JPH032026A - 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
、押出機を含み長尺物や積層物のプラスチック成形に用
いる押出成形ラインにおけるモータの回転数（速度）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１例えば押
出機に引取機を連結させて構成されており、押出機にお
いて熔融プラスチック原材料を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、製品を生産開始する場
合及び終了時の成形品の品質の維持を図るとともに押出
機や引取機等の機械系の故障を回避するため、押出機や
引取機を動作させるモータについて、所定の定格範囲内
、特に回転数（速度）変化率リミット内で駆動させるこ
とが要求される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、所定の変化率リミット内で駆動するよう
に変化率リミッタを備えているモータを用いても、押出
成形ラインの機械系全体を考慮してそれらモータを選択
して押出成形ラインを運転することは困難である。　そ
のため、制御するモータ点数が多い押出成形ラインにお
いては、モータを制御する制御装置について改良すべき
余地が多いにある。

また、変化率リミッタを有しないモータを用いる場合、
モータを回転させる回転数指令信号が何等かの理由によ
って急変をきたした時に２機械系が故障するおそれがあ
った。

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について任意に設定し
た回転数変化率リミットを越えない範囲で駆動させるこ
とが可能なモータ制御装置の提供を目的とする。

Ｃ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、押出機を含む押出成形ライ
ンに配置された複数のモータ１゜Ｏと、これら複数のモ
ータ１００に回転数を指令する回転数指令手段１０１と
、それらモータ１゜Ｏにおける回転数の変化率リミット
値を予め記憶する変化率リミット記憶手段１０２および
その回転数指令手段１０１を制御する制御手段１０３を
具備してイ諺成されている。

そして１制御手段１０３は、上記各モータ１００の回転
数変化率を演算して上記変化率リミット記憶手段１０２
からの各モータの変化率リミット値とを比較し、その回
転数変化率が変化率リミ・７ト値を越えるとき上記各モ
ータ１００の回転数変化率を変化率リミット値に抑える
よう上記回転数指令手段１０１を制御するものである。

また１本発明は、上記変化率リミット記憶手段１０２が
第１の変化率リミット値と、この第１の変化率リミット
値の制約の範囲内の第２の変化率リミット値を記憶する
よう構成可能である。

さらに１本発明は、上記回転数指令手段１０１が複数の
モータ１００を主モータおよびこれに従属する従モータ
としてこれらを所定の比率で回転指令するものであり、
上記制御手段１０３はその従モータの回転数変化率がそ
の変化率リミット値を越えるとき、それら主および従モ
ータの回転数を上記変化率リミ・ノド値に抑えるように
構成可能である。

Ｃ作　用〕 このような手段を備えた本発明では、制御手段１０３の
制御によって回転数指令手段１０１から回転数指令信号
がモータ１００へ出力されてモータ１００が回転駆動さ
れる。

その際、その制御手段１０３が、各モータの回転数変化
率を演算して変化率リミット記憶手段１０２からの各モ
ータの変化率リミット値と比較し。

その回転数変化率が変化率リミット値を越えるとき各モ
ータ１００の回転数変化率を変化率リミット値に抑える
よう回転数指令手段１０１を制御し。

回転数指令手段１０１から変化率リミ・７トを越えない
ような回転指令信号がモータ１００へ出力される。

そして、上記変化率リミット記憶手段１０２が複数の変
化率リミット値を記憶するものであるときには１種々の
段階１例えば装置の製造時や運転時等で任意に変化率リ
ミット値を設定できる。

さらに、上記回転数指令手段１０１が主および従モータ
を比率動作させるとともに上記制御手段１０３がその従
モータの回転数変化率によってそれら主および従モータ
の回転数を制御する構成では、比率運転時に従モータの
回転数に基づき変化率リミット制御される。

〔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の実施される押出
成形ラインの一例を示す概略図である。

図において、押出機１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．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ッパー
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。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１は、原料フィーダ装置１５からフィーダ用
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イス（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９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９，１９３５．３７は本発
明のモータ制御装置Ａにケーブルで接続されており、モ
ータ制御装置Ａはこれらモータ７．１７，３１．３３の
回転数（速度）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
へ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。

後述する機能を達成する主たる要素であるＣＰＵ４１と
、このＣＰＵ４１の動作プログラムを格納したＲＯＭ４
３と、ＣＰＵ４１の演算過程のデータを一時的に記憶す
るＲＡＭ４５およびデータ入出力用のインタフェース（
Ｉｌｏ）４７等を有し。

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５１２回転数設定装置５３および変化率リミ
ット設定装置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および変化率リミット記憶回路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ている。

制御回路３９に接続された表示装置６６は、モータ制御
装置Ａへの種々のデータの設定画面や運転モニタ画面を
表示する例えばプラズマ・デイスプレィ装置である。

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
．１？、３１．３３に回転数指令信号を出力するもので
ある。

変化率ＩＪ　ミツト設定装置５５は、制御回路３９の管
理下で、各モータ７．１７，３１．３３について最大範
囲（最大回転数）に達するまでの変化時間、概略的には
各モータ７．１７，３１．３３の回転数の変化率リミッ
ト値を入力する手段であり、各変化率リミット値は変化
率リミット記憶回路６３に記憶されるようになっている
。

この変化率リミット記憶回路６３は、後述するように第
１の変化率リミット値としての初期設定値と第２の変化
率リミット値としての再設定値等が記憶可能になってい
る。

各モータに対する変化率リミット値の設定は。

例えば、第４図に示すモータシステム設定画面を用いて
行われる。

すなわち、複数のモータＣＨＩ〜ＣＨ１２全てに対して
変化率リミット設定装置５５から入力した変化率リミッ
ト値を、制御回路３９の管理下で。

「変化率リミット〔秒／ＦＳ）Ｊの該当欄に入力表示し
て例えば０〜９９９（秒／Ｆ　Ｓ）まで任意の範囲で初
期設定される。モータＣＨＩについて６０とあるのはモ
ータＣＨＩが６０（秒／Ｆ　Ｓ）を越えて早く変化しな
いように設定するものである。

なお、第４図中のモータＣＨＩ〜ＣＨ１２は。

例えば第２図の各モータ７．１７，３１．３３であり、
以下の記載も同様である。

また、第５図および第６図に示すように９個々のモータ
の設定画面を用いて上述した初期設定の範囲内で再設定
することも可能である。

第５図は複数のモータの自動動作モード設定用の画面で
あり、第６図は各モータの手動モード下における速度設
定画面であり、やはり変化率リミット設定装置５５から
入力した変化率リミット値を。

制御回路３９の管理下で、「変化率リミット〔秒／ＦＳ
）Ｊの該当欄に入力表示して再設定するものである。

主従関係設定装置４９は、第２図中の各モータ（第４図
中のモータＣＨ−ＣＨ１２）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ものである。

主従関係については２第４図のモータシステム設定画面
を用いて、主従関係設定装置４９から入力した主従関係
を、制御回路３９の管理下で、「メインモータ」の欄に
人力表示するとともに主従関係記憶回路５９に記憶され
、複数のモータを主モータとして各々主モータに１個以
上の従モータを従属設定させたり、主モータに従属した
従モータに別の従モータを従属設定される。

第４図中の「メインモータ」の欄において、「０」が入
力されたモータＣＨＩは主モータを、「ｌ」の入力され
たモータＣＨ２は主モータＣＨＩに従属する従モータを
、「２」の入力されたモータＣＨ３は従モータＣＨ２に
従属する従モータを示している。

第４図中の「起動グループ」の欄は一緒に起動するモー
タのグループ番号を示し、起動グループ番号「１」が指
定されるとモータＣＨＩ〜ＣＨ４が一緒に起動する。

モード切換装置５１は、モータ制御装置Ａが各モータ７
．１７．３１．３３を単独動作もしくは比率動作モード
で制御するか否かを設定するものであり、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おり、第５図中の運転モー
ドの欄のように表示される。

単独動作モードにおける手動モードは、制御回路３９の
管理下で１回転数設定装置５３から入力された回転数で
各モータ７．１７，３１．３３を個別制御するものであ
り、単独動作モードにおける自動モードは回転数設定装
置５３から予め入力した回転数で各モータ７．１７，３
１．３３を個別に自動制御するものである。

例えば、第５図中のｒｌｃＨＪで示すように。

３段階の自動運転を経て自動運転設定値２４ｏ〔ｒｐｍ
）に至るように制御される。

比率動作モードは、制御回路３９の管理下で。

主モータついては指示された回転数で、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７．１？、・３１゜３３の回転数を制
御するものである。

回転数設定装置５３は各モータ７．１７．３１゜３３の
回転数を例えば手動入力するものであり制御回路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。

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２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への直近の速度
指令信号に係る信号（実質的に速度を旨令信号に等価な
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、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２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、起動指示されている全てのモータにつ
いて、Ｄ／Ａ変換回路７１へ出力する各回転数信号から
回転数の変化率を演算し、この演算した変化率と変化率
リミット記憶回路６３からの変化率リミット値とを比較
し、変化率リミット値を越える回転数信号が存在する場
合には、変化率リミット値を変化率としてＤ／Ａ変換回
路７１へ出力し、変化率リミット値を越えない回転数指
令信号を速度指令信号出力回路７３から出力させる機能
を有している。

この変化率リミット値との比較機能は、自動モードおよ
び手動モードのいずれでも同様に実施され、変化率リミ
ット記憶回路６３から読み出す変化率リミット値は、再
設定値が優先され、再設定値が存在しないときには初期
設定値が読み出されて比較される。

このように構成された本発明のモータ制御装置Ａは、第
７図に示すフローチャートを参照した制御動作の説明に
より明確となるであろう。

モード切換装置５１で９例えば比率動作モードを設定し
てプログラムがスタートすると、ステップ２００にて制
御回路３９がモータｎ　（ＣＨｎ）の回転数変化率Ｖを
演算し、ステップ２０１で制御回路３９が変化率リミッ
ト記憶回路６３から変化率リミット値Ｓを取り込み、続
くステップ２０２において回転数変化率■が変化率リミ
ント値Ｓを越えたか否か比較判断する。

この変化率リミット値Ｓは変化率リミット記憶回路６３
中に再設定値があればその再設定値と。

再設定値が存在しない場合には初期設定値と比較される
。

例えば、変化率リミット値Ｓが４００で回転数変化率Ｖ
が５００である場合１回転数変化率■が変化率リミット
値Ｓより遅いから（Ｖ≧Ｓ）、ステップ２０２はＹＥＳ
となってステップ２０４に移り、変化率リミット値が４
００で回転数変化率■が３００である場合には２回転数
変化率■が変化率リミット値Ｓより早いから（ｖ＜３）
、ステップ２０２はＮＯとなってステップ２０３に移る
。

ステップ２０３では回転数変化率Ａを変化率リミット値
Ｓで置き換え、ステップ２０４にて旧（前）回転数に変
化量を加えた値をモータｎの新回転数とし、ステップ２
０５にて制御回路３９はその新回転数でモータｎが比較
回転するように速度指令信号出力回路７３を制御して終
了する。

〔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。

制御手段によって各モータの回転数変化率を演算して予
め設定した変化率リミット値と比較し、その回転数変化
率が変化率リミット値を越えるときその変化率リミット
値を回転数変化率として回転数指令手段を制御し、変化
率リミットを越えないようにモータへの回転数指令信号
が制御されるので、押出成形ライン中の任意のモーフ全
てについて変化率リミット値を越えない範囲で駆動させ
ることが容易となり、成形ラインの立上げ時や立下げ時
等における押出成形ライン全体を考慮した適格かつ安定
したモータ制御ができる。

そのため、押出機や弓取機等の機械系の故障を回避して
押出成形ラインに異常を生じさせ難い。

特に１本発明は制御するモータ点数が多く、変化率リミ
ッタを有しないモータを用いる場合に好適する。

そして、複数の変化率リミット値を記憶する構成では１
種々の段階１例えば装置の製造時や運転時等で任意に変
化率リミット値が可能で２種々の成形に対応できる。

さらに、比率運転時に従モータの回転数変化率によって
それら主および従モータの回転数を制御する構成では、
比率運転時に従モータの回転数に基づき変化率ＩＪ　ミ
ツト制御され、−層の安全運転が図れる。

【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〜第６図は本発明における変化率リ
ミット値を設定する画面を示す固溶７図は本発明の詳細
な説明するフローチャートである。 ■・・・・・・・・・・・・・・・・・・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 (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）押出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に回転数を指令する回転数指令手段
   と、 前記各モータにおける回転数の変化率リミット値を記憶
   する変化率リミット記憶手段と、前記回転数指令手段を
   制御する制御手段であって、前記各モータの回転数変化
   率を演算して前記変化率リミット記憶手段からの前記各
   モータの変化率リミット値とを比較し、前記回転数変化
   率が前記変化率リミット値を越えるとき前記各モータの
   回転数変化率を前記変化率リミット値に抑えるよう前記
   回転数指令手段を制御する制御手段と、を具備すること
   を特徴とする押出成形ラインのモータ制御装置。
2. （２）前記変化率リミット記憶手段が第１の変化率リミ
   ット値と、この第１の変化率リミット値の制約の範囲内
   の第２の変化率リミット値を記憶するものである請求項
   １記載の押出成形ラインのモータ制御装置。
3. （３）前記回転数指令手段は前記複数のモータを主モー
   タおよびこれに従属する従モータとしてこれらを所定の
   比率で回転指令するものであり、前記制御手段は前記従
   モータの回転数変化率が前記変化率リミット値を越える
   とき、前記主および従モータの回転数を前記変化率リミ
   ット値に抑えるものである請求項１もしくは２記載の押
   出成形ラインのモータ制御装置。