JP2024076183A - 射出成形条件生成装置、射出成形条件生成方法、及び射出成形システム - Google Patents
射出成形条件生成装置、射出成形条件生成方法、及び射出成形システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024076183A JP2024076183A JP2022187621A JP2022187621A JP2024076183A JP 2024076183 A JP2024076183 A JP 2024076183A JP 2022187621 A JP2022187621 A JP 2022187621A JP 2022187621 A JP2022187621 A JP 2022187621A JP 2024076183 A JP2024076183 A JP 2024076183A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- injection molding
- characteristic value
- molding condition
- prediction equation
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 title claims abstract description 190
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 52
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 316
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 47
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 20
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 42
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
【課題】 変更後の材料の粘度が一致する射出成形条件を生成する。【解決手段】 射出成形条件生成装置は、金型内センサ値に基づき、材料に対応する前記特性値を算出する特性値算出部と、前記材料毎に、前記材料の粘度と前記特性値との関係を表す第1予測式を生成する第1予測式生成部と、前記材料毎に、前記材料を用いた際の前記射出成形条件と前記特性値との関係を表す第2予測式を生成する第2予測式生成部と、前記第1材料に対応する前記特性値と前記第1材料に対応する前記第1予測式とに基づいて前記第1材料に対応する前記粘度を算出し、前記第1材料に対応する前記粘度と前記第2材料に対応する前記第1予測式とに基づいて前記第2材料に対応する前記特性値を算出し、前記第2材料に対応する前記特性値と前記第2材料に対応する前記第2予測式とに基づいて前記第2材料に適した前記射出成形条件を生成する射出成形条件生成部と、を備える。【選択図】 図1
Description
本発明は、射出成形条件生成装置、射出成形条件生成方法、及び射出成形システムに関する。
射出成形の分野においては、社会的な資源循環への要求に応じ、合成樹脂等の材料をバージン材から環境負荷の低いリサイクル材に切り替えることが推進されている。
バージン材とリサイクル材とは金型内における流動性が異なる。よって、変更前のバージン材に適した射出成形条件と同じ射出成形条件で変更後のリサイクル材を金型に射出した場合、成形品(製品)にバリやショート等の不良が発生し、品質が低下してしまう可能性がある。そこで、射出成形の材料を変更するに際しては、変更後の材料に適するように射出成形条件の調整が必要となる。
射出成形条件の調整に関しては、例えば特許文献1に「金型と所定の材料との組合せを用いた生産実績と、所定の材料の材料情報とを取得する処理35と、生産実績と、所定の材料の材料情報と、予め取得された複数の材料の材料情報とを取得し、取得された情報に基づいて複数の材料の中から少なくとも一つの候補材料を選択する処理36と、選択された候補材料と金型との組み合わせを用いて射出成形するための補正成形条件を作成する処理43と、作成された補正成形条件と出力された候補材料とをユーザへ提供する処理34とを含む射出成形支援システム1」が記載されている。
引用文献1に記載の技術の場合、材料の変更前後で材料の粘度に相関のある流動特性が一致するように補正成形条件を定めている。しかしながら、変更前後の材料の流動特性を一致させても、変更前後の材料の粘度は必ずしも一致するわけではない。よって、依然として材料変更後の成形品に品質低下が生じる可能性は残ってしまう。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、射出成形において材料を変更するに際し、変更後の材料に適した射出成形条件を生成することを目的とする。
本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下の通りである。
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る射出成形条件生成装置は、射出成形に用いる材料を第1材料から第2材料に変更するに際し、前記第2材料に適した射出成形条件を生成する射出成形条件生成装置であって、前記射出成形における金型内センサ値に基づき、前記材料に対応する特性値を算出する特性値算出部と、前記材料毎に、前記材料の粘度と前記特性値との関係を表す第1予測式を生成する第1予測式生成部と、前記材料毎に、前記材料を用いた際の前記射出成形条件と前記特性値との関係を表す第2予測式を生成する第2予測式生成部と、前記第1材料に対応する前記特性値と前記第1材料に対応する前記第1予測式とに基づいて前記第1材料に対応する前記粘度を算出し、前記第1材料に対応する前記粘度と前記第2材料に対応する前記第1予測式とに基づいて前記第2材料に対応する前記特性値を算出し、前記第2材料に対応する前記特性値と前記第2材料に対応する前記第2予測式とに基づいて前記第2材料に適した前記射出成形条件を生成する射出成形条件生成部と、を備える。
本発明によれば、射出成形において材料を変更するに際し、変更後の材料に適した射出成形条件を生成することができ、材料変更後の成形品に品質低下が発生することを抑止できる。
上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。各種情報の例として、「テーブル」、「リスト」、「キュー」等の表現にて説明することがあるが、各種情報はこれら以外のデータ構造で表現されてもよい。例えば、「XXテーブル」、「XXリスト」、「XXキュー」等の各種情報は、「XX情報」としてもよい。識別情報について説明する際に、「識別情報」、「識別子」、「名」、「ID」、「番号」等の表現を用いるが、これらについてはお互いに置換が可能である。実施形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須ではない。また、「Aからなる」、「Aよりなる」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除しない。同様に、以下の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含む。
<本発明の実施形態に係る射出成形システム10の構成例>
図1は、本発明の実施形態に係る射出成形システム10の構成例を示している。射出成形システム10は、射出成形条件生成装置20、射出成形機30、及び外部DB40を備える。
図1は、本発明の実施形態に係る射出成形システム10の構成例を示している。射出成形システム10は、射出成形条件生成装置20、射出成形機30、及び外部DB40を備える。
射出成形条件生成装置20は、同一の金型を用いた射出成形において、材料(ポリプロピレン等の合成樹脂)を第1材料から第2材料に変更するに際して、第2材料に適した射出成形条件を生成するものである。
ここで、例えば、第1材料は、新規の原料から成るバージン材であり、第2材料は、プラスチック製品等を原料としたリサイクル材である。ただし、第1材料、及び第2材料は上述した例に限らない。例えば、第1材料、及び第2材料は、原料が異なるバージン材であってもよい。また例えば、第1材料、及び第2材料は、原料が異なるリサイクル材であってもよい。
射出成形条件生成装置20は、処理部21、記憶部22、入力部23、表示部24、及び通信部25の各機能ブロックを有する。射出成形条件生成装置20は、パーソナルコンピュータやサーバコンピュータ等の一般的な計算機からなる。
図2は、一般的な計算機100の構成例を示している。計算機100は、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)等のプロセッサ101、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等のメモリ102、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等のストレージ103、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置104、ディスプレイ等の出力装置105、及び、NIC(Network Interface Card)等の通信モジュール106を備える
計算機100は、プロセッサ101によりプログラムを実行し、記憶資源(メモリ102、及びストレージ103)や通信モジュール106等を用いながら、プログラムで定められた処理を行う。そのため、プログラムを実行して行う処理の主体を、プロセッサ101としてもよい。同様に、プログラムを実行して行う処理の主体が、プロセッサを有するコントローラ、装置、システム、計算機、ノードであってもよい。プログラムを実行して行う処理の主体は、演算部であれば良く、特定の処理を行う専用回路を含んでいてもよい。ここで、専用回路とは、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)等である。
プログラムは、プログラムソースから計算機100にインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバまたは計算機100が読み取り可能な記憶メディアであってもよい。プログラムソースがプログラム配布サーバの場合、プログラム配布サーバはプロセッサと配布対象のプログラムを記憶する記憶資源を含み、プログラム配布サーバのプロセッサが配布対象のプログラムを他の計算機に配布してもよい。また、実施形態において、2以上のプログラムが1つのプログラムとして実現されてもよいし、1つのプログラムが2以上のプログラムとして実現されてもよい。
処理部21は、計算機100が備えるプロセッサ101により実現される。処理部21は、情報取得部211、特性値算出部212、第1予測式生成部213、第2予測式生成部214、射出成形条件生成部215、DB更新部216、及びUI制御部217の各機能ブロックを有する。これらの機能ブロックは、プロセッサ101がメモリにロードされた所定のプログラムを実行することによって実現される。ただし、これらの機能ブロックの一部または全部を集積回路等によりハードウェアとして実現してもよい。また、これらの機能ブロックは、1台の計算機100によって実現してもよいし、複数台の計算機100によって実現してもよい。複数台の計算機100によって実現する場合、複数台の計算機100は、ネットワークNを介して接続されていればよく、遠隔地に分散して配置してもよい。
情報取得部211は、ネットワークNを介して接続された射出成形機30から各種の情報を取得して記憶部22に格納する。例えば、情報取得部211は、射出成形機30から、各材料について温度を変更して複数回実行した射出成形処理における金型内の各種のセンサ値(材料圧力を含む)の時系列データを取得し、センサ値DB223(詳細後述)として記憶部22に格納する。ここで、温度とは、金型内の材料の温度であってもよし、材料の温度を制御するパラメータ(例えば、材料を加熱するためのヒータ506(図7)の設定値)であってもよい。
特性値算出部212は、記憶部22のセンサ値DB223を参照し、各材料について、粘度に相関がある特性値を算出する。一般に、材料となる合成樹脂の粘度については金型内の圧力に相関があることが知られている。そこで、特性値算出部212は、金型内の圧力センサ値に基づいて特性値を算出することにする。これにより、特性値算出部212は、金型内における材料の粘度に相関がある特性値を得ることができる。そして、特性値算出部212は、各材料に関連付けて、温度と、特性値とを記憶部22の材料情報DB222に記録する。
図3は、特性値算出部212による特性値算出方法を説明するための図である。図3は、所定の温度にて射出成形処理を実行した際の材料の金型内センサ圧力値(材料圧力)の時系列変化を示している。
一連の射出成形処理は、材料を計量して可塑化する計量・可塑化工程(不図示)、材料を金型に充填する射出工程、材料に対する圧力を一定に保つ保圧工程、材料を冷却して固化させる冷却工程、及び金型から形成品を取り出す取出工程(不図示)に大別される。
特性値算出部212は、センサ値DB223を参照し、射出工程(射出開始タイミングt0から材料圧力が最大値に達するタイミングtPmaxまで)における材料圧力の積分値(同図における斜線部分の面積)を材料の特性値として算出する。これにより、特性値算出部212は、物理的な裏付けがある計算式に基づく特性値を取得できる。なお、特性値として、射出工程における材料圧力の積分値を算出する代わりに、例えば、材料圧力の最大値を検出したり、射出工程における材料圧力の分散を算出したりしてもよい。特性値算出部212は、算出した特性値を、材料とその温度とに連付けて記憶部22に格納されている材料情報DB222に記録する。
図1に戻る。第1予測式生成部213は、記憶部22に格納されている材料情報DB222を参照し、各材料について、異なる温度における特性値と粘度との複数の組み合わせデータに基づき、特性値と粘度との関係を表す第1予測式を生成する。具体的には、第1予測式生成部213は、例えば、最小二乗法を用いた1次関数等の既知関数へのフィッティングや、機械学習等によって第1予測式を生成する。第1予測式生成部213は、材料毎に生成した第1予測式を、記憶部22の材料情報DB222に記録する。
図4は、第1材料に対応する第1予測式L1と、第2材料に対応する第1予測式L2との例を示している。例えば同図の場合、第1予測式L1を用いて、第1材料の特性値に対応する粘度を推定できる。また、第1予測式L2を用いて、第1材料の粘度と同じ粘度を有する場合の第2材料の特性値を推定できる。
図1に戻る。第2予測式生成部214は、記憶部22に格納されている材料情報DB222を参照し、各材料について、射出成形条件と特性値との関係を満たす第2予測式を機械学習等によって生成する。第2予測式生成部214は、材料毎に生成した第2予測式を、記憶部22の材料情報DB222に記録する。
なお、射出成形条件には、少なくとも温度が含まれているものとする。ここで、温度とは、材料の温度であってもよいし、材料の温度を制御するパラメータであってもよい。温度だけが射出成形条件とされている場合、第2予測式には、温度と粘度との関係を表す以下に示す既存のアンドレードの式を採用できる。アンドレードの式は、既存の物理モデルに従う式であるため、材料の粘度を制御する上で精度の良い射出成形条件(温度)を取得できる。その場合、第2予測式生成部214は、材料固有の係数a,bを特定すればよい。
材料の粘度=a・exp(b/温度)
材料の粘度=a・exp(b/温度)
図5は、温度だけが射出成形条件とされており、第2予測式にアンドレードの式を採用した場合の第2材料に対応する第2予測式L11の一例を示している。当該第2予測式によれば、第2材料の特性値に対応する射出成形条件(温度)を推定できる。なお、図中における条件窓は、各材料についての射出成形条件(温度)の下限値、及び上限値を示している。
図1に戻る。射出成形条件生成部215は、変更前の第1材料を用いた量産時の射出成形条件に対応する特性値、第1材料に対応する第1予測式、変更後の第2材料に対応する第1予測式、及び第2材料に対応する第2予測式に基づいて、第2材料に適した射出成形条件を生成する。
DB更新部216は、外部データベース40を参照し、記憶部22の材料情報DB222に記録されていない、材料の材料温度、及び粘度を取得して、材料情報DB222を更新する。
UI制御部217は、表示部24にUI画面1000(図13)を表示させる。また、UI制御部217は、射出成形条件生成部215によって生成された、第2材料に適した射出成形条件をUI画面1000に表示する。また、UI制御部217は、第2材料に適した射出成形条件が、予めユーザによって設定されている条件窓の範囲を外れる場合、UI画面1000にて第2材料の変更をユーザに提案する。
記憶部22は、コンピュータが備えるストレージにより実現される。記憶部22は、成形機情報221、材料情報DB222、センサ値DB223、及び条件窓情報224を記録する。
成形機情報221には、情報取得部211が射出成形機30から取得した射出成形条件、金型の情報(例えば、金型の型式番号、諸元等)が記録される。
図6は、材料情報DB222の一例を示している。材料情報DB222には、各材料に関連付けて、射出成形条件(温度)、特性値、粘度、第1予測式、及び第2予測式が記録される。
材料情報DB222における射出成形条件(温度)及び粘度については、各材料に対応する値が予め記録されているものとする。ただし、必要とする情報(ある材料についての射出成形条件(温度)及び粘度)が不足する場合、情報取得部211が外部DB40を参照して当該情報を取得し、DB更新部216が、取得された情報を追記することによって材料情報DB222を更新することができる。外部DB40を参照できることにより、例えばユーザによる材料の粘度を実測する手間を省くことができる。
材料情報DB222における特性値については、特性値算出部212によって算出された値が記録される。第1予測式については、第1予測式生成部213によって生成された式が記録される。第2予測式については、第2予測式生成部214によって生成された式が記録される。
図1に戻る。センサ値DB223には、各材料について、温度を変更して複数回実行した射出成形処理における、金型内のセンサ32により測定値(圧力センサによって測定された材料圧力を含む)の時系列データが記録される。なお、各材料についての温度が異なる複数の時系列データのうち、量産時に対応するものには、量産時に対応する時系列データであることを表す情報(例えば、フラグ)を付加することにする。
条件窓情報224には、各材料に対して設定されている条件窓、すなわち、射出成形条件の下限値、及び上限値が記録される。条件窓情報224は、各材料に対して材料メーカ等が指定している射出成形条件の下限値、及び上限値を予め記録するようにしてもよいし、ユーザが設定できるようにしてもよい。
入力部23は、コンピュータが備える入力デバイスにより実現される。入力部23は、ユーザからの各種入力を受け付ける。表示部24は、コンピュータが備える液晶ディスプレイ等により実現される。表示部24は、UI制御部217からの制御に従い、UI画面1000を表示する。通信部25は、コンピュータが備える通信モジュールにより実現される。通信部25は、ネットワークNを介して射出成形機30及び外部DB40を接続し、各種の情報を送受信する。
なお、射出成形条件生成装置20が、例えば、クラウドサーバ上に存在する場合、ユーザは、自身が用いるPC等の端末装置により、ネットワークNを介して射出成形条件生成装置20に接続し、射出成形条件生成装置20を操作することになる。
ネットワークNは、インターネットに代表される双方向通信網である。
射出成形機30は、材料を金型に射出し、保圧し、冷却することによって成形品を製造する。射出成形機30は、射出成形機30の各部を統括的に制御する制御部31、及び金型内に設けられた1つ以上のセンサ32を有する。センサ32は、金型内の材料圧力を測定する圧力センサを少なくとも含み、他に材料温度センサ、金型温度センサを含み得る。射出成形機30は、射出成形条件生成装置20の情報取得部211からの要求に応じ、センサ32によって測定されたセンサ値を含む射出成形条件を射出成形条件生成装置20に出力する。
射出成形条件は、少なくとも温度(材料の温度、または材料の温度を制御するパラメータ)を含む。また、射出成形条件は、金型温度、保圧値、保圧時間、冷却時間等を含み得る。
<射出成形機30の動作>
次に、射出成形機30による射出成形処理時の動作について説明する。図7は、射出成形機30の構成例を示す断面図である。
次に、射出成形機30による射出成形処理時の動作について説明する。図7は、射出成形機30の構成例を示す断面図である。
上述したように、一連の射出成形処理は、計量・可塑化工程、射出工程、保圧工程、冷却工程、及び取出工程に大別される。
計量・可塑化工程において、射出成形機30は、可塑化用モータ501を駆動力としてスクリュー502を後退させ、ホッパー503から、材料である樹脂ペレット504をシリンダ505内へ供給する。そして、ヒータ506によるシリンダ505に対する加熱とスクリュー502の回転とにより、材料を可塑化させて均一な溶融状態とする。
射出工程、及び保圧工程において、射出成形機30は、射出用モータ507を駆動力としてスクリュー502を前進させ、ノズル508を介して溶融材料を金型509内へ射出する。この際、ロードセル510によって測定される圧力が、射出成形条件に含まれる保圧値に近づくように制御される。金型509内に射出された溶融材料には、金型509の壁面からの冷却と、流動に起因するせん断発熱とが並行して作用する。すなわち、溶融材料は、冷却作用と加熱作用を受けながら金型509内を流動する。
冷却工程において、射出成形機30は、金型509を固化温度以下に冷却して溶融材料を固化させる。
取出工程において、射出成形機30は、モータ511を駆動力として型締機構512を駆動させることにより、金型509を開放する。そして、突き出し用モータ513を駆動力としてエジェクタ機構514を駆動させることにより、溶融材料が固化した成形品を金型509から取り出す。
射出成形処理の各工程においては、射出成形機30に対する射出成形条件として各種のパラメータが設定される。例えば、計量・可塑化工程では、計量位置、サックバック、背圧、背圧速度、回転数等が設定される。射出工程、及び保圧工程では、材料の保圧値、温度、せん断速度、保圧時間、射出と圧力とを切り替えるスクリュー位置(VP切替位置)、金型509の型締め力等が設定される。冷却工程については、温度、保圧後の冷却時間が設定される。なお、温度のパラメータについては、ヒータ506の設定温度、金型509を冷却するための冷媒の温度、流量等であってもよい。
次に、図8は、金型509の一例を示しており、同図(A)は金型509の上面図、同図(B)は金型509の側面図、同図(C)は金型509のランナ部601の上面図を示している。
金型509は、5本のランナ部601を有し、ランナ部601それぞれに設けられたピンゲート602から溶融材料が金型509の内部に流入するようになされている。金型509は、金型509内の材料の圧力を測定する圧力センサ603、材料の温度を測定する温度センサ604、金型509の温度を測定する温度センサ605を有する。圧力センサ603、温度センサ604,605は、センサ32(図1)に相当する。
<射出成形条件生成装置20による第1予測式生成処理>
次に、図9は、射出成形条件生成装置20による第1予測式生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。当該第1予測式生成処理は、後述する射出成形条件生成処理に先行して予め実行される。
次に、図9は、射出成形条件生成装置20による第1予測式生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。当該第1予測式生成処理は、後述する射出成形条件生成処理に先行して予め実行される。
始めに、入力部23が、ユーザによる第1予測式を生成する材料の指定を受け付ける(ステップS1)。次に、第1予測式生成部213が、記憶部22の材料情報DB222から、ユーザが指定した材料に対応する、異なる複数の温度における粘度と特性値との組み合わせデータを取得する(ステップS2)。
なお、当該組み合わせデータが材料情報DB222に存在しなかったり、その数が不足したりする場合、情報取得部211が、当該材料の所定の材料温度における粘度を外部DB40から取得し、DB更新部216が材料情報DB222を更新する。また、特性値算出部212が、センサ値DB223を参照して、当該材料の所定の材料温度における特性値を算出し、DB更新部216が材料情報DB222を更新する。そして、第1予測式生成部213が、改めて材料情報DB222から当該組み合わせデータを取得すればよい。
次に、第1予測式生成部213が、材料情報DB222から取得した、異なる温度における特性値と粘度との複数の組み合わせデータに基づいて第1予測式を生成し、記憶部22の材料情報DB222に記録する(ステップS3)。以上で、射出成形条件生成装置20による第1予測式生成処理は終了される。
<射出成形条件生成装置20による第2予測式生成処理>
次に、図10は、射出成形条件生成装置20による第2予測式生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。当該第2予測式生成処理は、上述した第1予測式生成処理と同様、後述する射出成形条件生成処理に先行して予め実行される。
次に、図10は、射出成形条件生成装置20による第2予測式生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。当該第2予測式生成処理は、上述した第1予測式生成処理と同様、後述する射出成形条件生成処理に先行して予め実行される。
始めに、入力部23が、ユーザによる第2予測式を生成する材料の指定を受け付ける(ステップS11)。なお、上述した第1予測式生成処理に続けて当該第2予測式生成処理を実行する場合、ステップS1における指定結果を保持するようにしてステップS11を省略してもよい。
次に、第2予測式生成部214が、記憶部22の材料情報DB222から、ユーザに指定された材料に対応する、射出成形情報(材料温度)と特性値との複数の組み合わせデータを取得する(ステップS22)。
なお、当該組み合わせデータが材料情報DB222に存在しなかったり、その数が不足したりする場合、特性値算出部212が、センサ値DB223を参照して、当該材料に対応する所定の温度における特性値を算出し、DB更新部216が材料情報DB222を更新する。そして、第2予測式生成部214が、改めて材料情報DB222から当該組み合わせデータを取得すればよい。
次に、第2予測式生成部214が、材料情報DB222から取得した、異なる複数の材料温度における射出成形情報(材料温度)と特性値との組み合わせデータに基づいて第2予測式を生成し、記憶部22の材料情報DB222に記録する(ステップS13)。以上で、射出成形条件生成装置20による第2予測式生成処理は終了される。
<射出成形条件生成装置20による射出成形条件生成処理>
次に、図11は、射出成形条件生成装置20による射出成形条件生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。
次に、図11は、射出成形条件生成装置20による射出成形条件生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。
当該射出成形条件生成処理は、例えば、UI画面1000(図13)(詳細後述)において、ユーザが変更前の第1材料及び変更後の第2材料を指定した後、「射出成形条件生成」ボタン1004を操作したことに応じて開始される。
始めに、特性値算出部212が、第1材料に対する特性値算出処理を実行する(ステップS31)。
図12は、ステップS31における特性値算出処理の一例を説明するフローチャートである。まず、特性値算出部212が、記憶部22のセンサ値DB223を参照し、第1材料についての圧力センサ値の時系列データのうち、量産時に対応する当該時系列データであることを表すフラグが付加されている時系列データを特定する(ステップS41)。
次に、特性値算出部212が、特定した時系列データをセンサ値DB223から取得する(ステップS42)。次に、特性値算出部212が、取得した時系列データに基づき、第1材料の特性値を算出する(ステップS43)。
図11に戻る。次に、射出成形条件生成部215が、記憶部22の材料情報DB222から第1材料に対応する第1予測式を取得し、ステップS31で算出した第1材料の特性値に対応する粘度を算出する(ステップS32)。なお、材料情報DB222に第1材料に対応する第1予測式が存在しない場合、改めて上述した第1予測式生成処理を実行し、第1材料に対応する第1予測式を生成すればよい。
次に、射出成形条件生成部215が、記憶部22の材料情報DB222から第2材料に対応する第1予測式を取得し、ステップS32で算出した第1材料の粘度と同じ粘度に対応する第2材料の特性値を算出する(ステップS33)。なお、材料情報DB222に第2材料に対応する第1予測式が存在しない場合、改めて上述した第1予測式生成処理を実行し、第2材料に対応する第1予測式を生成すればよい。
次に、射出成形条件生成部215が、記憶部22の材料情報DB222から第2材料に対応する第2予測式を取得し、ステップS33で算出した第2材料の特性値に対応する射出成形条件を算出する(ステップS34)。なお、材料情報DB222に第2材料に対応する第2予測式が存在しない場合、改めて上述した第2予測式生成処理を実行し、第2材料に対応する第2予測式を生成すればよい。
次に、UI制御部217が、記憶部22の条件窓情報224から第2材料に対応する射出成形条件の下限値及び上限値を取得し、ステップS34で生成された、第2の材料に対応する射出成形条件が条件窓の範囲内(下限値以上、且つ、上限値以下)であるか否かを判定する(ステップS35)。
ここで、第2の材料に対応する射出成形条件が条件窓の範囲内であると判定した場合(ステップS35でYES)、UI制御部217が、ステップS34で生成された、第2の材料に対応する射出成形条件をUI画面1000に表示することにより、ユーザに提示する(ステップS36)。
反対に、第2の材料に対応する射出成形条件が条件窓の範囲内ではないと判定した場合(ステップS35でNO)、UI制御部217が、UI画面1000にて、変更後の第2材料としてユーザが指定した材料は適していないので、第2材料の変更を提案する(ステップS37)。以上で、射出成形条件生成装置20による射出成形条件生成処理は終了される。
<UI画面1000の表示例>
次に、図13は、UI画面1000の表示例を示している。UI画面1000には、変更前の第1材料を指定するための入力欄1001、変更後の第2材料を指定するための入力欄1002、条件窓を指定するための入力欄1003、第2材料に適した射出成形条件の生成を指示するための「射出成形条件生成」ボタン1004、及び、生成された第2材料に適した射出成形条件を表示するための表示欄1005が設けられている。
次に、図13は、UI画面1000の表示例を示している。UI画面1000には、変更前の第1材料を指定するための入力欄1001、変更後の第2材料を指定するための入力欄1002、条件窓を指定するための入力欄1003、第2材料に適した射出成形条件の生成を指示するための「射出成形条件生成」ボタン1004、及び、生成された第2材料に適した射出成形条件を表示するための表示欄1005が設けられている。
入力欄1001,1002には、例えば、材料の製品番号、ロット番号等を入力することができる。入力欄1003には、例えば、射出成形条件としての温度の下限値及び上限値を入力できる。
表示欄1005には、生成された第2材料に適した射出成形条件として例えば「リサイクル材Bに適した射出成形条件(温度)は457Kです。」等が表示される。ただし、生成された第2材料に適した射出成形条件が条件窓の範囲を該である場合には、第2材料の変更を促すための、例えば「リサイクル材Bに適した射出成形条件は条件窓を外れています。他の材料の使用を検討してください。」等が表示される。
以上に説明した射出成形条件生成処理によれば、材料変更前の第1材料を用いて成形品を量産している時の第1材料の粘度と、材料変更後の第2材料の粘度とを一致させ得る第2材料に対応する射出成形条件を生成できる。したがって、第2材料を用い、生成した射出成形条件下で射出成形を実行すれば、ユーザの技量に拘わらず、材料変更後の成形品の品質低下を抑止することができる。また、ユーザが指定した第2材料が変更後の材料に適していない場合には、材料の変更を促すことができる。
なお、変形例として、ステップS36において、第2の材料に対応する射出成形条件をユーザに提示する代わりに、射出成形条件生成装置20からネットワークNを介して射出成形機30に、第2の材料に対応する射出成形条件を出力し、射出成型処理を実行させるようにしてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えたり、追加したりすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
10・・・射出成形システム、20・・・射出成形条件生成装置、21・・・処理部、211・・・情報取得部、212・・・特性値算出部、213・・・第1予測式生成部、214・・・第2予測式生成部、215・・・射出成形条件生成部、216・・・DB更新部、217・・・UI制御部、22・・・記憶部、221・・・成形機情報、222・・・材料情報DB、223・・・センサ値DB、224・・・条件窓情報、23・・・入力部、24・・・表示部、25・・・通信部、100・・・計算機、30・・・射出成形機、31・・・制御部、32・・・センサ、40・・・外部データベース、1000・・・UI画面
Claims (11)
- 射出成形に用いる材料を第1材料から第2材料に変更するに際し、前記第2材料に適した射出成形条件を生成する射出成形条件生成装置であって、
前記射出成形における金型内センサ値に基づき、前記材料に対応する特性値を算出する特性値算出部と、
前記材料毎に、前記材料の粘度と前記特性値との関係を表す第1予測式を生成する第1予測式生成部と、
前記材料毎に、前記材料を用いた際の前記射出成形条件と前記特性値との関係を表す第2予測式を生成する第2予測式生成部と、
前記第1材料に対応する前記特性値と前記第1材料に対応する前記第1予測式とに基づいて前記第1材料に対応する前記粘度を算出し、前記第1材料に対応する前記粘度と前記第2材料に対応する前記第1予測式とに基づいて前記第2材料に対応する前記特性値を算出し、前記第2材料に対応する前記特性値と前記第2材料に対応する前記第2予測式とに基づいて前記第2材料に適した前記射出成形条件を生成する射出成形条件生成部と、
を備える射出成形条件生成装置。 - 請求項1に記載の射出成形条件生成装置であって、
前記特性値算出部は、前記射出成形に用いる金型内圧力センサ値に基づいて前記特性値を算出する
射出成形条件生成装置。 - 請求項2に記載の射出成形条件生成装置であって、
前記特性値算出部は、前記射出成形に用いる前記金型内圧力センサ値の時系列データに基づき、前記特性値として、射出工程における前記金型内圧力センサ値の積分値を算出する
射出成形条件生成装置。 - 請求項1に記載の射出成形条件生成装置であって、
前記材料毎に、前記射出成形条件と、前記特性値と、前記粘度とを関連付けた材料情報データベース、を備え、
前記第1予測式生成部は、前記材料情報データベースを参照して前記第1予測式を生成し、生成した前記第1予測式を前記材料情報データベースに記録し、
前記第2予測式生成部は、前記材料情報データベースを参照して前記第2予測式を生成し、生成した前記第2予測式を前記材料情報データベースに記録する
射出成形条件生成装置。 - 請求項4に記載の射出成形条件生成装置であって、
外部データベースから取得された情報を用いて前記材料情報データベースを更新するデータベース更新部、を備える
射出成形条件生成装置。 - 請求項1に記載の射出成形条件生成装置であって、
前記第2予測式生成部は、前記第2予測式としてアンドレードの式を生成する
射出成形条件生成装置。 - 請求項1に記載の射出成形条件生成装置であって、
前記射出成形条件生成部によって生成された前記第2材料に適した前記射出成形条件をユーザに提示するUI制御部、を備え、
前記UI制御部は、前記第2材料に適した前記射出成形条件が条件窓の範囲外である場合、前記第2材料の変更を前記ユーザに提案する
射出成形条件生成装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の射出成形条件生成装置であって、
前記射出成形条件は、前記材料の温度、及び前記材料の温度を制御するパラメータの少なくとも一方を含む
射出成形条件生成装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の射出成形条件生成装置であって、
前記第1材料は、バージン材であり、
前記第2材料は、リサイクル材である
射出成形条件生成装置。 - 射出成形に用いる材料を第1材料から第2材料に変更するに際し、前記第2材料に適した射出成形条件を生成する射出成形条件生成装置による射出成形条件生成処理であって、
前記材料毎に、前記材料の粘度と特性値との関係を表す第1予測式を生成する第1予測式生成ステップと、
前記材料毎に、前記材料を用いた際の前記射出成形条件と前記特性値との関係を表す第2予測式を生成する第2予測式生成ステップと、
前記第1材料に対応する前記特性値を算出する特性値算出ステップと、
前記第1材料に対応する前記特性値と前記第1材料に対応する前記第1予測式とに基づいて前記第1材料に対応する前記粘度を算出し、前記第1材料に対応する前記粘度と前記第2材料に対応する前記第1予測式とに基づいて前記第2材料に対応する前記特性値を算出し、前記第2材料に対応する前記特性値と前記第2材料に対応する前記第2予測式とに基づいて前記第2材料に適した前記射出成形条件を生成する射出成形条件生成ステップと、
を含む射出成形条件生成方法。 - 射出成形機と、
射出成形に用いる材料を第1材料から第2材料に変更するに際し、前記第2材料に適した射出成形条件を生成する射出成形条件生成装置と、を備える射出成形システムであって、
前記射出成形機は、
前記射出成形における金型内センサ値を前記射出成形条件生成装置に出力し、
前記射出成形条件生成装置は、
前記金型内センサ値に基づき、前記材料に対応する特性値を算出する特性値算出部と、
前記材料毎に、前記材料の粘度と前記特性値との関係を表す第1予測式を生成する第1予測式生成部と、
前記材料毎に、前記材料を用いた際の前記射出成形条件と前記特性値との関係を表す第2予測式を生成する第2予測式生成部と、
前記第1材料に対応する前記特性値と前記第1材料に対応する前記第1予測式とに基づいて前記第1材料に対応する前記粘度を算出し、前記第1材料に対応する前記粘度と前記第2材料に対応する前記第1予測式とに基づいて前記第2材料に対応する前記特性値を算出し、前記第2材料に対応する前記特性値と前記第2材料に対応する前記第2予測式とに基づいて前記第2材料に適した前記射出成形条件を生成する射出成形条件生成部と、を備える
射出成形システム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022187621A JP2024076183A (ja) | 2022-11-24 | 2022-11-24 | 射出成形条件生成装置、射出成形条件生成方法、及び射出成形システム |
PCT/JP2023/028450 WO2024111171A1 (ja) | 2022-11-24 | 2023-08-03 | 射出成形条件生成装置、射出成形条件生成方法、及び射出成形システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022187621A JP2024076183A (ja) | 2022-11-24 | 2022-11-24 | 射出成形条件生成装置、射出成形条件生成方法、及び射出成形システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024076183A true JP2024076183A (ja) | 2024-06-05 |
Family
ID=91196044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022187621A Pending JP2024076183A (ja) | 2022-11-24 | 2022-11-24 | 射出成形条件生成装置、射出成形条件生成方法、及び射出成形システム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024076183A (ja) |
WO (1) | WO2024111171A1 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6029559B2 (ja) * | 2013-09-30 | 2016-11-24 | 本田技研工業株式会社 | コンピュータ支援による金型設計装置 |
DE102013111257B3 (de) * | 2013-10-11 | 2014-08-14 | Kraussmaffei Technologies Gmbh | Verfahren zur Prozessführung eines Formfüllvorgangs einer Spritzgießmaschine |
EP3427031A4 (en) * | 2016-03-07 | 2019-11-06 | Advanced Polymer Monitoring Technologies Inc. | DEVICE AND METHOD FOR SIMULTANEOUS DETERMINATION OF INTRINSIC VISCOSITY AND NON-NEWTONIC BEHAVIOR OF POLYMERS |
-
2022
- 2022-11-24 JP JP2022187621A patent/JP2024076183A/ja active Pending
-
2023
- 2023-08-03 WO PCT/JP2023/028450 patent/WO2024111171A1/ja unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024111171A1 (ja) | 2024-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11000982B2 (en) | Methods of setting a shaping machine | |
US9684295B2 (en) | Molding system and method for operating the same | |
US20200198201A1 (en) | Injection molding system | |
US11440229B2 (en) | Injection molding system, molding condition correction system, and injection molding method | |
CN111745925B (zh) | 注塑成型解析方法及注塑成型解析系统 | |
Wang et al. | Measurement of specific volume of polymers under simulated injection molding processes | |
KR102285242B1 (ko) | 스크류 형상 추정 장치, 스크류 형상 추정 방법 및 스크류 형상 추정 프로그램 | |
US10562218B2 (en) | Method for setting up a molding system | |
Liu et al. | A study on the distinguishing responses of shrinkage and warpage to processing conditions in injection molding | |
JP4855866B2 (ja) | 射出成形解析方法、そり変形解析方法およびその装置 | |
WO2022085416A1 (ja) | 射出成形支援システムおよび方法 | |
US20190152113A1 (en) | Method for setting up a molding system | |
CN112770890A (zh) | 控制用于加工塑料的机器的方法 | |
WO2024111171A1 (ja) | 射出成形条件生成装置、射出成形条件生成方法、及び射出成形システム | |
US11986986B2 (en) | Injection molding system and setting support method for injection molding machine | |
WO2024111172A1 (ja) | 成形品品質ばらつき推定装置、成形品品質ばらつき推定方法、及び射出成形システム | |
JP7277273B2 (ja) | 機械学習装置、及び設計支援装置 | |
JP6618069B2 (ja) | 複合成形品の設計支援装置、複合成形品の製造方法、コンピュータ・ソフトウェア、記憶媒体 | |
JP2017113981A (ja) | 成形品の設計支援方法、成形品の設計支援装置、コンピュータ・ソフトウェア、記憶媒体 | |
JP3439308B2 (ja) | 金型キャビティにおける圧力損失の予測方法とそれを使用した射出成形機 | |
CN117642268A (zh) | Pvt特性计算模型推定系统和方法 | |
JP7546532B2 (ja) | 成形条件パラメータ調整方法、コンピュータプログラム、成形条件パラメータ調整装置及び成形機 | |
JP2022113537A (ja) | 樹脂成形品解析方法およびプログラム | |
WO2024024084A1 (ja) | 許容範囲設定装置、射出成形機及び許容範囲設定方法 | |
WO2023085283A1 (ja) | 情報処理装置、情報処理システム及びプログラム |