JP2020131580A - 射出成形機の内部変数ロギング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形機で発生する異常の原因を確実かつ容易に調査することができ、調査に必要な各種データを収集するために、パーソナルコンピュータ等を接続し続ける必要がない、射出成形機のデータロギング方法を提供する。【解決手段】射出成形機（１）のコントローラには、各種センサからの測定データ、接点からの接点データ、サーボアンプ等の制御機器からの制御用データが、内部変数として入力されている。この内部変数のうち選択したものをコントローラ内の所定の記憶領域に制御周期で記録し（５）、これを内部変数ロギングデータ（９）とする。そして射出成形機（１）においてあらかじめ指定された保存条件が成立したとき、内部変数ロギングデータの更新を停止した状態で保存（６、１０）するように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形機において異常が発生したときその原因を解析するために必要となる各種のデータについて、これをロギングする方法に関するものである。

射出成形機は、従来周知のように、加熱シリンダと該加熱シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュとからなる射出装置、該射出装置から溶融樹脂が射出される金型、この金型を型締する型締装置等から構成されている。これら各装置には、溶融樹脂の温度や加熱シリンダの温度を測定する温度センサ、射出時や保圧時の溶融樹脂の圧力を測定する圧力センサ、スクリュの位置を測定する位置センサ等の各種のセンサが設けられている。また、各装置を駆動するモータ、例えばサーボモータには、これを制御するサーボアンプ等の制御機器が設けられている。射出成形機のコントローラには、これらセンサで測定される温度や圧力、位置等の測定値データ、および制御機器で扱われる制御用データ等が所定の制御周期で収集される。コントローラには各種装置を制御する制御用プログラムが複数動作しており、収集されたこれらのデータに基づいて各種装置を制御している。

射出成形機によって成形品を成形する成形サイクルを連続的に実施しているとき異常が発生して成形サイクルが停止することがある。異常の原因は色々であり、比較的容易に判明するものもあれば、究明が困難なものもある。従来、後者のような究明が困難な異常を調査する場合、所定のモニタプログラムを備えたパーソナルコンピュータと射出成形機とをＬＡＮで接続し、射出成形機内で収集されている測定値データや制御用データ、および射出成形機内で動作している制御用プログラムの処理内容等の各種データをパーソナルコンピュータに取り込み逐次表示させるようにする。異常が発生したら、そのときに表示されている各種データを元に原因を調査する。

特開２００３−３３９５８号公報 特開２０１０−１２５６３２号公報

発生した異常を検出するための他の方法が特許文献１において提案されている。特許文献１の方法では、このような異常が検出されたときこれをイベントとみなして、イベントの種別と、イベント発生時刻と、イベントの種別に対してあらかじめ定められた参照データ、例えば温度、圧力等とからなるイベントログを射出成形機内の記憶領域に記憶する。異常と関連してイベントログを保存することができるので、後で異常の原因を調べることができる。特許文献２は、本発明と直接関係がある文献ではないが、測定値データを指定した所定の時間だけサンプリングして射出成形機内のコントローラに保存し、これを外部記憶媒体にコピーすることができる射出成形機が記載されている。所望の期間について測定値データを記録して外部記憶媒体にコピーできるので、パーソナルコンピュータ等によって測定値データを解析することができる。

従来の方法のように、モニタプログラムを備えたパーソナルコンピュータを射出成形機に接続しても、射出成形機で発生した異常の原因を調査することはできるし、特許文献１に記載の方法で記録されたイベントログによっても異常の原因を調査することはできる。しかしながら、これらには解決すべき課題も見受けられる。まず従来の方法については、射出成形機の近傍にパーソナルコンピュータを設置するスペースを確保しなければならない。発生頻度が低い異常について原因を調査する場合には、長期間パーソナルコンピュータを接続した状態にしなければならないので、射出成形機を操作するための作業スペースを圧迫する。他の問題もある。モニタプログラムでは各種データを表示することはできるが、最新の値を表示するだけであり、異常が発生する前の各種データの履歴を見ることができない。そうすると十分に原因の調査ができない場合がある。さらには、パーソナルコンピュータを停止すると、表示されていた各種データが揮発して見れなくなる点も問題である。そこで、例えばモニタプログラムを改良して、各種データを逐次表示するだけでなく、これらをパーソナルコンピュータ内の不揮発性メモリに所定のサンプリング周期で保存するようにすれば、いくつかの問題が解決するかもしれない。すなわち異常が発生する前の各種データの履歴も見ることができるし、パーソナルコンピュータを停止してもデータの損失は防止できるからである。しかしながら、サンプリング周期によっては、原因究明に必要なデータが十分に揃えられず、異常発生時における射出成形機内の制御用プログラムの処理を正確に再現できない場合もある。そうすると原因の解析ができない場合がある。仮にサンプリング周期を射出成形機のコントローラの制御周期と実質的に同じにすれば、異常発生時における制御用プログラムの処理を再現できる可能性が高まるが、これらの周期を完全に同期させることは実質的にできないので、必要なデータが欠損して制御用プログラムの処理を完全には再現できない。つまり異常の原因の究明ができない場合がある。さらには、パーソナルコンピュータの不揮発性メモリに各種データを保存する場合、保存期間が長期間に及ぶと不揮発性メモリの容量を越える問題もある。特許文献２に記載の方法については、パーソナルコンピュータを接続する必要がなく、異常時のイベントログを射出成形機内の記憶領域に保存するようにしているので優れているが、イベントログだけでは異常の原因を究明できない場合もある。つまり異常の原因を調査するには、情報量が少ないという問題がある。

本発明は、上記したような問題点を解決した射出成形機の各種データのロギング方法を提供することを目的とし、具体的には、射出成形機で発生した異常の原因を調査するとき、パーソナルコンピュータを接続し続ける必要がなく、ロギングした各種データから異常発生時あるいは異常発生前における制御用プログラムの処理を正確に再現することができ、それによって発生した異常の原因を容易に調査することができ、制御用プログラムの処理の再現に必要な各種データは、射出成形機等を停止したとしても揮発することがなく、さらにはロギングしても記憶領域を圧迫することがない、射出成形機の各種データのロギング方法および射出成形機を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、射出成形機のコントローラ内の内部変数をロギングする方法として構成される。射出成形機は、各種センサからの測定データ、接点からの接点データ、サーボアンプ等の制御機器からの制御用データが、所定の制御周期でサンプリングされてコントローラに内部変数として入力される。コントローラ内で実行する制御用プログラムはこの内部変数を処理して射出成形機を制御するようになっている。本発明はサイクリック書き込み方式により、内部変数の選択したものをコントローラ内の所定の記憶領域に制御周期で記録し、これを内部変数ロギングデータとする。そして射出成形機においてあらかじめ指定された保存条件が成立したとき、内部変数ロギングデータの更新を停止した状態で保存するように構成する。

すなわち本発明は、各種センサからの測定データ、接点からの接点データ、サーボアンプ等の制御機器からの制御用データが、所定の制御周期でサンプリングされて射出成形機のコントローラに内部変数として入力され、該内部変数が前記コントローラ内の複数個の制御用プログラムによって処理され、処理された前記内部変数のいくつかが出力用の前記接点データや前記制御データとして前記接点や前記制御機器に出力されて、制御されるようになっている前記射出成形機において、最古のデータを上書き消去しながら所定期間分の履歴を記録するサイクリック書き込み方式により、前記内部変数の選択したものを前記コントローラ内の所定の記憶領域に前記制御周期で記録し、これを内部変数ロギングデータとし、前記射出成形機においてあらかじめ指定された保存条件が成立したとき、前記内部変数ロギングデータの更新を停止した状態で保存することを特徴とする、射出成形機の内部変数ロギング方法として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内部変数ロギング方法において、前記記憶領域は不揮発性メモリ内に設け、前記保存条件が成立したとき前記内部変数ロギングデータの更新を停止することを特徴とする、射出成形機の内部変数ロギング方法として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の内部変数ロギング方法において、前記記憶領域とは別に不揮発性メモリ内に他の記憶領域を設け、前記保存条件が成立したとき、前記内部変数ロギングデータの更新は継続するようにすると共に前記内部変数ロギングデータを前記他の記憶領域にコピーするようにし、それによって前記内部変数ロギングデータの更新を実質的に停止した状態で保存することを特徴とする、射出成形機の内部変数ロギング方法として構成される。

以上のように本発明は、各種センサからの測定データ、接点からの接点データ、サーボアンプ等の制御機器からの制御用データが、所定の制御周期でサンプリングされて射出成形機のコントローラに内部変数として入力され、該内部変数がコントローラ内の複数個の制御用プログラムによって処理され、処理された内部変数のいくつかが出力用の接点データや制御データとして接点や制御機器に出力されて、制御されるようになっている射出成形機を対象としている。すなわち実質的に全ての射出成形機を対象としている。そして、本発明は、最古のデータを上書き消去しながら所定期間分の履歴を記録するサイクリック書き込み方式により、内部変数の選択したものをコントローラ内の所定の記憶領域に制御周期で記録し、これを内部変数ロギングデータとする。内部変数は測定データ、接点データ、制御用データであるので、実質的に射出成形機に対して入出力される全てのデータが対象となる。このような中から選択したものについてサイクリックに記録するので、記憶領域を圧迫することなく内部変数をロギングすることができる。このような記録された内部変数ロギングデータを分析すれば、異常等の色々な事象を分析できる。さらには、コントローラの制御周期で記録するので、分析時において制御用プログラムの処理を完全に再現できることも保証される。本発明では、射出成形機においてあらかじめ指定された保存条件が成立したとき、内部変数ロギングデータの更新を停止した状態で保存する。あらかじめ調査したい特定の異常についてその発生を保存条件として指定しておけば、当該異常が発生したタイミングで内部変数ロギングデータの更新を停止した状態で保存できる。そうすると異常発生の少し前から発生時までに実施していた制御用プログラムの処理を再現でき、異常の原因を確実に調査することができる。他の発明によると、記憶領域とは別に不揮発性メモリ内に他の記憶領域を設け、保存条件が成立したとき、内部変数ロギングデータの更新は継続するようにすると共に内部変数ロギングデータを他の記憶領域にコピーするようにし、それによって内部変数ロギングデータの更新を実質的に停止した状態で保存するように構成されている。このようにすると、例えば最初に保存条件が成立したときに初回の内部変数ロギングデータとして他の記憶領域に保存し、２回目に保存条件が成立したときには、初回の内部変数ロギングデータとは別に２回目の内部変数ロギングデータとして他の記憶領域に保存することができる。つまり他の記憶領域に余裕があれば複数回にわたって内部変数ロギングデータを保存することができる。そうすると、さらに詳しく異常の原因を調査することができる。

本発明の実施の形態に係る射出成形機のコントローラ内における処理を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る射出成形機１も従来の射出成形機と同様に構成されており、図１には簡略的に示されているが、樹脂を射出する射出装置、金型を型締する型締装置等から構成されている。これらの装置には、各種のセンサが設けられている。例えば、型締装置には型締力を測定する歪みセンサが、射出装置には、溶融樹脂の温度を測定する温度センサ、射出圧力を測定する圧力センサ、スクリュの位置を検出する位置センサ等が設けられている。このような各種センサによって温度、圧力、位置等の測定データが測定され、射出成形機１のコントローラに入力されている。射出成形機１を構成する各装置には、サーボモータ等のアクチュエータが設けられており、これを駆動する制御機器、例えばサーボモータに対してはサーボアンプが設けられている。また、射出成形機１に電力を供給する電源装置も制御機器ということができる。これらの制御機器もコントローラに接続され、制御機器において扱われる制御用データ、例えばサーボアンプであればモータの回転位置、トルク等がコントローラに入力され、そしてコントローラから指令として制御機器に出力されている。射出成形機１には各種の接点スイッチも設けられており、接点入力、接点出力からなる接点データが、射出成形機１のコントローラとの間で入出力されている。

これらの測定データ、接点データ、制御用データ等は射出成形機１のコントローラに入力され、所定の記憶領域に内部変数として格納される。コントローラには各種装置を制御するための制御用プログラムが複数設けられているが、内部変数はこれらの制御用プログラムから参照したり書き換えたりすることができるようになっている。つまり共有メモリのように各制御用プログラムからアクセスできる。そして制御用プログラムによって処理されて書き換えられた内部変数は、制御機器に出力され制御機器が制御されることになる。ところで、内部変数には前記した測定データ、接点データ、制御用データ以外に、内部タイマーや内部フラグ等、任意に仮想的なデータを設けることもでき、複数の制御用プログラム間でデータを共有し交換できるようになっている。

本実施の形態に係る射出成形機１は、異常が発生したときにその原因の分析ができるよう、これらの内部変数を所定の期間ロギングし保存する内部変数ロギング機能３がコントローラ内に設けられている。内部変数ロギング機能３は、以下の処理およびファイルから構成されている。
（１）ロギング処理５
条件ファイル８に定義されているロギング対象の内部変数について、制御周期毎に読み込んで内部変数ロギングデータファイル９に保存する処理である。
（２）ロギングデータ保存処理６
条件ファイル８に定義されている保存条件が射出成形機１において成立したとき、内部変数ロギングデータファイル９の内容をロギングデータ保存ファイル１０にコピーする処理である。
（３）条件ファイル８
ロギング対象の内部変数と、保存条件とを定義するファイルである。内部変数はその全てまたは一部だけを指定してロギング対象とすることができ、このファイルで定義された内部変数がロギング処理５によってサンプリングされて、内部変数ロギングデータファイル９に保存される。保存条件は、これが成立したタイミングの内部変数ロギングデータファイル９を保存するための条件であり、射出成形機１で発生する異常状態等を定義できる。例えば、型開完了を検出後型閉じに移行せず所定の内部タイマーがタイムオーバーしたとき、射出装置のスクリュのトルクが制限値をオーバーしたとき、等の条件を定義する。
（４）内部変数ロギングデータファイル９
ロギング対象の内部変数について、制御周期でサンプリングしたデータを保存するファイルである。このファイルは、いわゆるサイクリック書き込み方式のファイルになっており、逐次最新の内部変数のデータが追加され、規定の最大保存数に達したら、最古のデータが最新のデータによって上書きされるようになっている。常に、内部変数が最新のデータから過去方向に最大保存数だけ保存されるようになっている。このようにしてロギングされた内部変数のデータの履歴を、本明細書では内部変数ロギングデータと呼ぶ。
（５）ロギングデータ保存ファイル１０
内部変数ロギングデータファイル９の全体、つまり内部変数ロギングデータをコピーして保存するためのファイルである。保存条件が成立する度に、ロギングデータ保存処理６がそのタイミングの内部変数ロギングデータをロギングデータ保存ファイル１０にコピーするが、数回分のコピーができるようにこのファイル容量は大きくなっている。本実施の形態においては、ロギングデータ保存ファイル１０は不揮発性メモリ内に設けられている。従って、射出成形機１の電源が停止してもファイル内のデータが揮発することはない。

本実施の形態に係る射出成形機１は、メンテナンス用のパーソナルコンピュータ１２を接続して、内部変数ロギング機能３を保守するようになっている。射出成形機１とパーソナルコンピュータ１２をＬＡＮ接続する。そうすると、パーソナルコンピュータ１２上の操作で、条件ファイル８においてロギング対象の内部変数を定義したり、保存条件を定義することができる。これらの定義が容易に実施できるように、パーソナルコンピュータ１２に専用のアプリケーションプログラムを用意してもよい。ロギング対象の内部変数と保存条件を定義したら、射出成形機１からパーソナルコンピュータ１２を切断してもよい。射出成形機１の運転を開始すると、ロギング処理５は条件ファイル８に定義されているロギング対象の内部変数を制御周期で読み込んで、内部変数ロギングデータファイル９にサイクリックに記録する。ロギングデータ保存ファイル１０は、条件ファイル８に定義されている保存条件が射出成形機１において成立するか否かを監視する。成立したら、そのタイミングで内部変数ロギングデータ９の内容を全てロギングデータ保存ファイル１０にコピーする。これによって、ロギングデータ保存ファイル１０には、データの更新が停止した状態の内部変数ロギングデータが保存されることになる。保存条件が成立した後でロギング処理５は処理を停止してもよいが、本実施の形態においては処理を継続する。すなわち引き続き内部変数ロギングデータファイル９に、最新の内部条件のデータを追加し続ける。ロギングデータ保存処理６が、再度保存条件が成立したことを検出したら、そのタイミングにおける最新の内部変数ロギングデータをロギングデータ保存ファイル１０にコピーする。このとき前回コピーした内部変数ロギングデータを残した状態で、新たに追加する。ロギングデータ保存ファイル１０には、その容量に応じて複数のタイミングにおける複数個の内部変数ロギングデータを保存することができる。パーソナルコンピュータ１２を射出成形機１にＬＡＮ接続して、ロギングデータ保存ファイル１０に保存されている内部変数ロギングデータをパーソナルコンピュータ１２にコピーする。必要であればＵＳＢメモリ１３にコピーすることもできる。内部変数ロギングデータを取り込んだら、パーソナルコンピュータ１２を射出成形機１から切断してもよい。パーソナルコンピュータ１２において、内部変数ロギングデータを解析し、保存条件が成立した原因を調査する。内部変数ロギングデータには、制御用プログラムが処理する内部変数と同じデータがコントローラの制御周期で保存されているので、制御用プログラムの処理を完全に再現することができる。これによって原因の究明が容易になる。

本実施の形態に係る内部変数ロギング機能３は色々な変形が可能である。例えば、ロギングデータ保存処理６とロギングデータ保存ファイル１０とを省略することができる。この場合ロギング処理５は、ロギング対象の内部変数について、制御周期毎に読み込んで内部変数ロギングデータファイル９に保存するようにするだけでなく、保存条件が成立するか否かも監視するようにする。そして射出成形機１において保存条件が成立したことを検出したら、内部変数ロギングデータファイル９への書き込みを停止する。これによって、内部変数ロギングデータの更新を停止できる。これをパーソナルコンピュータ１２に読み込めば、保存条件が成立した原因を調査できる。なお、この場合、内部変数ロギングデータファイル９は不揮発性メモリに設けることが好ましい。射出成形機１の電源を落としたとき、内部変数ロギングデータが消失することを防止することができるからである。

１ 射出成形機
３ 内部変数ロギング機能
５ ロギング処理
６ ロギングデータ保存処理
８ 条件ファイル
９ 内部変数ロギングデータファイル
１０ ロギングデータ保存ファイル
１２ パーソナルコンピュータ
１３ ＵＳＢメモリ

すなわち本発明は、各種センサからの測定データ、接点からの接点データ、制御機器からの制御用データが、所定の制御周期でサンプリングされて射出成形機のコントローラに内部変数として入力され、該内部変数が前記コントローラ内の複数個の制御用プログラムによって処理され、処理された前記内部変数のいくつかが出力用の前記接点データや前記制御用データとして前記接点や前記制御機器に出力されて、制御されるようになっている前記射出成形機において、最古のデータを上書き消去しながら所定期間分の履歴を記録するサイクリック書き込み方式により、前記内部変数の選択したものを前記コントローラ内の所定の記憶領域に記録して内部変数ロギングデータとするとき、記録する周期は前記制御周期とするようにし、前記射出成形機においてあらかじめ指定された保存条件が成立したとき、前記内部変数ロギングデータの更新を停止した状態で保存することを特徴とする、射出成形機の内部変数ロギング方法として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内部変数ロギング方法において、前記記憶領域は不揮発性メモリ内に設け、前記保存条件が成立したとき前記内部変数ロギングデータの更新を停止することを特徴とする、射出成形機の内部変数ロギング方法として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の内部変数ロギング方法において、前記記憶領域とは別に不揮発性メモリ内に他の記憶領域を設け、前記保存条件が成立したとき、前記内部変数ロギングデータの更新は継続するようにすると共に前記内部変数ロギングデータを前記他の記憶領域にコピーするようにし、それによって前記内部変数ロギングデータの更新を実質的に停止した状態で保存することを特徴とする、射出成形機の内部変数ロギング方法として構成される。

以上のように本発明は、各種センサからの測定データ、接点からの接点データ、サーボアンプ等の制御機器からの制御用データが、所定の制御周期でサンプリングされて射出成形機のコントローラに内部変数として入力され、該内部変数がコントローラ内の複数個の制御用プログラムによって処理され、処理された内部変数のいくつかが出力用の接点データや制御用データとして接点や制御機器に出力されて、制御されるようになっている射出成形機を対象としている。すなわち実質的に全ての射出成形機を対象としている。そして、本発明は、最古のデータを上書き消去しながら所定期間分の履歴を記録するサイクリック書き込み方式により、内部変数の選択したものをコントローラ内の所定の記憶領域に記録して内部変数ロギングデータとするとき、記録する周期は前記制御周期とするようにする。内部変数は測定データ、接点データ、制御用データであるので、実質的に射出成形機に対して入出力される全てのデータが対象となる。このような中から選択したものについてサイクリックに記録するので、記憶領域を圧迫することなく内部変数をロギングすることができる。このような記録された内部変数ロギングデータを分析すれば、異常等の色々な事象を分析できる。さらには、コントローラの制御周期で記録するので、分析時において制御用プログラムの処理を完全に再現できることも保証される。本発明では、射出成形機においてあらかじめ指定された保存条件が成立したとき、内部変数ロギングデータの更新を停止した状態で保存する。あらかじめ調査したい特定の異常についてその発生を保存条件として指定しておけば、当該異常が発生したタイミングで内部変数ロギングデータの更新を停止した状態で保存できる。そうすると異常発生の少し前から発生時までに実施していた制御用プログラムの処理を再現でき、異常の原因を確実に調査することができる。他の発明によると、記憶領域とは別に不揮発性メモリ内に他の記憶領域を設け、保存条件が成立したとき、内部変数ロギングデータの更新は継続するようにすると共に内部変数ロギングデータを他の記憶領域にコピーするようにし、それによって内部変数ロギングデータの更新を実質的に停止した状態で保存するように構成されている。このようにすると、例えば最初に保存条件が成立したときに初回の内部変数ロギングデータとして他の記憶領域に保存し、２回目に保存条件が成立したときには、初回の内部変数ロギングデータとは別に２回目の内部変数ロギングデータとして他の記憶領域に保存することができる。つまり他の記憶領域に余裕があれば複数回にわたって内部変数ロギングデータを保存することができる。そうすると、さらに詳しく異常の原因を調査することができる。

Claims (3)

1. 各種センサからの測定データ、接点からの接点データ、サーボアンプ等の制御機器からの制御用データが、所定の制御周期でサンプリングされて射出成形機のコントローラに内部変数として入力され、該内部変数が前記コントローラ内の複数個の制御用プログラムによって処理され、処理された前記内部変数のいくつかが出力用の前記接点データや前記制御データとして前記接点や前記制御機器に出力されて、制御されるようになっている前記射出成形機において、
   最古のデータを上書き消去しながら所定期間分の履歴を記録するサイクリック書き込み方式により、前記内部変数の選択したものを前記コントローラ内の所定の記憶領域に前記制御周期で記録し、これを内部変数ロギングデータとし、
   前記射出成形機においてあらかじめ指定された保存条件が成立したとき、前記内部変数ロギングデータの更新を停止した状態で保存することを特徴とする、射出成形機の内部変数ロギング方法。
2. 請求項１に記載の内部変数ロギング方法において、前記記憶領域は不揮発性メモリ内に設け、前記保存条件が成立したとき前記内部変数ロギングデータの更新を停止することを特徴とする、射出成形機の内部変数ロギング方法。
3. 請求項１に記載の内部変数ロギング方法において、前記記憶領域とは別に不揮発性メモリ内に他の記憶領域を設け、前記保存条件が成立したとき、前記内部変数ロギングデータの更新は継続するようにすると共に前記内部変数ロギングデータを前記他の記憶領域にコピーするようにし、それによって前記内部変数ロギングデータの更新を実質的に停止した状態で保存することを特徴とする、射出成形機の内部変数ロギング方法。

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