(57)【要約】【課題】本発明は、各々の水中カッティング装置において、生産運転開始前に、カッター刃の回転数に応じて変化する前方方向への最適なカッター刃押付け圧力曲線をシーケンサを用いてグラフ化することを目的とする。【解決手段】本発明によるプラスチック水中カッティング装置におけるカッター刃押付け圧力曲線の作成方法は、水中カッティング装置(1)のシーケンサ(34)を用いて、スクリュ式混練押出機の各機器を生産運転状態に設定した状態で樹脂を用いないで水中カッティング装置(1)を運転し、初期設定後、カッター刃(23)が前進基準位置まで前進した前進圧力のデータを用いてグラフ変換部(42)で圧力曲線に変換し、グラフ化して生産運転時に用いる方法である。【選択図】図１
2006240242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも初期設定部(40)、データ格納部(41)、グラフ変換部(42)、カッター駆動軸前進圧力検出部(43)、カッター駆動軸前進圧力制御部(44)、カッター駆動軸前進用電磁弁制御部(45)及びカッター駆動軸回転速度設定部(46)により構成されるシーケンサ(34)を用いて水中カッティング装置(1)のカッター刃(23)を有するカッター駆動軸(21)の動作を制御する場合、前記初期設定部(40)にて、測定するカッター駆動軸回転数、前進基準位置、前進検出時間及び前記カッター駆動軸の前進圧力を０ＭＰａＧにて設定を行い、前記前進基準位置は、前記シーケンサ(34)の基準前進位置設定部(50)に記憶させ、前記初期設定部(40)における初期設定で設定された速度にて前記カッター駆動軸(21)を駆動するためのカッター駆動モータ(4)を起動し、カッター駆動軸前進用電磁弁(32)を入にし、前記カッター駆動軸前進圧力検出部(43)の前進検出時間設定部(52)にて、初期設定された前進検出時間経過後、前記カッター刃(23)の位置を検出する位置センサ(33)により、前記カッター刃(23)の現在位置を現在位置設定部(51)に記憶し、前記カッター駆動軸前進圧力検出部(43)のカッター駆動軸前進検出部(53)にて、前記カッター刃(23)前進の確認を行い、前記カッター駆動軸(21)の後退位置への戻り時間を確保するため、タイマーを一定時間作動させ、シーケンス動作を待ちの状態とし、前記カッター駆動軸(21)が後退位置に戻り、前記タイマー作動後に、その直前のカッター駆動軸前進圧力に所定の圧力を加え、再度前記カッター駆動軸前進用電磁弁(32)を入として再度前記カッター刃(23)前進の確認を行い、前記前進検出時間後の前記カッター刃(23)の現在位置が前記前進基準位置に達していれば、前進したと判断し、その時のカッター駆動軸前進圧力を前記カッター駆動軸回転数と共に前記シーケンサ(34)のデータ格納部(41)に記憶し、その後、前記カッター駆動軸前進用電磁弁(32)を切とし、前記カッター駆動軸(21)を後退位置（出発位置）に戻してそのカッター駆動軸回転数の測定を終了し、前記各シーケンス動作を初期設定にて設定したカッター駆動軸回転数の測定を行い、前記シーケンサ(34)のグラフ変換部(42)にてデータ集計し、グラフに変換して圧力曲線を表示することを特徴とするプラスチック水中カッティング装置におけるカッター刃押付け圧力曲線の作成方法。
【請求項２】
前記前進基準位置は、圧力の付加により前記カッター刃(23)が出発点から前進したと判断できる位置であり、前記前進検出時間は、圧力付加開始から前記カッター刃(23)の前進した位置を測定するまでの時間であることを特徴とする請求項１記載のプラスチック水中カッティング装置におけるカッター刃押付け圧力曲線の作成方法。
【請求項３】
前記カッター刃(23)の現在位置が前記前進基準位置に達していない時、前進しなかったと判断し前記カッター駆動軸前進用電磁弁(32)を切として前記カッター駆動軸(21)を後退位置すなわち出発位置に戻すことを特徴とする請求項１又は２記載のプラスチック水中カッティング装置におけるカッター刃押付け圧力曲線の作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック水中カッティング装置（以下、水中カッティング装置と略称する）におけるカッター刃押付け圧力曲線の作成方法に関し、特に、装置の設置後生産運転開始前に、基準となるカッター刃押付け圧力曲線をシーケンサを用いてグラフに作成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラスチック原料を溶融混練し、ペレット化する大容量の造粒方法として、スクリュ式混練押出機により溶融混練し、ダイスを経て水中カッティング装置へ押出し、冷却用温水中において、回転するカッター刃により連続的に切断することが行われている。このような水中カッティング装置において、カッター刃はダイス表面に所定の押付け力により押付けられた状態で摺動回転し、運転時間の経過とともに摩耗する。このようなカッター刃の摩耗に対し、正常なカッティングによる造粒が継続されるように、カッター刃がダイス表面に常時所定の押付け力を維持して押付けられるための制御が、従来より行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、前記特許文献１に示されるカッター刃の押付け力の制御方法では、水中カッティング装置はスクリュ式混練押出機の先端に設けられたマニホールドに密着固定され、マニホールドに固定されるダイス、ダイスに組付けられるカッターケース、カッターケースに組付けられるカッター装置及び回転駆動モータにより構成され、さらに制御装置を内蔵する押圧用媒体供給装置を連結して構成されている。このように構成される水中カッティング装置において、押圧用媒体供給装置によりカッター装置内のカッター駆動軸を前後進させ、前進によりカッター駆動軸の先端に設けられたカッター刃をダイス表面に押付け、その押付け圧力が制御装置により制御されている。
【０００４】
前述の運転状態において、前記ダイス表面に対する前記カッター刃の押付け力Ｐは以下の式に示す要素により構成されている。
Ｐ＝Ｆｆ＋Ｆｓ−Ｆｂ−Ｆｗ−Ｆｒ
Ｆｆ：押圧用媒体により前方へ押付ける力（前進圧力）
Ｆｓ：カッター刃の回転による前方への推力
Ｆｂ：押圧用媒体により後方へ引戻す力
Ｆｗ：カッターケース内の冷却用温水の圧力により後方へ押戻す力
Ｆｒ：カッター駆動軸の前後進時の軸方向摺動抵抗力
【０００５】
前記カッター刃は常時前記ダイス表面に接触して摺動回転する必要があるが、摺動によりカッター刃は摩耗する。従って、前記押付け力Ｐは、正常な切断状態を維持しながらカッター刃の摩耗を極力小さくするように、常時所定の大きさになるように制御される必要がある。押付け力Ｐを構成する各要素において、前記前進圧力Ｆｓは前記カッター駆動軸の回転数により、前記後方へ押戻す力Ｆｗは前記カッターケース内の冷却用温水中の圧力により、それぞれ予め推定が可能である。また、前記軸方向摺動抵抗力Ｆｒについても予め予測が可能である。前記後方へ引戻す力Ｆｂ及び前記前方へ押付ける力Ｆｆについては、前期押圧用媒体供給装置において、それぞれの圧力調整弁の供給設定圧力を設定することにより可能である。
【０００６】
【特許文献１】特公平７−８０１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の水中カッティング装置のカッター刃押付け圧力制御方法は以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、運転開始前の制御装置における補正のための設定において、カッター刃の回転数に応じて変化する前方方向への推力に対する圧力曲線が最適なものではない場合があった。この圧力曲線は過去の経験に基づいて作成されており、各々の水中カッティング装置に最適なものとは言えなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による水中カッティング装置におけるカッター刃押付け圧力曲線の作成方法は、少なくとも初期設定部、データ格納部、グラフ変換部、カッター駆動軸前進圧力検出部、カッター駆動軸前進圧力制御部、カッター駆動軸前進用電磁弁制御部及びカッター駆動軸回転速度設定部により構成されるシーケンサを用いて水中カッティング装置のカッター刃を有するカッター駆動軸の動作を制御する場合、前記初期設定部にて、測定するカッター駆動軸回転数、前進基準位置、前進検出時間及び前記カッター駆動軸の前進圧力を０ＭＰａＧにて設定を行い、前記前進基準位置は、前記シーケンサの基準前進位置設定部に記憶させ、前記初期設定部における初期設定で設定された速度にて前記カッター駆動軸を駆動するためのカッター駆動モータを起動し、カッター駆動軸前進用電磁弁を入にし、前記カッター駆動軸前進圧力検出部の前進検出時間設定部にて、初期設定された前進検出時間経過後、前記カッター刃の位置を検出する位置センサにより、前記カッター刃の現在位置を現在位置設定部に記憶し、前記カッター駆動軸前進圧力検出部のカッター駆動軸前進検出部にて、前記カッター刃前進の確認を行い、前記カッター駆動軸の後退位置への戻り時間を確保するため、タイマーを一定時間作動させ、シーケンス動作を待ちの状態とし、前記カッター駆動軸が後退位置に戻り、前記タイマー作動後に、その直前のカッター駆動軸前進圧力に所定の圧力を加え、再度前記カッター駆動軸前進用電磁弁を入として再度前記カッター刃前進の確認を行い、前記前進検出時間後の前記カッター刃の現在位置が前記前進基準位置に達していれば、前進したと判断し、その時のカッター駆動軸前進圧力を前記カッター駆動軸回転数と共に前記シーケンサのデータ格納部に記憶し、その後、前記カッター駆動軸前進用電磁弁を切とし、前記カッター駆動軸を後退位置（出発位置）に戻してそのカッター駆動軸回転数の測定を終了し、前記各シーケンス動作を初期設定にて設定したカッター駆動軸回転数の測定を行い、前記シーケンサのグラフ変換部にてデータ集計し、グラフに変換して圧力曲線を表示する方法であり、また、前記前進基準位置は、圧力の付加により前記カッター刃が出発点から前進したと判断できる位置であり、前記前進検出時間は、圧力付加開始から前記カッター刃の前進した位置を測定するまでの時間とする方法であり、また、前記カッター刃の現在位置が前記前進基準位置に達していない時、前進しなかったと判断し前記カッター駆動軸前進用電磁弁を切として前記カッター駆動軸を後退位置すなわち出発位置に戻す方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による水中カッティング装置におけるカッター刃押付け圧力曲線の作成方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。すなわち、生産運転に先立ち、スクリュ式混練押出機の各機器が生産運転状態に設定された状態で水中カッティング装置が運転され、実際の運転状態から得られたデータに基づいて圧力曲線が設定されることにより、各々の水中カッティング装置の実機による運転に基づく最適な圧力曲線が得られるようになった。そのようにして得られた圧力曲線に基づいて水中カッティング装置の押付け力Ｐが制御されることにより、常時、最適な所定の押付け力Ｐによる運転が可能とり、カッター刃の摩耗が正常となり、正常な切断が行われ、生産性を低下させることがなくなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、装置の設置後生産運転開始前に、基準となるカッター刃押付け圧力曲線をシーケンサを用いて各部のデータを収集して記憶し、グラフに表示するようにしたプラスチック水中カッティング装置におけるカッター刃押付け圧力曲線の作成方法を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１１】
以下、図面と共に本発明による水中カッティング装置におけるカッター刃押付け圧力曲線の作成方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１において、符号１で示されるものは水中カッティング装置であり、この水中カッティング装置１はカッター装置２、ダイス３、カッター駆動モータ４および制御装置を内蔵する前後移動用エアーユニット５により構成されている。前記カッター装置２はカッター駆動軸２１、カッター駆動軸２１の先端に設けられたカッターホルダ２２及びカッターホルダ２２の前面に放射状に組付けられた複数枚のカッター刃２３により構成されている。また、カッター駆動軸２１の後端はカッター駆動モータ４に連結され、カッター駆動軸２１の先端部、カッターホルダ２２及びカッター刃２３は図示しないカッターケースの一方の側から内部へ突出し、カッターケースの他方の側に固定されたダイス３の表面に対面している。このダイス３の裏面側はスクリュ式混練押出機の先端に設けられたマニホールド６に密着固定されている。
【００１２】
前記前後移動用エアーユニット５は駆動媒体装置３１、カッター駆動軸前進用電磁弁３２、位置センサ３３及びシーケンサ３４により構成されている。この駆動媒体装置３１はカッター駆動軸前進用電磁弁３２を介して前記カッター装置２へ連結され、位置センサ３３は、前記カッターケース内において、前記カッターホルダ２２の外周部に設けられた図示しない位置検出マークから放射線方向に離れた位置に設けられている。
【００１３】
前記シーケンサ３４は初期設定部４０、データ格納部４１、グラフ変換部４２、カッター駆動軸前進圧力検出部４３、カッター駆動軸前進圧力制御部４４、カッター駆動軸前進用電磁弁制御部４５及びカッター駆動軸回転速度設定部４６により構成されている。前記初期設定部４０には前進基準位置、前進検出時間及び複数の測定速度が設定可能に構成されている。前記カッター駆動軸前進圧力検出部４３は、さらに、メモリを有する基準前進位置設定部５０、メモリを有する現在位置設定部５１、前進検出時間設定部５２、カッター駆動軸前進検出部５３及びカッター駆動軸前進圧力設定部５４により構成されている。
【００１４】
前記シーケンサ３４の初期設定部４０において、前進基準位置は前記カッター駆動軸前進圧力検出部４３の基準前進位置設定部５０へ、前進検出時間は前進検出時間設定部５２へ、複数の測定速度は前記データ格納部４１及び前記カッター駆動軸回転速度設定部４６へ、さらにカッター駆動軸回転速度設定部４６は前記カッター駆動モータ４へ、それぞれ連結されている。前記カッター駆動軸前進圧力検出部４３は前記データ格納部４１へ接続されると共に、基準前進位置設定部５０がカッター駆動軸前進検出部５３へ、カッター駆動軸前進圧力設定部５４が前進検出時間設定部５２、前記カッター駆動軸前進圧力制御部４４及び前記カッター駆動軸前進用電磁弁制御部４５へ、前進検出時間設定部５２が現在位置設定部５１を介してカッター駆動軸前進検出部５３へ、それぞれ接続されている。前記カッター駆動軸前進圧力制御部４４は前記駆動媒体装置３１へ、カッター駆動軸前進用電磁弁制御部４５は前記カッター駆動軸前進用電磁弁３２へ、現在位置設定部５１は前記位置センサ３３へ、それぞれ接続されている。
【００１５】
以上のように構成された水中カッティング装置１において、図２のフロー図と共にカッター刃押付け圧力曲線を作成する場合について説明する。まず、スクリュ式混練押出機および周辺機器を生産運転の場合と同じ状態に設定し、水中カッティング装置１のカッターケースに冷却用温水を流動させる。ただし、スクリュ式混練押出機は運転せず、プラスチック原料は流さない。また、シーケンサ３４の初期設定部４０において、前進基準位置（圧力の付加によりカッター刃２３が出発点から前進したと判断できる位置）、前進検出時間（圧力の付加の開始からカッター刃２３の前進した位置を測定するまでの時間）及び複数のカッター駆動軸回転速度を入力する。
【００１６】
第１ステップ２００として、初期設定部４０にて、測定する速度ポイントであるカッター駆動軸回転数、前進基準位置、前進検出時間及び前記カッター駆動軸の前進圧力を０ＭＰａＧにて設定を行う。ここで設定された前進基準位置は、前記シーケンサの基準位置設定部に記憶させる。
第２ステップ２０１として、初期設定で設定された速度にて前記カッター駆動モータ４を起動し、カッター駆動軸前進用電磁弁３２を入にする。
第３ステップ２０２として、前進検出時間設定部５２にて、初期設定された前進検出時間経過後、カッター刃２３の位置を検出する位置センサ３３により、カッター刃２３の現在位置を現在位置設定部５０に記憶する。
第４ステップ２０３として、カッター駆動軸前進圧力検出部５３にて、カッター刃２３の前進の確認を行う。
第５ステップ２０４として、カッター刃２３の現在位置が前進基準位置に達していない場合、前進しなかったと判断し、カッター駆動軸前進用電磁弁３２を切にしてカッター駆動軸２１を後退位置（出発位置）に戻す。すなわち、カッター刃がある程度前進していても、前進検出時間内に前進基準位置に達していない場合は、前進なしとして処理する。
第６ステップ２０５として、カッター駆動軸２１の後退位置への戻り時間を確保するため、タイマーを一定時間作動させ、シーケンスを待ちの状態とする。（フローでは一例として、作動時間を１０秒としている。）
第７ステップ２０６として、カッター駆動軸が後退位置に戻り、タイマー作動後に、直前のカッター駆動軸前進圧力に所定圧力の例えば０．０１ＭＰａＧを加え、再度カッター駆動軸前進用電磁弁３２を入にして再度カッター刃２３の前進の確認を行う。
第８ステップ２０７として、前進検出時間後のカッター刃の現在位置が前進基準位置に達していれば、前進したと判断し、その時のカッター駆動軸前進圧力をカッター駆動軸回転数と共にデータ格納部４１に記憶する。
第９ステップ２０８として、カッター駆動軸前進圧力を記憶した後、カッター駆動軸前進用電磁弁を切にし、カッター駆動軸を後退位置（出発位置）に戻してその速度ポイントであるカッター駆動軸回転数分の測定を終了する。
上記一連のシーケンスを初期設定にて設定した速度ポイントであるカッター駆動軸回転数分の測定を行い、グラフ変換部４２にてデータ集計し、圧力曲線に変換した圧力特性のグラフ化を行う。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、水中カッティング装置に限ることなく、他の各種産業機械における切断装置等への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるプラスチック水中カッティング装置におけるカッター刃押付け圧力曲線の作成方法を示す構成図である。
【図２】図１の構成の動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００１９】
１    水中カッティング装置
３    ダイス
４    カッター駆動モータ
２１    カッター駆動軸
２３    カッター刃
３１    駆動媒体装置
３２    カッター駆動軸前進用電磁弁
３３    位置センサ
３４    シーケンサ
４０    初期設定部
４１    データ格納部
４２    グラフ変換部
４３    カッター駆動軸前進圧力検出部
４４    カッター駆動軸前進圧力制御部
４５    カッター駆動軸前進用電磁弁制御部
４６    カッター駆動軸回転速度設定部
５０    基準前進位置設定部
５１    現在位置設定部
５２    前進検出時間設定部
５３    カッター駆動軸前進検出部
５４    カッター駆動軸圧力設定部
【図１】
2006240242.tif 000003
【図２】
2006240242.tif 000004