JP2023156814A - 成形管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】成形品に寸法不良が発生した際に、ユーザーが誤った対策を実施することを抑制できる技術を提供する。【解決手段】成形管理システムは、予め定められた期間において生産された成形品の寸法と、成形品が不良品である場合において、成形品の不良分類と、を取得する情報取得部と、寸法に関する寸法情報と、不良分類の件数に関する不良件数情報とを、共通の時間軸に沿って並べて表示する表示部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、成形管理システムに関する。

成形管理システムに関し、特許文献１には、成形品の寸法情報の平均値をトレンドグラフとして表示する技術が開示されている。例えば、特許文献１のトレンドグラフにおいて、成形品の寸法情報が規定範囲から外れた場合、ユーザーは、成形条件を変更する、成形型のキャビティー内部を加工する、などの対策を実施することができる。

特開２００４－１９８１４８号公報

しかし、特許文献１に記載された寸法のトレンドグラフだけでは、成形条件を変更すべきなのか、成形型を加工すべきなのか、を判断することが困難である。そのため、寸法不良が発生した際に、ユーザーが誤った対策を実施するおそれがある。

本開示の一形態によれば、成形管理システムが提供される。この成形管理システムは、予め定められた期間において生産された成形品の寸法と、前記成形品が不良品である場合において、前記成形品の不良分類と、を取得する情報取得部と、前記寸法に関する寸法情報と、前記不良分類の件数に関する不良件数情報とを、共通の時間軸に沿って並べて表示する表示部と、を備える。

第１実施形態における成形管理システムの概略構成を示す説明図である。 管理画面の一例を示す図である。 参考例におけるキズ、反り、寸法の変動を表す図である。 第２実施形態における管理画面の表示例を示す図である。 管理画面の他の表示例を示す図である。

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における成形管理システム１０の概略構成を示す説明図である。本実施形態における成形管理システム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。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。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もよい。

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。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等の搬送装置によって検査装置３００に搬送される。

第１制御部１１０は、成形品を製造するための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は、第３制御部３１０とカメラ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、成形品の寸法測定および外観検査を行う。第３制御部３１０は、成形品の寸法として、例えば、成形品の高さや、全長、全幅などを測定する。また、第３制御部３１０は、外観検査において、例えば、キズや反りといった、成形品の不良を検査する。第３制御部３１０は、成形品毎に、検査情報を、管理装置５００に送信する。検査情報には、成形品の寸法と、成形品が不良品である場合において、「キズ」や「反り」といった不良分類とが含まれる。なお、検査装置３００は、成形品の寸法をカメラではなく、各種の変位センサーや測長センサーを用いて測定してもよい。

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、ハンディターミナルを適用できる。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。

管理装置５００は、処理部５０１と記憶部５０２と通信制御部５０３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、１つまたは複数のプロセッサーおよび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により構成される。通信制御部５０３は、射出成形機１００や材料乾燥機２００、検査装置３００、端末装置４００などの他の装置との通信を制御するための通信回路を備えている。

処理部５０１は、情報取得部５１０を備える。情報取得部５１０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、情報取得部５１０は回路によって実現されてもよい。

情報取得部５１０は、予め定められた期間において生産された成形品の寸法と、成形品が不良品である場合において、その成形品の不良分類とを取得する。本実施形態では、情報取得部５１０は、これらの情報を検査装置３００から取得する。期間は、ユーザーによって予め指定されてもよいし、成形管理システム１０において予め定められていてもよい。

処理部５０１は、情報取得部５１０が取得した情報に基づき、成形品の寸法に関する寸法情報と、不良分類の件数に関する不良件数情報とを、共通の時間軸に沿って並べた管理画面を生成する。生成された管理画面は、端末装置４００に送信され、端末装置４００の表示部４５０に表示される。

図２は、表示部４５０に表示される管理画面ＳＣ１の一例を示す図である。本実施形態では、管理画面ＳＣ１において、１月から１０月までに生産された成形品の不良件数情報と寸法情報が、共通の時間軸に沿って上下に並べて表示されている。図２には、不良件数情報として、不良分類が「キズ」である不良品の件数と、不良分類が「反り」である不良品の件数を表す棒グラフが月毎に並べて表示されている。また、図２には、寸法情報として、成形品の寸法の各月の統計情報が、不良件数情報と共通の時間軸に沿って箱ひげ図によって表示されている。箱ひげ図は、箱から下方に延びるひげの下端が、その月の成形品の寸法の最小値を表し、箱の下辺が寸法の第１四分位数を表し、箱内の線が寸法の第２四分位数すなわち中央値を表し、箱の上辺が寸法の第３四分位数を表し、箱から上方に延びるひげの上端が寸法の最大値を表している。箱内には、寸法の平均値を表す印を付してもよい。最小値や中央値、最大値、平均値が表示部４５０に表示されることで、成形品の寸法の変化を認識しやすくなる。また、これらの値が箱ひげ図によって表示されることで、寸法の各種統計値の変化を読み取りやすい。なお、最小値や中央値、最大値、平均値は、箱ひげ図に限らず、折れ線グラフなどによって表示されてもよい。

以上で説明した第１実施形態では、成形品の寸法情報だけでなく、成形品の不良分類毎の不良件数に関する情報を共通の時間軸に沿って並べて表示する。そのため、寸法情報だけからでは特定できない不良の原因の特定や不良対策の立案が可能となる。例えば、ユーザーが図２に示した管理画面ＳＣ１を参照すると、６月までの寸法情報および不良件数情報を比較することで、成形品のキズ、反り、寸法のばらつきに相関があることが理解できる。ユーザーは、これらの相関関係から、例えば、経験上、キズが要因となって、そのキズに応力がかかって反りが発生し、その結果、反りの影響で検査装置によって測定された寸法が基準値から外れていると分析することができる。このような分析に基づき、ユーザーは、キズの対策、例えば、金型内面のカエリの除去や表面研磨などを行う。そうすると、キズが要因となって発生していた反りや寸法不良がすべて解消する可能性がある。図２には、７月以降には不具合がすべて解決している状態が表されている。つまり、成形品の寸法情報だけでなく、成形品の不良分類に関する情報を共通の時間軸に沿って並べて表示することで、すべての不具合をまとめて解決できる可能性が高まる。

これに対して、寸法情報と不良件数情報とが別々に表示されている場合におけるユーザーの対策の参考例を図３に基づき説明する。図３は、管理画面ではなく、この参考例におけるキズ、反り、寸法の変動を図２に倣って表している。例えば、１月から６月まで、ほとんどの成形品の寸法が、図中に上限と下限とで挟まれた合格基準を下回っている。そこで、ユーザーは寸法の不良を解決するため、型寸法を大きくする対策を６月に実施する。寸法の不良を解決する方法としては、例えば、成形条件の見直しと型寸法の修正とがあるが、成形条件を見直す場合、無数にある成形条件の各項目を変化させてその効果を確かめる必要があり、工数の見積もりが困難である。これに対して、型寸法の修正は、効果の予測が容易であるため、ユーザーは、寸法不良の解決方法として型寸法の修正を選択することが多い。７月は、型寸法の修正によって寸法不良が低減している。続いて、ユーザーは不良分類「反り」を解決するため、成形時における可動型の温度を高くする対策を実施する。この対策により、８月において、不良分類「反り」の不良は低減したが、不良分類「キズ」の件数は低減せず、また、寸法不良も増加した。そのため、ユーザーは寸法不良を解決するため、成形型の内寸法を小さくする対策を実施する。この対策により、９月は寸法不良が低減している。続いて、ユーザーは不良分類「キズ」を解決するため、金型内のカエリの除去や表面研磨を実施する。１０月は、型寸法が大きくなったにも関わらず、可動型の温度を高いままのため、成形品が逆方向に反り、不良分類「反り」の不良が増加しており、また、成形品が沿っていることで寸法不良も増加している。

このように、寸法情報と不良件数情報とが共通の時間軸に沿って表示されていない場合、これらを同時に対比することが難しい。そのため、上記のように、寸法やキズ、反りに対する対策をばらばらに実施することで、不具合対策を行うケースが多く、ある不具合に対する対策を行っても、他の不具合が悪化する場合もある。これに対して、本実施形態では、図２に示したように、成形品の寸法情報だけでなく、成形品の不良分類に関する情報を共通の時間軸に沿って並べて表示するため、寸法情報だけからでは特定できなかった不良の原因の特定や不良対策の立案が可能となる。この結果、ユーザーが誤った対策を実施する可能性を低減できる。

Ｂ．第２実施形態：
図４は、第２実施形態における管理画面ＳＣ２の表示例を示す図である。第２実施形態における成形管理システム１０の構成は第１実施形態と同じである。

上述した第１実施形態では、図２に示したように、箱ひげ図によって寸法情報を表示している。これに対して、第２実施形態では、寸法の統計情報を２つのグラフによって表している。図４には、それらのグラフとして、寸法の各月の平均値を表す折れ線グラフと、寸法の標準偏差を表す棒グラフとを示している。このように、寸法情報は、様々な形式によって表示することが可能である。なお、図４には、寸法の標準偏差を示すグラフを示しているが、標準偏差ではなく、分散を表すグラフを表示してもよい。標準偏差や分散が時間軸に沿って表示されることで、寸法のばらつきの変化が認識しやすくなる。例えば、ばらつきが大きければ、型寸法ではない他の要因によって寸法が変化している可能性が高い。そのため、ユーザーは、標準偏差や分散が管理画面ＳＣ２に表示されることで、型寸法の変更を実施するか否かを判断しやすくなる。

Ｃ．他の実施形態：
図５は、管理画面の他の表示例を示す図である。上述した実施形態において、管理画面には、不良件数情報と寸法情報以外にも、図５に示す管理画面ＳＣ３のように、各種の情報を表示してもよい。例えば、表示部４５０は、管理画面ＳＣ３に、物理量情報、環境情報、４Ｍ情報、成形品画像、成形型画像のうちの１または複数の情報を表示してもよい。

管理装置５００は、表示部４５０に、物理量情報として、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圧力や温度などの計測値や、射出成形に関する各種指令値を表示させることができる。表示部４５０は、例えば、物理量情報の各月における平均値や中央値などの代表値を、不良件数情報や寸法情報と共通の時間軸に沿って、折れ線グラフや棒グラフにより表示する。物理量情報としては、射出成形機１００に限らず、成形品を製造するための各種の産業機器に関する物理量を表示してもよい。

管理装置５００は、表示部４５０に、環境情報として、温度、湿度、気圧などの気候に関する情報や、振動や照明の照度など工場内の設備に関する情報を表示させることができる。温度、湿度、気圧、振動は、例えば、成形品の品質に影響を与える可能性があり、照度は、例えば、画像検査の検査結果に影響を与える可能性がある。管理装置５００は、工場に備えられた各種のセンサーから、こうした環境情報を取得する。表示部４５０は、例えば、こうした環境情報の、各月における平均値や中央値などの代表値を、不良件数情報や寸法情報と共通の時間軸に沿って、折れ線グラフや棒グラフにより表示する。

管理装置５００は、表示部４５０に、４Ｍ情報として、成形品が成形された時の人と機械と材料と方法との生産４要素に関する４要素情報を表示させることができる。「人」とは、例えば、射出成形機１００の運転を担当する作業員や、検査装置３００による検査を担当する作業員など、成形品の生産に関与する者のことを意味する。「機械」とは、例えば、射出成形機１００や、材料乾燥機２００、検査装置３００など、成形品の生産に用いられる機械のことを意味する。「材料」とは、成形品の材料のことを意味する。「方法」とは、例えば、射出成形の方法や、成形型からの成形品の取り出し方法や、成形品の検査の方法など、成形品の生産方法のことを意味する。こうした４Ｍ情報には、例えば、作業員、金型、成形機、成形条件の情報およびそれらの切り替えタイミングなどが含まれる。管理装置５００は、記憶部５０２に、こうした４Ｍ情報を予め記憶させる。表示部４５０は、４Ｍ情報を、例えば、不良件数情報や寸法情報と共通の時間軸に沿って折れ線グラフや棒グラフによって表示する。なお、表示部４５０は、４Ｍ情報を帯状に表示してもよい。帯状に表示する場合、４Ｍ情報の変化は、帯の色や模様を変化させることで表すことが可能である。

管理装置５００は、表示部４５０に、成形品画像として、成形品の形状を表す画像を表示させることができる。成形品画像は、例えば、成形品をカメラによって撮影した画像、または、ＣＡＤから出力された成形品の画像である。表示部４５０は、図５に示すように、管理画面ＳＣ３の予め定められた領域に、成形品画像を表示する。成形品画像は、寸法の測定位置を表す情報を含む。このような表示を行うことで、成形品のどの部位の寸法を測定しているかを把握することができ、不良分類との関係性を認識しやすくなる。

管理装置５００は、表示部４５０に、成形型画像として、成形品の離型後における成形型の内面をカメラによって撮影した画像を表示させることができる。画像は、静止画であってもよいし動画であってもよい。管理装置５００は、例えば、射出成形機１００から１ショット毎に成形型画像を取得し、記憶部５０２に記憶させる。管理装置５００は、記憶部５０２に記憶された成形型画像のうち、各月の代表的な画像を、表示部４５０上の管理画面ＳＣ３に、不良件数情報や寸法情報と共通の時間軸に沿って表示させる。代表的な画像とは、例えば、月初や月末など、その月のうちの特定の日に撮影された画像である。成形型の画像が表示されることで、ユーザーは、成形品に生じる不具合と成形型の状況との関係を認識しやすくなる。なお、成形型画像は、管理画面ＳＣ３上において、ある月の寸法情報や不良件数情報がユーザーによって指定された場合に、指定された月の時間軸に合わせて、すなわち、指定された月の時間軸上の位置に、その月に対応する成形型画像が表示されてもよい。

以上で説明したように、寸法情報や不良件数情報に加えて、管理画面ＳＣ３に、物理量情報、環境情報、４Ｍ情報、成形品画像、成形型画像のうちの１または複数の情報が表示されることで、ユーザーは、これらの情報に基づき、成形品の不良の原因を特定しやすくなる。

なお、図２，４，５に示した管理画面ＳＣ１，ＳＣ１，ＳＣ３では、１月から１０月までの、月毎の不良件数情報および寸法情報を表示しているが、表示を行う期間は任意である。期間は、月ではなく、年や、週、日、時間、分、秒などによって表される期間であってもよい。また、期間は、ロットや、箱、トレイ、ショットなど、成形品の生産単位に対応する期間によって表されてもよい。また、不良件数情報や寸法情報を集計する単位も任意であり、月毎に限らず、週毎や日毎などのほか、ロット毎などの生産単位で集計を行ってもよい。

Ｄ．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、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部また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）本開示の一形態によれば、成形管理システムが提供される。この成形管理システムは、予め定められた期間において生産された成形品の寸法と、前記成形品が不良品である場合において、前記成形品の不良分類と、を取得する情報取得部と、前記寸法に関する寸法情報と、前記不良分類の件数に関する不良件数情報とを、共通の時間軸に沿って並べて表示する表示部と、を備える。
この形態の成形管理システムによれば、成形品の寸法情報だけでなく、成形品の不良分類の件数に関する情報を共通の時間軸に沿って並べて表示するため、寸法情報だけからでは特定できない不良の原因の特定や不良対策の立案が可能となる。この結果、ユーザーが誤った対策を実施する可能性を低減できる。

（２）上記形態において、前記寸法情報は、前記寸法の標準偏差または分散を含んでもよい。このような形態であれば、型寸法の変更を実施するか否かを判断しやすくなる。

（３）上記形態において、前記寸法情報は、前記寸法の中央値、平均値、最大値、または、最小値を含んでもよい。このような形態であれば、成形品の寸法の変化を認識しやすくなる。

（４）上記形態において、前記表示部は、前記寸法情報を箱ひげ図によって表示してもよい。このような形態であれば、寸法の各種統計値の変化を読み取りやすい。

（５）上記形態において、前記表示部は、前記成形品を製造する産業機器に関する物理量を表す物理量情報を前記時間軸に沿って表示してもよい。このような形態であれば、不良の原因を特定しやすくなる。

（６）上記形態において、前記表示部は、前記成形品が成形された時の環境情報を前記時間軸に沿って表示し、前記環境情報は、温度、湿度、振動、気圧、または、照度を含んでもよい。このような形態であれば、不良の原因を特定しやすくなる。

（７）上記形態において、前記表示部は、前記成形品が成形された時の人と機械と材料と方法との生産４要素に関する４要素情報を前記時間軸に沿って表示してもよい。このような形態であれば、不良の原因を特定しやすくなる。

（８）上記形態において、前記表示部は、前記成形品の形状を表す画像を表示し、前記画像は、前記寸法の測定位置を表す情報を含んでもよい。このような形態であれば、成形品のどの部位の寸法を測定しているかを把握することができるので、不良分類との関係性を認識しやすくなる。

（９）上記形態において、前記表示部は、前記成形品を成形する成形型の状態を表す画像を、前記時間軸に合わせて表示してもよい。このような形態であれば、不良の原因を特定しやすくなる。

１０…成形管理システム、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、５００…管理装置、５０１…処理部、５０２…記憶部、５０３…通信制御部、５１０…情報取得部

Claims (9)

1. 成形管理システムであって、
   予め定められた期間において生産された成形品の寸法と、前記成形品が不良品である場合において、前記成形品の不良分類と、を取得する情報取得部と、
   前記寸法に関する寸法情報と、前記不良分類の件数に関する不良件数情報とを、共通の時間軸に沿って並べて表示する表示部と、
   を備える成形管理システム。
2. 請求項１に記載の成形管理システムであって、
   前記寸法情報は、前記寸法の標準偏差または分散を含む、成形管理システム。
3. 請求項１に記載の成形管理システムであって、
   前記寸法情報は、前記寸法の中央値、平均値、最大値、または、最小値を含む、成形管理システム。
4. 請求項１に記載の成形管理システムであって、
   前記表示部は、前記寸法情報を箱ひげ図によって表示する、成形管理システム。
5. 請求項１に記載の成形管理システムであって、
   前記表示部は、前記成形品を製造する産業機器に関する物理量を表す物理量情報を前記時間軸に沿って表示する、成形管理システム。
6. 請求項１に記載の成形管理システムであって、
   前記表示部は、前記成形品が成形された時の環境情報を前記時間軸に沿って表示し、
   前記環境情報は、温度、湿度、振動、気圧、または、照度を含む、成形管理システム。
7. 請求項１に記載の成形管理システムであって、
   前記表示部は、前記成形品が成形された時の人と機械と材料と方法との生産４要素に関する４要素情報を前記時間軸に沿って表示する、成形管理システム。
8. 請求項１に記載の成形管理システムであって、
   前記表示部は、前記成形品の形状を表す画像を表示し、
   前記画像は、前記寸法の測定位置を表す情報を含む、成形管理システム。
9. 請求項１に記載の成形管理システムであって、
   前記表示部は、前記成形品を成形する成形型の状態を表す画像を、前記時間軸に合わせて表示する、成形管理システム。

Images