KR20060081354A

KR20060081354A - 성형 시트 제조 장치 내의 성형 위상 정렬 장치

Info

Publication number: KR20060081354A
Application number: KR1020060001531A
Authority: KR
Inventors: 고오지 미즈누마; 도시히꼬 구사고
Original assignee: 도시바 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2026-01-06
Also published as: US7484950B2; US20060154790A1; TW200635753A; JP2006188026A; TWI270456B; CN100569493C; CN1803445A; KR100682442B1

Abstract

제1 성형 롤과 제2 성형 롤이 서로 평행 대향되게 제공되고, 양면 성형 시트는 제1 성형 롤과 제2 성형 롤에 의해 성형된다. 제2 성형 롤의 축방향으로 제2 성형 롤을 이동시키도록 구성된 위상 조정 유닛과, 양면 성형 시트의 표면의 성형 형상을 검출하도록 구성된 상부 성형 형상 검출기와, 양면 성형 시트의 이면의 성형 형상을 검출하도록 구성된 하부 성형 형상 검출기와, 상부 성형 형상 검출기의 검출 신호와 하부 성형 형상 검출기의 검출 신호를 서로 비교하고, 축방향에 대한 양면 성형 시트의 표면의 성형 형상과 양면 성형 시트의 이면 성형 형상 사이의 성형 위상 차이를 계산하고, 성형 위상 차이를 나타내는 위상 차이값 신호를 출력하도록 구성된 표면/이면 위상 차이 산술 유닛과, 위상 차이값 신호를 수신하고, 성형 위상 차이가 감소할 수 있도록 위상 조정 유닛에 대한 지시를 출력하도록 구성된 위상 정렬 제어 처리 유닛이 제공된다.

위상 조정 유닛, 표면/이면 위상 차이 산술 유닛, 양면 성형 시트, 성형 롤, 위상 정렬 제어 처리 유닛

Description

성형 시트 제조 장치 내의 성형 위상 정렬 장치{FORMING PHASE ALIGNMENT DEVICE IN FORMED SHEET MANUFACTURING APPARATUS}

도1은 본 발명의 실시예에 따른 성형 시트용 성형 위상 정렬 제어 장치 및 관련 장치가 인가된 성형 시트 제조 장치를 도시한 평면도.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 성형 시트용 성형 위상 정렬 제어 장치 및 관련 장치가 인가된 성형 시트 제조 장치의 축방향으로의 위상 조정측 상의 롤을 도시한 정면도.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 성형 시트용 성형 위상 정렬 제어 장치 및 관련 장치가 인가된 성형 시트 제조 장치의 축방향으로의 위상 조정측 상의 롤의 위상 조정 시스템과 구동 시스템을 도시한 골격도.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 성형 시트용 성형 위상 정렬 제어 장치 및 관련 장치가 인가된 성형 시트 제조 장치를 도시한 개략적인 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 프레임

11 : 제2 성형 롤

12, 13 : 롤 베어링 박스

14, 15 : 롤 샤프트

16, 17 : 방사상 구름 베어링

19 : 롤 구동 샤프트

20 : 기어 박스

22 : 중공 기어 샤프트

29 : 회전 케이스

34 : 변위 부재

61 : 롤 구동 회전 모터

62 : 모터 샤프트

65 : 펄스 생성기

66 : T-다이

74 : 상부 성형 형상 검출기

75 : 하부 성형 형상 검출기

100 : 양면 성형 시트

본 발명은 성형 시트 제조 장치의 성형 위상 정렬 장치에 관한 것이고, 특히 압출 성형법에 의해 성형된 광학용 고정밀도 양면 성형 시트의 표면 및 이면의 위상을 정렬하는 성형 위상 정렬 장치에 관한 것이다.

후방 프로젝터용 스크린에 사용하기 위한 렌즈형 플레이트와 같이 불규칙 패 턴이 표면 및 이면 모두에 형성되어 있는 광학용 고정밀도 양면 성형 시트의 성형은 외주면 상에 조각된 패턴을 갖는 두 개의 성형 롤이 서로 평행하게 대향하여 제공되어 있는 성형 시트 제조 장치를 사용하여 압출 성형법에 의해 수행된다.

이 성형 시트 제조 장치는 롤 축방향으로 양면 성형 시트의 표면 및 이면의 성형 위상을 정렬하기 위해 서보 모터에 의해 구동되는 위상 조정 기구에 의해 롤 축방향, 즉 시트 폭방향으로 쌍을 이루는 성형 롤 중 하나를 이동시키는 것이 가능하도록 구성된 것이 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 2004-142182호 참조).

성형 시트 제조 장치에서, 성형 시트 제조 장치를 구성하는 회전 기계 부품의 정밀도, 성형을 위해 조각된 롤 자체에 의한 스러스트 방향으로의 정밀도 등으로 인한 롤 축방향(스러스트 방향)으로의 위상 정밀도에 영향을 미치는 각 롤의 일 회전의 주기적인 변화가 발생한다.

당해 분야의 성형 시트 제작 장치의 위상 조정 기구에서는, 롤 축방향으로 기구 자체의 위치 정밀도의 조정이 정확하지만, 제조 장치에 의해 형성된 이러한 제품의 표면과 이면의 실제 성형 정밀도에 대한 정보는 제어 인자에 포함되지 않는다. 따라서, 당해 분야에서 최종 제품에 대해 요구되는 더욱 높은 정밀도의 성형은 어렵다.

압출 성형 방법에 의한 광학용 고정밀도 양면 성형에서, 성형을 위한 성형 롤에 대한 설정 온도 범위는 제품의 세부 사항, 수지의 형태, 성형 패턴의 형태 등으로 인해 확장된다. 예컨대, 온도는 80℃ 내지 120℃로 설정된다. 또한, 성형을 목적으로 하는 롤 스러스트 조건의 범위도 확장된다. 따라서, 이러한 넓은 성형 조건을 커버하기 위해, 축 방향으로 성형 롤의 위상을 조정하기 위해 요구되는 힘의 범위도 확장된다.

전술한 바와 같이 조건들을 기계적으로 처리하기 위한 기구를 선택하는 선택권은 또한 제한되고, 스러스트 방향으로의 선택된 기구의 변화가 기본적으로 발생한다. 예컨대 고정밀도 스러스트 베어링에서도 스러스트 방향으로의 선택된 기구의 변화로서 ±4 ㎛가 존재하는 것으로 언급된다. 또한, 실제 기계에서, 다른 회전체와 같이 성형 롤을 처리하는 경우에 성형 변위에 대한 스러스트 방향으로의 주기적인 변화가 존재하여, 회전체의 복합된 변화를 야기한다.

요즘 이런 제어 방법에는 최종 제품의 성형 변화에 대한 정보가 포함되어 있지 않고, 따라서 회전체의 복합적인 변화의 영향이 제품에 발생하게 된다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것이다. 본 발명의 목적은 양면 성형 시트의 표면과 이면의 성형 위상을 정확하게 정렬하고, 기구에 의한 성형 정밀도를 방해하는 기계적으로 반복되는 변위를 완화시킴으로써 고정밀도 양면 성형 시트를 제조할 수 있는 성형 위상 정렬 장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 태양은

제1 성형 롤과,

제1 성형 롤과 함께 양면 성형 시트를 성형하도록 구성되고, 제1 성형 롤과 평행하게 대향되도록 제공되는 제2 성형 롤과,

제2 성형 롤의 축방향으로 제2 성형 롤을 이동시키도록 구성된 위상 조정 유 닛과,

양면 성형 시트의 표면의 성형 형상을 검출하도록 구성된 상부 성형 형상 검출기와,

양면 성형 시트의 이면의 성형 형상을 검출하도록 구성된 하부 성형 형상 검출기와,

상부 성형 형상 검출기의 검출 신호와 하부 성형 형상 검출기의 검출 신호를 서로 비교하고, 축방향에 대한 양면 성형 시트의 표면의 성형 형상과 양면 성형 시트의 이면 성형 형상 사이의 성형 위상 차이를 계산하고, 성형 위상 차이를 나타내는 위상 차이값 신호를 출력하도록 구성된 표면/이면 위상 차이 산술 유닛과,

위상 차이값 신호를 수신하고, 성형 위상 차이가 감소할 수 있도록 위상 조정 유닛에 대한 지시를 출력하도록 구성된 위상 정렬 제어 처리 유닛을 포함하는 성형 위상 정렬 장치로 요약된다.

본 발명의 태양에 따르면, 최종 제품으로서 성형 시트(제품 시트)의 위상 에러의 실제 측정값을 위상 정렬 제어의 제어 편차로 사용함으로써 위상 조정이 실시된다. 따라서, 기계적으로 발생하는 잔류 변위로 인한 위상 에러가 보상될 수 있고, 그로 인해 표면과 이면의 위상 사이에 에러가 거의 없이 고정밀도 양면 성형 시트를 제조하는 것이 가능하게 된다.

또한, 위상 조정 유닛은 나사 장치를 포함할 수 있고,

상기 나사 장치는 서보 모터와, 서보 모터에 의해 회전식으로 구동되도록 구성된 나사 스톡 부재와, 제2 성형 롤을 축방향으로 이동시키도록 구성되고 나사식 으로 나사 스톡 부재와 결합되어 회전되지 않도록 고정되며 나사 스톡 부재의 회전에 의해 제2 성형 롤의 축방향과 같은 방향으로 변위되는 너트 부재를 포함하고,

상기 위상 정렬 제어 처리 유닛은 구동 지시를 서보 모터로 출력하여 성형 위상 차이가 감소하도록 구성될 수 있다.

전술한 구성에 의해, 전술한 태양과 유사한 효과가 달성될 수 있다.

또한, 위상 정렬 제어 처리 유닛은 제2 성형 롤의 1 회전에 대한 위상 차이값 신호에 기초한 위상 정렬 제어를 수행할 수 있다.

전술한 구성에 의해, 위상 정렬 제어 처리 유닛은 제2 성형 롤의 1 회전에 대한 위상 차이값 신호에 기초한 위상 정렬 제어를 수행할 수 있다.

또한, 위상 정렬 제어 처리 유닛은 제2 성형 롤의 복수회 회전에 대한 위상 차이값 신호의 평균값에 기초한 위상 정렬 제어를 수행할 수 있다.

전술한 구성에 의해, 요구되는 회전수, 예컨대 5 회전 및 10 회전에 대한 위상 차이 데이터는 평균이 구해지고, 얻어진 결과를 위상 제어 신호로 사용함으로써 위상 조정 기구, 즉 위상 조정 감속 모터의 구동이 제어된다. 따라서, 전술한 성형 위상 차이 데이터가 제1 및 제2 성형 롤의 회전과 무관한 장기간의 변화 데이터 및 갑작스런 장애로 인한 단기간의 변화의 데이터를 포함하더라도, 전술한 변화에 대응하는 위상 조정이 수행될 수 있다.

아래에 도면을 기초로 한 본 발명의 실시예가 설명된다. 도면을 기초로 한 이하의 설명에서, 동일하거나 유사한 부분에는 동일하거나 유사한 도면 부호가 부 여된다. 그러나, 도면은 개략적인 것이며, 두께 및 2차원적인 치수 사이의 관계 및 비교 층들의 두께의 비율 등은 실제와 다를 수 있다.

또한, 아래에 설명된 실시예들은 본 발명의 기술적 개념을 실시하기 위한 장치 및 방법을 설명하고 있으며, 본 발명의 기술적 개념과 관련해서 구성 부품의 재료, 형상, 구조, 배열 등은 이하에 한정되지 않는다.

도1 내지 도4를 참조로 본 발명의 실시예에 따른 성형 시트용 성형 위상 정렬 제어 장치와, 관련 장치가 인가된 성형 시트 제조 장치가 설명된다.

성형 시트 제조 장치는 기부를 형성하는 프레임(10)을 포함한다. 롤 베어링 박스(12, 13)는 각각 프레임(10)의 조작측(10A)과 구동측(10B)에 고정식으로 부착된다.

롤 베어링 박스(12, 13)는 각각 방사상 구름 베어링(16, 17)에 의해 제2 성형 롤(11)의 양 단부 상에 일체식으로 형성된 롤 샤프트(14, 15)를 지지하여, 제2 성형 롤(11)의 중심축선에 대해 회전되고 축방향(도1에서 좌우방향)으로 이동된다.

프레임의 조작측(10A)과 구동측(10B) 상에서, 롤 직경 방향으로 위치된 선형 가이드(44, 45)가 롤 베어링 박스(46, 47)에 각각 제공되어, 롤 직경 방향을 따라 제2 성형 롤(11)로부터 멀어지거나 접근하는 방향으로 이동된다.

롤 베어링 박스(46, 47)는 각각 방사상 구름 베어링(51)과 방사상 구름 베어링(52) 및 스러스트 구름 베어링(54) 세트에 의해 제1 성형 롤(48)의 양 단부 상에 일체식으로 형성되어, 제1 성형 롤(48)의 중심축선에 대해 회전하고 축방향(도1의 좌우방향)으로는 이동되지 않는다. 스러스트 베어링은 제1 성형 롤(48)의 일측 상 에 롤 베어링 박스(47) 내에만 마련된다.

제1 성형 롤(48)과 제2 성형 롤(11)은 서로 평행하게 대향한다. 성형을 위한 롤로서의 제1 및 제2 성형 롤(48, 11)의 각각의 외주연면 상에 (도시되지 않은) 주연 홈형 성형 패턴이 조각된다.

제2 성형 롤(11)의 구동측 상에 롤 샤프트(15)의 샤프트 단부는 커플링(18, 플랜지 커플링)에 의해 롤 구동 샤프트(19)에 동축으로 결합된다. 롤 구동 샤프트(19)는 프레임(10)의 구동측(10B)에 고정식으로 부착된 기어 박스(20)와 방사상 구름 베어링(21)에 의해 기어 박스(20) 내에 제공된 중공 기어 샤프트(22)를 롤 축방향으로 관통함으로써 회전 가능하다.

롤 구동 샤프트(19)는 롤 축방향으로 배치될 수 있는 토크 전달 관계로 슬라이딩 키, 스플라인(23) 등에 의해 중공 기어 샤프트(22)에 연결된다. 중공 기어 샤프트(22)는 구동 기어(24)를 지지한다. 감속기가 추가된 롤 회전 구동 모터(서보 모터, 25)가 기어 박스(20)에 부착된다.

롤 회전 구동 모터(25)의 출력 샤프트인 모터 샤프트(26)에 출력 기어(27)가 부착된다. 출력 기어(27)는 구동 기어(24)와 맞물린다. 롤 회전 구동 모터(25)의 모터 회전 상태를 검출하는 펄스 생성기(63)가 롤 회전 구동 모터(25)에 부착된다.

롤 회전 구동 모터(25)의 회전력이 모터 샤프트(26), 출력 기어(27), 구동 기어(24), 중공 기어 샤프트(22), 슬라이딩 키 또는 스플라인(23), 롤 구동 샤프트(19) 및 커플링(18)에 의해 롤 샤프트(15)로 전달된다. 회전력의 이러한 전달에 의해 제2 성형 롤(11)이 그 중심축을 중심으로 회전한다. 제2 성형 롤(11)의 회전 방향은 도4에 도시된 반시계 방향이다.

롤 구동 샤프트(19)의 샤프트 단부는 회전/슬라이딩 커플링(28)에 의해 롤 축 방향(제품 폭 방향)으로의 위상 조정 유닛(33)의 변위 부재(34)에 연결된다. 회전/슬라이딩 커플링(28)은 롤 구동 샤프트(19)의 샤프트 단부에 고정식으로 연결된 회전 케이스(29)와 롤 구동 샤프트(19)와 동일한 축선 상에 배열된 커플링 샤프트(32)를 포함한다. 커플링 샤프트(32)는 회전 케이스(29) 내에 배열된 스러스트 구름 베어링(31)과 방사상 구름 베어링(30)에 의해 축방향으로 지지되어, 회전 케이스(29)에 대해 축선 방향(롤 축방향)으로 배치될 수 없고 그것에 대해 상대적으로 회전될 수 있다.

회전/슬라이딩 커플링(28)은 전술한 방사상 구름 베어링(30)과 스러스트 구름 베어링(31)의 조합에 의해 변위 부재(34) 측에 대한 롤 구동 샤프트(19)의 회전의 전달을 해제하고, 변위 부재(34)로부터 롤 구동 샤프트(19)까지 축방향 힘을 전달한다. 스러스트 구름 베어링(31)은 예비 하중이 주어지고, 롤 축방향으로의 백래쉬없이 회전 케이스(29)와 커플링 샤프트(32)를 서로 연결시킨다.

위상 조정 유닛(33)의 변위 부재(34)는 슬라이드 부재(35)와 회전되지 않도록 슬라이드 기부(35)에 고정된 볼 너트 부재(36)를 포함하고, 프레임(10)의 구동측(10B)에 부착된 선형 가이드(37)에 의해 롤 축방향과 같은 방향으로 배치될 수 있다. 볼 너트 부재(36)는 제2 성형 롤(11)의 중심축선과 같은 축선 상에 배열되고, 볼 나사 스톡(38)은 나사식으로 볼 너트 부재(36)와 결합된다.

볼 나사 스톡(38)은 베어링 박스(39)로부터 회전 가능하도록 베어링 박스 (39) 내에 제공된 스러스트 구름 베어링(41)과 방사상 구름 베어링(40)에 의해 지지된다. 볼 나사 스톡(38)은 샤프트 커플링(42)에 의해 위상 조정 감속 모터(43, 서보 모터)의 (도시되지 않은) 출력 샤프트에 결합되어 그로 인해 구동된다. 위상 조정 감속 모터(43)의 모터 회전 상태를 검출하는 펄스 생성기(64)가 위상 조정 감속 모터(43)에 부착된다.

볼 나사 스톡(38)은 위상 조정 감속 모터(43)에 의해 회전식으로 구동되고, 볼 너트 부재(36)를 포함하는 변위 부재(34)는 롤 축방향과 동일한 방향으로 변위된다. 이러한 변위는 회전/슬라이딩 커플링(28)에 의해 롤 구동 샤프트(19)와 롤 샤프트(15)에 전달되고, 제2 성형 롤(11)은 축방향으로 이동한다. 이러한 축방향 이동에 의해 롤 축방향으로의 위상이 조정된다.

여기서 각각의 구성 성분이 배열된 상태가 요약된다. 롤 샤프트(14, 15), 커플링(18), 롤 구동 샤프트(19), 회전/슬라이딩 커플링(28)의 회전 케이스(29), 커플링 샤프트(32), 볼 너트 부재(36) 및 볼 나사 스톡(38) 모두는 제2 성형 롤(11)의 중심축선과 같은 축선 상에 위치된다.

따라서, 축방향 힘은 변위 부재(34)로부터 제2 성형 롤(11)의 중심축선 상의 위치에 인가되고, 제2 성형 롤(11)은 직경 방향으로 오프셋 없이 축방향으로 이동되고, 그에 따라 직경 방향으로의 오프셋에 의해 야기된 굽힘 모멘트를 수반하지 않고 고정밀도로 제2 성형 롤(11)의 축방향으로 위상을 조정하는 것을 가능하게 한다.

제1 성형 롤(48)의 베어링 박스(46, 47)는 각각 상호 롤 간극 조정 모터(56, 57)에 의해 구동된 이송 나사(58, 59)에 의해 상호 롤 간극 방향(롤 직경 방향)에 평행하게 이동한다. 이러한 이동에 의해, 제2 성형 롤(11)과 제1 성형 롤(48) 사이의 상호 롤 간극은 조정된다.

제1 성형 롤(48)의 구동측 상에 롤 샤프트(50)의 샤프트 단부는 슈미트 커플링 등으로 구성된 유니버설 커플링(60)에 의해 롤 회전 구동 모터(서보 모터, 61)의 모터 샤프트(62)에 결합되어 구동된다.

롤 회전 구동 모터(61)에는 감속기가 추가된다. 롤 회전 구동 모터(61)의 회전력은 모터 샤프트(62)와 유니버설 커플링(60)에 의해 롤 샤프트(50)에 전달되고, 이러한 회전력의 전달에 의해 제1 성형 롤(48)은 중심축선에 대해 회전한다. 롤 회전 구동 모터(61)의 모터 회전 상태를 검출하는 펄스 생성기(65)가 롤 회전 구동 모터(61)에 부착된다.

제2 성형 롤(11)과 제1 성형 롤(48) 사이의 간극부 바로 위의 위치에 T-다이(66)가 배치된다. T-다이(66)는 제2 성형 롤(11)과 제1 성형 롤(48) 사이의 간극부에 융화된 상태로 성형 시트를 성형하기 위한 수지를 제공한다.

T-다이(66)로부터 제2 성형 롤(11)과 제1 성형 롤(48) 사이의 간극부까지 제공된 융화된 수지는 압출 성형법에 의해 관련된 롤 사이에서 시트 형상으로 성형되고, 양면이 성형된 성형 시트(제품, 100)가 된다. 그리고, 성형 시트는 다음 단계로 진행된다.

다음으로, 본 발명에 따른 성형 시트용 성형 위상 정렬 제어 장치를 포함하는 성형 시트 제조 장치의 제어 시스템이 설명된다.

성형 시트의 유동 방향으로의 위치와 제2 성형 롤(11) 및 제1 성형 롤(48)의 회전 위상은 각각 롤 회전 구동 모터(25, 61)가 제공된 펄스 생성기(PGs, 63 및 65)에 의해 조정된다. 또한, 제2 성형 롤(11)과 제1 성형 롤(48)의 각각의 회전의 개시는 후술되는 회전 원점 위치 센서(71)의 출력 신호에 의해 지시된다.

프레임(10)의 구동측(10B) 상에는 롤 구동 샤프트(19)에 대항하여 놓여진 (도시되지 않은) 회전 개시 마크를 광학적으로 검출하는 회전 원점 위치 센서(71)와, 커플링(18)의 롤 축방향으로의 위치로부터 제2 성형 롤(11)의 롤 축방향으로의 위치를 광학적으로 검출하는 반사 레이저 위치 센서 등으로 구성된 제1 위상 검출 센서(72)와, 위상 조정 유닛(33)의 변위 부재(34)의 롤 축방향으로의 위치를 광학적으로 검출하는 레이저 선형 인코더 등으로 구성된 제2 위상 검출 센서(73)가 제공된다.

양면 성형 시트(100)의 수송 통로 내에, 양면 성형 시트(100)가 냉각 및 응고되는 식으로 양면 성형 시트(100)의 성형 상태가 안정되는 위치[도4의 위상 조정 지점(Ps)]에, 양면 성형 시트(100)의 표면(상면, 100A)의 성형 형상을 검출하는 상부 성형 형상 검출기(74)와, 양면 성형 시트(100)의 이면(하면, 100B)의 성형 형상을 검출하는 하부 성형 형상 검출기(75)가 배치된다. 상부 성형 형상 검출기(74)와 하부 성형 형상 검출기(75)는 서로 대향된다.

상부 성형 형상 검출기(74)와 하부 성형 형상 검출기(75)는 선형 영상 센서 및 CCD와 같은 영상 수단으로 구성되고, 양면 성형 시트(100)와 접촉하지 않고, 양면 성형 시트(100)의 표면(100A)과 이면(100B)의 성형 형상을 광학적으로 검출한 다.

상부 성형 형상 검출기(74)와 하부 성형 형상 검출기(75)의 검출 신호는 표면/이면 위상 차이 연산 유닛(76)에 입력된다. 표면/이면 위상 차이 연산 유닛(76)은 영상 해석 처리 수단 등으로 구성되고, 상부 성형 형상 검출기(74)의 검출 신호와 하부 성형 형상 검출기(75)의 검출 신호를 서로 비교하고, 시트 폭 방향(롤 축방향)에 대한 양면 성형 시트(100)의 이면(100B)의 성형 형상과 양면 성형 시트(100)의 표면(100A)의 성형 형상 사이의 성형 위상 차이를 계산한다.

표면/이면 위상 차이 연산 유닛(76)에 의해 계산된 성형 위상 차이값은 위상 차이가 측정될 제품으로서의 대상으로부터 직접 측정된 측정값이다. 성형 위상 차이값을 나타내는 신호가 위상 정렬 제어 처리 유닛(77)에 입력된다. 위상 정렬 제어 처리 유닛(77)은 마이크로컴퓨터 형태이며, 펄스 생성기(64), 회전 원점 위치 센서(71), 제1 위상 검출 센서(72) 및 제2 위상 검출 센서(73)로부터 개별적으로 센서 신호를 수신하고, 표면/이면 위상 차이 연산 유닛(76)으로부터 성형 위상 차이값을 나타내는 위상 차이 신호를 수신한다. 또한, 위상 정렬 제어 처리 유닛(77)은 양면 성형 시트(100)의 표면(100A)의 성형 형상과 양면 성형 시트(100)의 이면(100B)의 성형 형상 사이에 롤 축방향으로의 위상 차이가 제로가 되도록 위상 조정 감속 모터(43)에 모터 구동 지시를 출력한다.

위상 조정 감속 모터(43)는 모터 구동 지시에 따라 회전식으로 구동되고, 볼 나사 스톡(38)은 위상 조정 감속 모터(43)에 의해 소정의 회전각에서 회전식으로 구동되고, 위상 조정 유닛(33)의 변위 부재(34)는 롤 축방향으로 변위된다. 이러 한 변위에 수반하여, 제2 성형 롤(11)은 롤 축방향으로 제1 성형 롤(48)에 대해 변위된다. 롤 축방향으로의 제2 성형 롤(11)의 이러한 변위에 의해, 롤 축방향으로의 성형 위상이 조정되고, 즉, 위상이 정렬된다.

위상 조정 감속 모터(43)에 의한 이러한 위상 정렬 제어를 위한 피드백 제어는 펄스 생성기(64)에 의해 출력된 모터 위치 신호를 이용한 반폐쇄 피드백 보상 및 제1 위상 검출 센서(72)에 의해 출력된 롤 축방향으로의 위치 신호를 이용한 완전 폐쇄 피드백 보상에 의한 하이브리드 방법에 따라 수행된다.

또한, 위상 조정 감속 모터(43)가 정지 상태에 있는 동안, 위상 정렬 제어 처리 유닛(77)은 제1 위상 검출 센서(72)의 출력 신호와 제2 위상 검출 센서(73)의 출력 신호를 서로 비교하고, 그들 간에 차이가 발생한 때에 열 변화등이 롤 기계 시스템 내에서 발생된 것으로 판정하고, 거기에 대한 보상 제어를 수행한다.

위상 정렬 제어 처리 유닛(77)에 의해 롤 축방향(제품 폭 방향)으로의 성형 위상 조정은 제1 위상 검출 센서(72)와 제2 위상 검출 센서(73)의 출력 신호 및 위상 조정 감속 모터(43)의 펄스 생성기(PG, 64)의 출력 신호에 의해 처리된다.

성형 시트(제품 시트, 100)의 유동 방향으로의 위치는 롤 회전 구동 모터(25, 61)에 포함된 펄스 생성기(63, 65)에 의해 조정되기 때문에, 성형점(Pw)에서부터 도4에 도시된 위상 조정점(Ps)까지의 범위 내에서 각각으로부터 출력된 펄스의 수는 위상 정렬 제어 처리 유닛(77) 내에 제어 오프셋량(지연량)의 매개변수로 설정된다.

표면/이면 위상 차이 연산 유닛(76)으로부터의 위상 차이 신호의 수신 타이 밍에 대해서는, 위상 정렬 제어 처리 유닛(77)은 회전 원점 위치 센서(71)에 의해 출력된 회전 원점 신호를 참고로 사용하여 전술한 제어 오프셋량의 경과 마지막부터 다음 회전 원점 신호의 오프셋량의 경과 마지막까지의 범위 내의 위상 차이 신호를 하나의 섹션(1세트)으로서 처리한다. 이런 방법에서, 위상 정렬 제어 처리 유닛(77)은 롤 회전 원점으로부터 다음 원점까지의 (롤의 1회전에 대한) 1사이클에 대한 위상 차이 상의 데이터를 관측한다. 이런 방법에서, 위상 정렬 제어 처리 유닛(77)은 제2 성형 롤(11)의 1회전에 대한 위상 차이값 신호에 근거한 위상 정렬 제어를 수행한다.

위상 차이 데이터 내의 변화가 항상 완전하게 주기적일 필요는 없다. 위상 차이 데이터는 성형 롤(11, 48)의 회전과 무관한 장기간의 변화 데이터와 갑작스런 장애로 인한 단기간의 변화 데이터를 포함한다. 따라서, 이런 변화들을 고려하여, 요구되는 회전 수, 예컨대 5회전 및 10회전에 대한 위상 차이 데이터는 평균이 구해지고, 위상 제어 신호로서 얻어진 결과를 이용함으로써 위상 조정 기구, 즉 위상 조정 감속 모터(43)의 구동을 제어한다. 위상 조정 기구는 평균화될 회전 세트수동안 동일한 패턴으로 1회전 내의 주기적인 변화를 보상하기 위해 조정 조작을 항상 반복하고, 평균화될 다음 회전 세트에 대한 제어량을 업데이트한다.

전술한 바와 같이, 위상 조정은 최종 제품으로서 성형 시트(제품 시트, 100)의 위상 에러의 실제 측정값을 위상 정렬 제어의 제어 편차로 사용함으로써 실시된다. 따라서, 기계적으로 발생하는 잔류 변위로 인한 위상 에러가 보상될 수 있고, 그에 따라 표면과 이면의 위상간에 거의 에러가 없이 고정밀도 양면 성형 시트를 제조하는 것이 가능하게 된다.

요약하면, 본 발명에서 당해 기술 분야에서 채택되지 않은 최종 제품의 성형 정밀도에 대한 정보가 도입되고, 정보를 포함하는 신호를 처리함으로써 위상 제어가 수행된다. 따라서, 기구측 상에 발생하는 성형 롤의 회전 등에 의한 직경 방향으로의 복합적인 변화가 방지된다. 또한, 롤 축방향으로의 복합적인 변화는 그 크기에 상관없이 발생한다는 것이 전제된다. 그에 따라 발생된 변화는 발생 위치에 대한 추가적인 제어에 의해 수정되고, 그로 인해 표면 및 이면의 성형 위상 정밀도는 고정밀도로 유지되는 것이 가능하게 된다. 이런 방법에서, 광학용 고정밀도 양면 성형 시트의 성형 형상 사이에 표면/이면 위치 정밀도는 겨우 수 마이크로미터 내의 정밀도로 설정될 수 있다.

전술한 실시예들은 인라인(in-line) 방식으로 제품의 성형 위상 측정을 실시하는 예를 설명하고 있지만, 측정된 위치 및 롤 회전 원범이 전술한 실시예에 따른 것과 일대일로 서로 대응하도록 만들어질 수 있는 오프라인(off-line) 측정을 사용할 때에도 전술한 실시예의 것과 유사한 제어가 가능하다. 그러나, 이 경우에는, 제어 매개변수의 설정 범위가 이러한 인라인 측정과 비교할 때 조작의 관점에서 제한된다.

본 발명은 실시예에 기초하여 전술되었지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않고, 각각의 유닛 및 구성 부품은 유사한 기능을 갖고 임의의 구조를 갖는 것으로 대체될 수 있다.

본 발명에 따르면, 양면 성형 시트의 표면과 이면의 성형 위상을 정확하게 정렬하고, 기구에 의한 성형 정밀도를 방해하는 기계적으로 반복되는 변위를 완화시킴으로써 고정밀도 양면 성형 시트를 제조할 수 있는 성형 위상 정렬 장치가 제공된다.

Claims

제1 성형 롤과,

제1 성형 롤과 함께 양면 성형 시트를 성형하도록 구성되고, 제1 성형 롤과 평행하게 대향되도록 제공되는 제2 성형 롤과,

제2 성형 롤의 축방향으로 제2 성형 롤을 이동시키도록 구성된 위상 조정 유닛과,

양면 성형 시트의 표면의 성형 형상을 검출하도록 구성된 상부 성형 형상 검출기와,

양면 성형 시트의 이면의 성형 형상을 검출하도록 구성된 하부 성형 형상 검출기와,

상부 성형 형상 검출기의 검출 신호와 하부 성형 형상 검출기의 검출 신호를 서로 비교하고, 축방향에 대한 양면 성형 시트의 표면의 성형 형상과 양면 성형 시트의 이면 성형 형상 사이의 성형 위상 차이를 계산하고, 성형 위상 차이를 나타내는 위상 차이값 신호를 출력하도록 구성된 표면/이면 위상 차이 산술 유닛과,

위상 차이값 신호를 수신하고, 성형 위상 차이가 감소할 수 있도록 위상 조정 유닛에 대한 지시를 출력하도록 구성된 위상 정렬 제어 처리 유닛을 포함하는 성형 위상 정렬 장치.
제1항에 있어서, 상기 위상 조정 유닛은 나사 장치를 포함하고,

상기 나사 장치는 서보 모터와, 서보 모터에 의해 회전식으로 구동되도록 구성된 나사 스톡 부재와, 제2 성형 롤을 축방향으로 이동시키도록 구성되고 나사식으로 나사 스톡 부재와 결합되어 회전되지 않도록 고정되며 나사 스톡 부재의 회전에 의해 제2 성형 롤의 축방향과 같은 방향으로 변위되는 너트 부재를 포함하고,

상기 위상 정렬 제어 처리 유닛은 구동 지시를 서보 모터로 출력하여 성형 위상 차이가 감소하도록 구성되는 성형 위상 정렬 장치.
제1항에 있어서, 상기 위상 정렬 제어 처리 유닛은 제2 성형 롤의 1회전에 대한 위상 차이값 신호에 근거하여 위상 정렬 제어를 수행하도록 구성된 성형 위상 정렬 장치.
제2항에 있어서, 상기 위상 정렬 제어 처리 유닛은 제2 성형 롤의 1회전에 대한 위상 차이값 신호에 근거하여 위상 정렬 제어를 수행하도록 구성된 성형 위상 정렬 장치.
제1항에 있어서, 상기 위상 정렬 제어 처리 유닛은 제2 성형 롤의 복수회 회전에 대한 위상 차이값 신호의 평균에 근거하여 위상 정렬 제어를 수행하도록 구성된 성형 위상 정렬 장치.
제2항에 있어서, 상기 위상 정렬 제어 처리 유닛은 제2 성형 롤의 복수회 회 전에 대한 위상 차이값 신호의 평균에 근거하여 위상 정렬 제어를 수행하도록 구성된 성형 위상 정렬 장치.