JP2003001685A

JP2003001685A - 成形技術収集装置

Info

Publication number: JP2003001685A
Application number: JP2001191577A
Authority: JP
Inventors: Masao Kamiguchi; 賢男上口
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2003-01-08
Also published as: EP1270172A1; US20020195734A1

Abstract

(57)【要約】【課題】知識技術者を必要とせず、多数の熟練技術者
からの知識を収集し、成形機の稼働データをもその知識
に合わせて収集する。【解決手段】複数の射出成形機２−１〜２−Ｎとサー
バ用コンピュータ１はＬＡＮ４で接続されている。コン
ピュータ１には、熟練技術者の成形知識を収集するため
のルールが記憶され、該ルールを実行できるように構成
されている。射出成形機には、前記ルールをオペレータ
が利用できるための入出力装置３−１〜３−Ｎを備えて
いる。射出成形機に成形不良等の対策項目が発生したと
き、入出力装置３−１〜３−Ｎより、設定値の変更等の
対策処理を行うと、その対策内容、対策前後の成形条件
等の設定値、機械稼働データがコンピュータ１に送られ
記憶される。これにより、対策項目に対する熟練技術者
の知識と機械稼働データをも共に記憶されることにな
り、対策要因に対する定量的なデータをも得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形技術に関
し、成形知識の収集装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形は、樹脂を溶融しこの溶融樹脂
を金型内に射出した後、冷却して成形品を得るものであ
るが、この成形品を得るには、多量の成形条件を設定し
その設定成形条件の下で成形を行わねばならない。成形
条件としては、金型を開閉し型締める型締め条件、樹脂
を溶融し計量する計量条件、樹脂を金型内に射出する射
出条件等がある。型締め条件としては、型閉じ速度、型
開速度、型締め速度これらの速度変更位置、型締め力等
があり、計量条件としは、スクリュ回転速度、背圧、こ
の回転速度、背圧の切り替え位置、計量完了位置等があ
る。また、射出条件としては、射出速度、この射出速度
の切り替え位置、射出圧力、この射出圧力切り替え位
置、射出速度制御から保圧制御への切り替え位置、時
間、保圧時間、冷却時間等がある。さらには、加熱シリ
ンダの各加熱帯の温度、ノズル温度、金型温度等の温度
条件など多量の成形条件を設定しなければならない。し
かも、使用金型や使用樹脂、成形作業環境が変われば、
当然これら成形条件も変わる。そのため、良成形品を得
るには、これらの成形条件の設定が難しい。

【０００３】使用金型の形状、及び使用樹脂に対して成
形条件が適していない場合には、ショートショット、バ
リ、ヒケ、銀条、ウエルドライン、ヤケ、気泡、黒条、
そり、ねじれ、くもり、寸法精度不良等、種々の不良成
形が生じる。これら生じた成形不良に対して、成形条件
を変更調整しなければならない。しかし、ある成形不良
に対して、１つの成形条件を変更すれば、その成形不良
が改善されるとも限らず、逆に成形不良の度合いが増大
する場合もあり、別の成形不良が生じる場合もある。

【０００４】例えば、バリが発生したとき、その原因
は、型締力の不足かもしれない。射出圧力もしくは保圧
圧力が高すぎるのかもしれない。射出速度が早過ぎた
り、樹脂温度が高すぎる場合であるかもしれない。さら
には、金型の構造に起因していることも想定される。例
えば、金型自体の強度が不足していることも想定され
る。また、ゲートランナが小さすぎる場合や、ゲート数
の不足、ゲート位置画不適等である場合かもしれない。

【０００５】このように、１つの成形不良の発生でも、
その原因は成形条件が適していない場合もあり、金型構
造に起因する場合もある。さらには樹脂の種類によって
影響を受けている場合も想定される。そして各種成形条
件がこの不良成形に影響を与えており、１つの成形条件
だけ変えるだけでは、良成形品を得ることが難しい。
又、１つの成形条件を変更すると、他の不良成形が発生
する場合があり、良成形品を得るための調整が非常に難
しい。そのため、不良成形が生じたとき、それに対処す
るには、射出成形技術に習熟した経験が豊富な熟練技術
者を必要とする。

【０００６】そこで、熟練技術者がいなくても、この不
良成形に対する対策を効率よく実行できるように、エキ
スパートシステムを構築することが試みられている。そ
のため、まずは熟練技術者の不良成形対策のノウハウ
（知識）を収集しなければならないが、この場合、図１
に示すように、熟練技術者に対して、コンピュータシス
テム、エキスパートシステムに精通した知識技術者（ナ
レッジエンジニア）がヒアリングを行い、熟練技術者が
所有する知識（ノウハウ）を収集し、コンピュータシス
テムに入力して知識のデータベース化を行っている。

【０００７】このヒアリングにおいては、図２に示すよ
うに、ヒアリングを行う事項や順序等、収集すべき知識
の落ちがないようにヒアリング表を用意している。これ
は、ヒアリングすべき事項を対策項目とし列記し、各対
策項目に対して、その対策の要因を列記し、さらに、各
対策要因に対する対策条件項目をそれぞれ列記し、さら
に、この対策条件項目に対して、それぞれ対策内容をヒ
アリングするように、階層的にヒアリング表が形成され
ている。

【０００８】例えば、対策項目が不良成形の「ショー
ト」の場合、ショートの要因となる対策要因として、
「成形条件」、「金型構造」、「樹脂特性」、「付帯設
備」等があること、そして、対策要因の「成形条件」に
対しては、対策条件項目として、「射出条件」、「計量
条件」、「温度条件」等があり関係していること、その
中の「射出条件」では、対策内容として、「射出速度を
上げること」、「射出圧力を上げること」、射出速度制
御から保圧制御への「切替位置を前進させること」、
「保圧を上げる」こと等の対策があることが示されてお
り、ヒアリング時にこれらの事項が参考にされ、熟練技
術者に質問されることになる。

【０００９】また、図３は、ショートが発生し、そのと
き対策要因として成形条件が選択された理由、経路をヒ
アリングによって得たときの例を示している。この図３
で示す例では、このショートが発生したとき、熟練技術
者は、作業状況として、初期条件による射出成形によっ
て発生したものか、量産条件によって発生したものか判
断していること、そして次に、不良状況のショートの程
度を、概ね大、中、小に分類して判別し、金型構造が簡
単であるか、複雑であるか、も判断し、さらに使用樹脂
の種類やその他の事項も判断し、最終的に対策要因とし
て成形条件が選択されたことの知識をヒアリングで収集
していることを示している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、知識
技術者（ナレッジエンジニア）が、成形技術に関し熟練
技術者が所有する知識（ノウハウ）を収集するために、
予め用意したヒアリング表等に基づいて熟練技術者に質
問を行い、熟練技術者の知識を収集している。しかし、
この成形技術の収集方法では、知識技術者と熟練技術者
が１対１で行うものであることから、効率的に知識を収
集することが困難である。そのため、アンケート等を用
いて、複数の熟練技術者からその知識収集を行う手法も
開発されているが、この方法ではアンケートに依存した
形式的な知識しか収集できず、熟練技術者の具体的な解
決手法、知識を収集することができなかった。また、こ
のアンケートで収集した知識については、実際の機械稼
働のデータがなく、定性的な知識しか収集できない。こ
のため、収集した知識を実際に使用するために知識の定
量化を行うことができず、依然として熟練技術者に直接
ヒアリングする必要があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、情報処理装置と該情報処理装置に接続さ
れた射出成形機とで構成され、該情報処理装置は、前記
射出成形機のオペレータの成形知識を収集するための所
定のルールを記憶する手段と、該ルールを実行する手段
とを有し、前記射出成形機は、前記所定のルールを前記
オペレータが利用するためのマンマシンインタフェース
を実行する手段と、該マンマシンインタフェースの実行
によって前記射出成形機に対して前記オペレータが設定
した設定データ及び該設定データに基づいて前記射出成
形機を運転して得られた成形データを前記情報処理装置
へ転送する手段とを有している。さらに、前記情報処理
装置は、前記設定データ及び前記成形データを受信する
手段と、記憶する手段とを備え、熟練技術者のオペレー
タの成形知識を収集することができるようにした。ま
た、複数の前記射出成形機を前記情報処理装置と通信回
線で接続し、多数の熟練技術者から各種知識を収集でき
るようにした。

【００１２】

【発明の実施の形態】図４は、本発明の一実施形態のブ
ロック図である。知識収集の対象となる射出成形機２−
１〜２−Ｎは、サーバ機能を有する情報処理装置として
のコンピュータ１と通信回線（ＬＡＮ）４で接続されて
いる。コンピュータ１には、知識技術者における知識収
集のルールがヒアリングアルゴリズムとして搭載されて
いる。各射出成形機２−１〜２−Ｎは、入出力装置３−
１〜３−Ｎを備えており、サーバ用コンピュータ１のク
ライアントとして動作することができるように構成され
ている。サーバ用コンピュータ１に搭載された知識技術
者のヒアリングアルゴリズムに基づいて、サーバ用コン
ピュータ１はこのアルゴリズムを実行し、熟練技術者１
〜Ｎは、各入出力装置３−１〜３−Ｎを用いてこのアル
ゴリズムを利用して、データ、知識を入力し、サーバ用
コンピュータ１に知識を収集する。すなわち、この入出
力装置３−１〜３−Ｎがヒアリングアルゴリズムを利用
するマンマシンインタフェースを実行する手段を構成す
る。サーバ用コンピュータ１は、この収集した知識を記
憶手段５に記憶する。なお、サーバ用コンピュータ１に
は、不良成形データ、樹脂データ、金型データ等を記憶
する外部記憶手段６，７，８も接続されている。

【００１３】このように、サーバ用コンピュータ１に
は、複数の射出成形機がＬＡＮ４で接続され、複数の熟
練技術者１〜Ｎの知識を、知識技術者のヒアリングアル
ゴリズムに基づいて、同時に収集できるから効率よく収
集することができる。

【００１４】図５は、知識技術者のヒアリングアルゴリ
ズムの一例である。射出成形機２−１〜２−Ｎで、成形
不良等の対策項目にあげる不具合が発生したとき、この
ヒアリングアルゴリズムが実行され、まず、射出成形機
に設定されている設定条件とその時の機械稼働データが
サーバ用コンピュータ１に送信され記憶され、図１１に
示すようなに収集データテーブルＴ４にそのファイル名
が記憶される。この送信する設定条件は、金型名称、使
用樹脂の名称および射出条件、計量条件、型締め条件等
の成形条件であり、これらのデータが対策前条件ファイ
ル名ＢＣＯとして記憶される。また、機械稼働データと
しては、データを得た時の時間、ショット数、サイクル
タイム、射出時間、計量時間、型開閉時間、突き出し時
間、ピーク圧、クッション量、最小クッション量、温度
データ１〜６・・・等のデータが射出成形機内の図１０
に示すような機械稼働データテーブルＴ３に記憶されて
おり、この機械稼働データテーブルＴ３のデータがサー
バ用コンピュータ１に送信され、これが対策前機械稼働
データファイルＢＭＯとして記憶され、収集データテー
ブルＴ４にそのファイル名が記憶される。

【００１５】そして、これから行う対策が初めてのもの
か、過去に行ったがその時は射出成形機だけで完了せ
ず、金型樹脂、付帯設備等も調整して再トライするもの
か選別する（ステップＡ２）。この実施形態では、最初
の対策要因として、必ず成型条件を選択するものとして
おり、最初の対策の場合には、成型条件が自動的に対策
要因となるものである。

【００１６】そこで、予め記憶する図８に示すような対
策項目テーブルＴ１を表示し、このテーブルＴ１の中か
ら対策項目を選択させ、その選択項目をサーバコンピュ
ータに送信し、収集データテーブルＴ４に記憶される
（ステップＡ３〜Ａ５）。この例では、対策項目とし
て、「ショート」が選択された例を示している。

【００１７】次に、選択項目（ショート）に対応する成
形条件（対策要因）に対する対策条件項目を記憶したテ
ーブルＴ２を表示し、項目を選択させる（ステップＡ
６、Ａ７）。図９は、この対策条件項目の表示の一例
で、対策項目として「ショート」が選択されたとき、対
策条件項目として表示される例を示したものであり、こ
の場合、変更すべき条件項目の候補として、射出条件、
計量条件、型締条件、突き出し条件、温度条件等が表示
される。

【００１８】そして、この表示された中から１つの項目
が選択されると、選択された条件画面を表示し、選択さ
れた項目に対する現在の設定値が表示される（ステップ
Ａ８）。そこで、熟練技術者が項目を選択し、その選択
項目の設定値を変更し入力終了指令を入力すると（ステ
ップＡ９、Ａ１０）、この変更項目と変更後の設定値を
コンピュータ１に送信し、サーバコンピュータ１では、
この受信データを対策後条件データとして記憶しファイ
ル名ＢＣＯで収集データテーブルＴ４に記憶する（ステ
ップＡ１１）。なお、変更項目をも含め全ての成形条件
を対策後条件データとして記憶してもよいが、変更項目
と、その変更語の設定値のみを記憶するようにしてもよ
い。そして、射出成形機では、試射を行うよう表示し
（ステップＡ１２）、試射が終了すると、その時の機械
稼働データテーブルＴ３に記憶された機械稼働データコ
ンピュータ１に送信し、コンピュータ１では、このデー
タを対策後機械稼働データをファイル名ＡＭＯとして記
憶し、そのファイル名を収集データテーブルＴ４に記憶
する（ステップＡ１４）。

【００１９】熟練技術者は、試射によって得られた成形
品を観察評価し、成形品が、１）悪くなった、２）変わ
らない、３）改善された、４）良品になった、５）金
型、樹脂、付帯事項の変更を行う継続処理を行う、か判
断し、いずれかの項目を選択入力する（ステップＡ１
５）。１）悪くなった、または、２）変わらない、また
は、３）改善された、が入力された場合には（ステップ
Ａ１６）、ステップＡ６に移行し、再度変更する成形条
件を選択しその設定値を変えて、試射を行い、対策後条
件データ（ＡＣＯ）、対策後機械稼働データ（ＡＭＯ）
を得て記憶し、そのファイル名を収集データテーブルＴ
４に記憶することになる。以下、上記１）〜３）が選択
されると（ステップＡ１６）、同様な処理が実行され、
対策後条件データ（ＡＣＯ）、対策後機械稼働データ
（ＡＭＯ）が記憶されそのファイル名が収集データテー
ブルＴ４に記憶することになる。

【００２０】一方、成形条件のみでは、この対策項目に
対して十分な対策ができない場合には、５）の「継続処
理」が選択され、この場合には、継続処理信号がサーバ
用コンピュータ１に送信され、収集データテーブルＴ４
の「継続、完了」の欄に「継続」のデータが記憶される
（ステップＡ１７，Ａ１８）。また、良品が得られ
「４）良品になったので終了」が選択された場合には、
完了信号がサーバ用コンピュータ１に送信され、収集デ
ータテーブルＴ４の「継続、完了」の欄に「完了」のデ
ータが記憶される（ステップＡ１９）。

【００２１】一方、継続処理を行う場合には、ステップ
Ａ２からステップＡ２０に移行し、図６に示す継続処理
を行う。継続処理では、まず、継続処理対象となる金型
対策、樹脂対策、付帯対策、その他の項目を表示し、そ
の中から１つの対策が選択されると、選択された対策の
処理を実行し、その処理をサーバ用コンピュータ１に送
信する（ステップＢ１〜Ｂ３）。コンピュータ１では、
このデータを受信データテーブルＴ４に記憶する。

【００２２】図７に、一例として、金型対策が選択され
た場合の例を示す。まず、金型対策として、通常行われ
る、１）ゲート対策、２）ガスベントの保守、３）ガス
ベントの変更、４）成形品の形状変更、５）その他の対
策項目、を表示し、その中から選択させ、選択された項
目に対する処理を送信し（ステップＣ１〜Ｃ３）、この
データを受信データテーブルＴ４に記憶する。

【００２３】以上のようにして、熟練技術者のオペレー
タが対策項目に対して行った操作および知識が実際の対
策項目発生時に自動的にサーバ用コンピュータに収集さ
れ、その知識、ノウハウが記憶されることになる。しか
も、対策前後の設定値の値、対策前後の実際の機械稼働
データが記憶されているものであるから、その後このデ
ータを使用するとき、具体的なデータであるからこの記
憶されたデータから類推して、その時生じている対策項
目に対する処理を容易に実施することができ、効率のよ
いエキスパートシステムを構築することができる。

【００２４】

【発明の効果】成形において対策を要する事項に対し、
多数の熟練技術者が実際に行った操作、処理、対策等の
ノウハウ、知識を自動的に収集し、しかも、対策前後の
条件設定値、機械稼働データをも共に収集できるもので
ある。対策項目に対して熟練技術者が行った操作やノウ
ハウ等の知識と対策前後の設定値、機械稼働データが共
に記憶されているものであるから、このデータを利用す
る時、定性的、定量的に利用することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】成形技術において、エキスパートシステムを構
築する際における、熟練技術者の知識をデータベース化
する従来の方法の説明図である。

【図２】従来技術において、熟練技術者の知識を収集す
る際に使用されるのヒアリング表の一例である。

【図３】従来の熟練技術者の知識を収集する際のヒアリ
ングの経路の説明図である。

【図４】本発明の一実施形態のブロック図である。

【図５】同実施形態における知識技術者のヒアリングア
ルゴリズムの例である。

【図６】同知識技術者のヒアリングアルゴリズムにおけ
る継続処理のアルゴリズムである。

【図７】同知識技術者のヒアリングアルゴリズムにおけ
る継続処理において金型対策に対するアルゴリズムであ
る。

【図８】同実施形態における対策項目テーブルの一例を
示す図である。

【図９】同実施形態における対策項目の「ショート」に
対応する対策条件項目を記憶したテーブルＴ２の一例で
ある。

【図１０】同実施形態における機械稼働データテーブル
の一例である。

【図１１】同実施形態における受信データテーブルの一
例である。

【符号の説明】

１サーバ用コンピュータ２−１〜２−Ｎ射出成形機３−１〜３−Ｎ入出力装置４ＬＡＮ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報処理装置と該情報処理装置に接続さ
れた射出成形機とで構成され、該情報処理装置は、前記
射出成形機のオペレータの成形知識を収集するための所
定のルールを記憶する手段と、該ルールを実行する手段
とを有し、前記射出成形機は、前記所定のルールを前記
オペレータが利用するためのマンマシンインタフェース
を実行する手段と、該マンマシンインタフェースの実行
によって前記射出成形機に対して前記オペレータが設定
した設定データ及び該設定データに基づいて前記射出成
形機を運転して得られた成形データを前記情報処理装置
へ転送する手段とを有し、前記情報処理装置は、前記設
定データ及び前記成形データを受信する手段と、記憶す
る手段とを備え、成形知識を収集することを特徴とする
射出成形機の成形知識収集装置。
【請求項２】前記情報処理装置と通信回線で接続され
た複数の前記射出成形機とで構成されていることを特徴
とする請求項１記載の成形知識収集装置。