JP2014113701A - ゴムローラの押出し成形機、およびゴムローラの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のゴムローラの押出し成型機は、ゴムローラの外径測定値に基づいて、ゴムローラの外径が外径目標値と一致するように、芯金の送り速度を制御する第1制御器と、芯金の送り速度の低周波成分を出力する推定器と、芯金の送り速度の低周波成分に基づいて、芯金の送り速度の平均値が平均速度目標値と一致するように、ゴム材料の送り速度を制御する第2制御器と、を有する。
【選択図】図1
Description
所定の長さの芯金の複数本を、該芯金の長手方向に連続してクロスヘッドに送り込む芯金送り手段と、溶融状態のゴム材料を該クロスヘッドに送り込むゴム送り手段と、を有し、該各芯金の周りを該ゴム材料で覆ったゴムローラを前記クロスヘッドの出口から押し出すゴムローラの押出し成形機であって、
前記クロスヘッドの出口から押し出されたゴムローラの外径を測定する外径測定手段と、該外径測定手段により測定されたゴムローラの外径測定値に基づいて、ゴムローラの外径が所定の外径目標値と一致するように、前記芯金送り手段による芯金の送り速度を制御する第1制御器と、を具備する第1フィードバック制御系と、
前記芯金送り手段による芯金の送り速度を入力として、芯金の送り速度の低周波成分を出力する推定器と、該推定器から出力された芯金の送り速度の低周波成分に基づいて、前記芯金送り手段による芯金の送り速度の平均値が所定の平均速度目標値と一致するように、前記ゴム送り手段によるゴム材料の送り速度を制御する第2制御器と、を具備する第2フィードバック制御系と、を有することを特徴とする。
所定の長さの芯金の複数本を、該芯金の長手方向に連続してクロスヘッドに送り込む芯金送り手段と、溶融状態のゴム材料を該クロスヘッドに送り込むゴム送り手段と、を有し、該各芯金の周りを該ゴム材料で覆ったゴムローラを前記クロスヘッドの出口から押し出す押出し成形機によるゴムローラの製造方法であって、
前記クロスヘッドの出口から押し出されたゴムローラの外径を測定し、該測定されたゴムローラの外径測定値に基づいて、ゴムローラの外径が所定の外径目標値と一致するように、前記芯金送り手段による芯金の送り速度を制御する第1フィードバック制御工程と、
前記芯金送り手段による芯金の送り速度を入力として、芯金の送り速度の低周波成分を推定し、該推定された芯金の送り速度の低周波成分に基づいて、前記芯金送り手段による芯金の送り速度の平均値が所定の平均速度目標値と一致するように、前記ゴム送り手段によるゴム材料の送り速度を制御する第2フィードバック制御工程と、を有することを特徴とする。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るゴムローラの押出し成形機100の概略構成図である。押出し成形機100は、芯金1の全周にわたってゴム材料を被覆して、中心に芯金1が入ったゴムローラ7を製造するための装置である。
芯金速度平均値w1bは、芯金速度を入力として、芯金速度の低周波成分を出力する推定器21によって算出される。推定器21は、基本的な演算内容として低周波の波形成分を抽出できるローパスフィルタの特性を含んでいる。ローパスフィルタのカットオフ周波数fcは、1秒あたりのゴムローラ生産数TP以下、即ち、数式2のように設定すれば、芯金速度の変化成分が小さくなって、その平均値を推定しやすくできる。
例えば、ゴムローラ7を1本当たり5秒で押し出す場合には、TP=0.2[1/秒]となる。図2に、TP=0.2[1/秒]の場合に、fc=0.1[Hz]と設定した2次のローパスフィルタの周波数伝達関数を示す。推定器21の演算内容は、デジタルフィルタや移動平均で実現しても良い。また、平均値でなく実効値で代用することも可能である。このような演算には全てローパスフィルタ特性が含まれ、芯金速度の低周波成分を抽出している。
このようにして、本発明の押出し成形機100は、第1フィードバック制御系により、ゴムローラ7の外径が外径目標値r1と一致するように動作し、同時に第2フィードバック制御系により、芯金平均速度のドリフトや変動を抑制しながら、芯金平均速度が芯金平均速度目標値r2と一致するように動作するようになる。
(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に係る推定器21の周波数伝達特性である。本実施形態に係る押出し成形機100は、以下に述べる推定器21以外の構成は、第1の実施形態に係る押出し成形機100と共通している。
所定の芯金平均速度目標値r2は、1秒あたりのゴムローラ生産数TPと芯金長Lから、数式1によって算出されて設定されることを述べたが、押出し成形機100の稼働に当たって、r2やTPを変更する場合は、foを手動または自動で変更するのが望ましい。
2 ゴム材料
3 クロスヘッド
4 シリンダ
5 スクリュ
6 駆動ローラ
7 ゴムローラ
8 サーボモータ
9 エンコーダ
10 引き取り機
11 外径測定器
16 第1制御器
17 ドライバ
21 推定器
23 第2制御器
24 インバータ
25 誘導モータ
100 押出し成形機
Claims (5)
- 所定の長さの芯金の複数本を、該芯金の長手方向に連続してクロスヘッドに送り込む芯金送り手段と、溶融状態のゴム材料を該クロスヘッドに送り込むゴム送り手段と、を有し、
該各芯金の周りを該ゴム材料で覆ったゴムローラを前記クロスヘッドの出口から押し出すゴムローラの押出し成形機であって、
前記クロスヘッドの出口から押し出されたゴムローラの外径を測定する外径測定手段と、該外径測定手段により測定されたゴムローラの外径測定値に基づいて、ゴムローラの外径が所定の外径目標値と一致するように、前記芯金送り手段による芯金の送り速度を制御する第1制御器と、を具備する第1フィードバック制御系と、
前記芯金送り手段による芯金の送り速度を入力として、芯金の送り速度の低周波成分を出力する推定器と、該推定器から出力された芯金の送り速度の低周波成分に基づいて、前記芯金送り手段による芯金の送り速度の平均値が所定の平均速度目標値と一致するように、前記ゴム送り手段によるゴム材料の送り速度を制御する第2制御器と、を具備する第2フィードバック制御系と、を有することを特徴とするゴムローラの押出し成形機。 - 前記推定器は、ローパスフィルタを含み、該ローパスフィルタのカットオフ周波数fcは、1秒あたりのゴムローラの生産数をTPと設定した場合に、fc<TPとすることを特徴とする請求項1記載のゴムローラの押出し成形機。
- 前記推定器は、ノッチフィルタを含み、該ノッチフィルタの中心周波数foは、1秒あたりのゴムローラの生産数をTPと設定した場合に、fo=TPとすることを特徴とする請求項1または2記載のゴムローラの押出し成形機。
- 前記第1フィードバック制御系の制御帯域BW1と、前記第2フィードバック制御系の制御帯域BW2とが、BW1>BW2であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のゴムローラの押出し成形機。
- 所定の長さの芯金の複数本を、該芯金の長手方向に連続してクロスヘッドに送り込む芯金送り手段と、溶融状態のゴム材料を該クロスヘッドに送り込むゴム送り手段と、を有し、該各芯金の周りを該ゴム材料で覆ったゴムローラを前記クロスヘッドの出口から押し出す押出し成形機によるゴムローラの製造方法であって、
前記クロスヘッドの出口から押し出されたゴムローラの外径を測定し、該測定されたゴムローラの外径測定値に基づいて、ゴムローラの外径が所定の外径目標値と一致するように、前記芯金送り手段による芯金の送り速度を制御する第1フィードバック制御工程と、
前記芯金送り手段による芯金の送り速度を入力として、芯金の送り速度の低周波成分を推定し、該推定された芯金の送り速度の低周波成分に基づいて、前記芯金送り手段による芯金の送り速度の平均値が所定の平均速度目標値と一致するように、前記ゴム送り手段によるゴム材料の送り速度を制御する第2フィードバック制御工程と、を有することを特徴とするゴムローラの製造方法。
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