(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュを射出方向に駆動して成形品を安定した状態で得ているときの安定射出速度波形を記憶しておき、連続成形中には、前記記憶されている安定射出速度波形と、実測される実測射出速度波形との間の相関関係を、次式（１）、（２）により差異率または相似率に数値化することを特徴とする射出成形機の射出状態判定方法。
0003656121.tif 000010
ただし、ｎはサンプル数を、Ｓｎは射出成形が安定しているときの射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出速度を、そしてＸｎは実成形中の射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出速度をそれぞれ示す。
【請求項２】
スクリュを射出方向に駆動して成形品を安定した状態で得ているときの安定射出圧力波形を記憶しておき、連続成形中には、前記記憶されている安定射出圧力波形と、実測される実測射出圧力波形との間の相関関係を、次式（１’）、（２’）により差異率または相似率に数値化することを特徴とする射出成形機の射出状態判定方法。
0003656121.tif 000011
ただし、ｎはサンプル数を、Ｓ’ｎは射出成形が安定しているときの射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出圧力を、そしてＸ’ｎは実成形中の射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出圧力をそれぞれ示す。
【請求項３】
スクリュを射出方向に駆動して成形品を安定した状態で得ているときの安定射出速度波形と安定射出圧力波形とを記憶しておき、連続成形中には、前記記憶されている安定射出速度波形と実測される実測射出速度波形との間の相関関係を、次式（１）、（２）により、また前記安定射出圧力波形と実測される実測射出圧力波形との間の相関関係を、次式（１’）、（２’）により差異率または相似率に数値化することを特徴とする射出成形機の射出状態判定方法。
0003656121.tif 000012
0003656121.tif 000013
ただし、ｎはサンプル数を、Ｓｎ、Ｓ’ｎは射出成形が安定しているときの射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出速度と射出圧力とを、そしてＸｎ、Ｘ’ｎは実成形中の射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出速度と射出圧力とをそれぞれ示す。
【請求項４】
請求項３に記載の判定方法において、差異率または相似率が、許容設定値を越えたとき、ディスプレイ、音声、プリンタ等の表示器に表示する射出成形機の射出状態判定方法。
【請求項５】
スクリュを射出方向に駆動するときのスクリュの位置または時間におけるスクリュの射出速度を計測する射出速度波形計測器（１１）と、成形品を安定した状態で得ているときの安定射出速度波形を記憶する記憶器（１２）と、前記記憶器（１２）に記憶されている安定射出速度波形と、実測される実測射出速度波形との間の相関関係を、次式（１）、（２）により差異率または相似率に数値化する射出速度波形比較演算器（１３）とからなる射出成形機の射出状態判定装置。
0003656121.tif 000014
ただし、ｎはサンプル数を、Ｓｎは射出成形が安定しているときの射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出速度を、そしてＸｎは実成形中の射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出速度をそれぞれ示す。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリュを射出方向に駆動して成形品を連続して得ているときの射出速度波形あるいは射出圧力波形から射出成形の安定性を判定する、射出成形機の射出状態判定方法およびこの判定方法の実施に使用される判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機は、概略的には射出シリンダと、この射出シリンダ内で回転駆動されると共に軸方向に駆動されるようになっているスクリュとから構成されている。したがって、スクリュを回転駆動して樹脂材料を計量し、そして軸方向に駆動して計量した溶融樹脂材料を金型へ射出して所定形状の成形品を得ることができる。ところで、上記のようにしてスクリュを軸方向に駆動して溶融樹脂材料を金型へ射出するときの射出速度は、成形品の品質に影響を及ぼし、ウエルドランド、フローマーク、充填不足等の原因にもなる。そこで、計測器を用いて実際の射出速度波形を記録することが一応行われている。また、射出成形機のコントローラの波形計測機能を利用して、連続的に射出速度波形を測定することも行われている。
【０００３】
また、スクリュを軸方向に駆動するとき、スクリュに作用する反力すなわち射出圧力も成形品の品質に影響を及ぼす。そこで、射出圧力波形により成形品の良否を判別する製品良否判別方法も、特開平３ー１５５９１５号により提案されている。この文献には、任意のスクリュ位置を判別対象点として複数個選択し、圧力波形の重合状態に基づいて、判別対象点における射出圧力の上限値と下限値とを設定して記憶装置に記憶させ、射出時に判別対象点における射出圧力値が、記憶されている上限値と下限値との間に含まれているか否かにより製品の良否を判別する方法が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
射出成形の安定性を判定する手段としては、射出速度波形の安定性を判定する方法が最も的確な手段であり、上記のように従来も連続的に射出速度波形を測定することは、一応行われているが、射出速度波形の安定性を判定するためには、測定後に波形解析を行わなければならず、実用上問題がある。そこで、射出速度波形の安定性の判定を、射出時間で代用して判定しているのが実状である。しかしながら、射出時間は、射出を行った結果生みだされる二次的なもので、射出速度波形の安定性を判定するパラメータとしては不適切で、必ずしも良い結果は得られない。
【０００５】
また、特開平３ー１５５９１５号により提案されている射出圧力波形による製品良否判別方法によると、射出開始後の経過時間やスクリュ位置に応じて、各点の判別基準となる射出圧力の上限値と下限値とを任意に設定できるので、各点の判別を重み付けして評価できる利点は認められる。しかしながら、製品良否が射出圧力波形の確認によって判別されるようになっているので、定量的には判別されず、判別に個人差が生じるものと思われる。また、定量的には判別されていないので、製品の良否の判別ができても、判別結果を射出成形機の作動、操作等に活かす上で問題もある。
本発明は、上記したような従来の問題点に鑑みてなされたもので、定量的に射出成形の安定性を判定することができると共に、判定結果を他の計測成形データと同様に取り扱うことができ、それによって成形管理、異常警報等のパラメータとして射出成形機に容易に活かすことができる、射出成形機の射出状態判定方法およびこの方法の実施に使用される射出成形機の射出状態判定装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、安定射出速度波形と、実測される実測射出速度波形との間の相関関係を、差異率または相似率に数値化することにより達成される。すなわち、本発明は上記目的を達成するために、スクリュを射出方向に駆動して成形品を安定した状態で得ているときの安定射出速度波形を記憶しておき、連続成形中には、前記記憶されている安定射出速度波形と、実測される実測射出速度波形との間の相関関係を、次式（１）、（２）により差異率または相似率に数値化するように構成される。
0003656121.tif 000002
ただし、ｎはサンプル数を、Ｓｎは射出成形が安定しているときの射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出速度を、そしてＸｎは実成形中の射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出速度をそれぞれ示す。
請求項２に記載の発明は、スクリュを射出方向に駆動して成形品を安定した状態で得ているときの安定射出圧力波形を記憶しておき、連続成形中には、前記記憶されている安定射出圧力波形と、実測される実測射出圧力波形との間の相関関係を、次式（１’）、（２’）により差異率または相似率に数値化するように構成される。
0003656121.tif 000003
ただし、ｎはサンプル数を、Ｓ’ｎは射出成形が安定しているときの射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出圧力を、そしてＸ’ｎは実成形中の射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出圧力をそれぞれ示す。
請求項３に記載の発明は、スクリュを射出方向に駆動して成形品を安定した状態で得ているときの安定射出速度波形と安定射出圧力波形とを記憶しておき、連続成形中には、前記記憶されている安定射出速度波形と実測される実測射出速度波形との間の相関関係を、次式（１）、（２）により、また前記安定射出圧力波形と実測される実測射出圧力波形との間の相関関係を、次式（１’）、（２’）により差異率または相似率に数値化するように構成される。
0003656121.tif 000004
0003656121.tif 000005
ただし、ｎはサンプル数を、Ｓｎ、Ｓ’ｎは射出成形が安定しているときの射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出速度と射出圧力とを、そしてＸｎ、Ｘ’ｎは実成形中の射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出速度と射出圧力とをそれぞれ示す。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の判定方法において、差異率または相似率が、許容設定値を越えたとき、ディスプレイ、音声、プリンタ等の表示器に表示するように構成される。
請求項５に記載の発明は、スクリュを射出方向に駆動するときのスクリュの位置または時間におけるスクリュの射出速度を計測する射出速度波形計測器（１１）と、成形品を安定した状態で得ているときの安定射出速度波形を記憶する記憶器（１２）と、前記記憶器（１２）に記憶されている安定射出速度波形と、実測される実測射出速度波形との間の相関関係を、次式（１）、（２）により差異率または相似率に数値化する射出速度波形比較演算器（１３）とからなる射出成形機の射出状態判定装置。
0003656121.tif 000006
ただし、ｎはサンプル数を、Ｓｎは射出成形が安定しているときの射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出速度を、そしてＸｎは実成形中の射出開始からの所定経過時間毎の、あるいはスクリュの射出開始からの所定位置毎の射出速度をそれぞれ示す。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態を示すブロック線図であるが、同図に示されているように、射出成形機１は、シリンダバレル２を備え、このシリンダバレル２内に回転方向と軸方向に駆動可能にスクリュが設けられている。そして、本実施の形態では、スクリュは計量時の回転方向には図に示されていない電動モータにより、また射出時の軸方向には模式的に示されている電動モータ３により減速機構５を介して従来周知の態様で駆動されるようになっている。
【０００８】
射出状態判定装置１０は、本実施の形態によると、射出速度波形計測器１１、射出速度波形記憶器１２、射出速度波形比較演算器１３、射出速度波形安定性判定用比較器１４、表示器１５等から構成されている。射出速度波形計測器１１は、射出開始からの経過時間あるいはスクリュの位置に対応したスクリュの射出方向の速度すなわち射出速度を計測するもので、そのために電動モータ３に関連して設けられているエンコーダ４とは信号ラインａによりに接続されている。なお、射出開始からの経過時間は、例えば射出速度波形計測器１１に内蔵されたタイマで計測され、スクリュの位置と速度はエンコーダ４からの電動モータ３の回転数、回転速度等の信号により得られる。射出速度波形計測器１１と射出速度波形記憶器１２は、信号ラインｂにより接続され、安定成形状態になったときの射出速度波形が射出速度波形計測器１１で計測され、そしてこの射出速度波形記憶器１２に記憶される。
【０００９】
射出速度波形計測器１１と射出速度波形比較演算器１３は、信号ラインｄにより、また射出速度波形記憶器１２と射出速度波形比較演算器１３は、信号ラインｃによりそれぞれ接続されている。この射出速度波形比較演算器１３は、射出速度波形記憶器１２に記憶されている安定射出速度波形と、射出速度波形計測器１１により成形中に実測される実測射出速度波形とに基づいて、詳しくは後述するように演算して、射出成形状態を射出状態安定値として差異率または相似率に数値化する。射出速度波形比較演算器１３は、ディスプレイ、音声、プリンタ等からなる表示器１５と信号ラインｅと接続され、数値化された射出状態安定値が表示器１５に出力され、射出速度波形安定性判定用比較器１４とは信号ラインｆにより接続されている。射出速度波形安定性判定用比較器１４は、数値化された射出状態安定値と許容設定値とを比較し、その結果を信号ラインｇにより表示器１５に出力するようになっている。
【００１０】
次に、上記実施の形態の作用を主として図２のフローチャートに基づいて説明する。従来周知のようにして、スクリュを回転駆動して計量し、そして電動モータ３により軸方向に駆動して射出する。以下同様にして計量し、そして射出して成形品を得る。このようにして成形して、射出成形状態が安定したとき、すなわち良品を成形しているとき（ステップＳ１）、射出速度波形計測器１１により１ショットの射出速度波形を計測する。表１の左半分に示されているように、射出開始からの経過時間Ｔ1、Ｔ2、、、Ｔn毎の射出速度Ｓ1、Ｓ2、、、Ｓn、あるいは表２に同様に左半分において示されているように、スクリュの射出開始からの位置Ｍ1、Ｍ2、、、Ｍn毎の射出速度Ｓ1、Ｓ2、、、Ｓnを計測する（ステップＳ２）。
【表１】
0003656121.tif 000007
【表２】
0003656121.tif 000008
そして、ステップＳ３において、この計測値を基本となる安定射出速度波形として、射出速度波形記憶器１２に記憶させる。
【００１１】
従来周知のようにして、実成形する。このときショット毎に、射出速度波形計測器１１により射出速度波形を計測する（ステップＳ４）。すなわち、表１および表２の右半分に示されているように、実成形中の経過時間Ｔ１、Ｔ２、、、Ｔｎあるいはスクリュの位置Ｍ１、Ｍ２、、、Ｍｎ毎に対応した射出速度Ｘ１、Ｘ２、、、Ｘｎを計測する。
【００１２】
次のステップＳ５において、射出速度波形記憶器１２に記憶されている射出速度Ｓ1、Ｓ2、、、Ｓnと、上記のようにして計測された射出速度Ｘ1、Ｘ2、、、Ｘnとを射出速度波形比較演算器１３に呼び込む。そして、これらの射出速度Ｓ1、Ｓ2、、、ＳnとＸ1、Ｘ2、、、Ｘnを射出速度波形比較演算器１３により、射出状態安定値として数値化する。例えば差異率は、次の１式により
【数１】
0003656121.tif 000009
また、相似率は（１−差異率）により求める。そうして、数値化されたこれらの値は、表示器１５に出力する（ステップＳ６）。これにより射出成形状態を波形解析等の煩わしい操作をすることなく、数値で直観的に知ることができる。
【００１３】
差異率または相似率に数値化されたデータは、射出状態安定値として、射出速度波形安定性判定用比較器１４に入力する。そして、この差異率または相似率と、別途設定された許容設定値とが比較演算され（ステップＳ７）、その結果を、例えば差異率または相似率が許容設定値の範囲外のときは警報として表示器１５に出力する。また、この警報信号に基づいて成形動作を停止する等の処置をする。
このように、本実施の形態によると、成形状態が射出状態安定値として差異率または相似率に数値化されるので、他の計測データと同じように直接的に利用することができる。
【００１４】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な形で実施できる。例えば、従来の技術の項で説明したように、射出圧力も成形品の品質に影響を及ぼすので、射出速度の代わりに射出圧力により射出成形状態を判定することもできる。このときは、射出状態判定装置が、図１に示されている射出速度波形計測器１１、射出速度波形記憶器１２、射出速度波形比較演算器１３、射出速度波形安定性判定用比較器１４等の代わりに、射出圧力波形計測器、射出圧力波形記憶器、射出圧力波形比較演算器、射出圧力波形安定性判定用比較器等から構成されることは明らかである。このとき、射出圧力は、例えば圧力センサあるいは電動モータ３のトルクで計測することになる。また、射出速度と射出圧力の両方により射出成形状態を判定することができることも明らかである。
【００１５】
上記の実施の形態では、スクリュは電動モータ３で駆動されるようになっているが、油圧で駆動される油圧式射出成形機でも同様に実施できることも明らかである。このときの射出速度は、射出用の油圧シリンダに供給される油量により、また射出圧力は、油圧シリンダ内の圧力で計測できる。また、上記の実施の形態では、安定成形中の１ショットの射出速度波形が射出速度波形記憶器１２に記憶させるようになっているが、複数のショットの射出速度波形を得て、これを平均して安定射出速度波形として射出速度波形記憶器１２に記憶させることこともできる。さらには、サンプリングする経過時間、スクリュ位置等は、成形に影響を大きく及ぼす時間帯あるいはスクリュ位置を密にして重み付けすることもできる。また、数値化する式が前述した（１）式に限定されないことも明らかである。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、スクリュを射出方向に駆動して成形品を安定した状態で得ているときの安定射出速度波形あるいは安定射出圧力波形を記憶しておき、連続成形中には、記憶されている安定射出速度波形あるいは安定射出圧力波形と、実測される実測射出速度波形あるいは実測射出圧力波形との間の、それぞれの相関関係を、差異率または相似率に数値化するので、従来のように波形の解析、確認等によらずに、即時に定量的に射出成形の安定性を判定することができる。また、射出成形状態が差異率または相似率に数値化されているので、判定結果を他の計測成形データと同様に取り扱うことができ、成形管理、異常警報等のパラメータとして射出成形機に容易に活かすこともきる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態を示すブロック線図である。
【図２】  本発明の実施の形態の判定動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    射出成形機                    ２      電動モータ
４    エンコーダ                  １１      射出速度波形計測器
１２    射出速度波形記憶器          １３      射出速度波形比較演算器
１４    射出速度波形安定性判定用比較器
【図１】
0003656121.tif 000015
【図２】
0003656121.tif 000016