JP2005193395A - 成形機診断装置、成形機、成形機診断方法及びそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】成形機の所定の要素に損傷が発生したかどうかを正確に判断することができるようにする。
【解決手段】射出成形機を構成する所定の要素に取り付けられた検出部と、該検出部のセンサ出力に基づいて検出信号を発生させる検出信号発生部と、前記検出信号から、成形中に前記要素に損傷が発生したときの検出波形を抽出する波形抽出処理手段と、前記検出波形に基づいて所定の要素に損傷が発生したかどうかを判断する検出波形判定処理手段とを有する。この場合、前記検出信号から、成形中に所定の要素に損傷が発生したときの検出波形が抽出され、該検出波形に基づいて所定の要素に損傷が発生したかどうかが判断される。したがって、所定の要素に損傷が発生したかどうかを正確に判断することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、成形機診断装置、成形機、成形機診断方法及びそのプログラムに関するものである。

従来、成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内においてスクリューを前進させ、溶融させられた樹脂を高圧で射出して、金型装置の固定金型と可動金型との間に形成されたキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において樹脂を冷却し、固化させることによって成形品を得るようにしている。

そのために、型締装置が配設され、該型締装置は、固定金型が取り付けられた固定プラテン、可動金型が取り付けられた可動プラテン、及び該可動プラテンを進退させるためのトグル機構を備え、該トグル機構を作動させ、前記可動プラテンを進退させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行うようにしている。

ところで、射出成形機において、所定の要素、例えば、金型装置に変形、亀裂、割れ等の損傷が発生したときに、それを検出するために成形機診断方法が提供されていて、該成形機診断方法においては、ショット数を計数し、該ショット数が所定の値になると、金型装置に損傷が発生したと判断したり、所定の成形品を抜き取り、目視によって不良品が発生しているかどうかを調べ、不良品が発生している場合に、金型装置に損傷が発生したと判断したり、金型装置を作動させているときに型締用モータに加わる負荷を検出し、該負荷に基づいて金型装置に損傷が発生したと判断したりしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−３６３２１号公報

しかしながら、前記従来の成形機診断方法においては、ショット数、不良品の発生、型締用モータに加わる負荷等と金型装置の損傷とが直接的な関連性はないので、金型装置に損傷が発生したかどうかを正確に判断することができない。

したがって、金型装置に損傷が発生していないのに、損傷が発生したと判断して、不必要に保守・点検を行うことがあり、生産性が低下してしまう。また、前記金型装置に損傷が発生していないと判断されているときに、突発的に金型装置に損傷が発生することがあり、その場合、成形が継続され、不良品が成形され続けてしまう。

本発明は、前記従来の成形機診断方法の問題点を解決して、成形機の所定の要素に損傷が発生したかどうかを正確に判断することができる成形機診断装置、成形機、成形機診断方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。

そのために、本発明の成形機診断装置においては、射出成形機を構成する所定の要素に取り付けられた検出部と、該検出部のセンサ出力に基づいて検出信号を発生させる検出信号発生部と、前記検出信号から、成形中に前記要素に損傷が発生したときの検出波形を抽出する波形抽出処理手段と、前記検出波形に基づいて所定の要素に損傷が発生したかどうかを判断する検出波形判定処理手段とを有する。

本発明の他の成形機診断装置においては、さらに、前記検出部は、弾性波を検出して前記センサ出力を発生させる。

本発明の更に他の成形機診断装置においては、さらに、前記波形抽出処理手段は、成形サイクル中の所定の期間の検出信号から検出波形を抽出する。

本発明の更に他の成形機診断装置においては、さらに、前記検出波形判定処理手段は、検出波形と基準波形とを比較し、比較結果に基づいて所定の要素に損傷が発生したかどうかを判断する。

本発明の更に他の成形機診断装置においては、さらに、前記所定の期間は、射出の開始から保圧の終了までの監視期間、及び型閉じ開始から型開き終了までの監視期間のうちの少なくとも一方の監視期間である。

本発明の更に他の成形機診断装置においては、さらに、前記所定の要素は、ボールねじナット及び金型装置のうちの少なくとも一方である。

本発明の成形機においては、請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形機診断装置を備える。

本発明の成形機診断方法においては、射出成形機を構成する所定の要素に取り付けられた検出部のセンサ出力に基づいて検出信号を発生させ、該検出信号から、成形中に前記要素に損傷が発生したときの検出波形を抽出し、該検出波形に基づいて所定の要素に損傷が発生したかどうかを判断する。

本発明の成形機診断方法のプログラムにおいては、コンピュータを、射出成形機を構成する所定の要素に取り付けられた検出部のセンサ出力に基づいて発生させられた検出信号から、成形中に前記要素に損傷が発生したときの検出波形を抽出する波形抽出処理手段、及び前記検出波形に基づいて所定の要素に損傷が発生したかどうかを判断する検出波形判定処理手段として機能させる。

本発明によれば、成形機診断装置においては、射出成形機を構成する所定の要素に取り付けられた検出部と、該検出部のセンサ出力に基づいて検出信号を発生させる検出信号発生部と、前記検出信号から、成形中に前記要素に損傷が発生したときの検出波形を抽出する波形抽出処理手段と、前記検出波形に基づいて所定の要素に損傷が発生したかどうかを判断する検出波形判定処理手段とを有する。

この場合、前記検出信号から、成形中に所定の要素に損傷が発生したときの検出波形が抽出され、該検出波形に基づいて所定の要素に損傷が発生したかどうかが判断される。したがって、所定の要素に損傷が発生したかどうかを正確に判断することができる。

そして、保守・点検を、機械を停止させることなく行うことがなくなるので、生産性を向上させることができる。また、突発的に所定の要素に損傷が発生した場合、直ちに成形機を停止することができるので、不良品が成形され続けることがなくなるだけでなく、成形機の寿命を長くすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、成形機のうちの射出成形機について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における成形機診断装置の概念図である。

図において、１１は射出装置、１２は該射出装置１１と対向させて配設された型締装置、１３は前記射出装置１１及び型締装置１２を支持する成形機フレーム、１４は該成形機フレーム１３によって支持されるとともに、射出装置１１を支持する射出装置フレーム、３１は該射出装置フレーム１４の長手方向に配設された案内部材としてのガイド、４３は第１の金型としての固定金型４４及び第２の金型としての可動金型４５から成る金型装置である。前記射出装置１１、型締装置１２、金型装置４３等によって射出成形機が構成される。

そして、前記射出装置フレーム１４によってボールねじ軸２１が回転自在に支持され、該ボールねじ軸２１の一端が可塑化移動用の駆動部としての可塑化移動用モータ２２に連結される。また、前記ボールねじ軸２１とボールナット２３とが螺（ら）合させられ、該ボールナット２３と射出装置１１とがスプリング２４及びブラケット２５を介して連結される。この場合、前記ボールねじ軸２１及びボールナット２３によって第１の運動方向変換部としてのボールねじ９１が構成され、前記ボールナット２３によって第１の変換要素が、ボールねじ軸２１によって第２の変換要素が構成される。

したがって、前記可塑化移動用モータ２２を正方向又は逆方向に駆動してボールねじ軸２１を回転させると、ボールねじ軸２１の回転運動がボールナット２３の直進運動に変換され、該直進運動がブラケット２５に伝達され、ブラケット２５が前記ガイド３１に沿って矢印Ａ方向に進退させられる。そして、前記ブラケット２５が進退させられるのに伴って、射出装置１１が進退（図において左右方向に移動）させられる。

また、前記ブラケット２５には、前方（図において左方）に向けて突出させてシリンダ部材としての加熱シリンダ１５が固定され、該加熱シリンダ１５の前端（図において左端）に射出ノズル１６が配設される。そして、前記加熱シリンダ１５の後端部（図において右端部）に、ホッパ１７が配設されるとともに、加熱シリンダ１５内には、射出部材としてのスクリュー２６が回転自在に、かつ、進退自在に配設され、スクリュー２６の後端（図において右端）が支持部材３２に対して回転自在に支持される。

該支持部材３２には、計量用の駆動部としての計量用モータ３３が取り付けられ、該計量用モータ３３を駆動することによって発生させられた回転が、第１の回転伝達部としてのタイミングベルト３４を介して前記スクリュー２６に伝達されるようになっている。

また、前記射出装置フレーム１４には、スクリュー２６と平行にボールねじ軸３５が回転自在に支持されるとともに、該ボールねじ軸３５と射出用の駆動部としての射出用モータ３６とが第２の回転伝達部としてのタイミングベルト３７を介して連結される。そして、前記ボールねじ軸３５の前端は、支持部材３２に固定されたボールナット４１と螺合させられる。この場合、前記ボールねじ軸３５及びボールナット４１によって第２の運動方向変換部としてのボールねじ９２が構成され、前記ボールナット４１によって第１の変換要素が、ボールねじ軸３５によって第２の変換要素が構成される。

したがって、前記射出用モータ３６を駆動してボールねじ軸３５を回転させると、ボールねじ軸３５の回転運動がボールナット４１の直進運動に変換され、該直進運動が支持部材３２に伝達され、支持部材３２が前記ガイド３１に沿って矢印Ｂ方向に進退させられる。

次に、前記構成の射出装置１１の動作について説明する。

まず、計量工程において、計量用モータ３３を駆動し、タイミングベルト３４を介してスクリュー２６を回転させると、ホッパ１７から加熱シリンダ１５内に供給された成形材料としての樹脂は、加熱シリンダ１５内において加熱されて溶融させられ、スクリュー２６の前端のスクリューヘッドより前方に溜（た）められる。これに伴って、前記樹脂の圧力でスクリュー２６は後退（図において右方向に移動）させられる。

次に、射出工程において、前記射出ノズル１６を固定金型４４に押し付け、射出用モータ３６を駆動し、タイミングベルト３７を介してボールねじ軸３５を回転させると、支持部材３２は前記ボールねじ軸３５の回転に伴って前進（図において左方向に移動）させられ、前記スクリュー２６を前進させる。したがって、前記スクリューヘッドより前方に溜められた樹脂は射出ノズル１６から射出され、固定金型４４と可動金型４５との間に形成されたキャビティ空間Ｃに充填される。

次に、前記型締装置１２について説明する。

該型締装置１２は、固定支持部材としての固定プラテン５１、該固定プラテン５１と所定の距離を置いて対向させて配設された対向支持部材としてのトグルサポート５２、前記固定プラテン５１とトグルサポート５２との間に架設された複数の、本実施の形態においては４本（図においては、そのうちの２本だけが示されている。）タイバー５３、前記固定プラテン５１と対向させて配設され、前記タイバー５３に沿って進退自在に配設された可動支持部材としての可動プラテン５４、及び該可動プラテン５４と前記トグルサポート５２との間に配設された型締機構としてのトグル機構５６を備える。そして、前記固定プラテン５１及び可動プラテン５４に、互いに対向させて前記固定金型４４及び可動金型４５がそれぞれ取り付けられる。

前記トグル機構５６は、型締用の駆動部としての図示されない型締用モータを駆動し、移動部材としてのクロスヘッド５８をトグルサポート５２と可動プラテン５４との間で進退させることによって、前記可動プラテン５４をタイバー５３に沿って進退させ、可動金型４５を固定金型４４に対して接離させて、型閉じ、型締め及び型開きを行うようになっている。

そのために、前記トグル機構５６は、前記クロスヘッド５８に対して揺動自在に支持されたトグルレバー６１、前記トグルサポート５２に対して揺動自在に支持されたトグルレバー６２、前記可動プラテン５４に対して揺動自在に支持されたトグルアーム６３から成り、前記トグルレバー６１、６２間、及びトグルレバー６２とトグルアーム６３との間がそれぞれリンク結合される。

また、ボールねじ軸６４が前記トグルサポート５２に対して回転自在に支持され、前記ボールねじ軸６４と、前記クロスヘッド５８に固定されたボールナット６５とが螺合させられる。この場合、前記ボールねじ軸６４及びボールナット６５によって第３の運動方向変換部としてのボールねじ９３が構成され、前記ボールナット６５によって第１の変換要素が、ボールねじ軸６４によって第２の変換要素が構成される。そして、前記ボールねじ軸６４を回転させるために、前記トグルサポート５２の側面に前記型締用モータが取り付けられ、前記ボールねじ軸６４と型締用モータとが第３の回転伝達部としての図示されないタイミングベルトを介して連結される。なお、前記型締用モータの出力軸に前記ボールねじ軸６４を取り付けることもできる。

したがって、前記型締用モータを駆動してボールねじ軸６４を回転させると、ボールねじ軸６４の回転運動がボールナット６５の直進運動に変換され、該直進運動がクロスヘッド５８に伝達され、該クロスヘッド５８が矢印Ｃ方向に進退させられる。そして、前記クロスヘッド５８を前進 (図において右方向に移動）させると、トグル機構５６が伸展して可動プラテン５４が前進させられ、型閉じ及び型締めが行われ、前記クロスヘッド５８を後退 (図において左方向に移動）させると、トグル機構５６が屈曲して可動プラテン５４が後退させられ、型開きが行われる。

また、該可動プラテン５４の背面にはエジェクタ装置７１が配設され、該エジェクタ装置７１は、前記可動金型４５を貫通して延び、前端 (図において右端）をキャビティ空間Ｃに臨ませる図示されない複数のエジェクタピン、該各エジェクタピンの後方 (図において左方) に配設された図示されないエジェクタロッド、該エジェクタロッドの後方に配設され、突出し用の駆動部としての図示されない突出し用モータによって回転させられるボールねじ軸７２、及び該ボールねじ軸７２と螺合させられるボールナット７３を有する。この場合、前記ボールねじ軸７２及びボールナット７３によって第４の運動方向変換部としてのボールねじ９４が構成され、前記ボールナット７３によって第１の変換要素が、ボールねじ軸７２によって第２の変換要素が構成される。

したがって、前記突出し用モータを駆動して、ボールねじ軸７２を回転させると、ボールねじ軸７２の回転運動がボールナット７３の直進運動に変換され、該ボールナット７３の直進運動が前記エジェクタロッドに伝達され、該エジェクタロッド及びエジェクタピンが矢印Ｄ方向に進退させられる。なお、本実施の形態においては、第１〜第４の運動方向変換部としてボールねじ９１〜９４が使用されるようになっているが、ローラねじを使用することもできる。その場合、ローラねじは、第１の変換要素としてのローラナット及び第２の変換要素としてのローラねじ軸を備える。

ところで、前記射出成形機においては、射出成形を行うために可塑化移動用モータ２２を駆動して射出装置１１を進退させたり、計量用モータ３３及び射出用モータ３６を駆動してスクリュー２６を回転させたり、進退させたり、型締用モータを駆動してトグル機構５６を作動させ、可動プラテン５４を進退させたり、突出し用モータを駆動してエジェクタピンを進退させたりするようになっているが、それに伴って、ボールナット２３、４１、６５、７３とボールねじ軸２１、３５、６４、７２とが繰り返し摺（しゅう）動したり、固定金型４４及び可動金型４５に型締力の荷重が繰り返し加わったりして、樹脂の熱が射出成形機を構成する、例えば、ボールナット２３、４１、６５、７３、ボールねじ軸２１、３５、６４、７２、固定金型４４、可動金型４５等のうちの所定の要素に変形、亀裂、割れ等の損傷が発生してしまうことがある。

すなわち、ボールナット２３、４１、６５、７３及びボールねじ軸２１、３５、６４、７２においては、ボールねじ軸２１、３５、６４、７２の回転に伴って螺合部に荷重が加わって、局部的な変形が発生したり、螺合部が摺動して摩耗したりする。また、固定金型４４及び可動金型４５においては、型締めに伴って型締力が加わり、前記固定金型４４と可動金型４５との当接面が局部的に変形したり、かじりが発生したり、樹脂の熱を受けて材料が変質したりする。

さらに、前記螺合部に充填されたグリース等の潤滑剤が不足して、螺合部が損傷したり、固定金型４４と可動金型４５との間に異物が進入して、当接面が損傷したりすることもある。

そこで、本実施の形態においては、ボールナット２３、４１、６５、７３及び固定金型４４、可動金型４５に、それぞれ成形機診断用の検出部としてのセンサｓ１〜ｓ６を配設し、該センサｓ１〜ｓ６のセンサ出力に基づいて、射出成形機の所定の要素に損傷が発生したかどうかを判断するようにしている。前記センサｓ１〜ｓ６は、ＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）センサによって構成され、診断しようとする各要素の表面にマグネットによって着脱自在に取り付けられ、所定の要素に損傷が発生するときに生じる弾性波を検出する。この場合、所定の要素における所定の部位、例えば、固定金型４４の内部で局部的な損傷が発生すると、損傷が発生するまでに固定金型４４を構成する材料に蓄えられていた歪（ひず）みエネルギーが特定の波数帯の弾性波として放出される。そこで、前記センサｓ１〜ｓ６は、前記損傷が発生した部位から伝達される弾性波の波形を検出波形として抽出するようにしている。該検出波形は、損傷が発生するのに伴って、鋭く立ち上がり、その後、徐々に減衰する形状を有する。また、前記検出波形の振幅は損傷の大きさに比例する。

なお、本実施の形態においては、損傷が発生する要素の材質が金属であるので、数十〔ｋＨｚ〕〜数〔ＭＨｚ〕の範囲、好ましくは、１００〔ｋＨｚ〕〜１〔ＭＨｚ〕の範囲の検出波形を検出することができるようにセンサｓ１〜ｓ６が選択されるか、又は設定される。

前記センサｓ１〜ｓ６のセンサ出力は、出力信号として発生させられ、信号線Ｌ１〜Ｌ６を介して第１の増幅処理部としてのプリアンプ１０１、１０２に送られ、さらに、信号線Ｌ１１、Ｌ１２を介して制御装置１１０に送られる。なお、必要に応じて、各信号線Ｌ１〜Ｌ６は、配線止めｅ１〜ｅ３等によって固定プラテン５１、トグルサポート５２、可動プラテン５４等に止められる。

そして、前記プリアンプ１０１、１０２は、各センサｓ１〜ｓ６の近傍に配設され、増幅機能だけでなく、ハイパスフィルタの機能を備え、前記出力信号における周波数の高い検出波形の部分だけを抽出し、増幅する。したがって、出力信号が制御装置１１０に到達するまでに検出波形が減衰するのを防止することができる。

前記制御装置１１０は、検出信号発生部としてのフィルタ付き増幅器１１１、該フィルタ付き増幅器１１１に接続され、射出成形機に配設された成形機コントローラ１１２、必要に応じて前記フィルタ付き増幅器１１１及び成形機コントローラ１１２に接続されたパソコン１１３を備える。前記フィルタ付き増幅器１１１は、前記出力信号を受け、センサ出力に基づく検出信号を発生させる。なお、前記成形機コントローラ１１２及びパソコン１１３は、所定のプログラム及び各種のデータに基づいてコンピュータとして機能する。

前記フィルタ付き増幅器１１１は、第２の増幅処理部としてのフィルタ１１４、及びアンプ１１５を備え、前記フィルタ１１４は、前記出力信号の検出波形を更に増幅し、アンプ１１５は、出力信号の検波器として機能し、微細な信号のピークを繋（つな）ぐことによって包絡線検波波形（エンペロープ波形）から成る検出信号を発生させる。

前記成形機コントローラ１１２は、制御部１２１及び表示パネル１２２を備え、前記制御部１２１は、図示されないＣＰＵ、及び記録部としてのＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ１２３を備え、前記表示パネル１２２は、表示部としてのディスプレイ１２４、及び操作部としての操作パネル１２５を備える。

また、前記パソコン１１３は、制御部１３１、記録部としてのメモリ１３３、表示部としてのディスプレイ１３４及び操作部としてのキーボード１３５等を備え、前記制御部１３１は、図示されないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える。なお、前記ＣＰＵに代えてＭＰＵを使用することができる。

前記制御部１２１の図示されない成形機診断処理手段は、成形機診断処理を行い、射出成形機の各要素に損傷が発生したかどうかを判断する。

次に、前記成形機診断処理の動作について説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態における成形機診断処理の動作を示すフローチャートである。

まず、前記成形機診断処理手段の検出信号取得処理手段は、検出信号取得処理を行い、前記フィルタ付き増幅器１１１（図１）から検出信号を読み込む。本実施の形態においては、射出装置１１によって射出が行われるのに伴って、型締装置１２によって型閉じ、型締め及び型開きが行われるのに伴って、エジェクタ装置７１によって突出しが行われるのに伴って、射出成形機の各要素の診断が行われる。

そのために、前記検出信号取得処理手段は、成形サイクル中の所定の期間、例えば、射出の開始から保圧の終了までの第１の監視期間において、センサｓ１、ｓ２のセンサ出力による検出信号を、型閉じの開始から型開きの終了までの第２の監視期間において、センサｓ３、ｓ５、ｓ６のセンサ出力による検出信号を、エジェクタピンによる突出しの開始から戻りの終了までの第３の監視期間において、センサｓ４のセンサ出力による検出信号を読み込み、取得する。

本実施の形態においては、前記第１〜第３の監視期間だけ検出信号を読み込み、波形表示画面に検出波形を表示するようになっているが、射出成形機において成形を行う全期間にわたって検出信号を読み込み、波形表示画面に検出波形を表示することができる。

続いて、前記成形機診断処理手段の波形抽出処理手段は、波形抽出処理を行い、前記検出信号から検出波形を抽出する。そして、前記成形機診断処理手段の波形比較処理手段は、波形比較処理を行い、メモリ１２３から基準となる波形、すなわち、基準波形を読み出し、前記検出波形と基準波形とを比較する。なお、該基準波形は、射出成形機において何ら損傷が発生していないときの検出信号から抽出され、あらかじめ前記メモリ１２３に記録される。

そして、前記成形機診断処理手段の表示処理手段は、表示処理を行い、ディスプレイ１２４に波形表示画面を形成し、該波形表示画面に検出波形を表示する。なお、本実施の形態においては、前記波形表示画面に検出波形だけが表示されるが、検出波形及び基準波形を併せて表示することができる。

続いて、前記成形機診断処理手段の検出波形判定処理手段は、検出波形判定処理を行い、前記波形比較処理における比較結果に基づいて、射出成形機の所定の要素に損傷が発生したかどうかを判断する。すなわち、前記検出波形判定処理手段は、少なくとも一つの指標を判定指標として算出し、該判定指標が、上限値と下限値とから成る監視幅を超えたかどうかを判断する。

本実施の形態においては、前記判定指標は、検出波形と基準波形との差を表す振幅Δｗが閾（しきい）値を超えた回数とする。また、前記判定指標として、前記振幅Δｗの最大値、振幅Δｗの最小値、検出波形の立上りの開始からピーク値に達するまでの時間を表す立上り時間、持続時間、検出波形の瞬時値等を使用することができる。

そして、前記判定指標が監視幅を超えた場合、成形機診断処理手段の運転停止処理手段は、運転停止処理を行い、射出成形機を停止させ、前記表示処理手段は、検出波形に対応するセンサが配設された要素に損傷が発生したと判断し、損傷が発生したことを表す警告メッセージを前記波形表示画面に表示する。このとき、損傷が発生した要素を併せて表示し、更に、時刻、検出波形等を記録することができる。

続いて、前記成形機診断処理手段の記録処理手段は、記録処理を行い、前記検出波形をメモリ１２３に記録する。そして、前記成形機診断処理手段の管理処理手段は、管理処理を行い、メモリ１２３に記録された過去の検出波形を読み出し、検出波形の推移から次回の保守時期を算出し、前記表示処理手段は、表示パネル１２２に図示されない保守画面を形成し、保守画面に次回の保守時期を表示する。また、前記管理処理手段は、必要に応じて検出波形の推移から射出成形機の寿命を算出し、前記表示処理手段は、前記保守画面に射出成形機の各部位の寿命を表示する。

本実施の形態においては、前記制御部１２１の前記成形機診断処理手段が、成形機診断処理を行う場合について説明しているが、制御部１３１の図示されない成形機診断処理手段によって成形機診断処理を行うことができる。その場合、前記波形表示画面はディスプレイ１３４に形成され、前記検出波形及び基準波形は、メモリ１３３に記録される。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ 検出信号を取得する。
ステップＳ２ 検出波形と基準波形とを比較する。
ステップＳ３ 判定指標が監視幅を超えたかどうかを判断する。判定指標が監視幅を超えた場合はステップＳ４に、超えていない場合はステップＳ６に進む。
ステップＳ４ 射出成形機を停止する。
ステップＳ５ 警告メッセージを表示する。
ステップＳ６ 検出波形を記録する。
ステップＳ７ 次回の保守時期を算出して表示し、処理を終了する。

ところで、前記各センサｓ１〜ｓ６は、圧電素子から成る検出子によって構成されるが、各要素には、少なくとも一つの検出子が配設される。本実施の形態においては、ボールナット２３、４１、６５、７３等の場合、損傷箇所を特定する必要がないので、前記各ボールナット２３、４１、６５、７３に一つの検出子が配設されるのに対して、固定金型４４、可動金型４５の場合、寸法が大きく、複数の部品で構成されているので、損傷が発生した部位を特定することが困難である。そこで、固定金型４４、可動金型４５に複数の検出子を配設し、波形の位相差によって、損傷部位の特定を行うようにしている。

図３は本発明の第１の実施の形態における検出子が配設された固定金型及び可動金型の状態を示す斜視図である。

図において、ｐ１〜ｐ４は検出子を配設する点であり、点ｐ１は固定金型４４の手前側の面Ｓ１の下端の近傍の所定の位置に設定され、点ｐ２は前記点ｐ１より上方に向けて垂直方向に延びる直線Ｋ１上であって、しかも、前記面Ｓ１の上端の近傍の所定の位置に設定され、点ｐ３は前記点ｐ１、ｐ２を含み、固定金型４４の前端（図において左端）の面Ｓ２に対して平行に延びる平面ＡＲ１上であって、しかも、固定金型４４の上端の面Ｓ３の奥側の所定の位置に設定され、点ｐ４は可動金型４５の上端の面Ｓ４の所定の位置に設定される。

そして、例えば、点ｐ１、ｐ２に検出子を配設すると、点ｐ１、ｐ２間の直線Ｌ１上において損傷が発生した部位を一次元で特定することができる。また、点ｐ１〜ｐ３に検出子を配設すると、点ｐ１〜ｐ３を含む平面ＡＲ１上において損傷が発生した部位を二次元で特定することができる。この場合、前記平面ＡＲ１上にない部位ｑ１において損傷が発生した場合、平面ＡＲ１上の部位ｑ２を代用として特定することができる。

そして、点ｐ１〜ｐ４に検出子を配設すると、金型装置４３（図３）内の全体における損傷部位を三次元的に特定することができる。この場合、通常、可動金型４５は成形中に進退し、検出子に悪影響を与える恐れがあるので、固定金型４４に検出子を取り付けるのが望ましい。また、エジェクタ装置７１におけるエジェクタピンの損傷を検出したい場合には、可動金型４５に検出子を配設するのが望ましい。

このように、本実施の形態においては、射出成形機の各要素における所定の部位で損傷が発生したときに、所定の部位から放出される弾性波に基づいて損傷が発生したかどうかの判断を行うようになっているので、所定の要素に損傷が発生したかどうかを正確に判断することができる。

したがって、不必要に保守・点検を行うことがなくなるので、生産性を向上させることができる。また、突発的に所定の要素に損傷が発生した場合、直ちに射出成形機が停止されるので、不良品が成形され続けることがなくなるだけでなく、射出成形機の寿命を長くすることができる。

そして、複数の検出子によるセンサ出力に基づいて、損傷が発生した部位を、一次元、二次元、三次元等で特定することができるので、射出成形機の保守を容易に行うことができる。

しかも、射出成形機を運転しているときに、各センサｓ１〜ｓ６による検査信号が自動的に読み込まれるようになっているので、射出成形機の診断を容易に行うことができる。

次に、金型装置としてディスク成形金型を使用したときの成形機診断装置について説明する。

図４は本発明の第２の実施の形態における金型装置の断面図である。

図において、５１は固定支持部材としての固定プラテン、５４は可動支持部材としての可動プラテン、１４５は第１の金型としての固定側金型組立体、１４６は第２の金型としての可動側金型組立体であり、前記固定側金型組立体１４５は、ベースプレート１５１、該ベースプレート１５１に取り付けられた鏡面盤１５２、該鏡面盤１５２より径方向外方において前記ベースプレート１５１に取り付けられた第１の案内部材としてのガイドリング１５３、スプルーブッシュ１５４等を備える。また、前記可動側金型組立体１４６は、ベースプレート１６１、該ベースプレート１６１に取り付けられた中間プレート１６２、該中間プレート１６２に取り付けられた鏡面盤１６３、該鏡面盤１６３より径方向外方において前記中間プレート１６２に取り付けられた第２の案内部材としてのガイドリング１６４、前記中間プレート１６２及び鏡面盤１６３を貫通して進退自在に配設されたカットパンチ１６５等を備える。なお、ベースプレート１５１によって第１の金型ユニットが、ベースプレート１６１及び中間プレート１６２によって第２の金型ユニットが構成される。

前記可動プラテン５４を前進（図において右方向に移動）させ、型締めを行うと鏡面盤１５２と鏡面盤１６３との間にキャビティ空間Ｃが形成され、該キャビティ空間Ｃにスプルーブッシュ１５４に形成されたスプルーを介して成形材料としての樹脂を充填し、冷却する。このとき、前記カットパンチ１６５を前進させ、穴開け加工を行うと、成形品としてのディスク基板が形成される。

この場合、固定側金型組立体１４５と可動側金型組立体１４６との心合せを行うために前記ガイドリング１５３、１６４が配設され、ガイドリング１５３における外周縁側に、可動側金型組立体１４６側に向けて環状の凸部１７１が、ガイドリング１６４における内周縁側に、固定側金型組立体１４５側に向けて環状の凸部１７２が形成され、各凸部１７１の内周面及び１７２の外周面によってテーパ面から成る案内面が形成される。したがって、型閉じが行われるのに伴って、各テーパ面に沿ってガイドリング１５３、１６４が移動して互いに案内され、固定側金型組立体１４５と可動側金型組立体１４６との心合せを行うことができる。

ところで、本実施の形態においては、固定側金型組立体１４５と可動側金型組立体１４６との心合せに伴って所定の要素、例えば、ガイドリング１５３、１６４のテーパ面が摺動して摩耗したり、テーパ面が局部的に変形したり、かじりが発生したりして、ガイドリング１５３、１６４に損傷が発生することがある。特に、前記ガイドリング１５３、１６４はキャビティ空間Ｃに近接しているので、テーパ面にグリース等の潤滑剤を多量に供給することができないので、損傷が発生しやすい。

そこで、ガイドリング１５３、１６４に損傷が発生したかどうかを判断するために、ガイドリング１５３の外周面の所定の箇所にセンサｓ１１が、ガイドリング１５３の内周縁側の前記凸部１７２と対向する面の所定の箇所にセンサｓ１２が、ガイドリング１６４の外周面の所定の箇所にセンサｓ１３が配設される。なお、前記センサｓ１１〜ｓ１３は、それぞれ成形部材診断用の検出部である。

この場合、センサｓ１１、ｓ１３はガイドリング１５３、１６４の外周面に配設されるので、センサｓ１１、ｓ１３を容易に着脱することができる。また、センサｓ１２は、ガイドリング１５３の外周面より径方向内方に配設され、ガイドリング１５３、１６４の摺動箇所に一層近くなるので、ガイドリング１５３、１６４に損傷が発生したかどうかを一層正確に判断することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図５は本発明の第３の実施の形態における金型装置の断面図である。

この場合、第１の金型としての固定側金型組立体１４５と第２の金型としての可動側金型組立体１４６との心合せを行うために、ベースプレート１５１の所定の箇所に、複数の第１の案内部材としてのガイドポスト２０２が取り付けられ、ベースプレート１６１における前記ガイドポスト２０２と対応する箇所に、第２の案内部材としてのガイドブシュ２０４が配設される。そのために、前記ベースプレート１５１に前記ガイドポスト２０２を取り付けるための穴２０１が、前記中間プレート１６２に前記ガイドブシュ２０４を取り付けるための穴２０３が形成される。

そして、型閉じが行われるのに伴って、ガイドポスト２０２がガイドブシュ２０４によって案内され、固定側金型組立体１４５と可動側金型組立体１４６との心合せを行うことができる。

ところで、本実施の形態においては、固定側金型組立体１４５と可動側金型組立体１４６との心合せに伴って所定の要素、例えば、ガイドポスト２０２の外周面とガイドブシュ２０４の内周面とが摺動して摩耗したり、ガイドポスト２０２の外周面又はガイドブシュ２０４の内周面が局部的に変形したり、かじりが発生したりして、ガイドポスト２０２又はガイドブシュ２０４に損傷が発生することがある。

そこで、ガイドポスト２０２又はガイドブシュ２０４に損傷が発生したかどうかを判断するために、ガイドポスト２０２の外周面の所定の箇所にセンサｓ２１が配設される。したがって、ガイドポスト２０２又はガイドブシュ２０４に損傷が発生したかどうかを正確に判断することができる。

また、本実施の形態においては、鏡面盤１６３の外周面にもセンサｓ２２が配設されるで、鏡面盤１６３に損傷が発生したかどうかも判断することができる。そして、前記センサｓ２１、ｓ２２はそれぞれ成形部材診断用の検出部である。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における成形機診断装置の概念図である。 本発明の第１の実施の形態における成形機診断処理の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態における検出子が配設された固定金型及び可動金型の状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態における金型装置の断面図である。 本発明の第３の実施の形態における金型装置の断面図である。

符号の説明

１１ 射出装置
１２ 型締装置
２１、３５、６４、７２ ボールねじ軸
２２ 可塑化移動用モータ
２３、４１、６５、７３ ボールナット
３６ 射出用モータ
４３ 金型装置
４４ 固定金型
４５ 可動金型
１１１ プリアンプ
１１２ 成形機コントローラ
１１３ パソコン
１２１ 制御部
１５３、１６４ ガイドリング
２０２ ガイドポスト
２０４ ガイドブシュ
ｓ１〜ｓ６、ｓ１１〜ｓ１３、ｓ２１、ｓ２２ センサ

Claims (9)

1. （ａ）射出成形機を構成する所定の要素に取り付けられた検出部と、
   （ｂ）該検出部のセンサ出力に基づいて検出信号を発生させる検出信号発生部と、
   （ｃ）前記検出信号から、成形中に前記要素に損傷が発生したときの検出波形を抽出する波形抽出処理手段と、
   （ｄ）前記検出波形に基づいて所定の要素に損傷が発生したかどうかを判断する検出波形判定処理手段とを有することを特徴とする成形機診断装置。
2. 前記検出部は、弾性波を検出して前記センサ出力を発生させる請求項１に記載の成形機診断装置。
3. 前記波形抽出処理手段は、成形サイクル中の所定の期間の検出信号から検出波形を抽出する請求項１に記載の成形機診断装置。
4. 前記検出波形判定処理手段は、検出波形と基準波形とを比較し、比較結果に基づいて所定の要素に損傷が発生したかどうかを判断する請求項１に記載の成形機診断装置。
5. 前記所定の期間は、射出の開始から保圧の終了までの監視期間、及び型閉じ開始から型開き終了までの監視期間のうちの少なくとも一方の監視期間である請求項３に記載の成形機診断装置。
6. 前記所定の要素は、ボールねじナット及び金型装置のうちの少なくとも一方である請求項１に記載の成形機診断装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形機診断装置を備えた成形機。
8. （ａ）射出成形機を構成する所定の要素に取り付けられた検出部のセンサ出力に基づいて検出信号を発生させ、
   （ｂ）該検出信号から、成形中に前記要素に損傷が発生したときの検出波形を抽出し、
   （ｃ）該検出波形に基づいて所定の要素に損傷が発生したかどうかを判断することを特徴とする成形機診断方法。
9. コンピュータを、射出成形機を構成する所定の要素に取り付けられた検出部のセンサ出力に基づいて発生させられた検出信号から、成形中に前記要素に損傷が発生したときの検出波形を抽出する波形抽出処理手段、及び前記検出波形に基づいて所定の要素に損傷が発生したかどうかを判断する検出波形判定処理手段として機能させることを特徴とする成形機診断方法のプログラム。
   

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