成されている。本実施形態では、両側の切り欠き４ａの
うちの一方（図２の右方の切り欠き４ａ）を、後述する
ベルト蛇行制御のためのティーチング時における計測原
点として利用している。そのため、後述するベルト端縁
検出センサ２１によりその切り欠き４ａを検出しやすい
ように、図４に示すごとく切り欠き４ａの形状や長さが
決定されて切り欠き４ａが加工・成形されている。

【００１８】このようなエンドレスベルト４，４は、そ
れぞれ、後述する３つのロール３，７，９の外周に巻回
され、三角形形状の経路に沿って回動・走行するように
配置されている。また、これらのエンドレスベルト４，
４は、前記三角形形状の一辺に沿う面を鉛直面に対して
平行に配置されるとともにその鉛直面に平行になる面を
対向させて配置されており、その鉛直面をなすベルト
４，４の間で、口金１から垂下方向へ帯状に吐出された
樹脂２が挟圧されるようになっている。

【００１９】そして、各エンドレスベルト４において、
前記三角形形状の上側頂点位置には駆動ロール３が配設
され、前記三角形形状の下側頂点位置には従動ロール７
が配設され、前記三角形形状の横側頂点位置には蛇行制
御ロール（単に制御ロールと記載する場合もある）９が
配設されている。駆動ロール３は、エンドレスベルト４
を回動・走行駆動するためのもので、樹脂２を冷却する
冷却機能を有している。この駆動ロール３は、モータ１
９によって矢印Ａ１（図１参照）方向へ回転駆動され、
エンドレスベルト４を矢印Ａ２，Ａ３（図１参照）方向
へ回動・走行駆動する。モータ１９には、このモータ１
９の回転速度（ベルト４の周速）を計測してその計測結
果をディジタル信号で出力する回転速度センサ２７が付
設されている。

【００２０】従動ロール７は、エンドレスベルト４の回
動に伴って連れ回るもので、この従動ロール７も、樹脂
２を冷却する冷却機能を有している。蛇行制御ロール９
は、図２に示すように、その回転軸１４の両側を、それ
ぞれスライド軸受１３，１３を介しスライドフレーム１
２，１２により水平方向（図１の左右方向）へ移動可能
に支持されてそなえられている。そして、その回転軸１
４の両側は、それぞれ油圧シリンダ１５，１５によっ
て、ベルト４に常時一定の張力が作用するように水平方
向（図１の矢印Ａ５方向）へ押圧されている。

【００２１】また、回転軸１４両側のスライドフレーム
１２，１２はそれぞれ固定フレーム５，５′に取り付け
られているが、固定フレーム５′側（図２の左側）のス
ライドフレーム１２は、この固定フレーム５′に固設さ
れたガイドフレーム１１のガイド１１ａにより鉛直方向
（図１や図２の上下方向）へ移動可能に支持され、油圧
シリンダ１７によって駆動され上下動可能になってい
る。これにより、蛇行制御ロール９（回転軸１４）は、
油圧シリンダ１７により鉛直面内で揺動駆動されるよう
に支承されている。

【００２２】従って、図３（Ａ）に示すように、ベルト
４が矢印Ｘ方向へ蛇行する際には、油圧シリンダ１７に
より蛇行制御ロール９の左側軸端を上方へ引き上げて蛇
行を抑止し、ベルト４の走行方向を右方へ戻す一方、図
３（Ｂ）に示すように、ベルト４が矢印Ｙ方向へ蛇行す
る際には、油圧シリンダ１７により蛇行制御ロール９の
左側軸端を下方へ引き下げて蛇行を抑止し、ベルト４の
走行方向を左方へ戻すことができる。

【００２３】なお、油圧シリンダ１７により上下方向に
駆動される蛇行制御ロール９の端部側には、その回転軸
１４端部の上下移動量を検出して蛇行制御ロール９の傾
き（揺動角度）を検出ための傾き検出センサ１８が付設
されている。また、図１に示すように、各エンドレスベ
ルト４の鉛直面内周側には、各エンドレスベルト４を押
さえベルト４，４の間隔を一定に保持する押さえロール
６がそなえられるとともに、各エンドレスベルト４を介
して被加工樹脂２を冷却すべくベルト４の内周面に向け
て冷却水を噴射する冷却水噴射ノズル８がそなえられて
いる。

【００２４】一方、図１および図２に示すように、各エ
ンドレスベルト４の一端縁側（図２では右側）には、エ
ンドレスベルト４の端縁位置を検出するベルト端縁検出
センサ２１と、エンドレスベルト４の一端縁を挟んでベ
ルト端縁検出センサ２１と対向するように配置されこの
センサ２１へ向けて光を照射する光源２２とがそなえら
れている。

【００２５】これらのベルト端縁検出センサ２１および
光源２２は、エンドレスベルト４が蛇行していない状態
でベルト４の一端縁が光源２２からの細長い光束（ベル
ト４の幅方向に略平行なスリット状光線）の丁度半分を
遮るように配置されており、このときベルト端縁検出セ
ンサ２１が受ける光量がエンドレスベルト４の正しい中
央位置を認識するための基準となる。なお、図４および
図６において、ベルト端縁検出センサ２１によるベルト
端縁の検出域が、符号Ｆを付された領域として図示され
ている。

【００２６】本実施形態では、上述した、エンドレスベ
ルト４を巻き掛けられて回動する駆動ロール３，従動ロ
ール７，蛇行制御ロール９、および、これらのロール
３，７，９の付帯機能部品（押さえロール６，冷却水噴
射ノズル８，ガイドフレーム１１，スライドフレーム１
２，油圧シリンダ１５，１７，モータ１９，センサ２
１，光源２２，回転速度センサ２７など）と全く同じも
のが２組そなえられ、これらの組が、図１に示すごと
く、両方のエンドレスベルト４，４の鉛直面の間でシー
ト状樹脂２を挟圧するように対向して配設されている。

【００２７】上述のごとく構成されたベルト式キャステ
ィング機が定常状態で稼働運転を行なっている際には、
溶融樹脂押出機の口金１から押し出された溶融状態の被
加工樹脂２は、鉛直下方へ垂下して、回動する一対のエ
ンドレスベルト４，４の間で挟圧され、下側の従動ロー
ル７に達するまでに冷却されて固化し、シート状になっ
て、図１の矢印Ａ４で示すように次の工程に送り出され
る。

【００２８】〔２〕本実施形態の制御系の構成 さて、次に、図１を参照しながら、上述のようなベルト
式キャスティング機のベルト蛇行制御を行なうための制
御系について説明する。図１において、３０は制御装置
で、この制御装置３０は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）
３１，Ａ／Ｄ変換器３２，３３，ベルト端縁ティーチン
グメモリ３８，Ｄ／Ａ変換機３９ａおよび出力回路３９
を有して構成されている。

【００２９】ここで、ベルト端縁ティーチングメモリ３
８は、ベルト式キャスティング機の稼働運転に先立つテ
ィーチング作業（後述）により予め一定ピッチで計測さ
れたベルト４の１周の端縁形状をティーチングデータと
して記憶するものである。また、ＣＰＵ３１は、比較回
路３５，第１の比例積分制御回路（ＰＩ₁ ）３６および
第２の比例積分制御回路（ＰＩ₂ ）３７としての機能を
有している。なお、ＣＰＵ３１によるベルト蛇行制御
は、図７にて後述するフローチャート（ベルト蛇行制御
プログラム）に従って行なわれる。

【００３０】比較回路３５は、ベルト式キャスティング
機の稼働運転中に、回転速度センサ２７からの検出結果
（つまりベルト４の周速）に応じて、ベルト端縁検出セ
ンサ２１による実検出位置に対応する位置でのティーチ
ングデータをベルト端縁ティーチングメモリ３８から読
み出し、読み出されたティーチングデータとベルト端縁
検出センサ２１により実際に検出されたベルト４の端縁
の横振れ量（偏差）とを比較するものである。

【００３１】さらに、この比較回路３５（ＣＰＵ３１）
は、次のような３つの機能〜も有している。 機能：ベルト式キャスティング機の稼働運転中、エン
ドレスベルト４が１周回動する毎にベルト４が蛇行量の
少ない安定状態であるか否かを判断する機能。 機能：機能により安定状態であると判断した場合に
は、ベルト４が次に１周回動する間、ベルト端縁検出セ
ンサ２１により検出されるベルト４の端縁の横振れ量が
許容範囲（許容誤差）内であるか否かを判定する機能。

【００３２】機能：機能により許容範囲内であると
判定された場合、蛇行制御ロール９によるエンドレスベ
ルト４の蛇行調整・制御を行なわないようにする機能。 第１の比例積分制御回路（ＰＩ₁ ）３６は、比較回路３
５により得られたエンドレスベルト４の端縁位置の偏差
（実検出位置とティーチングデータとの差分）に応じて
蛇行制御ロール９の位置指令（ＰＩ制御）を行なうもの
であり、第２の比例積分制御回路（ＰＩ₂ ）３７は、第
１の比例積分制御回路３６からの位置指令に、蛇行制御
ロール９の中立位置に対する実際の蛇行制御ロール９の
位置の偏差（傾き検出センサ１８からのフィードバック
値）を加味して、後述するサーボバルブ４０に対する指
令を出力するように、マイナーループを形成するもので
ある。

【００３３】また、Ａ／Ｄ変換器３２は、信号配線２６
を介して伝えられるベルト端縁検出センサ２１のアナロ
グ受光信号をディジタル信号に変換してＣＰＵ３１に伝
えるものであり、Ａ／Ｄ変換器３３は、信号配線２５を
介して伝えられる傾き検出センサ１８のアナログ信号を
ディジタル信号に変換してＣＰＵ３１に伝えるものであ
る。

【００３４】さらに、Ｄ／Ａ変換器３９ａは、ＣＰＵ３
１で演算されたディジタルの制御指令値をアナログ信号
に変換するものであり、出力回路３９は、Ｄ／Ａ変換器
３９ａからのアナログ信号を電流増幅してサーボバルブ
（ＳＶ）４０へ出力するものである。サーボバルブ４０
は、制御装置３０（出力回路３９）からのアナログの制
御信号を受けて動作し、油圧配管２４を通じて適当量の
作動油を油圧シリンダ１７へ送り、蛇行制御ロール９を
鉛直面内で回動（揺動）させるためのものである。

【００３５】なお、回転速度センサ２７によって検出さ
れたモータ１９の回転角度のディジタル信号は、信号配
線２８を介してＣＰＵ３１（比較回路３５）へ直接的に
入力されるようになっている。また、図１中では、図１
の右側のベルト４についての制御装置３０や信号配線系
／油圧配管系が図示されているが、図１の左側のベルト
４に対しても、全く同様の制御装置３０や信号配線系／
油圧配管系がそなえられており、後述と同様のベルト蛇
行制御が行なわれるようになっている。

【００３６】〔３〕本実施形態におけるベルト蛇行制御
方法 次に、図４〜図７を参照しながら、上述のごとく構成さ
れた本実施形態のベルト式キャスティング機における、
ベルト蛇行制御方法について説明する。 〔３−１〕ベルト端縁ティーチング 図４および図５に示すように、ベルト４の切り欠き４ａ
の適当な位置に計測原点Ｒ₁ を設定する。そして、この
計測原点Ｒ₁ から一定ピッチｐ（例えば３０〜４０mm）
で、ベルト４の１周の端縁形状（切り欠き４ａ直前のベ
ルト端縁位置を基準とするベルト幅方向の偏差ｘ）を計
測してベルト端縁ティーチングメモリ３８に記憶させ
る。

【００３７】つまり、図４に示すように、計測原点Ｒ₁
の、切り欠き４ａの１ピッチ前の点Ｒ₀ に対するベルト
幅方向偏差ｘ₁ （＝ｘ₀ ）を計測してベルト端縁ティー
チングメモリ３８に記憶させ、以降同様にして、計測原
点Ｒ₁ から一定ピッチｐ毎の各点Ｒ₂ ，Ｒ₃ ，…，Ｒ_n
での点Ｒ₀ に対するベルト幅方向偏差ｘ₂ ，ｘ₃ ，…，
ｘ_n を計測してベルト端縁ティーチングメモリ３８に記
憶させる。

【００３８】〔３−２〕ティーチング方法 上述したベルト端縁ティーチングは、以下のようにして
行なわれる。つまり、ベルト式キャスティング機の稼働
運転に先立って、ティーチング開始の手動信号（オペレ
ータ等により操作盤上のスイッチ等を操作することによ
り入力される信号）によりベルト４の回動が開始され、
ベルト端縁検出センサ２１により切り欠き４ａにおける
計測原点Ｒ₁ を検出した後、ベルト端縁検出センサ２１
によりベルト４の端縁位置を検出しながら一定ピッチｐ
でベルト端縁ティーチング（各点Ｒ₁ ，…，Ｒ_n での位
置を検出し、各点Ｒ₁ ，…，Ｒ_n の基準点Ｒ₀ に対する
ベルト幅方向偏差ｘ₁ ，…，ｘ_n を順次計測して記憶す
る処理）が開始される。そして、再度、計測原点Ｒ_n+1
（Ｒ₁ ′）を検出すると、ティーチング中の蛇行分を自
動補正し、ティーチングを終了する。

【００３９】このとき、ＣＰＵ３１では、回転速度セン
サ２７からの検出信号（モータ１９の回転角度に比例し
た信号）に基づいて、ベルト端縁検出センサ２１により
実際に検出を行なっているベルト４の位置（ベルト４の
周速）を判断できるので、計測原点の検出後は、回転速
度センサ２７からの検出信号を参照しながら、一定ピッ
チｐを認識し、その一定ピッチｐでのティーチングが行
なわれる。

【００４０】ここで、ティーチング中の蛇行分の自動補
正演算（ティーチング中のベルト横移動分を消去する補
正演算）は、次のように行なわれる。つまり、図５に示
すように、最初に計測した計測原点Ｒ₁ での偏差ｘ₁ と
最後に再度計測した同じ点Ｒ_n+1 （Ｒ₁ ′）での偏差ｘ
_n+1 との差分ｘ_a （ｘ_a ＝ｘ _n+1 −ｘ₁ ）をティーチン
グ中の蛇行分とみなし、点Ｒ₁ と点Ｒ_n+1 （Ｒ₁ ′）と
の位置を一致させるべく、その差分ｘ_a を全偏差データ
に均等に（隣のデータとの差がｘ_a ／ｎになるように）
分配する。

【００４１】さらに、ティーチング時の基準点Ｒ₀ のデ
ータとベルト端縁がセンサ２１の中心に位置した時のデ
ータとの差分をティーチング開始時のオフセットとみな
し、その差分を全偏差データから減算することにより、
データ始点（基準点Ｒ₀ ）を常にセンサ２１の中心に置
くようにする。以上のようにして、計測され自動補正さ
れたティーチングデータが、ベルト端縁ティーチングメ
モリ３８に記憶される。

【００４２】〔３−３〕制御ループ 本実施形態のＣＰＵ３１によるベルト蛇行制御は、前述
した通り、比例積分制御（ＰＩ制御）を２重に組んで行
なわれており、ベルト４の位置偏差に対応して蛇行制御
ロール９の位置指令を行なう第１の比例積分制御回路３
６と、これに蛇行制御ロール９の中立位置に対する実際
の蛇行制御ロール９の位置の偏差（傾き検出センサ１８
からのフィードバック値）を加味してサーボバルブ４０
に対する指令を出力するマイナーループの第２の比例積
分制御回路３７とから構成されている。このＣＰＵ３１
によるベルト蛇行制御中には、ティーチング点との偏差
を一定に保つように制御を行なうことにより、端縁形状
分（ベルト４の端縁の製造誤差）をベルト４の蛇行分か
ら分離でき、ベルト蛇行制御精度を向上させることがで
きる。

【００４３】ここで、図７に示すフローチャート（ステ
ップＳ１〜Ｓ１１）に従って、本実施形態におけるベル
ト蛇行制御手順（ＣＰＵ３１で実行されるベルト蛇行制
御プログラムの一例）について説明する。つまり、ベル
ト式キャスティング機の稼働運転開始信号（オペレータ
等により操作盤上のスイッチ等を操作することにより入
力される信号）によりベルト４の回動が開始されると
（ステップＳ１）、ベルト端縁検出センサ２１による検
出動作を開始する（ステップＳ２）。

【００４４】この後、ベルト端縁検出センサ２１により
ベルト４の計測原点Ｒ₁ を読み取りその位置を検知する
（ステップＳ３）。このときの原点読取手法（原点読み
出し方法）については項目〔４〕にて詳細に説明する。
計測原点Ｒ₁ の位置が確定されると、その位置と回転速
度センサ２７による検出結果（ベルト４の周速）とに基
づいて、適当なタイミングでベルト端縁ティーチングメ
モリ３８からティーチングデータを読み出す（ステップ
Ｓ４）。つまり、現在、ベルト端縁検出センサ２１によ
って実際に検出が行なわれているベルト位置でのティー
チングデータをメモリ３８から読み出す。

【００４５】そして、比較回路３５において、メモリ３
８から読み出されたティーチングデータとベルト端縁検
出センサ２１により実際に検出された検出値〔ベルト４
の端縁の横振れ量（偏差）〕とを比較し、その値が許容
誤差内であるか否かを判定する（ステップＳ５）。許容
誤差内であれば（ＹＥＳ判定の場合）、ステップＳ６〜
Ｓ９によるベルト蛇行制御を行なうことなく、ステップ
Ｓ１０へ移行する一方、許容誤差内でなければ（ＮＯ判
定の場合）、第１の比例積分制御回路３６により、比較
回路３５からの比較偏差結果（差分）に基づいて蛇行制
御ロール９の位置を計算して位置指令を出力する（ステ
ップＳ６）。

【００４６】さらに、第２の比例積分制御回路３７によ
り、蛇行制御ロール９の位置比較を行ない、この蛇行制
御ロール９を回動（揺動）する必要があるか否かを判定
する（ステップＳ７）。蛇行制御ロール９の現在位置
（傾き検出センサ１８からのフィードバック値）と第１
の比例積分制御回路３６により指示された蛇行制御ロー
ル９の目標位置とが一致しており蛇行制御ロール９を回
動する必要がなければ（ＮＯ判定の場合）、ステップＳ
８，Ｓ９によるベルト蛇行制御を行なうことなく、ステ
ップＳ１０へ移行する一方、蛇行制御ロール９の現在位
置と目標位置とが一致しておらず蛇行制御ロール９を回
動する必要があれば（ＹＥＳ判定の場合）、第１の比例
積分制御回路３６からの位置指令に、第２の比例積分制
御回路３７によって蛇行制御ロール９の中立位置に対す
る実際の蛇行制御ロール９の位置の偏差を加味した位置
指令を、サーボバルブ４０に対して出力する。この位置
指令に応じてサーボバルブ４０が開閉され、油圧シリン
ダ１７が作動する（ステップＳ８）。これにより、蛇行
制御ロール９が回動駆動（揺動駆動）されて位置変更さ
れ（ステップＳ９）、ベルト４の蛇行調整が行なわれ
る。

【００４７】ステップＳ５でＹＥＳ判定の場合，ステッ
プＳ７でＮＯ判定の場合もしくは蛇行制御ロール９の位
置変更後には、ベルト式キャスティング機の稼働運転が
継続されるか否かを判断し（ステップＳ１０）、継続す
る場合（ＹＥＳ判定の場合）には、ステップＳ３に戻る
一方、継続しない場合（ＮＯ判定の場合）には、設備を
停止し（ステップＳ１１）、ベルト蛇行制御を終了す
る。

【００４８】〔３−４〕偏差変動補正 前述したように、本実施形態のＣＰＵ３１は、ベルト４
の回動が安定な状態（蛇行量が少ない状態）であるか否
かを判断する機能（比較回路３５の機能として説明した
機能）を有している。この機能により、ベルト４が１
周回動する毎にベルト４の端縁と基準位置との偏差が拡
大していないかが監視されており、その偏差が拡大して
いない場合には、ベルト４の回動状態が安定であると判
断し、その１周のみ偏差変動を上下ともクランプする。

【００４９】つまり、ベルト端縁ティーチングメモリ３
８に記憶されたティーチングデータ（定ピッチｐ毎の偏
差データ）と運転中のデータ（偏差）とには多少のずれ
が生じるため、ベルト４の製造誤差のための偏差拡大点
は無視するように、安定な状態では横振れ比較データに
上下限を定め、運転中に検出された偏差データ（横振れ
比較データ）がこの上下限を超えない場合には、ベルト
４の１周回動分の制御をクランプする。例えば図６に示
すように、監視点Ｐでの偏差ｘ_p がベルト４の端縁位置
許容偏差ｄ以内であれば、点Ｐが再度回ってくるまで、
ＣＰＵ３１の偏差判定作用をクランプすることにより、
無用な外乱を排除できると同時に、蛇行制御ロール９の
不必要な回動を抑えることができる。

【００５０】〔４〕本実施形態における原点読み出し方
法 さて、本実施形態のベルト蛇行制御方法を用いるに当た
っては、ベルト４の計測原点（図４〜図６の点Ｒ₁ 参
照）の読み込み処理（図７のステップＳ３参照）が必須
となる。この原点読み出し（原点読取）を行なう際に
は、例えば光沢度センサ，反射型光センサ，透過型光セ
ンサ等を用いられることが考えられる。しかし、光沢度
センサは、本実施形態のように噴流水（ノズル６からの
冷却水等）を使用するキャスティング機においては水滴
がベルト４上に付いて光沢の度合いが変わるため不適で
あり、反射型光センサは、ベルト４に黒色塗料を塗る必
要があり、長時間の運転でその塗料が剥がれたり脱色し
たりする可能性があり、確実に原点の読み出しを行なえ
なくなる可能性があって不適である。

【００５１】従って、本実施形態では、前述のごとく透
過型光センサ（センサ２１および光源２２）を使用して
いるが、その際、原点位置用のマークとして、それ専用
の小孔や鋭角の切り欠き等をベルト４に新たに形成する
と、樹脂２のキャスティング時に小孔から冷却用水滴が
樹脂２に付着したり、大きなベルトテンションに伴う集
中応力がベルト４に作用したりする。

【００５２】そこで、本実施形態のベルト式キャスティ
ング機では、ベルト溶接点の切り欠き４ａ（応力集中を
避けるために予め形成されている）を検出ピッチ（例え
ば３０〜４０mmピッチ）以上の幅（例えば５０mm）に拡
大して形成しておき、センサ検出点（計測原点）が確実
にベルト端縁検出センサ２１によりサーチされるように
なっている。

【００５３】この場合、ベルト端縁検出センサ２１によ
る原点サーチ動作時には、例えば、端面データの１２個
移動平均値と次の最新入力の１データとの差が、ある一
定値以上になった時に、その点を計測原点Ｒ₁ として検
知する。ベルト４の１回動分の長さが例えば３．２ｍと
し、切り欠き４ａの深さを例えば１．５mmとすれば、ベ
ルト端縁検出センサ２１がベルト４の端縁１周分をスキ
ャンする間に１．５mm近く蛇行することはあり得ないた
め、センサ２１の範囲内であれば、確実に計測原点Ｒ₁
をサーチすることができる。

【００５４】また、ベルト４の周速が速い場合であって
も、回転速度センサ２７がモータ１９の回転角度に比例
した信号をＣＰＵ３１に送り、ベルト４の一定ピッチ毎
にベルト端縁の位置検出信号を報告するので、正確に原
点Ｒ₁ （切り欠き４ａの位置）を判別することができ
る。 〔５〕本実施形態による作用および効果 幅広金属製の無端状キャスティングベルト４は、幅広の
薄板材を溶接で継ぎ合わせて構成されるため、その端縁
は製造誤差のために必ずしも均一ではないが、ベルト端
縁検出センサ２１によってベルト端縁の１周分のデータ
を読み込んで記憶し、これを１周分の基準値として、そ
のデータと実際の検出値とを、毎回、ベルト４の同じ点
について比較することにより、ベルト固有の端縁の偏差
を蛇行量と区別することができ、ベルト４の蛇行量のみ
を取り出して安定な走行補正を行なうことができる。

【００５５】従って、ベルト蛇行制御精度が大幅に向上
し、これに伴い、ベルト式キャスティング機による被加
工樹脂２の成形速度が大幅に高速化されるとともに、そ
の成形動作（シート成形動作，フィルム成形動作）が安
定化される。また、このようにキャスティングベルト４
固有の端縁の偏差を除去することができるため、ベルト
蛇行の判定は１周毎に行なえばよく、ベルト４が高速で
回動する場合でも制御装置３０（ＣＰＵ３１）は蛇行制
御ロール９をタイミングよく制御して、横振れの修正を
行なえる。

【００５６】さらに、ベルト４の回動状態が安定な領域
では横振れ比較データに上下限を定め、これを超えない
偏差の時はベルト１周分のベルト蛇行制御をクランプす
ることにより、無用な外乱を排除できると同時に蛇行制
御ロール９の不必要な回動を抑えることができる。一
方、本実施形態では、回転速度センサ２７からの、ベル
ト４の周速に比例したモータ回転パルスに従って、一定
のパルス間隔（予め決められた一定のピッチｐ）でベル
ト端縁の位置データを読み込み、前データ（メモリ３８
に記憶されたティーチングデータ）と比較することがで
きるので、キャスティングベルト４に挟圧されて送られ
る被加工樹脂２の種類や厚さによって、ベルト４の周速
が大きく変わっても、その影響を受けることがなく、そ
の周速の変化に速やかに対応して、ベルト４の横振れ変
化を抑制するようにベルト蛇行制御を迅速に行なうこと
ができる。

【００５７】また、本実施形態では、ベルト４の１周毎
の蛇行量を検出すべくベルト４に設ける計測原点マーク
としては、金属製のベルト４の溶接部分の集中応力分散
のために予め形成されている切り欠き４ａを利用してい
るため、黒色塗料マークやマーク孔などは不要になる。
つまり、運転中に剥離してしまうような塗料や応力集中
を招くような小孔等を用いることなく、且つ、新たなマ
ーキングを行なうことなく、確実に計測原点をサーチす
ることができる。

【００５８】さらに、本実施形態では、ベルト端縁を検
出するためのベルト端縁検出センサ２１は、受光量によ
ってベルト端縁位置を検出する方式のものを採用してお
り、光源２２の照射光量の半分の光量の時をベルト中立
位置としてベルト蛇行の基準位置としているので、ベル
ト端縁検出センサ２１を設定した後は、ベルト４は自動
的に中立位置に収斂するように制御される。

【００５９】また、ベルト端縁検出センサ２１および光
源２２は、各ベルト４に１組そなえればよく、ベルト式
キャスティング機の中立位置にベルト４を合わせるため
のセンサ設定に際して、手動で調整しても手間がかから
ないので、製造コストや調整コストがともに少なくて済
む。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のベルト式
キャスティング機のベルト蛇行制御方法によれば、検出
機構によってベルト端縁の１周分のデータを読み込んで
記憶し、これを１周分の基準値として、そのデータと実
際の検出値とを、毎回、ベルトの同じ点について比較す
ることにより、ベルト固有の端縁の偏差を蛇行量と区別
することができ、ベルトの蛇行量のみを取り出して安定
な走行補正を行なうことができる。従って、ベルト蛇行
制御精度が大幅に向上し、ひいては、被加工樹脂の成形
速度の高速化や樹脂製薄膜の成形動作の安定化を実現す
ることができる（請求項１）。

【００６１】また、ベルトに設ける計測原点マークとし
て、ベルト継ぎ目部分において集中応力分散のために予
め形成されている切り欠きを利用しているため、運転中
に剥離してしまうような塗料や応力集中を招くような小
孔等を用いることなく、且つ、新たなマーキングを行な
うことなく、確実に計測原点をサーチすることができる
（請求項２）。

【００６２】さらに、ベルトの回動状態が安定な場合、
横振れ比較データに上下限を定め、これを超えない偏差
の時にはベルト１周分のベルト蛇行制御をクランプする
ことにより、無用な外乱を排除できると同時に調整機構
の不必要な動作を抑えることができる（請求項３）。一
方、予め決められた一定のピッチでベルト端縁の位置デ
ータを読み込んでティーチングデータと比較することが
できるので、無端状ベルトに挟圧されて送られる被加工
樹脂の種類や厚さによって、ベルトの周速が大きく変わ
ってもその影響を受けることがなく、その周速の変化に
速やかに対応して、ベルトの横振れ変化を抑制するよう
にベルト蛇行制御を迅速に行なうことができる（請求項
４）。

【００６３】また、検出機構として、無端状ベルト毎に
光源とセンサとを１組そなえればよく、無端状ベルトを
中立位置に合わせるためのセンサ設定に際して、手動で
調整しても手間がかからず、周辺機器も少なくて済むの
で、製造コストや調整コストをともに削減することがで
きる（請求項５）。さらに、センサにより受光した光源
からのスリット状光線の受光量に基づいて無端状ベルト
の中立位置を検出することにより、センサを設定した後
は、そのセンサによる検出結果（受光量）に基づいて、
無端状ベルトを自動的に中立位置に収斂するように容易
に制御することができる（請求項６）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのベルト式キャステ
ィング機を模式的に示す側面図とその制御系のブロック
図とを同時に示す図である。

【図２】本実施形態のベルト式キャスティング機を図１
のII方向から見た状態で示す図である。

【図３】（Ａ），（Ｂ）は、いずれも本実施形態の蛇行
制御ロールによる蛇行制御動作を説明すべく、ベルトお
よび蛇行制御ロールを図２と同じ方向から見た状態で示
す図である。

【図４】本実施形態におけるベルト端縁形状のティーチ
ング手順を説明するための図である。

【図５】本実施形態におけるベルト端縁形状のティーチ
ング手順を説明するための図である。

【図６】本実施形態における稼働運転中のベルト蛇行制
御動作を説明するための図である。

【図７】本実施形態におけるベルト蛇行制御手順（ベル
ト蛇行制御プログラムの一例）を説明するためのフロー
チャートである。

【図８】従来のベルトコンベアの蛇行調整装置の動作
（蛇行制御手法）を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 溶融樹脂押出機の口金 ２ シート状樹脂（被加工樹脂，樹脂製薄膜） ３ 駆動ロール ４ エンドレスベルト（無端状ベルト，キャスティング
ベルト） ４ａ 切り欠き（計測原点） ４ｂ 溶接継ぎ目線 ７ 従動ロール ９ 蛇行制御ロール（調整機構） １７ 油圧シリンダ（調整機構） １８ 傾き検出センサ ２１ ベルト端縁検出センサ（検出機構） ２２ 光源（検出機構） ２７ 回転速度センサ ３０ 制御装置 ３１ ＣＰＵ ３５ 比較回路 ３６ 第１の比例積分制御回路（ＰＩ₁ ） ３７ 第２の比例積分制御回路（ＰＩ₂ ） ３８ ベルト端縁ティーチングメモリ ４０ サーボバルブ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融樹脂押出機の口金から吐出された樹
   脂を、対向配置された一対の無端状ベルトの間で挟圧し
   て、樹脂製薄膜を成形するベルト式キャスティング機に
   おいて、各無端状ベルトの蛇行を抑制すべく、該無端状
   ベルト毎に、該無端状ベルトの端縁の横振れ量を検出す
   る検出機構と、該検出機構による検出結果に基づいて該
   無端状ベルトの蛇行を調整する調整機構とをそなえ、 該ベルト式キャスティング機の稼働運転に先立ち、該無
   端状ベルトの原点から１周分のベルト端縁横振れ量を該
   検出機構により検出し、検出されたベルト端縁横振れ量
   に対して検出中のベルト蛇行分の補正を施し、補正後の
   ベルト端縁横振れ量をティーチングデータとして記憶し
   てから、 該ベルト式キャスティング機の稼働運転中には、該検出
   機構により検出された該無端状ベルトの端縁の横振れ量
   を前記ティーチングデータと比較して、該検出機構によ
   り検出された該無端状ベルトの端縁の横振れ量から、該
   無端状ベルトの端縁の製造誤差分を消去して実際のベル
   ト蛇行分のみを抽出し、該実際のベルト蛇行分に応じて
   該調整機構により該無端状ベルトの蛇行を調整・制御す
   ることを特徴とする、ベルト式キャスティング機のベル
   ト蛇行制御方法。
2. 【請求項２】 該無端状ベルトの前記原点を、該無端状
   ベルトのベルト継ぎ目の端部に形成された切り欠き形状
   を用いて設定することを特徴とする、請求項１記載のベ
   ルト式キャスティング機のベルト蛇行制御方法。
3. 【請求項３】 該ベルト式キャスティング機の稼働運転
   中、該無端状ベルトが１周回動する毎に該無端状ベルト
   が蛇行量の少ない安定状態であるか否かを判断し、安定
   状態であると判断した場合には、該無端状ベルトが次に
   １周回動する間、該検出機構により検出される該無端状
   ベルトの端縁の横振れ量が許容範囲内であれば、該調整
   機構による該無端状ベルトの蛇行調整・制御を行なわな
   いことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の
   ベルト式キャスティング機のベルト蛇行制御方法。
4. 【請求項４】 前記ティーチングデータを、該無端状ベ
   ルトの前記原点から一定ピッチで記憶し、該ベルト式キ
   ャスティング機の稼働運転中には、該無端状ベルトの前
   記原点を検出した後、該無端状ベルトの周速に応じて前
   記一定ピッチ毎の前記ティーチングデータを読み出しな
   がら、該無端状ベルトの蛇行を調整・制御することを特
   徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のベル
   ト式キャスティング機のベルト蛇行制御方法。
5. 【請求項５】 該検出機構が、 該無端状ベルトの一端縁側にそなえられ、該無端状ベル
   トの一端縁を横切る、該無端状ベルトの幅方向に略平行
   なスリット状光線を照射する光源と、 該無端状ベルトの一端縁を挟んで該光源と対向するよう
   に配置され、該光源からのスリット状光線を受光するセ
   ンサとから構成されていることを特徴とする、請求項１
   〜請求項４のいずれかに記載のベルト式キャスティング
   機のベルト蛇行制御方法。
6. 【請求項６】 該センサにより受光した該光源からのス
   リット状光線の受光量に基づいて、該無端状ベルトの中
   立位置を検出することを特徴とする、請求項５記載のベ
   ルト式キャスティング機のベルト蛇行制御方法。