JP2019171785A - 射出成形機管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で射出成形機の運転状態を取得する射出成形機管理システムを提供する。【解決手段】運転状態に基づいて信号灯８０を動作させる射出成形機１００と、信号灯８０の動作に関する情報を取得する信号灯情報取得装置２００と、信号灯情報取得装置２００で取得した情報に基づいて射出成形機１００の運転状態を取得する上位管理装置３００と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形機管理システムに関する。

特許文献１には、射出成形機と上位コンピュータとを通信ケーブルで接続して、射出成形機から上位コンピュータに各種のデータを送信することが可能な成形機の監視・管理・制御システムが開示されている。

特開２００２−０８６５３１号公報

しかしながら、射出成形機と上位コンピュータを有線で通信するの場合、通信ケーブルを敷設する必要があるため設備コストが増加するという課題がある。また、射出成形機と上位コンピュータを無線により通信する場合であっても、射出成形機や射出成形機に付帯する装置等が動作する際に発生する電磁ノイズや電波干渉により、好適に通信できないおそれがある。

そこで、本発明は、簡易な構成で射出成形機の運転状態を取得する射出成形機管理システムを提供することを目的とする。

実施形態の一態様の射出成形機管理システムは、運転状態に基づいて信号灯を動作させる射出成形機と、前記信号灯の動作に関する情報を取得する信号灯情報取得装置と、前記信号灯情報取得装置で取得した情報に基づいて前記射出成形機の運転状態を取得する上位管理装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で射出成形機の運転状態を取得する射出成形機管理システムを提供することができる。

本実施形態に係る射出成形機管理システムの構成模式図である。 射出成形機の制御部の機能ブロック図である。 射出成形機の表示部に表示される設定画面の一例を示す図である。 射出成形機の表示部に表示される設定画面の一例を示す図である。 上位管理装置の機能ブロック図である。 射出成形機の制御部が実行する信号灯制御処理のフローチャートである。 上位管理装置の制御部が実行する管理処理のフローチャートである。 上位管理装置の表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

≪射出成形機管理システム≫
本実施形態に係る射出成形機管理システム４００について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る射出成形機管理システム４００の構成模式図である。

図１に示すように、射出成形機管理システム４００は、射出成形機１００と、カメラ装置２００と、上位管理装置３００と、を備えている。

＜射出成形機＞
図１は、射出成形機１００は、主に、射出装置５及び型締装置６から構成される射出成形部と、入力・表示パネル部７０と、信号灯８０と、制御部９０と、を備えている。

射出装置５は、ホッパ５０を通じて供給される樹脂を、ヒータ（図示せず。）によって温度制御される射出シリンダ５１内で溶融・可塑化する。具体的には、射出装置５は、計量モータ（図示せず。）により射出シリンダ５１内でスクリュ（図示せず。）を回転させ、溶融樹脂を射出シリンダ５１の先端部に給送する。

また、射出装置５は、射出シリンダ５１の先端部に給送された溶融樹脂を金型装置５２内のキャビティ空間（図示せず。）に射出する。具体的には、射出装置５は、射出カバー５３内に設置される射出モータ（図示せず。）により射出シリンダ５１の先端部に向かってスクリュを軸方向移動させ、溶融樹脂を射出シリンダ５１の先端部からキャビティ空間内に射出する。金型装置５２は、固定プラテン５４に取り付けられる固定金型５２ａと、可動プラテン５５に取り付けられる可動金型５２ｂとで構成される。キャビティ空間は、可動金型５２ｂを固定金型５２ａに接触させることによって形成される。

型締装置６は、型開閉動作及び型締動作を実行する。具体的には、型締装置６は、ボールねじ機構等の運動変換機構５６により、型締モータ５７による回転運動を型開閉方向の直線運動に変換する。そして、型締装置６は、タイバー５８に沿って可動プラテン５５を固定プラテン５４に近づけるように移動させ、可動金型５２ｂを固定金型５２ａに接触させる。

その後、型締装置６は、トグル機構等の倍力機構５９により運動変換機構５６による型締方向の力を増大させ、より大きな力で可動金型５２ｂを固定金型５２ａに押し付ける。射出装置５は、この状態において、射出シリンダ５１の先端部に給送された溶融樹脂を金型装置５２内のキャビティ空間内に射出する。

その後、所定時間が経過し、キャビティ空間内の溶融樹脂が冷えて固化した後、型締装置６は、タイバー５８に沿って可動プラテン５５を固定プラテン５４から遠ざけるように移動させ、可動金型５２ｂと固定金型５２ａとを分離する。

その後、型締装置６は、エジェクタモータ６０により可動金型５２ｂ内にエジェクタピン（図示せず。）を突出させ、固化した樹脂（成形品）を可動金型５２ｂから押し出す。

なお、運動変換機構５６、型締モータ５７、倍力機構５９、エジェクタモータ６０等は、固定式安全カバー６１内に収容される。危険防止の観点から、操作者によるアクセスを制限するためである。一方で、金型装置５２は、スライド式安全カバー６２内に収容される。操作者による金型交換等の作業を行いやすくするためである。具体的には、操作者は、スライド式安全カバー６２を図の左方向にスライドして固定式安全カバー６１内に収容し、金型装置５２の周囲を露出させる。

また、射出装置５及び型締装置６は、フレーム６３上に、操作者が作業しやすい高さに設置される。なお、フレーム６３は、制御部９０が収容される収容部６４を含む。

入力・表示パネル部７０は、後述する図２に示すように、入力部７１と、表示部７２と、を備えている。入力部７１は、制御部９０と接続され、操作者による入力操作を受け付け、入力操作に応じた信号を制御部９０に出力する。表示部７２は、制御部９０による制御下で、入力部７１における入力操作に応じた操作画面を表示する。操作者は、表示部７２で表示される操作画面を見ながら、入力部７１を操作することにより射出成形機１００の設定（設定値の入力を含む）などを行う。なお、入力・表示パネル部７０は、例えばタッチパネルで構成され、入力部７１と表示部７２が一体化されてもよく、独立に設けられていてもよい。

信号灯８０は、制御部９０による制御下で、点灯、消灯、または、点滅することにより、射出成形機１００の運転状態を表示可能とする。なお、信号灯８０は、例えば積層式の信号灯であって異なる色の信号灯が複数積層して設けられていてもよい。また、信号灯８０は、積層されずに水平方向に複数設けられていてもよい。また、信号灯８０は、同色の信号灯であってもよく、１灯であってもよい。ちなみに、信号灯８０は、固定式安全カバー６１の上面に設けられているものとして図示しているが、取り付ける位置はこれに限定されるものではない。

図２は、射出成形機１００の制御部９０の機能ブロック図である。なお、図２（および後述する図５）に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。

制御部９０は、状態取得部９１と、点灯パターン決定部９２と、信号灯制御部９３と、点灯パターン設定部９４と、記憶部９５と、を備えている。

状態取得部９１は、射出成形機１００の運転状態を取得する。なお、射出成形機１００の運転状態は、例えば「全自動運転中」、「半自動運転中」、「手動運転中」、「停止中」、「昇温中」に区分されていてもよい。また、射出成形機１００の運転状態を「段取中」、「準備中」、「運転中」、「計画停止」、「計画外停止」に区分されていてもよい。

なお、「段取中」とは、例えば、金型の交換を待っている状態および金型を交換している状態である。「準備中」とは、例えば、条件出しや慣らしのために射出成形機１００を運転している状態である。「運転中」とは、例えば、射出成形機１００を運転している状態である。「計画停止」とは、例えば、所定の回数動作して射出成形機１００が運転停止している状態である。「計画外停止」とは、例えば、所定の回数動作する前に射出成形機１００または周辺機器に異常が発生したため停止している状態である。

点灯パターン決定部９２は、状態取得部９１で取得した射出成形機１００の運転状態に基づいて、信号灯８０の点灯パターンを決定する。ここで、記憶部９５には、射出成形機１００の運転状態と信号灯８０の点灯パターンとを対応付けした点灯パターンテーブルが記憶されている。また、点灯パターンとは、信号灯８０の点灯・消灯・点滅等の状態を示すものであり、信号灯８０が異なる色の信号灯が積層して構成されている場合には、各色の信号灯ごとに点灯・消灯・点滅等の状態が設定されている。このように、点灯パターン決定部９２は、射出成形機１００の運転状態および記憶部９５に記憶された点灯パターンテーブルに基づいて、信号灯８０の点灯パターンを決定する。

信号灯制御部９３は、点灯パターン決定部９２で決定した点灯パターンに基づいて、信号灯８０の点灯・消灯・点滅等を制御する。

点灯パターン設定部９４は、入力・表示パネル部７０の入力部７１を通じた操作者による操作入力に応じて、入力・表示パネル部７０の表示部７２に点灯パターンの設定画面を表示する。また、操作者が入力した運転状態と点灯パターンとの対応付けを点灯パターンテーブルをとして、記憶部９５に記憶させる。

記憶部９５は、ＣＰＵで実行されるプログラムや各種テーブル等が記憶されている。なお、点灯パターンテーブルは、あらかじめ設定されていてもよく、操作者が任意に設定できるようになっていてもよい。

ここで、図３および図４を用いて、射出成形機１００の運転状態と信号灯８０の点灯パターンとを対応付けして設定する方法について説明する。図３および図４は、点灯パターン設定部９４により射出成形機１００の表示部７２に表示される設定画面の一例を示す図である。なお、図３および図４に示す例では、信号灯８０が赤黄緑青の４灯で構成されている場合を例に図示している。

設定画面７００は、信号灯８０の各色ごとにモード７１１（射出成形機１００の運転状態）と、信号灯の点灯・点滅７１２と、を対応付けして設定することができるようになっている。また、ブザー７１３の動作も設定することができるようになっている。例えば、赤の第１行目は、射出成形機１００の運転状態が「計画外停止」となった場合、赤色信号灯を「点滅タイプ０１」の点灯パターンで点滅させ、ブザーを「サウンド０１」で鳴らすことを示している。また、黄の第１行目は、射出成形機１００の運転状態が「計画停止」となった場合、黄色信号灯を「常時」の点灯パターンで点灯させ、ブザーを「サウンド０２」で鳴らすことを示している。

また、図３に示すように、設定画面７００において、モード７１１の入力セルを選択することにより、選択可能な運転状態の一覧がポップアップメニュー７２１が現れる。操作者は、ポップアップメニュー７２１の中から設定したい運転状態のボタンを選択することにより、選択した運転状態をセルに登録することができる。

また、図４に示すように、設定画面７００において、点灯・点滅７１２の入力セルを選択することにより、選択可能な点灯パターンの一覧がポップアップメニュー７２２が現れる。操作者は、ポップアップメニュー７２２の中から設定したい点灯パターンのボタンを選択することにより、選択した点灯パターンをセルに登録することができる。また、図示は省略するが、ブザー７１３についても同様に設定することができる。

＜カメラ装置＞
図１に戻り、カメラ装置２００は、射出成形機１００が設置される施設内に設置されており、少なくとも射出成形機１００の信号灯８０が撮像可能に配置されている。なお、カメラ装置２００は、光学カメラであってもよく、赤外線カメラであってもよく、限定されるものではない。カメラ装置２００の映像信号は上位管理装置３００へと送信される。なお、１台のカメラ装置２００で複数の射出成形機１００の信号灯８０を撮像していてもよい。

なお、本実施形態においては、信号灯８０の動作に関する情報を取得する信号灯情報取得装置として、信号灯８０の動作を撮像する撮像装置であるカメラ装置２００を用いるものとして説明するが、これに限られるものではない。信号灯情報取得装置は、信号灯８０の動作に関する情報を取得する装置であればカメラ装置２００に限らずどのような装置であってもよい。

＜上位管理装置＞
図５は、上位管理装置３００の機能ブロック図である。上位管理装置３００は、入力部３１０と、表示部３２０と、制御部３３０と、を備えている。

入力部３１０は、制御部３３０と接続され、操作者による入力操作を受け付け、入力操作に応じた信号を制御部３３０に出力する。表示部３２０は、制御部３３０による制御下で、射出成形機１００の運転状態等を表示する状態表示画面などを表示する。操作者は、入力部３１０を操作することにより要求する表示画面を表示部３２０に表示させることができる。

制御部３３０は、画像取得部３３１と、点灯パターン取得部３３２と、対象状態判定部３３３と、算出部３３４と、表示画面生成部３３５と、判定情報設定部３３６と、記憶部３３７と、を備えている。

画像取得部３３１は、カメラ装置２００から画像を取得する。

点灯パターン取得部３３２は、画像取得部３３１で取得した画像から、射出成形機１００が備える信号灯８０の点灯パターンを取得する。例えば、記憶部３３７には、画像上の位置（座標）と、射出成形機１００を識別する識別情報と、が対応付けした画像位置テーブルが格納されている。点灯パターン取得部３３２は、画像位置テーブルに基づいて、画像上の位置における色変化を取得するとこで、識別情報で特定される射出成形機１００の信号灯８０の点灯パターンを取得する。なお、点灯パターンの判定方法は、これに限られるものではなく、画像認識等により信号灯８０の位置を特定し、その色変化を取得することで、射出成形機１００が備える信号灯８０の点灯パターンを取得してもよい。

対象状態判定部３３３は、点灯パターン取得部３３２で取得した点灯パターンに基づいて、射出成形機１００の運転状態を判定する。ここで、記憶部３３７には、射出成形機１００の運転状態と信号灯８０の点灯パターンとを対応付けした点灯パターンテーブルが格納されている。対象状態判定部３３３は、点灯パターン取得部３３２で取得した点灯パターンおよび記憶部３３７に記憶された点灯パターンテーブルに基づいて、射出成形機１００の運転状態を判定する。また、対象状態判定部３３３は、判定した射出成形機１００の運転状態を記憶部３３７にロギングデータとして記憶させる。

算出部３３４は、ロギングされた射出成形機１００の運転状態に基づいて、表示部３２０に表示する各種の管理指標を算出する。算出する管理指標としては、例えば、過去２４時間における運転状態の割合を算出する。また、管理指標として、稼働率や可働率などを算出するように構成してもよい。

表示画面生成部３３５は、表示部３２０に表示する表示画面を生成する。

判定情報設定部３３６は、入力部３１０を通じた操作者による操作入力に応じて、表示部３２０に点灯パターンの設定画面を表示し、操作者が入力した運転状態と点灯パターンとの対応付けを点灯パターンテーブルをとして、記憶部３３７に記憶させる。なお、射出成形機１００の記憶部９５に記憶される点灯パターンテーブルと、上位管理装置３００の記憶部３３７に記憶される点灯パターンテーブルとは、対応するように設定される。

また、判定情報設定部３３６は、画像位置テーブルを設定する設定画面を表示し、操作者が入力した画像上の位置と射出成形機１００を識別する識別情報との対応付けを画像位置テーブルをとして、記憶部３３７に記憶させる。

記憶部３３７は、制御部３３０のＣＰＵで実行されるプログラムや各種テーブル等が記憶されている。なお、射出成形機１００の記憶部９５の点灯パターンテーブルと、上位管理装置３００の記憶部３３７の点灯パターンテーブルとは、対応している。なお、射出成形機１００および上位管理装置３００にプリセットされている設定（点灯パターンテーブル）を用いてもよく、射出成形機１００および上位管理装置３００のそれぞれに操作者が入力してもよく、外部記憶装置を介して設定（点灯パターンテーブル）をコピーしてもよく、その他の方法であってもよい。

≪射出成形機管理システムの動作≫
次に、射出成形機管理システム４００の動作について、図６および図７を用いて説明する。図６は、射出成形機１００の制御部９０が実行する信号灯制御処理のフローチャートである。ステップＳ１０１において、状態取得部９１は、射出成形機１００の運転状態を取得する。ステップＳ１０２において、点灯パターン決定部９２は、状態取得部９１で取得した射出成形機１００の運転状態に基づいて、信号灯８０の点灯パターンを決定する。ステップＳ１０３において、信号灯制御部９３は、点灯パターン決定部９２で決定した点灯パターンに基づいて、信号灯８０の点灯・消灯・点滅等を制御する。

図７は、上位管理装置３００の制御部３３０が実行する管理処理のフローチャートである。ステップＳ２０１において、画像取得部３３１は、カメラ装置２００から画像を取得する。ステップＳ２０２において、点灯パターン取得部３３２は、画像取得部３３１で取得した画像から、射出成形機１００が備える信号灯８０の点灯パターンを取得する。ステップＳ２０３において、対象状態判定部３３３は、点灯パターン取得部３３２で取得した点灯パターンに基づいて、射出成形機１００の運転状態を判定する。ステップＳ２０４において、対象状態判定部３３３は、判定した射出成形機１００の運転状態を記憶部３３７にロギングデータとして記憶させる。ステップＳ２０５において、算出部３３４は、ロギングされた射出成形機１００の運転状態に基づいて、管理指標を算出する。ステップＳ２０６において、表示画面生成部３３５は、表示画面を生成し、生成した表示画面を表示部３２０に表示する。

図８は、上位管理装置３００の表示部３２０に表示される表示画面の一例を示す図である。表示画面８００は、管理対象である射出成形機１００の現在の運転状態を表示する運転状態表示領域８１０と、算出部３３４で算出された管理指標を表示する管理指標表示領域８２０と、を有している。

運転状態表示領域８１０には、管理対象である射出成形機１００と一対一に対応する表示領域８１１が設けられている。また、点灯パターン取得部３３２により射出成形機１００が備える信号灯８０が点灯・点滅等していることを検知した場合、信号灯８０の点灯パターン（色や点灯・点滅）を再現したアイコン８１２が表示される。このような構成により、管理者は、現在の射出成形機１００の運転状態を表示画面８００を見ることで確認することができる。

管理指標表示領域８２０には、算出部３３４で算出された管理指標情報８２１が表示される。図８の例では、管理指標情報８２１として過去２４時間における運転状態の割合を円グラフで示している。このような構成により、管理者は、射出成形機１００の運転状態の傾向を把握することができるので、生産管理や保守管理に利用することができる。

以上、本実施形態に係る射出成形機管理システム４００によれば、簡易な構成で射出成形機１００の運転状態を取得する管理システムを構築することができる。また、射出成形機１００から上位管理装置３００へと通信する通信ケーブルを設けなくても、上位管理装置３００は射出成形機１００の運転状態を取得して管理することができるので、通信ケーブルを敷設する設備コストを削減することができる。また、射出成形機１００や射出成形機１００に付帯する装置等が動作する際に電磁ノイズが発生しても、カメラ装置２００の映像から運転状態を取得することができるので、ノイズ耐性の高い管理システムを構築することができる。

また、上位管理装置３００が通信回線と接続され、スマートフォン等の携帯情報端末に運転状態や管理指標を送信するように構成してもよい。これにより、管理者が遠隔地にいる場合でも、射出成形機１００の運転状態を管理することができる。

また、上位管理装置３００と、射出成形機１００に付帯する装置とがネットワークで接続され、射出成形機１００の運転状態に応じて付帯する装置を操作するように構成してもよい。これにより、通信機能を有しない射出成形機１００であっても、上位管理装置３００を介して付帯する装置の動作を制御することができる。

なお、上位管理装置３００の制御部３３０は、対象状態判定部３３３で判定した射出成形機１００の運転状態をロギングするもとして説明したが、点灯パターン取得部３３２で取得した射出成形機１００が備える信号灯８０の点灯パターンをロギングする構成であってもよい。

また、カメラ装置２００は、撮像した画像を上位管理装置３００に送信するものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、カメラ装置２００が点灯パターン取得部３３２の機能を備えることにより、取得した点灯パターンを上位管理装置３００に送信するようにしてもよい。また、カメラ装置２００が点灯パターン取得部３３２および対象状態判定部３３３の機能を備えることにより、射出成形機１００の運転状態を上位管理装置３００に送信するようにしてもよい。これにより、カメラ装置２００から上位管理装置３００に送信する情報量を削減することができる。

以上、射出成形機の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

４００ 射出成形機管理システム
１００ 射出成形機
７０ 入力・表示パネル部
８０ 信号灯
９０ 制御部
９１ 状態取得部
９２ 点灯パターン決定部
９３ 信号灯制御部
９４ 点灯パターン設定部
９５ 記憶部
２００ カメラ装置（信号灯情報取得装置、撮像装置）
３００ 上位管理装置
３１０ 入力部
３２０ 表示部
３３０ 制御部
３３１ 画像取得部
３３２ 点灯パターン取得部
３３３ 対象状態判定部
３３４ 算出部
３３５ 表示画面生成部
３３６ 判定情報設定部
３３７ 記憶部

Claims (6)

1. 運転状態に基づいて信号灯を動作させる射出成形機と、
   前記信号灯の動作に関する情報を取得する信号灯情報取得装置と、
   前記信号灯情報取得装置で取得した情報に基づいて前記射出成形機の運転状態を取得する上位管理装置と、を備える射出成形機管理システム。
2. 前記信号灯情報取得装置は、前記信号灯の動作を撮像する撮像装置を有し、
   前記上位管理装置は、前記撮像装置で撮像された画像に基づいて前記射出成形機の運転状態を取得する
   請求項１に記載の射出成形機管理システム。
3. 前記射出成形機は、
   運転状態を取得する状態取得部と、
   取得された前記運転状態に基づいて前記信号灯の点灯パターンを決定する点灯パターン決定部と、
   決定された前記点灯パターンで前記信号灯を動作させる信号灯制御部と、を有し、
   前記上位管理装置は、
   前記撮像装置で撮像された画像を取得する画像取得部と、
   取得された画像から前記信号灯の点灯パターンを取得する点灯パターン取得部と、
   判定された前記点灯パターンから前記射出成形機の運転状態を判定する対象状態判定部と、を有する
   請求項２に記載の射出成形機管理システム。
4. 前記上位管理装置は、
   前記対象状態判定部で判定した前記射出成形機の運転状態をロギングデータとして記憶する記憶部を有する
   請求項３に記載の射出成形機管理システム。
5. 前記上位管理装置は、
   前記ロギングデータに基づいて、管理指標を算出する算出部を有する
   請求項４に記載の射出成形機管理システム。
6. 前記上位管理装置は、
   前記対象状態判定部で判定した前記射出成形機の運転状態を表示する表示部を備える
   請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の射出成形機管理システム。

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