(57)【要約】      （修正有）【課題】成形品の異常を適切に検知することができる金型監視装置および金型監視方法を提供する。【解決手段】金型監視装置１００は、樹脂成形機（射出成形機）の金型の型開動作途中状態における成形品の画像を取得する画像取得部１２４と、型開動作途中状態における成形品の基準姿勢に係る基準画像を記憶する記憶部１２６と、画像取得部により取得された画像と、記憶部に記憶された基準画像とを比較し、両画像の一致度を判定することで型開動作途中状態における異常の発生の有無を監視する異常監視部１２５（画像データ処理部）と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形機の金型の型開動作途中状態における成形品の画像を取得する画像取得部と、
前記型開動作途中状態における前記成形品の基準姿勢に係る基準画像を記憶する記憶部と、
前記画像取得部により取得された画像と、前記記憶部に記憶された基準画像とを比較し、両画像の一致度を判定することで前記型開動作途中状態における異常の発生の有無を監視する異常監視部と、を備えることを特徴とする金型監視装置。
【請求項２】
前記画像取得部は、
前記型開動作途中状態において、前記金型を構成する可動型と固定型とに前記成形品が保持された状態の画像を取得することを特徴とする請求項１に記載の金型監視装置。
【請求項３】
前記異常監視部は、
前記型開動作途中状態における成形品の姿勢が前記基準姿勢に対して許容範囲を超えて傾斜している場合、前記型開動作途中状態において異常が発生していると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の金型監視装置。
【請求項４】
前記画像取得部は、
前記型開動作途中状態における複数の異なるタイミングでそれぞれ撮像された前記成形品の画像を取得し、
前記異常監視部は、
前記画像取得部により取得された複数の画像について、それぞれ前記異常の発生の有無を監視することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の金型監視装置。
【請求項５】
前記樹脂成形機に対して所定の位置に固定され、前記画像を撮像する監視カメラをさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の金型監視装置。
【請求項６】
前記異常監視部により前記異常が有ると判定された場合、前記樹脂成形機の運転を停止するよう制御する運転制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の金型監視装置。
【請求項７】
前記樹脂成形機の型開動作完了後における前記金型の型面の画像を取得する第２の画像取得部と、
前記第２の画像取得部により取得された画像に基づいて、前記型開動作完了後における異常の発生の有無を監視する第２の異常監視部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の金型監視装置。
【請求項８】
前記樹脂成形機の成形品突出動作完了後における前記金型の型面の画像を取得する第３の画像取得部と、
前記第３の画像取得部により取得された画像に基づいて、前記成形品突出動作完了後における異常の発生の有無を監視する第３の異常監視部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の金型監視装置。
【請求項９】
樹脂成形機の金型の型開動作途中状態における成形品の画像を取得する工程と、
取得された前記画像と、予め記憶された前記型開動作途中状態における前記成形品の基準姿勢に係る基準画像とを比較し、両画像の一致度を判定することで前記型開動作途中状態における異常の発生の有無を監視する工程と、を含むことを特徴とする金型監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型監視装置および金型監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、樹脂製品を製造するための樹脂成形機、例えば射出成形機においては、型締動作、射出動作、樹脂材料の冷却・固化、型開動作および成形品突出動作よりなる成形サイクルが繰り返し行われる。
例えば特許文献１には、射出成形機によって樹脂製品を製造する工程において、型開動作の完了位置における可動型の型面を撮像し、可動型の型面の状態を監視する金型監視装置が開示されている。当該金型監視装置は、監視カメラによって撮像された型開動作完了後における可動型の型面の監視画像データを、予め記憶された基準画像データと比較する。これにより、金型監視装置は、型開動作を行ったときに成形品が可動型の型面の成形エリアに保持されず、例えば固定型に保持されたり、可動型の型面の成形エリアから脱落して他のエリアに付着したりする動作異常を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４４８８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、型開動作完了後における監視動作では、可動型の型面に成形品が保持されているか否かについては適切に判定することができるが、成形品の僅かな欠損や変形を検知することは困難である。そのため、型開動作において成形品の一部が固定型に残留してしまうような動作異常が生じた場合、当該動作異常を適切に検知することができず、そのまま射出成形機の運転を続行してしまうおそれがある。この場合、射出成形機の型締動作において、上記の残留した成形品によって固定型の型面または可動型の型面を損傷してしまうおそれがある。
そこで、本発明は、樹脂成形機における成形処理の過程で生じる異常を適切に検知することができる金型監視装置および金型監視方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る金型監視装置の一態様は、樹脂成形機の金型の型開動作途中状態における成形品の画像を取得する画像取得部と、前記型開動作途中状態における前記成形品の基準姿勢に係る基準画像を記憶する記憶部と、前記画像取得部により取得された画像と、前記記憶部に記憶された基準画像とを比較し、両画像の一致度を判定することで前記型開動作途中状態における異常の発生の有無を監視する異常監視部と、を備える。
【０００６】
このように、金型監視装置は、型開動作途中状態における成形品の状態を監視するので、型開動作によって欠損や変形等の不具合に至る成形品を適切に判別することができる。型開動作によって成形品の欠損が生じた場合、その欠損した部分が金型に残留する場合がある。金型監視装置は、樹脂成形機における成形処理の過程で生じる上記のような動作異常を適切に検知することができる。また、金型監視装置は、型開動作途中状態において撮像された成形品の画像と基準画像とを比較して、両者が一致しているのか相違しているのかを判定するので、型開動作途中状態における異常の発生の有無を精度良く監視することができる。
【０００７】
また、上記の金型監視装置において、前記画像取得部は、前記型開動作途中状態において、前記金型を構成する可動型と固定型とに前記成形品が保持された状態の画像を取得してもよい。この場合、型開動作の過程で生じる動作異常を適切に検知することができる。
【０００８】
また、上記の金型監視装置において、前記異常監視部は、前記画像取得部により取得された画像に基づいて、前記型開動作途中状態における成形品の姿勢が基準姿勢に対して許容範囲を超えて傾斜しているか否かを監視するようにしてもよい。
型開動作途中状態における成形品の姿勢が基準姿勢に対して許容範囲を超えて傾斜している場合、型開動作によって成形品に欠損や変形等の不具合が生じやすい。型開動作途中状態における成形品の姿勢を監視することで、型開動作によって欠損や変形等の不具合に至る成形品を適切に判別することができる。
【０００９】
また、上記の金型監視装置において、前記画像取得部は、前記型開動作途中状態における複数の異なるタイミングでそれぞれ撮像された前記成形品の画像を取得し、前記異常監視部は、前記画像取得部により取得された複数の画像について、それぞれ前記異常の発生の有無を監視するようにしてもよい。
このように、型開動作途中状態において複数回の監視を行うことで、型開動作の過程で生じる動作異常をより適切に検知することができる。
【００１０】
さらに、上記の金型監視装置は、前記樹脂成形機に対して所定の位置に固定され、前記画像を撮像する監視カメラをさらに備えていてもよい。
この場合、例えば樹脂成形機の上方に固定された監視カメラによって撮像された画像を用いて、型開動作途中状態における異常の発生の有無を適切に監視することができる。また、当該監視カメラによって撮像された画像を用いて、型開動作途中状態以外の樹脂成形機における成形処理の過程で生じる異常を監視することも可能である。さらに、固定の監視カメラを用いることで、監視カメラを移動させるための機構や構造体が不要となる。
【００１１】
また、上記の金型監視装置は、前記異常監視部により前記異常が有ると判定された場合、前記樹脂成形機の運転を停止するよう制御する運転制御部をさらに備えていてもよい。
この場合、樹脂成形機における成形処理の過程で生じる動作異常によって、成形品が射出成形機の成形エリア等に意図せず残留してしまった場合、そのまま樹脂成形機の運転が続行されることを防止することができる。したがって、樹脂成形機において型締動作が行われた際に、残留した成形品によって金型等が損傷してしまうことを防止することができる。
【００１２】
さらに、上記の金型監視装置は、前記樹脂成形機の型開動作完了後における前記金型の型面の画像を取得する第２の画像取得部と、前記第２の画像取得部により取得された画像に基づいて、前記型開動作完了後における異常の発生の有無を監視する第２の異常監視部と、をさらに備えていてもよい。
この場合、金型監視装置は、樹脂成形機が型開動作を行ったときに、成形品が可動型の型面の成形エリアに保持されず、例えば固定型に保持されたり、可動型の型面の成形エリアから脱落して他のエリアに付着したりする動作異常を適切に検知することができる。
【００１３】
また、上記の金型監視装置は、前記樹脂成形機の成形品突出動作完了後における前記金型の型面の画像を取得する第３の画像取得部と、前記第３の画像取得部により取得された画像に基づいて、前記成形品突出動作完了後における異常の発生の有無を監視する第３の異常監視部と、をさらに備えていてもよい。
この場合、金型監視装置は、樹脂成形機が成形品突出動作を行ったときに、成形品が可動型の型面から離型せずに当該可動型の型面に保持されたままとなる動作異常を適切に検知することができる。
【００１４】
さらに、本発明に係る金型監視方法の一態様は、樹脂成形機の金型の型開動作途中状態における成形品の画像を取得する工程と、取得された前記画像と、予め記憶された前記型開動作途中状態における前記成形品の基準姿勢に係る基準画像とを比較し、両画像の一致度を判定することで前記型開動作途中状態における異常の発生の有無を監視する工程と、を含む。
これにより、樹脂成形機における成形処理の過程で生じる異常を適切に検知することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、型開動作途中状態における成形品の状態を監視するので、型開動作完了後の監視では検知できないような樹脂成形機における成形処理の過程で生じる異常を適切に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態における金型監視装置の構成例を示す図である。
【図２】金型の型締状態を示す図である。
【図３】金型の型開動作を示す図である。
【図４】成形品突出動作を示す図である。
【図５】成形品の取出状態を示す図である。
【図６】金型監視装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図７】監視動作の流れを説明する図である。
【図８】金型監視装置の監視動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】１次監視動作を説明する図である。
【図１０】金型監視装置における信号の入出力を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態における金型監視装置１００の構成を、射出成形機２００の構成と共に示す説明図である。
射出成形機２００は、樹脂製の成形品を製造する樹脂成形機である。射出成形機２００は、金型１０を備える。金型１０は、互いに雌雄の関係にある固定型１１と可動型１２とにより構成されている。また、射出成形機２００は、樹脂材料を溶融して射出する射出部２０と、金型１０の型開および型締を行う金型駆動部３０と、を備える。射出部２０および金型駆動部３０は、制御部４０により駆動制御される。
【００１８】
射出部２０は、外周面に不図示のヒータが設けられた円筒状のシリンダー２１と、当該シリンダー２１の先端（図１における左端）に固定されたノズル２２と、を備える。シリンダー２１の後端部分には、当該シリンダー２１内に樹脂材料を供給するための供給口（図示省略）が形成されている。そして、シリンダー２１の外周面における上記供給口が位置する箇所には、樹脂材料が投入されるホッパ２３が配置されている。また、シリンダー２１内には、樹脂材料を混練するスクリュー（図示省略）が当該シリンダー２１の軸方向に沿って前進後退可能に配置されている。そして、当該スクリューの基端部は、スクリュー駆動機構２４に取り付けられている。
【００１９】
射出部２０は、シリンダー２１内のスクリューを回転させながら後退させることにより、ホッパ２３に投入された樹脂材料を溶融しながらシリンダー２１の後端から前端に向かって供給し、溶融された樹脂材料をシリンダー２１の前端部の内部に充填する。この状態で、射出部２０は、シリンダー２１内のスクリューを前進させる。これにより、シリンダー２１の前端部の内部に充填された溶融状態の樹脂材料は、ノズル２２から射出される。
【００２０】
金型駆動部３０は、固定型１１が固定される固定プラテン３１と、可動型１２が固定される可動プラテン３２と、を備える。固定プラテン３１と可動プラテン３２とは、水平方向に互いに対向するよう配置されている。
固定プラテン３１と可動プラテン３２との間には、可動プラテン３２を水平方向にガイドするための複数のタイバー３３が設けられている。また、可動プラテン３２は、型締め機構３４に接続されている。
【００２１】
金型駆動部３０は、型締め機構３４によって、可動型１２が固定された可動プラテン３２を、タイバー３３に沿って固定プラテン３１に接近させる方向に移動させる（前進させる）ことにより、型締動作を行う。また、金型駆動部３０は、型締め機構３４によって、可動型１２が固定された可動プラテン３２を、タイバー３３に沿って固定プラテン３１から離間させる方向に移動させる（後退させる）ことにより、型開動作を行う。
【００２２】
射出成形機２００は、自動運転、半自動運転および手動運転の各運転モードを切り替え可能に構成されていてもよい。自動運転においては、射出成形機２００は、型締動作、射出動作、樹脂材料の冷却・固化、型開動作および成形品突出動作よりなる成形サイクルを繰り返し実行する。
具体的には、射出成形機２００は、金型駆動部３０によって可動プラテン３２を前進させることにより型締動作を行う。これにより、図２に示すように、可動型１２の型面が固定型１１の型面に圧接され、その結果、金型１０内に成形空間が形成される。この図２に示す型締状態において、射出成形機２００は、射出部２０による射出動作を行う。これにより、溶融した樹脂材料が金型１０内部の成形空間に充填される。金型１０内に射出注入された樹脂材料は、一定時間冷却されることで固化する。樹脂材料が固化した後、射出成形機２００は、金型駆動部３０によって可動プラテン３２を後退させることにより型開動作を行う。このとき、正常状態では、図３に示すように、成形品６０は、可動型１２の型面における成形エリア（上記成形空間を形成するエリア）に保持される。
【００２３】
次に射出成形機２００は、型開動作が完了した図４に示す型開限状態において、図５に示す突出しピン３５を可動型１２の型面から突出させる成形品突出動作を行う。これにより、成形品６０は、図４に示すように可動型１２の型面から突出される。この成形品６０は、自動落下、もしくはロボット等の取り出し機による取り出しにより、図５に示すように可動型１２から離型する。
成形品６０が取り出された後、射出成形機２００は、突出しピン３５を可動型１２の型面から突出されない元の位置に戻し、金型駆動部３０によって可動プラテン３２を前進させることにより再び型締動作を行う。
【００２４】
図１に戻って、金型監視装置１００は、射出成形機２００における金型１０の型面の状態や、金型１０における成形エリアに保持された成形品６０の状態を監視する。
金型監視装置１００は、可動型１２の型面や成形エリアを撮像する監視カメラ１１０と、監視カメラ１１０によって撮像された画像に基づいて、成形に係る異常発生の有無を監視し、射出成形機２００の運転を制御する監視制御部１２０と、を備える。
監視カメラ１１０は、射出成形機２００の上方、より具体的には固定型１１の上方に固定されている。監視カメラ１１０は、時系列上連続して撮像された複数の画像（映像）を撮像可能に構成されている。ここで、監視カメラ１１０の設置位置、撮像方向および撮像画角は、監視対象である可動型１２の型面および成形エリアが撮像可能となるように予め設定されている。
【００２５】
図６は、金型監視装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。
この図６に示すように、監視制御部１２０は、中央制御部１２１と、ＲＯＭ１２２と、ＲＡＭ１２３と、画像取得部１２４と、画像データ処理部１２５と、記憶部１２６と、表示部１２７と、操作部１２８と、を備える。
中央制御部１２１は、監視制御部１２０における動作を統括的に制御するＣＰＵであり、バスを介して、監視制御部１２０の各構成部を制御する。ＲＯＭ１２２は、中央制御部１２１が処理を実行するために必要な制御プログラム等を記憶する不揮発性メモリである。ＲＡＭ１２３は、中央制御部１２１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。すなわち、中央制御部１２１は、処理の実行に際してＲＯＭ１２２から必要なプログラム等をＲＡＭ１２３にロードし、当該プログラム等を実行することで各種の機能動作を実現する。
【００２６】
画像取得部１２４は、監視カメラ１１０から画像を取得する。画像データ処理部１２５は、画像取得部１２４により取得された画像を処理し、処理後の画像を記憶部１２６に記憶するとともに表示部１２７に表示する。また、画像データ処理部１２５は、画像取得部１２４により取得された画像に基づいて、成形に係る異常発生の有無を監視する監視動作を行う異常監視部としても機能する。
画像データ処理部１２５は、監視動作の結果を中央制御部１２１に出力し、中央制御部１２１は、画像データ処理部１２５から入力された監視動作の結果に基づいて射出成形機２００の運転を制御する。つまり、中央制御部１２１は、画像データ処理部１２５による監視動作により異常が有ると判定された場合、射出成形機２００の運転を停止するよう制御する運転制御部としても機能する。
操作部１２８は、金型監視装置１００に対するオペレータの操作を入力する。
【００２７】
本実施形態では、金型監視装置１００は、射出成形機２００において金型１０が型開動作を開始してから、成形品６０を取り出して型締動作を開始するまでの間に、３回の監視動作を行う。
具体的には、金型監視装置１００は、図７に示すように、金型１０が型開動作を開始してから型開限状態となるまでの間の状態（型開動作途中状態）において、金型１０の成形エリアに保持された成形品の状態を監視する１次監視動作を行う。また、金型監視装置１００は、型開動作完了後の型開限状態において、可動型１２の型面を監視する２次監視動作を行う。さらに、金型監視装置１００は、成形品突出動作を行って成形品の取り出しが完了した状態において、可動型１２の型面を監視する３次監視動作を行う。
各監視動作においては、金型監視装置１００は、監視カメラ１１０によって撮像された監視画像と、予め記憶された基準画像とを比較し、両画像の一致度に基づいて異常発生の有無を判定する。上記基準画像は、例えば、図６の記憶部１２６に予め記憶される。
【００２８】
以下、金型監視装置１００が実行する監視動作について具体的に説明する。
図８は、金型監視装置１００が実行する監視動作を説明するためのフローチャートである。
まずＳ１において、金型監視装置１００は、１次監視トリガー信号を入力したか否かを判定する。ここで、１次監視トリガー信号は、射出成形機２００において型開動作が開始されたことを示す型開開始信号であり、射出成形機２００から入力される。このＳ１では、金型監視装置１００は、１次監視トリガー信号を入力するまで待機し、１次監視トリガー信号を入力すると、Ｓ２に移行する。
【００２９】
Ｓ２では、金型監視装置１００は、監視カメラ１１０によって撮像された画像を、１次監視画像データとして取得する。ここで、１次監視画像データは、型開動作途中状態において金型１０の型面における成形エリアを撮像した監視画像のデータである。具体的には、１次監視画像データは、型開動作途中状態において、射出成形機２００の可動型１２と固定型１１とに成形品６０が保持された状態の画像データである。
金型監視装置１００は、例えば、１次監視トリガー信号（型開開始信号）が入力されてから予めタイマーに設定された監視時間Ｔ１が経過するまでの間、監視カメラ１１０によって撮像された複数の画像を、１次監視画像データとして取得することができる。なお、１次監視画像データの数は、任意に設定することができる。例えば、金型監視装置１００は、１次監視トリガー信号（型開開始信号）が入力されてから所定時間が経過した後に監視カメラ１１０によって撮像された１枚の画像を、１次監視画像データとして取得してもよい。
【００３０】
Ｓ３では、金型監視装置１００は、Ｓ２において取得された１次監視画像データに基づいて、１次監視動作を行う。１次監視動作では、金型監視装置１００は、Ｓ２において取得された１次監視画像データと、図６の記憶部１２６に記憶された１次基準画像データとを比較する。
ここで、１次基準画像データは、射出成形機２００の型開動作途中状態における正常な状態の成形エリア内の成形品６０を撮像することによって得られた画像データである。この１次基準画像データは、型開動作途中状態において、互いに離間した固定型１１と可動型１２とに保持された成形品６０を撮像することによって得られた画像である。１次基準画像データは、射出成形機２００が事前に実行した成形処理のうち、良品が成形された成形処理の型開動作途中状態において撮像された成形品の画像とすることができる。
【００３１】
１次基準画像データには、監視カメラ１１０からの画像を構成する複数の画素（例えば６４０ピクセル×４８０ピクセル）の各々についての位置データおよび輝度データが含まれている。この輝度データは、各画素の輝度を、例えば０〜２５５の整数による相対値で示したものである。
１次監視動作では、金型監視装置１００は、１次監視画像データにおける輝度データの各々と１次基準画像データにおける輝度データの各々との差のすべてが、予め設定された許容範囲内にあるか否かを判定する。そして、金型監視装置１００は、上記の差のすべてが許容範囲内にある場合、１次監視画像データと１次基準画像データとが一致すると判定する。一方、金型監視装置１００は、上記の差の少なくとも１つが許容範囲外にある場合、１次監視画像データと１次基準画像データとが相違すると判定する。
【００３２】
例えば、図９に示すように、型開動作途中状態における成形品６０の姿勢が、破線で示す基準姿勢６１に対して傾斜しており、その傾斜量が許容範囲を超えている場合、金型監視装置１００は、１次監視画像データと１次基準画像データとが相違すると判定することができる。
上記のように、型開動作途中状態において成形品６０の姿勢が基準姿勢６１に対して許容範囲を超えて傾斜している場合、型開動作中に成形品６０の先端部分が固定型１１から離れず、成形品６０の一部が固定型１１に残留するといった動作異常が生じてしまう。そして、このような動作異常が生じた状態で射出成形機２００の運転が継続され、射出成形機２００が型締動作を行うと、残留した成形品６０の一部によって固定型１１の型面や可動型１２の型面が損傷するおそれがある。金型監視装置１００は、型開動作途中状態における１次監視動作により、上記のような動作異常の発生有無を適切に監視することができる。
【００３３】
図８に戻って、金型監視装置１００は、Ｓ４において、１次監視動作の結果を判定し、異常なしである場合には射出成形機２００の運転を続行すると判定してＳ５に移行し、異常ありと判定した場合にはＳ１６に移行する。
Ｓ５では、金型監視装置１００は、射出成形機２００に対して、可動型１２を型開限状態としてもよいことを示す型全開動作許可指令を出力する。これにより、射出成形機２００は、型開動作を続行する。
【００３４】
Ｓ６では、金型監視装置１００は、２次監視トリガー信号を入力したか否かを判定する。ここで、２次監視トリガー信号は、射出成形機２００において型開動作が完了し、可動型１２が型開限位置に到達したことを示す型開限信号であり、射出成形機２００から入力される。このＳ６では、金型監視装置１００は、２次監視トリガー信号を入力するまで待機し、２次監視トリガー信号を入力すると、Ｓ７に移行する。
【００３５】
Ｓ７では、金型監視装置１００は、監視カメラ１１０によって撮像された画像を、２次監視画像データとして取得する。ここで、２次監視画像データは、型開限状態において可動型１２の型面を撮像した監視画像のデータである。
金型監視装置１００は、例えば、２次監視トリガー信号（型開限信号）が入力されてから予めタイマーに設定された待機時間Ｔ２が経過した後に監視カメラ１１０によって撮像された画像を、２次監視画像データとして取得することができる。なお、金型監視装置１００は、２次監視トリガー信号（型開限信号）が入力された後の所定期間に監視カメラ１１０によって撮像された複数の画像を、２次監視画像データとして取得してもよい。
【００３６】
Ｓ８では、金型監視装置１００は、Ｓ７において取得された２次監視画像データに基づいて、２次監視動作を行う。２次監視動作では、金型監視装置１００は、Ｓ７において取得された２次監視画像データと、図６の記憶部１２６に記憶された２次基準画像データとを比較する。
ここで、２次基準画像データは、射出成形機２００の型開動作完了後における正常な状態の可動型１２の型面を撮像することによって得られた画像データである。この２次基準画像データは、型開動作完了後に、成形品６０が保持された可動型１２の型面を撮像することによって得られた画像データである。２次基準画像データは、射出成形機２００が事前に実行した成形処理のうち、良品が成形された成形処理の型開動作完了後において撮像された可動型１２の型面の画像とすることができる。
【００３７】
２次基準画像データには、監視カメラ１１０からの画像を構成する複数の画素（例えば６４０ピクセル×４８０ピクセル）の各々についての位置データおよび輝度データが含まれている。この輝度データは、各画素の輝度を、例えば０〜２５５の整数による相対値で示したものである。
２次監視動作では、金型監視装置１００は、２次監視画像データにおける輝度データの各々と２次基準画像データにおける輝度データの各々との差のすべてが、予め設定された許容範囲内にあるか否かを判定する。そして、金型監視装置１００は、上記の差のすべてが許容範囲内にある場合、２次監視画像データと２次基準画像データとが一致すると判定する。一方、金型監視装置１００は、上記の差の少なくとも１つが許容範囲外にある場合、２次監視画像データと２次基準画像データとが相違すると判定する。
【００３８】
例えば、型開限状態において成形品６０が可動型１２の型面の成形エリアに保持されていない場合、金型監視装置１００は、２次監視画像データと２次基準画像データとが相違すると判定することができる。
上記のように、型開限状態において成形品６０が可動型１２の型面の成形エリアに保持されていない場合、成形品６０は、固定型１１に保持されていたり、可動型１２の型面の成形エリアから脱落して他のエリアに付着したりしているといった動作異常が生じていると考えられる。そして、このような動作異常が生じた状態で射出成形機２００の運転が継続され、射出成形機２００が型締動作を行うと、残留した成形品６０によって固定型１１の型面や可動型１２の型面が損傷するおそれがある。金型監視装置１００は、型開限状態における２次監視動作により、上記のような動作異常の発生有無を適切に監視することができる。
【００３９】
Ｓ９では、金型監視装置１００は、２次監視動作の結果を判定し、異常なしである場合には射出成形機２００の運転を続行すると判定してＳ１０に移行し、異常ありと判定した場合にはＳ１６に移行する。
Ｓ１０では、金型監視装置１００は、射出成形機２００に対して、成形品突出動作を開始してもよいことを示す成形品突出許可指令を出力する。これにより、射出成形機２００は、成形品突出動作を開始する。
【００４０】
Ｓ１１では、金型監視装置１００は、３次監視トリガー信号を入力したか否かを判定する。ここで、３次監視トリガー信号は、射出成形機２００において成形品突出動作が完了したことを示すエジェクト完了信号であり、射出成形機２００から入力される。このＳ１１では、金型監視装置１００は、３次監視トリガー信号を入力するまで待機し、３次監視トリガー信号を入力すると、Ｓ１２に移行する。
【００４１】
Ｓ１２では、金型監視装置１００は、監視カメラ１１０によって撮像された画像を、３次監視画像データとして取得する。ここで、３次監視画像データは、成形品突出動作が完了した状態において可動型１２の型面を撮像した監視画像のデータである。
金型監視装置１００は、例えば、３次監視トリガー信号（エジェクト完了信号）が入力されてから予めタイマーに設定された待機時間Ｔ３が経過した後に監視カメラ１１０によって撮像された画像を、３次監視画像データとして取得することができる。なお、金型監視装置１００は、３次監視トリガー信号（エジェクト完了信号）が入力された後の所定期間に監視カメラ１１０によって撮像された複数の画像を、３次監視画像データとして取得してもよい。
【００４２】
Ｓ１３では、金型監視装置１００は、Ｓ１２において取得された３次監視画像データに基づいて、３次監視動作を行う。３次監視動作では、金型監視装置１００は、Ｓ１２において取得された３次監視画像データと、図６の記憶部１２６に記憶された３次基準画像データとを比較する。
ここで、３次基準画像データは、射出成形機２００の成形品突出動作完了後における正常な状態の可動型１２の型面を撮像することによって得られた画像データである。この３次基準画像データは、成形品突出動作完了後に、成形品６０が離型された状態の可動型１２の型面を撮像することによって得られた画像データである。３次基準画像データは、射出成形機２００が事前に実行した成形処理のうち、良品が成形された成形処理の成形品突出動作完了後において撮像された可動型１２の型面の画像とすることができる。
【００４３】
３次基準画像データには、監視カメラ１１０からの画像を構成する複数の画素（例えば６４０ピクセル×４８０ピクセル）の各々についての位置データおよび輝度データが含まれている。この輝度データは、各画素の輝度を、例えば０〜２５５の整数による相対値で示したものである。
３次監視動作では、金型監視装置１００は、３次監視画像データにおける輝度データの各々と３次基準画像データにおける輝度データの各々との差のすべてが、予め設定された許容範囲内にあるか否かを判定する。そして、金型監視装置１００は、上記の差のすべてが許容範囲内にある場合、３次監視画像データと３次基準画像データとが一致すると判定する。一方、金型監視装置１００は、上記の差の少なくとも１つが許容範囲外にある場合、３次監視画像データと３次基準画像データとが相違すると判定する。
【００４４】
例えば、成形品突出動作が完了した状態において、成形品６０が可動型１２の型面の成形エリアに保持されたままである場合、金型監視装置１００は、３次監視画像データと３次基準画像データとが相違すると判定することができる。
上記のように、成形品突出動作が完了した状態において、成形品６０が可動型１２の型面の成形エリアに保持されたままである場合、成形品６０が可動型１２の型面から離型されないといった動作異常が生じていると考えられる。そして、このような動作異常が生じた状態で射出成形機２００の運転が継続され、射出成形機２００が型締動作を行うと、残留した成形品６０によって固定型１１の型面や可動型１２の型面が損傷するおそれがある。金型監視装置１００は、成形品突出動作が完了した状態における３次監視動作により、上記のような動作異常の発生有無を適切に監視することができる。
【００４５】
Ｓ１４では、金型監視装置１００は、３次監視動作の結果を判定し、異常なしである場合には射出成形機２００の運転を続行すると判定してＳ１５に移行し、異常ありと判定した場合にはＳ１６に移行する。
Ｓ１５では、金型監視装置１００は、射出成形機２００に対して、型締動作を開始してもよいことを示す型締動作許可指令を出力する。これにより、射出成形機２００は、型締動作を開始する。
【００４６】
Ｓ１６では、金型監視装置１００は、射出成形機２００に対して、１次監視動作、２次監視動作および３次監視動作のいずれかにおいて異常が検知されたことを示す異常発生信号を出力することで、射出成形機２００の運転停止を指示する。次にＳ１７では、金型監視装置１００は、不図示の警報器等を作動し、オペレータに対して射出成形機２００における動作異常が発生していることを報知する。
【００４７】
図１０は、金型監視装置１００における信号の入出力を示すタイムチャートである。図１０において、（ａ）〜（ｃ）は、金型監視装置１００の入力信号、（ｄ）〜（ｇ）は、金型監視装置１００の出力信号である。
金型監視装置１００は、射出成形機２００から型開開始信号を入力すると（１次監視トリガー信号ＯＮ）、タイマーを作動し、所定の監視時間Ｔ１が経過するまでの間、１次監視動作を実行する。そして、金型監視装置１００は、この１次監視動作において正常である、すなわち、型開動作途中状態における成形品６０の姿勢が基準姿勢と一致していると判定すると、射出成形機２００に対して型全開動作許可指令を出力する（型全開許可ＯＮ）。
【００４８】
その後、射出成形機２００において金型１０が型開限状態となり、金型監視装置１００が、射出成形機２００から型開限信号を入力すると（２次監視トリガー信号ＯＮ）、金型監視装置１００は、タイマーを作動し、所定の待機時間Ｔ２が経過した後に２次監視動作を実行する。そして、金型監視装置１００は、この２次監視動作において正常である、すなわち、型開限状態における可動型１２の型面の状態が基準状態と一致していると判定すると、射出成形機２００に対して成形品突出許可指令を出力する（成形品突出許可ＯＮ）。
【００４９】
その後、射出成形機２００において成形品突出動作が実行され、金型監視装置１００が、射出成形機２００からエジェクト完了信号を入力すると（３次監視トリガー信号ＯＮ）、金型監視装置１００は、タイマーを作動し、所定の待機時間Ｔ３が経過した後に３次監視動作を実行する。そして、金型監視装置１００は、この３次監視動作において正常である、すなわち、成形品突出動作が完了した状態における可動型１２の型面の状態が基準状態と一致していると判定すると、射出成形機２００に対して型締動作許可指令を出力する（型締許可ＯＮ）。
【００５０】
このとき、金型監視装置１００は、射出成形機２００からの入力信号（１次監視トリガー信号、２次監視トリガー信号および３次監視トリガー信号）の入力状態をリセットするとともに、射出成形機２００への出力信号（成形品突出許可指令および型全開動作許可指令）の出力状態をそれぞれリセットする（各信号ＯＦＦ）。
射出成形機２００は、金型監視装置１００から型締動作許可指令を受けると、型締動作、射出動作、樹脂材料の冷却・固化の順に実行する。そして、樹脂材料が固化すると、射出成形機２００は、型開開始信号を金型監視装置１００へ出力して型開動作を開始する。金型監視装置１００は、射出成形機２００から型開開始信号を入力すると、上述したように、タイマーを作動し、所定の待機時間Ｔ１が経過するまでの間、１次監視動作を実行する。
【００５１】
このとき、図９に示すように、型開動作途中状態における成形品６０の姿勢が、破線で示す基準姿勢６１に対して傾斜している場合、金型監視装置１００は、この１次監視動作において異常が発生していると判定する。すると、金型監視装置１００は、射出成形機２００に対して異常発生信号を出力し（異常発生ＯＮ）、異常発生信号を受けた射出成形機２００は、運転を停止する。
【００５２】
以上のように、本実施形態における金型監視装置１００は、樹脂成形機２００の金型１０の型開動作途中状態における成形品６０の画像（１次監視画像データ）を監視カメラ１１０から取得し、取得された画像に基づいて、型開動作途中状態における異常の発生の有無を監視する１次監視動作を行う。具体的には、金型監視装置１００は、型開動作途中状態における成形品６０の基準姿勢に係る基準画像（１次基準画像データ）を記憶する記憶部１２６を備え、１次監視画像データと１次基準画像データとを比較し、両画像の一致度を判定することで、型開動作途中状態における異常の発生の有無を監視する。
【００５３】
射出成形機２００の型開動作完了後における金型１０（可動型１２）の型面の状態を監視する２次監視動作は、可動型１２の型面に成形品６０がきちんと保持されているか否かを監視するものであり、成形品６０の僅かな欠損や変形を検知することは困難である。本実施形態では、金型監視装置１００は、２次監視動作の前に、型開動作途中状態における成形品６０の状態を監視する１次監視動作を実行するので、型開動作によって欠損や変形等の不具合に至る成形品６０を適切に判別することができる。
【００５４】
ここで、型開動作途中状態における成形品６０の画像は、金型１０を構成する可動型１２と固定型１１とに成形品６０が保持された状態の画像である。金型監視装置１００は、当該画像に基づいて、型開動作途中状態における成形品６０の姿勢が基準姿勢６１に対して許容範囲を超えて傾斜しているか否かを監視する。
したがって、金型監視装置１００は、型開動作によって成形品６０の一部が固定型１１に取られてしまう現象を型開動作の途中で事前に予測し、異常ありと判定することができる。また、金型監視装置１００は、可動型１２と固定型１１とに保持された状態での成形品６０の傾きを判定するので、高精度に異常を検知することができる。
【００５５】
さらに、監視カメラ１１０は、図１に示すように、射出成形機２００の上方で、かつ固定型１１に近い位置に固定されている。そのため、監視カメラ１１０から型開動作途中における成形品６０までの距離は、監視カメラ１００から型開動作完了後における可動型１２の型面までの距離よりも短い。つまり、金型監視装置１００は、２次監視動作よりも監視対象に近い位置で１次監視動作を行うことができる。したがって、金型監視装置１００は、成形品６０の僅かな傾きであっても適切に検知することが可能である。
また、監視カメラ１１０は固定カメラであるため、監視カメラ１１０を移動させるための機構や構造体等は不要である。したがって、装置の大型化や複雑化を回避することができる。
【００５６】
そして、金型監視装置１００は、１次監視動作によって異常ありと判定された場合、射出成形機２００の運転を停止するよう制御する。これにより、金型監視装置１００は、成形エリアに成形品６０の一部が残留したまま射出成形機２００の運転が続行され、型締動作が行われてしまうことを防止することができる。したがって、射出成形機２００において型締動作が行われた際に、残留した成形品６０によって金型１０等が損傷してしまうことを適切に防止することができる。
【００５７】
また、金型監視装置１００は、１次監視動作において、型開動作途中状態における複数の異なるタイミングでそれぞれ撮像された成形品６０の画像を取得し、取得された複数の画像について、それぞれ異常の発生の有無を監視する。具体的には、金型監視装置１００は、射出成形機２００において型開動作が開始されてから所定の監視時間Ｔ１が経過するまでの間、監視カメラ１００から成形品６０の画像を連続して取得し、取得された複数の画像について、それぞれ異常の発生の有無を監視する。
このように、金型監視装置１００は、型開動作途中状態において複数回の監視を行うことで、型開動作の過程で生じる動作異常をより高精度に検知することができる。
【００５８】
また、金型監視装置１００は、射出成形機２００の型開動作完了後における金型１０（可動型１２）の型面の画像を取得し、取得された画像に基づいて、型開動作完了後における異常の発生の有無を監視する２次監視動作を行ってもよい。さらに、金型監視装置１００は、射出成形機２００の成形品突出動作完了後における金型１０（可動型１２）の型面の画像を取得し、取得された画像に基づいて、成形品突出動作完了後における異常の発生の有無を監視する３次監視動作を行ってもよい。
【００５９】
このように、金型監視装置１００は、射出成形機２００において金型１０が型開動作を開始してから、成形品６０を取り出して型締動作を開始するまでの間に、３回の監視動作を行ってもよい。これにより、射出成形機２００における成形処理の過程で生じるさまざまな異常を適切に検知することができる。また、金型監視装置１００は、共通の監視カメラ１１０によって撮像された監視画像を用いて３回の監視動作を行うことができる。したがって、３回の監視動作にそれぞれ対応した検出機構を設ける必要がない。そのため、部品点数を削減し、装置の大型化や複雑化を回避することができる。
【００６０】
（変形例）
上記実施形態においては、金型監視装置１００が、各監視動作において異常ありと判定した場合、射出成形機２００に対して異常発生信号を出力し、射出成形機２００の運転を停止する場合について説明した。しかしながら、各監視動作において異常ありと判定された場合の動作は、上記に限定されるものではない。例えば、金型監視装置１００は、監視動作において異常ありと判定し、射出成形機２００を停止するとともに当該異常をオペレータに対して報知した後、オペレータによる再監視指令を入力可能に構成されていてもよい。金型監視装置１００は、再監視指令が入力された場合、異常ありと判定した監視動作を再度実行することができる。
【００６１】
また、上記実施形態においては、金型監視装置１００が監視カメラ１１０を備える場合について説明したが、監視カメラ１１０は金型監視装置１００に含まれなくてもよい。つまり、金型監視装置１００は、監視カメラ１１０が撮像した画像を取得する手段を備えていればよい。
【００６２】
さらに、上記実施形態においては、射出成形機２００が横型成形機である場合について説明したが、射出成形機２００は竪型成形機であってもよい。また、金型監視装置１００が監視する樹脂成形機は、射出成形機に限定されるものではなく、例えばインサート成形機であってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０…金型、１１…固定型、１２…可動型、６０…成形品、１００…金型監視装置、１１０…監視カメラ、１２０…監視制御部、１２１…中央制御部、１２４…画像取得部、１２５…画像データ処理部、１２６…記憶部、２００…射出成形機
【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】
2019077053.tif 000009
【図８】
2019077053.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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