JP3232555B2 - 射出成形制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は射出成形制御装置お
よび制御方法に係り、特に、射出成形機から溶融樹脂を
金型内に射出して成形加工する射出成形装置を制御する
制御装置およびその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形機から溶融樹脂を金型内
に射出して成形品を成形加工する射出成形装置では、そ
の金型内に充填した溶融樹脂をある期間保圧冷却して固
化させ、その後に成形品を金型から取り出すといった工
程で成形加工している。

【０００３】そして、このような射出成形にあたって
は、成形異常時に発生し易い金型破損を防止したり、射
出工程の無駄を省くために、成形の正常や異常を早期に
判断できることが必要である。さらに、金型から成形品
を取り出す温度が高いと取り出し後の成形品に変形が発
生するし、その取り出し温度が低すぎると１個当りの成
形（ショット）に時間がかかり過ぎることになり、成形
品の金型取り出し温度の設定も重要である。

【０００４】他方、成形工程中の成形異常を早期に把握
するための要素や、成形品を金型から取り出す温度等の
決定要素には不安定要因が多く、改良が望まれていた。
そこで、本出願人は、成形工程中の成形異常を早期に判
断可能で、成形品を金型から取り出す好ましい温度を簡
単に決定できる構成を、平成５年１２月２４日付けで
「射出成形制御装置および制御方法」（特願平５−３４
６０５９号：特開平７−１８６２３０号）として提案し
た。

【０００５】すなわち、その射出成形制御装置は、図５
に示すように、溶融樹脂を射出する射出成形機５００の
その射出操作および金型５０１の開閉操作を行う操作手
段５０２と、その金型５０１内の成形品の温度を測定す
る測定手段５０３と、その成形品の成形過程における温
度パターンを記憶する記憶手段５０４と、その操作手段
５０２を介してそれら射出成形機５００および金型５０
１の成形加工操作を制御する制御手段５０５と、その金
型５０１内に溶融樹脂が満たされてから少なくとも固化
層形成に至らない期間を温度比較期間として設定する設
定手段５０６とを有している。

【０００６】しかも、その制御手段５０５は、複数回に
わたる予備的な成形加工操作によって上記測定手段５０
３から得られた測定温度に基づく許容温度パターンを上
記温度パターンとして記憶手段５０４に格納するととも
に、予備操作後の成形加工操作によって上記測定手段５
０３から得られた測定温度と許容温度パターンとを上記
温度比較期間内について比較し、その測定温度が許容温
度パターン内にあるとき正常と判断してそれら射出成形
機および金型の成形加工の正常時制御を行い、その測定
温度が許容温度パターンから外れるとき成形異常と判断
するものである。

【０００７】これによれば、数〜十回程度良品を予備成
形加工してその温度−時間パターンから許容温度パター
ンを形成すれば、本成形加工時における溶融樹脂の充填
後の適切な温度経過時点から成形の良否判別が可能とな
り、正常なショットの成形品のみ成形加工制御に使用す
ることで、不良成形品を簡単かつ確実に排除できる。

【０００８】さらにまた、成形品の測定温度変化が成形
品の完全固化時の温度低下勾配に達したとき、上記金型
による成形品の冷却終了を判断する構成にすれば、適切
な冷却期間を経て成形品を取り出すことが可能となり、
サイクルロスが減少して生産能率が向上する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た射出成形制御装置および制御方法は、それなりに有用
であるが、近年、成形異常検出および成形加工サイクル
タイムの一層の短縮化を求める要望が強くなっている。

【００１０】そこで、本発明者は、上述した構成に更に
検討を加えた結果、成形異常検出にあたっての応答速度
を高めることが可能であり、少ない記憶容量で成形異常
を検出できる実用的な構成を見出した。

【００１１】本発明はそのような状況の下になされたも
ので、射出成形中の成形品について速やかかつ確実に成
形良否の判別ができる射出成形制御装置および制御方法
の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明の射出成形制御装置に係る構成は、図１
に示すように、溶融樹脂を射出する射出成形機１００の
その射出操作および射出されたその溶融樹脂を成形加工
する金型１０１の開閉操作を行う操作手段１０２と、そ
の金型１０１内の成形品の温度を測定する温度測定手段
１０３と、少なくとも、その成形品の成形過程における
基準ピーク温度以降の所定区間毎の区間点基準温度を予
め記憶する記憶手段１０４と、その操作手段１０２を介
して射出成形機１００および金型１０１を制御する制御
手段１０６を具備しており、この制御手段１０６はその
区間点毎に成形品の測定温度と区間点基準温度とを比較
し、予め設定された正常成形加工の冷却温度許容範囲か
らその測定温度が外れるとき成形異常と判断するよう形
成されている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本発明に係る射出成形制御装置を
説明する前に、この射出成形制御装置を含めた射出成形
装置を説明し、この射出成形制御装置を説明する過程で
本発明に係る射出制御方法も説明する。

【００１４】図２は本発明に係る射出成形制御装置を含
む射出成形装置を示す概略図である。図２において、射
出成形機１００は、本体部分である加熱シリンダ１と、
この加熱シリンダ１の内部に挿入されたスクリュー３と
を有するインラインスクリュー型となっており、加熱シ
リンダ１の先端部がノズル５となっている。射出成形機
１００としてはインラインスクリュー型以外に種々の構
成で実施できることは言うまでもない。

【００１５】スクリュー３は、射出シリンダ７から加熱
シリンダ１内にノズル５方向に向けて挿入するように延
びており、図示しないモータ等によって回転駆動される
とともに、駆動部９による射出シリンダ７の進退駆動に
よって加熱シリンダ１内を前進又は後退するようになっ
ている。射出シリンダ７には、射出圧力を測定した測定
信号を射出成形制御装置１１へ出力する射出圧力センサ
１３が配置されている。

【００１６】加熱シリンダ１の外周にはホッパ１５が配
置されており、このホッパ１５から供給された成形樹脂
材料が加熱シリンダ１内で加熱溶融され、スクリュー３
の前進によってその溶融樹脂がノズル５から金型１０１
へ加圧射出されるようになっている。金型１０１は固定
型１７と可動型１９を合せて形成されており、これら固
定型１７と可動型１９によって成形品の外形に相当する
キャビティ２１が形成されており、固定型１７に設けた
スプルー１７ａを介してノズル５から溶融樹脂が射出注
入されるようになっている。

【００１７】可動型１９は型締めシリンダ２３に連結さ
れており、駆動部２５による進退動作によって変移し、
型締めおよび型開き可能になっている。金型１０１は、
キャビティ２１内の成形品の表面温度を測定して測定信
号を射出成形制御装置１１へ出力する成形品温度センサ
２７や、金型１０１の型内圧力を測定して測定信号を射
出成形制御装置１１へ出力する型内圧センサ２９が、測
定部をキャビティ２１内に向けて配置されている。

【００１８】図２では、便宜上、成形品温度センサ２７
や型内圧センサ２９は、金型１０１から外部へ取り出し
た状態で図示されている。

【００１９】加熱シリンダ１の周辺には、これを加熱す
るためのバンドヒータ等の加熱手段や冷却媒体によって
冷却を行う冷却装置があり、加熱シリンダ１には内部溶
融樹脂の温度を測定する温度センサ等が配置されてい
る。

【００２０】ノズル５にも加熱シリンダ１から射出され
る溶融樹脂の温度や圧力を測定する温度測定センサおよ
び圧力センサが配置されているが、本発明の要部ではな
いから図示を省略する。金型１０１にもヒータ等の加熱
装置、冷却媒体による冷却装置および温度検出用の温度
センサが配置されているが、同様に図示を省略する。

【００２１】射出成形制御装置１１は、加熱シリンダ
１、ノズル５、金型１０１および金型１０１内の成形品
の各温度を温度測定信号として入力する機能、射出シリ
ンダ７、ノズル５および金型１０１内の圧力を圧力測定
信号として入力する機能、加熱手段や冷却手段を介して
加熱シリンダ１や金型１０１を温度調節する機能、駆動
部９、２５を介して射出シリンダ７および型締シリンダ
２３を操作して射出操作、型締め又は型開き制御する機
能を有するとともに、後述するように本発明に係る主要
な機能を有している。

【００２２】次に、本発明に係る射出成形制御装置１１
を説明する。図３は本発明に係る射出成形制御装置１１
を示すブロック図である。

【００２３】図３において、制御部３１は、射出成形制
御装置１１の演算、検出、比較、表示および操作の主要
部をなすもので、ＣＰＵ３１ａ、このＣＰＵ３１ａの動
作プログラムを格納したＲＯＭ３１ｂおよびインターフ
ェースとしてのＩ／Ｏ（入出力部）３１ｃを有するマイ
クロコンピュータからなり、温度測定部３３、圧力測定
部３５、学習スタート設定部３７、学習データ記憶部３
９、設定部４１、表示部４３、温度操作部４５、射出操
作部４７および警報出力部４９に接続され、これらを制
御している。

【００２４】温度測定部３３は、例えばマルチプレク
サ、増幅器およびＡ／Ｄ変換器から形成されており、制
御部３１からの切換信号によって複数の温度センサから
の入力を切換え選択して制御部３１へ出力するものであ
り、上述した図１の温度測定手段１０３に相当する。例
えば、図２の成形品温度センサ２７からの成形品温度を
２０ｍｓ毎に取り込み、制御部３へデジタル信号として
出力する機能を有する。他の温度測定信号についても同
様であるが、本発明の要部ではないので説明を省略す
る。

【００２５】圧力測定部３５は、温度測定部３３と同様
にマルチプレクサ、増幅器およびＡ／Ｄ変換器からな
り、制御部３１からの切換信号によって複数の圧力セン
サからの入力を切換え選択して制御部３１へ出力するも
のであり、上述した図１中の圧力測定手段１０９に相当
する。例えば、図２の型内圧センサ２９および射出圧力
センサ１３からの圧力測定信号を２０ｍｓ毎に交互に取
り込み、制御部３１へデジタル信号として出力する機能
を有する。

【００２６】学習スタート設定部３７は、操作キー等の
機械的な操作手段や外部からのオンラインによる電子的
な設定手段であり、後述する基準ピーク温度、基準ピー
ク到達時間、区間点基準温度、基準温度低下勾配（Δ
Ｔ）等の基準データを決定するために、良品を予備成形
する成形工程の開始又は終了を外部から制御部３１へ指
示するものである。ここで、基準ピーク温度は、良品と
しての成形品の成形過程において得られる成形品のピー
ク温度（最高温度）であり、例えば図４のＡ点における
温度である。なお、図４中の曲線は良品としての成形品
の表面温度変化を示している。基準ピーク到達時間は、
射出成形開始点からその基準ピーク温度が得られるまで
の経過時間であり、例えば図４の符号ＴＡに相当する。

【００２７】区間点基準温度は、図４に示すように、基
準ピーク到達時間すなわち基準ピーク温度点経過後の冷
却過程において、所定の区間点毎ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ
４〜ｔｎ＋１における良品としての成形品温度である。
さらに、基準温度低下勾配（ΔＴ）は、成形品や金型１
０１の形状や材料等によって左右されない成形品取り出
し可能な上限温度である基準冷却温度（図４中の符号Ｔ
Ｂ）を経過した後、良品としての成形品の温度低下勾配
である。

【００２８】なお、基準冷却温度ＴＢは、金型内の成形
品の収縮分を補給して溶融樹脂の充填を良好するために
加える保圧の完了点（保圧完了点）から、金型内の成形
品が完全に固化するまでの完全固化点までの期間が好ま
しい。

【００２９】これらの基準データは、上述した予備成形
において成形品温度センサ２７を介して得られた測定温
度の変化に基づき、後述する制御部３１によって検出又
は算出される。予備成形回数は、設定部４１から入力指
示する以外に、上述した制御部３１内のＲＯＭ３１ｂに
予備成形回数を動作プログラムとして格納して実行可能
に構成しても良いが、良品の状態をオペレータが確認し
ながら予備成形を行った方が確実であると言った理由か
ら、学習スタート設定部３７の操作によって開始又は終
了をその都度指示した方が実用上好ましい。

【００３０】学習データ記憶部３９は、制御部３１の管
理下で、上述した基準ピーク温度、基準ピーク到達時
間、区間点基準温度、基準温度低下勾配（ΔＴ）および
圧力測定部３５から取込んだ射出圧力を記憶する他、温
度許容範囲、到達時間許容範囲、冷却温度許容範囲、基
準冷却温度を記憶するもので、図１中の記憶手段１０４
に対応する。ここで、温度許容範囲は、実際の本成形加
工時の金型１０１内の成形品のピーク温度と基準ピーク
温度との許容偏差や許容比であり、正常な成形加工の得
られる範囲を示すもので、図４中のに相当する。

【００３１】到達時間許容範囲は、実際の本成形加工時
の金型１０１内の成形品のピーク到達時間と基準ピーク
到達時間との許容偏差や許容比であり、正常な成形加工
の得られる範囲を示すもので、図４中のに相当する。
さらに、冷却温度許容範囲は、実際の本成形加工時の金
型１０１内の成形品の測定温度と区間点基準温度との許
容偏差や許容比であり、正常な成形加工の得られる範囲
を示すものである。

【００３２】設定部４１は、学習スタート設定部３７と
同様に、操作キー等の機械的な操作手段や外部からのオ
ンラインによる電子的な設定手段であり、上述した温度
許容範囲、到達時間許容範囲、冷却温度許容範囲、基準
冷却温度の他、設定値ＳＶ等の調節計の基本的設定値を
制御部３１へ設定したり、それらをＲＡＭ等に記憶する
機能を有しており、学習スタート設定部３７とともに図
１中の設定手段１１０に対応する。

【００３３】表示部４３は、学習データ記憶部３９に格
納された基準ピーク温度、基準ピーク到達時間、区間点
基準温度、基準温度低下勾配（ΔＴ）、温度許容範囲、
到達時間許容範囲、冷却温度許容範囲、基準冷却温度、
温度測定部３３や圧力測定部３５からの測定温度や測定
圧力、金型１０１の型締め型開き温度の他、制御部３１
における通常の調節計動作に係る測定値や演算値を表示
する電子的ディスプレイ装置であり、図１中の表示手段
１１１に対応する。

【００３４】温度操作部４５は、制御部３１からの操作
量ＭＶに基づき、図１中の加熱シリンダ１や金型１０１
の各加熱冷却装置を操作してそれらを温度制御するもの
である。射出操作部４７は、図２中の射出成形機１００
や金型１０１を駆動する駆動部９、２５を操作するもの
であり、射出操作部４７からの指示に基づき駆動部９、
２５が例えば油圧系の給油ポンプやサーボバルブを開閉
操作して射出シリンダ７や型締シリンダ２３を進退動作
させる。主にそれら温度操作部４５、射出操作部４７お
よび駆動部９、２５が図１中の操作手段１０２に相当す
る。

【００３５】警報出力部４９は、後述するように制御部
３１が成形異常と判断したときに警報信号を出力するも
のであり、この警報信号に基づき図示しない外部のブザ
ーやランプを発音又は点灯動作される。なお、成形品異
常の他に射出成形機１００や射出成形制御装置１１自体
の異常時にこの警報信号が出力される。

【００３６】制御部３１は、温度測定部３３からの温度
測定値ＰＶと設定部４１からの設定値ＳＶとの偏差から
例えばＰＩＤ演算して操作量ＭＶを温度操作部４５へ出
力して、加熱シリンダ１や金型１０１を温度調節する機
能を有するとともに、それら測定値ＰＶ又は設定値ＳＶ
等を表示部４３に表示制御したり、射出操作部４７から
駆動部９、２５を介して射出シリンダ７および型締シリ
ンダ２３を操作し、射出圧力や型締め型開きを制御する
もので、射出操作や成形加工動作の基本的制御機能の
他、次のような機能を有している。

【００３７】すなわち、制御部３１は、学習スタート設
定部３７からの指示により、射出操作部４７を介して図
２中の射出成形機１００や金型１０１を１回又は任意の
回数予備操作し、温度測定部３３からの測定温度に基づ
き、良品成形時の基準ピーク温度、基準ピーク到達時
間、区間点基準温度、基準温度低下勾配（ΔＴ）を検出
して学習データ記憶部３９へ格納したり読み出す機能の
他、設定部４１から設定された温度許容範囲、到達時間
許容範囲、冷却温度許容範囲、基準冷却温度を学習デー
タ記憶部３９へ格納したり読み出す機能を有し、図１中
の制御手段１０６に相当する。

【００３８】また、この温度許容範囲、到達時間許容範
囲、冷却温度許容範囲、基準冷却温度は、設定部４１か
らの設定の他、予備成形によって得られた基準ピーク温
度、基準ピーク到達時間、区間点基準温度、基準温度低
下勾配（ΔＴ）から求めることも可能である。例えば、
良品の予備成形時において時間経過に伴って変化する個
々の測定温度の最大値と最小値や、これら最大値および
最小値に対して設定部４１から予め設定したプラス又は
マイナスの補正値又は補正関数で補正した値から許容範
囲を形成することも可能である。

【００３９】これ以外にも平均値を求めそれに対してあ
る幅、例えば±５℃を加減して設定しても良いし、更に
統計的に３シグマ値を用いて許容幅を決定する手法もあ
る。いずれも、制御部３１によって自動的に演算すれば
良い。

【００４０】制御部３１は、射出操作部４７を介して図
２中の射出成形機１００や金型１０１を本成形操作した
とき、温度測定部３３から得られた測定温度からピーク
温度を検出し、学習データ記憶部３９に格納された基準
ピーク温度とを比較し、金型１０１内の成形品のピーク
温度が温度許容範囲内にあるとき、成形加工操作の正常
制御を行う一方、その温度許容範囲を超えて外れると
き、成形品が異常品であると判断して警報出力部４９か
ら警報信号を出力する機能を有している。すなわち、制
御部３１は図１中のピーク温度検出手段１０５としても
機能する。

【００４１】制御部３１は、金型１０１内の成形品の測
定温度につき、射出成形開始からピーク温度に到達する
までのピーク到達時間を測定するとともに、このピーク
到達時間を基準ピーク到達時間と比較し、ピーク到達時
間が到達時間許容範囲内にあれば正常に成形加工制御
し、ピーク到達時間が到達時間許容範囲から外れれば異
常な成形加工であると判断して警報出力部４９から警報
信号を出力する機能を有している。すなわち、制御部３
１は図１中のピーク到達時間検出手段１０７としても機
能する。しかも、制御部３１は、それら成形品の成形異
常を判断したとき、射出操作部４７を介して図２の駆動
部９を操作し、ノズル５からの射出圧力を安全域に変更
する機能を有している。この安全域としては、極端に短
いショットがでない通常の射出圧力の１／２〜１／３程
度の減圧幅が好ましい。

【００４２】一般的に、成形品のスプルー部が固化しな
い温度下で射出圧力をゼロにすると、成形品のショート
が強すぎて成形品の一部分がキャビティ２１内に残り易
く、その取り出しに苦労するといったトラブルがあるか
ら、スプルー部が固化した後に射出圧力をゼロにすれば
良い。

【００４３】また、制御部３１は、基準ピーク温度到達
以降において、金型１０１を順次冷却制御する一方、金
型１０１内の成形品の測定温度につき所定区間点毎ｔ１
〜ｔｎ＋１に区間点基準温度と比較し、測定温度が冷却
温度許容範囲内にあれば正常な成形加工制御し、測定温
度が冷却温度許容範囲から外れれば成形品が異常である
と判断して、警報出力部４９から警報信号を出力する機
能を有している。

【００４４】さらに、制御部３１は、基準冷却温度への
到達以降において、区間点毎に金型１０１内の成形品の
測定温度につき温度低下勾配（Δｔ）を算出して基準温
度低下勾配（ΔＴ）と比較し、温度低下勾配（Δｔ）が
基準温度低下勾配（ΔＴ）に達して低下した区間点で、
金型１０１における成形品の冷却が終了したと判断して
冷却終了信号を出力し、射出操作部４７を介して駆動部
２５で型締めシリンダ２３を操作し、可動型１９を変移
させて金型１０１を型開き制御する機能を有している。
すなわち、制御部３１は図１の温度勾配算出手段１０８
としても機能する。

【００４５】次に、このような本発明に係る射出成形制
御装置の動作を図４を用いて簡単に説明する。図４は、
本発明に係る射出成形制御装置における動作特性図であ
り、縦軸が金型１０１内の成形品温度を、横軸が時間を
示しており、実線が良品としての成形品の温度推移を示
している。

【００４６】図３の学習スタート設定部３７の操作によ
って制御部３１が射出操作部４７を介して図２の射出成
形機１００や金型１０１を所定回数だけ操作すると、予
備成形加工に応じて温度測定部３３から測定温度が得ら
れるので、この測定温度に基づき制御部３１が基準ピー
ク温度、基準ピーク到達時間、区間点基準温度、基準温
度低下勾配（ΔＴ）を検出して学習データ記憶部３９へ
格納する。なお、温度許容範囲、到達時間許容範囲、冷
却温度許容範囲、基準冷却温度は、予め設定して学習デ
ータ記憶部３９へ格納しておく。

【００４７】その後、設定部４１等から本成形加工の指
示がなされると、制御部３１が射出操作部４７を介して
射出成形機１００や金型１０１を本成形加工操作し、温
度測定部３３を介して得られた測定温度が制御部３１へ
取込まれ、制御部３１がこの測定温度に基づきピーク温
度を検出するとともにこのピーク温度について学習デー
タ記憶部３９に格納された基準ピーク温度と比較し、ピ
ーク温度が基準ピーク温度に対して温度許容範囲内にあ
るとき、制御部３１が成形加工操作の正常制御を行い、
温度許容範囲を超えて外れていれば、制御部３１が成形
品が異常品と判断して警報出力部４９から警報信号を出
力する。これが第１の構成に対応する。

【００４８】また、制御部３１は、金型１０１内の成形
品の測定温度につき、射出成形開始からピーク温度に到
達するまでのピーク到達時間を測定し、このピーク到達
時間について学習データ記憶部３９に格納された基準ピ
ーク到達時間と比較し、ピーク到達時間が到達時間許容
範囲内にあれば正常に成形加工制御し、ピーク到達時間
が到達時間許容範囲から外れれば異常な成形加工とし、
制御部３１が成形品が異常品と判断して警報出力部４９
から警報信号を出力する。これが第２の構成に対応す
る。そして、制御部３１は、それら異常成形を判断する
と、射出操作部４７を介して図２中の駆動部９を制御し
て金型１０１内の射出圧力を減圧して安全域に変更制御
する。

【００４９】さらに、制御部３１は、基準ピーク温度到
達から保圧完了点までの間において、金型１０１内の成
形品の測定温度につき所定区間点毎ｔ１〜ｔ３に測定温
度について学習データ記憶部３９に格納された区間点基
準温度と比較し、同じく学習データ記憶部３９に格納さ
れた冷却温度許容範囲内にあれば正常な成形加工制御
し、測定温度が冷却温度許容範囲から外れれば異常な成
形加工として判断し、警報出力部４９から警報信号を出
力する。特に、これが本発明に係る構成に対応する訳で
ある。

【００５０】さらにまた、制御部３１は、基準冷却温度
ＴＢへの到達以降において、金型１０１内の成形品の測
定温度につき、上述した区間点毎に温度低下勾配（Δｔ
ｎ−２、Δｔｎ−１、Δｔｎ）を算出して各々基準温度
低下勾配（ΔＴ）と比較し、それが基準温度低下勾配
（ΔＴ）に達して低下したとき、金型１０１における成
形品の冷却が終了したと判断して冷却終了信号を出力す
るとともに、射出操作部４７を介して駆動部２５で型締
めシリンダ２３を操作し、可動型１９を変移させて金型
１０１を型開き制御する。これが第４の構成に対応す
る。

【００５１】このように上述した射出成形制御装置に係
る第１の構成では、本成形加工時に取込んだ金型１０１
内の成形品温度につき、ピーク温度を検出して基準ピー
ク温度と比較し、それが温度許容範囲から外れるとき成
形異常と判断するので、予め適当な良品についての基準
ピーク温度および温度許容範囲を設定しておけば、本成
形加工時の溶融樹脂の充填後、速く、確実に成形品の良
否判別が可能となり、不良品の発生を抑えることができ
る。

【００５２】しかも、この構成では、金型１０１内の成
形品の表面温度がピーク温度に達したか否かを検出し、
基準データと比較するだけで成形異常の有無を判断でき
るから、基準値としての基準ピーク温度データ量が少な
く、学習データ記憶部３９その他の記憶容量が小さくて
済み、制御部３１の処理も高速となる。特に、この構成
は、金型１０１内の成形品の可塑化状態が悪く、樹脂温
度が上昇し過ぎたり、ノズル５近傍で樹脂温度が低下す
る等して生じ易い成形異常の検出に有用である。

【００５３】ところで、上述した金型１０１内の成形品
のピーク温度は、連続する複数の測定温度点から検出
し、ノイズ等による誤検出を防ぐことが好ましい。ま
た、上述した射出成形制御装置に係る第２の構成では、
本成形加工時に取込んだ金型１０１内の成形品温度につ
き、ピーク温度の得られるピーク到達時間を測定して基
準ピーク到達時間と比較し、それが到達時間許容範囲か
ら外れるとき成形異常と判断するので、予め適当な良品
についての基準ピーク到達時間および到達時間許容範囲
を設定すれば、本成形加工時の溶融樹脂の充填後、速
く、確実に成形品の良否判別が可能となり、不良品の発
生を抑えることができる。

【００５４】この構成においても、金型１０１内の成形
品の温度が、ピーク温度に達するまでの時間を計測して
比較するだけで成形異常の有無を判断できるから、学習
データ記憶部３９その他の記憶容量が小さくて済み、制
御部３１の処理も高速となる。

【００５５】特に、この第２の構成は、射出成形装置に
おける逆流防止機構が正常でなく、正常に金型１０１内
に溶融樹脂が投入できないことによる成形異常の検出に
有用である。そして、この第２の構成を第１の構成に組
合せて構成すると、何等かの原因で金型１０１内の成形
品のピーク温度が基準ピーク温度の得られるタイミング
（基準ピーク到達時間）よりも早く検出された場合にも
成形異常と判断できる利点がある。

【００５６】さらに、本発明の射出成形制御装置に係る
第３の構成では、本成形加工時に取込んだ金型１０１内
の成形品温度につき、基準ピーク温度到達以降において
区間点毎にその基準温度と比較し、それが冷却温度許容
範囲から外れるとき成形異常と判断するので、予め適当
な良品についての区間点基準温度および冷却温度許容範
囲を設定すれば、本成形加工時にピーク温度に達した直
後の金型１０１内の成形品の冷え方や圧力の張り方等の
不良を速く、確実に判別できる。

【００５７】この構成においても、金型１０１内の成形
品の温度について、ピーク温度に達してから、所定区間
点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４……毎に区間点基準温度と比
較するから、基準値としての区間点基準温度データ量が
少なく、学習データ記憶部３９の容量が小さくて済むう
え、制御部３１の処理も高速となる。特に、成形品の温
度がピーク温度に達してから保圧完了点、例えば２秒間
ぐらいの形成品温度が成形の良否に大きく影響するか
ら、この期間を所定の区間点毎に基準温度データと比較
することにより、成形異常を速く検出できる。

【００５８】さらにまた、上述した射出成形制御装置に
係る第４の構成では、本成形加工時に取込んだ金型１０
１内の成形品温度につき、基準冷却温度ＴＢへの到達以
降において、金型１０１内の成形品の区間毎の温度低下
勾配（Δｔｎ−２、Δｔｎ−１、Δｔｎ）を算出して基
準温度低下勾配（ΔＴ）と比較し、これが基準温度低下
勾配（ΔＴ）に達したとき、金型１０１における成形品
の冷却が終了したと判断して金型１０１の型開きを制御
するから、何等かの理由によって基準冷却温度ＴＢへの
到達前において、成形品の温度低下勾配（Δｔ）が基準
温度低下勾配（ΔＴ）に達したとしても、金型１０１に
おける成形品の冷却が終了したと判断されず、金型１０
１の型開き誤動作を回避できる。

【００５９】しかも、基準冷却温度ＴＢへの到達以降に
おいて、基準温度低下勾配（ΔＴ）に達してから、制御
部３１が冷却の終了を判別して型締シリンダ２３を型開
き制御するから、成形品の材料や金型１０１に拘わりな
く、かつ冷却不足や過冷却することなく適切な時点で成
形品を金型１０１から取り出せることとなり、金型１０
１内に成形品を無駄に残すことがなくなり、サイクルタ
イムロスを減少できる。

【００６０】なお、基準冷却温度ＴＢは、成形品の固化
層成形温度等に基づき簡単に設定できるし、成形品の完
全固化時の基準温度低下勾配（ΔＴ）は、成形品の形状
等によってある程度定まっており、成形品の材料に依存
するところが大きいから、金型１０１の適切な型開きタ
イミングを比較的簡単かつ確実に設定できる。

【００６１】また、この基準温度低下勾配（ΔＴ）によ
る型開きの判断については、射出後ある時間以上経過し
たとき、又はある温度以下まで成形品温度が低下したと
きから、比較判断するという機能を付加しても良いし、
基準温度低下勾配（ΔＴ）との比較動作が不確実になる
場合を想定して、タイムアップ時間を付加してもよい。
この基準温度低下勾配（ΔＴ）の判断は、ノイズ等によ
る誤動作を防止するため成形品温度測定値の所定の複数
の測定点について連続して下がった場合のみ成形品の冷
却終了として動作するように構成してもよい。

【００６２】さらに、本発明に係る射出成形制御装置
は、上述した第１、第２および第４の構成とを任意に組
合せて実施することも可能である。特に、第１又は第２
の構成によって成形品の良否判断を行い、良品判断され
た成形品のみ本発明に係る第３の構成を実施すると良
い。

【００６３】そして、上述した各実施の形態では、予備
的な成形加工から基準ピーク温度、基準ピーク到達時
間、区間点基準温度、基準温度低下勾配（ΔＴ）を求め
て学習データ記憶部３９へ格納する例を説明したが、本
発明の射出成形制御装置においては設定部４１を介して
手動又はオンラインで設定することも可能である。

【００６４】ところで、上述した制御方法を、例えば図
１を参照して説明すると次のようになり、上述した種々
の効果に加えて、正常成形と判断された成形品について
適切な冷却期間を経て金型１０１から取り出すことが可
能となり、成形品の品質および生産性の向上を図ること
ができる。

【００６５】すなわち、第１の構成に対応する射出成形
制御方法は、操作手段１０２の操作を介して射出成形機
１００から溶融樹脂を金型１０１内へ射出して成形加工
を行う過程で、金型１０１内の成形品温度を温度測定手
段１０３で測定し、この測定温度からピーク温度検出手
段１０５によって成形品のピーク温度を検出し、このピ
ーク温度と予め設定された基準ピーク温度とを制御手段
１０６で比較し、ピーク温度が基準ピーク温度に対して
予め設定された温度許容範囲から外れるとき制御手段１
０６が成形異常と判断するものである。

【００６６】また、第２の構成に対応する射出成形制御
方法は、操作手段１０２の操作を介して射出成形機１０
０から溶融樹脂を金型１０１内へ射出して成形加工を行
う過程で、金型１０１内の成形品温度を温度測定手段１
０３で測定し、この測定温度に基づき射出成形開始点か
ら金型１０１内の成形品温度がピーク温度に至るまでの
ピーク到達時間をピーク到達時間測定手段１０７で測定
し、このピーク到達時間と予め設定された基準ピーク到
達時間とを制御手段１０６で比較し、ピーク到達時間が
基準ピーク到達時間に対して予め設定された到達時間許
容範囲から外れるとき制御手段１０６が成形異常と判断
するものである。

【００６７】そして、本発明に係る第３の構成に対応す
る射出成形制御方法は、操作手段１０２の操作を介して
射出成形機１００から溶融樹脂を金型１０１内へ射出し
て成形加工を行う過程で、成形品のピーク温度以降の所
定区間毎に成形品温度を温度測定手段１０３で測定し、
その区間点温度と予め設定された区間点基準温度とを各
区間点毎に制御手段１０６で比較し、区間点温度が区間
点基準温度に対して予め設定された許容範囲から外れる
とき制御手段１７が成形異常と判断するものである。

【００６８】さらに、第４の構成に対応する射出成形制
御方法は、操作手段１０２の操作を介して射出成形機１
００から溶融樹脂を金型１０１内へ射出して成形加工を
行う過程で、所定区間毎に基準ピーク温度以降の成形品
温度を温度測定手段１０３で測定し、予め設定された基
準冷却温度を成形温度が超えて低下してから、成形品の
温度低下勾配が予め設定された基準温度低下勾配（Δ
Ｔ）に達したとき制御手段１０６が成形品の冷却終了と
判断するものである。なお、これらの射出成形制御方法
を任意に組合せて実施できることは言うまでもない。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の射出成形制
御装置および制御方法では、金型内の成形品の表面温度
に着目し、射出成形中のその成形品の温度を測定し、そ
の成形品の成形過程における基準ピーク温度以降につい
て、所定区間点毎の区間点基準温度とその成型品の測定
温度を比較し、予め設定された正常成形加工の冷却温度
許容範囲からその測定温度が外れるとき、成形品の成形
異常を判断するので、判断処理に必要な記憶部の記憶容
量を大幅に減少し、判断処理速度も高速化した状態で成
形異常を検出できる。しかも、射出成形開始後におい
て、成形異常の原因となり易い工程毎に分解して判断す
るから、判断処理が速く、その原因も分りやすい利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る射出成形制御装置の概略を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明の射出成形制御装置を用いた射出成形装
置を示す概略図である。

【図３】本発明に係る射出成形制御装置の実施の形態を
示すブロック図である。

【図４】本発明に係る射出成形制御装置の動作を説明す
る動作特性図である。

【図５】本発明に係る射出成形制御装置の参考となる構
成を説明する概略ブロック図である。

【符号の説明】

１ 加熱シリンダ ３ スクリュー ５ ノズル ７ 射出シリンダ ９、２５ 駆動部 １１ 射出成形制御装置 １３ 射出圧力センサ １５ ホッパ １７ 固定型 １７ａ スプルー １９ 可動型 ２１ キャビティ ２３ 型締めシリンダ ２７ 成形品温度センサ ２９ 型内圧センサ ３１ 制御部（制御手段） ３１ａ ＣＰＵ ３１ｂ ＲＯＭ ３１ｃ インターフェース（Ｉ／Ｏ） ３３ 温度測定部（温度測定手段） ３５ 圧力測定部（圧力測定手段） ３７ 学習スタート設定部（設定手段） ３９ 学習データ記憶部（記憶手段） ４１ 設定部（設定手段） ４３ 表示部（表示手段） ４５ 温度操作部（操作手段） ４７ 射出操作部（操作手段） ４９ 警報出力部 １００、５００ 射出成形機 １０１、５０１ 金型 １０２、５０２ 操作手段 １０３ 温度測定手段 １０４、５０４ 記憶手段 １０５ ピーク温度検出手段 １０６、５０５ 制御手段 １０７ ピーク到達時間測定手段 １０８ 温度勾配算出手段 １０９ 圧力測定手段 １１０、５０６ 設定手段 １１１ 表示手段 ５０３ 測定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−62022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−162624（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−247129（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−290543（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−4925（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−37518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−24915（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−255519（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/46 - 45/52 B29C 45/78 - 45/84

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融樹脂を射出する射出成形機のその射
   出操作および射出された前記溶融樹脂を成形加工する金
   型の開閉操作を行う操作手段と、 前記金型内の成形品の温度を測定する温度測定手段と、 少なくとも、前記成形品の成形過程における基準ピーク
   温度以降の所定区間毎の区間点基準温度を予め記憶する
   記憶手段と、 前記操作手段を介して前記射出成形機および金型を制御
   する制御手段であって、前記区間点毎に前記成形品の測
   定温度と前記区間点基準温度を比較し、予め設定された
   正常成形加工の冷却温度許容範囲から前記測定温度が外
   れるとき成形異常と判断する制御手段と、 を具備することを特徴とする射出成形制御装置。
2. 【請求項２】 射出成形機から溶融樹脂を金型内へ射出
   して成形加工を行う過程で、前記金型内の成形品に係る
   基準ピーク温度以降にて所定区間毎に前記成形品の区間
   点温度を測定し、 この区間点温度と前記区間点毎に予め設定された区間点
   基準温度とを各区間点毎に比較し、 前記区間点温度が前記区間点基準温度に対して予め設定
   された正常成形加工の冷却温度許容範囲から外れるとき
   成形異常と判断する、 ことを特徴とする射出成形制御方法。