(57)【要約】【課題】射出成形機における製品の良否判定を高い精度で実行できる射出成形機用判別装置を提供する。【解決手段】制御部１３は、射出成形機に設けられている検出器からの検出出力を受けて、検出データを生成して記憶する。この検出データは、設定器１１からの設定に応じて表示器１２に波形表示させることができる。表示器に波形表示を行っているとき、設定器からグラフ上の任意の区間を指定すると、制御部は、表示されているグラフについて指定された区間の積分値を求め、求めた積分値を前記製品の良否判定に用いられる評価項目として採用する。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機によって成形された製品の良否を判別するための射出成形機用製品判別装置において、
表示器と、設定器と、これらに接続された制御部とを備え、
前記制御部は、前記射出成形機に設けられている検出器からの検出データを生成して記憶し、前記設定器からの設定に応じて前記検出データを前記表示器に表示させるとともに、前記表示器に前記検出データのグラフ表示を行っているとき、前記設定器からのグラフ上の任意の領域を指定する領域指定を受け付け、指定された領域における前記検出データの積分値を求め、求めた積分値を前記製品の良否判定に用いられる評価項目として用いる、
ことを特徴とする射出成形機用製品判別装置。
【請求項２】
前記制御部が、前記積分値を前記表示器の前記グラフ表示画面上に表示させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機用製品判別装置。
【請求項３】
前記制御部が、前記設定器からの複数の領域を指定する領域指定を受け付けるとともに、これら複数の領域の各々について前記検出データの積分値を求めるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形機用製品判別装置。
【請求項４】
前記検出器が、前記射出成形機の射出工程中の動作を検出するためのものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の射出成形機用製品判別装置。
【請求項５】
前記検出器が、前記射出成形機の計量工程中の動作を検出するためのものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の射出成形機用製品判別装置。
【請求項６】
射出成形機によって成形された製品の良否を判別するための射出成形機用製品判別方法において、
射出成形機の複数の検出値を表示器にグラフ表示し、
設定器を用いて、表示器に表示されたグラフ上で任意の領域を指定し、
指定された領域における前記検出値の積分値を求め、
求めた積分値を前記製品の良否判定を行うための評価項目として採用する、
ことを特徴とする射出成形機用製品判別方法。
【請求項７】
前記表示器に表示されたグラフ上で任意の複数の領域を指定するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の射出成形機用製品判別方法。
【請求項８】
前記任意の領域が射出工程中の領域であることを特徴とする請求項６又は７に記載の射出成形機用製品判別方法。
【請求項９】
前記任意の領域として充填ピーク圧が得られる時間が含まれる領域を指定するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の射出成形機用製品判別方法。
【請求項１０】
前記任意の領域が計量工程中の領域であることを特徴とする請求項６又は７に記載の射出成形機用製品判別方法。
【請求項１１】
前記任意の領域として増速領域及び減速領域以外の領域を指定するようにしたことを特徴とする請求項１０に記載の射出成形機用製品判別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機用製品判別装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機は、各部の動作状態及び樹脂の状態等を検出するために、複数の検出器を備えている。これら検出器の出力（ショットデータ）は、射出成形時に各部をサーボ制御するために用いられるだけでなく、成形条件の決定や、連続射出成形時の動作確認、さらには、製品の良否判定にも利用される。
【０００３】
成形条件の決定は、射出成形及びその時のショットデータの収集と、成形条件の変更とを繰り返すことにより行われる。成形条件の決定を短時間で終了するためには、成形条件の変更による影響が、ショットデータにどのように表れるのかを容易に認識できるようにする必要がある。また、射出成形機による安定した連続成形を実現するには、ショットデータが所定の範囲内に収まっていることを容易に確認できるようにする必要がある。これらの要求を満たすため、射出成形機の制御装置は、ショットデータを、表示器に波形（グラフ）表示させるための機能を備えている。
【０００４】
射出成形機の制御装置は、ショットデータを記憶するとともに、設定に基づきあるいは入力に応じてショットデータを表示器に波形表示させる。このとき、最新のショットデータと、前回又はそれ以前のショットデータあるいは良品成形時のショットデータを重ねて表示させることにより、最新のショットデータについての成形条件の適否判断や成形動作状態確認を一目で行うことが可能になる。
【０００５】
難易度の高い製品を成形する場合や、品質に関する要求が高い場合には、より詳細な情報（より多くの検出器からの、より検出周期の短い情報）に基づいて成形条件の適否を判断したり、成形状態を確認したりしなければならない。波形表示を利用することで、これら判断や確認を極めて短時間で行うことができる。
【０００６】
ところで、射出成形機によって成形された製品の良否判定には、サイクル時間、充填時間、計量時間、クッション位置及び計量完了位置（充填前位置）などの実績値が用いられる。また、所定のショットデータに関して所定区間（時間）における最大値や最小値等も、製品の良否判定に利用される。
【０００７】
しかしながら、上記評価項目を用いる製品判別方法では、良否判定の精度が悪い場合がある。例えば、比較的小さな製品を成形する場合は、樹脂の充填量が少なく、充填時間が短い（充填が高速に行われる）ため（射出成形機の制御性や、時間計測及び位置検出に関する分解能にもよるが）、ショットデータに大きな変化が表れない。従って、このような場合には、良否判定精度が悪化する。
【０００８】
そこで、上記のような良否判定精度の悪化を防ぎ、信頼性の高い良否判定を行う方法として、射出工程における樹脂圧力が所定の圧力Ｐ０から保圧切替圧力ＰＰに達するまでの樹脂圧力の積分値（時間積分）を求める方法が提案されている（特開平４−１７３３１６号公報）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平４−１７３３１６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、サイクル時間、充填時間、計量時間、クッション位置及び計量完了位置などの実績値や、あるショットデータの所定区間（時間）における最大値や最小値を評価項目とする製品判別方法では、製品の種類によって良否判定の精度が悪くなるという問題点がある。
【００１１】
また、射出工程における樹脂圧力の積分値を求める方法では、積分区間が固定されているため、必ずしも良否判定の精度を向上させることができるというものではないという問題点がある。
【００１２】
本発明は、射出成形機における製品の良否判定を高い精度で実行できる射出成形機用判別装置及び判別方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、射出成形機によって成形された製品の良否を判別するための射出成形機用製品判別装置において、表示器と、設定器と、これらに接続された制御部とを備え、前記制御部は、前記射出成形機に設けられている検出器からの検出データを生成して記憶し、前記設定器からの設定に応じて前記検出データを前記表示器に表示させるとともに、前記表示器に前記検出データのグラフ表示を行っているとき、前記設定器からのグラフ上の任意の領域を指定する領域指定を受け付け、指定された領域における前記検出データの積分値を求め、求めた積分値を前記製品の良否判定に用いられる評価項目として用いることを特徴とする射出成形機用製品判別装置が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、射出成形機によって成形された製品の良否を判別するための射出成形機用製品判別方法において、射出成形機の複数の検出値を表示器にグラフ表示し、設定器を用いて、表示器に表示されたグラフ上で任意の領域を指定し、指定された領域における前記検出値の積分値を求め、求めた積分値を前記製品の良否判定を行うための評価項目として採用することを特徴とする射出成形機用製品判別方法が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１に本発明の第１の実施の形態に係る射出成形機用製品判別装置を示す。本実施の形態に係る製品判別装置１０は、射出成形機２０の制御装置によって実現され、設定器１１と表示器１２、及びこれらに接続される制御部１３とを有している。
【００１７】
設定器１１は、射出成形機２０を制御するために必要とされるパラメータの入力や、射出成形機２０の操作、表示器１２に表示させる情報の設定・変更などの指示を受け付ける。
【００１８】
表示器１２は、制御部１３の制御のもと、射出成形機に関する種々の情報を表示する。
【００１９】
制御部１３は、射出成形機２０の各駆動部（図示せず）を制御し、射出成形機２０に射出成形動作を実行させる。このとき、制御部１３は、射出成形機２０に設けられている各種検出器（図示せず）からの検出出力を受けて、各駆動部のサーボ制御や、樹脂の圧力制御・温度制御等を行う。また、制御部１３は、各種検出器からの検出出力を時間情報に関連付けてショットデータ（検出データ）とし、内蔵する記憶部又は図示しない外部記憶装置に記憶させる。さらに、制御部１３は、生成したショットデータ及び／又は記憶部に記憶されているショットデータを、設定器１１からの設定に基づいてまたは指示に応じて表示器１２に表示させる。
【００２０】
以下、製品判別装置１０の動作について、図１に加えて図２乃至図４をも参照し、詳細に説明する。なお、射出成形機２０の動作及びその制御については、従来と同様なので、その説明を省略する。
【００２１】
制御部１３は、射出成形機２０に射出成形動作を行わせる度に、各検出器からの検出出力を時間情報に関連付けしてショットデータとし、図示しない記憶部に記憶させる。このとき、あるいは後に、設定器１１から指示を与えることにより、得られたショットデータを、良品成形時のショットデータとして記憶させることもできる。
【００２２】
設定器１１から、表示器１２に波形（グラフ）表示を行うよう指示を与えると、制御部１３は、表示器１２に波形表示画面を表示させる。表示器１２に表示される波形表示画面は、設定器１１から予め行う設定や、その後の変更指示により異なるが、例えば、図２のようになる。
【００２３】
図２に示す画面は、８個のチャネルＣＨ１〜８に対応する８つのグラフを同時に表示することができる。表示するグラフとしては、例えば、射出工程（充填・保圧工程）における射出圧、射出速度、スクリュー位置、ノズル内圧力、型内圧、射出トルク、及び型締トルク等の設定値及び検出値や、計量工程における背圧、スクリュ回転トルク、スクリュ回転速度、シリンダ温度、及び樹脂温度等の設定値及び検出値がある。ここでは、射出工程における射出速度の設定値及び検出値と、射出圧（保圧）の設定値及び検出値の時間変化を表す４つ（ＣＨ１〜４に対応）のグラフを表示している。
【００２４】
表示器１２に表示される波形表示画面のグラフは、通常、最新のショットデータに対応するものが表示される。しかし、記憶部に記憶されているそれ以前のショットデータに対応するグラフを表示させることも可能である。
【００２５】
表示器１２に図２に示す画面が表示されている状態で、設定器１１を用いて画面上の“チャネル”ボタン２１のいずれかを押すと、そのチャネルに対応するグラフを非表示とすることできる。更に同じ“チャネル”ボタン２１を押せば、再び対応するグラフを表示させることができる。これにより、画面上に表示させたいグラフのＹ軸項目を選択・変更することができる。
【００２６】
設定器１１を用いて、画面上の“カーソル”ボタン２２を押して、カーソル表示「入」の状態にすると、図３の示すように、波形表示領域３１の下に２つのカーソル３２，３３が表示される。また、波形表示領域３１には、これら２つのカーソルにそれぞれ対応する、図の上下方向に延びる２本の直線３４，３５が表示される。さらに、カーソル３２，３３の位置は、画面の右下のカーソル位置表示領域３６に、数値表示される。２つのカーソル３２，３３は、設定器１１を用いて図の左右方向に移動させることができる。このとき、カーソル３２，３３の動きに応じて、波形表示領域３１に表示された２つの直線３４，３５もそれぞれ図の左右方向に移動する。
【００２７】
制御部１３は、“カーソル”ボタン２２が押されると、上述のように表示器１２の表示画面上に、カーソル３２，３３、直線３４，３５及びカーソル位置を表示させる。同時に制御部１３は、直線３４，３５と各グラフとの位置関係を把握し、２本の直線３４，３５で区切られた区間の積分値をそれぞれ求める。換言すると、制御部１３は、各グラフについて、カーソルによって指定された領域の積分値を求める。そして、制御部１３は、求めた積分値を、そのグラフの最大値や最小値が表示されている表示画面上の領域３７に表示させる（“Ｉｎｔ”で表示されている）。
【００２８】
図３に示す例では、カーソル３２，３３が、全てのグラフに対して共通に区間を指定している。しかし、積分値を求めるのに適した区間は、グラフ毎に異なる。カーソル３２，３３を用いてグラフ毎に異なる区間を指定するには、上述したように“チャネル”ボタン２１を押して、グラフを１つだけ表示させたあと、“カーソル”ボタン２２を押して、カーソル３２，３３を表示させるようにすればよい。
【００２９】
積分値を求めるのに適した区間は、例えば、射出圧の時間変化を示すグラフの場合、充填ピーク圧が得られた時点を含む区間である。これは、充填ピーク圧が得られる時点の前後が、良品成形時のグラフと比較した場合に最も差が生じやすい区間だからである。図４に、射出圧の時間変化を示すグラフに対して、ピーク圧が得られる時点を含むように、カーソル４１，４２で区間指定した場合の一例を示す。
【００３０】
図４では、積分値を求めようとするグラフと、良品成形時のグラフとが重ねて表示されている。図４から明らかなように、充填ピーク圧が得られる時点の前後で、これら２つのグラフの間に比較的大きな差が見られる。カーソル４１，４２の位置は、これらグラフの間に比較的大きな差が見られる領域を含むように決定する。なお、図４のように、良品成形時のグラフを重ねて表示した状態で、カーソル表示を行うと、画面右側に、良品成形時の最大値、最小値及び積分値等が表示される。これにより、他の波形データとの定量的な比較が可能となる。
【００３１】
また、積分値を求める区間として、射出成形機の各部への負荷が大きい区間等を指定することもできる。例えば、射出成形機においては、モータの回転を直線運動に変換する運動方向変換機構としてボールネジなどのねじ機構が用いられており、射出工程時の充填ピーク圧は、このねじ機構の寿命に大きな影響を与える。また、射出トルクや保圧工程における圧力は、モータの温度に影響を与える。そこで、ねじ機構の寿命やモータ温度に最も影響を与える任意の区間を選定し、その区間のグラフの波形を積分等の演算をすれば、ねじ機構の寿命を予測したり、モータの負荷状況を知ることができる。その結果、成形機の異常発生を事前に予測することができ、実行中の生産工程に支障をきたすことなく、部品の交換やメンテナンス、或いは、成形条件の変更や生産工程の変更を行うことが可能になる。ここでは、成形機の異常発生を予測するために、ある工程（例えば射出工程）の全区間について演算等を行うものではないので、制御部に大きな負荷を与えることなく成形機の異常発生を予測することができる。
【００３２】
制御部１３は、以上のようにして表示器１２への画面表示制御や、積分値を求める演算を実行する一方で、製品判別監視も行っている。即ち、制御部１３は、製品判別に用いられる製品判別項目に関するデータ収集を行っている。
【００３３】
表示部１２の波形表示を終了すると、そこには、製品判別監視画面が表示される。製品判別監視画面は、例えば、図５のようなものである。製品判別項目５１としては、サイクル時間や充填時間などのほかに、波形表示画面で表示した各チャネルに対応する積分値がある。つまり、制御部１３は、波形表示画面で指定された区間の積分値を求めると、求めた積分値を他の製品判別項目とともに記憶部に記憶させている。
【００３４】
製品判別監視画面が表示器１２に表示されているとき、各製品判別項目について、判別基準５２を設定することができる。判別基準５２は、中心値と幅によって与えられ、各製品判別項目の値がその範囲内にあれば良品と判断されるものである。制御部１３は、判別基準５２が設定されていれば、良否判定を行う。不良品が存在する場合には、その数を数字で表示するとともに、不良と判定された製品に関するデータの表示色を反転表示するなどして明示する。
【００３５】
以上のようにして、本実施の形態によれば、射出工程中の任意の区間におけるショットデータの積分値を良品判別項目として採用することにより、充填量が少なく、短時間での高速充填をしなければならないような、小型・薄肉の製品を成形するような場合にも、良品成形時の動作とのわずかな違いであっても大きな定量値として取得でき、より精度良く良品判定を行うことができ、わずかな設定条件の変更でも比較的容易に行うことができる。
【００３６】
次に、図６及び図７を参照して、本発明の第２の実施の形態として、計量工程において本発明を適用した例について説明する。なお、本発明に係る射出成形機用判別装置の構成は、第１の実施の形態にかかる装置を同じである。
【００３７】
本実施の形態では、制御部１３が、設定器１１から波形表示をすべき旨の指示を受けると、計量工程における背圧、スクリュ回転トルク、スクリュ回転速度、シリンダ温度或いは樹脂温度などの波形を表示器の画面に表示させる。図６に、スクリュ回転トルクの波形を表示器１２の画面に表示させた例を示す。
【００３８】
本実施の形態においても、制御部１３は、設定器１１からの指示により、カーソルを画面に表示させ、そのカーソルによって指定された区間の積分値を求め、求めた積分値を画面表示するとともに、製品判別項目として記憶する。
【００３９】
計量工程では、加熱シリンダ内においてスクリュがペレット状の樹脂を噛み込んで溶融させるが、その際、樹脂粒間に残っている空気の量によって樹脂の溶融密度が変化する。そして、この溶融密度の変化は、計量安定性を悪化させ、成形品の品質を低下させる。従って、溶融密度の変化の検出が望まれるが、その変化は、図６のグラフからも明らかなように、計量工程全域にわたる連続する小さな波形変動として表れる。このため、図６のグラフから、直接、溶融密度の変化を検出することは極めて困難である。しかし、本実施の形態の製品判別装置では、計量工程中の任意の区間における図６のグラフの積分値を求めることにより、溶融密度の変化を容易に検出することができる。特に、スクリュの回転が始まる増速領域７７やスクリュの回転が停止する減速領域７８以外の区間において、多量の樹脂が溶融されるため、積分値を求めて溶融樹脂の密度の変化を検出することが有効である。
【００４０】
ここで、任意の区間は、図７に示すように、複数の区間（例えば、カーソル７１及びカーソル７２で指定された第１の指定区間７３及びカーソル７４及びカーソル７５で指定された第２の指定区間７６など）であっても良い。ただし、複数の区間を指定するには、それに応じたカーソルを画面上に表示させるための“カーソル追加”ボタン等を表示させる必要がある。この場合、複数の区間を任意に選定することで、計量安定性が計量工程中におけるどの区間においてばらつきがあるのかを容易に調べることができる。そして、その調査結果に基づいて、計量工程を複数の区間に分け、区間毎に適切な成形条件に設定することが容易にできる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態に係る製品判別装置によれば、計量工程中に得られるスクリュ回転トルクや背圧等のショットデータを良品判別項目として用いることにより、混練不良を判別することができる。また、計量中の複数区間を指定することによって、不良の原因をより特定しやすくなる。
【００４２】
さらに、第１の実施の形態と同様に、スクリュ回転トルク波形を基に積分などの演算を行うことで、計量工程中のスクリュ回転モータの負荷を計算することができる。その結果、成形機の異常発生を事前に予測でき、実行中の生産工程に支障をきたすこと無く、部品の交換やメンテナンス、成形条件の変更、生産工程の変更を行うことが可能になる。
【００４３】
こうして、本実施の形態に係る製品判別装置では、計量工程中の任意の区間におけるショットデータの積分値を良品判別項目として採用することにより、良品成形時の動作とのわずかな違いであっても大きな定量値として取得でき、より精度良く良品判定を行うことができ、わずかな設定条件の変更でも比較的容易に行うことができる。
【００４４】
以上、本発明について実施の形態に基づき説明したが、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、画面上に表示されるグラフは、射出工程や計量工程におけるものに限らず、型締工程やエジェクト工程のおける波形であってもよい。この場合においても、射出工程や計量工程と同様に、型締工程やエジェクト工程における種々の波形を基に積分などの演算を行うことにより、射出成形機の部品の寿命を予測したり、部品に与える負荷を計算することで、成形機の異常発生を事前に予測することができる。それゆえ、実行中の生産工程に支障をきたすこと無く、ねじ機構の交換や、メンテナンス、成形条件の変更、生産工程の変更を行うことが可能になる。また、成形機の部品へ最も大きな影響を与える区間（負荷の大きい区間など）を任意に選定して計算するようにしたことで、継続的に成形工程中の全区間に対して計算する場合に比べて、制御部に与える負荷は非常に少ない。さらに、製品判別の難しい成形品でも比較的容易に成形条件の設定ができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、射出成形機から得られるショットデータを波形表示した際に任意の区間を指定してその区間の積分値を求め、求めた積分値を良品判定項目として採用するようにしたことで、より精度の高い良否判定を実現することができる。また、複数の区間における積分値を求めるようにしたことで、成形に最も影響を与える区間或いは設定条件を容易に特定することができ、適切な成形条件の決定を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る射出成形機用製品判別装置のブロック図である。
【図２】図１の製品判別装置の表示器に表示される波形表示画面の一例を示す図である。
【図３】図２の波形表示画面にカーソル表示を行った状態を示す図である。
【図４】射出工程における射出圧のグラフに対して区間指定を行った例を示す図である。
【図５】図１の製品判別装置の表示器に表示される製品判別監視画面の一例を示す図である。
【図６】計量工程における背圧、回転トルク又はシリンダ温度のグラフに対して区間指定を行った例を示す図である。
【図７】計量工程における背圧等のグラフに対して複数の区間を指定する例を示す図である。
【符号の説明】
１０　　　製品判別装置
１１　　　設定器
１２　　　表示器
１３　　　制御部
２０　　　射出成形機
２１　　　チャネルボタン
２２　　　カーソルボタン
３１　　　波形表示領域
３２，３３　　　カーソル
３４，３５　　　直線
３６　　　カーソル位置表示領域
３７　　　領域
５１　　　製品判別項目
５２　　　判別基準
７１，７２　　　カーソル
７３　　　第１の指定区間
７４，７５　　　カーソル
７６　　　第２の指定区間
７７　　　増速領域
７８　　　減速領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004106187.tif 000006
【図５】
2004106187.tif 000007
【図６】
2004106187.tif 000008
【図７】
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