JP2014030956A - 射出成形機の成形条件設定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 良品の歩留まり向上、更には良品における重量や体積等のバラツキ低減を図るとともに、思考錯誤の繰り返しによる成形条件の設定作業を排除し、迅速かつ能率的な設定作業を可能にする。
【解決手段】 予め、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用時期により異なる一又は二以上のペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ…に対する基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を設定し、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）を使用する際に、使用するペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…を採取するとともに、この使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…と基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を比較し、この比較結果から得られる比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…により成形条件の補正を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、射出成形機における成形条件を設定（調整）する際に用いて好適な射出成形機の成形条件設定方法及び装置に関する。

一般に、射出成形機では成形材料としてペレットを使用する。そして、成形を行う際には、射出成形機のホッパーにペレットを収容し、ホッパーから加熱筒内に順次ペレットを供給する一方、加熱筒内ではスクリュを回転させてペレットを可塑化溶融するとともに、計量を行い、スクリュを前進させることにより、計量した溶融樹脂を金型キャビティ内に射出充填する。このため、射出成形機では、良品の成形品が得られるように、各種成形条件の設定を行っている。

従来、このような成形条件を設定するための射出成形機の成形条件設定方法としては、特許文献１及び２で開示される成形条件設定方法が知られている。同文献１で開示される成形条件設定方法は、予め、勘、経験等の推定要素によって、仮想成形品の成形に係わる一次物理量に対し、当該一次物理量に基づく二次物理量の疑似的な相関データを一又は二以上設定し、成形条件の設定時に、実際の成形品の成形に係わる一次物理量から、各相関データに基づいて成形条件を演算するようにしたものであり、特に、成形条件を設定するに際しては、樹脂情報として樹脂材料の種別を入力する。

一方、同文献２で開示される成形条件設定方法は、金型データの不明な金型を使用する射出成形機の成形条件を設定するに際し、設定工程として、既知データをコントローラに入力することにより、予め用意したデータベースと既知データに基づく成形条件を設定する第一の設定工程と、射出圧力，射出速度及びスクリュの射出開始位置に対して、予め設定した一定成形条件により成形を行うとともに、成形した成形品に基づいて射出圧力を変更し、射出圧力，射出速度及び計量値に関する成形条件を設定する第二の設定工程と、第二の設定工程から得た成形条件により成形を行うとともに、成形した成形品に基づいて当該成形条件を調整する第三の設定工程と、を含ませたものであり、特に、第一の設定工程には、既知データとして成形材料の種類に関するデータをコントローラに入力することにより、温度に関する成形条件を設定する機能が含まれる。

特開平５−０５７７７１号公報 特開平７−１１２４７３号公報

しかし、上述した射出成形機における従来の成形条件設定方法は、次のような解決すべき課題も存在した。

第一に、成形条件を設定するに際しては、入力情報として成形材料の種別（種類）が用いられる。成形材料の種別が異なれば、融点等の物性も異なり、当然に成形条件への影響も大きくなるため、成形材料の種別は成形条件を設定する際の無視できない重要な入力情報となる。しかし、成形条件の設定に用いられるこの種の入力情報は、いわば材料メーカ等で公表される成形材料の一般的な物性情報に留まり、入力情報の質的及び量的観点からは必ずしも十分といえるものではない。結局、的確な成形条件を設定するのは容易でないとともに、自ずと限界があり、成形条件の設定は妥協的にならざるを得ない。

第二に、成形条件の設定に影響する成形材料に係わる入力情報を利用する場合、これらの入力情報は基本的に固定値となるため、成形条件の初期設定には利用できるとしても、それ以上に利用できるものではない。したがって、不良品が発生した場合、原因を究明するための情報としては利用しにくく、成形条件の設定（調整）は、思考錯誤の繰り返しにならざるを得ない。結局、成形条件の設定に無用な時間が費やされ、迅速かつ能率的な設定作業を行うことができない。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形機の成形条件設定方法及び装置の提供を目的とするものである。

本発明に係る射出成形機Ｍの成形条件設定方法は、上述した課題を解決するため、射出成形機Ｍにおける成形条件を設定する成形条件設定方法であって、予め、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用時期により異なる一又は二以上のペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ…に対する基準となるペレットデータ（基準ペレットデータ）Ｄａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を設定し、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）を使用する際に、使用するペレットＰ１（Ｐ２…）に係わるペレットデータ（使用ペレットデータ）Ｄａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…を採取するとともに、この使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…と基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を比較し、この比較結果から得られる比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…により成形条件の補正を行うようにしたことを特徴とする。

また、本発明に係る射出成形機の成形条件設定装置１は、上述した課題を解決するため、射出成形機Ｍにおける成形条件を設定する成形条件設定装置１を構成するに際して、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用時期により異なる一又は二以上のペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ…に対する基準となるペレットデータ（基準ペレットデータ）Ｄａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を設定する基準ペレットデータ設定手段Ｆｓと、使用する同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）から採取したペレットデータ（使用ペレットデータ）Ｄａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…を取込む使用ペレットデータ取込手段Ｆｉと、この使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…と基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を比較して比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…を得るデータ比較手段Ｆｃと、この比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…により成形条件の補正を行う成形条件補正手段Ｆａとを具備してなることを特徴とする。

一方、本発明は、好適な実施の態様により、ペレットデータＤａ…には、少なくとも、ペレット重量データＤａ，ペレット体積データＤｂ，ペレット穴有無データＤｃ，ペレットの見掛け密度データＤｄ，の一又は二以上を用いることができる。また、ペレットデータＤａ…に加えて、ペレットＰ１…の素材に係わる、比熱データ，比重データ，熱伝導率データ，の一又は二以上の入力データを用いることができる。他方、成形条件の補正には、ホッパー１１及び／又は加熱筒１２の設定温度に対する補正を適用することができる。さらに、成形条件の補正は、計量工程において検出される、計量時間及び／又は計量トルクを含む計量モニタ値Ｔｄを監視し、この計量モニタ値Ｔｄが予め設定した閾値Ｔｓに達した時点で行うことができる。

このような本発明に係る射出成形機Ｍの成形条件設定方法及び装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用時期、具体的には製造ロット単位で異なる一又は二以上のペレットデータＤａ…を入力情報として活用できるため、製造ロット単位でペレットＰ１（Ｐ２…）の状態が微妙に異なる場合であっても、的確な成形条件を設定、即ち、補正を行うことができる。このように、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）であっても、製造時期によって、ペレット重量Ｄａやペレット体積Ｄｂ等に全体的な変動を生じるが、この変動による成形条件への影響を排除できる。これにより、良品の歩留まり向上、更には良品における重量や体積等のバラツキ低減を図ることができる。

（２） 使用時期により異なる一又は二以上のペレットデータＤａ…に対する基準ペレットデータＤａｓ…と実際に使用するペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用ペレットデータＤｃａ…の比較結果から得られる比較結果データＥａ…により成形条件の補正を行うようにしたため、思考錯誤の繰り返しによる成形条件の設定作業を排除し、迅速かつ能率的な設定作業を行うことができる。

（３） 好適な態様により、ペレットデータＤａ，Ｄｂ…に、少なくとも、ペレット重量データＤａ，ペレット体積データＤｂ，ペレット穴有無データＤｃ，ペレットの見掛け密度データＤｄ，の一又は二以上を用いれば、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用時期により異なる様々なペレットデータＤａ…を入力情報として利用できるとともに、目的を達成するための質的かつ量的にも必要十分なペレットデータＤａ…を得ることができる。

（４） 好適な態様により、ペレットデータＤａ…に加えて、ペレットＰ１…の素材に係わる、比熱データ，比重データ，熱伝導率データ，の一又は二以上の入力データを用いれば、より具体的な補正量、即ち、温度（成形温度）を安定化させるための補正量を、容易かつ正確に算出することができる。

（５） 好適な態様により、成形条件の補正として、ホッパー１１及び／又は加熱筒１２の設定温度に対する補正を適用すれば、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わるペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ…が使用時期により異なる場合であっても、成形条件に対する最も有効的かつ効果的な補正を行うことができる。

（６） 好適な態様により、成形条件の補正を、計量工程において検出される、計量時間及び／又は計量トルクを含む計量モニタ値Ｔｄを監視し、この計量モニタ値Ｔｄが予め設定した閾値Ｔｓに達した時点で行うようにすれば、実際に補正を必要とする変動等に対してのみ補正を行うことができるため、無用な補正処理を回避できるとともに、設定した成形条件の安定化を図ることができる。

本発明の好適実施形態に係る成形条件設定方法を順を追って説明するためのフローチャート、 本発明の好適実施形態に係る成形条件設定装置の要部の構成を示すブロック系統図、 同成形条件設定方法に用いるペレットの種類を示す斜視図、 同成形条件設定方法に用いるペレットデータの一覧表、 同成形条件設定方法による補正原理の説明図、 同成形条件設定方法に用いるペレットデータの採取方法の説明図、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る成形条件設定方法を実施できる射出成形機Ｍの構成について、図２を参照して説明する。

図２中、Ｍｉは射出装置であり、この射出装置Ｍｉと不図示の型締装置により射出成形機Ｍの主要部が構成される。射出装置Ｍｉは、加熱筒１２を備え、この加熱筒１２は、前端に射出ノズル２１を有するとともに、加熱筒１２の後端には、当該加熱筒１２の内部に成形材料を供給するホッパー１１を備える。したがって、ホッパー１１の下端口は、鉛直方向に設けた材料落下孔１１ｓを介して加熱筒１２の内部に連通する。

また、射出ノズル２１を含む加熱筒１２の外周面には加熱部２３を配設する。加熱部２３は、軸方向Ｈｓに沿って順次配設したバンドヒータ等を用いた複数のヒータ２３ｎ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｆｆ，２３ｆｒ、即ち、射出ノズル２１（ノズルゾーンＺｎ）の外周面に装着したノズルヒータ２３ｎ，加熱筒１２の前部に装着してメータリングゾーンＺｍを加熱する前部ヒータ２３ｍ，加熱筒１２の中間部に装着してコンプレッションゾーンＺｃを加熱する中間部ヒータ２３ｃ，加熱筒１２の後部に装着してフィードゾーンＺｆを加熱する後部ヒータ（２３ｆｆ，２３ｆｒ）をそれぞれ備え、この後部ヒータ（２３ｆｆ，２３ｆｒ）には、前側に位置する第一後部ヒータ２３ｆｆと後側に位置する第二後部ヒータ２３ｆｒが含まれる。

さらに、加熱筒１２には、各加熱部位における温度を検出する熱電対等を用いた複数の温度センサ２４ｎ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｆｆ，２４ｆｒをそれぞれ付設する。即ち、ノズルヒータ２３ｎにより加熱される射出ノズル２１の温度を検出するノズル温度センサ２４ｎ，前部ヒータ２３ｍにより加熱される加熱筒部位におけるメータリングゾーンＺｍの温度を検出する前部温度センサ２４ｍ，中間部ヒータ２３ｃにより加熱される加熱筒部位におけるコンプレッションゾーンＺｃの温度を検出する中間部温度センサ２４ｃ，フィードゾーンＺｆの温度を検出する後部温度センサ（２４ｆｆ，２４ｆｒ）とをそれぞれ備え、この後部温度センサ（２４ｆｆ，２４ｆｒ）には、第一後部ヒータ２３ｆｆにより加熱される加熱筒部位の温度を検出する第一後部温度センサ２４ｆｆと第二後部ヒータ２３ｆｒにより加熱される加熱筒部位の温度を検出する第二後部温度センサ２４ｆｒが含まれる。各温度センサ２４ｎ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｆｆ，２４ｆｒは、加熱筒１２（射出ノズル２１）の外周面に形成した装着孔に差込んで付設する。一方、加熱筒１２の内部にはスクリュ２５を挿入し、このスクリュ２５の後端は、ホッパー１１の後方へ延出することにより、当該スクリュ２５を回転駆動及び進退駆動する主要部を省略したスクリュ駆動部２６に接続する。

他方、射出成形機Ｍには、成形機全体の制御を司るコンピュータ機能を有する成形機コントローラ３１を備えるとともに、上述した加熱部２３に対する温度制御を行う温度制御部３２を備える。温度制御部３２は成形機コントローラ３１に接続し、各種データの授受を行うことができる。この温度制御部３２は、各ヒータ２３ｎ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｆｆ，２３ｆｒに対応する独立した制御系を構成する温度制御ユニット３２ｆ，３２ｃ…を備える。したがって、任意の温度制御ユニット、例えば、温度制御ユニット３２ｆｆには、第一後部温度センサ２４ｆｆと第一後部ヒータ２３ｆｆが接続される。これにより、温度制御ユニット３２ｆｆには、成形機コントローラ３１から設定温度となる第一後部目標温度Ｔｆｆｓが転送されるため、温度制御時には、第一後部ヒータ２３ｆｆに通電してフィードゾーンＺｆの前側を加熱するとともに、この温度は第一後部温度センサ２４ｆｆにより第一後部検出温度Ｔｆｆｄとして検出され、第一後部検出温度Ｔｆｆｄが、第一後部目標温度Ｔｆｆｓになるように、温度に対する独立したフィードバック制御が行われる。なお、残りの各温度制御ユニット２３ｎ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｆｒにおいても同様の制御が行われる。

一方、成形機コントローラ３１は、ハードディスク等の内部記憶手段３１ｍを内蔵し、この内部記憶手段３１ｍには、本実施形態に係る成形条件設定方法に関連して、後述する基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…、使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…及び各種成形条件を登録するデータベース３１ｍｂを備えるとともに、各種データ類を書込むデータメモリエリア３１ｍｄ、更には各種プログラム類を格納したプログラムメモリエリア３１ｍｐが含まれる。したがって、プログラムメモリエリア３１ｍｐには、本実施形態に係る成形条件設定方法を実行するための処理プログラム及び制御プログラム（シーケンス制御プログラムを含む）、即ち、予め、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用時期により異なる一又は二以上のペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ…に対する基準となるペレットデータ、即ち、基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を設定し、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）を使用する際に、使用するペレットＰ１（Ｐ２…）に係わるペレットデータ、即ち、使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…を採取するとともに、この使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…と基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を比較し、この比較結果から得られる比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…により成形条件の補正を行うことにより、射出成形機Ｍにおける少なくとも温度に係わる成形条件を設定する機能を有する処理プログラムを格納する。

さらに、成形機コントローラ３１には、図２に示すように、ディスプレイユニット３３が付属する。このディスプレイユニット３３は、各種データを表示（グラフィック表示を含む）する表示部３３ｄと、この表示部３３ｄに付設することによりタッチパネル方式によりデータ入力を行うことができる入力部（設定部）３３ｉを備える。他方、成形機コントローラ３１には、射出成形機Ｍに備える各種センサ類３４を接続するとともに、射出成形機Ｍに備える各種アクチュエータ類３５を接続する。

したがって、上述したディスプレイユニット３３及び内部記憶手段３１ｍを含む成形機コントローラ３１は、射出成形機Ｍにおける少なくとも温度に係わる成形条件を設定する本実施形態に係る成形条件設定装置１、即ち、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用時期により異なる一又は二以上のペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ…に対する基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を設定する基準ペレットデータ設定手段Ｆｓと、使用する同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）から採取した使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…を取込む使用ペレットデータ取込手段Ｆｉと、この使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…と基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を比較して比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…を得るデータ比較手段Ｆｃと、この比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…により成形条件の補正を行う成形条件補正手段Ｆａとを備える成形条件設定装置１を構成する。

次に、本実施形態に係る成形条件設定装置１の機能（動作）を含む成形条件設定方法について、図１〜図６を参照して説明する。

最初に、本実施形態に係る成形条件設定方法の原理について、図３〜図５を参照して説明する。

本実施形態に係る成形条件設定方法は、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用時期、具体的には製造ロット単位で異なる一又は二以上のペレットデータＤａ…を、成形条件を設定（調整）する際の入力情報として活用するものである。図３に、成形材料となるペレットＰ１，Ｐ２…、特に、大きさ，形状，素材等の異なる四種類のペレットＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を示す。

ところで、このようなペレットＰ１…において、同一種のペレット、例えば、ペレットＰ１に着目した場合、使用時期（製造ロット）が異なるとペレットデータＤａ…も異なってくる。即ち、同一種のペレットＰ１であるため、使用時期が異なったとしても、素材の種類やその物性は基本的に同一であるが、図４の表に示すように、幾つかのペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄは使用時期が異なった場合には変化する。なお、使用時期が異なるとは、基本的に製造ロットが異なることと同義であるが、同一製造ロットであっても使用時期が異なることにより温度や湿気等の影響を受けて変化するため、製造ロットが同一の場合を排除するものではない。図４には、使用時期が異なった際に変化するペレットデータＤａ…として、ペレット重量データＤａ，ペレット体積データＤｂ，ペレット穴有無データＤｃ，ペレットの見掛け密度データＤｄを例示する。このように、ペレットデータＤａ…に、少なくとも、ペレット重量データＤａ，ペレット体積データＤｂ，ペレット穴有無データＤｃ，ペレットの見掛け密度データＤｄ，の一又は二以上を用いれば、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用時期により異なる様々なペレットデータＤａ…を入力情報として利用できるとともに、目的を達成するための質的かつ量的にも必要十分なペレットデータＤａ…を得ることができる利点がある。

そして、同一種のペレットＰ１である以上、使用時期が異なっても、オペレータがその変化に気づくことはほとんどない。即ち、使用時期が異なるペレットＰ１，Ｐ１について、両者を並べて対比し、必要より拡大鏡等で見比べたり、或いは重量計により各ペレットＰ１…の重さを測定し、平均値を比較するなどの監視を行わない限り、オペレータは、現に存在するペレットＰ１を使用して成形を行うため、前回使用したペレットＰ１…に対する見掛け上の相違に気づくことはほとんどない。

しかし、使用時期が異なるペレットＰ１…同士について、実際に検証、即ち、ペレット重量，ペレット体積，ペレット穴の有無，ペレットの見掛け密度，について、それぞれ計測して検証した結果、明確な相違が存在するとともに、この相違が成形条件に一定の影響を及ぼしていることを確認できた。図４がこの検証結果を示しており、ペレット重量（Ｄａ）の場合、軽いほど成形時の成形温度（樹脂温度）が安定するが、重いほど成形温度が不安定になる。ペレット体積（Ｄｂ）の場合、小さいほど成形温度が安定するが、大きいほど成形温度が不安定になる。ペレット穴（Ｄｃ）の場合、穴が有るものは成形温度が安定するが、穴の無いものは成形温度が不安定になる。ペレット見掛け密度（Ｄｄ）の場合、小さいほど成形温度が安定するが、大きいほど成形温度が不安定になる。

なお、図４は、さらに、入力情報Ｄ１…の一例と成形温度（成形条件）への影響を示している。熱拡散率（Ｄ１）の場合、大きいほど成形温度が安定するが、小さいほど成形温度が不安定になる。ＳＭ値（Ｄ２）の場合、小さいほど成形温度が安定するが、大きいほど成形温度が不安定になる。サイクル時間（Ｄ３）の場合、長いほど成形温度が安定するが、短いほど成形温度が不安定になる。以上において、ＳＭ値は計量停止位置を意味するとともに、成形温度が不安定（安定）とは、バラツキが大きい（小さい）ことを意味する。また、熱拡散率は、熱伝導率／（比重×比熱）から得ることができる。この場合、熱拡散率を求めるのに必要な熱伝導率，比重，比熱は、使用する成形材料の一般情報（入力データ）となるため、予め、材料メーカ等から公表されているペレットＰ１…の素材に係わる、比熱データ，比重データ，熱伝導率データとして登録する。このように、ペレットデータＤａ…に加えて、ペレットＰ１…の素材に係わる、比熱データ，比重データ，熱伝導率データ，の一又は二以上の入力データを用いれば、より具体的な補正量、即ち、温度（成形温度）を安定化させるための補正量を、容易かつ正確に算出できる利点がある。その他、処理に関係する入力データとして、成形温度や初期温度等を入力させる。

一方、図５は、上述したペレットデータＤａ…の影響及びこの影響を回避するための補正原理をイメージ的に示す。図５中、Ｚ１は加熱筒１２におけるペレットＰ１に対する加熱領域を示すとともに、Ｚ２は溶融樹脂に対する加熱領域を示す。また、Ｑｍは、成形温度、即ち、成形条件として設定した目標温度（設定温度）まで上昇させるに必要な熱量を示している。図５（ａ）は成形温度が安定する場合のイメージであり、例示の場合、ＳＭ値は「小」、サイクル時間は「長」である。また、ペレット重量は「軽」、ペレット体積は「小」、ペレット穴は「有」である。この場合、加熱領域Ｚ１の熱量はＱｐ１、加熱領域Ｚ２の熱量はＱｐ２となり、Ｑｐ１＋Ｑｐ２は必要とする熱量Ｑｍを満たしている。したがって、熱量に不足を生じることがなく、成形温度は安定する。

これに対して、図５（ｂ）は成形温度が不安定となる場合のイメージであり、例示の場合、ＳＭ値は「大」、サイクル時間は「短」であり、図５（ａ）の場合と同じになるが、ペレット重量は「重」、ペレット体積は「大」、ペレット穴は「無」となる。この場合、加熱領域Ｚ１の熱量はＱｎ１、加熱領域Ｚ２の熱量はＱｎ２となり、Ｑｎ１＋Ｑｎ２の熱量は、必要とする熱量Ｑｍを満たすことがなく、不足熱量Ｑｍｒを生じる。したがって、図５（ｂ）に示すような成形温度が不安定となる状態では、加熱領域Ｚ１と加熱領域Ｚ２の一方又は双方における設定温度を高くし、不足熱量Ｑｍｒを補うように補正を行えば、成形温度を安定させることができる。

以下、本実施形態に係る成形条件設定方法の具体的な処理手順について、各図を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。

まず、予め、成形機コントローラ３１に備える基準ペレットデータ設定手段Ｆｓにより、使用するペレット、例えば、ペレットＰ１についての基準となるペレットデータ、即ち、基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…の設定を行う（ステップＳ１）。図６は、ペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ…を採取するための単純な採取治具５１を一例として示す。例示の採取治具５１は、所定の容積を有する採取カップ５１ｃである。したがって、図６に示すように、ペレットＰ１…を採取カップ５１ｃの中に収容することにより、採取カップ５１ｃの上端レベルまで満たせば、収容したペレットＰ１…の全体重量とペレット数量に基づいてペレット重量データＤａを得ることができるとともに、採取カップ５１ｃの容積と収容したペレット数量によりペレット体積データＤｂを得ることができる。また、外観目視によりペレット穴有無データＤｃを得ることができる。さらに、ペレットＰ１…の全体重量と採取カップ５１ｃの容積によりペレットの見掛け密度データＤｄを得ることができる。

基準ペレットデータＤａｓ…としては、最初に採取したペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄを、そのまま基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ，Ｄｄｓとして用いることができる。したがって、得られた基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ，Ｄｄｓを入力部３３ｉから成形機コントローラ３１に入力し、データベース３１ｍｂに登録（設定）する。一方、基準ペレットデータＤａｓ…を設定したなら、成形を行う際に必要となる各種成形条件を設定する設定作業を行う。なお、成形条件の初回設定時には、基準ペレットデータＤａｓ…に対して比較する使用ペレットデータＤａｄ…が無いため、通常の設定作業を行うとともに、必要な成形条件を設定する。即ち、成形条件に対するペレットデータＤｓ…に基づく補正は行わない。

他方、任意の期間が経過し、同一種のペレットＰ１を用いた２回目の成形を行う場合を想定する。この場合、任意の期間が経過することにより、同一種のペレットＰ１であっても製造ロットは前回使用したペレットＰ１とは異なるものとする。まず、成形を行うに際しては、成形機コントローラ３１に備える使用ペレットデータ取込手段Ｆｉにより、使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…の取込みを行う。最初に、使用するペレットＰ１に係わるペレットデータ、即ち、使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…を採取する（ステップＳ２）。使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…を採取するに際しては、上述した初回と同様に、採取カップ５１ｃを利用して、ペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄをそれぞれ採取する。そして、得られたペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄを、使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ，Ｄｄｄとして、入力部３３ｉから成形機コントローラ３１に取込み、内部記憶手段３１ｍにおけるデータベース３１ｍｂに設定する。

次いで、成形機コントローラ３１におけるデータ比較手段Ｆｃにより、使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…と基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を比較して比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…を得る。この場合、まず、使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…と基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を比較、具体的には、使用ペレットデータＤａｄと基準ペレットデータＤａｓ、使用ペレットデータＤｂｄと基準ペレットデータＤｂｓ、のように、同一のペレットデータ同士を比較する（ステップＳ３）。これにより、この比較結果、具体的には両者間の偏差量を含む比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…が得られるため、この比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…に対する判定を行う（ステップＳ４）。具体的には、基準ペレットデータ（重量データ）Ｄａｓに対して使用ペレットデータ（重量データ）Ｄａｄが相対的に重いか軽いかを判定し、この判定結果を成形条件設定支援情報として出力する（ステップＳ５）。

これにより、成形機コントローラ３１における成形条件補正手段Ｆａを利用して、成形条件に対する補正を行うことができる。即ち、オペレータは出力された成形条件設定支援情報を利用して成形条件の設定（補正）を行うことができる（ステップＳ６）。なお、同一種のペレットＰ１を用いた２回目の成形となるため、成形条件は、例えば、前回の成形条件を読み出して使用することができる。

また、成形条件の設定（補正）を行うに際しては、成形条件を設定するための設定ツールが存在するか否かにより設定処理の方法が異なる。設定ツールが無い場合は、例えば、成形条件設定支援情報を表示部３３ｄに表示し、オペレータによりマニュアル設定することができる（ステップＳ７，Ｓ８）。具体的には、オペレータは、表示部３３ｄに表示された成形条件設定支援情報を確認しながら、加熱筒１２の加熱部２３における、例えば、第一後部ヒータ２３ｆｆに対する設定温度を、本来、「２３０〔℃〕」であるところ、「２４０〔℃〕」に設定変更するなど、オペレータによるマニュアル設定（補正）を行うことができる。

これに対して、設定ツールがある場合には、この設定ツールを利用して成形条件の設定を行うことができる（ステップＳ７，Ｓ９）。設定ツールとしては、比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…に基づき、補正量を自動演算により求める演算処理機能を一例として挙げることができる。即ち、必要な成形温度を得る全体の必要伝熱量Ｑｍは、
Ｑｍ〔Ｊ／ｓ〕＝（（成形温度〔℃〕−ホッパー温度〔℃〕）
×比熱〔Ｊ／（ｇ℃）〕×ＳＭ値〔ｇ〕）／サイクル時間〔ｓ〕
により表されるため、必要伝熱量Ｑｍが大きいときは、加熱筒１２における設定温度を高くする必要がある。この場合、図５中、ペレット領域Ｚ１の必要伝熱量Ｑｍｚ１は、
Ｑｍｚ１〔Ｊ／ｓ〕＝（（融点〔℃〕−ホッパー温度〔℃〕）
×比熱〔Ｊ／（ｇ℃）〕×ＳＭ値〔ｇ〕）／サイクル時間〔ｓ〕
により得られる。

一方、前述した比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…に対応する、例えば、係数値Ｋｔを、予め設定したデータテーブル或いは換算式等を用いて求め、この係数値Ｋｔにより、必要伝熱量Ｑｍｚ１を補正する（＝Ｑｍｚ１×Ｋｔ）とともに、さらに、このＱｍｚ１×Ｋｔから必要な補正量、例えば、「＋１０〔℃〕」を求め、前述した第一後部ヒータ２３ｆｆに対する設定温度を、例えば、本来「２３０〔℃〕」であるところ、「２４０〔℃〕」に設定変更することができる。

その他、このような設定ツールとしては各種設定ツールを利用できる。例えば、ペレット体積Ｄｂが大きくなるとともに、更にバラツキが大きくなることにより、成形温度に係わる標準偏差σｎが、例えば、「０．００４５」から「０．０７８」に悪化した場合、悪化時のペレットデータＤａ…に基づき、予め設定したデータテーブル或いは換算式から第一後部ヒータ２３ｆｆの設定温度に対する補正量、例えば、「＋１０〔℃〕」を求め、本来「２３０〔℃〕」であるところ、「２４０〔℃〕」に設定変更することができる。これにより、成形温度が安定化し、標準偏差σｎを低下させることができる。この場合、ペレット領域Ｚ１の必要伝熱量Ｑｍｚ１を算出し、悪化時のペレットデータＤａ（重量）又はＤｂ（体積），及び標準偏差σｎから、対応する係数値を求めることができる。

また、計量時間の標準偏差σｎが、ペレット形状の変化により、例えば、「０．０４７」から「０．７５２」に悪化した場合、悪化時のペレットデータＤａ…に基づき、予め設定したデータテーブル或いは換算式から前述した第二後部ヒータ２３ｆｒの設定温度に対する補正量、例えば、「＋６０〔℃〕」を求め、この補正量により補正することもできる。これにより、成形温度が安定化し、標準偏差σｎを低下させることができる。この場合も、ペレット領域Ｚ１の必要伝熱量Ｑｍｚ１を算出し、悪化時のペレットデータＤａ（重量）又はＤｂ（体積），及び標準偏差σｎから対応する係数値を求めることができる。他方、反対にペレットＰ１の重量が低下するなどにより、成形温度が安定化した場合には、例えば、第二後部ヒータ２３ｆｒの設定温度に対する補正量、例えば、「−２０〔℃〕」の補正量を求め、これにより、設定温度を低下させるようにしてもよい。

この後、成形条件の設定処理（補正処理）が終了したなら、成形条件に係わるデータを登録（設定）する（ステップＳ１０）。これにより、基本的な成形条件の設定作業、即ち、補正作業は終了する。ところで、得られた成形条件に係わるデータは、データベースとして登録するとともに、利用に供するための必要な処理を行うことができる（ステップＳ１１）。例えば、同一種のペレットＰ１…を複数回使用することにより、複数回に基づく使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…が得られるため、成形終了後、初回の使用ペレットデータ（基準ペレットデータ）Ｄａｄ…を含む全ての使用ペレットデータＤａｄ…の平均値を求め、この平均値を基準ペレットデータＤａｄ…として書換えてもよい。或いは、各使用ペレットデータＤａｄ…と補正量の関係が得られるため、変換に使用するデータテーブル或いは換算式等を逐次最適化する処理を行ってもよい（ステップ（Ｓ１，Ｓ６））。今後、さらに同一種のペレットＰ１を使用して成形を行う場合には、ステップＳ２からステップＳ１１の処理を繰り返して行えばよい（ステップＳ１２）。

なお、以上においては、成形条件に対する補正として、加熱筒１２の設定温度に対する補正を例示したが、ホッパー１１の設定温度に対して補正してもよい。この場合、ホッパー１１に対する冷却を行っている場合には、冷却度合を低下させる等の処理を行うことも可能である。このように、成形条件の補正として、ホッパー１１及び／又は加熱筒１２の設定温度に対する補正を適用すれば、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わるペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ…が使用時期により異なる場合であっても、成形条件に対する最も有効的かつ効果的な補正を行うことができる利点がある。

また、成形条件の補正を行うに際しては、計量工程において検出される、計量時間及び／又は計量トルクを含む計量モニタ値Ｔｄを監視し、この計量モニタ値Ｔｄが予め設定した閾値Ｔｓに達した時点で行うようにしてもよい。このような手法を採れば、実際に補正を必要とする変動等に対してのみ補正を行うことができるため、無用な補正処理を回避できるとともに、設定した成形条件の安定化を図れる利点がある。

よって、このような本実施形態に係る成形条件設定方法（成形条件設定装置１）によれば、基本的な手法として、予め、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用時期により異なる一又は二以上のペレットデータＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ…に対する基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を設定し、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）を使用する際に、使用するペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…を採取するとともに、この使用ペレットデータＤａｄ，Ｄｂｄ，Ｄｃｄ…と基準ペレットデータＤａｓ，Ｄｂｓ，Ｄｃｓ…を比較し、この比較結果から得られる比較結果データＥａ，Ｅｂ，Ｅｃ…により成形条件の補正を行うようにしたため、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用時期、具体的には製造ロット単位で異なる一又は二以上のペレットデータＤａ…を入力情報として活用でき、製造ロット単位でペレットＰ１（Ｐ２…）の状態が微妙に異なる場合であっても、的確な成形条件を設定、即ち、補正を行うことができる。このように、同一種のペレットＰ１（Ｐ２…）であっても、製造時期によって、ペレット重量Ｄａやペレット体積Ｄｂ等に全体的な変動を生じるが、この変動による成形条件への影響を排除できる。これにより、良品の歩留まり向上、更には良品における重量や体積等のバラツキ低減を図ることができる。また、使用時期により異なる一又は二以上のペレットデータＤａ…に対する基準ペレットデータＤａｓ…と実際に使用するペレットＰ１（Ｐ２…）に係わる使用ペレットデータＤｃａ…の比較結果から得られる比較結果データＥａ…により成形条件の補正を行うようにしたため、思考錯誤の繰り返しによる成形条件の設定作業を排除し、迅速かつ能率的な設定作業を行うことができる。

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、ペレットＰ１…としては、例示以外の各種形状，素材，大きさのペレットにも同様に適用できる。また、ペレットデータＤａ…として、ペレット重量データＤａ，ペレット体積データＤｂ，ペレット穴有無データＤｃ，ペレットの見掛け密度データＤｄを例示したが、これらの各データＤａ…の一つを用いてもよいし二以上を用いてもよく、さらに、これ以外の他のペレットデータ、例えば、ペレット形状データ等であっても同様に用いることができる。一方、成形条件の補正として、ホッパー１１及び／又は加熱筒１２の設定温度に対する補正を行う場合を例示したが、設定温度以外の成形条件に対する補正、例えば、スクリュ２５の回転速度や溶融樹脂の背圧に対する補正を行うことも可能である。なお、ヒータにはバンドヒータをはじめ、各種加熱手段を適用できるとともに、温度センサには、熱電対をはじめ、各種温度検出手段を適用できる。

本発明に係る成形条件設定方法及び成形条件設定装置１は、成形材料としてペレットを用いる各種タイプの射出成形機に利用することができる。

１：成形条件設定装置，１１：ホッパー，１２：加熱筒，Ｍ：射出成形機，Ｐ１（Ｐ２…）：ペレット，Ｄａ：ペレットデータ（ペレット重量データ），Ｄｂ：ペレットデータ（ペレット体積データ），Ｄｃ：ペレットデータ（ペレット穴有無データ），Ｄｄ：ペレットデータ（ペレットの見掛け密度データ），Ｄａｓ…：基準ペレットデータ，Ｄａｄ…：使用ペレットデータ，Ｅａ…：比較結果データ，Ｆｓ：基準ペレットデータ設定手段，Ｆｉ：使用ペレットデータ取込手段，Ｆｃ：データ比較手段，Ｆａ：成形条件補正手段

Claims (8)

1. 射出成形機における成形条件を設定する射出成形機の成形条件設定方法であって、予め、同一種のペレットに係わる使用時期により異なる一又は二以上のペレットデータに対する基準となるペレットデータ（基準ペレットデータ）を設定し、前記同一種のペレットを使用する際に、使用するペレットに係わるペレットデータ（使用ペレットデータ）を採取するとともに、この使用ペレットデータと前記基準ペレットデータを比較し、この比較結果から得られる比較結果データにより前記成形条件の補正を行うことを特徴とする射出成形機の成形条件設定方法。
2. 前記ペレットデータには、少なくとも、ペレット重量データ，ペレット体積データ，ペレット穴有無データ，ペレットの見掛け密度データ，の一又は二以上を用いることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の成形条件設定方法。
3. 前記ペレットデータに加えて、ペレットの素材に係わる、比熱データ，比重データ，熱伝導率データ，の一又は二以上の入力データを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形機の成形条件設定方法。
4. 前記成形条件の補正は、ホッパー及び／又は加熱筒の設定温度に対する補正であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の射出成形機の成形条件設定方法。
5. 前記成形条件の補正は、計量工程において検出される、計量時間及び／又は計量トルクを含む計量モニタ値を監視し、この計量モニタ値が予め設定した閾値に達した時点で行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の射出成形機の成形条件設定方法。
6. 射出成形機における成形条件を設定する射出成形機の成形条件設定装置であって、同一種のペレットに係わる使用時期により異なる一又は二以上のペレットデータに対する基準となるペレットデータ（基準ペレットデータ）を設定する基準ペレットデータ設定手段と、使用する前記同一種のペレットから採取したペレットデータ（使用ペレットデータ）を取込む使用ペレットデータ取込手段と、この使用ペレットデータと前記基準ペレットデータを比較して比較結果データを得るデータ比較手段と、この比較結果データにより前記成形条件の補正を行う成形条件補正手段とを具備してなることを特徴とする射出成形機の成形条件設定装置。
7. 前記ペレットデータには、少なくとも、ペレット重量データ，ペレット体積データ，ペレット穴有無データ，ペレットの見掛け密度データ，の一又は二以上を用いることを特徴とする請求項６記載の射出成形機の成形条件設定装置。
8. 前記成形条件補正手段は、ホッパー及び／又は加熱筒の設定温度に対して補正する機能を備えることを特徴とする請求項６又は７記載の射出成形機の成形条件設定装置。

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