JPH0242655B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、樹脂シート成形装置において加熱位
置で樹脂シートを成形適性温度に加熱する加熱制
御方法に係るものである。

（従来の技術） 樹脂シート成形は真空成形、圧空成形及び両種
成形を以て施されているもので、成形の前工程と
して樹脂シートを加熱位置で成形適温に加熱軟化
する加熱工程を必要とする。

しかして最も進歩した従来の樹脂シート加熱ヒ
ーター装置は、第１図に示すように多数のヒータ
ーブロツクをマトリツクス配置とし、その個々の
ヒーターブロツクについて発熱温度を制御できる
構成にしているものである。

従来、樹脂シートを成形適温に加熱して軟化す
る加熱制御は、成形サイクル時間をオーバーする
か同時間の所定の加熱サイクル時間を制定し、該
サイクル時間内でヒーターにより樹脂シートを加
熱し、且つそのサイクル時間により成形サイクル
の所要時間を決める時間制御が主体をなし、この
場合ヒーター加熱サイクルの時間は一定であつ
て、自由な時間により制御する方式はとられてい
ない。

しかして、ヒーター発熱は電圧調整により所
定の加熱サイクル時間中の発熱量を制御し、所定
の加熱時間の経過と共にヒーターを加熱圏外に移
動し若しくはシートを成形装置に移送して成形工
程に移行する成形方式。ヒーターの点火率を調
整して加熱サイクル時間中の発熱量を制御し、所
定の加熱時間の経過と共にヒーターを加熱圏外に
移動し若しくはシートを成形装置に移送して成形
工程に移行する成形方式。発熱ヒーターの表面
温度を測定した加熱サイクル時間中の発熱量を制
御し、所定の加熱時間の経過と共にヒーターを加
熱圏外に移動し若しくはシートを成形装置に移送
して成形工程に移行する成形方式等のいずれかが
採用されているものである。

しかし、温度が低くまたは高い場所に保管され
たシートに温度差があるのは通常であるから、加
熱時間が一定であると当然に加熱にむらを生ずる
ばかりでなく、シートの材質、厚さ等を変換した
ときには、電圧、点火率等を変換し、もしくはヒ
ーター表面の感知温度を変換する処置をとる必要
があり、コンピユーターにより記憶媒体の記録再
生により加熱温度を制御するシステムにおいては
記憶媒体の記録再生を変換している。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は従来の加熱方式が予め設定した時間を
制御の基本時間にして構成され、しかも既述のよ
うに電圧変換、点火率変換、ヒーター表面の測定
温度変換等により各ヒーターを直接に制御する構
成である点に鑑み、樹脂シート加熱のかかる発想
を根本的に転換し、樹脂シート表面の目標加熱温
度の放射スペクトルに分布を選択的に感知する放
射温度計の温度信号によりヒーター発熱の制御を
できるようにすることを目的とするものであつ
て、特にカツトシートを１枚ずつ人手により供給
する連続成形機において避け得ない供給の時間遅
れにも対処出来ると共に、従来の予め設定してか
らは不変にされる加熱時間を基準にする制約を廃
止するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記した目的に合致させたもので、発
熱制御の応答性が速いヒータと、樹脂シート表面
の放射スペクトル分布を選択的に感知して刻々に
変動する温度信号を発生する放射温度計とを用
い、前記ヒータは毎回の樹脂シートの供給に連動
して加熱発熱を制御される構成とし、放射温度計
はヒータに供給された樹脂シートに対応させる設
置を施し、加熱位置で樹脂シートが加熱目標温度
に達する前の時点の放射温度計の温度信号によつ
てヒータの発熱量低下の制御を施して低温にて樹
脂シートの加熱を継続し、放射温度計が前記目標
温度の温度信号を発生すると同時に次の樹脂シー
トのヒータへの供給を行い、該供給と関連させて
加熱完了樹脂シートを成形に移行させ、次の樹脂
シートの供給が遅れて加熱完了樹脂シートが残留
し加熱位置に前記低温状態により加熱が継続され
る時、放射温度計の前記加熱目標温度の温度信号
によりヒータの発熱量を前記低下の制御よりさら
に低い発熱量に制御して残留加熱完了樹脂シート
を目標温度付近に保熱することを特徴とする樹脂
シート加熱制御方法に係るもので、従来の時間と
基準とする加熱制御を根本的に変換したものであ
る。

本発明の好適な実施例を次項に説明する。

（実施例） 第２図は本発明方法の実施に最も適するロータ
リー型カツトシート連続成形装置１をしめしたも
ので、その成形装置１は成形品取出しとカツトシ
ートｃの載置とを兼ねた位置と、加熱位置
と、成形位置しを120℃の角間隔で環形に配置
し、３個のクランプ枠２〜４を各位置に順次に停
止して回転するロータリー型をなし、オペレータ
Ｍは位置に対面し、成形位置の成形装置によ
り成形されクランプ枠と共に位置に自動的に回
転して停止する成形品の取外しと該クランプ枠へ
の新たなカツトシートｃの載置を行う。成形位置
から位置に移動したクランプ枠はその移動毎
に停止し、オペレータＭが起動スイツチ釦を押す
とクランプ枠にクランプされたカツトシートｃが
加熱位置に回転移動し次にオペレータＭが起動
スイツチ釦を押すまで停止する。

加熱位置には発熱応答性の優れたヒータを装
備したヒータブロツク５をヒータボツクス内に第
１，３図のようにマトリツクス配置とした上ヒー
タ装置６と、下ヒータ装置７とを設けてなり、ク
ランプ枠によりクランプされた未加熱のカツトシ
ートｃが両ヒータ装置６，７間に移動して停止す
る。上ヒータ装置６のヒータボツクスの上に放射
温度計８を取付け、該ボツクスの透孔及びヒータ
ブロツク５の間の隙間からカツトシートｃに対応
させる。

放射温度計８はカツトシートｃの表面の放射ス
ペクトル分布を選択的に感知して刻々に変動する
温度信号を発生するものであつて、該信号をデジ
タル数字により表示する機能をも持つ。

カツトシートｃは材質、厚さ等によつて成形を
可能にする加熱目標温度、加熱に適当なヒータ温
度、加熱所要時間等の加熱条件が異なるから夫々
の加熱条件をインプツトして記憶媒体に記録を作
成し、第４図のようにコンピユータCPUに記憶
媒体Ｓの記録事項を入力して上ヒータ装置６と下
ヒータ装置７の発熱条件を設定する。コンピユー
タCPUは出力信号によりサイリスタSSRのオン
オフを制御し、上下ヒータ装置６，７を発熱条件
に従つて発熱させる。また、コンピユータCPU
には放射温度計の温度信号を入力して両ヒータ
６，７の発熱量を該温度信号によりサイリスタ
SSRを介して制御する。本実施例は加熱目標温度
E175℃・加熱所要時間110sec.前後のカツトシー
トｃを使用する例を示す。

位置でオペレータＭがクランプ枠にカツトシ
ートｃを載置すると自動的にクランプされ、さら
に起動スイツチ釦を押すと、それが正規の加熱所
要時間内であれば該時間の経過と共に位置のカ
ツトシートｃが加熱位置に回転移動し、加熱位
置の加熱完了のカツトシートは成形位置に回
転移動して成形に移行する。また加熱位置にお
いては未加熱のカツトシートｃが両ヒータ６，７
に供給されたことが光電スイツチ等で確認される
と該両ヒータが前記の発熱条件によつて発熱す
る。

しかし位置においてオペレータＭが正規の加
熱所要時間以内にカツトシートｃをクランプ枠に
載置し且つ起動スイツチ釦を押し得ないことがあ
り、この供給遅れがあると加熱位置の加熱完了
シートは成形位置に移動して成形に移行でき
ず、このため過剰加熱になるが本発明方法はかか
る過剰加熱を有効に防止して目標温度付近に保熱
する。

第５図はカツトシートｃの供給と共に生ずる発
熱量及び放射温度計の温度信号による前記発熱量
の低下制御を説明する線図であつて、加熱位置
にカツトシートｃが供給され、光電スイツチ等で
その供給を確認すると同時に上下ヒータ装置６，
７が記憶媒体Ｓの記録に従い、コンピユータ
CPUによつてそのカツトシートｃの材質、厚さ
等に合わせた発熱量により図のように発熱Ｈす
る。他方、放射温度計８によつてコンピユータ
CPUに加えられる温度信号は加熱目標温度の90
％〜80％の時点（この時点は任意に変更できる）
において前記発熱量を低下するポイントＰが設定
してあり、上下ヒータ装置６，７は応答性の早い
ヒータ特性により急速に発熱量の低下を温度信号
により制御されて、その低下ののちは低温H₁に
より加熱を継続して緩やかな加熱カーブでカツト
シートｃを加熱し、温度信号が目標加熱温度Ｅに
達すると同時に加熱完了されたシートを加熱位置
に回転移動させて成形に移行する。

しかし位置においてカツトシートｃのクラン
プ枠への載置及び起動スイツチ釦の押圧に、加熱
所要時間をオーバーする遅れがあると、コンピユ
ータCPUは放射温度計８の目標温度Ｅの検出信
号を少し越えた信号Ｏによつて、上下ヒータ装置
６，７の発熱量を更に低下し、加熱完了のシート
を目標温度付近の保熱H₂を行う。加熱所要時間
に遅れてカツトシートｃが加熱位置に供給さ
れ、同時に保熱H₂が行われた加熱完了シートが
成形位置に送られると、加熱位置で新カツトシ
ートの供給を確認する光電スイツチ等の信号によ
り上下ヒータ装置６，７の発熱Ｈを来し、放射温
度計８は新しいカツトシートｃの表面に対応して
刻々に変化する温度信号をコンピユータCPUに
送る。

第６図は前記の実施例に説明した樹脂シートの
加熱カープ曲線図である。

カツトシートｃが環境温度等により温度が異に
して加熱位置に供給されても、放射温度計８に
設定した加熱目標温度Ｅ及びポイントＰは不変で
あるため、前記した異なる温度は加熱中に自動的
に吸収されて、前記のＥ，Ｐに変動は生じない。

前記は第２図について説明したようにオペレー
タＭが加熱位置へのカツトシートｃの供給を人
為的に操作するため供給遅れも生ずることがある
樹脂シート加熱制御方法について説明したもので
あるが、放射温度計８が発生する温度信号がシー
トの目標温度Ｅを感知する信号によりヒータ発熱
を著しく低下して目標温度付近の保熱H₂を制御
する機能乃至方法が存在するため、連続樹脂シー
ト加熱及び成形を行うラインタイプの成形装置に
ついても本発明方法を施すことができる。

この方法においては放射温度計８の刻々に変動
する温度信号には加熱目標温度に達する前の時点
において、コンピユータCPUが温度制御を施す
ポイントＰを感知することなくヒータにより発熱
Ｈを継続させ、目標温度Ｅを検出する温度信号に
より目標温度付近の保熱H₂を行わせる構成とす
る。

ラインタイプの成形機においては上記したと同
じ上下ヒータ装置６，７を使用する。シートの間
欠送り装置は一定時間置きであるが、間欠作動時
の時間を延長方向に変動することもできるように
する。また、上下ヒータ装置６，７が安定した発
熱を開始したのは前記の一定時間置きの間欠送り
装置が停止中にシートを目標温度Ｅに加熱し、間
欠駆動開始まで発熱Ｈにより加熱を続けたならば
過加熱を生ずるサイクルタイムを設定する。

ラインタイプの成形機においては、ヒータ装置
６，７をウオーミングアツプ発熱を生じさせるこ
となく、環境温度の冷えたヒータ装置に樹脂シー
トを供給して加熱に入ることができる特徴をもつ
もので、第７図の線図を参照して説明するに、図
中Ｔは前記のサイクルタイム、△Ｔは加熱延長時
間、T₀は加熱所要時間、△ｔは保熱制御時間で
ある。

連続シートの先頭部分を加熱装置に送込んだ頭
初はヒータ装置６，７が冷えた状態から発熱する
ため(1)の区劃に示すように加熱温度はサイクルタ
イムT₁では目標加熱温度に達することができず、
加熱延長時間△Ｔを加えて加熱を続け、放射温度
計が目標温度の温度信号を出力すると同時に時間
可変の送り装置が駆動されて加熱完了シートを成
形装置の方向に送り、新しく加熱するシート面が
加熱装置に送られた加熱を開始する。この加熱は
(2)の区劃のようにサイクルタイムT₁と加熱延長
時間△Ｔとを加えて行い、放射温度計の加熱目標
温度Ｅの信号と共に時間可変の送り装置が駆動さ
れて加熱完了シートを成形装置の方向に送る。

区劃(1)〜(3)によつて判るように加熱延長時間△
Ｔは順次に短縮され、ついには区劃(4)のように設
定サイクルタイムT₁と正規の時間間隔による送
り装置の駆動とが一致し、そのあとは送り装置の
時間延長はなくなり、設定サイクルタイムT₁の
経過とともに送り装置が駆動される。他方ヒータ
装置６，７の発熱が安定して来ると設定サイクル
タイムT₁より早い時間で目標加熱温度Ｅに到達
し、それを放射温度計８の温度信号により検出
し、設定サイクルタイムT₁より短い時間に加熱
完了を生じた直後温度信号がＯに達し、ヒータ装
置６，７の発熱量の著しい温度低下を生じさせて
ヒートアツプシートにつき目標温度付近に保熱
し、設定サイクルタイムの経過と共に送り装置に
よつて成形装置の方向に送り出す。保熱作用を生
ずる区劃(5)(6)(7)のとおりである。

ラインタイプの成形機における利点は、 ウオーミングアツプを不用にして直ちに加熱
を行い得ること。並に 樹脂シートに設定サイクルタイムより短い加
熱アツプを生じたとき、放射温度計８の発熱温
度制御機能を以て、発熱制御の応答性が早いヒ
ータを備えるヒータ装置６，７の発熱の著しい
低下を制御して目標温度付近に保熱し、設定サ
イクルタイムの経過とともに成形に移行させる
にある。

（効果） 本発明は発熱制御の応答性が早いヒータと、そ
のヒータにより加熱中の樹脂シート表面の放射ス
ペクトル分布を選択的に感知して、刻々に変動す
る温度信号を発生する放射温度計の組合せ、並に
温度信号による発熱制御の作用とを以て、実施例
に示した作用を生じさせ、樹脂シートの加熱制御
方法に新機構を加え得る効果をもつ。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明方法の実施例を説明するもの
で、第１図はヒータブロツクのマトリツクス配置
で示した説明図、第２図はロータリー型カツトシ
ート成形装置の概要平面図、第３図は上下ヒータ
装置の側面図であつて放射温度計を併せて示す、
第４図はコンピユータCPUを中心にした回路図、
第５図は発熱量制御の線図、第６図は同加熱カー
ブ線図、第７図はラインタイプ成形機のシート加
熱曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発熱制御の応答性が速いヒータと、樹脂シー
   ト表面の放射スペクトル分布を選択的に感知して
   刻々に変動する温度信号を発生する放射温度計と
   を用い、前記ヒータは毎回の樹脂シートの供給に
   連動して加熱発熱を制御される構成とし、放射温
   度計はヒータに供給された樹脂シートに対応させ
   る設置を施し、 加熱位置で樹脂シートが加熱目標温度に達する
   前の時点の放射温度計の温度信号によつてヒータ
   の発熱量低下の制御を施して低温にて樹脂シート
   の加熱を継続し、放射温度計が前記目標温度の温
   度信号を発生すると同時に次の樹脂シートのヒー
   タへの供給を行い、該供給と関連させて加熱完了
   樹脂シートを成形に移行させ、次の樹脂シートの
   供給が遅れて加熱完了樹脂シートが残留し加熱位
   置に前記低温状態により加熱が継続される時、放
   射温度計の前記加熱目標温度の温度信号によりヒ
   ータの発熱量を前記低下の制御よりさらに低い発
   熱量に制御して残留加熱完了樹脂シートを目標温
   度付近に保熱することを特徴とする樹脂シート加
   熱制御方法。