熱変位式自動Ｔダイの制御方法
【課題】 温度制御ループと厚さフィードバック制御ループとからなる熱変位式自動Ｔダイのカスケード制御方法において、温度制御ループを過去のヒータ制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度とから、ダイボルトの温度すなわちヒータ制御出力値を予測する仮想温度制御ループとして構成し、簡便かつ適正にプラスチックシート等のプロファイル制御を行うことができる熱変位式自動Ｔダイの制御方法を提供する。
【解決手段】 成形品の厚さデータをプロファイル処理して目標プロファイルを修正して適正なリップ間隙を得るダイボルトの温度設定および変更を行う演算処理を行う厚さフィードバック制御ループに対し、ダイボルトに取付けたヒータの制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度とから適正なダイボルトの温度となるヒータ制御出力値を予測演算する仮想温度制御ループを設けるとともに、その仮想温度制御ループに任意の連続したダイボルトグループ区分毎に設けたダイボルト温度出力を補正演算して出力した後、カスケード制御する。
【解決手段】 成形品の厚さデータをプロファイル処理して目標プロファイルを修正して適正なリップ間隙を得るダイボルトの温度設定および変更を行う演算処理を行う厚さフィードバック制御ループに対し、ダイボルトに取付けたヒータの制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度とから適正なダイボルトの温度となるヒータ制御出力値を予測演算する仮想温度制御ループを設けるとともに、その仮想温度制御ループに任意の連続したダイボルトグループ区分毎に設けたダイボルト温度出力を補正演算して出力した後、カスケード制御する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックシートまたはプラスチックフィルムを成形する熱変位式自動Ｔダイの制御方法に係り、特に前記自動Ｔダイのリップ調整量を、熱変位式アクチュエータの制御データに基づいて予測する仮想温度制御ループと、成形品の厚さデータから算出する厚さフィードバック制御ループとのカスケード制御によって、簡便かつ適正にプラスチックシート等のプロファイル制御を行うことができる熱変位式自動Ｔダイの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のプラスチックシートまたはプラスチックフィルム（以下、単にシート等という）の成形に際して、出願人は特開平１０−２２５９７３号公報に示すような熱変位式自動Ｔダイの制御方法を提案した。この方法について図５および図６により述べると、図５の制御系統図は目標プロファイルをプロファイル制御部５０、ダイボルト・ヒータ温度制御部５２、ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）等を用いたヒータ制御出力装置５３、ダイボルト−リップ系５４、成形プロセス５６を順次経てシートのプロファイル制御がなされ、このプロファイル制御結果を、厚さプロファイル処理部５８で処理して、プロファイル制御部５０へフィードバックする制御演算を行う厚さフィードバック制御ループと、ヒータ制御出力装置５３において出力されたヒータ制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度とから、ダイボルト・ヒータ温度予測演算部５５を介して、ダイボルトの温度すなわちヒータ制御出力値を予測し、前記ダイボルト・ヒータ温度制御部５２へフィードバックする制御演算を行う仮想温度制御ループを設けたものである。
【０００３】前述のような制御系統となっており、つぎにプロファイル制御部５０および厚さプロファイル処理部５８によるシート等の成形時における厚さフィードバック制御における操作について、図６の（ａ）に示す制御フローチャートを参照して説明する。
【０００４】最初に、ＳＴＥＰ１では、プロファイル制御部５０に対し、目標プロファイルの設定を行う。次いで、ＳＴＥＰ２では、厚さプロファイル処理部５８で処理された厚さプロファイルをフィードバック入力する。そこで、ＳＴＥＰ３では、所定の時間が過ぎたか否かを判断し、ＹＥＳならばＳＴＥＰ４に行き、前記設定された目標プロファイルとフィードバック入力された厚さプロファイルとの偏差から、ダイボルト操作量を演算する。次いで、ＳＴＥＰ５では、前記ダイボルト操作量に基づいて新たな設定温度を算出し、この算出値により前記ダイボルト・ヒータ温度制御部５２に対する設定温度変更のための指令信号が出力される。その後、前記プロファイル制御部５０は、次の制御タイミングとなるまで制御動作を待機し、再度前記制御動作が繰り返し行われる。
【０００５】次に、仮想温度制御ループにおける操作について、図６の（ｂ）に示す制御フローチャートを参照して説明する。まず、ＳＴＥＰ６では、ダイボルト・ヒータ温度制御部５２に対し、ダイボルトの初期設定温度が入力設定される。次に、ＳＴＥＰ７で前述したような所要のタイミングで設定温度の変更が前記プロファイル制御部５０より指令されると、ＳＴＥＰ８で設定温度の変更が行われ、ヒータ制御出力装置５３によりヒータを制御して各ダイボルトの温度制御を行う。
【０００６】そして、ＳＴＥＰ９では、前記設定温度の変更のあるなしにかかわらず、前記ヒータ制御出力装置５３のヒータ制御出力値に基づき、ダイボルト・ヒータ温度予測演算部５５において、ダイボルト温度の予測演算が行われる。次いで、ＳＴＥＰ１０では、算出された予測温度と設定温度との差から、ＰＩＤ演算によりヒータ制御出力値を演算する。
【０００７】このようにして算出されたヒータ制御出力値は、ＳＴＥＰ１１でダイボルト・ヒータ温度制御部５２を介してヒータ制御出力装置５３より出力されて、ヒータを制御して各ダイボルトの温度制御を行う。そして、ＳＴＥＰ１２では、前記ヒータ制御出力値を演算する温度制御タイミングが、適宜設定されて、再度前記制御動作が繰り返し行われる。
【０００８】ここで、前述したダイボルト・ヒータ温度予測演算部５５おけるヒータ制御出力値の予測演算について詳細に説明すると、ダイボルトの温度は、ヒータの発熱量Ｑ1 と周囲への放熱量Ｑ0 により決定される。この場合、ダイボルトは多数並列配置されるため、近接するダイボルトからの熱ＱB も伝熱される。
【０００９】一般に、i 番目のヒータの発熱量Ｑi は次式Ｑi ＝Ｃ1 （θh −θ） … (1)但し、Ｃ1 ：伝熱に係るコンダクタンスθh ：ヒータ自体の温度θ ：ダイボルトの温度
【００１０】一方、近接するダイボルトからの熱ＱB は次式 ＱB ＝Ｃ2i（θ(i-1) −θi ）＋Ｃ2i（θ(i+1) −θi ） … (2) 但し、Ｃ2 ：伝熱に係るコンダクタンスθi ：該当するダイボルトの温度θ(i+1),(i-1) ：近接するダイボルトの温度
【００１１】また、ヒータの周囲への放熱量Ｑ0 は次式Ｑ0 ＝Ｃ3 （θi −θa ） … (3)但し、Ｃ3 ：伝熱に係るコンダクタンスθa ：ヒータで加熱するダイボルト付近の周囲温度（解析を容易にするためθa ＝０とする）、従って、定常熱伝導において、前記放熱量Ｑ0 は次式Ｑ0 ＝Ｑi ＋ＱB … (4)
【００１２】そこで、前記式(4) に前記式(1),(2),(3) を代入して整理すると、次式が得られる。
【００１３】
【数１】
【００１４】前記式(5) は簡略化すると、 θi ＝Ｇ1 ・θh ＋Ｇ2 〔θ(i+1) ＋θ(i-1) 〕 … (6) 前記定数Ｇ1 、Ｇ2 は、実験によって同定し、数値化することができる。
【００１５】このようにして、該当するダイボルトの温度を予測し、設定温度との偏差からＰＩＤ制御によって、新しいヒータへの制御出力値を演算し、ヒータ制御出力装置５３に出力することにより、ダイボルトの温度制御を適正に行うことができる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この従来の制御方法により３０本のダイボルト（ａ１〜ａ１５〜ａ３０）に対して予測演算し仮想温度制御ループをかけてカスケード制御したテスト結果を図４に示す。このテストでは、各ダイボルト（ａ１〜ａ１５〜ａ３０）毎に温度センサを設け、目標値３００℃に対する実測温度を検出して表示したものである。そして、目標値の温度をかえて複数回テストを行ったが、図４のように仮想温度と実測温度との偏差が大きくなってしまった。その主な原因は、近接するダイボルトからの受熱量がＴダイの中央部（ａ１５）と両端部（ａ１、ａ２、ａ２９、ａ３０）では大きく異なることであった。
【００１７】そこで、本発明の目的は、温度制御ループと厚さフィードバック制御ループとからなる熱変位式自動Ｔダイのカスケード制御方法において、温度制御ループを過去のヒータ制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度とから、ダイボルトの温度すなわちヒータ制御出力値を予測する仮想温度制御ループを構成し、簡便かつ適正にシートのプロファイル制御を行うことができる熱変位式自動Ｔダイの制御方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、本発明に係る熱変位式自動Ｔダイの制御方法は、それぞれにヒータを取付けたダイボルトをＴダイリップ幅方向に複数個設け、そのヒータを通電或いは遮電して前記ダイボルトを膨脹および収縮させることによりＴダイリップの隙間を調整して予め設定したプロファイルとなるようにプラスチックシート等を成形し、それによる成形品の厚さデータから各ダイボルトの温度設定および変更を行う厚さフィードバック制御ループに対し、前記各ヒータの制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度から適正なダイボルト温度となるヒータ制御出力値を予測演算する仮想温度制御ループを設けた熱変位式自動Ｔダイの制御方法において、前記複数個のＴダイリップ幅方向の前記ダイボルトを任意の連続したダイボルトグループに区分し、同区分毎のヒータ実測温度とその仮想温度との偏差を前記ヒータ制御出力値の予測演算する際の補正係数として前記仮想温度制御ループに出力することを特徴とする熱変位式自動Ｔダイの制御方法とした。。
【００１９】さらに、前記補正係数Ｋi は各区分毎の仮想温度をθi とし、実測温度をθRとしたとき、（θi −θR ）の演算を行い、その差とある一定の温度差ｔを比較し、（θi −θR ）の絶対値＜ｔであればＫi ＝１、（θi −θR ）の絶対値＞ｔであれば、仮想温度θi が実測温度θR より高いときはＫi を１より小さい値で逆算し、仮想温度θi が実測温度θR より低いときはＫi を１より大きい値で逆算し、常に（θi −θR ）の絶対値＜ｔの範囲内になるように適正なＫi 値を検索して出力することを特徴とする熱変位式自動Ｔダイの制御方法とした。
【００２０】このように、Ｔダイの全ボルト毎ではなく、区分毎のダイボルト温度センサからダイボルト実測温度を検出することから、数少ないダイボルト温度センサで仮想温度制御ループに出力し、簡便かつ適正なシート等のプロファイル制御を確実に達成することが出来る。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る熱変位式自動Ｔダイの制御方法の実施例につき、図１により説明する。説明に当たり、本発明は従来の制御系統に加え複数個のＴダイリップ幅方向のダイボルトを任意の連続したダイボルトグループに区分し、同区分毎のヒータ実測温度とその仮想温度との偏差を前記ヒータ制御出力値の予測演算する際の補正係数として前記仮想温度制御ループに出力するダイボルト温度補正係数演算部１００を設けたものである。そしてその仮想温度制御ループのフローチャートは図２の（ｂ）に示すように従来のフローチャートにダイボルト温度補正係数Ｋi を求めるためのフローを加えたものである。従って、従来例と同一部は同一番号を付し、その説明を省き、新たに追加された部材のみ新番号を付してその説明をする。
【００２２】ダイボルト温度補正係数演算部１００は前記式(6) の第１項にダイボルト温度補正係数Ｋi をかけた式 θi ＝Ｋi ・Ｇ1 ・θh ＋Ｇ2 〔θ(i+1) ＋θ(i-1) 〕 … (6) 但し、Ｇ1 、Ｇ2 は、実験によって同定し、簡素化することができ、Ｋi は後述する方法により数値化することができる。本式によりダイボルト温度補正係数を算出し、シート等の成形に先立ってダイボルト・ヒータ温度予測演算部５５へ作用するものである。
【００２３】次ぎに、図２に示すフローチャートについて説明すると、ＳＴＥＰ２０では先ず仮にＫi ＝１を設定する。次いで、ＳＴＥＰ２１で定常状態まで温度制御を行う。定常状態に達したならば、ＳＴＥＰ２２では各区分毎の仮想温度θi を取り込み、ＳＴＥＰ２３では実測温度θR の測定を行い各区分毎の実測温度θR の入力を行い、次ぎにＳＴＥＰ２４に行き、（θi −θR ）の演算を行い、その差とある一定の温度差ｔを比較し、（θi −θR ）の絶対値＜ｔであれば即ちＹＥＳであればＫi ＝１としてＳＴＥＰ２６に行き、（θi −θR ）の絶対値＞ｔであれば即ちＮＯであればＳＴＥＰ２５に行き、仮想温度θi が実測温度θR より高いときはＫi を１より小さい値で逆算し、適正なＫi 値を検索し、逆に仮想温度θi が実測温度θR より低いときはＫi を１より大きい値で逆算し、常に（θi−θR ）の絶対値＜ｔの範囲内になるように適正なＫi 値を検索して出力する。Ｋi の更新を行う。
【００２４】以上説明したようにダイボルト温度補正係数Ｋi を算出した後、シート等の成形を行い前述の従来例のフローチャートＳＴＥＰ１ないしＳＴＥＰ１２で説明したような操作が行われる。
【００２５】図３は前述した本発明の制御方法により、シート成形したテスト結果を示す。ここで、区分毎のヒータボルト温度センサを区分ｂ１（ａ１）、ｂ２（ａ４［ａ２〜ａ５］を代表する）、ｂ３（ａ８［ａ６〜ａ９］）、ｂ４（ａ１５［ａ１０〜ａ２１］）、ｂ５（ａ２２［ａ２１〜ａ２５）、ｂ６（ａ２７［ａ２６〜ａ２９］）、ｂ７（ａ３０）の７箇所に設けた。そして、目標値温度３００℃に対する実測温度を検出し、前述の式により演算した温度補正係数を前記ダイボルト・ヒータ温度予測演算部５５に出力した後、シート成形を行い仮想温度制御ループによりカスケード制御した。従来の図４R>４における仮想温度と実測温度の偏差が区分毎の全体に渡って極めて小さくなった。ここで、任意の連続したダイボルトグループは大略、中央部と両端部の３グループの他にそれらの間を２つないし３つに区分できる。
【００２６】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、その精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る熱変位式自動Ｔダイの制御方法は、それぞれにヒータを取付けたダイボルトをＴダイリップ幅方向に複数個設け、そのヒータを通電或いは遮電して前記ダイボルトを膨脹および収縮させることによりＴダイリップの隙間を調整して予め設定したプロファイルとなるようにプラスチックシート等を成形し、それによる成形品の厚さデータから各ダイボルトの温度設定および変更を行う厚さフィードバック制御ループに対し、前記各ヒータの制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度から適正なダイボルト温度となるヒータ制御出力値を予測演算する仮想温度制御ループを設けた熱変位式自動Ｔダイの制御方法において、前記複数個のＴダイリップ幅方向の前記ダイボルトを任意の連続したダイボルトグループに区分し、同区分毎のヒータ実測温度とその仮想温度との偏差を前記ヒータ制御出力値の予測演算する際の補正係数として前記仮想温度制御ループに出力するよう構成することにより、簡便かつ適正にプラスチックシート等のプロファイル制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱変位式自動Ｔダイの制御方法の一実施例を示す制御系統図である。
【図２】図１に示す熱変位式自動Ｔダイの制御方法を実施するための制御フローチャートであって、（ａ）は厚さのプロファイル制御のためのフローチャート図であり、（ｂ）はダイボルト温度制御のためのフローチャート図である。
【図３】図１に示す熱変位式自動Ｔダイの制御方法におけるプラスチックシートのプロファイル処理およびダイボルト設定温度との関係を示すモニタ表示例の説明図である。
【図４】従来の熱変位式自動Ｔダイの制御方法におけるプラスチックシートのプロファイル処理およびダイボルト設定温度との関係を示すモニタ表示例の説明図である。
【図５】従来の熱変位式自動Ｔダイにおけるカスケード制御方式を示す制御系統図である。
【図６】図５に示す従来の熱変位式自動Ｔダイの制御方法を実施するための制御フローチャートであって、（ａ）は厚さのプロファイル制御のためのフローチャート図であり、（ｂ）はダイボルト温度制御のためのフローチャート図である。
【符号の説明】
５０ プロファイル制御部
５２ ダイボルト・ヒータ温度制御部
５３ ヒータ制御出力装置（ＳＳＲ）
５４ ダイボルト−リップ系
５５ ダイボルト・ヒータ温度予測演算部
５６ 成形プロセス
５８ 厚さプロファイル処理部
１００ ダイボルト温度補正係数演算部
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックシートまたはプラスチックフィルムを成形する熱変位式自動Ｔダイの制御方法に係り、特に前記自動Ｔダイのリップ調整量を、熱変位式アクチュエータの制御データに基づいて予測する仮想温度制御ループと、成形品の厚さデータから算出する厚さフィードバック制御ループとのカスケード制御によって、簡便かつ適正にプラスチックシート等のプロファイル制御を行うことができる熱変位式自動Ｔダイの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のプラスチックシートまたはプラスチックフィルム（以下、単にシート等という）の成形に際して、出願人は特開平１０−２２５９７３号公報に示すような熱変位式自動Ｔダイの制御方法を提案した。この方法について図５および図６により述べると、図５の制御系統図は目標プロファイルをプロファイル制御部５０、ダイボルト・ヒータ温度制御部５２、ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）等を用いたヒータ制御出力装置５３、ダイボルト−リップ系５４、成形プロセス５６を順次経てシートのプロファイル制御がなされ、このプロファイル制御結果を、厚さプロファイル処理部５８で処理して、プロファイル制御部５０へフィードバックする制御演算を行う厚さフィードバック制御ループと、ヒータ制御出力装置５３において出力されたヒータ制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度とから、ダイボルト・ヒータ温度予測演算部５５を介して、ダイボルトの温度すなわちヒータ制御出力値を予測し、前記ダイボルト・ヒータ温度制御部５２へフィードバックする制御演算を行う仮想温度制御ループを設けたものである。
【０００３】前述のような制御系統となっており、つぎにプロファイル制御部５０および厚さプロファイル処理部５８によるシート等の成形時における厚さフィードバック制御における操作について、図６の（ａ）に示す制御フローチャートを参照して説明する。
【０００４】最初に、ＳＴＥＰ１では、プロファイル制御部５０に対し、目標プロファイルの設定を行う。次いで、ＳＴＥＰ２では、厚さプロファイル処理部５８で処理された厚さプロファイルをフィードバック入力する。そこで、ＳＴＥＰ３では、所定の時間が過ぎたか否かを判断し、ＹＥＳならばＳＴＥＰ４に行き、前記設定された目標プロファイルとフィードバック入力された厚さプロファイルとの偏差から、ダイボルト操作量を演算する。次いで、ＳＴＥＰ５では、前記ダイボルト操作量に基づいて新たな設定温度を算出し、この算出値により前記ダイボルト・ヒータ温度制御部５２に対する設定温度変更のための指令信号が出力される。その後、前記プロファイル制御部５０は、次の制御タイミングとなるまで制御動作を待機し、再度前記制御動作が繰り返し行われる。
【０００５】次に、仮想温度制御ループにおける操作について、図６の（ｂ）に示す制御フローチャートを参照して説明する。まず、ＳＴＥＰ６では、ダイボルト・ヒータ温度制御部５２に対し、ダイボルトの初期設定温度が入力設定される。次に、ＳＴＥＰ７で前述したような所要のタイミングで設定温度の変更が前記プロファイル制御部５０より指令されると、ＳＴＥＰ８で設定温度の変更が行われ、ヒータ制御出力装置５３によりヒータを制御して各ダイボルトの温度制御を行う。
【０００６】そして、ＳＴＥＰ９では、前記設定温度の変更のあるなしにかかわらず、前記ヒータ制御出力装置５３のヒータ制御出力値に基づき、ダイボルト・ヒータ温度予測演算部５５において、ダイボルト温度の予測演算が行われる。次いで、ＳＴＥＰ１０では、算出された予測温度と設定温度との差から、ＰＩＤ演算によりヒータ制御出力値を演算する。
【０００７】このようにして算出されたヒータ制御出力値は、ＳＴＥＰ１１でダイボルト・ヒータ温度制御部５２を介してヒータ制御出力装置５３より出力されて、ヒータを制御して各ダイボルトの温度制御を行う。そして、ＳＴＥＰ１２では、前記ヒータ制御出力値を演算する温度制御タイミングが、適宜設定されて、再度前記制御動作が繰り返し行われる。
【０００８】ここで、前述したダイボルト・ヒータ温度予測演算部５５おけるヒータ制御出力値の予測演算について詳細に説明すると、ダイボルトの温度は、ヒータの発熱量Ｑ1 と周囲への放熱量Ｑ0 により決定される。この場合、ダイボルトは多数並列配置されるため、近接するダイボルトからの熱ＱB も伝熱される。
【０００９】一般に、i 番目のヒータの発熱量Ｑi は次式Ｑi ＝Ｃ1 （θh −θ） … (1)但し、Ｃ1 ：伝熱に係るコンダクタンスθh ：ヒータ自体の温度θ ：ダイボルトの温度
【００１０】一方、近接するダイボルトからの熱ＱB は次式 ＱB ＝Ｃ2i（θ(i-1) −θi ）＋Ｃ2i（θ(i+1) −θi ） … (2) 但し、Ｃ2 ：伝熱に係るコンダクタンスθi ：該当するダイボルトの温度θ(i+1),(i-1) ：近接するダイボルトの温度
【００１１】また、ヒータの周囲への放熱量Ｑ0 は次式Ｑ0 ＝Ｃ3 （θi −θa ） … (3)但し、Ｃ3 ：伝熱に係るコンダクタンスθa ：ヒータで加熱するダイボルト付近の周囲温度（解析を容易にするためθa ＝０とする）、従って、定常熱伝導において、前記放熱量Ｑ0 は次式Ｑ0 ＝Ｑi ＋ＱB … (4)
【００１２】そこで、前記式(4) に前記式(1),(2),(3) を代入して整理すると、次式が得られる。
【００１３】
【数１】
【００１４】前記式(5) は簡略化すると、 θi ＝Ｇ1 ・θh ＋Ｇ2 〔θ(i+1) ＋θ(i-1) 〕 … (6) 前記定数Ｇ1 、Ｇ2 は、実験によって同定し、数値化することができる。
【００１５】このようにして、該当するダイボルトの温度を予測し、設定温度との偏差からＰＩＤ制御によって、新しいヒータへの制御出力値を演算し、ヒータ制御出力装置５３に出力することにより、ダイボルトの温度制御を適正に行うことができる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この従来の制御方法により３０本のダイボルト（ａ１〜ａ１５〜ａ３０）に対して予測演算し仮想温度制御ループをかけてカスケード制御したテスト結果を図４に示す。このテストでは、各ダイボルト（ａ１〜ａ１５〜ａ３０）毎に温度センサを設け、目標値３００℃に対する実測温度を検出して表示したものである。そして、目標値の温度をかえて複数回テストを行ったが、図４のように仮想温度と実測温度との偏差が大きくなってしまった。その主な原因は、近接するダイボルトからの受熱量がＴダイの中央部（ａ１５）と両端部（ａ１、ａ２、ａ２９、ａ３０）では大きく異なることであった。
【００１７】そこで、本発明の目的は、温度制御ループと厚さフィードバック制御ループとからなる熱変位式自動Ｔダイのカスケード制御方法において、温度制御ループを過去のヒータ制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度とから、ダイボルトの温度すなわちヒータ制御出力値を予測する仮想温度制御ループを構成し、簡便かつ適正にシートのプロファイル制御を行うことができる熱変位式自動Ｔダイの制御方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、本発明に係る熱変位式自動Ｔダイの制御方法は、それぞれにヒータを取付けたダイボルトをＴダイリップ幅方向に複数個設け、そのヒータを通電或いは遮電して前記ダイボルトを膨脹および収縮させることによりＴダイリップの隙間を調整して予め設定したプロファイルとなるようにプラスチックシート等を成形し、それによる成形品の厚さデータから各ダイボルトの温度設定および変更を行う厚さフィードバック制御ループに対し、前記各ヒータの制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度から適正なダイボルト温度となるヒータ制御出力値を予測演算する仮想温度制御ループを設けた熱変位式自動Ｔダイの制御方法において、前記複数個のＴダイリップ幅方向の前記ダイボルトを任意の連続したダイボルトグループに区分し、同区分毎のヒータ実測温度とその仮想温度との偏差を前記ヒータ制御出力値の予測演算する際の補正係数として前記仮想温度制御ループに出力することを特徴とする熱変位式自動Ｔダイの制御方法とした。。
【００１９】さらに、前記補正係数Ｋi は各区分毎の仮想温度をθi とし、実測温度をθRとしたとき、（θi −θR ）の演算を行い、その差とある一定の温度差ｔを比較し、（θi −θR ）の絶対値＜ｔであればＫi ＝１、（θi −θR ）の絶対値＞ｔであれば、仮想温度θi が実測温度θR より高いときはＫi を１より小さい値で逆算し、仮想温度θi が実測温度θR より低いときはＫi を１より大きい値で逆算し、常に（θi −θR ）の絶対値＜ｔの範囲内になるように適正なＫi 値を検索して出力することを特徴とする熱変位式自動Ｔダイの制御方法とした。
【００２０】このように、Ｔダイの全ボルト毎ではなく、区分毎のダイボルト温度センサからダイボルト実測温度を検出することから、数少ないダイボルト温度センサで仮想温度制御ループに出力し、簡便かつ適正なシート等のプロファイル制御を確実に達成することが出来る。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る熱変位式自動Ｔダイの制御方法の実施例につき、図１により説明する。説明に当たり、本発明は従来の制御系統に加え複数個のＴダイリップ幅方向のダイボルトを任意の連続したダイボルトグループに区分し、同区分毎のヒータ実測温度とその仮想温度との偏差を前記ヒータ制御出力値の予測演算する際の補正係数として前記仮想温度制御ループに出力するダイボルト温度補正係数演算部１００を設けたものである。そしてその仮想温度制御ループのフローチャートは図２の（ｂ）に示すように従来のフローチャートにダイボルト温度補正係数Ｋi を求めるためのフローを加えたものである。従って、従来例と同一部は同一番号を付し、その説明を省き、新たに追加された部材のみ新番号を付してその説明をする。
【００２２】ダイボルト温度補正係数演算部１００は前記式(6) の第１項にダイボルト温度補正係数Ｋi をかけた式 θi ＝Ｋi ・Ｇ1 ・θh ＋Ｇ2 〔θ(i+1) ＋θ(i-1) 〕 … (6) 但し、Ｇ1 、Ｇ2 は、実験によって同定し、簡素化することができ、Ｋi は後述する方法により数値化することができる。本式によりダイボルト温度補正係数を算出し、シート等の成形に先立ってダイボルト・ヒータ温度予測演算部５５へ作用するものである。
【００２３】次ぎに、図２に示すフローチャートについて説明すると、ＳＴＥＰ２０では先ず仮にＫi ＝１を設定する。次いで、ＳＴＥＰ２１で定常状態まで温度制御を行う。定常状態に達したならば、ＳＴＥＰ２２では各区分毎の仮想温度θi を取り込み、ＳＴＥＰ２３では実測温度θR の測定を行い各区分毎の実測温度θR の入力を行い、次ぎにＳＴＥＰ２４に行き、（θi −θR ）の演算を行い、その差とある一定の温度差ｔを比較し、（θi −θR ）の絶対値＜ｔであれば即ちＹＥＳであればＫi ＝１としてＳＴＥＰ２６に行き、（θi −θR ）の絶対値＞ｔであれば即ちＮＯであればＳＴＥＰ２５に行き、仮想温度θi が実測温度θR より高いときはＫi を１より小さい値で逆算し、適正なＫi 値を検索し、逆に仮想温度θi が実測温度θR より低いときはＫi を１より大きい値で逆算し、常に（θi−θR ）の絶対値＜ｔの範囲内になるように適正なＫi 値を検索して出力する。Ｋi の更新を行う。
【００２４】以上説明したようにダイボルト温度補正係数Ｋi を算出した後、シート等の成形を行い前述の従来例のフローチャートＳＴＥＰ１ないしＳＴＥＰ１２で説明したような操作が行われる。
【００２５】図３は前述した本発明の制御方法により、シート成形したテスト結果を示す。ここで、区分毎のヒータボルト温度センサを区分ｂ１（ａ１）、ｂ２（ａ４［ａ２〜ａ５］を代表する）、ｂ３（ａ８［ａ６〜ａ９］）、ｂ４（ａ１５［ａ１０〜ａ２１］）、ｂ５（ａ２２［ａ２１〜ａ２５）、ｂ６（ａ２７［ａ２６〜ａ２９］）、ｂ７（ａ３０）の７箇所に設けた。そして、目標値温度３００℃に対する実測温度を検出し、前述の式により演算した温度補正係数を前記ダイボルト・ヒータ温度予測演算部５５に出力した後、シート成形を行い仮想温度制御ループによりカスケード制御した。従来の図４R>４における仮想温度と実測温度の偏差が区分毎の全体に渡って極めて小さくなった。ここで、任意の連続したダイボルトグループは大略、中央部と両端部の３グループの他にそれらの間を２つないし３つに区分できる。
【００２６】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、その精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る熱変位式自動Ｔダイの制御方法は、それぞれにヒータを取付けたダイボルトをＴダイリップ幅方向に複数個設け、そのヒータを通電或いは遮電して前記ダイボルトを膨脹および収縮させることによりＴダイリップの隙間を調整して予め設定したプロファイルとなるようにプラスチックシート等を成形し、それによる成形品の厚さデータから各ダイボルトの温度設定および変更を行う厚さフィードバック制御ループに対し、前記各ヒータの制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度から適正なダイボルト温度となるヒータ制御出力値を予測演算する仮想温度制御ループを設けた熱変位式自動Ｔダイの制御方法において、前記複数個のＴダイリップ幅方向の前記ダイボルトを任意の連続したダイボルトグループに区分し、同区分毎のヒータ実測温度とその仮想温度との偏差を前記ヒータ制御出力値の予測演算する際の補正係数として前記仮想温度制御ループに出力するよう構成することにより、簡便かつ適正にプラスチックシート等のプロファイル制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱変位式自動Ｔダイの制御方法の一実施例を示す制御系統図である。
【図２】図１に示す熱変位式自動Ｔダイの制御方法を実施するための制御フローチャートであって、（ａ）は厚さのプロファイル制御のためのフローチャート図であり、（ｂ）はダイボルト温度制御のためのフローチャート図である。
【図３】図１に示す熱変位式自動Ｔダイの制御方法におけるプラスチックシートのプロファイル処理およびダイボルト設定温度との関係を示すモニタ表示例の説明図である。
【図４】従来の熱変位式自動Ｔダイの制御方法におけるプラスチックシートのプロファイル処理およびダイボルト設定温度との関係を示すモニタ表示例の説明図である。
【図５】従来の熱変位式自動Ｔダイにおけるカスケード制御方式を示す制御系統図である。
【図６】図５に示す従来の熱変位式自動Ｔダイの制御方法を実施するための制御フローチャートであって、（ａ）は厚さのプロファイル制御のためのフローチャート図であり、（ｂ）はダイボルト温度制御のためのフローチャート図である。
【符号の説明】
５０ プロファイル制御部
５２ ダイボルト・ヒータ温度制御部
５３ ヒータ制御出力装置（ＳＳＲ）
５４ ダイボルト−リップ系
５５ ダイボルト・ヒータ温度予測演算部
５６ 成形プロセス
５８ 厚さプロファイル処理部
１００ ダイボルト温度補正係数演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 それぞれにヒータを取付けたダイボルトをＴダイリップ幅方向に複数個設け、そのヒータを通電或いは遮電して前記ダイボルトを膨脹および収縮させることによりＴダイリップの隙間を調整して予め設定したプロファイルとなるようにプラスチックシート等を成形し、それによる成形品の厚さデータから各ダイボルトの温度設定および変更を行う厚さフィードバック制御ループに対し、前記各ヒータの制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度から適正なダイボルト温度となるヒータ制御出力値を予測演算する仮想温度制御ループを設けた熱変位式自動Ｔダイの制御方法において、前記複数個のＴダイリップ幅方向の前記ダイボルトを任意の連続したダイボルトグループに区分し、同区分毎のヒータ実測温度とその仮想温度との偏差を前記ヒータ制御出力値の予測演算する際の補正係数として前記仮想温度制御ループに出力することを特徴とする熱変位式自動Ｔダイの制御方法。
【請求項２】 前記補正係数Ｋi は各区分毎の仮想温度をθi とし、実測温度をθR としたとき、（θi −θR ）の演算を行い、その差とある一定の温度差ｔを比較し、（θi −θR ）の絶対値＜ｔであればＫi ＝１、（θi −θR ）の絶対値＞ｔであれば、仮想温度θi が実測温度θR より高いときはＫi を１より小さい値で逆算し、仮想温度θi が実測温度θR より低いときはＫi を１より大きい値で逆算し、常に（θi −θR ）の絶対値＜ｔの範囲内になるように適正なＫi 値を検索して出力することを特徴とする請求項１記載の熱変位式自動Ｔダイの制御方法。
【請求項１】 それぞれにヒータを取付けたダイボルトをＴダイリップ幅方向に複数個設け、そのヒータを通電或いは遮電して前記ダイボルトを膨脹および収縮させることによりＴダイリップの隙間を調整して予め設定したプロファイルとなるようにプラスチックシート等を成形し、それによる成形品の厚さデータから各ダイボルトの温度設定および変更を行う厚さフィードバック制御ループに対し、前記各ヒータの制御出力値とこれに基づく周囲への放熱温度から適正なダイボルト温度となるヒータ制御出力値を予測演算する仮想温度制御ループを設けた熱変位式自動Ｔダイの制御方法において、前記複数個のＴダイリップ幅方向の前記ダイボルトを任意の連続したダイボルトグループに区分し、同区分毎のヒータ実測温度とその仮想温度との偏差を前記ヒータ制御出力値の予測演算する際の補正係数として前記仮想温度制御ループに出力することを特徴とする熱変位式自動Ｔダイの制御方法。
【請求項２】 前記補正係数Ｋi は各区分毎の仮想温度をθi とし、実測温度をθR としたとき、（θi −θR ）の演算を行い、その差とある一定の温度差ｔを比較し、（θi −θR ）の絶対値＜ｔであればＫi ＝１、（θi −θR ）の絶対値＞ｔであれば、仮想温度θi が実測温度θR より高いときはＫi を１より小さい値で逆算し、仮想温度θi が実測温度θR より低いときはＫi を１より大きい値で逆算し、常に（θi −θR ）の絶対値＜ｔの範囲内になるように適正なＫi 値を検索して出力することを特徴とする請求項１記載の熱変位式自動Ｔダイの制御方法。
【図３】
【図４】
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図４】
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０００−１０２９６１（Ｐ２０００−１０２９６１Ａ）
【公開日】平成１２年４月１１日（２０００．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−２９１５５９
【出願日】平成１０年９月２９日（１９９８．９．２９）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年４月１１日（２０００．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年９月２９日（１９９８．９．２９）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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