JP2021146564A - 成形品判定装置、成形品判定方法、および成形品判定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】成形品の良品判定を行うための時間を短縮することができる成形品判定装置を提供する。【解決手段】射出成形機の稼働状況を示す複数の測定項目において前記射出成形機によって良品が成形された際の測定データを対象としてマハラノビス・タグチ法（以下、ＭＴ法と称する）に基づいて生成された単位空間データを記憶する記憶部と、前記複数の測定項目について測定することで射出成形機の稼働状況を検出する検出部から前記複数の測定項目の少なくとも２以上についての項目の測定データを取得する取得部と、取得した２以上の測定項目のうち、少なくとも２つの項目の測定データを用いてＭＴ法に基づくマハラノビス距離（以下、ＭＤ値と称する）を求めるMD算出部と、算出されたＭＤ値が基準値を超えているか否かに基づいて、前記検出部によって検出された稼働状況において成形された成形品が良品であるか否かを判定する判定部と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、成形品判定装置、成形品判定方法、および成形品判定プログラムに関する。

近年、プラスチック成形品が身の回りのあらゆる日用品や工業製品に用いられるようになり、プラスチック成形方法の一つである射出成形機による製品需要が益々高まっている。品質向上、コストダウンによる汎用化が進む一方、医療分野や自動車分野など高機能、高付加価値な分野への応用が増えている。
従来、成形品に形状不良、寸法不良、外観上の欠陥不良が存在するかどうかを検査する良否判別検査において、作業者による寸法測定検査や外観目視検査、または、外観自動検査機等を用いた検査が行われてきた。不良品が発生した場合には、射出成形工程中のどこに異常があるかを作業者が判断し、製造条件で調整、材料交換、金型による対処等の不具合対応を行っていた。そのため、成形品の良否判定や異常原因分析は、作業者の熟練度に依存する部分が大きかった。
しかしながら、近年では労働力不足や高齢化による技能伝承の課題が社会問題化しており、良否判定の自動化・効率化を進めることが急務となってきている。

製品の良否判定を自動化する技術として、マハラノビス・タグチ法（以下、ＭＴ法と称する場合がある）を用いた良否判定方法が、様々な製造分野において開発されている。

プラスチック成形品製造分野においても、ＭＴ法を用いた良否判定方法として、例えば、下記の特許文献１に示された技術が開発されている。

特許文献１には、射出成形機の成形品の良否判別を行う方法が記載されている。この方法は、射出成形機から得られる複数の成形プロセス項目の測定値を組合せて、ＭＴ法におけるマハラノビス距離（以下、ＭＤと称する場合がある）を算出する。そして、測定値のばらつきや、異なる複数の組合せに対して算出されたＭＤ値のばらつきを考慮することにより、精度よく良否判定を行うことを特徴とする。

特許第３６７７６２７号公報

しかしながら、特許文献１の良否判定方法には複雑な計算処理が含まれる。そのため、演算時間が長引くという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、成形品の良品判定を行うための時間を短縮することができる成形品判定装置、成形品判定方法、および成形品判定プログラムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、射出成形機の稼働状況を示す複数の測定項目において前記射出成形機によって良品が成形された際の測定データを対象として、マハラノビス・タグチ法（以下、ＭＴ法と称する）に基づいて生成された単位空間データを記憶する記憶部と、前記複数の測定項目について測定することで射出成形機の稼働状況を検出する検出部から前記複数の測定項目の少なくとも２以上についての項目の測定データを取得する取得部と、取得した２以上の測定項目のうち、少なくとも２つの項目の測定データを用いてＭＴ法に基づくマハラノビス距離（以下、ＭＤ値と称する）を求めるMD算出部と、算出されたＭＤ値が基準値を超えているか否かに基づいて、前記検出部によって検出された稼働状況において成形された成形品が良品であるか否かを判定する判定部と、を有する。

また、本発明の一態様は、射出成形品の良否の判定をコンピュータに行わせる成形品判定方法であって、射出成形機の稼働状況を示す複数の測定項目において、前記射出成形機によって良品が成形された際の測定データを対象としてマハラノビス・タグチ法（以下、ＭＴ法と称する）に基づいて生成された単位空間データを記憶するステップと、前記複数の測定項目について測定することで射出成形機の稼働状況を検出する検出部から前記複数の測定項目の少なくとも２以上についての項目の測定データを取得するステップと、取得した２以上の測定項目のうち、少なくとも２つの項目の測定データを用いてＭＴ法に基づくマハラノビス距離（以下、ＭＤ値と称する）を算出するステップと、算出されたＭＤ値が基準値を超えているか否かに基づいて、前記検出部によって検出された稼働状況において成形された成形品が良品であるか否かを判定するステップと、を備えることを特徴とする成形品判定方法である。

また、本発明の一態様は、射出成形品の良否の判定をコンピュータに行わせる成形品判定プログラムであって、コンピュータに対して、射出成形機の稼働状況を示す複数の測定項目において、前記射出成形機によって良品が成形された際の測定データを対象としてマハラノビス・タグチ法（以下、ＭＴ法と称する）に基づいて生成された単位空間データを記憶するステップと、前記複数の測定項目について測定することで射出成形機の稼働状況を検出する検出部から前記複数の測定項目の少なくとも２以上についての項目の測定データを取得するステップと、取得した２以上の測定項目のうち、少なくとも２つの項目の測定データを用いてＭＴ法に基づくマハラノビス距離（以下、ＭＤ値と称する）を算出するステップと、算出されたＭＤ値が基準値を超えているか否かに基づいて、前記検出部によって検出された稼働状況において成形された成形品が良品であるか否かを判定するステップと、を実行させることを特徴とする成形品判定プログラムである。

以上説明したように、本発明によれば、成形品の良品判定を行うための時間を短縮することができる。

本発明の一実施形態に係る成形品判定システムの概略的な構成を示した図である。 本発明の一実施形態に係る成形品判定装置の構成を示した機能ブロック図である。 記憶部のデータ構成を示す図である。 品質識別テーブルの一例を示す図である。 測定項目識別テーブルの一例を示す図である。 単位空間算出処理の流れを説明したフローチャートである。 成形品判定処理の流れを説明したフローチャートである。 出力装置の表示画面に表示された画面例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（成形品判定システム）
図１は、本発明の一実施形態に係る成形品判定システム１の概略的な構成を示した図である。成形品判定システム１は、射出成形装置１０と、射出成形品検査装置２０と、付加センサ３０と、入力装置４０と、成形品判定装置５０と、出力装置６０とを備える。
射出成形装置１０は、検出部１１を備える。

射出成形装置１０は、必要な樹脂材料を計量する計量工程と、樹脂材料をスクリューで加熱しながら混錬することで溶融する可塑化工程と、金型内に樹脂を射出し充填する充填工程と、金型内に満たされた樹脂を冷却して固化させる冷却工程と、冷却により樹脂が収縮する分を補う保圧工程と、金型が開き射出成形品を取り出すための型開工程とを実行することで、成形品を射出成形する。

射出成形装置１０は、射出成形品検査装置２０と、付加センサ３０と、成形品判定装置５０とに接続される。射出成形装置１０は、射出成形した成形品を射出成形品検査装置２０に搬送機構等を介して搬送するとともに、自射出成形装置１０の内部に設けられた複数のセンサ（検出部１１）により成形ショット毎に成形プロセス項目に基づく検査を行い、検査結果を示す成形プロセス項目データを成形品判定装置５０に出力する。
検出部１１は、複数の成形プロセス項目について測定することで射出成形機の稼働状況を検出する。
例えば、検出部１１は、射出成形装置１０の稼働状況を検出した結果を含む成形プロセス項目データを成形ショット毎に生成して、データ取得部５１に送信する。
本実施形態では、射出形成に係る成形プロセス項目として、時間パラメータ、スクリュー位置パラメータ、充填パラメータ、型締パラメータを含むことができる。時間パラメータは、例えば、サイクル時間、充填時間、計量時間、型閉時間、型開時間を用いることができる。

ここで、検出部１１は、時間を計時する計時機能によって、１ショットを行う工程を開始する時刻から終了する時刻までを計時したサイクル時間、金型の内周側に樹脂の充填を開始する時刻から終了する時刻までを計時した充填時間、バレル内部に所定量の溶融樹脂を導入を開始した時刻から終了した時刻までを計時した計量時間、金型を締め始めてから完全に閉じ終わり金型が密着するまでの時間を計時した型閉時間、金型を開き始めてから完全に開き終わるまでの時間を計時した型開時間、を計時する機能を有する。
また、検出部１１は、スクリューの位置を示すスクリュー位置、シリンダーの先端に残った樹脂の位置を示す最小クッション位置、計量する前のスクリューの位置を示す計量前位置を計測する機能を有する。
また、検出部１１は、樹脂を充填する際の圧力のピーク値である充填ピーク圧、射出の開始から帆圧の終了までの全域における圧力のピーク値である全域ピーク圧を検出する機能を有する。
また、検出部１１は、金型を締め付ける力のピーク値であるピーク型締力、保圧が完了した際の型締力を示す保圧完了型締力を検出する機能を有する。
本実施形態では、成形プロセス項目として、サイクル時間、充填時間、計量時間、型閉時間、型開時間、スクリュー位置、最小クッション位置、計量前位置、充填ピーク圧、全域ピーク圧、ピーク型締力、保圧完了型締力の全１２項目を使用する。成形プロセス項目は、これ以外の項目を用いるようにしてもよいし、この１２項目よりも少ない複数の項目を用いるようにしてもよい。

射出成形品検査装置２０は、射出成形装置１０から射出成形された成形品をカメラで撮像し、その撮像された画像データを検査アルゴリズムに従って分析処理することで品質検査を行い、良品か不良品かを判定する。例えば、射出成形品検査装置２０は、成形品の外観上の欠損不良、形状不良、または寸法不良の有無に基づいて、いずれの検査項目においても不良がないと判定された場合を良品、それ以外の場合を不良品と判定する。さらに、射出成形品検査装置２０は、不良品と判定された成形品を不良の種別を識別する。例えば、外観上の欠損不良の種別としては、ゲート凸、バリ、ヒケ、ショートショット等がある。射出成形品検査装置２０は、外観上の欠損不良があると判定された成形品について、外観上の欠損の状態に応じて、これらの種別のいずれに該当するかを識別する。
射出成形品検査装置２０は、上述の品質検査結果を示すデータである、品質検査データを成形品判定装置５０に出力する。品質検査データは、例えば、０（良品）、１（ゲート凸不良）、２（バリ不良）、３（ヒケ不良）、４（ショートショット不良）のように、品質結果を、その品質結果に応じて異なる番号で表すデータである。

付加センサ３０は、例えば射出成形装置１０の内部または外部に設けられた気圧計や温度計等であり、成形時における射出成形装置１０の各種環境（気圧、温度等）を測定し、その測定値を成形品判定装置５０に出力する。本実施形態において、付加センサ３０は、射出成形装置１０の金型に１つまたは複数取り付けられ、型内圧、製品表面温度、金型開閉変位量、冷却水流量のうち少なくともいずれか１つの項目または複数（例えば全４項目）について測定し、測定結果を付加センサ項目データとして出力する。型内圧は、射出成形時における金型の内周側の圧力（成形品を形成する樹脂に与えられる圧力）、製品表面温度は、成形品の表面温度、金型開閉変位量は、型締めを行っている際に、金型の開閉をガイドするタイバーに生じる変位の量、冷却水流量は、金型の温度をコントロールするために金型内を通過することで当該金型を冷却する冷媒として用いられる水の流量である。

以下では、成形プロセス項目と付加センサ項目を合わせて測定項目と称する場合がある。

入力装置４０は、例えばキーボードやマウス等であり、ユーザの操作入力応じて単位空間算出条件もしくはＭＤ算出条件を成形品判定装置５０に入力する。

単位空間算出条件は、単位空間算出に用いられるショット数と、測定項目の組合せ情報を含む。ＭＤ算出条件は、ＭＤ算出に用いる測定項目の組合せ情報を含む。

測定項目の組合せ情報は、単位空間算出／ＭＤ算出に用いられる測定項目の組合せを示す。測定項目の組合せには、全１２項目の成形プロセス項目のうち少なくとも２つの項目が含まれており、さらに、全４項目の付加センサ項目のうち少なくとも１つの項目が含まれていてもよい。例えば、測定項目の組合せとして、成形プロセス項目から最小クッション位置と全域ピーク圧の２項目、付加センサ項目から型内圧と金型開閉変位量の２項目を選ぶことができる。別の組合せ例として、成形プロセス項目から１２項目を全て選ぶこともできる。

成形品の仕様によっては、ショット数が少ないと統計的有意性が満たされない場合が考えられる。このような場合は、所定のショット数（例えば、最低でも１００ショット）以上のサンプルに基づいて単位空間算出を行えばよい。本実施形態では、ショット数を約４００ショットに設定して、単位空間算出を行った場合について説明する。

成形品判定装置５０は、射出成形装置１０の成形プロセス項目データと、射出成形品検査装置２０の品質検査データと、付加センサ３０の付加センサ項目データとを、成形ショット毎に取得する。また成形品判定装置５０は、単位空間算出条件もしくはＭＤ算出条件を入力装置４０から取得する。

成形品判定装置５０は、詳しくは後述するように、ＭＴ法を用いた単位空間算出もしくはＭＤ算出を行い、ＭＤ算出によって得られた算出ＭＤ値に基づいて成形品が良品か不良品かを判定する良否（正常・異常）判定を行う。

成形品判定装置５０は、単位空間算出時に、単位空間が算出されなかった場合、もしくは算出された単位空間の精度が悪い場合（精度を示す値が一定値以下の場合）には、単位空間算出エラーを出力装置６０に出力する。

成形品判定装置５０は、ＭＤ算出時に、品質検査データ、ＭＤ算出に用いられた測定項目データ、算出ＭＤ値を、成形ショット毎に出力装置６０に出力する。また、成形品判定装置５０は、良否（正常・異常）判定結果において不良品（異常）と判定された場合、不良（異常）発生と関係する測定項目の貢献度を出力装置６０に出力する。ここで貢献度とは、ＭＤ値を求めるために用いられた測定項目と、当該ＭＤ値との関係性の高さの度合いを表す値である。この貢献度は、成形品判定装置５０（後述するＭＤ算出部５５３）が算出するようにしてもよい。

出力装置６０は、例えばＰＣ（コンピュータ）や表示装置等の外部装置である。
単位空間算出時、出力装置６０は、単位空間算出エラーを成形品判定装置５０から受信して、エラー内容をディスプレイ等に表示する。
ＭＤ算出時、出力装置６０は、品質検査データ、ＭＤ算出に用いられた測定項目データ、算出ＭＤ値、貢献度を、成形品判定装置５０から受信して表示する。

（成形品判定装置）
図２は、本発明の一実施形態に係る成形品判定装置５０の構成を示した機能ブロック図である。

成形品判定装置５０は、データ取得部５１と、入力部５２と、記憶部５３と、データ選別部５４と、データ解析部５５と、出力部５６と、警報部５７とを備える。

データ取得部５１は、射出成形装置１０の成形プロセス項目データと、付加センサ３０の付加センサ項目データと、射出成形品検査装置２０の品質検査データとを成形ショット毎に取得して、記憶部５３に送信する。
なお、取得される成形プロセス項目データには、全１２項目のうち少なくとも２項目が含まれていればよく、取得される付加センサ項目データには、全４項目のうち少なくとも１項目が含まれていればよい。

入力部５２は、単位空間算出条件もしくはＭＤ算出条件を入力装置４０から受信して、記憶部５３に送信する。

記憶部５３は、各種データを記憶する。例えば、記憶部５３は、射出成形機の稼働状況を示す複数の測定項目において射出成形装置１０によって良品が成形された際の測定データを対象としてマハラノビス・タグチ法に基づいて生成された単位空間データを記憶する。記憶部５３は、複数の測定項目の全組み合わせについての単位空間データをそれぞれ記憶することができる。
このような記憶部５３は、記憶媒体、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、またはこれらの記憶媒体の任意の組み合わせによって構成される。この記憶部５３は、例えば、不揮発性メモリを用いることができる。
記憶部５３のデータ構成について、図３〜図５を参照して説明する。

図３は、記憶部５３のデータ構成を示す図である。記憶部５３は、測定項目データ５３１と、品質検査データ５３２と、良品データ５３３と、単位空間データ５３４と、算出条件５３５と、品質識別テーブル５３６と、測定項目識別テーブル５３７とを記憶する。

測定項目データ５３１として、データ取得部５１から受信した１２項目の成形プロセス項目データと４項目の付加センサ項目データとが記憶される。

品質検査データ５３２として、データ取得部５１から受信した品質検査データが記憶される。

良品データ５３３として、詳しくは後述するように、データ選別部５４において良品データと判定されたデータが記憶される。

単位空間データ５３４として、詳しくは後述するように、データ解析部５５においてＭＴ法により良品データ５３３を用いて算出された単位空間データが記憶される。

算出条件５３５として、入力部５２から受信した単位空間算出条件もしくはＭＤ算出条件が記憶される。

品質識別テーブル５３６として、成形品の品質種別とそれに対応する品質検査データが記憶される。図４は、品質識別テーブル５３６の一例を示す図である。例えば、図４に示すように、品質検査データの値が０は良品、１はゲート凸不良品、２はバリ不良品、３はヒケ不良品、・・・・、Ｎはショートショット不良品を表す。

測定項目識別テーブル５３７として、測定項目データの項目番号、項目名、項目識別ラベルが記憶される。図５は、測定項目識別テーブル５３７の一例を示す図である。例えば、図５に示すように、測定項目識別テーブル５３７は、１２個の成形プロセス項目と４個の付加センサ項目の項目番号、項目名、項目識別ラベル（１０１〜１１２、２０１〜２０４）を記憶する。例えば、入力装置４０から、成形プロセス項目または外部センサ項目における項目番号のうち少なくとも２つを、値を指定することで選択することができる。すなわち、項目番号が１と５が指定された場合には、「サイクル時間」と「型開時間」とが単位空間を求める対象の項目として用いられる。

データ選別部５４は、記憶部５３に記憶された品質識別テーブル５３６を参照して、記憶部５３から取得した測定項目データ５３１が、良品形成時のデータ（良品データ）であるか、不良品形成時のデータ（不良品データ）であるかを判定する。例えば、データ選別部５４は、図４に示す品質識別テーブル５３６を参照して、品質検査データ５３２が０である場合に測定項目データ５３１を良品データと判定し、品質検査データ５３２が０以外の場合に測定項目データ５３１を不良品データと判定する。
データ選別部５４は、良品データと判定された測定項目データを記憶部５３に送信し、記憶部５３は受信した測定項目データを良品データ５３３として記憶する。

データ解析部５５は、解析モード設定部５５１と、単位空間算出部５５２と、ＭＤ算出部５５３と、判定部５５４と、異常原因分析部５５５とを備える。

解析モード設定部５５１は、記憶部５３の算出条件５３５を参照して、単位空間算出とＭＤ算出のどちらを実行するかを設定する。単位空間算出が設定された場合、解析モード設定部５５１は、単位空間算出指示を単位空間算出部５５２に送信する。ＭＤ算出が設定された場合、解析モード設定部５５１は、ＭＤ算出指示をＭＤ算出部５５３に送信する。このように、単位空間算出またはＭＤ算出のいずれかを例えば、入力装置４０から指定することで、単位空間算出またはＭＤ算出のいずれかのモードで、成形品判定装置５０の処理が実行される。

単位空間算出部５５２は、単位空間算出指示を解析モード設定部５５１から受信すると、算出指示に従って単位空間算出を行う。単位空間算出部５５２は、単位空間が算出された場合、算出された単位空間データを記憶部５３に送信し、単位空間が算出されなかった場合、算出エラーを出力部５６に送信する。
なお、単位区間算出処理の詳細については後述する。

なお、単位空間算出部５５２は、測定項目の異なる複数の組合せに対して、単位空間を算出し、算出した複数の単位空間データを記憶部５３にそれぞれ記憶することができる。

ＭＤ算出部５５３は、取得した２以上の測定項目のうち、少なくとも２つの項目の測定データを用いてＭＴ法に基づくマハラノビス距離（以下、ＭＤ値と称する）を求める。以下、ＭＤ算出部５５３がマハラノビス距離を求める演算をＭＤ算出と称する。また、ＭＤ算出によって得られたマハラノビス距離を算出ＭＤ値と称する。
ＭＤ算出部５５３は、ＭＤ算出指示を解析モード設定部５５１から受信すると、算出指示に従ってＭＤ算出を行い、ＭＤ算出に用いられた測定項目データ５３１と、算出ＭＤ値とを出力部５６に送信する。さらに、ＭＤ算出部５５３は、算出ＭＤ値を判定部５５４に送信する。
なお、ＭＤ算出処理の詳細については後述する。

判定部５５４は、ＭＤ算出部５５３によって算出されたＭＤ値が基準値を超えているか否かに基づいて、検出部１１によって検出された稼働状況において成形された成形品が良品であるか否かを判定する。基準値は、予め決められた値であり、記憶部５３または判定部５５４が参照可能なメモリ領域に記憶される。
判定部５５４は、複数の測定項目のうち、組み合わせが異なる測定項目に基づく複数の単位空間データを用い、当該複数の単位空間データと、検出部１１によって検出された測定項目に基づく測定データとに基づいて、前記単位空間データの測定項目の組み合わせ毎に判定を行う。
判定部５５４は、このような判定を、成形品のショットが行われる毎に、当該ショットを行った際に得られる検出部によって検出された測定データを用いて行うことができる。
また、判定部５５４は、検出部１１から得られた測定データの各測定項目についての全組み合わせについてそれぞれ判定することもできる。
判定部５５４は、ＭＤ算出部５５３から受信した算出ＭＤ値に基づいて、成形品の良否判定（正常・異常判定）を行う。判定部５５４は、良否判定結果において異常（否）と判定された場合、異常原因分析指示を異常原因分析部５５５に送信し、警報指示信号を警報部５７に送信する。判定部５５４は、ＭＤ値が基準値を超えたと判定された場合、当該基準値を超えたと判定された測定データとともに、判定結果示す警報指示信号を出力する。
なお、良否判定処理の詳細については後述する。

異常原因分析部５５５は、異常原因分析指示を判定部５５４から受信すると、異常原因分析を行う。具体的には、異常原因分析部５５５は、ＭＤ算出に用いられた測定項目の貢献度を算出し、貢献度の大きい項目を大きい方から複数個選び、それらの項目を異常発生に関係する異常項目として、異常項目の貢献度を出力部５６に送信する。
なお、異常原因分析処理の詳細については後述する。

出力部５６は、データ解析部５５から受信した、単位空間算出エラー、品質検査データ、測定項目データ、算出ＭＤ値、異常項目の貢献度、を出力装置６０に送信する。

警報部５７は、判定部５５４の判定結果において、ＭＤ値が基準値を超えている場合に警報を出力する機能を有しており、例えば、警報としての警報音を発する機能を有したアラーム等である。警報部５７は、データ解析部５５から警報指示信号を受信すると、異常発生を知らせる警報音を発する。

（単位空間算出処理）
単位空間算出処理について、図６を参照して説明する。図６は、単位空間算出処理の流れを説明したフローチャートである。

入力部５２は、単位空間算出条件を入力装置４０から受信して、記憶部５３に送信する。記憶部５３は、単位空間算出条件を受信して、算出条件５３５として記憶する（ステップＳ１００）。

解析モード設定部５５１は、記憶部５３の算出条件５３５を参照して、単位空間算出指示を単位空間算出部５５２に送信する（ステップＳ１０１）。

単位空間算出部５５２は、ステップＳ１０２単位空間算出指示を解析モード設定部５５１から受信すると、算出条件５３５を参照して、単位空間算出に用いられる良品データ５３３を記憶部５３から取得する（ステップＳ１０２）。具体的には、単位空間算出部５５２は、算出条件５３５に含まれる測定項目の組合せ情報を参照して、この組合せを構成する項目の良品データ５３３を取得する。例えば、この組合せが最小クッション位置と全域ピーク圧の２項目で構成される場合、単位空間算出部５５２は、この２項目の良品データ５３３を記憶部５３から取得する。また、単位空間算出部５５２は、算出条件５３５に含まれるショット数を参照して、ショット数分の良品データ５３３を取得する。例えば、ショット数が４００である場合、単位空間算出部５５２は、良品データ５３３からランダムに４００ショット分のデータを取得する。

単位空間算出部５５２は、良品データ５３３に欠損があるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、取得した全４００ショットの良品データ５３３のうち、１００ショット目のデータが、センサ等の故障などにより測定されていなかった場合、欠損があると判定する。欠損がある場合（ステップＳ１０３−Ｎｏ）、単位空間算出部５５２は、単位空間算出を行なわず、ステップＳ１０２に戻る。

欠損がない場合（ステップＳ１０３−Ｙｅｓ）、単位空間算出部５５２は、ＭＴ法に基づいて単位空間算出を行う（ステップＳ１０４）。

単位空間が算出された場合（ステップＳ１０５−Ｙｅｓ）、単位空間算出部５５２は、算出された単位空間データを記憶部５３に送信し、記憶部５３は受信した単位空間データを単位空間データ５３４として記憶する（ステップＳ１０６）。

一方、単位空間算出過程で算出エラー（例えば、多重共線性エラー等）が生じると、単位空間は算出されず（ステップＳ１０５−Ｎｏ）、単位空間算出部５５２は算出エラーを出力部５６に送信する（ステップＳ１０７）。
ユーザは、出力部５６から出力装置６０に送信される算出エラーの内容を参考にして、単位空間算出条件を修正し、入力装置４０に入力する。入力装置４０は、修正した単位空間算出条件を入力部５２に送信し、入力部５２は記憶部５３の算出条件５３５を更新する。これにより、単位空間算出部５５２は、修正された単位空間算出条件を用いて、単位空間算出を行うことができる。

なお、上述したデータ取得部５１、入力部５２、データ選別部５４、データ解析部５５、出力部５６、警報部５７は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）等の処理装置若しくは専用の電子回路で構成されてよい。

（成形品判定処理）
成形品判定処理について、図７を参照して説明する。図７は、成形品判定処理の流れを説明したフローチャートである。

入力部５２は、入力装置４０から受信したＭＤ算出条件を記憶部５３に送信し、記憶部５３は受信したＭＤ算出条件を算出条件５３５として記憶する（ステップＳ２００）。

解析モード設定部５５１は、記憶部５３の算出条件５３５を参照して、ＭＤ算出指示をＭＤ算出部５５３に送信する（ステップＳ２０１）。

ＭＤ算出部５５３は、ＭＤ算出指示を受信すると、記憶部５３の算出条件５３５を参照して、ＭＤ算出に用いられる単位空間データ５３４を記憶部５３から取得する（ステップＳ２０２）。ここで、単位空間を構成する測定項目の組合せはＭＤ算出に用いられる測定項目の組合せと一致していなければならない。例えば、算出条件５３５に含まれる測定項目の組合せ情報において、計量時間、最小クッション位置、全域ピーク圧、充填ピーク圧の４項目で構成される組合せが指定されている場合を考える。この場合、ＭＤ算出部５５３は、単位空間データ５３４に記憶されている複数の単位空間データの中から、上記４項目を用いて算出された単位空間データ５３４を記憶部５３から取得する。

ＭＤ算出部５５３は、算出条件５３５に含まれる測定項目の組合せ情報を参照して、この組合せを構成する項目の測定項目データ５３１を取得する（ステップＳ２０３）。

さらに、ＭＤ算出部５５３は、取得した測定項目データ５３１に欠損があるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

欠損があると判定された場合（ステップＳ２０４−Ｎｏ）、ＭＤ算出部５５３は、現在のショットではＭＤ算出を行わない。ＭＤ算出部５５３は、新しいショットが行われると、ステップＳ２０３に戻って処理を行う。

欠損がないと判定された場合（ステップＳ２０４−Ｙｅｓ）、ＭＤ算出部５５３は、ＭＤ算出を行い（ステップＳ２０５）、算出ＭＤ値とＭＤ算出に用いた測定項目データを出力部５６に送信する（ステップＳ２０６）。出力装置６０は、算出ＭＤ値と測定項目データを出力部５６から受信し、ショット毎にディスプレイ等に表示する。

判定部５５４は、ＭＤ算出部５５３から受信した算出ＭＤ値に基づいて、成形品の良否判定（正常・異常判定）を行う（ステップＳ２０７）。具体的には、算出ＭＤ値が閾値（例えば基準値）より大きい場合には不良品（異常）、閾値より小さい場合には良品（正常）と判定される。一般的に、ＭＤ値が４以上は異常、４未満は正常と判定されることが多いことから、本実施形態では良否判定に用いられる閾値を４に設定する。

良否判定結果において正常と判定された場合（ステップＳ２０７−Ｙｅｓ）、現在のショットにおける成形品判定処理は終了する。

良否判定結果において異常と判定された場合（ステップＳ２０７−Ｎｏ）、判定部５５４は、この異常と判定された測定データとともに、異常と判定された結果を表す警報指示信号を警報部５７に送信する（ステップＳ２０８）。警報部５７は、警報指示信号に応じて警報音を出力するとともに、異常と判定された際の測定データを表示画面等の画面上に表示する。これにより、作業者は、ショットされた成形品に異常があったことをリアルタイムで知ることが可能となり、必要な対応（各種設定値の調整等）を、異常が発生した時点から行うことができる。
さらに、判定部５５４は、異常原因分析指示を異常原因分析部５５５に送信する（ステップＳ２０９）。

異常原因分析部５５５は、異常原因分析指示を判定部５５４から受信すると、異常原因分析を行う（ステップＳ２０９）。具体的には、異常原因分析部５５５は、ＭＤ算出に用いた測定項目データの貢献度を項目ごとに算出し、貢献度の大きい項目を大きい方からいくつか選択する。異常原因分析部５５５は、選択された貢献度の大きい項目を異常発生に関係する異常項目とみなし、異常項目の貢献度を出力部５６に出力する（ステップＳ２１０）。
出力装置６０は、出力部５６から受信した異常項目の貢献度を表示する。ユーザは、異常項目の貢献度を確認することにより、どの測定項目が異常発生に関係しているのかについて知見を得ることができる。

ステップＳ２０４−Ｎｏ、ステップＳ２０７−Ｙｅｓ、ステップＳ２１０の後、データ解析部５５は、新しい成形ショットが行われる度にステップＳ２０３に戻り、ステップＳ２０３〜ステップ２１０までの処理を行う。これにより、射出形成時にリアルタイムで成形品の良否判定を行うことが可能となる。

次に、不良品発生時の測定項目と算出ＭＤ値との関係について、図８を参照して説明する。図８は、実際のゲート凸不良発生時における、１２項目の成形プロセス項目と算出ＭＤ値の経時変化とを関係を表す図であり、出力装置６０の表示画面に表示された画面例を示す図である。出力装置６０は、出力部５６から得られるデータを元に、このような画面を表示することができる。ここでは、１２項目の成形プロセス項目すべてを用いてMD算出を行った。この図において、縦軸方向には、成形プロセス項目のそれぞれが並ぶように配置され、横軸方向には、時間を表している。

図８に示すように、ショットが行われる毎に、算出されたＭＤ値と成形プロセス項目における各値とが時系列方向に並ぶように表示される。ゲート凸不良が発生している期間（符号８００）において、算出MD値は約１０〜２０となり閾値（ここでは４）よりも大きい（異常判定）。このとき、１２項目の成形プロセス項目のうち、計量時間、全域ピーク圧、保圧完了型締力の３項目が通常時よりも増加し、最小クッション位置の１項目が通常時よりも減少している。従って、これら４項目が不良発生との関係性の度合い（貢献度）が高いと推測される。この不良発生に伴って警報部５７からの出力に応じて警報音が出力されたことに応じて、作業者によって射出成形装置１０等における各種調整が符号８１０に示す時点において適切に行われると、不良が解消されると、その後の期間（符号８２０）において、算出MD値と成形プロセス項目はそれぞれ通常時に戻ったことが示されている。

また、ここでは、閾値表示ライン８３０についても、ＭＤ値の表示領域に重なるように、出力装置６０の表示画面に表示される。閾値表示ライン８３０は、判定部５５４の判定に用いられた閾値（基準値）に応じた位置に時系列方向に沿って表示される。作業者は、ＭＤ値がこの閾値表示ライン８３０を超えているか否かを視認することで、異常が生じているか否かを簡単に把握することもできる。
また、成形プロセス項目のそれぞれの値の遷移を参照することで、不良品発生の予兆を事前に把握することも可能となる。
上述した実施形態によれば、単位空間データを予め算出し、記憶部５３に記憶しておき、ショットが行われるタイミングで、成形プロセス項目データを取得し、これを用いてＭＤ値を求め、基準値と比較し、良否判定を行うようにしたので、計算処理が簡単になり、その計算処理に係る時間を短縮することができるため、成形品の良否判定を射出成形装置１０の稼働中であってもリアルタイムで行うことも可能となった。したがって本実施形態の成形品判定システムでは、不良品発生をリアルタイムで検出することができる。

なお、上述した実施形態では、MT法を用いたが、MT法に限らず、MTA法、MTS法、TS法、T法など、マハラノビス・タグチ・システムに属する手法に適用することができる。

上述した実施形態における成形品判定装置５０をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

以上説明した本実施形態によれば、従来のような検査による不良が発生してからの出来栄え評価を行うのではなく、不良が発生する予兆（異常）を製造中のプロセスデータログを活用して捕えることで上流工程からの品質保証体制を実現することができる。また、成形プロセス項目と算出ＭＤ値の経時変化とを関係を出力するようにしたので、習熟度の低い作業者であっても、この出力を参照し、不良発生期間と当該期間における成形プロセス項目におけるデータ（例えば波形など）の関係や変化状況等を把握することができる。その上で、これらの出力内容を手がかりにすることで、品質異常発生時の対処法の検討が容易になる。

１…成形品判定システム、１０…射出成形装置、１１…検出部、２０…射出成形品検査装置、３０…付加センサ、４０…入力装置、５０…成形品判定装置、５１…データ取得部、５２…入力部、５３…記憶部、５４…データ選別部、５５…データ解析部、５６…出力部、５７…警報部、６０…出力装置、５５１…解析モード設定部、５５２…単位空間算出部、５５３…ＭＤ算出部、５５４…判定部、５５５…異常原因分析部

Claims (10)

1. 射出成形機の稼働状況を示す複数の測定項目において前記射出成形機によって良品が成形された際の測定データを対象としてマハラノビス・タグチ法（以下、ＭＴ法と称する）に基づいて生成された単位空間データを記憶する記憶部と、
   前記複数の測定項目について測定することで射出成形機の稼働状況を検出する検出部から前記複数の測定項目の少なくとも２以上についての項目の測定データを取得する取得部と、
   取得した２以上の測定項目のうち、少なくとも２つの項目の測定データを用いてＭＴ法に基づくマハラノビス距離（以下、ＭＤ値と称する）を求めるMD算出部と、
   算出されたＭＤ値が基準値を超えているか否かに基づいて、前記検出部によって検出された稼働状況において成形された成形品が良品であるか否かを判定する判定部と、
   を有する成形品判定装置。
2. 前記測定項目は、射出成形工程における、
   時間パラメータである、サイクル時間と、充填時間と、計量時間と、型閉時間と、型開時間と、
   スクリュー位置パラメータである、スクリュー位置と、最小クッション位置と、計量前位置と、
   充填パラメータである、充填ピーク圧と、全域ピーク圧と、
   型締パラメータである、ピーク型締力と、保圧完了型締力と、
   のうち少なくとも２つの測定項目を含む
   請求項１に記載の成形品判定装置。
3. 前記測定項目は、
   前記射出成形機に設けられる付加センサによって測定される、型内圧、製品表面温度、金型開閉変位量、冷却水流量のうち少なくともいずれか１つを含む
   請求項１または請求項２に記載の成形品判定装置。
4. 前記判定部は、
   前記複数の測定項目のうち、組み合わせが異なる測定項目に基づく複数の単位空間データを用い、当該複数の単位空間データと、前記検出部によって検出された測定項目に基づく測定データとに基づいて、前記単位空間データの測定項目の組み合わせ毎に判定を行う
   請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の成形品判定装置。
5. 前記判定部は、前記ＭＤ値が基準値を超えたと判定された場合、当該基準値を超えたと判定された測定データとともに、判定結果を出力する
   請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の成形品判定装置。
6. 前記判定部の判定結果において、前記ＭＤ値が基準値を超えている場合に警報を出力する警報部を有する
   請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の成形品判定装置。
7. 前記判定部は、前記成形品のショットが行われる毎に、当該ショットを行った際に得られる検出部によって検出された測定データを用いて判定を行う
   請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の成形品判定装置。
8. 前記記憶部は、前記複数の測定項目の全組み合わせについての単位空間データをそれぞれ記憶しており、
   前記判定部は、検出部から得られた測定データの各測定項目についての全組み合わせについてそれぞれ判定する
   請求項１から請求７のうちいずれか１項に記載の成形品判定装置。
9. 射出成形品の良否の判定をコンピュータに行わせる成形品判定方法であって、
   射出成形機の稼働状況を示す複数の測定項目において、前記射出成形機によって良品が成形された際の測定データを対象としてマハラノビス・タグチ法（以下、ＭＴ法と称する）に基づいて生成された単位空間データを記憶するステップと、
   前記複数の測定項目について測定することで射出成形機の稼働状況を検出する検出部から前記複数の測定項目の少なくとも２以上についての項目の測定データを取得するステップと、
   取得した２以上の測定項目のうち、少なくとも２つの項目の測定データを用いてＭＴ法に基づくマハラノビス距離（以下、ＭＤ値と称する）を算出するステップと、
   算出されたＭＤ値が基準値を超えているか否かに基づいて、前記検出部によって検出された稼働状況において成形された成形品が良品であるか否かを判定するステップと、
   を備えることを特徴とする成形品判定方法。
10. 射出成形品の良否の判定をコンピュータに行わせる成形品判定プログラムであって、
    コンピュータに対して、
    射出成形機の稼働状況を示す複数の測定項目において、前記射出成形機によって良品が成形された際の測定データを対象としてマハラノビス・タグチ法（以下、ＭＴ法と称する）に基づいて生成された単位空間データを記憶するステップと、
    前記複数の測定項目について測定することで射出成形機の稼働状況を検出する検出部から前記複数の測定項目の少なくとも２以上についての項目の測定データを取得するステップと、
    取得した２以上の測定項目のうち、少なくとも２つの項目の測定データを用いてＭＴ法に基づくマハラノビス距離（以下、ＭＤ値と称する）を算出するステップと、
    算出されたＭＤ値が基準値を超えているか否かに基づいて、前記検出部によって検出された稼働状況において成形された成形品が良品であるか否かを判定するステップと、
    を実行させることを特徴とする成形品判定プログラム。

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