JPH02270528A - 押出成形ラインのモータ制御装置 - 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〕 本発明は押出成形ラインのモータ制御装置に係り、特に
押出成形機を含み長尺物や積層物のプラスチソク成形に
用いる押出成形ラインにおける複数のモータの回転数制
御に好適するモータ制御装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

プラスチックパイプ等の長尺物やプラスチックシート等
の積層物を押出し成形する押出成形ラインは９例えば押
出成形機に引取機を連結させて構成されており、押出機
で溶解プラスチック原材料をスクリューで押出し成形す
るとともに、引取機でその押出し成形品を引き取るよう
な構成となっている。

このような押出成形ラインでは、一定の成形形状を維持
するために、押出機のスクリューを回転させるモータと
引取機において成形品の引き取りに用いるモータの回転
数を所定の関係に設定する必要がある。

さらに、押出成形ラインにおける成形速度を変更したり
押出成形ライン構成を変更する場合には。

やはり押出機のモータと引取機のモータの回転数を所定
の速度指令の下で変化させる必要がある。

このようなモータの速度指令を行うには２例えば押出機
と引取機のモータに以下のような関係を持たせて制御す
る構成が知られている。

（１）押出機のモータと引取機のモータの回転数を各々
単独で手動制御する構成。

（２）押出機のモータを主モータとし引取機のモータを
従モータとし、主モータの回転制御に従って所定の比率
で従モータの回転数を比率制御する構成。

（３）押出機のモータを従モータとし引取機のモータを
主モータとし、主モータの回転制御に従って所定の比率
で従モータの回転数を比率制御する構成。

（４）押出機および引取機のモータを各々従モータとし
、速度設定器によってそれら従モータの回転数を所定の
比率で比率制御する構成。

そして、　（１）の構成は各々のモータが独立している
から、互いに速度制御が影響しない特徴があり、　（２
）および（３）は主モータによって従モータの回転数を
自動的に比率制御可能であるが。

従モータのみの制御では主モータを制御できない特徴が
あり。

更に（４）の構成では押出機および引取機のモータが各
々従モータとして速度設定器によって一定の回転比率で
制御される特徴がある。

これら押出機および引取機のモータの速度指令制御は、
押出成形ラインの構成、成形品の種類。

成形速度等に応じて適当に選択される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した押出成形ラインに用いる可変速型のモ
ータには定格回転数又はリミットｉ転数と言った最大許
容回転数があり、モータの速度をこれ以上に上昇させる
ことはできず、比率制御運転中にあるモータがまだ速度
上昇できる余地があるのに、このモータに比率関係にあ
る他方のモータはリミット回転数に達している場合があ
る。

そのため、この事態に気付かずに一方のモータの回転数
を上昇させると、他方のモータがリミット回転数に達し
た瞬間から各々のモータ間の回転数比率が変化し、押出
成形ラインに異常を生じる。

このように、押出成形ラインの運転中では比率制御中の
成形速度を上昇させる場合、全てのモータのうち１個で
もリミット回転数に達していないかを監視する必要があ
る。

本発明はこのような状況の下になされたもので。

押出成形ライン中の複数のモータのうち１個でも最大許
容回転数に達しても、モータの最適な比率制御が可能な
モータ制御装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために本発明は、第１図のク
レーム対応図で示すように、押出成形機を含む押出成形
ラインに配置された複数のモータ１Ｇ０．１１！ｉＥ数
設定手ｒ！！ｔ１０１．回転数測定手段１０２、主従関
係設定手段１０３．モード切換手段１０４．ライン速度
設定器ｖｌｔｔ　０５．制御手段１０６および速度指令
手段１０７を具備して構成されている。

回転数設定手段１０１は複数のモータ１００の回転数を
設定するもので０回転数測定手段１０２は各モータ１０
０の回転数を測定するもので、主従関係設定手段１０３
は各モータ１００間の互いの主従関係を設定するもので
ある。

モード切換手段１０４は少なくとも各モータ１００の単
独動作と比率動作を切り換えるもので。

ライン速度設定手段１０５は押出成形ラインの動作速度
を設定するものである。

制御手段１０６は、比率動作時に回転数測定手段１０２
からの各モータの測定回転数信号又は速度指令手段１０
７から各モータへの速度指令信号に基づいて各モータ間
の回転数比率を演算し、かつライン速度設定手段１０５
からの速度設定によって回転数比率に基づく主および従
モータの比率回転数信号を演算して速度指令手段１０７
へ出力するものである。

さらに、制御手段１０６は２回転数測定手段１０２又は
速度指令手段１０７からの各モータ１００に対応する測
定回転数信号や速度指令信号のうち１個でも当該モータ
の最大許容回転数に達したか否かを検知し、それに達し
たモータを基準にして他のモータの回転数を比率演算し
て速度指令手段１０７へ出力するものである。

速度指令手段１０７はその制御手段１０６からの回転数
信号から生および従モータ１００の速度指令信号を該当
する前記主および従モータ１００へ出力するものである
。

〔作　用〕

このような手段を備えた本発明では、モード切換手段１
０４によって比率動作に切り換えられると、制御手段１
０６が１回転数設定手段１０１からの各モータ１００の
回転数信号又は速度指令手段１０７からの速度指令信号
に基づいて各モータ１００間の回転比率を演算し、かつ
主従関係設定手段１０３にて設定された主および従モー
タ１００について、ライン速度設定手段１０５からの速
度設定によって主および従モータの回転数信号を比率演
算して速度指令手段１０７に出力し、速度指令手段１０
７がそれら主および従モータ１００に速度指令信号を出
力する。

そして、比率動作下において、制御手段１０６では１個
でも最大許容回転数に達したモータの有無を検知し、検
知すればその検知時点の比率で他のモータの回転数信号
を速度指令手段１０７へ出力する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図は本発明に係るモータ制御装置を実施する押出成
形ラインの一例を示す概略図である。

図において、押出ｆｉｌは、成形機台３内に主スクリユ
−５およびこれを回転駆動する押出用モータ７や、この
押出用モータ７の回転数を検出するタコジェネレータ等
の回転数検出用センサ９等。

その他の構成を有する従来公知の構成となっている。

成形機台３にはプラスチック原材料を供給するホンパー
１１および副スクリユ−１３その他を有する原料フィー
ダ装置１５が装備されており、原料フィーダ装置１５に
は副スクリユ−１３を回転駆動するフィーダ用モータ１
７とこのフィーダ用モータ１７の回転数を検出するセン
サ１９が配置されている。

なお、符号２１および２３は成形機台３に配置された温
度センサや圧力センサである。

この押出機ｌは、原料フィーダ装置１５がらフィーダ用
モータ１７によって主スクリユ−５部分に供給されたプ
ラスチック原材料を主スクリユ−５の回転駆動によって
この先端近傍に配置したダ４ス（図示せず）から成形品
２５として押出するものである。

押出された成形品２５は５例えば２組の引取機２７．２
９によって引き取られるようになっており、各引取機２
７．２９において成形品２５を引き取るローラ２７ａ、
２９ａが各々引取用モータ３１．３３によって回転駆動
されており、その引取用モータ３１，３３の回転数がセ
ンサ９，１９と同様なセンサ３５．３７によって検出さ
れるようになっている。

それら押出用モータ７、フィーダ用モータ１７゜引取用
モータ３１．３３およびセンサ９，１９゜３５．３７は
本発明のモータ制御装置Ａにケーブル等で接続されてお
り、モータ制御装置Ａはこれらモータ７．１７’、３１
．３３の回転数を制御するものである。

第３図は本発明に係る押出成形ラインのモータ制御装置
の構成を示すブロック図である。

図において、制御手段としての制御回路３９は。

入力指示された回転数信号を出力するとともに比率モー
ド時に比率回転数を演演算力するＣＰＵ４１と、このＣ
ＰＵ４１の動作プログラムを格納したＲＯＭ４３と、Ｃ
ＰＵ４１の演算過程のデータを一時的に記憶するＲＡＭ
４５およびデータ入出力用のインタフェース（Ｉｌｏ）
４７等を有して形成され、所謂マイクロコンピュータの
主要部となっている。

制御回路３９に接続された主従関係設定装置４９、モー
ド切換装置５１．回転数設定装置５３およびライン速度
設定装置５５は、第２図に示すように、装置本体の操作
面に形成されたキーボード５７で形成されており、詳細
は後述する。

制御回路３９に接続された主従関係記憶回路５９、回転
数記憶回路６１およびリミット回転数記憶回路６３は、
ＲＡＭからなる記憶手段としての外部記憶回路６５であ
って記憶領域を分割して使用される。

制御回路３９に接続された表示装置ＣＲＴは入出力デー
タを表示するブラウン管デイスプレィ装置であり、これ
以外に例えばプラズマ・デイスプレィ装置が用いられる
。

回転数測定装置６７は、第２図の回転数検出用センサ９
，１９，３５．３７を含みモータ７．１７．３１．３３
の回転数に応じたアナログ電気信号を出力するもので、
アナログ信号をデジタル信号に変換して測定回転数信号
を出力するＡ／Ｄ変換回路６９を介して制御回路３９に
接続されており、これらによって回転数測定手段が形成
されている。

Ｄ／Ａ変換回路７１は制御回路３９からのデジタル回転
数信号をアナログ信号に変換するものであって速度指令
信号出力回路７３に接続されて速度指令手段を形成して
おり、速度指令信号出力回路７３は第２図の各モータ７
．１７，３１．３３に速度指令信号を出力して回転制御
するものである。

モード切換装置５１は、モータ制御装置Ａが各モータ７
．１？、３１．３３を単独動作もしくは比率動作モード
で制御するが否がを設定するモード設定手段であり、単
独動作および比率動作モード下において各々手動モード
と自動モードの選択が可能に構成されているが、少なく
とも単独動作と比率動作モードの切り換え設定が可能と
なるように構成されていればよい。

単独動作モードにおいて１手動モードは制御回路３９の
管理下で９回転数設定装置５３がら入力された回転数で
そのまま各モータ７．１７，３１゜３３を個別制御する
ものであり、自動モードは制御回路３９の管理下で回転
数設定装置５３がら予め入力した回転数で各モータ７．
１７，３１．３３を個別に自動制御するものである。

比率動作モードは、制御回路３９の管理下で。

主モータついてはＤ／Ａ変換回路７１がら入力された測
定回転数信号から、従モータについてはこの従モータが
従属する主モータの回転数から比率演算して各モータ７
．１７，３１．３３の回転数を制御するものである。Ｄ
／Ａ変換回路７１がらの直近の速度指令信号に係る信号
から比率演算する場合もある。

なお、各モータ７．１？、３１．３３についての主従関
係設定については後述する。

回転数設定装置５３は、各モータ７．１？、３１．３３
の回転数を例えば手動入力する回転数設定手段であり、
制御回路３９の管理下で１回転数記憶回路６１へ記憶さ
せるようになっている。

また１回転数設定装置５３は、制御回路３９の管理下で
、各モータ７．１７，３１．　３３について最大許容回
転数（リミット回転数）を入力する手段になっており、
各リミット回転数はリミット回転数記憶回路６３に記憶
されるようになっている。

主従関係設定装置４９は、第２図中の各モータ７．１７
，３１．３３のいずれが主モータになるか、いずれが主
モータに対する従モータになるかの主従関係を設定変更
する主従関係設定手段であり、制御回路３９の管理下で
その主従関係は主従関係記憶回路５９に記憶されるよう
になっている。

主従関係については、複数のモータを主モータとして各
々主モータに１　ｆ１ｍ以上の従モータを従属させる構
成や、主モータに従属した従モータに別の従モータを従
属させる構成等任意である。

第４図は回転数設定装置５３および主従関係設定装置４
９で設定された各モータ７．１７，３１゜３３のりミン
ト回転数および主従関係を表示装置ＣＲＴで示したもの
であり、主従関係を示す項目中の数字はその従モータが
従属する上位のモータの番号である。

１ライン速度設定猪置５５は、第２図の押出成形ライン
全体もしくは一部の成形動作速度を設定させるためのラ
イン速度指令手段である。

制御回路３９は、モード切換装置５１が単独動作におけ
る手動モードを選択している状況の下で。

回転数設定装置５３から各モータ７．１７．３１゜３３
の回転数が入力されると、そのまま各回転数信号をＤ／
Ａ変換回路７１に出力するとともに回転数記憶回路６１
に回転数を記憶するようになっている。

モード切換装置５１が単独動作における自動モードを選
択している時には、予め回転数設定装置５３から入力さ
れた回転数１例えば回転数記憶回路６１に記憶された回
転数を読出して各モータ７゜１７．３１．３３の回転数
信号をＤ／Ａ変換回路７１へ所定の手順で出力するよう
になっている。

制御回路３９は、モード切換装置５１が比率動作モード
を選択している時に、主従関係記憶回路５９に記憶され
た主従関係データを参照し、Ａ／Ｄ変換回路６９からの
測定回転数信号又はＤ／Ａ変換回路７１からの直近の速
度指令信号に係る信号（実質的に速度指令信号に等価な
デジタル信号）から主および従モータの回転数比率を演
算し。

ライン速度設定装置５５からの主モータに対する速度設
定に基づき、各主モータの回転数を演算するとともにそ
の回転数比率に従って主モータの回転数から従モータの
回転数を演算してＤ／Ａ変換回路７１に出力し３回転数
記憶回路６１にその回転数を記憶する機能を有している
。

制御回路３９は、Ｄ／Ａ変換回路７１へ出力する各回転
数信号１例えば回転数記憶回路６１に記憶した各回転数
についてリミット回転数記憶回路６３からのリミット回
転数と比較し、１個でもリミット回転数を越えるものが
あるか否かを監視し。

当該リミット回転数を越えるモータが存在する場合には
越えるモータを基準として、、Ｉ！！４える時点におけ
る他の主および従モータの回転数を比率演算してＤ／Ａ
変換回路７１へ出力し、リミット回転数を越えないモー
タの回転数を抑える機能を有している。

なお、リミット回転数を越えるか否かの検知は。

Ａ／Ｄ変換回路６９から入力される各モータ７゜１７．
３１．３３の各測定回転数信号とを比較してもよい。

そのため、第５図に示すように、あるモータ７゜１７．
３１．３３がリミット回転数（２）に達すると、他のモ
ータ？、１７．３１．３３はりミツト回転数（１）に至
らなくとも所定の比率を維持したまま回転数が比率制御
される。

また、上述した構成では押出成形ライン中の複数のモー
タの主従関係を任意に変更設定可能となるうえ、主モー
タの回転数から従モータの回転数を比率演算して出力可
能であり、押出成形ラインを種々に変更しても、各モー
タの接続構成を変更することなく各種の押出成形ライン
における最適な速度指令系を簡単に構成できる。

このように構成された本発明のモータ制御装置Ａは、第
６図に示すフローチャートを参照したリミット回転数制
御動作の説明によってより明確となるであろう。

回転数設定装置５３からモータ７．１？、３１゜３３の
最適な回転数を入力した後、モード切換装置５１で比率
動作モードに設定するとプログラムがスタートする。

ステップ２０１にて制御回路３９が従モータの番号を全
て調べ、従モータとこれに対応する番号の対応関係を主
従関係記憶回路５９に記憶し、続くステップ２０２にて
主モータの回転数を制御回路３９にて演算し１回転数記
憶回路６１に記憶する。

続く、ステップ２０３では主モータがリミット回転数を
越えたか否か判別し、ＹＥＳの場合にはステップ２０４
にて主モータの回転数をリミット値として回転数記憶回
路６１に記憶させてステップ２０５に移り、ステップ２
０３がＮＯの場合には直接ステップ２０５に移る。

ステップ２０５では従モータのカウンタをクリアーし、
続くステップ２０６では制御回路３９が主モータの回転
数からｎ番目の従モータの回転数を比率演算して回転数
記憶回路６１に記憶させる。

なお、カウンタはＣＰＵ４１によって形成される。

次のステップ２０７では従モータが回転リミット値を越
えたか否かを判別され、ＹＥＳの場合にはステップ２０
８にて従モータの回転数をリミット値として回転数記憶
回路６１に記憶してステップ２０９に移る。

ステップ２０９では、ｎ番目の従モータの回転数から主
モータの回転数を求めて回転数記憶回路６１に記憶させ
、続くステ・ノブ２１０では従モータのカウンタをカウ
ントア・ノブ直前の値に設定し。

ステップ２１１に移る。

ステップ２１１では従モータのカウンタに「１」を加算
し、ステップ２１２ではカウント値力（従モータ数に一
致するか否かを判別し、ＹＥＳの場合には演算した主お
よび従モータの回転数を続くステップ２１３にて回転数
記憶回路６１から読み出してＤ／Ａ変換回路７１へ出力
して終了する。

ステップ２０７がＮｏの場合には直接ステ・ノブ２１１
に移り、ステップ２１２がＮｏの場合にはステップ２０
６に戻る。

このように２本発明のモータ制御装置Ａにあっては、各
モータ７．１？、３１．３３が個々のリミット回転数を
越えたか否かを監視し、１＋１１でも越えた場合には、
その越えたモータを基準として他のモータ７．１？、３
１．３３について回転数を比率演算して各回転数を得る
ようになってＧする。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のモータ制御装置は。

押出成形機を合む押出成形ラインに配置された複数のモ
ータに対し９各モータの１個でもリミット回転数に達し
たか杏かを検知するとともに検知時点での他のモータの
比率回転数信号を出力してモータを比率回転制御する構
成となっているから。

１個でもリミット回転数に達したモータがあれば。

他のモータの回転数が上昇せずに維持され、各モータの
リミット回転数を守りながら最通な比率速度指令系を構
成できる。

そのため、比率制御運転中の押出成形ラインの成形速度
を上昇させても、各モータ間の回転数比率が維持されて
押出成形ラインに異常を生じ難い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る特許請求の範囲に対応したクレー
ム対応図、第２図は本発明のモータ制御装置を含む押出
成形ラインの一例を示す概略図。 第３図は本発明に係るモータ制御装置の一実施例を示す
ブロック図、第４図は本発明における各モータの主従関
係およびリミット回転数の設定例を第３図の表示装置で
示した図、第５図は各モータのリミット回転数を説明す
る図、第６図は本発明の詳細な説明するフローチャート
である。 ｌ・・・・・・・・・・・・・・・・・・押出機３・・
・・・・・・・・・・・・・・・・成形機台５・・・・
・・・・・・・・・・・・・・主スクリユ−７・・・・
・・・・・・・・・・・・・・押出用モータ９．１９．
３５．３７・・・センサ １３・・・・・・・・・・・・・・・・・・副スクリユ
−１５・・・・・・・・・・・・・・・・・・原料フィ
ーダ装置１７・・・・・・・・・・・・・・・・・・フ
ィーダ用モータ２５・・・・・・・・・・・・・・・・
・・成形品２７．２９・・・・・・・・・引取機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）押出成形機を含む押出成形ラインに配置された複
   数のモータと、 これら複数のモータの回転数を設定する回転数設定手段
   と、 前記各モータの回転数を測定する回転数測定手段と、 前記各モータ間の互いの主従関係を設定する主従関係設
   定手段と、 少なくとも前記各モータの単独動作と比率動作を切り換
   えるモード切換手段と、 前記押出成形ラインの動作速度を設定するライン速度設
   定手段と、 入力された回転数信号から前記主および従モータの速度
   指令信号を該当する前記主および従モータへ出力する速
   度指令手段と、前記比率動作時に、前記回転数測定手段
   からの各モータの測定回転数信号又は前記速度指令手段
   から前記各モータへの速度指令信号に基づいて前記各モ
   ータ間の回転数比率を演算し、かつ前記ライン速度設定
   手段からの速度設定によって前記回転数比率に基づく前
   記主および従モータの回転数信号を演算する制御手段で
   あって、前記各モータに対応する前記回転数測定手段か
   らの各測定回転数信号又は前記速度指令手段への回転数
   信号のうち１個でも当該モータの最大許容回転数に達し
   たか否かを検知し、達したモータを基準にして他のモー
   タの回転数を比率演算して前記速度指令手段へ出力する
   制御手段と、 を具備し、全ての前記モータの１個でも最大許容回転数
   に達したとき他のモータの回転数の上昇を抑えて比率動
   作を確保するようにしてなることを特徴とする押出成形
   ラインのモータ制御装置。