CN103029279A - 注塑成型机的异常检测装置 - Google Patents

Abstract

提供一种注塑成型机的异常检测装置。对应于从开始闭模开始的经过时间，把在合模用伺服电动机上施加的负荷作为基准负荷存储。把闭模区间中的第一部分设定为异常检测区间，在该检测区间中在基准负荷和当前的负荷的差超过了预定的异常判定用阈值的情况下检测出异常。并且，把闭模区间中的第二部分设定为负荷变动检测区间，根据在该检测区间中检测出的负荷的变动修正上述阈值。然后，在当前的负荷和基准负荷的差超过了修正后的阈值的情况下检测出异常。

Description

注塑成型机的异常检测装置

技术领域

本发明涉及注塑成型机的异常检测装置。

背景技术

在使用注塑成型机制造成型品的注塑成型周期中的模具开闭动作或者推出成型品的动作中，与时间或者可动部的位置对应，把驱动该可动部的电动机的负荷作为基准负荷进行存储。并且，使该存储的基准负荷与实际的电动机负荷与上述时间或者可动部的位置对应地依次进行比较。作为该比较的结果，通过该基准负荷与实际负荷的差是否在预先设定的允许范围内，来检测模具开闭动作或者推出动作的异常，停止注塑成型机。通过上述措施防止注塑成型机的机构部或者金属模具的损坏。

如上所述，为了检测异常防止损坏，例如在日本特开2001－30326号公报或者日本特开2001－38775号公报中公开了把执行了正常的模具开闭动作或推出动作的至少过去一次的负荷、或者把通过计算多次动作的移动平均值得到的负荷设定为基准负荷的技术。

但是，在这些技术中，例如在对机构部供给润滑脂，在取得上述基准负荷后滑动阻抗变化的情况下，存在把滑动阻抗的变化引起的负荷的变动看做动作异常，不必要地停止成型运转这样的问题。例如，如图2所示，根据阈值110进行当前的负荷和基准负荷的差100（负荷的偏差）的异常判定，存在在异常判定区间内当当前的负荷与基准负荷的差100超过了阈值110时误判定为在注塑成型机中发生了异常这样的问题。

在日本特开2004－330527号公报中公开了每当注塑次数达到设定值时，使阈值变化的合模控制技术。另外，在日本特开2005－280015号公报中公开了根据过去检测出的电动机电流的平均值或者方差求出阈值的注塑成型机的控制技术。

但是，在这些技术中，因为根据过去数次注塑前的负荷的变动使阈值变化，所以在由于某种原因引起负荷变动的情况下变动后的最初的第一次注塑不能立即使阈值变化。因此，存在不必要地使成型运转停止这样的问题。

另外，在日本特开2009－279891 号公报中公开了在供给润滑脂负荷变动的情况下修正阈值防止误检测的技术。

但是，在该技术中，因为不知道使阈值增大何种程度，所以有可能将阈值修正得比需要的大，有可能在真正发生了异常的情况下检测精度降低。

另外，在日本特开2005－231082号公报中公开了一种技术：在通过干扰负荷观察器检测施加在可动部上的负荷的情况下，在每一成型周期中把认为没有负荷变动的点的负荷作为基准负荷进行存储，在每一成型周期求出上述认为没有负荷变动的点的负荷，根据上述求出的负荷和上述存储的基准负荷，修正通过上述干扰负荷观察器检测出的负荷。

但是，该技术的课题在于降低电动机温度变动时的检测负荷和实际负荷间的误差，并非提高实际负荷变动时的异常检测的精度。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述现有技术的问题而做出的，目的在于提供一种注塑成型机的异常检测装置，其在由于某种原因引起物理量变动的情况下，不会不必要地停止成型运转，而且在真正发生了异常的情况下能够高精度地检测异常。

本发明的注塑成型机的异常检测装置的第一方式具有：驱动部，其驱动控制伺服电动机来驱动可动部；物理量检测部，其检测对上述伺服电动机施加的负荷、上述伺服电动机的速度、电流、位置偏差中的任何一项；存储部，其将上述检测出的物理量与上述可动部的动作中的经过时间或可动部的动作中的位置对应地作为基准物理量进行存储；异常检测区间设定部，其把上述可动部的动作区间的第一部分设定为异常检测区间；异常检测部，其在上述设定的异常检测区间中，与上述可动部动作的经过时间或者可动部的动作位置对应地依次比较上述存储的基准物理量和当前的物理量，在上述存储的基准物理量和当前的物理量的差超过了预定的阈值的情况下检测出异常；物理量变动检测区间设定部，其把上述可动部的动作区间的第二部分设定为物理量变动检测区间；和阈值修正部，其在上述设定的物理量变动检测区间中，与上述可动部动作的经过时间或者可动部的动作位置对应地依次比较上述基准物理量和当前的物理量，根据上述存储的基准物理量和当前的物理量的差修正上述阈值。

上述异常检测部分别具有在上述存储的基准物理量和当前的物理量的差的符号是正的情况下应用的第一阈值和在负的情况下应用的第二阈值，此外，上述阈值修正部在上述物理量变动检测区间内的负荷的变动方向是正的情况下修正上述第一阈值，另一方面，在上述物理量变动检测区间内的负荷的变动方向是负的情况下修正上述第二阈值。这是本发明的注塑成型机的异常检测装置的第二方式。

本发明的注塑成型机的异常检测装置的第三方式具有：驱动部，其驱动控制伺服电动机来驱动可动部；物理量检测部，其检测对上述伺服电动机施加的负荷、上述伺服电动机的速度、电流、位置偏差中的任何一项；存储部，其将上述检测出的物理量与上述可动部的动作中的经过时间或可动部的动作中的位置对应地作为基准物理量进行存储；异常检测区间设定部，其把上述可动部的动作区间的第一部分设定为异常检测区间；阈值设定部，其根据上述存储的基准物理量与可动部动作的经过时间或可动部的动作位置对应地设定异常检测的阈值；异常检测部，其在上述设定的异常检测区间中，与上述可动部动作的经过时间或者可动部的动作位置对应地依次比较上述设定的阈值和当前的物理量，在当前的物理量偏离上述设定的阈值的情况下检测出异常；物理量变动检测区间设定部，其把上述可动部的动作区间的第二部分设定为物理量变动检测区间；和阈值修正部，其在上述设定的物理量变动检测区间中，与上述可动部动作的经过时间或者可动部的动作位置对应地依次比较上述基准物理量和当前的物理量，根据上述存储的基准物理量和当前的物理量的差修正上述阈值。

上述异常检测部分别具有作为针对当前的物理量的上限值的阈值和作为针对当前的物理量的下限值的阈值，上述阈值修正部在上述物理量变动检测区间中的负荷的变动方向是正的情况下修正作为上述上限值的阈值，另一方面，在上述物理量变动检测区间中的负荷的变动方向是负的情况下修正作为上述下限值的阈值。这是本发明的注塑成型机的异常检测装置的第四方式。

在上述本发明的注塑成型机的异常检测装置的第一～第四方式中，

上述阈值修正部能够计算在上述物理量变动检测区间中存储的上述基准物理量和当前的物理量的差的时间平均值或者与可动部的动作位置有关的平均值，以该计算出的平均值的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

上述阈值修正部能够以上述物理量变动检测区间中存储的上述基准物理量和当前的物理量的差成为最大的值的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

上述阈值修正部能够以在上述物理量变动检测区间中最晚时刻或者该物理量变动检测区间结束时的位置的上述存储的基准物理量和当前的物理量的差的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

上述可动部是肘杆机构，能够将上述预定的系数设为与肘杆机构的力的放大率成反比的值。

根据本发明，能够提供一种注塑成型机的异常检测装置，其不是根据过去数周期前的物理量，而是根据此次周期的物理量，修正应该与基准物理量和当前的物理量的差进行对比的阈值，所以在由于某种原因引起物理量变动的情况下能够在最初的第一次注塑时立即使该阈值变化，不会不必要地停止成型运转。另外，根据本发明，能够提供一种注塑成型机的异常检测装置，其根据当前的物理量相对于基准物理量的变动幅度，以必要的最小限度的幅度修正阈值，所以不需要很大地修正阈值，能够在真正发生了异常的情况下高精度地检测异常。

附图说明

图1是本发明的注塑成型机的异常检测装置的一实施方式的重要部分的框图。

图2是说明在当前的负荷和基准负荷的差超过了预定的阈值时判定为在注塑成型机中发生异常的现有技术的图。

图3是说明根据负荷的变动修正阈值的图。

图4是说明根据负荷的变动和肘杆机构的力的放大率修正阈值的图。

图5是表示本发明的第一方式的注塑成型机的异常检测装置执行的处理的算法的流程图。

图6A以及图6B是表示本发明的第二方式的注塑成型机的异常检测装置执行的处理的算法的流程图。

图7是表示本发明的第三方式的注塑成型机的异常检测装置的执行的处理的算法的流程图。

图8A以及图8B是表示本发明的第四方式的注塑成型机的异常检测装置的执行的处理的算法的流程图。

具体实施方式

使用图1说明本发明的注塑成型机的异常检测装置的一实施方式。

注塑成型机的本体部由合模部和注塑部构成。合模部由配置在底盘15上的固定板1、后板2、可动板3、肘杆机构6等构成。注塑部由注塑缸20、注塑螺杆22、注塑用伺服电动机25等构成。在这些合模部或者注塑部中，如后述，具有可动板3或出模装置13等多个可动部。

首先说明构成注塑成型机的本体部的合模部。

固定板1和后板2通过多个连杆4连结。在固定板1和后板2之间以沿着连杆4可自如移动的方式配置了可动板3。另外，在固定板1上安装固定侧金属模具5a，在可动板3上安装可动侧金属模具5b，这些固定侧金属模具5a和可动侧金属模具5b构成金属模具5。

在后板2和可动板3之间配置肘杆机构6，在该肘杆机构6的十字头6a上设置的螺母与在后板2上旋转自如而且在轴向上无法移动地安装的滚珠螺杆7螺丝拧合。在该滚珠螺杆7上设置的带轮10和在合模用伺服电动机8的输出轴上设置的带轮11之间架设同步带9。

通过合模用伺服电动机8的驱动，经由带轮11、带9、带轮10的动力传递单元驱动滚珠螺杆7，使肘杆机构6的十字头6a前进（在图1中右方向）、后退（在图1中左方向），驱动肘杆机构6，使可动板3朝向固定板1移动（前进），或者使可动板3在离开固定板1的方向上移动（后退），进行金属模具5（固定侧金属模具5a、可动侧金属模具5b）的闭模、合模、开模。

在合模用伺服电动机8上安装编码器等的检测合模用伺服电动机8的旋转位置/速度的位置/速度检测器12。根据来自该位置/速度检测器12的位置反馈信号，检测十字头6a的位置（可动板3（可动侧金属模具5b）的位置）。

出模装置13是用于从金属模具5（可动侧金属模具5b）内推出成型品的装置，设置在可动板3上。出模装置13通过由带轮、带（同步带）组成的动力传递单元13c、滚珠螺杆/螺母机构13d，向出模顶杆（未图示）传递出模用伺服电动机13a的旋转力，使该出模顶杆向金属模具5（可动侧金属模具5b）内突出，从金属模具（可动侧金属模具5b）中推出成型品。在该出模用伺服电动机13a上安装位置/速度检测器13b。然后，还使用该位置/速度检测器13b检测出模用伺服电动机13a的旋转位置/速度，由此检测出模顶杆的位置/速度。

在后板2上设置合模力调整机构14。为了进行合模力的调整，驱动构成合模力调整机构14的合模力调整用电动机14a，经由传动机构，使与连杆4上设置的螺杆螺丝拧合的螺母（未图示）旋转，由此改变后板2相对于连杆4的位置（即改变底盘15上的后板2相对于固定板1的位置）。上述的合模装置、出模机构等是历来在注塑成型机中具有的公知的构件。

接着说明构成注塑成型机的本体部的注塑部。

在注塑缸20的上部，设置用于向注塑缸20内供给树脂材料的料斗27。在注塑缸20的尖端安装喷嘴部21，使注塑螺杆22插入通过注塑缸20。在该注塑螺杆22上设置测压元件等压力传感器（未图示），用于检测注塑缸20内的熔融树脂对于注塑螺杆22施加的压力，来作为熔融树脂的压力。

通过螺杆旋转用伺服电动机23，通过由带轮、同步带等构成的传动单元24，使注塑螺杆22正转、反转。另外，通过注塑用伺服电动机25，经由包含把带轮、带、滚珠螺杆/螺母机构等的旋转运动变换为直线运动的机构的传动单元26驱动注塑螺杆22，使其在注塑缸20内在注塑缸20的中心轴方向上移动。

在螺杆旋转用伺服电动机23上安装编码器（未图示），检测注塑螺杆22的旋转位置或旋转速度。另外，在注塑用伺服电动机25上安装编码器（未图示），检测注塑螺杆22的轴向位置或轴方向移动速度。

接着说明控制注塑成型机的本体部的控制装置。

控制注塑成型机的本体部的控制装置30具有处理器（CPU）35、以及通过总线33分别与该CPU 35连接的由RAM 34a或者ROM 34b等组成的存储器34以及显示装置接口36。在ROM 34b中存储用于控制可动板3的动作的软件或者控制出模装置13的推出控制用软件等，整体上控制注塑成型机的软件。另外，在存储器34的ROM 34b中存储用于检测注塑成型机的异常的各种软件。

在显示装置接口36上连接了液晶显示装置37。另外，在伺服接口32上连接驱动注塑成型机的各可动部，控制伺服电动机的位置/速度的伺服放大器31。另外在该伺服放大器31上连接了在驱动各可动部的伺服电动机上安装的位置/速度检测器。此外，在显示装置接口36上连接了手动输入的输入单元（未图示）。另外，润滑剂供给装置（未图示）通过PMC（可编程设备控制器）38被序列控制，向注塑成型机本体的可动部供给润滑用油脂。

在注塑成型机中为了驱动多个可动部使用了多个伺服电动机，但是在图1中仅表示了合模用伺服电动机8和出模用伺服电动机13a的伺服放大器31。另外，该伺服放大器31与各个伺服电动机8、13a的位置/速度检测器12、13b连接，把来自这些位置/速度检测器12、13b的位置/速度检测信号反馈给各个伺服放大器31。此外，螺杆旋转用伺服电动机23的伺服放大器以及注塑用伺服电动机25的伺服放大器以及安装在各个伺服电动机23、25上的位置/速度检测器省略图示。

处理器（CPU）35根据成型条件等执行预先在存储器34的ROM 34b中存储的程序，通过伺服接口32向伺服放大器31输出对于注塑成型机的各可动部的移动指令。各伺服放大器31根据该移动指令和来自各个位置/速度检测器12、13b的位置/速度反馈信号进行位置/速度的反馈控制，进而，根据来自电流检测器（未图示）的电流反馈信号进行电流反馈控制，驱动控制各伺服电动机8、13。此外，各伺服放大器31和现有技术同样，用处理器和存储器等构成，通过软件的处理执行该位置/速度的反馈控制等的处理。

下面以在上述注塑成型机中检测注塑成型机的可动部的异常为例，说明检测模开闭的异常的情况以及检测出模动作的异常情况的异常检测的方法。

A.首先说明检测模开闭的异常的情况。

与从闭模开始起的经过时间对应地，把在合模用伺服电动机8上施加的负荷作为基准负荷存储在存储器34内。把闭模区间中的一部分（第一部分）设定为异常检测区间。然后，在该设定的异常检测区间中在基准负荷referenceload和当前的负荷actual load的差超过了预先设定的阈值时检测出异常。

在进行闭模工序的异常检测时，因为主要目的在于防止成型品等异物残留在金属模具内进行闭模，所以希望把异常检测区间设为固定侧金属模具5a和可动侧金属模具5b的各个的金属模具分离面接触时（或者位置）的前后的区间。另外，把闭模区间中的一部分（第二部分）作为用于检测滑动阻抗等的负荷的变动的负荷变动检测区间设定。作为负荷变动检测区间，为了把负荷变动的检测结果立即反映在异常检测区间的阈值的修正中，希望设为闭模区间中的一部分的异常检测区间前不久的区间。

在合模部的滑动阻抗没有变动的情况下，因为负荷变动检测区间的负荷不变化，所以不进行阈值的修正。另一方面，在连续成型中通过润滑脂供给装置（未图示）向合模部供给润滑脂等，合模部的滑动阻抗降低的情况下，在负荷变动检测区间以及异常检测区间中，当前的负荷对于基准负荷相对降低，所以基准负荷和当前的负荷的差增大。此时，根据负荷变动检测区间中的基准负荷和当前的负荷的差修正异常检测区间的阈值，由此以使异常检测区间中的基准负荷和当前的负荷的差不超过阈值。由此，能够避免把合模部的滑动阻抗的变化引起的负荷的变动认为是动作异常，不必要地停止成型运转这样的问题。

另外，在连续成型中对于合模部供给润滑脂等使合模部的滑动阻抗降低后进而在闭模工序中发生了异常的情况下，能够高精度地检测该异常。其原因在于，根据负荷变动检测区间中的基准负荷和当前的负荷的差，以足够的幅度修正异常检测区间的阈值。

参照图3说明根据负荷的变动修正阈值。

根据作为闭模区间中的第二部分的负荷变动检测区间中的负荷的变动120，修正用于异常判定的阈值110。另外在作为闭模区间中的第一部分的异常检测区间中，把当前的负荷和基准负荷的差100与对阈值110进行修正得到的修正后的阈值130进行比较，来进行异常判定。

B.这里说明阈值的修正方法。

最初，说明根据与从可动部开始移动开始的经过时间对应的负荷，修正阈值的情况。在下述的表1中，把作为基准的在成型周期中从可动部开始移动开始的经过时间对应的负荷表示为基准负荷，同样把当前的成型周期中的负荷表示为当前的负荷actual load。例如在检测模开闭的异常的情况下，表1的基准负荷和当前的负荷的对象成为合模用伺服电动机8。

表1

时间	基准负荷	当前的负荷
			0	ref(0)	D(0)
1	ref(1)	D(1)
			...	...	...
t1	ref(t1)	D(t1)
			...	...	...
t2	ref(t2)	D(t2)
			...	...	...
tn	ref(tn)	D(tn)

在修正异常检测区间的阈值时，把负荷变动检测区间中的基准负荷和当前的负荷的差与时间对应地存储在存储器34中，根据在该存储器34中存储的差修正阈值。例如，也可以用存储器34中存储的差的关于时间的平均值（参照图3的负荷的变动120）的绝对值乘以预定的系数后得到的值修正阈值。在表1中，当设t1是负荷变动检测区间的开始时间、t2是负荷变动检测区间的结束时间时，至少将该区间内的基准负荷和当前的负荷与时间对应地存储在存储器34中。然后，使用在负荷变动检测区间中存储的基准负荷和当前的负荷的差进行阈值的修正。

下述的（1）式，是通过在负荷变动检测区间中存储的基准负荷和当前的负荷的差的关于时间的平均值乘以预定的系数k（k>0）得到的值修正阈值α的公式。由此，把阈值α修正为修正后的阈值α’。这里，α为单独的值，或者在异常检测区间中的预定的每一采样周期预先设定值，并存储在控制装置30的存储器34内。在根据其他数学式进行异常判定的情况下也要根据数学式预先设定适宜的阈值。

$\mathrm{\α}\′=\mathrm{\α}+k\·\left|\frac{{\∫}_{t2}^{t1}(D\left(t\right)-\mathrm{ref}\left(t\right))\mathrm{dt}}{t2-t1}\right|$

α'：修正后的阈值

α：修正前的阈值

t1：负荷变动检测区间的开始时间

t2：负荷变动检测区间的结束时间

k：系数

……（1）

或者，如下述（2）式所示，也可以在负荷变动检测区间中取得基准负荷和当前的负荷的差成为最大的值的绝对值，通过该值乘以预定的系数k得到的值来修正阈值α。

α′＝α+k·|Max(D(t)-ref(t))|

α'：修正后的阈值

α：修正前的阈值

k：系数

……（2）

或者，如下述（3）式所示，也可以通过荷变动检测区间中最晚的时刻（负荷变动检测区间的结束时间）中的基准负荷和当前的负荷的差乘以预定的系数k得到的值，来修正阈值α。

α′＝α+k·|D(t2)-ref(t2)|

α'：修正后的阈值

α：修正前的阈值

t2：负荷变动检测区间的结束时间

k：系数

……（3）

此外，在上面的（1）～（3）式中把预定的系数表示为“k”，但是也可以根据各式改变k的值。

（根据负荷变动方向是正还是负来修正阈值）

也可以分别不同地设定在基准物理量和当前的物理量的差的符号为正时应用的阈值（正的阈值）和为负时应用的阈值（负的阈值）。然后，在修正异常检测区间的阈值α时，在负荷变动检测区间中的负荷的变动为正方向时修正上述正的阈值，不修正上述负的阈值，相反，在负荷变动检测区间中的负荷的变动为负方向时修正上述负的阈值，不修正上述正的阈值。

例如，还可以根据负荷变动检测区间中的基准负荷和当前的负荷的差的时间平均值检测负荷变动的方向，根据该检测出的负荷变动的方向使用下述（4）式以及（5）式修正阈值。当设负荷的变动为E时，使用下述（6）式可以得到E。在E≥0的情况下负荷的变动方向为正，此时仅修正上述正的阈值，相反在E＜0的情况下变动的方向为负，此时仅修正上述负的阈值。或者，还可以在无论负荷变动检测区间中的负荷的变动方向为正还是为负的情况下，修正正的阈值和负的阈值双方。

$\frac{{\∫}_{t1}^{t2}(D\left(t\right)-\mathrm{ref}\left(t\right))\mathrm{dt}}{t2-t1}\≥0$ 时，

$\mathrm{\α}{\′}_{\mathrm{plus}}=\mathrm{\α}+k\·\left|\frac{{\∫}_{t1}^{t2}(D\left(t\right)-\mathrm{ref}\left(t\right))\mathrm{dt}}{t2-t1}\right|$

α'_min us＝-α

α'：修正后的阈值

α：修正前的阈值

t1：负荷变动检测区间的开始时间

t2：负荷变动检测区间的结束时间

k：系数……（4）

在 $\frac{{\∫}_{t1}^{t2}(D\left(t\right)-\mathrm{ref}\left(t\right))\mathrm{dt}}{t2-t1}\≥0$ 时，

α′_plus＝α

$\mathrm{\α}{\′}_{\min \mathrm{\μs}}=\mathrm{\α}-k\·\left|\frac{{\∫}_{t1}^{t2}(D\left(t\right)-\mathrm{ref}\left(t\right))\mathrm{dt}}{t2-t1}\right|$

α'：修正后的阈值

α：修正前的阈值

t1：负荷变动检测区间的开始时间

t2：负荷变动检测区间的结束时间

k：系数

……（5）

$E=\frac{{\∫}_{t1}^{t2}(D\left(t\right)-\mathrm{ref}\left(t\right))\mathrm{dt}}{t2-t1}$

t1：负荷变动检测区间的开始时间

t2：负荷变动检测区间的结束时间

……（6）

例如，在图3中，因为负荷变动检测区间中的负荷的变动方向为正，所以修正正的阈值α’plus，不修正负的阈值α’minus。

此外，上面的（1）～（5）的5个公式中的系数k的值，可以由操作员从液晶显示装置37的画面设定，也可以作为机器固有的值预先设定。

下面说明根据与可动部的位置对应的负荷修正阈值的情况。

下述的表2把作为基准的成型周期中的可动部的位置所对应的负荷作为基准负荷、另外把当前的成型周期中的负荷作为当前的负荷表示。例如在检测模开闭的异常时，表2的基准负荷和当前的负荷的对象成为合模用伺服电动机8。

表2

在修正异常检测区间的阈值时，把负荷变动检测区间中的基准负荷和当前的负荷的差与可动部的位置对应地存储在存储器34中，根据在该存储器34中存储的差修正阈值。例如，也可以使用在存储器34中存储的基准负荷和当前的负荷的差的关于可动部的位置的平均值的绝对值乘以预定的系数得到的值，来修正阈值。在表2中，当设x1是负荷变动检测区间的开始位置、x2是负荷变动检测区间的结束位置时，至少把该区间内的基准负荷和当前的负荷与可动部的位置对应地存储在存储器34中。然后，使用在负荷变动检测区间中存储的基准负荷和当前的负荷（实际的）的差，进行阈值的修正。

下述的（7）式是通过在负荷变动检测区间中存储的基准负荷和当前的负荷的差的关于可动部的位置的平均值乘以预定的系数k得到的值修正阈值β的公式。由此，把阈值β修正为修正后的阈值β’。

$\mathrm{\β}\′=\mathrm{\β}+k\·\left|\frac{{\∫}_{x2(D\left(x\right)-\mathrm{ref}\left(x\right))\mathrm{dx}}^{x1}}{x2-x1}\right|$

β'：修正后的阈值

β：修正前的阈值

x1：负荷变动检测区间的开始时的位置

x2：负荷变动检测区间的结束时的位置

k：系数

……（7）

或者，如下述（8）式所示，也可以取得负荷变动检测区间中基准负荷和当前的负荷的差成为最大的值的绝对值，使用该值乘以预定的系数k得到的值来修正阈值β。

β′＝β+k·|Max(I)(x)-ref(x))|

β'：修正后的阈值

β：修正前的阈值

k：系数

……（8）

或者，如下述（9）式所示，也可以使用负荷变动检测区间结束时的位置的基准负荷和当前的负荷的差乘以预定的系数k得到的值，来修正阈值β。

β′＝β+k·|D(x2)-ref(x2)|

β'：修正后的阈值

β：修正前的阈值

x2：负荷变动检测区间的结束时的位置

k：系数

……（9）

此外，在上述（7）～（9）式中使用的系数k的值可以由操作员从液晶显示装置37的画面设定，也可以作为机器固有的值预先设定。

C.与力的放大率对应的阈值的修正系数

肘杆机构6的力的放大率，如下述表3所示与可动部（可动板3）的位置对应地变化。

表3

压板位置[mm]	力的放大率	系数
			200	1	1
190	1.1	1/1.1
			180	1.2	1/1.2
...	...	...
			50	5.0	1/5.0
40	6.0	1/6.0
			30	7.0	1/7.0
...	...	...

因此，在可动部是可动板3的情况下，设上面的（1）～（5）式、（7）～（9）式中的系数k为与合模部的肘杆机构6的力的放大率对应的值。另外，在闭模工序中与力的放大率变化相对应逐次变更系数k。

例如，在固定侧金属模具5a和可动侧金属模具5b的各个的金属模具分离面进行接触的附近的位置，肘杆机构6的力的放大率变大，所以即使肘杆机构6的滑动阻抗变化，电动机（合模用伺服电动机8）检测出的负荷的变动也相对变小。因此，如图4所示，在固定侧金属模具5a和可动侧金属模具5b的各个金属模具分离面接触的附近的位置，也可以把系数k设为与力的放大率成反比例的小的值，相对地减小修正阈值的幅度。

D.下面作为可动部以出模装置13为例，说明检测出模装置13的出模动作的异常的情况。

在检测出模动作的异常时，已知这样的技术：对应于从成型品的开始推出开始的经过时间，把在推出电动机上施加的负荷作为基准负荷进行存储，把推出区间中的一部分设定为异常检测区间，在该设定的异常检测区间中在基准负荷和当前的负荷的差超过了预定的阈值的情况下检测出异常。在这种情况下，为了立即在异常检测区间的阈值的修正中反映负荷变动的检测结果，希望把负荷变动检测区间设为异常检测区间前不久的区间。

此外，在修正异常检测区间中的阈值时，把负荷变动检测区间中的基准负荷和当前的负荷的差与时间或可动部（出模装置13）的位置对应地进行存储，而且根据存储的差修正阈值。例如，也可以使用基准负荷和当前的负荷的差的关于时间或者位置的平均值的绝对值乘以预定的系数得到的值来修正阈值。

另外，也可以在负荷变动检测区间中取得基准负荷和当前的负荷的差成为最大的值的绝对值，使用该值乘以预定的系数得到的值来修正阈值。另外，也可以使用在负荷变动检测区间中最晚时刻（负荷变动检测区间的结束时间）的或者负荷变动检测区间的结束位置的基准负荷和当前的负荷的差乘以预定的系数得到值来修正阈值。另外，根据可动部为出模装置13时的负荷变动检测区间中的基准负荷和当前的负荷的差进行的阈值修正，可以使用上面的（1）～（9）式进行。

E.下面说明可动部的负荷的检测单元。

可动部的负荷，可以在驱动伺服电动机（例如合模用伺服电动机8、伺服电动机13a）的伺服电路中构成公知的干扰负荷观察器，使用该干扰负荷观察器检测，或者也可以在可动部上安装应变仪等检测单元，使用该应变仪进行检测。或者也可以根据伺服电动机的驱动电流检测负荷。或者也可以根据在与可动部的行进方向相反的方向上施加负荷时伺服电动机的速度降低、在与可动部的行进方向相同的方向上施加负荷的情况下伺服电动机的速度上升，来检测负荷。或者也可以根据在与可动部的行进方向相反的方向上施加负荷的情况下伺服电动机的位置偏差（位置反馈量和移动指令）增大、在与可动部的行进方向相同的方向上施加负荷的情况下伺服电动机的位置偏差减小，来检测负荷。

F.关于阈值的比较对象

作为本发明的异常检测的例子，到此说明了求出基准负荷和当前的负荷的差，通过把该求出的差与预定的阈值进行比较来进行异常检测。本发明的异常检测，像上述的日本特开2004－330527号公报那样，可以应用于根据过去的负荷检测值求出每个采样序位的阈值，通过把当前的负荷与上述每个采样序位的阈值进行比较来检测异常的情况。此时，可以在当前的负荷超过了作为上限值的阈值的情况下，作为离开了阈值而检测出异常，或者在当前的负荷超过作为上限值的阈值的情况下以及/或者当前的负荷低于作为下限值的阈值的情况下，作为离开了阈值而检测出异常。

上述的在合模用伺服电动机8或者伺服电动机13a等伺服电动机上施加的负荷、上述伺服电动机的速度、电流、位置偏差等，分别是物理量，本发明的注塑成型机的异常检测装置具有检测这些物理量中的至少一个物理量的物理量检测部。另外，本发明的注塑成型机的异常检测装置具有把可动部的动作区间设定为物理量变动区间的物理量变动区间设定部，但是应该注意，该物理量变动区间设定部不限于仅明确地设定物理量变动区间，例如还包含把异常检测区间前不久的预定区间、紧随可动部开始动作后的预定区间作为物理量变动检测区间那样的、不明确地设定物理量变动区间。并且，上述的负荷变动检测区间、异常检测区间可以由操作员从液晶显示装置37的画面设定，也可以从可动部的动作行程中自动设定。

下面使用图5～图8B中表示的流程图说明在控制装置30中执行的可动部的异常检测的处理。这里说明根据从开始闭模开始的经过时间进行异常检测的处理。此外，还可以取代根据从开始闭模开始的经过时间进行异常检测处理，而是在根据从可动部的开始移动开始的位置进行异常检测处理的情况下，根据从可动部的开始移动开始的位置进行处理，来取代图5～8的流程图中表示的处理的经过时间。另外，作为用于执行这些流程图表示的异常检测处理而检测的物理量，设为在伺服电动机上施加的负荷，但还可以是负荷以外的物理量。

图5表示本发明的第一方式的注塑成型机的异常检测装置执行的处理的算法的流程图。下面遵照各步骤说明。

[步骤SA01]判断是否有基准负荷的数据，如果有（判断：是），则转移到步骤SA05，如果没有（判断：否），则转移到步骤SA02。

[步骤SA02]开始进行闭模。

[步骤SA03]对应于从闭模开始的经过时间（0、1、……t1、……t2、……tn），存储基准负荷ref(0)、ref(1)、……ref(t1)、……ref(t2)、……ref(tn)。

[步骤SA04]完成闭模。

[步骤SA05]开始闭模。

[步骤SA06]判断可动部是否在负荷变动检测区间内，如果在负荷变动检测区间内（判断：是）则转移到步骤SA07，如果不在负荷变动检测区间内（判断：否）则转移到步骤SA08。

[步骤SA07]存储当前的负荷和基准负荷的差，返回步骤SA06。

[步骤SA08]根据在负荷变动检测区间中检测出的当前的负荷和基准负荷的差，使用上面的（1）式修正阈值α，得到修正后的阈值α’。

[步骤SA09]判断可动部是否在负荷变动检测区间内，如果在负荷变动检测区间内（判断：是）则转移到步骤SA10，如果不在负荷变动检测区间内（判断：否）则转移到步骤SA12。

[步骤SA10]判断当前的负荷和基准负荷的差（负荷的偏差）的绝对值是否大于在步骤SA08中修正后的阈值α’，在大于的情况下（判断：是）转移到步骤SA11，在不大于的情况下（判断：否）返回步骤SA09。

[步骤SA11]执行报警处理，结束该处理。

[步骤SA12]判断闭模是否结束，如果未结束（判断：否）则返回步骤SA09，如果结束（判断：是）则转移到步骤SA13。

[步骤SA13]结束闭模，结束处理。

补充说明上述流程图。关于在步骤SA08修正后的阈值α’，可以取代（1）式，而使用（2）式或者（3）式来计算。另外，作为步骤SA11的报警处理，可以进行停止可动部的动作，或者在液晶显示装置37的显示画面上显示警告，或者把成型品作为不良品推出，或者显示警告灯（未图示），或者启动警报发生器发出警报音的处理。该报警处理和另外的流程图中的报警处理同样。

图6A以及图6B是表示本发明的第二方式的注塑成型机的异常检测装置执行的处理的算法的流程图。在该方式中，分别不同地设定基准物理量和当前的物理量的差的符号是正的情况下应用的阈值（下面称正的阈值）和在负的情况下应用的阈值（下面称负的阈值）。并且，检测负荷变动检测区间中的负荷的变动方向，在该检测变动方向是正的情况下，仅修正上述正的阈值（不修正上述负的阈值），相反在检测变动方向是负的情况下仅修正上述负的阈值（不修正上述正的阈值）。

下面遵照各步骤说明。

[步骤SB01]判断是否有基准负荷的数据，如果有（判断：是），则转移到步骤SB05，如果没有（判断：否），则转移到步骤SB02。

[步骤SB02]开始闭模。

[步骤SB03]对应于从闭模开始的经过时间（0、1、……t1、……t2、……tn），存储基准负荷ref(0)、ref(1)、……ref(t1)、……ref(t2)、……ref(tn)。

[步骤SB04]完成闭模。

[步骤SB05]开始闭模。

[步骤SB06]判断可动部是否在负荷变动检测区间内，如果在负荷变动检测区间内（判断：是）则转移到步骤SB07，如果不在负荷变动检测区间内（判断：否）则转移到步骤SB08。

[步骤SB07]存储当前的负荷和基准负荷的差，返回步骤SB06。

[步骤SB08]根据在负荷变动检测区间中检测出的当前的负荷和基准负荷的差，使用上面的（6）式计算负荷的变动E。

[步骤SB09]判断在步骤SB08中计算出的变动E是否在0以上，如果在0以上（判断：是）则转移到步骤SB10，如果不在0以上（判断：否）则转移到步骤SB11。

[步骤SB10]使用上面的（4）式修正正的阈值。该修正后的正的阈值α’plus用α＋k·E表示。另一方面，负的阈值α’minus（不修正）为－α。

[步骤SB11]使用上面的（5）式修正负的阈值。该修正后的负的阈值α’minus是－α＋k·E。另一方面，正的阈值α’plus（不修正）为α。

[步骤SB12]判断可动部是否在异常检测区间内，如果在异常检测区间内（判断：是）则转移到步骤SB13，如果不在异常检测区间内（判断：否）则转移到步骤SB16。

[步骤SB13]判断当前的负荷和基准负荷的差（负荷的偏差）是否比正的阈值α’plus大，如果大（判断：是）则转移到步骤SB15，如果不大（判断：否）则转移到步骤SB14。

[步骤SB14]判断当前的负荷和基准负荷的差是否比负的阈值α’minus小，如果小（判断：是）则转移到步骤SB15，如果不小（判断：否）则返回步骤SB12。

[步骤SB15]进行报警处理，结束该处理。

[步骤SB16]判断闭模是否结束，在闭模未结束的情况下返回步骤SB12，在闭模结束的情况下转移到步骤SB17。

[步骤SB17]结束闭模，结束该处理。

图7是表示本发明的第三方式的注塑成型机的异常检测装置执行的处理的算法的流程图。下面遵照各步骤说明。

[步骤SC01]判断是否有基准负荷的数据，如果有（判断：是），则转移到步骤SC05，如果没有（判断：否），则转移到步骤SC02。

[步骤SC02]开始闭模。

[步骤SC03]对应于从闭模开始的经过时间（0、1、……t1、……t2、……tn），存储基准负荷ref(0)、ref(1)、……ref(t1)、……ref(t2)、……ref(tn)。

[步骤SC04]结束闭模。

[步骤SC05]开始闭模。

[步骤SC06]判断可动部是否在负荷变动检测区间内，如果在负荷变动检测区间内（判断：是）则转移到步骤SC07，如果不在负荷变动检测区间内（判断：否）则转移到步骤SC08。

[步骤SC07]存储当前的负荷和基准负荷的差，返回步骤SC06。

[步骤SC08]根据在负荷变动检测区间中检测出的当前的负荷和基准负荷的差，使用上面的（1）式修正阈值α，得到修正后的阈值α’。

[步骤SC09]判断可动部是否在异常检测区间内，如果在异常检测区间内（判断：是）则转移到步骤SC10，如果不在异常检测区间内（判断：否）则转移到步骤SC12。

[步骤SC10]判断当前的负荷是否大于在步骤SC08中修正后的阈值α’，在大于的情况下（判断：是）转移到步骤SC11，在不大于的情况下（判断：否）返回步骤SC09。

[步骤SC11]执行报警处理，结束该处理。

[步骤SC12]判断闭模是否结束，如果未结束（判断：否）则返回步骤SC09，如果结束（判断：是）则转移到步骤SC13。

[步骤SC13]结束闭模，结束该处理。

补充说明上述流程图。在步骤SC08修正的阈值α’，代替（1）式也可以使用（2）式或者（3）式计算。

图8A以及图8B是表示本发明的第四方式的注塑成型机的异常检测装置执行的处理的算法的流程图。在该方式中，分别不同地设定在基准物理量和当前的物理量的差的符号是正的情况下应用的阈值（以下称正的阈值）和是负的情况下应用的阈值（以下称负的阈值）。并且，检测负荷变动检测区间中的负荷的变动方向，在该检测变动方向是正的情况下仅修正上述正的阈值（不修正上述负的阈值），相反，在检测变动方向是负的情况下仅修正上述负的阈值（不修正上述正的阈值。

下面遵照各步骤说明。

[步骤SD01]判断是否有基准负荷的数据，如果有（判断：是），则转移到步骤SD05，如果没有（判断：否），则转移到步骤SD02。

[步骤SD02]开始闭模。

[步骤SD03]对应于从闭模开始的经过时间（0、1、……t1、……t2、……tn），存储基准负荷ref(0)、ref(1)、……ref(t1)、……ref(t2)、……ref(tn)。

[步骤SD04]结束闭模。

[步骤SD05]开始闭模。

[步骤SD06]判断可动部是否在负荷变动检测区间内，如果在负荷变动检测区间内（判断：是）则转移到步骤SD07，如果不在负荷变动检测区间内（判断：否）则转移到步骤SD08。

[步骤SD07]存储当前的负荷和基准负荷的差，返回步骤SD06。

[步骤SD08]根据在负荷变动检测区间中检测出的当前的负荷和基准负荷的差，使用上面的（6）式计算负荷的变动E。

[步骤SD09]判断在步骤SD08中计算出的变动E是否在0以上，如果在0以上（判断：是）则转移到步骤SD10，如果不在0以上（判断：否）则转移到步骤SD11。

[步骤SD10]使用上面的（4）式修正正的阈值。该修正后的正的阈值α’plus用α＋k·E表示。另一方面，负的阈值α’minus（不修正）为－α。

[步骤SD11]使用上面的（5）式修正负的阈值。该修正后的负的阈值α’minus是－α＋k·E。另一方面，正的阈值α’plus（不修正）为α。

[步骤SD12]判断可动部是否在异常检测区间内，如果在异常检测区间内（判断：是）则转移到步骤SD13，如果不在异常检测区间内（判断：否）则转移到步骤SD16。

[步骤SD13]判断当前的负荷是否大于正的阈值α’plus，如果大于（判断：是）则转移到步骤SD15，如果不大于（判断：否）则转移到步骤SD14。

[步骤SD14]判断当前的负荷是否小于负的阈值α’minus，如果小于（判断：是）则转移到步骤SD15，如果不小于（判断：否）则返回步骤SD12。

[步骤SD15]进行报警处理，结束该处理。

[步骤SD16]判断闭模是否结束，在闭模未结束的情况下返回步骤SD12，在闭模结束的情况下转移到步骤SD17。

[步骤SD17]结束闭模，结束该处理。

Claims (18)

1.一种注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，具有：

驱动部，其驱动控制伺服电动机来驱动可动部；

物理量检测部，其检测对上述伺服电动机施加的负荷、上述伺服电动机的速度、电流、位置偏差中的任何一项；

存储部，其将上述检测出的物理量与上述可动部的动作中的经过时间或可动部的动作中的位置对应地作为基准物理量进行存储；

异常检测区间设定部，其把上述可动部的动作区间的第一部分设定为异常检测区间；

异常检测部，其在上述设定的异常检测区间中，与上述可动部动作的经过时间或者可动部的动作位置对应地依次比较上述存储的基准物理量和当前的物理量，在上述存储的基准物理量和当前的物理量的差超过了预定的阈值的情况下检测出异常；

物理量变动检测区间设定部，其把上述可动部的动作区间的第二部分设定为物理量变动检测区间；和

阈值修正部，其在上述设定的物理量变动检测区间中，与上述可动部动作的经过时间或者可动部的动作位置对应地依次比较上述基准物理量和当前的物理量，根据上述存储的基准物理量和当前的物理量的差修正上述阈值。

2.根据权利要求1所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述阈值修正部，计算在上述物理量变动检测区间中存储的上述基准物理量和当前的物理量的差的时间平均值或者与可动部的动作位置有关的平均值，以该计算出的平均值的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

3.根据权利要求1所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述阈值修正部以在上述物理量变动检测区间中存储的上述基准物理量和当前的物理量的差成为最大的值的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

4.根据权利要求1所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述阈值修正部，以在上述物理量变动检测区间中最晚时刻或者在该物理量变动检测区间结束时的位置的上述存储的基准物理量和当前的物理量的差的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

5.根据权利要求1所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述异常检测部分别具有在上述存储的基准物理量和当前的物理量的差的符号是正的情况下应用的第一阈值和在负的情况下应用的第二阈值，

上述阈值修正部在上述物理量变动检测区间内的负荷的变动方向是正的情况下修正上述第一阈值，另一方面，在上述物理量变动检测区间内的负荷的变动方向是负的情况下修正上述第二阈值。

6.根据权利要求5所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述阈值修正部计算在上述物理量变动检测区间中存储的上述基准物理量和当前的物理量的差的时间平均值或者与可动部的动作位置有关的平均值，以该计算出的平均值的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

7.根据权利要求5所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述阈值修正部以在上述物理量变动检测区间中存储的上述基准物理量和当前的物理量的差成为最大的值的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

8.根据权利要求5所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述阈值修正部以在上述物理量变动检测区间中最晚时刻或者该物理量变动检测区间结束时的位置的上述存储的基准物理量和当前的物理量的差的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

9.根据权利要求2～4、6～8中的任意一项所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述可动部是肘杆机构，上述预定的系数是与肘杆机构的力的放大率成反比的值。

10.一种注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，具有：

驱动部，其驱动控制伺服电动机来驱动可动部；

物理量检测部，其检测对上述伺服电动机施加的负荷、上述伺服电动机的速度、电流、位置偏差中的任何一项；

存储部，其将上述检测出的物理量与上述可动部的动作中的经过时间或可动部的动作中的位置对应地作为基准物理量进行存储；

异常检测区间设定部，其把上述可动部的动作区间的第一部分设定为异常检测区间；

阈值设定部，其根据上述存储的基准物理量与可动部动作的经过时间或可动部的动作位置对应地设定异常检测的阈值；

异常检测部，其在上述设定的异常检测区间中，与上述可动部动作的经过时间或者可动部的动作位置对应地依次比较上述设定的阈值和当前的物理量，在当前的物理量偏离上述设定的阈值的情况下检测出异常；

物理量变动检测区间设定部，其把上述可动部的动作区间的第二部分设定为物理量变动检测区间；和

阈值修正部，其在上述设定的物理量变动检测区间中，与可动部动作的经过时间或者可动部的动作位置对应地依次比较上述基准物理量和当前的物理量，根据上述存储的基准物理量和当前的物理量的差修正上述阈值。

11.根据权利要求10所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述阈值修正部计算在上述物理量变动检测区间中存储的上述基准物理量和当前的物理量的差的时间平均值或者与可动部的动作位置有关的平均值，以该计算出的平均值的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

12.根据权利要求10所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述阈值修正部以上述物理量变动检测区间中存储的上述基准物理量和当前的物理量的差成为最大的值的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

13.根据权利要求10所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述阈值修正部以上述物理量变动检测区间中最晚时刻或者该物理量变动检测区间结束时的位置的上述存储的基准物理量和当前的物理量的差的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

14.根据权利要求10所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述异常检测部分别具有作为针对当前的物理量的上限值的阈值和作为针对当前的物理量的下限值的阈值，

上述阈值修正部在上述物理量变动检测区间中的负荷的变动方向是正的情况下修正作为上述上限值的阈值，另一方面，在上述物理量变动检测区间中的负荷的变动方向是负的情况下修正作为上述下限值的阈值。

15.根据权利要求14所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述阈值修正部计算在上述物理量变动检测区间中存储的上述基准物理量和当前的物理量的差的时间平均值或者与可动部的动作位置有关的平均值，以该计算出的平均值的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

16.根据权利要求14所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述阈值修正部以上述物理量变动检测区间中存储的上述基准物理量和当前的物理量的差成为最大的值的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

17.根据权利要求14所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述阈值修正部以在上述物理量变动检测区间中最晚时刻或者该物理量变动检测区间结束时的位置的上述存储的基准物理量和当前的物理量的差的绝对值乘以预定的系数得到的值修正上述阈值。

18.根据权利要求11～13、15～17中的任意一项所述的注塑成型机的异常检测装置，其特征在于，

上述可动部是肘杆机构，上述预定的系数是与肘杆机构的力的放大率成反比的值。

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