JP2017119425A - Molding optimizing method of injection molding machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and quickly optimize molding conditions and to effectively (effective) conduct improvement related to molding quality.SOLUTION: Molding data during a molding process and evaluation information related to molding quality are set in a data treatment part E as constraint conditions Xc ... based on a mathematical programming on input parameters Df ... and output parameters Ds ..., prediction function F based on learning of a neutral network N is set as an objective function Xp and an optimal treatment program Ps for obtaining an optimized molding condition related to the constraint condition Xc ... and the objective function Xp by the mathematical programming is set, the molding data related to the output parameters Ds ... during the molding process is detected in the data treatment part E during production utilization, the optimized molding condition by the optimization treatment program Ps is obtained based on the molding data related to the output parameters Ds ... and existing molding condition is changed based on the obtained molding conditions.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、成形条件を最適化することにより成形不良の低減及び成形品における最適な性能確保などを実現する際に用いて好適な射出成形機の成形最適化方法に関する。   The present invention relates to a molding optimization method for an injection molding machine that is suitable for use in realizing reduction of molding failure and ensuring optimum performance in a molded product by optimizing molding conditions.

従来、射出成形機により生産される成形品の成形不良を低減する方法としては、主に、成形された成形品の成形データに対する良否判定を行い、成形不良と判定した場合に、その原因と考えられる一又は二以上の成形条件を変更(微調整)する手法が採用されており、この種の手法としては、特許文献1及び特許文献2で開示される射出成形機の成形条件設定方法が知られている。   Conventionally, as a method of reducing molding defects of a molded product produced by an injection molding machine, the cause is mainly determined by determining whether the molding data of a molded molded product is good or bad and determining that the molding is defective. A method of changing (fine-tuning) one or more molding conditions is employed, and as this type of technique, the molding condition setting method of an injection molding machine disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 is known. It has been.

特許文献1で開示される射出成形機の成形条件設定方法は、予め、成形品の充填不良の度合に対する複数のランクと各ランクに対応して充填不良を無くする方向に特定の成形条件を変更する複数の変更量を設定するとともに、当該成形条件の設定時に、成形した成形品の充填不良のランクを選択し、かつ選択したランクに対応する変更量により成形条件を変更するとともに、変更した成形条件により再成形を行う再成形サイクルを、良品を成形するまで繰り返し、良品を成形したときの成形条件の大きさを設定するようにしたものである。   The molding condition setting method of the injection molding machine disclosed in Patent Document 1 is based on a plurality of ranks corresponding to the degree of filling failure of a molded product, and specific molding conditions are changed in a direction corresponding to each rank so as to eliminate filling failure. When setting the molding conditions, select the rank of defective filling of the molded product, change the molding conditions according to the change amount corresponding to the selected rank, and change the molding A re-molding cycle in which re-molding is performed according to conditions is repeated until a non-defective product is molded, and the size of molding conditions when the non-defective product is molded is set.

また、特許文献2で開示される射出成形機の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、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い、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、同工程から得た成形条件により成形を行い、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を備えたものである。   Further, the molding condition setting method for an injection molding machine disclosed in Patent Document 2 is based on a database prepared in advance and known data when setting molding conditions for an injection molding machine using a mold whose mold data is unknown. The first setting process to set the molding conditions, the injection pressure, the injection speed, and the injection start position of the screw are molded under preset constant molding conditions, the injection pressure is changed based on the molded product, and the injection is performed. A second setting step for setting molding conditions relating to pressure, injection speed, and measured value, and a third setting step for performing molding under the molding conditions obtained from the step and adjusting the molding conditions based on the molded product. It is a thing.

特開平7−112465号公報JP-A-7-112465 特開平7−112473号公報JP-A-7-112473

しかし、上述した射出成形機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。   However, the above-described molding condition setting method for an injection molding machine has the following problems to be solved.

第一に、成形条件の設定は、ある環境下における設定のため、環境が変化したような場合には再設定が必要になる。即ち、生産の時期や進行状況等により、湿度や気温等の外部環境が変動した場合、成形材料の物性が影響を受けたり設定値がドリフトする。したがって、成形条件を最適値に設定しても、環境に変化が生じた場合、成形不良も増加しやすく、成形不良が増加した場合、成形不良の増加に対応し、或いは定期的に、成形条件に対する再設定が必要にある。この結果、再設定に伴う追加的な設定工程が発生することになり、工数増加に伴う生産性の低下及び生産効率の低下に伴うコストアップを招くとともに、再設定するまでの直近の生産では成形品質の低下が避けられない。   First, since the setting of the molding conditions is a setting under a certain environment, it is necessary to reset it when the environment changes. That is, when the external environment such as humidity and air temperature fluctuates due to production time, progress, etc., the physical properties of the molding material are affected or the set value drifts. Therefore, even if the molding conditions are set to the optimum values, if there is a change in the environment, molding defects are likely to increase, and if molding defects increase, the molding conditions will correspond to the increase in molding defects or periodically. Needs to be reset. As a result, an additional setting process accompanying the resetting occurs, resulting in a decrease in productivity due to an increase in man-hours and an increase in cost due to a decrease in production efficiency, and in the most recent production until resetting, molding is performed. A decline in quality is inevitable.

第二に、再設定に際しては、限られた情報や処理時間等の制約下で設定を行うとともに、成形条件の設定は、様々な要因が関係し合うことから基本的に難しい設定処理となり、従来の手法による設定は、成形条件を最適化する観点からは必ずしも十分と言えるものではない。特に、大量のデータに対する処理能力を確保し、かつ時間的な制約を受けなければ、成形条件に対するある程度の最適化は可能になるため、実験レベルにおける解析等には利用できるとしても、処理の高速化を実現する観点からは限界があるため、実際の生産現場において、ショット単位で処理を行い、以降の生産に適用するような利用形態は困難となる。   Secondly, when re-setting, while setting under the constraints of limited information and processing time, setting of molding conditions is basically difficult setting process because various factors are related, Setting by this method is not necessarily sufficient from the viewpoint of optimizing the molding conditions. In particular, if processing capacity for a large amount of data is ensured and time constraints are not imposed, it will be possible to optimize the molding conditions to some extent. Since there is a limit from the point of view of realizing the system, it is difficult to use the system in which processing is performed in shot units in an actual production site and applied to subsequent production.

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最適化方法の提供を目的とするものである。   An object of the present invention is to provide a method for optimizing the molding of an injection molding machine that solves the problems existing in the background art.

本発明に係る射出成形機Mの成形最適化方法は、上述した課題を解決するため、コンピュータ機能を有するデータ処理部Eにより、射出成形機Mの成形条件を含む入力パラメーターDf…に係わる成形データとこの入力パラメーターDf…に基づく試し成形により得る出力パラメーターDs…に係わる成形データによりニューラルネットワークNの学習に基づく予測関数F…を求め、この予測関数F…により所定の成形条件を最適化するに際し、予め、データ処理部Eに、入力パラメーターDf…及び出力パラメーターDs…に係わる成形データに対して数理計画法に基づく制約条件Xc…として成形工程時の成形データ及び成形品質に係わる評価情報を設定し、かつ目的関数Xp…として予測関数F…を設定するとともに、当該数理計画法により当該制約条件Xc…及び目的関数Xp…を満たす入力パラメーターDf…に係わる最適化した成形条件を求める最適化処理プログラムPsを設定し、生産稼働時に、データ処理部Eにより、一又は二以上のショット時における成形工程中の出力パラメーターDs…に係わる成形データを検出するとともに、当該出力パラメーターDs…に係わる成形データに基づいて、最適化処理プログラムPsにより最適化した成形条件を求め、求めた成形条件により既設の成形条件を変更する処理を行うようにしたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the molding optimization method for the injection molding machine M according to the present invention uses the data processing unit E having a computer function to perform molding data related to the input parameters Df including the molding conditions of the injection molding machine M. When a prediction function F... Based on the learning of the neural network N is obtained from the molding data related to the output parameter Ds... Obtained by the trial molding based on the input parameter Df... And the predetermined molding conditions are optimized by the prediction function F. In advance, in the data processing unit E, molding data at the molding process and evaluation information related to molding quality are set as a constraint condition Xc based on mathematical programming for molding data related to the input parameter Df... And output parameter Ds. And setting the prediction function F ... as the objective function Xp ... Then, an optimization processing program Ps for obtaining an optimized molding condition related to the input parameter Df... Satisfying the constraint condition Xc... And the objective function Xp. The molding data related to the output parameter Ds... During the molding process at the time of shot is detected, and the molding conditions optimized by the optimization processing program Ps are obtained based on the molding data related to the output parameter Ds. The present invention is characterized in that processing for changing existing molding conditions is performed according to conditions.

この場合、発明の好適な態様により、制約条件Xc…として設定する成形工程時の成形データには、計量工程及び/又は射出工程における成形データを選定できるとともに、特に、射出工程における成形データには、少なくとも、射出速度,速度制御−圧力制御切換位置,保圧力の一又は二以上を選定できる。また、成形品質に係わる評価情報には、成形品の成形不良に係る情報又は成形品の性能評価に係る情報を選定できるとともに、特に、成形品の成形不良には、ショートショット不良又はバリ不良を選定できる。なお、目的関数Xpに係わる関数には、非線形関数を適用できる。   In this case, according to a preferred embodiment of the invention, the molding data in the molding process set as the constraint condition Xc... Can be selected from the molding data in the metering process and / or the injection process. At least one of injection speed, speed control-pressure control switching position, and holding pressure can be selected. In addition, as evaluation information related to molding quality, information related to molding defects of molded products or information related to performance evaluation of molded products can be selected, and in particular, molding shots of molded products include short shot defects or burrs. Can be selected. A nonlinear function can be applied to the function related to the objective function Xp.

このような手法による本発明に係る射出成形機の成形最適化方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。   According to the molding optimizing method of the injection molding machine according to the present invention by such a method, the following remarkable effects can be obtained.

(1) 一又は二以上のショット時における成形工程中の出力パラメーターDs…に係わる成形データを検出するとともに、当該出力パラメーターDs…に係わる成形データに基づいて、最適化処理プログラムPsにより最適化した成形条件を求め、求めた成形条件により既設の成形条件を変更する処理を行うようにしたため、制約条件Xc…として設定した成形工程時の成形データ及び成形品質に係わる評価情報(成形不良等)と、目的関数Xp…として設定した予測関数F…により、成形条件の最適化を容易かつ迅速に行うことができるとともに、成形品質に係わる改善を効果的(有効)に行うことができる。   (1) The molding data related to the output parameter Ds... During the molding process at the time of one or more shots is detected and optimized by the optimization processing program Ps based on the molding data related to the output parameter Ds. Since the molding conditions are determined and the existing molding conditions are changed according to the determined molding conditions, the molding data set during the molding process and the evaluation information (molding defects, etc.) regarding the molding quality set as the constraint condition Xc. In addition, the prediction function F... Set as the objective function Xp... Can optimize the molding conditions easily and quickly, and can effectively (effectively) improve the molding quality.

(2) 目的関数Xp…として、予測関数F…を適用したため、試し成形により得られた所定数の検出データを学習し、パターン認識させることにより、ある物理現象を疑似的にモデル化することが可能となり、実際に射出成形機を運転させることなく、入力パラメーターDf…による成形条件から成形結果に対するシミュレーションを容易に行うことができる。   (2) Since the prediction function F... Is applied as the objective function Xp..., It is possible to model a certain physical phenomenon by learning a predetermined number of detection data obtained by trial molding and pattern recognition. This makes it possible to easily simulate the molding result from the molding conditions based on the input parameters Df... Without actually operating the injection molding machine.

(3) 成形条件を設定(最適化)した後、生産の時期や進行状況等により、湿度や気温等の外部環境が変動し、成形材料の物性が影響を受けたり設定値がドリフトするような場合であっても、最適化処理の高速化が可能になるため、成形条件に対する最適化を一又は二以上のショット単位で行うことができる。これにより、成形品質が一時的に低下する事態も回避できるなど、常に最適化された最良のコンディションで生産を行うことができる。   (3) After setting (optimizing) the molding conditions, the external environment such as humidity and temperature varies depending on the production time and progress, etc., and the physical properties of the molding material are affected or the set values drift. Even in such a case, since the optimization process can be speeded up, the optimization with respect to the molding conditions can be performed in units of one or more shots. As a result, it is possible to always carry out production in the best condition optimized, such as avoiding a situation where the molding quality temporarily decreases.

(4) 一又は二以上のショット単位で成形条件に対する最適化が、いわば自動的に行われるため、再設定に伴う別途の設定工程が不要になる。これにより、工数低減に伴う生産性の向上や生産効率の向上に伴うコストダウンを図れるとともに、実際の生産現場における実用性の高い成形最適化方法として利用できる。   (4) Since optimization with respect to molding conditions is automatically performed in units of one or two or more shots, a separate setting step associated with resetting is unnecessary. As a result, the productivity can be improved along with the reduction of man-hours and the cost can be reduced along with the improvement of the production efficiency, and it can be used as a molding optimization method with high practicality at an actual production site.

(5) 好適な態様により、制約条件Xc…となる成形工程時の成形データとして、計量工程及び/又は射出工程における成形データを選定するとともに、特に、射出工程における成形データとして、射出速度,速度制御−圧力制御切換位置,保圧力の一又は二以上を選定すれば、計量工程が外乱により影響を受けるような場合であっても、射出工程における樹脂の挙動に関係する成形データの最適化が可能になり、金型の充填量に関係する成形不良(ショートショット不良及び/又はバリ不良等)を低減できる。   (5) According to a preferred embodiment, the molding data in the metering process and / or the injection process is selected as the molding data in the molding process that satisfies the constraint condition Xc. If one or more control-pressure control switching positions and holding pressures are selected, the molding data related to the behavior of the resin in the injection process can be optimized even if the weighing process is affected by disturbance. This makes it possible to reduce molding defects (short shot defects and / or burr defects) related to the filling amount of the mold.

(6) 好適な態様により、成形品質に係わる評価情報として、成形品の成形不良に係る情報又は成形品の性能評価に係る情報を選定すれば、成形品質に大きく関連する成形不良或いは成形品性能に係わる効果的な改善を行うことができるため、成形品質を高める観点から最適な形態として実施できる。   (6) According to a preferred embodiment, if information relating to molding defects of molded products or information relating to performance evaluation of molded products is selected as evaluation information relating to molding quality, molding defects or molded product performance largely related to molding quality Therefore, it is possible to implement as an optimum form from the viewpoint of improving the molding quality.

(7) 好適な態様により、目的関数Xpに非線形関数を適用すれば、任意の非線形関数として表現される様々な課題に対処できるため、射出成形機Mの成形条件を最適化する上で最も望ましい態様として利用できる。   (7) If a non-linear function is applied to the objective function Xp according to a preferred embodiment, it is possible to cope with various problems expressed as an arbitrary non-linear function, which is most desirable in optimizing the molding conditions of the injection molding machine M. It can be used as an embodiment.

本発明の好適実施形態に係る成形最適化方法を実施する際における実際の生産時の処理手順を説明するためのフローチャート、The flowchart for demonstrating the process sequence at the time of the actual production in implementing the shaping | molding optimization method which concerns on suitable embodiment of this invention, 同成形最適化方法を実施する際における生産前の処理手順を説明するためのフローチャート、A flow chart for explaining a processing procedure before production when carrying out the molding optimization method, 同成形最適化方法を実施することができる射出成形機(実験機)及びデータ処理部の処理系統を示すブロック系統図、Block system diagram showing the processing system of an injection molding machine (experimental machine) and data processing unit capable of implementing the same molding optimization method, 同成形最適化方法の有効性を説明するためのショート状態の多数個取成形品における製品不良数と材料供給機の回転数の関連性を示す実験データグラフ、An experimental data graph showing the relationship between the number of product defects and the number of revolutions of the material feeder in a short multi-piece molded product to explain the effectiveness of the molding optimization method, 同成形最適化方法の実施に用いるニューラルネットワークの原理を説明するための系統概要図、System outline diagram for explaining the principle of the neural network used to implement the molding optimization method, 同成形最適化方法を実施する際における生産前の処理系統を説明するためのブロック系統図、Block system diagram for explaining a pre-production processing system when performing the molding optimization method, 同成形最適化方法の実施に用いる成形条件を含む入力パラメーターに係わる成形データと試し成形により得る出力パラメーターに係わる成形データ表、Molding data table related to input parameters including molding conditions used for implementation of the molding optimization method and molding data table related to output parameters obtained by trial molding, 同成形最適化方法の実施に用いるニューラルネットワークによる予測関数の一例を示すグラフ、A graph showing an example of a prediction function by a neural network used for implementing the molding optimization method, 同成形最適化方法の有効性を説明するためのトルク(供給量)とショート状態の多数個取成形品における製品不良数の関係を示すデータグラフ、A data graph showing the relationship between torque (supply amount) and the number of product defects in a multi-piece molded product in a short state to explain the effectiveness of the molding optimization method, 同成形最適化方法の有効性を説明するためのショート状態の多数個取成形品における製品不良数と材料供給機の回転数の関連性を示すとともに、途中で条件を変更した場合の実験データグラフ、An experimental data graph showing the relationship between the number of product defects and the number of revolutions of the material feeder in a short multi-piece molded product to explain the effectiveness of the molding optimization method and when the conditions are changed in the middle , 同成形最適化方法による成形時における材料供給機の回転数を変更した際におけるショット毎のV−P切換位置(実測値)の変動特性グラフ、A fluctuation characteristic graph of the VP switching position (actually measured value) for each shot when the rotational speed of the material feeder is changed during molding by the molding optimization method; 同成形最適化方法による成形時における材料供給機の回転数を変更した際におけるショット毎の保圧力(実測値)の変動特性グラフ、Fluctuation characteristics graph of holding pressure (actually measured value) for each shot when changing the rotation speed of the material feeder during molding by the molding optimization method, 同成形最適化方法による成形時における材料供給機の回転数を変更した際におけるショット毎の射出速度(実測値)の変動特性グラフ、Variation characteristic graph of injection speed (actual measurement value) for each shot when changing the rotation speed of the material feeder during molding by the molding optimization method,

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。   Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施形態に係る成形最適化方法を実施できる射出成形機M(実験機)及びデータ処理部Eの構成について、図3〜図5を参照して説明する。   First, configurations of an injection molding machine M (experimental machine) and a data processing unit E that can perform the molding optimization method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図3中、Mは一部を仮想線で描いた射出成形機であり、機台Mbと、この機台Mbの上に搭載された射出装置Mi及び型締装置Mcを備える。射出装置Miは、加熱筒31を備え、この加熱筒31の内部には回転動作及び進退動作するスクリュを収容するとともに、加熱筒31の前端には図に現れない射出ノズルを備える。一方、加熱筒31の後部には、通常、成形材料(樹脂ペレット)を供給するホッパーを備えるが、実験機として用いる際は、このホッパーの代わりに、供給量を制御できる材料供給機32を取付けて使用した。材料供給機32は、成形材料を収容する材料収容部32dと、この材料収容部32dに収容された成形材料を加熱筒31の内部に供給する回転供給部32mを備える。この回転供給部32mは、回転数を可変制御することにより、加熱筒31に供給する成形材料の供給量を増減することができる。また、型締装置Mcには可動型と固定型の組合わせからなる金型33を備えるとともに、機台Mb上には側面パネル34を起設し、この側面パネル34に液晶ディスプレイ等を用いたタッチパネル付のディスプレイ35を配設する。   In FIG. 3, M is an injection molding machine partly drawn with phantom lines, and includes a machine base Mb, and an injection device Mi and a mold clamping device Mc mounted on the machine base Mb. The injection device Mi includes a heating cylinder 31, and a screw that rotates and advances and retracts inside the heating cylinder 31, and an injection nozzle that does not appear in the drawing at the front end of the heating cylinder 31. On the other hand, the rear portion of the heating cylinder 31 is usually provided with a hopper for supplying a molding material (resin pellet), but when used as an experimental machine, a material supply machine 32 capable of controlling the supply amount is attached instead of this hopper. Used. The material supply machine 32 includes a material container 32 d that stores the molding material, and a rotation supply unit 32 m that supplies the molding material stored in the material container 32 d to the inside of the heating cylinder 31. The rotation supply unit 32m can increase or decrease the supply amount of the molding material supplied to the heating cylinder 31 by variably controlling the rotation speed. The mold clamping device Mc includes a mold 33 that is a combination of a movable mold and a fixed mold. A side panel 34 is provided on the machine base Mb, and a liquid crystal display or the like is used for the side panel 34. A display 35 with a touch panel is provided.

一方、射出成形機Mには、各種の制御処理及び演算処理を行うとともに、外部との通信処理を行うコンピュータ機能を有する成形機コントローラ41を内蔵し、この成形機コントローラ41に上述した回転供給部32m及びディスプレイ35を接続する。さらに、射出成形機Mの稼働時における温度,回転数,電力,圧力,速度,位置,時間等の各種物理量を検出(計測)する各種センサを含むセンサ群42を備え、このセンサ群42(各種センサ)は、成形機コントローラ41のアナログ入力ポート(又はデジタル入力ポート)に接続する。したがって、成形機コントローラ41は、本実施形態に係る成形最適化方法の実施に用いる機能部として、少なくとも、センサ群42の一部又は全部の計測結果を取り込む計測結果取込処理機能部Uiを備えるとともに、計測結果に対して一定の周期でサンプリングして検出値(成形データ)を得るサンプリング処理機能部Usを備える。   On the other hand, the injection molding machine M incorporates a molding machine controller 41 having a computer function for performing various control processes and arithmetic processes and performing communication processing with the outside. 32m and display 35 are connected. Furthermore, a sensor group 42 including various sensors for detecting (measuring) various physical quantities such as temperature, rotational speed, electric power, pressure, speed, position, time and the like during operation of the injection molding machine M is provided. Sensor) is connected to an analog input port (or digital input port) of the molding machine controller 41. Therefore, the molding machine controller 41 includes at least a measurement result capture processing function unit Ui that captures a part or all of the measurement results of the sensor group 42 as a function unit used for performing the molding optimization method according to the present embodiment. In addition, a sampling processing function unit Us that samples the measurement result at a constant period to obtain a detection value (molded data) is provided.

他方、Eoは一部を仮想線で描いた一般的なコンピュータシステムであり、Edはディスプレイ、Ekはキーボードを示す。また、ディスプレイEdには、コンピュータ本体部Emを内蔵し、このコンピュータ本体部Emは、各種の制御処理及び演算処理を行うとともに、外部との通信処理を行う汎用的なコンピュータ機能を備えており、本実施形態に係る成形最適化方法で用いるデータ処理部Eを構成する。   On the other hand, Eo is a general computer system partially drawn with virtual lines, Ed is a display, and Ek is a keyboard. In addition, the display Ed includes a computer main body Em, and the computer main body Em has a general-purpose computer function for performing various control processes and arithmetic processes and for performing communication processes with the outside. The data processing unit E used in the molding optimization method according to the present embodiment is configured.

したがって、コンピュータ本体部Emは、CPU及び内部メモリ等のハードウェアを内蔵するとともに、この内部メモリには、本実施形態に係る成形最適化方法の実施に用いる処理プログラム、即ち、数理計画法に基づく最適化処理プログラムPsを格納するとともに、ニューラルネットワークNの学習に基づく予測関数F…を作成するための予測関数作成処理プログラムPnを格納する。なお、コンピュータ本体部Emと成形機コントローラ41は、LANシステム等により接続することにより相互通信を行うことができる。   Therefore, the computer main body Em includes hardware such as a CPU and an internal memory, and the internal memory is based on a processing program used for performing the molding optimization method according to the present embodiment, that is, a mathematical programming method. An optimization processing program Ps is stored, and a prediction function creation processing program Pn for creating a prediction function F... Based on learning of the neural network N is stored. The computer main body Em and the molding machine controller 41 can communicate with each other by being connected by a LAN system or the like.

このコンピュータ本体部Emには、最適化処理プログラムPsに関連して、数理計画法に基づく制約条件Xc…となる成形工程時の成形データ及び成形品質に係わる評価情報を設定するとともに、目的関数Xp…となる予測関数F…を設定する機能を有する。   In this computer main body Em, in relation to the optimization processing program Ps, the molding data during the molding process and the evaluation information related to the molding quality, which are the constraint conditions Xc based on the mathematical programming method, are set, and the objective function Xp Has a function of setting a prediction function F.

本実施形態では、制約条件Xc…となる成形工程時の成形データとして、射出工程における成形データ、具体的には、射出速度,速度制御−圧力制御切換位置,保圧力を設定するとともに、計量工程における成形データとして計量状態を示す計量情報、具体的には、計量トルクを設定した。このように、制約条件Xc…となる成形工程時の成形データとして、計量工程及び/又は射出工程における成形データを選定するとともに、特に、射出工程における成形データに、射出速度,速度制御−圧力制御切換位置,保圧力の一又は二以上を選定すれば、計量工程が外乱により影響を受けるような場合であっても、射出工程における樹脂の挙動に関係する成形データの最適化が可能になり、金型の充填量に関係する成形不良(ショートショット不良及び/又はバリ不良等)を低減できる利点がある。   In the present embodiment, the molding data in the injection process, specifically, the injection speed, the speed control-pressure control switching position, and the holding pressure are set as the molding data in the molding process that satisfies the constraint condition Xc. Measurement information indicating the measurement state, specifically, measurement torque, was set as molding data. As described above, the molding data in the metering process and / or the injection process is selected as the molding data in the molding process that satisfies the constraint condition Xc. In particular, the injection speed, speed control and pressure control are included in the molding data in the injection process. By selecting one or more switching positions and holding pressures, it is possible to optimize molding data related to resin behavior in the injection process, even when the weighing process is affected by disturbances. There is an advantage that molding defects (short shot defects and / or burr defects, etc.) related to the filling amount of the mold can be reduced.

また、成形品質に係わる評価情報としては、成形品の成形不良に係る情報又は成形品の性能評価に係る情報を設定できるとともに、特に、成形品の成形不良には、ショートショット不良及び/又はバリ不良を含ませることができる。本実施形態では、評価情報として、複数の製品を同時に成形するいわゆる多数個取成形品に、ショート状態が発生した際におけるショートショット不良を有する製品数(製品不良数)を設定した。このように、成形品質に係わる評価情報として、成形品の成形不良に係る情報又は成形品の性能評価に係る情報を選定すれば、成形品質に大きく関連する成形不良或いは成形品性能に係わる効果的な改善を行うことができるため、成形品質を高める観点から最適な形態として実施できる利点がある。   In addition, as evaluation information related to molding quality, information related to molding defects of molded products or information related to performance evaluation of molded products can be set. Especially, molding defects of molded products include short shot defects and / or variability. Defects can be included. In the present embodiment, as evaluation information, the number of products (the number of product defects) having a short shot defect when a short state occurs is set in a so-called multi-piece molded product that simultaneously molds a plurality of products. As described above, if the information related to the molding defect of the molded product or the information related to the performance evaluation of the molded product is selected as the evaluation information related to the molding quality, it is effective for the molding defect or the performance of the molded product greatly related to the molding quality. Therefore, there is an advantage that it can be implemented as an optimum form from the viewpoint of improving the molding quality.

さらに、目的関数Xp…として、予測関数F…を適用したため、試し成形により得られた所定数の検出データを学習し、パターン認識させることにより、ある物理現象を疑似的にモデル化することが可能となり、実際に射出成形機を運転させることなく、入力パラメーターDf…による成形条件から成形結果に対するシミュレーションを容易に行うことができる利点がある。   Furthermore, since the prediction function F... Is applied as the objective function Xp..., It is possible to model a certain physical phenomenon by learning a predetermined number of detection data obtained by trial molding and causing pattern recognition. Thus, there is an advantage that the simulation of the molding result can be easily performed from the molding condition by the input parameter Df... Without actually operating the injection molding machine.

図4は、本実施形態に係る成形最適化方法の有効性を説明するための、当該成形最適化方法を適用しない場合のショート状態の多数個取成形品における製品不良数と供給機回転数の関連性を示す実験データである。通常、ホッパーには成形材料(樹脂ペレット)が収容され、成形工程中、ホッパー内の成形材料は、適宜、加熱筒31の内部に供給される。しかし、生産の時期や進行状況等により湿度や気温等の外部環境が変動した場合、これらの変動は、加熱筒31に供給される供給量に対して外乱として作用する。特に、成形材料の物性が影響を受けるなどにより、加熱筒31に対する供給量が減少した場合、この減少はショートの直接的な発生原因となる。   FIG. 4 is a graph illustrating the number of product defects and the number of rotations of the feeder in a short multi-piece molded product when the molding optimization method is not applied to explain the effectiveness of the molding optimization method according to the present embodiment. This is experimental data showing the relevance. Usually, a molding material (resin pellet) is accommodated in the hopper, and the molding material in the hopper is appropriately supplied into the heating cylinder 31 during the molding process. However, when the external environment such as humidity and air temperature fluctuates due to the time of production, progress, etc., these fluctuations act as disturbances on the supply amount supplied to the heating cylinder 31. In particular, when the supply amount to the heating cylinder 31 is reduced due to the influence of the physical properties of the molding material, this reduction directly causes a short circuit.

また、本実施形態における成形対象となる多数個取成形品の場合、多数存在する全ての製品キャビティに対して、樹脂を均等に充填することは、金型のゲートバランス等の関係から容易でなく、成形品の一部、即ち、多数個存在する製品キャビティの一部に充填不足が発生しやすい。しかし、充填不足となる製品キャビティを除く他の製品キャビティでは良品が得られる。このような多数個取成形品の場合、充填不足をゼロに近付ければ、他の製品キャビティではバリ不良が発生し易く、成形不良をゼロにすることは困難な場合が多い。なお、ショートショット不良は、一般に、金型キャビティ(製品キャビティ)に充填される樹脂量が不足している場合に生じる成形不良である。   Further, in the case of a multi-piece molded product to be molded in the present embodiment, it is not easy to fill the resin evenly in all the product cavities due to the gate balance of the mold. Insufficient filling tends to occur in a part of the molded product, that is, in a part of the product cavities that exist in large numbers. However, good products can be obtained in other product cavities except for product cavities that are underfilled. In the case of such a multi-piece molded product, if insufficient filling is brought close to zero, burrs are likely to occur in other product cavities, and it is often difficult to eliminate molding defects. The short shot defect is generally a molding defect that occurs when the amount of resin filled in the mold cavity (product cavity) is insufficient.

そこで、実験機として構成した図3の射出成形機Mを使用し、図4に示すように、材料供給機32の回転数(供給機回転数)を50〔rpm〕から90〔rpm〕まで段階的に速くすることにより供給量を増加させ、このとき発生するショート状態の多数個取成形品における製品不良数を確認した。この結果、図4から明らかなように、供給機回転数が50〔rpm〕のときは、製品不良数が8〔個〕(16個取成形品のうち、良品が8個、ショートショット不良品が8個)であったが、供給機回転数を90〔rpm〕まで速めたときは、供給量が増加し、製品不良数が0〔個〕になった。この結果は、外部環境の変化により金型への樹脂の充填量が変化していることを示しており、外部環境の変化により、成形条件が一定であっても、ショートショット不良とバリ不良の相反する不良が発生する可能性を示唆している。   Therefore, the injection molding machine M of FIG. 3 configured as an experimental machine is used, and as shown in FIG. 4, the rotation speed of the material supply machine 32 (feed machine rotation speed) is increased from 50 [rpm] to 90 [rpm]. The supply amount was increased by increasing the speed of the product, and the number of product defects in the short multi-piece molded product that occurred at this time was confirmed. As a result, as is apparent from FIG. 4, when the rotational speed of the feeder is 50 [rpm], the number of product defects is 8 [pieces] (out of 16 molded products, 8 non-defective products, short shot defective products) However, when the rotational speed of the feeder was increased to 90 [rpm], the supply amount increased and the number of product defects became 0 [pieces]. This result shows that the amount of resin filled in the mold has changed due to changes in the external environment, and even if the molding conditions are constant due to changes in the external environment, short shot defects and burrs have failed. This suggests the possibility of conflicting defects.

即ち、外部環境が変動するなどの外乱が作用した場合、製品キャビティへの充填量の変動により製品不良数が変動することを確認できるとともに、成形材料の供給量に関係する成形条件を最適化すれば、製品キャビティへの充填量をコントロールすることにより製品不良数を抑制できることを示している。本実施形態は、加熱筒31に供給される成形材料の供給量が外乱により変動した場合であっても、本実施形態に係る成形最適化方法に用いる予測関数作成処理プログラムPnと最適化処理プログラムPsにより成形条件を最適化し、ショット単位での製品不良数を常にほぼ一定個数となるようにした。   In other words, when a disturbance such as the external environment fluctuates, it can be confirmed that the number of product defects fluctuates due to fluctuations in the filling amount into the product cavity, and the molding conditions related to the supply amount of the molding material can be optimized. For example, the number of product defects can be suppressed by controlling the filling amount into the product cavity. In the present embodiment, even when the supply amount of the molding material supplied to the heating cylinder 31 fluctuates due to disturbance, the prediction function creation processing program Pn and the optimization processing program used in the molding optimization method according to the present embodiment The molding conditions were optimized by Ps, so that the number of product defects per shot was always almost constant.

以下、予測関数作成処理プログラムPnと最適化処理プログラムPsの基本的な処理機能について、図5〜図9を参照して説明する。   Hereinafter, basic processing functions of the prediction function creation processing program Pn and the optimization processing program Ps will be described with reference to FIGS.

まず、予測関数作成処理プログラムPnは、基本的な処理機能として、射出成形機Mの成形条件を含む入力パラメーターDf…に係わる成形データとこの入力パラメーターDf…に基づく試し成形により得る出力パラメーターDs…に係わる成形データによりニューラルネットワークNの学習に基づく予測関数F…を求め、この予測関数F…により所定の成形条件を予測する処理機能を備えている。   First, the prediction function creation processing program Pn has, as a basic processing function, molding data relating to input parameters Df including the molding conditions of the injection molding machine M, and output parameters Ds obtained by trial molding based on the input parameters Df. A prediction function F... Based on learning of the neural network N is obtained from the molding data relating to the above, and a processing function for predicting a predetermined molding condition by the prediction function F.

図5は、ニューラルネットワークNの多層構造モデルを示している。入力層Niには処理対象となるパターンが入力され、その入力は中間層Nmで重みを付けられ、出力層Moに伝達される。その伝達総量oiは、[数1]で表される。[数1]において、xiは中間層Nmからの入力信号、即ち、中間層Nmから出力層Noへの出力信号を示すとともに、wijは重みを示す。 FIG. 5 shows a multilayer structure model of the neural network N. A pattern to be processed is input to the input layer Ni, and the input is weighted by the intermediate layer Nm and transmitted to the output layer Mo. The total transmission amount o i is expressed by [Equation 1]. In [Expression 1], x i represents an input signal from the intermediate layer Nm, that is, an output signal from the intermediate layer Nm to the output layer No, and wij represents a weight.

Figure 2017119425
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この場合、中間層Nmは、入力層Niからの信号入力を受け、出力層Noへ信号を出力する。また、複数の中間層Nmから信号を受けた出力層Noは、各信号に反応して最終的な出力を行う。この際の出力関数には、[数2]に示すシグモイド関数を使用する。なお、出力関数には、例示のシグモイド関数の他、ガウス関数や三角関数なども使用できる。   In this case, the intermediate layer Nm receives a signal input from the input layer Ni and outputs a signal to the output layer No. Further, the output layer No that receives signals from the plurality of intermediate layers Nm performs final output in response to each signal. As the output function at this time, the sigmoid function shown in [Expression 2] is used. In addition to the sigmoid function shown as an example, a Gaussian function, a trigonometric function, or the like can be used as the output function.

Figure 2017119425
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図6は、ニューラルネットワークNにより、計量工程及び射出工程に係わる成形データにより予測関数F…を求める疑似的な予測モデルを示している。即ち、試し成形51により検出データ52が得られる。この検出データ52には、射出成形機Mの成形条件を含む入力パラメーターDf…(入力層Ni)に係わる成形データ、具体的には、スクリュの射出速度に係わる成形データ53,V−P切換位置(速度制御−圧力制御切換位置)に係わる成形データ54,保圧期間に金型33内の樹脂に対して付与する保圧力に係わる成形データ55等が含まれるとともに、この入力パラメーターDf…に基づく試し成形51により得る出力パラメーターDs…(出力層No)に係わる成形データ、具体的には、成形品の重量に係わる成形データ56,成形品の不良数(実施形態は製品不良数)に係わる成形データ57等が含まれる。そして、これらの各成形データに基づき、ニューラルネットワークNの学習により目的とする予測関数F…が求められる。また、本実施形態における入力パラメーターDf…には、計量情報58、具体的には、計量工程におけるスクリュの計量回転に伴う負荷を表す計量トルクが含まれている。   FIG. 6 shows a pseudo prediction model for obtaining the prediction function F... By the neural network N using the molding data relating to the weighing process and the injection process. That is, the detection data 52 is obtained by the trial molding 51. The detection data 52 includes molding data related to input parameters Df... (Input layer Ni) including molding conditions of the injection molding machine M, specifically molding data 53 related to the injection speed of the screw, VP switching position. Molding data 54 relating to (speed control-pressure control switching position), molding data 55 relating to the holding pressure applied to the resin in the mold 33 during the pressure holding period, and the like are included, and based on this input parameter Df. Molding data related to the output parameter Ds (output layer No.) obtained by the trial molding 51, specifically, molding data 56 related to the weight of the molded product, molding related to the number of molded product defects (the number of product defects in the embodiment). Data 57 and the like are included. Then, based on each shaping data, a target prediction function F... Is obtained by learning of the neural network N. Further, the input parameter Df... In the present embodiment includes weighing information 58, specifically, a weighing torque that represents a load accompanying the screw rotation of the screw in the weighing process.

なお、本実施形態の対象とする射出工程には、金型33のキャビティ内に溶融樹脂が射出充填される射出充填期間と、この射出充填期間の終了後、金型33内の樹脂に対して所定の保圧力が付与される保圧期間が含まれる。射出工程では、スクリュが所定の射出速度で前進し、加熱筒31(射出ノズル)から金型33内に樹脂が射出充填されるとともに、速度制御−圧力制御(V−P制御)切換位置が設定されるため、このV−P制御切換位置において射出速度が制御される射出充填期間から保圧力が制御される保圧期間に切換えられる。   In addition, the injection process which is the object of the present embodiment includes an injection filling period in which the molten resin is injected and filled into the cavity of the mold 33, and the resin in the mold 33 after the injection filling period ends. A holding pressure period in which a predetermined holding pressure is applied is included. In the injection process, the screw advances at a predetermined injection speed, the resin is injected and filled into the mold 33 from the heating cylinder 31 (injection nozzle), and a speed control-pressure control (VP control) switching position is set. Therefore, in this VP control switching position, the injection filling period in which the injection speed is controlled is switched to the pressure holding period in which the holding pressure is controlled.

図7及び図8は、ニューラルネットワークNにより予測関数F…を求める一例を示している。図7は、供給機回転数を60〔rpm〕に固定したときの制約条件Xc…となる射出工程時の成形データ、即ち、V−P制御切換位置〔mm〕,保圧力〔MPa〕,射出速度〔mm/s〕の成形データ(検出データ)を示すとともに、これより得られる目的関数Xp…となる製品不良数と成形品の重量〔kg〕を示している。具体的には、「成形No.1」の場合、V−P制御切換位置を「7.4〔mm〕」、保圧力を「28〔MPa〕」、射出速度を「195〔mm/s〕」に設定し、これらの成形条件の下で複数回のショットを行った結果、製品不良数の平均個数が「3.9〔個〕」、平均重量が「0.633〔kg〕」になったことを示している。   7 and 8 show an example in which the prediction function F... Is obtained by the neural network N. FIG. FIG. 7 shows molding data at the time of the injection process that becomes the constraint condition Xc when the rotating speed of the feeder is fixed at 60 [rpm], that is, VP control switching position [mm], holding pressure [MPa], injection The molding data (detection data) of the speed [mm / s] is shown, and the number of product defects and the weight [kg] of the molded product, which are the objective functions Xp. Specifically, in the case of “forming No. 1”, the VP control switching position is “7.4 [mm]”, the holding pressure is “28 [MPa]”, and the injection speed is “195 [mm / s]”. As a result of performing multiple shots under these molding conditions, the average number of product defects is “3.9 [piece]” and the average weight is “0.633 [kg]”. It shows that.

したがって、射出速度,V−P制御切換位置,保圧力は、入力パラメーターDf…になるとともに、製品不良数,成形品の重量は、出力パラメーターDs…となる。そして、これらのデータは所定の成形データ(検出データ52)として成形機コントローラ41に取り込まれるとともに、データ処理部Eを構成するコンピュータ本体部Emに送られる。なお、本実施形態では、前述した計量情報(計量トルク)も入力パラメーターDf…に含まれる。   Therefore, the injection speed, the VP control switching position, and the holding pressure are input parameters Df..., And the number of product defects and the weight of the molded product are output parameters Ds. These data are taken into the molding machine controller 41 as predetermined molding data (detection data 52) and sent to the computer main body Em constituting the data processing unit E. In the present embodiment, the above-described measurement information (measurement torque) is also included in the input parameter Df.

また、ニューラルネットワークNを用いる予測関数作成処理プログラムPnは、試し成形により得られた所定数の検出データ52を学習し、パターン認識させることにより、ある物理現象を疑似的にモデル化する。これにより、実際に射出成形機Mを運転させなくても、入力パラメーターDf…による成形条件により、成形結果をシミュレーションすることができる。   Further, the prediction function creation processing program Pn using the neural network N learns a predetermined number of detection data 52 obtained by trial molding and causes a pattern to be recognized, thereby modeling a certain physical phenomenon in a pseudo manner. Thereby, even if the injection molding machine M is not actually operated, the molding result can be simulated according to the molding conditions based on the input parameters Df.

図8(a),(b)は、ニューラルネットワークNに学習させた結果を示しており、検出データ52がプロット(プロットの図示は省略)されることにより、疑似的な相関曲線La,Lbが得られる。この相関曲線La,Lbは、各入力パラメーターDf…(射出速度,V−P制御切換位置)により出力パラメーターDs…を予測する予測関数となる。図8(a)は、射出速度を変化させた際における製品不良数の変化を示す相関曲線La、図8(b)は、V−P制御切換位置を変化させた際における製品不良数の変化を示す相関曲線Lbである。また、図8(c)は、入力パラメーターDf…に含めた計量トルク〔N・m〕が変化した際における製品不良数の変化を示す相関曲線Kである。   FIGS. 8A and 8B show the results of learning by the neural network N, and the pseudo correlation curves La and Lb are obtained by plotting the detection data 52 (the plot is not shown). can get. The correlation curves La and Lb are prediction functions for predicting the output parameter Ds... By each input parameter Df... (Injection speed, VP control switching position). FIG. 8A shows a correlation curve La showing a change in the number of product defects when the injection speed is changed, and FIG. 8B shows a change in the number of product defects when the VP control switching position is changed. Is a correlation curve Lb. 8C is a correlation curve K showing the change in the number of product defects when the measured torque [N · m] included in the input parameter Df...

他方、図7及び図8における検出データを入力層Ni(入力パラメーターDf…)とし、製品不良数及び重量を出力層(出力パラメーターDs…)とする予測関数F…(予測モデル)を作成することができる。そして、予測関数作成処理プログラムPn(ニューラルネットワークN)により学習処理させれば、図8と同様の相関曲線を得ることができる。具体的には、学習された成形データがプロットされた疑似的な相関曲線が得られ、この相関曲線が目的の予測関数F…(予測モデル)となり、製品不良数(出力パラメーターDs)を目的の個数にするための成形条件(入力パラメーターDf…)を予測可能となる。この予測モデルを以下に示す最適化処理プログラムPsの目的関数Xpとして利用する。   On the other hand, a prediction function F (prediction model) in which the detection data in FIGS. 7 and 8 is the input layer Ni (input parameter Df...) And the number of product defects and the weight is the output layer (output parameter Ds...) Is created. Can do. Then, if a learning process is performed by the prediction function creation processing program Pn (neural network N), a correlation curve similar to that in FIG. 8 can be obtained. Specifically, a pseudo correlation curve in which the learned molding data is plotted is obtained, and this correlation curve becomes a target prediction function F (prediction model), and the number of product defects (output parameter Ds) is determined as a target. The molding conditions (input parameters Df...) For making the number can be predicted. This prediction model is used as the objective function Xp of the optimization processing program Ps shown below.

最適化処理プログラムPsは、基本的な処理機能として、数理計画法により制約条件Xc…及び目的関数Xpを満たす入力パラメーターDf…に係わる最適化した成形条件を求める処理機能を備えており、この処理には、入力パラメーターDf…及び出力パラメーターDs…に係わる成形データに対して、数理計画法に基づいて設定する制約条件Xc…と目的関数Xpが用いられる。   The optimization processing program Ps has, as a basic processing function, a processing function for obtaining an optimized forming condition related to the input parameter Df... Satisfying the constraint condition Xc... And the objective function Xp by mathematical programming. For the shaping data relating to the input parameter Df... And the output parameter Ds..., The constraint condition Xc... And the objective function Xp set based on the mathematical programming method are used.

最適化処理プログラムPsの処理機能の理解を容易にするため、数理計画法に基づき成形条件を最適化するためのアルゴリズムについて説明する。なお、数理計画法に基づいて設定する制約条件Xc…と目的関数Xpを用いて最適化するアルゴリズムとしては様々なアルゴリズムが考えられるが、本実施形態に好適な一例として、内点法の一つである信頼領域法を用いたアルゴリズムについて説明する。   In order to facilitate understanding of the processing function of the optimization processing program Ps, an algorithm for optimizing the molding conditions based on mathematical programming will be described. Various algorithms can be considered as an algorithm to be optimized using the constraint condition Xc... Set based on mathematical programming and the objective function Xp. As an example suitable for this embodiment, one of the interior point methods is used. An algorithm using the trust region method is described.

今、[数3]に示す非線形関数の最適化問題を考える。なお、目的関数Xpに非線形関数を適用すれば、任意の非線形関数として表現される様々な課題に対処できるため、射出成形機Mの成形条件を最適化する上では最も望ましい態様として利用できる利点がある。[数3]におけるf(x)は、ニューラルネットワークNにおける一つの出力層Noを示す。   Now consider the optimization problem of the nonlinear function shown in [Equation 3]. If a nonlinear function is applied to the objective function Xp, various problems expressed as an arbitrary nonlinear function can be dealt with. Therefore, there is an advantage that it can be used as the most desirable mode in optimizing the molding conditions of the injection molding machine M. is there. F (x) in [Equation 3] indicates one output layer No in the neural network N.

Figure 2017119425
Figure 2017119425

信頼領域法では、目的関数Xpの二次近似モデルを最小化又は最大化することにより最適化を行うことができる。   In the trust region method, optimization can be performed by minimizing or maximizing a quadratic approximation model of the objective function Xp.

最初に、二次近似モデルが妥当であると思われる領域(信頼領域)の大きさ(信頼半径)を暫定的に与えることにより探索方向を決定する。k回目の反復計算における信頼半径をΔkとしたとき、f(x)の二次近似モデルを考えれば、探索方向は[数4]の部分問題の解として得られる。 First, the search direction is determined by provisionally giving the size (reliability radius) of a region (reliability region) where the quadratic approximation model is considered appropriate. When the confidence radius in the k-th iterative calculation is Δ k , the search direction can be obtained as a solution to the subproblem of [Equation 4], considering a quadratic approximation model of f (x).

Figure 2017119425
Figure 2017119425

次に、初期点x0,初期信頼半径Δ0を与える。パラメーター0<η1≦η2<1,0<γ1<1<γ2を決め、k=0とする。 Next, an initial point x 0 and an initial confidence radius Δ 0 are given. The parameters 0 <η 1 ≦ η 2 <1, 0 <γ 1 <1 <γ 2 are determined, and k = 0.

これにより、もし、xkが局所的最適解の近似になっていると判断できたならば終了する。 As a result, if it can be determined that x k is an approximation of the local optimal solution, the process ends.

一方、部分問題[数4]を解いてpkを求める。これにより、[数5]が成立すれば、xk+1=xk+pkとする。 On the other hand, p k is obtained by solving the subproblem [Formula 4]. Thus, if [Equation 5] holds, x k + 1 = x k + pk is set.

Figure 2017119425
Figure 2017119425

この際、もし、[数6]が成立すれば、Δk+1∈[Δk,γ2Δk]として、信頼領域を拡大するとともに、そうでなければ、Δk+1=Δkとして現状を維持する。 At this time, if [Equation 6] holds, Δ k + 1 ∈ [Δ k , γ 2 Δ k ] is used, and the trust region is expanded. Otherwise, Δ k + 1 = Δ k Maintain the current status.

Figure 2017119425
Figure 2017119425

もし、[数5]が成立しなければ、Δk+1∈[γ1Δk,Δk]として、信頼領域を減少する。 If [Equation 5] does not hold, Δ k + 1 ∈ [γ 1 Δ k , Δ k ] is used to reduce the trust region.

そして、k=k+1とし、終了条件を調べる。   Then, k = k + 1 is set and the end condition is checked.

以上が数理計画法における内点法の一つである信頼領域法を用いたアルゴリズムとなり、データ処理部Eでは、取得した出力パラメーターDs…に係わる成形データから、前述した予測関数F…(予測関数作成処理プログラムPn)及び最適化処理プログラムPsにより最適化した成形条件を求めることが可能となる。   The above is an algorithm using the trust region method which is one of the interior point methods in mathematical programming, and the data processing unit E uses the above-described prediction function F (prediction function) from the molding data related to the acquired output parameter Ds. The molding conditions optimized by the creation processing program Pn) and the optimization processing program Ps can be obtained.

次に、本実施形態に係る成形最適化方法の具体的な処理手順について、図3〜図14を参照しつつ図1及び図2に示すフローチャートに従って説明する。   Next, a specific processing procedure of the molding optimization method according to the present embodiment will be described according to the flowcharts shown in FIGS. 1 and 2 with reference to FIGS.

まず、本実施形態に係る成形最適化方法を実施する際における生産稼働前の処理手順について、図2に示すフローチャートを参照して説明する。   First, a processing procedure before production operation when the molding optimization method according to this embodiment is performed will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

生産稼働前の処理は、基本的に、試し成形を行い、前述した入力パラメーターDf…に係わる成形データ及び出力パラメーターDs…に係わる成形データを採取し、ニューラルネットワークNの学習により予測関数F…を作成するとともに、数理計画法に基づく制約条件Xc…及び目的関数Xp…を設定する処理となる。   The process before the production operation basically performs trial molding, collects the molding data related to the input parameter Df... And the molding data related to the output parameter Ds... And the prediction function F. This is a process of creating the constraint condition Xc... And the objective function Xp.

本実施形態に係る成形最適化は、成形品の歩留まりを高めたり最適な性能を確保するなど、成形品質をより高めるべく成形条件の最適化を図るものである。このため、最初に、対象となる射出成形機Mの現状を把握する(ステップS31)。即ち、成形条件の最適化に関係する制御因子となる入力パラメーターDf…及び出力パラメーターDs…を設定する。具体的には、前述したように、「加熱筒31に供給される成形材料の供給量と製品不良数は関係がある」などの現状を把握し、入力パラメーターDf…に関連する制御因子となる、射出速度,V−P制御切換位置,保圧力,を成形条件として設定するとともに、加熱筒31に供給される成形材料の供給量に関連する計量情報となる計量トルクを設定する(ステップS32)。この場合、前述した計量トルクを成形条件として設定することにより、より的確な処理を行うことができる。また、出力パラメーターDs…に関連する制御因子となる、成形不良種別を設定する(ステップS33)。例示の場合、種別としてショートショット不良(製品不良数)を選定した。ショートショット不良を制御因子として選定することにより、金型33のキャビティ内への充填量の変動をコントロールすることができる。   In the molding optimization according to the present embodiment, the molding conditions are optimized in order to further improve the molding quality, such as increasing the yield of molded products and ensuring optimum performance. Therefore, first, the current state of the target injection molding machine M is grasped (step S31). That is, input parameters Df... And output parameters Ds... That are control factors related to optimization of the molding conditions are set. Specifically, as described above, the present condition such as “the supply amount of the molding material supplied to the heating cylinder 31 is related to the number of product defects” is grasped and becomes a control factor related to the input parameter Df. The injection speed, the VP control switching position, and the holding pressure are set as molding conditions, and a measurement torque that is measurement information related to the supply amount of the molding material supplied to the heating cylinder 31 is set (step S32). . In this case, more accurate processing can be performed by setting the above-described metering torque as a molding condition. Further, a molding defect type that is a control factor related to the output parameter Ds... Is set (step S33). In the example, short shot defects (number of product defects) were selected as the type. By selecting the short shot defect as a control factor, it is possible to control the fluctuation of the filling amount into the cavity of the mold 33.

制御因子の設定が終了したなら入力パラメーターDf…を用いて試し成形を行う(ステップS34,S35)。そして、試し成形時には、設定した制御因子、即ち、入力パラメーターDf…に係わる成形データと出力パラメーターDs…に係わる成形データを収集する(ステップS36)。具体的には、センサ群42により計測された計測結果に対して一定の周期でサンプリングして検出データ(成形データ)を得る。   When the control factor setting is completed, trial molding is performed using the input parameters Df... (Steps S34 and S35). At the time of trial molding, the set control factor, that is, molding data relating to the input parameter Df... And molding data relating to the output parameter Ds... Are collected (step S36). Specifically, the measurement result measured by the sensor group 42 is sampled at a constant period to obtain detection data (molded data).

所定回数の試し成形を行い、成形データの収集が終了したなら、予測関数作成処理プログラムPnを実行し、収集した成形データによりニューラルネットワークNの学習に基づく予測関数F…を求める(ステップS37,S38)。予測関数F…を求めたなら、最適化モデルとして最適化処理プログラムPsに組み込む(ステップS39,S40)。   When the trial molding is performed a predetermined number of times and the molding data collection is completed, the prediction function creation processing program Pn is executed, and the prediction function F... Based on learning of the neural network N is obtained from the collected molding data (steps S37 and S38). ). When the prediction function F... Is obtained, it is incorporated into the optimization processing program Ps as an optimization model (steps S39 and S40).

一方、最適化処理プログラムPsを機能させる際に必要となる数理計画法に基づく制約条件Xc…と目的関数Xp…を設定する。即ち、制約条件Xc…として、成形工程時の成形データとなる、射出速度,V−P制御切換位置,保圧力、更には成形品質に係わる製品重量に対する範囲や制限値等を設定する(ステップS41)。また、一ショット当たりの成形不良、即ち、多数個取成形品における許容される製品不良数(平均)、例えば、「2個」以上を設定する(ステップS42)。さらに、目的関数Xpとして、製品不良数を予測する予測関数F…をその最小化を目的として設定する。即ち、金型33のキャビティ内への、バリが発生しない充填量の上限を設定し、この範囲で充填量を最大化することができる。   On the other hand, the constraint conditions Xc... And the objective function Xp... Based on the mathematical programming necessary for functioning the optimization processing program Ps are set. That is, as the constraint condition Xc..., An injection speed, a VP control switching position, a holding pressure, and a range for product weight related to molding quality, a limit value, and the like, which are molding data during the molding process, are set (step S41). ). Further, a molding defect per shot, that is, an allowable number of product defects (average) in a multi-piece molded product, for example, “2” or more is set (step S42). Furthermore, a prediction function F... For predicting the number of product defects is set as the objective function Xp for the purpose of minimizing the prediction function F. That is, it is possible to set an upper limit of the filling amount that does not generate burrs in the cavity of the mold 33, and to maximize the filling amount within this range.

図9は、制約条件Xc…として、一ショット当たりの製品不良数の許容される個数をN個に設定した場合における本実施形態に係る成形最適化方法の処理原理を示している。図9(a)は、本実施形態に係る成形最適化方法を適用しない場合であり、成形条件として、射出速度が200〔mm/s〕、V−P制御切換位置が7.5〔mm〕、保圧力が30〔MPa〕に設定されている。この場合、Bt点は、計量トルクが16.0〔N・m〕の場合、製品不良数は約5.6個発生することを予測している。図9(a)は、図8(c)と同じである。   FIG. 9 shows the processing principle of the molding optimization method according to the present embodiment when the allowable number of product defects per shot is set to N as the constraint condition Xc. FIG. 9A shows a case where the molding optimization method according to the present embodiment is not applied. As molding conditions, the injection speed is 200 mm / s and the VP control switching position is 7.5 mm. The holding pressure is set to 30 [MPa]. In this case, the Bt point predicts that about 5.6 product defects will occur when the weighing torque is 16.0 [N · m]. FIG. 9A is the same as FIG. 8C.

これに対して、本実施形態に係る成形最適化方法を適用した場合、図9(b)に示すように、計量トルクが16.0〔N・m〕であっても、射出速度を変化させることにより、Bv点における、製品不良数を2.4個に減少させることができる。図9(b)は、図8(a)と同じである。即ち、入力パラメーターDf…である射出速度,V−P制御切換位置,保圧力,計量トルク等の成形条件の最適値を探索することにより、製品不良数をN個にできることを示している。   On the other hand, when the molding optimization method according to the present embodiment is applied, the injection speed is changed even if the metering torque is 16.0 [N · m], as shown in FIG. 9B. As a result, the number of product defects at the point Bv can be reduced to 2.4. FIG. 9B is the same as FIG. That is, it is shown that the number of product defects can be reduced to N by searching for the optimum values of molding conditions such as the input parameter Df... Injection speed, VP control switching position, holding pressure, metering torque, and the like.

次に、本実施形態に係る成形最適化方法を実施する際における実際の生産稼働時の処理手順について、図1に示すフローチャートを参照して説明する。   Next, a processing procedure during actual production operation when the molding optimization method according to the present embodiment is performed will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、射出成形機Mの運転(稼働)を開始する(ステップS1)。この場合、射出成形機Mは、前述した実験機から材料供給機32を取り外すとともに、この材料供給機32の代わりにホッパーを取り付け、通常の射出成形機Mとして使用する。また、射出成形機Mは自動運転モードとなり、型締装置Mcは型開状態にあるとともに、射出装置Miは計量終了状態にある。   First, the operation (operation) of the injection molding machine M is started (step S1). In this case, the injection molding machine M is used as a normal injection molding machine M by removing the material supply machine 32 from the aforementioned experimental machine and attaching a hopper instead of the material supply machine 32. Further, the injection molding machine M is in the automatic operation mode, the mold clamping device Mc is in the mold open state, and the injection device Mi is in the measurement end state.

一方、成形工程の開始により型締工程が行われる(ステップS2,S3)。型締工程では、型開状態にある可動型が固定型に対して前進移動し、設定された型締力により金型33の型締めが行われる。また、射出装置Miでは射出工程が行われる(ステップS4,S5)。射出工程では、加熱筒31内のスクリュが前進移動する。これにより、計量された溶融樹脂が射出ノズルから射出され、金型33のキャビティ内に充填される。射出工程では、スクリュの前進移動により、溶融樹脂が金型33のキャビティ内に射出充填される射出充填処理が行われるとともに、スクリュがV−P制御切換位置に達することにより、保圧処理が行われる。即ち、V−P制御切換位置では速度制御から圧力制御に切換わり、金型33内の樹脂に対して所定の保圧力が付与される。   On the other hand, a mold clamping process is performed at the start of the molding process (steps S2 and S3). In the mold clamping step, the movable mold in the mold open state moves forward with respect to the fixed mold, and the mold 33 is clamped by the set mold clamping force. In addition, an injection process is performed in the injection device Mi (steps S4 and S5). In the injection process, the screw in the heating cylinder 31 moves forward. As a result, the measured molten resin is injected from the injection nozzle and filled into the cavity of the mold 33. In the injection process, an injection filling process is performed in which molten resin is injected and filled into the cavity of the mold 33 by the forward movement of the screw, and the pressure holding process is performed when the screw reaches the VP control switching position. Is called. That is, at the VP control switching position, the speed control is switched to the pressure control, and a predetermined holding pressure is applied to the resin in the mold 33.

射出工程の終了により計量工程が行われる(ステップS6,S7)。計量工程では、加熱筒31内のスクリュが設定された回転数で回転するとともに、ホッパー内の成形材料(樹脂ペレット)が加熱筒31に取り込まれる。これにより、成形材料は、加熱筒31の温度とスクリュの回転により可塑化溶融され、前方に移送されることにより加熱筒31の前部に計量蓄積される。   A metering process is performed by the completion | finish of an injection process (step S6, S7). In the measuring step, the screw in the heating cylinder 31 rotates at the set rotation speed, and the molding material (resin pellet) in the hopper is taken into the heating cylinder 31. As a result, the molding material is plasticized and melted by the temperature of the heating cylinder 31 and the rotation of the screw, and is transferred to the front to be measured and accumulated in the front part of the heating cylinder 31.

計量工程の終了により、型締装置Mcでは型開工程が行われる(ステップS8)。型開工程では、金型33の冷却が行われた後、型締状態にある可動型が固定型から型開位置まで後退移動し、金型33に対する型開きが行われる。型開工程の終了により成形品取出工程が行われる(ステップS9)。成形品取出工程では、金型33に付属するエジェクタ機構により固定型に付着した成形品の取り出しが行われる。   Upon completion of the weighing process, the mold clamping device Mc performs a mold opening process (step S8). In the mold opening process, after the mold 33 is cooled, the movable mold in the mold clamping state moves backward from the fixed mold to the mold opening position, and the mold 33 is opened. When the mold opening process is completed, a molded product removing process is performed (step S9). In the molded product removal step, the molded product attached to the fixed mold is taken out by an ejector mechanism attached to the mold 33.

以上により、射出成形機Mの1ショット分の成形工程(成形サイクル)が完了する。この後、生産(生産計画)が終了するまで、同様の成形工程が繰り返される(ステップS10,S2…)。また、計画した生産が終了したなら射出成形機Mの運転(稼働)は停止する(ステップS10,S11)。   Thus, the molding process (molding cycle) for one shot of the injection molding machine M is completed. Thereafter, the same molding process is repeated until the production (production plan) is completed (steps S10, S2,...). If the planned production is completed, the operation (operation) of the injection molding machine M is stopped (steps S10 and S11).

一方、各成形サイクルにおいては、本実施形態に係る成形最適化方法に従って成形最適化処理が行われる。   On the other hand, in each molding cycle, the molding optimization process is performed according to the molding optimization method according to the present embodiment.

まず、計量工程が開始したなら、計量トルク等を含む計量情報を取得する(ステップS6,S12)。この計量情報は、計量された樹脂の状態から金型33のキャビティ内への充填量を予測することにより成形条件の変更が必要か否かの判定に使用する。即ち、取得した計量情報と試し成形から予測した予測モデルを使用し、次ショットにおける製品不良数を予測する(ステップS13)。予測結果と目標値(例示は、「2個」)を比較し、成形条件の要否を判定する(ステップS14)。この際、製品不良数が「2個」であれば、成形条件を変更せずに自動運転を継続する。これに対して、製品不良数が「2個」を越えている場合又は下回っている場合は、成形条件(入力パラメーターDf…)に対する最適化処理を実行する。   First, when the weighing process is started, weighing information including weighing torque and the like is acquired (steps S6 and S12). This measurement information is used to determine whether or not the molding condition needs to be changed by predicting the filling amount into the cavity of the mold 33 from the state of the measured resin. That is, the number of product defects in the next shot is predicted using the obtained weighing information and the prediction model predicted from the trial molding (step S13). The prediction result is compared with the target value (illustrated is “2”) to determine whether the molding conditions are necessary (step S14). At this time, if the number of product defects is “2”, the automatic operation is continued without changing the molding conditions. On the other hand, when the number of product defects exceeds or falls below “2”, optimization processing for the molding condition (input parameter Df...) Is executed.

この場合、まず、予測した製品不良数に係るデータをデータ処理部E(コンピュータシステムEm)に送信する(ステップS15)。データ処理部Eでは、受信したデータを、最適化処理プログラムPsに格納されている最適化モデルに入力して最適化処理を行う。即ち、最初に、受信したデータから最適化モデル(予測関数F)により入力パラメーターDf…に係わる成形条件を求めるとともに、数理計画法に基づく制約条件Xc…及び目的関数Xp…を満たす成形条件を導出する(ステップS16,S17)。この処理を対応する成形条件に対して繰り返し行うことにより、最適化した成形条件を求めることができる(ステップS18)。そして、この最適化された成形条件は、データ処理部Eから成形機コントローラ41に送信する(ステップS19)。これにより、成形機コントローラ41は、既設定の成形条件を、受信した成形条件により変更する処理を行う(ステップS20)。この場合、変更処理の実行タイミングは、次回のショットにおける型締工程を開始する前までに行う。   In this case, first, data relating to the predicted number of product defects is transmitted to the data processing unit E (computer system Em) (step S15). In the data processing unit E, the received data is input to the optimization model stored in the optimization processing program Ps to perform optimization processing. That is, first, the molding condition relating to the input parameter Df... Is obtained from the received data by the optimization model (prediction function F), and the molding condition satisfying the constraint condition Xc... And the objective function Xp. (Steps S16 and S17). By repeating this process for the corresponding molding conditions, the optimized molding conditions can be obtained (step S18). Then, the optimized molding condition is transmitted from the data processing unit E to the molding machine controller 41 (step S19). Thereby, the molding machine controller 41 performs a process of changing the preset molding conditions according to the received molding conditions (step S20). In this case, the execution timing of the change process is performed before the mold clamping process in the next shot is started.

図11は、本実施形態に係る成形最適化方法の有効性(有為性)を確認するための実験データを示す。この実験は、図3に示した射出成形機(実験機)Mを用いて行ったものであり、製品不良数と材料供給機32の供給機回転数の関連性を示している。この場合、本実施形態に係る成形最適化方法を適用、即ち、図1及び図2に示した処理手順に従うとともに、材料供給機32を制御することにより、成形材料の供給量に対して、意図的に強調した外乱を作用させたものである。   FIG. 11 shows experimental data for confirming the effectiveness (potentiality) of the molding optimization method according to the present embodiment. This experiment was conducted using the injection molding machine (experimental machine) M shown in FIG. 3 and shows the relationship between the number of product defects and the rotation speed of the material feeder 32. In this case, the molding optimization method according to the present embodiment is applied, that is, the processing procedure shown in FIGS. 1 and 2 is followed, and the material supply machine 32 is controlled to control the supply amount of the molding material. This is the result of a specially emphasized disturbance.

図4に示した実験結果のように、本実施形態に係る成形最適化方法を適用しない場合、供給機回転数が比較的低速(50〔rpm〕)であれば、供給量が減少するため、製品不良数が「8個」になるとともに、供給機回転数が比較的高速(90〔rpm〕)であれば、供給量が増加し、製品不良数は「0個」となる。   As shown in the experimental results shown in FIG. 4, when the molding optimization method according to the present embodiment is not applied, the supply amount decreases if the supply machine speed is relatively low (50 [rpm]). When the number of product defects is “8” and the rotational speed of the feeder is relatively high (90 [rpm]), the supply amount is increased and the number of product defects is “0”.

これに対して、本実施形態に係る成形最適化方法を適用した場合、図11に示すように、前段及び後段共に、同成形最適化方法による成形条件の最適化が行われており、前段での製品不良数は、ほぼ「1個」前後に収まっているとともに、後段での製品不良数は、ほぼ「4個」前後に収まっていることを確認できる。即ち、外乱の発生に対し、金型33のキャビティ内への充填量をコントロールできていることを示している。なお、図11は、供給機回転数を、前段では、60→70→80〔rpm〕と段階的に速くし、Kc時点で、条件を変更するとともに、この後、後段では、(80)→70→60〔rpm〕と段階的に遅くした例を示したものであり、前段では、製品不良数を「1個」に設定し、後段では、製品不良数を「4個」に設定した。   On the other hand, when the molding optimization method according to the present embodiment is applied, as shown in FIG. 11, the molding conditions are optimized by the molding optimization method in both the former stage and the latter stage. It can be confirmed that the number of product defects is approximately “1”, and the number of product defects in the subsequent stage is approximately “4”. That is, it shows that the filling amount of the mold 33 into the cavity can be controlled against the occurrence of disturbance. In FIG. 11, the rotation speed of the feeder is increased stepwise from 60 → 70 → 80 [rpm] in the former stage, and the condition is changed at the time point Kc. Thereafter, in the latter stage, (80) → In this example, the number of product defects is set to “1” in the former stage, and the number of product defects is set to “4” in the latter stage.

一方、図12〜図14は、図11における最適化された成形条件の実際の変動状態を示したものであり、図12は、V−P切換位置を実測した変動特性、図13は、保圧力を実測した変動特性、図14は、射出速度を実測した変動特性をそれぞれ示している。図12〜図14から明らかなように、いずれの場合も外乱状態等に応じて、常に最適化処理が行われていることを確認できる。   On the other hand, FIG. 12 to FIG. 14 show actual fluctuation states of the optimized molding conditions in FIG. 11, FIG. 12 shows fluctuation characteristics obtained by actually measuring the VP switching position, and FIG. FIG. 14 shows variation characteristics obtained by actually measuring the pressure, and FIG. 14 shows variation characteristics obtained by actually measuring the injection speed. As is apparent from FIGS. 12 to 14, it can be confirmed that the optimization process is always performed in accordance with the disturbance state or the like in any case.

よって、このような本実施形態に係る射出成形機の成形最適化方法によれば、基本的処理態様として、予め、データ処理部Eに、入力パラメーターDf…及び出力パラメーターDs…に係わる成形データに対して数理計画法に基づく制約条件Xc…として成形工程時の成形データ及び成形品質に係わる評価情報を設定し、かつ目的関数Xp…として予測関数F…を設定するとともに、当該数理計画法により当該制約条件Xc…及び目的関数Xp…を満たす入力パラメーターDf…に係わる最適化した成形条件を求める最適化処理プログラムPsを設定し、生産稼働時に、データ処理部Eにより、一又は二以上のショット時における成形工程中の出力パラメーターDs…に係わる成形データを検出するとともに、当該出力パラメーターDs…に係わる成形データに基づいて、最適化処理プログラムPsにより最適化した成形条件を求め、求めた成形条件により既設の成形条件を変更する処理を行うようにしたため、制約条件Xc…として設定した成形工程時の成形データ及び成形品質に係わる評価情報(成形不良等)と、目的関数Xp…として設定した予測関数F…により、成形条件の最適化を容易かつ迅速に行うことができるとともに、成形品質に係わる改善を効果的(有効)に行うことができる。また、目的関数Xp…として、予測関数F…を適用したため、試し成形により得られた所定数の検出データを学習し、パターン認識させることにより、ある物理現象を疑似的にモデル化することが可能となり、実際に射出成形機を運転させることなく、入力パラメーターDf…による成形条件から成形結果に対するシミュレーションを容易に行うことができる。   Therefore, according to the molding optimization method of the injection molding machine according to the present embodiment, as a basic processing mode, in the data processing unit E, the molding data related to the input parameter Df... And the output parameter Ds. On the other hand, evaluation data related to molding data and molding quality at the molding process is set as a constraint condition Xc ... based on mathematical programming, and a prediction function F ... is set as an objective function Xp ... An optimization processing program Ps for obtaining an optimized molding condition related to the input parameter Df... Satisfying the constraint condition Xc... And the objective function Xp. The molding data relating to the output parameter Ds during the molding process is detected and the output parameter Ds. Since the molding conditions optimized by the optimization processing program Ps are obtained based on the molding data, and the existing molding conditions are changed according to the obtained molding conditions, the molding process is set as the constraint condition Xc. The molding data and the evaluation information (molding failure, etc.) related to the molding quality and the prediction function F ... set as the objective function Xp ... allow the molding conditions to be optimized easily and quickly, and also related to the molding quality. Improvements can be made effectively (effectively). Further, since the prediction function F... Is applied as the objective function Xp..., It is possible to model a certain physical phenomenon by learning a predetermined number of detection data obtained by trial molding and causing pattern recognition. Thus, the simulation of the molding result can be easily performed from the molding conditions based on the input parameter Df... Without actually operating the injection molding machine.

しかも、成形条件を設定(最適化)した後、生産の時期や進行状況等により、湿度や気温等の外部環境が変動し、成形材料の物性が影響を受けたり設定値がドリフトするような場合であっても、最適化処理の高速化が可能になるため、成形条件に対する最適化を一又は二以上のショット単位で行うことができる。これにより、成形品質が一時的に低下する事態も回避できるなど、常に最適化された最良のコンディションで生産を行うことができる。さらに、一又は二以上のショット単位で成形条件に対する最適化が、いわば自動的に行われるため、再設定に伴う別途の設定工程が不要になる。これにより、工数低減に伴う生産性の向上や生産効率の向上に伴うコストダウンを図れるとともに、実際の生産現場における実用性の高い成形最適化方法として利用できる。   Moreover, after setting (optimizing) the molding conditions, the external environment such as humidity and temperature varies depending on the production time and progress, etc., and the physical properties of the molding material are affected or the set values drift. Even so, since the optimization process can be speeded up, the optimization with respect to the molding conditions can be performed in units of one or more shots. As a result, it is possible to always carry out production in the best condition optimized, such as avoiding a situation where the molding quality temporarily decreases. Furthermore, since optimization for molding conditions is automatically performed in units of one or two or more shots, a separate setting step associated with resetting is not necessary. As a result, the productivity can be improved along with the reduction of man-hours and the cost can be reduced along with the improvement of the production efficiency, and it can be used as a molding optimization method with high practicality at an actual production site.

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。   As mentioned above, although preferred embodiment was described in detail, this invention is not limited to such embodiment, It does not deviate from the summary of this invention in a detailed structure, a shape, a raw material, quantity, a numerical value, etc. It can be changed, added, or deleted arbitrarily.

例えば、制約条件Xc…として設定する成形工程時の成形データに、射出工程における成形データを選定するとともに、射出工程における成形データとして、射出速度,速度制御−圧力制御切換位置及び保圧力を選定する場合を示したが、これらの一又は二以上を選定してもよいし、射出工程の他の制御因子を選定してもよい。さらに、当該成形データとして、計量工程における成形データ或いは実施形態のように計量工程及び射出工程の双方の成形データを選定してもよい。また、成形品質に係わる評価情報として、成形品の成形不良に係る情報を適用した場合を例示したが、成形品の性能評価に係る情報を適用してもよい。加えて、成形品の成形不良として、ショート状態の多数個取成形品における製品不良数を適用した場合を例示したが、他の成形不良に対しても同様に適用又は応用可能である。一方、データ処理部Eは、射出成形機Mに対して別途用意したコンピュータシステムEmを用いた場合を示したが、成形機コントローラ41と一体に構成してもよい。また、数理計画法として、内点法の一つである信頼領域法を例示したが、その他、線形計画法,分枝限定法など、公知である様々な数理計画法を利用することができる。さらに、実施形態では、多数個取成形品を前提として一ショット単位で成形条件に対する最適化を行う場合を示したが、単一成形品を前提として二以上のショット単位で不良数の判定を行うことにより成形条件に対する最適化を行ってもよい。   For example, the molding data in the injection process is selected as the molding data in the molding process set as the constraint condition Xc... And the injection speed, speed control-pressure control switching position, and holding pressure are selected as the molding data in the injection process. Although the case has been shown, one or more of these may be selected, or other control factors of the injection process may be selected. Furthermore, as the molding data, molding data in the metering process or molding data in both the metering process and the injection process as in the embodiment may be selected. Moreover, although the case where the information regarding the molding defect of a molded product is applied as the evaluation information related to the molding quality is exemplified, the information related to the performance evaluation of the molded product may be applied. In addition, the case where the number of product defects in the multi-piece molded product in a short state is applied as the molding defect of the molded product is exemplified, but the present invention can be similarly applied or applied to other molding defects. On the other hand, the data processing unit E shows the case where the computer system Em separately prepared for the injection molding machine M is used, but it may be configured integrally with the molding machine controller 41. Moreover, although the trust region method which is one of the interior point methods is exemplified as the mathematical programming method, various other well-known mathematical programming methods such as linear programming and branch and bound methods can be used. Furthermore, in the embodiment, the case where the optimization is performed with respect to the molding conditions in units of one shot on the premise of a multi-piece molded product is shown, but the number of defects is determined in units of two or more shots on the premise of a single molded product. Thus, optimization for the molding conditions may be performed.

本発明に係る成形最適化方法は、ニューラルネットワークを利用して成形条件を最適化する機能を備える各種射出成形機に利用できる。   The molding optimization method according to the present invention can be used for various injection molding machines having a function of optimizing molding conditions using a neural network.

M:射出成形機,E:データ処理部,Df…:入力パラメーター,Ds…:出力パラメーター,N:ニューラルネットワーク,Xc…:制約条件,Xp…:目的関数,Ps:最適化処理プログラム   M: injection molding machine, E: data processing unit, Df ...: input parameters, Ds ...: output parameters, N: neural network, Xc ...: constraints, Xp ...: objective function, Ps: optimization processing program

Claims (6)

コンピュータ機能を有するデータ処理部により、射出成形機の成形条件を含む入力パラメーターに係わる成形データとこの入力パラメーターに基づく試し成形により得る出力パラメーターに係わる成形データによりニューラルネットワークの学習に基づく予測関数を求め、この予測関数により所定の成形条件を最適化する射出成形機の成形最適化方法であって、予め、前記データ処理部に、前記入力パラメーター及び前記出力パラメーターに係わる成形データに対して数理計画法に基づく制約条件として成形工程時の成形データ及び成形品質に係わる評価情報を設定し、かつ目的関数として前記予測関数を設定するとともに、当該数理計画法により当該制約条件及び目的関数を満たす前記入力パラメーターに係わる最適化した前記成形条件を求める最適化処理プログラムを設定し、生産稼働時に、前記データ処理部により、一又は二以上のショット時における成形工程中の前記出力パラメーターに係わる成形データを検出するとともに、当該出力パラメーターに係わる成形データに基づいて、前記最適化処理プログラムにより最適化した成形条件を求め、求めた成形条件により既設の成形条件を変更する処理を行うことを特徴とする射出成形機の成形最適化方法。   A data processing unit with a computer function obtains a prediction function based on learning of the neural network from molding data related to input parameters including molding conditions of the injection molding machine and molding data related to output parameters obtained by trial molding based on these input parameters. An injection molding machine molding optimization method for optimizing a predetermined molding condition by using the prediction function, wherein a mathematical programming method is applied to the data processing unit in advance for molding data relating to the input parameter and the output parameter. The evaluation parameters related to molding data and molding quality at the molding process are set as constraints based on the above, and the prediction function is set as an objective function, and the input parameters satisfying the constraints and objective function by the mathematical programming method The optimized molding conditions related to In the production operation, the data processing unit detects molding data related to the output parameter during the molding process at the time of one or more shots, and molding related to the output parameter. A molding optimization method for an injection molding machine, characterized in that a molding condition optimized by the optimization processing program is obtained based on data, and a process for changing an existing molding condition according to the obtained molding condition is performed. 前記制約条件として設定する成形工程時の成形データには、計量工程及び/又は射出工程における成形データを選定することを特徴とする請求項1記載の射出成形機の成形最適化方法。   2. The molding optimization method for an injection molding machine according to claim 1, wherein molding data in the weighing process and / or the injection process is selected as molding data for the molding process set as the constraint condition. 前記射出工程における成形データには、少なくとも、射出速度,速度制御−圧力制御切換位置,保圧力の一又は二以上を選定することを特徴とする請求項2記載の射出成形機の成形最適化方法。   3. The method of optimizing molding of an injection molding machine according to claim 2, wherein at least one of injection speed, speed control-pressure control switching position, and holding pressure is selected as molding data in the injection process. . 前記成形品質に係わる評価情報には、成形品の成形不良に係る情報又は成形品の性能評価に係る情報を選定す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最適化方法。   4. The optimum molding of an injection molding machine according to claim 1, 2 or 3, wherein the evaluation information related to the molding quality is selected from information related to molding defects of the molded product or information related to performance evaluation of the molded product. Method. 前記成形品の成形不良には、ショートショット不良及び/又はバリ不良を選定することを特徴とする請求項4記載の射出成形機の成形最適化方法。   5. The method for optimizing molding of an injection molding machine according to claim 4, wherein a short shot defect and / or a burr defect is selected as the molding defect of the molded product. 前記目的関数は、非線形関数であることを特徴とする請求項1記載の射出成形機の成形最適化方法。   2. The molding optimization method for an injection molding machine according to claim 1, wherein the objective function is a nonlinear function.
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