JP3135416B2 - 射出成形機の製品良否判別方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機の製品良否
判別方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】良品成形時における計量混練り工程の処
理で実背圧やスクリュー回転数の実測値をスクリューの
移動位置に対応してサンプリングすることにより多数の
サンプリングデータを特性曲線として制御装置に記憶さ
せておき、以降の射出成形作業における計量混練り工程
の処理で前記と同様にしてサンプリング動作を行って実
背圧やスクリュー回転数を検出し、この検出値の各々が
前記特性曲線に対して各軸の方向、即ち、圧力や回転数
およびスクリュー位置に対して設定された所定の許容バ
ンドの範囲に入っているか否かにより計量異常の有無を
判別するようにした射出成形機の制御装置が公知である
（株式会社工業調査会発行日本ビニル工業会編「プラス
チック成形加工とコンピュータ」初版第９５頁〜第９８
頁参照）。

【０００３】また、スクリュー回転数や背圧を樹脂の種
別や成形金型の特性等に応じて設定し、スクリューを設
定回転数で回転させる一方、スクリューの軸方向に作用
する反力、即ち、実背圧を検出して、該実背圧が設定背
圧となるようにスクリューを射出移動する駆動源の出力
（実質的には樹脂圧力に対抗するスクリューの保持力を
意味する）を調整するようにした計量混練り工程の制御
方式が公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際には、ス
クリュー回転数を設定回転数に保持して検出背圧が設定
背圧となるように射出移動用の駆動源の出力を調整した
としても樹脂の可塑化状態が一定となる保証はない。例
えば、射出シリンダの加熱状態が不十分であって樹脂が
十分に可塑化していないとしても、スクリューを回転さ
せる駆動源が強力なものであればスクリューを設定回転
数で支障なく回転させることが出来、また、設定背圧に
対応する反力でスクリューの軸方向に駆動力を与えなが
らシリンダ内に蓄積される樹脂の体積の増加に応じてス
クリューを後退させてゆけば検出される背圧を設定背圧
に等しくすることができるが、これを以て樹脂の可塑化
状態が適切であるということは出来ない。

【０００５】従って、スクリュー回転数や実背圧のみを
検出して計量異常の有無を適確に判別することは困難で
ある。本発明の目的の一部は、このような従来技術の欠
点を解消し、より確実に計量異常の有無を検出すること
のできる射出成形機の製品良否判別方法及び装置を提供
することにある。

【０００６】また、スクリュー回転数や実背圧（他の変
量要素であっても同じことだが）のばらつきが計量に与
える影響は計量混練り工程におけるスクリュー位置や経
過時間に無関係なものではない。例えば、樹脂ペレット
の巻き込みを開始した計量混練り工程開始直後の段階で
はスクリュー回転数や実背圧の検出値にばらつきが生じ
るのはやむをえないことで、この段階で多少のばらつき
があったとしても、計量が完了するまでには樹脂の可塑
化状態が均一化して安定するといった可能性が十分にあ
る。また、これとは逆に計量完了間際の段階でスクリュ
ー回転数や実背圧の検出値に大きなばらつきがあれば樹
脂の可塑化状態が不均一であるといった可能性が高く、
射出成形作業に与える悪影響が心配される。

【０００７】しかし、良品成形時のサンプリングデータ
による特性曲線に対して許容バンドを設定してスクリュ
ー回転数や実背圧のばらつきを検出するようにした従来
の判別方法では全体の特性曲線に対して一定の許容バン
ドを設定するようにしているので、計量の進捗情況に応
じて検出値のばらつきに重みを持たせるといったことが
出来ず、計量異常の有無を適確に検出することが困難と
なる場合がある。しかも、良品成形時のサンプリングデ
ータを特性曲線として保存するために莫大なメモリ容量
が必要となる欠点があり、また、スクリュー回転数や実
背圧のばらつきを検出するためには計量混練り工程でサ
ンプリング処理を実行する度に良品成形時のサンプリン
グ値を読み出して比較のための演算処理を行う必要があ
るため、制御装置に与える負担も大きくなる。

【０００８】そこで、前記目的に加え、本発明の更に別
の目的は、計量の進捗情況に応じた判別基準により計量
異常の有無をより適確に検出できるようにし、しかも、
制御装置のメモリや制御手段に与える負担をも軽減でき
る射出成形機の製品良否判別方法及び装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、設定手段によ
りスクリュー位置または計量混練り工程開始後のスクリ
ュー移動距離又は計量混練り工程開始後の経過時間によ
る判別対象区間及び該判別対象区間におけるスクリュー
回転用モータに加わる負荷またはスクリュー後退速度ま
たは背圧の許容範囲を設定し、記憶手段に記憶してお
き、検出手段によって、計量混練り工程においてスクリ
ュー回転用モータに加わる負荷またはスクリュー後退速
度または背圧を前記判別対象区間中検出し、判別手段に
より検出駆動トルクまたはスクリュー後退速度または背
圧が前記許容範囲から外れるたことが検出されると計量
異常の発生として検知することにより、確実に計量異常
の有無を検出できるようにし、しかも、制御装置のメモ
リや制御手段に与える負担を軽減した。

【００１０】また、スクリュー位置または計量混練り工
程開始後の経過時間によって判別対象区間を複数設定
し、各判別対象区間における検出変量の許容範囲を夫々
設定しておき、計量混練り工程において変化するスクリ
ュー回転用モータの駆動トルクやスクリュー後退速度等
の変量を前記判別対象区間内で所定周期毎に検出し、該
検出変量が当該判別対象区間の許容範囲を外れると計量
異常の発生として検知することを特徴とする構成によ
り、計量の進捗情況に応じた判別基準によって計量異常
の有無を適確に検出できるようにし、かつ、制御装置の
メモリや制御手段に与える負担を軽減した。

【００１１】更に、変量を選択するための手段を設け、
実背圧，スクリュー回転用モータの駆動トルク，スクリ
ュー後退速度のいずれか１つを良否判別のための変量と
して選択する構成により、樹脂の種別や成形金型の特性
等に応じ、良否判別に最も相応しい変量を選択して判別
動作を行えるようにした。

【００１２】また、予め射出成形機の計量混練り条件と
して設定された背圧およびスクリュー回転数の切替え点
を含まないように判別対象区間を設定することにより、
設定値の変更に基く変量検出値の変動が判別対象区間内
で生じないようにし、各判別区間に対する許容範囲の値
を判別基準に応じて厳密に設定できるようにした。

【００１３】

【作用】スクリュー回転数や実背圧等の変量の検出値の
ばらつきが計量に与える影響を考慮し、スクリュー位置
または計量混練り工程開始後の経過時間によって区間を
特定することにより予め判別対象区間を設定しておく。
計量混練り工程ではスクリュー回転用モータの駆動トル
クやスクリュー後退速度等の変量を前記判別対象区間内
で所定周期毎に検出し、検出変量の値が前記許容範囲を
外れた場合に計量異常の発生として検知する。

【００１４】また、検出値のばらつきが計量に与える影
響如何によっては、スクリュー位置または計量混練り工
程開始後の経過時間によって判別対象区間を複数設定し
て各判別対象区間毎に検出変量の許容範囲を設定してお
き、各判別対象区間で検出される変量の値がその判別対
象区間に対して設定された許容範囲を外れたときに計量
異常の発生として検知する。

【００１５】更に、変量を選択するための手段により、
実背圧，スクリュー回転用モータの駆動トルク，スクリ
ュー後退速度の内から、計量の良否に与える影響が大き
な変量を判別対象として選択することにより、より適確
な良否判別を行う。

【００１６】また、予め射出成形機の計量混練り条件と
して設定された背圧およびスクリュー回転数の切替え点
を含まないように判別対象区間を設定することにより、
相異なる設定値を目標として制御される変量の検出値に
対し同じ許容範囲で良否判別を行うといった不都合をな
くし、常に適確な判別基準で良否判別を行う。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の製品良否判別方法を適用した一実
施例の射出成形機の要部を示すブロック図で、符号１は
射出成形機の射出シリンダ、符号２はスクリューであ
る。スクリュー２は、駆動源の軸回転を射出軸方向の直
線運動に変換するための駆動変換機５を介して射出用サ
ーボモータＭ１により射出軸方向に駆動され、また、歯
車機構３を介してスクリュー回転用サーボモータＭ２に
より計量回転されるようになっている。スクリュー２の
基部には圧力検出器４が設けられ、スクリュー２の軸方
向に作用する樹脂圧力、即ち、射出保圧工程における射
出保圧圧力や計量混練り工程におけるスクリュー背圧が
検出される。射出用サーボモータＭ１にはスクリュー２
の位置や移動速度を検出するためのパルスコーダＰ１が
配備され、また、スクリュー回転用サーボモータＭ２に
はスクリュー２の回転速度を検出するための速度検出器
Ｐ２が配備されている。

【００１８】射出成形機の製品良否判別装置を兼ねる制
御装置１０は、数値制御用のマイクロプロセッサである
ＣＮＣ用ＣＰＵ２５，プログラマブルマシンコントロー
ラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣ用ＣＰＵ１８，
サーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ
２０および射出保圧圧力やスクリュー背圧のサンプリン
グ処理を行うための圧力モニタ用ＣＰＵ１７を有し、バ
ス２２を介して相互の入出力を選択することにより各マ
イクロプロセッサ間での情報伝達が行えるようになって
いる。

【００１９】ＰＭＣ用ＣＰＵ１８には射出成形機のシー
ケンス動作を制御するシーケンスプログラムや製品の良
否判別を行うための制御プログラム等を記憶したＲＯＭ
１３および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ
１４が接続されている。一方、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５には
射出成形機を全体的に制御するプログラム等を記憶した
ＲＯＭ２７および演算データの一時記憶等に用いられる
ＲＡＭ２８が接続されている。

【００２０】また、サーボＣＰＵ２０および圧力モニタ
用ＣＰＵ１７の各々には、サーボ制御専用の制御プログ
ラムを格納したＲＯＭ２１やデータの一時記憶に用いら
れるＲＡＭ１９、および、成形データのサンプリング処
理等に関する制御プログラムを格納したＲＯＭ１１やデ
ータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１２が接続されてい
る。更に、サーボＣＰＵ２０には、該ＣＰＵ２０からの
指令に基いて型締め用，エジェクタ用（図示せず）およ
び射出用，スクリュー回転用等の各軸のサーボモータを
駆動するサーボアンプ１５が接続され、射出用サーボモ
ータＭ１に配備したパルスコーダＰ１およびスクリュー
回転用サーボモータＭ２に配備したパルスコーダＰ２か
らの出力の各々がサーボＣＰＵ２０に帰還され、パルス
コーダＰ１からのフィードバックパルスに基いてサーボ
ＣＰＵ２０により算出されたスクリュー２の現在位置
や、速度検出器Ｐ２で検出されるスクリュー２の回転速
度が、メモリ１９の現在位置記憶レジスタおよび現在速
度記憶レジスタの各々に記憶される。

【００２１】不揮発性メモリ２４は射出成形作業に関す
る成形条件（射出保圧条件，計量混練り条件等）と各種
設定値，パラメータ，マクロ変数および良否判別のため
の設定データ等を記憶する成形データ保存用のメモリで
ある。

【００２２】図２は良否判別のための設定データを記憶
するために不揮発性メモリ２４に設けられたファイル手
段の構成を示す概念図であり、本実施例では、計量混練
り工程開始後の経過時間またはスクリュー位置のいずれ
か一方を判別対象区間の設定基準として選択して経過時
間またはスクリュー位置を指定することにより良否判別
の対象となる区間を複数設定できるようになっており、
また、判別対象となる変量としては、スクリュー回転用
サーボモータＭ２の駆動トルク，スクリュー２の後退速
度、または、実背圧の内からいずれか１つを選択できる
ようになっている。

【００２３】オペレータは予めディスプレイ付手動デー
タ入力装置２９のファンクションキーやテンキー等を用
いて判別対象区間の設定個数ｎを入力し、ＰＭＣ用ＣＰ
Ｕ１８の処理により図２に示されるようなファイル手段
にｎ段の記憶領域を確保させ、ディスプレイ付手動デー
タ入力装置２９のディスプレイ画面に表示される入力促
進のガイダンスメッセージに従って、計量混練り工程開
始後の経過時間またはスクリュー位置のいずれか一方を
判別対象区間の設定基準として選択し、また、スクリュ
ー回転用サーボモータＭ２の駆動トルク，スクリュー２
の後退速度、または、実背圧の内いずれか１つを判別対
象となる変量として選択し、ファンクションキー等の操
作によってその選択結果を入力する。

【００２４】判別対象区間の設定基準としてスクリュー
位置が選択された場合にはＰＭＣ用ＣＰＵ１８の処理に
より不揮発性メモリ２４の判別区間設定次元記憶レジス
タｆに０がセットされ、経過時間が選択された場合には
該レジスタｆに１がセットされる。また、判別対象とな
る変量としてスクリュー回転用サーボモータＭ２の駆動
トルクが選択された場合にはＰＭＣ用ＣＰＵ１８の処理
により不揮発性メモリ２４の判別データ種別記憶レジス
タｇに０がセットされ、同様に、スクリュー２の後退速
度が選択された場合にはレジスタｇに１がセットされ、
実背圧が選択された場合にはレジスタｇに２がセットさ
れる。

【００２５】そして、このような選択入力操作が行われ
ると、ディスプレイ付手動データ入力装置２９のディス
プレイ画面には図２に示されるような設定データ表示欄
が表示されるので、オペレータはこの設定画面を参照し
て各判別対象区間ｉ＝１〜ｎの開始位置または開始時間
Ａｉ、および、終了位置または終了時間Ｂｉに対応する
スクリュー位置または経過時間をテンキーにより入力す
ると共に、各判別対象区間ｉに対して設定すべきスクリ
ュー回転用サーボモータＭ２の駆動トルク，スクリュー
２の後退速度、または、実背圧の許容範囲としての上限
値Ｃｉと下限値Ｄｉをテンキーにより入力して、不揮発
性メモリ２４のファイル手段に記憶させる（但し、Ａ１
＜Ｂ１≦Ａ２＜Ｂ２≦・・・・≦Ａｉ＜Ｂｉ≦・・・≦
Ａｎ＜Ｂｎ）。

【００２６】更に、本実施例においては、後述の計量異
常検出処理とは別に選択的に実施されるデータ収集モー
ドの処理において、圧力モニタ用ＣＰＵ１７が射出保圧
工程および計量混練り工程毎にサンプリング処理を繰り
返し実行し、所定のサンプリング周期毎に、圧力検出器
４およびＡ／Ｄ変換器１６を介し、スクリュー２に作用
する射出保圧圧力またはスクリュー背圧を検出すると共
に、メモリ１９の現在位置記憶レジスタからスクリュー
２の現在位置を読み込んで前周期のサンプリング時にお
けるスクリュー位置と今周期のサンプリング時における
スクリュー位置とに基いて現在の射出速度またはスクリ
ュー後退速度を求める。また、射出保圧圧力またはスク
リュー背圧の現在値，スクリュー２の現在位置，射出速
度またはスクリュー後退速度の現在値、更に、計量混練
り工程においては、スクリュー回転用サーボモータＭ２
の駆動電流に対応する駆動トルクをもサンプリング周期
に対応させて、一射出保圧工程および計量混練り工程毎
ＲＡＭ１２に更新記憶するようになっている。また、必
要に応じ、このサンプリングデータを不揮発性メモリ２
４に転送して不揮発記憶させることも可能である。

【００２７】従って、オペレータは、条件出し完了後の
良品成形時においてデータ収集モードの処理を実行さ
せ、その時のサンプリングデータを予め不揮発性メモリ
２４に格納しておき、判別対象区間の個数ｎや各判別対
象区間ｉの開始位置または開始時間Ａｉおよび終了位置
または終了時間Ｂｉ、並びに、各判別対象区間に対して
設定すべき上限値Ｃｉや下限値Ｄｉを設定するに際し、
不揮発性メモリ２４のサンプリングデータに基いて計量
開始後の経過時間またはスクリュー位置を基準としてス
クリュー回転用サーボモータＭ２の駆動トルクやスクリ
ュー後退速度もしくは背圧の変化を示す図３のようなグ
ラフをディスプレイ付手動データ入力装置２９のディス
プレイ画面に表示させ、このグラフ表示を参照しながら
判別対象区間の個数ｎや各判別対象区間ｉの開始位置ま
たは開始時間Ａｉおよび終了位置または終了時間Ｂｉ、
並びに、各判別対象区間に対して設定すべき上限値Ｃｉ
や下限値Ｄｉを設定することも可能である。

【００２８】また、スクリュー回転数や設定背圧値等を
変化させて計量段数を複数設定したような場合には、計
量の切替点に対応するスクリュー位置や時間を前記グラ
フに重ねて表示させ、各判別対象区間ｉがこの切替点を
跨がないように開始点Ａｉ，終了点Ｂｉを設定すること
が望ましい。それは、計量の切替点では目標となる設定
値が変化するため、その近傍ではスクリュー回転用サー
ボモータＭ２の駆動トルクやスクリュー後退速度および
背圧が大きく変動する場合があり、この区間に対して共
通する適切な上限値や下限値を設定することが難しいか
らであり、また、その変動を許容するような上限値や下
限値を設定してしまうと不良検出のための判別処理に支
障を来たす恐れがあるからでもある。また、判別対象区
間ｉ＝１〜ｎの設定入力操作が完了した時点で、不揮発
性メモリ２４に設定されている計量混練り条件から計量
の切替点に関するデータを順次読み、いずれかの切替点
が判別対象区間の領域内に含まれているか否かをＰＭＣ
用ＣＰＵ１８により自動判別させ、計量の切替点が判別
対象区間の領域内に含まれている場合にはディスプレイ
画面に警告メッセージを表示させるようにしてもよい。

【００２９】インターフェイス２３は射出成形機の各部
に配備したリミットスイッチや操作盤からの信号を受信
したり射出成形機の周辺機器等に各種の指令を伝達した
りするための入出力インターフェイスである。

【００３０】そして、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５がＲＯＭ２７
の制御プログラムに基いて各軸のサーボモータに対して
パルス分配を行い、サーボＣＰＵ２０は各軸に対してパ
ルス分配された移動指令とパルスコーダＰ１，速度検出
器Ｐ２等の検出器で検出された位置のフィードバック信
号および速度のフィードバック信号に基いて、従来と同
様に位置ループ制御，速度ループ制御さらには電流ルー
プ制御等のサーボ制御を行い、いわゆるディジタルサー
ボ処理を実行する。

【００３１】ディスプレイ付手動データ入力装置２９は
ＣＲＴ表示回路２６を介してバス２２に接続され、モニ
タ表示画面や機能メニューの選択および各種データの入
力操作等が行えるようになっており、数値データ入力用
のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設けら
れている。

【００３２】図４〜図６はＰＭＣ用ＣＰＵ１８により計
量混練り工程のシーケンス制御と共にデータ収集モード
の処理とは別に選択的に実施される計量異常検出処理の
概略を示すフローチャートであり、以下、前述の図２お
よびこれらのフローチャートを参照して本実施例におけ
る成形品の良否判別について説明する。

【００３３】ＣＮＣ用ＣＰＵ２５からの保圧完了信号を
受けて計量混練り工程のシーケンス制御を開始したＰＭ
Ｃ用ＣＰＵ１８は、まず、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５に計量開
始指令を出力し、不揮発性メモリ２４の計量混練り条件
に基くスクリュー回転用サーボモータＭ２の計量回転を
開始させ（ステップＳ１）、計量混練り工程開始後の経
過時間を計測する経過時間計測タイマＴ１をスタートさ
せると共に（ステップＳ２）、計量異常の発生を記憶す
る不良検出フラグＦおよびアドレス検索指標ｉの値を共
に０に初期化する（ステップＳ３，ステップＳ４）。

【００３４】次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、アドレス
検索指標ｉの値をインクリメントしてインターバルタイ
マ作動フラグｔの値を０に初期化し（ステップＳ５，ス
テップＳ６）、不良検出フラグＦがセットされているか
否かを判別する（ステップＳ７）。この段階では不良検
出フラグＦが初期化されているのでステップＳ７の判別
結果は真となる。次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は不揮発
性メモリ２４の判別区間設定次元記憶レジスタｆの値を
検出し、その値が０であるか１であるか、即ち、判別対
象区間の設定基準としてスクリュー位置が選択されてい
るか経過時間が選択されているかを判別する（ステップ
Ｓ８）。前述したように、レジスタｆに０がセットされ
ていれば判別対象区間の設定基準としてスクリュー位置
が選択されていることを意味し、また、１がセットされ
ていれば経過時間が選択されていることを意味する。

【００３５】そこで、ステップＳ８の判別結果が偽とな
って経過時間が選択されていることが確認された場合、
ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はアドレス検索指標ｉの値に基いて
不揮発性メモリ２４のファイル手段（図２参照）から判
別対象区間ｉに対して設定された判別開始経過時間Ａｉ
のデータを読み込み、経過時間計測タイマＴ１の現在
値、即ち、スクリュー計量回転開始後の経過時間が判別
開始経過時間Ａｉに達しているか否かを判別するが、タ
イマＴ１の現在値がＡｉに達していなければ、この処理
を繰り返し実行し、経過時間計測タイマＴ１の現在値が
判別開始経過時間Ａｉに達するまで待機する（ステップ
Ｓ９）。そして、経過時間計測タイマＴ１の現在値が判
別開始経過時間Ａｉに達すると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は
アドレス検索指標ｉの値に基いて不揮発性メモリ２４の
ファイル手段（図２参照）から判別対象区間ｉに対して
設定された判別終了経過時間Ｂｉのデータを読み込み、
経過時間計測タイマＴ１の現在値が判別終了経過時間Ｂ
ｉに達しているか否かを判別する（ステップＳ１０）。

【００３６】タイマＴ１の現在値が判別終了経過時間Ｂ
ｉに達していなければ、次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は
不揮発性メモリ２４の判別データ種別記憶レジスタｇの
値を検出し、その値が１であるか否か、即ち、判別対象
となる変量のデータとしてスクリュー後退速度が選択さ
れているか否かを判別することとなる（ステップＳ１
３）。前述したように、判別対象となる変量としてスク
リュー回転用サーボモータＭ２の駆動トルクが選択され
ている場合には判別データ種別記憶レジスタｇの値が
０、また、スクリュー２の後退速度が選択されている場
合には該レジスタｇの値が１であり、実背圧が選択され
ている場合にはレジスタｇの値が２である。

【００３７】そこで、ステップＳ１３の判別結果が真と
なり、判別対象となる変量のデータとしてスクリュー後
退速度が選択されていることが確認された場合には、Ｐ
ＭＣ用ＣＰＵ１８は、インターバルタイマ作動フラグｔ
がリセット状態を維持しているか否か、つまり、スクリ
ュー後退速度の算出に必要とされる所定の微少時間を計
時するインターバルタイマＴ２の作動が開始されている
か否かを判別する（ステップＳ１４）。そして、タイマ
Ｔ２が作動していなければ、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はメモ
リ１９の現在位置記憶レジスタからスクリュー２の現在
位置を読み込み、その値ＳｎをタイマＴ２の作動開始時
のスクリュー位置としてスクリュー位置記憶レジスタＳ
０に記憶すると共に（ステップＳ１５）、インターバル
タイマＴ２の作動を開始させ（ステップＳ１６）、イン
ターバルタイマ作動フラグｔをセットして（ステップＳ
１７）、再びステップＳ７の処理へと移行する。

【００３８】インターバルタイマ作動フラグｔがセット
される結果、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、以下、経過時間計
測タイマＴ１の現在値が判別終了経過時間Ｂｉに達した
ことがステップＳ１０の判別処理で検出されるか、また
は、インターバルタイマＴ２による所定時間の計時が終
了したことがステップＳ２０の判別処理で検出されるま
での間、ステップＳ７〜ステップＳ１０，ステップＳ１
３，ステップＳ１４，ステップＳ２０からなるループ状
の処理を繰り返し実行することとなる。

【００３９】そして、インターバルタイマＴ２による所
定時間の計時が終了し、ステップＳ２０の判別処理でこ
れが検出されると（インターバルタイマＴ２の計時設定
時間は判別対象区間の設定基準となる経過時間の刻み巾
Ａｉ〜Ｂｉに比べて十分に短い）、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８
は、メモリ１９の現在位置記憶レジスタからスクリュー
現在位置Ｓｎを読み込み、この値からスクリュー位置記
憶レジスタＳ０の値を減じ、その値を更にタイマＴ２の
作動時間で除してスクリュー後退速度の現在値Ｒを求め
（ステップＳ２１）、スクリュー後退速度の現在値Ｒが
判別対象区間ｉに対してファイル手段（図２参照）に設
定されたスクリュー後退速度の上限値Ｃｉと下限値Ｄｉ
との間にあるか否かを判別する（ステップＳ２２）。こ
のときスクリュー後退速度の現在値Ｒがスクリュー後退
速度の上限値Ｃｉと下限値Ｄｉの範囲内になければＰＭ
Ｃ用ＣＰＵ１８は不良検出フラグＦをセットして計量異
常の発生を記憶するが（ステップＳ２３）、現在値Ｒが
上限値Ｃｉと下限値Ｄｉの範囲内にあればステップＳ２
３の処理は非実行とされる。次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１
８はインターバルタイマ作動フラグｔをリセットし（ス
テップＳ２４）、再びステップＳ７の処理へと移行す
る。

【００４０】ステップＳ７の処理へと移行したＰＭＣ用
ＣＰＵ１８は不良検出フラグＦがセットされているか否
か、即ち、当該計量混練り工程において既に計量の異常
が検出されているか否かを判別するが、この段階で計量
異常の記憶がなくフラグＦがリセット状態を維持してい
れば、以下、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、インターバルタイ
マＴ２の作動完了毎に実行されるステップＳ２２の判別
処理でスクリュー後退速度Ｒに関する計量異常が検出さ
れて不良検出フラグＦがセットされ、このことがステッ
プＳ７の判別処理で検出されるか、または、経過時間計
測タイマＴ１の現在値が判別終了経過時間Ｂｉに達した
ことがステップＳ１０の判別処理で検出されるまでの
間、所定時間Ｔ２毎にスクリュー現在位置Ｓｎをスクリ
ュー位置記憶レジスタＳ０に更新記憶してインターバル
タイマＴ２を作動させ（ステップＳ１４〜ステップＳ１
７）、また、所定時間Ｔ２が経過してインターバルタイ
マＴ２の作動が終了する毎にその時点でのスクリュー現
在位置ＳｎとタイマＴ２の作動開始時点におけるスクリ
ュー位置Ｓ０およびインターバルタイマＴ２の作動時間
とに基いてスクリュー後退速度の現在値Ｒを算出し、そ
の値が当該判別対象区間ｉに対して設定されたスクリュ
ー後退速度の上限値Ｃｉと下限値Ｄｉとの間にあるか否
かを判別することとなる（ステップＳ２０〜ステップＳ
２４）。

【００４１】そして、このような処理を繰り返し実行す
る間にも計量の異常が検出されず、不良検出フラグＦの
リセット状態が維持されれば、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、
経過時間計測タイマＴ１の現在値が判別終了経過時間Ｂ
ｉに達した時点でステップＳ１０の判別処理によりこれ
を検出し、ステップＳ２５の処理へと移行することとな
る。

【００４２】なお、経過時間計測タイマＴ１の現在値を
検出するステップＳ１０の判別処理とインターバルタイ
マＴ２の作動完了の有無を検出するステップＳ２０の判
別処理とは繰り返し直列的に実行されているので、例え
インターバルタイマＴ２が作動中であっても経過時間計
測タイマＴ１の現在値が判別終了経過時間Ｂｉに達しさ
えすれば、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、前述したステップＳ
１３以降の処理を全てキャンセルし、ステップＳ２５の
処理へと強制的に移行する。従って、判別終了経過時間
Ｂｉを僅かでも超過する区間は計量異常検出の実行対象
外として自動的にリジェクトされ、計量異常の検出は、
飽くまで、予め設定された判別対象区間内に限って行わ
れることとなる。

【００４３】次いで、ステップＳ２５の処理へと移行し
たＰＭＣ用ＣＰＵ１８はアドレス検索指標ｉの現在値が
判別対象区間の設定個数ｎの値に達しているか否かを判
別するが、指標ｉの現在値が判別対象区間の設定個数ｎ
の値に達していなければ再びステップＳ５の処理へと移
行してアドレス検索指標ｉの値をインクリメントし、ス
テップＳ６の処理でインターバルタイマ作動フラグｔを
リセットした後、指標ｉの現在値に基き再び次の判別対
象区間ｉに対して前記と同様の処理を繰り返し実行する
こととなる。この処理は、ステップＳ７の判別結果が偽
となって当該計量混練り工程における計量異常の発生が
検出されるまでの間、もしくは、ステップＳ２５の判別
結果が偽となってｉ＝１〜ｎの全ての判別対象区間に計
量異常のないことが確認されるまでの間、繰り返し実行
される。

【００４４】そして、ステップＳ７の判別結果が偽とな
って当該計量混練り工程における計量異常の発生が確認
された場合にはＰＭＣ用ＣＰＵ１８は以降の判別対象区
間に対する前述の処理を非実行としてステップＳ２６の
処理へと移行し、また、計量異常の発生が確認されない
場合にはｉ＝１〜ｎの全ての判別対象区間に対して前述
の処理を実行した後にステップＳ２６の処理へと移行す
る。

【００４５】ステップＳ２６の処理に移行したＰＭＣ用
ＣＰＵ１８は不揮発性メモリ２４に計量混練り条件とし
て設定されたスクリューバック位置Ｓｅにスクリュー現
在位置Ｓｎが到達するまで待機し、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５
に計量完了信号を出力してスクリュー回転用サーボモー
タＭ２の計量回転を停止させる（ステップＳ２７）。

【００４６】次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、不良検出
フラグＦがセットされているか否かを判別し（ステップ
Ｓ２８）、該フラグＦがセットされていれば当該計量混
練り工程においてスクリュー後退速度に関する計量異常
が発生したものと見做して異常発生のアラーム信号を出
力し（ステップＳ２９）、ディスプレイ付手動データ入
力装置２９のディスプレイ画面に異常発生のメッセージ
等を表示する。また、不良検出フラグＦがセットされて
いなければステップＳ２９のアラーム出力処理は非実行
とされる。

【００４７】そして、計量混練り工程のシーケンス制御
および計量異常の検出に関する処理を終了したＰＭＣ用
ＣＰＵ１８は、以下、次工程に関するシーケンス制御を
従来と同様にして実行することとなる。

【００４８】以上、判別対象区間の設定基準として計量
混練り工程開始後の経過時間が選択され（レジスタｆの
値が１）、かつ、判別対象となる変量のデータとしてス
クリュー後退速度が選択されている場合を例にとって説
明したが（レジスタｇの値が１）、判別対象区間の設定
基準としてスクリュー位置が選択された場合（レジスタ
ｆの値が０）、および、判別対象となる変量のデータと
してスクリュー回転用サーボモータＭ２の駆動トルクも
しくは実背圧が選択された場合も（レジスタｇの値が０
または２）、全体の処理の流れは前述の説明とほぼ同様
である。但し、判別対象区間の設定基準としてスクリュ
ー位置が選択された場合には計量移動により後退するス
クリュー２の現在位置Ｓｎを読み込んで各判別対象区間
ｉ毎の判別開始スクリュー位置Ａｉや判別終了スクリュ
ー位置Ｂｉ（図２参照）と比較する必要があるので、レ
ジスタｆ＝０の値に基き、前述のステップＳ９，ステッ
プＳ１０の処理に代えて、ステップＳ１１，ステップＳ
１２の処理が、現在位置が設定判別対象区間内にあるか
否かの判別処理として行われる。また、判別対象となる
変量のデータとしてスクリュー回転用サーボモータＭ２
の駆動トルクまたは実背圧が選択された場合にはレジス
タｇ＝０またはｇ＝２の値に基きサーボＣＰＵ２０また
は圧力モニタ用ＣＰＵ１７からサーボモータＭ２の駆動
電流の現在値Ｋ０またはスクリュー背圧の現在値Ｋ２を
読み込み、これらの値を各判別対象区間ｉ毎の上限値Ｃ
ｉや下限値Ｄｉと比較して異常発生の有無が検出される
ようになる（以上、ステップＳ１８，ステップＳ１９の
処理）。判別対象区間の設定基準として２種の変数が選
択でき、また、その各々に対して判別対象となる３種の
変量を任意に選択することができるので、全体としての
組み合わせは全部で６種となる。

【００４９】図４〜図６のフローチャートは主に計量異
常の検出に直接関与する処理について示すものであるた
め、経過時間またはスクリュー位置により計量段数を複
数設定して各段毎にスクリュー回転数や設定背圧値等を
変化させる場合の処理については特に記載していない
が、計量切替えのための経過時間やスクリュー位置の検
出に関する処理はステップＳ９，ステップＳ１１，ステ
ップＳ２６の処理と略並列して図中の丸印で示される位
置で実行され、経過時間の現在値Ｔ１やスクリュー位置
Ｓｎが計量各段の切替え時間または切替え位置に達した
時点でスクリュー回転速度の変更指令や背圧制御のため
の射出用サーボモータＭ１のトルク設定指令等が自動的
に出力されるようになっている。

【００５０】以上、一実施例として不揮発性メモリ２４
のファイル手段にディスプレイ付手動データ入力装置２
９を介して各判別対象区間ｉの上限値Ｃｉおよび下限値
Ｄｉを手動入力するようにしたものについて説明した
が、各判別対象区間ｉの開始点Ａｉと終了点Ｂｉのみを
予めファイル手段に設定してデータ収集モードの処理を
実行させ、その時のサーボモータＭ２の駆動トルク，ス
クリュー後退速度，背圧のサンプリングデータを開始点
Ａｉと終了点Ｂｉの各区間で平均して判別対象となる変
量データの基準値を求めさせ、この基準値に所定の許容
値を加算および減算して各区間ｉの上限値Ｃｉおよび下
限値Ｄｉを求めることにより、その値をＰＭＣ用ＣＰＵ
１８の処理により前記ファイル手段の対応位置に自動的
に書き込ませるようにしても良い。また、ファイル手段
には上限値Ｃｉおよび下限値Ｄｉを記憶せず、基準値お
よび許容巾のみを記憶させるようにし、ステップＳ１８
およびステップＳ２２に示されるような判別処理を行う
段階で各区間に対応する基準値と現在値との偏差（絶対
値）を求め、この偏差が各区間に対して予め設定された
許容巾の範囲内にあるか否かによって計量異常の有無を
検出するようにしても良い。

【００５１】また、判別対象となる変量の種別を複数選
択して判別対象とし、選択された判別対象の各々に対し
て上限値と下限値を設定し、選択された全ての判別対象
の変量がこれに対応する上限値と下限値との間にある場
合にのみ計量異常なしとして判定するようにしてもよ
い。この場合、ファイル手段には上限値と下限値を設定
する欄を各判別対象区間ｉに対応して変量の種別数だけ
設け、判別対象となる変量毎の上限値と下限値を判別対
象毎に設定できるようにする。例えば、Ｃｉａ，Ｄｉａ
の欄を設けてスクリュー回転用サーボモータＭ２の駆動
トルクの上限値および下限値とし、Ｃｉｂ，Ｄｉｂの欄
を設けてスクリュー２の後退速度の上限値および下限値
とし、更に、Ｃｉｃ，Ｄｉｃの欄を設けてスクリュー背
圧の上限値および下限値とする。

【００５２】また、判別対象となる変量の種別をこれに
対応する数値の設定状態により択一的に記憶する判別デ
ータ種別記憶レジスタｇに代え、選択された判別対象の
種別を個別に記憶するための選択状態確認フラグｇ０，
ｇ１，ｇ２を設ける。スクリュー回転用サーボモータＭ
２の駆動トルクが判別対象として選択されていればｇ０
＝１（選択されていなければｇ０＝０）、スクリュー２
の後退速度が判別対象として選択されていればｇ１＝１
（選択されていなければｇ１＝０）、また、背圧が判別
対象として選択されていればｇ２＝１（選択されていな
ければｇ２＝０）である。

【００５３】そして、実際の良否判別に関する処理にお
いては図４〜図６に示されるような計量異常検出処理の
うちステップＳ１〜ステップＳ１２およびステップＳ２
５〜ステップＳ２９までの処理を前記実施例と同様にし
て行う。そして、前記実施例におけるステップＳ１３〜
ステップＳ２４の処理に代えて以下の処理を実施し、前
記実施例と同様にしてステップＳ７の処理に移行するよ
うにする。

【００５４】まず、フラグｇ０に１がセットされている
か否かを判別し、フラグｇ０に１がセットされている場
合に限り、駆動電流の現在値Ｋ０を読み込んで、この値
がＣｉａとＤｉａとの間にあるか否かを判別し、範囲内
にない場合にはフラグＦをセットする（範囲内にある場
合はセットしない）。

【００５５】次いで、フラグｇ０に１がセットされてい
るか否かに関わりなく、フラグｇ１に１がセットされて
いるか否かを判別し、フラグｇ１に１がセットされてい
る場合に限り、インターバルタイマ作動フラグｔおよび
インターバルタイマＴ２の状態に応じて前記実施例にお
けるステップＳ１４〜ステップＳ１７、または、ステッ
プＳ１４とステップＳ２０、もしくは、ステップＳ１４
とステップＳ２０〜ステップＳ２４の処理を実施する。
但し、前記実施例のステップＳ２２で読み込まれるのは
Ｃｉ，Ｄｉであるが、この実施例ではＣｉｂとＤｉｂを
読み込んで比較を行うようにする。

【００５６】更に、フラグｇ０およびフラグｇ１に１が
セットされているか否かに関わりなく、フラグｇ２に１
がセットされているか否かを判別し、フラグｇ２に１が
セットされている場合に限り、背圧の現在値Ｋ２を読み
込んで、この値がＣｉｃとＤｉｃとの間にあるか否かを
判別し、範囲内にない場合にはフラグＦをセットする
（範囲内にある場合はセットしない）。

【００５７】このようにして、スクリュー回転用サーボ
モータＭ２の駆動トルク，スクリュー２の後退速度，ス
クリュー背圧の全て、もしくは、その任意の組み合わせ
に対して並列的に判定処理を行うことにより計量異常の
有無をより確実に検出することができる。

【００５８】

【発明の効果】本発明による射出成形機の製品良否判別
方法及び装置は、スクリュー回転数を設定値に保持すべ
く樹脂の可塑化状態や粘性抵抗の変化に応じて変動する
スクリュー回転用モータに加わる負荷、または、樹脂の
可塑化状態や樹脂ペレットの巻き込み状態の変化に応じ
て変動するスクリュー後退速度の検出値によって計量異
常の有無を検出するようにしたので、スクリュー回転数
や実背圧のみで計量異常の有無を検出する従来の判別方
法に比べ、より確実に計量異常の有無を検出することが
できる。

【００５９】また、良否判別に関わる処理を実施すべき
判別対象区間をスクリュー位置または計量混練り工程開
始後の経過時間で特定して設定するようにしているの
で、スクリュー回転用モータの駆動トルクやスクリュー
後退速度および実背圧の変動が計量に悪影響を与え易い
区間に対してのみ計量異常検出のための判別処理を行わ
せることができる。更に、検出値のばらつきが計量に与
える影響如何によっては判別対象区間を計量の進捗情況
に応じて複数設定すると共に各判別対象区間毎に検出変
量の許容範囲を設定し、各判別対象区間で検出される変
量の値がその判別対象区間の許容範囲を外れたときに計
量異常の発生として検知することができ、しかも、検出
対象となる変量の種別は樹脂の種別や成形金型の特性に
応じて任意に選択できるので、より適確に計量異常の発
生を判別することができる。

【００６０】そして、判別基準となる許容範囲は判別対
象区間それ自体に対応して設定されるので、従来のよう
に多数のサンプリングデータの全てを特性曲線として制
御装置に記憶する必要がなく、メモリの記憶容量が節約
される。また、良否判別の段階で良品成形時のサンプリ
ングデータに一々アクセスする必要もないので、判別処
理に必要とされる制御装置の負担も軽減される。

【００６１】予め射出成形機の計量混練り条件として設
定された背圧およびスクリュー回転数の切替え点を含ま
ないように判別対象区間を設定することが可能であるか
ら、相異なる設定値を目標として制御される変量の検出
値に対し同じ許容範囲で良否判別が行われるといった不
都合はなく、良品成形時のサンプリングデータを用いる
ことなく適確に計量異常の有無を検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を適用した一実施例の射出成形機
およびその制御装置の要部を示すブロック図である。

【図２】同実施例の制御装置に設けられたファイル手段
の構成を示す概念図である。

【図３】良品成形時のサンプリンデータによるグラフの
表示例を示す図である。

【図４】同実施例の制御装置による計量異常検出処理の
概略を示すフローチャートである。

【図５】計量異常検出処理の概略を示すフローチャート
の続きである。

【図６】計量異常検出処理の概略を示すフローチャート
の続きである。

【符号の説明】

１ 射出シリンダ ２ スクリュー ４ 圧力検出器 １０ 制御装置 １８ ＰＭＣ用ＣＰＵ ２０ サーボＣＰＵ ２２ バス ２４ 不揮発性メモリ ２９ ディスプレイ付手動データ入力装置 Ｍ１ 射出用サーボモータ Ｍ２ スクリュー回転用サーボモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平賀 薫 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社 内 (56)参考文献 特開 平１−188316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−13314（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−248717（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−77171（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/46 - 45/54 B29C 45/76 - 45/84

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリュー位置または計量混練り工程開
   始後のスクリュー移動距離又は計量混練り工程開始後の
   経過時間によって判別対象区間を設定し、該判別対象区
   間におけるスクリュー回転用モータに加わる負荷の許容
   範囲を設定しておき、計量混練り工程においてスクリュ
   ー回転用モータに加わる負荷を前記判別対象区間中検出
   し、該検出負荷が前記許容範囲を外れると計量異常の発
   生として検知するようにした射出成形機の製品良否判別
   方法。
2. 【請求項２】 スクリュー位置または計量混練り工程開
   始後のスクリュー移動距離又は計量混練り工程開始後の
   経過時間によって判別対象区間を設定し、該判別対象区
   間におけるスクリュー後退速度の許容範囲を設定してお
   き、計量混練り工程においてスクリュ後退速度を前記判
   別対象区間中検出し、該検出後退速度が前記許容範囲を
   外れると計量異常の発生として検知するようにした射出
   成形機の製品良否判別方法。
3. 【請求項３】 スクリュー位置または計量混練り工程開
   始後のスクリュー移動距離又は計量混練り工程開始後の
   経過時間によって判別対象区間を複数設定し、各判別対
   象区間における検出変量の許容範囲を夫々設定してお
   き、計量混練り工程において変化する変量を前記判別対
   象区間中検出し、該検出変量が当該判別対象区間の許容
   範囲を外れると計量異常の発生として検知するようにし
   た射出成形機の製品良否判別方法。
4. 【請求項４】 前記変量が実背圧，スクリュー回転用モ
   ータに加わる負荷，スクリュー後退速度のいずれかであ
   る請求項３記載の射出成形機の製品良否判別方法。
5. 【請求項５】 変量を選択するための手段を設け、実背
   圧，スクリュー回転用モータに加わる負荷，スクリュー
   後退速度の少なくとも１つ以上を良否判別のための変量
   として選択するようにした請求項４記載の射出成形機の
   製品良否判別方法。
6. 【請求項６】 前記判別対象区間は予め射出成形機の計
   量混練り条件として設定された背圧およびスクリュー回
   転数の切替え点を含まないように設定する請求項３，請
   求項４もしくは請求項５記載の射出成形機の製品良否判
   別方法。
7. 【請求項７】 スクリュー回転用モータの駆動トルクを
   前記スクリューの回転用モータに加わる負荷とした請求
   項１，請求項４または請求項５記載の射出成形機の製品
   良否判別方法。
8. 【請求項８】 前記判別対象区間の代わりに判別対象点
   を設定する請求項１乃至７の内１項記載の射出成形機の
   製品良否判別方法。
9. 【請求項９】 スクリュー位置または計量混練り工程開
   始後のスクリュー移動距離又は計量混練り工程開始後の
   経過時間による判別対象区間及び該判別対象区間におけ
   るスクリュー回転用モータに加わる負荷の許容範囲を設
   定する設定手段と、該設定手段で設定された判別対象区
   間及び許容範囲を記憶する記憶手段と、計量混練り工程
   においてスクリュー回転用モータに加わる負荷を前記判
   別対象区間中検出する負荷検出手段と、検出負荷が前記
   許容範囲を外れると計量異常の発生として検知する判別
   手段とを有する射出成形機の製品良否判別装置。
10. 【請求項１０】 スクリュー位置または計量混練り工程
    開始後のスクリュー移動距離又は計量混練り工程開始後
    の経過時間による判別対象区間及び該判別対象区間にお
    けるスクリュー後退速度の許容範囲を設定する設定手段
    と、該設定手段で設定された判別対象区間及び許容範囲
    を記憶する記憶手段と、計量混練り工程においてスクリ
    ュ後退速度を前記判別対象区間中検出するスクリュー後
    退速度検出手段と、検出後退速度が前記許容範囲を外れ
    ると計量異常の発生として検知する判別手段とを有する
    射出成形機の製品良否判別装置。
11. 【請求項１１】 スクリュー位置または計量混練り工程
    開始後のスクリュー移動距離又は計量混練り工程開始後
    の経過時間による複数の判別対象区間及び各判別対象区
    間における検出変量の許容範囲を夫々設定する設定手段
    と、計量混練り工程において変化する変量を前記判別対
    象区間中検出する検出手段と、検出変量が当該判別対象
    区間の許容範囲を外れると計量異常の発生として検知す
    る判別手段とを有する射出成形機の製品良否判別装置。
12. 【請求項１２】 前記変量が実背圧，スクリュー回転用
    モータに加わる負荷，スクリュー後退速度のいずれかで
    ある請求項１１記載の射出成形機の製品良否判別装置。
13. 【請求項１３】 変量を選択するための手段を設け、実
    背圧，スクリュー回 転用モータに加わる負荷，スクリュ
    ー後退速度の少なくとも１つ以上を良否判別のための変
    量として選択するようにした請求項１２記載の射出成形
    機の製品良否判別装置。
14. 【請求項１４】 前記設定手段は、前記判別対象区間の
    代わりに判別対象点を設定する請求項９乃至１３の内１
    項記載の射出成形機の製品良否判別装置。
15. 【請求項１５】 スクリュー回転用モータの駆動トルク
    を前記スクリューの回転用モータに加わる負荷とした請
    求項９，請求項１２または請求項１３記載の射出成形機
    の製品良否判別装置。