JPS6258282B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、押出し機のコンベヤ装置の速度を調
整する方法およびこの方法を実施するための装置
に関する。

吹込み成形品の製造においては、最初円筒状の
未完成品が押出し機内において形成され、それが
その後の操作中に、吹込み型内において所望の外
径を与えられる。押出し機内にはコンベヤ装置が
備えられており、これが吹込み成形品用の材料を
緩衝用蓄積シリンダ内に運搬し、そこから吹込み
成形用の特定の体積が各作業サイクル中に取出さ
れるようになつている。押出し機を可能な限り効
率的に利用するためには、型が材料を受入れうる
状態になつたならば直ちに、できるだけ正確に材
料を型内に排出供給するようにしなければならな
い。このことは、コンベヤ装置が、許容時間内に
必要量の材料を緩衝用蓄積シリンダ内に運搬しう
るように、その速度が調節されなければならない
ことを意味する。この運搬量と材料の必要とされ
る目標量との間に偏差があると不利になる。

最初に述べた種類の従来の方法においては、緩
衝用蓄積シリンダの充填度が、各排出動作の終了
時、材料が蓄積シリンダから排出された時に検出
されるようになつている。もし、所定の目標充填
度からの偏差が検出されれば、それに応じてコン
ベヤ装置の速度を増加または減少させることによ
り、コンベヤ装置による運搬量が増加または減少
する。

この従来の押出し機においては、シリンダが材
料蓄積緩衝器として用いられている。シリンダ内
に配置されたプランジヤは、運搬されてきた材料
によつて押し戻される。各排出サイクルの開始時
におけるプランジヤの位置、従つて充填度は、コ
ンベヤ装置の速度および充填動作の開始時におけ
るプランジヤ位置によつて変化する。この速度は
検出された充填度に応じて調整される。その際、
この調整によつて望ましくない振動が生ずる。す
なわち、プランジヤの行程の最初と最後の限界位
置は、サイクル当りの排出体積を一定に保つた
時、平均値の付近で変動する。このため、特に運
搬量が大な場合には、装置の完全な機能が損われ
る。

押出し機のコンベヤ装置の速度が調整を受けな
いで、手動でセツトされる他の方法においては、
振動は起こらないが他の欠点を伴う。この方法に
おいては、緩衝用蓄積シリンダのプランジヤは、
排出動作中絶えず特定位置に向かつて押されてい
る。押出し機の速度が低すぎる場合には、型の準
備が完了しても緩衝用蓄積シリンダが十分充填さ
れていないことになるので、型の待ち時間を我慢
しなければならない。また、もしこの速度が高す
ぎる場合には、プランジヤが特定の位置または標
識の所まで押されるために、緩衝用蓄積シリンダ
は過剰で充填され過剰な材料が排出されることに
なる。

本発明の目的は、最初に述べた種類の、振動効
果を伴わずに動作しうる押出し機のコンベヤ装置
の速度を調整する方法及び装置を提供することで
ある。

この本発明の目的は、押出し機のコンベヤ装置
の速度を調整する場合、緩衝用蓄積シリンダの実
際の充填度と実際の充填体積とをそれぞれの排出
動作の前に測定し、それによつて発生した信号が
目標充填度と目標排出体積とに関するあらかじめ
整定されている信号と組合わされて次の方程式 Ｓ＝実際の充填度−目標充填度 ＋実際の充填体積−目標排出体積 に従つて和信号Ｓを形成するよう変換し、この和
信号Ｓをコンベヤ装置の速度制御装置へ供給する
ことにより達成される。

従来の方法においては、押出し機のコンベヤ装
置の速度が緩衝用シリンダの実際の充填度に応答
してのみ調節されるのに対して、本発明において
は緩衝用蓄積シリンダの実際の充填体積をも量と
して利用して動作が行なわれる。実際の充填度
は、排出プランジヤを有する緩衝用シリンダの場
合には、排出前のプランジヤの最終位置から得ら
れる。しかし、充填体積は、緩衝用蓄積シリンダ
の再充填中におけるプランジヤの復帰路における
行程とプランジヤの断面積とから得られる。本発
明の方法は装置の振動を防止し、それによつて押
出し機が完全に機能することを保証する。

特許請求の範囲第１項の方法をさらに有利に発
展させたものが、特許請求の範囲第２項に記載さ
れている。例えば、和信号が電圧から成る場合
は、この電圧がそれに対応した長さの時間間隔に
変換される。この時間間隔中にコンベヤ装置の速
度は再設定される。従つて、この速度はこの和信
号の振幅に比例して調節され、それによつて高速
かつ正確な調整が保証されることになる。

本発明の好適な実施態様が、特許請求の範囲第
３項に記載されている。その手段を用いれば、型
が材料を受入れうる状態になつた時、緩衝用蓄積
シリンダの最小限の充填度が確実に達成されるの
で、型の待ち時間は生じなくなる。

特許請求の範囲第４項に記載されている方法に
よれば、押出し機の始動が容易に行なわれる。
「型準備完了」および「最小充填度達成」の条件
に関する「アンド」ゲートの使用により、緩衝用
蓄積シリンダの充填度に関係なく、装置が始動さ
れた時型を待機位置へ置くことができる。

特許請求の範囲第５項には、本発明の方法を実
施するための装置について記載されている。本発
明の装置が必要とするのは比較的少数の構造部分
だけである。実際の充填度および充填体積を指示
する信号を得るのに必要な位置送信装置は、通常
現行の押出し機にすでに備えられている。この送
信装置は、例えば、整形工程中に必要な制御信号
を発生する。緩衝用蓄積シリンダの充填体積信号
を発生するための変換器は、例えば積分器であれ
ばよく、それは緩衝用蓄積シリンダの再充填中の
排出プランジヤの行程に対応する信号を積分す
る。本発明の方法は、既存の押出し機に対して装
備を行なうことにより、容易に実施しうる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施例に
ついて詳述する。

第１図に示されている押出し機は、可動心棒２
を有するツールヘツド１を包含しており、ツール
ヘツド１内にはこの心棒の軸方向位置に従つて変
化する横断面を有する排出口３が形成されてい
る。排出口３を経て可塑性で押出し自在の材料が
押されると、予備成形物４が形成される。この予
備成形物４は次に吹込み型（図示されていない）
内で成形され、所望の製品、例えばびんになる。
可塑化装置５には加熱室６があり、ここには供給
じようご７を通じて粒状材料が導入される。加熱
室６内には回転自在のコンベヤスクリユー８が配
置されており、これが熱の作用によつて可塑化さ
れた材料を通路９に押込む。この通路９は緩衝用
蓄積シリンダ１１に接続して終つており、このシ
リンダ内にはプランジヤ１２が変位自在に取付け
られている。プランジヤ１２のプランジヤロツド
１３上に取付けられている位置トランスジユーサ
１４は例えば分圧計から成り、プランジヤ１２の
軸方向におけるそれぞれの位置を電気信号によつ
て表現する。

コンベヤスクリユー８は駆動モータ１５によつ
て回転される。このモータ１５はまた、速度調整
器１６に接続されており、駆動モータ１５の速度
はこの速度調整器１６によつて変化させうる。

この押出し機は以下のように動作する。駆動モ
ータ１５はコンベヤスクリユー８を、印加された
電圧に依存する速度で回転させる。この電圧は速
度調整器によつて決定される。プランジヤ１２
が、排出動作後で且つ緩衝用蓄積シリンダ１１の
絞りの少し手前の、右方位置にあるものと仮定す
る。排出口３は閉鎖されている。材料が通路９を
経てコンベヤスクリユー８により緩衝用蓄積シリ
ンダ１１内に押込まれると、プランジヤ１２はプ
ランジヤロツド１３と共に左方に押される。この
移動中に、位置トランスジユーサ１４および変換
器（図示されていない）によつて、緩衝用蓄積シ
リンダ充填体積信号が発生される。さらに、緩衝
用蓄積シリンダの実際の充填度を表わす信号を、
位置送信装置から直接取出すことができる。この
信号が所定の値に達し、型（図示されていない）
が材料を受入れうる状態になると、プランジヤ１
２は押動装置（図示されていない）によつて右方
に押され、それと同時に排出口３は開放される。
充填体積および実際の充填度の両値は速度調整器
１６に供給され、それによつてさらに処理され
る。得られた制御信号は、必要に応じてコンベヤ
スクリユーに連結された駆動モータ１５に供給さ
れる電圧を変化させて、通路９を通過する材料の
量を変化させる。

速度調整器１６においては、緩衝用蓄積シリン
ダ１１の実際の充填度および充填体積の両信号
は、目標充填度および排出体積の両設定値と算術
的に組合されて、次式による和信号Ｓを与える。

Ｓ＝実際の充填度−目標充填度 ＋実際の充填体積−目標排出体積。

ここで、 (イ) 実際の充填度＝プランジヤの断面積×（緩衝
用蓄積シリンダを充填した後のプランジヤの位
置−緩衝用蓄積シリンダを完全に排出する時の
プランジヤの位置） 即ち、実際の充填度は、プランジヤが新しい
排出サイクルが開始される前に達成する充填度
である。この実際の充填度はプランジヤの実際
の位置に対応する。

(ロ) 目標充填度＝充填度の予め設定された所望の
値 即ち、目標充填度は、プランジヤが目標排出
体積を排出することができるようにするための
充填度である。（目標充填度は少なくとも100％
でなければならず、好ましくは105％である。） (ハ) 実際の充填体積＝プランジヤの断面積×緩衝
用蓄積シリンダを充填する時のプランジヤの変
位 即ち、実際の充填体積は、緩衝用蓄積シリン
ダの充填時の実際のプランジヤの行程に対応す
る体積である。

(ニ) 目標排出体積＝所望の排出体積の設定値 即ち、目標排出体積は、プランジヤが右方位
置に移動したときプランジヤにより動かされた
体積を表わす。

次に、第２図を参照しつつ速度調整器１６につ
いて詳述する。この速度調整器は、演算増幅器Ａ
１および抵抗Ｒ１−Ｒ６から成る加算装置１７を
包含している。２つの抵抗Ｒ１およびＲ２は演算
増幅器Ａ１の負入力に接続されている。演算増幅
器Ａ１の出力は、抵抗Ｒ５を経てこの負入力に接
続されている。抵抗Ｒ１には、目標充填度を表わ
す信号が供給される。この信号は、例えば分圧計
から直接取出されうる。排出体積を表わす信号も
分圧計を用いて発生せしめることができ、この信
号は抵抗Ｒ２に供給される。２つの抵抗Ｒ３およ
びＲ４は、演算増幅器Ａ１の正入力に接続されて
いる。正入力はまた、抵抗Ｒ６を経て接地されて
いる。抵抗Ｒ３は充填体積を表わす前述の信号を
受け、また、抵抗Ｒ４は蓄積シリンダの実際の充
填度を表わす信号を受ける。演算増幅器Ａ１のこ
の回路により、上記方程式による和信号Ｓが、こ
の増幅器の出力に得られる。

電圧／パルス持続時間変換器１８は、加算装置
１７の出力に接続されている。抵抗Ｒ７は、演算
増幅器Ａ２、スイツチＳ１、抵抗Ｒ９、および増
幅器Ａ３と直列に接続されている。演算増幅器Ａ
３の出力は演算増幅器Ａ４の入力に接続されてお
り、演算増幅器Ａ４の出力はさらに抵抗Ｒ１０を
経て演算増幅器Ａ３の入力に接続されている。コ
ンデンサＣ１は、演算増幅器Ａ４およびＲ１０と
並列に接続されている。演算増幅器Ａ３の出力
は、第１比較器COおよび第２比較器COのそ
れぞれの入力に接続されている。さらに、演算増
幅器Ａ３の出力は抵抗Ｒ８を経て、抵抗Ｒ７と演
算増幅器Ａ２とを接続する導線に接続されてい
る。抵抗Ｒ１０の抵抗値は、抵抗Ｒ９の抵抗値よ
りも実質的に大である。比較器COの基準電圧
は正であり（Us＞０）、一方比較器COの基準
電圧は同じ値ではあるが負の符号を有する（Us
＜０）。比較器COおよびCOの出力は、それ
ぞれスイツチＳ２およびＳ３に接続されている。
スイツチＳ２を閉じると変換器１８の出力Ａに正
電圧が供給され、一方スイツチＳ３を閉じると出
力Ａに負電圧が供給される。スイツチＳ２および
Ｓ３は好ましくはリレーであるのがよく、またス
イツチＳ１は電界効果トランジスタとして設計す
るのが有利である。

変換器１８の出力Ａは、サーボ制御装置１９の
入力に接続されている。サーボ制御装置１９はモ
ータＭを包含しており、このモータＭは、正また
は負の電圧の供給を受けると、分圧計Ｒ１１のス
ライダSCHを１方向または他方向へ移動させ
る。分圧計Ｒ１１から取出された電圧は、駆動モ
ータ１５に供給される。

第２図に示されている回路は次のように動作す
る。前記方程式による和信号Ｓが、加算装置の出
力、すなわち演算増幅器Ａ１の出力に発生する。
排出動作の開始時に、スイツチＳ１は約10m sec
間閉じられる。スイツチＳ１を閉じるための信号
は、「型準備完了」信号と「蓄積シリンダの最小
充填度達成」信号とのアンド結合によつて得られ
る。これによつて、装置を始動させる時、蓄積シ
リンダの充填完了を要せずに、例えば型を待機位
置にもつて行くことが可能になる。スイツチＳ１
が閉じられると、制御回路Ａ２，Ｓ１，Ｒ９，Ａ
３，Ｒ８が閉成される。従つて、この和信号に比
例する電圧がＡ３の出力に発生する。抵抗Ｒ１０
の値が抵抗Ｒ９の値よりも実質的に大きいので、
抵抗Ｒ１０を流れる電流はＡ３の出力における電
圧に影響を及ぼさない。いま、和信号Ｓが正であ
るものと仮定する。これは、コンベヤスクリユー
８の速度が高すぎることを意味する。この場合
は、スイツチＳ３が閉じられ、モータＭに負電圧
が供給される。スイツチＳ１が開かれると、Ａ３
の出力電圧まで充電されたコンデンサＣ１が演算
増幅器Ａ４および抵抗Ｒ１０を経て放電するた
め、演算増幅器Ａ３の出力はゼロまで低下する。
この電圧の大きさが比較器COの限界電圧Us以
下に低下すると、スイツチＳ３が開く。スイツチ
Ｓ３の閉成と開放との間の時間間隔中、該モータ
は分圧計Ｒ１１のスライダSCHを移動させ、そ
れによつてこの場合は駆動モータ１５の速度を低
下せしめる。もし和信号Ｓが負ならば、スイツチ
Ｓ２がある時間の間閉じられて、駆動モータの速
度が増加せしめられる。和信号Ｓの大きさが大き
くなるほどコンデンサＣ１の放電は長時間かか
る。その結果、それぞれのスイツチＳ２またはＳ
３が閉じられている時間は短くまたは長くなる。
従つて、変換器１８はサーボ制御装置１９をして
モータＭに対しある時間間隔の間電圧を供給させ
る。この電圧供給の持続時間は、和信号Ｓの振幅
に依存する。和信号Ｓの符号は、モータＭをどち
らの方向に回転させるか、すなわち、駆動モータ
１５の速度、従つて、コンベヤスクリユー８の速
度を増大させるか減少させるかを決定する。

２つの比較器の基準電圧Usを選択することに
よつて、調整装置の応答感度を調節することがで
きる。もし、基準電圧Usを比較的大きく選べ
ば、和信号が小さい場合は駆動モータの速度は変
化せしめられない。

加算装置に供給される目標充填度の値は、少な
くとも蓄積シリンダの100％の充填度でなければ
ならず、好ましくは約105％になるように調節さ
れる。蓄積シリンダが最小充填度まで充填された
ときは、蓄積された体積が正確に目標排出体積に
一致する。５％の過剰は、それぞれの排出動作の
前に十分な材料が蓄積シリンダ１１内に存在して
いることを保証する。

以下においては、第３図および第４図を参照し
つつ本発明における調整と従来の調整との相違点
を説明する。

説明上、まず、コンベヤ装置の速度が正しく設
定されており、蓄積シリンダが例えば目標充填度
の105％まで充填されて５％に低下するまで排出
される（第３図および第４図参照）もの仮定す
る。この場合は、実際の充填度と目標充填度との
間の差はゼロとなるので、従来の方法においては
速度の補正はない。また、実際の充填体積と排出
体積との間の差もゼロなので、本発明の方法にお
ける和信号Ｓもゼロになり、従つて、本発明にお
いても速度の補正はない。

次に、何らかの理由により、一定速度であるに
も拘らずコンベヤ装置によつて運搬される量が
（例えばプラスチツク材料の組成の変化により）
約５％だけ増加したものと仮定すると、時刻ｔ＝
２における蓄積シリンダの充填度は110％にな
る。

従来の方法（第３図）においては、実際の充填
度が目標充填度を超えるので、コンベヤ装置の速
度が約５％減少され、ｔ＝２とｔ＝３との間でス
クリユーにより与えられる充填体積は約100％に
なる。蓄積シリンダは排出動作後10％の所で充填
開始になるので、蓄積シリンダの充填度はｔ＝３
において再び110％になる。これによつてコンベ
ヤ装置の速度は再び約５％だけ減少される。それ
によつて充填体積は約95％になる。従つて、時刻
ｔ＝４においては、蓄積シリンダの充填度は約
105％になるため、実際の充填度の目標充填度か
らの偏差はゼロになる。すなわち時刻ｔ＝４にお
いては速度は変化されない。しかし、充填体積は
依然として95％になつているので、時刻ｔ＝５に
おける蓄積シリンダの充填度は約100％になる。
そこで、速度は再び約５％だけ増加される。する
と、充填体積は100％になるので、時刻ｔ＝６に
おいては速度は再び約５％だけ増加される。時刻
ｔ＝７においては速度は変化せしめられないの
で、時刻ｔ＝８においては充填度は再び110％と
なり、以下同様に繰返される。この形式の調整が
安定的なものではないことは明らかである。

本発明の方法（第４図）においては、これに反
して、コンベヤ装置の速度が時刻ｔ＝２において
約10％だけ減少されるが、その理由は、まず第１
に実際の充填度が目標充填度を５％だけ超過して
いることによるものであり、第２には充填体積が
目標排出体積よりも５％多いことによる。この場
合、和信号は Ｓ＝110％−105％＋105％−100％＝＋10％ となる。補正後の充填体積は約95％になるので、
時刻ｔ＝３における蓄積シリンダの充填度は約
105％になり、従つて目標充填度に一致する。蓄
積シリンダの充填体積が95％になるので、和信号
は Ｓ＝105％−105％＋95％−100％＝−５％ となる。従つて、コンベヤ装置の速度は約５％だ
け増加される。こうして、充填体積は100％にな
る。時刻ｔ＝４においては、実際の充填度が目標
充填度に等しくなるので、コンベヤ装置の速度は
もはや変化されなくなる。この例においては、コ
ンベヤ装置の速度の修正は時刻ｔ＝３において完
了している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、調整自在のコンベヤ装置を有する押
出し機の構造図である。第２図は、第１図に示さ
れるコンベヤ装置に用いる速度調整器の、簡単化
されたブロツク図である。第３図は、従来技術に
よる調整過程を時間経過に従つて示す線図であ
る。第４図は、本発明による調整過程を時間経過
に従つて示す線図である。 ８……コンベヤスクリユー、１１……緩衝用蓄
積シリンダ、１２……プランジヤ、１４……位置
トランスジユーサ、１５……駆動モータ、１６…
…速度調整器、１７……加算装置、１８……電
圧／パルス持続時間変換器、１９……サーボ制御
装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 押出し機のコンベヤ装置の速度を調整する方
   法であつて、上記押出し機は緩衝用蓄積シリンダ
   から所定排出体積の材料が排出される前にコンベ
   ヤ装置の速度に応答して各排出サイクルの開始時
   に上記緩衝用蓄積シリンダ内に特定体積の材料を
   準備するようになつており、また上記緩衝用蓄積
   シリンダの実際の充填度が各作業サイクル中の特
   定時に検出され上記コンベヤ装置の速度が上記実
   際の充填度に応じて調整されるものにおいて、 上記緩衝用蓄積シリンダの上記実際の充填度の
   他に実際の充填体積が各排出動作の前に測定さ
   れ、 これらの測定によつて発生した信号が目標充填
   度と目標排出体積とに関するあらかじめ設定され
   ている信号と組合わされて次の方程式 Ｓ＝実際の充填度−目標充填度 ＋実際の充填体積−目標排出体積 に従つて和信号Ｓを形成するよう変換され、 上記和信号Ｓが上記コンベヤ装置の速度制御装
   置へ供給されること、を特徴とする押出し機のコ
   ンベヤ装置の速度を調整する方法。 ２ 特許請求の範囲第１項の方法であつて、上記
   和信号から時間制御信号が形成され、上記時間制
   御信号の持続時間中上記和信号の符号に依存して
   上記コンベヤ装置の速度が増加または減少される
   こと、を特徴とする押出し機のコンベヤ装置の速
   度を調整する方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項の方法で
   あつて、上記目標充填度が上記目標排出体積の約
   105％に相当するように設定されていることを特
   徴とする押出し機のコンベヤ装置の速度を調整す
   る方法。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かに記載の方法であつて、上記材料を満たされる
   べき型の受容可能性が各排出動作の前に検出さ
   れ、上記型の準備が完了し且つ上記緩衝用蓄積シ
   リンダの実際の充填度が最小充填度に達した時排
   出動作が開始されること、を特徴とする押出し機
   のコンベヤ装置の速度を調整する方法。 ５ 押出し機のコンベヤ装置の速度を調整する装
   置であつて、上記押出し機は特定体積の材料を収
   容するための緩衝用蓄積シリンダと上記緩衝用シ
   リンダ内を移動しうるようになつている排出装置
   とをもち、また上記押出し機は、上記排出装置に
   連結されている位置トランスジユーサと、上記緩
   衝用蓄積シリンダの目標充填度を調節するための
   設定点発生器と、上記位置トランスジユーサおよ
   び上記設定点発生器に接続された比較器と、上記
   比較器の出力に接続された速度制御装置と、を包
   含するものにおいて、 上記緩衝用蓄積シリンダの充填体積信号を発生
   するための変換器が備えられ、 特定の排出体積を表わす信号を発生するための
   信号発生器が備えられ、 また、上記比較器が加算装置として設計され且
   つ構成されていて上記加算装置の正入力端子が上
   記位置トランスジユーサおよび上記変換器に接続
   され、上記加算装置の負入力端子が上記設定点発
   生器および上記排出体積の信号発生器に接続され
   ていること、を特徴とする押出し機のコンベヤ装
   置の速度を調整する装置。 ６ 特許請求の範囲第５項の装置であつて、上記
   加算装置が和信号に対する符号検出器を包む振
   幅／パルス持続時間変換器の入力端子に接続さ
   れ、上記コンベヤ装置の速度を調整するためのサ
   ーボ制御装置が上記変換器の出力端子に接続され
   ていることを特徴とする押出し機のコンベヤ装置
   の速度を調整する装置。 ７ 特許請求の範囲第６項の装置であつて、上記
   符号検出器が原点に関して対称な基準電圧を有す
   る比較器アセンブリを包んでおり、上記比較器ア
   センブリが上記和信号を受信するための入力端子
   と２つの出力端子とを包み、上記２つの出力端子
   のそれぞれがスイツチに接続され上記スイツチの
   それぞれが正電源または負電源を上記サーボ制御
   装置に接続する導線に接続されていることを特徴
   とする押出し機のコンベヤ装置の速度を調整する
   装置。 ８ 特許請求の範囲第６項または第７項の装置で
   あつて、上記和信号の振幅を放電回路の時定数に
   従つて減少せしめる上記放電回路へ上記符号検出
   器の入力がスイツチされるようになつていること
   を特徴とする押出し機のコンベヤ装置の速度を調
   整する装置。 ９ 特許請求の範囲第６項ないし第８項のいずれ
   かに記載の装置であつて、上記振幅／パルス持続
   時間変換器の入力部が上記和信号に対する制御自
   在の伝達スイツチであつて上記和信号を上記振
   幅／パルス持続時間変換器へ伝達するために排出
   動作の開始時に短時間作動される上記伝達スイツ
   チを包含していることを特徴とする押出し機のコ
   ンベヤ装置の速度を調整する装置。