JPS61114307A - プラスチツク押出成形機の自動制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プラスチック押出成形機における昇温、始動
、停止の自動操作を行う制御装置に関する。

（従来の技術） 従来のプラスチック押出成形機では、樹脂を溶融するた
めのヒータおよびこの溶融された樹脂の押出量を決定す
るスクリュー用モータ等の各種制御対象が備えられてい
る。

そして、これらの制御対象は予め設定した目標値に追従
する定価制御を行うようになされている（例えば特開昭
５８−２１７００１号公報参照）。

そのため、押出成形機を未だ加熱されていないいわゆる
初期状態から押出可能な状態まで加熱するには１作業者
は前記制御対象の目標値を適宜修正していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、この種の従来のプラスチック押出成形機では
作業者の操作によって昇温、始動、停止が行われるため
、常時一定の作業人数を確保しなければならず、さらに
例えば連体明けの立上り時には、定常運転時に必要とす
る作業者だけでは足りず、スタート要員を補充しなけれ
ばならない。

また９作業者は数多くの制御対象の作動状態およびこれ
らの制御対象の作動に対応する温度、押出量等を確認し
ながら経験によって昇温、始動。

停止を行っているので、誤操作や無理な操作による運転
の失敗、装置の損傷が生じることがある。

さらに２作業者の熟練度によって、成形機自体の効率が
低下したり、成形品の品質のばらつきが生じたりする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、第１図で示す様に、定価制御がなされる各種
制御対象ａによってプラスチック押出成形機の自動昇温
、自動始動、自動停止を行うシステムであって、このシ
ステムは、数値情報入力キーｂと、予め決められたプロ
グラムを指令する指令キーＣと、前記制御対象を規制す
る制御変数と前記数値情報入力キーｂによって入力され
た設定値とが時間成分毎の各ステップに区分して表示す
る表示部ｄと、前記プログラムの内容および表示部ｄの
内容を記憶する記憶部ｅと、該記憶部ｅの内容に従って
自動シーケンス制御をなす制御手段ｆとを備えてなるプ
ラスチック押出成形機の自動制御システムに係る。

（作用） 等）およびこれらの制御対象ａの作動状態に対応する測
定データ（例えばバレル温度、金型温度。

押出量等）さらに、それらデータの制限条件（例えば制
限電流、制限圧力等）に対して数値情報人カキ−ｂによ
って設定した設定値が同じくこの数値情報入力キーによ
って入力した時間成分毎の各ステップに区分して表示さ
れる。

記憶部ｅには、前記表示部ｄに表示される内容および予
め組み込まれたプログラムの内容が記憶されている。こ
のプログラムは１例えば前記表示部ｄに設定した当該プ
ラスチック押出成形機の自動運転プログラムや、この運
転プログラムの運転予約期日になったかどうかを判断す
るプログラムであり、それらのプログラムは指令キーＣ
によって開始される。

そして、制御手段ｆは前記記憶部ｅの内容に従って前記
各種制御対象ａの自動シーケンス制御をなす。

（実施例） 以下１本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第２図は本発明に係るプラスチック押出成形機１の自動
制御システムを示し、この自動制御システムによって前
記プラスチック押出成形機ｌの自動昇温、自動始動、自
動停止が行われる。

プラスチック押出成形機１は、成形機本体２と原料フィ
ーダ装置３と、成形機本体２の押出方向に連結されたア
ダプタ部４および成形用金型５によって構成されている
。

成形機本体２内には、押出用モータ６によって回転駆動
されるメインスクリュー７が設けられている。原料フィ
ーダ装置３にはフィーダ用モータ８によって回転駆動さ
れる副スクリユ−９が設けられ、この副スクリユ−９の
回転によって原料ホッパ（図示省略）に投入された樹脂
は順次押し出され、原料投入口１０を介して前記成形機
本体２内へ投入される。

前記押出用モータ６およびフィーダ用モータ８はモータ
駆動装置１１によって駆動制御される。

成形機本体２のバレル部１２には複数のブロックヒータ
１３ａ〜１３ｃが取付けられ、また、前記成形用金型５
にブロックヒータ１３ｄが取付けられ、それらブロック
ヒータの通電時間はヒータ・クーラ駆動装置１４によっ
て駆動制御される。

なお、第２図では４つのブロック１３ａ　−１３ｄが設
けられているが、好ましくは後述する温度センサの数と
同数のブロックヒータを設けられる。

このヒータ・クーラ駆動装置１４は２図示しない冷却装
置の作動をも駆動制御している。

システム制御装置１５は、前記ヒータ・クーラ駆動装置
１４およびモータ駆動装置１１を制御する装置で、前記
バレル部１２に設けた複数の温度センサ１６ａ〜１６ｒ
、アダプタ部４に設けた温度センサ１６ｇおよび樹脂圧
センサ１６ｈ、成形用金型５に設けた温度センサ１６ｉ
〜１６ｍ等からのアナログ検出信号が入力され、さらに
前記押出用モータ６の回転数を検出する回転センサ１７
ａおよび前記フィーダ用モータ８の回転数を検出する回
転センサ１７ｂからのデジタル検出信号が入力され、そ
れらの検出信号をもとに自動昇温、自動始動、自動停止
の自動運転プログラムが進行される。

この自動運転プログラムは、第３図で示すように、前記
システム制御装置１５の前面に取付けたＣＲＴディスプ
レイ１８の画面を見ながらテンキー１９および指令キー
２０の打鍵操作によって。

作業者が自由に設定できるようになされている。

前記指令キー２０は、予め設定したプログラムを作動さ
せるキーであって、後述する自動運転条件画面呼出キー
２０ａ、自動運転条件設定キー２０ｂ。

確認キー２０ｃ等を備えている。なお２図中２１は表示
ランプ群で自動運転中１手動運転中、正常運転中、異常
運転中１等のシステム全体の各種モードを表示する。

第４図に、前記ＣＲＴディスプレイ１８に表示される自
動運転プログラムを設定するための自動運転条件設定表
２２を例示している。

この自動運転条件設定表２２は、当該プラスチック押出
成形機１の自動運転に必要な制御度数欄２３と、ステッ
プ４ｔｉ１２４とを備え１本例では７ステツプまでの設
定が可能となされている。なお。

この自動運転条件設定表２２は、自動昇温運転。

自動始動運転、自動停止運転の各々に対して１枚の設定
表が作られるが、小規模のシステムであれば、昇温、始
動、停止の全運転条件カ月枚の設定表上に作られる。

制御度数欄２３は９時間２３ａ、温度２３ｂ。

単位時間当たりの押出重量で定義される押出量２３Ｃ，
メインスクリュー回転数２３ｄ、このメインスクリュー
回転数の増速カーブ２３ｅ、押出用モータ６の制限電流
２３ｆ、制限樹脂圧２３ｇの設定が可能であり、他にオ
プション変数の登録によって当該オプション変数の設定
もできるようになされている。

なお、前記温度２３ｂの変数欄は、前記１２個の温度セ
ンサを適当な３つのグループに分け、それらのグループ
毎に設定できるようになされている。しかも、この種の
グループ分けも１作業者の操作により自由に区分でき、
その区分された温度センサの種類は、前記自動運転条件
設定表２２の表外の下方部に表示される。また、この設
定表２２の表外の上方部には、自動運転開始日時の設定
欄２４ａが設けられている。

第５図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は前記増速カーブ２３ｅの変
数欄で設定可能な増速曲線を例示し、同図（Ａ）はスト
レートな立上り曲線、同図ＣＢ）は立上り時に直線傾斜
を有する曲線、同図ＣＧ’）は立上り時に２次曲線傾斜
を有する曲線である。

さらに、これら３種の曲線の他に使用者は任意な立上り
曲線を設定することができ、スクリュー速度の急激な変
化を避けることができる。

第６図は、前記システム制御装置１５のハードウェアを
各種基本ボードによって構成した場合を示す。

ＣＰＵボード２５は、メモリボード２６および各種入出
力インターフェース回路の制御の中心となるボードで、
ＣＰＵの他にパルスカウント、ＣＲＴコントローラ、キ
ーコントローラなどのＬＳＩを収納している。このＣＰ
Ｕボード２５は、各種のキーを装備したキーボード２７
および前記ＣＲＴディスプレイ１８の制御をするととも
に、マザーボード２８を介して前記メモリボード２６゜
入出力ボード２９．アナログ入力信号を切替えるアナロ
グ入力ボード３ｏの各種基本ボードを制御している。

メモリボード２６は、増設可能なボードで、単位バイト
（例えば４キロパイド）毎にＲＯＭとＲＡＭとの切替え
が可能で、運転条件テーブル２６ａと自動昇温・始動・
停止条件テーブル２６ｂとを含んでいる。

運転条件テーブル２６ａは前記ブロックヒータ。

押出用モータ６、フィーダ用モータ８等の各種制御対象
に対する目標値が収納されているテーブルで５各種制御
対象はこのテーブル上の内容を目標値とする定価制御及
び自動シーケンス制御がなされる。

自動昇温・始動・停止条件テーブル２６ｂは。

前記テンキーエ９の打鍵操作によって書き換えられたデ
ータが最初に収納されるテーブルである。

アナログ入力ボード３ｏは、前記各種センサ類１６ａ〜
１６ｍで検出されたアナログ検出信号が入力され１人出
ボード２９は前記回転センサ１７ａ。

１７ｂで検出されたデジタル検出信号が入力され。

前記モータ駆動装置１１およびヒータ・ターラ駆動装置
１４を駆動制御するデジタル制御信号を出力する。

次に、上記構成からなるプラスチック押出成形機１の自
動制御システムを作動させるソフトウェアについて第７
図乃至第１１図を参照して説明ｒる。

第７図は、前記メモリボード２６のＲＯＭ内に収納され
ているマルチタスク型オペレーティングシステムの概略
を示し、このシステムは、予め設定した単位時間毎に多
数のプログラムが並列的に動作するように管理するシス
テムである。

同図では、リアルタイムオペレーティングシステム３６
の管理のもとに以下に示す５つのプログラムが例示され
ている。

１）定置制御プログラム３１ ２）運転条件テーブル設定プログラム３２３）自動昇温
・始動・停止条件テーブル設定プログラム３３ ４）シーケンス制御プログラム３４ ５）トリガチェックプログラム３５ 定置制御プログラム３１は、０．５秒毎に走るプログラ
ムで、前記運転条件テーブル２６ａに書き込まれている
データを目標値として、前記各種制御対象を定価制御す
る。

運転条件テーブル設定プログラム３２は、０．２秒毎に
走るプログラムで、前記テンキー１９から入力されたデ
ータから運転条件テーブル２６ａの書き換えを行う。

自動昇温・始動・停止条件テーブル設定プログラム３３
は、０．２秒毎に走るプログラムで、前記自動昇温・始
動・停止条件テーブル２６ｂの内容に前記テンキー１９
で入力した自動運転条件設定表２２の内容の書き換えを
行い、このプログラムの流れ図を第８図に示す。

第８図において、ステップ■で前記自動運転条件画面呼
出キー２０ａが押されたがどうかを判断し、この呼出キ
ーが押されているとステップ■へ移り、ＣＲＴディスプ
レイ１８上に前記自動運転条件設定表２２を表示する。

ステップ■では、前記自動運転条件設定キー２０ｂが押
されたかどうかを判断し、この設定キー２０ｂが押され
ているとステップ■でカーソルを画面上に表示する。次
いで、ステップ■で前記テンキー１９によって設定表２
２内に作業者が設定したデータが入力されたかどうかを
判断し、データが入力されているとステップ■へ移り、
ここで前記１１１！認キー２０ｃが押されたかどうかを
判断しステップ■では当該データを前記自動昇温・始動
・停止条件テーブル２６ｂヘセントし９画面上に当該テ
ーブル２６ｂの内容を表示する。なお、ステップ■■■
■にて各種キーが押されていないと判断されるとリター
ンする。

シーケンス制御プログラム３４は、１秒毎に走るプログ
ラムで、このプログラムの流れ図を第９図に示す。

第９図において、ステップ■で予め始動予約日時が設定
されているかどうかを判断し、始動予約日時が設定され
ているとステップ■の計時ステンブヘ移る。そして、ス
テップ［相］では計時の結果。

設定した始動予約日時が到来したかどうかを判断し、さ
らにステップ■で始動運転を許可するトリガが発生され
たかを判断し、このトリガが発生されているとステップ
＠にて、前記自動昇温・始動・停止条件テーブル２６ｂ
のデータから自動運転に必要なデータを前記運転条件テ
ーブル２６ａへ移し、リターンする。

なお、ステップ■で始動予約日時が設定されていないと
判断されたときと、ステップ［相］■の条件を満たして
いないと判断されるとリターンする。

トリガチェックプログラム３５は、０．１秒毎に走るプ
ログラムで、前記制御変数中の各ステップに割り当てら
れた時間２３ｂが経過したときにトリガを発生するプロ
グラム〔第１０図（Ａ））と。

時間２３ｂ以外の制御変数の値が所定の条件に達したと
きにトリガを発生するプログラム〔第１Ｏ図（Ｂ）〕と
からなる。

第１０図（Ａ）において、ステップ０でトリガチェック
かどうか判断され、トリガチェックの必要があればステ
ップ■の計時ステップが開始し。

ステップ■で設定時間になったかどうかを判断し、設定
時間になればステップ［相］でトリガを発生する。

また、第１０図（Ｂ）において、ステップＯでトリガチ
ェックかどうかを判断され、トリガチェックの必要があ
ればステップ［相］で対象とする変数の値のチェックを
行い、ステップ０でこの値が予め設定した所定の条件を
満足するかどうかが判断され１条件を満足すればステッ
プ［相］でトリガを発生する。

なお、ステップ００でトリガチェックでないと判断され
た場合や、ステップ■［相］で条件を満足していない場
合はリターンする。

（発明の効果） 以上述べたように１本発明によれば、各種制御対象を規
制する設定値を時間成分毎の各ステップで任意に設定で
きて製品の種類、原料の種類や装置のタイプの相違に対
応する昇温、始動、停止の途中プロセスを簡単に可変す
ることができ、最適なプロセスを手早く見つけることが
できる。

また、それらの最適なプロセスは記憶されるので、従来
の如く、Ｐ練者の経験にたよることがな（１時間短縮、
装置自体の効率向上、多品種少量生産にも充分応えるこ
とができる。

さらに、いったん最適なプロセスでの昇温、始動停止が
行われると、常に同じ条件での自動運転ができるので始
動失敗や装置破損もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラスチック押出成形機の自動制御シ
ステムの構成を示すブロック図、第２図は同自動制御シ
ステムの実施例を示す概略図、第３図はシステム制ｉｎ
装置の自動運転条件設定画面を示す正面図５第４図は同
画面に表示される自動運転条件設定表を例示する図、第
５図（Ａ）　　（Ｂ）（Ｃ）は増速カーブの設定例を示
すグラフ、第６図はシステム制御装置のハード−ウェア
構成を示すブロック図、第７図はオペレーティングシス
テムが制御するプログラムを示す図、第８図は自動昇温
・始動・停止条件テーブル設定プログラムの内容を説明
する流れ図、第９図はシーケンス制御プログラムの内容
を説明する流れ図、第１０図（Ａ）（Ｂ）はトリガチェ
ックプログラムの内容を説明する図で、同図（Ａ）は時
間の制御変数をチェックする流れ図、同図（Ｂ）は時間
以外の制御変数をチェックする流れ図である。 １・・・プラスチック押出成形機 ６・・・押出用モータ ８・・・フィーダ用モータ １５・・・システム制御装置 １９・・・テンキー ２０・・・指令キー ２２・・・自動運転条件設定表 ２３・・・制御度数欄 ２５・・・ＣＰＵボード ２６・・・メモリボード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）定値制御がなされる各種制御対象によってプラスチ
   ック押出成形機の自動昇温、自動始動、自動停止を行う
   システムであって、 このシステムは、 数値情報入力キーと、 予め決められたプログラムを指令する指令 キーと、 前記制御対象を規制する制御変数と前記数 値情報入力キーによって入力された設定値とが時間成分
   毎の各ステップに区分して表示する表示部と、 前記プログラムの内容および表示部の内容 を記憶する記憶部と、 該記憶部の内容に従って自動シーケンス制 御をなす制御手段とを備えたことを特徴とするプラスチ
   ック押出成形機の自動制御システム。 ２）前記制御対象が複数のヒータで、制御変数が任意に
   グループ分けした温度である特許請求の範囲第１項記載
   のプラスチック押出成形機の自動制御システム。 ３）前記指令キーに予約キーを含み、該予約キーによっ
   て設定された期日に前記制御手段が作動される特許請求
   の範囲第１項記載のプラスチック押出成形機の自動制御
   システム。