(57)【要約】【課題】正確に射出成形機を解析できる射出成形解析方法を提供すること。【解決手段】一つ以上の計算機を用いて、射出成形機の解析条件を生成する方法であって、計算機は、射出成形に関する所定の補正量が対応付けられた射出成形機の中から一つの射出成形機を選択するステップ（Ｓ１）と、取得された第１解析条件（Ｓ２）と選択された射出成形機についての所定の補正量とに基づいて、選択された射出成形機用の第２解析条件を生成するステップ（Ｓ３）と、生成された第２解析条件を出力するステップ（Ｓ４）と、を実行する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上の計算機を用いて、射出成形機の解析条件を生成する方法であって、
前記計算機は、
射出成形に関する所定の補正量が対応付けられた射出成形機の中から一つの射出成形機を選択するステップと、
取得された第１解析条件と前記選択された射出成形機についての前記所定の補正量とに基づいて、前記選択された射出成形機用の第２解析条件を生成するステップと、
前記生成された第２解析条件を出力するステップと、
を実行する、
射出成形解析方法。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形解析方法であって、
前記計算機は、前記第２解析条件を出力するステップの次に、前記選択された射出成形機による射出成形を前記第２解析条件に基づいて解析するステップをさらに実行する、
射出成形解析方法。
【請求項３】
請求項１に記載の射出成形解析方法であって、
前記所定の補正量は、前記選択された射出成形機の所定部位について実測された所定の物理量と、前記選択された射出成形機の前記所定部位の前記所定の物理量について解析された解析値との差に基づいて算出される、
射出成形解析方法。
【請求項４】
請求項１に記載の射出成形解析方法であって、
前記所定の補正量は、前記選択された射出成形機の所定部位について実測された所定の物理量の特徴量と、前記選択された射出成形機の前記所定部位の前記所定の物理量について解析された解析値の特徴量とに基づいて算出される、
射出成形解析方法。
【請求項５】
請求項３または４のいずれか一項に記載の射出成形解析方法であって、
前記所定部位は、前記選択された射出成形機に設けられる金型内の部位であり、前記金型の材料流入口から前記金型のキャビティに至る流路上に一つ以上設定される、
射出成形解析方法。
【請求項６】
請求項３または４のいずれか一項に記載の射出成形解析方法であって、
前記所定の物理量には、少なくとも圧力と温度とが含まれる、
射出成形解析方法。
【請求項７】
請求項４に記載の射出成形解析方法であって、
前記所定の物理量の特徴量は、圧力の最大値と温度の最大値を少なくとも含む、
射出成形解析方法。
【請求項８】
請求項１に記載の射出成形解析方法であって、
前記射出成形機には、前記所定の補正量に加えて当該射出成形機の型締力の閾値も対応付けられており、
前記計算機は、前記第２解析条件を生成するステップの次に、前記第２解析条件に基づいて必要型締力を算出し、前記算出された必要型締力と前記閾値とを比較するステップをさらに実行し、
前記必要型締力と前記閾値とを比較するステップでは、前記必要型締力が前記閾値を超えると判定された場合、その旨が出力される、
射出成形解析方法。
【請求項９】
請求項２に記載の射出成形解析方法であって、
前記射出成形機には、前記所定の補正量に加えて当該射出成形機の型締力の閾値も対応付けられており、
前記計算機は、前記第２解析条件に基づいて解析するステップの次に、前記第２解析条件に基づく解析から得られる必要型締力と前記閾値とを比較するステップをさらに実行し、前記必要型締力と前記閾値とを比較するステップでは、前記必要型締力が前記閾値を超えると判定された場合、その旨が出力される、
射出成形解析方法。
【請求項１０】
請求項８または９のいずれか一項に記載の射出成形解析方法であって、
前記閾値は、金型の分割面の位置を検出する金型位置センサの出力値に基づいて設定される、
射出成形解析方法。
【請求項１１】
請求項８または９のいずれか一項に記載の射出成形解析方法であって、
前記閾値は、金型の分割面の位置を検出する金型位置センサの出力値と前記金型内に発生する圧力を検出する圧力センサの出力値とに基づいて設定される、
射出成形解析方法。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の射出成形解析方法であって、
前記第１解析条件は、射出成形機に入力される解析条件であり、
前記第２解析条件は、射出成形機の流動解析を実行する流動解析システムへ入力される解析条件である、
射出成形解析方法。
【請求項１３】
射出成形機の解析条件を生成する射出成形解析システムであって、
各射出成形機の射出成形に関する所定の補正量を記憶する補正量記憶部と、
取得された第１解析条件を記憶する第１解析条件記憶部と、
選択された射出成形機に対応する前記所定の補正量を前記補正量記憶部から取得する補正量取得部と、
前記第１解析条件記憶部から取得される前記第１解析条件と前記所定の補正量とに基づいて、前記第１解析条件を前記選択された射出成形機用の第２解析条件に補正する補正部と、
を備える射出成形解析システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の射出成形解析システムであって、
前記補正量記憶部には、前記所定の補正量に加えて、前記各射出成形機の型締力の閾値も記憶されており、
前記補正部は、前記第２解析条件に基づいて必要型締力を算出し、前記算出された必要型締力と前記閾値とを比較し、前記必要型締力が前記閾値を超えると判定された場合、その旨を出力する、
射出成形解析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形解析方法および射出成形解析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機における射出成形を解析することにより、成形現象と成形品の品質とを予測する技術は、特許文献１に開示されている。特許文献１では、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）よる樹脂流動の解析結果を利用することにより、簡単な方法で成形条件の射出圧力カーブを得る。特許文献１には、「ＣＡＥ等により金型内の樹脂流動解析を行い樹脂流入口での樹脂圧力カーブＰｓ、又は、成形機のノズル端部での樹脂圧力カーブＰｎを得る。ノズルを金型から離脱させた状態で射出（エアショット）を行い、そのとき検出される射出圧力カーブＰａを得る。射出圧力カーブＰａと樹脂圧力カーブＰｓ又はＰｎにより、量産時の成形条件としての射出圧力指令カーブＰを得る。樹脂流動解析によって得られた樹脂圧力カーブＰｓ、Ｐｎに対して、エアショットの射出圧力カーブＰａにより、射出成形機の機械要素による時間遅れ、圧力ロスを補い、簡単に量産成形の成形条件を得ることができる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３５５０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の方法では、樹脂流動解析によって得られた樹脂圧力カーブに対して、射出成形機の機械要素による時間遅れと圧力遅れを補うことにより、量産成形時の成形条件を得る。したがって、特許文献１では、樹脂流動解析において、射出成形機に固有の差（機差）を考慮しない。つまり、特許文献１では、各射出成形機に固有の機差を考慮せずに樹脂の流動を解析し、その解析結果に対して、射出成形機の機械要素による時間遅れ等を補うことにより、量産成形時の成形条件を得ている。
【０００５】
ここで、樹脂流動解析を製品設計に活用する場合、解析結果から予測される成形品品質が要求仕様を満たすように、成形条件と製品構造および金型構造などを最適化する。しかし、特許文献１に記載のように、射出成形機の機差を考慮しない樹脂流動解析では、実際の成形に対する成形品品質等の予測精度が低くなる。実際の各射出成形機は、たとえ同一設計の下で製造されていても、わずかながら固有の機差をそれぞれ有しており、その固有の機差が樹脂の挙動に影響を与えるためである。
【０００６】
したがって、特許文献１のように射出成形機の固有の機差を考慮しない樹脂流動解析では、成形条件、製品構造および金型構造などの最適値を見出すのが難しく、たとえ最適値を見い出したつもりでも、実際の成形における最適値とは異なる可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は正確に射出成形機を解析することができる射出成形解析方法および射出成形解析システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、本発明に従う射出成形解析方法は、一つ以上の計算機を用いて、射出成形機の解析条件を生成する方法であって、計算機は、射出成形に関する所定の補正量が対応付けられた射出成形機の中から一つの射出成形機を選択するステップと、取得された第１解析条件と選択された射出成形機についての所定の補正量とに基づいて、選択された射出成形機用の第２解析条件を生成するステップと、生成された第２解析条件を出力するステップと、を実行する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、選択された射出成形機に対応付けられた所定の補正量と第１解析条件とから、選択された射出成形機用の第２解析条件を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】射出成形解析システムの機能ブロック図である。
【図２】射出成形解析システムの実現に使用することができる計算機のハードウェア構成およびソフトウェア構成を示す説明図である。
【図３】射出成形機の構成を示す断面図である。
【図４】射出成形解析処理を示すフローチャートである。
【図５】解析条件を補正する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】本実施例の効果を確認するための実験の概略を示す説明図である。
【図７】成形機の補正量を取得する方法を示すブロック図である。
【図８】保圧の設定値とピーク圧力との関係が成形機ごとに相違する様子を示すグラフである。
【図９】樹脂温度とピーク樹脂温度の関係が成形機ごとに相違する様子を示すグラフである。
【図１０】第２実施例に係る射出成形解析システムの機能ブロック図である。
【図１１】解析条件を補正する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】必要型締力が型締力の閾値を超えたか判定する処理を示すフローチャートである。
【図１３】金型の開き量の時間変化を示すグラフである。
【図１４】保圧の設定値と金型の開き量の残存量との関係を示すグラフである。
【図１５】第３実施例に係り、解析条件の補正のためにユーザへ提供される画面の例である。
【図１６】補正された解析条件にしたがって実行される流動解析ソフトウェアの画面の例である。
【図１７】第４実施例に係る射出成形解析システムの全体構成図である。
【図１８】第５実施例に係る射出成形解析システムの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、射出成形機の持つ固有の差（機差）を事前に解析条件に反映させてから解析を実施することにより、正確な解析を実現する。すなわち、本実施形態に係る射出成形解析方法では、射出成形機に固有の機差に対応する所定の補正量をあらかじめ算出して、射出成形機に対応付けて記憶させておく。本実施形態に係る射出成形解析方法では、任意の成形機を選択し、選択された射出成形機に対応する所定の補正量と入力された成形条件（第１解析条件）とから補正成形条件（第２解析条件）を生成する。本実施形態に係る射出成形解析方法では、補正された成形条件（第２解析条件）用いることにより、樹脂の流動を解析する。
【００１２】
本実施形態によれば、射出成形機の固有の機差を補正することにより、従来よりも高精度に成形現象と成形品品質とを予測することのできる射出成形解析方法を実現できる。これにより、例えば、成形品品質が要求仕様を満たす成形条件の最適値、製品構造の最適値および金型構造の最適値を、従来よりも高精度に見い出すことができ、信頼性と使い勝手が向上する。
【００１３】
本実施形態では、射出成形に関する物理量として圧力と温度を例に挙げて説明するが、それら物理量は或る所定の値であってもよいし、値の時間変化を示すカーブ（特性線）であってもよい。温度の解析に際して圧力を対象に加えるのは、金型内で生じる発熱プロセス（例えば、せん断発熱）を考慮したためである。
【実施例１】
【００１４】
図１〜図９を用いて第１実施例を説明する。
【００１５】
図１は、射出成形解析システム１の機能ブロック図である。射出成形解析システム１は、例えば、成形条件補正システム２と、流動解析システム３と、設定部４を含む。射出成形解析システム１を構成する各機能の一部または全部を、ソフトウェアとして構成することもできるし、ソフトウェアとハードウェアとの協働として実現することもできる。固定的な回路を有するハードウェアを用いてもよいし、少なくとも一部の回路を変更可能なハードウェアを用いてもよい。設定部４の少なくとも一部は、例えば、ユーザインターフェースとして構成されることもできる。
【００１６】
成形条件補正システム２は、入力された解析条件に含まれる成形条件を射出成形機の機差に応じた所定の補正量に基づいて補正することにより、補正された解析条件を生成する機能である。以下、所定の補正量を補正量と略記する場合がある。
【００１７】
本実施例における機差とは、例えば、複数の射出成形機に対して同じ成形条件を入力した場合において、入力された成形条件と実際の各射出成形機における成形条件との差異を意味する。成形条件には、例えば、金型の樹脂流入口における樹脂の圧力、温度、速度、材料物性が含まれる。材料物性とは、例えば、樹脂の密度、粘度、繊維長の分布（強化繊維含有材料の場合）などである。機差は、図３で後述する射出機構５の構成の差異に由来するほかに、圧力制御または温度制御などの制御アルゴリズムの差異、図示せぬ金型温度調節機など付帯設備の差異などに起因して生じると考えられる。
【００１８】
成形条件補正システム２は、例えば、成形機補正量取得部２１と、成形条件補正部２２と、成形機補正量記憶部２３と、解析条件記憶部２４とを含む。
【００１９】
成形機補正量取得部２１は、設定部４の成形機選択部４３により選択された射出成形機にあらかじめ対応付けられている補正量を、成形機補正量記憶部２３から読み出して取得する機能である。
【００２０】
成形条件補正部２２は、解析条件記憶部２４に記憶された解析条件に含まれる成形条件を、成形機補正量取得部２１からの補正量に基づいて補正する機能である。補正前の解析条件は「第１解析条件」の一例である。成形条件補正部２２により補正された成形条件を持つ解析条件は「第２解析条件」の一例である。補正された成形条件を持つ解析条件（補正後の解析条件とも呼ぶ）は、流動解析システム３へ入力される。補正後の解析条件は、図外のディスプレイまたは情報処理装置に出力することもできる。
【００２１】
成形機補正量記憶部２３は、設定部４の成形機補正量設定部４１から設定される、射出成形機ごとの固有の機差に対応する補正量を記憶装置（例えば図２で後述する記憶装置１３）に記憶させる機能である。
【００２２】
解析条件記憶部２４は、設定部４２の解析条件設定部４２から設定される解析条件を記憶装置に記憶させる機能である。
【００２３】
流動解析システム３は、成形条件補正システム２により補正された解析条件に基づいて、成形機選択部４３により選択された射出成形機における樹脂の流動などを解析する機能である。流動解析システム３は、例えば、流動解析処理を実行する流動解析部３１と、流動解析部３１による解析結果を記憶装置に記憶させる解析結果記憶部３２を備える。流動解析部３１は、補正された解析条件に基づいて、選択された射出成形機の解析対象領域における、成形現象と成形品品質とを解析し、その解析結果を解析結果記憶部３２へ記憶させる。
【００２４】
設定部４は、成形条件補正システム２に対して、成形条件を補正するために使用する情報を設定させる機能である。設定部４は、図２で後述するＧＵＩ（Graphical User Interface）部４０を用いることにより、実現させることができる。設定部４は、例えば、成形機補正量設定部４１と、解析条件設定部４２と、成形機選択部４３とを含む。
【００２５】
成形機補正量設定部４１は、射出成形機ごとの固有の機差に応じた補正量を成形条件補正システム２に設定させる機能である。補正量の算出方法の例は、図７で後述する。解析条件設定部４２は、解析対象の射出成形機を解析するための条件を成形条件補正システム２に設定させる機能である。成形機選択部４３は、解析対象の射出成形機を選択して、成形条件補正システム２に設定させる機能である。
【００２６】
補正前の解析条件と、射出成形機に固有の機差に基づく補正量と、解析対象の射出成形機を特定する情報とは、オペレータがＧＵＩを介して手動で設定してもよいし、図外の情報処理装置から自動的にまたは半自動的に設定されてもよい。
【００２７】
解析条件には、解析構造と、成形条件と、成形材料に関する情報とが含まれる。解析構造には、金型の形状などが含まれる。
【００２８】
図２は、射出成形解析システム１の実現に使用することができる計算機１０の構成例を示す。ここでは、一つの計算機１０から射出成形解析システム１を実現する場合を説明するが、これに限らず、複数の計算機を連携させることにより一つまたは複数の射出成形解析システム１を構築することもできる。
【００２９】
計算機１０は、例えば、演算装置１１、メモリ１２、記憶装置１３、入力装置１４、出力装置１５、通信装置１６、媒体インターフェース部１７とを備えており、それら各装置１１〜１７は通信経路ＣＮ１により接続されている。通信経路ＣＮ１は、例えば、内部バス、ＬＡＮ（Local Area Network）などである。計算機１０は、例えばクラウド上のコンピュータでもよく、射出成型機５と同じ製造現場の計算機でもよい。なお、以下に示す説明では一つの計算機１０で各種処理を実現するように説明したが、複数の計算機１０が連携して実施例に示す処理を実現してもよい。
【００３０】
演算装置１１は、例えばマイクロプロセッサなどから構成されている。演算装置１１は、記憶装置１３に記憶されたコンピュータプログラムをメモリ１２に読み出して実行することにより、射出成形解析システム１としての各機能２１〜２４，３１，３２，４０を実現する。
【００３１】
記憶装置１３は、コンピュータプログラムとデータとを記憶する装置であり、例えば、フラッシュメモリまたはハードディスクなどの書き換え可能な記憶媒体を有する。記憶装置１３には、オペレータにＧＵＩを提供するＧＵＩ部４０を実現するためのコンピュータプログラム、上述した各機能２１〜２４，３１，３２を実現するためのコンピュータプログラムが格納される。
【００３２】
入力装置１４は、オペレータが計算機１０に情報を入力する装置である。入力装置１４としては、例えば、キーボード、タッチパネル、マウスなどのポインティングデバイス、音声指示装置（いずれも不図示）などがある。出力装置１５は、計算機１０が情報を出力する装置である。出力装置１５としては、例えば、ディスプレイ、プリンタ、音声合成装置（いずれも不図示）などがある。
【００３３】
通信装置１６は、外部の情報処理装置と計算機１０とを通信経路ＣＮ２を介して通信させる装置である。外部の情報処理装置としては、図示せぬ計算機のほかに、外部記憶装置１９がある。計算機１０は、外部記憶装置１９に格納されたデータ（補正量、射出成形機の情報など）およびコンピュータプログラムを読み込むことができる。計算機１０は、記憶装置１３に記憶されたコンピュータプログラムおよびデータの全部または一部を、外部記憶装置１９に送信して記憶させることもできる。
【００３４】
媒体インターフェース部１７は、外部記録媒体１８に読み書きする装置である。外部記録媒体１８としては、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、ハードディスクなどがある。外部記録媒体１８から記憶装置１３に対してコンピュータプログラムおよびデータを転送させることもできるし、記憶装置１３に記憶されたコンピュータプログラムおよびデータの全部または一部を外部記録媒体１８に転送して記憶させることもできる。
【００３５】
図３に示す射出成形機５の概要図を用いて、射出成形プロセスの各過程を説明する。本実施例において、成形現象とは、射出成形プロセスにおいて生じる一連の現象を示す。本実施例では、射出成形プロセスを、計量および可塑化過程と、射出および保圧過程と、冷却過程と、取出過程とに大別する。
【００３６】
計量および可塑化過程では、可塑化用モータ５０１を駆動力としてスクリュー５０２を後退させ、ホッパー５０３から樹脂ペレット５０４をシリンダ５０５内へ供給する。そして、ヒータ５０６による加熱とスクリュー５０２の回転とにより、樹脂を可塑化させて均一な溶融状態とする。スクリュー５０２の背圧および回転数の設定により、溶融樹脂の密度と強化繊維の破断度合いとが変化する。これらの変化は成形品品質に影響する。
【００３７】
射出および保圧過程では、射出用モータ５０７を駆動力としてスクリュー５０２を前進させ、ノズル５０８を介して溶融樹脂を金型５０９内へ射出する。金型５０９内に射出された溶融樹脂には、金型５０９の壁面からの冷却と、流動に起因するせん断発熱とが平行して作用する。すなわち溶融樹脂は、冷却作用と加熱作用を受けながら、金型５０９のキャビティ内へ向けて流動する。
【００３８】
金型５０９に溶融樹脂を充填した後、溶融樹脂の冷却に伴う体積収縮分を、保圧をかけて金型５０９に供給する。ここで、射出中の圧力および保圧中の圧力に対して、金型５０９を閉じておく力である型締力が小さい場合は、溶融樹脂の固化後に微少な金型開きが生じてしまい、その微少な隙間により成形品品質が影響を受ける。
【００３９】
冷却過程では、一定温度に保持された金型５０９により、溶融樹脂が固化温度以下に冷却される。この冷却過程において発生する残留応力は、成形品の品質に影響を与える。残留応力は、金型内での流動により生じる材料物性の異方性、保圧による密度分布、成形収縮率の不均等に伴って発生する。
【００４０】
取出過程では、金型５０９を開閉するモータ５１１を駆動力として型締機構５１２を駆動させることにより、金型５０９を開く。そして、突き出し用モータ５１３を駆動力としてエジェクタ機構５１４を駆動させることにより、固化した成形品を金型５０９内から取り出す。その後、次のショットに向けて金型５０９は閉じられる。成形品を金型５０９から取り出す場合において、十分な突き出し力が成形品に均等に作用しなかったときには、成形品に残留応力が残ってしまい、成形品の品質に影響する。
【００４１】
ここで、従来の一般的な樹脂流動解析は、金型内の樹脂流動のみを対象としており、その他の射出成形機の状態は考慮しない。従って、計量および可塑化過程と取出過程とは考慮されない。また、射出および保圧過程において、シリンダ５０５とノズル５０８とは考慮されず、金型５０９の樹脂流入口における溶融樹脂の温度、圧力、および速度を境界条件として与えて解析する。
【００４２】
一方、射出成形機５において、ロードセル５１０による圧力値が、入力された成形条件内の圧力値へ近づくように圧力制御される。シリンダ５０５の温度は、複数のヒータ５０６により制御される。スクリュー５０２の形状とシリンダ５０５の形状とノズル５０８の形状とによって、射出成形機毎に異なる圧力損失が生じる。これにより、金型５０９の樹脂流入口における圧力は、射出成形機に入力された成形条件に示される圧力よりも低い値となる。さらに、ヒータ５０６の配置とノズル部における樹脂のせん断発熱とに起因して、金型５０９の樹脂流入口における樹脂温度は、射出成形機に入力された成形条件に示される樹脂温度と異なる場合がある。射出機構の構成（スクリュー５０２の形状、シリンダ５０５の形状、ノズル５０８の形状、ヒータ５０６の配置など）は、射出成形機によって異なる。したがって、金型５０９の樹脂流入口における溶融樹脂の境界条件を、機差に応じて補正することにより、樹脂の流動解析を高精度に行うことができる。
【００４３】
成形品の品質は、形状特性（重量、長さ、厚さ、ヒケ、バリ、反りなど）と、外観不良などの表面特性（ウェルド、シルバー、焼け、白化、傷、気泡、剥離、フローマーク、ジェッティング、色・光沢など）と、機械的・光学特性（引張強度、耐衝撃性など）とで評価される。なお、これら品質評価項目は一例であり、他の項目で品質を評価してもよく、前述のすべての項目を品質評価の対象としなくてもよい。
【００４４】
形状特性は、射出および保圧過程と冷却過程とにおける、圧力および温度の履歴と型締力とに強い相関がある。表面特性は、発生する現象に対してそれぞれ発生要因が異なるが、例えばフローマークおよびジェッティングは、射出過程における樹脂の温度と速度とに強い相関がある。機械的および光学的特性は、例えば引張強度の場合、破壊試験での評価が必要になるため、重量などの相関する別の品質指標で評価されることが多い。
【００４５】
成形条件には、射出成形プロセスの各過程に対応したパラメータが設定される。樹脂流動解析では、主に以下のパラメータを設定する。計量および可塑化過程については、射出成形機のスクリュー径を定義している場合、計量位置が設定される。射出および保圧過程については、金型５０９の樹脂流入口における、圧力と温度と時間と速度とがそれぞれ設定される。射出および保圧過程については、射出と保圧とを切り替えるスクリュー位置（ＶＰ切替位置）も設定される。冷却過程については、保圧後の冷却時間が設定される。金型内の温度分布を含めて計算する場合、境界条件が設定される。境界条件には、例えば、冷媒の温度および流量と、金型の表面温度などが含まれる。
【００４６】
流動解析では、成形条件の設定値（入力値）に基づいて成形現象を計算し、その計算結果から成形品の品質を予測する。流動解析の精度は、所定のパラメータの解析値と実際に計測された値との比較と、解析により予測された成形品品質と実際に計測された成形品品質との比較とに基づいて得ることができる。所定のパラメータには、例えば、成形現象の各過程における、圧力、温度、速度および材料特性の時間変化がある。成形品品質は、上述の通り例えば、寸法、反り量、バリ、傷、光沢、色彩などで評価される。
【００４７】
例えば、寸法については、成形品のうち評価対象とする所定部位の実測値と、その所定部位の解析値とを比較することにより、寸法の精度を評価する。
【００４８】
図４は、流動解析方法の一例を示すフローチャートである。
【００４９】
成形条件補正システム２は、ＧＵＩ部４０により実現される成形機選択部４３から、解析対象の射出成形機を特定する情報を取得する（Ｓ１）。解析対象の射出成形機は、オペレータが手動で選択することができる。解析対象として選択可能な射出成形機には、あらかじめ固有の機差に基づく補正量が算出されており、算出された補正量は成形機補正量記憶部２３に記憶されている。
【００５０】
本実施例における補正量とは、選択された射出成形機の機差に対応して、入力された成形条件を補正するための値である。例えば、オペレータは、ＧＵＩ上に表示された射出成形機のリストの中から、解析対象の射出成形機（例えば、生産に使用予定の射出成形機）を選択することができる（Ｓ１）。ここでは、一つの射出成形機を選択する場合を例に挙げて説明するが、複数の射出成形機を選択してもよい。
【００５１】
成形条件補正システム２は、ＧＵＩ部４０により実現される解析条件設定部４２から、解析条件を取得する（Ｓ２）。解析条件は、ステップＳ１で取得された射出成形機を特定する情報に加えて、流動解析システム３での解析に使用する一つ以上の条件を含む。その条件としては、例えば、成形条件と、樹脂材料の種類と、成形品および金型のモデル形状およびメッシュ分割条件と、計算条件とがある。
【００５２】
ここで、ステップＳ２で取得される解析条件では、射出成形機の機差を考慮せずに、実際の生産に使用予定の設定値と同一の設定値を用いることができる。すなわち、オペレータは、射出成形機ごとの機差を考慮せずに、解析条件を成形条件補正システム２に入力することができる。
【００５３】
成形条件補正部２２は、解析条件記憶部２４に記憶された、解析条件中の成形条件と解析対象の射出成形機を特定する情報（成形機情報）とを参照し、解析対象の射出成形機に対応付けられた補正量を用いることにより、成形条件を補正する（Ｓ３）。
【００５４】
図５に示すように、ステップＳ３では、補正量を計算するために、成形条件と成形機情報とを入力値として、補正量を計算する（Ｓ３１）。すなわち、成形条件補正部２２は、成形機補正量記憶部２３に記憶された補正量データベース７１６から成形機情報を検索キーとして検索することにより、射出成形機の固有の補正量を取得し、取得された補正量に基づいて成形条件を補正する（Ｓ３２）。
【００５５】
図４に戻る。ステップＳ３は、オペレータがＧＵＩ部４０から成形条件補正システム２へ補正開始指示を与えると、成形条件補正部２２が成形条件を補正する。成形条件補正部２２は、補正された成形条件を生成する、と表現することもできる。
【００５６】
補正された成形条件は、出力装置１５などから出力することもできる（Ｓ４）。これにより、オペレータは、補正された成形条件の内容を確認することができる。流動解析システム３による流動解析の前に補正された成形条件の内容を確認してもよいし、あるいは、流動解析中に補正された成形条件の内容を確認してもよいし、あるいは流動解析後に補正された成形条件の内容を確認してもよい。オペレータが補正された成形条件の内容を確認しなくても、射出成形機５の固有の機差を考慮した流動解析を行うことができる。いずれの場合も、補正された成形条件（補正成形条件）は、解析結果記憶部３２に格納されて、解析後に参照可能であることが望ましい。補正成形条件を含む解析条件を補正解析条件と呼ぶことができる。補正解析条件は「第２解析条件」の例である。
【００５７】
流動解析部３１は、オペレータからＧＵＩ部４０を介して解析開始指示が入力されると、補正された解析条件を入力値として流動解析を実行し（Ｓ５）、その結果得られた成形現象と成形品品質とを解析結果記憶部３２へ格納する（Ｓ６）。
【００５８】
解析結果記憶部３２は、オペレータの指示を受けて、得られた成形現象と成形品品質とを出力装置１５から出力させることもできる（Ｓ６）。オペレータは、流動解析の出力結果を参照することにより、例えば、成形品品質が製品の要求仕様を満たしているかを判断することができる。
【００５９】
もしも流動解析の結果として得られる成形品品質が、目標とする要求仕様を満たしていない場合、あるいは、より最適な成形条件の存在が期待される場合、ステップＳ２に戻ってもよい。オペレータは、最適な成形条件が得られるように、成形条件、解析機構、材料の全部または一部を修正して、流動解析を再度実行させることができる。
【００６０】
なお、例えば、複数の射出成形機を用いて成形する予定がある場合、各射出成形機の機差を補正して同一の成形品品質を得るために、射出成形機ごとにステップＳ１〜Ｓ６を繰り返すこともできる。あるいは、解析対象グループに複数の射出成形機を登録しておき、解析対象グループに登録された各射出成形機について、機差を考慮した流動解析を同時並行で行ってもよい。
【００６１】
図６は、本実施例による効果を検証する実験例６の概要を示す説明図である。図６の上側には、実験状況が示されている。図６の下側には、実験結果の表が示されている。表には、検証実験における成形条件の入力値の一部と評価結果とが含まれている。
【００６２】
図６の上側に示す金型形状６０は、スプルー６１から２点のサイドゲート方式でキャビティ内に樹脂が流入する構造である。実際の成形実験では、ランナーのセンサ配置部６２に圧力センサおよび樹脂温度センサ（いずれも不図示）を配置した。そして、成形現象として、キャビティ内の圧力および温度の時間変化を取得した。
【００６３】
実験で得られたデータのうち、圧力センサのピーク値と温度センサのピーク値を「特徴量」として取得した。成形品品質の指標として、得られた成形品の横方向寸法６３を測定した。流動解析においても同じ位置の成形現象と成形品品質とを取得し、本実施例による解析精度の向上効果を確認した。成形に使用する材料は、ポリプロピレンを用いた。射出成形機は、電動射出成形機（最大型締力５０ｔ、スクリュー径２６ｍｍ）を用いた。
【００６４】
図６の下側に示す表を参照し、実測値と補正前の解析値とを比較すると、補正前の解析値のほうがピーク圧力は高く、ピーク樹脂温度は低かった。一方、補正後の解析値では、センサ配置部６２におけるピーク圧力とピーク樹脂温度とは実測値とほぼ一致した（ピーク圧力は１０％の精度向上、ピーク樹脂温度は６％の精度向上）。横方向寸法６３の解析精度は、補正前後で１２％向上した。これは、予め取得した補正量に基づいて、保圧と樹脂温度とを補正した補正成形条件を流動解析システム３へ入力することにより得られた結果である。
【００６５】
図７は、射出成形機に固有の機差に応じた補正量を取得する方法の例を示すブロック図である。図７に示す補正量の取得方法は、図６でも述べた通り、所定の位置に所定の物理量を計測するセンサが設けられた「センサ付き金型」あるいは「センサ内蔵金型」を用いることにより実現される。
【００６６】
まず任意の成形条件７０１を、実際の射出成形機７０２および流動解析７０９に入力することにより、補正量を得るために必要な物理量を取得する。ここで、射出成形機７０２は、図３で述べた射出成形機５に対応する。流動解析７０９は流動解析部３１の処理に対応する。成形条件７０１は、解析条件設定部４２から解析条件記憶部２４に入力される解析条件に含まれる成形条件に対応する。
【００６７】
成形条件７０１は、単一である必要はなく、複数であってもよい。成形品品質として良品が得られる範囲内において、種々の成形条件で流動解析を行うことができる。
【００６８】
補正量は、樹脂温度または保圧の設定値によって異なりうるため、単一の成形条件において取得しても、有効でない場合が多い。成形条件７０１としては、ゲートシール後に保圧を完了する条件としていることが好ましい。保圧時間が不十分で、ゲートシールする前に保圧を完了する場合、ゲート部から樹脂が逆流して、成形品の充填密度が低下するおそれがあるためである。この場合、成形品品質の予測精度が低下しうる。
【００６９】
実際の射出成形機７０２において成形現象を取得するために、成形機内センサ７０５または金型内センサ７０６を用いる方法がある。成形機内センサ７０５の例は、図３に示すロードセル５１０である。
【００７０】
成形機内センサ７０５を用いる場合、例えば金型７０３を装着せずに射出するエアーショットを行い、そのときのロードセル５１０の出力を観測することにより、射出機構による圧力損失を間接的に測定する。あるいは、ノズル部にセンサを搭載して、金型に流入する少し前の、樹脂の状態を測定する。
【００７１】
金型内センサ７０６を用いる場合、金型７０３内の任意の位置にセンサを配置することにより、金型７０３内の成形現象を直接測定して、物理量の実測値７０８を取得することができる。前述の通り、流動解析では、金型流入口以降の樹脂の流れを対象とするため、金型内センサを用いることにより、任意の位置の物理量を直接比較できる。このため、流動解析の結果７１０から、金型内センサ７０６を搭載した部位における物理量の解析値７１１を取得する。なお、成形品７０４の品質は、製品品質検査７０７により取得することができる。
【００７２】
得られた物理量の実測値および解析値から、実測値と解析値を比較するための特徴量を取得する（７１２）。得られた物理量は、いずれも射出成形プロセス中の時間変化として取得されるため、直接比較することは難しい。そこで、本実施例では、物理量の時間変化から、成形品品質に影響しうる特徴量を取得することにより、実測値と解析値との定量的な比較を可能とする。
【００７３】
次に、物理量の特徴量の実測値と解析値とが一致しているかを判定する（７１３）。両者が一致していない場合（７１３：ＮＯ）、特徴量の解析値が実測値に一致するように、解析条件を補正した補正成形条件を作成する（７１４）。作成された補正成形条件を用いて、特徴量が一致するまで、流動解析７０９から補正成形条件の作成７１４までを繰り返し実行する。
【００７４】
特徴量が一致した場合（７１３：ＹＥＳ）、最初に取得された成形条件７０１と、得られた補正成形条件７１４との差から、補正量を算出する（７１５）。例えば、図６の下側の表に示すような成形条件と補正成形条件とが得られた場合、保圧の補正量は−８ＭＰａ、樹脂温度の補正量は−７℃となる。
【００７５】
図８および図９を用いて、図３で述べた実験例の測定結果を説明する。図８および図９は、金型内センサ７０６を用いて物理量の実測値を取得した場合の、金型形状６０における測定結果である。
【００７６】
前述の通り、本実験では、ランナーのセンサ配置部６２における圧力センサのピーク値と樹脂温度センサのピーク値とを取得した。菱形の測定点で示す「成形機Ａ」は、最大型締力５０ｔ、スクリュー径２６ｍｍの射出成形機である。バツ印の測定点で示す「成形機Ｂ」は、最大型締力５５ｔ、スクリュー径２５ｍｍの射出成形機である。それぞれ、複数の保圧と樹脂温度の入力値とについて、実験した。
【００７７】
図８は、保圧の設定値に対する圧力センサのピーク圧力を示す。図８に示すように、射出機構による圧力損失により、保圧の設定値よりもピーク圧力の値が小さくなった。２つの成形機Ａ，Ｂにおいて、得られた保圧の設定値とピーク圧力の傾きは異なった。このため、圧力の補正値の取得は、複数の成形条件で試行することが好ましい。
【００７８】
図９は、樹脂温度の設定値に対する樹脂温度センサのピーク温度を示す。図９に示すように、射出機構の違いにより、設定値に対するピーク温度の値は、成形機Ａと成形機Ｂとで異なった。このように、金型内センサ６０６を用いて物理量の実測値を取得することにより、金型流入口近傍における機差を直接評価することができる。これにより、流動解析に必要な補正量を正確に求めることができる。
【００７９】
物理量を測定する金型内の部位について説明する（以下、測定部位とする）。いずれの金型構造においても、測定部位は、少なくとも金型内の樹脂流入口からキャビティ内に至るまでのスプルー部あるいはランナー部を含むことが好ましい。
【００８０】
キャビティ内を測定部位としても良いが、上述の手順で補正量を導出する際には、樹脂流入口からキャビティに至るまでの圧力損失を考慮する必要がある。このため、樹脂流入口からキャビティ内に至るまでの解析精度が保障されている必要がある。
【００８１】
キャビティ内にセンサを設けて測定する場合、センサ形状に起因した跡が成形品に残る可能性がある。このため、外観品質が要求される場所には、センサを導入できないという制約が生じる。
【００８２】
そこで、本実施例では、樹脂流入口に近く、外観品質は要求されないスプルー部あるいはランナー部を測定部位とすることにより、簡便かつ高精度に補正量を求めることができるようにした。スプルー部およびランナー部に加えて、例えば、キャビティ内のゲート直下部、樹脂合流部（ウェルド部）、および流動末端部などのように、特徴的な流動が観測されうる部位を測定部位として使用してもよい。この場合、複数のセンサにより得られる物理量から、より高精度に補正量を求めることができる。
【００８３】
例えば、複数の測定部位でのフローフロントの通過時刻から、溶融樹脂の流速を求めることができるため、速度の補正量を導出することができる。さらに、このときの圧力と温度とを測定することにより、金型内の溶融樹脂の粘度を推定して、解析モデルと比較することもできる。
【００８４】
なお、金型構造によって、適切な測定部位は異なる。いずれの金型構造であっても、可能であるならスプルー部を測定部位とするのが好ましい。なお、「好ましい」という表現は、何らかの有利な効果を期待できるという意味で使用しているにすぎず、その構成が必須であることを意味するものではない。
【００８５】
スプルー部にセンサを設けるおとが金型設計上難しい場合、ランナー部にセンサを配置すればよい。ダイレクトゲートの場合、ランナー部が存在しないため、キャビティ内からなるべくゲートに近い部位を測定部位として選択する。
【００８６】
サイドゲート、ジャンブゲート、サブマリンゲート、およびバナナゲートでは、スプルー部直下のランナー部や、ゲート直前のランナー部などにセンサ配置する。ピンゲートの場合、３プレート構造となるため、センサ配置には工夫が必要だが、スプルー部直下のランナー部などにセンサを配置する。ピンゲートの場合、キャビティには繋がらないダミーのランナーを測定用に設けて測定部位としてもよい。測定専用の部位を設けることにより、金型設計の自由度が向上する。フィルムゲートやファンゲートの場合、ゲート部に流入する前のランナー部にセンサを配置する。
【００８７】
前述の物理量として測定するパラメータについて説明する。本実施例の補正量の導出においては、少なくとも圧力と温度とを測定する。圧力と温度の測定には、例えば、金型内圧力センサ、金型表面温度センサ、樹脂温度センサなどを用いることができる。樹脂温度センサには、熱電対などの接触式温度センサ、または赤外線放射温度計などの非接触式温度センサのいずれかまたは両方を用いることができる。
【００８８】
圧力と温度のいずれの物理量も、射出成形プロセス中の時間変化を記録する。圧力のみを測定して圧力の補正量を導出しても、図９のように樹脂温度が設定値と異なっていた場合には、実現象とは異なる解析結果が得られる可能性がある。同様に、温度のみを測定して温度の補正量を導出しても、射出機構による圧力損失は評価できないため、補正量を導出することができない。従って、少なくとも圧力と温度との両方を測定することにより、高精度に補正量を求めることができる。
【００８９】
射出成形解析システム１は、温度と圧力に加えて、フローフロント速度やフローフロント通過時刻を取得してもよい。フローフロントの速度および通過を検出するセンサからは、射出成形プロセス中の時間変化ではなく、フローフロント通過時点の情報を得ることができる。フローフロント通過時刻を取得する場合は、少なくとも２つ以上のセンサを設けて、２点間での樹脂の通過時刻を比較する。フローフロントの速度および通過時刻を検出することにより、射出速度の補正量をより高精度に導出することができる。
【００９０】
前述の物理量の特徴量について説明する。本実施例の補正量の導出においては、少なくとも、圧力の最大値および積分値と、温度の最大値とを含む必要がある。圧力の最大値は、射出機構による圧力損失を評価するために必要である。しかし、圧力の最大値だけを実測値と解析値とで一致させたとしても、保圧過程における樹脂温度の時間変化が異なる場合には、キャビティ内の圧力分布が変化するため成形品品質に影響しうる。
【００９１】
そこで、射出成形プロセス中の圧力の積分値を取得することにより、プロセス中の温度変化の影響を考慮して補正量を高精度に導出することができる。但し、保圧過程における圧力の時間変化を解析して評価する場合、解析に用いる材料モデル（粘度およびＰＶＴ特性）が精度よく入力されていることが望ましい。材料モデルの精度が悪い場合、プロセス中の樹脂温度変化が一致したとしても、圧力の時間変化は一致しない。この場合、材料モデルの高精度化を検討する。
【００９２】
圧力から得られる特徴量のみを用いて、例えば樹脂温度を変えるなどして補正量を導出した場合、実現象とは異なる解析結果が得られる懸念がある。従って、圧力から得られる特徴量に加えて、温度の最大値も考慮して補正量を導出することにより、実現象に即した解析結果を得るための補正量を導出できる。
【００９３】
上記に加えて、圧力の時間変化に対して、時間微分値の最大値を取得することも有効である。この特徴量は、材料の瞬間粘度と相関がある。また、圧力の積分値は、射出過程と保圧過程を分けて算出することも有効である。射出過程における圧力の積分値は、射出過程における材料の平均粘度と相関がある。これらの特徴量は、材料モデルの精度検証に有効である。
【００９４】
赤外線放射式の樹脂温度センサを用いる場合、射出過程における温度センサの時間変化の出力値に対して、時間微分値の最大値を取得することも有効である。この特徴量は、溶融樹脂のフローフロント速度と相関がある。また、フローフロント速度を測定する場合、そのまま流動速度に相関する特徴量として用いる。フローフロント通過時刻を取得する場合、２点間の通過時刻から流速を計算して特徴量として用いる。これらの特徴量を用いる事で、射出速度の補正量の導出をより高精度に行うことができる。
【００９５】
このように構成される本実施例によれば、射出成形機の機差をあらかじめ補正した成形条件を用いて解析するため、解析精度を従来よりも高めることができる。さらに、本実施例では、射出成形機ごとの固有の機差に基づく補正量をあらかじめ算出して記憶させておくため、オペレータが解析対象の射出成形機を選択するだけで、機差を考慮した高精度の解析を実現することができ、使い勝手と信頼性が向上する。
【００９６】
本実施例では高精度に解析できるため、例えば、成形品品質の要求仕様を満たす成形条件を作成したり、製品構造および金型構造の最適値を設定したりといった作業を従来よりも高精度かつ簡便に行うことができる。これにより、開発期間を短縮することができ、試作回数を低減したり、量産開始のリードタイムを短縮したりすることもできる。
【実施例２】
【００９７】
図１０〜図１４を用いて第２実施例を説明する。本実施例を含む以下の各実施例では、第１実施例との差異を中心に説明する。
【００９８】
図１０は、本実施例に係る射出成形解析システム１Ａの機能ブロック図である。図１で述べた射出成形解析システム１と図１０に示す射出成形解析システム１Ａとを比較すると、成形条件補正システム２Ａの成形条件補正部２２Ａと成形機補正量記憶部２３Ａとが異なる。
【００９９】
本実施例の成形機補正量記憶部２３Ａは、射出成形機ごとの機差に応じた補正量に加えて、機差に応じた型締力の閾値も記憶されている。本実施例の成形条件補正部２２Ａは、型締力を判定する型締力判定部２２１を有する。
【０１００】
型締力判定部２２１は、必要型締力が型締力の閾値を超えるかを判定する。必要型締力は、補正成形条件から算出したり、または解析結果から求めることができる。必要型締力が閾値を超えると判定されると、その判定結果は出力装置１５を介して出力される。
【０１０１】
図１１は、解析条件を補正するステップＳ３の詳細を示すフローチャートである。このステップＳ３Ａは、図４に示すステップＳ３の代わりに用いられる。ステップＳ３Ａでは、ステップＳ３１およびＳ３２に加えて、新規なステップＳ３３を備える。ステップＳ３３では、上述の通り、補正成形条件の生成に際して、必要型締力が閾値を超えたかを判定する。
【０１０２】
図１２は、図１１中のステップＳ３３の詳細を示すフローチャートである。成形条件補正部２２Ａは、ステップＳ３３で得られた補正成形条件から、必要型締力の理論値を計算する（Ｓ３３１）。必要型締力Ｆは、例えば以下の式（１）で求められる。
【０１０３】
Ｆ＝ＰＡ・・・（式１）
【０１０４】
「Ｆ」は必要型締力、「Ｐ」はキャビティ内圧力、「Ａ」は投影面積である。キャビティ内圧力としては、補正成形条件の射出圧力または保圧過程の圧力のうち、いずれか高い方の値を用いる。
【０１０５】
成形条件補正部２２Ａは、成形機補正量記憶部２３Ａにあらかじめ記憶された成形機型締力の閾値データベース７１７を参照し、選択された射出成形機に固有の型締力の閾値を取得する（Ｓ３３２）。
【０１０６】
成形条件補正部２２Ａは、ステップＳ３３１で得られた必要型締力とステップＳ３３２で得た型締力の閾値との大小を比較する（Ｓ３３３）。必要型締力が閾値を超えると判定されると（Ｓ３３３：ＹＥＳ）、成形条件補正部２２Ａは、必要型締力が閾値を超えた旨を出力装置１５に表示させる（Ｓ３３４）。
【０１０７】
それ以外の場合（Ｓ３３３：ＮＯ）、本処理を終了して図１１に戻る。必要型締力が閾値を超えない場合（Ｓ３３３：ＮＯ）、その旨を出力装置１５に表示させてもよい。
【０１０８】
オペレータは、必要型締力が型締力の閾値を超えていることを確認した場合、必要に応じて、ステップＳ１の成形機選択工程に戻り、他の射出成形機を選択する。あるいは、オペレータは、ステップＳ２の解析条件入力工程に戻り、必要型締力が閾値を超えない範囲となるように解析条件を修正する。
【０１０９】
式（１）による必要型締力の計算値を、型締力設定における閾値として、実際の射出成形時の型締力が上回るように成形条件を設定することもできる。しかし、このように型締力を設定したとしても、実際には射出成形機の固有の機差に起因して、型締力が不足してしまい、成形現象と成形品品質とに影響を与える可能性がある。このように成形機の機差は、複数の成形機に同じ成形条件を入力した際の樹脂状態の違いだけでなく、実際に金型に作用する応力の違いにも影響する。
【０１１０】
通常の流動解析では金型のみを対象とし、型締機構などはモデル化しないし、金型分割面も考慮しない。このため、流動解析システム３では、型締力の不足に起因する成形現象および成形品品質への影響を評価することはできない。従って、成形現象および成形品品質の精度を確保するためには、型締力が不足しない成形条件および金型構造の範囲内で、解析する必要がある。
【０１１１】
図１３および図１４は、算出された必要型締力を成形条件に設定した場合でも、実際の型締力が不足する様子を示すグラフである。実験に用いた金型６０は、図６で示した通りである。図６に示すように、射出成形プロセス中における、微量の金型開き量の時間変化を計測可能な金型位置センサ６４を金型６０に設けて、型締力をパラメータとして計測しながら成形を行った。
【０１１２】
図１３は、型締力を４０ｔとして、保圧を２０〜６０ＭＰａの範囲内で変更した際の金型開き量の測定値である。図１３に示すように、射出過程において金型開き量がピークとなり、以降、保圧過程において徐々に金型が元の位置に戻る。本来、型締力が十分であれば、冷却過程において金型開き量は元の位置に戻るはずである。
【０１１３】
図６において、金型構造６０の投影面積は約５０平方センチメートルであるため、式（１）より計算される必要型締力は、保圧が６０ＭＰａのときに３０ｔとなる。従って、図１３に示す条件では、成形品質に影響しない範囲となる。しかし、保圧が５０ＭＰａ以上の場合は、冷却過程においても金型開き量は元の位置に戻らず、１０〜３０μｍ程度が残存した。この場合、成形品にバリが発生したり、あるいは重量が過大になったりするなど、成形品品質に影響する。
【０１１４】
図１４は、型締力２０〜４０ｔとして保圧を変更する際に、冷却過程における金型開きの残存量を示す。図１４に示すように、型締力によって金型開きの残存量が異なることがわかる。例えば、保圧を４０ＭＰａとしたとき、型締力を２０ｔとすると、わずかに金型開きが残存した。このように射出成形機ごとの機差があるため、計算された必要型締力を成形条件に設定するだけでは、高い品質を保つことができない可能性がある。実際には型締力が不足して、バリなどが生じるおそれがあるためである。
【０１１５】
そこで、本実施例では、あらかじめ射出成形機に型締力の閾値（固有の金型開き量の閾値）を実験的に求めておき、必要型締力が閾値を超えた場合にオペレータに通知する。これにより、オペレータは実際に成形を行なわせることなく、成形品品質を確保できる成形機および成形条件を選定することができ、使い勝手が向上する。さらに、開発期間短縮と試作回数を低減することができ、量産開始のリードタイムを短縮できる。さらに、流動解析を実行する前に型締力を判定するため、オペレータは解析を実施させずとも、適切な成形条件を設定することができる。
【０１１６】
なお、上述の通り、必要型締力が閾値を超えるかの判定は、流動解析（Ｓ５）の実施後に行うこともできる。この場合、図４に示すステップＳ５とステップＳ６の間に、型締力の判定ステップＳ３３を実行する。ステップＳ３Ａ中のステップＳ３３は削除する。
【０１１７】
式（１）に代えて、式（２）から必要型締力の理論値を計算してもよい。
【０１１８】
Ｆ＝ΣＰｉＡｉ・・・（式２）
【０１１９】
総和記号Σの添え字（変数）は「ｉ」である。「ｉ」は解析モデルにおける総投影面積を分割したセグメントの数を示す。「Ｐｉ」は各セグメントの平均圧力を示す。「Ａｉ」は各セグメントの面積である。
【０１２０】
式（１）では、金型流入口における圧力から必要型締力を計算するため、実際に金型のキャビティ内に負荷されている圧力を用いる場合とは異なる値となる。式（２）では、解析結果から得られた、実際に金型に負荷される圧力を用いるため、より高精度に必要型締力を算出することができる。従って、図１２に示すステップＳ３３３における型締力の判定を、より正確に行うことができる。但し、式（２）の場合、必要型締力を計算するために解析を実施する必要があるため、開発状況などに応じて、式（１）と式（２）とを使い分ければよい。
【０１２１】
なお、解析条件を射出成形機の機差に基づいて補正し、必要型締力を正確に求めるのではなく、大まかに型締力を判定したい場合もありうる。この場合、ステップＳ３Ａを省略して流動解析を行い、その後に型締力の判定を実施してもよい。これにより、型締力の閾値のデータベース７１７のみを参照して型締力の判定を行うことができるため、成形条件の補正量のデータベース７１６をあらかじめ取得しておく必要が無い。
【０１２２】
成形機固有の型締力の閾値の導出方法について説明する。型締力の閾値は、図６の例のように、金型６０の分割面に導入した金型位置センサ６４の出力値から導出する。成形条件として、対象の射出成形機における型締力の最大値を設定する。
【０１２３】
射出および保圧過程における圧力をパラメータとして射出成形を行い、金型開き量の時間変化を記録する。そして、図１３および図１４に示したように、金型の冷却過程において、残存した金型開き量を記録する。さらに、式（１）に基づき、保圧の設定値に対する必要型締力を計算する。このとき、金型開きの残存量が大きくなり、成形品品質への影響が懸念される成形条件の必要型締力の最小値を、その射出成形機に固有の型締力の閾値としてデータベース７１７へ記録する。これにより、成形品品質に影響する微量の型開きを考慮して、従来よりも安定した成形品品質が得られる型締力を設定できる。
【０１２４】
ここで、保圧の設定値に対する必要型締力は、保圧の設定値自体を用いて式（１）から計算したり、流動解析により金型にかかる圧力を予測して式（２）から計算したりすることができる。型締力の閾値を取得するための成形において、金型に圧力センサを導入し、圧力の最大値を実際に取得してもよい。これにより、実際に金型に負荷されている圧力を考慮して、式（１）から必要型締力を計算することができる。これにより、式（１）を用いる場合でも、射出成形機に固有の型締力の閾値を正確に設定できる。
【実施例３】
【０１２５】
図１５および図１６を用いて、第３実施例を説明する。本実施例では、射出成形解析システム１がオペレータに提供するＧＵＩの例を説明する。図１５は、解析条件の補正のためにユーザへ提供される画面Ｇ１の例である。図１６は、補正された解析条件にしたがって実行される流動解析ソフトウェアの画面Ｇ２の例である。
【０１２６】
解析条件補正画面Ｇ１は、例えば、解析対象の射出成形機を選択する成形機選択部ＧＰ１１と、成形条件を設定する成形条件設定部ＧＰ１２と、補正された成形条件を表示する補正成形条件表示部ＧＰ１３とを含む。
【０１２７】
画面Ｇ１では、圧力と温度の２つのパラメータを例示したが、これら以外のパラメータを補正対象としてもよい。さらに、補正を開始させるための実行ボタンと補正を取り消すための取り消しボタンを備えてもよい。
【０１２８】
図１６に示す流動解析画面Ｇ２は、例えば、解析条件を表示する解析条件表示部ＧＰ２１と、三次元グラフィックスＧＰ２２１などで射出成形プロセスの様子を表示するグラフィックス表示部ＧＰ２２とを備える。
【０１２９】
このように構成される本実施例も第１、第２実施例と同様の作用効果を奏する。
【実施例４】
【０１３０】
図１７を用いて第４実施例を説明する。本実施例の射出成形解析システムは、一つの計算機１０上に実現されており、通信ネットワークＣＮ２を介して、複数の操作端末８と接続されている。
【０１３１】
オペレータは、操作端末８を操作することにより、射出成形機ごとに最適な解析条件を計算機１０から得ることができる。操作端末８は、射出成形機ごとに設置してもよいし、複数の射出成形機をグループ化して設置してもよいし、工場単位で設置してもよい。
【０１３２】
計算機１０により実現される射出成形解析システムを顧客単位で仮想的に分割し、顧客ごとに射出成形解析サービスを提供してもよい。
【０１３３】
このように構成される本実施例によれば、複数の顧客企業に対して、射出成形解析サービスを提供することができる。
【実施例５】
【０１３４】
図１５を用いて第５実施例を説明する。本実施例の射出成形解析システムは、成形条件を補正する機能を担当する計算機１０Ａと、流動解析を担当する計算機３０とを通信ネットワークＣＮ２を介して接続することにより構成される。
【０１３５】
流動解析用の計算機３０は、流動解析部３１と解析結果記憶部３２とに加えて、連携部３０を備える。連携部３０は、計算機１０Ａにより実現される成形条件補正システム２と連携するための機能である。
【０１３６】
このように構成される本実施例によれば、既存の流動解析システムを活用することができ、利便性が向上する。
【０１３７】
なお、本発明は上記した実施例に限定されず、様々の変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１３８】
１，１Ａ：射出成形解析システム、２，２Ａ：成形条件補正システム、３：流動解析システム、４：設定部、５：射出成形機、２１：成形機補正量取得部、２２，２２Ａ：成形条件補正部、２３，２３Ａ：成形機補正量記憶部、解析条件記憶部２４、３１：流動解析部、３２：解析結果記憶部、４１：成形機補正量設定部、４２：解析条件設定部、４３：成形機選択部、２２１：型締力判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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