JP3689177B2 - 射出成形機における製品良否判別点設定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機における製品良否判別方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出開始後の経過時間またはスクリュー位置を基準として１射出工程分の射出圧力の推移を何回かサンプリングし、そのグラフを重ねて表示させることで製品の良否に影響のある圧力変化を生じるサンプリングタイミングまたはスクリュー位置をオペレータが判定し、これらのサンプリングタイミングまたはスクリュー位置を製品良否判別点として設定するようにした製品良否判別点設定方法が知られているが、製品良否判別点の選択がオペレータの判断、要するに、オペレータの個性に依存するため、製品良否判別点の設定にバラツキが生じるといった問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、オペレータの個性による製品良否判別点の設定のバラツキをなくし、容易に適切なタイミングで製品良否判別点を設定することのできる射出成形機における製品良否判別点設定方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
射出工程において樹脂にかかる抵抗が大きい位置ほど射出圧力が大きく、各ショット毎の射出圧力のバラツキもこの位置ほど大きく現われるので、射出圧力の大きい位置の近傍を射出圧力による製品良否判別点とすれば、製品の良否を容易に判別できる。そこで、本発明は、良品成形時において設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となる射出動作のタイミングを検出し、該タイミングから所定時間だけ離れた幾つかの時点を製品良否判別点として設定することにより前記目的を達成した。
【０００５】
また、良品成形時において設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となる射出動作のスクリュー位置を検出し、該スクリュー位置から所定距離だけ離れた幾つかのスクリュー位置を製品良否判別点として設定することにより同様の目的を達成した。
【０００６】
要するに、製品良否判別点として設定するタイミングは時間関数であってもスクリュー位置の関数であってもよいが、飽くまでも、製品良否判別点の設定基準となるのは、設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となるタイミング、または、そのときのスクリュー位置である。
【０００７】
より具体的には、良品成形時において所定周期毎に射出圧力をサンプリングし、設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となるサンプリングタイミングを検出し、該サンプリングタイミングから所定時間だけ離れた幾つかのサンプリングタイミングを製品良否判別点として設定することで時間関数のタイミングの設定を実現する。
【０００８】
また、スクリュー位置の関数として製品良否判別点を設定する場合は、良品成形時において所定周期毎に射出圧力とスクリュー位置をサンプリングし、設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となるスクリュー位置を検出し、該スクリュー位置から所定距離だけ離れた幾つかのスクリュー位置を製品良否判別点として設定する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の製品良否判別点設定方法を適用した製品良否判別処理を実施する一実施形態の射出成形機の制御装置１０の要部を示すブロック図である。
【００１０】
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ＣＰＵ２０、および、Ａ／Ｄ変換器１６を介して射出成形機本体側の圧力検出器から射出圧力やスクリュー背圧を検出して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。
【００１１】
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等を記憶したＲＯＭ１３および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１４が接続され、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５には、射出成形機を全体的に制御するプログラムを記憶した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。
【００１２】
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、射出圧力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クランプ用，射出用，スクリュー回転用，エジェクタ用等の各軸のサーボモータを駆動するサーボアンプが接続され、各軸のサーボモータに取付けられた位置速度検出器からの出力がサーボＣＰＵ２０に帰還されるようになっている。各軸の現在位置は位置速度検出器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、各軸の現在位置記憶レジスタに更新記憶される。図１においては１軸分のサーボアンプ１５とサーボモータＭおよび位置速度検出器Ｐについてのみ示しているが、クランプ用，射出用，エジェクタ用等の各軸の構成は皆これと同様である。但し、スクリュー回転用のものに関しては現在位置を検出する必要はなく、速度のみを検出すればよい。
【００１３】
インターフェイス２３はホストコンピュータ等と接続するための入出力インターフェイスである。
【００１４】
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、グラフ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。
【００１５】
不揮発性メモリ２４は射出成形作業に関する成形条件と各種設定値，パラメータ，マクロ変数等を記憶する成形データ保存用のメモリである。
【００１６】
また、制御装置１０は特開平６−１７０９０７等で公知のデータサンプリング機能を有し、このデータサンプリング機能で１成形サクル毎に収集された射出シリンダの温度，射出圧力，射出速度，射出／保圧切替位置，スクリュー位置，クッション量等の成形データの他、成形サイクルタイムや計量所要時間および射出所要時間等の成形データを検出し、不揮発性メモリ２４のサンプリングデータ記憶ファイルＦ１に記憶されるようになっている。このうち、本実施形態において最低限度必要とされる項目は、図８に示す通り、射出圧力ＰｉとスクリューＳｉ位置である。なお、ｉの項目はアドレスであり、所定周期毎のサンプリング処理が実施される度にアドレスｉの値が更新されて、その時点に対応する射出圧力ＰｉとスクリューＳｉの値とがサンプリングデータ記憶ファイルＦ１に書き込まれてゆく。
【００１７】
以上の構成により、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５がＲＯＭ２７の運転プログラムや不揮発性メモリ２４の成形条件等に基いて各軸のサーボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボＣＰＵ２０は各軸に対して分配された移動指令と位置速度検出器で検出された位置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し、各軸のサーボモータを駆動制御する。
【００１８】
図２および図３は、良品成形時における射出圧力およびスクリュー位置等に関する正常なデータを参照して製品良否判別点を設定するための判別点設定処理の概略を示すフローチャート、また、図４ないし図６は、設定された判別点を用いて製品の良否判別を行うための製品良否判別処理の一例を示すフローチャートである。
【００１９】
オペレータは、まず、条件出しを実施して成形条件を安定させた後、制御装置１０のＣＮＣ用ＣＰＵ２５により図２および図３の判別点設定処理を実施させ、不揮発性メモリ２４に基準となる製品良否判別点を記憶させる。なお、このときに使用するデータはサンプリングデータ記憶ファイルＦ１に記憶されている最新のデータそのものでもよいし、また、最新の何回かのサンプリングデータの平均値をとるなど、何等かの統計的な処理を加えてサンプリングデータ記憶ファイルＦ１に再格納したデータであってもよい。
【００２０】
判別点設定処理を開始したＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、まず、最大射出圧力を検出するために利用する仮最大射出圧力記憶レジスタＰｍａｘに初期値０を設定し（ステップａ１）、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１を検索するための指標ｉに設定値ｋを記憶させる（ステップａ２）。
【００２１】
この設定値ｋは最大射出圧力の検出対象となる良否判別区間の始点を特定するための設定値であり、良否判別区間の終点を特定するための後述の設定値ｍと対をなしている。設定値ｋおよびｍはサンプリングデータ記憶ファイルＦ１のアドレスに対応する値であるから、この実施形態においては、製品良否判別区間は基本的には射出動作開始後の経過時間の関数で設定されることになる。つまり、サンプリング周期をτとすれば最大射出圧力の検出対象となる良否判別区間は射出開始後の経過時間がｋ・τからｍ・τまでの範囲である。無論、スクリュー位置によって良否判別区間を設定するような構成を適用してもよい。良否判別区間の設定例について図１０および図１１に示す。
【００２２】
指標ｉに設定値ｋを記憶させたＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、次いで、図８に示すようなサンプリングデータ記憶ファイルＦ１からアドレスｉに対応するサンプリング時点の射出圧力Ｐｉとその時の射出スクリュー位置Ｓｉを読み込む（ステップａ３）。そして、射出圧力Ｐｉと仮最大射出圧力記憶レジスタＰｍａｘの現在値との大小関係を比較して（ステップａ４）、射出圧力Ｐｉが仮最大射出圧力記憶レジスタＰｍａｘの値よりも大きければ、仮最大射出圧力記憶レジスタＰｍａｘに射出圧力Ｐｉを更新して記憶し（ステップａ５）、同時に、スクリュー位置記憶レジスタＳｍａｘにＳｉの値を（ステップａ６）、また、アドレス記憶レジスタＭａｘに指標ｉの現在値を記憶する（ステップａ７）。射出圧力Ｐｉが仮最大射出圧力記憶レジスタＰｍａｘの値と同等以下であれば、ステップａ５ないしステップａ７の処理は非実行とされ、各レジスタＰｍａｘ，Ｓｍａｘ，Ｍａｘの値は更新されずにそのまま保持される。
【００２３】
次いで、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は指標ｉの値を１インクリメントし（ステップａ８）、該指標ｉの値が設定値ｍを越えるまでの間（ステップａ９）、更新された指標ｉの値に基いて前記と同様にしてステップａ３ないしステップａ９の処理を繰り返し実行し、前述の良否判別区間内で射出圧力が最大となるときのタイミングに対応するスクリュー位置Ｓｍａｘとこれに対応するアドレスの値Ｍａｘとを検出して記憶する。
【００２４】
次いで、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、製品良否判別点の個数が既に設定されているか否かを判別し（ステップａ１０）、設定されていなければ、オペレータによる設定入力操作を待ち、オペレータが入力した前測定点数の値および後測定点数の値を読み込んで、各々の値を前測定点数記憶レジスタＢｐおよび後測定点数記憶レジスタＡｐに記憶する（ステップａ１１）。
【００２５】
前測定点数記憶レジスタＢｐは最大射出圧力達成時を基準としてそれ以前の時点に対して設定する製品良否判別点の個数を記憶するためのレジスタ、また、後測定点数記憶レジスタＡｐは最大射出圧力達成時を基準としてそれ以降の時点に対して設定する製品良否判別点の個数を記憶するためのレジスタであり、オペレータは各々のレジスタに対して任意の自然数または０を設定することができる。
【００２６】
例えば、前測定点数として４を設定し、後測定点数として０を設定した場合では、最大射出圧力達成時とそれ以前の時点の４点の合計５点が製品良否判別点として設定され、また、前測定点数として０を設定し、後測定点数として４を設定した場合では、最大射出圧力達成時とそれ以降の時点の４点の合計５点が製品良否判別点として設定される。更に、前測定点数および後測定点数ともに４を設定した場合では、最大射出圧力達成時とそれ以前の時点の４点および最大射出圧力達成時以降の時点の４点の合計９点が製品良否判別点として設定されることになる。また、前測定点数および後測定点数ともに０と設定した場合では、最大射出圧力達成時の１点のみが製品良否判別点として設定される。図１０および図１１ともに前測定点数を４に後測定点数を０として設定した場合の例である。
【００２７】
なお、この実施形態においては射出圧力やスクリュー位置のサンプリング処理を所定周期τ毎に実施しているので、時間関数（射出開始後の経過時間の意ではない）で製品良否判別点を設定する場合では直近する製品良否判別点間の時間差は必然的にτに一致する。また、スクリュー位置の関数（スクリュー絶対位置の意ではない）として製品良否判別点を設定する場合においては、射出工程における射出スクリューの前進速度が一様ではないため、直近する製品良否判別点間のスクリュー位置の差の各々には必ずしも因果関係はない。
【００２８】
前測定点数Ｂｐおよび後測定点数Ａｐの値が明示された後、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２を生成するための指標ｊに初期値〔−Ｂｐ〕を設定すると共に（ステップａ１２）、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１を検索するための指標ｉに初期値〔Ｍａｘ−Ｂｐ〕を設定し（ステップａ１３）、指標ｊの値に対応させて、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１におけるアドレスｉの射出圧力Ｐｉ、ならびに、最大射出圧力検出時点に対応するスクリュー位置Ｓｍａｘからサンプリングデータ記憶ファイルＦ１のアドレスｉにおけるスクリュー位置Ｓｉを差し引いた値〔Ｓｍａｘ−Ｓｉ〕を記憶させる（ステップａ１４）。
【００２９】
以下、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、指標ｊの値が後測定点数の設定値Ａｐの値を越えるまでの間（ステップａ１７）、指標ｊおよびｉの値を１ずつ順次インクリメントして（ステップａ１５，ステップａ１６）、前記と同様、ステップａ１４ないしステップａ１７の処理を繰り返し実行して不揮発性メモリ２４内に比較基準データ設定記憶ファイルＦ２を構築してゆく。
【００３０】
比較基準データ設定記憶ファイルＦ２の構成の概略を図９に示す。このファイルは、既に述べた通り、前測定点数Ｂｐおよび後測定点数Ａｐの設定に応じて各製品良否判別点毎の射出圧力およびスクリュー位置に関する基準データを記憶するファイルである。ステップａ１２ないしステップａ１７の説明から明らかなように、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２の最初のアドレス〔−Ｂｐ〕には射出圧力Ｐ（Ｍａｘ−Ｂｐ）、要するに、最大射出圧力達成時であるＭａｘ・τの時点からＢｐ・τだけ過去の射出圧力のデータＰ（Ｍａｘ−Ｂｐ）が記憶されることになる。また、最大射出圧力達成時であるＭａｘの時点における射出スクリューの絶対位置はＳ（Ｍａｘ）であるから、最大射出圧力達成時のスクリュー位置を零基準とすれば、Ｍａｘ・τの時点からＢｐ・τだけ過去の時点におけるスクリュー位置は、当然、〔Ｓｍａｘ−Ｓ（Ｍａｘ−Ｂｐ）〕である。この実施形態においてはスクリューの最前進位置を機械座標系の原点と定めているので、少なくとも、最大射出圧力達成時の前後で射出スクリューが常に前進を続ける限り、ｊの値が〔−Ｂｐ〕から０の区間ではＳｊの値は常に負、また、ｊの値が０からＡＰの区間ではＳｊの値は常に正となる
要するに、時間関数として設定される最初の製品良否判別点は最大射出圧力達成時を基準として〔−Ｂｐ〕・τの時点であり、また、スクリュー位置を基準として設定される最初の製品良否判別点は最大射出圧力達成時のスクリュー位置を基準として〔Ｓｍａｘ−Ｓ（Ｍａｘ−Ｂｐ）〕の位置であって、これらに対応する正常な射出圧力の基準値がＰ（Ｍａｘ−Ｂｐ）である。
【００３１】
以下同様に、２番目，３番目，・・・に関する時間関数の製品良否判別点：スクリュー位置基準の製品良否判別点：それらに対応する正常な射出圧力の基準値の関係は、図９および下記に示す通り、
となる。いうまでもなく、図９および上記において時間関数の項目の値が０、同時に、スクリュー位置の関数の項目の値が０となる時点が最大射出圧力達成のタイミングである。
【００３２】
図４ないし図６は設定された製品良否判別点を用いて製品の良否判別を行うための製品良否判別処理の一例を示すフローチャートであり、この処理は、連続成形作業時において１成形サイクルの射出工程が終了する毎、要するに、射出圧力に関するサンプリング処理が終了する毎に、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５によって繰り返し実行される。
【００３３】
この製品良否判別処理が従来のものと相違するのは、飽くまで、その射出工程における良否判別区間内の最大射出圧力が検出された時点を基準として製品良否の判別を行う点である。つまり、何等かの事情で射出動作に遅れや進みが生じたり、または、計量された樹脂の量に変動が生じたりすることにより、最大射出圧力の発生タイミングに時間的またはスクリュー位置に関するズレが生じた場合であっても、これに応じて比較対象となるデータを自動的にシフトして当該射出工程の検出データとこれに相応しい基準データとを比較して製品の良否判別を行うことができるということである。従来技術においては、射出開始時点を基準とする絶対的な経過時間または射出スクリューの絶対位置を基準として製品良否判別のタイミングを設定するようにしていたため、前記のようなズレが生じた場合、正常な良否判別を行えない場合がある。
【００３４】
製品良否判別処理を開始したＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１に記憶された直前の射出工程のサンプリングデータを参照し、図２のステップａ１ないしステップａ９と同様の処理を実行して、直前の射出工程、つまり、良否判別の対象となっている製品を成形した射出工程において、射出圧力が最大となったときのタイミングに対応するスクリュー位置Ｓｍａｘとこれに対応するアドレスの値Ｍａｘとを検出する（ステップｂ１〜ステップｂ９）。
【００３５】
次いで、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は不良検出フラグＦｘを０に初期化し（ステップｂ１０）、製品良否判別点として時間が選択されているのかスクリュー位置基準が選択されているのかを判別する（ステップｂ１１）。この選択情報は不揮発性メモリ２４に記憶されており、オペレータの判断により適宜に切り替えることが可能である。
【００３６】
製品良品判別点として時間が選択されていた場合、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、まず、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２を検索するための指標ｊに初期値〔−Ｂｐ〕を設定し（ステップｂ１２）、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１を検索するための指標ｉに初期値〔Ｍａｘ−Ｂｐ〕を設定する（ステップｂ１３）。次いで、指標ｉの値に対応させてサンプリングデータ記憶ファイルＦ１から射出圧力Ｐｉを読み込む一方、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２からは判別基準となる射出圧力Ｐｊを読み込み（ステップｂ１４）、射出圧力Ｐｉが基準射出圧力Ｐｊによって許容される範囲内にあるか否かを判別する（ステップｂ１５）。そして、ステップｂ１５の判別処理で異常が検出された場合、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は不良検出フラグＦｘに１をセットし（ステップｂ１６）、また、異常が検出されなければ初期値０をそのまま保持する。
【００３７】
以下、指標ｊの値がＡｐの値に達するまでの間（ステップｂ１９）、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は指標ｊおよび指標ｉの値を１ずつ順次インクリメントして（ステップｂ１７，ステップｂ１８）、前記と同様、ステップｂ１４ないしステップｂ１９の処理を繰り返し実行する。
【００３８】
従って、この実施形態では、基準射出圧力Ｐｊとの差が許容値εを越える射出圧力Ｐｉが１つでも検出されれば、当該射出工程で成形された製品は不良品と見做されることになる。無論、不良検出フラグＦｘに替えてカウンタＦｘを用い、ステップｂ１５の判別処理で異常が検出される度にカウンタＦｘの値を１ずつインクリメントするように構成し、ステップｂ１９の判別結果が真となった時点でカウンタＦｘの値を参照して製品の良否を判別するようにしてもよい。より具体的にいえば、ステップｂ１９の判別結果が真となった時点でカウンタＦｘの値が設定値を越えているか否かで製品の良否判別を行うことになるが、当然、この場合の設定値は最大でもＢｐ＋Ａｐ＋１、要するに、設定された製品良否判別点の総和の数を上回ってはならない。例えば、設定値の値をＢｐ＋Ａｐ−α（但し、０≦α≦Ｂｐ＋Ａｐ）として設定することにより、前測定点数Ｂｐおよび後測定点数Ａｐの設定状態に応じて自動的に比較対象となる設定値の値を調整することが可能である。
【００３９】
なお、最初に実施されるステップｂ１４の処理で読み込まれる射出圧力Ｐｉの値、要するに、射出圧力Ｐ（Ｍａｘ−Ｂｐ）の値は、当該射出工程における最大射出圧力検出時点Ｍａｘ・τよりもＢｐ・τだけ過去の時点で検出された射出圧力の値であり、最初に比較基準データ設定記憶ファイルＦ２から読み込まれる基準圧力Ｐｊ、つまり、良品成形時における最大射出圧力検出時点よりもＢｐ・τだけ過去の時点で検出された良品成形時の射出圧力と完全に一対一の対応関係にある。例えば、Ｂｐ・τ＝０．５秒であるとするなら、当該射出工程における最大射出圧力達成時点よりも０．５秒前に検出された検出射出圧力Ｐｉは、必ず、良品成形時における最大射出圧力達成時点よりも０．５秒前に検出された基準射出圧力Ｐｊと比較されるということであって、射出開始時点を基準とする最大射出圧力の検出時点が連続成形作業中にどのようにずれようとも、この対応関係に変化は生じない。第２個目以降の製品良否判別点の検出値Ｐｉと第２個目以降の圧力基準値Ｐｊとの関係についても全く同様であり、当該射出工程における最大射出圧力達成時点よりもｔ秒前（またはｔ秒後）に検出された検出射出圧力Ｐｉは、必ず、良品成形時における最大射出圧力達成時点よりもｔ秒前（またはｔ秒後）に検出された基準射出圧力Ｐｊと比較されるということである。
【００４０】
一方、製品良品判別点としてスクリュー位置が選択されていた場合、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、まず、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２を検索するための指標ｊに初期値〔−Ｂｐ〕を設定し（ステップｂ２０）、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２から指標ｊに対応する製品良否判別点の位置Ｓｊを読み込む（ステップｂ２１）。
【００４１】
しかし、既に述べた通り、スクリューの移動速度は射出状況によって様々に変動する場合があるので、前記のステップｂ１２およびステップｂ１３のようにして最大射出圧力検出時を基準とする時間関係を一致させたとしても、良品成形時におけるサンプリングデータと当該射出工程におけるサンプリングデータとの関係において、最大射出圧力検出時を基準とするスクリュー位置を一致させることはできない。指標ｊおよびｉは飽くまで最大射出圧力達成時を基準とする時間の関数によって射出圧力を比較するためのものに過ぎないのである。
【００４２】
そこで、良品成形時の最大射出圧力検出位置を基準として設定された製品良否判別点のスクリュー位置Ｓｊを読み込んだＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、まず、当該射出工程においてこれに対応するスクリュー絶対位置をサンプリングデータ記憶ファイルＦ１上で求め、更に、このスクリュー位置に対応する当該射出工程の射出圧力Ｐをサンプリングデータ記憶ファイルＦ１のデータに基いて推定する（ステップｂ２２）。例えば、Ｓｊ＝１ｍｍ、要するに、良品成形時における最大射出圧力達成時点のスクリュー位置よりも１mm手前の位置に対応して比較基準データ設定記憶ファイルＦ２に基準射出圧力Ｐｊが記憶されているとするなら、まず、当該射出工程の最大射出圧力達成時点のスクリュー絶対位置よりも１mm手前となるスクリュー絶対位置をサンプリングデータ記憶ファイルＦ１上で求め、更に、当該射出工程の最大射出圧力達成時点のスクリュー絶対位置よりも１mm手前の位置に対応する当該射出工程の射出圧力Ｐの値をサンプリングデータ記憶ファイルＦ１に基いて推定するのである。
【００４３】
この処理は図７に示すアルゴリズムによって達成することができる。以下、この処理について簡単に説明する。
【００４４】
まず、良品成形時の最大射出圧力検出位置を零基準として設定された製品良否判別点のスクリュー位置Ｓｊに対応する当該射出工程のスクリュー絶対位置Ｓｘは、いうまでもなく、Ｓｍａｘ−Ｓｊである（ステップｃ１）。しかし、Ｓｍａｘ−Ｓｊ＝Ｓｘの値は計算上の値であるから、必ずしも、これと完全に一致するスクリュー絶対位置のデータがサンプリングデータ記憶ファイルＦ１上に記録されているといった保証はない。そこで、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、指標ｉの値を一旦０に初期化し（ステップｃ２）、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１上でスクリュー絶対位置Ｓｘの前後に位置するスクリュー絶対位置を記憶した２つのアドレスｉおよびｉ−１を検出する（ステップｃ３〜ステップｃ５）。
【００４５】
既に述べた通り、スクリュー最前進位置が機械座標系の原点であり、射出時においてスクリューは負の方向に移動（前進）するから、ステップｃ４の処理で初めてＳｉ≦Ｓｘとなったとき、スクリュー絶対位置ＳｘはＳｉ≦Ｓｘ＜Ｓｉ−１の関係でスクリュー絶対位置Ｓｉとスクリュー絶対位置Ｓｉ−１との間に挟まれていることになる。
【００４６】
当然、スクリュー絶対位置Ｓｉとスクリュー絶対位置Ｓｉ−１はサンプリングデータ記憶ファイルＦ１上に記録されており、また、これらの位置に対応する射出圧力ＰｉおよびＰｉ−１もサンプリングデータ記憶ファイルＦ１上に記録されているので、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１からこれらのデータを読み込み（ステップｃ６）、〔スクリュー絶対位置Ｓｉとスクリュー絶対位置Ｓｉ−１との差〕に対して〔スクリュー絶対位置Ｓｉとスクリュー絶対位置Ｓｘとの差〕が占める割合に応じて、〔射出圧力Ｐｉと射出圧力Ｐｉ−１との差〕を比例的に分配し、製品良否判別点に対応するスクリュー絶対位置Ｓｘの射出圧力Ｐを推定する（ステップｃ７）。
【００４７】
このようにして製品良否判別点Ｓｊに対応する当該射出工程の射出圧力Ｐを求めたＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２からＳｊに対応する基準射出圧力Ｐｊを読み込み（ステップｂ２３）、推定された射出圧力Ｐが基準射出圧力Ｐｊによって許容される範囲内にあるか否かを判別する（ステップｂ２４）。ステップｂ２４の判別処理で異常が検出された場合、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は不良検出フラグＦｘに１をセットし（ステップｂ２５）、また、異常が検出されなければ初期値０をそのまま保持する。
【００４８】
以下、指標ｊの値がＡｐの値に達するまでの間（ステップｂ２７）、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は指標ｊの値を１ずつ順次インクリメントして（ステップｂ２６）、ステップｂ２１ないしステップｂ２７の処理を繰り返し実行する。
【００４９】
従って、この実施形態では、基準射出圧力Ｐｊとの差が許容値εを越える推定射出圧力Ｐが１つでも検出されれば、当該射出工程で成形された製品は不良品と見做されることになる。製品良否判別点の設定に際して時間を選択した場合と同様、カウンタの値を用いた良否判別を行うことも可能である。
【００５０】
以上に述べた通り、製品良否判別点の設定に際してスクリュー位置を選択した場合では、各射出工程において最大射出圧力が発生する位置を基準としてその前後に設定された製品良否判別点において製品の良否を判別するようにしているので、計量状態の相違等により成形サイクル毎にスクリュー位置にずれが生じた場合であっても、正確な良否判別を行うことができる。
【００５１】
製品良否判別点の設定に際して時間を選択するかスクリュー位置を選択するかは自由であり、その都度、金型や樹脂の特性等に応じて決めればよい。
【００５２】
なお、図４ないし図６に示す製品良否判別処理においては、直前の射出工程で検出されたサンプリングデータの時間やスクリュー位置を比較基準データ設定記憶ファイルＦ２の時間やスクリュー位置に対応させるための割り付け処理を行っており、広い意味では、この製品良否判別処理それ自体も、製品良否判別点を設定するための処理の一部である。
【００５３】
上記実施の形態では、設定された区間内での最大射出圧が生じた点を基準として、製品良否判別の比較判断を行ったが、簡単な方法として、サンプリング時を基準にして製品良否判別の比較判断を行ってもよい。
この場合には、製品良否判別点を設定する図２，図３で示す処理においては、ステップａ１２，ａ１５の処理は必要がなく、ステップａ１７の処理はｉ＞Ｍａｘ＋Ａｐになったか否かを判断するようにし、またステップａ１４では指標ｉに対応して射出圧Ｐｉ、スクリュー位置Ｓｉを比較基準データファイルＦ２に記憶させるようにすればよい。即ち、設定区間（Ｍａｘ−Ｂｐ）〜（Ｍａｘ＋Ａｐ）のサンプリング時ｉ・τの各射出圧Ｐｉ、スクリュー位置Ｓｉを記憶させておけばよい。
【００５４】
また、製品良否判別の処理においては、図４の処理は必要がなく、さらに、図５の処理においてはステップｂ１２，ｂ１７の処理も必要がなく、ステップｂ１４，ｂ１５においては、ファイルＦ１，Ｆ２から読み込んだそれぞれの射出圧Ｐｉの差が設定許容量ε以下か否かを判断するようにし、ステップｂ１９では、指標ｉがＭａｘ＋Ａｐを越えたか否かを判断することによって、良否判別設定区間の各サンプリング時における射出圧が基準射出圧に対して許容範囲にあるか否かを判断するようにすればよい。
【００５５】
また、図６，図７で示すスクリュー位置による製品良否判別処理においては、ステップｂ２０では指標ｉにＭａｘ−Ｂｐをセットし、ステップｂ２１では、ファイルＦ２からスクリュー位置Ｓｉを読み、ステップｂ２２ではスクリュー位置Ｓｉに対応するファイルＦ１の射出圧力Ｐｉを求める。即ち、図７の処理において、ステップｃ１の処理は行わず、ステップｃ２では指標ｉの代わりに例えばｋとしてファイルＦ１においてスクリュー位置Ｓｋがステップｂ２１で読み込んだスクリュー位置Ｓｉより小さくなるまで指標ｋを更新しながらステップｃ３〜ｃ５と同等の処理（ステップｃ４の処理はＳｋ＜Ｓｉ）を行い。小さくなると、ファイルＦ１からＳｋ、Ｐｋ、Ｓk-1 、Ｐk-1 を読み込み（ステップｃ６と同等の処理）、ステップｃ７で、Ｐ＝Ｐｉ−｛（Ｓｋ−Ｓｉ）／（Ｓｋ−Ｓk-1 ）｝・（Ｐｉ−Ｐi-1)の処理を行い、スクリュー位置Ｓｉに対応する射出圧力Ｐを求める。そして、ファイルＦ２よりＰｉを読み（ステップｂ２２に対応する処理）、射出圧力ＰとＰｉとの差が設定許容値ε以下が判断し（ステップｂ２４に対応する処理）、この許容値εをこえるときのみ不良検出フラグＦｘを「１」にセットし、（ステップｂ２５に対応する処理）、指標ｉをインクリメントし（ステップｂ２６に対応する処理）、指標ｉがＭａｘ＋Ａｐを越えたか判断し（ステップｂ２７に対応する処理）、越えていなければステップｂ２１に戻り、越えていれば、製品良否判断処理を終了する。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、良否判別区間内で射出圧力のバラツキが大きい射出圧力が最大となる射出動作のタイミングを基準としてその前後に幾つかの製品良否判別点が設定されるので、オペレータの個人差による設定のバラツキを回避し容易に、かつ、最適な製品良否判別点を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製品良否判別点設定方法を適用した製品良否判別処理を実施する一実施形態の射出成形機の制御装置の要部を示すブロック図である。
【図２】判別点設定処理の概略を示すフローチャートである。
【図３】判別点設定処理の概略を示すフローチャートの続きである。
【図４】製品良否判別処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】製品良否判別処理の一例を示すフローチャートの続きである。
【図６】製品良否判別処理の一例を示すフローチャートの続きである。
【図７】製品良否判別処理の一部を示すフローチャートである。
【図８】サンプリングデータ記憶ファイルを示す概念図である。
【図９】比較基準データ設定記憶ファイルを示す概念図である。
【図１０】良否判別区間の設定例を示す図である。
【図１１】良否判別区間の設定例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 制御装置
１１ ＲＯＭ
１２ ＲＡＭ
１３ ＲＯＭ
１４ ＲＡＭ
１５ サーボアンプ
１６ Ａ／Ｄ変換器
１７ 圧力モニタ用ＣＰＵ
１８ ＰＭＣ用ＣＰＵ
１９ ＲＡＭ
２０ サーボＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ バス
２３ インターフェイス
２４ 不揮発性メモリ
２５ ＣＮＣ用ＣＰＵ
２６ ＣＲＴ表示回路
２７ ＲＯＭ
２８ ＲＡＭ
２９ ディスプレイ付手動データ入力装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機における製品良否判別方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出開始後の経過時間またはスクリュー位置を基準として１射出工程分の射出圧力の推移を何回かサンプリングし、そのグラフを重ねて表示させることで製品の良否に影響のある圧力変化を生じるサンプリングタイミングまたはスクリュー位置をオペレータが判定し、これらのサンプリングタイミングまたはスクリュー位置を製品良否判別点として設定するようにした製品良否判別点設定方法が知られているが、製品良否判別点の選択がオペレータの判断、要するに、オペレータの個性に依存するため、製品良否判別点の設定にバラツキが生じるといった問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、オペレータの個性による製品良否判別点の設定のバラツキをなくし、容易に適切なタイミングで製品良否判別点を設定することのできる射出成形機における製品良否判別点設定方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
射出工程において樹脂にかかる抵抗が大きい位置ほど射出圧力が大きく、各ショット毎の射出圧力のバラツキもこの位置ほど大きく現われるので、射出圧力の大きい位置の近傍を射出圧力による製品良否判別点とすれば、製品の良否を容易に判別できる。そこで、本発明は、良品成形時において設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となる射出動作のタイミングを検出し、該タイミングから所定時間だけ離れた幾つかの時点を製品良否判別点として設定することにより前記目的を達成した。
【０００５】
また、良品成形時において設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となる射出動作のスクリュー位置を検出し、該スクリュー位置から所定距離だけ離れた幾つかのスクリュー位置を製品良否判別点として設定することにより同様の目的を達成した。
【０００６】
要するに、製品良否判別点として設定するタイミングは時間関数であってもスクリュー位置の関数であってもよいが、飽くまでも、製品良否判別点の設定基準となるのは、設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となるタイミング、または、そのときのスクリュー位置である。
【０００７】
より具体的には、良品成形時において所定周期毎に射出圧力をサンプリングし、設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となるサンプリングタイミングを検出し、該サンプリングタイミングから所定時間だけ離れた幾つかのサンプリングタイミングを製品良否判別点として設定することで時間関数のタイミングの設定を実現する。
【０００８】
また、スクリュー位置の関数として製品良否判別点を設定する場合は、良品成形時において所定周期毎に射出圧力とスクリュー位置をサンプリングし、設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となるスクリュー位置を検出し、該スクリュー位置から所定距離だけ離れた幾つかのスクリュー位置を製品良否判別点として設定する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の製品良否判別点設定方法を適用した製品良否判別処理を実施する一実施形態の射出成形機の制御装置１０の要部を示すブロック図である。
【００１０】
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ＣＰＵ２０、および、Ａ／Ｄ変換器１６を介して射出成形機本体側の圧力検出器から射出圧力やスクリュー背圧を検出して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。
【００１１】
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等を記憶したＲＯＭ１３および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１４が接続され、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５には、射出成形機を全体的に制御するプログラムを記憶した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。
【００１２】
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、射出圧力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クランプ用，射出用，スクリュー回転用，エジェクタ用等の各軸のサーボモータを駆動するサーボアンプが接続され、各軸のサーボモータに取付けられた位置速度検出器からの出力がサーボＣＰＵ２０に帰還されるようになっている。各軸の現在位置は位置速度検出器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、各軸の現在位置記憶レジスタに更新記憶される。図１においては１軸分のサーボアンプ１５とサーボモータＭおよび位置速度検出器Ｐについてのみ示しているが、クランプ用，射出用，エジェクタ用等の各軸の構成は皆これと同様である。但し、スクリュー回転用のものに関しては現在位置を検出する必要はなく、速度のみを検出すればよい。
【００１３】
インターフェイス２３はホストコンピュータ等と接続するための入出力インターフェイスである。
【００１４】
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、グラフ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。
【００１５】
不揮発性メモリ２４は射出成形作業に関する成形条件と各種設定値，パラメータ，マクロ変数等を記憶する成形データ保存用のメモリである。
【００１６】
また、制御装置１０は特開平６−１７０９０７等で公知のデータサンプリング機能を有し、このデータサンプリング機能で１成形サクル毎に収集された射出シリンダの温度，射出圧力，射出速度，射出／保圧切替位置，スクリュー位置，クッション量等の成形データの他、成形サイクルタイムや計量所要時間および射出所要時間等の成形データを検出し、不揮発性メモリ２４のサンプリングデータ記憶ファイルＦ１に記憶されるようになっている。このうち、本実施形態において最低限度必要とされる項目は、図８に示す通り、射出圧力ＰｉとスクリューＳｉ位置である。なお、ｉの項目はアドレスであり、所定周期毎のサンプリング処理が実施される度にアドレスｉの値が更新されて、その時点に対応する射出圧力ＰｉとスクリューＳｉの値とがサンプリングデータ記憶ファイルＦ１に書き込まれてゆく。
【００１７】
以上の構成により、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５がＲＯＭ２７の運転プログラムや不揮発性メモリ２４の成形条件等に基いて各軸のサーボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボＣＰＵ２０は各軸に対して分配された移動指令と位置速度検出器で検出された位置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し、各軸のサーボモータを駆動制御する。
【００１８】
図２および図３は、良品成形時における射出圧力およびスクリュー位置等に関する正常なデータを参照して製品良否判別点を設定するための判別点設定処理の概略を示すフローチャート、また、図４ないし図６は、設定された判別点を用いて製品の良否判別を行うための製品良否判別処理の一例を示すフローチャートである。
【００１９】
オペレータは、まず、条件出しを実施して成形条件を安定させた後、制御装置１０のＣＮＣ用ＣＰＵ２５により図２および図３の判別点設定処理を実施させ、不揮発性メモリ２４に基準となる製品良否判別点を記憶させる。なお、このときに使用するデータはサンプリングデータ記憶ファイルＦ１に記憶されている最新のデータそのものでもよいし、また、最新の何回かのサンプリングデータの平均値をとるなど、何等かの統計的な処理を加えてサンプリングデータ記憶ファイルＦ１に再格納したデータであってもよい。
【００２０】
判別点設定処理を開始したＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、まず、最大射出圧力を検出するために利用する仮最大射出圧力記憶レジスタＰｍａｘに初期値０を設定し（ステップａ１）、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１を検索するための指標ｉに設定値ｋを記憶させる（ステップａ２）。
【００２１】
この設定値ｋは最大射出圧力の検出対象となる良否判別区間の始点を特定するための設定値であり、良否判別区間の終点を特定するための後述の設定値ｍと対をなしている。設定値ｋおよびｍはサンプリングデータ記憶ファイルＦ１のアドレスに対応する値であるから、この実施形態においては、製品良否判別区間は基本的には射出動作開始後の経過時間の関数で設定されることになる。つまり、サンプリング周期をτとすれば最大射出圧力の検出対象となる良否判別区間は射出開始後の経過時間がｋ・τからｍ・τまでの範囲である。無論、スクリュー位置によって良否判別区間を設定するような構成を適用してもよい。良否判別区間の設定例について図１０および図１１に示す。
【００２２】
指標ｉに設定値ｋを記憶させたＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、次いで、図８に示すようなサンプリングデータ記憶ファイルＦ１からアドレスｉに対応するサンプリング時点の射出圧力Ｐｉとその時の射出スクリュー位置Ｓｉを読み込む（ステップａ３）。そして、射出圧力Ｐｉと仮最大射出圧力記憶レジスタＰｍａｘの現在値との大小関係を比較して（ステップａ４）、射出圧力Ｐｉが仮最大射出圧力記憶レジスタＰｍａｘの値よりも大きければ、仮最大射出圧力記憶レジスタＰｍａｘに射出圧力Ｐｉを更新して記憶し（ステップａ５）、同時に、スクリュー位置記憶レジスタＳｍａｘにＳｉの値を（ステップａ６）、また、アドレス記憶レジスタＭａｘに指標ｉの現在値を記憶する（ステップａ７）。射出圧力Ｐｉが仮最大射出圧力記憶レジスタＰｍａｘの値と同等以下であれば、ステップａ５ないしステップａ７の処理は非実行とされ、各レジスタＰｍａｘ，Ｓｍａｘ，Ｍａｘの値は更新されずにそのまま保持される。
【００２３】
次いで、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は指標ｉの値を１インクリメントし（ステップａ８）、該指標ｉの値が設定値ｍを越えるまでの間（ステップａ９）、更新された指標ｉの値に基いて前記と同様にしてステップａ３ないしステップａ９の処理を繰り返し実行し、前述の良否判別区間内で射出圧力が最大となるときのタイミングに対応するスクリュー位置Ｓｍａｘとこれに対応するアドレスの値Ｍａｘとを検出して記憶する。
【００２４】
次いで、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、製品良否判別点の個数が既に設定されているか否かを判別し（ステップａ１０）、設定されていなければ、オペレータによる設定入力操作を待ち、オペレータが入力した前測定点数の値および後測定点数の値を読み込んで、各々の値を前測定点数記憶レジスタＢｐおよび後測定点数記憶レジスタＡｐに記憶する（ステップａ１１）。
【００２５】
前測定点数記憶レジスタＢｐは最大射出圧力達成時を基準としてそれ以前の時点に対して設定する製品良否判別点の個数を記憶するためのレジスタ、また、後測定点数記憶レジスタＡｐは最大射出圧力達成時を基準としてそれ以降の時点に対して設定する製品良否判別点の個数を記憶するためのレジスタであり、オペレータは各々のレジスタに対して任意の自然数または０を設定することができる。
【００２６】
例えば、前測定点数として４を設定し、後測定点数として０を設定した場合では、最大射出圧力達成時とそれ以前の時点の４点の合計５点が製品良否判別点として設定され、また、前測定点数として０を設定し、後測定点数として４を設定した場合では、最大射出圧力達成時とそれ以降の時点の４点の合計５点が製品良否判別点として設定される。更に、前測定点数および後測定点数ともに４を設定した場合では、最大射出圧力達成時とそれ以前の時点の４点および最大射出圧力達成時以降の時点の４点の合計９点が製品良否判別点として設定されることになる。また、前測定点数および後測定点数ともに０と設定した場合では、最大射出圧力達成時の１点のみが製品良否判別点として設定される。図１０および図１１ともに前測定点数を４に後測定点数を０として設定した場合の例である。
【００２７】
なお、この実施形態においては射出圧力やスクリュー位置のサンプリング処理を所定周期τ毎に実施しているので、時間関数（射出開始後の経過時間の意ではない）で製品良否判別点を設定する場合では直近する製品良否判別点間の時間差は必然的にτに一致する。また、スクリュー位置の関数（スクリュー絶対位置の意ではない）として製品良否判別点を設定する場合においては、射出工程における射出スクリューの前進速度が一様ではないため、直近する製品良否判別点間のスクリュー位置の差の各々には必ずしも因果関係はない。
【００２８】
前測定点数Ｂｐおよび後測定点数Ａｐの値が明示された後、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２を生成するための指標ｊに初期値〔−Ｂｐ〕を設定すると共に（ステップａ１２）、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１を検索するための指標ｉに初期値〔Ｍａｘ−Ｂｐ〕を設定し（ステップａ１３）、指標ｊの値に対応させて、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１におけるアドレスｉの射出圧力Ｐｉ、ならびに、最大射出圧力検出時点に対応するスクリュー位置Ｓｍａｘからサンプリングデータ記憶ファイルＦ１のアドレスｉにおけるスクリュー位置Ｓｉを差し引いた値〔Ｓｍａｘ−Ｓｉ〕を記憶させる（ステップａ１４）。
【００２９】
以下、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、指標ｊの値が後測定点数の設定値Ａｐの値を越えるまでの間（ステップａ１７）、指標ｊおよびｉの値を１ずつ順次インクリメントして（ステップａ１５，ステップａ１６）、前記と同様、ステップａ１４ないしステップａ１７の処理を繰り返し実行して不揮発性メモリ２４内に比較基準データ設定記憶ファイルＦ２を構築してゆく。
【００３０】
比較基準データ設定記憶ファイルＦ２の構成の概略を図９に示す。このファイルは、既に述べた通り、前測定点数Ｂｐおよび後測定点数Ａｐの設定に応じて各製品良否判別点毎の射出圧力およびスクリュー位置に関する基準データを記憶するファイルである。ステップａ１２ないしステップａ１７の説明から明らかなように、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２の最初のアドレス〔−Ｂｐ〕には射出圧力Ｐ（Ｍａｘ−Ｂｐ）、要するに、最大射出圧力達成時であるＭａｘ・τの時点からＢｐ・τだけ過去の射出圧力のデータＰ（Ｍａｘ−Ｂｐ）が記憶されることになる。また、最大射出圧力達成時であるＭａｘの時点における射出スクリューの絶対位置はＳ（Ｍａｘ）であるから、最大射出圧力達成時のスクリュー位置を零基準とすれば、Ｍａｘ・τの時点からＢｐ・τだけ過去の時点におけるスクリュー位置は、当然、〔Ｓｍａｘ−Ｓ（Ｍａｘ−Ｂｐ）〕である。この実施形態においてはスクリューの最前進位置を機械座標系の原点と定めているので、少なくとも、最大射出圧力達成時の前後で射出スクリューが常に前進を続ける限り、ｊの値が〔−Ｂｐ〕から０の区間ではＳｊの値は常に負、また、ｊの値が０からＡＰの区間ではＳｊの値は常に正となる
要するに、時間関数として設定される最初の製品良否判別点は最大射出圧力達成時を基準として〔−Ｂｐ〕・τの時点であり、また、スクリュー位置を基準として設定される最初の製品良否判別点は最大射出圧力達成時のスクリュー位置を基準として〔Ｓｍａｘ−Ｓ（Ｍａｘ−Ｂｐ）〕の位置であって、これらに対応する正常な射出圧力の基準値がＰ（Ｍａｘ−Ｂｐ）である。
【００３１】
以下同様に、２番目，３番目，・・・に関する時間関数の製品良否判別点：スクリュー位置基準の製品良否判別点：それらに対応する正常な射出圧力の基準値の関係は、図９および下記に示す通り、
【００３２】
図４ないし図６は設定された製品良否判別点を用いて製品の良否判別を行うための製品良否判別処理の一例を示すフローチャートであり、この処理は、連続成形作業時において１成形サイクルの射出工程が終了する毎、要するに、射出圧力に関するサンプリング処理が終了する毎に、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５によって繰り返し実行される。
【００３３】
この製品良否判別処理が従来のものと相違するのは、飽くまで、その射出工程における良否判別区間内の最大射出圧力が検出された時点を基準として製品良否の判別を行う点である。つまり、何等かの事情で射出動作に遅れや進みが生じたり、または、計量された樹脂の量に変動が生じたりすることにより、最大射出圧力の発生タイミングに時間的またはスクリュー位置に関するズレが生じた場合であっても、これに応じて比較対象となるデータを自動的にシフトして当該射出工程の検出データとこれに相応しい基準データとを比較して製品の良否判別を行うことができるということである。従来技術においては、射出開始時点を基準とする絶対的な経過時間または射出スクリューの絶対位置を基準として製品良否判別のタイミングを設定するようにしていたため、前記のようなズレが生じた場合、正常な良否判別を行えない場合がある。
【００３４】
製品良否判別処理を開始したＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１に記憶された直前の射出工程のサンプリングデータを参照し、図２のステップａ１ないしステップａ９と同様の処理を実行して、直前の射出工程、つまり、良否判別の対象となっている製品を成形した射出工程において、射出圧力が最大となったときのタイミングに対応するスクリュー位置Ｓｍａｘとこれに対応するアドレスの値Ｍａｘとを検出する（ステップｂ１〜ステップｂ９）。
【００３５】
次いで、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は不良検出フラグＦｘを０に初期化し（ステップｂ１０）、製品良否判別点として時間が選択されているのかスクリュー位置基準が選択されているのかを判別する（ステップｂ１１）。この選択情報は不揮発性メモリ２４に記憶されており、オペレータの判断により適宜に切り替えることが可能である。
【００３６】
製品良品判別点として時間が選択されていた場合、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、まず、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２を検索するための指標ｊに初期値〔−Ｂｐ〕を設定し（ステップｂ１２）、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１を検索するための指標ｉに初期値〔Ｍａｘ−Ｂｐ〕を設定する（ステップｂ１３）。次いで、指標ｉの値に対応させてサンプリングデータ記憶ファイルＦ１から射出圧力Ｐｉを読み込む一方、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２からは判別基準となる射出圧力Ｐｊを読み込み（ステップｂ１４）、射出圧力Ｐｉが基準射出圧力Ｐｊによって許容される範囲内にあるか否かを判別する（ステップｂ１５）。そして、ステップｂ１５の判別処理で異常が検出された場合、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は不良検出フラグＦｘに１をセットし（ステップｂ１６）、また、異常が検出されなければ初期値０をそのまま保持する。
【００３７】
以下、指標ｊの値がＡｐの値に達するまでの間（ステップｂ１９）、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は指標ｊおよび指標ｉの値を１ずつ順次インクリメントして（ステップｂ１７，ステップｂ１８）、前記と同様、ステップｂ１４ないしステップｂ１９の処理を繰り返し実行する。
【００３８】
従って、この実施形態では、基準射出圧力Ｐｊとの差が許容値εを越える射出圧力Ｐｉが１つでも検出されれば、当該射出工程で成形された製品は不良品と見做されることになる。無論、不良検出フラグＦｘに替えてカウンタＦｘを用い、ステップｂ１５の判別処理で異常が検出される度にカウンタＦｘの値を１ずつインクリメントするように構成し、ステップｂ１９の判別結果が真となった時点でカウンタＦｘの値を参照して製品の良否を判別するようにしてもよい。より具体的にいえば、ステップｂ１９の判別結果が真となった時点でカウンタＦｘの値が設定値を越えているか否かで製品の良否判別を行うことになるが、当然、この場合の設定値は最大でもＢｐ＋Ａｐ＋１、要するに、設定された製品良否判別点の総和の数を上回ってはならない。例えば、設定値の値をＢｐ＋Ａｐ−α（但し、０≦α≦Ｂｐ＋Ａｐ）として設定することにより、前測定点数Ｂｐおよび後測定点数Ａｐの設定状態に応じて自動的に比較対象となる設定値の値を調整することが可能である。
【００３９】
なお、最初に実施されるステップｂ１４の処理で読み込まれる射出圧力Ｐｉの値、要するに、射出圧力Ｐ（Ｍａｘ−Ｂｐ）の値は、当該射出工程における最大射出圧力検出時点Ｍａｘ・τよりもＢｐ・τだけ過去の時点で検出された射出圧力の値であり、最初に比較基準データ設定記憶ファイルＦ２から読み込まれる基準圧力Ｐｊ、つまり、良品成形時における最大射出圧力検出時点よりもＢｐ・τだけ過去の時点で検出された良品成形時の射出圧力と完全に一対一の対応関係にある。例えば、Ｂｐ・τ＝０．５秒であるとするなら、当該射出工程における最大射出圧力達成時点よりも０．５秒前に検出された検出射出圧力Ｐｉは、必ず、良品成形時における最大射出圧力達成時点よりも０．５秒前に検出された基準射出圧力Ｐｊと比較されるということであって、射出開始時点を基準とする最大射出圧力の検出時点が連続成形作業中にどのようにずれようとも、この対応関係に変化は生じない。第２個目以降の製品良否判別点の検出値Ｐｉと第２個目以降の圧力基準値Ｐｊとの関係についても全く同様であり、当該射出工程における最大射出圧力達成時点よりもｔ秒前（またはｔ秒後）に検出された検出射出圧力Ｐｉは、必ず、良品成形時における最大射出圧力達成時点よりもｔ秒前（またはｔ秒後）に検出された基準射出圧力Ｐｊと比較されるということである。
【００４０】
一方、製品良品判別点としてスクリュー位置が選択されていた場合、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、まず、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２を検索するための指標ｊに初期値〔−Ｂｐ〕を設定し（ステップｂ２０）、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２から指標ｊに対応する製品良否判別点の位置Ｓｊを読み込む（ステップｂ２１）。
【００４１】
しかし、既に述べた通り、スクリューの移動速度は射出状況によって様々に変動する場合があるので、前記のステップｂ１２およびステップｂ１３のようにして最大射出圧力検出時を基準とする時間関係を一致させたとしても、良品成形時におけるサンプリングデータと当該射出工程におけるサンプリングデータとの関係において、最大射出圧力検出時を基準とするスクリュー位置を一致させることはできない。指標ｊおよびｉは飽くまで最大射出圧力達成時を基準とする時間の関数によって射出圧力を比較するためのものに過ぎないのである。
【００４２】
そこで、良品成形時の最大射出圧力検出位置を基準として設定された製品良否判別点のスクリュー位置Ｓｊを読み込んだＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、まず、当該射出工程においてこれに対応するスクリュー絶対位置をサンプリングデータ記憶ファイルＦ１上で求め、更に、このスクリュー位置に対応する当該射出工程の射出圧力Ｐをサンプリングデータ記憶ファイルＦ１のデータに基いて推定する（ステップｂ２２）。例えば、Ｓｊ＝１ｍｍ、要するに、良品成形時における最大射出圧力達成時点のスクリュー位置よりも１mm手前の位置に対応して比較基準データ設定記憶ファイルＦ２に基準射出圧力Ｐｊが記憶されているとするなら、まず、当該射出工程の最大射出圧力達成時点のスクリュー絶対位置よりも１mm手前となるスクリュー絶対位置をサンプリングデータ記憶ファイルＦ１上で求め、更に、当該射出工程の最大射出圧力達成時点のスクリュー絶対位置よりも１mm手前の位置に対応する当該射出工程の射出圧力Ｐの値をサンプリングデータ記憶ファイルＦ１に基いて推定するのである。
【００４３】
この処理は図７に示すアルゴリズムによって達成することができる。以下、この処理について簡単に説明する。
【００４４】
まず、良品成形時の最大射出圧力検出位置を零基準として設定された製品良否判別点のスクリュー位置Ｓｊに対応する当該射出工程のスクリュー絶対位置Ｓｘは、いうまでもなく、Ｓｍａｘ−Ｓｊである（ステップｃ１）。しかし、Ｓｍａｘ−Ｓｊ＝Ｓｘの値は計算上の値であるから、必ずしも、これと完全に一致するスクリュー絶対位置のデータがサンプリングデータ記憶ファイルＦ１上に記録されているといった保証はない。そこで、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、指標ｉの値を一旦０に初期化し（ステップｃ２）、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１上でスクリュー絶対位置Ｓｘの前後に位置するスクリュー絶対位置を記憶した２つのアドレスｉおよびｉ−１を検出する（ステップｃ３〜ステップｃ５）。
【００４５】
既に述べた通り、スクリュー最前進位置が機械座標系の原点であり、射出時においてスクリューは負の方向に移動（前進）するから、ステップｃ４の処理で初めてＳｉ≦Ｓｘとなったとき、スクリュー絶対位置ＳｘはＳｉ≦Ｓｘ＜Ｓｉ−１の関係でスクリュー絶対位置Ｓｉとスクリュー絶対位置Ｓｉ−１との間に挟まれていることになる。
【００４６】
当然、スクリュー絶対位置Ｓｉとスクリュー絶対位置Ｓｉ−１はサンプリングデータ記憶ファイルＦ１上に記録されており、また、これらの位置に対応する射出圧力ＰｉおよびＰｉ−１もサンプリングデータ記憶ファイルＦ１上に記録されているので、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、サンプリングデータ記憶ファイルＦ１からこれらのデータを読み込み（ステップｃ６）、〔スクリュー絶対位置Ｓｉとスクリュー絶対位置Ｓｉ−１との差〕に対して〔スクリュー絶対位置Ｓｉとスクリュー絶対位置Ｓｘとの差〕が占める割合に応じて、〔射出圧力Ｐｉと射出圧力Ｐｉ−１との差〕を比例的に分配し、製品良否判別点に対応するスクリュー絶対位置Ｓｘの射出圧力Ｐを推定する（ステップｃ７）。
【００４７】
このようにして製品良否判別点Ｓｊに対応する当該射出工程の射出圧力Ｐを求めたＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、比較基準データ設定記憶ファイルＦ２からＳｊに対応する基準射出圧力Ｐｊを読み込み（ステップｂ２３）、推定された射出圧力Ｐが基準射出圧力Ｐｊによって許容される範囲内にあるか否かを判別する（ステップｂ２４）。ステップｂ２４の判別処理で異常が検出された場合、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は不良検出フラグＦｘに１をセットし（ステップｂ２５）、また、異常が検出されなければ初期値０をそのまま保持する。
【００４８】
以下、指標ｊの値がＡｐの値に達するまでの間（ステップｂ２７）、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は指標ｊの値を１ずつ順次インクリメントして（ステップｂ２６）、ステップｂ２１ないしステップｂ２７の処理を繰り返し実行する。
【００４９】
従って、この実施形態では、基準射出圧力Ｐｊとの差が許容値εを越える推定射出圧力Ｐが１つでも検出されれば、当該射出工程で成形された製品は不良品と見做されることになる。製品良否判別点の設定に際して時間を選択した場合と同様、カウンタの値を用いた良否判別を行うことも可能である。
【００５０】
以上に述べた通り、製品良否判別点の設定に際してスクリュー位置を選択した場合では、各射出工程において最大射出圧力が発生する位置を基準としてその前後に設定された製品良否判別点において製品の良否を判別するようにしているので、計量状態の相違等により成形サイクル毎にスクリュー位置にずれが生じた場合であっても、正確な良否判別を行うことができる。
【００５１】
製品良否判別点の設定に際して時間を選択するかスクリュー位置を選択するかは自由であり、その都度、金型や樹脂の特性等に応じて決めればよい。
【００５２】
なお、図４ないし図６に示す製品良否判別処理においては、直前の射出工程で検出されたサンプリングデータの時間やスクリュー位置を比較基準データ設定記憶ファイルＦ２の時間やスクリュー位置に対応させるための割り付け処理を行っており、広い意味では、この製品良否判別処理それ自体も、製品良否判別点を設定するための処理の一部である。
【００５３】
上記実施の形態では、設定された区間内での最大射出圧が生じた点を基準として、製品良否判別の比較判断を行ったが、簡単な方法として、サンプリング時を基準にして製品良否判別の比較判断を行ってもよい。
この場合には、製品良否判別点を設定する図２，図３で示す処理においては、ステップａ１２，ａ１５の処理は必要がなく、ステップａ１７の処理はｉ＞Ｍａｘ＋Ａｐになったか否かを判断するようにし、またステップａ１４では指標ｉに対応して射出圧Ｐｉ、スクリュー位置Ｓｉを比較基準データファイルＦ２に記憶させるようにすればよい。即ち、設定区間（Ｍａｘ−Ｂｐ）〜（Ｍａｘ＋Ａｐ）のサンプリング時ｉ・τの各射出圧Ｐｉ、スクリュー位置Ｓｉを記憶させておけばよい。
【００５４】
また、製品良否判別の処理においては、図４の処理は必要がなく、さらに、図５の処理においてはステップｂ１２，ｂ１７の処理も必要がなく、ステップｂ１４，ｂ１５においては、ファイルＦ１，Ｆ２から読み込んだそれぞれの射出圧Ｐｉの差が設定許容量ε以下か否かを判断するようにし、ステップｂ１９では、指標ｉがＭａｘ＋Ａｐを越えたか否かを判断することによって、良否判別設定区間の各サンプリング時における射出圧が基準射出圧に対して許容範囲にあるか否かを判断するようにすればよい。
【００５５】
また、図６，図７で示すスクリュー位置による製品良否判別処理においては、ステップｂ２０では指標ｉにＭａｘ−Ｂｐをセットし、ステップｂ２１では、ファイルＦ２からスクリュー位置Ｓｉを読み、ステップｂ２２ではスクリュー位置Ｓｉに対応するファイルＦ１の射出圧力Ｐｉを求める。即ち、図７の処理において、ステップｃ１の処理は行わず、ステップｃ２では指標ｉの代わりに例えばｋとしてファイルＦ１においてスクリュー位置Ｓｋがステップｂ２１で読み込んだスクリュー位置Ｓｉより小さくなるまで指標ｋを更新しながらステップｃ３〜ｃ５と同等の処理（ステップｃ４の処理はＳｋ＜Ｓｉ）を行い。小さくなると、ファイルＦ１からＳｋ、Ｐｋ、Ｓk-1 、Ｐk-1 を読み込み（ステップｃ６と同等の処理）、ステップｃ７で、Ｐ＝Ｐｉ−｛（Ｓｋ−Ｓｉ）／（Ｓｋ−Ｓk-1 ）｝・（Ｐｉ−Ｐi-1)の処理を行い、スクリュー位置Ｓｉに対応する射出圧力Ｐを求める。そして、ファイルＦ２よりＰｉを読み（ステップｂ２２に対応する処理）、射出圧力ＰとＰｉとの差が設定許容値ε以下が判断し（ステップｂ２４に対応する処理）、この許容値εをこえるときのみ不良検出フラグＦｘを「１」にセットし、（ステップｂ２５に対応する処理）、指標ｉをインクリメントし（ステップｂ２６に対応する処理）、指標ｉがＭａｘ＋Ａｐを越えたか判断し（ステップｂ２７に対応する処理）、越えていなければステップｂ２１に戻り、越えていれば、製品良否判断処理を終了する。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、良否判別区間内で射出圧力のバラツキが大きい射出圧力が最大となる射出動作のタイミングを基準としてその前後に幾つかの製品良否判別点が設定されるので、オペレータの個人差による設定のバラツキを回避し容易に、かつ、最適な製品良否判別点を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製品良否判別点設定方法を適用した製品良否判別処理を実施する一実施形態の射出成形機の制御装置の要部を示すブロック図である。
【図２】判別点設定処理の概略を示すフローチャートである。
【図３】判別点設定処理の概略を示すフローチャートの続きである。
【図４】製品良否判別処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】製品良否判別処理の一例を示すフローチャートの続きである。
【図６】製品良否判別処理の一例を示すフローチャートの続きである。
【図７】製品良否判別処理の一部を示すフローチャートである。
【図８】サンプリングデータ記憶ファイルを示す概念図である。
【図９】比較基準データ設定記憶ファイルを示す概念図である。
【図１０】良否判別区間の設定例を示す図である。
【図１１】良否判別区間の設定例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 制御装置
１１ ＲＯＭ
１２ ＲＡＭ
１３ ＲＯＭ
１４ ＲＡＭ
１５ サーボアンプ
１６ Ａ／Ｄ変換器
１７ 圧力モニタ用ＣＰＵ
１８ ＰＭＣ用ＣＰＵ
１９ ＲＡＭ
２０ サーボＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ バス
２３ インターフェイス
２４ 不揮発性メモリ
２５ ＣＮＣ用ＣＰＵ
２６ ＣＲＴ表示回路
２７ ＲＯＭ
２８ ＲＡＭ
２９ ディスプレイ付手動データ入力装置
Claims (4)
- 良品成形時において設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となる射出動作のタイミングを検出し、該タイミングから所定時間だけ離れた幾つかの時点を製品良否判別点として設定することを特徴とした射出成形機における製品良否判別点設定方法。
- 良品成形時において設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となる射出動作のスクリュー位置を検出し、該スクリュー位置から所定距離だけ離れた幾つかのスクリュー位置を製品良否判別点として設定することを特徴とした射出成形機における製品良否判別点設定方法。
- 良品成形時において所定周期毎に射出圧力をサンプリングし、設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となるサンプリングタイミングを検出し、該サンプリングタイミングから所定時間だけ離れた幾つかのサンプリングタイミングを製品良否判別点として設定することを特徴とした射出成形機における製品良否判別点設定方法。
- 良品成形時において所定周期毎に射出圧力とスクリュー位置をサンプリングし、設定された良否判別区間内で射出圧力が最大となるスクリュー位置を検出し、該スクリュー位置から所定距離だけ離れた幾つかのスクリュー位置を製品良否判別点として設定することを特徴とした射出成形機における製品良否判別点設定方法。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP14347696A JP3689177B2 (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 射出成形機における製品良否判別点設定方法 |
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| JPH09300418A (ja) | 1997-11-25 |
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