(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機のＴダイより押出された溶融シートをキャストロールにより所定の温度に冷却させると共に、前記キャストロールを通過する溶融シートにタッチロールを接圧して所定の厚さのシートに成形するシート成形機からなり、前記キャストロールを主速度設定器に設定した速度設定値に基づき第１のモータ駆動制御装置を介して第１のロール駆動モータを速度制御することにより回転駆動し、前記タッチロールを前記主速度設定器に設定した速度設定値をドロー設定器により調整可能にすると共に第２のモータ駆動制御装置を介して第２のロール駆動モータを速度制御することにより回転駆動するように構成したシート成形機の運転制御方法において、
前記タッチロールを回転駆動する第２のロール駆動モータの駆動制御を行う第２のモータ駆動制御装置に、速度指令部とトルク指令部とを設けて、前記主速度設定器に設定した速度設定値を前記ドロー設定器により調整可能にして前記速度指令部へ入力して第２のロール駆動モータの速度制御を行うと共に、前記トルク指令部に外部操作可能にトルク制限値を調整設定し得るトルクリミッタを接続して第２のロール駆動モータのトルク制限制御を行い、前記タッチロールの回転速度を前記キャストロールの回転速度に追従させることを特徴とするシート成形機の運転制御方法。
【請求項２】
前記タッチロールを回転駆動する第２のロール駆動モータのトルク制限制御に際し、前記トルクリミッタに設定するトルク制限値をタッチロールを駆動するメカニカルロストルク値相当に設定してなる請求項１記載のシート成形機の運転制御方法。
【請求項３】
前記モータ駆動制御装置は、ベクトル制御インバータ装置からなる請求項１または２記載のシート成形機の運転制御方法。
【請求項４】
前記モータ駆動制御装置は、サーボモータ制御装置からなる請求項１または２記載のシート成形機の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出機のＴダイによって押出し成形するシート製造装置に係り、特にＴダイから押出される溶融シートをキャストロールおよびタッチロールを介して所定の厚さに成形する際に、前記ロールの速度差による悪影響を防止して常に品質の安定したシートを成形するためのシート成形機の運転制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シート製造装置は、押出機、Ｔダイ、シート成形機および巻取機等によって構成されている。しかるに、シートの成形に際しては、Ｔダイより押出された溶融シートを、キャストロール（第１の冷却ロール）およびこれに接圧するタッチロール等からなるシート成形機を介して所定の厚さに連続成形されて、順次巻取機に巻回するように構成したものが知られている。
【０００３】
従来のシート製造装置におけるキャストロールとこれに接圧するタッチロールとの駆動制御においては、各ロールに対しそれぞれ速度制御を行うように構成され、両ロールの速度偏差によるシートに与えるストレスを防止するため、例えばタッチロールに対する速度指令の修正が定期的に実施されている。
【０００４】
すなわち、キャストロールおよびタッチロールの駆動制御を、それぞれ速度制御により行う場合、キャストロールに対するタッチロールの微小な速度差が、長期的にシートへのストレスとして溜り、これがシートの表面に対し傷や厚さムラとして発生する。このため、キャストロールの回転速度を基準として、タッチロールの回転速度の比率を一定に保持するように、速度指令の修正を人為的に行うドロー制御（速度比率制御）方式が採用されている。
【０００５】
しかるに、前記シート成形機におけるキャストロールとこれに接圧するタッチロールとの駆動を行う速度制御は、図３に示すような回路構成によって行われる。すなわち、図３において、Ｔダイ１０より押出される溶融シート１２は、キャストロール１４およびこれに接圧するタッチロール１６を介して所定の厚さに連続成形される。この場合、キャストロール１４は所定の位置に位置決め固定され、このキャストロール１４に対しタッチロール１６が、適宜シリンダ１８を介して接圧するように構成配置されている。
【０００６】
前記キャストロール１４とタッチロール１６とは、それぞれ独立したサーボモータ２０（Ｍ１）および２２（Ｍ２）により駆動されるよう構成されると共に、各サーボモータ２０および２２はそれぞれベクトル制御インバータ装置２１および２３により前記各ロール１４および１６の速度制御を行うように構成される。そして、前記各ベクトル制御インバータ装置２１および２３に対しては、主速度設定器２４で設定された速度指令値が供給されるように構成されると共に、タッチロール１６に対するサーボモータ２２の速度制御を行うためのベクトル制御インバータ装置２３については、ドロー設定器２５を介して前記度指令値を供給し得るように構成されている。
【０００７】
このように構成された速度制御回路によれば、キャストロール１４は主速度設定器２４で設定された速度指令値に基づいて、ベクトル制御インバータ装置２１およびサーボモータ２０（Ｍ１）により速度制御を行う。このキャストロール１４の速度制御による回転速度を基準値として、タッチロール１６の回転速度の比率を一定に保持するようにドロー設定器２５を人為的に調整し、ベクトル制御インバータ装置２３およびサーボモータ２２（Ｍ２）を介して前記タッチロール１６の速度制御を行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のシート成形機における速度制御からなる運転制御方法によれば、キャストロール１４およびタッチロール１６を、それぞれ共通の速度制御方式により駆動制御し、オペレータが両ロール駆動電流計を見ながらドロー設定器２５を調整するため、キャストロール１４とタッチロール１６との間において速度差が生じる。この速度差は、ロール駆動電流と実際のロール回転速度との間の電気的または機械的要因から発生する設定速度誤差となって生じるものである。従って、図４に示すように、例えばタッチロール１６の回転速度がキャストロール１４の回転速度より低い場合、サーボモータ２２の回転が不規則になってそのトルク値が１〜２時間の周期で急増する。この結果、トルク値が急落したときに、溶融シート１２が両ロール間を所定速度を超えて通過し、タッチロール１６が当接するシート表面に傷や厚さムラを生じさせる難点がある。このため、タッチロール１６に対しては、定期的にドロー設定器２５を調整して、その回転速度を調節しなければならないという不都合があった。また、前記調整を怠ると、サーボモータ２２の焼損に至る恐れがある。
【０００９】
そこで、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、Ｔダイから押出し成形される溶融シートに対し、キャストロールにおける駆動制御は、速度設定部において設定した速度指令を第１のモータ駆動制御装置を介して回転速度が一定となるように第１のロール駆動モータの速度制御により行い、またタッチロールにおける駆動制御は、速度設定部において設定した速度指令をドロー設定器により調整可能にすると共に第２のモータ駆動制御装置を介して回転速度が一定となるように第２のロール駆動モータの速度制御により行うと共に、トルクリミッタにおいて設定したトルク制限指令を前記第２のモータ駆動制御装置を介してトルク制限制御を行うことにより、タッチロールに対する速度調整を定期的に実施することなく、常に安定した良品質のシートの成形を長期的に安定して行うことができるシート成形機の運転制御を達成することができることを突き止めた。
【００１０】
従って、本発明の目的は、Ｔダイより押出される溶融シートをキャストロールとこれに接圧するタッチロールとにより成形するに際して、キャストロールに対するタッチロールの駆動制御にトルク制限を行う制御を付加することにより、定期的な速度調整を行うことなく長期的に良品質のシートを安定かつ簡便に成形することができるシート成形機の運転制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るシート成形機の運転制御方法は、押出機のＴダイより押出された溶融シートをキャストロールにより所定の温度に冷却させると共に、前記キャストロールを通過する溶融シートにタッチロールを接圧して所定の厚さのシートに成形するシート成形機からなり、前記キャストロールを主速度設定器に設定した速度設定値に基づき第１のモータ駆動制御装置を介して第１のロール駆動モータを速度制御することにより回転駆動し、前記タッチロールを前記主速度設定器に設定した速度設定値をドロー設定器により調整可能にすると共に第２のモータ駆動制御装置を介して第２のロール駆動モータを速度制御することにより回転駆動するように構成したシート成形機の運転制御方法において、
前記タッチロールを回転駆動する第２のロール駆動モータの駆動制御を行う第２のモータ駆動制御装置に、速度指令部とトルク指令部とを設けて、前記主速度設定器に設定した速度設定値を前記ドロー設定器により調整可能にして前記速度指令部へ入力して第２のロール駆動モータの速度制御を行うと共に、前記トルク指令部に外部操作可能にトルク制限値を調整設定し得るトルクリミッタを接続して第２のロール駆動モータのトルク制限制御を行い、前記タッチロールの回転速度を前記キャストロールの回転速度に追従させることを特徴とする。
【００１２】
この場合、前記タッチロールを回転駆動する第２のロール駆動モータのトルク制限制御に際し、前記トルクリミッタに設定するトルク制限値をタッチロールを駆動するメカニカルロストルク値相当に設定することができる。
【００１３】
また、前記モータ駆動制御装置としては、ベクトル制御インバータ装置あるいはサーボモータ制御装置を使用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るシート成形機の運転制御方法につき、この方法を実施する装置との関係において、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るシート成形機の運転制御方法の一実施例を示す制御系統図である。なお、この運転制御方法を実施するためのシート製造装置の基本的な構成は従来装置と同様であり、その主要な制御系統の構成も図３に示す構成と同じである。
【００１６】
しかるに、本実施例においては、キャストロール１４に対する駆動制御は、図３に示すようにモータ駆動制御装置としてのベクトル制御インバータ装置２１を使用したロール駆動モータとしてのサーボモータ２０の速度制御方式が適用される。そして、本実施例においては、タッチロール１６に対し、図１に示す制御系統の構成によって、モータ駆動制御装置としてのベクトル制御インバータ装置２３を使用したロール駆動モータとしてのサーボモータ２２の速度制御方式およびトルク制御方式が適用される。
【００１７】
そこで、本実施例において、前記タッチロール１６を駆動制御するためのサーボモータ２２に対するタッチロール駆動制御装置３０は、ベクトル制御インバータ装置２３および速度指令部３２とトルク指令部３４とから構成される。そして、前記速度指令部３２に対しては、前述したキャストロール１４の駆動制御を行うサーボモータ２０に対するベクトル制御インバータ装置２１へ速度指令を発生する主速度設定器２４（図３参照）と、ドロー設定器２５を介して接続される。また、前記トルク指令部３４に対しては、トルク制限値を外部操作によって調整設定が可能なトルクリミッタ３５と接続される。
【００１８】
次に、このように構成された制御系統に基づくシート成形機の運転制御方法について説明する。
【００１９】
まず、キャストロール１４は、前述したように、主速度設定器２４により設定された速度設定値を、キャストロール１４の駆動制御を行うサーボモータ２０に対するベクトル制御インバータ装置２１に入力して、キャストロールの速度制御を行うように設定する。従って、この場合、キャストロール１４は、図２に示すように、所要のトルクにより一定の回転速度で駆動される。
【００２０】
これに対し、タッチロール１６は、図１に示すように、ベクトル制御インバータ装置２３を含むタッチロール駆動制御装置３０に設けた速度指令部３２に対して、前記主速度設定器２４により設定された速度設定値をドロー設定器２５を介して入力して、タッチロール１６の速度制御を行うよう設定すると共に、タッチロール駆動制御装置３０に設けたトルク指令部３４に対して、トルクリミッタ３５により設定されたトルク制限値を入力して、タッチロール１６のトルク制限制御を行うよう設定する。
【００２１】
すなわち、このタッチロール１６の駆動制御においては、図２に示すように、タッチロール１６のトルク値はトルク制限値に制限されてほぼ一定となるように駆動制御される。この結果、タッチロール１６の回転速度は、これが接圧するキャストロール１４の回転速度に追従して振れ回される傾向を示し、キャストロール１４の回転速度にほぼ一致するようにタッチロール１６の速度制御が達成される。
【００２２】
なお、この場合、トルクリミッタ３５に設定するトルク制限値は、タッチロール１６を駆動するメカニカルロストルク値相当に設定すれば、タッチロール１６の回転速度をキャストロール１４の回転速度によって、極めて良好に追従して振れ回されるようにすることができる。
【００２３】
なお、本実施例においては、モータ駆動制御装置としてベクトル制御インバータ装置を使用した場合について説明したが、これに代えてサーボモータ制御装置を使用することもできる。さらに、ロール駆動モータとして、サーボモータを使用した場合について説明したが、これに代えて誘導電動機等を使用することもできる。
【００２４】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更を行うことができる。
【００２５】
【発明の効果】
前述した実施例から明らかなように、本発明に係るシート成形機の運転制御方法は、押出機のＴダイより押出された溶融シートをキャストロールにより所定の温度に冷却させると共に、前記キャストロールを通過する溶融シートにタッチロールを接圧して所定の厚さのシートに成形するシート成形機からなり、前記キャストロールを主速度設定器に設定した速度設定値に基づき第１のモータ駆動制御装置を介して第１のロール駆動モータを速度制御することにより回転駆動し、前記タッチロールを前記主速度設定器に設定した速度設定値をドロー設定器により調整可能にすると共に第２のモータ駆動制御装置を介して第２のロール駆動モータを速度制御することにより回転駆動するように構成したシート成形機の運転制御方法において、前記タッチロールを回転駆動する第２のロール駆動モータの駆動制御を行う第２のモータ駆動制御装置に、速度指令部とトルク指令部とを設けて、前記主速度設定器に設定した速度設定値を前記ドロー設定器により調整可能にして前記速度指令部へ入力して第２のロール駆動モータの速度制御を行うと共に、前記トルク指令部に外部操作可能にトルク制限値を調整設定し得るトルクリミッタを接続して第２のロール駆動モータのトルク制限制御を行い、前記タッチロールの回転速度を前記キャストロールの回転速度に追従させるように設定することにより、所定の厚さを有する良品質シートを適正かつ安定に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシート成形機の運転制御方法を実施する制御回路の主要構成の一実施例を示す概略系統説明図である。
【図２】本発明のシート成形機における運転制御特性を示す制御特性線図である。
【図３】従来のシート成形機を運転制御するためのシート成形機の基本構成とその制御回路を示す概略系統説明図である。
【図４】従来のシート成形機における速度制御による運転制御特性を示す制御特性線図である。
【符号の説明】
１０  Ｔダイ
１２  溶融シート
１４  キャストロール
１６  タッチロール
１８  シリンダ
２０  サーボモータ（Ｍ１）（ロール駆動モータ）
２１  ベクトル制御インバータ装置（モータ駆動制御装置）
２２  サーボモータ（Ｍ２）（ロール駆動モータ）
２３  ベクトル制御インバータ装置（モータ駆動制御装置）
２４  主速度設定器
２５  ドロー設定器
３０  タッチロール駆動制御装置
３２  速度指令部
３４  トルク指令部
３５  トルクリミッタ
【図１】
0003576009.tif 000002
【図２】
0003576009.tif 000003
【図３】
0003576009.tif 000004
【図４】
0003576009.tif 000005