JP2009113998A - 光学素子成形装置用の成形履歴表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】特定の成形工程を対象として複数の履歴データを視覚的に容易に比較可能な、光学素子成形装置用の成形履歴表示システムを提供する。
【解決手段】一連の成形工程を処理する光学素子成形装置により生成され、成形工程に関する所定の制御パラメータの時系列変化を各々に表す複数の履歴データを、基準時点として指定された成形工程の開始時点または終了時点を基準として時系列的に重合せて表示する、光学素子成形装置用の成形履歴表示システム１００が提供される。かかる構成によれば、成形工程に関する所定の制御パラメータの時系列変化を各々に表す複数の履歴データが、基準時点となる特定の成形工程の開始時点または終了時点を基準として時系列的に重合せて表示される。これにより、ユーザは、特定の成形工程を対象として複数の履歴データを視覚的に容易に比較することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学素子成形装置用の成形履歴表示システムに関する。

近年、レンズ、プリズムや光通信部品など、高い光学特性を要求されるガラス製の光学素子がプレス成形により大量生産されている。プレス成形では、溶融ガラスを型内で冷却して成形素材（プリフォーム）を作製し、成形素材を高精度の成形面を備えた成形型内に配置する。そして、成形型を介して成形素材を硝材の屈伏点付近の温度まで加熱した後にプレスし、成形面の形状を成形素材に転写することで光学素子が成形される。

光学素子のプレス成形は、一般に専用のプレス成形装置を用いて行われる。プレス成形装置は、一般に、パージ、加熱、プレス、冷却を含む一連の成形工程を１成形バッチとして処理する。成形装置は、各成形工程に応じて、例えば、冷却ガスの供給量、成形型の温度、プレス時のプレス圧およびプレスストロークなどの所定のパラメータによって、動作を制御される。

光学素子の生産管理において、生産管理者であるユーザは、例えば、成形装置に内蔵されたモニタ、成形装置に外付けされたモニタなどに表示される、所定のパラメータの時系列変化を表す履歴データを通して成形工程を管理している。成形工程の管理に際しては、例えば、プレス工程など、特定の成形工程を対象として、複数の成形バッチに関する履歴データを比較したい場合がある。特に、成形工程の管理に用いられる標準履歴データと、成形バッチ毎の履歴データとを比較したい場合がある。

この場合、従来の成形装置は、特定の成形工程を対象として、複数の履歴データを重合せて表示する機能を有しておらず、結果として、ユーザは、成形バッチに含まれる一連の成形工程を対象として、複数の履歴データを比較することになる。

しかしながら、例えば、成形バッチの開始時点での成形型の温度、成形素材として用いる硝材の熱特性、成形装置の周辺温度、冷却ガスの温度、成形装置間での構成ユニットまたは装置全体の特性などに応じて、各工程の所要時間にバラツキが生じてしまう。このため、成形バッチ毎に各成形工程の開始時点が異なることになり、結果として、ユーザは、特定の成形工程を対象として複数の履歴データを視覚的に比較することが困難となる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、特定の成形工程を対象として複数の履歴データを視覚的に容易に比較可能な、新規かつ改良された光学素子成形装置用の成形履歴表示システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、一連の成形工程を処理する光学素子成形装置により生成され、成形工程に関する所定の制御パラメータの時系列変化を各々に表す複数の履歴データを、基準時点として指定された成形工程の開始時点または終了時点を基準として時系列的に重合せて表示する、光学素子成形装置用の成形履歴表示システムが提供される。

かかる構成によれば、成形工程に関する所定の制御パラメータの時系列変化を各々に表す複数の履歴データが、基準時点となる特定の成形工程の開始時点または終了時点を基準として時系列的に重合せて表示される。これにより、ユーザは、特定の成形工程を対象として複数の履歴データを視覚的に容易に比較することができる。

また、上記基準時点は、パージ工程、加熱工程、プレス工程、冷却工程のうちいずれかの成形工程の開始時点または終了時点として指定されてもよい。かかる構成によれば、パージ工程、加熱工程、プレス工程、冷却工程のうちいずれかの成形工程を対象として、複数の履歴データを視覚的に容易に比較することができる。これにより、ユーザは、パージ工程、加熱工程、プレス工程、冷却工程の少なくともいずれかに関して、成形工程を容易に管理することができる。

また、上記複数の履歴データは、少なくとも２つ以上の光学素子成形装置により生成されたデータでもよい。かかる構成によれば、特定の成形工程を対象として、少なくとも２つ以上の光学素子成形装置により生成された複数の履歴データを視覚的に容易に比較することができる。これにより、ユーザは、少なくとも２つ以上の成形装置間において、成形工程を容易に管理することができる。

また、上記成形履歴表示システムは、基準時点を指定するための基準時点指定部と、履歴データを取得する履歴データ取得部と、各成形工程の開始時点および／または終了時点を表す基準信号を取得する基準信号取得部と、取得した履歴データを取得した基準信号と時系列的に関連付けて記憶する履歴データ記憶部と、取得した複数の履歴データを、指定された基準時点を表す基準信号を基準として時系列的に重合せる履歴データ処理部と、重合せた複数の履歴データを表示する履歴データ表示部と、を備えてもよい。かかる構成によれば、取得した複数の履歴データが、指定された基準時点を表す基準信号を基準として時系列的に重合せて表示されるので、ユーザは、特定の成形工程を対象として複数の履歴データを視覚的に容易に比較することができる。

また、上記成形履歴表示システムは、光学素子成形装置の外部に設けられてもよく、光学素子成形装置の内部に設けられてもよい。

本発明によれば、特定の成形工程を対象として複数の履歴データを視覚的に容易に比較可能な光学素子成形装置用の成形履歴表示システムを提供することができる。

以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（光学素子成形装置の構成）
初めに、図１を参照しながら、本発明の一実施形態に係る成形履歴表示システムが適用される光学素子成形装置について説明する。

図１に示すように、成形装置は、プレス部を構成する上型１０、下型２０、固定軸３０、移動軸４０および駆動装置６０など、加熱部を構成する加熱ユニット７０、給排気部を構成するガス給気路Ｐ１、Ｐ２、ガス排気路Ｐ３、排出路Ｐ４、ガス貯蔵タンク９２および真空排気装置９８など、を含んで構成される。また、成形装置は、プレス部、給排気部、および加熱部などを制御する制御部８０、および各種の入出力処理を行う入力部８２および出力部８４を含んで構成される。

上型１０は、フレーム２の上部から下方に延設された固定軸３０の下端面に断熱筒３２を介して装着されている。上型１０は、コア金型１２、金型プレート１４、コア金型１２を金型プレート１４に固定するモールド（固定）金型１６で構成される。下型２０は、上型１０に対向するように、フレーム２の下部から上方に延設された移動軸４０の上端面に断熱筒４２を介して装着されている。下型２０は、コア金型２２、金型プレート２４、コア金型２２を金型プレート２４に固定するモールド（移動）金型２６で構成される。断熱筒３２、４２は、上型１０および下型２０と、固定軸３０および移動軸４０との間の熱伝達を抑制する。

固定軸３０は、上部プレート３４に設けられた開口部を貫通しており、上部プレート３４が上下方向に駆動される。開口部にはシーリングが施されており、上部プレート３４は、固定軸３０との間で気密性を保持しながら上下方向に摺動する。移動軸４０は、下部フレーム４に設けられた開口部を貫通しており、下部プレート４４が下部フレーム４に固定される。開口部にはシーリングが施されており、移動軸４０は、下部フレーム４との間で気密性を保持しながら上下方向に摺動する。

上型１０、下型２０、断熱筒３２、４２、固定軸３０の下端部および移動軸４０の上端部は、熱伝達性を有する石英などで形成された内筒５２により囲まれ、気密性が保持された成形室５０を構成するように密閉されている。

駆動装置６０は、モータ６２などを駆動源としており、移動軸４０の移動量を検出する位置センサ（不図示）が設けられ、移動軸４０の下端に荷重検出器６４を介して接続されている。駆動装置６０は、位置、速度（プレス力の変化勾配）、および軸加重（プレス力）を制御されながら、移動軸４０を上下方向に移動させる。

加熱ユニット７０は、内筒５２の周囲に配置された外筒５４に装着され、例えば、赤外線ランプ、ハロゲンランプなど、熱線を放射するランプ７２、および反射ミラー７４を含む。加熱ユニット７０は、上型１０および下型２０に装着された温度測定用の熱電対（不図示）を通じて、熱線の輻射熱による温度および温度変化（温度変化勾配）を制御されながら、ランプ７２の出力を調節する。加熱ユニット７０は、ランプ７２から上型１０、下型２０の外周面に熱線を放射し、熱線の輻射熱により上下型１０、２０を加熱し、加熱された上下型１０、２０からの熱伝達によって成形素材を加熱する。

ガス給気路は、ガス貯蔵タンク９２から固定軸３０を通じて断熱筒３２の給気口３３に至る給気路Ｐ２、ガス貯蔵タンク９２から移動軸４０を通じて断熱筒４２の給気口４３に至る給気路Ｐ１で構成される。また、上部プレート３４には、排気口３５が設けられ、排気口３５から取込バルブ９５を介してガス貯蔵タンク９２に接続された排気路Ｐ３が形成されている。下部プレート４４には、排出口４５が設けられ、排出口４５から真空バルブ９９を介して真空排気装置９８に接続された排出路Ｐ４が形成されている。ガス貯蔵タンク９２の給気口は、給気バルブ９３、９４を介して給気路Ｐ１、Ｐ２に接続されている。排気口３５と取込バルブ９５とを結ぶ流路の途中には分岐管が接続され、分岐管の先に排気バルブ９６が設けられている。

給気バルブ９３、９４は、制御チャンネルＣ３を介して制御部８０により制御され、成形室５０への所定のガス（例えば窒素ガスなどの不活性ガス）の供給量を調節する。取込バルブ９５および排気バルブ９６は、制御チャンネルＣ４を介して制御部８０により制御され、成形室５０からの所定のガスの取込および排気を調節する。また、真空バルブ９９は、制御チャンネルＣ４を介して制御部８０により制御され、成形室５０内の真空度を調節する。

制御部８０は、例えば、マイクロコントローラなどの制御装置で構成され、成形工程毎の経過時間を計数する、例えばタイマーなどの計数部を含む。制御部８０は、プレス部、給排気部、および加熱部などに接続され、後述する制御条件テーブルなどとして予め設定された制御条件に基づいて、成形装置の各構成要素を制御する。

入力部８２は、例えば、操作パネル、データ入力ポートなどの入力インターフェースで構成され、例えば、制御条件テーブル、制御命令などの直接入力、外部装置からの入力など、成形工程に関する各種入力処理を行う。

出力部８４は、例えば、モニタ、データ出力ポートなどの出力インターフェースで構成され、例えば、制御条件テーブルの外部出力、後述する履歴データおよび基準信号の出力など、成形工程に関する各種出力処理を行う。

なお、入力部８２および出力部８４は、例えばコンパクトディスク、ＵＳＢメモリ、フラッシュメモリなどの補助記憶装置（不図示）に接続され、成形工程に関する各種入出力データを入出力可能なように構成されてもよい。

プレス成形に際して、出力部８４は、例えば、冷却ガスの供給量、成形型の温度、プレス時のプレス圧およびプレスストロークなど、所定のパラメータの時系列変化を表す履歴データを周期的に外部に出力することができる。また、出力部８４は、例えば、パージ、加熱（昇温、均熱）、プレス、冷却（徐冷、急冷）の各成形工程の開始時点および／または終了時点を表す基準信号を外部に出力することができる。履歴データは、例えば、供給バルブ、熱電対、荷重検出器６４および位置センサの状態に応じて変化する電流値または電圧値などとして出力される。また、基準信号は、制御部８０による成形工程の制御結果に応じて、パルス信号などとして出力される。

（成形履歴表示システムの構成）
次に、図２を参照しながら、本実施形態に係る成形履歴表示システムについて説明する。

図２に示すように、成形履歴表示システム１００（以下では、表示システムとも称する。）は、少なくとも１つ以上の成形装置に接続されて使用される。表示システム１００は、入力部１１０、記憶部１２０、出力部１３０、および制御部１４０を含んで構成される。

入力部１１０は、例えば、キーボード、入力ポートなどの入力インターフェースで構成され、成形履歴表示に関する各種入力処理を行う。入力部１１０は、基準時点指定部１１２、履歴データ取得部１１４、および基準信号取得部１１６を含む。基準時点指定部１１２は、ユーザが基準時点を指定するための機能構成部である。履歴データ取得部１１４は、成形装置から履歴データを取得するための機能構成部である。基準信号取得部１１６は、各成形工程の開始時点および／または終了時点を表す基準信号を成形装置から取得するための機能構成部である。なお、複数の成形装置に接続して使用される場合など、必要に応じて、複数の入力ポートが設けられてもよい。

記憶部１２０は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの主記憶装置、ハードディスク、コンパクトディスクなどの補助記憶装置などで構成され、成形履歴表示に関する各種記憶処理を行う。記憶部１２０は、成形装置から取得した履歴データを、成形装置から取得した基準信号と時系列的に関連付けて記憶するための履歴データ記憶部１２２を含む。また、記憶部１２０には、表示システム１００の全体を制御するための処理プログラム、各種データなどが記憶される。

出力部１３０は、例えば、モニタ、プリンタ、出力ポートなどの出力インターフェースで構成され、成形履歴表示に関する各種出力処理を行う。出力部１３０は、後述する履歴データ処理部１４２により重合せられた複数の履歴データを表示するための履歴データ表示部１３２を含む。

制御部１４０は、例えば、ＣＰＵなどの制御装置などで構成され、表示システム１００の全体の制御を行う。制御部１４０は、成形装置から取得した複数の履歴データを、成形装置から取得した、指定された基準時点を表す基準信号を基準として、時系列的に重合せるための履歴データ処理部１４２を含む。

なお、入力部１１０および出力部１３０は、例えばコンパクトディスク、ＵＳＢメモリ、フラッシュメモリなどの補助記憶装置（不図示）に接続され、記憶媒体に記憶された履歴データなど、成形履歴表示に関する各種データを入出力可能なように構成されてもよい。

（成形履歴表示システムの動作手順）
次に、図３および図４を参照しながら、本実施形態に係る成形履歴表示システム１００の動作手順について、光学素子成形装置の動作に沿って説明する。図３には、本実施形態に係る成形履歴表示システム１００が適用される成形装置で用いられる制御条件テーブルが示されている。図４には、同様に、成形装置の動作手順が示されている。

制御条件テーブルは、成形工程の制御条件を設定するデータからなり、予め設定されて記憶部（不図示）などに記憶されている。図３に例示する制御条件テーブルは、例えば、行方向および列方向を制御項目および成形工程により各々に区分し、成形工程毎に設定される制御項目の制御条件を表形式で表すものである。

制御項目として、Ｃ１）「温度：上型（℃）」、Ｃ２）「温度：下型（℃）」、Ｃ３）「温度変化勾配（℃／秒）」、Ｃ４）「工程時間（秒）」、Ｃ５）「プレス量／目標位置（ｍｍ）」、Ｃ６）「プレス力（ｋＮ）」、Ｃ７）「プレス力変化勾配（ｋＮ／秒）」、Ｃ８）「工程終了条件（優先順）」、Ｃ９）「窒素供給量：Ｐ１（Ｌ／分）」、Ｃ１０）「窒素供給量：Ｐ２（Ｌ／分）」、Ｃ１１）「プレス量／目標位置到達確認」が示されている。また、成形工程として、Ｐ１）「パージ」、Ｐ２）「昇温」、Ｐ３）「均熱」、Ｐ４）「プレス」、Ｐ５）「徐冷」、Ｐ６）「急冷」が示されている。そして、成形工程毎に設定される制御項目の制御条件が示されている。

図４に示すように、プレス成形に際して、制御部８０は、制御条件テーブルの制御条件を成形工程毎に読取る（ステップＳ１０）。制御条件を読取ると、制御部８０は、該当する成形工程を開始し、Ｃ８）工程終了条件の制御条件に基づいて、当該条件を満たしているかを確認する。ここで、各成形工程の開始に際して、成形装置は、制御部８０によって、成形工程の開始時点を表す基準信号を、出力部８４を通じて表示システム１００に対して出力可能である。なお、制御部８０は、ステップＳ１０の終了後、ステップＳ２０、ステップＳ３０、ステップＳ４０およびステップＳ５０を並列的に処理する。

例えば、Ｃ８）工程終了条件が「Ｃ９」（窒素供給量Ｐ１）または「Ｃ１０」（窒素供給量Ｐ２）である場合には、制御部８０は、給気バルブ９３、９４、取込バルブ９５や排気バルブ９６の開度を通じて、現在の窒素供給量が所定の設定値を満たしているかを確認し（Ｓ２０）、所定の設定値を満たすまで、給気バルブ９３、９４や取込バルブ９５を制御する（Ｓ２２）（ループ１）。ここで、成形装置は、制御部８０によって、窒素ガスの供給量（給気バルブ９３、９４および排気バルブ９６の開度）の時系列変化を表す履歴データを、所定の周期で出力部８４を通じて表示システム１００に対して出力可能である。

Ｃ８）工程終了条件が「Ｃ１」（温度上型）または「Ｃ２」（温度下型）である場合には、制御部８０は、熱電対を通じて、現在の温度が所定の設定値を満たしているかを確認し（Ｓ３０）、所定の設定値を満たすまで、ランプ７２の出力を制御する（Ｓ３２）（ループ２）。なお、Ｃ３）温度変化勾配が設定されている場合には、制御部８０は、所定の設定値を満たすようにランプ７２の出力を制御する。ここで、成形装置は、制御部８０によって、成形型１０、２０の温度の時系列変化を表す履歴データを、所定の周期で出力部８４を通じて表示システム１００に対して出力可能である。

Ｃ８）工程終了条件が「Ｃ５」（プレス量・目標位置）である場合には、制御部８０は、まず、「Ｃ６」（プレス力）の制御条件が設定されているかを確認する（Ｓ４０）。ここで、制御部８０は、プレス力が設定されていれば、設定されている所定のプレス力を採用し（Ｓ４２）、プレス力が設定されていなければ、別途に設定されているプリセット値Ｐｐを採用する（Ｓ４４）。プリセット値Ｐｐは、下型２０の昇降時における駆動装置６０の駆動力を規定する。そして、位置センサを通じて、現在のプレス量・位置が所定の設定値を満たしているかを確認し（Ｓ４６）、所定の設定値を満たすまで、モータ６２の出力を制御する（Ｓ４８）。なお、Ｃ７）プレス力変化勾配が設定されている場合には、制御部８０は、荷重検出器６４を通じて、所定の設定値を満たすようにモータ６２の出力を制御する。さらに、Ｃ１１）プレス量／目標位置到達確認が設定されている場合には、制御部８０は、設定に応じて所定のプレス量／目標位置に到達しているかを確認する（ループ３）。ここで、成形装置は、制御部８０によって、プレス圧およびプレスストロークの時系列変化を表す履歴データを、所定の周期で出力部８４を通じて表示システム１００に対して出力可能である。

Ｃ８）工程終了条件が「Ｃ４」（工程時間）である場合には（Ｓ５０）、制御部８０は、タイマーによる計数を開始し（Ｓ５２）、現在の計数値が所定の設定値を満たしているかを確認し（Ｓ５４）、所定の設定値を満たすまで、計数を継続する（ループ４）。そして、計数値が所定の設定値を満たしている場合には、制御部８０は、計数値を初期化し（Ｓ５６）、後続の処理（Ｓ６０）を行う。

Ｃ８）工程終了条件の制御条件が満たされる場合には、制御部８０は、処理中の成形工程を終了させるために、前述のループ１〜４の全ての処理に対して終了割込を行う（Ｓ６０）。ここで、各成形工程の終了に際して、成形装置は、制御部８０によって、成形工程の終了時点を表す基準信号を、出力部８４を通じて表示システム１００に対して出力可能である。

終了割込を行うと、制御部８０は、まず、前述の処理が正常終了したかを確認する（Ｓ７０）。制御部８０は、処理が異常終了した場合には、各種エラー処理を行い（Ｓ７２）、成形工程を終了する。一方、処理が正常終了した場合には、制御条件テーブルを参照して、後続の成形工程が設定されているかを確認する（Ｓ７４）。そして、後続の成形工程が設定されている場合には、制御部８０は、後続の成形工程に関する制御条件を制御条件テーブルから読取る（Ｓ１０）。一方、後続の成形工程が設定されていない場合には、制御部８０は、成形処理を終了する。

前述したように、成形装置では、成形工程毎にプレス部、加熱部、給排気部および計数部が並列的に処理を行う。そして、成形装置では、Ｃ８）工程終了条件の少なくともいずれかの制御条件が満たされる場合に、制御部８０によって、実行中の処理が中断され、後続の成形工程の処理に移行される。

一方、表示システム１００では、履歴データ取得部１１４によって、所定のパラメータの時系列変化を表す履歴データが成形装置から取得され、取得された履歴データの時系列に従って、成形バッチ単位で履歴データ記憶部１２２に記憶される。また、基準信号取得部１１６によって、成形工程の開始時点および終了時点を表す基準信号が成形装置から取得され、取得された履歴データの時系列に関連付けて、成形バッチ単位で履歴データ記憶部１２２に記憶される。

（成形工程毎の動作）
次に、図２に示す制御条件テーブルを用いる場合を一例として、本実施形態に係る光学素子成形装置の具体的な動作について説明する。なお、下型２０には、成形素材が予め配置されているものとする。

＜成形工程Ｐ１＞
制御部８０は、まず、成形工程Ｐ１）「パージ」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ４）工程時間：「１２０秒」、Ｃ８）工程終了条件「Ｃ４」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「３０Ｌ／分」、Ｃ１０）窒素供給量Ｐ２：「３０Ｌ／分」が設定されている。

本成形工程では、制御部８０は、まず、真空バルブ９９を制御し、成形室５０内の大気を真空排気装置９８により排出口４５から排出する。次に、給気バルブ９３、９４を制御し、窒素ガスをガス貯蔵タンク９２から給気路Ｐ１、Ｐ２を介して成形室５０内に供給する。ここで、給気バルブ９３、９４は、タイマーが「１２０秒」を計数するまで、窒素ガスを「３０Ｌ／分」で供給するように制御される。これにより、成形室５０内の大気が窒素ガスにより置換（パージ）される。

＜成形工程Ｐ２＞
次に、制御部８０は、成形工程Ｐ２）「昇温」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ１）温度上型：「５２０℃」、Ｃ２）温度下型：「５１８℃」、Ｃ３）温度変化勾配：「２．０℃／秒」、Ｃ４）工程時間：「３００秒」、Ｃ５）プレス量・目標位置：「４１．０ｍｍ」、Ｃ８）工程終了条件：「Ｃ１＆Ｃ２＆Ｃ５／Ｃ４」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「５Ｌ／分」、Ｃ１０）窒素供給量Ｐ２：「５Ｌ／分」が設定されている。

本成形工程では、制御部８０は、窒素ガスを供給しながら、下型２０を上昇させ、成形素材の昇温を行う。窒素ガスの供給に関して、制御部８０は、給気バルブ９３、９４を制御し、所定量の窒素ガスを成形室５０内に供給する。下型２０の上昇に関して、制御部８０は、位置センサの計測値を参照しながらモータ６２の出力を制御し、移動軸４０を上昇させることで、下型２０を目標位置「４１．０ｍｍ」まで上昇させる。一方、成形素材の昇温に関して、制御部８０は、熱電対の測定値を参照しながらランプ７２の出力を制御することで、上型１０および下型２０の温度を各々に「５２０℃」および「５１８℃」になるまで加熱する。ここで、ランプ７２の出力は、温度変化勾配「２．０℃／秒」を満たすように適切に制御される。

本成形工程では、工程終了条件が「Ｃ１＆Ｃ２＆Ｃ５／Ｃ４」に設定されているので、制御部８０は、上型１０および下型２０の温度が「５２０℃」および「５１８℃」に達し、かつ、下型２０が目標位置「４１．０ｍｍ」に到達するまで、上記処理を継続する。なお、温度および目標位置の制御条件が満たされる前に、タイマーが「３００秒」を計数している場合には、所定の警告処理を行う。これにより、成形素材が所定の温度まで昇温される。

＜成形工程Ｐ３＞
次に、制御部８０は、成形工程Ｐ３）「均熱」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ１）温度上型：「５２０℃」、Ｃ２）温度下型：「５１８℃」、Ｃ４）工程時間：「６０秒」、Ｃ５）プレス量・目標位置：「４１．０ｍｍ」、Ｃ８）工程終了条件：「Ｃ４」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「５Ｌ／分」が設定されている。

本成形工程では、制御部８０は、窒素ガスを供給しながら、成形素材の均熱を行う。窒素ガスの供給に関して、制御部８０は、給気バルブ９３、９４を制御し、所定量の窒素ガスを成形室５０内に供給する。成形素材の均熱に関して、制御部８０は、ランプ７２の出力を制御し、上型１０および下型２０の温度が各々に「５２０℃」および「５１８℃」になるように調節する。ここで、本成形工程は、タイマーが「６０秒」を計数するまで行われる。これにより、成形素材が後続のプレス工程時に要求される所定の温度に均熱される。

＜成形工程Ｐ４＞
次に、制御部８０は、成形工程Ｐ４）「プレス」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ１）温度上型：「５２０℃」、Ｃ２）温度下型：「５１８℃」、Ｃ４）工程時間：「２００秒」、Ｃ５）プレス量・目標位置：「５０．０ｍｍ」、Ｃ６）プレス力：「３．６ｋＮ」、Ｃ７）プレス力変化勾配：「０．１ｋＮ／秒」、Ｃ８）工程終了条件：「Ｃ５／Ｃ４」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「５Ｌ／分」、Ｃ１１）プレス量／目標位置到達確認：「到達確認あり」が設定されている。

本成形工程では、制御部８０は、窒素ガスを供給しながら、下型２０を上昇させて成形素材をプレスする。窒素ガスの供給に関して、制御部８０は、給気バルブ９３、９４を制御し、所定量の窒素ガスを成形室５０内に供給する。下型２０の上昇に関して、モータ６２の出力を制御し、下型２０をプレス量「５０．０ｍｍ」まで上昇させる。また、成形素材のプレスに関して、制御部８０は、荷重検出器６４の検出値を参照しながら、モータ６２の出力を制御し、移動軸４０を上昇させることで、成形素材に「３．６ｋＮ」のプレス力を加える。ここで、モータ６２の出力は、プレス力変化勾配「０．１ｋＮ／秒」を満たすように適切に制御される。

本成形工程では、工程終了条件が「Ｃ５／Ｃ４」に設定されているので、制御部８０は、下型２０がプレス量「５０．０ｍｍ」に到達するか、または、タイマーが「２００秒」を計数するまで、上記処理を継続する。なお、「到達確認あり」が設定されているので、工程時間として設定されている「２００秒」以内に、下型２０がプレス量「５０．０ｍｍ」に到達しない場合には、所定の警告処理を行う。これにより、成形素材が所定のプレス力でプレスされる。

＜成形工程Ｐ５＞
次に、制御部８０は、成形工程Ｐ５）「徐冷」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ１）温度上型：「４８０℃」、Ｃ２）温度下型：「４８０℃」、Ｃ３）温度変化勾配：「−０．２℃／秒」、Ｃ５）プレス量・目標位置：「５１．０ｍｍ」、Ｃ６）プレス力：「０．３ｋＮ」、Ｃ７）プレス力変化勾配「−０．０５ｋＮ／秒」、Ｃ８）工程終了条件：「Ｃ２／Ｃ５」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「１０Ｌ／分」、Ｃ１１）プレス量／目標位置到達確認：「到達確認なし」が設定されている。

本成形工程では、制御部８０は、成形素材をプレスしながら、成形素材を徐冷する。成形素材のプレスに関して、制御部８０は、モータ６２の出力を制御し、下型２０をプレス量「５１．０ｍｍ」まで上昇させ、成形素材に「０．３ｋＮ」のプレス力を加える。ここで、モータ６２の出力は、プレス力変化勾配「−０．０５ｋＮ／秒」を満たすように制御される。成形素材の徐冷に関して、制御部８０は、ランプ７２の出力を制御し、上型１０および下型２０の温度を「４８０℃」まで降温させるとともに、給気バルブ９３、９４を制御し、所定量の窒素ガスを成形室５０内に供給する。ここで、ランプ７２の出力は、温度変化勾配「−０．２℃／秒」を満たすように適切に制御される。

本成形工程では、工程終了条件が「Ｃ２／Ｃ５」に設定されているので、制御部８０は、下型２０が「４８０℃」まで降温されるか、または、下型２０がプレス量「５１．０ｍｍ」に到達するまで、上記処理を継続する。なお、「到達確認なし」が設定されているので、下型２０が「４８０℃」に降温するまでに、下型２０がプレス量「５１．０ｍｍ」に到達していない場合でも、所定の警告処理を行わない。これにより、成形素材が所定の温度まで徐冷される。

＜成形工程Ｐ６＞
次に、制御部８０は、成形工程Ｐ６）「急冷」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ１）温度上型：「３００℃」、Ｃ２）温度下型：「３００℃」、Ｃ３）温度変化勾配：「−１．０℃／秒」、Ｃ５）プレス量・目標位置：「４５．０ｍｍ」、Ｃ８）工程終了条件：「Ｃ１＆Ｃ２」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「３０Ｌ／分」、Ｃ１０）窒素供給量Ｐ２：「３０Ｌ／分」、Ｃ１１）プレス量／目標位置到達確認：「確認なし」が設定されている。

本成形工程では、制御部８０は、成形素材を急冷しながら、プレス力を低下させる。成形素材の急冷に関して、制御部８０は、ランプ７２の出力を制御するとともに、給気バルブ９３、９４を制御して所定量の窒素ガスを成形室５０内に供給することで、上型１０および下型２０の温度を「３００℃」まで降温させる。ここで、ランプ７２の出力は、温度変化勾配「−１．０℃／秒」を満たすように適切に制御される。プレス力の低下に関して、制御部８０は、モータ６２の出力を制御し、下型２０をプレス量「４５．０ｍｍ」まで下降させ、成形素材に対するプレス力を低下させる。

本成形工程では、工程終了条件が「Ｃ１＆Ｃ２」に設定されているので、制御部８０は、上型１０が「３００℃」まで降温され、かつ、下型２０が「３００℃」まで降温されるまで、上記処理を継続する。なお、「確認なし」が設定されているので、上型１０および下型２０の温度が「３００℃」に降温するまでに、下型２０がプレス量「４５．０ｍｍ」に到達していない場合でも、所定の警告処理を行わない。これにより、成形素材が所定の温度まで急冷される。

以上で、図３に示す制御条件テーブルを用いた場合における成形装置の動作が終了し、他の終了処理が適切に行われた後に、成形された光学素子が成形装置から取出される。

（成形履歴表示）
次に、図５を参照しながら、図２に示す制御条件テーブルを用いる場合を一例として、履歴データに基づく成形履歴表示について説明する。

図５には、成形履歴表示の一例が示されている。成形履歴表示では、横軸に時間軸ｔ（秒）が設けられ、縦軸に各種パラメータの値を表す数量軸Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が設けられている。縦軸には、数量軸Ｄ１により成形型（上型）の温度（℃）、数量軸Ｄ２によりプレス圧（ｋＮ）、および数量軸Ｄ３によりプレスストローク（ｍｍ）が各々に表されている。なお、数量軸により、例えば、冷却ガスの供給量など、他のパラメータが表されてもよい。

図５には、互いに異なる２つの成形バッチに関して、成形型の温度Ｄ１、プレス圧Ｄ２、およびプレスストロークＤ３の時系列変化を表す履歴データＡ、Ｂが示されている。ここで、例えば、履歴データＡが成形工程の管理に用いられる標準履歴データを表し、履歴データＢが任意の成形バッチに関する履歴データを表している場合を想定する。なお、２つの履歴データＡ、Ｂは、例えば、互いに異なる成形バッチに関するデータの組合せ、互いに異なる成形装置による成形バッチに関するデータの組合せなどでもよい。また、成形履歴表示では、２つ以上の成形バッチに関する履歴データが表示されてもよい。

２つの履歴データＡ、Ｂは、各々の成形バッチの開始時点を基準（ｔ＝０）として、時系列的に表示されている。なお、図５には、標準となる履歴データＡに関して、各成形工程の区分が示されている。ここで、２つの履歴データＡ、Ｂは、パージ開始時点からの経過時間で表示されているので、例えば、加熱、プレス、冷却などの各成形工程に関して互いに時間軸方向にズレた状態で表示されている。

複数の履歴データＡ、Ｂの時間軸方向のズレは、例えば、成形バッチの開始時点での成形型の温度、成形素材として用いる硝材の熱特性、成形装置の周辺温度、冷却ガスの温度、成形装置間での構成ユニットまたは装置全体の特性などに応じて、各工程の所要時間にバラツキが生じることに起因している。

そして、成形バッチ毎で各工程の所要時間にバラツキが生じることにより、成形バッチ毎で各成形工程の開始時点が異なることになり、結果として、ユーザは、特定の成形工程を対象として複数の履歴データＡ、Ｂを重ねた状態で視覚的に比較することが困難となる。

上記のような問題点を解消するために、本実施形態に係る成形履歴表示システム１００では、成形工程に関する所定の制御パラメータの時系列変化を各々に表す複数の履歴データを、基準時点となる特定の成形工程の開始時点または終了時点を基準として時系列的に重合せて表示する。

（成形履歴表示システム）
以下では、図６を参照しながら、本実施形態に係る成形履歴表示システムの動作手順について説明する。

図６には、表示システム１００により処理される、互いに異なる成形バッチに関する２つの履歴データＡ、Ｂの一例が基準信号ＣＴＬとともに示されている。図６に示す履歴データは、パラメータ（成形型の温度Ｄ１、プレス圧Ｄ２、プレスストロ−クＤ３）の時系列変化を表している。

パラメータの時系列変化は、プレス成形のバッチ処理の進行に従って、所定の周期で成形装置から順次出力され、例えば、Ａ／Ｄ変換など所定の処理を施され、表示システム１００により取得されてサンプリングされる。ここで、履歴データに関して、成形装置からの出力周期が、表示システム１００によるサンプリング周期と異なる場合には、サンプリング周期に応じたサンプリング処理が行われる。なお、以下では、出力周期およびサンプリング周期がいずれも１秒である場合を想定して説明する。

取得された履歴データは、取得（出力）順序に従って履歴データ記憶部１２２に記憶される。なお、図６では、説明の便宜上、成形バッチの開始時点からの時間経過を表す時系列番号ｔ（ｔ＝１秒とする。）を用いて、パラメータの時系列変化を表している。時系列番号ｔは、パラメータの取得順序を表すために用いられており、履歴データが取得順序に従って記憶されている場合には、データとして履歴データ記憶部１２２に記憶される必要はない。

履歴データは、基準信号ＣＴＬに関連付けて記憶される。基準信号ＣＴＬは、プレス成形のバッチ処理の進行に従って、各成形工程の開始時点および／または終了時点に成形装置から出力され、表示システム１００により取得される。基準信号ＣＴＬは、成形装置によって、履歴データの出力周期と同一の周期で出力の必要性が判定され、必要に応じて出力される。出力された基準信号は、表示システム１００によって、同一時点に取得された履歴データに関連付けて記憶される。

基準信号ＣＴＬは、各成形工程の開始時点もしくは終了時点の有無として出力されてもよく、または、各成形工程の開始時点もしくは終了時点に応じて異なる形式で出力されてもよい。すなわち、前者の場合には、成形装置と表示システム１００との間で、成形バッチに含まれる成形工程に関する情報が共有されており、各成形工程の開始時点もしくは終了時点の有無を表す、例えば、２値表示のフラグ情報（例えば、開始／終了時点に該当する場合に“１”、該当しない場合に“０”）が成形装置から出力される。後者の場合には、各成形工程の開始時点もしくは終了時点に応じて、例えば、各成形工程の種類を表す情報（例えば、パージ工程、昇温工程の開始時点に該当する場合に“１”、“２”など）が成形装置から出力される。

なお、図６は、前者の場合に該当し、各成形工程の開始時点を表す基準信号が、フラグ情報“１”として示されている。表示システム１００では、制御部１４０によって、基準信号を取得した場合には“１”、取得しない場合には“０”が、履歴データと時系列的に関連付けて、履歴データ記憶部１２２に記憶される。例えば、図６に示す履歴データＡでは、パージ工程の開始時点（ｔ＝０）、昇温工程の開始時点（ｔ＝１２０）、均熱工程の開始時点（ｔ＝３２０）、プレス工程の開始時点（ｔ＝３８０）、徐冷工程の開始時点（ｔ＝５７０）、急冷工程の開始時点（ｔ＝８００）、成形バッチの終了時点（ｔ＝１０００）を表す基準信号ＣＴＬが出力されている。

ここで、図５に示すように、履歴データＢに対応する成形バッチでは、昇温工程の開始時点における成形型の温度（２０℃）が基準温度（１２０℃）よりも低く、標準履歴データに比して、昇温工程の所要時間が延長されている。なお、以下では、特定の成形工程の所要時間が延長されている場合について説明するが、所要時間が短縮されている場合についても同様に説明される。

よって、図６に示す履歴データＢでは、パージ工程の開始時点（ｔ＝０）、昇温工程の開始時点（ｔ＝１２０）、均熱工程の開始時点（ｔ＝３７０）、プレス工程の開始時点（ｔ＝４３０）、徐冷工程の開始時点（ｔ＝６２０）、急冷工程の開始時点（ｔ＝８５０）、成形バッチの終了時点（ｔ＝１０５０）を表す基準信号ＣＴＬが出力されている。

結果として、プレス工程の開始時点を表す基準信号は、履歴データＡでは、ｔ＝３２０の時点で記憶されているが、履歴データＢでは、ｔ＝３７０の時点で記憶されている。よって、履歴データＢは、プレス工程の開始時点を表す基準信号を基準とした場合に、履歴データＡに比して、履歴データが時間軸の経過方向にｔ＝５０だけズレた状態で記憶されていることになる。このため、表示システム１００は、成形バッチ毎に異なる各成形工程の開始時点を調整するために、以下のような処理を行う。

まず、表示システム１００は、基準時点指定部１１２によって、ユーザにより指定された基準時点を取得する。ここで、基準時点は、パージ工程、加熱（昇温もしくは均熱）工程、プレス工程、冷却（徐冷もしくは急冷）工程のうちいずれかの成形工程の開始時点または終了時点として指定される。なお、以下では、基準時点としてプレス工程の開始時点が指定された場合を想定する。また、基準時点は、ユーザにより指定される代わりに、例えば、プリセット値などとして、表示システム１００により予め設定されていてもよい。

次に、表示システム１００は、履歴データ処理部１４２によって、図６に示す、履歴データＡ、Ｂおよび基準信号を履歴データ記憶部１２２から読出す。

そして、表示システム１００は、履歴データ処理部１４２によって、履歴データＡ、Ｂをプレス工程の開始時点を表す基準信号を基準として時系列的に重合せる。具体的には、履歴データＡ、Ｂの間におけるプレス工程の開始時点に関するズレ（ｔ＝５０に相当する。）を解消するために、履歴データＢに対応する成形バッチの開始時点をｔ＝−５０に設定することによって、履歴データＢを時間軸の基準方向にｔ＝５０に相当する分だけシフトさせた履歴データＢ’を定義する。

最後に、表示システム１００は、履歴データ表示部１３２によって、履歴データＡと履歴データＢ’とを時系列的に重ねて表示する。すなわち、履歴データＡの成形バッチの開始時点をｔ＝０、履歴データＢの成形バッチの開始時点をｔ＝−５０に設定した状態（履歴データＢ’に相当する。）で、図７に示すように、履歴データＡ、Ｂを時系列的に重合せて表示する。

図７に示す成形履歴表示では、複数の成形バッチに関する所定の制御パラメータの時系列変化を各々に表す履歴データＡ、Ｂが、プレス工程の開始時点を基準として時系列的に重合せて表示されている。これにより、履歴データＡ、Ｂがプレス工程の開始時点を基準として時系列的に重合せて表示されるので、ユーザは、プレス工程を対象として履歴データＡ、Ｂを視覚的に容易に比較することができる。

これにより、ユーザは、プレス工程において、例えば、製造・搬入ロットにより変動する硝材の熱特性に応じて、成形型の温度、プレス圧、プレスストロークなどの制御条件の適否を判断し、判断結果を成形工程の管理に用いることができる。

以上では、プレス工程を基準として、複数の履歴データを重合せて表示する場合について説明した。しかし、本実施形態に係る表示システム１００は、プレス工程の代わりに、パージ工程、加熱（昇温もしくは均熱）工程、冷却（徐冷もしくは急冷）工程を基準として、履歴データを重合せて表示してもよい。

これにより、ユーザは、パージ工程においては、例えば、不活性ガスの供給量などの制御条件の適否を判断することができる。また、ユーザは、加熱工程においては、例えば、工程開始時点での成形型の温度、硝材の熱特性、成形装置の周辺温度などに応じて、成形型の温度などの制御条件の適否を判断することができる。また、ユーザは、冷却工程においては、硝材の熱特性、成形装置の周辺温度、冷却ガスの温度などに応じて、冷却ガスの供給量などの制御条件の適否を判断することができる。そして、ユーザは、得られた判断結果を成形工程の管理に用いることができる。

さらに、ユーザは、成形装置間での構成ユニットまたは装置全体の特性などに応じて、各種の制御条件の適否を判断し、判断結果を成形工程の管理に用いることができる。また、ユーザは、各種パラメータの履歴データに応じて、構成ユニットまたは装置全体の動作状態（劣化、損耗など）を判断し、判断結果を成形装置の維持管理に用いることができる。また、ユーザは、成形履歴表示により得られた判断結果を、他の成形バッチまたは他の成形装置に適応することで、各成形工程に関する制御条件の最適化を図り、生産工程を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る成形履歴表示システム１００によれば、成形工程に関する所定の制御パラメータの時系列変化を各々に表す複数の履歴データが、基準時点となる特定の成形工程の開始時点または終了時点を基準として時系列的に重合せて表示される。これにより、ユーザは、特定の成形工程を対象として複数の履歴データを視覚的に容易に比較することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、成形履歴表示システム１００（表示システム）が、成形装置と別体として構成され、成形装置に接続されて用いられる場合について説明した。しかしながら、本願発明は、表示システムが、成形装置と一体的に構成されて用いられる場合についても同様に適用可能である。この場合、成形装置と表示システムとの間では、制御部、入力部、出力部が各々に一体的に構成されてもよい。

本発明の一実施形態に係る成形履歴表示システムが適用される光学素子成形装置を示す説明図である。 本実施形態に係る成形履歴表示システムを示す説明図である。 本実施形態に係る成形履歴表示システムが適用される光学素子成形装置で用いられる制御条件テーブルを示す説明図である。 本実施形態に係る成形履歴表示システムが適用される光学素子成形装置の動作手順を示すフロー図である。 本実施形態に係る成形履歴表示システムによる成形履歴表示の一例を示す説明図である。 本実施形態に係る成形履歴表示システムにより処理される、互いに異なる成形バッチに関する２つの履歴データの一例を示す説明図である。 本実施形態に係る成形履歴表示システムによる成形履歴表示の一例を示す説明図である。

符号の説明

１００ 成形履歴表示システム
１１２ 基準時点指定部
１１４ 履歴データ取得部
１１６ 基準信号取得部
１２２ 履歴データ記憶部
１３２ 履歴データ表示部
１４２ 履歴データ処理部

Claims (6)

1. 一連の成形工程を処理する光学素子成形装置により生成され、成形工程に関する所定の制御パラメータの時系列変化を各々に表す複数の履歴データを、基準時点として指定された成形工程の開始時点または終了時点を基準として時系列的に重合せて表示することを特徴とする、光学素子成形装置用の成形履歴表示システム。
2. 前記基準時点は、パージ工程、加熱工程、プレス工程、冷却工程のうちいずれかの成形工程の開始時点または終了時点として指定されることを特徴とする、請求項１に記載の光学素子成形装置用の成形履歴表示システム。
3. 前記複数の履歴データは、少なくとも２つ以上の前記光学素子成形装置により生成されたデータであることを特徴とする、請求項１または２に記載の光学素子成形装置用の成形履歴表示システム。
4. 前記基準時点を指定するための基準時点指定部と、
   前記履歴データを取得する履歴データ取得部と、
   各成形工程の開始時点および／または終了時点を表す基準信号を取得する基準信号取得部と、
   前記取得した履歴データを前記取得した基準信号と時系列的に関連付けて記憶する履歴データ記憶部と、
   前記取得した複数の履歴データを、前記指定された基準時点を表す基準信号を基準として時系列的に重合せる履歴データ処理部と、
   前記重合せた複数の履歴データを表示する履歴データ表示部と、
   を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子成形装置用の成形履歴表示システム。
5. 前記光学素子成形装置の外部に設けられたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子成形装置用の成形履歴表示システム。
6. 前記光学素子成形装置の内部に設けられたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の光学素子成形装置用の成形履歴表示システム。

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