JPH04239610A - カレンダの成形速度変更制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、材料供給装置から供
給される成形材料を圧延してシート状またはフィルム状
部材を成形するカレンダにおいて、成形速度を変更する
際の制御方法に関し、バンク量の変動を防止して、安定
した成形が行なえるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】ゴム、プラスチック等のシートまたはフ
ィルムを成形するカレンダは、通常３〜４本のロールを
平行に組合わせて構成され、素材を２〜３回連続的に圧
延してシートまたはフィルムを成形する。

【０００３】カレンダにおいてはバンク量すなわちロー
ル間の素材のたまり量に留意する必要がある。すなわち
、バンク量が多すぎる（バンクが太い）と空気を巻き込
みスキップと称するきずを生じるおそれがあり、また、
バンクの回転がスムーズに行なわれないために、材料の
練りが不均一となり、品質むらが発生する欠点がある。 逆にバンク量が少なすぎる（バンクが細い）とシートま
たはフィルムが切断したり、厚さ変動が大きくなるなど
の問題が生じるおそれがある。

【０００４】そこで、従来においてはこれを防止するた
め第１バンクのバンク量をテレビカメラ等のバンクセン
サで検出し、これが所定値を保つように材料供給装置の
供給量をフィードバック制御していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の制御方法で
は、バンク量が変化したことを検知してから材料供給装
置の供給量を変化させるので、材料供給装置からカレン
ダまでの距離が長い場合には、バンク量の変動を検知し
て材料供給装置が即座に供給量を変更しても、この供給
量の変更部分がカレンダに到達するまでに時間がかかり
、バンク量が修正されるまでに時間を要していた。この
ため、特にカレンダの成形速度を変更した時には、バン
ク量の変動が大きく、安定した生産ができなかった。

【０００６】この発明は、前記従来の技術における問題
点を解決して、カレンダの成形速度変更時のバンク量の
変動を防止して、生産の安定化を図ったカレンダの成形
速度変更制御方法を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、材料供給装
置から供給される成形材料を圧延してシート状またはフ
ィルム状部材を成形するカレンダにおいて、成形速度設
定値が変更された時に、材料供給装置の材料供給量を変
更後の成形速度設定値に見合った量まで徐々に変化させ
るとともに、この材料供給量の変更部分が略々カレンダ
に到達した時点からこの材料供給量の変化率に見合った
変化率でカレンダの成形速度を変化させることを特徴と
するものである。

【０００８】

【作用】この発明によれば、成形速度設定値が変更され
た時に、材料供給装置の材料供給量を変更後の成形速度
設定値に見合った量まで徐々に変化させるとともに、こ
の材料供給量の変更部分が略々カレンダに到達した時点
からこの材料供給量の変化率に見合った変化率でカレン
ダの成形速度を変化させるようにしたので、バンクへの
材料供給量とバンクからの材料消費量がほぼバランスし
、成形速度変更時の過渡的なバンク量の変動が防止され
、安定した生産を行なうことができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。

【００１０】（実施例１）この発明の実施例を図１に示
す。材料供給装置１は、押出機３２から成形材料３を押
出して、これをフィードコンベア３３を介して一対の混
練ロール８，８′間に供給する。混練ロール８，８′は
モータ３４の駆動により相対向部を下方へ向けて回転さ
れ、混練ロール８，８′間の上部に供給された成形材料
３を混練して、下方に押出す。下方に押出された成形材
料３′は、混練ロール８に巻付いて再び混練ロール８，
８′間の上部に戻される。

【００１１】混練ロール８の外側には成形材料３′の供
給量を調節するためのナイフ装置９が配置されている。 ナイフ装置９は図２に平面図で示すように構成されてい
る。図２において、１０は前記混練ロール８の軸線と平
行に配設されたスクリュー、１１はスクリュー１０と平
行に配設されたガイドロッド、１２はスクリュー１０が
螺合され、且つガイドロッド１１が貫通されてガイドロ
ッド１１に沿い移動可能とされ、更に先端が前記一方の
混練ロール８の表面に略々接触配置された移動ナイフ、
１３はガイドロッド１１に取付けられた固定ナイフ３１
と移動ナイフ１２との間のナイフ幅、１４はスクリュー
１０にカップリング１５を介して接続された可変速モー
タ（インバータモータ等）、３５はモータ１４の回転量
からナイフ１２の位置（すなわちナイフ幅１３）を検出
するためのエンコーダ等の位置検出器である。

【００１２】このナイフ装置９は、後述する演算制御装
置２８（図１）からの指令によりモータ１４が駆動され
て、スクリュー１０が所定数回転し、移動ナイフ１２が
ガイドロッド１１に沿い固定ナイフ３０，３１間で移動
して固定ナイフ３１との間のナイフ幅１３が調整される
。これにより、混練ロール８に巻付いて混練ロール８，
８′間の上部へ戻される途中の材料３の一部が、移動ナ
イフ１２と固定ナイフ３１とによりナイフ幅１３の分だ
け切出されて、材料供給量が調整される。

【００１３】ナイフ装置９により切出された成形材料３
′は、図１のスイングコンベア２に供給される。スイン
グコンベア２は、モータ５４の駆動により成形材料３′
をカレンダ４のバンク４′へ搬送する装置であって、そ
の下端部を支点として上端部が幅方向に所定周期で往復
揺動して、成形材料３′をバンク４′の幅方向に均一に
供給する。尚、モータ５４によるコンベア搬送速度はモ
ータ３４による混練ロール８のロール表面速度にほぼ等
しい値にセットされる。

【００１４】カレンダ４は、スイングコンベア２から供
給された材料３′を各カレンダロールのロールギャップ
で成形していき、シート材６を製造する。

【００１５】カレンダ４で成形されたシート材６はモー
タ１１０で駆動されるテイクオフロール５により引出さ
れ、カレンダロール４とテイクオフロール５間の速度差
により延伸される。この延伸されたシート材６′はその
後モータ１１２で駆動されるクーリングロール７で冷却
されて外部へ導かれて、製品となる。

【００１６】カレンダ４のバンク４′におけるバンク量
はテレビカメラ等のバンクセンサ３７で検出され、その
バンク量検出信号３８は演算制御装置２８へ送られる。

【００１７】速度検出器５２（タコジェネレータ等）は
、カレンダ４の最終段のロール駆動用モータ５０の回転
を成形速度として検出し、その成形速度検出信号２４は
カレンダ成形速度制御装置４２へフィードバックされる
と同時に演算制御装置２８にも入力されている。

【００１８】また、テイクオフロール５や、クーリング
ロール７などの引取ラインの速度はタコジェネレータ１
１４，１１６で検出され、引取ライン速度制御装置１０
０によって制御されており、ドロー設定器１０３によっ
て設定されたドロー比すなわち延伸比に基づいて、カレ
ンダ速度信号１０２とは常に一定の速度比でもって運転
されている。

【００１９】また、クーリングロール速度信号１０１は
製品シートの成形速度として演算制御装置２８に入力さ
れており、クーリングロール速度／カレンダロール速度
（＝ドロー比）は常にオンラインで実測されている。

【００２０】テイクオフロール５の下流側には、シート
厚さ検出器１７およびシート幅検出器１６が配設されて
、シート６′の厚さおよび幅が検出される。そして、シ
ート厚さ検出信号２３およびシート幅検出信号２２は演
算制御装置２８へ送られる。また、混練ロール８，８′
には、そのロールギャップを検出するためのロールギャ
ップ検出器１９が配設され、ロールギャップ検出信号２
５は演算制御装置へ送られる。また、速度検出器２０（
タコジェネレータ等）は混練ロール８の回転速度を検出
し、そのロール速度検出信号２６は演算制御装置２８へ
送られる。さらに、演算制御装置２８には前記位置検出
器３５から出力されるナイフ幅検出信号３６が送られる
。

【００２１】カレンダ成形速度設定器４０は、ボリウム
等で構成され、オペレータの操作により成形速度が設定
される。そして、成形速度設定信号４１は、演算制御装
置２８へ送られる。演算制御装置２８は、この成形速度
設定信号４１に基づき後述するように成形速度指令信号
４３を出力する。この成形速度指令信号４３はカレンダ
成形速度制御装置４２に送られて、カレンダ４の最終段
ロールの駆動モータ５０が駆動される。この最終段ロー
ルの駆動モータ５０の回転は速度検出器５２で検出され
て、これが成形速度指令に一致するようにそのロール速
度がフィードバック制御される。また、上流側のロール
もこの最終段ロールの速度に比例して制御される。

【００２２】演算制御装置２８からは、材料供給量に対
応するナイフ幅指令信号２９が出力される。このナイフ
幅指令信号２９は可変速モータ制御装置４４に入力され
て、ナイフ駆動用モータ１４が駆動される。モータ１４
の回転量すなわちナイフ幅１３は位置検出器３５で検出
されて、これがナイフ幅指令に一致するようにフィード
バック制御される。

【００２３】なお、符号４５はこの発明による制御装置
が故障して使用できなくなった時に使う加減速補償制御
用押釦で、これを押すとこの発明による成形速度変更制
御が解除される。すなわち、リレー５４が励磁されてス
イッチ５４ａ，５４ｂがオフし、スイッチ５４ａ′，５
４ｂ′がオンして、成形速度設定信号４１はカレンダ成
形速度制御装置４２に直接送られて、成形速度設定器４
０の設定操作に直接連動してカレンダ４の成形速度が制
御される。

【００２４】演算制御装置２８による制御を図３を参照
して説明する。演算制御装置２８は、一定サイクルＴ１
　秒ごとにカレンダ成形速度設定信号４１を読込む。そ
して、速度設定値が変更されていなければ、Ｔ２　秒毎
にバンクセンサ３７にて検出されたバンク量（バンク高
さ、バンク幅等）の検出信号３８に応じて、これが所定
値を保持するようにナイフ幅指令信号２９を送出し、移
動ナイフ１２の位置すなわちカレンダ４へ供給される成
形材料３′の幅（＝ナイフ幅１３）を制御するようにフ
ィードバック制御を行なう。

【００２５】オペレータがカレンダ成形速度設定器４０
を操作して一定サイクルＴ１　秒ごとに読込んだ成形速
度設定値４１が変更されると、演算制御装置２８はフィ
ードバック制御を一時中断して、この発明による加減速
補償制御（成形速度変更制御）を開始する。すなわち、
次の（イ），（ロ）の条件を同時に満たすようにモータ
１４を駆動して、ナイフ幅１３を制御して、材料供給量
を制御する （イ）　　加減速補償制御前に速度検出器５２で検出さ
れる成形速度検出値Ｖ１　′と新たに読込んだ成形速度
設定値Ｖ２　との差Ｖ２　−Ｖ１　′に比例したナイフ
幅１３の変化量を（１）式で与える。 ナイフ幅１３の変化量＝〔シート６′の幅×シート６′
の厚さ×（Ｖ２　−Ｖ１　′）　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　×ドロー比〕÷〔成形材料３′
の厚さ×混練ロール８の　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　速度〕　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）（
ロ）　　カレンダ成形速度を変化させる時のカレンダ成
形速度の変化率Ａを予め定めておき、ナイフ幅１３の変
化率Ｂ（ナイフ装置９で切り出される成形材料３′の供
給量の変化率に比例）を、カレンダ成形速度の変化率Ａ
に対応した値となるように（２）式で与える。 ナイフ幅１３の変化率Ｂ＝〔シート６′の幅×シート６
′の厚さ×ドロー比〕÷　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　〔成形材料３′の厚さ×混練ロー
ル８の速度〕×Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（２）上
記（イ）、（ロ）の条件を同時に満たすようにナイフ幅
１３の変更制御を開始してからその開始点がカレンダ４
に到着するまでの予想時間Ｔｄをスイングコンベア２の
長さおよびその速度（混練ロール８の速度にほぼ等しい
）から予め求め、ナイフ幅変更制御を開始してからの時
間を計測して、これが上記予想時間Ｔｄに達した時点か
らカレンダ４の成形速度を新たな設定値Ｖ２　まで前記
所定の変化率Ａで変化させる。そして、成形速度設定器
４０で設定された成形速度Ｖ２　までカレンダ成形速度
Ｖ２　′が上昇したら加減速補償制御を終了し、Ｔ２　
秒ごとのバンクセンサ３７によるフィードバック制御に
戻る。

【００２６】以上のようなナイフ幅１３およびカレンダ
４の速度制御により、バンク量を一定に保持した状態で
成形速度を変更することができる。

【００２７】なお、成形速度を変更した場合には、押出
機３２の押出量もこれに見合う量に変更する。

【００２８】以上は、カレンダ４の成形速度を速める場
合について述べたが、成形速度を遅くする場合も上記と
同様である。

【００２９】また、上記実施例ではナイフ幅調整用モー
タ１４にはインバータモータ等の速度可変モータを使用
し、カレンダ成形速度変化率Ａを先に決めて、ナイフ幅
１３の変化率Ｂがこれに見合うようにナイフ幅調整用モ
ータ１４の速度を設定したが、ナイフ幅調整用モータ１
４が速度可変でなく一定速の場合には、ナイフ幅１３の
変化率Ｂは一義的に決まってしまうので、このナイフ幅
１３の変化率に合わせてカレンダ成形速度変化率Ａを決
めるようにすることもできる。

【００３０】また、このようにナイフ幅調整用モータ１
４に一定速のモータを使用した場合にも、図４のように
モータ１４を間欠的に駆動するようにして、そのオン、
オフ時間のデューティを制御することにより、カレンダ
成形速度の変化率Ａに見合うようにナイフ幅変化率Ｂを
近似的に合わせることもできる。

【００３１】（実施例２）前記実施例では材料供給装置
にミクシングミルを使用した場合について説明したが、
押出機方式の場合にもこの発明を適用することができる
。押出機方式の場合の構成例を図５に示す。図５では、
図１と共通する部分には同一の符号を用いる。材料供給
装置１′を構成する押出機３２はモータ６０によって回
転される。押出機３２の吐出量はその回転速度によって
決定される。この回転速度はタコジェネレータ等の速度
検出器６２で検出される。

【００３２】演算制御装置２８からは、吐出量指令信号
６４が出力される。この吐出量指令信号６４は押出機制
御盤６６に入力されて、回転数指令信号６９となり押出
機モータ６０が駆動される。押出機モータ６０の回転速
度６８は回転速度検出器６２で検出されて、これが回転
数指令信号６９に一致するようにフィードバック制御さ
れる。

【００３３】図５の演算制御装置２８による制御は次の
とおりである。演算制御装置２８は、一定サイクルＴ１
　秒ごとにカレンダ成形速度設定信号４１を読込む。そ
して、速度設定値が変更されていなければ、Ｔ２　秒毎
にバンクセンサ３７にて検出されたバンク量（バンク高
さ、バンク幅等）の検出信号３８に応じて、これが所定
値を保持するように吐出量指令信号６４を送出し、押出
機モータ６０の回転速度すなわちカレンダ４へ供給され
る成形材料３′の吐出量を制御するようにフィードバッ
ク制御を行なう。

【００３４】オペレータが成形速度設定器４０を操作し
て、一定サイクルＴ１　秒ごとに読込んだ成形速度設定
値４１が変更されると、演算制御装置２８はフィードバ
ック制御を一時中断して、この発明による加減速補償制
御（成形速度変更制御）を開始する。すなわち、次の（
ハ），（ニ）の条件を同時に満たすようにモータ６０を
駆動して、吐出量を制御して、材料供給量を制御する。 （ハ）　　加減速補償制御前に速度検出器５２で検出さ
れるカレンダ成形速度検出値Ｖ１　′と新たに読込んだ
成形速度設定値Ｖ２　との差Ｖ２　−Ｖ１　′に比例し
た押出機モータ６０の回転速度の変化量を（３）式で与
える。 押出機モータ６０の回転速度の変化量＝〔シート６′の
幅×シート６′の厚さ×　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｖ２
　−Ｖ１　′）×ドロー比〕÷〔押出　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　機３２の単位回転当りの吐出量〕　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　…　　（３）（ニ）　　カレンダ成形速度を変化
させる時のカレンダ成形速度の変化率Ａを予め定めてお
き、押出機モータ６０の回転速度の変化率Ｃ（押出機３
２から吐出される成形材料３′の吐出量の変化率に比例
）を、カレンダ成形速度の変化率Ａに対応した値となる
ように、（４）式で与える。 押出機モータ６０の回転速度の変化率Ｃ＝〔シート６′
の幅×シート６′の厚さ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　×
ドロー比〕÷〔押出機３２の単位回　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　転当りの吐出量〕×Ａ　　…　　（４）上記（
ハ）、（ニ）の条件を同時に満たすように押出機モータ
６０の回転速度の変更制御を開始してからその開始点が
カレンダ４に到着するまでの予想時間Ｔｄをスイングコ
ンベア２の長さおよびその速度から予め求め、押出機モ
ータ６０の回転速度の変更制御を開始してからの時間を
計測して、これが上記予想時間Ｔｄに達した時点からカ
レンダ４の成形速度を新たな設定値Ｖ２　までカレンダ
成形速度Ｖ２　′が上昇したら加減速補償制御を終了し
、Ｔ２秒ごとのバンクセンサ３７によるフィードバック
制御に戻る。

【００３５】以上のような押出機モータ６０の回転速度
およびカレンダ４の速度制御により、バンク量を一定に
保持した状態で成形速度を変更することができる。

【００３６】以上は、カレンダ４の成形速度を速める場
合について述べたが、成形速度を遅くする場合も上記と
同様である。

【００３７】（実施例３）以上は、本願発明をプラスチ
ック用のカレンダに応用した例を説明したが、ゴム用カ
レンダに応用することも、同様に可能である。その一実
施例を図６に示す、押出機３２から押し出されたゴム３
はフィードコンベア３３から混練ロール８，８′を経て
ナイフ１２Ａ，１２Ｂによって上側ストリップ３Ａ、下
側ストリップ３Ｂに切り出され、それぞれ上側バンクコ
ンベア２Ａ、下側バンクコンベア２Ｂを介してカレンダ
４Ａ，４Ｂに供給されて、ファブリック６ａを間に挾ん
で成形シート６に形成される。演算制御装置２８は成形
速度設定値が変更された時はその成形速度に見合う値ま
でナイフ幅を除々に変化させてストリップ３Ａ，３Ｂの
幅を同時に変化させる。また、この変化された部分がコ
ンベア２Ａ，２Ｂを経て上側および下側バンク４Ａ′，
４Ｂ′に到達するのを待って（コンベア２Ａ，２Ｂの長
さがほぼ等しければ、同じ待ち時間）カレンダ４Ａ，４
Ｂの成形速度を変化させる。これにより、成形速度変更
時のバンク４Ａ′，４Ｂ′の変動を抑えることができ、
安定した生産を行なうことができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、成形速度設定値が変更された時に、材料供給装置の材
料供給量を変更後の成形速度設定値に見合った量まで徐
々に変化させるとともに、この材料供給量の変更部分が
略々カレンダに到達した時点からこの材料供給量の変化
率に見合った変化率でカレンダの成形速度を変化させる
ようにしたので、バンクへの材料供給量とバンクからの
材料消費量がほぼバランスし、成形速度変更時の過渡的
なバンク量の変動が防止され、安定した生産を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すカレンダ４および材
料供給装置１の機構図および制御ブロック図である。

【図２】図１の材料供給装置１の平面図である。

【図３】第１図の演算制御装置による制御動作を示すタ
イムチャートである。

【図４】ナイフ幅調整用モータ３４の他の駆動例を示す
タイムチャートである。

【図５】この発明の他の実施例を示すカレンダ４および
材料供給装置１′の機構図および制御ブロック図である
。

【図６】この発明をゴム用カレンダに適用した一実施例
を示す機構図および制御ブロック図である。

【符号の説明】

１，１′　　材料供給装置 ３，３′　　成形材料 ４　　カレンダ ６′　　シート ４０　　成形速度設定器 ４１　　成形速度設定信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】材料供給装置から供給される成形材料を圧
   延してシート状またはフィルム状部材を成形するカレン
   ダにおいて、成形速度設定値が変更された時に、前記材
   料供給装置の材料供給量を前記変更後の成形速度設定値
   に見合った量まで徐々に変化させるとともに、この材料
   供給量の変更部分が略々カレンダに到達した時点からこ
   の材料供給量の変化率に見合った変化率でカレンダの成
   形速度を変化させることを特徴とするカレンダの成形速
   度変更制御方法。