JPH1177803A - 押出機における押出制御方法及び装置 - Google Patents

押出機における押出制御方法及び装置

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JPH1177803A
JPH1177803A JP9238213A JP23821397A JPH1177803A JP H1177803 A JPH1177803 A JP H1177803A JP 9238213 A JP9238213 A JP 9238213A JP 23821397 A JP23821397 A JP 23821397A JP H1177803 A JPH1177803 A JP H1177803A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘弾性流体の特性や、作業環境に関係なく、
重量の安定性を図ることができ、歩留りを向上する。 【解決手段】 温度センサ１１８の検出値は第１の演算
部１２４へ入力され、押出機１００の稼働直前又は直後
の温度センサ１１８による検出値と前記第１のメモリ領
域１２２Ａに記憶されたデータとに基づいて、押出機１
００の稼働開始時の吐出量変動カーブ（図２参照）を予
測し、第２の演算部１２６へ送出する。第２の演算部１
２６では、予測された吐出量変動カーブと前記第２のメ
モリ領域１２２Ｂに記憶されたデータとに基づいて検出
温度に応じたスクリュー１０８の回転速度（図３参照）
を演算し、駆動制御部１２８へ送出される。この駆動制
御部１２８では、検出温度に基づいてスクリュー１０８
の回転速度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粘弾性流体をスク
リューを回転させることにより搬送し、所定の形状の口
金から吐出させるための押出機において、前記粘弾性流
体の押出量を制御するための押出機における押出制御方
法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、押出機によって粘弾性流体、例え
ばゴムを押し出す場合、スクリューを回転させることに
より、順次所定の形状の口金が取り付けられた押出口へ
と搬送する。このとき、押出機内の押出口近傍は加圧さ
れ、前記口金の形状に応じて押し出されるようになって
いる。
【０００３】この押し出されたゴムの品質管理は、重量
の安定性を図ることにより行われる。すなわち、ゴムは
前記加圧によって昇温されるが、これを温水を循環させ
ることで、ほぼ一定温度に維持し、等速度でスクリュー
を回転させることにより、一定の単位重量でゴムを押し
出すことができる。
【０００４】ここで、押出機の稼働開始時は、前記押出
機の押出口近傍の空間の圧力が０であり、また、ゴム自
体も冷えているため、定常時に比べて重量の安定性が劣
り、歩留りを悪化させる原因となっている。
【０００５】このため、従来では、押出機の停止時間を
関数としたが、プリセット制御により、上記定常時に対
する過渡期に、スクリューの回転数や、押出機の下流側
に配設される引き出しコンベアの線速度を調整するよう
にしている。
【０００６】すなわち、押出機の停止時間が長ければ長
い程、ゴムが冷やされると判断し、例えば、スクリュー
を定常時よりも速く回す、といった制御を行っている。
このスクリューの回転数は、図５に示される如く、駆動
開始からの時間に応じてスクリュー回転数を徐々に遅く
して、定常時のスクリュー回転数に戻すようにしてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
５のような制御では、スクリュー回転数が時間が経過す
るに従い、リニアな減速を行うことになるが、押出機の
温度調整のばらつきや、材料切り替え作業等の作業環境
のばらつきにより、押出機の停止時間と、その後の吐出
量変化の相関は必ずしもリニアな特性とならず、十分な
重量安定を図ることができない場合がある。
【０００８】本発明は上記事実を考慮し、粘弾性流体の
特性や、作業環境に関係なく、重量の安定性を図ること
ができ、歩留りを向上することができる押出機における
押出制御方法及び装置を得ることが目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、粘弾性流体をスクリューを回転させることにより搬
送し、所定の形状の口金から吐出させるための押出機に
おいて、前記粘弾性流体の押出量を制御するための押出
機における押出制御方法であって、押出開始直後の前記
口金の粘弾性流体の吐出口近傍の温度又はこの温度と相
関関係のあるパラメータを測定し、この測定された押出
開始直後の温度と、前記粘弾性流体における初期温度勾
配及び吐出量が安定する定常温度と、に基づいて少なく
とも押出開始温度から定常温度までの温度上昇勾配特性
（特性１）を認識し、前記特性１と、前記粘弾性流体に
おける測定温度と前記スクリューの単位吐出量との関係
と、から前記吐出口近傍の温度に対する吐出量の関係
（特性２）を認識し、前記特性２に基づいて、スクリュ
ーの駆動回転数を制御することを特徴としている。
【００１０】請求項１に記載の発明によれば、押出機の
稼働開始時、まず、この押出機の吐出口近傍の温度を測
定する。なお、この温度と相関関係のある例えば押出機
内における吐出近傍の圧力や、スクリューに加わる負荷
によって起こる負荷電流値等の他のパラメータであって
もよい。なお、以後は、温度を検出したことにして説明
する。
【００１１】測定されたこの押出開始直後（直前であっ
てもよい）の温度と、前記粘弾性流体における初期温度
勾配及び吐出量が安定する定常温度と、に基づいて押出
開始温度から定常温度までの温度情報勾配特性を演算等
で認識する（特性１）。
【００１２】この特性１は、適用される粘弾性流体の物
性によって異なるため、単に押出開始初期温度からは見
いだせない。そこで、適用され得る粘弾性流体の物性毎
に初期温度勾配及び吐出量が安定する定常温度を予め記
憶しておくことが好ましい。しかし、請求項１では、記
憶することには限定されず、その都度、キー入力等でオ
ペレータが入力したり、粘弾性流体毎に用意したＬＳＩ
カード等を挿入し、このＬＳＩカードから読取るように
してもよい。
【００１３】特性１が認識されると、この特定１と、粘
弾性流体における測定された温度とスクリューの単位吐
出量との関係と、から吐出口近傍の温度に対する吐出量
の関係を演算等で認識する（特性２）。この粘弾性流体
における測定された温度とスクリューの単位吐出量との
関係も、予め記憶しておいてもよいし、キー又はカード
入力であってもよい。
【００１４】特性２が得られると、この特性２に基づい
て、過渡期にはスクリューの駆動回転数をを制御するこ
とにより、適用される粘弾性流体の物性や、作業環境に
あった、変化度合いでスクリューの回転数を制御するこ
とができ、過渡期であっても、重量の安定性を維持する
ことができる。これにより、歩留りの向上を図ることが
できる。
【００１５】請求項２に記載の発明は、粘弾性流体をス
クリューを回転させることにより搬送し、所定の形状の
口金から吐出させるための押出機において、前記粘弾性
流体の押出量を制御するための押出機における押出制御
装置であって、前記口金の粘弾性流体の吐出口近傍の温
度を検出する温度センサと、前記粘弾性流体毎に、この
粘弾性流体における初期温度勾配及び吐出量が安定する
定常温度を記憶する第１の記憶手段と、前記粘弾性流体
毎に、この粘弾性流体における前記温度センサで検出さ
れた温度と、スクリューの単位吐出量との関係を記憶す
る第２の記憶手段と、前記温度センサで検出した押出開
始直後の温度と、前記第１の記憶手段に記憶された特定
の粘弾性流体の初期温度勾配及び定常温度と、から押出
開始温度から定常温度までの温度上昇勾配特性を予測す
る温度上昇勾配特性予測手段と、前記温度上昇勾配特性
予測手段で予測された温度上昇勾配特性と、前記第２の
記憶手段に記憶された検出温度−スクリュー単位吐出量
特性と、から前記温度センサによる検出温度に対する吐
出量の関係を予測する吐出量予測手段と、前記定常温度
となるまでの間、前記吐出量予測手段で予測に基づい
て、前記スクリューの駆動回転数を制御するスクリュー
駆動制御手段と、を有している。
【００１６】請求項２に記載の発明によれば、第１の記
憶手段には、粘弾性流体毎に、この粘弾性流体における
初期温度勾配及び吐出量が安定する定常温度が予め記憶
され、第２の記憶手段には、粘弾性流体毎に、この粘弾
性流体における前記温度センサで検出された温度と、ス
クリューの単位吐出量との関係が記憶されている。
【００１７】温度センサでは、押出機の稼働開始時（直
前又は直後）に吐出口近傍の温度を検出する。
【００１８】この検出された初期温度と、第１の記憶手
段に記憶されたデータとに基づいて温度上昇勾配を予測
する（温度上昇勾配予測手段）。これにより、適用され
る粘弾性流体毎に異なる温度上昇勾配を認識することが
できる。
【００１９】次に、この温度上昇勾配と、第２の記憶手
段に記憶されたデータとに基づいて、吐出口の温度に対
するスクリューの単位吐出量との関係を予測する（吐出
量予測手段）。
【００２０】この予想によって、スクリュー駆動制御手
段では、温度センサでの検出温度に対応するスクリュー
回転数を決めることができる。過渡期とされる時間帯は
このような制御でスクリューの回転数を定めることにお
り、作業環境や適用されている粘弾性流体に最適な駆動
制御管理を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１には、本実施の形態に係る押
出機１００及びその制御ブロック図が示されている。
【００２２】押出機１００は、そのケーシング１０２が
円筒形とされ、内部にはケーシング１０２の軸線と一致
するように回転軸１０４が配設されている。回転軸１０
４の周りには、スパイラル状に羽根部材１０６が取り付
けられ、全体としてスクリュー１０８を構成している。
回転軸１０４は、ケーシング１０２の基部側に設けられ
たモータ１１０の回転軸と図示しない減速機を介して連
結されている。このため、モータ１１０が駆動すると、
スクリュー１０８が回転するようになっている。
【００２３】ケーシング１０２における、基部側に近い
周面には、材料投入口１１２が設けられており、本実施
の形態では、粘弾性流体材料としてゴムが投入されるよ
うになっている。ここで、投入されたゴムは、スクリュ
ー１０８の回転に伴って、ケーシング１０２の先端部
（図１の右端側）へと搬送される。なお、ケーシング１
０２には、図示しない温水流路が設けられており、搬送
されるゴムの温度管理を行っている。
【００２４】ケーシング１０２の先端部には、口金１１
４が取り付けられている。この口金１１４には、スリッ
ト状の貫通孔が設けられており、ケーシング１０２内の
先端部に達したゴムは、このスリット状の貫通孔から押
し出されるように吐出する。
【００２５】ここで、ゴムの温度が一定、かつスクリュ
ー１０８の回転が一定であると、口金１１４から吐出す
るゴムは、前記貫通孔の形状を維持しながら吐出される
ことになる。吐出されたゴムは、押出機１００の下流側
に配設された引き出しコンベア１１６へと受け渡される
ようになっている。
【００２６】引き出しコンベア１１６は、通常は一定の
線速度で駆動しており、この線速度は、押出機１００か
ら吐出されるゴムの吐出速度と一致する。
【００２７】ここで、押出機１００から押し出されるゴ
ムは、前述の如く定常時は温度がほぼ一定であり、この
ため、押し出されるゴムの単位重量は安定しているが、
押出機１００が所定時間停止した後の稼働直後は、ゴム
の温度が不安定（通常は適温に比べて冷えている状態）
となり、口金近傍のケーシング内の圧力も小さいため、
吐出量（吐出重量）が不安定となる。
【００２８】そこで、本実施の形態では、口金近傍に温
度センサ１１８を設け、この温度センサ１１８及び後述
するパラメータに基づいて、スクリュー１０８の速度制
御を行っている。
【００２９】温度センサ１１８は、押出機１００を制御
するためのコントローラ１２０の接続されている。この
コントローラ１２０には、大容量のメモリ１２２が設け
られており、以下に示す特性がデータベースとして記憶
されている。
【００３０】第１のデータベースは、本実施の形態の押
出機１００に適用されるゴム等の粘弾性流体毎の初期温
度勾配、すなわち、初期温度に対する吐出量の変化率
と、吐出定常温度、すなわち、吐出量が安定する温度で
あり、予め定められたメモリ１２２の一部の領域（第１
のメモリ領域１２２Ａ）に記憶されている。
【００３１】第２のデータベースは、本実施の形態の押
出機１００に適用されるゴム等の粘弾性流体毎の押出始
めの温度と、スクリュー単位回転（例えば、１回転）当
たりの吐出量との関係であり、予め定められたメモリ１
２２の他の一部の領域（第２のメモリ領域１２２Ｂ）に
記憶されている。
【００３２】前記温度センサ１１８は、その検出値がコ
ントローラ１２０内の第１の演算部１２４へ入力される
ようになっている。この第１の演算部１２４では、押出
機１００の稼働直前又は直後の温度センサ１１８による
検出値と、前記第１のメモリ領域１２２Ａに記憶された
データと、に基づいて、押出機１００の稼働開始時の吐
出量変動カーブ（図２参照）を予測する演算を行うよう
になっている。
【００３３】この予測された吐出量変動カーブは、第２
の演算部１２６へ送出される。第２の演算部１２６で
は、予測された吐出量変動カーブと、前記第２のメモリ
領域１２２Ｂに記憶されたデータと、に基づいて検出温
度に応じたスクリュー１０８の回転速度（図３参照）を
演算するようになっている。この演算結果は、駆動制御
部１２８へ送出される。この駆動制御部１２８には、前
記温度センサ１１８の検出値が入力されるようになって
おり、押出機１００が駆動を開始した後、定期的に温度
画検出され、この検出温度に基づいてスクリュー１０８
の回転速度が演算され、前記モータ１１０を制御する構
成である。
【００３４】以下に本実施の形態の作用を図４のフロー
チャートに従い説明する。ステップ１５０では、押出機
１００の駆動が開始されたか否かが判断され、肯定判定
されると、ステップ１５２へ移行して初期温度を温度セ
ンサ１１８を用いて検出する。
【００３５】次いでステップ１５４では、第１のデータ
ベース（第１のメモリ領域１２２Ａ）から、今回適用さ
れているゴムに対応するデータを読み出し、次いでステ
ップ１５６でこの読み出されたデータと、前記初期温度
とから吐出量の予測カーブを演算する（図２参照）。
【００３６】次のステップ１５８では、第２のデータベ
ース（第２のメモリ領域１２２Ｂ）から、今回適用され
ているゴムに対応するデータを読み出し、次いでステッ
プ１６０でこの読み出されたデータと、前記予測カーブ
とから、検出温度に応じたスクリュー１０８の回転速度
を決定する特性図（図３参照）を演算する。
【００３７】次のステップ１６２では、スクリュー１０
８の駆動を初期温度に基づいた回転速度で回転を開始す
る。次のステップ１６４では、温度センサ１１８によっ
て温度を検出し、次いでステップ１６６で、図３の特性
からこの温度に対するスクリュー１０８の回転速度を決
定し、ステップ１６８でモータ１１０の駆動を制御す
る。
【００３８】ステップ１７０では、定常期に入ったか否
かが判断され、否定判定の場合は、ステップ１６４へ戻
り上記工程を繰り返す。また、肯定判定された場合は、
その後は、温度に基づいてスクリュー１０８の回転速度
を制御せず、一定の回転速度で安定するため、ステップ
１７２へ移行してモータ１１０を予め定められた一定速
度で駆動させる。
【００３９】次のステップ１７４では、作業が終了した
か否かが判断され、否定判定の場合は、一定速度による
ゴムの押出作業を継続し、肯定判定された場合は、ステ
ップ１７６へ移行して、モータ１１０の駆動を停止し、
処理は終了する。
【００４０】このように、単純に駆動開始時の温度に基
づいて、定常時までのスクリュー回転速度を、例えばリ
ニアに変動させていくような、ゴム自体の物性や、作業
環境を無視した従来の制御に比べ、その都度、吐出量予
測カーブを求め、温度を検出しながら制御するため、所
謂過渡期であっても安定した吐出重量を得ることがで
き、歩留りを向上することができる。
【００４１】なお、本実施の形態では、吐出量予測カー
ブが決定し、温度とスクリュー１０８の回転速度との関
係が判明した後、過渡期稼働中に定期的に温度センサ１
１８で温度を検出しながらスクリュー１０８の回転速度
を制御したが、上記データが得られることにより、定常
時までの時間が認識できるため、予めこの時間内のスク
リュー１０８の回転速度の変化度合いを定めておき、時
間制御でスクリュー１０８の回転速度を変化させるよう
にしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る押出機に
おける押出制御方法及び装置粘弾性流体の特性や、作業
環境に関係なく、重量の安定性を図ることができ、歩留
りを向上することができる押出機における押出制御方法
及び装置を得ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る押出機の概略図及びその制
御ブロック図である。
【図２】吐出量予測特性図である。
【図３】温度−スクリュー回転速度特性図である。
【図４】押出機の駆動制御フローチャートである。
【図５】従来のスクリューの回転速度制御特性図であ
る。
【符号の説明】
１００ 押出機 １０２ ケーシング １０４ 回転軸 １０６ 羽根部材 １０８ スクリュー １１０ モータ １１２ 材料投入口 １１４ 口金 １１６ 引き出しコンベア １１８ 温度センサ １２０ コントローラ １２２ メモリ １２２Ａ 第１のメモリ領域（第１のデータベース） １２２Ｂ 第２のメモリ領域（第２のデータベース） １２４ 第１の演算部 １２６ 第２の演算部 １２８ 駆動制御部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粘弾性流体をスクリューを回転させるこ
    とにより搬送し、所定の形状の口金から吐出させるため
    の押出機において、前記粘弾性流体の押出量を制御する
    ための押出機における押出制御方法であって、 押出開始直後の前記口金の粘弾性流体の吐出口近傍の温
    度又はこの温度と相関関係のあるパラメータを測定し、 この測定された押出開始直後の温度と、前記粘弾性流体
    における初期温度勾配及び吐出量が安定する定常温度
    と、に基づいて少なくとも押出開始温度から定常温度ま
    での温度上昇勾配特性（特性１）を認識し、 前記特性１と、前記粘弾性流体における測定温度と前記
    スクリューの単位吐出量との関係と、から前記吐出口近
    傍の温度に対する吐出量の関係（特性２）を認識し、 前記特性２に基づいて、スクリューの駆動回転数を制御
    することを特徴とした押出機における押出制御方法。
  2. 【請求項２】 粘弾性流体をスクリューを回転させるこ
    とにより搬送し、所定の形状の口金から吐出させるため
    の押出機において、前記粘弾性流体の押出量を制御する
    ための押出機における押出制御装置であって、 前記口金の粘弾性流体の吐出口近傍の温度を検出する温
    度センサと、 前記粘弾性流体毎に、この粘弾性流体における初期温度
    勾配及び吐出量が安定する定常温度を記憶する第１の記
    憶手段と、 前記粘弾性流体毎に、この粘弾性流体における前記温度
    センサで検出された温度と、スクリューの単位吐出量と
    の関係を記憶する第２の記憶手段と、 前記温度センサで検出した押出開始直後の温度と、前記
    第１の記憶手段に記憶された特定の粘弾性流体の初期温
    度勾配及び定常温度と、から押出開始温度から定常温度
    までの温度上昇勾配特性を予測する温度上昇勾配特性予
    測手段と、 前記温度上昇勾配特性予測手段で予測された温度上昇勾
    配特性と、前記第２の記憶手段に記憶された検出温度−
    スクリュー単位吐出量特性と、から前記温度センサによ
    る検出温度に対する吐出量の関係を予測する吐出量予測
    手段と、 前記定常温度となるまでの間、前記吐出量予測手段で予
    測に基づいて、前記スクリューの駆動回転数を制御する
    スクリュー駆動制御手段と、を有する押出機における押
    出制御装置。
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