JP2022181871A - 射出成形機管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形の生産効率を向上させる技術を提供する。【解決手段】射出成形機と、成形工程の前工程または後工程を実施する周辺機器とを備えた射出成形ユニットを管理する射出成形機管理システムは、射出成形機における成形工程の状態を表示する第１画面を表示する第１表示部を備え、第１画面は、第１画面領域と第２画面領域とを有し、第１画面領域には、射出成形機の成形工程内における良否に関する第１指標が表示され、第２画面領域には、成形工程の前工程または成形工程の後工程における良否に関する第２指標が表示される。【選択図】図１

Description

本開示は、射出成形機管理システムに関する。

射出成形機を管理するシステムに関し、例えば、特許文献１には、射出成形機を予め定めた基準に応じてグループ化し、グループ毎にそのグループに属する射出成形機の全体の稼働率、消費電力、消費樹脂量、良品率、不良品率、作業時間等の情報を表示することが開示されている。

特開２０１８－９４８８８号公報

しかしながら、射出成形における不良の種類には、成形材料に関する不良、射出成形機の実測値における不良、成形後の外観検査における不良、出荷検査における不良など、様々な種類がある。そのため、特許文献１のようにグループ全体の不良率を表示するだけでは、材料乾燥工程、成形工程、検査工程などのどの工程で発生する不良に対して対処する必要があるのかを判断することが困難であり、結果として生産効率を低下させるおそれがある。

本開示の第１の形態によれば、射出成形機と、成形工程の前工程または後工程を実施する周辺機器とを備えた射出成形ユニットを管理する射出成形機管理システムが提供される。この射出成形機管理システムは、射出成形機における成形工程の状態を表示する第１画面を表示する第１表示部を備え、前記第１画面は、第１画面領域と第２画面領域とを有し、前記第１画面領域には、前記射出成形機の成形工程内における良否に関する第１指標が表示され、前記第２画面領域には、前記成形工程の前工程または前記成形工程の後工程における良否に関する第２指標が表示される。

本開示の第２の形態によれば、射出成形機と、成形工程の前工程または後工程を実施する周辺機器とを備えた射出成形ユニットを管理する射出成形機管理システムが提供される。この射出成形機管理システムは、射出成形機の成形工程内における良否に関する第１指標と、前記成形工程の前工程または前記成形工程の後工程における良否に関する第２指標とを出力する出力部を備える。

射出成形機管理システムの概略構成を示す説明図。 第１画面の例を示す図。 第２画面の例を示す図。 他の第２画面の例を示す図。 表示部の表示内容の一覧を示す図。

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における射出成形機管理システム１０の概略構成を示す説明図である。本実施形態における射出成形機管理システム１０は、射出成形機１００と、材料乾燥機２００と、検査装置３００と、端末装置４００と、管理装置５００とを備えている。射出成形機１００と材料乾燥機２００と検査装置３００とは、これらが、例えば同一の筐体あるいは連結された筐体に配置され、一体的に組み合わせられることにより、射出成形ユニットとして構成されている。管理装置５００は、射出成形機１００、材料乾燥機２００、検査装置３００、および、端末装置４００と通信可能に接続されている。本実施形態では、管理装置５００は、これらの装置とネットワークＮＴを介して相互に通信可能に構成されている。ネットワークＮＴは、例えば、ＬＡＮであってもよいし、ＷＡＮであってもよいし、インターネットであってもよい。

本実施形態において、射出成形機１００と、材料乾燥機２００と、検査装置３００とは、１つの射出成形ユニットにつき１台ずつ配置されている。例えば、工場には、複数の射出成形ユニットが配置される。材料乾燥機２００および検査装置３００は、射出成形機１００の周辺機器であり、射出成形機１００による成形工程の前工程または後工程を実施する機器である。つまり、射出成形ユニットは、射出成形機１００と、成形工程の前工程または後工程を実施する周辺機器とを備えるユニットである。

射出成形機１００は、射出成形を行う装置である。射出成形機１００では、成形工程が行われる。射出成形機１００は、第１制御部１１０と、それぞれ図示しない射出装置と型締装置を備えている。型締装置には、キャビティーを有する成形型が装着される。成形型は、金属製でもよいし、セラミック製でもよいし、樹脂製でもよい。金属製の成形型のことを金型と呼ぶ。第１制御部１１０は、１つまたは複数のプロセッサーと、記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェイスとを備えるコンピューターによって構成されている。第１制御部１１０は、複数のコンピューターによって構成されてもよい。後述する材料乾燥機２００の第２制御部２１０、および、検査装置３００の第３制御部３１０についても、第１制御部１１０と同様の構成である。

第１制御部１１０は、射出成形機１００の各部を制御して射出成形を行い、成形品を成形する。より具体的には、第１制御部１１０は、型締装置を制御して成形型を型締めし、射出装置を制御して材料を可塑化して成形型に射出することによって、成形型に設けられたキャビティーの形状に応じた形状を有する成形品を成形する。成形された成形品は、図示していない取り出しロボットによって検査装置３００に搬送される。

第１制御部１１０は、射出成形に関する物理量を表す物理量情報を管理装置５００に送信する。物理量情報には、射出成形機１００に備えられた各種センサーによって計測された計測値と、射出成形に関する各種指令値とが含まれる。指令値は、例えば、射出充填時間や射出圧力、設定温度など、射出成形機１００に設定される値であり、計測値は、これらの実際の値をセンサーによって計測した値である。

材料乾燥機２００は、射出成形機１００に供給する材料を乾燥させる装置である。材料乾燥機２００では、成形工程の前工程である材料乾燥工程が行われる。材料乾燥機２００は、第２制御部２１０と、それぞれ図示していない加熱器と乾燥ホッパーとを備える。材料乾燥機２００は、空気中の水分を吸湿剤によって除去し、その乾燥空気を加熱器によって加熱して乾燥ホッパーに送り込み、乾燥ホッパー内に貯留された材料を乾燥させる。乾燥させた材料は、図示していない圧送ポンプによって射出成形機１００に圧送される。第２制御部２１０は、加熱器による乾燥温度や、加熱ホッパーに送り込む乾燥空気の風量を制御する。

検査装置３００は、画像検査を行う装置である。検査装置３００では、成形工程の後工程である画像検査工程が行われる。検査装置３００は、第３制御部３１０とカメラと重量センサーとによって構成される。第３制御部３１０は、カメラを制御して成形品を撮像し、撮像した成形品を画像解析することによって、成形品の外観検査を行う。また、第３制御部３１０は、重量センサーによって成形品の重量を測定する。第３制御部３１０は、成形品の検査結果および重量に関する情報を表す検査情報を管理装置５００に送信する。検査装置３００は、射出成形機１００による成形工程の直後に成形品を検査してもよいし、成形品の出荷前に検査を行ってもよい。出荷前の検査は、全数検査ではなく、抜き取り検査でもよい。なお、成形品の重量は、検査装置３００とは異なる装置によって測定されて管理装置５００に送信されてもよい。

端末装置４００は、ＣＰＵと記憶装置と表示部４５０とを備えるコンピューターとして構成されている。端末装置４００としては、例えば、タブレット端末やノート型パソコン、スマートフォンを適用できる。本実施形態では、表示部４５０にタッチパネル機能が備えられている。表示部４５０には、管理装置５００から出力された各種の画面が表示される。なお、他の実施形態では、表示部４５０は、管理装置５００に備えられてもよい。本実施形態の表示部４５０は、少なくとも「第１表示部」及び／又は、「第２表示部」に相当する。

管理装置５００は、処理部５０１と記憶部５０２とを備えるコンピューターによって構成されている。処理部５０１は、ＣＰＵや主記憶装置を備えている。記憶部５０２は、ハードディスクドライブなどの補助記憶装置を備えている。

処理部５０１は、物理量取得部５１０と、検査情報取得部５２０と、出力部５３０とを備える。物理量取得部５１０と、検査情報取得部５２０と、出力部５３０とは、処理部５０１が記憶部５０２に記憶されたプログラムを実行することによって実現される。なお、これらは回路によって実現されてもよい。

物理量取得部５１０は、射出成形機１００から物理量情報を取得する。物理量取得部５１０は、取得した物理量情報を記憶部５０２に記憶させる。

検査情報取得部５２０は、検査装置３００から検査情報を取得する。検査情報取得部５２０は、取得した検査情報を記憶部５０２に記憶させる。

処理部５０１は、物理量取得部５１０および検査情報取得部５２０によって記憶部５０２に記憶された各情報を用いて種々の計算および統計処理を行い、それらの結果を記憶部５０２に記憶させる。本実施形態において、処理部５０１は、成形工程内不良率と、検査不良率と、材料良品率とを算出する。これらの値を、工場管理指標（ＫＰＩ：Key Performance Indicator）という。処理部５０１は、個別の装置について工場管理指標を算出する。

成形工程内不良率とは、射出成形機１００が実施する成形工程における不良の割合である。処理部５０１は、例えば、物理量取得部５１０によって取得した物理量情報に含まれる指令値と計測値とを１ショット毎に比較し、計測値と指令値との差が所定の閾値以上の場合に、そのショットにおける成形が不良であると判定する。処理部５０１は、ショット数に対する不良の割合を求めることで、成形工程内不良率を算出する。

検査不良率とは、検査装置３００が実施する画像検査工程における不良の割合である。処理部５０１は、例えば、検査情報取得部５２０によって取得した検査情報から、良否判定結果を抽出し、検査数に対する不良の割合を求めることで、検査不良率を算出する。

材料良品率とは、材料乾燥機２００が実施する材料乾燥工程における良品の割合を示す。処理部５０１は、検査情報取得部５２０によって取得した検査情報から、良品の重量と不良品の重量とを抽出し、良品の重量と不良品の重量の合計に対する良品の重量の割合を求めることで、材料良品率を算出する。つまり、材料良品率は、材料乾燥機２００に投入された材料の重量に対する、良品の重量の割合を意味する。材料良品率のことを、材料歩留まり率ともいう。成形品の良否は、材料の乾燥状態の影響を大きく受ける。そのため、本実施形態では、材料良品率を材料乾燥工程における良否の指標として用いる。

処理部５０１は、材料良品率の算出に際して、良品の重量と不良品の重量の合計に対して更に、成形工程開始時に成形が安定するまでに捨て打ちされた材料の重量や廃棄された成形品の重量を加算してもよい。また、例えば、こぼした材料の重量や濡らした材料の重量、過乾燥させた材料の重量など、ロストした材料の重量を加算してもよい。こうすることにより、材料良品率の算出精度を高めることができる。

出力部５３０は、成形工程内における良否に関する第１指標と、成形工程の前工程または成形工程の後工程における良否に関する第２の指標とを端末装置４００の表示部４５０に出力する。本実施形態において、第１指標は、成形工程内不良率であり、第２指標は、検査不良率および材料良品率である。出力部５３０は、以下で説明する第１画面及び／又は、第２画面をそれぞれ切り替え可能に表示部４５０に出力する。なお、出力部５３０は、少なくとも第１画面を出力可能であればよく、第２画面を出力しないものであってもよい。

図２は、表示部４５０に表示される第１画面ＳＣ１の例を示す図である。第１画面ＳＣ１は、主として成形工程の状態を表示するための画面である。第１画面ＳＣ１は、第１画面領域ＡＲ１と第２画面領域ＡＲ２とを有している。出力部５３０は、第１画面領域ＡＲ１に、第１指標として、成形工程内不良率を表示する。また、出力部５３０は、第２画面領域ＡＲ２に対して、第２指標として、検査不良率および材料良品率を表示する。出力部５３０は、第１画面ＳＣ１の他の領域に、成形工程に関する情報として、例えば、射出成形機１００から取得した指令値や計測値を表示してもよい。

図３は、表示部４５０に表示される第２画面ＳＣ２の例を示す図である。第２画面ＳＣ２は、主として材料乾燥工程の状態を表示するための画面である。第２画面ＳＣ２は、第３画面領域ＡＲ３と第４画面領域ＡＲ４とを有している。出力部５３０は、第４画面領域ＡＲ４に対して、第２指標である材料良品率を表示する。また、出力部５３０は、第３画面領域ＡＲ３に対して、第１指標として、成形工程内不良率を表示し、更に、第３画面領域ＡＲ３に対して、第２指標である検査不良率を表示する。出力部５３０は、第２画面ＳＣ２の他の領域に、材料乾燥工程に関する情報として、例えば、乾燥温度や風量などの情報を表示してもよい。

図４は、表示部４５０に表示される他の第２画面ＳＣ２ｂの例を示す図である。図４に示す第２画面ＳＣ２ｂは、主として画像検査工程の状態を表示するための画面である。第２画面ＳＣ２ｂは、第３画面領域ＡＲ３ｂと第４画面領域ＡＲ４ｂとを有している。出力部５３０は、第４画面領域ＡＲ４ｂに対して、第２指標である検査不良率を表示する。また、出力部５３０は、第３画面領域ＡＲ３ｂに対して、第１指標として、成形工程内不良率を表示し、更に、第３画面領域ＡＲ３ｂに対して、第２指標である材料良品率を表示する。出力部５３０は、第２画面ＳＣ２ｂの他の領域に、画像検査工程に関する情報として、例えば、良品および不良品の数を表示してもよい。

図５は、表示部４５０の表示内容の一覧を示す図である。図５には、第１画面ＳＣ１、第２画面ＳＣ２のそれぞれに表示される指標と、表示される指標の値との対応関係を示している。また、図５には、各画面の指標の値に応じて、作業者が作業可能な作業内容が示されている。例えば、作業者が、第１画面ＳＣ１において、材料良品率が低下したことを確認した場合、作業者は、材料乾燥機２００における風量や乾燥温度などの乾燥条件を変更することによって、材料良品率を回復させることができる。なお、図５に示した作業内容は一例であり、各指標の値に応じて様々な作業を行うことが可能である。

以上で説明した第１実施形態の射出成形機管理システム１０によれば、成形工程の状態を表示する第１画面ＳＣ１の第１画面領域ＡＲ１には、射出成形機１００の成形工程内における良否に関する第１指標が表示され、第２画面領域ＡＲ２には、成形工程の前工程または成形工程の後工程における良否に関する第２指標が表示される。そのため、作業者は、第１画面ＳＣ１を確認するだけで、成形工程内における良否だけではなく、その前工程としての材料乾燥工程あるいは後工程としての画像検査工程における良否を確認できる。そのため、どの工程で発生する不良に対して対処する必要があるのかを判別することが容易となる。この結果、生産効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、成形工程の前工程または後工程の状態を表示する第２画面ＳＣ２の第１画面領域ＡＲ１には、成形工程内における良否に関する第１指標が表示され、第２画面領域ＡＲ２には、成形工程の前工程または前記成形工程の後工程における良否に関する第２指標が表示される。そのため、作業者は、第２画面ＳＣ２を確認するだけで、成形工程の前工程あるいは後工程における良否だけではなく、成形工程における良否を確認できる。そのため、どの工程で発生する不良に対して対処する必要があるのかを判別することが容易となり、その結果、生産効率を向上させることができる。

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上記実施形態において、処理部５０１は、第１指標や第２指標として、成形工程内不良率、検査不良率、材料良品率を算出した、これに対して、処理部５０１は、成形工程内良品率、検査良品率、材料不良率を算出してもよい。また、良品率や不良率ではなく、良品数や不良数を求めてもよい。

（Ｂ２）上記実施形態では、成形工程の前工程が材料乾燥工程であり、後工程が検査工程であるものとした。しかし、成形工程の前工程や後工程はこれらの工程に限られない。例えば、成形工程の前工程として、材料の搬送工程や選別工程があってもよい。また、成形工程の後工程として、成形品の洗浄工程や梱包工程があってもよい。

（Ｂ３）上記実施形態において、第１画面領域ＡＲ１および第２画面領域ＡＲ２は、同時に第１画面ＳＣ１内に表示されている。これに対して、第１画面領域ＡＲ１と第２画面領域ＡＲ２とは、第１画面ＳＣ１内において、所定の時間間隔で切り替え表示が行われてもよい。また、第１画面領域ＡＲ１と第２画面領域ＡＲ２とは、第１画面ＳＣ１内において、別々のウィンドウに表示されてもよい。また、複数の表示装置に、第１画面領域ＡＲ１と第２画面領域ＡＲ２とをそれぞれ表示し、それら複数の表示装置で１つの第１画面ＳＣ１を構成してもよい。これらの変形態様は、第３画面領域ＡＲ３および第４画面領域ＡＲ４が表示される第２画面ＳＣ２についても同様に適用可能である。

（Ｂ４）上記実施形態において、後工程は画像検査工程としたが、組立工程、梱包工程などを有していても構わない。組立工程における不良率は、例えば容器に成形品である蓋を取り付ける組立工程において、成形品の取り付け爪が割れてしまったことによる不良数に基づいて算出される。また、梱包工程における不良率は、例えばロボットが成形品ピッキングミスにより成形品を落下させた数などに基づいて算出される。

（Ｂ５）上記実施形態において、前工程は材料乾燥工程としたが、フープ成形やインサート成形におけるインサート部品生産工程や、多色成形における第１成形品生産工程などを有していても構わない。フープ成形やインサート成形におけるインサート部品生産工程の不良率は、インサート部品を生産するプレス機や工作機械の実効値に基づいて算出されても良く、インサート部品を成形機に挿入する前に検査を実施した結果に基づいて算出しても構わない。多色成形における第１成形品生産工程の不良率は、第１成形品を成形した際の成形機の実効値に基づいて算出されても良く、第１成形品を第２成形品の金型に挿入し型締めされる前に検査を実施した結果に基づいて算出されても構わない。

Ｃ．他の形態：
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、以下に記載する各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

（１）本開示の第１の形態によれば、射出成形機と、成形工程の前工程または後工程を実施する周辺機器とを備えた射出成形ユニットを管理する射出成形機管理システムが提供される。この射出成形機管理システムは、射出成形機における成形工程の状態を表示する第１画面を表示する第１表示部を備え、前記第１画面は、第１画面領域と第２画面領域とを有し、前記第１画面領域には、前記射出成形機の成形工程内における良否に関する第１指標が表示され、前記第２画面領域には、前記成形工程の前工程または前記成形工程の後工程における良否に関する第２指標が表示される。
このような形態によれば、第１画面中の第１画面領域に表示される第１指標と第２画面領域に表示される第２指標とを確認することで、成形工程における良否だけではなく、その前工程あるいは後工程における良否を確認できる。そのため、どの工程で発生する不良に対して対処する必要があるのかを判別することが容易となり、その結果、生産効率を向上させることができる。

（２）上記形態は、更に、前記射出成形機における前記成形工程の前工程または前記成形工程の後工程の状態を表示する第２画面を表示する第２表示部を備え、前記第２画面は、第３画面領域と第４画面領域とを有し、前記第３画面領域には、前記第１指標が表示され、前記第４画面領域には、前記第２指標が表示されてもよい。このような形態によれば、第１表示部だけではなく、第２表示部にも、第１指標と第２指標とが表示されるので、異なる地点において、成形工程における良否や、その前工程または後工程における良否を確認できる。

（３）上記形態において、前記第２指標は、前記成形工程の前工程である材料乾燥工程における良否に関する指標であってもよい。このような形態であれば、成形工程だけではなく、材料乾燥工程における良否を確認できる。

（４）上記形態において、前記第２指標は、前記成形工程の後工程である画像検査工程における良否に関する指標であってもよい。このような形態であれば、成形工程だけではなく、画像検査工程における良否を確認できる。

（５）本開示の第２の形態によれば、射出成形機と、成形工程の前工程または後工程を実施する周辺機器とを備えた射出成形ユニットを管理する射出成形機管理システムが提供される。この射出成形機管理システムは、射出成形機の成形工程内における良否に関する第１指標と、前記成形工程の前工程または前記成形工程の後工程における良否に関する第２指標とを出力する出力部を備える。

１０，１１…射出成形機管理システム、１００…射出成形機、１１０…第１制御部、２００…材料乾燥機、２１０…第２制御部、３００…検査装置、３１０…第３制御部、４００…端末装置、４５０…表示部、４５１…第１表示部、４５２…第２表示部、５００…管理装置、５０１…処理部、５０２…記憶部、５１０…物理量取得部、５２０…検査情報取得部、５３０…出力部

Claims (5)

1. 射出成形機と、成形工程の前工程または後工程を実施する周辺機器とを備えた射出成形ユニットを管理する射出成形機管理システムであって、
   射出成形機における成形工程の状態を表示する第１画面を表示する第１表示部を備え、
   前記第１画面は、第１画面領域と第２画面領域とを有し、
   前記第１画面領域には、前記射出成形機の成形工程内における良否に関する第１指標が表示され、
   前記第２画面領域には、前記成形工程の前工程または前記成形工程の後工程における良否に関する第２指標が表示される、
   射出成形機管理システム。
2. 請求項１に記載の射出成形機管理システムであって、
   前記射出成形機における前記成形工程の前工程または前記成形工程の後工程の状態を表示する第２画面を表示する第２表示部を備え、
   前記第２画面は、第３画面領域と第４画面領域とを有し、
   前記第３画面領域には、前記第１指標が表示され、
   前記第４画面領域には、前記第２指標が表示される、射出成形機管理システム。
3. 請求項１または２に記載の射出成形機管理システムであって、
   前記第２指標は、前記成形工程の前工程である材料乾燥工程における良否に関する指標である、射出成形機管理システム。
4. 請求項１または２に記載の射出成形機管理システムであって、
   前記第２指標は、前記成形工程の後工程である画像検査工程における良否に関する指標である、射出成形機管理システム。
5. 射出成形機と、成形工程の前工程または後工程を実施する周辺機器とを備えた射出成形ユニットを管理する射出成形機管理システムであって、
   射出成形機の成形工程内における良否に関する第１指標と、前記成形工程の前工程または前記成形工程の後工程における良否に関する第２指標とを出力する出力部を備える、射出成形機管理システム。

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