JPS61130019A - プラスチツク押出成形機及び押出成形ライン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及び押出成形ライン
における昇温、始動、定常安定運転、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
する定植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おり、いったん
実行した運転条件を記録するとともに、すでに実行した
運転条件の中から効率の良好な運転条件を抽出して保存
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及び
押出成形ラインでは作業者の操作によって昇温、始動、
定常運転、停止が行われるため。

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から
昇温、始動、定常運転条件変更、停止を行う一方で、そ
れらの運転条件の記録、保存を行わなければならないの
で手間が大変であり。

正確性にも欠ける。

（発明が解決するための手段） 本発明は、第１図で示す様に、定植制御及びシーケンス
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
出成形機及び押出成形ラインの自動昇温、自動始動、定
常安定運転、自動停止を行うシステムであって、このシ
ステムは、自動運転条件を設定する数値情報入カキ−ｂ
と、予め決められたプログラムＣを指令する指令キーで
あって。

データ保存キーｅとデータ再生キーｆとを有する指令キ
ーｄと、前記自動運転条件を記憶する第１記憶部ｇと、
該第１記憶部ｇの内容のうち使用者が任意に選択した内
容を前記データ保存キーｅによって保存する第２記憶部
りと、前記数値情報入カキ−ｂによって入力した自動運
転条件を表示するとともに前記第２記す、９部りの内容
を前記データ再生キーｆによって表示する表示部ｉと、
前記第１記す、９部ｇの内容に従って定植制御及び自動
シーケンス制御をなす制御手段ｊとを備えてなるプラス
チック押出成形機及び押出成形ラインの自動制御システ
ムに係る。

（作用） 数値情報入カキ−ｂによって、各種制御対象ａの運転条
件（例えば、ヒータ通電時間、スクリューモータ回転数
、ラインスピード等）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）の自動運転条件が９例えばＣＲＴディスプ
レイ等の表示部ｉ上に設定されると、この自動運転条件
は第１記憶部ｇに記憶される。制御手段ｊは、前記第１
記憶部ｇの内容に従って制御対象ａの定植制御及び自動
シーケンス制御をなす。

一方、予め決められたプログラムＣを指令する指令キー
ｄの１つであるデータ保存キーｅを操作することによっ
て前記第１記憶部ｇに記憶されている自動運転条件を第
２記憶部りに保存し、また前記指令キーｄの１つである
データ再生キーｆを操作することによって表示部量に第
２記憶部りの内容を表示させ、さらに使用者は表示部ｉ
の表示内容の中から選択した内容を前記第１記憶部ｇに
転送させ、所望とする定植制御及び自動シーケンスを実
行する。

（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１の自動昇温、自動始動、定
常安定運転、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、押出用モークロによって回転駆動
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が取付げられ、また３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つのブロックヒータ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と
同数のブロックヒータが設けられる。

このヒータ・クーラ駆動装置１４は１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１６．ａ〜１６
ｆ、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に設けた温度センザ１６
ｉ〜１６ｍ等からのアナログ検出信号が入力され、さら
に前記押出用モークロの回転数を検出する回転センサ１
７ａ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人力され、
それらの検出信号をもとに自動昇温、自動始動、定常安
定運転、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ｍ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２０Ｃ２収納キー２０ｄ、再生キー２０ｅ。

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

第４図（Ａ）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２２ａ、第４図（Ｂ）に。

すでに運転法の自動運転条件から作業者が選択して保存
指令した条件を一覧して表示させる保存データ一覧表２
２ｂを例示している。

この自動運転条件設定表２２ａは、当該プラスチック押
出成形機１及び押出成形ラインの自動運転に必要な制御
度数欄２３と、ステップ欄２４とを備え２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２２ａ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
全運転条件が１枚の設定表上に作られる。

制御度数欄２３は１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２２ａの表外の下方部に表示される。また、この
設定表２２ａの表外の上方部には、自動運転開始日時の
設定欄２４ｃ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（Ｂ）は立上り時に直線傾斜
を有する曲線、同図（Ｃ）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種の曲線の他に作
業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。

一方、保存データ一覧表２２ｂは、各種運転条件の登録
番号欄３９．登録年月日欄４０．当該運転条件を他の運
転条件と区別するために命名される名称欄４１．運転累
積時間欄４２．呼出回数欄４３とを備えており、前記再
生キー２０ｅおよび選定キー２Ｏｆによって必要な運転
条件を呼出すと、その度毎に前記運転累積時間欄４２．
呼出回数４３中の数値は自動的に更新される。

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ＣＰＵ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ディスフ゛レイ
１８の％ＩＩ　Ｊ卸をするとともに。

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３０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、単位ハイ１
−（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とデータ保存ファイル２６Ｃ
とを含んでいる。また。

このメモリボード２６がオーバーフローすれば。

補助メモリ（図示省略）に転送される。

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、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植制御及
び自動シーケンス制御がなされる。

自動昇温・始動・停止テーブル２６ｂは、前記テンキー
１９の打鍵操作によって書き換えられたそれらのデータ
が最初に収納されるテーブルである。

データ保存ファイル２６ｃは、前記運転条件テーブル２
６ａの内容および自動昇温・始動・停止条件テーブル２
６ｂの内容のうち９作業者が選択した内容が保存される
ファイルで、各種運転条件は前記登録番号順に他と区別
して記４．１される。

アナログ入力ボード３０は、前記各種センサ類１’６２
〜１６ｍで検出されたアナログ検出信号が入力され、入
出力ボード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及びアナログ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」及び
押出成形ライン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１２図を参照して説明する
。。

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７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 ６）データ保存プログラム３７ ７）データ再生プログラム３８ 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
データ番目標値として、前記各種制御対象を定植制御す
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２２ａの内容の書き換え
を行う。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７　　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２２ａを表
示する。ステップ■では。

前記自動運転条件設定キー２０ｂが押されたがどうかを
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
２２ａ中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、ここで前記確認キー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１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■の計時ステップへ移る。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２６
ｂ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２３ａが経過したときにトリガを発生ずるプロ
グラム〔第１０図（Ａ））’°□と。

時間２３ａ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１０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［相］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７条件を満足すればス
テップ［相］でトリガを発生ずる。

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］［相］で条件を満足していな
い場合はリターンする。

データ保存プログラム３７は、０．５秒毎に走るプログ
ラムで、前記収納キー２０ｄの操作によって運転条件テ
ーブル２６ａおよび自動昇温・始動・停止条件テーブル
２６ｂ内のデータをデータ保存ファイル２６ｃへ転送す
るプログラムで、このプログラムの流れ図を第１１図に
示す。

第１１図において、ステップ■で前記収納キー２０ｄが
押されたかどうかを判断し、この収納キー２０ｄが押さ
れていると、ステップ＠で作業者が前記自動運転条件設
定表２２ａのうちから選択した内容がデータ保存ファイ
ル２６ｃに収納され。

ステップ０でこのデータ保存ファイル２６ｃの更新が行
われる。

データ再生プログラム３８は、０．５秒毎に走るプログ
ラムで、前記再生キー２０ｅの操作によって前記データ
保存ファイル２６Ｃの中から作業者が任意に選択した内
容を選出して、運転条件テーブル２６ａへ転送するプロ
グラムで、このプログラムの流れ図を第１２図に示す。

第１２図において、ステップ■で前記再生キー２０ｅが
押されたかどうかを判断し、この再生キー２０ｅが押さ
れていると、ステップ［相］でＣＲＴディスプレイ１８
上に前記保存データ一覧表２２ｂを表示し１ステツプ［
相］で前記選定キー２Ｏｆが押されているかどうかを判
断する。選定キー２Ｏｆが押されているとステップＯで
選定動作を行い。

ついでステップ［相］では、ステップＯで選定された自
動運転条件をデータ保存ファイル２６ｃから運転条件テ
ーブル２６ａへ転送し、ステップ［相］で転送後のデー
タ保存ファイル２６ｃの更新が行われる。

（発明の効果） 以上述べたように１本発明によれば１時間成分毎の各ス
テップの各種制御対象に対応する設定値を任意に設定で
きて製品の種類、原料の種類や装置のタイプの相違に対
応して、昇温、始動、定常安定運転、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及び定常安定運転条件は
簡単なキー操作によって保存することができ、しかも適
宜呼出すことができるので２時間短縮および省力化を図
ることができ、数多くの自動運転条件が正確に保存され
て多品種少量生産にも充分応えることができる。

【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及び押出成形
ライン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
図はシステム制御装置の自動運転条件設定画面を示す正
面図、第４図（Ａ＞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４図（Ｂ）は保存データ一覧表
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、第１１図はデータ保存プログ
ラムの内容を説明する流れ図、第１２図はデータ再生プ
ログラムの内容を説明する流れ図である。 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 ２２ａ・・・自動運転条件設定表 ２２ｂ・・・保存データ一覧表 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）定値制御及びシーケンス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及び押出成形ライン
   の自動昇温、自動始動、定常安定運転、自動停止、を行
   うシステムであって、 このシステムは、 自動運転条件を設定する数値情報入力キー と、 予め決められたプログラムを指令する指令 キーであって、データ保存キーとデータ再生キーとを有
   する指令キーと、 前記自動運転条件を記憶する第１記憶部と、該第１記憶
   部の内容のうち使用者が任意に 選択した内容を前記データ保存キーによって保存する第
   ２記憶部と、 前記数値情報入力キーによって入力した自 動運転条件を表示するとともに前記第２記憶部の内容を
   前記データ再生キーによって表示する表示部と、 前記第１記憶部の内容に従って定値制御及 び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及び押出成形ライン
   の自動制御システム。