DE102020125013A1

DE102020125013A1 - Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung, Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren und Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE102020125013A1
Application number: DE102020125013.4A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Horiuchi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2021-04-01
Also published as: JP7311376B2; US20210094212A1; JP2021053843A; CN112571744A

Abstract

Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung (100), umfassend: eine Lernmodellspeichereinheit (230) zum Speichern eines Lernmodells (235) zum Schätzen von Rückwärtsdrehungsbedingungen; eine Erfassungseinheit (110) zum Erfassen eines vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der von einer Spritzgießmaschine (10) zumindest während eines Druckreduzierschritts zugeführt wird; und eine Schätzeinheit (220) zum Schätzen der Rückwärtsdrehungsbedingungen unter Verwendung des vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der durch die Erfassungseinheit erfasst wird, und des in der Lernmodellspeichereinheit gespeicherten Lernmodells.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung, ein Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren und eine Spritzgießmaschine.
Beschreibung des Stands der Technik:
Die veröffentlichte japanische Patentpublikation Nr. 2014-058066 offenbart eine Konfiguration, bei der nach der Messung eines vorbestimmten Einspritzmaterials in einem Dosierprozess die Drehung einer Schnecke gestoppt und dann die Schnecke in umgekehrter Richtung unter einer Bedingung gedreht wird, gemäß der die axiale Position der Schnecke beibehalten wird. In der veröffentlichten japanischen Patentpublikation Nr. 2014-058066 wird ein Drehwinkel berechnet, der für einen Volumenrückfluss erforderlich ist, der dem Volumen eines Injektionsmaterials entspricht, das dem Schließhub eines Kontrollrings entspricht, und die Schnecke wird um den so berechneten Drehwinkel rückwärts gedreht, wodurch Dosierungsschwankungen verringert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der Spritzgießmaschine, die in der veröffentlichten japanischen Patentpublikation Nr. 2014-058066 beschrieben ist, kann der Rotationsbetrag beim Rückwärtsdrehen der Schnecke jedoch nicht immer angemessen eingestellt werden. Wenn z.B. Luft von außen durch die Düse in den Zylinder eintritt, kann es Fälle geben, in denen kein zufriedenstellendes Formprodukt erzielt werden kann.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung, ein Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren und eine Spritzgießmaschine bereitzustellen, die die Rückwärtsdrehungsbedingungen der Schnecke einer Spritzgießmaschine vorteilhaft schätzen kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung zum Schätzen von Rückwärtsdrehungsbedingungen einer Spritzgießmaschine bereitgestellt, wobei die Spritzgießmaschine einen Zylinder, dem ein Harz zugeführt wird, und eine Schnecke aufweist, die dazu eingerichtet ist, sich vorwärts und rückwärts zu bewegen und sich innerhalb des Zylinders zu drehen, wobei die Spritzgießmaschine dazu eingerichtet ist, mindestens einen Dosierschritt des Durchführens einer Dosierung des Harzes durchzuführen, während das Harz innerhalb des Zylinders geschmolzen wird, indem sie bewirkt, dass die Schnecke rückwärts zu einer vorbestimmten Dosierposition bewegt wird während sie vorwärts gedreht wird, und einen Druckreduzierschritt des Reduzierens eines Drucks des Harzes durch Rückwärtsdrehen der Schnecke auf der Grundlage der vorbestimmten Rückwärtsdrehungsbedingungen, die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung umfassend: eine Lernmodellspeichereinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Lernmodell zu speichern, das dazu eingerichtet ist, die Rückwärtsdrehungsbedingungen zu schätzen; eine Erfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, einen vorbestimmten Zeitreihendatensatz zu erfassen, der von der Spritzgießmaschine zumindest während des Druckreduzierschritts geliefert wird; und eine Schätzeinheit, die dazu eingerichtet ist, die Rückwärtsdrehungsbedingungen unter Verwendung des von der Erfassungseinheit erfassten vorbestimmten Zeitreihendatensatzes und des in der Lernmodellspeichereinheit gespeicherten Lernmodells zu schätzen.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Spritzgießmaschine mit der oben beschriebenen Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung ausgestattet.
Nach noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahrenen einer Spritzgießmaschine bereitgestellt, wobei die Spritzgießmaschine einen Zylinder, dem ein Harz zugeführt wird, und eine Schnecke aufweist, die dazu eingerichtet ist, sich vorwärts und rückwärts zu bewegen und sich innerhalb des Zylinders zu drehen, wobei die Spritzgießmaschine dazu eingerichtet ist, mindestens einen Dosierschritt des Durchführens einer Dosierung des Harzes durchzuführen, während das Harz innerhalb des Zylinders geschmolzen wird, indem sie bewirkt, dass die Schnecke rückwärts zu einer vorbestimmten Dosierposition bewegt wird während sie vorwärts gedreht wird, und einen Druckreduzierschritt des Reduzierens eines Drucks des Harzes durch Rückwärtsdrehen der Schnecke auf der Grundlage der vorbestimmten Rückwärtsdrehungsbedingungen, das Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren umfassend: einen Erfassungsschritt zum Erfassen eines vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der von der Spritzgießmaschine zumindest während des Druckreduzierschrittes geliefert wird; und einen Schritt zur Schätzung der Rückwärtsdrehungsbedingungen unter Verwendung des vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der beim Erfassungsschritt erfasst wurde, und eines Lernmodells, das zur Schätzung der Rückwärtsdrehungsbedingungen eingerichtet ist.
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung, ein Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren und eine Spritzgießmaschine bereitzustellen, die die Rückwärtsdrehungsbedingungen der Schnecke der Spritzgießmaschine günstig schätzen kann.
Die oben genannten und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als illustratives Beispiel gezeigt wird, deutlicher hervortreten.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 ist eine Seitenansicht, die eine Spritzgießmaschine gemäß einer Ausführungsform zeigt;
3 ist eine schematische Darstellung einer Spritzeinheit, die entsprechend der Ausführungsform in der Spritzgießmaschine vorgesehen ist;
4 ist ein Blockdiagramm, das eine in der Spritzgießmaschine vorgesehene Steuereinrichtung entsprechend der Ausführungsform zeigt;
5 ist ein Blockdiagramm, das die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung (Lernmodus) entsprechend der Ausführungsform zeigt;
6A, 6B und 6C sind Tabellen, die Beispiele für Rückwärtsdrehungsbedingungen zeigen, die beim maschinellen Lernen festgesetzt werden;
7 ist ein Blockdiagramm, das die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung (Schätzmodus) gemäß einer Ausführungsform zeigt;
8A, 8B und 8C sind Diagramme, die Beispiele von Tabellen zeigen;
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinheit zeigt;
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung (Lernmodus) gemäß der Ausführungsform zeigt;
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Spritzgießmaschine entsprechend der Ausführungsform zeigt;
12 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung (Schätzmodus) gemäß der Ausführungsform zeigt;
13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Spritzgießmaschine entsprechend der Ausführungsform zeigt; und
14A, 14B, 14C, 14D und 14E sind Zeitdiagramme, die ein Beispiel des Betriebs der Spritzgießmaschine entsprechend der Ausführungsform zeigen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung, ein Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren und eine Spritzgießmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden durch Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
[Ausführungsform]
Eine Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung, ein Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren und eine Spritzgießmaschine gemäß einer Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf 1 bis 14E beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Wie in 1 gezeigt, kann eine Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 über ein Netzwerk 107 mit einer Vielzahl von Spritzgießmaschinen 10 verbunden sein. Obwohl in dem unten beschriebenen Beispiel die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 und die Spritzgießmaschinen 10 getrennt vorgesehen sind, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 kann in die Spritzgießmaschine 10 eingebaut sein.
Die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 enthält eine Recheneinheit 111. Die Recheneinheit 111 steuert die gesamte Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100. Als Recheneinheit 111 kann ein Prozessor wie z.B. eine CPU (Central Processing Unit) verwendet werden, sie ist aber nicht darauf beschränkt. Die Recheneinheit 111 kann über eine Schnittstelle 116 und das Netzwerk 107 mit der Vielzahl der Spritzgießmaschinen 10 kommunizieren.
Die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 beinhaltet eine Speichereinheit 115. Die Speichereinheit 115 beinhaltet ein ROM (Read Only Memory) 112, ein RAM (Random Access Memory) 113 und einen nichtflüchtigen Speicher 114. Als nichtflüchtiger Speicher 114 kann zum Beispiel ein Flash-Speicher verwendet werden.
Das Recheneinheit 111 kann ein im ROM 112 gespeichertes Systemprogramm und Ähnliches über einen Bus 120 auslesen. Die Recheneinheit 111 steuert die gesamte Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 entsprechend dem Systemprogramm und dergleichen. Das RAM 113 kann temporäre Berechnungsdaten, Anzeigedaten und dergleichen speichern.
Der nichtflüchtige Speicher 114 kann u.a. Daten speichern, die von der Spritzgießmaschine 10 und anderen über das Netzwerk 107 geliefert werden. Darüber hinaus kann der nichtflüchtige Speicher 114 ein Programm und Ähnliches für den Betrieb der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 speichern. Ferner kann der nichtflüchtige Speicher 114 Daten und dergleichen speichern, die von einem Benutzer oder dergleichen unter Verwendung einer später beschriebenen Bedieneinheit 171 eingegeben wurden. Die im nichtflüchtigen Speicher 114 gespeicherten Programme, Daten usw. können zum Zeitpunkt der Ausführung oder Verwendung auf das RAM 113 erweitert werden.
Eine Anzeigeeinheit 170 kann an die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 angeschlossen werden. Die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 beinhaltet ferner eine Anzeigesteuereinheit 117. Die Anzeigesteuereinheit 117 kann digitale Signale wie numerische Daten, graphische Daten und andere in Rastersignale für die Anzeige oder dergleichen umwandeln und die Rastersignale oder dergleichen an die Anzeigeeinheit 170 ausgeben. Die Anzeigeeinheit 170 kann auf der Grundlage der von der Anzeigesteuereinheit 117 gelieferten Rastersignale oder dergleichen numerische Werte, Zahlen und dergleichen anzeigen. Die Anzeigesteuereinheit 117 kann auf der Anzeigeeinheit 170 die Rückwärtsdrehungsbedingungen anzeigen, die durch die nachfolgend erwähnte Schätzeinheit 220 geschätzt werden. Die Anzeigeeinheit 170 kann z.B. als Flüssigkristallanzeige oder Ähnliches konfiguriert sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
Eine Bedienungseinheit 171 kann an die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 angeschlossen werden. Die Bedienungseinheit 171 kann z.B. eine Tastatur, eine Maus und ähnliches beinhalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Bedienungseinheit 171 kann als nicht dargestellte Berührungsplatte (Berührungsbildschirm) konfiguriert sein, die auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 170 vorgesehen ist. Der Benutzer kann über die Bedieneinheit 171 einen Befehl an Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 geben. Ein durch die Bedienung der Bedieneinheit 171 erteilter Befehl oder Ähnliches wird über die Schnittstelle 118 in die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 eingegeben.
Die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 kann über die Schnittstelle 116 und das Netzwerk 107 mit einem Verwaltungsgerät 300 kommunizieren.
Die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 umfasst ferner ein Maschinenlerngerät 200. Das Maschinenlerngerät 200 enthält eine Recheneinheit 201. Die Recheneinheit 201 steuert das gesamte Maschinenlerngerät 200. Die Recheneinheit 201 kann als Prozessor wie z.B. eine CPU konfiguriert sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Recheneinheit 201 als ASIC (Application Specific Integrated Circuit), GPU (Graphics Processing Unit) oder Ähnliches konfiguriert sein. Ein im Maschinenlerngerät 200 vorgesehener Bus 240 ist über eine Schnittstelle 121 an den Bus 120 angeschlossen, der mit der oben genannten Recheneinheit 111 verbunden ist.
Das Maschinenlerngerät 200 beinhaltet ferner eine Speichereinheit 205. Die Speichereinheit 205 umfasst ein ROM 202, ein RAM 203 und einen nichtflüchtigen Speicher 204. Als nichtflüchtiger Speicher 204 kann z.B. ein Flash-Speicher verwendet werden.
Das Recheneinheit 201 kann das im ROM 202 gespeicherte Systemprogramm und Ähnliches über den Bus 240 auslesen. Das RAM 203 kann beim maschinellen Lernen temporäre Daten und ähnliches speichern. Ein Lernmodell 235 (siehe 5) und Ähnliches kann im nichtflüchtigen Speicher 204 gespeichert sein.
Die von den mehreren Spritzgießmaschinen 10 einzeln gelieferten Daten und dergleichen können über die Schnittstellen 116 und 121 in das Maschinenlerngerät 200 eingegeben werden. Die von jeder der mehreren Spritzgießmaschinen 10 an das Maschinenlerngerät 200 gelieferten Daten und Ähnliches enthalten vorgegebene Zeitreihendaten (Datensätze), die später beschrieben werden. Das Maschinenlerngerät 200 kann über die Schnittstellen 116 und 121 und das Netzwerk 107 Rückwärtsdrehungsbedingungen an jede der mehreren Spritzgießmaschinen 10 ausgeben. Die optimalen Rückwärtsdrehungsbedingungen für eine Spritzgießmaschine 10 sind nicht immer optimal für eine andere Spritzgießmaschine 10. Daher kann das Maschinenlerngerät 200 die optimalen Rückwärtsdrehungsbedingungen für jede der mehreren Spritzgießmaschinen 10 separat schätzen. Die Rückwärtsdrehungsbedingungen spezifizieren mindestens einen der folgenden Werte: den Drehbetrag der Schnecke 28, die Drehbeschleunigung der Schnecke 28, die Drehrate der Schnecke 28 und die Drehzeit der Schnecke 28.
2 ist eine Seitenansicht, die die Spritzgießmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Um die Beschreibung zu erleichtern, wird die linke Seite der Papieroberfläche in 2 als Vorderseite und die rechte Seite der Papieroberfläche in 2 als Rückseite betrachtet.
Wie in 2 dargestellt, beinhaltet die Spritzgießmaschine 10 eine Formschließeinheit 14 mit einer Form 12, die so konfiguriert ist, dass sie geöffnet und geschlossen werden kann, sowie eine Spritzeinheit 16, die der Formschließeinheit 14 in der Richtung von vorne nach hinten zugewandt ist. Die Formschließeinheit 14 und die Spritzeinheit 16 sind auf einer Maschinenbasis 18 abgestützt. Die Spritzgießmaschine 10 enthält außerdem eine Steuereinrichtung 20, das die Spritzeinheit 16 steuert.
Die Formschließeinheit 14 und die Maschinenbasis 18 können auf der Grundlage einer bekannten Technologie konfiguriert werden. Im Folgenden wird daher gegebenenfalls auf die Beschreibung der Werkzeugschließeinheit 14 und der Maschinenbasis 18 verzichtet.
Die Spritzeinheit 16 ist auf einem Sockel 22 gelagert. Der Sockel 22 ist mittels einer auf der Maschinenbasis 18 installierten Führungsschiene 24 vor- und rückwärts beweglich gelagert. Aus diesem Grund ist die Spritzeinheit 16 auf dem Maschinensockel Maschinenbasis vor- und rückwärts beweglich angeordnet und kann mit der Formschließeinheit 14 in Kontakt kommen und sich von dieser trennen.
3 ist eine schematische Darstellung der in der Spritzgießmaschine vorgesehenen Spritzeinheit nach der vorliegenden Ausführungsform.
Die Spritzeinheit 16 ist mit einem rohrförmigen Heizzylinder (Zylinder) 26 ausgestattet. Im Zylinder 26 befindet sich eine Schnecke 28. Eine erste Antriebsvorrichtung 32 und eine zweite Antriebsvorrichtung 34 sind mit der Schnecke 28 verbunden.
Die Axiallinie des Zylinders 26 und die Axiallinie der Schnecke 28 fallen auf einer gedachten Linie L zusammen. Ein solches System kann als In-Line (In-Line Schnecke) -System bezeichnet werden. Die Spritzgießmaschine, auf die das In-Line-System angewendet wird, wird als In-Line-Spritzgießmaschine bezeichnet.
Als Vorteile einer solchen In-Line-Spritzgießmaschine können beispielsweise ein Punkt genannt werden demgemäß der Aufbau der Spritzeinheit 16 einfacher ist, und ein Punkt demgemäß ihre Wartungsfreundlichkeit im Vergleich zu anderen Arten von Spritzgießmaschinen ausgezeichnet ist. Beispiele für die anderen Arten von Spritzgießmaschinen beinhalten eine Spritzgießmaschine des Vorplastifizierungstyps.
Wie in 3 dargestellt, ist auf der Rückseite des Zylinders 26 ein Trichter 36 vorgesehen. Der Trichter 36 hat eine Zufuhröffnung für die Zufuhr eines Harzes als Formmasse zum Zylinder 26. Entlang des Zylinders 26 ist eine Heizung 38 zum Beheizen des Zylinders 26 vorgesehen. Am vorderen Ende des Zylinders 26 ist eine Düse 40 ausgebildet. Die Düse 40 hat eine Einspritzöffnung zum Einspritzen des Harzes in den Zylinder 26.
Die Schnecke 28 hat einen Schneckengangteil 42 in der Richtung von vorne nach hinten. Der Schneckengangteil 42 bildet zusammen mit der Innenwand des Zylinders 26 einen spiralförmigen Fließweg 44. Der spiralförmige Fließweg 44 führt das aus dem Trichter 36 zugeführte Harz in Vorwärtsrichtung zum Zylinder 26. An einem vorderen Ende der Schnecke 28 ist ein Schneckenkopf 46 vorgesehen. Die Schnecke 28 enthält ferner ein Kontrollblech 48. Das Kontrollblech 48 ist in Bezug auf den Schneckenkopf 46 in einem Abstand nach hinten angeordnet. Die Schnecke 28 enthält ferner einen Kontrollring (ein Ring zur Rückflussverhinderung) 50. Der Kontrollring 50 kann zwischen Schneckenkopf 46 und dem Kontrollblech 48 hin- und herbewegt werden.
Der Kontrollring 50 bewegt sich relativ zur Schnecke 28 vorwärts, wenn der Kontrollring einen Vorwärtsdruck vom Harz erhält, das sich auf der Rückseite des Kontrollrings 50 befindet. Ferner bewegt sich der Kontrollring 50 relativ zur Schnecke 28 nach hinten, wenn er von dem Harz, das sich auf der Vorderseite des Kontrollrings 50 befindet, einen Druck nach hinten erhält.
In dem unten beschriebenen Dosierschritt wird das aus dem Trichter 36 durch die Zuführöffnung in den Zylinder 26 zugeführte Harz durch die Vorwärtsdrehung der Schnecke 28 in Vorwärtsrichtung gefördert und verdichtet, während es entlang des Fließweges 44 aufgeschmolzen wird. Dadurch wird der Druck auf der Rückseite des Kontrollrings 50 größer als der Druck auf der Vorderseite des Kontrollrings 50. Wenn dies eintritt, bewegt sich der Kontrollring 50 relativ zur Schnecke 28 nach vorne, und der Fließweg 44 wird allmählich geöffnet, während sich der Kontrollring 50 bewegt. Dadurch wird das Harz in die Lage versetzt, entlang des Fließweges 44 zur Vorderseite über das Kontrollblech 48 hinaus zu fließen.
Bei dem unten beschriebenen Injektionsschritt wird der Druck auf der Vorderseite des Kontrollrings 50 größer als der Druck auf der Rückseite des Kontrollrings 50. In diesem Fall bewegt sich der Kontrollring 50 relativ zur Schnecke 28 nach hinten, und der Fließweg 44 wird mit der Bewegung des Kontrollrings 50 allmählich geschlossen. Wenn der Kontrollring 50 nach hinten bewegt wird, bis er auf dem Kontrollblech 48 aufsitzt, wird es sehr unwahrscheinlich, dass das Harz vor und hinter den Kontrollring 50 fließt, und das Harz auf der Vorderseite des Kontrollblechs 48 wird daran gehindert, rückwärts auf die Rückseite des Kontrollblechs 48 zu fließen.
Die Schnecke 28 ist mit einem Drucksensor 30 ausgestattet. Der Drucksensor 30 erfasst sequentiell den Druck, der auf das Harz im Inneren des Zylinders 26 ausgeübt wird. Als Drucksensor 30 kann z.B. eine Wägezelle oder Ähnliches verwendet werden, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Druck, der auf das Harz im Inneren des Zylinders 26 wirkt, kann auch als Rückdruck oder Druck des Harzes (Harzdruck) bezeichnet werden.
Die erste Antriebsvorrichtung 32 ist dazu eingerichtet, die Schnecke 28 im Inneren des Zylinders 26 zu drehen. Die erste Antriebsvorrichtung 32 enthält einen Servomotor (Motor) 52a. Die erste Antriebsvorrichtung 32 enthält ferner eine Antriebsscheibe 54a, die sich integral mit der Drehwelle des Servomotors 52a dreht. Die erste Antriebsvorrichtung 32 umfasst ferner eine angetriebene Riemenscheibe 56, die sich zusammen mit der Schnecke 28 dreht. Die erste Antriebsvorrichtung 32 enthält ferner ein Riemenelement 58a, das eine Drehkraft des Servomotors 52a von der Antriebsscheibe 54a auf die angetriebene Riemenscheibe 56 überträgt.
Wenn sich die Drehwelle des Servomotors 52a dreht, wird die Drehkraft des Servomotors 52a über die Antriebsscheibe 54a, das Riemenelement 58a und die angetriebene Riemenscheibe 56 auf die Schnecke 28 übertragen. Dadurch dreht sich die Schnecke 28.
Auf diese Weise ist die erste Antriebsvorrichtung 32 dazu eingerichtet, die Schnecke 28 durch Drehen der Drehwelle des Servomotors 52a zu drehen. Durch Änderung der Drehrichtung der Drehwelle des Servomotors 52a kann die Drehrichtung der Schnecke 28 zwischen vorwärts und rückwärts umgeschaltet werden.
Am Servomotor 52a ist ein Sensor 60a vorgesehen. Der Sensor 60a kann die Drehposition und die Drehrate der Drehwelle des Servomotors 52a erfassen. Dieser Sensor 60a kann auch als Positions-/Geschwindigkeitssensor bezeichnet werden. Der Sensor 60a liefert ein Erfassungsergebnis an die Steuereinheit 20. Die Steuereinheit 20 ist dazu eingerichtet, den Rotationsbetrag (Rotationsmenge), die Rotationsbeschleunigung, die Rotationsgeschwindigkeit usw. der Schnecke 28 auf der Grundlage der vom Sensor 60a erfassten Rotationsposition und Rotationsgeschwindigkeit zu berechnen.
Die zweite Antriebsvorrichtung 34 ist so konfiguriert, dass sie die Schnecke 28 vorwärts und rückwärts (zurück) bewegt. Die zweite Antriebsvorrichtung 34 enthält einen Servomotor (Motor) 52b. Eine Referenznummer 52 wird verwendet, um die Motoren allgemein zu beschreiben, und die Referenznummern 52a und 52b werden zur Beschreibung der einzelnen Motoren verwendet. Die zweite Antriebsvorrichtung 34 enthält ferner eine Antriebsscheibe 54b, die sich integral mit der Drehwelle des Servomotors 52b dreht. Die zweite Antriebsvorrichtung 34 umfasst ferner eine Kugelumlaufspindel 61. Die Axiallinie der Kugelumlaufspindel 61 und die Axiallinie der Schnecke 28 fallen auf einer gedachten Linie L zusammen. Die zweite Antriebsvorrichtung 34 enthält ferner eine angetriebene Riemenscheibe 62, die an der Kugelumlaufspindel 61 befestigt ist. Die zweite Antriebsvorrichtung 34 enthält ferner ein Riemenelement 58b, das die Drehkraft des Servomotors 52b von der Antriebsscheibe 54b auf die angetriebene Riemenscheibe 62 überträgt. Die zweite Antriebsvorrichtung 34 umfasst ferner eine Mutter 63, die mit der Kugelumlaufspindel 61 in Gewindeeingriff steht.
Wenn eine Rotationskraft vom Riemenelement 58b übertragen wird, wandelt die Kugelumlaufspindel 61 die Rotationskraft in eine lineare Bewegung um und überträgt die lineare Bewegung auf die Schnecke 28. Infolgedessen bewegt sich die Schnecke 28 vorwärts und rückwärts.
Auf diese Weise ist die zweite Antriebsvorrichtung 34 dazu eingerichtet, die Schnecke 28 durch Drehen der Drehwelle des Servomotors 52b vorwärts und rückwärts zu bewegen. Durch Änderung der Drehrichtung der Drehwelle des Servomotors 52b kann die Bewegungsrichtung der Schnecke 28 zwischen vorwärts (vorschiebend) und rückwärts (zurückziehend) umgeschaltet werden.
Der Servomotor 52b enthält einen Sensor 60b. Als Sensor 60b kann der gleiche Sensor wie der oben beschriebene Sensor 60a verwendet werden, er ist aber nicht darauf beschränkt. Die Steuereinheit 20 ist dazu eingerichtet, eine Position der Vorwärtsbewegung, eine Position der Rückwärtsbewegung usw. der Schnecke 28 in Vorwärts-Rückwärts-Richtung zu berechnen, basierend auf der vom Sensor 60b erfassten Drehposition und Drehrate. Ferner ist die Steuereinheit 20 dazu eingerichtet, eine Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit, eine Rückwärts-(Zurück-) bewegungsgeschwindigkeit usw. der Schnecke 28 auf der Grundlage der vom Sensor 60b erfassten Drehposition und Drehrate zu berechnen.
Wenn die Schnecke 28 vorwärts gedreht wird, während das Harz durch den Trichter 36 in den Zylinder 26 eingebracht wird, wird das Harz allmählich komprimiert und entlang des Fließweges 44 in Vorwärtsrichtung geführt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Harz geschmolzen (weich gemacht), indem es der Erwärmung durch die Heizung 38 und der Rotation der Schnecke 28 ausgesetzt wird. Das geschmolzene Harz sammelt sich in einem Bereich, der sich an einer Stelle auf der Vorderseite in Bezug auf das Kontrollblech 48 innerhalb des Bereichs im Zylinder 26 befindet. Der Bereich auf der Vorderseite in Bezug auf das Kontrollblech 48 innerhalb des Zylinders 26 kann als Dosierbereich bezeichnet werden.
Die Vorwärtsdrehung der Schnecke 28 wird von einem Zustand aus gestartet, in dem die Schnecke 28 vollständig innerhalb des Zylinders 26 vorgeschoben ist (ein Zustand, in dem das Volumen des Dosierbereichs auf einem Minimum liegt), und wird fortgesetzt, bis die Schnecke 28 nach hinten in eine vorbestimmte Position (die Dosierposition) bewegt wird. Die Rückwärtsbewegung der Schnecke 28 wird durchgeführt, während der Rückdruck auf einem vorbestimmten Wert (Dosierdruck) P1 gehalten wird. Das heißt, die Schnecke 28 wird nach hinten bewegt, während der Servomotor 52b auf der Grundlage des vom Drucksensor 30 erfassten Drucks rückkopplungsgesteuert (rückdruckgeregelt) wird, und zwar so, dass der auf das Harz ausgeübte Rückdruck zum Dosierdruck P1 wird. Dieser Vorgang kann als Dosierung (Dosierschritt) bezeichnet werden. Im Dosierschritt wird, wie oben beschrieben, die Schnecke 28 nach hinten in die vorbestimmte Dosierposition bewegt, während sie vorwärts gedreht wird, wodurch die Dosierung des Harzes im Zylinder 26 durchgeführt wird, während das Harz geschmolzen wird.
Die Einstellung der Position der Schnecke 28 in die Dosierposition durch Rückwärtsbewegung der Schnecke 28 bei gleichzeitiger Steuerung der Rückwärtsbewegung der Schnecke 28, so dass der Rückdruck während der Dosierung auf dem Dosierdruck P1 gehalten wird, ermöglicht es, das Volumen des Dosierbereichs und die Dichte des Harzes bei jeder Dosierung im Wesentlichen konstant zu halten.
Allerdings wird Trägheit erzeugt im Servomotor 52a, der die Schnecke 28 dreht, in der Antriebsscheibe 54a, die die Drehkraft des Servomotors 52a überträgt, im Riemenelement 58a und in der angetriebenen Scheibe 56. Selbst wenn versucht wird, die Drehung der Schnecke 28 zu stoppen, kann daher die Drehung der Schnecke 28 aufgrund des Trägheitseffekts nicht sofort gestoppt werden. Daher tritt eine Zeitverzögerung zwischen dem Erreichen der Dosierposition der Schnecke 28 und dem Stoppen der Vorwärtsdrehung der Schnecke 28 auf. Auch während einer solchen Zeitverzögerung wird das Harz kontinuierlich von der Rückwärts- zur Vorwärtsrichtung gefördert und verdichtet. Auch nachdem die Vorwärtsdrehung der Schnecke 28 gestoppt wurde, wird das Fließen des Harzes aus der rückwärtigen Richtung in die vorwärts gerichtete Richtung nicht sofort durch den Einfluss des Viskositätswiderstandes des geschmolzenen Harzes gestoppt, sondern das Harz wird noch eine Zeit lang weiter gefördert und verdichtet. Aus den oben genannten Gründen neigt die im Dosierbereich angesammelte Harzmenge tatsächlich dazu, größer zu werden als die für eine zufriedenstellende Formgebung erforderliche Harzmenge (passende Menge). Wenn die im Dosierbereich angesammelte Harzmenge größer als die passende Menge ist, kann die Masse des hergestellten Formprodukts ungleichmäßig werden, was eine Hauptursache für Formfehler sein kann.
Wenn die Schnecke 28 die Dosierposition erreicht, verlangsamt sich die Drehung der Schnecke 28 allmählich und die Vorwärtsdrehung der Schnecke 28 stoppt. Nachdem die Vorwärtsdrehung der Schnecke 28 gestoppt wurde, wird die Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 gestartet. Der Grund warum die Schnecke 28 zurückgedreht wird ist, dass der Rückdruck reduziert wird. Dieser Schritt kann als Druckreduzierung bezeichnet werden (Druckreduzierschritt). Zu einem Zeitpunkt nach Abschluss des Druckreduzierschritts ist es vorteilhaft, den Rückdruck in die Nähe von Null zu bringen (Zieldruck P0). Beim Druckreduzierschritt wird die Schnecke 28, wie oben beschrieben, auf der Grundlage der vorbestimmten Rückwärtsdrehungsbedingungen rückwärts gedreht, um dadurch den Harzdruck (den Druck des Harzes) zu reduzieren.
Bei übermäßigem Druckabfall wird Luft aus der Düse 40 in das Innere des Zylinders 26 gesaugt, und Luftblasen vermischen sich mit dem Harz im Inneren des Zylinders 26. Ein übermäßiger Druckabbau kann z.B. dann auftreten, wenn der Druckabbau bei der Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 oder Ähnlichem zu groß ist. Genauer gesagt kann ein übermäßiger Druckabfall auftreten, wenn der Drehwinkel der Schnecke 28 in Rückwärtsrichtung zu groß ist. Eine übermäßige Druckreduzierung kann auch auftreten, wenn die Stärke der Druckreduzierung übermäßig groß ist. Beispielsweise kann, wenn die Drehzahl der Schnecke 28 zu hoch ist, eine übermäßige Druckreduzierung auftreten. Wenn beim Formen ein Harz mit darin eingemischten Luftblasen verwendet wird, tritt eine Unebenheit in der Masse des durch das Gießen erhaltenen Formprodukts auf, die zu schlechtem Aussehen, schlechter Produktqualität und anderen Fehlern führt.
Wenn der Druck nicht ausreichend reduziert wird, tritt das Phänomen des Kleckerns auf, bei dem geschmolzenes Harz aus der Spitze der Düse 40 austritt. Daher ist es ideal, dass die Druckreduzierung so durchgeführt wird, dass das Einmischen von Luftblasen in das im Zylinder 26 angesammelte Harz verhindert wird und auch das Kleckern verhindert wird.
Nachdem der Dosierschritt und der Druckreduzierschritt durchgeführt wurden, wird, um den Hohlraum innerhalb des Werkzeugs 12 mit dem Harz zu füllen, das sich im Dosierbereich innerhalb des Zylinders 26 angesammelt hat, die Schnecke 28 vorgeschoben, wobei die Form 12 und die Düse 40 in Kontakt gepresst werden (in einen die Düse berührenden Zustand gebracht werden). Als Ergebnis wird das geschmolzene Harz von der Spitze der Düse 40 in die Form 12 eingespritzt. Diese Reihe von Verfahren kann als Einspritzen (Einspritzschritt) bezeichnet werden. Nachdem das Harz eingespritzt wurde, wird in der Formschließeinheit 14 ein als Formöffnung (Formöffnungsschritt) bezeichnetes Verfahren zum Öffnen der Form 12 durchgeführt, wobei das in die Hohlräume gefüllte Harz als geformtes Produkt aus der Form 12 entnommen wird. Nach Durchführung des Formöffnungsschrittes wird ein als Formschließen (Formschließschritt) bezeichneter Vorgang zum Schließen der Form 12 in der Formschließeinheit 14 als Vorbereitung für ein nachfolgendes Formen durchgeführt.
Auf diese Weise werden der Dosierschritt, der Druckreduzierschritt, der Einspritzschritt, der Formöffnungsschritt und der Formschließschritt nacheinander in der oben beschriebenen Reihenfolge ausgeführt. Ein solcher sequentieller Prozessablauf kann als Formzyklus bezeichnet werden. Die Spritzgießmaschine 10 kann durch wiederholtes Ausführen des Formzyklus geformte Produkte in Massenproduktion herstellen.
Die Steuervorrichtung 20 kann zumindest den Druckreduzierschritt unter den mehreren Schritten des Formgebungszyklus ausführen.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine in der Spritzgießmaschine vorgesehene Steuereinrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Steuereinrichtung 20 umfasst eine Recheneinheit 70 und eine Speichereinheit 64. Die Recheneinheit 70 kann als Prozessor wie z.B. eine CPU konfiguriert sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Speichereinheit 64 enthält ein nicht dargestelltes RAM, ein ROM und einen nichtflüchtigen Speicher. Beispiele für den nichtflüchtigen Speicher sind ein Flash-Speicher und ähnliches. Daten und andere können vorübergehend im RAM gespeichert werden. Programme, Tabellen, Daten und dergleichen können im ROM, dem nichtflüchtigen Speicher und dergleichen gespeichert werden.
Die Recheneinheit 70 umfasst eine Zeitreihendatenerfassungseinheit 72, eine Dosiersteuereinheit 74, eine Rückwärtsdrehungssteuereinheit 76, eine Rückwärtsdrehungsbedindungserfassungseinheit 78, eine Steuereinheit 80 und eine Anzeigesteuereinheit 84. Die Zeitreihendatenerfassungseinheit 72, die Dosiersteuereinheit 74, die Rückwärtsdrehungssteuereinheit 76, die Rückwärtsdrehungsbedindungserfassungseinheit 78, die Steuereinheit 80 und die Anzeigesteuereinheit 84 können durch die Recheneinheit 70 realisiert werden, die ein in der Speichereinheit 64 gespeichertes Programm ausführt.
Die Speichereinheit 64 kann zuvor ein vorgegebenes Steuerprogramm zur Steuerung der Spritzeinheit 16 speichern. Zusätzlich können in der Speichereinheit 64 bei laufendem Steuerprogramm verschiedene Informationen entsprechend abgespeichert werden. Die Speichereinheit 64 enthält eine Zeitreihendatenspeichereinheit 92, eine Dosierbedingungsspeichereinheit 94 und eine Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit 96.
An das Steuergerät 20 können eine Anzeigeeinheit (Anzeigegerät) 66 und eine Bedienungseinheit (Eingabegerät) 68 angeschlossen werden.
Die Anzeigeeinheit 66 kann z.B. aus einer Flüssigkristallanzeige oder Ähnlichem bestehen, ist aber nicht darauf beschränkt. Auf der Anzeigeeinheit 66 können verschiedene Informationen angezeigt werden. Zum Beispiel können die Rückwärtsdrehungsbedingungen und andere auf der Anzeigeeinheit 66 angezeigt werden.
Die Bedienungseinheit 68 kann z.B. eine Tastatur, eine Maus und ähnliches enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Bedienungseinheit 68 kann als eine nicht dargestellte Berührungsplatte (Berührungsbildschirm) konfiguriert sein, die auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 66 vorgesehen ist. Über die Bedienungseinheit 68 kann der Anwender einen Befehl an die Spritzgießmaschine 10 geben.
Die Dosiersteuereinheit 74 führt die oben beschriebene Dosierung auf der Grundlage der Dosierbedingungen durch. Als Dosierbedingungen werden die Vorwärtsdrehrate (Dosierdrehrate) der Schnecke 28 während der Dosierung, der Dosierdruck P1 und ähnliches vorgegeben. Die Dosierbedingungen werden im Voraus in der Dosierbedingungsspeichereinheit 94 gespeichert. Die Dosierbedingungen können vom Bediener über die Bedienungseinheit 68 vorgegeben werden.
Die Dosiersteuereinheit 74 bewegt die Schnecke 28 nach hinten, während sie die Schnecke 28 nach vorne dreht, bis die Schnecke 28 die Dosierposition erreicht. Bei dieser Bewegung steuert die Dosiersteuereinheit 74 die erste Antriebsvorrichtung 32, wobei die Schnecke 28 mit der Dosierdrehrate vorwärts gedreht wird. Ferner steuert die Dosiersteuereinheit 74 zu diesem Zeitpunkt die zweite Antriebsvorrichtung 34, wobei die Geschwindigkeit der Rückwärtsbewegung und die Position der Schnecke 28 so gesteuert werden, dass der Rückdruck gleich dem Dosierdruck P1 wird. Wenn die Schnecke 28 die Dosierposition erreicht, stoppt die Dosiersteuereinheit 74 die Vorwärtsdrehung und die Rückwärtsbewegung der Schnecke 28, zusammen mit dem Aufrufen des Betriebs der Rückwärtsdrehungssteuereinheit 76. Wie oben beschrieben, gibt es eine Zeitverzögerung von dem Zeitpunkt, an dem die Schnecke 28 die Dosierposition erreicht, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Vorwärtsdrehung und die Rückwärtsbewegung der Schnecke 28 zum Stillstand kommen.
Nachdem die Vorwärtsdrehung der Schnecke 28 gestoppt wurde, dreht die Rückwärtsdrehungssteuereinheit 76 die Schnecke 28 auf der Grundlage der Rückwärtsdrehungsbedingungen rückwärts. Die Rückwärtsdrehungsbedingungen legen für die Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 mindestens eines der folgenden Kriterien fest: Drehbetrag (Drehwinkel) der Schnecke 28, Drehbeschleunigung der Schnecke 28, Drehrate der Schnecke 28 und Drehzeit der Schnecke 28 (d.h. die Zeit, während der sich die Schnecke 28 dreht). Die Rückwärtsdrehungssteuereinheit 76 dreht die Schnecke 28 in umgekehrter Richtung, basierend auf den Rückwärtsdrehungsbedingungen, die im Voraus in der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit 96 gespeichert wurden.
Wenn die Schnecke 28 rückwärts gedreht wird, wird das Harz auf einer Seite, die weiter hinten liegt als das Kontrollblech 48, entlang des spiralförmigen Fließweges 44 vom Kontrollblech 48 in Richtung Trichter 36 abgeschabt, d.h. in einer Richtung, die der zum Zeitpunkt der Dosierung entgegengesetzt ist. Infolgedessen nimmt der Druck des Harzes auf einer rückwärtigeren Seite als das Kontrollblech 48 ab. Außerdem befindet sich zu einem Zeitpunkt, an dem die Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 begonnen wird, der Kontrollring 50 auf der Seite des Schneckenkopfes 46, so dass der Fließweg 44 offen ist. Dementsprechend durchläuft das im Dosierbereich angesammelte Harz den Kontrollring 50 und bewegt sich von der Vorderseite zur Rückseite (Rückfluss), während die Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 fortgesetzt wird. Dadurch wird der auf das Harz im Dosierbereich ausgeübte Druck gemildert und der Rückdruck reduziert. Das bedeutet, dass die Rückwärtsdrehungssteuereinheit 76 nicht nur die Menge des im Dosierbereich angesammelten Harzes reduziert, sondern auch den Rückdruck verringert, indem sie einen Rückfluss des Harzes bewirkt. Nachdem die Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 auf diese Weise durchgeführt wurde, bewirkt die Rückwärtsdrehungssteuereinheit 76, dass die Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 gestoppt wird.
Die Zeitreihendatenerfassungseinheit 72 kann einen vorgegebenen Zeitreihendatensatz (Zeitreihendaten) erfassen. Der vorbestimmte Zeitreihendatensatz kann Zeitreihendaten über einen elektrischen Strom des Motors 52 enthalten, der die Spritzgießmaschine 10 antreibt. Der vorbestimmte Zeitreihendatensatz kann Zeitreihendaten über eine an den Motor 52 angelegte Spannung enthalten. Der vorbestimmte Zeitreihendatensatz kann Zeitreihendaten über ein Drehmoment des Motors 52 enthalten. Der vorbestimmte Zeitreihendatensatz kann Zeitreihendaten über einen Rotationsbetrag des Motors 52 enthalten. Der vorbestimmte Zeitreihendatensatz kann Zeitreihendaten über eine Drehbeschleunigung des Motors 52 enthalten. Der vorbestimmte Zeitreihendatensatz kann Zeitreihendaten über eine Drehrate des Motors 52 enthalten. Der vorbestimmte Zeitreihendatensatz kann Zeitreihendaten über eine Drehzeit des Motors 52 enthalten. Der vorgegebene Zeitreihendatensatz kann Zeitreihendaten über einen Druck des Harzes (einen Harzdruck) enthalten. Der vorbestimmte Zeitreihendatensatz kann Zeitreihendaten über eine Temperatur des Harzes enthalten, und der vorbestimmte Zeitreihendatensatz kann Zeitreihendaten über eine Flussrate des Harzes enthalten. Der vorbestimmte Zeitreihendatensatz kann Zeitreihendaten über eine Fließgeschwindigkeit des Harzes enthalten. Es ist zu beachten, dass der vorbestimmte Zeitreihendatensatz nicht für all diese Größen Zeitreihendaten enthalten muss. Der vorbestimmte Zeitreihendatensatz kann Zeitreihendaten über mindestens eine dieser Größen enthalten. Die Zeitreihendatenerfassungseinheit 72 speichert den erfassten vorbestimmten Zeitreihendatensatz in der Zeitreihendatenspeichereinheit 92. Hier wird ein Fall veranschaulicht, in dem die Zeitreihendatenerfassungseinheit 72 Zeitreihendaten über den Druck des Harzes und Zeitreihendaten über die Drehrate des Servomotors 52a, der die Schnecke 28 dreht, erfasst. Da die Schnecke 28 durch den Servomotor 52a gedreht wird, hängt die Drehrate der Schnecke 28 von der Drehrate des Servomotors 52a ab. Die Zeitreihendatenerfassungseinheit 72 speichert die Zeitreihendaten über den Harzdruck, die vom Drucksensor 30 erfasst werden, und die Zeitreihendaten über die Drehrate des Servomotors 52a, die vom Sensor 60a erfasst werden, in der Zeitreihendatenspeichereinheit 92.
Die Steuereinheit 80 liest den vorbestimmten Zeitreihendatensatz, der von der Zeitreihendatenerfassungseinheit 72 erfasst wurde, aus der Zeitreihendatenspeichereinheit 92. Die Steuereinheit 80 liefert den vorbestimmten Zeitreihendatensatz, der von der Zeitreihendatenspeichereinheit 92 gelesen wurde, über das Netzwerk 107 an die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100.
Die Rückwärtsdrehungsbedingungserfassungseinheit 78 erfasst die Rückwärtsdrehungsbedingungen, die von der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 geliefert werden. Insbesondere schätzt die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 die Rückwärtsdrehungsbedingungen auf der Grundlage des vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 von der Steuervorrichtung 20 der Spritzgießmaschine 10 zugeführt wird. Anschließend liefert die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 die geschätzten Rückwärtsdrehungsbedingungen an die Spritzgießmaschine 10. Auf diese Weise erfasst die Rückwärtsdrehungsbedingungserfassungseinheit 78 die von der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 gelieferten Rückwärtsdrehungsbedingungen.
Wenn sich die von der Rückwärtsdrehungsbedingungserfassungseinheit 78 erfassten Rückwärtsdrehungsbedingungen von den in der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit 96 gespeicherten Rückwärtsdrehungsbedingungen unterscheiden, kann die Steuereinheit 80 den folgenden Prozess durchführen. Genauer gesagt aktualisiert die Steuereinheit 80 die in der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit 96 gespeicherten Rückwärtsdrehungsbedingungen mit den von der Rückwärtsdrehungsbedingungserfassungseinheit 78 erfassten Rückwärtsdrehungsbedingungen. Nachdem die in der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit 96 gespeicherten Rückwärtsdrehungsbedingungen aktualisiert wurden, führt die Rückwärtsdrehungssteuereinheit 76 eine Rückwärtsdrehung auf der Grundlage der aktualisierten Rückwärtsdrehungsbedingungen aus. Das heißt, beim nächsten Spritzgießen führt die Rückwärtsdrehungssteuereinheit 76 die Rückwärtsdrehung auf der Grundlage der aktualisierten Rückwärtsdrehungsbedingungen aus. Auf diese Weise speichert die Steuereinheit 80 die Rückwärtsdrehungsbedingungen, die von der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 während des laufenden Spritzgießens geschätzt wurden, in der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit 96 als die Rückwärtsdrehungsbedingungen für das nächste Spritzgießen.
5 ist ein Blockdiagramm, das die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 5 zeigt ein Beispiel, in dem die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführung im Lernmodus arbeitet.
Wie in 5 gezeigt, enthält der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 eine Erfassungseinheit 110. Die Erfassungseinheit 110 enthält eine Datenerfassungseinheit 130, eine Speichereinheit 150 für erfasste Daten, eine Trainingsdatenextraktionseinheit 132 und eine Vorverarbeitungseinheit 134. Die Datenerfassungseinheit 130, die Trainingsdatenextraktionseinheit 132 und die Vorverarbeitungseinheit 134 können durch ein in der Speichereinheit 115 (siehe 1) gespeichertes Programm realisiert werden, das in der Recheneinheit 111 (siehe 1) ausgeführt wird. Die Speichereinheit 150 für erfasste Daten kann durch die Speichereinheit 115 konfiguriert sein.
Die Datenerfassungseinheit 130 kann die von der Spritzgießmaschine 10 gelieferten Daten über das Netzwerk 107 erfassen. Die von der Spritzgießmaschine 10 gelieferten Daten enthalten den oben beschriebenen vorgegebenen Zeitreihendatensatz. Die Datenerfassungseinheit 130 speichert die von der Spritzgießmaschine 10 gelieferten Daten in der Speichereinheit 150 für erfasste Daten.
Die Trainingsdatenextraktionseinheit 132 extrahiert einen vorgegebenen Zeitreihendatensatz aus den in der Speichereinheit 150 für erfasste Daten gespeicherten Daten. Die Trainingsdatenextraktionseinheit 132 extrahiert den vorbestimmten Zeitreihendatensatz, der von der Spritzgießmaschine 10 zumindest während des Druckreduzierschritts geliefert wird. Die Trainingsdatenextraktionseinheit 132 liefert den extrahierten vorbestimmten Zeitreihendatensatz an die Vorverarbeitungseinheit 134.
Die Vorverarbeitungseinheit 134 führt eine vorgegebene Vorverarbeitung auf dem vorgegebenen Zeitreihendatensatz durch, der von der Trainingsdatenextraktionseinheit 132 extrahiert wurde. Die Vorverarbeitungseinheit 134 liefert die vorverarbeiteten Trainingsdaten an das Maschinenlerngerät 200.
Das Maschinenlerngerät 200 umfasst eine Lerneinheit 210 und eine Lernmodellspeichereinheit 230. Die Lerneinheit 210 kann realisiert werden, indem ein in der Speichereinheit 205 (siehe 1) gespeichertes Programm in der Recheneinheit 201 (siehe 1) ausgeführt wird. Die Lernmodellspeichereinheit 230 kann durch die Speichereinheit 205 konfiguriert sein.
Die Lerneinheit 210 erzeugt oder aktualisiert das Lernmodell 235 durch maschinelles Lernen unter Verwendung des vorgegebenen Zeitreihendatensatzes, der von der Erfassungseinheit 110 erfasst wurde. Das Lernmodell 235 ist ein Lernmodell zur Schätzung der Rückwärtsdrehungbedingungen. Das Lernmodell 235 ist so konfiguriert, dass es bei Eingabe eines vorbestimmten Zeitreihendatensatzes ein Label ausgibt, das dem vorbestimmten Zeitreihendatensatz entspricht. Die Lerneinheit 210 kann das Lernmodell 235 z.B. durch überwachtes Lernen erzeugen oder aktualisieren, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Beschreibung wird hier anhand eines Beispiels gegeben, bei dem das Lernmodell 235 durch überwachtes Lernen erzeugt wird. Die Lerneinheit 210 erzeugt ein Lernmodell 235 unter Verwendung eines vorhandenen Maschinenlernalgorithmus. Als der Maschinenlernalgorithmus können ein mehrlagiges Perzeptronverfahren, ein Verfahren mit rekurrenten neuronalen Netzen, ein Verfahren mit langem Kurzzeitgedächtnis, ein Verfahren mit faltenden neuronalen Netzen und dergleichen verwendet werden. Das Lernmodell 235 kann wie folgt generiert werden.
6A, 6B und 6C sind Tabellen mit Beispielen für Rückwärtsdrehungsbedingungen, die beim maschinellen Lernen festgesetzt werden. Die Beschreibung wird hier anhand eines Beispiels für einen Fall gegeben, in dem die Rückwärtsdrehungsbedingungen den Drehwinkel der Schnecke 28 und die Drehrate der Schnecke 28 angeben. Das hier gezeigte Beispiel ist ein Fall, in dem der grobe Zieldrehwinkel, um den die Schnecke 28 für ein zufriedenstellendes Spritzgießen gedreht werden sollte, 90 Grad beträgt und die grobe Zieldrehrate, bei der die Schnecke 28 für ein zufriedenstellendes Spritzgießen gedreht werden sollte, 100 min^-1 beträgt. 6A zeigt ein Beispiel, in dem der Zielwert des Harzdrucks zum Zeitpunkt der Beendigung des Druckreduzierschritts 0.0 MPa beträgt. 6B zeigt ein Beispiel, bei dem der Zielwert des Harzdrucks zum Zeitpunkt der Beendigung des Druckreduzierschritts 0.1 MPa beträgt. 6C zeigt ein Beispiel, bei dem der Zielwert des Harzdrucks zum Zeitpunkt der Beendigung des Druckreduzierschritts 0.2 MPa beträgt. Der Zielwert des Harzdrucks zum Zeitpunkt der Beendigung des Druckreduzierschritts kann gegebenenfalls auf 0.3 MPa oder höher eingestellt werden. Zur Vereinfachung der Darstellung sind jedoch in den gezeigten Beispielen die Zielwerte des Harzdrucks zum Zeitpunkt der Beendigung des Druckreduzierschritts auf 0.0, 0.1 und 0.2 MPa eingestellt.
Beim maschinellen Lernen werden Zeitreihendatensätze erfasst, indem die Rückwärtsdrehungsbedingungen bei gleichzeitiger Änderung des Zielwerts des Harzdrucks bei der Beendigung des Druckreduzierschritts entsprechend geändert werden, und die erfassten Zeitreihendatensätze werden mit entsprechenden Labels versehen.
Zum Beispiel wird, wie in 6A gezeigt, zunächst der Zielwert für den Harzdruck bei der Beendigung des Druckreduzierschritts auf 0.0 MPa festgelegt. Dann werden die Rückwärtsdrehungsbedingungen in der Spritzgießmaschine 10 z.B. wie folgt eingestellt. Das heißt, der Drehwinkel der Schnecke 28 beträgt 90 Grad, und die Drehrate der Schnecke 28 beträgt 100 min^-1. Mit den so eingestellten Rückwärtsdrehungsbedingungen führt die Spritzgießmaschine 10 dann eine vorgegebene Anzahl von Spritzgießvorgängen aus. Als Ergebnis wird die vorgegebene Anzahl der vorgegebenen Zeitreihendatensätze erfasst. Mindestens ein Zeitreihendatensatz, der einem Label A zugeordnet werden soll, wird aus der vorgegebenen Anzahl der so erhaltenen Zeitreihendatensätze ausgewählt. Die Auswahl des dem Label A zuzuordnenden Zeitreihendatensatzes kann durch den Benutzer oder Ähnliches über die Bedienungseinheit 171 erfolgen, ist aber nicht darauf beschränkt. Der dem Label A zuzuordnende Zeitreihendatensatz ist z.B. ein Zeitreihendatensatz, bei dem der Kompensationsbetrag des Drehwinkels 0 Grad und der Kompensationsbetrag der Drehrate 0 min^-1 beträgt. Die Beziehung zwischen dem Label A und den Kompensationsbeträgen ist in einer später beschriebenen Tabelle 255 (siehe 8A) dargestellt. Es ist vorteilhaft, dass mehrere Zeitreihendatensätze aus der vorgegebenen Anzahl der so erhaltenen Zeitreihendatensätze dem Label A zugeordnet werden.
Als nächstes werden die Rückwärtsdrehungsbedingungen in der Spritzgießmaschine 10 z.B. wie folgt geändert. Das heißt, der Drehwinkel der Schnecke 28 wird auf 91 Grad eingestellt. Die Drehzahl der Schnecke 28 wird unverändert, d.h. bei 100 min^-1, beibehalten. Mit den so eingestellten Rückwärtsdrehungsbedingungen führt die Spritzgießmaschine 10 dann eine vorgegebene Anzahl von Spritzgießvorgängen aus. Als Ergebnis wird die vorgegebene Anzahl der vorgegebenen Zeitreihendatensätze erfasst. Aus der so erhaltenen vorgegebenen Anzahl der Zeitreihendatensätze wird mindestens ein Zeitreihendatensatz bestimmt, der einem Label AP1 zugeordnet werden soll. Der dem Label AP1 zuzuordnende Zeitreihendatensatz ist z.B. ein Zeitreihendatensatz, bei dem der Kompensationsbetrag des Drehwinkels -1 Grad und der Kompensationsbetrag der Drehrate 0 min^-1 beträgt. Die Beziehung zwischen dem Label AP1 und den Kompensationsbeträgen ist in der unten beschriebenen Tabelle 255 (siehe 8A) dargestellt. Es ist vorteilhaft, dass mehrere Zeitreihendatensätze aus der vorgegebenen Anzahl der so erhaltenen Zeitreihendatensätze dem Label AP1 zugeordnet werden.
Danach wird auf die gleiche Weise wie oben beschrieben der Drehwinkel der Schnecke 28 um 1 Grad erhöht, und unter der Bedingung des so erhöhten Drehwinkels werden die vorgegebenen Zeitreihendaten eine vorgegebene Anzahl von Malen erfasst. Ein solcher Vorgang wird wiederholt. Anschließend werden die erfassten Zeitreihendatensätze auf die gleiche Weise wie oben den Labels AP2 bis AP9 zugeordnet.
Als nächstes werden die Rückwärtsdrehungsbedingungen in der Spritzgießmaschine 10 z.B. wie folgt geändert. Das heißt, der Drehwinkel der Schnecke 28 wird auf 89 Grad eingestellt. Die Drehzahl der Schnecke 28 wird unverändert, d.h. bei 100 min^-1, beibehalten. Dann wird die vorgegebene Anzahl von Sätzen der vorgegebenen Zeitreihendaten erfasst. Ähnlich wie oben beschrieben, wird dem Zeitreihendatensatz ein Label AM1 zugeordnet.
Danach wird auf die gleiche Weise wie oben beschrieben der Drehwinkel der Schnecke 28 um 1 Grad verringert, und unter der Bedingung des so verringerten Drehwinkels werden die vorgegebenen Zeitreihendaten eine vorgegebene Anzahl von Malen erfasst. Ein solcher Vorgang wird wiederholt. Dann werden auf die gleiche Weise wie oben die erfassten Zeitreihendatensätze den Labels AM2 bis AM9 zugeordnet.
Als nächstes werden Rückwärtsdrehungsbedingungen in der Spritzgießmaschine 10 z.B. wie folgt eingestellt. Das heißt, der Drehwinkel der Schnecke 28 wird auf 90 Grad eingestellt, während die Drehrate der Schnecke 28 auf 100 min^-1 eingestellt wird. Mit den so eingestellten Rückwärtsdrehungsbedingungen führt die Spritzgießmaschine 10 dann eine vorgegebene Anzahl von Spritzgießvorgängen aus. Als Ergebnis wird die vorgegebene Anzahl von vorgegebenen Zeitreihendatensätzen erfasst. Von der so erhaltenen vorbestimmten Anzahl von Zeitreihendatensätzen wird mindestens ein Zeitreihendatensatz einem Label B zugeordnet. Es ist vorteilhaft, dass mehrere Zeitreihendatensätze von der so erhaltenen vorbestimmten Anzahl von Zeitreihendatensätzen dem Label B zugeordnet werden.
Als nächstes werden die Rückwärtsdrehungsbedingungen in der Spritzgießmaschine 10 z.B. wie folgt geändert. Das heißt, die Drehzahl der Schnecke 28 wird auf 101 min-1 eingestellt. Der Drehwinkel der Schnecke 28 wird auf 90 Grad gehalten. Mit den so eingestellten Rückwärtsdrehungsbedingungen führt die Spritzgießmaschine 10 dann eine vorgegebene Anzahl von Spritzgießvorgängen aus. Als Ergebnis wird die vorgegebene Anzahl von vorgegebenen Zeitreihendatensätzen erfasst. Von der so erhaltenen vorbestimmten Anzahl von Zeitreihendatensätzen wird mindestens ein Zeitreihendatensatz mit einem Label BP1 versehen. Es ist vorzuziehen, dass mehrere Zeitreihendatensätze aus der so erhaltenen vorbestimmten Anzahl von Zeitreihendatensätzen mit dem Label BP1 assoziiert werden.
Danach wird auf die gleiche Weise wie oben beschrieben die Drehzahl der Schnecke 28 um 1 min^-1 erhöht, und unter der Bedingung der so erhöhten Drehzahl werden die vorgegebenen Zeitreihendaten eine vorgegebene Anzahl von Malen erfasst. Ein solcher Vorgang wird wiederholt. Dann werden auf die gleiche Weise wie oben die erfassten Zeitreihendatensätze mit den Labels BP2 bis BP9 verknüpft.
Als nächstes werden die Bedingungen für die Rückwärtsdrehung in der Spritzgießmaschine 10 z.B. wie folgt geändert. Das heißt, die Drehzahl der Schnecke 28 wird auf 99 min^-1 eingestellt. Der Drehwinkel der Schnecke 28 wird auf 90 Grad gehalten. Dann wird die vorgegebene Anzahl von vorgegebenen Zeitreihendatensätzen erfasst. Ähnlich wie oben beschrieben, wird der Zeitreihendatensatz mit einem Label BM1 versehen.
Danach wird auf die gleiche Weise wie oben beschrieben die Drehzahl der Schnecke 28 um 1 min^-1 verringert, und unter der Bedingung der so verringerten Drehzahl werden die vorgegebenen Zeitreihendaten eine vorgegebene Anzahl von Malen erfasst. Ein solcher Vorgang wird wiederholt. Dann werden die erfassten Zeitreihendatensätze auf die gleiche Weise wie oben mit den Labels BM2 bis BM9 assoziiert.
Danach wird, wie in 6B gezeigt, der Zielwert des Harzdrucks bei der Beendigung des Druckreduzierschrittes auf 0.1 MPa eingestellt und die Rückwärtsdrehungsbedingungen werden auf die gleiche Weise wie oben geändert. Dann werden die Zeitreihendatensätze, die auf die gleiche Weise wie oben erfasst wurden, mit den Labels CP9 bis CM9 bzw. DP9 bis DM9 verknüpft.
Danach wird, wie in 6C gezeigt, der Zielwert des Harzdrucks am Ende des Druckreduzierschritts auf 0.2 MPa festgelegt, und die Rückwärtsdrehungsbedingungen werden auf die gleiche Weise wie oben geändert, und die auf die gleiche Weise wie oben erfassten Zeitreihendatensätze werden den Labels EP9 bis EM9 bzw. FP9 bis FM9 zugeordnet.
Darüber hinaus wird der Zielwert des Harzdrucks bei der Beendigung des Druckreduzierschritts weiter entsprechend geändert, und die Rückwärtsdrehungsbedingungen werden, wie oben beschrieben, entsprechend geändert, und die Zeitreihendatensätze, die auf die gleiche Weise wie oben erhalten werden, werden Labels zugeordnet.
Auf diese Weise wird das Lernmodell 235 generiert, indem die vorgegebenen Zeitreihendatensätze den Labels zugeordnet werden. Wenn ein vorbestimmter Zeitreihendatensatz eingegeben wird, kann das Lernmodell 235 ein Label ausgeben, das dem vorbestimmten Zeitreihendatensatz entspricht. Die Lerneinheit 210 kann auch das so erzeugte Lernmodell 235 auf die gleiche Weise wie oben beschrieben aktualisieren.
7 ist ein Blockdiagramm, das die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 7 zeigt ein Beispiel, in dem die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführung im Schätzmodus arbeitet.
Wie in 7 gezeigt, enthält die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 eine Erfassungseinheit 110, wie die oben unter Bezugnahme auf 5 beschriebene Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100. Die Erfassungseinheit 110 enthält eine Datenerfassungseinheit 130, eine Erfassungsdatenspeichereinheit 150, eine Zustandsdatenextraktionseinheit 133 und eine Vorverarbeitungseinheit 134. Die Datenerfassungseinheit 130, die Zustandsdatenextraktionseinheit 133 und die Vorverarbeitungseinheit 134 werden durch ein in der Speichereinheit 115 (siehe 1) gespeichertes Programm realisiert, das von der Recheneinheit 111 (siehe 1) ausgeführt wird. Die Speichereinheit 150 für erfasste Daten kann durch die Speichereinheit 115 konfiguriert sein.
Die Datenerfassungseinheit 130 kann die von der Spritzgießmaschine 10 gelieferten Daten über das Netzwerk 107 erfassen. Die von der Spritzgießmaschine 10 gelieferten Daten umfassen die oben beschriebenen vorgegebenen Zeitreihendaten (Datensätze). Die Datenerfassungseinheit 130 speichert die von der Spritzgießmaschine 10 gelieferten Daten in der Speichereinheit 150 für erfasste Daten.
Die Zustandsdatenextraktionseinheit 133 extrahiert einen vorgegebenen Zeitreihendatensatz aus den in der Speichereinheit 150 für erfasste Daten gespeicherten Daten. Die Zustandsdatenextraktionseinheit 133 extrahiert einen vorbestimmten Zeitreihendatensatz, der zumindest während des Druckreduzierschritts von der Spritzgießmaschine 10 geliefert wurde. Die Zustandsdatenextraktionseinheit 133 liefert den extrahierten vorbestimmten Zeitreihendatensatz an die Vorverarbeitungseinheit 134.
Die Vorverarbeitungseinheit 134 führt eine vorgegebene Vorverarbeitung auf dem vorgegebenen Zeitreihendatensatz durch, der von der Zustandsdatenextraktionseinheit 133 extrahiert wurde. Die Vorverarbeitungseinheit 134 liefert die vorverarbeiteten Zustandsdaten an das Maschinenlerngerät 200.
Das Maschinenlerngerät 200 umfasst eine Lernmodellspeichereinheit 230, eine Tabellenspeichereinheit 250 und eine Schätzeinheit 220. Die Schätzeinheit 220 kann durch ein Programm realisiert werden, das in der Speichereinheit 205 (siehe 1) gespeichert ist und von der Recheneinheit 201 (siehe 1) ausgeführt wird. Die Lernmodellspeichereinheit 230 und die Tabellenspeichereinheit 250 können durch die Speichereinheit 205 konfiguriert sein.
Die Lernmodellspeichereinheit 230 speichert das Lernmodell 235, das von der Lerneinheit 210 erzeugt oder aktualisiert wird.
Die Tabellenspeichereinheit 250 speichert die Tabelle 255. Die Schätzeinheit 220 kann sich auf die Tabelle 255 beziehen. 8A, 8B und 8C sind Diagramme mit Beispielen von Tabellen. Die Tabellen 255 zeigen die Kompensationsbeträge, die den jeweiligen Labels entsprechen. 8A zeigt die Tabelle 255, die verwendet wird, wenn der Zielwert des Harzdrucks bei der Beendigung des Druckreduzierschritts 0.0 MPa beträgt. 8B zeigt die Tabelle 255, die verwendet wird, wenn der Zielwert des Harzdrucks am Ende des Druckreduzierschritts 0.1 MPa beträgt. 8C zeigt die Tabelle 255, die verwendet wird, wenn der Zielwert des Harzdrucks am Ende des Druckreduzierschritts 0.2 MPa beträgt. Zur Vereinfachung werden hier Beispiele der Tabelle 255 gezeigt, die verwendet wird, wenn der Zielwert des Harzdrucks bei der Beendigung des Druckreduzierschritts auf 0.0, 0.1 und 0.2 MPa eingestellt ist. Die Tabelle 255 für Fälle, in denen der Zielwert des Harzdrucks am Ende des Druckreduzierschritts auf 0.3 MPa oder mehr eingestellt ist, kann ferner in der Tabellenspeichereinheit 250 gespeichert werden.
Die Schätzeinheit 220 kann die Rückwärtsdrehungsbedingungen auf der Grundlage des Lernmodells 235 und der Tabelle 255 schätzen. Genauer gesagt gibt die Schätzeinheit 220 die von der Erfassungseinheit 110 gelieferten Zustandsdaten, d.h. den vorgegebenen Zeitreihendatensatz, in das Lernmodell 235 ein. Wenn der vorbestimmte Zeitreihendatensatz in das Lernmodell 235 eingegeben wird, wird ein Label, das dem vorbestimmten Zeitreihendatensatz entspricht, vom Lernmodell 235 ausgegeben. Die Schätzeinheit 220 erfasst den Kompensationsbetrag entsprechend dem vom Lernmodell 235 ausgegebenen Label, basierend auf der Tabelle 255. Wie später beschrieben, werden, wenn ein vorbestimmter Zeitreihendatensatz von einer Spritzgießmaschine 10 an die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 geliefert wird, die Rückwärtsdrehungsbedingungen zu dem Zeitpunkt, zu dem der Zeitreihendatensatz erfasst worden ist, ebenfalls von der Spritzgießmaschine 10 an die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 geliefert. Die Schätzeinheit 220 kompensiert die von der Spritzgießmaschine 10 gelieferten Rückwärtsdrehungsbedingungen mit den wie oben beschrieben erfassten Kompensationsbeträgen. Die durch diese Kompensation erhaltenen Rückwärtsdrehungsbedingungen werden als Rückwärtsdrehungsbedingungen für das nachfolgende Spritzgießen in der Spritzgießmaschine 10 eingestellt. Somit kann die Schätzung der Rückwärtsdrehungsbedingungen durch die Schätzeinheit 220 durchgeführt werden. Auf diese Weise kann die Schätzeinheit 220 die Rückwärtsdrehungsbedingungen unter Verwendung des vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der von der Erfassungseinheit 110 erfasst wurde, und des Lernmodells 235, das in der Lernmodellspeichereinheit 230 gespeichert ist, schätzen.
Das Maschinenlerngerät 200 liefert die von der Schätzeinheit 220 geschätzten Rückwärtsdrehungsbedingungen über das Netzwerk 107 an die Spritzgießmaschine 10. Die so an die Spritzgießmaschine 10 gelieferten Rückwärtsdrehungsbedingungen werden wie oben beschrieben als Rückwärtsdrehungsbedingungen für das nächste Spritzgießen der Spritzgießmaschine 10 eingestellt.
Die Anzeigesteuereinheit 117 (siehe 1) kann verschiedene Informationen auf der Anzeigeeinheit 170 anzeigen. Beispielsweise kann die Anzeigesteuereinheit 117 bewirken, dass die Anzeigeeinheit 170 die vom Maschinenlerngerät 200 geschätzten Rückwärtsdrehungsbedingungen anzeigt. 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Anzeige auf der Anzeigeeinheit zeigt. 9 zeigt ein Beispiel, bei dem die geschätzten Rückwärtsdrehungsbedingungen auf der Anzeigeeinheit 170 angezeigt werden. Wie in 9 dargestellt, kann z.B. der Rückdrehwinkel, d.h. der Drehwinkel, um den die Schnecke 28 in Rückwärtsrichtung gedreht wird, auf der Anzeigeeinheit 170 angezeigt werden. Zusätzlich kann z.B. die Rückwärtsdrehzahl, d.h. die Drehzahl, mit der die Schnecke 28 in Rückwärtsrichtung gedreht wird, auf der Anzeigeeinheit 170 angezeigt werden. Weiterhin kann z.B. die Rückdrehzeit, d.h. eine Zeit, während der die Schnecke 28 rückwärts gedreht wird, auf der Anzeigeeinheit 170 angezeigt werden.
Unter Bezugnahme auf 10 wird ein Betriebsbeispiel der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. 10 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführung zeigt. Dieses Beispiel in 10 zeigt den Betrieb im Lernmodus.
Im Schritt S1 erfasst die Erfassungseinheit 110 die vorbestimmten Zeitreihendaten, die von der Spritzgießmaschine 10 geliefert werden, eine vorbestimmte Anzahl von Malen. Die so erhaltene vorbestimmte Anzahl von Zeitreihendatensätzen, d.h. die vorbestimmte Anzahl von Trainingsdatensätzen, werden der Maschinenlernvorrichtung 200 zugeführt. Die Anzeigesteuereinheit 117 zeigt auf der Anzeigeeinheit 170 die vorbestimmte Anzahl von Sätzen der vorbestimmten Zeitreihendaten an, die von der Spritzgießmaschine 10 an die Maschinenlernvorrichtung 200 geliefert werden. Danach geht die Steuerung zum Schritt S2 über.
Im Schritt S2 gibt die Lerneinheit 210 den vorgegebenen Zeitreihendatensatz (Daten), der von der Erfassungseinheit 110 geliefert wird, in das Lernmodell 235 ein. Danach fährt die Steuerung mit Schritt S3 fort.
In Schritt S3 wird ein Label an den vorbestimmten Zeitreihendatensatz angehängt (zugeordnet). Aus der vorgegebenen Anzahl von Zeitreihendatensätzen wird mindestens ein Zeitreihendatensatz ausgewählt, der einem vorgegebenen Label zugeordnet werden soll. Die Auswahl des Zeitreihendatensatzes, der dem Label zugeordnet werden soll, kann durch den Benutzer oder Ähnliches über die Bedienungseinheit 171 erfolgen, aber die Auswahl ist nicht darauf beschränkt. Auf diese Weise wird das Label dem vorbestimmten Zeitreihendatensatz zugeordnet. Danach fährt die Steuerung mit Schritt S4 fort.
Im Schritt S4 erzeugt oder aktualisiert die Lerneinheit 210 das Lernmodell 235. Wie oben beschrieben, kann das Lernmodell 235 bei der Eingabe eines vorgegebenen Zeitreihendatensatzes ein Label ausgeben, das dem vorgegebenen Zeitreihendatensatz entspricht. Danach fährt die Steuerung mit Schritt S5 fort.
In Schritt S5 bestimmt die Lerneinheit 210, ob die Erzeugung oder Aktualisierung des Lernmodells abgeschlossen ist oder nicht. Wenn weder die Erzeugung noch die Aktualisierung des Lernmodells abgeschlossen ist (NEIN bei Schritt S5), wird die Kontrolle aus Schritt S1 wiederholt. Wenn die Erzeugung oder Aktualisierung des Lernmodells abgeschlossen ist (JA bei Schritt S5), wird die in 10 dargestellte Kontrolle beendet.
Unter Bezugnahme auf 11 wird ein Betriebsbeispiel der Spritzgießmaschine nach dieser Ausführungsform beschrieben. 11 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel der Spritzgießmaschine nach dieser Ausführung zeigt. Die Schritte S11 bis S15 bilden den Dosierschritt. Die Schritte S16 bis S17 bilden den Druckreduzierschritt. Die Beschreibung wird hier am Beispiel eines Falls gegeben, in dem die Zeitreihendatenerfassungseinheit 72 die Zeitreihendaten des Druckreduzierschritts erfasst.
In Schritt S11 veranlasst die Dosiersteuereinheit 74 die Schnecke 28, sich entsprechend dem Dosierzustand vorwärts zu drehen. Die Dosierbedingung kann aus der Speichereinheit 94 für die Dosierbedingung abgelesen werden. Dann fährt die Steuerung mit Schritt S12 fort.
Im Schritt S12 bewegt die Dosiersteuereinheit 74 die Schnecke 28 nach hinten, während der Harzdruck auf dem Dosierdruck P1 gehalten wird. Dann fährt die Steuerung mit Schritt S13 fort.
Im Schritt S13 erfasst die Dosiersteuereinheit 74 die Position der Schnecke 28 in Vorwärts-Rückwärts-Richtung. Danach fährt die Steuerung mit Schritt S14 fort.
In Schritt S14 wird bestimmt, ob die Schnecke 28 die Dosierposition erreicht oder nicht. Wenn die Schnecke 28 die Dosierposition erreicht hat (JA bei Schritt S14), fährt die Steuerung mit Schritt S15 fort. Wenn die Schnecke 28 die Dosierposition nicht erreicht hat (NEIN bei Schritt S14), werden die Schritte S13 und S14 wiederholt.
In Schritt S15 sorgt die Dosiersteuerung 74 für die Steuerung, um die Vorwärtsdrehung und die Rückwärtsbewegung der Schnecke 28 zu stoppen. Wie oben beschrieben, kann, selbst wenn versucht wird, die Vorwärtsdrehung der Schnecke 28 zu stoppen, die Schnecke 28 aufgrund des Trägheitseinflusses nicht sofort gestoppt werden. Daher tritt eine Zeitverzögerung vom Beginn der Steuerung durch die Dosiersteuereinheit 74 zum Stoppen der Vorwärtsdrehung und der Rückwärtsbewegung der Schnecke 28 bis zum tatsächlichen Stoppen der Vorwärtsdrehung und der Rückwärtsbewegung der Schnecke 28 auf. Wenn die Schnecke 28 die Dosierposition erreicht, beginnt die Zeitreihendatenerfassungseinheit 72 mit der Erfassung der Zeitreihendaten (Datensatz). Es ist zu beachten, dass hier ein Fall beschrieben wird, in dem die Erfassung der Zeitreihendaten gestartet wird, wenn die Schnecke 28 die Dosierposition erreicht, die Erfassung der Zeitreihendaten jedoch gestartet werden kann, bevor die Schnecke 28 die Dosierposition erreicht. Die Zeitreihendatenerfassungseinheit 72 speichert die erfassten Zeitreihendaten sequentiell in der Zeitreihendatenspeichereinheit 92. Danach fährt die Steuerung mit Schritt S16 fort.
Im Schritt S16 stoppen die Vorwärtsdrehung und die Rückwärtsbewegung der Schnecke 28. Dann fährt die Steuerung mit Schritt S17 fort.
In Schritt S17 dreht die Rückwärtsdrehungssteuereinheit 76 die Schnecke 28 rückwärts, basierend auf den Rückwärtsdrehungsbedingungen. Die Rückwärtsdrehungsbedingungen können aus der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit 96 ausgelesen werden. Danach geht die Steuerung zu Schritt S18 über.
In Schritt S18 liest die Steuereinheit 80 die in der Zeitreihendatenspeichereinheit 92 gespeicherten Zeitreihendaten aus der Zeitreihendatenspeichereinheit 92. Dann liefert die Steuereinheit 80 die gelesenen Zeitreihendaten über das Netzwerk 107 an die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100. Wenn die Steuereinheit 80 die vorbestimmten Zeitreihendaten an die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 liefert, liefert sie auch die folgenden Informationen an die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100. Das heißt, die Steuereinheit 80 liefert ferner die ID zur Identifizierung der Spritzgießmaschine 10 an die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100. Ferner liefert die Steuereinheit 80 der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 die Rückwärtsdrehungsbedingungen zu dem Zeitpunkt, an dem die Zeitreihendaten erfasst wurden. Damit ist die in 11 dargestellte Steuerung abgeschlossen.
Unter Bezugnahme auf 12 wird ein Betriebsbeispiel der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. 12 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführung zeigt. 12 zeigt ein Beispiel für den Betrieb im Schätzmodus.
Im Schritt S21 erfasst die Erfassungseinheit 110 einen vorbestimmten Zeitreihendatensatz (Daten), der von der Spritzgießmaschine 10 geliefert wird. Der so erhaltene vorbestimmte Zeitreihendatensatz, d.h. die Zustandsdaten, wird der Maschinenlernvorrichtung 200 zugeführt. Dann fährt die Steuerung mit Schritt S22 fort.
Im Schritt S22 gibt die Schätzeinheit 220 den vorgegebenen Zeitreihendatensatz (Daten), der von der Erfassungseinheit 110 geliefert wird, in das Lernmodell 235 ein. Dann geht die Steuerung zu Schritt S23 über.
Im Schritt S23 erfasst die Schätzeinheit 220 ein Label, das von dem Lernmodell 235 gemäß einem vorgegebenen Zeitreihendatensatz (Daten) ausgegeben wird. Dann geht die Steuerung zu Schritt S24 über.
Im Schritt S24 erfasst die Schätzeinheit 220 die Kompensationsbeträge entsprechend des von dem Lernmodell 235 ausgegebenen Labels, basierend auf der Tabelle 255. Dann geht die Steuerung zu Schritt S25 über.
Im Schritt S25 kompensiert die Schätzeinheit 220 die von der Spritzgießmaschine 10 zusammen mit dem vorgegebenen Zeitreihendatensatz (Daten) gelieferten Rückwärtsdrehungsbedingungen, d.h. die Rückwärtsdrehungsbedingungen beim aktuellen Spritzgießen, mit den wie oben beschrieben ermittelten Kompensationsbeträgen. Das heißt, die Schätzeinheit 220 schätzt die Rückwärtsdrehungsbedingungen. Dann geht die Steuerung zu Schritt S26 über.
Im Schritt S26 liefert die Schätzeinheit 220 die durch diese Kompensation erhaltenen Rückwärtsdrehungsbedingungen über das Netzwerk 107 an die Spritzgießmaschine 10. Wie oben beschrieben, liefert die Spritzgießmaschine 10 den vorbestimmten Zeitreihendatensatz (Daten) zusammen mit der ID zur Identifizierung der Spritzgießmaschine 10 an die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100. Daher werden die von der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 geschätzten Rückwärtsdrehungsbedingungen über das Netzwerk 107 an die Spritzgießmaschine 10 geliefert, die den vorbestimmten Zeitreihendatensatz an die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 geliefert hat. Das heißt, die von der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 geschätzten Rückwärtsdrehungsbedingungen werden über das Netzwerk 107 an die Spritzgießmaschine 10 geliefert, deren ID mit der ID übereinstimmt, die zusammen mit dem vorbestimmten Zeitreihendatensatz geliefert wurde. Damit ist die in 12 gezeigte Steuerung abgeschlossen.
Unter Bezugnahme auf 13 wird ein Betriebsbeispiel der Spritzgießmaschine gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. 13 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel der Spritzgießmaschine gemäß der vorliegenden Ausführung zeigt. 13 zeigt ein Beispiel eines Betriebs, nachdem die von der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 geschätzten Rückwärtsdrehungsbedingungen von der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 an die Spritzgießmaschine 10 geliefert wurden.
Im Schritt S31 erfasst die Rückwärtsdrehungsbedingungserfassungseinheit 78 die Rückwärtsdrehungsbedingungen, die von der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 über das Netzwerk 107 geliefert werden. Dann geht die Steuerung zu Schritt S32 über.
In Schritt S32 bestimmt die Steuereinheit 80, ob sich die von der Rückwärtsdrehungsbedingungserfassungseinheit 78 erfassten Rückwärtsdrehungsbedingungen von den in der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit 96 gespeicherten Rückwärtsdrehungsbedingungen unterscheiden. Wenn sich die von der Rückwärtsdrehungsbedingungserfassungseinheit 78 erfassten Rückwärtsdrehungsbedingungen von den in der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit 96 gespeicherten Rückwärtsdrehungsbedingungen unterscheiden (JA bei Schritt S32), fährt die Steuerung mit Schritt S33 fort. Wenn sich die von der Rückwärtsdrehungsbedingungserfassungseinheit 78 erfassten Rückwärtsdrehungsbedingungen und die in der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit 96 gespeicherten Rückwärtsdrehungsbedingungen nicht unterscheiden (NEIN bei Schritt S32), wird die in 13 dargestellte Steuerung beendet.
In Schritt S33 aktualisiert die Steuereinheit 80 die in der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit 96 gespeicherten Rückwärtsdrehungsbedingungen mit den von der Rückwärtsdrehungsbedingungserfassungseinheit 78 erfassten Rückwärtsdrehungsbedingungen. Das heißt, die Steuereinheit 80 speichert die Rückwärtsdrehungsbedingungen, die von der Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 zum Zeitpunkt des aktuellen Spritzgießens geschätzt wurden, in der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit 96 als die Rückwärtsdrehungsbedingungen für das nächste Spritzgießen. Damit ist die in 13 gezeigte Regelung abgeschlossen.
14A, 14B, 14C, 14D und 14E sind Zeitdiagramme, die ein Betriebsbeispiel der Spritzgießmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigen. 14A zeigt beispielhaft die Rückwärtsbewegungsgeschwindigkeit der Schnecke 28. 14B zeigt beispielhaft die Rotationsgeschwindigkeit der Schnecke 28. 14C, 14D und 14E zeigen den Harzdruck (Druck des Harzes). 14C zeigt ein Beispiel, bei dem die Rückwärtsdrehung unzureichend ist. 14D zeigt ein Beispiel, bei dem die Rückwärtsdrehung korrekt ausgeführt wird. 14E zeigt ein Beispiel, bei dem die Rückwärtsdrehung übermäßig ausgeführt wird. Die horizontale Achse in 14A bis 14E stellt die Zeit dar. Die vertikale Achse in 14A stellt die Rückwärtsbewegungsgeschwindigkeit der Schnecke 28 dar. Die vertikale Achse in 14B stellt die Drehrate der Schnecke 28 dar. Die vertikalen Achsen in 14C bis 14E stellen den Harzdruck dar.
Die Zeit t0 gibt einen Zeitpunkt an, zu dem der Dosierschritt gestartet wird. Wie in 14A dargestellt, beginnt die Rückwärtsbewegungsgeschwindigkeit der Schnecke 28 zum Zeitpunkt t0 zu steigen. Dann beginnt, wie in 14B gezeigt, die Drehzahl der Schnecke 28 zur Zeit t0 zu steigen. Ferner beginnt, wie in 14C bis 14E gezeigt, der Harzdruck zur Zeit t0 anzusteigen. Danach, wie in 14B dargestellt, erreicht die Drehzahl der Schnecke 28 die durch die Dosierbedingungen vorgegebene Dosierdrehzahl. Außerdem erreicht der Harzdruck, wie in bis dargestellt, den durch die Dosierbedingungen festgelegten Dosierdruck P1. Die Rückwärtsbewegungsgeschwindigkeit der Schnecke 28 wird so gesteuert, dass der Harzdruck auf dem Dosierdruck P1 gehalten wird.
Die Zeit t1 gibt den Zeitpunkt an, zu dem die Schnecke 28 die Dosierposition erreicht. Der Zeitraum vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 entspricht dem Dosierschritt.
Wie in 14A dargestellt, nimmt die Rückwärtsbewegungsgeschwindigkeit der Schnecke 28 nach der Zeit t1 schnell ab, und schließlich wird die Rückwärtsbewegungsgeschwindigkeit der Schnecke 28 Null. Wie aus 14B ersichtlich, nimmt die Drehzahl der Schnecke 28 nach der Zeit t1 rasch ab, und die Drehzahl der Schnecke 28 wird schließlich Null. Die Zeit t2 ist eine Zeit, bei der die Drehzahl der Schnecke 28 Null wird. Während des Zeitraums von Zeit t1 bis Zeit t2 steigt der Harzdruck an, wie in 14C bis 14E dargestellt. Der Grund dafür, dass der Harzdruck während des Zeitraums von Zeit t1 bis Zeit t2 auf diese Weise ansteigt, liegt darin, dass das Harz kontinuierlich gefördert und verdichtet wird. Daher sammelt sich eine Harzmenge, die eine entsprechende Menge übersteigt, an einer Stelle auf der Vorderseite (Dosierbereich) in Bezug auf das Kontrollblech 48 an.
Wie in 14B gezeigt, wird die Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 zum Zeitpunkt t2 begonnen. Daher nimmt, wie in 14C bis 14E gezeigt, der Harzdruck nach der Zeit t2 allmählich ab. Wenn sich die Schnecke 28 rückwärts dreht, findet im Zylinder 26 ein Rückwärtsfluss des Harzes statt, und die Harzmenge im Dosierbereich nähert sich der passenden Menge. Somit wird der Druckreduzierschritt durchgeführt.
Wie die mit einem Punkt gestrichelte Linie in 14B zeigt, wird der Harzdruck zu dem Zeitpunkt, an dem die Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 gestoppt wird, zu hoch, wenn die Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 zu einem relativ frühen Zeitpunkt t3 gestoppt wird, wie in 14C gezeigt.
Wie die durchgezogene Linie in 14B zeigt, wird, wenn die Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 zu einem geeigneten Zeitpunkt t4 gestoppt wird, wie in 14D gezeigt, der Harzdruck zum Zeitpunkt des Stoppens der Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 angemessen.
Wie die gestrichelte Linie in 14B zeigt, wird, wenn die Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 zu einem relativ späten Zeitpunkt t5 gestoppt wird, der Harzdruck, wie in 14E gezeigt, zu dem Zeitpunkt, zu dem die Rückwärtsdrehung der Schnecke 28 gestoppt wird, übermäßig niedrig.
Wenn Zeitreihendaten (Datensatz), wie in 14C gezeigt, in das Lernmodell 235 eingegeben werden, kann das Lernmodell 235 z.B. das Label AM9 oder das Label BM9 ausgeben. Wenn das Label AM9 vom Lernmodell 235 ausgegeben wird, beträgt der Kompensationsbetrag des Drehwinkels, der dem Label AM9 entspricht, 9 Grad, wie aus Tabelle 255 ersichtlich ist. Wenn das Label BM9 vom Lernmodell 235 ausgegeben wird, beträgt der Kompensationsbetrag der Drehzahl, die dem Label BM9 entspricht, 9 min^-1, wie aus Tabelle 255 ersichtlich ist. Wenn die Zeitreihendaten, wie in 14C gezeigt, in das Lernmodell 235 eingegeben werden, können die Rückwärtsdrehungsbedingungen durch den so erhaltenen Kompensationsbetrag kompensiert werden.
Wenn Zeitreihendaten (Datensatz), wie in 14D gezeigt, in das Lernmodell 235 eingegeben werden, kann das Lernmodell 235 z.B. das Label A oder das Label B ausgeben. Wenn das Label A vom Lernmodell 235 ausgegeben wird, beträgt der Kompensationsbetrag des Drehwinkels, der dem Label A entspricht, 0 Grad und der Kompensationsbetrag der Drehzahl, die dem Label A entspricht, 0 min^-1, wie aus Tabelle 255 ersichtlich ist. Wenn das Label B vom Lernmodell 235 ausgegeben wird, ist der Kompensationsbetrag des Drehwinkels, der dem Label B entspricht, 0 Grad, und der Kompensationsbetrag der Drehzahl, die dem Label B entspricht, ist 0 min^-1, wie aus Tabelle 255 ersichtlich ist. Wenn die Zeitreihendaten, wie in 14D gezeigt, in das Lernmodell 235 eingegeben werden, ist daher keine Kompensation für die Rückwärtsdrehungsbedingungen erforderlich.
Wenn Zeitreihendaten (Datensatz), wie in 14E gezeigt, in das Lernmodell 235 eingegeben werden, kann das Lernmodell 235 z.B. die Bezeichnung AP9 oder die Bezeichnung BP9 ausgeben. Wenn das Label AP9 vom Lernmodell 235 ausgegeben wird, beträgt der Kompensationsbetrag des Drehwinkels, der dem Label AP9 entspricht, -9 Grad, wie aus Tabelle 255 ersichtlich ist. Wenn das Label BP9 vom Lernmodell 235 ausgegeben wird, beträgt der Kompensationsbetrag des Drehwinkels entsprechend dem Label BP9 -9 min^-1, wie aus Tabelle 255 ersichtlich ist. Die so erhaltenen Kompensationsbeträge werden zur Kompensation der Rückwärtsdrehungsbedingungen verwendet. Wenn die Zeitreihendaten, wie in 14E gezeigt, in das Lernmodell 235 eingegeben werden, können die Rückwärtsdrehungsbedingungen durch die so erhaltenen Kompensationsbeträge kompensiert werden.
Wie bisher beschrieben, werden nach der vorliegenden Ausführungsform mindestens die während des Druckreduzierschritts von der Spritzgießmaschine 10 gelieferten vorgegebenen Zeitreihendaten (Datensatz) und das in der Lernmodellspeichereinheit 230 gespeicherte Lernmodell 235 zur Abschätzung der Rückwärtsdrehungsbedingungen verwendet. Daher ist es nach der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung 100 bereitzustellen, welche die Rückwärtsdrehungsbedingungen der Schnecke 28 der Spritzgießmaschine 10 vorteilhaft schätzen kann. Somit kann nach dieser Ausführungsform die Schnecke 28 unter geeigneten Rückwärtsdrehungsbedingungen rückwärts gedreht werden, wodurch es möglich ist, zufriedenstellende Formprodukte herzustellen.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel wird die obige Ausführungsform auf der Grundlage des überwachten Lernens umgesetzt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann unüberwachtes Lernen verwendet werden. Im Falle des unüberwachten Lernens wird im Lernmodus das Spritzgießen wiederholt unter geeigneten Rückwärtsdrehungsbedingungen durchgeführt, um dadurch ein Lernmodell zur normalen Zeit zu erzeugen. Im Schätzmodus werden die Rückwärtsdrehungsbedingungen entsprechend der Bewertung des Schätzergebnisses unter Verwendung einer im Voraus erstellten Umrechnungstabelle, einer Umrechnungsfunktion oder ähnlichem berechnet. Die Umrechnungstabelle und die Umrechnungsfunktion können die Bewertung in die Rückwärtsdrehungsbedingungen umrechnen. Als unüberwachter Lernalgorithmus kann das Autoencoder-Verfahren, das k-Mittelwert-Verfahren oder ähnliches verwendet werden.
Darüber hinaus wird die obige Ausführungsform auf der Grundlage des überwachten Lernens umgesetzt, aber die vorliegende Erfindung kann auf der Grundlage des bestärkenden Lernens umgesetzt werden. Bestärkendes Lernen wird zum Beispiel wie folgt durchgeführt. Der ideale Druck des Harzes, wenn die Drehzahl der Schnecke 28 Null wird, ist der erste Druck. Ein Satz von Zeitreihendaten wird durch Ausführen des Spritzgießens unter Rückwärtsdrehungsbedingungen erfasst, die durch Modifizieren der entsprechenden Rückwärtsdrehungsbedingungen um vorgegebene Beträge erhalten werden. Auf der Grundlage des so erhaltenen Zeitreihendatensatzes wird der Druck des Harzes, wenn die Drehzahl der Schnecke 28 Null wird, d.h. der zweite Druck, erfasst. Beim bestärkenden Lernen wird eine Differenz, die durch Subtrahieren des zweiten Drucks vom ersten Druck erhalten wird, als Belohnung (Strafe) zugewiesen, um dadurch das Lernen durchzuführen. Beispiele für den Algorithmus für das bestärkende Lernen enthalten das Q-Lernen.
Weiterhin wurde in der obigen Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, in dem die Spritzgießmaschine 10 eine In-Line-Spritzgießmaschine ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Spritzgießmaschine 10 eine Vorplastifizier-Spritzgießmaschine (Schnecken-Vorplastifizier-Spritzgießmaschine) sein.
In der obigen Darstellung ist ein Beispiel beschrieben worden, bei dem die erste Antriebsvorrichtung 32 den Servomotor 52a und die zweite Antriebsvorrichtung 34 den Servomotor 52b enthält. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die erste Antriebsvorrichtung 32 mit einem Hydraulikzylinder, einem Hydraulikmotor und dergleichen ausgestattet sein. Ferner kann die zweite Antriebsvorrichtung 34 ebenfalls mit einem Hydraulikzylinder, einem Hydraulikmotor und dergleichen ausgestattet sein.
Die obige Ausführungsform lässt sich wie folgt zusammenfassen:
Eine Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung (100) zum Schätzen von Rückwärtsdrehungsbedingungen einer Spritzgießmaschine (10), wobei die Spritzgießmaschine einen Zylinder (26), in den ein Harz zugeführt wird, und eine Schnecke (28) aufweist, die dazu eingerichtet ist, sich vorwärts und rückwärts zu bewegen und sich innerhalb des Zylinders zu drehen, wobei die Spritzgießmaschine dazu eingerichtet ist, mindestens einen Dosierschritt des Durchführens einer Dosierung des Harzes durchzuführen, während das Harz innerhalb des Zylinders geschmolzen wird, indem sie bewirkt, dass die Schnecke rückwärts zu einer vorbestimmten Dosierposition bewegt wird während sie vorwärts gedreht wird, und einen Druckreduzierschritt des Reduzierens eines Drucks des Harzes durch Rückwärtsdrehen der Schnecke auf der Grundlage der vorbestimmten Rückwärtsdrehungsbedingungen, enthält: eine Lernmodellspeichereinheit (230), die dazu eingerichtet ist, ein Lernmodell (235) zu speichern, das dazu eingerichtet ist, die Rückwärtsdrehungsbedingungen zu schätzen; eine Erfassungseinheit (110), die dazu eingerichtet ist, einen vorbestimmten Zeitreihendatensatz zu erfassen, der von der Spritzgießmaschine zumindest während des Druckreduzierschritts geliefert wird; und eine Schätzeinheit (220), die dazu eingerichtet ist, die Rückwärtsdrehungsbedingungen unter Verwendung des von der Erfassungseinheit erfassten vorbestimmten Zeitreihendatensatzes und des in der Lernmodellspeichereinheit gespeicherten Lernmodells zu schätzen. In dieser Konfiguration werden die Rückwärtsdrehungsbedingungen der Schnecke der Spritzgießmaschine auf der Grundlage der vorbestimmten Zeitreihendaten, die von der Spritzgießmaschine zumindest während des Druckreduzierschritts geliefert werden, und des in der Lernmodellspeichereinheit gespeicherten Lernmodells geschätzt. Dementsprechend ermöglicht diese Konfiguration eine günstige Abschätzung der Rückwärtsdrehungsbedingungen der Schnecke der Spritzgießmaschine. Daher ermöglicht diese Konfiguration die Durchführung der Rückwärtsdrehung der Schnecke unter geeigneten Bedingungen der Rückwärtsdrehung, und somit ist es möglich, zufriedenstellende Formteile zu erhalten.
Die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung kann ferner eine Lerneinheit (210) umfassen, die dazu eingerichtet ist, das Lernmodell durch maschinelles Lernen unter Verwendung des vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der von der Erfassungseinheit erfasst wird, zu erzeugen oder zu aktualisieren. Diese Konfiguration kann das Lernmodell erzeugen oder aktualisieren.
Die Lerneinheit kann dazu eingerichtet sein, das Lernmodell auf der Grundlage von überwachtem Lernen, unüberwachtem Lernen und/oder bestärkendem Lernen zu erzeugen oder zu aktualisieren.
Die Lerneinheit kann dazu eingerichtet sein, das Lernmodell durch das überwachte Lernen zu erzeugen; das Lernmodell kann ein Lernmodell sein, das dazu eingerichtet ist, ein Label auszugeben, das dem vorgegebenen Zeitreihendatensatz entspricht, der von der Erfassungseinheit erfasst wurde; die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung kann ferner eine Tabellenspeichereinheit (250) enthalten, die dazu eingerichtet ist, eine Tabelle (255) zu speichern, die eine Beziehung zwischen den Labels und den Rückwärtsdrehungsbedingungen angibt; und die Schätzeinheit kann dazu eingerichtet sein, auf der Grundlage der Tabelle die Rückwärtsdrehungsbedingungen zu erfassen, die dem Label zugeordnet sind, das dem vorbestimmten Zeitreihendatensatz entspricht, der von der Erfassungseinheit erfasst wurde.
Die Rückwärtsdrehungsbedingungen können mindestens einen der folgenden Werte angeben: einen Drehbetrag der Schnecke, eine Drehbeschleunigung der Schnecke, eine Drehrate der Schnecke und eine Drehzeit der Schnecke.
Die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung kann ferner eine Anzeigesteuereinheit (117) enthalten, die dazu eingerichtet ist, auf einer Anzeigeeinheit (170) die von der Schätzeinheit geschätzten Rückwärtsdrehungsbedingungen anzuzeigen. Diese Konfiguration ermöglicht es dem Benutzer, die geschätzten Rückwärtsdrehungsbedingungen leicht zu erfassen.
Die Spritzgießmaschine kann ferner eine Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit (96) enthalten, die dazu eingerichtet ist, die Rückwärtsdrehungsbedingungen in der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit zu speichern, und eine Steuereinheit (80), die dazu eingerichtet ist, die Rückwärtsdrehungsbedingungen, die von der Schätzeinheit während eines laufenden Spritzgießens geschätzt werden, als die Rückwärtsdrehungsbedingungen für ein nächstes Spritzgießen zu speichern.
Der Zeitreihendatensatz kann einen Zeitreihendatensatz über einen elektrischen Strom eines Motors, der dazu eingerichtet ist die Spritzgießmaschine anzutreiben, eine an den Motor angelegte Spannung, ein Drehmoment des Motors, einen Drehbetrag des Motors, eine Drehbeschleunigung des Motors, eine Drehrate des Motors, eine Drehzeit des Motors, einen Druck des Harzes, eine Temperatur des Harzes, eine Flussrate des Harzes und/oder eine Fließgeschwindigkeit des Harzes enthalten.
Die Erfassungseinheit kann dazu eingerichtet sein, den vorbestimmten Zeitreihendatensatz zu erfassen, der von mindestens einer aus einer Vielzahl von den durch ein Netzwerk (107) verbundenen Spritzgießmaschinen geliefert wird.
Eine Spritzgießmaschine ist mit der oben beschriebenen Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung ausgestattet.
Es wird eine Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren einer Spritzgießmaschine zur Verfügung gestellt. Die Spritzgießmaschine umfasst einen Zylinder, in den ein Harz zugeführt wird, und eine Schnecke, die so dazu eingerichtet ist, sich vorwärts und rückwärts zu bewegen und sich im Inneren des Zylinders zu drehen. Die Spritzgießmaschine umfasst einen Zylinder, in den ein Harz zugeführt wird, und eine Schnecke, die dazu eingerichtet ist, sich vorwärts und rückwärts zu bewegen und sich innerhalb des Zylinders zu drehen. Die Spritzgießmaschine ist dazu eingerichtet, mindestens einen Dosierschritt des Durchführens einer Dosierung des Harzes durchzuführen, während das Harz innerhalb des Zylinders geschmolzen wird, indem sie bewirkt, dass die Schnecke rückwärts zu einer vorbestimmten Dosierposition bewegt wird während sie vorwärts gedreht wird, und einen Druckreduzierschritt des Reduzierens eines Drucks des Harzes durch Rückwärtsdrehen der Schnecke auf der Grundlage der vorbestimmten Rückwärtsdrehungsbedingungen. Das Verfahren umfasst einen Erfassungsschritt (S21) zum Erfassen eines vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der von der Spritzgießmaschine zumindest während des Druckreduzierschrittes geliefert wird; und einen Schritt (S25) zur Schätzung der Rückwärtsdrehungsbedingungen unter Verwendung des vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der beim Erfassungsschritt erfasst wurde, und eines Lernmodells, das zur Schätzung der Rückwärtsdrehungsbedingungen eingerichtet ist.
Die Schätzmethode für die Rückwärtsdrehungsbedingung kann ferner einen Schritt (S4) der Erzeugung oder Aktualisierung des Lernmodells durch maschinelles Lernen unter Verwendung des vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der beim Erfassungsschritt erfasst wurde, umfassen.
Der Schritt der Erzeugung oder Aktualisierung des Lernmodells kann das Lernmodell auf der Grundlage von überwachtem Lernen, unüberwachtem Lernen und/oder bestärkendem Lernen erzeugen oder aktualisieren.
Der Schritt der Erzeugung oder Aktualisierung des Lernmodells kann das Lernmodell durch das überwachte Lernen erzeugen; das Lernmodell kann ein Lernmodell sein, das dazu eingerichtet ist, ein Label auszugeben, das dem vorgegebenen Zeitreihendatensatz entspricht, der bei dem Erfassungsschritt erfasst wurde; und der Schritt des Schätzens der Rückwärtsdrehungsbedingungen kann die Rückwärtsdrehungsbedingungen erfassen, die dem Label zugeordnet sind, das dem vorbestimmten Zeitreihendatensatz entspricht, der beim Erfassungsschritt erfasst wurde, auf der Grundlage einer Tabelle, die eine Beziehung zwischen den Labels und den Rückwärtsdrehungsbedingungen angibt.
Das Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahrenen kann ferner einen Schritt (S33) des Speicherns der während eines laufenden Spritzgießens geschätzten Rückwärtsdrehungsbedingungen in einer Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit als die Rückwärtsdrehungsbedingungen für ein nächstes Spritzgießen umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014058066 [0002]

Claims

Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung zum Schätzen von Rückwärtsdrehungsbedingungen einer Spritzgießmaschine (10), wobei die Spritzgießmaschine einen Zylinder (26), dem ein Harz zugeführt wird, und eine Schnecke (28) aufweist, die dazu eingerichtet ist, sich vorwärts und rückwärts zu bewegen und sich innerhalb des Zylinders zu drehen, wobei die Spritzgießmaschine dazu eingerichtet ist, mindestens einen Dosierschritt des Durchführens einer Dosierung des Harzes durchzuführen, während das Harz innerhalb des Zylinders geschmolzen wird, indem sie bewirkt, dass die Schnecke rückwärts zu einer vorbestimmten Dosierposition bewegt wird während sie vorwärts gedreht wird, und einen Druckreduzierschritt des Reduzierens eines Drucks des Harzes durch Rückwärtsdrehen der Schnecke auf der Grundlage der vorbestimmten Rückwärtsdrehungsbedingungen, die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung umfassend: eine Lernmodellspeichereinheit (230), die dazu eingerichtet ist, ein Lernmodell (235) zu speichern, das dazu eingerichtet ist, die Rückwärtsdrehungsbedingungen zu schätzen; eine Erfassungseinheit (110), die dazu eingerichtet ist, einen vorbestimmten Zeitreihendatensatz zu erfassen, der von der Spritzgießmaschine zumindest während des Druckreduzierschritts geliefert wird; und eine Schätzeinheit (220), die dazu eingerichtet ist, die Rückwärtsdrehungsbedingungen unter Verwendung des von der Erfassungseinheit erfassten vorbestimmten Zeitreihendatensatzes und des in der Lernmodellspeichereinheit gespeicherten Lernmodells zu schätzen.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Lerneinheit (210), die dazu eingerichtet ist, das Lernmodell durch maschinelles Lernen unter Verwendung des vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der von der Erfassungseinheit erfasst wird, zu erzeugen oder zu aktualisieren.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Lerneinheit dazu eingerichtet ist, das Lernmodell auf der Grundlage von überwachtem Lernen, unüberwachtem Lernen und/oder bestärkendem Lernen zu erzeugen oder zu aktualisieren.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die Lerneinheit dazu eingerichtet ist, das Lernmodell durch das überwachte Lernen zu erzeugen; das Lernmodell ein Lernmodell ist, das dazu eingerichtet ist, ein Label auszugeben, das dem vorgegebenen Zeitreihendatensatz entspricht, der von der Erfassungseinheit erfasst wurde; die Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung ferner eine Tabellenspeichereinheit (250) enthält, die dazu eingerichtet ist, eine Tabelle (255) zu speichern, die eine Beziehung zwischen den Labels und den Rückwärtsdrehungsbedingungen angibt; und die Schätzeinheit dazu eingerichtet ist, auf der Grundlage der Tabelle die Rückwärtsdrehungsbedingungen zu erfassen, die dem Label zugeordnet sind, das dem vorbestimmten Zeitreihendatensatz entspricht, der von der Erfassungseinheit erfasst wurde.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Rückwärtsdrehungsbedingungen mindestens einen der folgenden Werte angeben: einen Drehbetrag der Schnecke, eine Drehbeschleunigung der Schnecke, eine Drehrate der Schnecke und eine Drehzeit der Schnecke.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend eine Anzeigesteuereinheit (117), die dazu eingerichtet ist, auf einer Anzeigeeinheit (170) die von der Schätzeinheit geschätzten Rückwärtsdrehungsbedingungen anzuzeigen.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Spritzgießmaschine ferner eine Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit (96) beinhaltet, die dazu eingerichtet ist, die Rückwärtsdrehungsbedingungen zu speichern, und eine Steuereinheit (80), die dazu eingerichtet ist, in der Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit die Rückwärtsdrehungsbedingungen, die von der Schätzeinheit während eines laufenden Spritzgießens geschätzt werden, als die Rückwärtsdrehungsbedingungen für ein nächstes Spritzgießen zu speichern.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Zeitreihendatensatz einen Zeitreihendatensatz über einen elektrischen Strom eines Motors (52a, 52b), der dazu eingerichtet ist die Spritzgießmaschine anzutreiben, eine an den Motor angelegte Spannung, ein Drehmoment des Motors, einen Drehbetrag des Motors, eine Drehbeschleunigung des Motors, eine Drehrate des Motors, eine Drehzeit des Motors, einen Druck des Harzes, eine Temperatur des Harzes, eine Flussrate des Harzes und/oder eine Fließgeschwindigkeit des Harzes umfasst.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Erfassungseinheit dazu eingerichtet ist, den vorbestimmten Zeitreihendatensatz zu erfassen, der von mindestens einer aus einer Vielzahl von durch ein Netzwerk (107) verbundenen Spritzgießmaschinen geliefert wird.
Spritzgießmaschine, die mit einer Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestattet ist.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren zum Schätzen von Rückwärtsdrehungsbedingungen einer Spritzgießmaschine, wobei die Spritzgießmaschine einen Zylinder, dem ein Harz zugeführt wird, und eine Schnecke aufweist, die dazu eingerichtet ist, sich vorwärts und rückwärts zu bewegen und sich innerhalb des Zylinders zu drehen, wobei die Spritzgießmaschine dazu eingerichtet ist, mindestens einen Dosierschritt des Durchführens einer Dosierung des Harzes durchzuführen, während das Harz innerhalb des Zylinders geschmolzen wird, indem sie bewirkt, dass die Schnecke rückwärts zu einer vorbestimmten Dosierposition bewegt wird während sie vorwärts gedreht wird, und einen Druckreduzierschritt des Reduzierens eines Drucks des Harzes durch Rückwärtsdrehen der Schnecke auf der Grundlage der vorbestimmten Rückwärtsdrehungsbedingungen, das Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren umfassend: einen Erfassungsschritt (S21) zum Erfassen eines vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der von der Spritzgießmaschine zumindest während des Druckreduzierschrittes geliefert wird; und einen Schritt (S25) zur Schätzung der Rückwärtsdrehungsbedingungen unter Verwendung des vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der beim Erfassungsschritt erfasst wurde, und eines Lernmodells, das zur Schätzung der Rückwärtsdrehungsbedingungen eingerichtet ist.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend einen Schritt (S4) der Erzeugung oder Aktualisierung des Lernmodells durch maschinelles Lernen unter Verwendung des vorbestimmten Zeitreihendatensatzes, der beim Erfassungsschritt erfasst wurde.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren nach Anspruch 12, bei dem der Schritt der Erzeugung oder Aktualisierung des Lernmodells das Lernmodell auf der Grundlage von überwachtem Lernen, unüberwachtem Lernen und/oder bestärkendem Lernen erzeugt oder aktualisiert.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren nach Anspruch 13, wobei: der Schritt der Erzeugung oder Aktualisierung des Lernmodells das Lernmodell durch das überwachte Lernen erzeugt; das Lernmodell ein Lernmodell ist, das dazu eingerichtet ist, ein Label auszugeben, das dem vorgegebenen Zeitreihendatensatz entspricht, der bei dem Erfassungsschritt erfasst wurde; und, der Schritt des Schätzens der Rückwärtsdrehungsbedingungen die Rückwärtsdrehungsbedingungen erfasst, die dem Label zugeordnet sind, das dem vorbestimmten Zeitreihendatensatz entspricht, der beim Erfassungsschritt erfasst wurde, auf der Grundlage einer Tabelle, die eine Beziehung zwischen den Labels und den Rückwärtsdrehungsbedingungen angibt.
Rückwärtsdrehungsbedingungsschätzverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, ferner umfassend einen Schritt (S33) des Speicherns der während eines laufenden Spritzgießens geschätzten Rückwärtsdrehungsbedingungen in einer Rückwärtsdrehungsbedingungsspeichereinheit als die Rückwärtsdrehungsbedingungen für ein nächstes Spritzgießen.