JP2004255607A - 射出成形機のモニタ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単にスクリュ回転による樹脂せん断の状態を監視できる射出成形機のモニタ装置を得る。
【解決手段】計量工程が終了するまで、射出シリンダを加熱するヒータのオン／オフの比率Ｂに係数Ｋを乗じてヒータの発熱量を求め、メモリ部ＴＨｍｅｎ（ｎ）に記憶する（２０２）。又、処理周期Ｔを加算しながら計量開始からの経過時間を求めメモリ部Ｔｍｉｎ（ｎ）に記憶する（２０３）。メモリに記憶された計量開始からの経過時間に対応したヒータ発熱量をグラフ表示する。射出シリンダの温度はヒータによる発熱と樹脂のせん断によって発生する熱によるものである。ヒータの発熱量が分かれば、相対的に樹脂のせん断による発熱量が分かり、スクリュ回転による樹脂のせん断状態をモニタすることができる。ヒータ発熱量を検出表示するという簡単な処理で樹脂のせん断状態をモニタすることができる。
【選択図】 図３
【解決手段】計量工程が終了するまで、射出シリンダを加熱するヒータのオン／オフの比率Ｂに係数Ｋを乗じてヒータの発熱量を求め、メモリ部ＴＨｍｅｎ（ｎ）に記憶する（２０２）。又、処理周期Ｔを加算しながら計量開始からの経過時間を求めメモリ部Ｔｍｉｎ（ｎ）に記憶する（２０３）。メモリに記憶された計量開始からの経過時間に対応したヒータ発熱量をグラフ表示する。射出シリンダの温度はヒータによる発熱と樹脂のせん断によって発生する熱によるものである。ヒータの発熱量が分かれば、相対的に樹脂のせん断による発熱量が分かり、スクリュ回転による樹脂のせん断状態をモニタすることができる。ヒータ発熱量を検出表示するという簡単な処理で樹脂のせん断状態をモニタすることができる。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形機のモニタ装置に関し、特に、樹脂のせん断発熱を監視可能としたモニタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機の計量工程では、射出シリンダをヒータで加熱すると共に、スクリュを回転させて射出シリンダ内の樹脂を可塑化、溶融し、混練りしながらスクリュを後退させて計量を行う。このとき、樹脂ペレットはスクリュ回転によるせん断熱と、ヒータからの加熱によって可塑化、溶融されるものである。
しかし、レンズなどの光学部品に使用される樹脂では、せん断によって樹脂が劣化するため、ヒータからの熱によって溶融することが望ましいとされているものがある。
【０００３】
スクリュを回転させることによって樹脂をせん断し可塑化、溶融する状態は、この樹脂のせん断、可塑化がスクリュに対しては負荷として加わるものであるから、スクリュを回転させるモータ等の駆動トルクの大きさによって推定することが可能である。そこで、スクリュを回転させるスクリュ回転用モータの駆動トルクを監視し、該駆動トルクが設定許容範囲を外れると計量異常として検知するようにした製品良否判別方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
又、良品が得られたときの計量モータのトルクモデルを予め求めておき、このトルクモデルに近付くように、加熱シリンダを加熱するヒータへの通電を制御するようにした発明も知られている。（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
又、加熱シリンダ内に樹脂を充填して、スクリュを回転させずに、ヒータに流れる電流値と通電時間より算出するヒータにより発生する発熱と温度センサで検出される加熱シリンダの温度の対応関係を基準として予め記憶しておき、実際の成形時には、サンプリング周期毎に加熱シリンダの温度を検出すると共にヒータにより発生される熱量を算出し、該算出熱量に基づいて、記憶した基準と検出シリンダ温度の差（又は割合）をスクリュ回転によるせん断発熱による温度上昇分として検出する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
さらに、良品が得られたときの計量時におけるスクリュ背圧のモデルを予め求めておき、さらに、スクリュ背圧のモデルにおけるヒータによる発熱量とせん断発熱量の比率モデルを求めておき、実成形では、スクリュ背圧のモデルに近付くように、加熱シリンダを加熱するヒータへの通電を制御し、かつ、前記比率モデルにも近付くように、加熱シリンダの温度を制御する発明も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２９７５３２号公報
【特許文献２】
特開２００１−２６０１９３号公報
【特許文献３】
特開２００１−２２５３７２号公報
【特許文献４】
特開２００１−２８７２５５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
スクリュを回転させるモータ等の駆動トルクには、樹脂をせん断するに要する負荷以外の負荷も含まれており、スクリュ全体に加わる負荷をこの駆動トルクで監視することはできても、樹脂を溶融する箇所のせん断に要する負荷のみを抽出して監視することはできない。
又、スクリュ回転によるせん断の影響を検出する前述した特許文献３，４に記載された発明では、加熱シリンダ内に樹脂を充填して、スクリュを回転させずに、ヒータに流れる電流値と通電時間より算出するヒータにより発生する発熱と温度センサで検出される加熱シリンダの温度の対応関係を予め測定し、記憶しておく必要があり、スクリュを回転せずに樹脂を充填しなければならず、基準となるヒータの発熱と温度センサで検出される加熱シリンダの温度の対応関係を測定し、記憶することが困難である。
そこで、本発明は、簡単にスクリュ回転によるせん断の状態を監視できる射出成形機のモニタ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に係わる発明は、スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって設定された温度に一致するように制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程開始からの経過時間に基づき記憶する手段とを有し、該記憶されたヒータ発熱量を計量工程中の経過時間に対応させてグラフ表示することを特徴とするもので、グラフ表示されたヒータ発熱量から相対的に樹脂のせん断発熱が推察でき、樹脂のせん断状態を監視することができる。
【０００９】
又、請求項２に係わる発明は、スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって設定された温度に一致するように制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程中のスクリュ位置に基づき記憶する手段とを有し、該記憶されたヒータ発熱量を計量工程中のスクリュ位置に対応させてグラフ表示することを特徴とするもので、グラフ表示されたヒータ発熱量から相対的に樹脂のせん断発熱が推察でき、樹脂のせん断状態を監視することができる。
【００１０】
請求項３に係わる発明は、スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって設定された温度に一致するように制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程開始からの経過時間に基づき記憶する手段と、ヒータ発熱量の許容範囲を設定する手段とを有し、判別対象区間中の前記記憶されたヒータ発熱量が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにした。さらに、請求項４に係わる発明は、経過時間によって前記判別対象区間を設定する手段を備え、該判別対象区間中の前記記憶されたヒータ発熱量が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにした。
【００１１】
請求項５に係わる発明は、スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって設定された温度に一致するように制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程中のスクリュ位置に基づき記憶する手段と、ヒータ発熱量の許容範囲を設定する手段とを有し、判別対象区間中の前記記憶されたヒータ発熱量が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにした。さらに、請求項６に係わる発明は、スクリュ位置によって前記判別対象区間を設定する手段を備え、該判別対象区間中の前記記憶されたヒータ発熱量が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにした。
【００１２】
又、請求項７、請求項８に係わる発明は、スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって温度制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程開始からの経過時間若しくは計量工程中のスクリュ位置に基づき記憶する手段と、前記計量工程中の前記記憶されたヒータ発熱量の平均値を求める手段と、ヒータ発熱量の許容範囲を設定する手段とを有し、前記ヒータ発熱量の平均値が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにした。請求項９に係わる発明は、前記ヒータ発熱量を単位時間のヒータＯＮ時間に基づいて求めるものとし、請求項１０に係わる発明は、前記ヒータ発熱量は単位時間のヒータの電力に基づいて求めるものとした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態における射出成形機のモニタ装置の要部ブロック図である。符号１は射出成形機の射出シリンダ、符号２はノズル、符号３はスクリュである。スクリュ３は、駆動源の軸回転を射出軸方向の直線運動に変換するための駆動変換機１０を介して射出用サーボモータＭ１によりスクリュ軸方向に駆動される。また、スクリュ３は、歯車機構等の伝動機構１１を介してスクリュ回転用サーボモータＭ２により回転駆動されるようになっている。射出用サーボモータＭ１にはスクリュ３の位置や移動速度を検出するためのパルスコーダＰ１が配備され、また、スクリュー回転用サーボモータＭ２には、スクリュ３の回転速度を検出するための速度検出器Ｐ２が配備されている。
【００１４】
射出シリンダ１にはヒータゾーン毎にヒータ５が設けられ、該ヒータ５にはスイッチ４のオン／オフによって電源より電力が供給される。又、各ヒータ５には、温度センサ６が取り付けられ、該温度センサ６での検出信号は制御装置２０に入力されるようになっている。なお、符号７は射出シリンダ１に樹脂ペレットを供給するホッパである。
【００１５】
射出成形機の制御装置２０は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣ用ＣＰＵ２８、プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣ用ＣＰＵ２７、サーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ２４、入出力回路２１、成形データ保存用ＲＡＭ２９、ＣＲＴ表示回路３０がバス３６で接続されている。
【００１６】
ＰＭＣ用ＣＰＵ２７には、射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラムや計量による可塑化異常の有無を判定するための制御プログラム等を記憶したＲＯＭ３１および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ３２が接続されている。一方、ＣＮＣ用ＣＰＵ２８には射出成形機を全体的に制御するプログラム等を記憶したＲＯＭ３３および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ３４が接続されている。
【００１７】
また、サーボＣＰＵ２４には、サーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ２５やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ２６が接続されている。更に、サーボＣＰＵ２４には、該ＣＰＵ２４からの指令に基づいて射出用，スクリュ回転用等の各軸のサーボモータを駆動するサーボアンプ２３が接続され、射出用サーボモータＭ１に配備したパルスコーダＰ１およびスクリュ回転用サーボモータＭ２に配備したパルスコーダＰ２からの出力の各々がサーボＣＰＵ２４に帰還され、サーボＣＰＵ２４はスクリュ３の位置、速度のフィードバック制御、スクリュ３の回転の速度フィードバック制御を行う。また、パルスコーダＰ１からのフィードバックパルスに基づいてスクリュ３の現在位置は現在位置記憶レジスタに記憶されている。
【００１８】
入出力回路２１には、射出成形機の各部に配備したリミットスイッチ等からの信号を受信したり射出成形機の周辺機器等に各種の指令を伝達したりするものであるが、本発明に関係して、ヒータ５に電力を供給するスイッチ４をオン／オフするための信号が各スイッチ４に出力されている。又、ヒータ５に設けられた温度センサ６からの信号は、ＶＦ（電圧／周波数変換器）２２によって周波数に変換されて、入出力回路２１に入力され、この周波数をカウントすることによって、各ヒータゾーンの温度を検出するようになっている。ディスプレイ付手動データ入力装置３５はＣＲＴ表示回路３０を介してバス３６に接続され、モニタ表示画面や機能メニューの選択および各種データの入力操作等が行えるようになっており、数値データ入力用のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設けられている。なお、表示装置として、本実施形態は、ＣＲＴ表示装置を用いているが、液晶等の他の表示装置を用いてもよい。
【００１９】
不揮発性ＲＡＭで構成された成形データ保存用ＲＡＭ２９は、射出成形作業に関する成形条件（射出保圧条件，計量条件等）と各種設定値，パラメータ，マクロ変数および計量異常検出のための判別対象区間、許容範囲等を記憶するメモリである。
ＰＭＣ用ＣＰＵ２７は、従来と同じように各ヒータゾーンの温度を検出する温度センサ６からの検出温度を電圧／周波数変換器２２及び入出力回路２１を介して検出し、ＰＩＤ（比例・積分・微分）制御処理等を行って、入出力回路２１を介してスイッチ４をオン／オフ制御する温度制御を行っている。
【００２０】
又、図２に示す処理は、同実施形態における各態様において、ＰＭＣ用ＣＰＵ２７が所定周期毎実行する各ヒータ毎のヒータ発熱量を検出する処理である。説明を簡単にするために１つのヒータについて記載しており、ヒータの発熱量は各ヒータ毎に求められ記憶されるものである。
【００２１】
まず、カウンタＣを「１」インクリメントし（ステップ１００）、入出力回路から出力されるスイッチ４への指令が「オン」か否か判別する。オンならば、レジスタＡに１加算し（ステップ１０２）、オンでなければ、加算することなくステップ１０３に進む。なお、上述したカウンタＣ、後述するレジスタＡは電源投入時の初期設定で「０」にクリアされている。
【００２２】
ステップ１０３では、カウンタＣの値が設定値Ｃ０に達しているか判断し、達してなければ、このままこの周期の処理を終了する。カウンタＣの値が設定値Ｃ０であると、レジスタＡの値を設定値Ｃ０で割って、設定値Ｃ０の回数だけオンか否か検出し、この検出回数におけるオンの割合を算出し、レジスタＢに格納する（ステップ１０４）。そして、レジスタＡ、カウンタＣを「０」にクリアし（ステップ１０５）、当該周期の処理を終了する。
以上の処理によって、処理周期回数が設定値Ｃ０に達する毎に、オンの割合が算出されレジスタＢに記憶されることになる。このオンの割合に所定比例定数を乗じれば、ヒータの発熱量が求められる。
【００２３】
図３は、計量工程時において、本発明の第１の態様が行うモニタ処理のフローチャートである。又、図４は、この図３で示す処理によって取得されたデータを記憶する成形データ保存用ＲＡＭ２９に設けられたテーブルＴｅ１の説明図である。
まず、インデックスｎを「１」にセットし、計量開始からの経過時間を記憶するインデックスｎ＝０に対応するメモリ部Ｔｉｍ（０）として「０」を記憶する（ステップ２００）。そして、計量工程が終了したか判断し（ステップ２０１）、終了してなければ、レジスタＢに記憶するスイッチ４のオンの割合に所定比例係数Ｋを乗じて、ヒータ５の発熱量（Ｋ・Ｂ）を求め、インデックスｎに対応するテーブルＴｅ１のメモリ部ＴＨｍｅｍ（ｎ）に記憶する（ステップ２０２）。又、メモリ部Ｔｉｍ（ｎ−１）に記憶する値に、この図３に示す処理の周期Ｔを加算し計量開始からの経過時間を求め、テーブルＴｅ１のインデックスｎで示されるメモリ部Ｔｉｍ（ｎ）に記憶し（ステップ２０３）もインデックスｎを「１」インクリメントして（ステップ２０４）、ステップ２０１に戻る。以下、ステップ２０１以下の処理を計量工程が終わるまで、所定周期毎繰り返し実行する。この処理周期は、図２で示したスイッチ４のオンの割合を求める時間間隔毎又はその整数倍である。すなわち、（図２の処理周期×Ｃ０）の整数倍の周期である。
【００２４】
こうして、ステップ２０１以下の処理が繰り返し実行され、計量工程が終了すると、テーブルＴｅ１には、図４に示すように、インデックスｎに対応して、計量開始からの経過時間Ｔｉｍ（ｎ）と、そのときのヒータの発熱量ＴＨｍｅｍ（ｎ）が記憶されることになる。なお、計量開始からの経過時間Ｔｉｍ（ｎ）を記憶せず、インデックスｎに処理周期を掛けて計量開始からの経過時間を求めてもよい。
なお、上述した図３の処理は各ヒータ毎に実行され、テーブルＴｅ１も各ヒータ毎に設けられている。以下計量工程が行われる毎にテーブルＴｅ１が更新され、各ヒータの発熱量が求められることになる。そして、ＣＲＴ／ＭＤＩ３５を操作して、所定ヒータに対する発熱量表示指令を入力すると、このテーブルＴｅ１に記憶するヒータ発熱量が計量工程の開始からの経過時間に沿ってグラフ表示される。
【００２５】
ヒータゾーンの温度はヒータによる加熱と樹脂せん断によって発生する熱によるものであるから、図８に示すように、ヒータゾーンの温度が一定とすると、ヒータの発熱が大きくなれば、樹脂せん断の発熱分は少ないことを意味する。よって、ヒータの発熱量をグラフ表示すれば、相対的に樹脂せん断による発熱量が分かり、スクリュ３による樹脂せん断状態をモニタすることができる。さらに、ヒータ発熱量をグラフ表示する際には、ＣＲＴ／ＭＤＩ３５より予め上限値、下限値の許容範囲を設定しておき、この上限値、下限値も同時に表示することによって、計量工程の異常をも判別できるようにしてもよい。
【００２６】
図５は、本発明の第２の態様である。この第２の態様と第１の態様とで相違する点は、スクリュ３の位置に対応してヒータ発熱量を検出し、表示するようにした点である。又、図６は、この図５で示す処理によって取得されたデータを記憶する成形データ保存用ＲＡＭ２９に設けられたテーブルＴｅ２の説明図である。
まず、計量開始時の初期設定でインデックスｎを「１」フラグＥを「０」にセットした（ステップ３００）後、ステップ３０１以下の処理を図２に示したオン割合を求める時間間隔毎又はその整数倍の周期で繰り返し実行する。計量工程が終了したか判断し（ステップ３０１）、終了してなければ、レジスタＢに記憶するスイッチ４のオンの割合に所定比例係数Ｋを乗じて、ヒータ５の発熱量（Ｋ・Ｂ）を求め、インデックスｎに対応するテーブルＴｅ２のメモリ部ＴＨｍｅｍ（ｎ）に記憶する（ステップ３０２）。そして、サーボＣＰＵ２４がパルスコーダＰ１からの位置フィードバック信号により求め、現在位置記憶レジスタに記憶するスクリュ３の位置ＳｃＰｐａｃｔを読み出し、インデックスｎで示されるメモリ部ＳｃＰ（ｎ）に記憶し（ステップ３０３）、インデックスｎを「１」インクリメントして（ステップ３０４）、ステップ３０１に戻る。以下、ステップ３０１以下の処理を計量工程が終わるまで、所定周期毎繰り返し実行する。
【００２７】
計量工程が終了すると、テーブルＴｅ２には、図６に示すように、インデックスｎに対応して、メモリ部ＳｃＰ（ｎ）にスクリュ位置が、メモリ部ＴＨｍｅｍ（ｎ）に該スクリュ位置に対応するヒータ発熱量が記憶されることになる。
そして、ＣＲＴ／ＭＤＩ３５を操作して、所定ヒータに対する発熱量表示指令を入力すると、図９に示すように、このテーブルＴｅ２に記憶するヒータ発熱量がスクリュ位置に対応してグラフ表示させる。なお、発熱量のグラフは特定のヒータゾーンだけではなく図１１に示すように複数のヒータゾーンを同時に表示するようにしてもよい。
このグラフ表示を行う際に、図１０に示すように、ＣＲＴ／ＭＤＩ３５より予め許容範囲として設定したスクリュ位置に応じた上限値、下限値を同時に表示することによって、計量工程の異常をも判別できるようにする。
【００２８】
図７は、本発明の第３の態様である。この第３の態様は、ヒータ発熱量をグラフ表示するものではなく、ヒータ発熱量より計量異常を直接検出するようにしたものである。この態様では、ＣＲＴ／ＭＤＩ３５より予め許容範囲として上限値ＴＨ−Ｈｉ、下限値ＴＨ−Ｌｏｗを設定しておく。
まず、計量開始時の初期設定でフラグＥを「０」にリセットした（ステップ４００）後、ステップ４０１以下の処理を図２に示したオン割合を求める時間間隔毎又はその整数倍の周期で繰り返し実行する。計量工程が終了したか判断し（ステップ４０１）、終了してなければ、レジスタＢに記憶するスイッチ４のオンの割合に所定比例係数Ｋを乗じて、ヒータ５の発熱量Ｋ・Ｂを求め（ステップ４０２）、この発熱量Ｋ・Ｂが下限値ＴＨ−Ｌｏｗ又は上限値ＴＨ−Ｈｉを越えていないか判断し（ステップ４０３）、越えておらず、許容範囲内であれば、ステップ４０１に戻る。又、この許容範囲を超えていれば、計量異常を示すフラグＥを「１」にセットし（ステップ４０４）、ステップ４０１に戻る。以下、所定周期毎ステップ４０１以下の処理を計量工程が終了するまで繰り返し実行する。
図示してはいないが、フラグＥが「１」に設定されたときには、計量異常等の警報表示等を行い、計量異常を知らせる。
【００２９】
この第３の態様では、ヒータ発熱量のグラフ表示を行うことなく、ヒータ発熱量に基づく計量異常の検出だけを行うものとしたが、この第３の態様と上述した第１、第２の態様を組み合わせてグラフ表示と、計量異常の検出処理を共に行うようにしてもよい。この場合、予め下限値ＴＨ−Ｌｏｗ及び上限値ＴＨ−Ｈｉを設定しておき、図３，図５に示す処理において、ステップ２０２又はステップ３０２の次に、該ステップ２０２又はステップ３０２で求めたヒータの発熱量Ｋ・Ｂが設定された下限値ＴＨ−Ｌｏｗ及び上限値ＴＨ−Ｈｉの範囲内か否か判別し、範囲内ではないときにはフラグＥを「１」にセットする処理を追加するようにすればよい。
【００３０】
さらに、ヒータ発熱量より計量異常を検出する判別対象範囲を設定して、この判別対象範囲だけ計量異常か否か判別するようにしてもよい。この場合には、図３において、ステップ２０３とステップ２０４の間に次のような処理を挿入すればよい。経過時間（Ｔｉｍ（ｎ））が設定判別対象区間か否か判別し、設定判別対象区間でなければ、そのままステップ２０４に移行し、設定判別対象区間であれば、ステップ４０３と同じように、ヒータ発熱量が設定許容範囲内か否か判断し、許容範囲内ならステップ２０４に移行し許容範囲外なら、フラグＥを「１」にセットしてステップ２０４に移行するようにすればよい。又、複数の判別対象区間を設けて、各判別対象区間における許容範囲も設定しておき、経過時間がいずれかの設定判別対象区間内と判断されたときにはその判別対象区間に対して設定されている許容範囲に基づいて、ヒータ発熱量が許容範囲か否か判別するようにすればよい。
【００３１】
又、図５に示す第２の態様にも判別対象範囲を設ける場合も同様であり、この場合は判別対象区間がスクリュ位置に対して設定される点で、上述した図３の第１の態様に適用した場合と相違し、その他は同じである。すなわち、ステップ３０３とステップ３０４の間に、スクリュ位置（ＳｃＰｐａｃｔ）が設定対象区間か判断し、設定対象区間内であれば、その設定対象区間に対して設定されている許容範囲内にヒータ発熱量があるか否か判別し、許容範囲内でない場合にはフラグＥを「１」にセットするような処理を挿入すればよい。
【００３２】
又、計量異常か否かの判断をヒータ発熱量の平均値に基づいて判別するようにしてもよい。この場合は、図３，図５で示す処理において、ステップ２０２，ステップ３０２の後に、このステップ２０２又はステップ３０２で求めたヒータの発熱量Ｋ・Ｂを積算レジスタに積算し、ステップ２０１又はステップ３０１で計量工程が終了したことを検出した後、この積算レジスタに記憶する値をインデックスｎから１減算した値で割り、平均のヒータ発熱量を求め、この平均発熱量が設定下限値ＴＨ−Ｌｏｗ及び上限値ＴＨ−Ｈｉの範囲内か否か判別し、範囲内ではないときにはフラグＥを「１」にセットする処理を追加するようにすればよい。又、この平均値をもグラフ表示するようにしてもよい。
又、上述した処理は、各ヒータゾーン毎の処理であるが、各ヒータゾーン毎に求めたヒータ発熱量を合計し、この合計値に基づいて計量異常を判別するようにしてもよい。
【００３３】
上述した各態様では、射出シリンダの温度制御がスイッチ４のオン／オフ制御によってヒータ５の加熱を制御することによって行われるものとして説明した。しかし、オン／オフ制御ではなく電力制御、すなわち、ヒータ５に流す電流の量を制御する方法で射出シリンダの温度制御が行われる場合においても、本発明は適用できるものである。この場合、ヒータの発熱量は、ヒータ５に流れる電流を電流センサ等で測定し、入出力回路２１に取り込み、この検出電流値に比例定数（電源電圧値）を乗じて、ヒータ発熱量を求めればよい。例えば、図３，図５の処理フローチャートにおいて、ステップ２０２，ステップ３０２の処理が、検出電流値に比例定数（電源電圧値）を乗じて、ヒータ発熱量を求める処理に変わるものである。そして、この場合、図２に示す処理は不必要であり、図３，図５で行うステップ２０１，ステップ３０１以下の繰り返し実行される処理の処理周期は、第１，第２の態様のときよりも短いものとした方がよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、ヒータ発熱量をモニタすることで、樹脂のせん断作用状態を把握することができるようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の要部ブロック図である。
【図２】同実施形態におけるヒータ発熱量検出処理のフローチャートである。
【図３】同実施形態における第１の態様における計量工程モニタ処理のフローチャートである。
【図４】同実施形態における第１の態様における取得したデータを記憶するテーブルの説明図である。
【図５】同実施形態における第２の態様における計量工程モニタ処理のフローチャートである。
【図６】同実施形態における第２の態様における取得したデータを記憶するテーブルの説明図である。
【図７】同実施形態における第３の態様における計量工程モニタ処理のフローチャートである。
【図８】ヒータゾーンの温度に対するヒータによる加熱と樹脂せん断によって発生する熱の関係を説明する図である。
【図９】第２の態様において、スクリュ位置に対するヒータ発熱量をグラフ表示した例を示す図である。
【図１０】スクリュ位置に対するヒータ発熱量をグラフ表示し、さらに設定上限値、下限値をも表示した例を示す図である。
【図１１】複数のヒータゾーンの発熱量を同時にグラフ表示した例を示す図である。
【符号の説明】
１ 射出シリンダ
２ ノズル
３ スクリュ
４ スイッチ
５ ヒータ
６ 温度センサ
２０ 制御装置
Ｍ１ 射出用サーボモータ
Ｍ２ スクリュ回転用サーボモータ
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形機のモニタ装置に関し、特に、樹脂のせん断発熱を監視可能としたモニタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機の計量工程では、射出シリンダをヒータで加熱すると共に、スクリュを回転させて射出シリンダ内の樹脂を可塑化、溶融し、混練りしながらスクリュを後退させて計量を行う。このとき、樹脂ペレットはスクリュ回転によるせん断熱と、ヒータからの加熱によって可塑化、溶融されるものである。
しかし、レンズなどの光学部品に使用される樹脂では、せん断によって樹脂が劣化するため、ヒータからの熱によって溶融することが望ましいとされているものがある。
【０００３】
スクリュを回転させることによって樹脂をせん断し可塑化、溶融する状態は、この樹脂のせん断、可塑化がスクリュに対しては負荷として加わるものであるから、スクリュを回転させるモータ等の駆動トルクの大きさによって推定することが可能である。そこで、スクリュを回転させるスクリュ回転用モータの駆動トルクを監視し、該駆動トルクが設定許容範囲を外れると計量異常として検知するようにした製品良否判別方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
又、良品が得られたときの計量モータのトルクモデルを予め求めておき、このトルクモデルに近付くように、加熱シリンダを加熱するヒータへの通電を制御するようにした発明も知られている。（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
又、加熱シリンダ内に樹脂を充填して、スクリュを回転させずに、ヒータに流れる電流値と通電時間より算出するヒータにより発生する発熱と温度センサで検出される加熱シリンダの温度の対応関係を基準として予め記憶しておき、実際の成形時には、サンプリング周期毎に加熱シリンダの温度を検出すると共にヒータにより発生される熱量を算出し、該算出熱量に基づいて、記憶した基準と検出シリンダ温度の差（又は割合）をスクリュ回転によるせん断発熱による温度上昇分として検出する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
さらに、良品が得られたときの計量時におけるスクリュ背圧のモデルを予め求めておき、さらに、スクリュ背圧のモデルにおけるヒータによる発熱量とせん断発熱量の比率モデルを求めておき、実成形では、スクリュ背圧のモデルに近付くように、加熱シリンダを加熱するヒータへの通電を制御し、かつ、前記比率モデルにも近付くように、加熱シリンダの温度を制御する発明も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２９７５３２号公報
【特許文献２】
特開２００１−２６０１９３号公報
【特許文献３】
特開２００１−２２５３７２号公報
【特許文献４】
特開２００１−２８７２５５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
スクリュを回転させるモータ等の駆動トルクには、樹脂をせん断するに要する負荷以外の負荷も含まれており、スクリュ全体に加わる負荷をこの駆動トルクで監視することはできても、樹脂を溶融する箇所のせん断に要する負荷のみを抽出して監視することはできない。
又、スクリュ回転によるせん断の影響を検出する前述した特許文献３，４に記載された発明では、加熱シリンダ内に樹脂を充填して、スクリュを回転させずに、ヒータに流れる電流値と通電時間より算出するヒータにより発生する発熱と温度センサで検出される加熱シリンダの温度の対応関係を予め測定し、記憶しておく必要があり、スクリュを回転せずに樹脂を充填しなければならず、基準となるヒータの発熱と温度センサで検出される加熱シリンダの温度の対応関係を測定し、記憶することが困難である。
そこで、本発明は、簡単にスクリュ回転によるせん断の状態を監視できる射出成形機のモニタ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に係わる発明は、スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって設定された温度に一致するように制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程開始からの経過時間に基づき記憶する手段とを有し、該記憶されたヒータ発熱量を計量工程中の経過時間に対応させてグラフ表示することを特徴とするもので、グラフ表示されたヒータ発熱量から相対的に樹脂のせん断発熱が推察でき、樹脂のせん断状態を監視することができる。
【０００９】
又、請求項２に係わる発明は、スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって設定された温度に一致するように制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程中のスクリュ位置に基づき記憶する手段とを有し、該記憶されたヒータ発熱量を計量工程中のスクリュ位置に対応させてグラフ表示することを特徴とするもので、グラフ表示されたヒータ発熱量から相対的に樹脂のせん断発熱が推察でき、樹脂のせん断状態を監視することができる。
【００１０】
請求項３に係わる発明は、スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって設定された温度に一致するように制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程開始からの経過時間に基づき記憶する手段と、ヒータ発熱量の許容範囲を設定する手段とを有し、判別対象区間中の前記記憶されたヒータ発熱量が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにした。さらに、請求項４に係わる発明は、経過時間によって前記判別対象区間を設定する手段を備え、該判別対象区間中の前記記憶されたヒータ発熱量が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにした。
【００１１】
請求項５に係わる発明は、スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって設定された温度に一致するように制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程中のスクリュ位置に基づき記憶する手段と、ヒータ発熱量の許容範囲を設定する手段とを有し、判別対象区間中の前記記憶されたヒータ発熱量が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにした。さらに、請求項６に係わる発明は、スクリュ位置によって前記判別対象区間を設定する手段を備え、該判別対象区間中の前記記憶されたヒータ発熱量が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにした。
【００１２】
又、請求項７、請求項８に係わる発明は、スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって温度制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程開始からの経過時間若しくは計量工程中のスクリュ位置に基づき記憶する手段と、前記計量工程中の前記記憶されたヒータ発熱量の平均値を求める手段と、ヒータ発熱量の許容範囲を設定する手段とを有し、前記ヒータ発熱量の平均値が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにした。請求項９に係わる発明は、前記ヒータ発熱量を単位時間のヒータＯＮ時間に基づいて求めるものとし、請求項１０に係わる発明は、前記ヒータ発熱量は単位時間のヒータの電力に基づいて求めるものとした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態における射出成形機のモニタ装置の要部ブロック図である。符号１は射出成形機の射出シリンダ、符号２はノズル、符号３はスクリュである。スクリュ３は、駆動源の軸回転を射出軸方向の直線運動に変換するための駆動変換機１０を介して射出用サーボモータＭ１によりスクリュ軸方向に駆動される。また、スクリュ３は、歯車機構等の伝動機構１１を介してスクリュ回転用サーボモータＭ２により回転駆動されるようになっている。射出用サーボモータＭ１にはスクリュ３の位置や移動速度を検出するためのパルスコーダＰ１が配備され、また、スクリュー回転用サーボモータＭ２には、スクリュ３の回転速度を検出するための速度検出器Ｐ２が配備されている。
【００１４】
射出シリンダ１にはヒータゾーン毎にヒータ５が設けられ、該ヒータ５にはスイッチ４のオン／オフによって電源より電力が供給される。又、各ヒータ５には、温度センサ６が取り付けられ、該温度センサ６での検出信号は制御装置２０に入力されるようになっている。なお、符号７は射出シリンダ１に樹脂ペレットを供給するホッパである。
【００１５】
射出成形機の制御装置２０は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣ用ＣＰＵ２８、プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣ用ＣＰＵ２７、サーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ２４、入出力回路２１、成形データ保存用ＲＡＭ２９、ＣＲＴ表示回路３０がバス３６で接続されている。
【００１６】
ＰＭＣ用ＣＰＵ２７には、射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラムや計量による可塑化異常の有無を判定するための制御プログラム等を記憶したＲＯＭ３１および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ３２が接続されている。一方、ＣＮＣ用ＣＰＵ２８には射出成形機を全体的に制御するプログラム等を記憶したＲＯＭ３３および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ３４が接続されている。
【００１７】
また、サーボＣＰＵ２４には、サーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ２５やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ２６が接続されている。更に、サーボＣＰＵ２４には、該ＣＰＵ２４からの指令に基づいて射出用，スクリュ回転用等の各軸のサーボモータを駆動するサーボアンプ２３が接続され、射出用サーボモータＭ１に配備したパルスコーダＰ１およびスクリュ回転用サーボモータＭ２に配備したパルスコーダＰ２からの出力の各々がサーボＣＰＵ２４に帰還され、サーボＣＰＵ２４はスクリュ３の位置、速度のフィードバック制御、スクリュ３の回転の速度フィードバック制御を行う。また、パルスコーダＰ１からのフィードバックパルスに基づいてスクリュ３の現在位置は現在位置記憶レジスタに記憶されている。
【００１８】
入出力回路２１には、射出成形機の各部に配備したリミットスイッチ等からの信号を受信したり射出成形機の周辺機器等に各種の指令を伝達したりするものであるが、本発明に関係して、ヒータ５に電力を供給するスイッチ４をオン／オフするための信号が各スイッチ４に出力されている。又、ヒータ５に設けられた温度センサ６からの信号は、ＶＦ（電圧／周波数変換器）２２によって周波数に変換されて、入出力回路２１に入力され、この周波数をカウントすることによって、各ヒータゾーンの温度を検出するようになっている。ディスプレイ付手動データ入力装置３５はＣＲＴ表示回路３０を介してバス３６に接続され、モニタ表示画面や機能メニューの選択および各種データの入力操作等が行えるようになっており、数値データ入力用のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設けられている。なお、表示装置として、本実施形態は、ＣＲＴ表示装置を用いているが、液晶等の他の表示装置を用いてもよい。
【００１９】
不揮発性ＲＡＭで構成された成形データ保存用ＲＡＭ２９は、射出成形作業に関する成形条件（射出保圧条件，計量条件等）と各種設定値，パラメータ，マクロ変数および計量異常検出のための判別対象区間、許容範囲等を記憶するメモリである。
ＰＭＣ用ＣＰＵ２７は、従来と同じように各ヒータゾーンの温度を検出する温度センサ６からの検出温度を電圧／周波数変換器２２及び入出力回路２１を介して検出し、ＰＩＤ（比例・積分・微分）制御処理等を行って、入出力回路２１を介してスイッチ４をオン／オフ制御する温度制御を行っている。
【００２０】
又、図２に示す処理は、同実施形態における各態様において、ＰＭＣ用ＣＰＵ２７が所定周期毎実行する各ヒータ毎のヒータ発熱量を検出する処理である。説明を簡単にするために１つのヒータについて記載しており、ヒータの発熱量は各ヒータ毎に求められ記憶されるものである。
【００２１】
まず、カウンタＣを「１」インクリメントし（ステップ１００）、入出力回路から出力されるスイッチ４への指令が「オン」か否か判別する。オンならば、レジスタＡに１加算し（ステップ１０２）、オンでなければ、加算することなくステップ１０３に進む。なお、上述したカウンタＣ、後述するレジスタＡは電源投入時の初期設定で「０」にクリアされている。
【００２２】
ステップ１０３では、カウンタＣの値が設定値Ｃ０に達しているか判断し、達してなければ、このままこの周期の処理を終了する。カウンタＣの値が設定値Ｃ０であると、レジスタＡの値を設定値Ｃ０で割って、設定値Ｃ０の回数だけオンか否か検出し、この検出回数におけるオンの割合を算出し、レジスタＢに格納する（ステップ１０４）。そして、レジスタＡ、カウンタＣを「０」にクリアし（ステップ１０５）、当該周期の処理を終了する。
以上の処理によって、処理周期回数が設定値Ｃ０に達する毎に、オンの割合が算出されレジスタＢに記憶されることになる。このオンの割合に所定比例定数を乗じれば、ヒータの発熱量が求められる。
【００２３】
図３は、計量工程時において、本発明の第１の態様が行うモニタ処理のフローチャートである。又、図４は、この図３で示す処理によって取得されたデータを記憶する成形データ保存用ＲＡＭ２９に設けられたテーブルＴｅ１の説明図である。
まず、インデックスｎを「１」にセットし、計量開始からの経過時間を記憶するインデックスｎ＝０に対応するメモリ部Ｔｉｍ（０）として「０」を記憶する（ステップ２００）。そして、計量工程が終了したか判断し（ステップ２０１）、終了してなければ、レジスタＢに記憶するスイッチ４のオンの割合に所定比例係数Ｋを乗じて、ヒータ５の発熱量（Ｋ・Ｂ）を求め、インデックスｎに対応するテーブルＴｅ１のメモリ部ＴＨｍｅｍ（ｎ）に記憶する（ステップ２０２）。又、メモリ部Ｔｉｍ（ｎ−１）に記憶する値に、この図３に示す処理の周期Ｔを加算し計量開始からの経過時間を求め、テーブルＴｅ１のインデックスｎで示されるメモリ部Ｔｉｍ（ｎ）に記憶し（ステップ２０３）もインデックスｎを「１」インクリメントして（ステップ２０４）、ステップ２０１に戻る。以下、ステップ２０１以下の処理を計量工程が終わるまで、所定周期毎繰り返し実行する。この処理周期は、図２で示したスイッチ４のオンの割合を求める時間間隔毎又はその整数倍である。すなわち、（図２の処理周期×Ｃ０）の整数倍の周期である。
【００２４】
こうして、ステップ２０１以下の処理が繰り返し実行され、計量工程が終了すると、テーブルＴｅ１には、図４に示すように、インデックスｎに対応して、計量開始からの経過時間Ｔｉｍ（ｎ）と、そのときのヒータの発熱量ＴＨｍｅｍ（ｎ）が記憶されることになる。なお、計量開始からの経過時間Ｔｉｍ（ｎ）を記憶せず、インデックスｎに処理周期を掛けて計量開始からの経過時間を求めてもよい。
なお、上述した図３の処理は各ヒータ毎に実行され、テーブルＴｅ１も各ヒータ毎に設けられている。以下計量工程が行われる毎にテーブルＴｅ１が更新され、各ヒータの発熱量が求められることになる。そして、ＣＲＴ／ＭＤＩ３５を操作して、所定ヒータに対する発熱量表示指令を入力すると、このテーブルＴｅ１に記憶するヒータ発熱量が計量工程の開始からの経過時間に沿ってグラフ表示される。
【００２５】
ヒータゾーンの温度はヒータによる加熱と樹脂せん断によって発生する熱によるものであるから、図８に示すように、ヒータゾーンの温度が一定とすると、ヒータの発熱が大きくなれば、樹脂せん断の発熱分は少ないことを意味する。よって、ヒータの発熱量をグラフ表示すれば、相対的に樹脂せん断による発熱量が分かり、スクリュ３による樹脂せん断状態をモニタすることができる。さらに、ヒータ発熱量をグラフ表示する際には、ＣＲＴ／ＭＤＩ３５より予め上限値、下限値の許容範囲を設定しておき、この上限値、下限値も同時に表示することによって、計量工程の異常をも判別できるようにしてもよい。
【００２６】
図５は、本発明の第２の態様である。この第２の態様と第１の態様とで相違する点は、スクリュ３の位置に対応してヒータ発熱量を検出し、表示するようにした点である。又、図６は、この図５で示す処理によって取得されたデータを記憶する成形データ保存用ＲＡＭ２９に設けられたテーブルＴｅ２の説明図である。
まず、計量開始時の初期設定でインデックスｎを「１」フラグＥを「０」にセットした（ステップ３００）後、ステップ３０１以下の処理を図２に示したオン割合を求める時間間隔毎又はその整数倍の周期で繰り返し実行する。計量工程が終了したか判断し（ステップ３０１）、終了してなければ、レジスタＢに記憶するスイッチ４のオンの割合に所定比例係数Ｋを乗じて、ヒータ５の発熱量（Ｋ・Ｂ）を求め、インデックスｎに対応するテーブルＴｅ２のメモリ部ＴＨｍｅｍ（ｎ）に記憶する（ステップ３０２）。そして、サーボＣＰＵ２４がパルスコーダＰ１からの位置フィードバック信号により求め、現在位置記憶レジスタに記憶するスクリュ３の位置ＳｃＰｐａｃｔを読み出し、インデックスｎで示されるメモリ部ＳｃＰ（ｎ）に記憶し（ステップ３０３）、インデックスｎを「１」インクリメントして（ステップ３０４）、ステップ３０１に戻る。以下、ステップ３０１以下の処理を計量工程が終わるまで、所定周期毎繰り返し実行する。
【００２７】
計量工程が終了すると、テーブルＴｅ２には、図６に示すように、インデックスｎに対応して、メモリ部ＳｃＰ（ｎ）にスクリュ位置が、メモリ部ＴＨｍｅｍ（ｎ）に該スクリュ位置に対応するヒータ発熱量が記憶されることになる。
そして、ＣＲＴ／ＭＤＩ３５を操作して、所定ヒータに対する発熱量表示指令を入力すると、図９に示すように、このテーブルＴｅ２に記憶するヒータ発熱量がスクリュ位置に対応してグラフ表示させる。なお、発熱量のグラフは特定のヒータゾーンだけではなく図１１に示すように複数のヒータゾーンを同時に表示するようにしてもよい。
このグラフ表示を行う際に、図１０に示すように、ＣＲＴ／ＭＤＩ３５より予め許容範囲として設定したスクリュ位置に応じた上限値、下限値を同時に表示することによって、計量工程の異常をも判別できるようにする。
【００２８】
図７は、本発明の第３の態様である。この第３の態様は、ヒータ発熱量をグラフ表示するものではなく、ヒータ発熱量より計量異常を直接検出するようにしたものである。この態様では、ＣＲＴ／ＭＤＩ３５より予め許容範囲として上限値ＴＨ−Ｈｉ、下限値ＴＨ−Ｌｏｗを設定しておく。
まず、計量開始時の初期設定でフラグＥを「０」にリセットした（ステップ４００）後、ステップ４０１以下の処理を図２に示したオン割合を求める時間間隔毎又はその整数倍の周期で繰り返し実行する。計量工程が終了したか判断し（ステップ４０１）、終了してなければ、レジスタＢに記憶するスイッチ４のオンの割合に所定比例係数Ｋを乗じて、ヒータ５の発熱量Ｋ・Ｂを求め（ステップ４０２）、この発熱量Ｋ・Ｂが下限値ＴＨ−Ｌｏｗ又は上限値ＴＨ−Ｈｉを越えていないか判断し（ステップ４０３）、越えておらず、許容範囲内であれば、ステップ４０１に戻る。又、この許容範囲を超えていれば、計量異常を示すフラグＥを「１」にセットし（ステップ４０４）、ステップ４０１に戻る。以下、所定周期毎ステップ４０１以下の処理を計量工程が終了するまで繰り返し実行する。
図示してはいないが、フラグＥが「１」に設定されたときには、計量異常等の警報表示等を行い、計量異常を知らせる。
【００２９】
この第３の態様では、ヒータ発熱量のグラフ表示を行うことなく、ヒータ発熱量に基づく計量異常の検出だけを行うものとしたが、この第３の態様と上述した第１、第２の態様を組み合わせてグラフ表示と、計量異常の検出処理を共に行うようにしてもよい。この場合、予め下限値ＴＨ−Ｌｏｗ及び上限値ＴＨ−Ｈｉを設定しておき、図３，図５に示す処理において、ステップ２０２又はステップ３０２の次に、該ステップ２０２又はステップ３０２で求めたヒータの発熱量Ｋ・Ｂが設定された下限値ＴＨ−Ｌｏｗ及び上限値ＴＨ−Ｈｉの範囲内か否か判別し、範囲内ではないときにはフラグＥを「１」にセットする処理を追加するようにすればよい。
【００３０】
さらに、ヒータ発熱量より計量異常を検出する判別対象範囲を設定して、この判別対象範囲だけ計量異常か否か判別するようにしてもよい。この場合には、図３において、ステップ２０３とステップ２０４の間に次のような処理を挿入すればよい。経過時間（Ｔｉｍ（ｎ））が設定判別対象区間か否か判別し、設定判別対象区間でなければ、そのままステップ２０４に移行し、設定判別対象区間であれば、ステップ４０３と同じように、ヒータ発熱量が設定許容範囲内か否か判断し、許容範囲内ならステップ２０４に移行し許容範囲外なら、フラグＥを「１」にセットしてステップ２０４に移行するようにすればよい。又、複数の判別対象区間を設けて、各判別対象区間における許容範囲も設定しておき、経過時間がいずれかの設定判別対象区間内と判断されたときにはその判別対象区間に対して設定されている許容範囲に基づいて、ヒータ発熱量が許容範囲か否か判別するようにすればよい。
【００３１】
又、図５に示す第２の態様にも判別対象範囲を設ける場合も同様であり、この場合は判別対象区間がスクリュ位置に対して設定される点で、上述した図３の第１の態様に適用した場合と相違し、その他は同じである。すなわち、ステップ３０３とステップ３０４の間に、スクリュ位置（ＳｃＰｐａｃｔ）が設定対象区間か判断し、設定対象区間内であれば、その設定対象区間に対して設定されている許容範囲内にヒータ発熱量があるか否か判別し、許容範囲内でない場合にはフラグＥを「１」にセットするような処理を挿入すればよい。
【００３２】
又、計量異常か否かの判断をヒータ発熱量の平均値に基づいて判別するようにしてもよい。この場合は、図３，図５で示す処理において、ステップ２０２，ステップ３０２の後に、このステップ２０２又はステップ３０２で求めたヒータの発熱量Ｋ・Ｂを積算レジスタに積算し、ステップ２０１又はステップ３０１で計量工程が終了したことを検出した後、この積算レジスタに記憶する値をインデックスｎから１減算した値で割り、平均のヒータ発熱量を求め、この平均発熱量が設定下限値ＴＨ−Ｌｏｗ及び上限値ＴＨ−Ｈｉの範囲内か否か判別し、範囲内ではないときにはフラグＥを「１」にセットする処理を追加するようにすればよい。又、この平均値をもグラフ表示するようにしてもよい。
又、上述した処理は、各ヒータゾーン毎の処理であるが、各ヒータゾーン毎に求めたヒータ発熱量を合計し、この合計値に基づいて計量異常を判別するようにしてもよい。
【００３３】
上述した各態様では、射出シリンダの温度制御がスイッチ４のオン／オフ制御によってヒータ５の加熱を制御することによって行われるものとして説明した。しかし、オン／オフ制御ではなく電力制御、すなわち、ヒータ５に流す電流の量を制御する方法で射出シリンダの温度制御が行われる場合においても、本発明は適用できるものである。この場合、ヒータの発熱量は、ヒータ５に流れる電流を電流センサ等で測定し、入出力回路２１に取り込み、この検出電流値に比例定数（電源電圧値）を乗じて、ヒータ発熱量を求めればよい。例えば、図３，図５の処理フローチャートにおいて、ステップ２０２，ステップ３０２の処理が、検出電流値に比例定数（電源電圧値）を乗じて、ヒータ発熱量を求める処理に変わるものである。そして、この場合、図２に示す処理は不必要であり、図３，図５で行うステップ２０１，ステップ３０１以下の繰り返し実行される処理の処理周期は、第１，第２の態様のときよりも短いものとした方がよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、ヒータ発熱量をモニタすることで、樹脂のせん断作用状態を把握することができるようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の要部ブロック図である。
【図２】同実施形態におけるヒータ発熱量検出処理のフローチャートである。
【図３】同実施形態における第１の態様における計量工程モニタ処理のフローチャートである。
【図４】同実施形態における第１の態様における取得したデータを記憶するテーブルの説明図である。
【図５】同実施形態における第２の態様における計量工程モニタ処理のフローチャートである。
【図６】同実施形態における第２の態様における取得したデータを記憶するテーブルの説明図である。
【図７】同実施形態における第３の態様における計量工程モニタ処理のフローチャートである。
【図８】ヒータゾーンの温度に対するヒータによる加熱と樹脂せん断によって発生する熱の関係を説明する図である。
【図９】第２の態様において、スクリュ位置に対するヒータ発熱量をグラフ表示した例を示す図である。
【図１０】スクリュ位置に対するヒータ発熱量をグラフ表示し、さらに設定上限値、下限値をも表示した例を示す図である。
【図１１】複数のヒータゾーンの発熱量を同時にグラフ表示した例を示す図である。
【符号の説明】
１ 射出シリンダ
２ ノズル
３ スクリュ
４ スイッチ
５ ヒータ
６ 温度センサ
２０ 制御装置
Ｍ１ 射出用サーボモータ
Ｍ２ スクリュ回転用サーボモータ
Claims (10)
- スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって設定された温度に一致するように制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程開始からの経過時間に基づき記憶する手段とを有し、該記憶されたヒータ発熱量を計量工程中の経過時間に対応させてグラフ表示することを特徴とする射出成形機のモニタ装置。
- スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって設定された温度に一致するように制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程中のスクリュ位置に基づき記憶する手段とを有し、該記憶されたヒータ発熱量を計量工程中のスクリュ位置に対応させてグラフ表示することを特徴とする射出成形機のモニタ装置。
- スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって設定された温度に一致するように制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程開始からの経過時間に基づき記憶する手段と、ヒータ発熱量の許容範囲を設定する手段とを有し、判別対象区間中の前記記憶されたヒータ発熱量が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにしたことを特徴とする射出成形機のモニタ装置。
- 経過時間によって前記判別対象区間を設定する手段を備え、該判別対象区間中の前記記憶されたヒータ発熱量が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにした請求項３に記載の射出成形機のモニタ装置。
- スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって設定された温度に一致するように制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程中のスクリュ位置に基づき記憶する手段と、ヒータ発熱量の許容範囲を設定する手段とを有し、判別対象区間中の前記記憶されたヒータ発熱量が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにしたことを特徴とする射出成形機のモニタ装置。
- スクリュ位置によって前記判別対象区間を設定する手段を備え、該判別対象区間中の前記記憶されたヒータ発熱量が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにした請求項５に記載の射出成形機のモニタ装置。
- スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって温度制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程開始からの経過時間に基づき記憶する手段と、該計量工程中の該記憶されたヒータ発熱量の平均値を求める手段と、ヒータ発熱量の許容範囲を設定する手段とを有し、前記ヒータ発熱量の平均値が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにしたことを特徴とする射出成形機のモニタ装置。
- スクリュ回転によって射出シリンダ内の樹脂を混練りしながらスクリュを後退させ計量工程を行うと共に、前記射出シリンダをヒータによって温度制御する射出成形機において、前記計量工程中の単位時間あたりの前記ヒータの発熱量を検出する手段と、該ヒータ発熱量を計量工程中のスクリュ位置に基づき記憶する手段と、該計量工程中の該記憶されたヒータ発熱量の平均値を求める手段と、ヒータ発熱量の許容範囲を設定する手段とを有し、前記ヒータ発熱量の平均値が前記許容範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにしたことを特徴とする射出成形機のモニタ装置。
- 前記ヒータ発熱量は単位時間のヒータＯＮ時間に基づいて求められることを特徴とする請求項１乃至８の内いずれか１項に記載の射出成形機のモニタ装置。
- 前記ヒータ発熱量は単位時間のヒータの電力に基づいて求められることを特徴とする請求項１乃至８の内いずれか１項に記載の射出成形機のモニタ装置。
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