JP2017185711A

JP2017185711A - 成形システム

Info

Publication number: JP2017185711A
Application number: JP2016077132A
Authority: JP
Inventors: 内山　辰宏; Tatsuhiro Uchiyama; 辰宏内山
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-04-07
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2017-10-12
Anticipated expiration: 2036-04-07
Also published as: DE102017003228A1; CN107263830B; JP6434441B2; US20170291343A1; DE102017003228B4; CN107263830A

Abstract

【課題】射出成形機に搭載された複数のキャビティを有する金型によって複数の成形品を一度に成形する際に、キャビティ毎の異常を検出することが可能な成形システムを提供する。【解決手段】成形システム１００は、射出成形機に搭載された複数のキャビティを有する金型によって成形される成形品を検査することで、前記キャビティの異常を検出するシステムである。成形システム１００は、成形品の状態を示す成形品情報を、複数の成形サイクルにわたって、キャビティ毎に取得する成形品情報取得手段１１０、成形品情報の傾向をキャビティ間で相互に比較することにより、異常のあるキャビティを検出するキャビティ異常検出手段１２０を有する。【選択図】図１

Description

本発明は成形システムに関し、特に射出成形機に搭載された複数のキャビティを有する金型によって複数の成形品を一度に成形する際に、キャビティ毎の異常を検出することが可能な成形システムに関する。

射出成形機の成形品の品質を監視する方法としては、従来、射出成形機から取得できる物理量を監視することにより、間接的に成形品の品質を監視する方法が知られている。ところが、複数のキャビティを有する金型によって複数の成形品を一度に成形する成形方法においては、個々のキャビティに異常があっても、その影響が上述の物理量に現れないことが少なくない。特に、キャビティ数が増えると、一部のキャビティに異常があった場合でも、その影響が上述の物理量に反映される程度が相対的に小さくなるので、従来の間接的な監視手法で個々のキャビティの異常を検出することは困難であった。

また、成形品に不良が発生する原因は、上述のようなキャビティに起因するもの以外にも、金型全体の温度や変形に起因するもの、樹脂に起因するもの、射出成形機の安定性に起因するもの、射出成形機の周辺環境の安定性に起因するものなど様々である。しかしながら、従来の監視方法では、個々のキャビティに起因する異常と、それ以外の原因による異常とを切り分けることが困難であった。

ここで、キャビティの異常とは、例えばキャビティの破損や、樹脂がキャビティ内に残留することによって樹脂の流動が阻害される事象などである。

関連する技術として、引用文献１及び２には、成形品をキャビティ毎に分別して回収する製品回収装置や成形品排出装置が開示されている。引用文献３には、成形品の外観を直接検査して良又は不良を判別する判別装置が開示されている。引用文献４には、成形品の重量を、成形品を取り出した成形品取出装置で測定することが開示されている。

特開２０００−０２５０７９号公報特開２００３−１７０４３４号公報特開２０１３−０８６３５８号公報特開平０８−２５８０９３号公報

引用文献１及び２に記載されている技術によれば、成形品をキャビティ毎に分別して回収することが可能である。しかしながら、特定のキャビティに起因する問題があることを迅速に検出する手段については何ら開示されていないため、迅速な不具合対策を行うことは困難であった。

また、引用文献３及び４に記載されている技術によれば、成形品を直接検査し、不良品が有ればその成形品を廃棄するなど迅速な対応を行うことが可能である。しかしながら、個々のキャビティに起因する成形不良を検出する手段については何ら開示されていない。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、射出成形機に搭載された複数のキャビティを有する金型によって複数の成形品を一度に成形する際に、キャビティ毎の異常を検出することが可能な成形システムを提供することを目的とする。

本発明の一実施の形態にかかる成形システムは、射出成形機に搭載された複数のキャビティを有する金型によって成形される成形品を検査することで、前記キャビティの異常を検出する成形システムであって、前記成形品の状態を示す成形品情報を、複数の成形サイクルにわたって、前記キャビティ毎に取得する成形品情報取得手段と、前記成形品情報の傾向を前記キャビティ間で相互に比較することにより、異常のある前記キャビティを検出するキャビティ異常検出手段と、を有することを特徴とする。

他の実施の形態にかかる成形システムは、前記成形品情報は、前記成形品の画像データ又は物理量であることを特徴とする。

他の実施の形態にかかる成形システムは、前記成形品情報取得手段は、前記成形サイクル毎かつ前記キャビティ毎に前記成形品情報を取得し、前記キャビティ異常検出手段は、前記成形品情報の変化パターンの前記キャビティ間の相関に基づいて、異常のある前記キャビティを検出することを特徴とする。

他の実施の形態にかかる成形システムは、前記成形品情報取得手段は、前記成形サイクル毎かつ前記キャビティ毎に前記成形品情報を取得し、前記キャビティ異常検出手段は、前記成形品情報に基づいて前記成形品の良否を判定し、前記良否判定結果の変化パターンの前記キャビティ間の相関に基づいて、異常のある前記キャビティを検出することを特徴とする。

他の実施の形態にかかる成形システムは、前記キャビティ異常検出手段は、前記成形品情報に基づいて前記成形品の良否を判定し、前記良否判定結果に基づいて、前記キャビティ毎の良品数又は不良品数の積算値を算出し、前記積算値の前記キャビティ間の差に基づいて、異常のある前記キャビティを検出することを特徴とする。

本発明により、射出成形機に搭載された複数のキャビティを有する金型によって複数の成形品を一度に成形する際に、キャビティ毎の異常を検出することが可能な成形システムを提供することができる。

本発明の実施の形態にかかる成形システム１００の構成を示す図である。実施例１にかかる成形システム１００の動作を示す図である。実施例２にかかる成形システム１００の動作を示す図である。実施例３にかかる成形システム１００の動作を示す図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる成形システム１００の機能構成を示すブロック図である。

成形システム１００は、成形品情報取得手段１１０、キャビティ異常検出手段１２０を含む。成形品情報取得手段１１０及びキャビティ異常検出手段１２０は、射出成形機上に実装されても良く、取出装置などの射出成形機の周辺装置上に実装されても良く、あるいは射出成形機の集中管理装置の一機能として実装されていても良い。

成形品情報取得手段１１０は、射出成形機に搭載された複数のキャビティを有する金型によって成形された成形品の成形品情報を取得する。成形品情報とは、成形品の状態を示す情報であり、典型的には成形品の寸法、重量などの物理量、及び、成形品の画像データ等である。成形品情報取得手段１１０は、例えば光学的測定装置等を含み、成形品の寸法を測定することができる。又は、成形品情報取得手段１１０は、重量計等を含み、成形品の重量を測定することができる。あるいは、成形品情報取得手段１１０は、カメラ等を含み、画像データを撮影することができる。

成形品情報取得手段１１０は、射出成形機の成形サイクル毎に成形品情報を取得する。また、各成形サイクルにおいては、キャビティ毎に成形品情報を取得する。すなわち、成形品情報取得手段１１０は、成形品が成形された成形サイクル及びキャビティを識別する。成形品とキャビティとの対応関係を識別するには、例えば、成形品から金型が突きだされた状態であって、金型上のキャビティの位置関係を維持したまま成形品の回収が可能な場合であれば、その位置関係に基づいて各成形品に対応するキャビティを識別すれば良い。また、成形品上にキャビティ番号との識別情報が存在する場合には、カメラと公知の画像処理装置によって識別情報を取得することにより、各成形品とキャビティとを対応付ければ良い。

キャビティ異常検出手段１２０は、キャビティ間の成形品情報の相互の関係を解析し、解析結果に基づいて個々のキャビティの異常を検出する処理を行う。また、キャビティ異常検出手段１２０は、キャビティの異常を検出した場合、検出結果を射出成形機に出力して成形運転を停止させたり、警告灯等の出力装置を動作させて工場内の作業者に知らせたりすることができる。また、画面表示や音声等により、異常が検出されたキャビティを特定する情報を出力しても良い。これにより、キャビティに起因する成形不良に対して迅速な対策を取ることが可能となる。

＜実施例１＞
図２を用いて、実施例１にかかる成形システム１００の動作について説明する。
まず、成形品情報取得手段１１０は、成形サイクル毎及びキャビティ毎の成形品情報、例えば成形品の物理量を、複数成形サイクルにわたって取得及び記憶する。図２は、成形品情報取得手段１１０が、成形品の寸法を、複数の成形サイクルにわたって取得した場合の、キャビティ毎の寸法の推移（変化パターン）を示したグラフである。

次に、キャビティ異常検出手段１２０は、成形品の物理量の変化パターンのキャビティ間の相関を求める。そして、他のキャビティとの相関が最も低いキャビティを異常なキャビティとして検出する。

通常、同じ成形サイクルであれば、キャビティに起因するものを除けば、全てのキャビティは同様の条件下で成形が行われる。したがって、キャビティに起因する異常がなければ、複数の成形サイクルにわたる成形品の物理量の変化パターンは、全てのキャビティにおいて同様の傾向を示すと推測される。ここで、もし他のキャビティと傾向の異なる変化パターンを有するキャビティがあるとすれば、そのキャビティには異常が疑われる。本実施例では、その中でも最も他と外れた傾向を示すキャビティについては、異常である蓋然性が高いものと判断することとしている。

キャビティ異常検出手段１２０は、典型的には主成分分析などの公知の手法を用いることで、成形品の物理量の変化パターンが、他のキャビティと異なる傾向を示すキャビティを、異常なキャビティと特定することができる。あるいは、キャビティ異常検出手段１２０は、あるキャビティと他のキャビティとの間の成形品の物理量の変化パターンの相関係数を総当りで、すなわちあり得るキャビティの組合せ全てについて計算する。そして、他の各キャビティとの間の相関係数の平均値が最も０に近いキャビティを、異常なキャビティと特定することもできる。

図２の例では、キャビティ２の寸法の変化パターンが、他のキャビティと異なる傾向を有するものと判断されるであろう。最後に、キャビティ異常検出手段１２０は、キャビティの異常を検出した場合、検出結果を出力する。

＜実施例２＞
図３を用いて、実施例２にかかる成形システム１００の動作について説明する。
まず、実施例１と同様に、成形品情報取得手段１１０が、成形サイクル毎及びキャビティ毎の成形品情報を、複数成形サイクルにわたって取得及び記憶する。図３は、成形品情報取得手段１１０が、成形品の寸法を、複数の成形サイクルにわたって取得した場合の、キャビティ毎の寸法の推移（変化パターン）を示したグラフである。

次に、キャビティ異常検出手段１２０は、成形サイクル毎に、各キャビティの成形品情報に基づいて、成形品が良品か不良品かを判定する。例えば、成形品情報が物理量である場合は、取得した物理量が予め定められた許容範囲内に入っている否かを判定する。許容範囲内である場合はその成形品は良品、許容範囲内でない場合はその成形品は不良品である。成形品情報が画像データの場合は、例えば、予め保持している基準画像データと取得した画像データとの相違点に基づいて、成形品が良品か不良品かを判定できる。相違点の数が所定範囲内であればその成形品は良品、所定範囲内でない場合はその成形品は不良品である。

そして、キャビティ異常検出手段１２０は、良品又は不良品の発生パターンのキャビティ間の相関を求め、他のキャビティとの相関が最も低いキャビティを異常なキャビティとして検出する。

例えば、キャビティ異常検出手段１２０は、各成形サイクルにおいて、成形品が良品となったキャビティの数と、成形品が不良品となったキャビティの数とを集計し、両者を比較する。そして、各キャビティが多数派に属するか少数派に属するかを判定する。キャビティ異常検出手段１２０は、複数の成形サイクルにわたってこの判定を順次実施する。それから、少数派に分類された回数が最も多いキャビティを、異常なキャビティと特定する。

図３の例では、キャビティ２が不良品の発生パターンが他のキャビティと異なる傾向を有するから、キャビティ２が異常であると判断されるであろう。最後に、キャビティ異常検出手段１２０は、キャビティの異常を検出した場合、検出結果を出力する。

＜実施例３＞
図４を用いて、実施例３にかかる成形システム１００の動作について説明する。
まず、実施例２と同様に、成形品情報取得手段１１０が、成形サイクル毎及びキャビティ毎の成形品情報を、複数成形サイクルにわたって取得及び記憶する。そしてキャビティ異常検出手段１２０が、成形サイクル毎に、各キャビティの成形品が良品か不良品かを判定する。

キャビティ異常検出手段１２０は、複数の成形サイクルにわたって、キャビティ毎に、成形品の良品数又は不良品数を積算する。そして、あるキャビティと他のキャビティとの間で、良品数又は不良品数の積算値の差が所定の閾値を超えた場合、最も不良品数が多いキャビティを、異常なキャビティと特定する。

図４は、複数の成形サイクルにわたる、キャビティ毎の良品数の積算値を示したグラフである。ここで、キャビティ間の良品数又は不良品数の積算値の差が所定の閾値を超えている場合、最も不良品数が多い、すなわち最も良品数が少ないキャビティであるキャビティ２が異常と判断される。最後に、キャビティ異常検出手段１２０は、キャビティの異常を検出した場合、検出結果を出力する。

本実施の形態によれば、成形品情報取得手段１１０が成形サイクル毎、キャビティ毎に成形品情報を順次取得し、キャビティ異常検出手段１２０が成形品情報をキャビティ間で比較することによって、キャビティの異常を検出する。そのため、キャビティ毎の異常を迅速に検出することができる。また、キャビティ間の成形品情報の相関も把握できるため、把握した情報に基づいて適切な異常対策を立案することも可能になる。

なお、本発明は上述の種々の実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で、構成要素の置換、省略、付加、順序の入れ替え等の変更を施すことが可能である。

例えば、上述の実施の形態では、成形品情報取得手段１１０は、成形品が成形された成形サイクル及びキャビティを識別しつつ成形品情報を取得する旨説明した。しかしながら、実施例３においては、成形品情報取得手段１１０は、複数のサイクルにわたって成形品情報が取得できていれば、必ずしも各成形サイクルを識別する必要はない。

１００成形システム
１１０成形品情報取得手段
１２０キャビティ異常検出手段

Claims

射出成形機に搭載された複数のキャビティを有する金型によって成形される成形品を検査することで、前記キャビティの異常を検出する成形システムであって、
前記成形品の状態を示す成形品情報を、複数の成形サイクルにわたって、前記キャビティ毎に取得する成形品情報取得手段と、
前記成形品情報の傾向を前記キャビティ間で相互に比較することにより、異常のある前記キャビティを検出するキャビティ異常検出手段と、を有することを特徴とする
成形システム。
前記成形品情報は、前記成形品の画像データ又は物理量であることを特徴とする
請求項１記載の成形システム。
前記成形品情報取得手段は、前記成形サイクル毎かつ前記キャビティ毎に前記成形品情報を取得し、
前記キャビティ異常検出手段は、前記成形品情報の変化パターンの前記キャビティ間の相関に基づいて、異常のある前記キャビティを検出することを特徴とする
請求項１記載の成形システム。
前記成形品情報取得手段は、前記成形サイクル毎かつ前記キャビティ毎に前記成形品情報を取得し、
前記キャビティ異常検出手段は、前記成形品情報に基づいて前記成形品の良否を判定し、前記良否判定結果の変化パターンの前記キャビティ間の相関に基づいて、異常のある前記キャビティを検出することを特徴とする
請求項１記載の成形システム。
前記キャビティ異常検出手段は、前記成形品情報に基づいて前記成形品の良否を判定し、前記良否判定結果に基づいて、前記キャビティ毎の良品数又は不良品数の積算値を算出し、前記積算値の前記キャビティ間の差に基づいて、異常のある前記キャビティを検出することを特徴とする
請求項１記載の成形システム。