アクチュエータと計測点対応付け装置、その方法、およびプログラム
【課題】外乱の影響を受けることなく、アクチュエータの操作点とシートの幅方向の計測点との位置対応を高精度に検出することが可能なアクチュエータと計測点対応付け装置、アクチュエータと計測点対応付け方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】制御装置１９のアクチュエータと計測点対応付け手段は、アクチュエータの操作量を時系列の所定パターンで変化させた場合のシートの厚み変化を計算モデルを使用して予め予測値として算出しておき、所定パターンで複数のアクチュエータを操作した場合に、計測手段で計測される実計測値を取得し、予測値と実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、各アクチュエータと計測点の対応位置を検出する。
【解決手段】制御装置１９のアクチュエータと計測点対応付け手段は、アクチュエータの操作量を時系列の所定パターンで変化させた場合のシートの厚み変化を計算モデルを使用して予め予測値として算出しておき、所定パターンで複数のアクチュエータを操作した場合に、計測手段で計測される実計測値を取得し、予測値と実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、各アクチュエータと計測点の対応位置を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータと計測点対応付け装置、アクチュエータと計測点対応付け方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムに関し、詳細には、シートの幅方向に配置された複数のアクチュエータと、複数のアクチュエータの下流側に配置され、シートの幅方向の複数の計測点で当該シートの厚みを計測する計測手段とを有するプラントにおいて、アクチュエータと計測点の対応位置を検出するアクチュエータと計測点対応付け装置、アクチュエータと計測点対応付け方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルムなどのシートは、溶融した樹脂を細長いリップ（口金）から押し出して延伸することによってシート状にされ、そのシートが巻取機によってロール状に巻き取られることによって製造される。図１０は、シートのネッキング現象を説明するための図である。押出成形されるフィルムシートの厚さムラが生じる原因として、押し出されたフィルムシートが収縮する、いわゆるネッキング現象が知られている。図１０に示すように、口金１００から複数のアクチュエータ１０１により押し出されたフィルムシートは、幅方向に収縮し（１次ネッキング）、口金１００のスリットの幅よりも狭くなっている。このネッキング現象は、プラスチック材料の粘弾性によって生じるものである。この後、フィルムシートは、縦延伸機２０１によって縦方向に延伸されて幅方向に収縮（２次ネッキング）し、横延伸機２０１によって幅方向に延伸された後、厚み計３００で各アクチュエータ１０１に対応した計測位置でフィルムシートの厚みを測定する。そして、この測定結果に基づいて、フィルムシートの厚さが目標値になるように、各アクチュエータ１０１の操作量を制御している。
【０００３】
しかしながら、フィルムシートのネッキング現象のためアクチュエータ１０１の操作点と厚み計３００の計測位置とのズレが生じて、フィルムシートに厚さムラが生じるという問題がある。図１０では、縦延伸機２０１および横延伸機２０１の下流側に厚み計３００を配置した場合について説明したが、縦延伸機２０１および横延伸機２０１がなく、厚み計３００が口金１００の下流側に配置されている場合にも同様の問題が生じる。
【０００４】
例えば、特許文献１では、抄紙機のシステム同定装置において、アクチュエータの操作点とシートの幅方向の測定点との位置対応を正確に検出するために、抄紙機のシステム同定装置において、操作前後での厚み変化量について、ウェーブレット変換により、操作量の幅方向拡がりから想定される厚み変化以外の要因を排除して、押出圧変化やノイズ等による外乱除去を行い、変化中心を強調検出する技術を開示している。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−４９１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、押出変化やノイズによる外乱が、操作量の幅方向拡がりから想定される厚み変化に近い値となる場合に、変化中心の検出が困難であるため、外乱がある場合に、アクチュエータの操作点とシートの幅方向の計測点との位置対応を高精度に検出することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、外乱の影響を受けることなく、アクチュエータの操作点とシートの幅方向の計測点との位置対応を高精度に検出することが可能な
アクチュエータと計測点対応付け装置、アクチュエータと計測点対応付け方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、シートの幅方向に配置された複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの下流側に配置され、前記シートの幅方向の複数の計測点で当該シートの厚みを計測する計測手段とを有するプラントにおいて、前記アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出するアクチュエータと計測点対応付け装置であって、前記アクチュエータの操作量を時系列の所定パターンで変化させた場合の前記シートの厚み変化を計算モデルを使用して予め予測値として算出しておき、前記所定パターンで前記複数のアクチュエータを操作した場合に、前記計測手段で計測される実計測値を取得し、前記予測値と前記実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、前記各アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出することを特徴とする。
【０００９】
本発明は、アクチュエータ操作時の厚み変化を計算モデルを使用して予測値を算出しておき、予測値と実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、各アクチュエータと計測点の対応位置を検出しているので、すなわち、アクチュエータの操作量を変化させてからシート厚みが時間的に変化していく過程を予測値と比較して、予測値に最も一致する成分だけを抽出して外乱除去を行っているため、外乱除去効果が高く、外乱の影響を受けることなく、アクチュエータの操作点とシートの幅方向の計測点との位置対応を高精度に検出することができる。
【００１０】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、前記所定パターンは、ステップ状パターンであることを特徴とする。これにより、計測時間を短縮することができ、検出に要するコストを低減することができる。
【００１１】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、前記相関は、共分散、相互相関関数、共分散と相互相関関数との積、窓関数と共分散または相互相関関数との積のいずれかであることを特徴とする。これにより、予測値と実計測値との相関を簡単かつ高精度に算出することができる。
【００１２】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、前記相関値が最大値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする。これにより、対応位置を高精度かつ簡単に算出することができる。
【００１３】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、前記相関値が閾値以上となる範囲を切り出し、その中間値または重心値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする。これにより、対応位置を高精度かつ簡単に算出することができる。
【００１４】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、前記検出した各対応位置対応付けに加えて、前記シートの幅方向の高い周波数成分を除去することを特徴とする。これにより、近くに位置する対応点の位置（対応位置）が幅方向に大きくばらつかないという性質を利用して、位置誤差低減を行うことができる。
【００１５】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、過去に検出した他の対応位置から最小二乗法等で内挿した結果と、今回検出した前記対応位置との平均を、最終的な対応位置とすることを特徴とする。これにより、他の対応点との整合性を確保することによって、突発的なノイズによる誤検出を排除することができる。
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この本発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、シートの幅方向に配置された複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの下流側に配置され、前記シートの幅方向の複数の計測点で当該シートの厚みを計測する計測手段とを有するプラントにおいて、前記アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出するアクチュエータと計測点対応付け方法であって、前記アクチュエータの操作量を時系列の所定パターンで変化させた場合の前記シートの厚み変化を計算モデルを使用して予め予測値として算出しておく工程と、前記所定パターンで前記複数のアクチュエータを操作した場合に、前記計測手段で計測される実計測値を取得する工程と、前記予測値と前記実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、前記各アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、前記所定パターンは、ステップ状パターンであることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、前記相関は、共分散、相互相関関数、共分散と相互相関関数との積、窓関数と共分散または相互相関関数との積のいずれかであることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、前記相関値が最大値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする。
【００２０】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、前記相関値が閾値以上となる範囲を切り出し、その中間値または重心値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする。
【００２１】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、前記検出した各対応位置対応付けに加えて、前記シートの幅方向で高い周波数成分を除去することを特徴とする。
【００２２】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、過去に検出した他の対応位置から最小二乗法等で内挿した結果と、今回検出した前記対応位置との平均を、最終的な対応位置とすることを特徴とする。
【００２３】
また、この発明によるコンピュータが実行するためのプログラムによれば、上述のアクチュエータと計測点対応付け方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とする。これにより、上述のシート製造装置の制御方法をコンピュータを利用して実現できる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、アクチュエータ操作時の厚み変化を計算モデルを使用して予測値を算出しておき、予測値と実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、各アクチュエータと計測点の対応位置を検出しているので、外乱の影響を受けることなく、アクチュエータの操作点とシートの幅方向の計測点との位置対応を高精度に検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。下記実施の形態では、プラントとしてシート製造装置を例示して説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係るアクチュエータと計測点対応付け装置およびアクチュエータと計測点対応付け方法を適用したシート製造装置１の構成例を示す図である。シート製造装置１は、図１に示すように、延伸機１２、押出機１３、口金１４、冷却ロール１５、巻取機１６、搬送ロール１７、厚み計１８、および制御装置１９を備えている。
【００２７】
押出機１３から、加熱されて溶融した樹脂が押し出される。押出機１３には、口金１４が接続されている。口金１４は長いスリットを有しており、溶融した樹脂は冷却ロール１５で冷却されて凝固する。シート状の樹脂は搬送ロール１７を介して搬送され、延伸機１２で延伸される。延伸機１２は、シート１１を縦方向および／または幅方向に延伸する。
延伸機１２から出たシート１１は、厚み計１８によって厚みを計測される。その後、シートは搬送ロール１７を介して搬送され、巻取機１６によって巻き取られる。
【００２８】
厚み計１８は、制御装置１９に接続され、シート１１の幅方向の複数の計測点で当該シート１１の厚みを計測し、各計測点で計測したシートの厚みを示す信号を制御装置１９に送信する。厚み計１８は、接触式、非接触式のいずれでも良いが、非接触式のものは、シート１１を損傷する危険が少なく好ましい。非接触式厚み計としては、光干渉式のほか、β線、Ｘ線、赤外線などを利用する光吸収式のものなどが例示される。
【００２９】
制御装置１９は、アクチュエータと計測点対応付け手段４１（図８参照）と、シート厚み制御手段４２（図８参照）とを備えており、厚み計１８および口金１４のアクチュエータ２０（図２参照）に接続されている。アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、各アクチュエータ２０と厚み計１８の計測点の対応位置を検出する。シート厚み制御手段４２は、厚み計１８から入力されるシート１１の厚みを示す信号に基づいて、口金１４のアクチュエータ２０を制御する。
【００３０】
図２は口金１４の構成例を示す図である。口金１４は、スリットの長手方向に多数並んだアクチュエータ２０を備えている。このアクチュエータ２０は、制御装置１９に接続され、制御装置１９からの信号によって、スリット２１から出るシート１１の厚みを調整する。
【００３１】
アクチュエータ２０としては、例えば、ねじによりスリット２１を押し引きするボルト材、内部にヒータを内蔵してそのヒータの加熱量に応じて熱膨張を制御することによりスリット２１の押し引きをするヒートボルトなどがある。または、スリット２１の一部を加熱すると樹脂流量が増すことを利用してシート１１の厚みを調整することも可能である。
【００３２】
図３は、アクチュエータと計測点対応付け手段４１の制御を説明するためのフローである。図３において、まず、アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、初期計算処理を実行する（ステップＳ１）。具体的には、アクチュエータ２０の操作量を時系列の所定パターンで変化させた場合のシート１１の厚み変化の応答データ（予測値の時系列データ）Ｔｐｐを、Ｔｐｔｎ［ｓｅｃ］分、計算モデルで算出する。
【００３３】
図４は、所定パターンの一例を示す図、図５は、図４の所定パターンに対応する応答データ（テンプレート）Ｔｐｐの一例を示す図である。図４において、横軸は時間Ｔ、縦軸はアクチュエータの操作量を示している。図４に示すパターンは、ステップ状パターンとなっている。図５において、横軸は時間Ｔ、縦軸は厚み変化率を示している。計測時間を短縮するために、応答データの時系列観測期間は、操作から計測値までの時定数の所定倍数とすることが望ましい。なお、所定パターンとその応答データとを、予めテーブルとして記憶しておくことにしても良い。
【００３４】
つぎに、一度に操作するアクチュエータ２０の組み合わせＣを決定する。例えば、アクチュエータ２０間の相互干渉が無視できるアクチュエータ２０の間隔が８本の場合は、８本単位の組み合わせとすることができる。例えば、８本間隔の組み合わせＣ＝１〜８の場合には、以下に示す組み合わせでアクチュエータ２０を駆動する（ただし、Ｎｏは、アクチュエータ２０の番号）。
【００３５】
Ｃ＝１：Ｎｏ１，Ｎｏ９，Ｎｏ１７，Ｎｏ２５，・・・
Ｃ＝２：Ｎｏ２，Ｎｏ１０，Ｎｏ１８，Ｎｏ２６，・・・
Ｃ＝３：Ｎｏ３，Ｎｏ１１，Ｎｏ１９，Ｎｏ２７，・・・
Ｃ＝４：Ｎｏ４，Ｎｏ１２，Ｎｏ２０，Ｎｏ２８，・・・
Ｃ＝５：Ｎｏ５，Ｎｏ１３，Ｎｏ２１，Ｎｏ２９，・・・
Ｃ＝６：Ｎｏ６，Ｎｏ１４，Ｎｏ２２，Ｎｏ３０，・・・
Ｃ＝７：Ｎｏ７，Ｎｏ１５，Ｎｏ２３，Ｎｏ３１，・・・
Ｃ＝８：Ｎｏ８，Ｎｏ１６，Ｎｏ２４，Ｎｏ３２，・・・
【００３６】
なお、一度に操作するアクチュエータ２０の組み合わせＣは如何なるものとしてもよく、例えば、１本単位としてもよい。また、収束計算の時間を短縮するために、アクチュエータ２０と計測点の対応位置の初期値を用意しておくことが望ましい。
【００３７】
後述するヒータ出力パターン出力処理（ステップＳ４）、応答データ処理（ステップＳ５）、仮対応位置決定処理（ステップＳ６）、および対応位置補正処理（ステップＳ７）では、初期値計算処理（ステップＳ１）で生成した所定パターンでアクチュエータ２０を駆動し、シート厚みの変化として現れる応答パターンを検出して、各アクチュエータ２０の計測点の対応位置（応答中心点）を算出する。これらのヒータ出力パターン出力処理（ステップＳ４）、応答データ処理（ステップＳ５）、仮対応位置決定処理（ステップＳ６）、対応位置補正処理（ステップＳ７）は、Ｎ回実行され、その都度、アクチュエータ２０と計測点の対応位置が更新される。
【００３８】
アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、カウンタＩを初期化して、カウンタＩ＝０とした後（ステップＳ２）、カウンタＩを「１」インクリメントして、カウンタＩ＝Ｉ＋１とする（ステップＳ３）。
【００３９】
アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、ヒータ出力パターン出力処理を実行する（ステップＳ４）。具体的には、上記ステップＳ１で決定したアクチュエータ２０の組み合わせＣで、アクチュエータ操作量をＴｐｔｎ［ｓｅｃ］の間、上記所定パターンで変化させる。他のアクチュエータ２０については現在値を保持する。
【００４０】
同時に、アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、応答データ処理を実行する（ステップＳ５）。具体的には、ステップＳ４にて変化させたシート厚みの変化の計測値（実計測値）を、厚み計１８の計測周期毎に取得する。図６は、アクチュエータ２０（Ｎｏ１２）に対応するシート厚み変化量の実計測値の一例を説明するための図である。同図において、横軸はサンプリング回数、縦軸は、シートの厚み変化（μm）を示している。
【００４１】
そして、実計測値と応答データ（予測値）Ｔｐｐとの共分散を、下式（１）で計測点毎に算出する。このときｙ（ｎ）に、各計測点の計測値を代入する。
【００４２】
【数１】
【００４３】
つぎに、アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、仮対応位置決定処理を実行する（ステップＳ６）。具体的には、共分散値が閾値以上である範囲を切り出し、その中間値または重心値をアクチュエータ２０に対応する計測点の仮対応位置ｐとする。ここでは、共分散値を切り出す範囲を閾値以上とした場合について説明したが、アクチュエータ２０の操作量を増減させた場合に、厚み変化がそれに追従して増減する範囲を切り出すことにしてもよい。図７は、アクチュエータ２０の操作量を増減させた場合の厚み変化の一例を示す図である。同図において、横軸は計測点、縦軸は共分散を示している。また、共分散値の最大値を与える計測点を、アクチュエータ２０に対応する計測点の仮対応位置ｐとすることにしてもよい。
【００４４】
なお、実施例では、予測値と実計測値との時系列データの相関を算出する場合に、共分散を使用することとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、相互相関関数、共分散と相互相関関数との積、窓関数と共分散または相互相関関数との積を使用することにしてもよい。
【００４５】
下式（２）は、相互相関関数の算出式を示している。
【数２】
【００４６】
また、窓関数Ｗ（ｕ）としては、例えば、ハニング窓やブラックマン窓等の各種窓関数を使用することができる。下式（３）はその一例である。
【００４７】
【数３】
【００４８】
つぎに、アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、対応位置補正処理を実行する（ステップＳ７）。具体的には、各アクチュエータ２０に対応する計測点の仮対応位置ｐについて、両側Ｍ個隣接する仮対応位置ｐを選び出し、下式（４）で対応位置の補正を行う。
【００４９】
【数４】
【００５０】
なお、上記式（４）において、α（ｊ）＝１／（２・Ｍ＋１）（全てのｊについて）として、得られた各対応位置について、幅方向における高い空間周波数成分を除去することにしてもよい。
【００５１】
また、上記式（４）において、Ｍ＝１として、α（０）＝０．５，α（１）＝α（−１）＝０．２５とすると、隣接対応位置から最小二乗法で求めた値と仮対応位置の平均をとることになる。これによれば、２つの隣接対応位置の中間点の方向へ位置補正することができる。
【００５２】
この後、アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、カウンタＩ≧Ｎであるか否かを判断し（ステップＳ８）、カウンタＩ≧Ｎである場合には（ステップＳ８の「Ｙｅｓ」）、当該フローを終了する一方、カウンタＩ≧Ｎでない場合には（ステップＳ８の「Ｎｏ」）、ステップＳ３に戻り、カウンタＩ≧Ｎとなるまで、同一の処理を繰り返し実行する（ステップＳ３〜ステップＳ７）。
【００５３】
図８は、制御装置１９の構成を示す図である。制御装置１９は、アクチュエータと計測点対応付け手段４１と、シート厚み制御手段４２と、切替スイッチ４３，４４とを有している。
【００５４】
切替スイッチ４３は、アクチュエータ２０との接続を、アクチュエータの計測点対応付け手段４１とシート厚み制御手段４２とで切り換える。切替スイッチ４４は、厚み計１８との接続を、アクチュエータと計測点対応付け手段４１とシート厚み制御手段４２とで切り換える。
【００５５】
切替スイッチ４３、４４は、アクチュエータと計測点対応付け手段４１がアクチュエータと計測点の対応付けを行う場合には、アクチュエータと計測点対応付け手段４１をアクチュエータ２０，厚み計１８に接続する。アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、上述したように、各アクチュエータ２０と厚み計１８の計測点との対応位置を検出し、検出結果をシート厚み制御手段４２に出力する。
【００５６】
切替スイッチ４３、４４は、シート厚み制御手段４２がシートの厚み制御を行う場合には、シート厚み制御手段４２をアクチュエータ２０，厚み計１８に接続する。シート厚み制御手段４２は、厚み計１８から入力されるシート１１の厚み計測値に基づいて、口金１４のアクチュエータ２０の操作量を制御する。この場合、シート厚み制御手段４２は、アクチュエータと計測点対応付け手段４１で検出された、各アクチュエータ２０と厚み計１８の計測点との対応位置の厚み計測値を使用して、各アクチュエータ２０の操作量を制御する。これにより、均一な厚みのシートを製造することができる。
【００５７】
以上説明したように、上記実施例によれば、アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、アクチュエータ２０の操作時の厚み変化を計算モデルを使用して予測値を算出しておき、予測値と実計測値との時系列データの相関（例えば、共分散、相互相関関数、共分散と相互相関関数との積、窓関数と共分散または相互相関関数との積）を算出し、当該相関値に基づいて、各アクチュエータ２０と厚み計１８の計測点の対応位置を検出しているので、すなわち、アクチュエータの操作量を変化させてからシート厚みが時間的に変化していく過程を予測値と比較して、予測値に最も一致する成分だけを抽出して外乱除去を行っているため、外乱除去効果が高く、外乱の影響を受けることなく、アクチュエータ２０の操作点とシート１１の幅方向の計測点との位置対応を高精度に検出することができる。
【００５８】
なお、前述した一実施例においては、制御装置１９の機能を実現するためのプログラムを図９に示したコンピュータ読み取り可能な記録媒体６０に記録して、この記録媒体６０に記録されたプログラムを同図に示したコンピュータ５０に読み込ませ、実行することにより各機能を実現してもよい。
【００５９】
同図に示したコンピュータ５０は、上記プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、キーボード、マウス等の入力装置５２と、各種データを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）５３と、演算パラメータ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）５４と、記録媒体６０からプログラムを読み取る読取装置５５と、ディスプレイ、プリンタ等の出力装置５６とから構成されている。
【００６０】
ＣＰＵ５１は、読取装置５５を経由して記録媒体６０に記録されているプログラムを読み込んだ後、プログラムを実行することにより、前述した機能を実現する。なお、記録媒体６０としては、光ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク等が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明にかかるアクチュエータと計測点対応付け装置、アクチュエータと計測点対応付け方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムは、シート製造装置、押出成形機、抄紙機、コータ等の各種プラントに利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施例に係るシート製造装置の構成を示す図である。
【図２】口金の構成を示す図である。
【図３】アクチュエータと計測点対応付け手段の制御を説明するためのフローを示す図である。
【図４】アクチュエータを操作する所定パターンの一例を示す図である。
【図５】図４の所定パターンに対応する応答データ（テンプレート）の一例を示す図である。
【図６】厚み変化量の実計測値の一例を説明するための図である。
【図７】アクチュエータの操作量を上下方向に変更した場合の共分散の一例を示す図である。
【図８】図１の制御装置の構成例を示す図である。
【図９】本発明の一実施例を示す図である。
【図１０】ネッキング現象を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ シート製造装置
１１ シート
１２ 延伸機
１３ 押出機
１４ 口金
１５ 冷却ロール
１６ 巻取機
１７ 搬送ロール
１８ 厚み計
１９ 制御装置
２０ アクチュエータ
２１ スリット
４１ アクチュエータと計測点対応付け手段
４２ シート厚み制御手段
４３，４４ 切替スイッチ
５０ コンピュータ
５１ ＣＰＵ
５２ 入力装置
５３ ＲＯＭ
５４ ＲＡＭ
５５ 読取装置
５６ 出力装置
６０ 記録媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータと計測点対応付け装置、アクチュエータと計測点対応付け方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムに関し、詳細には、シートの幅方向に配置された複数のアクチュエータと、複数のアクチュエータの下流側に配置され、シートの幅方向の複数の計測点で当該シートの厚みを計測する計測手段とを有するプラントにおいて、アクチュエータと計測点の対応位置を検出するアクチュエータと計測点対応付け装置、アクチュエータと計測点対応付け方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルムなどのシートは、溶融した樹脂を細長いリップ（口金）から押し出して延伸することによってシート状にされ、そのシートが巻取機によってロール状に巻き取られることによって製造される。図１０は、シートのネッキング現象を説明するための図である。押出成形されるフィルムシートの厚さムラが生じる原因として、押し出されたフィルムシートが収縮する、いわゆるネッキング現象が知られている。図１０に示すように、口金１００から複数のアクチュエータ１０１により押し出されたフィルムシートは、幅方向に収縮し（１次ネッキング）、口金１００のスリットの幅よりも狭くなっている。このネッキング現象は、プラスチック材料の粘弾性によって生じるものである。この後、フィルムシートは、縦延伸機２０１によって縦方向に延伸されて幅方向に収縮（２次ネッキング）し、横延伸機２０１によって幅方向に延伸された後、厚み計３００で各アクチュエータ１０１に対応した計測位置でフィルムシートの厚みを測定する。そして、この測定結果に基づいて、フィルムシートの厚さが目標値になるように、各アクチュエータ１０１の操作量を制御している。
【０００３】
しかしながら、フィルムシートのネッキング現象のためアクチュエータ１０１の操作点と厚み計３００の計測位置とのズレが生じて、フィルムシートに厚さムラが生じるという問題がある。図１０では、縦延伸機２０１および横延伸機２０１の下流側に厚み計３００を配置した場合について説明したが、縦延伸機２０１および横延伸機２０１がなく、厚み計３００が口金１００の下流側に配置されている場合にも同様の問題が生じる。
【０００４】
例えば、特許文献１では、抄紙機のシステム同定装置において、アクチュエータの操作点とシートの幅方向の測定点との位置対応を正確に検出するために、抄紙機のシステム同定装置において、操作前後での厚み変化量について、ウェーブレット変換により、操作量の幅方向拡がりから想定される厚み変化以外の要因を排除して、押出圧変化やノイズ等による外乱除去を行い、変化中心を強調検出する技術を開示している。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−４９１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、押出変化やノイズによる外乱が、操作量の幅方向拡がりから想定される厚み変化に近い値となる場合に、変化中心の検出が困難であるため、外乱がある場合に、アクチュエータの操作点とシートの幅方向の計測点との位置対応を高精度に検出することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、外乱の影響を受けることなく、アクチュエータの操作点とシートの幅方向の計測点との位置対応を高精度に検出することが可能な
アクチュエータと計測点対応付け装置、アクチュエータと計測点対応付け方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、シートの幅方向に配置された複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの下流側に配置され、前記シートの幅方向の複数の計測点で当該シートの厚みを計測する計測手段とを有するプラントにおいて、前記アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出するアクチュエータと計測点対応付け装置であって、前記アクチュエータの操作量を時系列の所定パターンで変化させた場合の前記シートの厚み変化を計算モデルを使用して予め予測値として算出しておき、前記所定パターンで前記複数のアクチュエータを操作した場合に、前記計測手段で計測される実計測値を取得し、前記予測値と前記実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、前記各アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出することを特徴とする。
【０００９】
本発明は、アクチュエータ操作時の厚み変化を計算モデルを使用して予測値を算出しておき、予測値と実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、各アクチュエータと計測点の対応位置を検出しているので、すなわち、アクチュエータの操作量を変化させてからシート厚みが時間的に変化していく過程を予測値と比較して、予測値に最も一致する成分だけを抽出して外乱除去を行っているため、外乱除去効果が高く、外乱の影響を受けることなく、アクチュエータの操作点とシートの幅方向の計測点との位置対応を高精度に検出することができる。
【００１０】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、前記所定パターンは、ステップ状パターンであることを特徴とする。これにより、計測時間を短縮することができ、検出に要するコストを低減することができる。
【００１１】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、前記相関は、共分散、相互相関関数、共分散と相互相関関数との積、窓関数と共分散または相互相関関数との積のいずれかであることを特徴とする。これにより、予測値と実計測値との相関を簡単かつ高精度に算出することができる。
【００１２】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、前記相関値が最大値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする。これにより、対応位置を高精度かつ簡単に算出することができる。
【００１３】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、前記相関値が閾値以上となる範囲を切り出し、その中間値または重心値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする。これにより、対応位置を高精度かつ簡単に算出することができる。
【００１４】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、前記検出した各対応位置対応付けに加えて、前記シートの幅方向の高い周波数成分を除去することを特徴とする。これにより、近くに位置する対応点の位置（対応位置）が幅方向に大きくばらつかないという性質を利用して、位置誤差低減を行うことができる。
【００１５】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け装置によれば、過去に検出した他の対応位置から最小二乗法等で内挿した結果と、今回検出した前記対応位置との平均を、最終的な対応位置とすることを特徴とする。これにより、他の対応点との整合性を確保することによって、突発的なノイズによる誤検出を排除することができる。
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この本発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、シートの幅方向に配置された複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの下流側に配置され、前記シートの幅方向の複数の計測点で当該シートの厚みを計測する計測手段とを有するプラントにおいて、前記アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出するアクチュエータと計測点対応付け方法であって、前記アクチュエータの操作量を時系列の所定パターンで変化させた場合の前記シートの厚み変化を計算モデルを使用して予め予測値として算出しておく工程と、前記所定パターンで前記複数のアクチュエータを操作した場合に、前記計測手段で計測される実計測値を取得する工程と、前記予測値と前記実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、前記各アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、前記所定パターンは、ステップ状パターンであることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、前記相関は、共分散、相互相関関数、共分散と相互相関関数との積、窓関数と共分散または相互相関関数との積のいずれかであることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、前記相関値が最大値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする。
【００２０】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、前記相関値が閾値以上となる範囲を切り出し、その中間値または重心値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする。
【００２１】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、前記検出した各対応位置対応付けに加えて、前記シートの幅方向で高い周波数成分を除去することを特徴とする。
【００２２】
また、この発明によるアクチュエータと計測点対応付け方法によれば、過去に検出した他の対応位置から最小二乗法等で内挿した結果と、今回検出した前記対応位置との平均を、最終的な対応位置とすることを特徴とする。
【００２３】
また、この発明によるコンピュータが実行するためのプログラムによれば、上述のアクチュエータと計測点対応付け方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とする。これにより、上述のシート製造装置の制御方法をコンピュータを利用して実現できる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、アクチュエータ操作時の厚み変化を計算モデルを使用して予測値を算出しておき、予測値と実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、各アクチュエータと計測点の対応位置を検出しているので、外乱の影響を受けることなく、アクチュエータの操作点とシートの幅方向の計測点との位置対応を高精度に検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。下記実施の形態では、プラントとしてシート製造装置を例示して説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係るアクチュエータと計測点対応付け装置およびアクチュエータと計測点対応付け方法を適用したシート製造装置１の構成例を示す図である。シート製造装置１は、図１に示すように、延伸機１２、押出機１３、口金１４、冷却ロール１５、巻取機１６、搬送ロール１７、厚み計１８、および制御装置１９を備えている。
【００２７】
押出機１３から、加熱されて溶融した樹脂が押し出される。押出機１３には、口金１４が接続されている。口金１４は長いスリットを有しており、溶融した樹脂は冷却ロール１５で冷却されて凝固する。シート状の樹脂は搬送ロール１７を介して搬送され、延伸機１２で延伸される。延伸機１２は、シート１１を縦方向および／または幅方向に延伸する。
延伸機１２から出たシート１１は、厚み計１８によって厚みを計測される。その後、シートは搬送ロール１７を介して搬送され、巻取機１６によって巻き取られる。
【００２８】
厚み計１８は、制御装置１９に接続され、シート１１の幅方向の複数の計測点で当該シート１１の厚みを計測し、各計測点で計測したシートの厚みを示す信号を制御装置１９に送信する。厚み計１８は、接触式、非接触式のいずれでも良いが、非接触式のものは、シート１１を損傷する危険が少なく好ましい。非接触式厚み計としては、光干渉式のほか、β線、Ｘ線、赤外線などを利用する光吸収式のものなどが例示される。
【００２９】
制御装置１９は、アクチュエータと計測点対応付け手段４１（図８参照）と、シート厚み制御手段４２（図８参照）とを備えており、厚み計１８および口金１４のアクチュエータ２０（図２参照）に接続されている。アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、各アクチュエータ２０と厚み計１８の計測点の対応位置を検出する。シート厚み制御手段４２は、厚み計１８から入力されるシート１１の厚みを示す信号に基づいて、口金１４のアクチュエータ２０を制御する。
【００３０】
図２は口金１４の構成例を示す図である。口金１４は、スリットの長手方向に多数並んだアクチュエータ２０を備えている。このアクチュエータ２０は、制御装置１９に接続され、制御装置１９からの信号によって、スリット２１から出るシート１１の厚みを調整する。
【００３１】
アクチュエータ２０としては、例えば、ねじによりスリット２１を押し引きするボルト材、内部にヒータを内蔵してそのヒータの加熱量に応じて熱膨張を制御することによりスリット２１の押し引きをするヒートボルトなどがある。または、スリット２１の一部を加熱すると樹脂流量が増すことを利用してシート１１の厚みを調整することも可能である。
【００３２】
図３は、アクチュエータと計測点対応付け手段４１の制御を説明するためのフローである。図３において、まず、アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、初期計算処理を実行する（ステップＳ１）。具体的には、アクチュエータ２０の操作量を時系列の所定パターンで変化させた場合のシート１１の厚み変化の応答データ（予測値の時系列データ）Ｔｐｐを、Ｔｐｔｎ［ｓｅｃ］分、計算モデルで算出する。
【００３３】
図４は、所定パターンの一例を示す図、図５は、図４の所定パターンに対応する応答データ（テンプレート）Ｔｐｐの一例を示す図である。図４において、横軸は時間Ｔ、縦軸はアクチュエータの操作量を示している。図４に示すパターンは、ステップ状パターンとなっている。図５において、横軸は時間Ｔ、縦軸は厚み変化率を示している。計測時間を短縮するために、応答データの時系列観測期間は、操作から計測値までの時定数の所定倍数とすることが望ましい。なお、所定パターンとその応答データとを、予めテーブルとして記憶しておくことにしても良い。
【００３４】
つぎに、一度に操作するアクチュエータ２０の組み合わせＣを決定する。例えば、アクチュエータ２０間の相互干渉が無視できるアクチュエータ２０の間隔が８本の場合は、８本単位の組み合わせとすることができる。例えば、８本間隔の組み合わせＣ＝１〜８の場合には、以下に示す組み合わせでアクチュエータ２０を駆動する（ただし、Ｎｏは、アクチュエータ２０の番号）。
【００３５】
Ｃ＝１：Ｎｏ１，Ｎｏ９，Ｎｏ１７，Ｎｏ２５，・・・
Ｃ＝２：Ｎｏ２，Ｎｏ１０，Ｎｏ１８，Ｎｏ２６，・・・
Ｃ＝３：Ｎｏ３，Ｎｏ１１，Ｎｏ１９，Ｎｏ２７，・・・
Ｃ＝４：Ｎｏ４，Ｎｏ１２，Ｎｏ２０，Ｎｏ２８，・・・
Ｃ＝５：Ｎｏ５，Ｎｏ１３，Ｎｏ２１，Ｎｏ２９，・・・
Ｃ＝６：Ｎｏ６，Ｎｏ１４，Ｎｏ２２，Ｎｏ３０，・・・
Ｃ＝７：Ｎｏ７，Ｎｏ１５，Ｎｏ２３，Ｎｏ３１，・・・
Ｃ＝８：Ｎｏ８，Ｎｏ１６，Ｎｏ２４，Ｎｏ３２，・・・
【００３６】
なお、一度に操作するアクチュエータ２０の組み合わせＣは如何なるものとしてもよく、例えば、１本単位としてもよい。また、収束計算の時間を短縮するために、アクチュエータ２０と計測点の対応位置の初期値を用意しておくことが望ましい。
【００３７】
後述するヒータ出力パターン出力処理（ステップＳ４）、応答データ処理（ステップＳ５）、仮対応位置決定処理（ステップＳ６）、および対応位置補正処理（ステップＳ７）では、初期値計算処理（ステップＳ１）で生成した所定パターンでアクチュエータ２０を駆動し、シート厚みの変化として現れる応答パターンを検出して、各アクチュエータ２０の計測点の対応位置（応答中心点）を算出する。これらのヒータ出力パターン出力処理（ステップＳ４）、応答データ処理（ステップＳ５）、仮対応位置決定処理（ステップＳ６）、対応位置補正処理（ステップＳ７）は、Ｎ回実行され、その都度、アクチュエータ２０と計測点の対応位置が更新される。
【００３８】
アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、カウンタＩを初期化して、カウンタＩ＝０とした後（ステップＳ２）、カウンタＩを「１」インクリメントして、カウンタＩ＝Ｉ＋１とする（ステップＳ３）。
【００３９】
アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、ヒータ出力パターン出力処理を実行する（ステップＳ４）。具体的には、上記ステップＳ１で決定したアクチュエータ２０の組み合わせＣで、アクチュエータ操作量をＴｐｔｎ［ｓｅｃ］の間、上記所定パターンで変化させる。他のアクチュエータ２０については現在値を保持する。
【００４０】
同時に、アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、応答データ処理を実行する（ステップＳ５）。具体的には、ステップＳ４にて変化させたシート厚みの変化の計測値（実計測値）を、厚み計１８の計測周期毎に取得する。図６は、アクチュエータ２０（Ｎｏ１２）に対応するシート厚み変化量の実計測値の一例を説明するための図である。同図において、横軸はサンプリング回数、縦軸は、シートの厚み変化（μm）を示している。
【００４１】
そして、実計測値と応答データ（予測値）Ｔｐｐとの共分散を、下式（１）で計測点毎に算出する。このときｙ（ｎ）に、各計測点の計測値を代入する。
【００４２】
【数１】
【００４３】
つぎに、アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、仮対応位置決定処理を実行する（ステップＳ６）。具体的には、共分散値が閾値以上である範囲を切り出し、その中間値または重心値をアクチュエータ２０に対応する計測点の仮対応位置ｐとする。ここでは、共分散値を切り出す範囲を閾値以上とした場合について説明したが、アクチュエータ２０の操作量を増減させた場合に、厚み変化がそれに追従して増減する範囲を切り出すことにしてもよい。図７は、アクチュエータ２０の操作量を増減させた場合の厚み変化の一例を示す図である。同図において、横軸は計測点、縦軸は共分散を示している。また、共分散値の最大値を与える計測点を、アクチュエータ２０に対応する計測点の仮対応位置ｐとすることにしてもよい。
【００４４】
なお、実施例では、予測値と実計測値との時系列データの相関を算出する場合に、共分散を使用することとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、相互相関関数、共分散と相互相関関数との積、窓関数と共分散または相互相関関数との積を使用することにしてもよい。
【００４５】
下式（２）は、相互相関関数の算出式を示している。
【数２】
【００４６】
また、窓関数Ｗ（ｕ）としては、例えば、ハニング窓やブラックマン窓等の各種窓関数を使用することができる。下式（３）はその一例である。
【００４７】
【数３】
【００４８】
つぎに、アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、対応位置補正処理を実行する（ステップＳ７）。具体的には、各アクチュエータ２０に対応する計測点の仮対応位置ｐについて、両側Ｍ個隣接する仮対応位置ｐを選び出し、下式（４）で対応位置の補正を行う。
【００４９】
【数４】
【００５０】
なお、上記式（４）において、α（ｊ）＝１／（２・Ｍ＋１）（全てのｊについて）として、得られた各対応位置について、幅方向における高い空間周波数成分を除去することにしてもよい。
【００５１】
また、上記式（４）において、Ｍ＝１として、α（０）＝０．５，α（１）＝α（−１）＝０．２５とすると、隣接対応位置から最小二乗法で求めた値と仮対応位置の平均をとることになる。これによれば、２つの隣接対応位置の中間点の方向へ位置補正することができる。
【００５２】
この後、アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、カウンタＩ≧Ｎであるか否かを判断し（ステップＳ８）、カウンタＩ≧Ｎである場合には（ステップＳ８の「Ｙｅｓ」）、当該フローを終了する一方、カウンタＩ≧Ｎでない場合には（ステップＳ８の「Ｎｏ」）、ステップＳ３に戻り、カウンタＩ≧Ｎとなるまで、同一の処理を繰り返し実行する（ステップＳ３〜ステップＳ７）。
【００５３】
図８は、制御装置１９の構成を示す図である。制御装置１９は、アクチュエータと計測点対応付け手段４１と、シート厚み制御手段４２と、切替スイッチ４３，４４とを有している。
【００５４】
切替スイッチ４３は、アクチュエータ２０との接続を、アクチュエータの計測点対応付け手段４１とシート厚み制御手段４２とで切り換える。切替スイッチ４４は、厚み計１８との接続を、アクチュエータと計測点対応付け手段４１とシート厚み制御手段４２とで切り換える。
【００５５】
切替スイッチ４３、４４は、アクチュエータと計測点対応付け手段４１がアクチュエータと計測点の対応付けを行う場合には、アクチュエータと計測点対応付け手段４１をアクチュエータ２０，厚み計１８に接続する。アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、上述したように、各アクチュエータ２０と厚み計１８の計測点との対応位置を検出し、検出結果をシート厚み制御手段４２に出力する。
【００５６】
切替スイッチ４３、４４は、シート厚み制御手段４２がシートの厚み制御を行う場合には、シート厚み制御手段４２をアクチュエータ２０，厚み計１８に接続する。シート厚み制御手段４２は、厚み計１８から入力されるシート１１の厚み計測値に基づいて、口金１４のアクチュエータ２０の操作量を制御する。この場合、シート厚み制御手段４２は、アクチュエータと計測点対応付け手段４１で検出された、各アクチュエータ２０と厚み計１８の計測点との対応位置の厚み計測値を使用して、各アクチュエータ２０の操作量を制御する。これにより、均一な厚みのシートを製造することができる。
【００５７】
以上説明したように、上記実施例によれば、アクチュエータと計測点対応付け手段４１は、アクチュエータ２０の操作時の厚み変化を計算モデルを使用して予測値を算出しておき、予測値と実計測値との時系列データの相関（例えば、共分散、相互相関関数、共分散と相互相関関数との積、窓関数と共分散または相互相関関数との積）を算出し、当該相関値に基づいて、各アクチュエータ２０と厚み計１８の計測点の対応位置を検出しているので、すなわち、アクチュエータの操作量を変化させてからシート厚みが時間的に変化していく過程を予測値と比較して、予測値に最も一致する成分だけを抽出して外乱除去を行っているため、外乱除去効果が高く、外乱の影響を受けることなく、アクチュエータ２０の操作点とシート１１の幅方向の計測点との位置対応を高精度に検出することができる。
【００５８】
なお、前述した一実施例においては、制御装置１９の機能を実現するためのプログラムを図９に示したコンピュータ読み取り可能な記録媒体６０に記録して、この記録媒体６０に記録されたプログラムを同図に示したコンピュータ５０に読み込ませ、実行することにより各機能を実現してもよい。
【００５９】
同図に示したコンピュータ５０は、上記プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、キーボード、マウス等の入力装置５２と、各種データを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）５３と、演算パラメータ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）５４と、記録媒体６０からプログラムを読み取る読取装置５５と、ディスプレイ、プリンタ等の出力装置５６とから構成されている。
【００６０】
ＣＰＵ５１は、読取装置５５を経由して記録媒体６０に記録されているプログラムを読み込んだ後、プログラムを実行することにより、前述した機能を実現する。なお、記録媒体６０としては、光ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク等が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明にかかるアクチュエータと計測点対応付け装置、アクチュエータと計測点対応付け方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムは、シート製造装置、押出成形機、抄紙機、コータ等の各種プラントに利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施例に係るシート製造装置の構成を示す図である。
【図２】口金の構成を示す図である。
【図３】アクチュエータと計測点対応付け手段の制御を説明するためのフローを示す図である。
【図４】アクチュエータを操作する所定パターンの一例を示す図である。
【図５】図４の所定パターンに対応する応答データ（テンプレート）の一例を示す図である。
【図６】厚み変化量の実計測値の一例を説明するための図である。
【図７】アクチュエータの操作量を上下方向に変更した場合の共分散の一例を示す図である。
【図８】図１の制御装置の構成例を示す図である。
【図９】本発明の一実施例を示す図である。
【図１０】ネッキング現象を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ シート製造装置
１１ シート
１２ 延伸機
１３ 押出機
１４ 口金
１５ 冷却ロール
１６ 巻取機
１７ 搬送ロール
１８ 厚み計
１９ 制御装置
２０ アクチュエータ
２１ スリット
４１ アクチュエータと計測点対応付け手段
４２ シート厚み制御手段
４３，４４ 切替スイッチ
５０ コンピュータ
５１ ＣＰＵ
５２ 入力装置
５３ ＲＯＭ
５４ ＲＡＭ
５５ 読取装置
５６ 出力装置
６０ 記録媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートの幅方向に配置された複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの下流側に配置され、前記シートの幅方向の複数の計測点で当該シートの厚みを計測する計測手段とを有するプラントにおいて、前記アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出するアクチュエータと計測点対応付け装置であって、
前記アクチュエータの操作量を時系列の所定パターンで変化させた場合の前記シートの厚み変化を計算モデルを使用して予め予測値として算出しておき、
前記所定パターンで前記複数のアクチュエータを操作した場合に、前記計測手段で計測される実計測値を取得し、
前記予測値と前記実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、前記各アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出することを特徴とするアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項２】
前記所定パターンは、ステップ状パターンであることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項３】
前記相関は、共分散、相互相関関数、共分散と相互相関関数との積、窓関数と共分散または相互相関関数との積のいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項４】
前記相関値が最大値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項５】
前記相関値が閾値以上となる範囲を切り出し、その中間値または重心値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項６】
前記検出した各対応位置対応付けに加えて、前記シートの幅方向で高い周波数成分を除去することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項７】
過去に検出した他の対応位置から最小二乗法等で内挿した結果と、今回検出した前記対応位置との平均を、最終的な対応位置とすることを特徴とするアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項８】
シートの幅方向に配置された複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの下流側に配置され、前記シートの幅方向の複数の計測点で当該シートの厚みを計測する計測手段とを有するプラントにおいて、前記アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出するアクチュエータと計測点対応付け方法であって、
前記アクチュエータの操作量を時系列の所定パターンで変化させた場合の前記シートの厚み変化を計算モデルを使用して予め予測値として算出しておく工程と、
前記所定パターンで前記複数のアクチュエータを操作した場合に、前記計測手段で計測される実計測値を取得する工程と、
前記予測値と前記実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、前記各アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出する工程と、
を含むことを特徴とするアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項９】
前記所定パターンは、ステップ状パターンであることを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項１０】
前記相関は、共分散、相互相関関数、共分散と相互相関関数との積、窓関数と共分散または相互相関関数との積のいずれかであることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項１１】
前記相関値が最大値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項１２】
前記相関値が閾値以上となる範囲を切り出し、その中間値または重心値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項１３】
前記検出した各対応位置対応付けに加えて、前記シートの幅方向で高い周波数成分を除去することを特徴とする請求項８〜請求項１２のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項１４】
過去に検出した他の対応位置から最小二乗法等で内挿した結果と、今回検出した前記対応位置との平均を、最終的な対応位置とすることを特徴とする請求項８〜請求項１３のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項１５】
請求項８〜請求項１４のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータが実行するためのプログラム。
【請求項１】
シートの幅方向に配置された複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの下流側に配置され、前記シートの幅方向の複数の計測点で当該シートの厚みを計測する計測手段とを有するプラントにおいて、前記アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出するアクチュエータと計測点対応付け装置であって、
前記アクチュエータの操作量を時系列の所定パターンで変化させた場合の前記シートの厚み変化を計算モデルを使用して予め予測値として算出しておき、
前記所定パターンで前記複数のアクチュエータを操作した場合に、前記計測手段で計測される実計測値を取得し、
前記予測値と前記実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、前記各アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出することを特徴とするアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項２】
前記所定パターンは、ステップ状パターンであることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項３】
前記相関は、共分散、相互相関関数、共分散と相互相関関数との積、窓関数と共分散または相互相関関数との積のいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項４】
前記相関値が最大値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項５】
前記相関値が閾値以上となる範囲を切り出し、その中間値または重心値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項６】
前記検出した各対応位置対応付けに加えて、前記シートの幅方向で高い周波数成分を除去することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項７】
過去に検出した他の対応位置から最小二乗法等で内挿した結果と、今回検出した前記対応位置との平均を、最終的な対応位置とすることを特徴とするアクチュエータと計測点対応付け装置。
【請求項８】
シートの幅方向に配置された複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの下流側に配置され、前記シートの幅方向の複数の計測点で当該シートの厚みを計測する計測手段とを有するプラントにおいて、前記アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出するアクチュエータと計測点対応付け方法であって、
前記アクチュエータの操作量を時系列の所定パターンで変化させた場合の前記シートの厚み変化を計算モデルを使用して予め予測値として算出しておく工程と、
前記所定パターンで前記複数のアクチュエータを操作した場合に、前記計測手段で計測される実計測値を取得する工程と、
前記予測値と前記実計測値との時系列データの相関を算出し、当該相関値に基づいて、前記各アクチュエータと前記計測点の対応位置を検出する工程と、
を含むことを特徴とするアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項９】
前記所定パターンは、ステップ状パターンであることを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項１０】
前記相関は、共分散、相互相関関数、共分散と相互相関関数との積、窓関数と共分散または相互相関関数との積のいずれかであることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項１１】
前記相関値が最大値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項１２】
前記相関値が閾値以上となる範囲を切り出し、その中間値または重心値となる計測点を、前記対応位置とすることを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項１３】
前記検出した各対応位置対応付けに加えて、前記シートの幅方向で高い周波数成分を除去することを特徴とする請求項８〜請求項１２のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項１４】
過去に検出した他の対応位置から最小二乗法等で内挿した結果と、今回検出した前記対応位置との平均を、最終的な対応位置とすることを特徴とする請求項８〜請求項１３のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け方法。
【請求項１５】
請求項８〜請求項１４のいずれか１つに記載のアクチュエータと計測点対応付け方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータが実行するためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２５５９４４（Ｐ２００６−２５５９４４Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７３２８９（Ｐ２００５−７３２８９）
【出願日】平成１７年３月１５日（２００５．３．１５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１５日（２００５．３．１５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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