JP2021122955A - 射出成形機の調整装置、及び射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形機の機械部品の動作によって異常音が発生した際に、自動的に異常音の発生を抑制できる、技術を提供する。
【解決手段】射出成形機を構成する機械部品の動作によって発生した動作音を取得する取得部と、前記取得部によって取得した前記動作音の特徴を取得する分析部と、前記機械部品の動作によって発生する異常音の特徴を記憶する記憶部と、前記分析部によって取得した特徴と、前記記憶部によって記憶した特徴とから、異常音の発生した前記機械部品を特定する特定部と、前記特定部によって特定された前記機械部品の動作に対する指令を調整する調整部と、を含む、射出成形機の調整装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、射出成形機の調整装置、及び射出成形機に関する。

特許文献１の射出成形機の監視方法は、射出成形機の各作動部の振動及び作動音を加速度センサ及びマイクロフォンにより各成形工程毎にモニターし、そのモニター信号の周期から成形工程のサイクルタイムの安定状態を監視すると共に、各モニター信号の異常値から各作動部の異常発生を監視する。

特開平５−５０４８０号公報

従来、射出成形機の機械部品の動作によって振動音又は摺動音等の異常音が発生すると、射出成形機のユーザは修理業者等の熟練者に連絡し、熟練者が異常音を発生した機械部品を特定し、機械部品の動作に対する指令を調整していた。それゆえ、熟練者が到着するまで、異常音が発生する状態で射出成形機の運転を続行するか、又は射出成形機の運転を中断していた。

本発明の一態様は、射出成形機の機械部品の動作によって異常音が発生した際に、自動的に異常音の発生を抑制できる、技術を提供する。

本発明の一態様に係る射出成形機の調整装置は、
射出成形機を構成する機械部品の動作によって発生した動作音を取得する取得部と、
前記取得部によって取得した前記動作音の特徴を取得する分析部と、
前記機械部品の動作によって発生する異常音の特徴を記憶する記憶部と、
前記分析部によって取得した特徴と、前記記憶部によって記憶した特徴とから、異常音の発生した前記機械部品を特定する特定部と、
前記特定部によって特定された前記機械部品の動作に対する指令を調整する調整部と、
を含む。

本発明の一態様によれば、射出成形機の機械部品の動作によって異常音が発生した際に、自動的に異常音の発生を抑制できる。

図１は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。 図２は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。 図３は、一実施形態に係る射出成形機の調整装置の構成要素を機能ブロックで示す図である。 図４（Ａ）は正常時の動作音の周波数特性を示す図であり、図４（Ｂ）は異常時の動作音の周波数特性を示す図であり、図４（Ｃ）は異常音の周波数特性を示す図である。 図５は、データベースの一例を部分的に示す図である。 図６は、図５のデータベースの残部を示す図である。 図７は、ノッチフィルタの一例を示す図である。 図８は、速度指令作成部の一例を示す図である。 図９は、ゲイン補正部の一例を示す図である。 図１０は、充填工程における補正前の比例ゲインと補正後の比例ゲインの一例を示す図である。 図１１は、充填工程における補正前の速度指令と、補正後の速度指令の一例を示す図である。 図１２は、設定補正部の別の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。

図１は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図２は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。本明細書において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向を表し、Ｚ軸方向は鉛直方向を表す。型締装置１００が横型である場合、Ｘ軸方向は型開閉方向であり、Ｙ軸方向は射出成形機１０の幅方向である。Ｙ軸方向負側を操作側と呼び、Ｙ軸方向正側を反操作側と呼ぶ。

図１〜図２に示すように、射出成形機１０は、金型装置８００を開閉する型締装置１００と、金型装置８００で成形された成形品を突き出すエジェクタ装置２００と、金型装置８００に成形材料を射出する射出装置３００と、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる移動装置４００と、射出成形機１０の各構成要素を制御する制御装置７００と、射出成形機１０の各構成要素を支持するフレーム９００とを有する。フレーム９００は、型締装置１００を支持する型締装置フレーム９１０と、射出装置３００を支持する射出装置フレーム９２０とを含む。型締装置フレーム９１０および射出装置フレーム９２０は、それぞれ、レベリングアジャスタ９３０を介して床２に設置される。射出装置フレーム９２０の内部空間に、制御装置７００が配置される。以下、射出成形機１０の各構成要素について説明する。

（型締装置）
型締装置１００の説明では、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。

型締装置１００は、金型装置８００の型閉、昇圧、型締、脱圧および型開を行う。金型装置８００は、固定金型８１０と可動金型８２０とを含む。

型締装置１００は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置１００は、固定金型８１０が取り付けられる固定プラテン１１０と、可動金型８２０が取り付けられる可動プラテン１２０と、固定プラテン１１０と間隔をおいて配置されるトグルサポート１３０と、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０を連結するタイバー１４０と、トグルサポート１３０に対して可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させるトグル機構１５０と、トグル機構１５０を作動させる型締モータ１６０と、型締モータ１６０の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構１７０と、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０の間隔を調整する型厚調整機構１８０と、を有する。

固定プラテン１１０は、型締装置フレーム９１０に対し固定される。固定プラテン１１０における可動プラテン１２０との対向面に固定金型８１０が取付けられる。

可動プラテン１２０は、型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置される。型締装置フレーム９１０上には、可動プラテン１２０を案内するガイド１０１が敷設される。可動プラテン１２０における固定プラテン１１０との対向面に可動金型８２０が取付けられる。固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を進退させることにより、金型装置８００の型閉、昇圧、型締、脱圧、および型開が行われる。

トグルサポート１３０は、固定プラテン１１０と間隔をおいて配設され、型締装置フレーム９１０上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート１３０は、型締装置フレーム９１０上に敷設されるガイドに沿って移動自在に配置されてもよい。トグルサポート１３０のガイドは、可動プラテン１２０のガイド１０１と共通のものでもよい。

尚、本実施形態では、固定プラテン１１０が型締装置フレーム９１０に対し固定され、トグルサポート１３０が型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置されるが、トグルサポート１３０が型締装置フレーム９１０に対し固定され、固定プラテン１１０が型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置されてもよい。

タイバー１４０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０とを型開閉方向に間隔Ｌをおいて連結する。タイバー１４０は、複数本（例えば４本）用いられてよい。複数本のタイバー１４０は、型開閉方向に平行に配置され、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１４０には、タイバー１４０の歪を検出するタイバー歪検出器１４１が設けられてよい。タイバー歪検出器１４１は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。タイバー歪検出器１４１の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。

尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器１４１が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー１４０に限定されない。

トグル機構１５０は、可動プラテン１２０とトグルサポート１３０との間に配置され、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる。トグル機構１５０は、型開閉方向に移動するクロスヘッド１５１と、クロスヘッド１５１の移動によって屈伸する一対のリンク群と、を有する。一対のリンク群は、それぞれ、ピンなどで屈伸自在に連結される第１リンク１５２と第２リンク１５３とを有する。第１リンク１５２は可動プラテン１２０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３はトグルサポート１３０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３は、第３リンク１５４を介してクロスヘッド１５１に取付けられる。トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させると、第１リンク１５２と第２リンク１５３とが屈伸し、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０が進退する。

尚、トグル機構１５０の構成は、図１および図２に示す構成に限定されない。例えば図１および図２では、各リンク群の節点の数が５つであるが、４つでもよく、第３リンク１５４の一端部が、第１リンク１５２と第２リンク１５３との節点に結合されてもよい。

型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に取付けられており、トグル機構１５０を作動させる。型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させることにより、第１リンク１５２と第２リンク１５３とを屈伸させ、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を進退させる。型締モータ１６０は、運動変換機構１７０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構１７０に連結されてもよい。

運動変換機構１７０は、型締モータ１６０の回転運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換する。運動変換機構１７０は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。

型締装置１００は、制御装置７００による制御下で、型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、および型開工程などを行う。

型閉工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定移動速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン１２０を前進させ、可動金型８２０を固定金型８１０にタッチさせる。クロスヘッド１５１の位置や移動速度は、例えば型締モータエンコーダ１６１などを用いて検出する。型締モータエンコーダ１６１は、型締モータ１６０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。

尚、クロスヘッド１５１の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド１５１の移動速度を検出するクロスヘッド移動速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン１２０の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン１２０の移動速度を検出する可動プラテン移動速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。

昇圧工程では、型締モータ１６０をさらに駆動してクロスヘッド１５１を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。

型締工程では、型締モータ１６０を駆動して、クロスヘッド１５１の位置を型締位置に維持する。型締工程では、昇圧工程で発生させた型締力が維持される。型締工程では、可動金型８２０と固定金型８１０との間にキャビティ空間８０１（図２参照）が形成され、射出装置３００がキャビティ空間８０１に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。

キャビティ空間８０１の数は、１つでもよいし、複数でもよい。後者の場合、複数の成形品が同時に得られる。キャビティ空間８０１の一部にインサート材が配置され、キャビティ空間８０１の他の一部に成形材料が充填されてもよい。インサート材と成形材料とが一体化した成形品が得られる。

脱圧工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を型締位置から型開開始位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、型締力を減少させる。型開開始位置と、型閉完了位置とは、同じ位置であってよい。

型開工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定移動速度で型開開始位置から型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、可動金型８２０を固定金型８１０から離間させる。その後、エジェクタ装置２００が可動金型８２０から成形品を突き出す。

型閉工程、昇圧工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および昇圧工程におけるクロスヘッド１５１の移動速度や位置（型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置を含む）、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。

脱圧工程および型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、脱圧工程および型開工程におけるクロスヘッド１５１の移動速度や位置（型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置）は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型閉完了位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。

尚、クロスヘッド１５１の移動速度や位置などの代わりに、可動プラテン１２０の移動速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置（例えば型締位置）や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。

ところで、トグル機構１５０は、型締モータ１６０の駆動力を増幅して可動プラテン１２０に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第１リンク１５２と第２リンク１５３とのなす角θ（以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ）に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド１５１の位置から求められる。リンク角度θが１８０°のとき、トグル倍率が最大になる。

金型装置８００の交換や金型装置８００の温度変化などにより金型装置８００の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型８２０が固定金型８１０にタッチする型タッチの時点でトグル機構１５０のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。

型締装置１００は、型厚調整機構１８０を有する。型厚調整機構１８０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整することで、型厚調整を行う。なお、型厚調整のタイミングは、例えば成形サイクル終了から次の成形サイクル開始までの間に行われる。型厚調整機構１８０は、例えば、タイバー１４０の後端部に形成されるねじ軸１８１と、トグルサポート１３０に回転自在に且つ進退不能に保持されるねじナット１８２と、ねじ軸１８１に螺合するねじナット１８２を回転させる型厚調整モータ１８３とを有する。

ねじ軸１８１およびねじナット１８２は、タイバー１４０ごとに設けられる。型厚調整モータ１８３の回転駆動力は、回転駆動力伝達部１８５を介して複数のねじナット１８２に伝達されてよい。複数のねじナット１８２を同期して回転できる。尚、回転駆動力伝達部１８５の伝達経路を変更することで、複数のねじナット１８２を個別に回転することも可能である。

回転駆動力伝達部１８５は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット１８２の外周に受動歯車が形成され、型厚調整モータ１８３の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の受動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート１３０の中央部に回転自在に保持される。尚、回転駆動力伝達部１８５は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。

型厚調整機構１８０の動作は、制御装置７００によって制御される。制御装置７００は、型厚調整モータ１８３を駆動して、ねじナット１８２を回転させる。その結果、トグルサポート１３０のタイバー１４０に対する位置が調整され、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌが調整される。尚、複数の型厚調整機構が組合わせて用いられてもよい。

間隔Ｌは、型厚調整モータエンコーダ１８４を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ１８４は、型厚調整モータ１８３の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。型厚調整モータエンコーダ１８４の検出結果は、トグルサポート１３０の位置や間隔Ｌの監視や制御に用いられる。尚、トグルサポート１３０の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Ｌを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ１８４に限定されず、一般的なものを使用できる。

尚、本実施形態の型締装置１００は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。

尚、本実施形態の型締装置１００は、駆動源として、型締モータ１６０を有するが、型締モータ１６０の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置１００は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。

（エジェクタ装置）
エジェクタ装置２００の説明では、型締装置１００の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。

エジェクタ装置２００は、可動プラテン１２０に取り付けられ、可動プラテン１２０と共に進退する。エジェクタ装置２００は、金型装置８００から成形品を突き出すエジェクタロッド２１０と、エジェクタロッド２１０を可動プラテン１２０の移動方向（Ｘ軸方向）に移動させる駆動機構２２０とを有する。

エジェクタロッド２１０は、可動プラテン１２０の貫通穴に進退自在に配置される。エジェクタロッド２１０の前端部は、可動金型８２０の内部に進退自在に配置される可動部材８３０と接触する。エジェクタロッド２１０の前端部は、可動部材８３０と連結されていても、連結されていなくてもよい。

駆動機構２２０は、例えば、エジェクタモータと、エジェクタモータの回転運動をエジェクタロッド２１０の直線運動に変換する運動変換機構とを有する。運動変換機構は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。

エジェクタ装置２００は、制御装置７００による制御下で、突き出し工程を行う。突き出し工程では、エジェクタロッド２１０を設定移動速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、可動部材８３０を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータを駆動してエジェクタロッド２１０を設定移動速度で後退させ、可動部材８３０を元の待機位置まで後退させる。

エジェクタロッド２１０の位置や移動速度は、例えばエジェクタモータエンコーダを用いて検出する。エジェクタモータエンコーダは、エジェクタモータの回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、エジェクタロッド２１０の位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、およびエジェクタロッド２１０の移動速度を検出するエジェクタロッド移動速度検出器は、エジェクタモータエンコーダに限定されず、一般的なものを使用できる。

（射出装置）
射出装置３００の説明では、型締装置１００の説明やエジェクタ装置２００の説明とは異なり、充填時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を後方として説明する。

射出装置３００はスライドベース３０１に設置され、スライドベース３０１は射出装置フレーム９２０に対し進退自在に配置される。射出装置３００は、金型装置８００に対し進退自在に配置される。射出装置３００は、金型装置８００にタッチし、金型装置８００内のキャビティ空間８０１に成形材料を充填する。射出装置３００は、例えば、成形材料を加熱するシリンダ３１０と、シリンダ３１０の前端部に設けられるノズル３２０と、シリンダ３１０内に進退自在に且つ回転自在に配置されるスクリュ３３０と、スクリュ３３０を回転させる計量モータ３４０と、スクリュ３３０を進退させる射出モータ３５０と、射出モータ３５０とスクリュ３３０の間で伝達される力を検出する圧力検出器３６０と、を有する。

シリンダ３１０は、供給口３１１から内部に供給された成形材料を加熱する。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口３１１に供給される。供給口３１１はシリンダ３１０の後部に形成される。シリンダ３１０の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器３１２が設けられる。冷却器３１２よりも前方において、シリンダ３１０の外周には、バンドヒータなどの加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。

シリンダ３１０は、シリンダ３１０の軸方向（例えばＸ軸方向）に複数のゾーンに区分される。複数のゾーンのそれぞれに加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。複数のゾーンのそれぞれに設定温度が設定され、温度検出器３１４の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。

ノズル３２０は、シリンダ３１０の前端部に設けられ、金型装置８００に対し押し付けられる。ノズル３２０の外周には、加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ノズル３２０の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。

スクリュ３３０は、シリンダ３１０内に回転自在に且つ進退自在に配置される。スクリュ３３０を回転させると、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ３１０からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。その後、スクリュ３３０を前進させると、スクリュ３３０前方に蓄積された液状の成形材料がノズル３２０から射出され、金型装置８００内に充填される。

スクリュ３３０の前部には、スクリュ３３０を前方に押すときにスクリュ３３０の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング３３１が進退自在に取付けられる。

逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を前進させるときに、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置（図２参照）までスクリュ３３０に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ３３０前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。

一方、逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を回転させるときに、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置（図１参照）までスクリュ３３０に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ３３０の前方に成形材料が送られる。

逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０と共に回転する共回りタイプと、スクリュ３３０と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。

尚、射出装置３００は、スクリュ３３０に対し逆流防止リング３３１を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。

計量モータ３４０は、スクリュ３３０を回転させる。スクリュ３３０を回転させる駆動源は、計量モータ３４０には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。

射出モータ３５０は、スクリュ３３０を進退させる。射出モータ３５０とスクリュ３３０との間には、射出モータ３５０の回転運動をスクリュ３３０の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ３３０を進退させる駆動源は、射出モータ３５０には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。

圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間で伝達される力を検出する。検出した力は、制御装置７００で圧力に換算される。圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間の力の伝達経路に設けられ、圧力検出器３６０に作用する力を検出する。

圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。圧力検出器３６０の検出結果は、スクリュ３３０が成形材料から受ける圧力、スクリュ３３０に対する背圧、スクリュ３３０から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。

射出装置３００は、制御装置７００による制御下で、計量工程、充填工程および保圧工程などを行う。充填工程と保圧工程とをまとめて射出工程と呼んでもよい。

計量工程では、計量モータ３４０を駆動してスクリュ３３０を設定回転速度で回転させ、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。スクリュ３３０の回転速度は、例えば計量モータエンコーダ３４１を用いて検出する。計量モータエンコーダ３４１は、計量モータ３４０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、スクリュ３３０の回転速度を検出するスクリュ回転速度検出器は、計量モータエンコーダ３４１に限定されず、一般的なものを使用できる。

計量工程では、スクリュ３３０の急激な後退を制限すべく、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ３３０に対する背圧は、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０が計量完了位置まで後退し、スクリュ３３０の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。

計量工程におけるスクリュ３３０の位置および回転速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、計量開始位置、回転速度切換位置および計量完了位置が設定される。これらの位置は、前側から後方に向けてこの順で並び、回転速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、回転速度が設定される。回転速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。回転速度切換位置は、設定されなくてもよい。また、区間毎に背圧が設定される。

充填工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を設定移動速度で前進させ、スクリュ３３０の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置８００内のキャビティ空間８０１に充填させる。スクリュ３３０の位置や移動速度は、例えば射出モータエンコーダ３５１を用いて検出する。射出モータエンコーダ３５１は、射出モータ３５０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切換（所謂、Ｖ／Ｐ切換）が行われる。Ｖ／Ｐ切換が行われる位置をＶ／Ｐ切換位置とも呼ぶ。スクリュ３３０の設定移動速度は、スクリュ３３０の位置や時間などに応じて変更されてもよい。

充填工程におけるスクリュ３３０の位置および移動速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、充填開始位置（「射出開始位置」とも呼ぶ。）、移動速度切換位置およびＶ／Ｐ切換位置が設定される。これらの位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。

スクリュ３３０の移動速度が設定される区間毎に、スクリュ３３０の圧力の上限値が設定される。スクリュ３３０の圧力は、圧力検出器３６０によって検出される。圧力検出器３６０の検出値が設定圧力以下である場合、スクリュ３３０は設定移動速度で前進される。一方、圧力検出器３６０の検出値が設定圧力を超える場合、金型保護を目的として、圧力検出器３６０の検出値が設定圧力以下となるように、スクリュ３３０は設定移動速度よりも遅い移動速度で前進される。

尚、充填工程においてスクリュ３３０の位置がＶ／Ｐ切換位置に達した後、Ｖ／Ｐ切換位置にスクリュ３３０を一時停止させ、その後にＶ／Ｐ切換が行われてもよい。Ｖ／Ｐ切換の直前において、スクリュ３３０の停止の代わりに、スクリュ３３０の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ３３０の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ３３０の移動速度を検出するスクリュ移動速度検出器は、射出モータエンコーダ３５１に限定されず、一般的なものを使用できる。

保圧工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前方に押し、スクリュ３３０の前端部における成形材料の圧力（以下、「保持圧力」とも呼ぶ。）を設定圧に保ち、シリンダ３１０内に残る成形材料を金型装置８００に向けて押す。金型装置８００内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。保圧工程における保持圧力および保持圧力を保持する保持時間は、それぞれ複数設定されてよく、一連の設定条件として、まとめて設定されてよい。

保圧工程では金型装置８００内のキャビティ空間８０１の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間８０１の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間８０１からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間８０１内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮を目的として、冷却工程中に計量工程が行われてよい。

尚、本実施形態の射出装置３００は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内には、スクリュが回転自在に且つ進退不能に配置され、またはスクリュが回転自在に且つ進退自在に配置される。一方、射出シリンダ内には、プランジャが進退自在に配置される。

また、本実施形態の射出装置３００は、シリンダ３１０の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ３１０の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。

（移動装置）
移動装置４００の説明では、射出装置３００の説明と同様に、充填時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を後方として説明する。

移動装置４００は、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる。また、移動装置４００は、金型装置８００に対しノズル３２０を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置４００は、液圧ポンプ４１０、駆動源としてのモータ４２０、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ４３０などを含む。

液圧ポンプ４１０は、第１ポート４１１と、第２ポート４１２とを有する。液圧ポンプ４１０は、両方向回転可能なポンプであり、モータ４２０の回転方向を切換えることにより、第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液（例えば油）を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ４１０はタンクから作動液を吸引して第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。

モータ４２０は、液圧ポンプ４１０を作動させる。モータ４２０は、制御装置７００からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ４１０を駆動する。モータ４２０は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。

液圧シリンダ４３０は、シリンダ本体４３１、ピストン４３２、およびピストンロッド４３３を有する。シリンダ本体４３１は、射出装置３００に対して固定される。ピストン４３２は、シリンダ本体４３１の内部を、第１室としての前室４３５と、第２室としての後室４３６とに区画する。ピストンロッド４３３は、固定プラテン１１０に対して固定される。

液圧シリンダ４３０の前室４３５は、第１流路４０１を介して、液圧ポンプ４１０の第１ポート４１１と接続される。第１ポート４１１から吐出された作動液が第１流路４０１を介して前室４３５に供給されることで、射出装置３００が前方に押される。射出装置３００が前進され、ノズル３２０が固定金型８１０に押し付けられる。前室４３５は、液圧ポンプ４１０から供給される作動液の圧力によってノズル３２０のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。

一方、液圧シリンダ４３０の後室４３６は、第２流路４０２を介して液圧ポンプ４１０の第２ポート４１２と接続される。第２ポート４１２から吐出された作動液が第２流路４０２を介して液圧シリンダ４３０の後室４３６に供給されることで、射出装置３００が後方に押される。射出装置３００が後退され、ノズル３２０が固定金型８１０から離間される。

尚、本実施形態では移動装置４００は液圧シリンダ４３０を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ４３０の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置３００の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。

（制御装置）
制御装置７００は、例えばコンピュータで構成され、図１〜図２に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１と、メモリなどの記憶媒体７０２と、入力インターフェース７０３と、出力インターフェース７０４とを有する。制御装置７００は、記憶媒体７０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ７０１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置７００は、入力インターフェース７０３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース７０４で外部に信号を送信する。

制御装置７００は、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、１回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」または「サイクル時間」とも呼ぶ。

一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の間に行われる。型締工程の開始は充填工程の開始と一致してもよい。脱圧工程の終了は型開工程の開始と一致する。

尚、成形サイクル時間の短縮を目的として、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、型締工程の間に行われてよい。この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル３２０の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル３２０の流路を閉じていれば、ノズル３２０から成形材料が漏れないためである。

尚、一回の成形サイクルは、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程以外の工程を有してもよい。

例えば、保圧工程の完了後、計量工程の開始前に、スクリュ３３０を予め設定された計量開始位置まで後退させる計量前サックバック工程が行われてもよい。計量工程の開始前にスクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、計量工程の開始時のスクリュ３３０の急激な後退を防止できる。

また、計量工程の完了後、充填工程の開始前に、スクリュ３３０を予め設定された充填開始位置（「射出開始位置」とも呼ぶ。）まで後退させる計量後サックバック工程が行われてもよい。充填工程の開始前にスクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、充填工程の開始前のノズル３２０からの成形材料の漏出を防止できる。

制御装置７００は、ユーザによる入力操作を受け付ける操作装置７５０や表示画面を表示する表示装置７６０と接続されている。操作装置７５０および表示装置７６０は、例えばタッチパネルで構成され、一体化されてよい。表示装置７６０としてのタッチパネルは、制御装置７００による制御下で、表示画面を表示する。タッチパネルの表示画面には、例えば、射出成形機１０の設定、現在の射出成形機１０の状態等の情報が表示されてもよい。また、タッチパネルの表示画面には、例えば、ユーザによる入力操作を受け付けるボタン、入力欄等の入力操作部が表示されてもよい。操作装置７５０としてのタッチパネルは、ユーザによる表示画面上の入力操作を検出し、入力操作に応じた信号を制御装置７００に出力する。これにより、例えば、ユーザは、表示画面に表示される情報を確認しながら、表示画面に設けられた入力操作部を操作して、射出成形機１０の設定（設定値の入力を含む）等を行うことができる。また、ユーザが表示画面に設けられた入力操作部を操作することにより、入力操作部に対応する射出成形機１０の動作を行わせることができる。なお、射出成形機１０の動作は、例えば、型締装置１００、エジェクタ装置２００、射出装置３００、移動装置４００等の動作（停止も含む）であってもよい。また、射出成形機１０の動作は、表示装置７６０としてのタッチパネルに表示される表示画面の切り替え等であってもよい。

尚、本実施形態の操作装置７５０および表示装置７６０は、タッチパネルとして一体化されているものとして説明したが、独立に設けられてもよい。また、操作装置７５０は、複数設けられてもよい。操作装置７５０および表示装置７６０は、型締装置１００（より詳細には固定プラテン１１０）の操作側（Ｙ軸負方向）に配置される。

（射出成形機の調整装置）
図３は、一実施形態に係る射出成形機の調整装置の構成要素を機能ブロックで示す図である。図３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。後述の図７−９、及び１２において同様である。

調整装置７１０は、射出成形機１０を構成する機械部品の動作によって発生した動作音の特徴を分析し、異常音の発生した機械部品を特定し、続いて、特定した機械部品の動作に対する指令を調整する。それゆえ、異常音が発生した際に、自動的に異常音の発生を抑制できる。従来のように、修理業者等の熟練者が到着するまで、異常音の発生した状態で射出成形機１０の運転を続行するか、又は射出成形機１０の運転を中断することが不要になる。また、異常音の発生した機械部品を特定したり、異常音の発生を抑制すべくパラメータを調整したりする試行錯誤が不要になる。従って、射出成形機１０の運転再開までの時間を短縮できる。また、熟練者によって習得された技術を調整装置７１０に記憶するので、技術の断絶の恐れがない。

調整装置７１０は、型締装置１００、エジェクタ装置２００、射出装置３００及び移動装置４００等に対して情報を送受信する。調整装置７１０が型締装置１００等に送信する情報は、例えばモータ等の機械部品の動作に対する指令である。また、調整装置７１０が型締装置１００等から受信する情報は、実績である。実績は、各種の検出器によって検出される。検出器は、位置、速度、回転数、温度、又は圧力等を検出する。

調整装置７１０は、射出成形機１０の一部として設けられ、例えば制御装置７００に備えられる。調整装置７１０が射出成形機１０の一部として設けられるので、射出成形機１０の設置場所で、射出成形機１０の機械部品の動作に対する指令の調整が可能である。調整装置７１０が射出成形機１０から遠く離れた遠隔地に設けられる場合に比べて、異常音が発生した際に、より速やかに異常音の発生を抑制できる。

なお、調整装置７１０は、射出成形機１０とは別に設けれられてもよく、インターネットなどのネットワークを介して、射出成形機１０の制御装置７００に対して情報を送受信するように設けられてもよい。この場合、調整装置７１０は、制御装置７００を介して、型締装置１００、エジェクタ装置２００、射出装置３００及び移動装置４００等に対して情報を送受信する。

図３に示すように、調整装置７１０は、マイクロフォン５００によって動作音を取得する取得部７１１を有する。マイクロフォン５００は、動作音を電気信号に変換し、変換した電気信号を取得部７１１に送信する。取得部７１１は、射出成形機１０の機械部品の動作音を、射出成形機１０の動作、例えば成形サイクルの工程に対応付けて記憶してもよい。工程と動作音を対応付けて記憶することで、異常音の発生する工程を特定できる。特定した工程で動作しない機械部品を異常音の発生源の候補から除外でき、異常音の発生源を精度良く特定できる。

なお、動作音に対応付けて記憶される動作は、工程には限定されず、機械部品の回転数又は速度を含んでもよい。詳しくは後述するが、異常音の周波数は、共振周波数のような機械部品に固有の一定値であってもよいが、機械部品の回転数又は速度に応じて変化する変動値であってもよい。後者の場合であっても、機械部品の回転数又は速度を記憶しておけば、異常音の発生する機械部品を特定できる。

なお、マイクロフォン５００の数は、本実施形態では１つであるが、複数であってもよい。マイクロフォン５００の数が複数である場合、マイクロフォン５００は、その設置場所を示す識別信号をも、取得部７１１に送信する。取得部７１１は、マイクロフォン５００ごとに、射出成形機１０の機械部品の動作音を記憶する。動作音を、マイクロフォン５００の設置場所に対応付けて記憶することで、異常音の発生する場所を特定できる。特定した場所以外の場所に設置される機械部品を異常音の発生源の候補から除外でき、異常音の発生源を精度良く特定できる。

図３に示すように、調整装置７１０は、取得部７１１によって取得した動作音の特徴を取得する分析部７１２を有する。分析部７１２は、例えば、フーリエ変換によって動作音の周波数特性を取得する。動作音の周波数特性は、ピークの周波数、ピークの強度、ピークの半値全幅などを含む。

図４（Ａ）は正常時の動作音の周波数特性を示す図であり、図４（Ｂ）は異常時の動作音の周波数特性を示す図であり、図４（Ｃ）は異常音の周波数特性を示す図である。正常時の動作音の周波数特性と、異常時の動作音の周波数特性とを比較すれば、異常音の周波数を特定できる。

分析部７１２は、フーリエ変換によって取得した周波数特性をフィルタ処理し、予め定めた強度以上のピークのみを抽出してもよい。雑音（ノイズ）を除去できるので、異常音の周波数を精度良く特定できる。なお、フィルタ処理は、フーリエ変換処理の前に実施されてもよい。

分析部７１２は、射出成形機１０の動作音の周波数特性を、射出成形機１０の動作、例えば成形サイクルの工程に対応付けて記憶してもよい。異常音の発生する工程を特定できる。特定した工程で動作しない機械部品を異常音の発生源の候補から除外でき、異常音の発生源を精度良く特定できる。

また、分析部７１２は、射出成形機１０の動作音の周波数特性を、マイクロフォン５００の設置場所に対応付けて記憶してもよい。異常音の発生する場所を特定できる。特定した場所以外の場所に設置される機械部品を異常音の発生源の候補から除外でき、異常音の発生源を精度良く特定できる。

図３に示すように、調整装置７１０は、機械部品の動作によって発生する異常音の特徴を記憶する記憶部７１３を有する。機械部品の数が複数である場合、記憶部７１３は機械部品と機械部品の動作によって発生する異常音の特徴とを対応付けて記憶する。記憶部７１３に記憶されるデータベースの一例を図５及び図６に示す。

図５及び図６において、「射出軸」とは、射出モータ３５０の駆動時に運動する機械部品を意味する。射出軸は、例えば、射出モータ３５０、射出モータ３５０の回転運動をスクリュ３３０の直線運動に変換するボールねじ、及びスクリュ３３０等を含む。

「計量軸」とは、計量モータ３４０の駆動時に運動する機械部品を意味する。計量軸は、例えば、計量モータ３４０、計量モータ３４０の回転運動を伝達するベルト、及びスクリュ３３０等を含む。

「移動軸」とは、モータ４２０の駆動時に運動する機械部品を意味する。移動軸は、例えば、液圧ポンプ４１０、及び液圧シリンダ４３０等を含む。液圧シリンダ４３０は、ピストンロッド４３３等を含む。

「型締軸」とは、型締モータ１６０の駆動時に運動する機械部品を意味する。型締軸は、例えば、型締モータ１６０、型締モータ１６０の直線運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換するボールねじ、クロスヘッド１５１を含むトグル機構１５０、及びトグル機構１５０によって移動させられる可動プラテン１２０等を含む。

「エジェクタ軸」とは、エジェクタモータの駆動時に運動する機械部品を意味する。エジェクタ軸は、例えば、エジェクタモータ、エジェクタモータの回転運動をエジェクタロッド２１０の直線運動に変換する運動変換機構、及びエジェクタロッド２１０等を含む。運動変換機構は、例えば、ベルト、及びボールねじ等を含む。

「型厚調整軸」とは、型厚調整モータ１８３の駆動時に運動する機械部品を意味する。型厚調整軸は、例えば、回転駆動力伝達部１８５、及びトグルサポート１３０等を含む。回転駆動力伝達部１８５は、上記の通り、歯車等で構成され、減速機を含む。

記憶部７１３は、例えば、機械部品の動作によって発生する異常音の周波数を記憶する。異常音の周波数は、例えば機械部品の共振周波数である。共振周波数は、機械部品に固有の周波数であり、一定値である。共振周波数は、機械部品の回転数又は速度には依存しない。個々の機械部品の共振周波数だけではなく、同時に動く複数の機械部品を含むグループの共振周波数が、データベースに登録されてもよい。図５及び図６において、Ｈ１〜Ｈ５、Ｈ７〜Ｈ８、Ｈ１０〜Ｈ１１、Ｈ１３〜Ｈ１６、Ｈ１８〜Ｈ２０、Ｈ２２、及びＨ２３は、共振周波数であり、一定値である。

記憶部７１３は、機械部品の動作によって発生する異常音の周波数を、機械部品の回転数又は速度の関数として記憶してもよい。異常音の周波数は、機械部品の回転数又は速度に応じて変化することがある。そのような場合であっても、異常音の発生する機械部品をも特定できる。異常音の周波数は、例えば、機械部品の回転数又は速度に比例する。この場合、比例定数がデータベースに登録される。図５及び図６において、Ｈ６、Ｈ９、Ｈ１２、Ｈ１７、Ｈ２１、及びＨ２４は、機械部品の回転数の関数である。

図５及び図６において、「Ｘ」は、各機械部品の異常音の発生し得る工程を表す。例えば、型締モータ１６０は、型閉、昇圧、型締、脱圧、型開、型開限などで、異常音を発し得る。なお、「型開限」とは、クロスヘッド１５１の位置を型開完了位置に維持すべく、型締モータ１６０を駆動する工程である。

記憶部７１３は、図５及び図６に示すように、機械部品の動作によって発生する異常音の周波数を、射出成形機１０の動作、例えば工程に対応付けて記憶してもよい。異常音の発生する工程を特定できる。特定した工程で動作しない機械部品を異常音の発生源の候補から除外でき、異常音の発生源を精度良く特定できる。

図３に示すように、調整装置７１０は、分析部７１２によって取得した特徴と、記憶部７１３によって記憶した特徴とから、異常音の発生した機械部品を特定する特定部７１４を有する。特定部７１４は、例えば、分析部７１２によって取得した周波数特性と、記憶部７１３によって記憶した異常音の周波数とを比較し、異常音の発生した機械部品を特定する。

特定部７１４は、例えば、図４（Ａ）に示す正常時の動作音の周波数特性と、図４（Ｂ）に示す異常時の動作音の周波数特性とを比較し、図４（Ｃ）に示す異常音のピークの周波数を特定する。次いで、特定部７１４は、特定した異常音のピークの周波数と、図５及び図６に示すデータベースから、異常音の発生した機械部品を特定する。

特定部７１４は、分析部７１２によって取得した周波数特性と、記憶部７１３によって記憶した異常音の周波数に加えて、機械部品の回転数又は速度をも考慮して、異常音の発生した機械部品を特定してもよい。異常音の周波数が機械部品の回転数又は速度に応じて変化する場合であっても、異常音の発生する機械部品を特定できる。

特定部７１４は、分析部７１２によって取得した特徴と、記憶部７１３によって記憶した特徴と、異常音の発生した工程とから、異常音の発生した機械部品を特定してもよい。異常音の発生する工程を特定すれば、特定した工程で動作しない機械部品を異常音の発生源の候補から除外でき、異常音の発生源を精度良く特定できる。

図３に示すように、調整装置７１０は、特定部７１４によって特定された機械部品の動作に対する指令を調整する調整部７１５を有する。それゆえ、異常音が発生した際に、自動的に異常音の発生を抑制できる。従って、従来のように、異常音の発生した状態で射出成形機１０の運転を続行するか、又は射出成形機１０の運転を中断することが不要になる。

図７に示すように、調整部７１５は、特定部７１４によって特定された機械部品の動作に対する指令から、異常音の周波数成分を除去するように、指令を補正するノッチフィルタ７１６を含んでもよい。以下、ノッチフィルタ７１６について説明するが、その前に、機械部品の動作に対する指令について図７を参照して説明する。

制御装置７００は、フィードバック制御を行うべく、位置指令作成部７２１と、減算器７２２と、速度指令作成部７２３と、トルク指令作成部７２４と、電流指令作成部７２５とを有する。位置指令作成部７２１は、位置制御の対象である機械部品の位置指令θｒを作成する。減算器７２２は、位置指令θｒと位置実績θｍとの偏差Δθを算出する。位置実績θｍは、位置検出器Ｄによって検出される。位置検出器Ｄは、例えばモータＭのエンコーダである。モータＭは、例えば型締モータ１６０、エジェクタモータ、計量モータ３４０、射出モータ３５０、又はモータ４２０である。速度指令作成部７２３は、位置指令θｒと位置実績θｍが一致するように、つまり偏差Δθがゼロになるように、速度指令Ｖｒを作成する。トルク指令作成部７２４は、速度指令Ｖｒと速度実績が一致するように、トルク指令Ｔｒを作成する。電流指令作成部７２５は、トルク指令Ｔｒとトルク実績が一致するように、電流指令Ｉｒを作成する。電流指令Ｉｒと電流実績が一致するように、モータＭに電流が供給され、モータＭが駆動される。

位置指令作成部７２１は、表示画面の入力操作部に入力された設定に従って、位置指令θｒを作成する。速度指令作成部７２３は、図８に示すように、ＰＩＤ演算などによって速度指令Ｖｒを作成する。図８において、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、Ｋｄは微分ゲイン、ｓは複素数である。なお、速度指令作成部７２３は、ＰＩＤ演算の代わりに、ＰＩ演算によって指令を作成してもよい。トルク指令作成部７２４は、速度指令作成部７２３と同様に、ＰＩＤ演算又はＰＩ演算などによって、トルク指令Ｔｒを作成する。また、電流指令作成部７２５は、速度指令作成部７２３と同様に、ＰＩＤ演算又はＰＩ演算などによって、電流指令Ｉｒを作成する。指令の種類ごとに、比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ、及び微分ゲインＫｄ等の制御ゲインが設定される。

次に、図７を再度参照して、ノッチフィルタ７１６について説明する。ノッチフィルタ７１６は、上記の通り、特定部７１４によって特定された機械部品の動作に対する指令から、異常音の周波数成分を除去するように、指令を補正する。ノッチフィルタ７１６は、例えば、トルク指令Ｔｒから、異常音の周波数成分を除去するように、トルク指令Ｔｒを補正する。除去対象である異常音の周波数成分は、特定部７１４によって特定された機械部品の動作音の周波数である。電流指令作成部７２５は、ノッチフィルタ７１６によって補正された補正後のトルク指令Ｔｒとトルク実績が一致するように、電流指令Ｉｒを作成する。

ノッチフィルタ７１６は、例えば型閉工程又は型開工程中に型締軸等が共振している場合に用いられ、型締軸の共振周波数成分を除去するように、型締モータ１６０に対するトルク指令Ｔｒを補正する。なお、ノッチフィルタ７１６によって補正する指令は、トルク指令Ｔｒには限定されない。

調整部７１５は、ノッチフィルタ７１６によって指令を補正するか否かを切換える切換部７１７を更に含んでもよい。切換部７１７は、異常音の発生時にのみノッチフィルタ７１６によって指令を補正し、異常音の発生していない時にはノッチフィルタ７１６によって補正を補正しない。異常音の発生しない時に、無駄な演算を省略でき、速やかに指令を出力できる。

次に、図９を参照して、ゲイン補正部について説明する。図９に示すように、調整部７１５は、特定部７１４によって特定された機械部品の異常音の大きさを低減するように、指令の算出に用いる制御ゲインを補正するゲイン補正部７１８を含む。制御ゲインは、例えば、比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ、又は微分ゲインＫｄである。

例えば、充填工程にて、時間の短く高さの高い異常音が発生している場合、機械部品の加減速が急すぎる。この場合、射出モータ３５０の動作が緩やかになるように、ゲイン補正部７１８は速度指令作成部７２３の比例ゲインＫｐを補正する。なお、音の高さは音の周波数に依存し、音の周波数が大きいほど、音の高さが高い。

図１０は、補正前の比例ゲインと補正後の比例ゲインの一例を示す図である。図１０において、破線は補正前の比例ゲインであり、実線は補正後の比例ゲインである。充填工程にて、時間の短く高さの高い異常音が発生している場合、ゲイン補正部７１８は図１０に示すように速度指令作成部７２３の比例ゲインＫｐを小さく補正する。

図１１は、補正前の速度指令と補正後の速度指令の一例を示す図である。図１１において、破線は補正前の速度指令であり、実線は補正後の速度指令である。図１０に示す比例ゲインＫｐの補正によって、図１１に示すように速度指令の立ち上がりを緩やかにできる。これにより、充填工程にて、時間の短く高さの高い異常音の大きさを低減できる。なお、ゲイン補正部７１８は、速度指令の終了が緩やかになるように、比例ゲインＫｐを補正してもよい。

なお、充填工程が終了すると、ゲイン補正部７１８は、図１０に示すように速度指令作成部７２３の比例ゲインＫｐを元の値に戻してもよい。充填工程の後には、保圧工程などの別の工程が行われるからである。保圧工程の後には、次の計量工程が行われる。保圧工程又は計量工程では、補正前の比例ゲインＫｐが用いられてもよい。

ゲイン補正部７１８は、充填工程以外の工程にも適用できる。例えば、型締工程にて、うなるような高さの低い異常音が発生している場合、型締モータ１６０がより大きなトルクを出そうとして、型締モータ１６０の電流がふらつき、安定しない。この場合、型締モータ１６０の動作が緩やかになるように、ゲイン補正部７１８は速度指令作成部７２３の比例ゲインＫｐを小さく補正する。これにより、うなるような高さの低い異常音の大きさを低減できる。

また、ゲイン補正部７１８は、圧力制御が行われる工程、例えば、保圧工程、又は計量工程にも適用できる。保圧工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前方に押し、スクリュ３３０の前端部における成形材料の圧力を設定圧に保つ。計量工程では、スクリュ３３０の急激な後退を制限すべく、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０に対して設定背圧を加える。

なお、ゲイン補正部７１８は、本実施形態では速度指令作成部７２３の制御ゲインを補正するが、その他の指令作成部の制御ゲインを補正してもよい。例えば、ゲイン補正部７１８は、トルク指令作成部７２４の制御ゲインを補正してもよいし、電流指令作成部７２５の制御ゲインを補正してもよい。

次に、図１２を参照して、設定補正部について説明する。図１２に示すように、調整部７１５は、特定部７１４によって特定された機械部品の異常音の大きさを低減するように、予め入力された設定を補正する設定補正部７１９を含んでもよい。設定は、上記の通り、表示画面に設けられた入力操作部を操作することにより、制御装置７００に入力され、記憶される。

例えば、上記の通り、充填工程にて、時間の短く高さの高い異常音が発生している場合、機械部品の加減速が急すぎる。この場合、図１１に示すように、速度指令の立ち上がりが緩やかになるように、設定補正部７１９は位置設定を補正すればよい。設定補正部７１９によって、ゲイン補正部７１８と同様の効果が得られる。なお、設定補正部７１９は、速度指令の終了が緩やかになるように、位置設定を補正してもよい。

調整装置７１０は、特定部７１４によって特定された内容を表示装置７６０に表示する表示部７３１を有してもよい。表示部７３１によって表示装置７６０に表示する内容は、例えば、異常音を発生した機械部品、異常音の周波数等の特徴、異常音の大きさを小さくするために変更すべき設定などが挙げられる。特定部７１４によって特定された内容を表示することで、射出成形機１０のユーザの注意を喚起できる。ユーザは、表示部７３１によって表示された表示画面を見ながら、表示画面に設けられた入力操作部を操作することにより、設定を変更できる。

また、図３に示すように、調整装置７１０は、異常音の発生する機械部品が特定済みである場合の動作音の特徴を分析部７１２によって取得し、記憶部７１３に記憶されるデータベースを更新する学習部７３２を有してもよい。学習部７３２がデータベースを更新することで、異常音の発生する機械部品の特定精度を向上できる。

また、図３に示すように、調整装置７１０は、調整部７１５によって指令を調整した後に、異常音の大きさを低減できたか否かを判断する判断部７３３を有してもよい。この場合、調整部７１５によって指令を調整した後に、取得部７１１が動作音を取得し、分析部７１２が取得部７１１によって取得した動作音の特徴を取得する。その特徴から、異常音の大きさを低減できたか否かを判断部７３３が判断する。

例えば、異常音のピークの強度が閾値よりも小さい場合に、異常音の大きさを低減できたと判断部７３３が判断する。また、異常音のピークの強度が閾値以上である場合に、異常音の大きさを低減できかなったと判断部７３３が判断する。閾値は、予め定められてもよいし、指令の調整前に取得した異常音のピークの強度を用いてもよい。

異常音の大きさを低減できたと判断部７３３が判断した場合、射出成形機１０の動作が続行される。一方、異常音の大きさを低減できなかったと判断部７３３が判断した場合、調整部７１５が再び指令を調整する。異常音の大きさを低減できたと判断部７３３が判断するまで、調整部７１５が繰り返し指令を調整する。

調整部７１５が指令の調整を所定回数行っても、異常音の大きさを低減できなかったと判断部７３３が判断した場合、射出成形機１０の動作が停止させられる。なお、調整部７１５が指令の調整を１回行っても、異常音の大きさを低減できなかったと判断部７３３が判断した場合に、射出成形機１０の動作が停止させられてもよい。

ところで、一の異常音の大きさを低減するように調整部７１５が指令を調整した結果、別の異常音が発生することがある。この場合、射出成形機１０の動作が停止させられてもよいし、別の異常音の大きさを低減するように調整部７１５が指令を調整してもよい。

調整部７１５による指令の調整の履歴を、記憶部７１３が記憶してもよい。記憶部７１３は、指令の調整の履歴と、ショット数とを対応付けて記憶してもよい。調整部７１５による指令の調整は、成形品の品質を良品と不良品に分ける原因、又は他の異常の発生原因になりうるからである。

以上、本発明に係る射出成形機の調整装置、及び射出成形機の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。

１０ 射出成形機
１００ 型締装置
２００ エジェクタ装置
３００ 射出装置
４００ 移動装置
７００ 制御装置
７１０ 調整装置
７１１ 取得部
７１２ 分析部
７１３ 記憶部
７１４ 特定部
７１５ 調整部
７１６ ノッチフィルタ
７１７ 切換部
７１８ ゲイン補正部
７１９ 設定補正部

Claims (9)

1. 射出成形機を構成する機械部品の動作によって発生した動作音を取得する取得部と、
   前記取得部によって取得した前記動作音の特徴を取得する分析部と、
   前記機械部品の動作によって発生する異常音の特徴を記憶する記憶部と、
   前記分析部によって取得した特徴と、前記記憶部によって記憶した特徴とから、異常音の発生した前記機械部品を特定する特定部と、
   前記特定部によって特定された前記機械部品の動作に対する指令を調整する調整部と、
   を含む、射出成形機の調整装置。
2. 前記調整部は、前記特定部によって特定された前記機械部品の動作に対する指令から、異常音の周波数成分を除去するように、前記指令を補正するノッチフィルタを含む、請求項１に記載の射出成形機の調整装置。
3. 前記調整部は、前記ノッチフィルタによって前記指令を補正するか否かを切換える切換部を更に含む、請求項２に記載の射出成形機の調整装置。
4. 前記調整部は、前記特定部によって特定された前記機械部品の異常音の大きさを低減するように、前記指令の算出に用いる制御ゲインを補正するゲイン補正部を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機の調整装置。
5. 前記調整部は、前記特定部によって特定された前記機械部品の異常音の大きさを低減するように、予め入力された設定を補正する設定補正部を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出成形機の調整装置。
6. 前記分析部は、フーリエ変換によって前記動作音の周波数特性を取得し、
   前記記憶部は、前記機械部品の動作によって発生する異常音の周波数を記憶し、
   前記特定部は、前記分析部によって取得した前記周波数特性と、前記記憶部によって記憶した異常音の周波数とを比較し、異常音の発生した前記機械部品を特定する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形機の調整装置。
7. 前記記憶部は、前記機械部品の動作によって発生する異常音の周波数を、前記機械部品の回転数又は速度の関数として記憶し、
   前記特定部は、前記分析部によって取得した前記周波数特性と、前記記憶部によって記憶した異常音の周波数と、前記機械部品の回転数又は速度とから、異常音の発生した前記機械部品を特定する、請求項６に記載の射出成形機の調整装置。
8. 前記記憶部は、前記機械部品の動作によって異常音の発生する工程を記憶し、
   前記特定部は、前記分析部によって取得した特徴と、前記記憶部によって記憶した特徴と、異常音の発生した工程とから、異常音の発生した前記機械部品を特定する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の射出成形機の調整装置。
9. 金型装置を開閉する型締装置と、
   前記金型装置で成形された成形品を突き出すエジェクタ装置と、
   前記金型装置に成形材料を射出する射出装置と、
   前記金型装置に対して前記射出装置を進退させる移動装置と、
   前記型締装置と、前記エジェクタ装置と、前記射出装置と、前記移動装置とを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の調整装置を含む、射出成形機。

Images