WO2022044528A1 - ゴムシート成形装置用制御装置および該方法ならびにゴムシート成形装置 - Google Patents
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- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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Definitions
- the present invention relates to a control device for a rubber sheet molding device for controlling a rubber sheet molding device for molding a kneaded material into a sheet, a control method for the rubber sheet molding device, and the rubber sheet molding device.
- the kneaded product obtained by kneading the raw rubber and a predetermined compounding agent with a kneading device is sent to a rubber sheet molding device, molded into a sheet shape by this rubber sheet molding device, and sent out as a rubber sheet. If the thickness of the rubber sheet is not uniform, for example, a problem may occur in the subsequent process such as a problem in the cutting and stacking process of the rubber sheet, or the rubber sheet may be used for manufacturing, for example. The quality of tires etc. deteriorates.
- the width decreases and the rubber sheet breaks, or the width increases and the rubber sheet protrudes from the transport path. Will occur.
- the rubber sheet runs out, it is necessary to stop the rubber sheet molding device and deal with the rubber sheet that has accumulated in the cut part without being transported to the subsequent process by multiple workers, resulting in a decrease in productivity and a decrease in productivity. It costs money.
- Patent Document 1 discloses a rubber sheet monitoring device.
- one surface of a rubber sheet formed into a sheet and sent is irradiated with the light of the first sheet along the width direction of the rubber sheet.
- the image of the first optical cutting line formed by the above is sequentially acquired in synchronization with the feeding speed of the rubber sheet on the first acquisition portion and the other surface of the rubber sheet along the width direction of the rubber sheet.
- the image of the second optical cutting line formed by being irradiated with the light of the second sheet is sequentially acquired in synchronization with the feeding speed of the rubber sheet, and the second acquisition unit and the first optical cutting line
- the process of generating the first data showing the height distribution of the cross section along the width direction of the rubber sheet using the image is executed for each of the sequentially acquired images of the first optical cut line, and the process is performed.
- the process of generating the second data showing the height distribution of the cross section along the width direction of the rubber sheet using the image of the second optical cutting line is applied to each of the sequentially acquired images of the second optical cutting line.
- the first generation unit to be executed the first calculation unit that calculates the unevenness shape evaluation value of one surface of the rubber sheet based on the first data, and the first data and the first data having the same cross section.
- a second calculation unit for calculating the thickness of the rubber sheet based on the two data and a third calculation unit for calculating the width of the rubber sheet based on the first data are provided.
- the shape of the rubber sheet can be monitored by the rubber sheet monitoring device disclosed in Patent Document 1, but when an abnormality occurs in the shape of the rubber sheet, the operator manually molds the rubber sheet so as to return it to the normal state. It was necessary to adjust the operating conditions of the equipment.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a control device for a rubber sheet molding device capable of automatically controlling a rubber sheet molding device when the shape of the rubber sheet is not normal. It is an object of the present invention to provide the control method for a rubber sheet forming apparatus, and the rubber sheet forming apparatus provided with the control apparatus for the rubber sheet forming apparatus.
- the control device for a rubber sheet molding device and the control method for a rubber sheet molding device according to the present invention control a rubber sheet molding device that forms a kneaded product obtained by kneading a raw material rubber and a predetermined compounding agent into a sheet-shaped rubber sheet.
- Equipment and methods to do The control device for the rubber sheet molding device and the method measure the shape of the rubber sheet molded by the rubber sheet molding device, and the shape of the rubber sheet is not within the normal range based on the measured shape. When the determination is made, the rubber sheet molding apparatus is controlled so that the shape of the rubber sheet is within the normal range.
- the control device for a rubber sheet molding device and the control method for a rubber sheet molding device according to the present invention can automatically control the rubber sheet molding device when the shape of the rubber sheet is not normal.
- Another invention is a rubber sheet molding apparatus including the control device for the rubber sheet molding apparatus.
- FIG. 1 it is a schematic diagram which shows the image of the rubber sheet imaged by the 1st image pickup unit. It is a schematic diagram which shows the arrangement relation of the said rubber sheet and the 2nd light source and the 2nd image pickup part in the 2nd shape measuring part of the control device for a rubber sheet molding apparatus seen from above the rubber sheet. Arrangement of the rubber sheet and the second and third light sources and the second and third image pickup units in the second shape measuring unit of the control device for the rubber sheet molding device as viewed from the side (width direction) of the rubber sheet. It is a schematic diagram which shows the relationship. As an example, it is a figure which shows the experimental result which shows the relationship between a pressing load and an index value.
- the control device for the rubber sheet molding device in the embodiment is a device that controls the rubber sheet molding device that forms a kneaded product obtained by kneading a raw material rubber and a predetermined compounding agent into a sheet shape.
- the shape of the rubber sheet is based on the shape measuring unit that measures the shape of the rubber sheet molded by the rubber sheet molding device and the shape measured by the shape measuring unit.
- the determination unit determines whether or not the rubber sheet is within the predetermined normal range, and when the determination unit determines that the shape of the rubber sheet is not within the normal range, the shape of the rubber sheet is within the normal range. It is provided with a control unit for controlling the rubber sheet forming apparatus.
- Such a control device for a rubber sheet forming apparatus will be described more specifically by using a rubber sheet manufacturing system.
- FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a rubber sheet manufacturing system according to an embodiment.
- FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of a roller head extruder which is an example of a rubber sheet forming apparatus in the rubber sheet manufacturing system.
- 2A is a top view
- FIG. 2B is a side view. In FIG. 2B, the side wall of the chamber 4 is not shown so that the extrusion screw 3 in the chamber 4 can be seen.
- FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control device for a rubber sheet molding device in the rubber sheet manufacturing system.
- FIG. 4 is a schematic view showing the arrangement relationship between the rubber sheet and the first image pickup unit in the first shape measurement unit of the control device for the rubber sheet molding device as seen from above the rubber sheet.
- FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a rubber sheet manufacturing system according to an embodiment.
- FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of a roller head extruder which is an example of a rubber sheet
- FIG. 5 shows the arrangement relationship between the rubber sheet and the first light source and the first image pickup unit in the first shape measuring unit of the control device for the rubber sheet molding device as viewed from the side (width direction) of the rubber sheet.
- FIG. 6 is a schematic view showing an image of a rubber sheet captured by the first imaging unit as an example.
- FIG. 7 is a schematic showing the arrangement relationship between the rubber sheet and the second light source and the second image pickup unit in the second shape measuring unit of the control device for the rubber sheet molding device as seen from above and below the rubber sheet. It is a figure.
- FIG. 7A is a schematic view seen from above the rubber sheet
- FIG. 7B is a schematic view seen from below the rubber sheet.
- FIG. 8 shows the rubber sheet and the second and third light sources and the second and third light sources in the second shape measuring unit of the control device for the rubber sheet molding device as viewed from the side (width direction) of the rubber sheet.
- FIG. 9 is a diagram showing, as an example, experimental results showing the relationship between the pressing load and the index value.
- FIG. 9A shows the relationship between the pressing load and the average value of the width, which is an example of the index value. The horizontal axis thereof is the pressing load, and the vertical axis thereof is the average value of the width.
- FIG. 10 is a diagram showing, as an example, experimental results showing the relationship between the pressing load and the thickness.
- the horizontal axis of FIG. 10 is the pressing load, and the vertical axis thereof is the thickness.
- the rubber sheet manufacturing system S in the embodiment includes a kneading device A, a rubber sheet molding device B, a batch-off machine C, and a control device D for the rubber sheet molding device.
- the kneading device A is a device that kneads the charged raw rubber and a predetermined compounding agent.
- the kneading device A sends the kneaded product to the rubber sheet forming device B.
- the compounding agent is an appropriate substance depending on the use of the rubber sheet WK and the like, and includes, for example, carbon black, silica, process oil and the like.
- the rubber sheet forming apparatus B is an apparatus for forming the kneaded material into a sheet-shaped rubber sheet WK.
- the rubber sheet WK is continuously molded by the rubber sheet molding apparatus B to become a strip-shaped member that is long in one direction (longitudinal direction).
- the rubber sheet forming apparatus B is an apparatus for forming the kneaded material into a sheet-shaped rubber sheet WK by rolling the kneaded material with a rolling roll.
- JP-A-9-174663 Patent No. 2871565
- It is a known roller head extruder B disclosed in the above.
- the roller head extruder B includes, for example, an extruder main body B1 and a roller die B2, as shown in FIG.
- the extruder main body B1 includes a pair of extruder screws B3, a chamber B4 that rotatably holds the extruder screw B3, and a screw motor B5 that rotationally drives the extruder screw B3.
- the chamber B4 is provided with a material charging hopper B6 on the upper surface side thereof, and an outlet B7 on the tip end side thereof.
- the pair of extrusion screws B3 are interlocked and connected on the base side thereof via the speed reducer B8, and the tip end side thereof faces the outlet B7 of the chamber B4.
- the roller die B2 includes a pair of upper and lower rollers B9 arranged in front of the outlet B7 of the chamber B4.
- the pair of upper and lower rollers B9 are interlocked and connected so as to rotate in opposite directions via the speed reducer B10, and are rotationally driven by the roller drive motor B11.
- the kneaded material charged into the material charging hopper B6 is extruded by a pair of extrusion screws B3 and rolled by a pair of upper and lower rollers B9 to form a sheet-shaped rubber sheet WK. ..
- the shape of the rubber sheet WK is the screw rotation speed of the extrusion screw B3, the temperatures of the screw B3, the chamber B4 and the roller B9, the roll speed of the roller B9, the vertical speed difference of the roller B9, and the roller. It is controlled (adjusted) by the roll gap of B9 and the pressing load for pressing the kneaded material against the roller B9.
- the screw rotation speed is controlled by the screw motor B5.
- the temperature of the screw B3, the chamber B4 and the roller B9 is controlled by a heater (not shown) arranged in the vicinity thereof.
- the roll speed is controlled by the roller drive motor B11.
- the vertical speed difference between the rollers B9 is controlled by the speed reducer B10.
- the roll gap is controlled by a reduction device (not shown) that reduces the roller B9.
- the pressing load is controlled by at least one of the screw motor B5, the roller drive motor B11, and the reduction device.
- the control device D for the rubber sheet molding device includes a shape measuring unit 1, a control processing unit 2, an input unit 3, an output unit 4, an interface unit (IF unit) 5, and a storage unit 6.
- the shape measuring unit 1 (11-1, 11-2) is a device connected to the control processing unit 2 and measuring the shape of the rubber sheet formed by the rubber sheet forming apparatus B under the control of the control processing unit 2. ..
- the shape measuring unit 1 includes two first and second shape measuring units 1-1 and 1-2 in order to measure the edge (width) and the thickness, respectively.
- the first shape measuring unit 11-1 is a device connected to the control processing unit 2 and measuring the edge of the rubber sheet as the shape of the rubber sheet under the control of the control processing unit 2. More specifically, the first shape measuring unit 11-1 has a first light source 111-1 and a first imaging unit 112-1 as shown in FIGS. 3 to 5, and a control process as described later.
- the unit 2 is provided with an edge processing unit 12 (22) functionally configured.
- the first light source 111-1 (111-11 to 111-13) is a lighting device that illuminates the rubber sheet WK.
- the first light source 111-1 includes three eleventh to thirteenth light sources, and these eleventh to thirteenth light sources illuminate the image pickup range SA of the first image pickup unit 112-1.
- the rubber sheet WK is sequentially arranged above the first image pickup unit 112-1 along the transport direction DR of the rubber sheet WK.
- the first light source 111-1 adjusts the brightness (illuminance) of the imaging range SA.
- the first light source 111-1 is configured to include three eleventh to thirteenth light sources, but the number thereof is arbitrary.
- the first imaging unit 112-1 is arranged above the rubber sheet WK, for example, so as to substantially match the imaging direction in the thickness direction of the rubber sheet WK (normal direction of the rubber sheet WK), and the rubber sheet WK is arranged. It is a device that captures an image within a predetermined range along the longitudinal direction and generates a first image (first image data) of the rubber sheet WK.
- the first image pickup unit 112-1 outputs the first image to the control processing unit 2.
- the first imaging unit 112-1 has an angle of view so that the rubber sheet WK can be imaged over the entire width direction in the imaging range SA.
- the first image pickup unit 112-1 is, for example, an imaging optical system that forms an optical image of a subject on a predetermined imaging surface, and the light receiving surface is arranged so as to coincide with the imaging surface, and the optical image of the subject is arranged. It is a digital camera including an area image sensor that converts an image into an electrical signal, an image processing unit that generates image data that is data representing the image of the subject by image processing the output of the area image sensor, and the like.
- FIG. 7 schematically shows a first image PC of a rubber sheet WK imaged and generated by the first image pickup unit 112-1.
- the first image PC is an image of the rubber sheet WK (rubber sheet image) WKp and an image of the edge EG of the rubber sheet KW which is an end portion in the orthogonal direction (width direction) orthogonal to the one direction (longitudinal direction) (edge image). ) Includes EGp and EGp.
- the edge processing unit 12 (22) extracts the edge EG of the rubber sheet WK based on the first image PC. More specifically, for example, the edge processing unit 12 (22) causes a so-called edge filter to act on the first image PC to extract each edge EG of the rubber sheet WK. Alternatively, for example, a background (an image captured without the rubber sheet WK) is generated and stored in advance, and the edge processing unit 12 (22) extracts each edge EG of the rubber sheet WK by the so-called background subtraction method. do.
- the second shape measuring unit 11-2 is a device connected to the control processing unit 2 and measuring the thickness of the rubber sheet as the shape of the rubber sheet under the control of the control processing unit 2, for example, Patent Document 1.
- a known rubber sheet monitoring device disclosed in the above can be used.
- the second shape measuring unit 11-2 is a second light source that irradiates one surface (for example, the surface) SFa of the rubber sheet WK with the first linear light SL1.
- the third light source 111-3 that irradiates the other surface (for example, the back surface) SFb of the WK with the second linear light SL2 and the other surface SFb of the rubber sheet WK irradiated with the second linear light SL2 are imaged.
- a thickness processing unit 13 for obtaining the thickness distribution and obtaining the thickness of the rubber sheet WK based on the height distributions of the obtained front and back surfaces SFa and SFb.
- the support plate that supports the rubber sheet WK conveyed by the conveyor is torn at a predetermined position so that the other surface SFb of the rubber sheet WK can be irradiated with the second linear light SL2 to generate a third image thereof.
- a space SP in which the other surface SFb of the rubber sheet WK faces the outside is formed.
- the second and third imaging units 112-2 and 112-3 output the second and third images to the control processing unit 2, and the thickness processing unit 13 (24) is functional to the control processing unit 2. It is composed of.
- the first and second linear lights SL1 and SL2 are each irradiated to the one-sided SFa and the other-sided SFb at an incident angle of 45 °, and the second and third images are taken.
- the portions 112-2 and 112-3 are arranged so that their respective imaging directions are substantially aligned with the thickness direction (normal direction) of the rubber sheet WK, and the first and second linear light SL1 and SL2 are each diffused.
- the second and third image pickup units 112-2 and 112-3 were arranged in the normal reflection directions of the first and second linear lights SL1 and SL2, respectively, and the first And each optical image of each reflected light of the second linear light SL1 and SL2 may be imaged.
- the second shape measuring unit 11-2 is not limited to the above method disclosed in Patent Document 1, and for example, a thickness gauge such as an ultrasonic thickness gauge or a laser displacement gauge can be used.
- the third light sources 111-2, 111-3 and the second and third image pickup units 112-2, 112-3 are formed of a rubber sheet from the upstream side to the downstream side along the transport direction DR of the rubber sheet WK.
- the 1 light source 111-1 and the first imaging unit 112-1 are arranged in this order in the order of the batch-off machine C.
- the input unit 3 is connected to the control processing unit 2 and is used to operate various commands such as a command for instructing the start of control and a control device D for a rubber sheet forming apparatus such as a product number of a rubber sheet WK. It is a device for inputting various necessary data to the control device D for a rubber sheet molding device, and is, for example, a plurality of input switches, a keyboard, a mouse, and the like to which a predetermined function is assigned.
- the output unit 4 is connected to the control processing unit 2, and according to the control of the control processing unit 2, the commands and data input from the input unit 3 and the rubber sheet WK obtained by the control device D for the rubber sheet forming device.
- a display device such as a CRT display, an LCD (liquid crystal display) and an organic EL display
- a printing device such as a printer, and the like.
- the input unit 3 and the output unit 4 may be composed of a touch panel.
- the input unit 3 is a position input device that detects and inputs an operation position such as a resistance film method or a capacitance method
- the output unit 4 is a display device.
- a position input device is provided on the display surface of the display device, one or more input content candidates that can be input to the display device are displayed, and the user touches the display position displaying the input content to be input. Then, the position is detected by the position input device, and the display content displayed at the detected position is input to the control device D for the rubber sheet molding device as the operation input content of the user.
- the control device D for the rubber sheet molding device which is easy for the user to handle, is provided.
- the IF unit 5 is a circuit that is connected to the control processing unit 2 and inputs / outputs data to / from, for example, an external device according to the control of the control processing unit 2, for example, RS-232C which is a serial communication method.
- the IF unit 5 may be a communication interface circuit for transmitting and receiving communication signals to and from an external device, such as a data communication card or a communication interface circuit according to the 802.11 standard.
- the storage unit 6 is a circuit connected to the control processing unit 2 and storing various predetermined programs and various predetermined data according to the control of the control processing unit 2.
- the various predetermined programs include, for example, a control processing program, and the control processing program includes a control program for controlling each part 1, 3 to 6 of the control device D for a rubber sheet forming apparatus, and a first image. Based on the edge processing program that extracts the edge EG of the rubber sheet WK based on the PC and the shape measured by the shape measuring unit 1, it is determined whether or not the shape of the rubber sheet WK is within a predetermined normal range. Judgment program etc. are included.
- the rubber sheet forming apparatus B is provided so that the shape of the rubber sheet WK is within the normal range.
- the various predetermined data include the first to third images, the obtained shape of the rubber sheet WK (edge and thickness in this embodiment), the normal range, and the like. Contains the required data in.
- Such a storage unit 6 includes, for example, a ROM (Read Only Memory) which is a non-volatile storage element, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) which is a rewritable non-volatile storage element, and the like.
- the storage unit 6 includes a RAM (Random Access Memory) or the like that serves as a working memory of the so-called control processing unit 2 that stores data or the like generated during the execution of the predetermined program. Further, the storage unit 6 may be configured to include a hard disk device having a relatively large storage capacity.
- RAM Random Access Memory
- the control processing unit 2 controls each part 1, 3 to 6 of the control device D for the rubber sheet molding device according to the function of each part, and the rubber sheet molding device so that the shape of the rubber sheet WK is within the normal range. It is a circuit for controlling B.
- the control processing unit 2 is configured to include, for example, a CPU (Central Processing Unit) and its peripheral circuits.
- the control processing unit 2 functionally includes a control unit 21, an edge processing unit 22 (12), a determination unit 23, and a thickness processing unit 24 (13) by executing a control processing program.
- the control unit 21 controls each part 1, 3 to 6 of the rubber sheet molding device control device D according to the function of each part, and controls the entire control device D for the rubber sheet molding device.
- the edge processing unit 22 (12) extracts the edge WG of the rubber sheet WK based on the first image PC by, for example, an edge filter or a background subtraction method.
- the thickness processing unit 24 (13) obtains the height distributions of the front and back surfaces SFa and SFb in the rubber sheet WK by the optical cutting method based on the second and third images, and these obtained front and back surfaces SFa, The thickness of the rubber sheet WK is obtained based on each height distribution of SFb.
- the determination unit 23 determines whether or not the shape of the rubber sheet WK is within a predetermined normal range based on the shape measured by the shape measurement unit 1.
- the shape measuring unit 1 measures the edge EG and the thickness as the shape of the rubber sheet WK
- the determination unit 23 corresponds to the index processing unit 231 and the index determination unit 232 and the thickness.
- the determination unit 233 is functionally provided.
- the index processing unit 231 obtains a predetermined index value regarding the quality of the edge EG based on the edge EG obtained by the edge processing unit 22 (12) of the first shape measurement unit 11-1.
- the index value is obtained from one first image PC, for example, an average value of the width of the rubber sheet WK, a minimum value of the width of the rubber sheet WK, a maximum value of the width of the rubber sheet WK, and a width of the rubber sheet WK. (Standard deviation, dispersion), variation in the center position in the width direction of the rubber sheet WK (standard deviation, dispersion), and one of the meandering amount of the rubber sheet WK.
- the average value of the rubber sheet WK is used.
- the average value, the longest value, the maximum value, the variation, and the variation in the center position are the width of the rubber sheet WK at predetermined intervals along the longitudinal direction from each edge EG obtained by the edge processing unit 22 (12). Is obtained, and is obtained from each width of the rubber sheet WK obtained at predetermined intervals along the longitudinal direction.
- the meandering amount is the difference between the center position closest to one edge EG side and the center position closest to the other edge EG side with respect to the center position in the width direction of the rubber sheet WK.
- the width of the rubber sheet WK from one edge EG to the other edge EG is used for the calculation of the index value, but either one edge EG may be used.
- a reference line is provided along the longitudinal direction, and an index value is obtained from the distance between this reference line and one of the edge EGs.
- the center frequency calculated by Fourier transforming the planar shape of the edge EG may be used as an index value.
- the index determination unit 232 determines whether or not the index value obtained by the index processing unit 231 is within a predetermined first normal range.
- the first normal range is appropriately set according to the specifications of the rubber sheet WK and the like.
- the index determination unit 232 notifies the control unit 21 only when the index value obtained by the index processing unit 231 is not within the predetermined first normal range as a result of the determination.
- the thickness of the rubber sheet WK obtained by the thickness processing unit 24 (13) (for example, the average value, the minimum value, the maximum value, etc. of the thickness in the width direction) is within a predetermined second normal range. It is for determining whether or not it is.
- the second normal range is appropriately set according to the specifications of the rubber sheet WK and the like.
- the thickness determination unit 233 notifies the control unit 21 only when the thickness of the rubber sheet WK obtained by the thickness processing unit 24 (13) is not within the predetermined second normal range as a result of the determination. ..
- the control unit 21 controls the rubber sheet molding device B so that the shape of the rubber sheet WK is within the normal range. To control. More specifically, when the index determination unit 232 notifies that the index value obtained by the index processing unit 231 is not within the first normal range as a result of the determination, the control unit 21 determines that the index value is not within the first normal range. The rubber sheet forming apparatus B is controlled so as to be within the first normal range. Then, when the index determination unit 232 notifies that the thickness of the rubber sheet WK obtained by the thickness processing unit 24 (13) is not within the second normal range as a result of the determination, the control unit 21 receives a notification.
- the rubber sheet molding apparatus B is controlled so that the thickness of the rubber sheet WK is within the second normal range.
- the control unit 21 uses the screw rotation speed of the extrusion screw B3, the temperatures of the screw B3, the chamber B4 and the roller B9, the roll speed of the roller B9, the vertical speed difference of the roller B9, the roll gap of the roller B9, and the roller. This is carried out by adjusting (controlling) one or more of the pressing load of the kneaded material on B9.
- the pressing load is adjusted (controlled) by adjusting (controlling) the screw rotation speed.
- FIGS. 9 and 10 that the width and thickness of the rubber sheet WK can be controlled by this pressing load.
- FIG. 9 shows an evaluation in which the set value of the pressing load is changed by changing the screw rotation speed for a rubber having a certain composition, and the relationship between the pressing load and the index value (mean value, standard deviation) is evaluated. The results are shown.
- FIG. 10 shows an evaluation result in which the set value of the pressing load is changed by changing the screw rotation speed with respect to the rubber having a certain composition, and the relationship between the pressing load and the thickness is evaluated.
- FIG. 9A the average value of the width of the rubber sheet WK increases as the pressing load increases.
- the standard deviation of the width of the rubber sheet WK increases as the pressing load increases. It can be inferred that this is because the larger the pressing load, the more the rubber kneaded material leaks from the gap between the upper and lower rollers B9. As can be seen from FIG. 10, the thickness of the rubber sheet WK increases as the pressing load increases. It can be inferred that this is because the larger the pressing load, the stronger the force of the rubber kneaded material to push the roll gap of the pair of upper and lower rollers B9.
- the control unit 21 decelerates the screw rotation speed by the first predetermined value to reduce the pressing load, and the average value (or standard deviation) of the width of the rubber sheet WK is within the normal range. If it is below the lower limit, the control unit 21 increases the screw rotation speed by a second predetermined value to increase the pressing load.
- the first and second predetermined values may be the same value or different values, and are appropriately set.
- the control unit 21 sets the screw.
- the control unit 21 sets the screw rotation speed to the fourth predetermined value. Increase the speed by as much as possible to increase the pressing load.
- the third and fourth predetermined values may be the same value or different values, and are appropriately set.
- the control processing unit 2, the input unit 3, the output unit 4, the IF unit 5, and the storage unit 6 can be configured by, for example, a computer such as a desktop type, a notebook type, or a tablet type.
- FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the control device for the rubber sheet molding device.
- FIG. 12 is a conceptual time chart showing a control example. 12A shows the index value (eg standard deviation), FIG. 12B shows the pressing load, and FIG. 12C shows the operating parameters (eg screw rotation speed).
- index value eg standard deviation
- FIG. 12B shows the pressing load
- FIG. 12C shows the operating parameters (eg screw rotation speed).
- the control processing unit 2 includes a control unit 21, an edge processing unit 22 (12), a determination unit 23, and a thickness processing unit 24 (13) by executing the control processing program.
- the determination unit 23 is functionally configured, and the index processing unit 231, the index determination unit 232, and the thickness determination unit 233 are functionally configured.
- the kneading device A controls each part according to each control target value in the kneading device A, and kneads the charged raw rubber and a predetermined compounding agent to generate a kneaded product.
- This kneaded product is sent to the rubber sheet forming apparatus B.
- the rubber sheet forming apparatus B controls each part according to each control target value in the rubber sheet forming apparatus B, and forms the kneaded product into a sheet-shaped rubber sheet WK.
- the rubber sheet WK is conveyed from the rubber sheet forming apparatus B to the batch-off machine C by the conveyor of the batch-off machine C.
- the batch-off machine C folds the rubber sheet WK in units of a predetermined length.
- the rubber sheet forming device control device D performs each of the following operations in a predetermined sampling period.
- the rubber sheet forming apparatus B is controlled by repeatedly executing with.
- the sampling cycle is appropriately set according to, for example, the transport speed of the rubber sheet WK, the size of the imaging range SA of the first imaging unit 121-1, and the like.
- the sampling cycle is set so that each first image PC imaged and generated by the first image pickup unit 112-1 by the execution of the repetition is sequentially continuous along the longitudinal direction of the rubber sheet WK. ..
- each first image PC imaged and generated by the first image pickup unit 112-1 by the execution of the repetition is intermittent without being sequentially continuous along the longitudinal direction of the rubber sheet WK. Is set to be generated in.
- the rubber sheet molding apparatus control device D measures the shape of the rubber sheet WK by the shape measuring unit 1 (S1). More specifically, the first image pickup unit 112-1 generates the first image PC and outputs the first image PC to the control processing unit 2, and the edge processing unit 12 (22) of the control processing unit 2 sends the first image PC to the first image PC. Based on this, the edge EG of the rubber sheet WK is obtained as the shape of the rubber sheet WK.
- the second and third imaging units 112-2 and 112-3 generate the second and third images, respectively, and output them to the control processing unit 2, and the thickness processing unit 13 (24) of the control processing unit 2 , The thickness of the rubber sheet WK is obtained as the shape of the rubber sheet WK based on the second and third images.
- control device D for the rubber sheet forming device obtains the index value based on the edge EG obtained by the edge processing unit 12 (22) by the index processing unit 231 in the determination unit 23 of the control processing unit 2 ( S2).
- the control device D for the rubber sheet molding device determines whether or not the index value obtained by the index processing unit 231 by the index determination unit 232 in the determination unit 23 of the control processing unit 2 is within the predetermined first normal range. Is determined (S3). As a result of this determination, when the index value is within the first normal range, the rubber sheet molding apparatus control device D then executes the process S5, while the index value is the first normal range. If it is not within the range, the control device D for the rubber sheet forming apparatus then executes the process S4 and then the process S5.
- the control device D for the rubber sheet molding device controls the rubber sheet molding device B by the control unit 21 of the control process unit 2 so that the index value is within the first normal range. More specifically, when the average value (or standard deviation) of the width of the rubber sheet WK exceeds the upper limit value of the first normal range, the control unit 21 sets the screw rotation speed by the first predetermined value. When the vehicle decelerates to reduce the pressing load and the average value (or standard deviation) of the width of the rubber sheet WK is below the lower limit of the first normal range, the control unit 21 sets the screw rotation speed to the second. The pressing load is increased by increasing the speed by a predetermined value.
- the control device D for the rubber sheet molding device determines the thickness of the rubber sheet WK obtained by the thickness processing unit 13 (24) by the thickness determination unit 233 in the determination unit 23 of the control processing unit 2. It is determined whether or not it is within the second normal range of. As a result of this determination, when the thickness of the rubber sheet WK is within the second normal range, the rubber sheet forming apparatus control device D ends the present processing at the current sampling timing, while the rubber sheet forming apparatus control device D ends the present processing. When the thickness of the rubber sheet WK is not within the second normal range, the control device D for the rubber sheet forming apparatus then ends the main process at the current sampling timing after executing the process S6. do.
- the control device D for the rubber sheet forming device sets the rubber sheet forming device B so that the thickness of the rubber sheet WK is within the second normal range by the control unit 21 of the control processing unit 2.
- Control More specifically, when the thickness of the rubber sheet WK exceeds the upper limit of the normal range, the control unit 21 reduces the screw rotation speed by a third predetermined value and presses the load. When the thickness of the rubber sheet WK is below the lower limit of the normal range, the control unit 21 increases the screw rotation speed by a fourth predetermined value to increase the pressing load.
- the control unit 21 for controlling the rubber sheet forming apparatus B is provided so that the shape of the rubber sheet WK is within the normal range, the rubber sheet forming apparatus is provided when the shape of the rubber sheet WK is not normal. B can be controlled automatically.
- the edge EG is measured to obtain a predetermined index value regarding the quality of the edge EG, and it is determined that this index value is not within the first normal range.
- the rubber sheet molding apparatus B is controlled so that the index value is within the first normal range, so that the width of the rubber sheet WK can be automatically controlled.
- the control device D for the rubber sheet molding device and the control method for the rubber sheet molding device measure the thickness of the rubber sheet WK as the shape of the rubber sheet WK, and the thickness of the rubber sheet WK is not within the second normal range.
- the rubber sheet forming apparatus B is controlled so that the thickness of the rubber sheet WK is within the second normal range, so that the thickness of the rubber sheet WK can be automatically controlled.
- the rubber sheet forming apparatus B is a roller head extruder as an example thereof, it is for a rubber sheet forming apparatus that controls the roller head extruder so as to automatically control the shape of the rubber sheet WK.
- the control device D can be provided.
- the rubber sheet molding apparatus B provided with the control apparatus D for the rubber sheet forming apparatus can be provided.
- the rubber sheet forming apparatus B can automatically control the shape of the rubber sheet WK.
- the control device D for the rubber sheet molding device controls the rubber sheet molding device B so as to adjust (control) each of the edge (width) and the thickness as the shape of the rubber sheet WK.
- the control device D for the molding device may control the rubber sheet molding device B so as to adjust (control) only the edge as the shape of the rubber sheet WK, or the control device D for the molding device is the rubber.
- the rubber sheet forming apparatus B may be controlled so as to adjust (control) only the thickness as the shape of the sheet WK.
- the output unit 4 starts from the output unit 4.
- An alarm may be output.
- the index determination unit 232 outputs the warning from the output unit 4 when the index value obtained by the index processing unit 231 is not within the predetermined first normal range.
- the thickness determination unit 233 outputs the warning from the output unit 4 when the thickness of the rubber sheet WK obtained by the thickness processing unit 24 (13) is not within the predetermined second normal range. As the warning, a warning message, a warning sound, or the like is output. Then, when the shape of the rubber sheet returns to the normal range, the warning is stopped.
- the control device D for the rubber sheet molding device may output a caution before the alarm.
- a threshold value for outputting attention is provided within the normal range. For example, when a first threshold value smaller than the upper limit value of the normal range is provided and the shape of the rubber sheet WK exceeds the first threshold value, a caution message, a caution sound, or the like is output. For example, when a second threshold value larger than the lower limit value of the normal range is provided and the shape of the rubber sheet WK falls below the second threshold value, a caution message, a caution sound, or the like is output.
- the normal range is defined by the upper and lower limit values, but may be defined only by the upper limit value and may be defined only by the lower limit value.
- the normal range is defined only by the upper limit value, if the shape of the rubber sheet WK is equal to or less than the upper limit value, the shape of the rubber sheet WK is determined to be within the normal range, and the shape of the rubber sheet WK is the upper limit value. If it exceeds, the shape of the rubber sheet WK is determined not to be within the normal range.
- the shape of the rubber sheet WK is determined to be within the normal range, and the shape of the rubber sheet WK is the lower limit value. If it is less than, it is determined that the shape of the rubber sheet WK is not within the normal range.
- the index value is obtained from one first image PC, but may be obtained from a plurality of first image PCs continuous in the longitudinal direction.
- each of the first to third imaging units 112-1 to 112-3 covers the entire width direction of the rubber sheet WK within the imaging range, but the first to third imaging units are captured.
- each of the parts 112-1 to 112-3 can cover all the width directions of the rubber sheet WK. It may not be possible to cover the imaging range.
- the first to third image pickup units 112-1 to 112-3 are each provided with a plurality of image pickup units sequentially arranged along the width direction, and the plurality of image pickup units are included. By sequentially connecting a plurality of generated images along the width direction, a composite image that covers all the width directions of the rubber sheet WK may be formed.
- the first light source 111-1 is arranged on the same side as the first image pickup unit 112-1 with respect to the rubber sheet WK, but with the rubber sheet WK as the first image pickup unit 112-1. It may be placed on the opposite side. That is, the first light source 111-1 and the first imaging unit 112-1 may be arranged so as to face each other via the rubber sheet WK. With such an arrangement, the contrast between the rubber sheet WK and the background can be increased, and in the case of the background subtraction method, the edge EG can be easily extracted.
- the normal range setting unit 25 obtains a plurality of index values from the plurality of edges obtained by the first shape measuring unit 11-1 for the predetermined time, and the average value of the plurality of index values.
- the upper and lower limit values are obtained at a predetermined ratio to the normal value, the normal range is obtained, and the machine D is set.
- 10 index values are obtained from the 10 first images, the average value is obtained as a normal value, 125% of the normal value is obtained as an upper limit value, and 75% of the normal value is a lower limit. It is calculated as a value, and the normal range is calculated.
- the normal range setting unit 25 obtains the average value of a plurality of thicknesses obtained by the second shape measuring unit 11-2 as a normal value for the predetermined time, and obtains the upper and lower limit values at a predetermined ratio to the normal value. , Find the normal range and set it to your own machine D. For example, from the 10 second and third images, 10 thicknesses are obtained, the average value thereof is obtained as a normal value, 125% of the normal value is obtained as an upper limit value, and 75 of the normal value is obtained. % Is obtained as the lower limit value, and the normal range is obtained. Note that 125% and 75% are merely examples, and the predetermined ratio is appropriately set according to, for example, the specifications of the rubber sheet WK.
- the predetermined time may be input from the input unit 3 by the user (operator), or, for example, as shown in FIG. 12A, from the time T1 after the start of molding of the rubber sheet WK to the time T2 when the actual measurement time has elapsed. It may be set in advance, such as the designated section of.
- the reason why the designated section is started from the time T1 after the start of molding of the rubber sheet WK is that the rubber sheet WK immediately after the start of molding is not molded into the target shape.
- the width of the rubber sheet WK kneaded with silica as a compounding agent changes from the first state in which the change in width is relatively small with the passage of time after the start of molding to the width change in the first state.
- FIG. 13 is a schematic view showing how the width of the silica-containing rubber sheet changes with the passage of time.
- the horizontal axis of FIG. 13 is the elapsed time, and the vertical axis thereof is the width of the rubber sheet WK. Therefore, in the silica-containing rubber sheet WK, when the normal range is automatically set, the above-mentioned designated section shown in FIG. 12A included in the first state is preferable as the predetermined time.
- the control device D for the rubber sheet molding device automatically sets a normal range by actual measurement of the designated section, and then repeats at a predetermined sampling cycle to execute each of the above-mentioned processes S1 to S6 shown in FIG.
- the control device for a rubber sheet molding device is a device that controls a rubber sheet molding device that forms a kneaded product obtained by kneading a raw material rubber and a predetermined compounding agent into a sheet-shaped rubber sheet. Based on the shape measuring unit that measures the shape of the rubber sheet formed by the sheet forming device and the shape measured by the shape measuring unit, it is determined whether or not the shape of the rubber sheet is within a predetermined normal range. When the determination unit determines that the shape of the rubber sheet is not within the normal range, the rubber sheet molding apparatus is controlled so that the shape of the rubber sheet is within the normal range. It is equipped with a control unit.
- Such a control device for a rubber sheet molding device controls the rubber sheet molding device so that the shape of the rubber sheet is within the normal range when it is determined that the shape of the rubber sheet is not within the normal range. Since the control unit is provided, the rubber sheet molding apparatus can be automatically controlled when the shape of the rubber sheet is not normal.
- the rubber sheet has a long strip shape in one direction
- the shape measuring unit has the shape of the rubber sheet in the one direction.
- the edge of the rubber sheet which is an end portion in the orthogonal direction, is measured
- the determination unit is an index processing unit that obtains a predetermined index value regarding the quality of the edge based on the edge measured by the shape measurement unit.
- the control unit includes an index determination unit that determines whether or not the index value obtained by the index processing unit is within a predetermined normal range, and the control unit is such that the index value is within the normal range by the index determination unit. When it is determined that the rubber sheet is not, the rubber sheet molding apparatus is controlled so that the index value is within the normal range.
- Such a control device for a rubber sheet forming apparatus measures an edge to obtain a predetermined index value regarding the quality of the edge, and when it is determined that the index value is not within the normal range, the index value is the normal value. Since the rubber sheet forming apparatus is controlled so as to be within the range, the width of the rubber sheet can be automatically controlled.
- the shape measuring unit measures the thickness of the rubber sheet as the shape of the rubber sheet.
- Such a control device for a rubber sheet molding device measures the thickness of the rubber sheet as the shape of the rubber sheet, the thickness of the rubber sheet can be automatically controlled.
- the rubber sheet molding device is a roller head extruder
- the control unit is such that the shape of the rubber sheet is within the normal range.
- the pressing load of the roller head extruder is controlled.
- Such a control method for a rubber sheet forming apparatus controls the rubber sheet forming apparatus so that the shape of the rubber sheet is within the normal range when it is determined that the shape of the rubber sheet is not within the normal range. Since the control process is provided, the rubber sheet molding apparatus can be automatically controlled when the shape of the rubber sheet is not normal.
- the rubber sheet molding device includes a control device for any of the above-mentioned rubber sheet molding devices.
- a control device for a rubber sheet molding device and a control method for a rubber sheet molding device for controlling a rubber sheet molding device for molding a kneaded material into a sheet, and the rubber sheet molding device.
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Abstract
本発明のゴムシート成形装置用制御装置および該方法は、原料ゴムと所定の配合剤とを混練りした混練物をシート状のゴムシートに成形するゴムシート成形装置を制御する装置および方法であって、前記ゴムシート成形装置で成形されたゴムシートの形状を測定し、この測定された形状に基づいて前記ゴムシートの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートの形状が前記正常範囲内となるように、前記ゴムシート成形装置を制御する。他の本発明は、このゴムシート成形装置用制御装置を備えるゴムシート成形装置である。
Description
本発明は、混練物をシート状に成形するゴムシート成形装置を制御するゴムシート成形装置用制御装置およびゴムシート成形装置用制御方法ならびに前記ゴムシート成形装置に関する。
原料ゴムと所定の配合剤とを混練装置で混練りした混練物は、ゴムシート成形装置に送られ、このゴムシート成形装置でシート状に成形され、ゴムシートとして送り出される。このゴムシートの厚さが不均一である場合、例えば、ゴムシートの切断、積み重ね工程において積み重ねに支障が生じる等の、その後の工程で支障が生じたり、ゴムシートを用いて製造される、例えばタイヤ等の品質が低下したりする。
また、ゴムシートのエッジが直線状ではなく、幅方向に変化する場合、例えば、幅が減少してゴムシートが切れてしまったり、幅が増大して搬送路からはみ出してしまったり等の、トラブルが発生してしまう。ゴムシートが切れた場合、ゴムシート成形装置を停止し、後工程に搬送されずに切断箇所に溜まってしまったゴムシートに複数の作業者によって対処する必要が生じるため、生産性の低下や、コストがかかってしまう。
このため、その厚さや幅等のゴムシートの形状の管理は、重要であり、例えば、特許文献1にゴムシート監視装置が開示されている。
この特許文献1に開示されたゴムシート監視装置は、シート状に成形されて送られてくるゴムシートの一方の面に、前記ゴムシートの幅方向に沿った第1シート光が照射されることにより形成される第1光切断線の画像を、前記ゴムシートの送り出し速度に同期して、逐次取得する第1取得部と、前記ゴムシートの他方の面に、前記ゴムシートの幅方向に沿った第2シート光が照射されることにより形成される第2光切断線の画像を、前記ゴムシートの送り出し速度に同期して、逐次取得する第2取得部と、前記第1光切断線の画像を用いて前記ゴムシートの幅方向に沿った断面の高さ分布を示す第1データを生成する処理を、逐次取得された前記第1光切断線の画像のそれぞれに対して実行し、前記第2光切断線の画像を用いて前記ゴムシートの幅方向に沿った断面の高さ分布を示す第2データを生成する処理を、逐次取得された前記第2光切断線の画像のそれぞれに対して実行する第1生成部と、前記第1データを基にして、前記ゴムシートの一方の面の凹凸形状評価値を算出する第1算出部と、同じ断面の前記第1データと前記第2データとを基にして、前記ゴムシートの厚みを算出する第2算出部と、前記第1データを基にして、前記ゴムシートの幅を算出する第3算出部と、を備える。
ところで、前記特許文献1に開示されたゴムシート監視装置によって、ゴムシートの形状を監視できるが、ゴムシートの形状に異常が生じた場合に、正常に戻すように、オペレータが手動でゴムシート成形装置の運転条件を調整する必要があった。
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、ゴムシートの形状が正常ではない場合に、ゴムシート成形装置を自動的に制御できるゴムシート成形装置用制御装置およびゴムシート成形装置用制御方法、ならびに、前記ゴムシート成形装置用制御装置を備えたゴムシート成形装置を提供することである。
本発明にかかるゴムシート成形装置用制御装置およびゴムシート成形装置用制御方法は、原料ゴムと所定の配合剤とを混練りした混練物をシート状のゴムシートに成形するゴムシート成形装置を制御する装置および方法である。このゴムシート成形装置用制御装置および該方法は、前記ゴムシート成形装置で成形されたゴムシートの形状を測定し、この測定された形状に基づいて前記ゴムシートの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートの形状が前記正常範囲内となるように、前記ゴムシート成形装置を制御する。本発明にかかるゴムシート成形装置用制御装置およびゴムシート成形装置用制御方法は、ゴムシートの形状が正常ではない場合に、ゴムシート成形装置を自動的に制御できる。他の本発明は、このゴムシート成形装置用制御装置を備えるゴムシート成形装置である。
上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。
以下、図面を参照して、本発明の1または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
実施形態におけるゴムシート成形装置用制御装置は、原料ゴムと所定の配合剤とを混練りした混練物をシート状に成形するゴムシート成形装置を制御する装置である。このゴムシート成形装置用制御装置は、前記ゴムシート成形装置で成形されたゴムシートの形状を測定する形状測定部と、前記形状測定部で測定された形状に基づいて、前記ゴムシートの形状が所定の正常範囲内であるか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記ゴムシートの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートの形状が前記正常範囲内となるように、前記ゴムシート成形装置を制御する制御部とを備える。このようなゴムシート成形装置用制御装置について、ゴムシート製造システムを用いて、より具体的に説明する。
図1は、実施形態におけるゴムシート製造システムの構成を示すブロック図である。図2は、前記ゴムシート製造システムにおけるゴムシート成形装置の一例であるローラヘッド押出機の構成を示す概略図である。図2Aは、上面図であり、図2Bは、側面図である。図2Bでは、チャンバー4内の押出スクリュー3が見えるように、チャンバー4の側壁の図示が省略されている。図3は、前記ゴムシート製造システムにおけるゴムシート成形装置用制御装置の構成を示すブロック図である。図4は、ゴムシートの上方から見た、前記ゴムシート、および、前記ゴムシート成形装置用制御装置の第1形状測定部における第1撮像部の配置関係を示す模式図である。図5は、ゴムシートの側方(幅方向)から見た、前記ゴムシート、ならびに、前記ゴムシート成形装置用制御装置の第1形状測定部における第1光源および第1撮像部の配置関係を示す模式図である。図6は、一例として、前記第1撮像部で撮像されたゴムシートの画像を示す模式図である。図7は、ゴムシートの上方および下方それぞれから見た、前記ゴムシート、および、前記ゴムシート成形装置用制御装置の第2形状測定部における第2光源および第2撮像部の配置関係を示す模式図である。図7Aは、ゴムシートの上方から見た模式図であり、図7Bは、ゴムシートの下方から見た模式図である。図8は、ゴムシートの側方(幅方向)から見た、前記ゴムシート、ならびに、前記ゴムシート成形装置用制御装置の第2形状測定部における第2および第3光源ならびに第2および第3撮像部の配置関係を示す模式図である。図9は、一例として、押付け荷重と指標値との関係を表す実験結果を示す図である。図9Aは、押付け荷重と指標値の一例である幅の平均値との関係を示し、その横軸は、押付け荷重であり、その縦軸は、幅の平均値である。図9Bは、押付け荷重と指標値の一例である幅のばらつき(標準偏差)との関係を示し、その横軸は、押付け荷重であり、その縦軸は、幅の標準偏差である。図10は、一例として、押付け荷重と厚さとの関係を表す実験結果を示す図である。図10の横軸は、押付け荷重であり、その縦軸は、厚さである。
実施形態におけるゴムシート製造システムSは、混練装置Aと、ゴムシート成形装置Bと、バッチオフマシンCと、ゴムシート成形装置用制御装置Dとを備える。
混練装置Aは、投入された原料ゴムと所定の配合剤とを混練りする装置である。混練装置Aは、その混練物をゴムシート成形装置Bへ送る。前記配合剤には、ゴムシートWKの用途等に応じた適宜な物質であり、例えば、カーボンブラック、シリカおよびプロセスオイル等を含む。ゴムシート成形装置Bは、前記混練物をシート状のゴムシートWKに成形する装置である。ゴムシートWKは、ゴムシート成形装置Bで連続的に成形されることで、一方向(長手方向)に長尺な帯状の部材となる。このようなゴムシート成形装置Bで成形されたゴムシートWKは、バッチオフマシンCに備えられたコンベヤによって、ゴムシート成形装置BからバッチオフマシンCへ搬送される。バッチオフマシンCは、前記ゴムシートWKを所定の長さを単位として折り畳む装置である。ゴムシート成形装置用制御装置Dは、ゴムシート成形装置Bに接続され、ゴムシート成形装置Bを制御する装置である。
ゴムシート成形装置Bは、圧延ロールによって混練物を圧延することによって前記混練物をシート状のゴムシートWKに成形する装置であり、例えば特開平9-174663号公報(特許第2871565号公報)等に開示された公知のローラヘッド押出機Bである。このローラヘッド押出機Bは、例えば、図2に示すように、押出機本体B1とローラダイB2とを備える。押出機本体B1は、一対の押出スクリューB3と、この押出スクリューB3を回転可能に保持するチャンバーB4と、押出スクリューB3を回転駆動するスクリュー用モータB5とを備える。チャンバーB4は、その上面側に材料投入用ホッパーB6を備え、その先端側に出口B7を備える。一対の押出スクリューB3は、その基部側において減速機B8を介して連動連結され、その先端側は、チャンバーB4の出口B7に臨んでいる。ローラダイB2は、チャンバーB4の出口B7の前方に配置された上下一対のローラB9を備える。この上下一対のローラB9は、減速機B10を介して互いに逆方向に回転するよう連動連結され、且つ、ローラ用駆動モータB11により回転駆動される。このようなローラヘッド押出機Bでは、材料投入用ホッパーB6に投入された混練物は、一対の押出スクリューB3によって押し出され、上下一対のローラB9によって圧延され、シート状のゴムシートWKを成形する。そして、このローラヘッド押出機Bでは、ゴムシートWKの形状は、押出スクリューB3のスクリュー回転速度、スクリューB3、チャンバーB4およびローラB9の温度、ローラB9のロール速度、ローラB9の上下速度差、ローラB9のロールギャップ、ならびに、ローラB9へ混練物を押し付ける押付け荷重等によって制御(調整)される。前記スクリュー回転速度は、スクリュー用モータB5によって制御される。前記スクリューB3、チャンバーB4およびローラB9の温度は、これらの近傍に配置された図略のヒータによって制御される。前記ロール速度は、ローラ用駆動モータB11によって制御される。前記ローラB9の上下速度差は、減速機B10によって制御される。前記ロールギャップは、ローラB9を圧下する図略の圧下装置によって制御される。前記押付け荷重は、スクリュー用モータB5、ローラ用駆動モータB11および前記圧下装置のうちの少なくともいずれか1個によって制御される。
ゴムシート成形装置用制御装置Dは、形状測定部1と、制御処理部2と、入力部3と、出力部4と、インターフェース部(IF部)5と、記憶部6とを備える。
形状測定部1(11-1、11-2)は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って、ゴムシート成形装置Bで成形されたゴムシートの形状を測定する装置である。形状測定部1は、本実施形態では、エッジ(幅)および厚さそれぞれを測定するために、2個の第1および第2形状測定部1-1、1-2を備える。
第1形状測定部11-1は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って、前記ゴムシートの形状として前記ゴムシートのエッジを測定する装置である。より具体的には、第1形状測定部11-1は、図3ないし図5に示すように、第1光源111-1と、第1撮像部112-1と、後述のように、制御処理部2に機能的に構成されるエッジ処理部12(22)とを備える。
第1光源111-1(111-11~111-13)は、ゴムシートWKを照明する照明装置である。図5に示す例では、第1光源111-1は、3個の第11ないし第13光源を備え、これら第11ないし第13光源は、第1撮像部112-1の撮像範囲SAを照明するように、第1撮像部112-1より上方で、ゴムシートWKの搬送方向DRに沿って順次に配置される。第1光源111-1は、撮像範囲SAの明るさ(照度)を調整する。図5に示す例では、第1光源111-1は、3個の第11ないし第13光源を備えて構成されたが、その個数は、任意である。
第1撮像部112-1は、ゴムシートWKの上方、例えば、ゴムシートWKの厚さ方向(ゴムシートWKの法線方向)に撮像方向を略一致させるように配置され、ゴムシートWKを、その長手方向に沿った所定の範囲で、撮像し、ゴムシートWKの第1画像(第1画像データ)を生成する装置である。第1撮像部112-1は、前記第1画像を制御処理部2へ出力する。第1撮像部112-1は、その撮像範囲SAでゴムシートWKの幅方向全体に亘って撮像できるような画角を持つ。第1撮像部112-1は、例えば、被写体の光学像を所定の結像面上に結像する結像光学系、前記結像面に受光面を一致させて配置され、前記被写体の光学像を電気的な信号に変換するエリアイメージセンサ、および、エリアイメージセンサの出力を画像処理することで前記被写体の画像を表すデータである画像データを生成する画像処理部等を備えるデジタルカメラである。一例として、図7に第1撮像部112-1によって撮像され生成されたゴムシートWKの第1画像PCが模式的に図示されている。第1画像PCは、ゴムシートWKの画像(ゴムシート画像)WKpおよび前記一方向(長手方向)と直交する直交方向(幅方向)の端部であるゴムシートKWのエッジEGの画像(エッジ画像)EGp、EGpを含む。
エッジ処理部12(22)は、第1画像PCに基づいてゴムシートWKのエッジEGを抽出するものである。より具体的には、例えば、エッジ処理部12(22)は、いわゆるエッジフィルタを第1画像PCに作用させ、ゴムシートWKの各エッジEGを抽出する。あるいは、例えば、背景(ゴムシートWKの無い状態で撮像された画像)が予め生成されて記憶され、エッジ処理部12(22)は、いわゆる背景差分法によって、ゴムシートWKの各エッジEGを抽出する。
第2形状測定部11-2は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って、前記ゴムシートの形状として前記ゴムシートの厚さを測定する装置であり、例えば前記特許文献1に開示された公知のゴムシート監視装置を利用できる。この特許文献1では、ゴムシートWKの表裏各面の各高さ分布が光切断法によって求められ、これら表裏各面の各高さ分布に基づいてゴムシートの厚さが求められる。このため、図3、図7および図8に示すように、第2形状測定部11-2は、ゴムシートWKの一方面(例えば表面)SFaに第1線状光SL1を照射する第2光源111-2と、前記第1線状光SL1の照射されたゴムシートWKの一方面SFaを撮像して第2画像(第2画像データ)を生成する第2撮像部112-2と、ゴムシートWKの他方面(例えば裏面)SFbに第2線状光SL2を照射する第3光源111-3と、前記第2線状光SL2の照射されたゴムシートWKの他方面SFbを撮像して第3画像(第3画像データ)を生成する第3撮像部112-3と、後述の、前記第2および第3画像に基づいて光切断法によってゴムシートWKにおける表裏各面SFa、SFbの各高さ分布を求め、これら求めた表裏各面SFa、SFbの各高さ分布に基づいてゴムシートWKの厚さを求める厚さ処理部13(24)とを備える。前記コンベアによって搬送されるゴムシートWKを支持する支持板は、ゴムシートWKの他方面SFbに第2線状光SL2を照射してその第3画像を生成できるように、所定の箇所で断裂しており、これによって、ゴムシートWKの他方面SFbが外部に臨む空間SPが形成されている。前記第2および第3撮像部112-2、112-3は、前記第2および第3画像を制御処理部2へ出力し、厚さ処理部13(24)は、制御処理部2に機能的に構成される。
なお、図7および図8に示す例では、第1および第2線状光SL1、SL2それぞれは、45°の入射角で一方面SFaおよび他方面SFbそれぞれに照射され、第2および第3撮像部112-2、112-3それぞれは、各撮像方向をゴムシートWKの厚さ方向(法線方向)に略一致させて配置され、第1および第2線状光SL1、SL2それぞれの各拡散光の各光像を撮像したが、第2および第3撮像部112-2、112-3それぞれは、第1および第2線状光SL1、SL2それぞれの各正反射方向に配置され、第1および第2線状光SL1、SL2それぞれの各反射光の各光像を撮像してもよい。また、第2形状測定部11-2は、前記特許文献1に開示された上記手法に限らず、例えば超音波厚み計やレーザ変位計等の厚み計が利用できる。
これらゴムシート成形装置Bと、バッチオフマシンCと、第1形状測定部11-1における第1光源111-1および第1撮像部112-1と、第2形状測定部11-2における第2および第3光源111-2、111-3ならびに第2および第3撮像部112-2、112-3とは、上流側から下流側へ、ゴムシートWKの搬送方向DRに沿って、ゴムシート成形装置、第2形状測定部11-2における第2および第3光源111-2、111-3ならびに第2および第3撮像部112-2、112-3、第1形状測定部11-1における第1光源111-1および第1撮像部112-1、バッチオフマシンCの順に、順次に配置されている。
入力部3は、制御処理部2に接続され、例えば制御開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えばゴムシートWKの品番等の、ゴムシート成形装置用制御装置Dの稼働を行う上で必要な各種データを、ゴムシート成形装置用制御装置Dに入力する装置であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチ、キーボードおよびマウス等である。出力部4は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って、入力部3から入力されたコマンドやデータ、および、ゴムシート成形装置用制御装置Dによって求められたゴムシートWKのエッジEG、幅の指標値および厚さ等を出力する装置であり、例えばCRTディスプレイ、LCD(液晶表示装置)および有機ELディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
なお、入力部3および出力部4は、タッチパネルより構成されてもよい。このタッチパネルを構成する場合において、入力部3は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式等の操作位置を検出して入力する位置入力装置であり、出力部4は、表示装置である。このタッチパネルでは、表示装置の表示面上に位置入力装置が設けられ、表示装置に入力可能な1または複数の入力内容の候補が表示され、ユーザが、入力したい入力内容を表示した表示位置に触れると、位置入力装置によってその位置が検出され、検出された位置に表示された表示内容がユーザの操作入力内容としてゴムシート成形装置用制御装置Dに入力される。このようなタッチパネルでは、ユーザは、入力操作を直感的に理解し易いので、ユーザにとって取り扱い易いゴムシート成形装置用制御装置Dが提供される。
IF部5は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って、例えば、外部の機器との間でデータを入出力する回路であり、例えば、シリアル通信方式であるRS-232CやRS-485のインターフェース回路、Bluetooth(登録商標)規格を用いたインターフェース回路、および、USB規格を用いたインターフェース回路等である。また、IF部5は、例えば、データ通信カードや、IEEE802.11規格等に従った通信インターフェース回路等の、外部の機器と通信信号を送受信する通信インターフェース回路であってもよい。
記憶部6は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、制御処理プログラムが含まれ、前記制御処理プログラムには、ゴムシート成形装置用制御装置Dの各部1、3~6を制御する制御プログラムや、第1画像PCに基づいてゴムシートWKのエッジEGを抽出するエッジ処理プログラムや、形状測定部1で測定された形状に基づいて、ゴムシートWKの形状が所定の正常範囲内であるか否かを判定する判定プログラム等が含まれる。前記制御プログラムには、前記判定プログラムによってゴムシートWKの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートWKの形状が前記正常範囲内となるように、ゴムシート成形装置Bを制御するプログラムが含まれる。前記各種の所定のデータには、第1ないし第3画像や、求められたゴムシートWKの形状(本実施形態ではエッジおよび厚さ)や、前記正常範囲等の、これら各プログラムを実行する上で必要なデータが含まれる。このような記憶部6は、例えば不揮発性の記憶素子であるROM(Read Only Memory)や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等を備える。そして、記憶部6は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部2のワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)等を含む。また、記憶部6は、比較的記憶容量の大きいハードディスク装置を備えて構成されてもよい。
制御処理部2は、ゴムシート成形装置用制御装置Dの各部1、3~6を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、ゴムシートWKの形状が正常範囲内となるようにゴムシート成形装置Bを制御するための回路である。制御処理部2は、例えば、CPU(Central Processing Unit)およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部2は、制御処理プログラムが実行されることによって、制御部21、エッジ処理部22(12)、判定部23および厚さ処理部24(13)を機能的に備える。
制御部21は、ゴムシート成形装置用制御装置Dの各部1、3~6を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、ゴムシート成形装置用制御装置Dの全体制御を司るものである。
エッジ処理部22(12)は、例えばエッジフィルタや背景差分法等によって、第1画像PCに基づいてゴムシートWKのエッジWGを抽出するものである。
厚さ処理部24(13)は、前記第2および第3画像に基づいて光切断法によってゴムシートWKにおける表裏各面SFa、SFbの各高さ分布を求め、これら求めた表裏各面SFa、SFbの各高さ分布に基づいてゴムシートWKの厚さを求めるものである。
判定部23は、形状測定部1で測定された形状に基づいて、ゴムシートWKの形状が所定の正常範囲内であるか否かを判定するものである。本実施形態では、形状測定部1は、ゴムシートWKの形状として、エッジEGおよび厚さを測定するので、これに応じて、判定部23は、指標処理部231、指標判定部232および厚さ判定部233を機能的に備える。
指標処理部231は、第1形状測定部11-1のエッジ処理部22(12)で求めたエッジEGに基づいて、エッジEGの良否に関する所定の指標値を求めるものである。前記指標値は、1枚の第1画像PCから求められ、例えば、ゴムシートWKの幅の平均値、ゴムシートWKの幅の最小値、ゴムシートWKの幅の最大値、ゴムシートWKの幅のばらつき(標準偏差、分散)、ゴムシートWKの幅方向における中央位置のばらつき(標準偏差、分散)およびゴムシートWKの蛇行量のうちの1つである。本実施形態では、例えば、ゴムシートWKの平均値が用いられる。これら平均値、最長値、最大値、ばらつきおよび中央位置のばらつきは、エッジ処理部22(12)で求められた各エッジEGから、長手方向に沿った所定の間隔ごとに、ゴムシートWKの幅が求められ、長手方向に沿った所定の間隔ごとに求められたゴムシートWKの各幅から求められる。蛇行量は、ゴムシートWKの幅方向の中央位置について、一方のエッジEG側に最も近い中央位置と、他方のエッジEG側に最も近い中央位置との差である。
なお、上述では、指標値の演算に、一方のエッジEGから他方のエッジEGまでのゴムシートWKの幅が用いられたが、いずれか一方のエッジEGが用いられてもよい。例えば、長手方向に沿って基準線が設けられ、この基準線といずれか一方のエッジEGとの距離から、指標値が求められる。また、ゴムシートWKのエッジEGの平面形状に周期性が有る場合、エッジEGの平面形状がフーリエ変換されて算出される中心周波数が指標値として用いられてもよい。
指標判定部232は、指標処理部231で求めた指標値が所定の第1正常範囲内であるか否かを判定するものである。前記第1正常範囲は、ゴムシートWKの仕様等に応じて適宜に設定される。指標判定部232は、判定の結果、指標処理部231で求めた指標値が所定の第1正常範囲内ではない場合のみ、その旨を制御部21に通知する。
厚さ判定部233は、厚さ処理部24(13)で求めたゴムシートWKの厚さ(例えば幅方向における厚さの平均値や最小値や最大値等)が所定の第2正常範囲内であるか否かを判定するものである。前記第2正常範囲は、ゴムシートWKの仕様等に応じて適宜に設定される。厚さ判定部233は、判定の結果、厚さ処理部24(13)で求めたゴムシートWKの厚さが所定の第2正常範囲内ではない場合のみ、その旨を制御部21に通知する。
そして、制御部21は、判定部23によってゴムシートWKの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートWKの形状が前記正常範囲内となるように、ゴムシート成形装置Bを制御する。より具体的には、指標判定部232から、判定の結果、指標処理部231で求めた指標値が前記第1正常範囲内ではない旨の通知を受けると、制御部21は、前記指標値が前記第1正常範囲内となるように、ゴムシート成形装置Bを制御する。そして、指標判定部232から、判定の結果、厚さ処理部24(13)で求めたゴムシートWKの厚さが前記第2正常範囲内ではない旨の通知を受けると、制御部21は、前記ゴムシートWKの厚さが前記第2正常範囲内となるように、ゴムシート成形装置Bを制御する。この制御では、制御部21は、押出スクリューB3のスクリュー回転速度、スクリューB3、チャンバーB4およびローラB9の温度、ローラB9のロール速度、ローラB9の上下速度差、ローラB9のロールギャップ、ならびに、ローラB9への混練物の押付け荷重等のうちの1または複数を調整(制御)することによって実施する。
例えば、スクリュー回転速度の調整(制御)によって押付け荷重が調整(制御)される。この押付け荷重によって、ゴムシートWKの幅および厚さが制御できることは、図9および図10から理解される。図9には、一定配合のゴムに対し、スクリュー回転速度を変化させることによって押付け荷重の設定値を変化させ、前記押付け荷重と指標値(平均値、標準偏差)との関係性を評価した評価結果が示されている。図10には、一定配合のゴムに対し、スクリュー回転速度を変化させることによって押付け荷重の設定値を変化させ、前記押付け荷重と厚さとの関係性を評価した評価結果が示されている。図9Aから分かるように、押付け荷重の増加に伴ってゴムシートWKの幅の平均値は、増加する。図9Bから分かるように、押付け荷重の増加に伴ってゴムシートWKの幅の標準偏差は、増加する。これは、押付け荷重が大きいほど、ゴムの混練物が上下一対のローラB9の隙間から漏れ出ることに起因すると推察できる。図10から分かるように、押付け荷重の増加に伴ってゴムシートWKの厚さは、増加する。これは、押付け荷重が大きいほど、ゴムの混練物が上下一対のローラB9のロールギャップを押し広げようとする力が強くなるに起因すると推察できる。
このため、より具体的には、ゴムシート成形装置Bが制御目標値となるようにスクリュー回転速度を制御している場合に、ゴムシートWKの幅の平均値(または標準偏差)が正常範囲の上限値を超えて上回っている場合、制御部21は、スクリュー回転速度を第1所定値だけ減速して押付け荷重を低下させ、ゴムシートWKの幅の平均値(または標準偏差)が正常範囲の下限値を超えて下回っている場合、制御部21は、スクリュー回転速度を第2所定値だけ増速して押付け荷重を増加させる。前記第1および第2所定値は、同値であってよく、異値であってよく、適宜に設定される。ゴムシート成形装置Bが制御目標値となるようにスクリュー回転速度を制御している場合に、ゴムシートWKの厚さが正常範囲の上限値を超えて上回っている場合、制御部21は、スクリュー回転速度を第3所定値だけ減速して押付け荷重を低下させ、ゴムシートWKの厚さが正常範囲の下限値を超えて下回っている場合、制御部21は、スクリュー回転速度を第4所定値だけ増速して押付け荷重を増加させる。前記第3および第4所定値は、同値であってよく、異値であってよく、適宜に設定される。
これら制御処理部2、入力部3、出力部4、IF部5および記憶部6は、例えば、デスクトップ型やノート型やタブレット型等のコンピュータによって構成可能である。
次に、本実施形態の動作について説明する。図11は、前記ゴムシート成形装置用制御装置の動作を示すフローチャートである。図12は、制御例を示す概念的なタイムチャートである。図12Aは、指標値(例えば標準偏差)を示し、図12Bは、押付け荷重を示し、図12Cは、運転パラメータ(例えばスクリュー回転速度)を示す。
上記構成のゴムシート成形装置用制御装置Dは、その電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。ゴムシート成形装置用制御装置Dでは、その制御処理プログラムの実行によって、制御処理部2には、制御部21、エッジ処理部22(12)、判定部23および厚さ処理部24(13)が機能的に構成され、判定部23には、指標処理部231、指標判定部232および厚さ判定部233が機能的に構成される。
ゴムシート製造システムSにおいて、混練装置Aは、混練装置Aにおける各制御目標値に従って各部を制御し、投入された原料ゴムと所定の配合剤とを混練りし、混練物を生成する。この混練物は、ゴムシート成形装置Bへ送られる。ゴムシート成形装置Bは、ゴムシート成形装置Bにおける各制御目標値に従って各部を制御し、混練物をシート状のゴムシートWKに成形する。ゴムシートWKは、バッチオフマシンCのコンベアによって、ゴムシート成形装置BからバッチオフマシンCへ搬送される。バッチオフマシンCは、ゴムシートWKを所定の長さを単位として折り畳む。
このようにゴムシート製造システムSにおける混練装置A、ゴムシート成形装置BおよびバッチオフマシンCが動作している際に、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、次の各動作を所定のサンプリング周期で繰り返し実行することで、ゴムシート成形装置Bを制御する。前記サンプリング周期は、例えばゴムシートWKの搬送速度や、第1撮像部121-1の撮像範囲SAのサイズ等に応じて適宜に設定される。例えば、前記サンプリング周期は、前記繰り返しの実行によって第1撮像部112-1で撮像され生成される各第1画像PCがゴムシートWKの長手方向に沿って順次に連続するように、設定される。なお、隣接する2枚の第1画像PC間では、重複部分が有ってもよく、無くてもよい。あるいは、例えば、前記サンプリング周期は、前記繰り返しの実行によって第1撮像部112-1で撮像され生成される各第1画像PCがゴムシートWKの長手方向に沿って順次に連続せずに間欠的に生成されるように、設定される。
サンプリングタイミングになると、図11において、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、形状測定部1によって、ゴムシートWKの形状を測定する(S1)。より具体的には、第1撮像部112-1は、第1画像PCを生成して制御処理部2へ出力し、制御処理部2のエッジ処理部12(22)は、第1画像PCに基づいて、前記ゴムシートWKの形状として、ゴムシートWKのエッジEGを求める。第2および第3撮像部112-2、112-3は、それぞれ、第2および第3画像を生成して制御処理部2へ出力し、制御処理部2の厚さ処理部13(24)は、第2および第3画像に基づいて、前記ゴムシートWKの形状として、ゴムシートWKの厚さを求める。
次に、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、制御処理部2の判定部23における指標処理部231によって、エッジ処理部12(22)で求めたエッジEGに基づいて、前記指標値を求める(S2)。
次に、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、制御処理部2の判定部23における指標判定部232によって、指標処理部231で求めた指標値が所定の第1正常範囲内であるか否かを判定する(S3)。この判定の結果、前記指標値が前記第1正常範囲内である場合には、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、次に、処理S5を実行し、一方、前記指標値が前記第1正常範囲内ではない場合には、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、次に、処理S4を実行した後に、処理S5を実行する。
この処理S4では、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、制御処理部2の制御部21によって、前記指標値が前記第1正常範囲内となるように、ゴムシート成形装置Bを制御する。より具体的には、ゴムシートWKの幅の平均値(または標準偏差)が前記第1正常範囲の上限値を超えて上回っている場合、制御部21は、スクリュー回転速度を第1所定値だけ減速して押付け荷重を低下させ、ゴムシートWKの幅の平均値(または標準偏差)が前記第1正常範囲の下限値を超えて下回っている場合、制御部21は、スクリュー回転速度を第2所定値だけ増速して押付け荷重を増加させる。
前記処理S5では、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、制御処理部2の判定部23における厚さ判定部233によって、厚さ処理部13(24)で求めたゴムシートWKの厚さが所定の第2正常範囲内であるか否かを判定する。この判定の結果、前記ゴムシートWKの厚さがが前記第2正常範囲内である場合には、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、今回のサンプリングタイミングでの本処理を終了し、一方、前記ゴムシートWKの厚さが前記第2正常範囲内ではない場合には、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、次に、処理S6を実行した後に、今回のサンプリングタイミングでの本処理を終了する。
この処理S6では、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、制御処理部2の制御部21によって、前記ゴムシートWKの厚さが前記第2正常範囲内となるように、ゴムシート成形装置Bを制御する。より具体的には、制御部21は、ゴムシートWKの厚さが正常範囲の上限値を超えて上回っている場合、制御部21は、スクリュー回転速度を第3所定値だけ減速して押付け荷重を低下させ、ゴムシートWKの厚さが正常範囲の下限値を超えて下回っている場合、制御部21は、スクリュー回転速度を第4所定値だけ増速して押付け荷重を増加させる。
指標値の変動の場合について、制御例を説明すると、図12Aに示すように、指標値が時刻T3で増加し始め、時刻T4のサンプリングタイミングで指標値が上限値を超えると、上述の処理S1ないし処理S3の各処理が実行された結果、処理S4が実行され、図12Cに示すように、スクリュー回転速度が第3所定値だけ減速され、図12Bに示すように、押付け荷重が低下される。この結果、図12Aに示すように、指標値が低下し、正常範囲内に戻る。
以上説明したように、ゴムシート製造システムSにおけるゴムシート成形装置用制御装置Dおよびこれに実装されたゴムシート成形装置用制御方法は、ゴムシートWKの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートWKの形状が前記正常範囲内となるように、ゴムシート成形装置Bを制御する制御部21を備えるので、ゴムシートWKの形状が正常ではない場合に、ゴムシート成形装置Bを自動的に制御できる。
上記ゴムシート成形装置用制御装置Dおよびゴムシート成形装置用制御方法は、エッジEGを測定してエッジEGの良否に関する所定の指標値を求め、この指標値が第1正常範囲内ではないと判定された場合に、前記指標値が前記第1正常範囲内となるように、ゴムシート成形装置Bを制御するので、ゴムシートWKの幅を自動的に制御できる。
上記ゴムシート成形装置用制御装置Dおよびゴムシート成形装置用制御方法は、ゴムシートWKの形状としてゴムシートWKの厚さを測定し、このゴムシートWKの厚さが第2正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートWKの厚さが前記第2正常範囲内となるように、ゴムシート成形装置Bを制御するので、ゴムシートWKの厚さを自動的に制御できる。
本実施形態によれば、ゴムシート成形装置Bがその一例としてローラヘッド押出機であるので、ゴムシートWKの形状を自動的に制御するように、ローラヘッド押出機を制御するゴムシート成形装置用制御装置Dが提供できる。
本実施形態によれば、ゴムシート成形装置用制御装置Dを備えたゴムシート成形装置Bが提供できる。このゴムシート成形装置Bは、ゴムシートWKの形状を自動的に制御できる。
なお、上述の実施形態では、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、ゴムシートWKの形状として、エッジ(幅)および厚さそれぞれを調整(制御)するように、ゴムシート成形装置Bを制御したが、成形装置用制御装置Dは、ゴムシートWKの形状として、エッジのみを調整(制御)するように、ゴムシート成形装置Bを制御してよく、あるいは、成形装置用制御装置Dは、ゴムシートWKの形状として、厚さのみを調整(制御)するように、ゴムシート成形装置Bを制御してよい。
また、上述の実施形態において、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、制御処理部2の判定部23によって、前記ゴムシートの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、出力部4から警報を出力してもよい。より具体的には、指標判定部232は、指標処理部231で求めた指標値が所定の第1正常範囲内ではない場合に、出力部4から前記警告を出力する。厚さ判定部233は、厚さ処理部24(13)で求めたゴムシートWKの厚さが所定の第2正常範囲内ではない場合に、出力部4から前記警告を出力する。前記警告として、警告メッセージや警告音等が出力される。そして、前記ゴムシートの形状が正常範囲内に戻った場合には、前記警告は、停止される。なお、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、警報の前に、注意を出力してもよい。この場合では、前記正常範囲内に、注意を出力するための閾値が設けられる。例えば、前記正常範囲の上限値より小さい値の第1閾値が設けられ、ゴムシートWKの形状が前記第1閾値を上回った場合に、注意メッセージや注意音等で注意が出力される。例えば、前記正常範囲の下限値より大きい値の第2閾値が設けられ、ゴムシートWKの形状が前記第2閾値を下回った場合に、注意メッセージや注意音等で注意が出力される。
また、上述の実施形態では、正常範囲は、上下限値で規定されたが、上限値のみで規定されてよく、下限値のみで規定されてよい。正常範囲が上限値のみで規定される場合には、ゴムシートWKの形状が上限値以下であれば、前記ゴムシートWKの形状は、正常範囲内と判定され、ゴムシートWKの形状が上限値を上回ると、前記ゴムシートWKの形状は、正常範囲内ではない判定される。正常範囲が下限値のみで規定される場合には、ゴムシートWKの形状が下限値以上であれば、前記ゴムシートWKの形状は、正常範囲内と判定され、ゴムシートWKの形状が下限値を下回ると、前記ゴムシートWKの形状は、正常範囲内ではない判定される。
また、上述の実施形態では、前記指標値は、1枚の第1画像PCから求められたが、長手方向に連続する複数の第1画像PCから求められてもよい。
また、上述の実施形態では、第1ないし第3撮像部112-1~112-3は、各1個でゴムシートWKの幅方向全てをその撮像範囲でカバーしたが、第1ないし第3撮像部112-1~112-3は、その画角やゴムシートWKまでの距離やゴムシートWKの幅の大きさ(長さ)等によっては、各1個でゴムシートWKの幅方向全てをその撮像範囲でカバーできない場合が生じ得る。このような場合では、第1ないし第3撮像部112-1~112-3は、それぞれ、幅方向に沿って順次に配置された複数の撮像部を備えて構成され、前記複数の撮像部で生成された複数の画像を幅方向に沿って順次に連結することによって、ゴムシートWKの幅方向全てカバーする合成画像を形成すればよい。
また、上述の実施形態では、第1光源111-1は、ゴムシートWKに対し第1撮像部112-1と同じ側に配置されたが、ゴムシートWKに対し第1撮像部112-1と反対側に配置されてもよい。すなわち、第1光源111-1と第1撮像部112-1とは、ゴムシートWKを介して互いに対向するように配置されてもよい。このような配置によって、ゴムシートWKと背景とのコントラストを大きくでき、背景差分法の場合に、エッジEGが抽出し易くなる。
また、上述の実施形態では、正常範囲は、予め適宜に設定されたが、ゴムシート成形装置用制御装置Dは、ゴムシート成形装置Bで成形されたゴムシートWKを実測することによって正常範囲を自動的に設定してもよい。この場合では、例えば、図3に破線で示すように、ゴムシート成形装置用制御装置Dの制御処理部2には、正常範囲設定部25が機能的に備えられる。この正常範囲設定部25は、所定の時間、形状測定部1で測定された複数のゴムシートWKの形状に基づいて正常範囲を求めて自機Dに設定するものである。より具体的には、正常範囲設定部25は、前記所定の時間、第1形状測定部11-1で求められた複数のエッジから、複数の指標値を求め、前記複数の指標値の平均値を前記指標値の正常値として求め、前記正常値に対する所定の割合で上下限値を求め、正常範囲を求め、自機Dに設定する。例えば、10枚の第1画像から、10個の指標値が求められ、その平均値が正常値として求められ、前記正常値の125%が上限値として求められ、前記正常値の75%が下限値として求められ、正常範囲が求められる。正常範囲設定部25は、前記所定の時間、第2形状測定部11-2で求められた複数の厚さの平均値を正常値として求め、前記正常値に対する所定の割合で上下限値を求め、正常範囲を求め、自機Dに設定する。例えば、10枚の第2および第3画像から、10個の厚さが求められ、その平均値が正常値として求められ、前記正常値の125%が上限値として求められ、前記正常値の75%が下限値として求められ、正常範囲が求められる。なお、125%や75%は、一例に過ぎず、前記所定の割合は、例えばゴムシートWKの仕様等に応じて適宜に設定される。前記所定の時間は、ユーザ(オペレータ)によって入力部3から入力されてよく、あるいは、例えば、図12Aに示すように、ゴムシートWKの成形開始後の時刻T1から実測時間の経過した時刻T2までの指定区間等のように、予め設定されてもよい。前記指定区間をゴムシートWKの成形開始後の時刻T1から開始する理由は、成形開始直後のゴムシートWKが目標の形状に成形されないためである。例えば、図13に示すように、配合剤としてシリカが混練りされたゴムシートWKは、成形開始後、時間経過に従って幅の変化が相対的に小さい第1状態から、前記第1状態の幅変化より相対的に大きい第2状態に遷移する特性を持つことを、発明者は、見出している。これは、シリカとゴムとの化学反応が、当初、活発ではない状態から、時間経過に従って活発化することに起因すると推察される。図13は、シリカ含有ゴムシートにおける時間経過に伴う幅変化の様子を示す模式図である。図13の横軸は、経過時間であり、その縦軸は、ゴムシートWKの幅である。このため、シリカ含有のゴムシートWKでは、正常範囲を自動的に設定する場合、前記第1状態に含まれる、図12Aに示す上述の前記指定区間が前記所定の時間として好ましい。ゴムシート成形装置用制御装置Dは、前記指定区間の実測で正常範囲を自動設定し、その後、所定のサンプリング周期で繰り返し、図11に示す上述の各処理S1~S6を実行する。
本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
一態様にかかるゴムシート成形装置用制御装置は、原料ゴムと所定の配合剤とを混練りした混練物をシート状のゴムシートに成形するゴムシート成形装置を制御する装置であって、前記ゴムシート成形装置で成形されたゴムシートの形状を測定する形状測定部と、前記形状測定部で測定された形状に基づいて、前記ゴムシートの形状が所定の正常範囲内であるか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記ゴムシートの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートの形状が前記正常範囲内となるように、前記ゴムシート成形装置を制御する制御部とを備える。
このようなゴムシート成形装置用制御装置は、ゴムシートの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートの形状が前記正常範囲内となるように、ゴムシート成形装置を制御する制御部を備えるので、ゴムシートの形状が正常ではない場合に、ゴムシート成形装置を自動的に制御できる。
他の一態様では、上述のゴムシート成形装置用制御装置において、前記ゴムシートは、一方向に長尺な帯形状であり、前記形状測定部は、前記ゴムシートの形状として、前記一方向と直交する直交方向の端部である前記ゴムシートのエッジを測定し、前記判定部は、前記形状測定部で測定されたエッジに基づいて、エッジの良否に関する所定の指標値を求める指標処理部と、前記指標処理部で求めた指標値が所定の正常範囲内であるか否かを判定する指標判定部とを備え、前記制御部は、前記指標判定部によって前記指標値が前記正常範囲内ではないと判定された場合に、前記指標値が前記正常範囲内となるように、前記ゴムシート成形装置を制御する。
このようなゴムシート成形装置用制御装置は、エッジを測定してエッジの良否に関する所定の指標値を求め、この指標値が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記指標値が前記正常範囲内となるように、ゴムシート成形装置を制御するので、ゴムシートの幅を自動的に制御できる。
他の一態様では、これら上述のゴムシート成形装置用制御装置において、前記形状測定部は、前記ゴムシートの形状として前記ゴムシートの厚さを測定する。
このようなゴムシート成形装置用制御装置は、ゴムシートの形状としてゴムシートの厚さを測定するので、ゴムシートの厚さを自動的制御できる。
他の一態様では、これら上述のゴムシート成形装置用制御装置において、前記ゴムシート成形装置は、ローラヘッド押出機であり、前記制御部は、前記ゴムシートの形状が前記正常範囲内となるように、前記ローラヘッド押出機の押付け荷重を制御する。
これによれば、ゴムシートの形状を自動的に制御するように、ローラヘッド押出機を制御するゴムシート成形装置用制御装置が提供できる。
他の一態様にかかるゴムシート成形装置用制御方法は、原料ゴムと所定の配合剤とを混練りした混練物をシート状のゴムシートに成形するゴムシート成形装置を制御する方法であって、前記ゴムシート成形装置で成形されたゴムシートの形状を測定する形状測定工程と、前記形状測定工程で測定された形状に基づいて、前記ゴムシートの形状が所定の正常範囲内であるか否かを判定する判定工程と、前記判定工程によって前記ゴムシートの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートの形状が前記正常範囲内となるように、前記ゴムシート成形装置を制御する制御工程とを備える。
このようなゴムシート成形装置用制御方法は、ゴムシートの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートの形状が前記正常範囲内となるように、ゴムシート成形装置を制御する制御工程を備えるので、ゴムシートの形状が正常ではない場合に、ゴムシート成形装置を自動的に制御できる。
他の一態様にかかるゴムシート成形装置は、これら上述のいずれかのゴムシート成形装置用制御装置を備える。
これによれば、ゴムシート成形装置用制御装置を備えたゴムシート成形装置が提供できる。このゴムシート成形装置は、ゴムシートの形状を自動的に制御できる。
この出願は、2020年8月27日に出願された日本国特許出願特願2020-143308を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
本発明によれば、混練物をシート状に成形するゴムシート成形装置を制御するゴムシート成形装置用制御装置およびゴムシート成形装置用制御方法ならびに前記ゴムシート成形装置が提供できる。
Claims (6)
- 原料ゴムと所定の配合剤とを混練りした混練物をシート状のゴムシートに成形するゴムシート成形装置を制御するゴムシート成形装置用制御装置であって、
前記ゴムシート成形装置で成形されたゴムシートの形状を測定する形状測定部と、
前記形状測定部で測定された形状に基づいて、前記ゴムシートの形状が所定の正常範囲内であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記ゴムシートの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートの形状が前記正常範囲内となるように、前記ゴムシート成形装置を制御する制御部とを備える、
ゴムシート成形装置用制御装置。 - 前記ゴムシートは、一方向に長尺な帯形状であり、
前記形状測定部は、前記ゴムシートの形状として、前記一方向と直交する直交方向の端部である前記ゴムシートのエッジを測定し、
前記判定部は、前記形状測定部で測定されたエッジに基づいて、エッジの良否に関する所定の指標値を求める指標処理部と、前記指標処理部で求めた指標値が所定の正常範囲内であるか否かを判定する指標判定部とを備え、
前記制御部は、前記指標判定部によって前記指標値が前記正常範囲内ではないと判定された場合に、前記指標値が前記正常範囲内となるように、前記ゴムシート成形装置を制御する、
請求項1に記載のゴムシート成形装置用制御装置。 - 前記形状測定部は、前記ゴムシートの形状として前記ゴムシートの厚さを測定する、
請求項1に記載のゴムシート成形装置用制御装置。 - 前記ゴムシート成形装置は、ローラヘッド押出機であり、
前記制御部は、前記ゴムシートの形状が前記正常範囲内となるように、前記ローラヘッド押出機の押付け荷重を制御する、
請求項1に記載のゴムシート成形装置用制御装置。 - 原料ゴムと所定の配合剤とを混練りした混練物をシート状のゴムシートに成形するゴムシート成形装置を制御するゴムシート成形装置用制御方法であって、
前記ゴムシート成形装置で成形されたゴムシートの形状を測定する形状測定工程と、
前記形状測定工程で測定された形状に基づいて、前記ゴムシートの形状が所定の正常範囲内であるか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程によって前記ゴムシートの形状が正常範囲内ではないと判定された場合に、前記ゴムシートの形状が前記正常範囲内となるように、前記ゴムシート成形装置を制御する制御工程とを備える、
ゴムシート成形装置用制御方法。 - 請求項1に記載のゴムシート成形装置用制御装置を備えるゴムシート成形装置。
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