(57)【要約】【課題】バッチ間或いは同一バッチで押出材の引取り速度を変更する場合があっても、常に、精度よく目標寸法の厚さの押出材を得られるようにする押出機の押出材寸法制御方法および装置を提供する。【解決手段】押出材Ｒが押出機８から押出された時点から寸法センサ２により押出材Ｒの厚さ寸法を検知する時点までの検知前時間を予め一定時間として設定し、この検知前時間と押出材Ｒの引取り速度とに基づいて、制御装置７により寸法センサ２が厚さ寸法を検知する検知位置を算出するとともに、サーボモータ４を制御してボールネジ３によりスライドバー１０を移動させることで、押出材Ｒの幅方向に間隔をあけて並設した寸法センサ２を算出した検知位置に移動させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機から押出された押出材の厚さ寸法を前記押出機と引取り手段との間に設置した寸法センサにより検知し、該検知寸法と予め設定した目標寸法との寸法差に基づいて前記引取り手段の引取り速度を該押出材の厚さを目標寸法にするように制御する押出機の押出材寸法制御方法であって、前記押出材が前記押出機から押出された時点から前記寸法センサが厚さ寸法を検知する時点までの検知前時間を予め一定時間として設定し、該検知前時間と前記引取り速度とに基づいて、前記寸法センサの検知位置を変化させる押出機の押出材寸法制御方法。
【請求項２】
前記検知位置の変化を、前記寸法センサの移動により行なう請求項１に記載の押出機の押出材寸法制御方法。
【請求項３】
前記検知位置の変化を、前記寸法センサを前記押出材の押出し方向に所定間隔に複数配設し、該複数の寸法センサの中から選択することで行なう請求項１に記載の押出機の押出材寸法制御方法。
【請求項４】
押出機から押出された押出材の厚さ寸法を検知する寸法センサを前記押出機と引取り手段との間に設け、該寸法センサによる検知寸法と予め設定した目標寸法との寸法差に基づいて前記押出材の厚さを目標寸法にするように前記引取り手段の引取り速度を制御する制御装置を設けた押出機の押出材寸法制御装置であって、前記寸法センサを前記押出材の押出し方向に進退移動可能に設け、前記制御装置に前記押出材が前記押出機から押出された時点から前記厚さ寸法を検知するまでの検知前時間を予め一定時間として設定するとともに、前記引取り速度を入力し、該検知前時間と前記引取り速度とに基づいて、前記寸法センサの検知位置に移動するように構成した押出機の押出材寸法制御装置。
【請求項５】
前記寸法センサの移動手段が、サーボモータと、該サーボモータに駆動されるボールネジとから構成される請求項４に記載の押出機の押出材寸法制御装置。
【請求項６】
押出機から押出された押出材の厚さ寸法を検知する寸法センサを前記押出機と引取り手段との間に設け、該寸法センサによる検知寸法と予め設定した目標寸法との寸法差に基づいて前記押出材の厚さを目標寸法にするように前記引取り手段の引取り速度を制御する制御装置を設けた押出機の押出材寸法制御装置であって、前記寸法センサを前記押出材の押出し方向に所定間隔に複数配設し、前記制御装置に前記押出材が前記押出機から押出された時点から前記厚さ寸法を検知するまでの検知前時間を予め一定時間として設定するとともに、前記引取り速度を入力し、該検知前時間と前記引取り時間とに基づいて、前記複数の寸法センサの中から検知位置に該当する寸法センサを選択するように構成した押出機の押出材寸法制御装置。
【請求項７】
前記寸法センサを前記押出材の幅方向に複数並設した請求項４〜６のいずれかに記載の押出機の押出材寸法制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出機の押出材寸法制御方法および装置に関し、さらに詳しくは、ゴムシート材等の押出機において、バッチ間或いは同一バッチで押出材の引取り速度を変更する場合があっても、常に、精度よく目標寸法の厚さの押出材を得られるようにした押出機の押出材寸法制御方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴムシート材等の押出材は、タイヤやその他のゴム製品等の材料として使用されている。従来、このような押出材は、押出機から押出された直後から経時的に収縮することにより寸法が変化するので、定位置に固定したセンサにより押出材の寸法（主に幅寸法）を検知し、この検知寸法と目標寸法との比較に基づいて、押出機から押出された押出材の引取り速度を制御して目標寸法の押出材を得るようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
押出材の種類によっては、目標厚さの押出材を得るようにすることが必要になることがある。例えば、横断面を固有の形状（以下、プロファイルという）に形成して押出材を押出す場合に、そのプロファイルどおりに押出されているか否かを把握するためには押出材の厚さ寸法を検知し、引取り速度を制御することになる。
【０００４】
プロファイルを有する押出材を押出す際には、押出機の押出口に設置される口金の形状もプロファイルとほぼ同形状となる。そのため、口金は幅方向位置によって、厚さ方向に突出する部分やくぼむ部分がある形状となり、押出される押出材により生じる摩耗具合が異なるようになって、経時的に幅方向位置で摩耗量に差異が生じ易くなる。したがって、所定のプロファイルの押出材を得るようにするには、押出材の厚さ寸法を精度よく検知して押出し操作をすることが重要になる。
【０００５】
ところで、押出機の供給量は後工程が要求する量や速度に応じて変化するために、バッチ間や同一バッチにおいても引取り速度を変更する場合がある。そのため、従来のように寸法センサが定位置にあって押出材の寸法を検知すると、引取り速度の変更により押出材が押出機から押出された時点から寸法を検知する時点までの検知前時間が変動する。この検知前時間に違いが生じると、寸法を検知する時点における押出材の寸法にも経時変化による差が生じるため、引取り速度が異なる場合に検知した寸法どうしの間に経時変化によるばらつきが生じる。そのため検知寸法と目標寸法との比較においても、このばらつきが影響し、適正な引取り速度の制御が困難になり、目標寸法の押出材を精度よく得ることができないという問題があった。
【特許文献１】特開平６−２４６８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、バッチ間或いは同一バッチで押出材の引取り速度を変更する場合があっても、常に、精度よく目標寸法の厚さの押出材を得られるようにする押出機の押出材寸法制御方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明の押出機の押出材寸法制御方法は、押出機から押出された押出材の厚さ寸法を前記押出機と引取り手段との間に設置した寸法センサにより検知し、該検知寸法と予め設定した目標寸法との寸法差に基づいて前記引取り手段の引取り速度を該押出材の厚さを目標寸法にするように制御する押出機の押出材寸法制御方法であって、前記押出材が前記押出機から押出された時点から前記寸法センサが厚さ寸法を検知する時点までの検知前時間を予め一定時間として設定し、該検知前時間と前記引取り速度とに基づいて、前記寸法センサの検知位置を変化させることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の押出機の押出材寸法制御装置は、押出機から押出された押出材の厚さ寸法を検知する寸法センサを前記押出機と引取り手段との間に設け、該寸法センサによる検知寸法と予め設定した目標寸法との寸法差に基づいて前記押出材の厚さを目標寸法にするように前記引取り手段の引取り速度を制御する制御装置を設けた押出機の押出材寸法制御装置であって、前記寸法センサを前記押出材の押出し方向に進退移動可能に設け、前記制御装置に前記押出材が前記押出機から押出された時点から前記厚さ寸法を検知するまでの検知前時間を予め一定時間として設定するとともに、前記引取り速度を入力し、該検知前時間と前記引取り速度とに基づいて、前記寸法センサの検知位置に移動するように構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、別の本発明の押出機の押出材寸法制御装置は、押出機から押出された押出材の厚さ寸法を検知する寸法センサを前記押出機と引取り手段との間に設け、該寸法センサによる検知寸法と予め設定した目標寸法との寸法差に基づいて前記押出材の厚さを目標寸法にするように前記引取り手段の引取り速度を制御する制御装置を設けた押出機の押出材寸法制御装置であって、前記寸法センサを前記押出材の押出し方向に所定間隔に複数配設し、前記制御装置に前記押出材が前記押出機から押出された時点から前記厚さ寸法を検知するまでの検知前時間を予め一定時間として設定するとともに、前記引取り速度を入力し、該検知前時間と前記引取り時間とに基づいて、前記複数の寸法センサの中から検知位置に該当する寸法センサを選択するように構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、押出材が押出機から押出された時点から寸法センサにより厚さ寸法を検知する時点までの検知前時間を予め一定時間として設定し、この検知前時間と押出材の引取り速度とに基づいて、寸法センサが厚さ寸法を検知する検知位置を変化させるようにしたので、バッチ間或いは同一バッチにおいて引取り速度を変更した場合であっても、常に同一の経時変化条件下で厚さ寸法を検知することができる。そのため、引取り速度が異なる時に検知する検知寸法どうしの間で、経時変化による影響が生じないように押出材の厚さ寸法を検知でき、これに伴い、検知寸法と目標寸法とを比較する際にも押出材の経時変化の影響が排除される。したがって、引取り速度を制御する際にも適正な制御を行なうことができ、目標寸法の厚さの押出材を精度よく得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の押出機の押出材寸法制御方法および装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図３に例示するように、第１実施形態の押出材寸法制御装置１は、押出機８と引取りコンベヤ９と間に配置されている。押出機８は、図示しない電動モータで回転するスクリュー軸を内設し、押出口８ａには押出材Ｒのプロファイルとほぼ同じ断面形状の孔が形成されている（詳しくは、押出口８ａにプロファイルとほぼ同じ断面形状の押出孔を形成した口金が設置されている）。引取りコンベヤ９は、押出機８から押出された押出材Ｒを搬送面に載せ、後工程に搬送する。
【００１３】
この押出材寸法制御装置１は、押出材Ｒの押出し方向に延設されたスライドガイドフレーム５の一端部をゴム押出機８の押出口８ａの下部に固定している。スライドガイドフレーム５の上面には押出材Ｒの上方を横断するようにスライドバー１０が設置されている。このスライドバー１０には、押出材Ｒの幅方向に間隔をあけて押出材Ｒの厚さ寸法を検知する３つの寸法センサ２が配置されている。スライドバー１０は、一端部をサーボモータ４に接続したボールネジ３に取付けられている。このスライドバー１０は、サーボモータ４の駆動でボールネジ３を回転させることにより、スライドガイドフレーム５にガイドされ、押出材Ｒの押出し方向と平行なボールネジ３の軸方向に進退し、押出材Ｒの上方位置で、押出し方向の任意の位置に３つの寸法センサ２を配置できるように構成されている。
【００１４】
押出材Ｒの幅方向に一直線状に並設された寸法センサ２は、押出材Ｒの厚さ方向に凹凸を有するプロファイルを把握するために、押出されてくる押出材Ｒの代表的な幅方向位置の厚さ寸法を検知する。並設する寸法センサ２の数や位置は、押出材Ｒのプロファイルに応じて決定され、上記に例示したものに限定されるものではない。１箇所の幅方向位置での寸法検知で十分であれば、寸法センサ２の設置数を１つにすることもできる。
【００１５】
それぞれの寸法センサ２の検知信号は制御装置７に入力され、この制御装置７から引取りコンベヤ９に対して引取り速度を制御する制御信号が入力される。また、引取りコンベヤ９の引取り速度データは制御装置７に入力され、制御装置７からはサーボモータ４に対して回転を制御する制御信号が入力される。
【００１６】
また、押出材Ｒが押出機８から押出された時点からそれぞれの寸法センサ２により厚さ寸法を検知する時点までの検知前時間が、予め一定時間として設定され、この検知前時間が制御装置７に入力されている。また、厚さ寸法を検知する時点での、それぞれの幅寸法位置における、即ち、それぞれの寸法センサ２について押出材Ｒの目標寸法が予め設定され、この目標寸法が制御装置７に入力されている。
【００１７】
以下、この押出材寸法制御装置１による押出材寸法制御方法について説明する。押出機８の電動モータを作動させスクリュー軸を回転させることにより、押出機８の内部のゴム材が押出材Ｒとなって押出口８ａから連続的に断面を所定のプロファイルに形成されシート状に押出される。この押出材Ｒは、引取りコンベヤ９の搬送面に載置され、ロール状に巻き取られ、或いは直接、後工程に搬送される。この押出材Ｒは、押出口８ａから押出された直後から安定するまでの間、収縮し、押出材Ｒの種類によっては膨張するものもあり、経時的に押出材Ｒの厚さ寸法に変化が生じる。
【００１８】
ここで、制御装置７は、入力された一定時間の検知前時間となるように、検知前時間を引取り速度で除することにより、寸法センサ２が押出材Ｒの厚さ寸法を検知する検知位置（押出口８ａからの寸法センサ２の位置）を算出する。次いで、この検知位置となるように、制御装置７からサーボモータ４に制御信号が入力され、これに応じてサーボモータ４が回転してスライドバー１０を移動させることにより寸法センサ２を検知位置に移動させる。
【００１９】
検知位置に配置された寸法センサ２は、例えば、１×１０-3秒〜１秒間隔の所定のタイムサイクルで押出機８から押出される押出材Ｒの厚さ寸法を検知し、その検知信号が制御装置７に入力され検知寸法が算出される。この検知寸法と予め入力されている目標寸法とが比較される。
【００２０】
次いで、制御装置７は、検知寸法と目標寸法の寸法差を小さくして一致させるように、引取りコンベヤ９に制御信号を入力し、この制御信号により引取りコンベヤ９の図示しない駆動モータの回転速度が制御され、引取り速度が適正な速度に制御される。
【００２１】
例えば、検知寸法が目標寸法よりも大きい場合は、引取り速度を速くするように制御して押出材Ｒにテンションを発生させて厚さ寸法を小さくする。検知寸法が目標寸法よりも小さい場合は、上記の反対の制御を行なう。このようにして、目標寸法（厚さ寸法）の押出材Ｒを得ることができる。
【００２２】
この押出工程では、バッチ間或いは同一バッチにおいても後工程の要求等により、引取り速度を変更して押出材Ｒの供給することがある。例えば、短時間に多量の押出材Ｒが必要となる場合は、これに対応するように引取り速度を速くして押出材Ｒを供給する。
【００２３】
引取り速度を変更した場合には、制御装置７は、設定した一定時間の検知前時間となるように、検知前時間を変更後の引取り速度で除することにより、新たな検知位置を算出する。次いで、新たな検知位置となるように、制御装置７からサーボモータ４に制御信号が入力され、これに応じてサーボモータ４が回転して寸法センサ２を新たな検知位置に移動させる。例えば、引取り速度を２倍に変更した場合には、押出口８ａと寸法センサ２との間の距離が２倍となるようにスライドバー１０の移動により寸法センサ２を移動させ、検知位置を変化させる。
【００２４】
このように、引取り速度を変更した場合でも、常に、検知前時間が一定に保たれるので、押出材Ｒの厚さ寸法の経時変化に対し、常に同一条件下で厚さ寸法を検知することができる。したがって、引取り速度が異なる時に検知する寸法どうしの間で、経時変化による影響を受けることなく押出材Ｒの厚さ寸法を検知でき、これに伴い、検知寸法と目標寸法とを比較する際にも押出材Ｒの経時変化の影響を排除することができる。
【００２５】
したがって、引取り速度の加速と減速、増減量を誤ることなく、適正な制御を行なうことができ、目標寸法の厚さの押出材Ｒを精度よく得ることが可能となる。これにより、所定のプロファイルの押出材Ｒを高い精度で得ることができる。
【００２６】
ところで、プロファイルを有する押出材Ｒを押出していると、口金の形状は幅方向位置により厚み方向に突出していたり、くぼんでいたりする部分があるため、押出される押出材Ｒとの接触により生じる口金の摩耗量にばらつきが発生する。そのため、所定のプロファイルの押出材Ｒを得るようにするには、摩耗量のばらつきがある程度大きくなった場合に、口金を交換もしくは補修する必要がある。
【００２７】
そこで、それぞれの寸法センサ２における検知寸法と目標寸法との差異を、並設した寸法センサ２どうしで比較して、その比較差が設定した許容範囲を超えた場合は摩耗量の差異が大きくなり過ぎている（偏摩耗している）と判断するようにするとよい。そのために、例えば、この判断基準となる許容範囲を制御装置７に予め入力しておき、比較差が許容範囲を超えた場合に、それを知らせる警告表示等の伝達手段を設けるように構成する。
【００２８】
尚、本発明はプロファイルを有する押出材Ｒだけでなく、例えば横断面が単純な矩形の押出材Ｒについても適用することができ、このような押出材Ｒの場合は、設置する寸法センサ２の数は１つでも十分である。また、押出材Ｒは、ゴムのみで構成されるものだけでなく、ゴムとスチールコードや有機繊維等とから構成されるものを含むものである。ゴムのみから構成される押出材Ｒの場合は、寸法の経時変化が大きく、引取り速度に応じて厚さ寸法が変化し易いので、本発明を適用することで、より大きな効果を得ることができる。
【００２９】
センサ移動手段は、寸法センサ２を押出材Ｒの押出し方向に進退移動させることができればよく、上記に例示したものに限定されない。また、上記の実施形態では押出材Ｒの引取り手段として引取りコンベヤ９を例示したが、押出材Ｒを引き取ることができればよく、例えば、巻取りローラ等が用いられる。
【００３０】
図３に押出材寸法制御装置１の第２実施形態を示す。第２実施形態では、第１実施形態と異なり、押出材Ｒの幅方向に３つの寸法センサ２を並設している複数のセンサ固定バー１１ａ〜１１ｄを定位置に固定している。これらのセンサ固定バー１１ａ〜１１ｄは、押出口８ａの下部に一端部を固定して押出機８と引取りコンベヤ９との間に配置された固定フレーム６に固定されている。それぞれのセンサ固定バー１１ａ〜１１ｄは、押出材Ｒの上方を幅方向に横断して押出し方向に所定間隔を開けて配置されている。これら複数のセンサ固定バー１１ａ〜１１ｄに設置された寸法センサ２による検知信号は制御装置７に入力されるようになっている。
【００３１】
この寸法制御装置１では、制御装置７が、設定した検知前時間と引取りコンベヤ９の引取り速度とに基づいて検知位置を算出するとともに、複数のセンサ固定バー１１ａ〜１１ｄの中から、算出した検知位置に該当する（最も近い位置にある）センサ固定バー１１を一つ選択し、その選択したセンサ固定バー１１に設置されている寸法センサ２の検知信号を用いて押出材Ｒの検知寸法が算出される。次いで、この検知寸法と予め入力されている目標寸法とが比較され、以後、第１実施形態と同様の制御を行なって目標寸法の押出材Ｒを得るようにしている。
【００３２】
このように、引取り速度の変更に伴い、制御装置７が、複数の固定したセンサ固定バー１１ａ〜１１ｄの中から検知位置に該当するセンサ固定バー１１を一つ選択して寸法センサ２の検知位置を変化させるようにしているので、寸法センサ２を移動させる機構が不要となり、構成を簡素化することができる。
【００３３】
配置するセンサ固定バー１１の数は特に限定されず、多い程、精度よく目標寸法の押出材Ｒを得ることができるが、コストや配置スペース等を考慮して、例えば、２〜５個程度とする。
【００３４】
この実施形態では、制御装置７が算出した検知位置と選択した寸法センサ２の位置との間に多少の誤差が生じる。この場合、算出した検知位置を挟んで最も隣接する２つのセンサ固定バー１１に設置されているそれぞれの寸法センサ２の検知寸法を用い、比例計算等により検知位置における厚さ寸法を推定し、これを検知寸法として用いることもできる。これにより、検知寸法の精度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の押出材寸法制御装置の第１実施形態を例示する平面図である。
【図２】図１の一部を拡大側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】押出材寸法制御装置の第２実施形態を例示する平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  押出材寸法制御装置
２  寸法センサ
３  ボールネジ
４  サーボモータ
５  スライドガイドフレーム
６  固定フレーム
７  制御装置
８  押出機    ８ａ  押出口
９  引取りコンベヤ
１０  スライドバー
１１、１１ａ〜１１ｄ  センサ固定バー
Ｒ  押出材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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