CN115803172A - 注射成型机的控制装置和程序 - Google Patents

Abstract

提供一种能够提高估计出的加热器的表面温度的精度的注射成型机的控制装置和程序。一种注射成型机的控制装置，注射成型机具有缸体以及配置在该缸体的周围的加热器，该注射成型机的控制装置用于估计规定时刻的所述加热器的表面温度，该注射成型机的控制装置具备：动作信息获取部，其获取紧挨着规定时刻之前的规定期间内的、加热器的加热器输出和加热器的设定温度来作为动作信息；表面温度获取部，其获取所获取到的动作信息中所包含的规定期间内的、加热器的表面温度；实绩信息获取部，其获取相对于加热器的加热器输出的推移而言的、加热器的表面温度与设定温度之比的推移的实绩来作为实绩信息；以及估计部，其基于动作信息、实绩信息、以及获取到的表面温度来估计规定时刻的加热器的表面温度。

Description

注射成型机的控制装置和程序

技术领域

本公开涉及一种注射成型机的控制装置和程序。

背景技术

以往，已知一种将加入料斗的颗粒在缸体内熔融后注入模具的注射成型机。在注射成型机的缸体的外周配置有加热器。通过加热器加热缸体，来使颗粒熔融。

监视加热器的表面温度对监视加热器的状态以及计算放热量是有用的。因此，实施着对加热器的表面设置温度测量用传感器、通过热成像进行温度测量、以及使用方程式来估计表面温度等。另外，作为使用方程式来进行的表面温度的估计，例如提出一种基于加热器的动作指令值和来自温度传感器的温度检测值来计算加热器的表面温度的显示装置(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2008/149742号

发明内容

发明要解决的问题

在使用了方程式的表面温度的估计中，使用温度控制点、通过追加传感器等得到的检测点的温度来估计缸体的轴向和半径方向的任意位置的温度。另一方面，在实际的缸体中，存在传感器用的孔、开口等。因此，缸体的表面不会成为均匀分布。因而，估计出的温度与实际的温度之间可能产生误差。因此，如果能够提高估计出的加热器的表面温度的精度，则为优选。

用于解决问题的方案

(1)本公开涉及一种注射成型机的控制装置，所述注射成型机具有缸体以及配置在所述缸体的周围的加热器，所述注射成型机的控制装置用于估计规定时刻的所述加热器的表面温度，所述注射成型机的控制装置具备：动作信息获取部，其获取紧挨着所述规定时刻之前的规定期间内的、所述加热器的加热器输出和所述加热器的设定温度来作为动作信息；表面温度获取部，其获取所获取到的动作信息中所包含的规定期间内的、所述加热器的表面温度；实绩信息获取部，其获取相对于所述加热器的加热器输出的推移而言的、所述加热器的表面温度与设定温度之比的推移的实绩来作为实绩信息；以及估计部，其基于所述动作信息、所述实绩信息、以及获取到的所述表面温度来估计所述规定时刻的所述加热器的表面温度。

(2)另外，本公开涉及一种程序，使计算机作为注射成型机的控制装置来发挥功能，所述注射成型机具有缸体以及配置在所述缸体的周围的加热器，所述注射成型机的控制装置用于估计规定时刻的所述加热器的表面温度，所述程序使所述计算机作为以下各部发挥功能：动作信息获取部，其获取紧挨着所述规定时刻之前的规定期间内的、所述加热器的加热器输出和所述加热器的设定温度来作为动作信息；表面温度获取部，其获取所获取到的动作信息中所包含的期间内的、所述加热器的所述表面温度；实绩信息获取部，其获取相对于所述加热器的加热器输出的推移而言的、所述加热器的表面温度与设定温度之比的推移的实绩来作为实绩信息；以及估计部，其基于所述动作信息、所述实绩信息、以及获取到的表面温度来估计所述规定时刻的所述加热器的表面温度。

发明的效果

根据本公开，能够提供一种能够提高估计出的加热器的表面温度的精度的注射成型机的控制装置和程序。

附图说明

图1是示出包括本公开的一个实施方式所涉及的控制装置的注射成型机的概要图。

图2是示出被一个实施方式的控制装置学习的实绩信息的一例的表。

图3是示出一个实施方式的控制装置的结构的框图。

图4是示出一个实施方式的控制装置的动作信息的一例的概要图。

图5是示出一个实施方式的控制装置的实绩信息的一例的概要图。

图6是示出显示于一个实施方式的控制装置的显示部的画面的画面图。

图7是示出一个实施方式的控制装置的动作的流程的流程图。

图8是示出显示于变形例的控制装置所涉及的显示部的画面的画面图。

图9是示出显示于其它变形例的控制装置的显示部的画面的画面图。

图10是示出显示于另一其它变形例的控制装置的显示部的画面的画面图。

具体实施方式

下面参照图1至图10来对本公开的一个实施方式所涉及的注射成型机的控制装置1和程序进行说明。

首先，对通过本实施方式控制的注射成型机进行说明。

注射成型机10是通过将颗粒熔融后注入模具(未图示)来进行成型的装置。如图1所示，注射成型机10例如具备缸体101、加热器102以及安全罩103。

缸体101例如是筒状体。缸体101的轴向上的一个端部朝向端部缩径。缸体101的内部沿着轴向具有螺杆(未图示)。螺杆一边搅拌熔融后的颗粒一边使其向缸体101的一端侧移动。

加热器102配置在缸体101的周围。例如沿着缸体101的轴向配置多个加热器102。具体地说，从缸体101的轴向前端的喷嘴部到基端配置多个加热器102。在本实施方式中，沿轴向配置有5个加热器102，各加热器102以覆盖缸体101的外周的方式配置。加热器102例如将缸体101加热到200度以上。

安全罩103是配置在加热器102的周围的凹状体。安全罩103是为了避免接触到成为较高温度的加热器102而配置的。

根据上面的注射成型机10，在由加热器102加热到200度以上的缸体101的内部，颗粒被熔融。螺杆将熔融后的颗粒从缸体101的一端注入模具。由此，注射成型机10例如进行塑料制品的成型。

在此，安全罩103配置在加热器102的周围，因此不易从外部直接测量加热器102的表面温度。另一方面，已知加热器102的实际的表面温度、对加热器102设定的设定温度、以及加热器102的加热器输出之间存在相关性。具体地说，已知加热器102的表面温度与设定温度之比同加热器102的平均加热器输出之间存在相关性。例如，如图2所示，将加热器102的设定温度和螺杆的转速设定为：(1)220度、50rpm；(2)180度、100rpm；(3)180度、50rpm。其结果，表面温度/设定温度分别为1.19、0.792、0.919，平均加热器输出分别为46.6％、6.62％、14.5％。其结果，表面温度/设定温度与加热器输出的相关系数为0.991。因而，可知在表面温度/设定温度与加热器输出之间存在强的相关性。此外，在下面的实施方式中，将加热器输出设为来自控制加热器102的控制器(未图示)的、用于指示加热器102的操作量的指令值来进行说明。另外，作为一例，控制器基于温度控制点的检测值来决定指令值。

下面的实施方式所涉及的注射成型机10的控制装置1使用上述相关性来从外部估计加热器102的表面温度。由此，与使用方程式根据温度控制点和追加传感器等检测点来估计加热器102的表面温度的情况相比，下面的实施方式所涉及的注射成型机10的控制装置1能够更高精度地估计加热器102的表面温度。此外，在下面的实施方式中，“动作中”是指注射成型机10现在正在动作的瞬间。另外，在下面的实施方式中，“规定时刻”是指成为加热器102的表面温度的估计对象的时刻。

接着，参照图1至图7来对本公开的一个实施方式所涉及的注射成型机10的控制装置1进行说明。

控制装置1是控制注射成型机10的装置。具体地说，控制装置1是控制注射成型机10的成型条件的装置。如图1所示，控制装置1例如与注射成型机10连接。控制装置1指定并控制注射成型的速度、压力、缸体101的温度、模具温度、以及熔融后的颗粒的注射量等成型条件。本实施方式中的控制装置1还能够估计规定时刻的加热器102的表面温度。如图3所示，控制装置1具备动作信息保存部11、动作信息获取部12、实绩信息保存部13、实绩信息获取部14、表面温度获取部15、计算部16、估计部17、输出部18以及输出控制部19。

动作信息保存部11例如是硬盘等记录介质。动作信息保存部11保存与针对注射成型机10的加热器102的设定温度以及动作中的加热器102的加热器输出有关的动作信息。另外，动作信息保存部11例如将与注射成型机10的动作有关的指示的内容保存为动作信息。动作信息保存部11例如将上述成型条件保存为动作信息。如图4所示，动作信息保存部11例如将动作开始时设为0并将规定时刻设为T，到紧挨着规定时刻之前的t_T－1为止，每隔采样周期t_1(s)保存加热器输出y_0、y_1、……y_T－1。另外，动作信息保存部11将S(℃)保存为设定温度。

动作信息获取部12例如通过CPU进行动作来实现。动作信息获取部12获取紧挨着规定时刻之前的规定期间内的、加热器的加热器输出和加热器的设定温度来作为动作信息。在本实施方式中，动作信息获取部12从动作信息保存部11获取动作信息。动作信息获取部12例如获取从注射成型机10开始运转起到紧挨着规定时刻之前为止的期间内的、加热器102的加热器输出和加热器102的设定温度来作为动作信息。动作信息获取部12例如获取到紧挨着规定时刻之前为止的、以预先决定的采样周期表示出的加热器输出。

实绩信息保存部13例如是硬盘等记录介质。实绩信息保存部13保存相对于加热器102的加热器输出的推移而言的、加热器102的表面温度与设定温度之比的推移的实绩来作为实绩信息。实绩信息保存部13例如保存预先测量出的加热器102的加热器输出的推移来作为输入数据，且保存同时测量出的加热器102的表面温度与加热器102的设定温度之比(表面温度/设定温度)的推移来作为实绩信息。实绩信息保存部13保存通过学习以加热器输出为输入的示教数据而预先得到的实绩信息。实绩信息保存部13例如也可以预先保存使用与加热器102的表面接触的温度传感器(未图示)并通过学习像图2所示那样的加热器输出与表面温度的关系而得到的实绩信息。实绩信息保存部13例如保存多个实绩来作为实绩信息。如图5所示，实绩信息保存部13例如针对每个测量出的实绩，将测量编号设为M(M是自然数)、将测量开始时刻(动作开始时刻)设为0且将获取到加热器输出的时刻设为tM_N(N是自然数)，保存将加热器输出的值设为x_MN且将表面温度/设定温度的值设为R_MN的实绩信息。

实绩信息获取部14例如通过CPU进行动作来实现。实绩信息获取部14从实绩信息保存部13获取实绩信息。实绩信息获取部14例如获取相对于加热器102的加热器输出的推移而言的、加热器102的表面温度与设定温度之比的推移的实绩来作为实绩信息。具体地说，实绩信息获取部14针对每个过去的加热器输出，获取过去的设定温度与过去的表面温度之比(表面温度/设定温度)来作为实绩信息。

表面温度获取部15例如通过CPU进行动作来实现。表面温度获取部15获取所获取到的动作信息中所包含的规定期间内的、加热器102的表面温度。表面温度获取部15例如获取在所获取到的动作信息中所包含的规定期间内由后述的估计部17估计出的表面温度。另外，表面温度获取部15获取所实测的或从外部提供的表面温度来代替估计出的表面温度。表面温度获取部15例如每隔采样周期t_1获取表面温度TP_A(℃)(A＝1、2、…t－1)。

计算部16例如通过CPU进行动作来实现。计算部16基于获取到的动作信息和获取到的表面温度来计算相对于动作信息中包含的加热器输出的推移而言的、表面温度与设定温度之比的推移。计算部16例如针对动作信息中所包含的每个加热器输出，计算表面温度/设定温度的值。在本实施方式中，计算部16每隔采样周期t_1计算(TP_A/S)(A＝1、2、…t－1)。

估计部17例如通过CPU进行动作来实现。估计部17基于动作信息、实绩信息、以及获取到的表面温度来估计规定时刻的加热器102的表面温度。具体地说，估计部17使用实绩信息中包含的实绩中的、与动作信息以及计算出的比的推移类似或一致的实绩来估计规定时刻的表面温度。估计部17根据由与推移类似或一致的实绩示出的、与规定时刻对应的时刻的设定温度与表面温度之比来估计规定时刻的表面温度。估计部17例如从实绩信息中确定成为与紧挨着规定时刻之前的预定的期间内的动作信息中包含的加热器输出的推移、以及设定温度与表面温度之比的推移类似或一致的期间的实绩。估计部17获取所确定出的实绩中包含的经过类似或一致的期间后的下一时刻(对应于规定时刻)的设定温度与表面温度之比。然后，估计部17通过将获取到的比与动作信息中包含的设定温度相乘来估计规定时刻的表面温度。此外，估计部17例如使用与推移的一致率(卡帕(kappa)系数等)最高的实绩作为与推移类似的实绩来估计规定时刻的表面温度。

输出部18例如是显示器等显示装置。输出部18向外部输出估计出的表面温度。如图6所示，输出部18例如显示加热器102相对于缸体101的位置、设定温度、加热器输出以及当前的表面温度。

输出控制部19例如通过CPU进行动作来实现。输出控制部19使输出部18输出估计出的表面温度。

接着，参照图7来对由控制装置1进行的处理的流程进行说明。

首先，实绩信息获取部14获取实绩信息(步骤S1)。实绩信息获取部14例如从实绩信息保存部13获取多个实绩信息。

接着，动作信息获取部12获取动作信息(步骤S2)。动作信息获取部12例如获取预先保存在动作信息保存部11中的动作信息。

接着，表面温度获取部15获取与动作信息对应的表面温度(步骤S3)。

接着，计算部16基于获取到的动作信息和获取到的表面温度来计算相对于动作信息中包含的加热器输出的推移而言的、表面温度与设定温度之比的推移(步骤S4)。接着，估计部17根据动作信息、表面温度以及实绩信息来估计加热器102的表面温度(步骤S5)。

在步骤S6中，输出控制部19向输出部18输出估计出的表面温度。输出部18例如显示估计出的表面温度。

接着，判断是否重复进行表面温度的估计(步骤S7)。在重复进行估计的情况下(步骤S7：“是”)，处理回到步骤S2。另一方面，在结束估计的情况下(步骤S7：“否”)，结束本流程的处理。

接着，对本实施方式的程序进行说明。

注射成型机10的控制装置1中包括的各结构能够通过硬件、软件或它们的组合来分别实现。在此，通过软件来实现的意思是通过计算机读取并执行程序来实现。

程序能够使用各种类型的非暂态计算机可读取介质(non-transitory computerreadable medium)来保存并供给到计算机。非暂态计算机可读取介质包括各种类型的具有实体的记录介质(tangible storage medium：有形存储介质)。非暂态计算机可读取介质的例子包括磁记录介质(例如软盘、磁带、硬盘驱动器)、光磁记录介质(例如光磁盘)、CD-ROM(Read Only Memory：只读存储器)、CD-R、CD-R/W、半导体存储器(例如掩模ROM、PROM(Programmable ROM：可编程ROM)、EPROM(Erasable PROM：可擦除PROM)、快闪ROM、RAM(random access memory：随机存取存储器))。另外，显示程序也可以通过各种类型的暂态计算机可读取介质(transitory computer readable medium)来供给到计算机。暂态计算机可读取介质的例子包括电信号、光信号以及电磁波。暂态计算机可读取介质能够借助电线以及光纤等有线通信路、或无线通信路来向计算机供给程序。

以上，根据一个实施方式所涉及的注射成型机10的控制装置1和程序，能够起到下面的效果。

(1)注射成型机10具有缸体101以及配置在该缸体101的周围的加热器102，注射成型机10的控制装置1用于估计规定时刻的加热器102的表面温度，该注射成型机10的控制装置1具备：动作信息获取部12，其获取紧挨着规定时刻之前的规定期间内的、加热器102的加热器输出和加热器102的设定温度来作为动作信息；表面温度获取部15，其获取所获取到的动作信息中所包含的规定期间内的、加热器102的表面温度；实绩信息获取部14，其获取相对于加热器的加热器输出的推移而言的、加热器的表面温度与设定温度之比的推移的实绩来作为实绩信息；以及估计部17，其基于动作信息、实绩信息、以及获取到的表面温度来估计规定时刻的加热器的表面温度。

另外，程序使计算机作为注射成型机10的控制装置1来发挥功能，该注射成型机10具有缸体101以及配置在该缸体101的周围的加热器102，该程序使计算机估计规定时刻的加热器的表面温度，该程序使计算机作为以下各部发挥功能：动作信息获取部12，其获取紧挨着规定时刻之前的规定期间内的、加热器102的加热器输出和加热器102的设定温度来作为动作信息；表面温度获取部15，其获取所获取到的动作信息中所包含的期间内的、加热器102的表面温度；实绩信息获取部14，其获取相对于加热器102的加热器输出的推移而言的、加热器102的表面温度与设定温度之比的推移的实绩来作为实绩信息；以及估计部17，其基于动作信息、实绩信息、以及获取到的表面温度来估计规定时刻的加热器102的表面温度。

由此，能够与缸体101的周围的形状(凹凸)无关地提高估计出的加热器102的表面温度的精度。另外，不需要在加热器102的表面设置物理的传感器等，因此能够抑制成本。因而，能够进一步高精度地计算从加热器102的表面向空气的放热量。其结果，通过设定使放热量变为最小的操作、成型条件，来实现加热器的长寿命化、注射成型机的功率节省。

(2)注射成型机10的控制装置1还具备计算部16，该计算部16基于获取到的动作信息和获取到的表面温度来计算相对于动作信息中包含的加热器输出的推移而言的、表面温度与设定温度之比的推移，估计部17使用实绩信息中包含的实绩中的与动作信息以及计算出的比的推移类似或一致的实绩来估计规定时刻的表面温度。由此，能够通过获取加热器输出和设定温度来容易地估计表面温度。

(3)表面温度获取部15以加热器102的表面温度与设定温度之比的形式获取加热器102的表面温度，估计部17使用实绩信息中包含的实绩中的与动作信息以及获取到的比的推移类似或一致的实绩来估计规定时刻的表面温度。由此，通过直接获取设定温度与表面温度之比，也能够容易地估计表面温度。

(4)估计部17根据由与推移类似或一致的实绩示出的、与规定时刻对应的时刻的表面温度与设定温度之比来估计规定时刻的表面温度。由此，由于基于过去的实绩来估计表面温度，因此能够提高估计出的表面温度的精度。

上面对本公开的注射成型机的控制装置和程序的优选的各实施方式进行了说明，但本公开不限于上述的实施方式，能够适当变更。

例如，在上述实施方式中，如图8所示，输出控制部19也可以使加热器102的表面温度和学习实绩信息时的测量位置显示于输出部18。实绩信息保存部13保存包含测量位置的实绩信息。估计部17针对每个实绩信息中所包含的测量值估计加热器102的表面温度。由此，能够提高加热器102的表面温度的可视性。

另外，在上述实施方式中，如图9所示，输出控制部19也可以使输出部18显示按每个规定的时刻对加热器102的表面温度进行汇总而得到的散布图。由此，能够按时间序列显示加热器102的表面温度，因此能够容易地进行对加热器102的表面温度异常的监视。

另外，在上述实施方式中，如图10所示，输出控制部19也可以使输出部18按每个规定的时刻一览显示加热器102的表面温度。输出控制部19例如也可以使输出部18按每个加热器102显示最大值(温度)、最小值(温度)、平均值、最大值与最小值之差、以及标准偏差。

另外，在上述实施方式中，设为了在实绩信息获取部14获取到实绩信息之后，动作信息获取部12获取动作信息，但不限于此。也可以设为，动作信息获取部12在实绩信息获取部14获取实绩信息之前获取动作信息。

另外，在上述实施方式中，注射成型机10也可以是同轴往复螺杆式和柱塞式中的任一种。另外，在上述实施方式中，实绩信息中包含的加热器102的表面温度既可以是通过作为直接的方法的温度传感器(未图示)测量出的温度，也可以是通过作为间接的方法的热成像(辐射温度计，未图示)测量出的温度。

另外，在上述实施方式中，输出部18也可以与控制装置1(注射成型机10)独立地构成。另外，控制装置1也可以管理多个注射成型机10。

另外，在上述实施方式中，也可以设为，估计部17按每单位时间或每个循环时间等规定时间来进行估计。另外，在上述实施方式中，也可以设为，估计部17估计每个固定时间的平均值或估计特定的时刻的表面温度。

另外，在上述实施方式中，动作信息获取部12也可以使用在温度控制点检测出的检测温度(或估计出的表面温度)来代替设定温度。另外，在上述实施方式中，估计部17也可以将注射成型机10的动作开始时的加热器102的表面温度设为加热器102的控制点的检测温度的E％(E是任意的常数或变量)来估计加热器102的表面温度。估计部例如也可以将表面温度设为在检测温度低于50度的情况下E＝95、在检测温度为50度以上的情况下E＝90这样的变量来估计表面温度。

另外，在上述实施方式中，规定时刻不限定于当前时刻，也可以是过去或未来的时刻。在规定时刻是过去的情况下，动作信息获取部12获取紧挨着规定时刻之前的规定期间内的加热器输出和设定信息。另外，在规定时刻是未来的情况下，动作信息获取部12获取紧挨着规定时刻之前的规定期间内的假定的加热器输出和设定信息。

另外，在上述实施方式中，表面温度获取部15也可以获取设定温度与表面温度之比来代替表面温度。在该情况下，控制装置1也可以不具备计算部16。

附图标记说明

1：控制装置；10：注射成型机；12：动作信息获取部；14：实绩信息获取部；15：表面温度获取部；16：计算部；17：估计部；101：缸体；102：加热器；103：安全罩。

Claims (5)

1.一种注射成型机的控制装置，所述注射成型机具有缸体以及配置在所述缸体的周围的加热器，所述注射成型机的控制装置用于估计规定时刻的所述加热器的表面温度，所述注射成型机的控制装置具备：

动作信息获取部，其获取紧挨着所述规定时刻之前的规定期间内的、所述加热器的加热器输出和所述加热器的设定温度来作为动作信息；

表面温度获取部，其获取所获取到的动作信息中所包含的规定期间内的、所述加热器的表面温度；

实绩信息获取部，其获取相对于所述加热器的加热器输出的推移而言的、所述加热器的表面温度与设定温度之比的推移的实绩来作为实绩信息；以及

估计部，其基于所述动作信息、所述实绩信息、以及获取到的所述表面温度来估计所述规定时刻的所述加热器的表面温度。

2.根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其中，

还具备计算部，所述计算部基于获取到的所述动作信息和获取到的所述表面温度来计算相对于所述动作信息中包含的加热器输出的推移而言的、所述表面温度与所述设定温度之比的推移，

所述估计部使用所述实绩信息中包含的实绩中的与所述动作信息以及计算出的比的推移类似或一致的实绩来估计所述规定时刻的表面温度。

3.根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其中，

所述表面温度获取部以所述加热器的表面温度与设定温度之比的形式获取所述加热器的表面温度，

所述估计部使用所述实绩信息中包含的实绩中的与所述动作信息以及获取到的比的推移类似或一致的实绩来估计所述规定时刻的表面温度。

4.根据权利要求2或3所述的注射成型机的控制装置，其中，

所述估计部根据由与推移类似或一致的实绩示出的、与所述规定时刻对应的时刻的表面温度与设定温度之比来估计所述规定时刻的表面温度。

5.一种程序，使计算机作为注射成型机的控制装置来发挥功能，所述注射成型机具有缸体以及配置在所述缸体的周围的加热器，所述注射成型机的控制装置用于估计规定时刻的所述加热器的表面温度，所述程序使所述计算机作为以下各部发挥功能：

动作信息获取部，其获取紧挨着所述规定时刻之前的规定期间内的、所述加热器的加热器输出和所述加热器的设定温度来作为动作信息；

表面温度获取部，其获取所获取到的动作信息中所包含的期间内的、所述加热器的所述表面温度；

实绩信息获取部，其获取相对于所述加热器的加热器输出的推移而言的、所述加热器的表面温度与设定温度之比的推移的实绩来作为实绩信息；以及

估计部，其基于所述动作信息、所述实绩信息、以及获取到的表面温度来估计所述规定时刻的所述加热器的表面温度。

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