(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機の可動部を駆動するサーボモータと、前記サーボモータの閉ループ周波数特性を測定する周波数特性測定部とを有する射出成形機の制御装置において、
前記可動部が正常な状態における基準周波数特性において第１の周波数におけるゲイン値を基準ゲイン値として記憶する基準ゲイン値記憶部と、
任意のタイミングで前記サーボモータの少なくとも第１の周波数を含む閉ループ周波数特性を現在の周波数特性として測定する現在周波数特性測定部と、
前記現在の周波数特性における第１の周波数におけるゲイン値と基準ゲイン値との偏差を算出するゲイン偏差値算出部と、
前記算出したゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えた場合、前記可動部が劣化したと判定する劣化判定部とを有することを特徴とする射出成形機の制御装置。
【請求項２】
射出成形機の可動部を駆動するサーボモータと、前記サーボモータの閉ループ周波数特性を測定する周波数特性測定部とを有する射出成形機の制御装置において、
前記可動部が正常な状態における基準周波数特性において第２の周波数から第３の周波数までのゲイン値の平均値を基準ゲイン値として記憶する基準ゲイン値記憶部と、
任意のタイミングで前記サーボモータの少なくとも第２の周波数から第３の周波数までの周波数を含む閉ループ周波数特性を現在の周波数特性として測定する現在周波数特性測定部と、
前記現在の周波数特性における第２の周波数から第３の周波数までのゲイン値の平均値と基準ゲイン値との偏差を算出するゲイン偏差値算出部と、
前記算出したゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えた場合、前記可動部が劣化したと判定する劣化判定部とを有することを特徴とする射出成形機の制御装置。
【請求項３】
射出成形機の可動部を駆動するサーボモータと、前記サーボモータの閉ループ周波数特性を測定する周波数特性測定部とを有する射出成形機の制御装置において、
前記可動部が正常な状態における基準周波数特性を所定の周波数毎のゲイン値の配列として記憶する基準周波数特性記憶部と、
任意のタイミングで前記サーボモータの閉ループ周波数特性を現在の周波数特性として測定する現在周波数特性測定部と、
前記現在の周波数特性における低周波側から高周波側へゲイン値が増加から減少に転じる周波数を第４の周波数とし、第４の周波数から高周波側へゲイン値が減少から増加へ転じる周波数を第５の周波数とする周波数範囲算出部と、
前記現在の周波数特性における第４の周波数から第５の周波数までのゲイン値の平均値と前記基準周波数特性における第４の周波数から第５の周波数までのゲイン値の平均値との偏差を算出するゲイン偏差値算出部と、
前記算出したゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えた場合、前記可動部が劣化したと判定する劣化判定部とを有することを特徴とする射出成形機の制御装置。
【請求項４】
前記第１の周波数は前記閉ループ周波数特性におけるゼロクロス周波数であることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の制御装置。
【請求項５】
前記第２の周波数は、前記閉ループ周波数特性において低周波側から高周波側へゲイン値が増加から減少に転じる周波数であり、前記第３の周波数は前記閉ループ周波数特性において第２の周波数から高周波側へゲイン値が減少から増加に転じる周波数であることを特徴とする請求項２に記載の射出成形機の制御装置。
【請求項６】
前記可動部はタイミングベルトであり、前記劣化判定部はタイミングベルトのテンション低下判定部であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の射出成形機の制御装置。
【請求項７】
射出成形機の可動部を駆動するサーボモータの閉ループ周波数特性に基づいて前記可動部の劣化を判定する可動部の劣化判定方法であって、
前記可動部が正常な状態における基準周波数特性において第１の周波数におけるゲイン値を基準ゲイン値として記憶し、
任意のタイミングで前記サーボモータの少なくとも第１の周波数を含む閉ループ周波数特性を現在の周波数特性として測定し、
前記現在の周波数特性における第１の周波数におけるゲイン値と基準ゲイン値との偏差を算出し、前記算出したゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えた場合、前記可動部が劣化したと判定する射出成形機の可動部の劣化判定方法。
【請求項８】
射出成形機の可動部を駆動するサーボモータの閉ループ周波数特性に基づいて前記可動部の劣化を判定する可動部の劣化判定方法であって、
前記可動部が正常な状態における基準周波数特性において第２の周波数から第３の周波数までのゲイン値の平均値を基準ゲイン値として記憶し、
任意のタイミングで前記サーボモータの少なくとも第２の周波数から第３の周波数までの周波数を含む閉ループ周波数特性を現在の周波数特性として測定し、
前記現在の周波数特性における第２の周波数から第３の周波数までのゲイン値の平均値と基準ゲイン値との偏差を算出し、
前記算出したゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えた場合、前記可動部が劣化したと判定する射出成形機の可動部の劣化判定方法。
【請求項９】
射出成形機の可動部を駆動するサーボモータの閉ループ周波数特性に基づいて前記可動部の劣化を判定する可動部の劣化判定方法であって、
前記可動部が正常な状態における基準周波数特性を所定の周波数毎のゲイン値の配列として記憶し、
任意のタイミングで前記サーボモータの閉ループ周波数特性を現在の周波数特性として測定し、該現在の周波数特性の低周波側から高周波側へゲイン値が増加から減少に転じる周波数を第４の周波数とし、
第４の周波数から高周波側へゲイン値が減少から増加へ転じる周波数を第５の周波数とし、前記現在の周波数特性における第４の周波数から第５の周波数までのゲイン値の平均値と前記基準周波数特性における第４の周波数から第５の周波数までのゲイン値の平均値との偏差を算出し、
前記算出したゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えた場合、前記可動部が劣化したと判定する射出成形機の可動部の劣化判定方法。
【請求項１０】
前記可動部はタイミングベルトであり、前記劣化判定方法はタイミングベルトのテンション低下判定方法であることを特徴とする請求項７〜９の何れか１つに記載の射出成形機の可動部の劣化判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機の可動部の検査を、検査作業者の負担とならないように実行し、異常と判定された場合は通知する技術に関し、特に、射出成形機の可動部の劣化検出方法および可動部の劣化検出機能を有する射出成形機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出成形機の可動部に関しては、定期的に点検を行う必要があり、点検作業が作業者の負担となったり、必要な点検が実行されないという問題があった。このような問題に鑑みて、射出成形機の可動部の点検を行ったり、可動部の状態を監視する技術が提案されている。  
例えば、特許文献１では、電動式射出成形機における機械構成要素の周波数特性を測定し、前記機械構成要素の共振周波数の初期設定時からの偏差が予め設定した値を超えたとき修繕予告を発するようにする技術が開示されている。また、特許文献２では、成形機の駆動部の駆動に伴い、第１の検出部の第１の変量と第２の検出部の第２の変量を検出し、前記第１の検出部と第２の検出部間の伝達経路における伝達特性を判定し、成形機の状態を監視する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９０４７７号公報
【特許文献２】特開２００６−２７２５６０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、背景技術で説明した特許文献１〜２に開示される技術には次のような問題があった。特許文献１に開示の技術では、機械構成要素の共振周波数に基づいて修繕予告を行うが、機械構成要素の種類や状態によっては共振が顕著に発現せず、したがって共振周波数を精度よく検出することが困難な場合があった。例えば、機械構成要素が正常な状態においては共振周波数が制御帯域よりも高いために共振が顕著に発現しないが、機械構成要素が劣化すると共振周波数が制御帯域に入るために共振が発現することがある。また、特許文献２に開示の技術では、一般的な射出成形機に予め備わっている検出器に加えて、伝達特性を判定するための格別の装置や検出器を必要とする場合があり、射出成形機のコストアップにつながるおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために考案されたものであり、可動部の共振の有無に左右されること無く、また可動部の状態を判定するための格別の装置を必要とする事なく、可動部の状態を正確に判定し点検を実行することが可能な射出成形機の可動部の劣化検出方法および可動部の劣化検出機能を有する射出成形機の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の請求項１に係る発明は、射出成形機の可動部を駆動するサーボモータと、前記サーボモータの閉ループ周波数特性を測定する周波数特性測定部とを有する射出成形機の制御装置において、前記可動部が正常な状態における基準周波数特性において第１の周波数におけるゲイン値を基準ゲイン値として記憶する基準ゲイン値記憶部と、任意のタイミングで前記サーボモータの少なくとも第１の周波数を含む閉ループ周波数特性を現在の周波数特性として測定する現在周波数特性測定部と、前記現在の周波数特性における第１の周波数におけるゲイン値と基準ゲイン値との偏差を算出するゲイン偏差値算出部と、前記算出したゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えた場合、前記可動部が劣化したと判定する劣化判定部とを有することを特徴とする射出成形機の制御装置である。  
請求項２に係る発明は、射出成形機の可動部を駆動するサーボモータと、前記サーボモータの閉ループ周波数特性を測定する周波数特性測定部とを有する射出成形機の制御装置において、前記可動部が正常な状態における基準周波数特性において第２の周波数から第３の周波数までのゲイン値の平均値を基準ゲイン値として記憶する基準ゲイン値記憶部と、任意のタイミングで前記サーボモータの少なくとも第２の周波数から第３の周波数までの周波数を含む閉ループ周波数特性を現在の周波数特性として測定する現在周波数特性測定部と、前記現在の周波数特性における第２の周波数から第３の周波数までのゲイン値の平均値と基準ゲイン値との偏差を算出するゲイン偏差値算出部と、前記算出したゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えた場合、前記可動部が劣化したと判定する劣化判定部とを有することを特徴とする射出成形機の制御装置である。  
請求項３に係る発明は、射出成形機の可動部を駆動するサーボモータと、前記サーボモータの閉ループ周波数特性を測定する周波数特性測定部とを有する射出成形機の制御装置において、前記可動部が正常な状態における基準周波数特性を所定の周波数毎のゲイン値の配列として記憶する基準周波数特性記憶部と、任意のタイミングで前記サーボモータの閉ループ周波数特性を現在の周波数特性として測定する現在周波数特性測定部と、前記現在の周波数特性における低周波側から高周波側へゲイン値が増加から減少に転じる周波数を第４の周波数とし、第４の周波数から高周波側へゲイン値が減少から増加へ転じる周波数を第５の周波数とする周波数範囲算出部と、前記現在の周波数特性における第４の周波数から第５の周波数までのゲイン値の平均値と前記基準周波数特性における第４の周波数から第５の周波数までのゲイン値の平均値との偏差を算出するゲイン偏差値算出部と、前記算出したゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えた場合、前記可動部が劣化したと判定する劣化判定部とを有することを特徴とする射出成形機の制御装置である。
【０００７】
請求項４に係る発明は、前記第１の周波数は前記閉ループ周波数特性におけるゼロクロス周波数であることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の制御装置である。  
請求項５に係る発明は、前記第２の周波数は、前記閉ループ周波数特性において低周波側から高周波側へゲイン値が増加から減少に転じる周波数であり、前記第３の周波数は前記閉ループ周波数特性において第２の周波数から高周波側へゲイン値が減少から増加に転じる周波数であることを特徴とする請求項２に記載の射出成形機の制御装置である。  
請求項６に係る発明は、前記可動部はタイミングベルトであり、前記劣化判定部はタイミングベルトのテンション低下判定部であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の射出成形機の制御装置である。
【０００８】
請求項７に係る発明は、射出成形機の可動部を駆動するサーボモータの閉ループ周波数特性に基づいて前記可動部の劣化を判定する可動部の劣化判定方法であって、前記可動部が正常な状態における基準周波数特性において第１の周波数におけるゲイン値を基準ゲイン値として記憶し、任意のタイミングで前記サーボモータの少なくとも第１の周波数を含む閉ループ周波数特性を現在の周波数特性として測定し、前記現在の周波数特性における第１の周波数におけるゲイン値と基準ゲイン値との偏差を算出し、前記算出したゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えた場合、前記可動部が劣化したと判定する射出成形機の可動部の劣化判定方法である。  
請求項８に係る発明は、射出成形機の可動部を駆動するサーボモータの閉ループ周波数特性に基づいて前記可動部の劣化を判定する可動部の劣化判定方法であって、前記可動部が正常な状態における基準周波数特性において第２の周波数から第３の周波数までのゲイン値の平均値を基準ゲイン値として記憶し、任意のタイミングで前記サーボモータの少なくとも第２の周波数から第３の周波数までの周波数を含む閉ループ周波数特性を現在の周波数特性として測定し、前記現在の周波数特性における第２の周波数から第３の周波数までのゲイン値の平均値と基準ゲイン値との偏差を算出し、前記算出したゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えた場合、前記可動部が劣化したと判定する射出成形機の可動部の劣化判定方法である。  
請求項９に係る発明は、射出成形機の可動部を駆動するサーボモータの閉ループ周波数特性に基づいて前記可動部の劣化を判定する可動部の劣化判定方法であって、前記可動部が正常な状態における基準周波数特性を所定の周波数毎のゲイン値の配列として記憶し、任意のタイミングで前記サーボモータの閉ループ周波数特性を現在の周波数特性として測定し、該現在の周波数特性の低周波側から高周波側へゲイン値が増加から減少に転じる周波数を第４の周波数とし、第４の周波数から高周波側へゲイン値が減少から増加へ転じる周波数を第５の周波数とし、前記現在の周波数特性における第４の周波数から第５の周波数までのゲイン値の平均値と前記基準周波数特性における第４の周波数から第５の周波数までのゲイン値の平均値との偏差を算出し、前記算出したゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えた場合、前記可動部が劣化したと判定する射出成形機の可動部の劣化判定方法である。  
請求項１０に係る発明は、前記可動部はタイミングベルトであり、前記劣化判定方法はタイミングベルトのテンション低下判定方法であることを特徴とする請求項７〜９の何れか１つに記載の射出成形機の可動部の劣化判定方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、可動部の共振の有無に左右されること無く、また可動部の状態を判定するための格別の装置を必要とする事なく、可動部の状態を正確に判定し点検を実行することが可能な射出成形機の可動部の劣化判定方法および可動部の劣化検出機能を有する射出成形機の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】射出成形機本体および制御装置を説明する図である。
【図２】周波数特性の説明図である。
【図３】実施形態１を説明するフローチャートである。
【図４】実施形態２を説明するフローチャートである。
【図５】実施形態３を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。  
図１は、本発明の可動部の劣化検出機能を有する射出成形機の実施形態の要部ブロック図である。機台１５上に固定プラテン１、リアプラテン２、可動プラテン３、トグルリンク機構６などから構成される型締め部と、射出シリンダ２０、射出スクリュ２２、射出用サーボモータ２５などから構成される射出部を備えて射出成形機の本体部が構成される。
【００１２】
まず、型締め部について説明する。固定プラテン１とリアプラテン２は複数のタイバー４によって連結されている。固定プラテン１とリアプラテン２の間には可動プラテン３がタイバー４に沿って移動自在に配設されている。また、金型５の固定側金型５ａが固定プラテン１に取り付けられ、可動側金型５ｂが可動プラテン３に取り付けられている。
【００１３】
リアプラテン２と可動プラテン３間にはトグルリンク機構６が配設され、トグルリンク機構６のクロスヘッド６ａに設けられたナットが、リアプラテン２に回動自在で軸方向移動不能に取り付けられたボールネジ７と螺合している。ボールネジ７に設けられたプーリ１０と型締用サーボモータ８の出力軸に設けられたプーリ１１間にはベルト（タイミングベルト）９がかけられている。
【００１４】
型締用サーボモータ８の駆動により、プーリ１１、ベルト９、プーリ１０の動力伝達手段を介してボールネジ７を駆動し、トグルリンク機構６のクロスヘッド６ａを前進，後進（図１において右方向，左方向）させてトグルリンク機構６を駆動し、可動プラテン３を固定プラテン１方向に前進、後退させて金型５ａ，５ｂの型閉じ・型締、型開きを行う。
【００１５】
型締用サーボモータ８には型締用サーボモータ８の回転位置・速度を検出するパルスコーダなどの位置・速度検出器１２が取り付けられている。この位置・速度検出器１２からの位置フィードバック信号により、クロスヘッド６ａの位置、可動プラテン３（可動側金型５ｂ）の位置を検出するように構成されている。
【００１６】
符号１３はエジェクタ装置であり、エジェクタ装置１３は可動プラテン３に設けられた金型（可動側金型５ｂ）内から成形品を突き出すための装置である。エジェクタ装置１３は、エジェクタ用サーボモータ１３ａの回転力をプーリ、ベルト（タイミングベルト）からなる動力伝達手段１３ｃ、ボールネジ／ナット機構１３ｄを介して、図示しないエジェクトピンに伝達し、該エジェクトピンを金型（可動側金型５ｂ）内に突出させて成形品を金型（可動側金型５ｂ）から突き出すものである。なお、符号１３ｂはエジェクタ用サーボモータ１３ａに取り付けられた位置・速度検出器であり、このエジェクタ用サーボモータ１３ａの回転位置・速度を検出することによって、エジェクトピンの位置、速度を検出するものである。
【００１７】
符号１４は、リアプラテン２に設けられた型締力調整機構であり、型締力調整用モータ１４ａを駆動し、伝動機構を介してタイバー４に設けられたネジに螺合する図示しないナットを回転させ、タイバー４に対するリアプラテン２の位置を変える（つまり機台１５上での固定プラテン１に対する位置を変える）ことによって型締力の調整を行うものである。上述した、型締装置、エジェクタ機構などは従来から射出成形機に備えられた公知のものである。
【００１８】
次に、射出部について説明する。射出シリンダ２０内に樹脂材料を供給するために、ホッパ２７が射出シリンダ２０の上部に設けられている。射出シリンダ２０の先端にはノズル部２１が取り付けられ、射出シリンダ２０内には射出スクリュ２２が挿通されている。射出部には、射出シリンダ２０内の溶融樹脂の圧力を検出するロードセル等の図示しない圧力センサが設けられている。
【００１９】
射出スクリュ２２は、スクリュ回転用サーボモータ２３により、プーリ、タイミングベルト等で構成される伝動手段２４を介して正，逆回転させられる。また、射出スクリュ２２は、射出用サーボモータ２５によって、プーリ、ベルト、ボールねじ／ナット機構などの回転運動を直線運動に変換する機構を含む伝動手段２６を介して駆動され，射出シリンダ２０内を射出シリンダ２０の軸方向に移動する。スクリュ回転用サーボモータ２３には図示を省略したパルスコーダが取り付けられており、射出スクリュ２２の回転位置や回転速度を検出する。また、射出用サーボモータ２５には図示を省略したパルスコーダが取り付けられており、射出スクリュ２２の軸方向の位置や速度を検出する。
【００２０】
次に、射出成形機の制御装置について説明する。符号３０は射出成形機を制御する制御装置である。制御装置３０は、プロセッサ（ＣＰＵ）３５，ＲＡＭ３４ａ，ＲＯＭ３４ｂ等からなるメモリ３４、バス３３、表示装置インタフェース３６を備え、バス３３でこれらの要素が接続されている。ＲＯＭ３４ｂには、可動プラテン３の動作を制御するソフトウェアやエジェクタ装置１３を制御するための突き出し制御用のソフトウェアなど、射出成形機を全体として制御するソフトウェアが格納されている。また、本発明の実施形態では、メモリ３４のＲＯＭ３４ｂには、本発明に係る射出成形機の可動部の劣化状態を判別するための各種ソフトウェアが格納されている。
【００２１】
表示装置インタフェース３６には、ＬＣＤ（液晶表示装置）３７が接続されている。また、サーボインタフェース３２には、射出成形機の各可動部を駆動しサーボモータの位置、速度を制御するサーボアンプ３１が接続されている。そして、各可動部を駆動するサーボモータに取り付けられた位置・速度検出器がサーボアンプ３１に接続されている。なお、表示装置インタフェース３６には図示を省略した手動入力による入力手段が接続されている。
【００２２】
射出成形機には複数の可動部を駆動するために複数のサーボモータが用いられているが、図１では、型締用サーボモータ８用とエジェクタ用サーボモータ１３ａ用のサーボアンプ３１のみを示している。そして、サーボアンプ３１はそれぞれのサーボモータ８、１３ａの位置・速度検出器１２，１３ｂと接続され、位置・速度検出信号がそれぞれのサーボアンプ３１にフィードバックされる。なお、スクリュ回転用サーボモータ２３及び射出用サーボモータ２５のサーボアンプ、並びに、それぞれのサーボモータ２３，２５に取り付けられている位置・速度検出器は図示を省略している。
【００２３】
プロセッサ（ＣＰＵ）３５は、予めメモリ３４のＲＯＭ３４ｂに格納されているプログラムを成形条件などに基づいて実行し、射出成形機の各可動部への移動指令を、サーボインタフェース３２を介してサーボアンプ３１に出力する。各サーボアンプ３１は、この移動指令、それぞれの位置・速度検出器（１２，１３ｂ）からの位置、速度フィードバック信号に基づいて位置、速度のフィードバック制御、さらには、図示しない電流検出器からの電流フィードバック信号に基づいて電流フィードバック制御を行い、各サーボモータ（８、１３ａ）を駆動制御する。なお、各サーボアンプ３１は、従来技術と同様に、プロセッサとメモリ等で構成されており、この位置、速度のフィードバック制御等の処理をソフトウェアの処理によって実行するものである。なお、ＰＭＣはプログラマブル・マシン・コントローラであり、シーケンス制御により射出成形機本体を制御するための装置である。
【００２４】
以下、上述した射出成形機における可動部の劣化検出機能を実現する本発明の各実施形態について説明する。なお、第１から第５の周波数、可動部の種類については各実施形態の説明の後に説明する。
＜実施形態１＞  
射出成形機の可動部が適正に調整されている状態において、可動部を駆動するサーボモータの閉ループ周波数特性を測定し、前記周波数特性の第１の周波数におけるゲイン値を適正状態における基準ゲイン値として予め記憶する。そして機械の稼働が行われた後、メンテナンスの際など任意のタイミングで、少なくとも前記第１の周波数を含む周波数特性を測定し、前記ゲイン値と前記基準ゲイン値との偏差を求める。可動部の特性が適正に調整されている状態から変化すると、前記偏差の絶対値が大きくなる。そこで、前記偏差の絶対値を所定値と比較し、前記偏差の絶対値が所定値より大きくなったら可動部が劣化したと判定する。
【００２５】
＜実施形態２＞  
実施形態１は第１の周波数におけるゲイン値に基づいて可動部の状態を判定したが、可動部の部材の個体差などによって、可動部の状態を判定するのに適切な第１の周波数が変動する場合がある。このような場合には、第２の周波数〜第３の周波数までのゲイン値の平均値を求め、前記ゲイン値の平均値に基づいて、可動部の状態を判定するようにしてもよい。例えば、射出成形機の可動部が適正に調整されている状態において、可動部を駆動するサーボモータの閉ループ周波数特性を測定し、前記周波数特性の第２の周波数〜第３の周波数までのゲイン値の平均値を基準ゲイン値として予め記憶する。  
そして射出成形機の稼働後、少なくとも第２の周波数〜第３の周波数までの周波数を含む周波数特性を測定し、第２の周波数〜第３の周波数までのゲイン値の平均値を算出し、前記ゲイン値の平均値と前記基準ゲイン値との偏差を求める。前記偏差の絶対値を所定値と比較し、前記偏差の絶対値が所定値より大きくなったら可動部が劣化したと判定する。
【００２６】
＜実施形態３＞  
実施形態２において、ゲイン値の平均値を算出する周波数範囲には共振がないことが望ましい。ところが可動部の種類によっては、正常な状態においては共振が無いが、劣化によって共振が現れる場合や、正常な状態においてもともと共振が有り、劣化によって共振周波数が変動する場合がある。この場合、正常な状態と劣化した状態とで共振周波数が変動するため、あらかじめ共振周波数を避けてゲイン値の平均値を算出するための周波数範囲を決めておくことが難しいという問題がある。そこで、可動部が適正に調整されている状態において、基準となる周波数特性を所定の周波数ごとのゲイン値の配列として記憶しておく。  
そして、射出成形機の稼働後に取得した周波数特性において、低周波側から高周波側へゲイン値が増加から減少に転じる周波数値を第４の周波数とし、第４の周波数から高周波側へゲイン値が減少から増加に転じる周波数値を第５の周波数として算出する。  
そして、基準周波数特性の第４の周波数〜第５の周波数までのゲイン値の平均値を基準ゲイン値とし、現在の周波数特性の第４の周波数〜第５の周波数までのゲイン値との偏差を求め、可動部の劣化を判定する。周波数特性の共振点においては、ゲインの極大値が発生するため、このようにして決めた第５の周波数は共振点よりも低い周波数側となる。よってこの場合、可動部の劣化により共振周波数が変化した場合においても、第４の周波数〜第５の周波数範囲は、可動部の共振点を避けた範囲とすることができ、共振の有無に左右されること無く可動部の劣化を正確に判定できる。
【００２７】
＜可動部の種類について＞  
可動部の種類について説明する。射出成形機の可動部は、射出スクリュ２２、エジェクタ装置１３、可動プラテン３などの、射出軸、スクリュ回転軸、エジェクタ軸、型開閉軸などである。前記可動部を駆動する手段としてはモータが用いられる。モータなどの駆動部からの動力を可動部に伝達する可動部の動力伝達装置として、タイミングベルト、カップリング、ボールねじ、トグルリンクなどが用いられる。本発明の実施形態においては、これら可動部の動力伝達装置の劣化を検出することができる。また、可動部が射出軸の場合は、前記の動力伝達装置の他に圧力検出装置の劣化を検出することができる。特にタイミングベルトの場合、経年劣化によってタイミングベルトのテンションが低下するので、テンション低下を可動部の劣化として検出する。
【００２８】
＜周波数特性について＞  
次に、周波数特性について説明する。  
サーボモータの周波数特性としては、速度ループ、位置ループ、電流ループなどの周波数特性を測定する装置や方法が周知である。また、各周波数特性の測定方法としては、各ル―プの指令値に正弦波状の外乱信号を重畳しながら周波数を掃引し、前記重畳した外乱に対する応答を求める方法や、各ループの指令値にホワイトノイズを重畳し、前記重畳したホワイトノイズに対する応答を求める方法などが周知である。
【００２９】
本発明の実施形態においては、外乱信号の周波数を掃引したり、多数の周波数を含むホワイトノイズを重畳することで、複数の周波数の特性を測定してもよいし、単一の周波数のみを含む外乱信号を重畳することで、単一の周波数の特性を測定してもよい。
【００３０】
本発明の実施形態においては、これら速度ループ、位置ループ、電流ループなどの閉ループ周波数特性を測定し、可動部の劣化を検出するものである。また、可動部が射出軸の場合は、圧力ループの閉ループ周波数特性を測定し、圧力検出装置の劣化を検出することができる。
【００３１】
図２は周波数特性の説明図である。ある可動部の周波数特性を測定することにより、周波数特性として図２に示されるように周波数とゲイン値の関係が得られる。図２に示される波形例では、ゲイン値の波形には、ゲイン値が増加から減少に転じる周波数、ゼロクロス周波数、ゲイン値が減少から増加に転じる周波数、を有する。
【００３２】
＜第１から第５の周波数について＞  
次に、実施形態で用いた第１から第５の周波数について説明する。  
（第１の周波数について）  
第１の周波数を決めるにあたっては、可動部の劣化によりゲイン値が大きく変化する周波数を予め実験により求めておき、前記周波数を第１の周波数としてもよい。または、第１の周波数は、基準となる周波数特性におけるゼロクロス周波数としてもよい（図２参照）。なお、ゼロクロス周波数とは周波数特性においてゲイン値が０ｄＢを横切る周波数であることが周知である。
【００３３】
（第２の周波数と第３の周波数について）
第２の周波数および第３の周波数を決めるにあたっては、可動部の劣化によりゲイン値が大きく変化する周波数の範囲を予め実験により求めておき、前記周波数範囲の下限を第２の周波数とし、前記周波数範囲の上限を第３の周波数としてもよい。また、第２の周波数は、基準となる閉ループ周波数特性において低周波側から高周波側へゲイン値が増加から減少に転じる周波数とし、第３の周波数は基準となる閉ループ周波数特性において第２の周波数から高周波側へゲイン値が減少から増加に転じる周波数としてもよい。
【００３４】
（第４の周波数と第５の周波数について）  
現在の周波数特性の低周波側から高周波側へゲイン値が増加から減少に転じる周波数を第４の周波数とし、第４の周波数から高周波側へゲイン値が減少から増加へ転じる周波数を第５の周波数とする。このとき、現在の周波数特性において共振がない場合においては、第４の周波数から高周波側へゲイン値が減少から増加に転じる時点がなく、単調減少となる場合がある。このような場合においては、例えば現在の周波数特性の位相遅れが１８０度になった周波数を第５の周波数としてもよい。
【００３５】
なお、第２の周波数と第３の周波数は、射出成形機の可動部が適正に調整されている状態で、あらかじめ決めておくようにする。一方で第４の周波数と第５の周波数は、現在の周波数特性を測定した時に決めるようにする。
【００３６】
＜現在の周波数特性の測定タイミングについて＞  
次に、現在の周波数特性の測定タイミングについて説明する。  
現在周波数特性測定部は、任意のタイミングで可動部の周波数特性の測定を行う。例えば、射出成形機の稼働時間または稼働ショット数をカウントするようにしておき、稼働時間または稼働ショット数が所定のメンテナンス時間またはメンテナンスショット数に達したら周波数特性の測定を実行するようにしてもよい。  
または、周波数特性測定指令入力部を備えていて周波数特性測定指令入力部から指令が入力された時点で周波数特性の測定を実行するようにしてもよい。このとき、周波数特性測定指令入力部は作業者の操作によって周波数特性の測定を指令することができるだけでなく、例えば、射出成形機の外部の装置が指令信号を発するように構成して、その外部の装置が発した周波数特性測定指令信号を周波数特性測定指令入力部に入力することもできる。
【００３７】
＜ゲイン偏差値の算出について＞  
本発明においては、周波数特性のゲイン値はデシベル（ｄＢ）などの対数として扱うものとする。例えば、基準ゲイン値が３ｄＢであり、機械の稼働後のゲイン値が−２ｄＢであるとき、ゲイン偏差値は−５ｄＢとなる。これは機械の稼働後のゲイン値が、基準ゲイン値に対して１０＾（−０．５）倍になったことを意味する。
【００３８】
＜可動部の劣化の通知方法について＞  
可動部の劣化の通知方法について説明する。可動部が劣化していると判定された場合、画面にメッセージを表示したり、警告灯を点灯したりしてオペレータに通知するようにしても良い。また、可動部のメンテナンスが行われるまでの間は成形機をアラーム状態にしたり、成形品が良否判別で不良品と判定されるようにしても良い。
【００３９】
以下、各実施形態で実行される処理をフローチャートを用いて説明する。なお、＜現在の周波数特性の測定タイミングについて＞において記載したように、各フローチャートに示される処理において、稼働時間に代えてショット数を使っても良い。
【００４０】
図３は実施形態１を説明するフローチャートである。  
●［ステップＳＡ０１］基準状態において可動部の周波数特性を測定する。  
●［ステップＳＡ０２］第１の周波数におけるゲイン値を基準ゲイン値として記憶する。●［ステップＳＡ０３］稼働時間がメンテナンス時間を超えたか否か判断し、超えた場合（ＹＥＳ）にはステップＳＡ０５へ移行し、超えていない場合（ＮＯ）にはステップＳＡ０４へ移行する。  
●［ステップＳＡ０４］機械の稼働時間を積算し、ステップＳＡ０３へ戻る。
●［ステップＳＡ０５］可動部の周波数特性を測定する。  
●［ステップＳＡ０６］第１の周波数におけるゲイン値と基準ゲイン値との偏差を求める。  
●［ステップＳＡ０７］ゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えたか否か判断し、閾値を超えた場合（ＹＥＳ）にはステップＳＡ０８へ移行し、超えていない場合（ＮＯ）にはステップＳＡ０９へ移行する。  
●［ステップＳＡ０８］可動部が劣化したと判定し、処理を終了する。  
●［ステップＳＡ０９］可動部が正常と判定し、処理を終了する。
【００４１】
図４は実施形態２を説明するフローチャートである。  
●［ステップＳＢ０１］基準状態において可動部の周波数特性を測定する。
●［ステップＳＢ０２］第２の周波数〜第３の周波数までのゲイン値の平均値を基準ゲイン値として記憶する。  
●［ステップＳＢ０３］稼働時間がメンテナンス時間を超えたか否か判断し、超えた場合（ＹＥＳ）にはステップＳＢ０５へ移行し、超えていない場合（ＮＯ）にはステップＳＢ０４へ移行する。  
●［ステップＳＢ０４］機械の稼働時間を積算する。  
●［ステップＳＢ０５］可動部の周波数特性を測定する。
●［ステップＳＢ０６］第２の周波数〜第３の周波数までのゲイン値の平均値と基準ゲイン値との偏差を求める。  
●［ステップＳＢ０７］ゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えたか否か判断し、超えた場合（ＹＥＳ）にはステップＳＢ０８へ移行し、超えていない場合（ＮＯ）にはステップＳＢ０９へ移行する。  
●［ステップＳＢ０８］可動部が劣化したと判定し、処理を終了する。  
●［ステップＳＢ０９］可動部が正常と判定し、処理を終了する。
【００４２】
図５は実施形態３を説明するフローチャートである。  
●［ステップＳＣ０１］基準状態において可動部の周波数特性を測定する。  
●［ステップＳＣ０２］周波数特性をゲイン値の配列として記憶する。  
●［ステップＳＣ０３］稼働時間がメンテナンス時間を超えたか否か判断し、超えた場合（ＹＥＳ）にはステップＳＣ０５へ移行し、超えていない場合（ＮＯ）にはステップＳＣ０４へ移行する。  
●［ステップＳＣ０４］機械の稼働時間を積算し、ステップＳＣ０３へ戻る。  
●［ステップＳＣ０５］可動部の周波数特性を測定する。
●［ステップＳＣ０６］第４の周波数を周波数特性のゲイン値が増加から減少に転じる周波数として抽出する。  
●［ステップＳＣ０７］第５の周波数を周波数特性のゲイン値が減少から増加に転じる周波数として抽出する。  
●［ステップＳＣ０８］第４の周波数〜第５の周波数までのゲイン値の平均値を、基準周波数特性と現在の周波数特性について求める。  
●［ステップＳＣ０９］ゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えたか否か判断し、超えた場合（ＹＥＳ）にはステップＳＣ１０へ移行し、超えていない場合（ＮＯ）にはステップＳＣ１１へ移行する。
●［ステップＳＣ１０］可動部が劣化したと判定し、処理を終了する。  
●［ステップＳＣ１１］可動部が正常と判定し、処理を終了する。  
【００４３】
上述した本発明の実施形態における可動部の劣化検出のための処理は射出成形機の制御装置が行ってもよいし、射出成形機の管理装置が行なってもよいし、オペレータやサービスマンなどが行なってもよい。  
例えば、ゲイン偏差値の絶対値が閾値を超えたら可動部が劣化したと判定する部分は、オペレータやサービスマンなどが行なってもよい。また、射出成形機を管理する管理装置を設け、管理装置に射出成形機を接続し、射出成形機の基準ゲイン値を管理装置に記憶しておき、射出成形機が現在の周波数特性を測定し、測定した現在の周波数特性を管理装置が取得し、取得した現在の周波数特性と基準ゲイン値との偏差を管理装置が算出し、可動部の劣化を判定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  固定プラテン
２  リアプラテン
３  可動プラテン
４  タイバー
５  金型
５ａ  固定側金型
５ｂ  可動側金型
６  トグルリンク機構
７  ボールネジ
８  型締用サーボモータ
９  ベルト
１０  プーリ
１１  プーリ
１２  位置・速度検出器
１３  エジェクタ装置
１３ａ  エジェクタ用サーボモータ
１３ｂ  位置・速度検出器
１３ｃ  動力伝達手段
１３ｄ  ボールネジ／ナット機構
１４  型締力調整機構
１４ａ  型締力調整用モータ
１５  機台
２０  射出シリンダ
２１  ノズル部
２２  射出スクリュ
２３  スクリュ回転用サーボモータ
２４  伝動手段
２５  射出用サーボモータ
２６  伝動手段
２７  ホッパ
３０  制御装置
３１  サーボアンプ
３２  サーボインタフェース
３３  バス
３４  メモリ
３４ａ  ＲＡＭ
３４ｂ  ＲＯＭ
３５  プロセッサ（ＣＰＵ）
３６  表示装置インタフェース
３７  ＬＣＤ（液晶表示装置）
３８  ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）
【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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