JP3761429B2 - 射出成形機を用いた樹脂評価方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂の特性を検出、分析し評価する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機等で成形加工をする場合、多量の成形条件を設定しなければならず、これら成形条件の最適値を設定し良成形品を得るには、経験と多大な時間を必要とする。又、成形を行う際に樹脂の種類が同一でも、製造ロット間で樹脂特性のバラツキがあり、それが原因となって不良成形が発生する場合があった。
【０００３】
また、近年、良品を成形したときの圧力変化に追従するように、制御系のゲインを学習しながら圧力をサーボモータの速度で制御する圧力波形追従制御が開発されている。この制御では、同一ロッド内での樹脂の溶融変動を吸収し、成型の安定性を確保することができる。しかし、この制御では樹脂の温度特性が大きく変化した場合、補正する速度が大きくなりすぎて成形不良の原因となる可能性があるので、補正量に限界を設定しておく必要がある。これは、この制御が樹脂の圧力特性に関する速度特性と温度特性の内、速度特性だけに着目しているためであるものと推定される。この制御の適用範囲を広げるためには、樹脂の圧力特性と速度及び温度特性の関係を明確にし、温度特性を制御に取り込む必要がある。
従来、樹脂の流動特性を取得する方法としては、特殊な樹脂特性測定装置を利用して剪断速度に対する粘度等の樹脂特性を測定する方法が公知である。
又、このような特殊な装置を使用せず、成形機を使用して直接樹脂の特性の違いを判定する場合には、成形時の圧力波形を求めこの圧力波形を比較することによって樹脂特性の変化を判断するしか方法がなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
成形時の圧力波形を比較することによって、ロット間の樹脂特性の違いを判別する方法は、相対的な樹脂の違いしか分からず、樹脂特性それ自体を把握できないという問題があった。又、特殊な樹脂特性測定装置で樹脂特性を測定する方法は、実際に成形機が成形作業を行っているときと同様な状態、すなわち溶融樹脂温度が高温で射出速度が高速の状態を作り出すことが困難なため、実際に利用可能な測定結果を得られなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するために、成形機を利用して、樹脂特性を測定する方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１〜請求項６に係る発明は、射出成形機の樹脂評価方法であって、請求項１に係わる発明は、射出速度及び樹脂温度条件を含む解析条件を設定し、該条件下で射出を行うことによって得られるスクリュ位置と樹脂圧力の関係又は射出開始からの経過時間と樹脂圧力の関係、および樹脂圧力を速度又は流量のべき乗と樹脂温度の指数関数で表した数式に基づいて、前記数式の速度又は流量のべき乗の指数から樹脂圧力の速度又は流量依存度を求め、及び／又は前記数式の係数と指数関数の指数から樹脂圧力の樹脂温度依存度を求め樹脂を評価できるようにした。
【０００７】
請求項２に係わる発明は、自動的に樹脂温度を順次変えるとともに、各樹脂温度において射出速度を順次変えて射出を所定回数行い、各射出時における射出圧力を検出し、各射出毎の射出圧力、射出速度、樹脂温度の各データを求め、求められた各射出による射出圧力、射出速度、樹脂温度の組みデータ、および樹脂圧力を速度又は流量のべき乗と樹脂温度の指数関数で表した数式に基づいて、自動的に前記数式の速度又は流量のべき乗の指数から樹脂圧力の速度又は流量依存度を求め、及び／又は前記数式の係数と指数関数の指数から樹脂圧力の樹脂温度依存度を求めることによって、樹脂の評価をするようにした。更に、請求項３に係わる発明は、各射出時に、所定周期毎にスクリュ位置、射出圧力を検出し、スクリュ位置の関数として若しくは時間の関数として前記樹脂圧力と樹脂温度及び射出時の速度又は流量の相互依存の関係を示す前記数式を求めるようにした。
【０００８】
又、請求項４に係わる発明は各射出時に、設定スクリュ位置若しくは設定射出開始からの経過時間における射出圧力を検出し、各射出毎の射出圧力、射出速度、樹脂温度の各データを求め、樹脂圧力と樹脂温度及び射出時の速度又は流量の相互依存の関係を求めるようにした。
請求項５に係わる発明は、上記各発明における射出を、金型を取り付けずに樹脂を空中に射出するエアショットで行うものとした。又、請求項６に係わる発明は、請求項１に係る発明において、前記スクリュ位置と樹脂圧力又は射出開始からの経過時間と樹脂圧力の関係は、設定されたスクリュ位置における樹脂圧力又は設定経過時間における樹脂圧力の関係としたものである。
【００１０】
請求項７〜１３に係る発明は、射出成形機を用いた樹脂評価装置であって、請求項７に係わる発明は、樹脂の特性を評価するための射出速度及び樹脂温度条件を含む解析条件を設定する手段と、該解析条件下で射出を行うことによって、設定スクリュ位置又は射出開始からの設定経過時間での樹脂圧力を検出する手段と、該設定スクリュ位置又は設定経過時間での検出樹脂圧力及び前記射出速度、樹脂温度、および樹脂圧力を速度又は流量のべき乗と樹脂温度の指数関数で表した数式による相互依存関係式に基づいて、前記数式の速度又は流量のべき乗の指数から樹脂圧力の速度又は流量依存度を求め、及び／又は前記数式の係数と指数関数の指数から樹脂圧力の樹脂温度依存度を求める手段とを備えた射出成形機を用いた樹脂評価装置。
【００１１】
請求項８に係わる発明は、請求項７に係わる発明において、樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度を求める手段を、射出成形機に設ける代わりに射出成形機外部に設け、射出成形機を前記解析条件下で駆動し射出を行うことによって得られた、スクリュ位置データ又は射出開始からの経過時間データ、樹脂温度データ、射出速度データ、樹脂圧力データを該手段に入力して樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度を求めるようにしたものである。
【００１２】
請求項９に係わる発明は、請求項８に係わる発明において、スクリュ位置データ又は射出開始からの経過時間データ、樹脂温度データ、射出速度データ、樹脂圧力データの代わりに、射出速度データ、樹脂温度データ及び設定されたスクリュ位置又は設定経過時間における検出樹脂圧力データを前記樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度を求める手段に入力するようにしたものである。
【００１４】
請求項１０に係わる発明は、設定された複数の樹脂温度毎に設定された複数の射出速度で順次射出をおこなうよう射出を制御する制御手段と、各射出時の射出圧力データを検出する手段と、各射出時の樹脂温度、射出速度及び検出射出圧力を１組としてそれぞれ記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されたデータおよび樹脂圧力を速度又は流量のべき乗と樹脂温度の指数関数で表した数式による相互依存関係式に基づいて、前記数式の速度又は流量のべき乗の指数から樹脂圧力の速度又は流量依存度を求め、及び／又は前記数式の係数と指数関数の指数から樹脂圧力の樹脂温度依存度を求める手段を備えた射出成形機を用いた樹脂評価装置である。請求項１１に係わる発明は、この請求項１０に係わる発明において、射出圧力データを検出する手段は、射出時に所定周期毎に射出圧力を検出すると共にスクリュ位置をも検出し、前記記憶手段はスクリュ位置をも記憶し、前記樹脂温度及び射出時の速度又は流量の相互依存の関係を求める手段は、スクリュ位置の関数として樹脂における樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度を求めるようにしたものである。又、請求項１２に係わる発明は、前記射出圧力データを検出する手段により、各射出時に、設定スクリュ位置若しくは設定射出開始からの経過時間における射出圧力を検出するものとした。
【００１５】
更に、請求項１３に係わる発明は、得られた樹脂における樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度に基づいて、射出速度若しくは流量と射出圧力の関係及び／又は樹脂温度と射出圧力の関係を表示する表示手段を備えるものとした。
【００１７】
【発明の実施の形態】
電動式射出成形機（少なくとも、スクリュを軸方向に駆動するサーボモータによって、射出を行う射出成形機）を用い、樹脂としてＰＭＭＡを使用し、金型を取り付けずに樹脂を射出するエアショットを行って、所定スクリュ位置毎の射出圧力を測定した。まず、射出速度ｖを一定として、樹脂温度Ｔを変えてエアショットを行い、各スクリュ位置における射出圧力Ｐを測定した結果の例を図１（速度一定、温度、位置、圧力関係図）に示す。この図１に示す例は、射出速度ｖが６０ｍｍ／ｓで、樹脂温度（加熱シリンダの全ゾーンの温度）Ｔを２４０゜Ｃ、２５０゜Ｃ、２６０゜Ｃ、２７０゜Ｃ、２８０゜Ｃに変えて測定した例を示している。
【００１８】
次に、樹脂温度Ｔを一定として、射出速度ｖを３ｍｍ／ｓ、１５ｍｍ／ｓ、３０ｍ／ｓ、６０ｍｍ／ｓ、９０ｍｍ／ｓと変えて測定した。その結果が図２（温度一定、速度、位置、圧力関係図）である。また、他の樹脂についても同様な実験を行ったが、他の樹脂についても、図１、図２に示すような特性曲線のデータを得た。
【００１９】
図１により、スクリュ位置Ａ１＝１０ｍｍ、Ａ２＝２０ｍｍ、Ａ３＝３０ｍｍ、Ａ４＝４０ｍｍ、Ａ５＝５０ｍｍ、Ａ６＝５７．５ｍｍにおける射出圧力Ｐと樹脂温度Ｔの関係を求めると図３となる。この図３から分かるように、射出圧力Ｐは樹脂温度Ｔの上昇に伴い指数関数的に減衰し、スクリュ位置ｘの関数となっていることが分かる。このことから、射出圧力Ｐ（Ｔ，ｘ）と樹脂温度Ｔ及びスクリュ位置ｘの関係は次の（１）式で表されると推定できる。
Ｐ(T,x)＝ｃ(x)ｅ−α（ｘ）Ｔ ・・・（１）
なお、（１）式において、ｃ（ｘ）は、比例係数、α（ｘ）は温度係数である。
【００２０】
また、図２より、上記スクリュ位置Ａ１〜Ａ６における射出圧力Ｐと射出速度ｖの関係を求めると図４となる。この図４から分かるように、射出圧力Ｐは射出速度ｖの上昇に伴いべき関数的に増加し、スクリュ位置ｘの関数となっていることが分かる。このことから、射出圧力Ｐ（ｖ（ｘ），ｘ）と射出速度ｖ（ｘ）及びスクリュ位置ｘの関係は次の（２）式で表されると推定できる。
【００２１】
Ｐ(v(x),x)＝ｄ(x)ｖ(x)β（ｘ） ・・・（２）
一方、前記１式を対数表現すると次の３式となる。
【００２２】
logＰ(T,x)＝logｃ(x)−α(x)Ｔ ・・・（３）
そして、図５は、図３の縦軸（射出圧力Ｐ）を上記（３）式のように対数表現して表したものである。各樹脂温度Ｔとも非常に良い直線性を示している。
【００２３】
同様に、上記２式を対数表現すると次の（４）式となる。
logＰ(v(x),x)＝log(x)＋β(x)logｖ(x) ・・・（４）
また、図６は、図４の縦軸（射出圧力Ｐ）を対数表現して表したものであり、この場合も直線性を良く示している。
射出圧力Ｐと樹脂温度Ｔおよび射出速度ｖの関係を視覚的に判断するため，図５と図６を３次元化したのが図７である。この図７が示すように270℃，3mm/s近傍では少し歪んではいるが，射出圧力Ｐと樹脂温度Ｔ、そして射出速度ｖは１つの平面で示されることがわかる。すなわち、樹脂温度Ｔと射出速度ｖはまったく独立に表わすことができると考えられる。このためこの平面の関係は（３）式と（４）式の和として（５）式のように表わすことができる。
logＰ(T,x)＋logＰ(v(x),x)＝log［Ｐ(T,x)×Ｐ(v(x),x)］ ・・（５）
よって、
ＰＶＴ(T,v(x),x)＝Ｐ(T,x)×Ｐ(v(x),x) ・・・・（６）
（なお、ＰＶＴは、射出速度と樹脂温度に関係する射出圧力を示す。）
と考えることができるから（１）式、（２）式、（６）式から，任意のスクリュ位置に対する射出圧力の射出速度および樹脂温度の相互依存関係関数を（７）式で示すことが可能である。
【００２４】
そこで、再び温度と射出速度を独立的に作用させるために、上記（７）式に対してlogを取り線形化すると次の（８）式となる。
【００２５】
logＰＶＴ(T,v(x),x)＝logＡ(x)−α(x)Ｔ＋β(x)logｖ(x) ・・・（８）
上記（８）式において、「β(x)」は射出圧力（樹脂圧力）に影響を与える速度依存度を、又、「logＡ(x)−α(x)Ｔ」は樹脂の温度依存度を表す。
上記（８）式において、
π＝logＰＶＴ(T,v(x),x)
σ＝logＡ(x)
ω＝logｖ(x)
とおくと、上記（８）式は次の（９）式となる。
【００２６】
π＝σ−α(x)Ｔ＋β(x)ω・・・・（９）
ここで、射出圧力（樹脂圧力）Ｐ（＝ＰＶＴ）は、ノズル先端に取り付けてノズル先端における樹脂圧力を検出する圧力センサ、又は、スクリュに取り付けられスクリュに加わる樹脂からの圧力を検出する圧力センサからの検出圧力とし、又、射出速度ｖは、設定射出速度若しくは実際に測定した射出速度、樹脂温度Ｔは設定ノズル温度又はシリンダ温度か実際に温度センサで測定したノズル又はシリンダ温度の測定値とし、解析条件として温度Ｔ、射出速度ｖを変えて、例えばノズル部を開放状態にして射出し、各射出毎にこれらの値を求め、これら値の組み（Ｐ、ｖ、Ｔ）に対応する（π、ω、Ｔ）を求め、この複数の組み（π、ω、Ｔ）から、次の（１０）式で示される線形最小２乗法によりパラメータσ、α（ｘ）、β（ｘ）を求める。
【００２７】
【数１】
【００２８】
なお、ｉは求めたデータの組みの数を示すものであり、射出速度や樹脂温度を変えてＮ回の射出を行いｉ＝１〜Ｎで、Ｎ個の測定値の組み（Ｐｉ、ｖｉ、Ｔｉ）が得られ、それより（πｉ、ωｉ、Ｔｉ）の組みを得るものである。
最小２乗法の係数計算式にのっとって、
【００２９】
【数２】
【００３０】
【数３】
【００３１】
【数４】
【００３２】
上記（１１）〜（１３）式から、３元連立方程式として、σ（＝logＡ（ｘ）、α（ｘ）、β（ｘ）を求めることができる。これにより、射出圧力（樹脂圧力）の速度依存度β（ｘ）、樹脂温度依存度（logＡ（ｘ）−α（ｘ）Ｔ）を求め樹脂特性を評価する。
【００３３】
又、上記相互依存関係関数の（７）式は、シリンダの断面積を考慮して速度によって流量が表される場合に適用されるもので、樹脂流量Ｑと樹脂の温度Ｔと射出圧力（樹脂圧力）Ｐの相互依存関係関数は次の（１４）式となる。なお、この流量Ｑは、射出時の樹脂流量で射出速度にシリンダの断面積をかけた数値に等しいものである。
【００３４】
ＰＱＴ(T,Q(x),x)＝Ｂ(x)Ｑ(x)γ（ｘ）ｅ−α（ｘ）Ｔ・・・・・・（１４）
（なお、ＰＱＴは、樹脂流量と樹脂温度に関係する射出圧力を示す。）
（１４）式をlog を取り線形化すると次の（１５）式となる。
【００３５】
logＰＱＴ(T,Q(x),x)＝logＢ(x)＋γ(x)logＱ(x)−α(x)Ｔ・・・・（１５）
上記（１５）式において、「γ(x)」は射出圧力（樹脂圧力）に影響を与え流量依存度を、又、「logＢ(x)−α(x)Ｔ」は樹脂の温度依存度を表す。
上記（１５）式において、
π＝logＰＱＴ(T,Q(x),x)
σ＝logＢ(x)
ω＝logＱ(x)
とおくと、
π＝σ＋γ(x)ω−α(x)Ｔ・・・・（１６）
ノズル部を開放状態にして、解析条件として樹脂温度Ｔ、射出速度ｖを変えてＮ回（ｉ＝１〜Ｎ）の射出を行い、各射出毎の樹脂温度Ｔ、射出速度ｖ、射出圧力（樹脂圧力）Ｐを求め、かつ射出速度ｖにシリンダ断面積を乗じて流量Ｑを求め、これら値の組みＮ個のデータの組み（Ｐｉ、Ｑｉ、Ｔｉ）を求め、さらにこれより、（πｉ、ωｉ、Ｔｉ）を得る。そして、このＮ回（ｉ＝１〜Ｎ）の射出データの組み（πｉ、ωｉ、Ｔｉ）から、線形最小２乗法によりパラメータσ、γ(x)、β(x)を求める。
【００３６】
【数５】
【００３７】
最小２乗法の計数計算式にのっとって、
【００３８】
【数６】
【００３９】
【数７】
【００４０】
【数８】
【００４１】
上記（１８）〜（２０）式から、３元連立方程式として、σ（＝logＢ(x)）、γ(x)、α(x)を求めることができる。これにより、射出圧力（樹脂圧力）の流量依存度γ(x)、樹脂温度依存度（logＢ(x)−α(x)Ｔ）を求め樹脂特性を評価する。
【００４２】
図８は、本発明の樹脂評価方法を実施する樹脂評価装置の一部、若しくは評価装置自体を構成する射出成形機の制御装置１の一実施形態のブロック図である。
制御装置１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ＣＰＵ２１、サーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボ用ＣＰＵ２２、および、Ａ／Ｄ変換器１２を介して射出成形機本体側に設けられた射出圧等の各種圧力を検出するセンサからの信号をサンプリング処理を行ってＲＡＭ１４に格納する圧力モニタ用ＣＰＵ２０を有する。特に、本発明と関係して、スクリュに取りつけられ、スクリュに加わる溶融樹脂からの圧力である射出圧力を検出するロードセル等の圧力センサ（図示せず）からの信号が入力され、ＲＡＭ１４に記憶されると共に、後述するように、樹脂評価のためのデータテーブルＴｂ−１にもこの射出圧力データは記憶されるようになっている。又、バス３０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。
【００４３】
ＰＭＣ用ＣＰＵ２１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ＲＯＭ１５および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１６が接続され、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５には、射出成形機を全体的に制御する自動運転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。
【００４４】
また、サーボ用ＣＰＵ２２には、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ１７やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１８が接続されている。圧力モニタ用ＣＰＵ２０には、該圧力モニタ用ＣＰＵ２０が行う制御の制御プログラムを記憶したＲＯＭ１３および、前述した、各種センサが検出した圧力等を記憶するＲＡＭ１４が接続されている。
【００４５】
更に、サーボ用ＣＰＵ２２には、該ＣＰＵ２２からの指令に基いて型締用，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１０を駆動するサーボアンプ１９が接続され、各軸のサーボモータ１０に取付けられた位置・速度検出器１１からの出力がサーボＣＰＵ２２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１１からの位置のフィードバック信号に基いてサーボＣＰＵ２２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８においては射出軸（スクリュを軸方向に駆動する軸）を駆動するサーボモータ１０と該サーボモータ１０に取り付けられ、該サーボモータの回転位置によって、スクリュ位置・速度を検出する位置・速度検出器１１についてのみ示しているが、クランプ用，エジェクタ用等の各軸の構成は皆これと同様である。
【００４６】
インターフェイス２３は射出成形機本体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り、本願発明に関して特に、射出成形機のシリンダ及びノズルに取り付けられた温度センサ（図示せず）からの温度検出信号が入力されるようになっている。
【００４７】
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３０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。なお、表示装置としては液晶を用いたものでもよい。又バス３０には通信インターフェイス３１が接続され、該通信インターフェイス３１を介してパーソナルコンピュータ（以下パソコンという）が接続可能にされている。
【００４８】
不揮発性メモリで構成されるデータ保存用ＲＡＭ２４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。又、本発明と関係して、該データ保存用ＲＡＭ２４には後述する樹脂特性を評価するための測定データである、サンプリング時毎の射出圧力、スクリュ位置、さらには、射出速度、樹脂温度（ノズル温度、シリンダ温度）を記憶するデータテーブルＴｂ−１又は後述するデータテーブルＴｂ−２がこのデータ保存用ＲＡＭ２４に設けられている。
【００４９】
以上の構成により、ＰＭＣ用ＣＰＵ２１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データ保存用ＲＡＭ２４に格納された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ＣＰＵ２２は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検出器１１で検出された位置および速度のフィードバック信号等に基いて、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。
【００５０】
上述した構成は従来の電動式射出成形機の制御装置と変わりはなく、本発明の樹脂評価装置は、この射出成形機の制御装置自体若しくは、この制御装置とパソコンで構成される。
そこで、まず、この射出成形機の制御装置１とパソコンで樹脂評価装置を構成するときの本発明の第１の実施形態について説明する。
【００５１】
図９は、樹脂を評価するためのデータを取得するための射出成形機の制御装置のＰＭＣ用ＣＰＵ２１が実施する処理のフローチャートである。なお、ＰＭＣ用ＣＰＵ２１以外の圧力モニタ用ＣＰＵ２０、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５でこの処理を行ってもよく、動作処理に余裕のあるＣＰＵで実行させるものである。
【００５２】
まず、樹脂評価を行う日時、成形機の種類、シリンダの断面積、樹脂の種類、樹脂のロット番号、成形条件（この成形条件も解析条件の一つ）、さらに、樹脂評価を行うための解析条件としての樹脂温度を変えるためにシリンダ温度（及び／又はノズル温度）を複数設定する。この実施形態ではＩ個の樹脂温度ＴＣｉ（ｉ＝０〜Ｉ−１）を設定する。又、解析条件としての射出速度を変えるためにＪ個の射出速度Ｖｊ（ｊ＝０〜Ｊ−１）を設定しておく。
【００５３】
そして、射出成形機のノズル部を開放状態にして、ＣＲＴ／ＭＤＩ２９より樹脂評価指令を入力すると、まず、圧力モニタ用ＣＰＵ２０は、先に設定記憶されている樹脂評価を行う日時、成形機の種類、樹脂の種類、シリンダの断面積、樹脂のロット番号、成形条件を読み出し、樹脂評価データとしてデータ保存用ＲＡＭ２４に記憶すると共に（ステップＡ１）、設定されている最大射出時間に相当するサンプリング数Ｍをセットする（ステップＡ２）。そして、指標Ｎ、ｉ、ｊを「０」にセットし（ステップＡ３）、まず、指標ｉで示される樹脂温度ＴＣｉを読み出しシリンダ（及び／又はノズル温度）の設定温度とする（ステップＡ４）。そして、この図９で示すフローチャートでは省略しているが、シリンダ（及び／又はノズル）に取り付けられた温度センサから検出される温度がこの設定樹脂温度ＴＣｉに達すると、指標ｊで示される射出速度Ｖｊを読み出し射出条件の射出速度としてセットし（ステップＡ５）、サンプリング回数を計数するカウンタｍを「０」にセットし射出開始させる（ステップＡ６）。
【００５４】
次に、射出成形機のスクリュに取り付けられ、該スクリュに加わる樹脂からの圧力（射出圧力）を検出するロードセル等の圧力検出器からの検出圧力をＡ／Ｄ変換器１２を介して圧力モニタＣＰＵ２０が読み込んだ射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒと、サーボＣＰＵが位置・速度検出器１１からのフィードバック信号により検出し現在位置記憶レジスタに記憶しているスクリュの現在位置ＳＰを読み取りレジスタにカウンタｍの値に合わせてＰｒ（ｍ）、ＳＰ（ｍ）として格納し（ステップＡ８）、カウンタｍの値が設定値Ｍに達したか判断する（ステップＡ９）。達していなければ、カウンタｍを「１」インクリメントし（ステップＡ１０）、ステップＡ７に戻る。以下サンプリング周期毎、ステップＡ７〜ステップＡ１０の処理を繰り返し、射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒとスクリュ位置ＳＰを各サンプリング周期毎レジスタに記憶する。
【００５５】
カウンタｍの値が設定されている最大射出時間に対応するサンプリング数Ｍに達すると、現在の指標Ｎの値、現在設定されている樹脂温度ＴＣｉ、射出速度Ｖｊ、カウンタｍの値、レジスタに記憶する射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒ（０）〜Ｐｒ（Ｍ）、スクリュ位置ＳＰ（０）〜ＳＰ（Ｍ）をデータ保存用ＲＡＭ２４内に設けられたテーブルＴｂ−１に図１２に示すように格納する（ステップＡ１１）。
その後、指標Ｎ、ｊをそれぞれ「１」インクリメントし（ステップＡ１２、Ａ１３）、指標ｊが設定値である射出速度の数Ｊに達したかを判断し（ステップＡ１４）、達していなければ、ステップＡ５に戻り、指標ｊの値で示される設定射出速度Ｖｊにセットし、前述したステップＡ６以下の処理を行う。
【００５６】
以下、指標ｊが設定値Ｊに達するまで、ステップＡ５〜Ａ１４の処理を繰り返し実行し、図１２に示すデータテーブルＴｂ−１が作成されることになる。
【００５７】
一方、指標ｊの値が設定値Ｊに達すると、指標ｉを「１」インクリメントし（ステップＡ１５）、該指標ｉが設定値Ｉに達しているか判断し（ステップＡ１６）、達していなければ、指標ｊを「０」にセットし（ステップＡ１７）、ステップＡ４に戻り、樹脂温度（シリンダ温度）を次の温度すなわちＴＣｉにセットし、温度センサから該温度に達したことが検出されると、前述したステップＡ５以下の処理を開始する。
【００５８】
以下、指標ｉが設定値Ｉに達するまで、上述したステップＡ４〜ステップＡ１７までの処理を繰り返し実行し、図１２に示すテーブルＴｂ−１を作成する。
【００５９】
すなわち、指標Ｎ毎に、樹脂温度ＴＣｉ、射出速度Ｖｊ、サンプリング時間をカウントするカウンタｍの値、射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒ（０）〜Ｐｒ（Ｍ）、スクリュ位置ＳＰ（０）〜ＳＰ（Ｍ）が記憶される。そして、１つの樹脂温度ＴＣｉに対して射出速度はＶ（０）〜Ｖ(J-1)まで変化し、１つの樹脂温度ＴＣｉとＪ個の射出速度Ｖｊの組み合わせに対して、時間としてのカウンタｍの値が０〜Ｍ、射出圧力、スクリュ位置のデータがそれぞれＰｒ（０）〜Ｐｒ（Ｍ）、スクリュ位置ＳＰ（０）〜ＳＰ（Ｍ）となる。指標Ｎが０〜（ＩＪ−１）までの、（Ｉ×Ｊ）個のこれらデータの組み合わせが、このテーブルＴｂ−１に記憶されることになる。
【００６０】
こうして、樹脂評価のためのデータ収集処理が終了すると、データテーブルＴｂ−１に記憶したデータ及び、予め記憶設定されている樹脂評価の日時、成形機の種類、シリンダの断面積、樹脂の種類、樹脂のロボット番号、成形条件を通信インターフェイス３１を介して、外部のパソコンに送信される。
【００６１】
パソコンでは、樹脂評価を射出速度を用いて評価するか、流量を用いて評価するかを選択し、かつ、射出圧力（樹脂圧力）を選択する要因を、スクリュ位置か時間かを選択する。この射出圧力（樹脂圧力）の選択は、樹脂特性を評価するに適した任意のスクリュ位置又は時間を設定するもので、例えば、射出を完了し保圧開始に相当するようなスクリュ位置又は時間を選択する。
【００６２】
射出圧力（樹脂圧力）を選択する要因をスクリュ位置としてその位置がセットされたときには、このセットされたスクリュ位置に対応する位置（一番近い位置）ＳＰをデータテーブルＴｂ−１から選択し、この選択位置に対応する射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを選出する。若しくは、内挿分割して設定位置に対応する射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを求める。そして、前述同様にＮ個の射出圧力（樹脂圧力）、射出速度、樹脂温度の組み合わせ（Ｐｒ、Ｖ、ＴＣ）（＝（Ｐ、ｖ、Ｔ））を決める。
【００６３】
また、時間が選択され、その時間（射出開始からの経過時間）が設定されると、この設定時間に合うカウンタｍの値における射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒ（ｍ）が読み出され、Ｎ個の射出圧力（樹脂圧力）、射出速度、樹脂温度の組み合わせ（Ｐｒ、Ｖ、ＴＣ）が決まる。
【００６４】
そして、樹脂評価をするために、射出速度を用いることが選択された場合には、上記Ｎ個の射出圧力（樹脂圧力）、射出速度、樹脂温度の組み合わせ（Ｐｒ、Ｖ、ＴＣ）に基づいて、上記（１１）〜（１３）式からなる３元連立方程式をとき、σ（＝logＡ(x)）、α(x)、β(x)を求め、射出圧力（樹脂圧力）の速度依存度β(x)、樹脂温度依存度（logＡ(x)−α(x)Ｔ）を求め樹脂特性を評価すると共に、上記（７）式からなる樹脂の温度と射出速度と射出圧力（樹脂圧力）の相互依存関係関数を求める。
【００６５】
又、樹脂評価をするために、流量を用いることが選択された場合には、射出速度にシリンダ断面積を乗じて流量Ｑを求め、Ｎ個の射出圧力（樹脂圧力）、流量、樹脂温度の組み合わせ（Ｐｒ、Ｑ、ＴＣ）を得る。その後、上記（１８）〜（２０）式からなる３元連立方程式を解き、σ（＝logＢ(x)）、γ(x)、α(x)を求め、射出圧力（樹脂圧力）の流量依存度γ(x)、樹脂温度依存度（logＢ(x)−α(x)Ｔ）を求め樹脂特性を評価できるようにし、上記（１４）式からなる樹脂の温度と射出速度と射出圧力（樹脂圧力）の相互依存関係関数を求める。
【００６６】
上述した第１の実施形態では、射出開始から所定サンプリングタイム毎に射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒ（ｍ）、スクリュ位置ＳＰ（ｍ）を採取し、このデータをパソコンに送るようにしたが、後述するような第２，第３の実施形態のように、予め射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを検出するスクリュ位置、時間（射出開始からの経過時間）、を決めておき、この決められたスクリュ位置又は時期においてのみ射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを検出記憶するようにすれば、Ｎ個の射出圧力（樹脂圧力）、射出速度、樹脂温度の組み合わせ（Ｐｒ、Ｖ、ＴＣ）がパソコンに送信されることになり、このデータを用いてパソコンは解析すればよいことになる。
【００６７】
上述した第１の実施形態は樹脂評価のためのデータ収集とデータ解析を分離し、データ解析を射出成形機該のパソコンで行うようにしたが、次に説明する第２、第３の実施形態は、射出成形機でデータ収集もデータ解析も行うようにしたものである。
【００６８】
図１０は、この第２の実施形態における射出成形機の制御装置１におけるＰＭＣ用ＣＰＵ２１が実行する樹脂評価処理のフローチャートである。（ステップＢ１、Ｂ２、Ｂ４の処理は第１の実施形態におけるステップＡ１、Ａ２，Ａ３の処理と同一であり、説明を省略する。この第２の実施形態では、ステップＢ３において、予め設定されている射出圧力（樹脂圧力）を検出するスクリュ位置ＳＰｓ（＝Ｘｓ）をセットする点が加わっている。又、シリンダに指標ｉで示される設定温度ＴＣｉをセットし、温度センサで検出される樹脂温度（シリンダ温度）がこの設定温度ＴＣｉに達するまで待ち、指標ｊで示される設定射出速度Ｖｊを設定し、サンプリングタイムを計数するカウンタｍを「０」にして射出を開始するステップＢ５〜Ｂ７の処理は第１の実施形態のステップＡ４〜Ａ６の処理と同一であり、詳細な説明は省略する。
【００６９】
射出が開始されると、射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒ、スクリュ位置ＳＰ（＝ｘ）を読み取り（この点も第１の実施形態のステップＡ７の処理と同一）（ステップＢ８）、読み取ったスクリュ位置ＳＰ（＝ｘ）が設定位置ＳＰｓ（＝Ｘｓ）以下か判断する（ステップＢ９）。スクリュ位置の座標系は、シリンダの先端点が原点とされ反射出方向がプラス方向とされてることから、ＳＰ＞ＳＰｓで検出スクリュ位置ＳＰが設定位置ＳＰｓより大きいときには、スクリュは設定スクリュ位置ＳＰｓまで達していないことを意味する。この場合は、カウンタｍの値が設定されている最大射出時間に相当するサンプリング回数Ｍに達しているか判断し（ステップＢ１０）達していなければ、カウンタｍを「１」インクリメントし（ステップＢ１１）、ステップＢ８に戻る。以下サンプリング周期毎にステップＢ８〜Ｂ１１の処理を繰り返し実行する。
【００７０】
読み取ったスクリュ位置ＳＰが設定位置ＳＰｓ以下と判断されると（ステップＢ９）、データ保存用ＲＡＭ２４に設けられている図１３に示すようなデータテーブルＴｂ−２に、現在の指標Ｎの値、ステップＢ５で設定している現在の樹脂温度（シリンダ温度）ＴＣｉ、ステップＢ６で設定している現在の射出速度Ｖｊ、ステップＢ８で読み取った射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを書き込み記憶する（ステップＢ１２）。
【００７１】
そして、指標Ｎ、ｊを「１」インクリメントし（ステップＢ１３、Ｂ１４）、指標ｊが設定値Ｊに達しているか判断し（ステップＢ１５）、達していなければ、ステップＢ６に戻り次の射出速度、すなわち指標ｊで示される射出速度Ｖｊをセットし射出を行い、ステップＢ７以下の前述した処理を行う。このようにして指標ｊが設定値Ｊに達した時点では、指標Ｎが０〜（Ｊ−１）、樹脂温度（シリンダ温度）はＴＣ０、射出速度がＶ０〜Ｖ(J-1)、検出射出圧力Ｐｒ0〜Ｐｒ(J-1)のデータがテーブルＴｂ−２に記憶されることになる。
【００７２】
指標ｊが設定値Ｊに達したことが検出されると、指標ｉを「１」インクリメントし（ステップＢ１６）、該指標ｉが設定値Ｉに達しているか判断し（ステップＢ１７）、達していなければ、指標ｊを「０」にセットして（ステップＢ１８）、ステップＢ５に戻る。シリンダに次の温度、すなわち指標ｉで示される温度ＴＣｉをセットし、該温度に樹脂温度（シリンダ温度）が達するまで待った後、前述したステップＢ６以下の処理を行う。以下、指標ｉが設定値Ｉに達するまでステップＢ５〜Ｂ１７の処理を行い設定値Ｉに達すると、ステップＢ１７からステップＢ１９へ移行する。この時点では、図１３に示すようにデータテーブルＴｂ−２には、指標Ｎが０〜（Ｉ×Ｊ−１）まで変化し、それそれに樹脂温度（シリンダ温度）ＴＣ、射出速度Ｖ、射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒが記憶されることになる。
【００７３】
このデータテーブルＴｂ−２のデータに基づいて、ステップＢ１９では、樹脂評価の解析を行う。この場合、射出速度で解析を行うよう設定されていれば、データテーブルＴｂ−２に記憶されているＮ個の射出圧力（樹脂圧力）、射出速度、樹脂温度（シリンダ温度）の組み合わせ（Ｐｒ、Ｖ、ＴＣ）に基づいて、上記（１１）〜（１３）式からなる３元連立方程式をとき、σ（＝logＡ(x)）、α(x)、β(x)を求め、射出圧力（樹脂圧力）の速度依存度β(x)、樹脂温度依存度（logＡ(x)−α(x)Ｔ）を求め樹脂特性を評価すると共に、上記（７）式からなる樹脂の温度と射出速度と射出圧力（樹脂圧力）の相互依存関係関数を求め、この速度依存度β(x)、樹脂温度依存度（logＡ(x)−α(x)Ｔ）、相互依存関係関数を表示装置の画面に表示して、この樹脂評価処理を終了する。
【００７４】
又、樹脂評価をするために、流量を用いることが選択された場合には、射出速度にシリンダ断面積を乗じて流量Ｑを求め、Ｎ個の射出圧力（樹脂圧力）、流量、シリンダ（樹脂）温度の組み合わせ（Ｐｒ、Ｑ、ＴＣ）を得る。その後、上記（１８）〜（２０）式からなる３元連立方程式を解き、σ（＝logＢ(x)）、γ(x)、α(x)を求め、射出圧力（樹脂圧力）の流量依存度γ(x)、樹脂温度依存度（logＢ(x)−α(x)Ｔ）を求め樹脂特性を評価できるようにし、上記（１４）式からなる樹脂の温度と射出速度と射出圧力（樹脂圧力）の相互依存関係関数を求め、流量依存度γ(x)、樹脂温度依存度（logＢ(x)−α(x)Ｔ）、相互依存関係関数を表示装置の画面に表示して、この樹脂評価処理を終了する。
【００７５】
図１４、図１５は、上記（７）式による演算結果と実際の測定値を表示したものである。図１４は、射出速度を一定の６０ｍｍ／ｓにして、樹脂温度Ｔを変えて、スクリュ位置に対する射出圧力を求めたものである。又、図１５は、樹脂温度を２４０゜Ｃと一定にして、射出速度を変えてスクリュ位置に対する射出圧力を求めたものである。
【００７６】
この図１４、図１５から明かのように、計算値と実際の測定値がほぼ合致しており、（７）式は、樹脂の圧力特性と射出速度及び樹脂温度特性の関係を表していることが分かる。よって、この（７）式によって求められる射出圧力（樹脂圧力）の速度依存度β(x)、樹脂温度依存度（logＡ(x)−α(x)Ｔ）により樹脂特性を評価することができる。
【００７７】
図１６は、樹脂の乾燥時間に対する樹脂評価値を示す図で、上述した相互依存関係関数である（８）式により求められた、速度依存度β（ｘ）、樹脂温度依存度（logＡ(x)−α(x)Ｔ）を樹脂の乾燥時間に対して求めたものである。この図１６に示すように、樹脂の乾燥時間によって、速度依存度β（ｘ）、樹脂温度依存度（logＡ(x)−α(x)Ｔ）は変化し、これにともなって、射出圧力（樹脂圧力）Ｐ、射出速度ｖ、樹脂温度Ｔの相互依存関係も変化することを示している。
【００７８】
又、各種樹脂毎に上述した方法により求められた相互依存関係関数の（７）式又は（１４）式を記憶手段に記憶しておき、樹脂を指定することによって、指定された樹脂の相互依存関係関数に基づいて、この関係をグラフ表示するようにして、樹脂特性の把握、成形条件の設定の参考にする。
【００７９】
図１７は、横軸に樹脂温度をとり、射出速度の相違による射出圧力の分布を各種樹脂毎に表示装置の画面に表示させたものである。すなわち、樹脂を指定し、樹脂温度範囲と射出速度を指定することによって、この樹脂温度に対する射出圧力を表示するようにしたものである。図１７に示す例では、樹脂の種類を「ＰＯＭ」、「ＡＢＭ」、「ＰＢＭ」、「ＰＡ６６」を指定し、射出速度を１３０mm/s、１００mm/s、７０mm/s、４０mm/s、１０mm/sを指定し（図１７において、どの樹脂についても一番上が１３０mm/sで、一番下が１０mm/sである）、樹脂温度は異なる範囲を指定した例を示している。
【００８０】
そこで、成形条件を設定するような場合、まず、使用する樹脂について、図１７に示す、樹脂温度に対する射出圧力の関係のグラフをディスプレイ付手動データ入力装置２９やパソコンの表示画面に表示させ、又、他の樹脂に対において、同様にこのグラフを表示させて、使用する樹脂の樹脂温度に対する射出圧力の特性に類似するものかないか探す。類似するものがあれば、成形条件の選択設定の際に、この類似した樹脂に対して設定されている成形条件等を参考にする。
【００８１】
更に、図１４、図１５に示すように、スクリュ位置に対する射出圧力を樹脂温度や、射出速度を変えて（７）式又は（１４）式で演算された結果を表示させ、この表示内容を参考にして成形条件の選択設定を行うことができ、成形条件の設定が容易となる。
【００８２】
又、演算結果に基づいて、図３に示すように、樹脂温度に対する射出圧力を表示させたり、図４に示すように、射出速度に対する射出圧力を表示させることによって、射出圧力に対する樹脂温度の影響度合い、射出圧力に対する射出速度の影響度合い等を視覚的に検出しその影響度を認識することができ、成形条件設定に役立てることができる。
【００８３】
上述した第１，２の実施形態は、スクリュ位置に対する射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを求めていた。このスクリュ位置の代わりに射出開始からの経過時間に基づいて、射出圧力を測定しこれによって、（７）式や（１４）式に示されるような、射出圧力、樹脂温度、射出速度の関係式を求めるようにすることもできる。この射出開始からの経過時間に基づいて求める方法を第３の実施形態として、以下図１１に示すフローチャートと共に説明する。
【００８４】
この第３の実施形態の処理におけるステップＣ１〜Ｃ７までの処理は、第２の実施形態におけるステップＢ１〜Ｂ７までの処理に対応し、この処理の中で、ステップＢ３ではスクリュ位置ＳＰｓがセットされる点が、ステップＣ３では、射出開始からの経過時間ｍｓがセットされる点、及びカウンタｍが射出開始からの時間を計測する点で相違するのみであるので、詳細な説明は省略する。
【００８５】
樹脂温度（シリンダ温度）ＴＣｉ、射出速度Ｖｊがセットされ射出が開始されると（ステップＣ７）、この第３の実施形態では、射出開始からの経過時間を計測するカウンタｍの値が設定値ｍｓに達するまで待つ（ステップＣ８）。設定時間ｍｓになると、射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを読み取り、図１３に示すデータテーブルＴｂ−２に、現在の指標Ｎの値、ステップＣ５で設定している現在の樹脂温度（シリンダ温度）ＴＣｉ、ステップＣ６で設定している現在の射出速度Ｖｊ、ステップＣ９で読み取った射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを書き込み記憶する（ステップＣ１０）。以下の処理のステップＣ１１〜Ｃ１７の処理は第２の実施形態における（ステップＢ１３〜Ｂ１９の処理と同一である。
【００８６】
すなわち、指標Ｎ、ｊを「１」インクリメントし、指標ｊが設定値Ｊになるまで、ステップＣ６〜Ｃ１３の処理を繰り返し実行し、ｊ＝Ｊとなると、指標ｉを「１」インクリメントし、該指標ｉが設定値Ｉになるまで、指標ｊを「０」にセットした後、ステップＣ５以下の処理を繰り返し実行する。そして、ｉ＝Ｉとなった時点では、図１３に示すようなデータテーブルＴｂ−２が完成する。このデータテーブルＴｂ−２のデータに基づいて、ステップＣ１７では、第２の実施形態でのステップＢ１９の処理と同一の処理を行って、相互依存関係関数等を求め表示する。この点は前述した通りであるから説明を省略する。
【００８７】
上述した各実施形態では、樹脂圧力として、スクリュに取り付けられたロードセル等の圧力センサで検出するスクリュに加わる溶融樹脂からの圧力（射出圧力）を用いたが、樹脂の圧力を検出できるようなものであればよく、例えば、シリンダ先端、又はノズル部に設けた圧力センサによって樹脂圧力を検出してこの検出圧力を樹脂圧力としてもよい。また、樹脂温度として上述した各実施形態ではシリンダ温度を用いたが、ノズル温度を樹脂温度としてもよく、樹脂温度を一番よく現すものをこの樹脂温度として用いる。
【００８８】
【発明の効果】
本発明は、射出成形機を用いて、樹脂特性を評価することができ、特別な樹脂特性測定装置を用いる必要がない。しかも、射出成形機を利用した実成形と同じ条件下で樹脂特性の評価が数値化されたデータとして得られるから、従来より簡便な方法で、実際の成形に役立つ樹脂特性データの取得が可能となり、成形品質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】射出速度を一定とし、樹脂温度を変えてエアショットを行い、各スクリュ位置における射出圧力を測定した結果を示す図である。
【図２】樹脂温度を一定として、射出速度を変えてエアショットを行い、各スクリュ位置における射出圧力を測定した結果を示す図である。
【図３】図１により、各スクリュ位置における射出圧力と樹脂温度の関係を求めるた図である。
【図４】図２より、上記スクリュ位置における射出圧力と射出速度の関係を求めるた図である。
【図５】図３の縦軸（射出圧力Ｐ）を対数表現して表した図である。
【図６】図４の縦軸（射出圧力）を対数表現して表した図である。
【図７】図５と図６より、射出圧力と樹脂温度および射出速度の関係を視覚的に判断するために３次元化した図である。
【図８】本発明の樹脂評価方法を実施する樹脂評価装置の一部、若しくは評価装置自体を構成する射出成形機の制御装置の要部ブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における樹脂評価のためのデータ収集処理のフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態における樹脂評価処理のフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態における樹脂評価処理のフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態における収集したデータを記憶するデータテーブルの説明図である。
【図１３】本発明の第２、第３の実施形態における収集したデータを記憶するデータテーブルの説明図である。
【図１４】射出速度を一定にして、樹脂温度を変えて、スクリュ位置に対する射出圧力を本発明の演算式により求めた演算結果と実際の測定値を表示したものである。
【図１５】樹脂温度を一定にして、射出速度を変えてスクリュ位置に対する射出圧力を本発明の演算式により求めた演算結果と実際の測定値を表示したものである。
【図１６】樹脂の乾燥時間に対する樹脂評価値を示す図である。
【図１７】各種樹脂の樹脂温度，射出速度，射出圧力の関係を表示装置に表示した例を示す図である。
【符号の説明】
１ 射出成形機の制御装置
１１ 位置・速度検出器
３０ バス
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂の特性を検出、分析し評価する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機等で成形加工をする場合、多量の成形条件を設定しなければならず、これら成形条件の最適値を設定し良成形品を得るには、経験と多大な時間を必要とする。又、成形を行う際に樹脂の種類が同一でも、製造ロット間で樹脂特性のバラツキがあり、それが原因となって不良成形が発生する場合があった。
【０００３】
また、近年、良品を成形したときの圧力変化に追従するように、制御系のゲインを学習しながら圧力をサーボモータの速度で制御する圧力波形追従制御が開発されている。この制御では、同一ロッド内での樹脂の溶融変動を吸収し、成型の安定性を確保することができる。しかし、この制御では樹脂の温度特性が大きく変化した場合、補正する速度が大きくなりすぎて成形不良の原因となる可能性があるので、補正量に限界を設定しておく必要がある。これは、この制御が樹脂の圧力特性に関する速度特性と温度特性の内、速度特性だけに着目しているためであるものと推定される。この制御の適用範囲を広げるためには、樹脂の圧力特性と速度及び温度特性の関係を明確にし、温度特性を制御に取り込む必要がある。
従来、樹脂の流動特性を取得する方法としては、特殊な樹脂特性測定装置を利用して剪断速度に対する粘度等の樹脂特性を測定する方法が公知である。
又、このような特殊な装置を使用せず、成形機を使用して直接樹脂の特性の違いを判定する場合には、成形時の圧力波形を求めこの圧力波形を比較することによって樹脂特性の変化を判断するしか方法がなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
成形時の圧力波形を比較することによって、ロット間の樹脂特性の違いを判別する方法は、相対的な樹脂の違いしか分からず、樹脂特性それ自体を把握できないという問題があった。又、特殊な樹脂特性測定装置で樹脂特性を測定する方法は、実際に成形機が成形作業を行っているときと同様な状態、すなわち溶融樹脂温度が高温で射出速度が高速の状態を作り出すことが困難なため、実際に利用可能な測定結果を得られなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するために、成形機を利用して、樹脂特性を測定する方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１〜請求項６に係る発明は、射出成形機の樹脂評価方法であって、請求項１に係わる発明は、射出速度及び樹脂温度条件を含む解析条件を設定し、該条件下で射出を行うことによって得られるスクリュ位置と樹脂圧力の関係又は射出開始からの経過時間と樹脂圧力の関係、および樹脂圧力を速度又は流量のべき乗と樹脂温度の指数関数で表した数式に基づいて、前記数式の速度又は流量のべき乗の指数から樹脂圧力の速度又は流量依存度を求め、及び／又は前記数式の係数と指数関数の指数から樹脂圧力の樹脂温度依存度を求め樹脂を評価できるようにした。
【０００７】
請求項２に係わる発明は、自動的に樹脂温度を順次変えるとともに、各樹脂温度において射出速度を順次変えて射出を所定回数行い、各射出時における射出圧力を検出し、各射出毎の射出圧力、射出速度、樹脂温度の各データを求め、求められた各射出による射出圧力、射出速度、樹脂温度の組みデータ、および樹脂圧力を速度又は流量のべき乗と樹脂温度の指数関数で表した数式に基づいて、自動的に前記数式の速度又は流量のべき乗の指数から樹脂圧力の速度又は流量依存度を求め、及び／又は前記数式の係数と指数関数の指数から樹脂圧力の樹脂温度依存度を求めることによって、樹脂の評価をするようにした。更に、請求項３に係わる発明は、各射出時に、所定周期毎にスクリュ位置、射出圧力を検出し、スクリュ位置の関数として若しくは時間の関数として前記樹脂圧力と樹脂温度及び射出時の速度又は流量の相互依存の関係を示す前記数式を求めるようにした。
【０００８】
又、請求項４に係わる発明は各射出時に、設定スクリュ位置若しくは設定射出開始からの経過時間における射出圧力を検出し、各射出毎の射出圧力、射出速度、樹脂温度の各データを求め、樹脂圧力と樹脂温度及び射出時の速度又は流量の相互依存の関係を求めるようにした。
請求項５に係わる発明は、上記各発明における射出を、金型を取り付けずに樹脂を空中に射出するエアショットで行うものとした。又、請求項６に係わる発明は、請求項１に係る発明において、前記スクリュ位置と樹脂圧力又は射出開始からの経過時間と樹脂圧力の関係は、設定されたスクリュ位置における樹脂圧力又は設定経過時間における樹脂圧力の関係としたものである。
【００１０】
請求項７〜１３に係る発明は、射出成形機を用いた樹脂評価装置であって、請求項７に係わる発明は、樹脂の特性を評価するための射出速度及び樹脂温度条件を含む解析条件を設定する手段と、該解析条件下で射出を行うことによって、設定スクリュ位置又は射出開始からの設定経過時間での樹脂圧力を検出する手段と、該設定スクリュ位置又は設定経過時間での検出樹脂圧力及び前記射出速度、樹脂温度、および樹脂圧力を速度又は流量のべき乗と樹脂温度の指数関数で表した数式による相互依存関係式に基づいて、前記数式の速度又は流量のべき乗の指数から樹脂圧力の速度又は流量依存度を求め、及び／又は前記数式の係数と指数関数の指数から樹脂圧力の樹脂温度依存度を求める手段とを備えた射出成形機を用いた樹脂評価装置。
【００１１】
請求項８に係わる発明は、請求項７に係わる発明において、樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度を求める手段を、射出成形機に設ける代わりに射出成形機外部に設け、射出成形機を前記解析条件下で駆動し射出を行うことによって得られた、スクリュ位置データ又は射出開始からの経過時間データ、樹脂温度データ、射出速度データ、樹脂圧力データを該手段に入力して樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度を求めるようにしたものである。
【００１２】
請求項９に係わる発明は、請求項８に係わる発明において、スクリュ位置データ又は射出開始からの経過時間データ、樹脂温度データ、射出速度データ、樹脂圧力データの代わりに、射出速度データ、樹脂温度データ及び設定されたスクリュ位置又は設定経過時間における検出樹脂圧力データを前記樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度を求める手段に入力するようにしたものである。
【００１４】
請求項１０に係わる発明は、設定された複数の樹脂温度毎に設定された複数の射出速度で順次射出をおこなうよう射出を制御する制御手段と、各射出時の射出圧力データを検出する手段と、各射出時の樹脂温度、射出速度及び検出射出圧力を１組としてそれぞれ記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されたデータおよび樹脂圧力を速度又は流量のべき乗と樹脂温度の指数関数で表した数式による相互依存関係式に基づいて、前記数式の速度又は流量のべき乗の指数から樹脂圧力の速度又は流量依存度を求め、及び／又は前記数式の係数と指数関数の指数から樹脂圧力の樹脂温度依存度を求める手段を備えた射出成形機を用いた樹脂評価装置である。請求項１１に係わる発明は、この請求項１０に係わる発明において、射出圧力データを検出する手段は、射出時に所定周期毎に射出圧力を検出すると共にスクリュ位置をも検出し、前記記憶手段はスクリュ位置をも記憶し、前記樹脂温度及び射出時の速度又は流量の相互依存の関係を求める手段は、スクリュ位置の関数として樹脂における樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度を求めるようにしたものである。又、請求項１２に係わる発明は、前記射出圧力データを検出する手段により、各射出時に、設定スクリュ位置若しくは設定射出開始からの経過時間における射出圧力を検出するものとした。
【００１５】
更に、請求項１３に係わる発明は、得られた樹脂における樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度に基づいて、射出速度若しくは流量と射出圧力の関係及び／又は樹脂温度と射出圧力の関係を表示する表示手段を備えるものとした。
【００１７】
【発明の実施の形態】
電動式射出成形機（少なくとも、スクリュを軸方向に駆動するサーボモータによって、射出を行う射出成形機）を用い、樹脂としてＰＭＭＡを使用し、金型を取り付けずに樹脂を射出するエアショットを行って、所定スクリュ位置毎の射出圧力を測定した。まず、射出速度ｖを一定として、樹脂温度Ｔを変えてエアショットを行い、各スクリュ位置における射出圧力Ｐを測定した結果の例を図１（速度一定、温度、位置、圧力関係図）に示す。この図１に示す例は、射出速度ｖが６０ｍｍ／ｓで、樹脂温度（加熱シリンダの全ゾーンの温度）Ｔを２４０゜Ｃ、２５０゜Ｃ、２６０゜Ｃ、２７０゜Ｃ、２８０゜Ｃに変えて測定した例を示している。
【００１８】
次に、樹脂温度Ｔを一定として、射出速度ｖを３ｍｍ／ｓ、１５ｍｍ／ｓ、３０ｍ／ｓ、６０ｍｍ／ｓ、９０ｍｍ／ｓと変えて測定した。その結果が図２（温度一定、速度、位置、圧力関係図）である。また、他の樹脂についても同様な実験を行ったが、他の樹脂についても、図１、図２に示すような特性曲線のデータを得た。
【００１９】
図１により、スクリュ位置Ａ１＝１０ｍｍ、Ａ２＝２０ｍｍ、Ａ３＝３０ｍｍ、Ａ４＝４０ｍｍ、Ａ５＝５０ｍｍ、Ａ６＝５７．５ｍｍにおける射出圧力Ｐと樹脂温度Ｔの関係を求めると図３となる。この図３から分かるように、射出圧力Ｐは樹脂温度Ｔの上昇に伴い指数関数的に減衰し、スクリュ位置ｘの関数となっていることが分かる。このことから、射出圧力Ｐ（Ｔ，ｘ）と樹脂温度Ｔ及びスクリュ位置ｘの関係は次の（１）式で表されると推定できる。
Ｐ(T,x)＝ｃ(x)ｅ−α（ｘ）Ｔ ・・・（１）
なお、（１）式において、ｃ（ｘ）は、比例係数、α（ｘ）は温度係数である。
【００２０】
また、図２より、上記スクリュ位置Ａ１〜Ａ６における射出圧力Ｐと射出速度ｖの関係を求めると図４となる。この図４から分かるように、射出圧力Ｐは射出速度ｖの上昇に伴いべき関数的に増加し、スクリュ位置ｘの関数となっていることが分かる。このことから、射出圧力Ｐ（ｖ（ｘ），ｘ）と射出速度ｖ（ｘ）及びスクリュ位置ｘの関係は次の（２）式で表されると推定できる。
【００２１】
Ｐ(v(x),x)＝ｄ(x)ｖ(x)β（ｘ） ・・・（２）
一方、前記１式を対数表現すると次の３式となる。
【００２２】
logＰ(T,x)＝logｃ(x)−α(x)Ｔ ・・・（３）
そして、図５は、図３の縦軸（射出圧力Ｐ）を上記（３）式のように対数表現して表したものである。各樹脂温度Ｔとも非常に良い直線性を示している。
【００２３】
同様に、上記２式を対数表現すると次の（４）式となる。
logＰ(v(x),x)＝log(x)＋β(x)logｖ(x) ・・・（４）
また、図６は、図４の縦軸（射出圧力Ｐ）を対数表現して表したものであり、この場合も直線性を良く示している。
射出圧力Ｐと樹脂温度Ｔおよび射出速度ｖの関係を視覚的に判断するため，図５と図６を３次元化したのが図７である。この図７が示すように270℃，3mm/s近傍では少し歪んではいるが，射出圧力Ｐと樹脂温度Ｔ、そして射出速度ｖは１つの平面で示されることがわかる。すなわち、樹脂温度Ｔと射出速度ｖはまったく独立に表わすことができると考えられる。このためこの平面の関係は（３）式と（４）式の和として（５）式のように表わすことができる。
logＰ(T,x)＋logＰ(v(x),x)＝log［Ｐ(T,x)×Ｐ(v(x),x)］ ・・（５）
よって、
ＰＶＴ(T,v(x),x)＝Ｐ(T,x)×Ｐ(v(x),x) ・・・・（６）
（なお、ＰＶＴは、射出速度と樹脂温度に関係する射出圧力を示す。）
と考えることができるから（１）式、（２）式、（６）式から，任意のスクリュ位置に対する射出圧力の射出速度および樹脂温度の相互依存関係関数を（７）式で示すことが可能である。
【００２４】
【００２５】
logＰＶＴ(T,v(x),x)＝logＡ(x)−α(x)Ｔ＋β(x)logｖ(x) ・・・（８）
上記（８）式において、「β(x)」は射出圧力（樹脂圧力）に影響を与える速度依存度を、又、「logＡ(x)−α(x)Ｔ」は樹脂の温度依存度を表す。
上記（８）式において、
π＝logＰＶＴ(T,v(x),x)
σ＝logＡ(x)
ω＝logｖ(x)
とおくと、上記（８）式は次の（９）式となる。
【００２６】
π＝σ−α(x)Ｔ＋β(x)ω・・・・（９）
ここで、射出圧力（樹脂圧力）Ｐ（＝ＰＶＴ）は、ノズル先端に取り付けてノズル先端における樹脂圧力を検出する圧力センサ、又は、スクリュに取り付けられスクリュに加わる樹脂からの圧力を検出する圧力センサからの検出圧力とし、又、射出速度ｖは、設定射出速度若しくは実際に測定した射出速度、樹脂温度Ｔは設定ノズル温度又はシリンダ温度か実際に温度センサで測定したノズル又はシリンダ温度の測定値とし、解析条件として温度Ｔ、射出速度ｖを変えて、例えばノズル部を開放状態にして射出し、各射出毎にこれらの値を求め、これら値の組み（Ｐ、ｖ、Ｔ）に対応する（π、ω、Ｔ）を求め、この複数の組み（π、ω、Ｔ）から、次の（１０）式で示される線形最小２乗法によりパラメータσ、α（ｘ）、β（ｘ）を求める。
【００２７】
【数１】
なお、ｉは求めたデータの組みの数を示すものであり、射出速度や樹脂温度を変えてＮ回の射出を行いｉ＝１〜Ｎで、Ｎ個の測定値の組み（Ｐｉ、ｖｉ、Ｔｉ）が得られ、それより（πｉ、ωｉ、Ｔｉ）の組みを得るものである。
最小２乗法の係数計算式にのっとって、
【００２９】
【数２】
【数３】
【数４】
上記（１１）〜（１３）式から、３元連立方程式として、σ（＝logＡ（ｘ）、α（ｘ）、β（ｘ）を求めることができる。これにより、射出圧力（樹脂圧力）の速度依存度β（ｘ）、樹脂温度依存度（logＡ（ｘ）−α（ｘ）Ｔ）を求め樹脂特性を評価する。
【００３３】
又、上記相互依存関係関数の（７）式は、シリンダの断面積を考慮して速度によって流量が表される場合に適用されるもので、樹脂流量Ｑと樹脂の温度Ｔと射出圧力（樹脂圧力）Ｐの相互依存関係関数は次の（１４）式となる。なお、この流量Ｑは、射出時の樹脂流量で射出速度にシリンダの断面積をかけた数値に等しいものである。
【００３４】
ＰＱＴ(T,Q(x),x)＝Ｂ(x)Ｑ(x)γ（ｘ）ｅ−α（ｘ）Ｔ・・・・・・（１４）
（なお、ＰＱＴは、樹脂流量と樹脂温度に関係する射出圧力を示す。）
（１４）式をlog を取り線形化すると次の（１５）式となる。
【００３５】
logＰＱＴ(T,Q(x),x)＝logＢ(x)＋γ(x)logＱ(x)−α(x)Ｔ・・・・（１５）
上記（１５）式において、「γ(x)」は射出圧力（樹脂圧力）に影響を与え流量依存度を、又、「logＢ(x)−α(x)Ｔ」は樹脂の温度依存度を表す。
上記（１５）式において、
π＝logＰＱＴ(T,Q(x),x)
σ＝logＢ(x)
ω＝logＱ(x)
とおくと、
π＝σ＋γ(x)ω−α(x)Ｔ・・・・（１６）
ノズル部を開放状態にして、解析条件として樹脂温度Ｔ、射出速度ｖを変えてＮ回（ｉ＝１〜Ｎ）の射出を行い、各射出毎の樹脂温度Ｔ、射出速度ｖ、射出圧力（樹脂圧力）Ｐを求め、かつ射出速度ｖにシリンダ断面積を乗じて流量Ｑを求め、これら値の組みＮ個のデータの組み（Ｐｉ、Ｑｉ、Ｔｉ）を求め、さらにこれより、（πｉ、ωｉ、Ｔｉ）を得る。そして、このＮ回（ｉ＝１〜Ｎ）の射出データの組み（πｉ、ωｉ、Ｔｉ）から、線形最小２乗法によりパラメータσ、γ(x)、β(x)を求める。
【００３６】
【数５】
最小２乗法の計数計算式にのっとって、
【００３８】
【数６】
【数７】
【数８】
上記（１８）〜（２０）式から、３元連立方程式として、σ（＝logＢ(x)）、γ(x)、α(x)を求めることができる。これにより、射出圧力（樹脂圧力）の流量依存度γ(x)、樹脂温度依存度（logＢ(x)−α(x)Ｔ）を求め樹脂特性を評価する。
【００４２】
図８は、本発明の樹脂評価方法を実施する樹脂評価装置の一部、若しくは評価装置自体を構成する射出成形機の制御装置１の一実施形態のブロック図である。
制御装置１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ＣＰＵ２１、サーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボ用ＣＰＵ２２、および、Ａ／Ｄ変換器１２を介して射出成形機本体側に設けられた射出圧等の各種圧力を検出するセンサからの信号をサンプリング処理を行ってＲＡＭ１４に格納する圧力モニタ用ＣＰＵ２０を有する。特に、本発明と関係して、スクリュに取りつけられ、スクリュに加わる溶融樹脂からの圧力である射出圧力を検出するロードセル等の圧力センサ（図示せず）からの信号が入力され、ＲＡＭ１４に記憶されると共に、後述するように、樹脂評価のためのデータテーブルＴｂ−１にもこの射出圧力データは記憶されるようになっている。又、バス３０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。
【００４３】
ＰＭＣ用ＣＰＵ２１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ＲＯＭ１５および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１６が接続され、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５には、射出成形機を全体的に制御する自動運転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。
【００４４】
また、サーボ用ＣＰＵ２２には、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ１７やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１８が接続されている。圧力モニタ用ＣＰＵ２０には、該圧力モニタ用ＣＰＵ２０が行う制御の制御プログラムを記憶したＲＯＭ１３および、前述した、各種センサが検出した圧力等を記憶するＲＡＭ１４が接続されている。
【００４５】
更に、サーボ用ＣＰＵ２２には、該ＣＰＵ２２からの指令に基いて型締用，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１０を駆動するサーボアンプ１９が接続され、各軸のサーボモータ１０に取付けられた位置・速度検出器１１からの出力がサーボＣＰＵ２２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１１からの位置のフィードバック信号に基いてサーボＣＰＵ２２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８においては射出軸（スクリュを軸方向に駆動する軸）を駆動するサーボモータ１０と該サーボモータ１０に取り付けられ、該サーボモータの回転位置によって、スクリュ位置・速度を検出する位置・速度検出器１１についてのみ示しているが、クランプ用，エジェクタ用等の各軸の構成は皆これと同様である。
【００４６】
インターフェイス２３は射出成形機本体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り、本願発明に関して特に、射出成形機のシリンダ及びノズルに取り付けられた温度センサ（図示せず）からの温度検出信号が入力されるようになっている。
【００４７】
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３０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。なお、表示装置としては液晶を用いたものでもよい。又バス３０には通信インターフェイス３１が接続され、該通信インターフェイス３１を介してパーソナルコンピュータ（以下パソコンという）が接続可能にされている。
【００４８】
不揮発性メモリで構成されるデータ保存用ＲＡＭ２４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。又、本発明と関係して、該データ保存用ＲＡＭ２４には後述する樹脂特性を評価するための測定データである、サンプリング時毎の射出圧力、スクリュ位置、さらには、射出速度、樹脂温度（ノズル温度、シリンダ温度）を記憶するデータテーブルＴｂ−１又は後述するデータテーブルＴｂ−２がこのデータ保存用ＲＡＭ２４に設けられている。
【００４９】
以上の構成により、ＰＭＣ用ＣＰＵ２１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データ保存用ＲＡＭ２４に格納された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ＣＰＵ２２は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検出器１１で検出された位置および速度のフィードバック信号等に基いて、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。
【００５０】
上述した構成は従来の電動式射出成形機の制御装置と変わりはなく、本発明の樹脂評価装置は、この射出成形機の制御装置自体若しくは、この制御装置とパソコンで構成される。
そこで、まず、この射出成形機の制御装置１とパソコンで樹脂評価装置を構成するときの本発明の第１の実施形態について説明する。
【００５１】
図９は、樹脂を評価するためのデータを取得するための射出成形機の制御装置のＰＭＣ用ＣＰＵ２１が実施する処理のフローチャートである。なお、ＰＭＣ用ＣＰＵ２１以外の圧力モニタ用ＣＰＵ２０、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５でこの処理を行ってもよく、動作処理に余裕のあるＣＰＵで実行させるものである。
【００５２】
まず、樹脂評価を行う日時、成形機の種類、シリンダの断面積、樹脂の種類、樹脂のロット番号、成形条件（この成形条件も解析条件の一つ）、さらに、樹脂評価を行うための解析条件としての樹脂温度を変えるためにシリンダ温度（及び／又はノズル温度）を複数設定する。この実施形態ではＩ個の樹脂温度ＴＣｉ（ｉ＝０〜Ｉ−１）を設定する。又、解析条件としての射出速度を変えるためにＪ個の射出速度Ｖｊ（ｊ＝０〜Ｊ−１）を設定しておく。
【００５３】
そして、射出成形機のノズル部を開放状態にして、ＣＲＴ／ＭＤＩ２９より樹脂評価指令を入力すると、まず、圧力モニタ用ＣＰＵ２０は、先に設定記憶されている樹脂評価を行う日時、成形機の種類、樹脂の種類、シリンダの断面積、樹脂のロット番号、成形条件を読み出し、樹脂評価データとしてデータ保存用ＲＡＭ２４に記憶すると共に（ステップＡ１）、設定されている最大射出時間に相当するサンプリング数Ｍをセットする（ステップＡ２）。そして、指標Ｎ、ｉ、ｊを「０」にセットし（ステップＡ３）、まず、指標ｉで示される樹脂温度ＴＣｉを読み出しシリンダ（及び／又はノズル温度）の設定温度とする（ステップＡ４）。そして、この図９で示すフローチャートでは省略しているが、シリンダ（及び／又はノズル）に取り付けられた温度センサから検出される温度がこの設定樹脂温度ＴＣｉに達すると、指標ｊで示される射出速度Ｖｊを読み出し射出条件の射出速度としてセットし（ステップＡ５）、サンプリング回数を計数するカウンタｍを「０」にセットし射出開始させる（ステップＡ６）。
【００５４】
次に、射出成形機のスクリュに取り付けられ、該スクリュに加わる樹脂からの圧力（射出圧力）を検出するロードセル等の圧力検出器からの検出圧力をＡ／Ｄ変換器１２を介して圧力モニタＣＰＵ２０が読み込んだ射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒと、サーボＣＰＵが位置・速度検出器１１からのフィードバック信号により検出し現在位置記憶レジスタに記憶しているスクリュの現在位置ＳＰを読み取りレジスタにカウンタｍの値に合わせてＰｒ（ｍ）、ＳＰ（ｍ）として格納し（ステップＡ８）、カウンタｍの値が設定値Ｍに達したか判断する（ステップＡ９）。達していなければ、カウンタｍを「１」インクリメントし（ステップＡ１０）、ステップＡ７に戻る。以下サンプリング周期毎、ステップＡ７〜ステップＡ１０の処理を繰り返し、射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒとスクリュ位置ＳＰを各サンプリング周期毎レジスタに記憶する。
【００５５】
カウンタｍの値が設定されている最大射出時間に対応するサンプリング数Ｍに達すると、現在の指標Ｎの値、現在設定されている樹脂温度ＴＣｉ、射出速度Ｖｊ、カウンタｍの値、レジスタに記憶する射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒ（０）〜Ｐｒ（Ｍ）、スクリュ位置ＳＰ（０）〜ＳＰ（Ｍ）をデータ保存用ＲＡＭ２４内に設けられたテーブルＴｂ−１に図１２に示すように格納する（ステップＡ１１）。
その後、指標Ｎ、ｊをそれぞれ「１」インクリメントし（ステップＡ１２、Ａ１３）、指標ｊが設定値である射出速度の数Ｊに達したかを判断し（ステップＡ１４）、達していなければ、ステップＡ５に戻り、指標ｊの値で示される設定射出速度Ｖｊにセットし、前述したステップＡ６以下の処理を行う。
【００５６】
以下、指標ｊが設定値Ｊに達するまで、ステップＡ５〜Ａ１４の処理を繰り返し実行し、図１２に示すデータテーブルＴｂ−１が作成されることになる。
【００５７】
一方、指標ｊの値が設定値Ｊに達すると、指標ｉを「１」インクリメントし（ステップＡ１５）、該指標ｉが設定値Ｉに達しているか判断し（ステップＡ１６）、達していなければ、指標ｊを「０」にセットし（ステップＡ１７）、ステップＡ４に戻り、樹脂温度（シリンダ温度）を次の温度すなわちＴＣｉにセットし、温度センサから該温度に達したことが検出されると、前述したステップＡ５以下の処理を開始する。
【００５８】
以下、指標ｉが設定値Ｉに達するまで、上述したステップＡ４〜ステップＡ１７までの処理を繰り返し実行し、図１２に示すテーブルＴｂ−１を作成する。
【００５９】
すなわち、指標Ｎ毎に、樹脂温度ＴＣｉ、射出速度Ｖｊ、サンプリング時間をカウントするカウンタｍの値、射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒ（０）〜Ｐｒ（Ｍ）、スクリュ位置ＳＰ（０）〜ＳＰ（Ｍ）が記憶される。そして、１つの樹脂温度ＴＣｉに対して射出速度はＶ（０）〜Ｖ(J-1)まで変化し、１つの樹脂温度ＴＣｉとＪ個の射出速度Ｖｊの組み合わせに対して、時間としてのカウンタｍの値が０〜Ｍ、射出圧力、スクリュ位置のデータがそれぞれＰｒ（０）〜Ｐｒ（Ｍ）、スクリュ位置ＳＰ（０）〜ＳＰ（Ｍ）となる。指標Ｎが０〜（ＩＪ−１）までの、（Ｉ×Ｊ）個のこれらデータの組み合わせが、このテーブルＴｂ−１に記憶されることになる。
【００６０】
こうして、樹脂評価のためのデータ収集処理が終了すると、データテーブルＴｂ−１に記憶したデータ及び、予め記憶設定されている樹脂評価の日時、成形機の種類、シリンダの断面積、樹脂の種類、樹脂のロボット番号、成形条件を通信インターフェイス３１を介して、外部のパソコンに送信される。
【００６１】
パソコンでは、樹脂評価を射出速度を用いて評価するか、流量を用いて評価するかを選択し、かつ、射出圧力（樹脂圧力）を選択する要因を、スクリュ位置か時間かを選択する。この射出圧力（樹脂圧力）の選択は、樹脂特性を評価するに適した任意のスクリュ位置又は時間を設定するもので、例えば、射出を完了し保圧開始に相当するようなスクリュ位置又は時間を選択する。
【００６２】
射出圧力（樹脂圧力）を選択する要因をスクリュ位置としてその位置がセットされたときには、このセットされたスクリュ位置に対応する位置（一番近い位置）ＳＰをデータテーブルＴｂ−１から選択し、この選択位置に対応する射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを選出する。若しくは、内挿分割して設定位置に対応する射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを求める。そして、前述同様にＮ個の射出圧力（樹脂圧力）、射出速度、樹脂温度の組み合わせ（Ｐｒ、Ｖ、ＴＣ）（＝（Ｐ、ｖ、Ｔ））を決める。
【００６３】
また、時間が選択され、その時間（射出開始からの経過時間）が設定されると、この設定時間に合うカウンタｍの値における射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒ（ｍ）が読み出され、Ｎ個の射出圧力（樹脂圧力）、射出速度、樹脂温度の組み合わせ（Ｐｒ、Ｖ、ＴＣ）が決まる。
【００６４】
そして、樹脂評価をするために、射出速度を用いることが選択された場合には、上記Ｎ個の射出圧力（樹脂圧力）、射出速度、樹脂温度の組み合わせ（Ｐｒ、Ｖ、ＴＣ）に基づいて、上記（１１）〜（１３）式からなる３元連立方程式をとき、σ（＝logＡ(x)）、α(x)、β(x)を求め、射出圧力（樹脂圧力）の速度依存度β(x)、樹脂温度依存度（logＡ(x)−α(x)Ｔ）を求め樹脂特性を評価すると共に、上記（７）式からなる樹脂の温度と射出速度と射出圧力（樹脂圧力）の相互依存関係関数を求める。
【００６５】
又、樹脂評価をするために、流量を用いることが選択された場合には、射出速度にシリンダ断面積を乗じて流量Ｑを求め、Ｎ個の射出圧力（樹脂圧力）、流量、樹脂温度の組み合わせ（Ｐｒ、Ｑ、ＴＣ）を得る。その後、上記（１８）〜（２０）式からなる３元連立方程式を解き、σ（＝logＢ(x)）、γ(x)、α(x)を求め、射出圧力（樹脂圧力）の流量依存度γ(x)、樹脂温度依存度（logＢ(x)−α(x)Ｔ）を求め樹脂特性を評価できるようにし、上記（１４）式からなる樹脂の温度と射出速度と射出圧力（樹脂圧力）の相互依存関係関数を求める。
【００６６】
上述した第１の実施形態では、射出開始から所定サンプリングタイム毎に射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒ（ｍ）、スクリュ位置ＳＰ（ｍ）を採取し、このデータをパソコンに送るようにしたが、後述するような第２，第３の実施形態のように、予め射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを検出するスクリュ位置、時間（射出開始からの経過時間）、を決めておき、この決められたスクリュ位置又は時期においてのみ射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを検出記憶するようにすれば、Ｎ個の射出圧力（樹脂圧力）、射出速度、樹脂温度の組み合わせ（Ｐｒ、Ｖ、ＴＣ）がパソコンに送信されることになり、このデータを用いてパソコンは解析すればよいことになる。
【００６７】
上述した第１の実施形態は樹脂評価のためのデータ収集とデータ解析を分離し、データ解析を射出成形機該のパソコンで行うようにしたが、次に説明する第２、第３の実施形態は、射出成形機でデータ収集もデータ解析も行うようにしたものである。
【００６８】
図１０は、この第２の実施形態における射出成形機の制御装置１におけるＰＭＣ用ＣＰＵ２１が実行する樹脂評価処理のフローチャートである。（ステップＢ１、Ｂ２、Ｂ４の処理は第１の実施形態におけるステップＡ１、Ａ２，Ａ３の処理と同一であり、説明を省略する。この第２の実施形態では、ステップＢ３において、予め設定されている射出圧力（樹脂圧力）を検出するスクリュ位置ＳＰｓ（＝Ｘｓ）をセットする点が加わっている。又、シリンダに指標ｉで示される設定温度ＴＣｉをセットし、温度センサで検出される樹脂温度（シリンダ温度）がこの設定温度ＴＣｉに達するまで待ち、指標ｊで示される設定射出速度Ｖｊを設定し、サンプリングタイムを計数するカウンタｍを「０」にして射出を開始するステップＢ５〜Ｂ７の処理は第１の実施形態のステップＡ４〜Ａ６の処理と同一であり、詳細な説明は省略する。
【００６９】
射出が開始されると、射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒ、スクリュ位置ＳＰ（＝ｘ）を読み取り（この点も第１の実施形態のステップＡ７の処理と同一）（ステップＢ８）、読み取ったスクリュ位置ＳＰ（＝ｘ）が設定位置ＳＰｓ（＝Ｘｓ）以下か判断する（ステップＢ９）。スクリュ位置の座標系は、シリンダの先端点が原点とされ反射出方向がプラス方向とされてることから、ＳＰ＞ＳＰｓで検出スクリュ位置ＳＰが設定位置ＳＰｓより大きいときには、スクリュは設定スクリュ位置ＳＰｓまで達していないことを意味する。この場合は、カウンタｍの値が設定されている最大射出時間に相当するサンプリング回数Ｍに達しているか判断し（ステップＢ１０）達していなければ、カウンタｍを「１」インクリメントし（ステップＢ１１）、ステップＢ８に戻る。以下サンプリング周期毎にステップＢ８〜Ｂ１１の処理を繰り返し実行する。
【００７０】
読み取ったスクリュ位置ＳＰが設定位置ＳＰｓ以下と判断されると（ステップＢ９）、データ保存用ＲＡＭ２４に設けられている図１３に示すようなデータテーブルＴｂ−２に、現在の指標Ｎの値、ステップＢ５で設定している現在の樹脂温度（シリンダ温度）ＴＣｉ、ステップＢ６で設定している現在の射出速度Ｖｊ、ステップＢ８で読み取った射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを書き込み記憶する（ステップＢ１２）。
【００７１】
そして、指標Ｎ、ｊを「１」インクリメントし（ステップＢ１３、Ｂ１４）、指標ｊが設定値Ｊに達しているか判断し（ステップＢ１５）、達していなければ、ステップＢ６に戻り次の射出速度、すなわち指標ｊで示される射出速度Ｖｊをセットし射出を行い、ステップＢ７以下の前述した処理を行う。このようにして指標ｊが設定値Ｊに達した時点では、指標Ｎが０〜（Ｊ−１）、樹脂温度（シリンダ温度）はＴＣ０、射出速度がＶ０〜Ｖ(J-1)、検出射出圧力Ｐｒ0〜Ｐｒ(J-1)のデータがテーブルＴｂ−２に記憶されることになる。
【００７２】
指標ｊが設定値Ｊに達したことが検出されると、指標ｉを「１」インクリメントし（ステップＢ１６）、該指標ｉが設定値Ｉに達しているか判断し（ステップＢ１７）、達していなければ、指標ｊを「０」にセットして（ステップＢ１８）、ステップＢ５に戻る。シリンダに次の温度、すなわち指標ｉで示される温度ＴＣｉをセットし、該温度に樹脂温度（シリンダ温度）が達するまで待った後、前述したステップＢ６以下の処理を行う。以下、指標ｉが設定値Ｉに達するまでステップＢ５〜Ｂ１７の処理を行い設定値Ｉに達すると、ステップＢ１７からステップＢ１９へ移行する。この時点では、図１３に示すようにデータテーブルＴｂ−２には、指標Ｎが０〜（Ｉ×Ｊ−１）まで変化し、それそれに樹脂温度（シリンダ温度）ＴＣ、射出速度Ｖ、射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒが記憶されることになる。
【００７３】
このデータテーブルＴｂ−２のデータに基づいて、ステップＢ１９では、樹脂評価の解析を行う。この場合、射出速度で解析を行うよう設定されていれば、データテーブルＴｂ−２に記憶されているＮ個の射出圧力（樹脂圧力）、射出速度、樹脂温度（シリンダ温度）の組み合わせ（Ｐｒ、Ｖ、ＴＣ）に基づいて、上記（１１）〜（１３）式からなる３元連立方程式をとき、σ（＝logＡ(x)）、α(x)、β(x)を求め、射出圧力（樹脂圧力）の速度依存度β(x)、樹脂温度依存度（logＡ(x)−α(x)Ｔ）を求め樹脂特性を評価すると共に、上記（７）式からなる樹脂の温度と射出速度と射出圧力（樹脂圧力）の相互依存関係関数を求め、この速度依存度β(x)、樹脂温度依存度（logＡ(x)−α(x)Ｔ）、相互依存関係関数を表示装置の画面に表示して、この樹脂評価処理を終了する。
【００７４】
又、樹脂評価をするために、流量を用いることが選択された場合には、射出速度にシリンダ断面積を乗じて流量Ｑを求め、Ｎ個の射出圧力（樹脂圧力）、流量、シリンダ（樹脂）温度の組み合わせ（Ｐｒ、Ｑ、ＴＣ）を得る。その後、上記（１８）〜（２０）式からなる３元連立方程式を解き、σ（＝logＢ(x)）、γ(x)、α(x)を求め、射出圧力（樹脂圧力）の流量依存度γ(x)、樹脂温度依存度（logＢ(x)−α(x)Ｔ）を求め樹脂特性を評価できるようにし、上記（１４）式からなる樹脂の温度と射出速度と射出圧力（樹脂圧力）の相互依存関係関数を求め、流量依存度γ(x)、樹脂温度依存度（logＢ(x)−α(x)Ｔ）、相互依存関係関数を表示装置の画面に表示して、この樹脂評価処理を終了する。
【００７５】
図１４、図１５は、上記（７）式による演算結果と実際の測定値を表示したものである。図１４は、射出速度を一定の６０ｍｍ／ｓにして、樹脂温度Ｔを変えて、スクリュ位置に対する射出圧力を求めたものである。又、図１５は、樹脂温度を２４０゜Ｃと一定にして、射出速度を変えてスクリュ位置に対する射出圧力を求めたものである。
【００７６】
この図１４、図１５から明かのように、計算値と実際の測定値がほぼ合致しており、（７）式は、樹脂の圧力特性と射出速度及び樹脂温度特性の関係を表していることが分かる。よって、この（７）式によって求められる射出圧力（樹脂圧力）の速度依存度β(x)、樹脂温度依存度（logＡ(x)−α(x)Ｔ）により樹脂特性を評価することができる。
【００７７】
図１６は、樹脂の乾燥時間に対する樹脂評価値を示す図で、上述した相互依存関係関数である（８）式により求められた、速度依存度β（ｘ）、樹脂温度依存度（logＡ(x)−α(x)Ｔ）を樹脂の乾燥時間に対して求めたものである。この図１６に示すように、樹脂の乾燥時間によって、速度依存度β（ｘ）、樹脂温度依存度（logＡ(x)−α(x)Ｔ）は変化し、これにともなって、射出圧力（樹脂圧力）Ｐ、射出速度ｖ、樹脂温度Ｔの相互依存関係も変化することを示している。
【００７８】
又、各種樹脂毎に上述した方法により求められた相互依存関係関数の（７）式又は（１４）式を記憶手段に記憶しておき、樹脂を指定することによって、指定された樹脂の相互依存関係関数に基づいて、この関係をグラフ表示するようにして、樹脂特性の把握、成形条件の設定の参考にする。
【００７９】
図１７は、横軸に樹脂温度をとり、射出速度の相違による射出圧力の分布を各種樹脂毎に表示装置の画面に表示させたものである。すなわち、樹脂を指定し、樹脂温度範囲と射出速度を指定することによって、この樹脂温度に対する射出圧力を表示するようにしたものである。図１７に示す例では、樹脂の種類を「ＰＯＭ」、「ＡＢＭ」、「ＰＢＭ」、「ＰＡ６６」を指定し、射出速度を１３０mm/s、１００mm/s、７０mm/s、４０mm/s、１０mm/sを指定し（図１７において、どの樹脂についても一番上が１３０mm/sで、一番下が１０mm/sである）、樹脂温度は異なる範囲を指定した例を示している。
【００８０】
そこで、成形条件を設定するような場合、まず、使用する樹脂について、図１７に示す、樹脂温度に対する射出圧力の関係のグラフをディスプレイ付手動データ入力装置２９やパソコンの表示画面に表示させ、又、他の樹脂に対において、同様にこのグラフを表示させて、使用する樹脂の樹脂温度に対する射出圧力の特性に類似するものかないか探す。類似するものがあれば、成形条件の選択設定の際に、この類似した樹脂に対して設定されている成形条件等を参考にする。
【００８１】
更に、図１４、図１５に示すように、スクリュ位置に対する射出圧力を樹脂温度や、射出速度を変えて（７）式又は（１４）式で演算された結果を表示させ、この表示内容を参考にして成形条件の選択設定を行うことができ、成形条件の設定が容易となる。
【００８２】
又、演算結果に基づいて、図３に示すように、樹脂温度に対する射出圧力を表示させたり、図４に示すように、射出速度に対する射出圧力を表示させることによって、射出圧力に対する樹脂温度の影響度合い、射出圧力に対する射出速度の影響度合い等を視覚的に検出しその影響度を認識することができ、成形条件設定に役立てることができる。
【００８３】
上述した第１，２の実施形態は、スクリュ位置に対する射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを求めていた。このスクリュ位置の代わりに射出開始からの経過時間に基づいて、射出圧力を測定しこれによって、（７）式や（１４）式に示されるような、射出圧力、樹脂温度、射出速度の関係式を求めるようにすることもできる。この射出開始からの経過時間に基づいて求める方法を第３の実施形態として、以下図１１に示すフローチャートと共に説明する。
【００８４】
この第３の実施形態の処理におけるステップＣ１〜Ｃ７までの処理は、第２の実施形態におけるステップＢ１〜Ｂ７までの処理に対応し、この処理の中で、ステップＢ３ではスクリュ位置ＳＰｓがセットされる点が、ステップＣ３では、射出開始からの経過時間ｍｓがセットされる点、及びカウンタｍが射出開始からの時間を計測する点で相違するのみであるので、詳細な説明は省略する。
【００８５】
樹脂温度（シリンダ温度）ＴＣｉ、射出速度Ｖｊがセットされ射出が開始されると（ステップＣ７）、この第３の実施形態では、射出開始からの経過時間を計測するカウンタｍの値が設定値ｍｓに達するまで待つ（ステップＣ８）。設定時間ｍｓになると、射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを読み取り、図１３に示すデータテーブルＴｂ−２に、現在の指標Ｎの値、ステップＣ５で設定している現在の樹脂温度（シリンダ温度）ＴＣｉ、ステップＣ６で設定している現在の射出速度Ｖｊ、ステップＣ９で読み取った射出圧力（樹脂圧力）Ｐｒを書き込み記憶する（ステップＣ１０）。以下の処理のステップＣ１１〜Ｃ１７の処理は第２の実施形態における（ステップＢ１３〜Ｂ１９の処理と同一である。
【００８６】
すなわち、指標Ｎ、ｊを「１」インクリメントし、指標ｊが設定値Ｊになるまで、ステップＣ６〜Ｃ１３の処理を繰り返し実行し、ｊ＝Ｊとなると、指標ｉを「１」インクリメントし、該指標ｉが設定値Ｉになるまで、指標ｊを「０」にセットした後、ステップＣ５以下の処理を繰り返し実行する。そして、ｉ＝Ｉとなった時点では、図１３に示すようなデータテーブルＴｂ−２が完成する。このデータテーブルＴｂ−２のデータに基づいて、ステップＣ１７では、第２の実施形態でのステップＢ１９の処理と同一の処理を行って、相互依存関係関数等を求め表示する。この点は前述した通りであるから説明を省略する。
【００８７】
上述した各実施形態では、樹脂圧力として、スクリュに取り付けられたロードセル等の圧力センサで検出するスクリュに加わる溶融樹脂からの圧力（射出圧力）を用いたが、樹脂の圧力を検出できるようなものであればよく、例えば、シリンダ先端、又はノズル部に設けた圧力センサによって樹脂圧力を検出してこの検出圧力を樹脂圧力としてもよい。また、樹脂温度として上述した各実施形態ではシリンダ温度を用いたが、ノズル温度を樹脂温度としてもよく、樹脂温度を一番よく現すものをこの樹脂温度として用いる。
【００８８】
【発明の効果】
本発明は、射出成形機を用いて、樹脂特性を評価することができ、特別な樹脂特性測定装置を用いる必要がない。しかも、射出成形機を利用した実成形と同じ条件下で樹脂特性の評価が数値化されたデータとして得られるから、従来より簡便な方法で、実際の成形に役立つ樹脂特性データの取得が可能となり、成形品質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】射出速度を一定とし、樹脂温度を変えてエアショットを行い、各スクリュ位置における射出圧力を測定した結果を示す図である。
【図２】樹脂温度を一定として、射出速度を変えてエアショットを行い、各スクリュ位置における射出圧力を測定した結果を示す図である。
【図３】図１により、各スクリュ位置における射出圧力と樹脂温度の関係を求めるた図である。
【図４】図２より、上記スクリュ位置における射出圧力と射出速度の関係を求めるた図である。
【図５】図３の縦軸（射出圧力Ｐ）を対数表現して表した図である。
【図６】図４の縦軸（射出圧力）を対数表現して表した図である。
【図７】図５と図６より、射出圧力と樹脂温度および射出速度の関係を視覚的に判断するために３次元化した図である。
【図８】本発明の樹脂評価方法を実施する樹脂評価装置の一部、若しくは評価装置自体を構成する射出成形機の制御装置の要部ブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における樹脂評価のためのデータ収集処理のフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態における樹脂評価処理のフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態における樹脂評価処理のフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態における収集したデータを記憶するデータテーブルの説明図である。
【図１３】本発明の第２、第３の実施形態における収集したデータを記憶するデータテーブルの説明図である。
【図１４】射出速度を一定にして、樹脂温度を変えて、スクリュ位置に対する射出圧力を本発明の演算式により求めた演算結果と実際の測定値を表示したものである。
【図１５】樹脂温度を一定にして、射出速度を変えてスクリュ位置に対する射出圧力を本発明の演算式により求めた演算結果と実際の測定値を表示したものである。
【図１６】樹脂の乾燥時間に対する樹脂評価値を示す図である。
【図１７】各種樹脂の樹脂温度，射出速度，射出圧力の関係を表示装置に表示した例を示す図である。
【符号の説明】
１ 射出成形機の制御装置
１１ 位置・速度検出器
３０ バス
Claims (13)
- 射出速度及び樹脂温度条件を含む解析条件を設定し、該条件下で射出を行うことによって得られるスクリュ位置と樹脂圧力の関係又は射出開始からの経過時間と樹脂圧力の関係、および樹脂圧力を速度又は流量のべき乗と樹脂温度の指数関数で表した数式に基づいて、前記数式の速度又は流量のべき乗の指数から樹脂圧力の速度又は流量依存度を求め、及び／又は前記数式の係数と指数関数の指数から樹脂圧力の樹脂温度依存度を求めることを特徴とする射出成形機の樹脂評価方法。
- 自動的に樹脂温度を順次変えるとともに、各樹脂温度において射出速度を順次変えて射出を所定回数行い、各射出時における射出圧力を検出し、各射出毎の射出圧力、射出速度、樹脂温度の各データを求め、求められた各射出による射出圧力、射出速度、樹脂温度の組みデータ、および樹脂圧力を速度又は流量のべき乗と樹脂温度の指数関数で表した数式に基づいて、自動的に前記数式の速度又は流量のべき乗の指数から樹脂圧力の速度又は流量依存度を求め、及び／又は前記数式の係数と指数関数の指数から樹脂圧力の樹脂温度依存度を求めることを特徴とする射出成形機の樹脂評価方法。
- 各射出時に、所定周期毎にスクリュ位置、射出圧力を検出し、スクリュ位置の関数として若しくは時間の関数として前記樹脂圧力と樹脂温度及び射出時の速度又は流量の相互依存の関係を示す前記数式を求める請求項２記載の射出成形機の樹脂評価方法。
- 各射出時に、設定スクリュ位置若しくは設定射出開始からの経過時間における射出圧力を検出し、各射出毎の射出圧力、射出速度、樹脂温度の各データを求める請求項２記載の射出成形機の樹脂評価方法。
- 前記射出は、金型を取り付けずに樹脂を空中に射出するエアショットである請求項２乃至４の内いずれか１項記載の射出成形機の樹脂評価方法。
- 前記スクリュ位置と樹脂圧力又は射出開始からの経過時間と樹脂圧力の関係は、設定されたスクリュ位置における樹脂圧力又は設定経過時間における樹脂圧力の関係である請求項１記載の射出成形機の樹脂評価方法。
- 樹脂の特性を評価するための射出速度及び樹脂温度条件を含む解析条件を設定する手段と、該解析条件下で射出を行うことによって、設定スクリュ位置又は射出開始からの設定経過時間での樹脂圧力を検出する手段と、該設定スクリュ位置又は設定経過時間での検出樹脂圧力及び前記射出速度、樹脂温度、および樹脂圧力を速度又は流量のべき乗と樹脂温度の指数関数で表した数式による相互依存関係式に基づいて、前記数式の速度又は流量のべき乗の指数から樹脂圧力の速度又は流量依存度を求め、及び／又は前記数式の係数と指数関数の指数から樹脂圧力の樹脂温度依存度を求める手段とを有する射出成形機を用いた樹脂評価装置。
- 前記樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度を求める手段を、射出成形機に設ける代わりに射出成形機外部に設け、射出成形機を前記解析条件下で駆動し射出を行うことによって得られた、スクリュ位置データ又は射出開始からの経過時間データ、樹脂温度データ、射出速度データ、樹脂圧力データを該手段に入力して樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度を求める請求項７記載の射出成形機を用いた樹脂評価装置。
- スクリュ位置データ又は射出開始からの経過時間データ、樹脂温度データ、射出速度データ、樹脂圧力データの代わりに、射出速度データ、樹脂温度データ及び設定されたスクリュ位置又は設定経過時間における検出樹脂圧力データを前記樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度を求める手段に入力するようにした請求項８記載の射出成形機を用いた樹脂評価装置。
- 設定された複数の樹脂温度毎に設定された複数の射出速度で順次射出を行うよう射出を制御する制御手段と、各射出時の射出圧力データを検出する手段と、各射出時の樹脂温度、射出速度及び検出射出圧力を１組としてそれぞれ記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されたデータおよび樹脂圧力を速度又は流量のべき乗と樹脂温度の指数関数で表した数式による相互依存関係式に基づいて、前記数式の速度又は流量のべき乗の指数から樹脂圧力の速度又は流量依存度を求め、及び／又は前記数式の係数と指数関数の指数から樹脂圧力の樹脂温度依存度を求める手段を備えた射出成形機を用いた樹脂評価装置。
- 前記射出圧力データを検出する手段は、射出時に所定周期毎に射出圧力を検出すると共にスクリュ位置をも検出し、前記記憶手段はスクリュ位置をも記憶し、前記樹脂温度及び射出時の速度又は流量の相互依存の関係を求める手段は、スクリュ位置の関数として樹脂における樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度を求める請求項１０記載の射出成形機を用いた樹脂評価装置。
- 前記射出圧力データを検出する手段は、各射出時に、設定スクリュ位置若しくは設定射出開始からの経過時間における射出圧力を検出する請求項１０記載の射出成形機を用いた樹脂評価装置。
- 得られた樹脂における樹脂圧力の樹脂温度依存度又は／及び速度又は流量依存度に基づいて、射出速度若しくは流量と射出圧力の関係及び／又は樹脂温度と射出圧力の関係を表示する表示手段を備える請求項１０乃至１２の内１項記載の射出成形機を用いた樹脂評価装置。
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