JP4081038B2 - 成形機の金型監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、基準画像データと成形稼働時における被判定画像データを比較演算する画像処理によりキャビティ部位の状態を判別する成形機の金型監視方法に関する。

従来、金型に残留する成形品の有無等を監視するため、型開きした金型のキャビティ部位をイメージセンサにより撮像するとともに、画像処理によりキャビティ部位の状態を判別する射出成形機の金型監視方法は知られており、既に、本出願人も、この種の監視方法を特開昭６３−１２６７１８号公報により提案した。

同公報記載の監視方法は、成形金型の画像を画素単位に分割し、各画素単位毎の輝度レベルを検出するとともに、予め設定された２値化輝度レベルを基準に画像を白と黒に２値化し、予め記憶しておいた正常状態の２値化画像との比較を行うに際し、検出画像の全画像中の最暗輝度レベルを検出し、当該最暗輝度レベルが予め設定された許容最暗輝度レベルの範囲外の場合には、射出成形作業を中止し、検出画像の全画像中の最暗輝度レベルが予め設定された許容最暗輝度レベルの範囲内の場合には、予め記憶されている正常状態の画像の全画素中の最暗輝度レベルと、検出画像の最暗輝度レベルとを比較し、そのレベル差値が許容値以上であれば、予め設定された２値化輝度レベルをレベル差値に応じて上下補正して検出画像の２値化を行うようにしたものである。
特開昭６３−１２６７１８号

しかし、上述した監視方法をはじめ、従来における成形機の金型監視方法は、次のような問題点があった。

第一に、画像処理は、撮像された画像の全範囲に対して行うため、監視不要の領域に対する無駄なデータ処理が発生し、特に、多数個取りの成形品においては、無駄な処理部分が大量に発生する。この結果、処理効率の低下を招き、ＣＰＵやメモリの大容量化、更にはハードウェアの高コスト化を招くとともに、成形サイクルの高速化要求にも十分に応えることができない。

第二に、金型に離型剤を噴霧した場合や金型に外乱光が入射した場合等には、輝度の変化する特異部分が発生し、この結果、誤検出が生じやすくなる。この不具合に対処するため、従来では、輝度レベルを調整するなどにより対応していたが、このような調整による対応では限界がある。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した成形機の金型監視方法の提供を目的とするものである。

本発明に係る成形機の金型監視方法は、上述した課題を解決するため、予め設定した基準画像データＤｓｆ，Ｄｓｓと成形稼働時における型開きした金型Ｃのキャビティ部位Ｘｃを撮像して得た被判定画像データＤｄを比較演算する画像処理によりキャビティ部位Ｘｃの状態を判別するに際し、予め、正常な成形品が付着したキャビティＣｆの状態及び成形品が正常に排出された金型Ｃの状態を撮像し、撮像された基準画像Ｖｘｃ…を表示部Ｗに表示するとともに、オペレータにより各基準画像Ｖｘｃ…に対する任意の監視領域Ｚｃ…が区画指定されたなら、監視領域Ｚｃ…内の画像データを一次基準画像データＤｓｆ及び二次基準画像データＤｓｓとしてそれぞれ設定し、成形稼働時に、型開終了信号に基づいてキャビティ部位Ｘｃを撮像し、撮像されたキャビティ部位Ｘｃの画像データＤｖに対して、一次基準画像データＤｓｆの監視領域Ｚｃを除いた非監視領域Ｚｎをマスク処理し、当該監視領域Ｚｃの被判定画像データＤｄに対してのみ画像処理を行うとともに、エジェクタ終了信号に基づいてキャビティ部位Ｘｃを撮像し、撮像されたキャビティ部位Ｘｃの画像データに対して、二次基準画像データＤｓｓの監視領域Ｚｃを除いた非監視領域Ｚｎ…をマスク処理し、当該監視領域Ｚｃの被判定画像データＤｄに対してのみ画像処理を行うようにしたことを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、基準画像データＤｓｆ，Ｄｓｓの設定時には、キャビティ部位Ｘｃの基準画像Ｖｘｃ及び監視領域Ｚｃを示すパターン画像Ｖｐｆ，Ｖｐｓａ…を、分割画面となる第一表示部Ｗａと第二表示部Ｗｂによりそれぞれ表示することができる。また、監視領域Ｚｃの指定は、マウスを用いたドラッグ指定，キーを用いたカーソル指定又はタッチパネルを利用したタッチ指定により行うことができる。

このような手法による本発明に係る成形機の金型監視方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） オペレータにより任意に区画指定された監視領域Ｚｃに対してのみ画像処理を行うため、無駄なデータ処理を極力低減させることができる。この結果、処理効率を高めることができ、ＣＰＵやメモリの低容量化、更にはハードウェアの低コスト化を図れるとともに、成形サイクルの高速化要求にも十分に応えることができる。

（２） 金型Ｃに離型剤を噴霧した場合や金型Ｃに外乱光が入射した場合等であっても、これらの外乱が影響する領域を極力排除することができるため、誤検出の発生を大幅に低減することができる。

（３） 基準画像データＤｓｆ，Ｄｓｓに、キャビティ部位Ｘｃに正常な成形品が付着した状態の一次基準画像データＤｓｆ及びキャビティ部位Ｘｃから成形品が正常に排出された状態の二次基準画像データＤｓｓを含めたため、金型Ｃに対する一次監視処理及び二次監視処理のそれぞれに最適な基準画像データＤｓｆ及びＤｓｓを設定することができ、金型Ｃに対する的確な監視を行うことができる。

（４） 好適な態様により、基準画像データＤｓｆ，Ｄｓｓの設定時に、基準画像Ｖｘｃ及びパターン画像Ｖｐｆ，Ｖｐｓａ…を、分割画面となる第一表示部Ｗａと第二表示部Ｗｂによりそれぞれ表示すれば、基準画像Ｖｘｃ上に表示される監視領域Ｚｃを示す区画（パターン）が判りにくい場合であっても、第二表示部Ｗｂにより監視領域Ｚｃを明確に確認できるため、設定時の設定容易性及び利便性を高めることができる。

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る金型監視方法を実施できる金型監視システム１の構成について、図１〜図６を参照して説明する。

図３（図４）は、金型監視システム１を取付けた射出成形機Ｍの一部を示す。射出成形機Ｍは型締装置Ｍｃを備え、この型締装置Ｍｃは、固定盤１１，この固定盤１１と不図示の圧受盤間に架設した四本のタイバー１２…，これらのタイバー１２…にスライド自在に装填した可動盤１３を備える。そして、固定盤１１には固定型Ｃｃが、また、可動盤１３には可動型Ｃｍがそれぞれ取付けられ、この固定型Ｃｃと可動型Ｃｍにより金型Ｃを構成する。これにより、可動盤１３は固定盤１１に対し、不図示の駆動機構により進退移動し、金型Ｃの型閉，型締，型開を行うことができる。なお、Ｍｉは射出装置，Ｃｆ（図４）は金型Ｃのキャビティをそれぞれ示す。

一方、金型監視システム１は、キャビティ部位Ｘｃに対して可視光線以外の光線Ｌとなる赤外線Ｌｉを投射する発光部８と、可視光線を遮断するフィルタ部９（図５）を通してキャビティ部位Ｘｃから反射する赤外線Ｌｉ（正反射光Ｌｒ）をイメージセンサ３により撮像する監視カメラ部２を備える。

発光部８は、図３及び図４に示すように、固定盤１１の一方の側面１１ｐに複数のボルト等により固定されたブラケット２１により支持される。なお、発光部８の取付位置（取付高さ）は、図４に示すように、キャビティ部位Ｘｃの位置（高さ）に一致させる。また、発光部８の投射角度は、取付ねじ２２，２２により任意に設定（変更）できる。さらに、発光部８は、偏平直方体形に形成し、一面を開放したハウジング部２４を備える。ハウジング部２４の内部には、赤外線（光線Ｌ）を発光する多数の赤外線発光ダイオード２５…を配列させた発光基板２６を配設する。この発光基板２６は、点発光となる各赤外線発光ダイオード２５…を集積させた面発光体Ｅを構成する。この面発光体Ｅの大きさ（形状）は、キャビティ部位Ｘｃに対する監視範囲に対応して設定し、特に、監視範囲に対して同一又はこれ以上の面積となるように考慮する。赤外線発光ダイオード２５…は、千鳥状に配列させることが望ましい。発光部８をこのように構成することにより、照度が高められることに加え、照度の均一性が高められる。なお、ハウジング部２４の内部には、発光に対する拡散板を配設し、金型Ｃにおける研磨パターンによる反射光の減衰を抑えるとともに、均一かつ安定した照射ができるように考慮する。

他方、監視カメラ部２は、図３及び図４に示すように、固定盤１１の他方の側面１１ｑに取付けた支持機構３１により支持される。支持機構３１は、複数のボルト等により側面１１ｑ上に固定した取付部３２と、監視カメラ部２を支持するブラケット３３と、このブラケット３３と取付部３２間に介在する位置調整部３４を備える。なお、監視カメラ部２の取付位置（取付高さ）は、図４に示すように、キャビティ部位Ｘｃの位置（高さ）に一致させる。これにより、ブラケット３３は、位置調整部３４により取付部３２に対して前後方向に位置調整でき、監視カメラ部２の前後方向の位置を調整できる。また、監視カメラ部２の撮像角度は、取付ねじ３５，３５により任意に設定（変更）できる。

さらに、監視カメラ部２は、直方体形に形成したケーシング部３７を備え、内部には付属回路３６（処理部４）を収容するとともに、前部にはイメージセンサ３を有するセンシング部３８を所定の角度Ｒを付けて取付ける。この角度Ｒを付けることにより、監視カメラ部２を取付けることに伴う横側方への突出を少なくできる。また、センシング部３８は、光学筒３９を備え、この光学筒３９には、前側から、可視光線を遮断するフィルタ部９，レンズ４０を順次内蔵するとともに、この光学筒３９の後方に、イメージセンサ３を内蔵する。イメージセンサ３としては、省電力化，小型化及び低コスト化の容易なＣＭＯＳイメージセンサを用いることが望ましい。

このように、発光部８を、型締装置Ｍｃにおける固定盤１１の一方の側面１１ｐに取付けるとともに、監視カメラ部２を、固定盤１１の他方の側面１１ｑに取付ければ、監視カメラ部２は、発光部８から発光される赤外線Ｌｉの正反射光Ｌｒ、即ち、軸線に対して発光部８から入射する入射角とこれに基づく反射角が同じ大きさとなる反射光を容易に得ることができる。

次に、全体のシステム系統について、図６を参照して説明する。２は監視カメラ部であり、前述したイメージセンサ３とこのイメージセンサ３に接続した処理部（制御部）４を内蔵する。この処理部４は、マイコン（マイクロコンピュータ）等を利用し、イメージセンサ３から得る画像データ（画像信号）Ｄｖに対して画像処理を行うことにより、キャビティ部位Ｘｃの状態（正常状態又は異常状態）を判別する機能を備えるとともに、各種の制御機能及び処理機能を備えており、上述した付属回路３６を構成する。このため、処理部４には、本発明に係る金型監視方法に用いる基準画像データＤｓｆ，Ｄｓｓ及び監視領域Ｚｃに係わるデータ等が設定（登録）されている。

また、この処理部４は、接続ポートとして、少なくとも入出力ポート（Ｉ／Ｏポート）２ｏと通信ポート２ｔを備える。この場合、入出力ポート２ｏは、射出成形機Ｍに内蔵する成形機コントローラ５の入出力ポートに、第一接続ラインＴａにより接続する。これにより、少なくとも処理部４から得るキャビティ部位Ｘｃの状態を判別した結果となる異常データ（エラー信号）Ｄｅが、第一接続ラインＴａを介して成形機コントローラ５に付与される。一方、通信ポート２ｔは第二接続ラインＴｂに接続する。この第二接続ラインＴｂには、イーサネット（登録商標）等のＬＡＮ７を用いることができる。したがって、この第二接続ラインＴｂ（ＬＡＮ７）に成形機コントローラ５の通信ポートを接続すれば、成形機コントローラ５と処理部４は、ＬＡＮ７を介した通信が可能になる。これにより、イメージセンサ３から得る画像データ（画像信号）Ｄｖが、第二接続ラインＴｂ（ＬＡＮ７）を介して成形機コントローラ５に送信される。

このように、第二接続ラインＴｂに、ＬＡＮ７を用いれば、図６に示すように、他の一又は二以上の射出成形機Ｍ…に取付けられる監視カメラ部２…の通信ポート２ｔ…及び成形機コントローラ５…の通信ポートも、同一のＬＡＮ７に接続できるとともに、他の場所（管理室等）に設置された中央コンピュータＰＣ等も、同一のＬＡＮ７に接続することができる。したがって、このようなＬＡＮ７を構築することにより、他の射出成形機Ｍ…とのデータ授受や他の場所に設置された中央コンピュータＰＣ等とのデータ授受を容易かつ迅速に行うことができる。なお、図６は、ＬＡＮ７を用いた接続形態の一例であり、基本的には、一台の射出成形機Ｍにおける監視カメラ部２の通信ポート２ｔと成形機コントローラ５の通信ポートをＬＡＮ７により接続すればよい。

他方、成形機コントローラ５には、この成形機コントローラ５に付属する表示部Ｗを備える。この表示部Ｗは、タッチパネルを付設したカラー液晶ディスプレイ等を用いることができる。したがって、この表示部Ｗは、成形機本体に係わる各種データの表示や設定等に用いられるとともに、特に、成形機コントローラ５と表示部Ｗは、本発明に係る金型監視方法に係わる基準画像データＤｓｆ，Ｄｓｓ及び監視領域Ｚｃを設定する機能を備える。また、成形機コントローラ５には、第二接続ラインＴｂを介して送信される画像データ（画像信号）Ｄｖに係わる画像を表示部Ｗに表示するための画像表示機能Ｆｄを備える。これにより、画像データＤｖに係わる画像、即ち、キャビティ部位Ｘｃの画像を表示部Ｗに表示することができ、この表示部Ｗは、監視カメラ部２側（イメージセンサ３）から送信される画像データＤｖに係わる画像を表示するための表示部を兼用する。よって、監視カメラ部２側の表示部は不要になるため、システム全体のコストダウン及び設置性向上に寄与できる。

さらに、成形機コントローラ５には、異常データＤｅに対応する画像データＤｖを、ショット番号に対応させてメモリに登録するデータ記憶機能Ｆｍを備える。即ち、成形機コントローラ５には、監視カメラ部２から、異常データＤｅ及び画像データＤｖが同時に付与されているため、異常データＤｅに対応する画像データＤｖを、ショット番号に対応させて成形機コントローラ５に内蔵するメモリに登録することができる。なお、このようなデータ記憶機能Ｆｍは、監視カメラ部２側にも同様に設けることができる。

次に、本実施形態に係る金型監視方法を含む金型監視システム１の使用方法及び動作について、図１〜図１０を参照して説明する。

最初に、発光部８と監視カメラ部２の角度設定を行う。今、型開した可動型Ｃｍの位置が図３に示す実線位置にあるものとする。この状態で発光部８から投射される赤外線Ｌｉの角度（投射角度）が、キャビティ部位Ｘｃの全体に当たるように設定する。この場合、投射角度は、取付ねじ２２…の弛緩又は締付により容易に設定できる。これにより、赤外線Ｌｉは、キャビティ部位Ｘｃに対して斜めに投射される。

次いで、監視カメラ部２の撮像角度を設定する。この場合、図３に示すように、キャビティ部位Ｘｃから反射する赤外線Ｌｉの正反射光Ｌｒを撮像できるように設定する。このような正反射光Ｌｒを撮像することにより、反射率の差により検出できるため、Ｓ／Ｎ比を高くできるとともに、他の角度からの光の影響を低減できる。なお、撮像角度は、取付ねじ３５…の弛緩又は締付により容易に設定できる。また、型開した際における可動型Ｃｍの位置が、図３に仮想線で示すＣｍａ，Ｃｍｂのように変更された場合であっても、同様の操作により容易に設定することができる。

さらに、本実施形態に係る金型監視方法を用いて基準画像データＤｓｆ，Ｄｓｓの設定を行う。この基準画像データＤｓｆ，Ｄｓｓの設定方法について、図１及び図２を参照しつつ図７に示すフローチャートに従って説明する。

基準画像データＤｓｆ，Ｄｓｓを設定する際には、所定の選択キーにより基準画像設定モードを選択する（ステップＳ１）。これにより、表示部Ｗには、図１（図２）に示す設定画面が表示される（ステップＳ２）。この設定画面には、分割画面となる第一表示部Ｗａと第二表示部Ｗｂが表示され、第一表示部Ｗａには、キャビティ部位Ｘｃの基準画像Ｖｘｃが表示されるとともに、第二表示部Ｗｂには、監視領域Ｚｃ（非監視領域Ｚｎ…）を示すパターン画像Ｖｐｆ，Ｖｐｓａ…が表示される。

最初に、一次監視処理に用いる一次基準画像データＤｓｆを設定する。この一次基準画像データＤｓｆは、正常（良品）な成形品が付着したキャビティＣｆの状態を撮像することにより得られるため、一次基準画像データＤｓｆを設定する前提として、金型Ｃには、正常（良品）な成形品が成形されている状態を確保する。一次基準画像データＤｓｆの設定に際しては、まず、一次基準設定キーＫｆをタッチする。これにより、赤外線発光ダイオード２５…が点灯し、赤外線Ｌｉがキャビティ部位Ｘｃに対して投射され、キャビティ部位Ｘｃで正反射する。反射した赤外線Ｌｉ（正反射光Ｌｒ）は、監視カメラ部２のセンシング部３８に入光し、イメージセンサ３に結像する。この際、射出成形機Ｍ周辺の可視光線はフィルタ部９によりカットされ、反射した赤外線Ｌｉ（正反射光Ｌｒ）のみがイメージセンサ３に結像する。そして、イメージセンサ３から得られる画像データ（画像信号）Ｄｖは、通信ポート２ｔからＬＡＮ７（第二接続ラインＴｂ）を介して成形機コントローラ５の通信ポートに送信される。そして、図１に示す第一表示部ＷａにキャビティＣｆの基準画像（カラー画像）Ｖｘｃが表示される。

オペレータは、この状態で基準画像Ｖｘｃに対する任意の監視領域Ｚｃを区画指定する（ステップＳ３）。即ち、基準画像Ｖｘｃを見ながら、成形機コントローラ５に付属するマウスを用いてドラッグ指定する。この際、マウスをドラッグすることにより、第一表示部Ｗａには、ポインタの軌跡が区画として表示される。一次監視処理では、成形品が正常（良品）であるか否かを判別するため、図１では、成形品画像Ｖｍの周りに沿うように、Ｔ字形に区画した例を示している。そして、区画指定したなら監視領域Ｚｃとなる部位にポインタを位置させ、マウスをクリックすれば、監視領域Ｚｃが指定される。例示の場合には、Ｔ字形の区画の内側にポインタを位置させてクリックすれば、Ｔ字形の内側が網掛表示される。他方、第二表示部Ｗｂには、監視領域Ｚｃを示すパターン画像Ｖｐｆが表示される。この場合、第一表示部Ｗａに表示されるキャビティ部位Ｘｃの基準画像Ｖｘｃでは、影等の状態によって、監視領域Ｚｃを示す区画（パターン）が判りにくい場合もあるが、第二表示部Ｗｂでは、パターン画像Ｖｐｆと非監視領域Ｚｎがコントラストの大きい二色（例えば、白と黒）によりそれぞれ表示するため、監視領域Ｚｃを明確に確認することができ、設定時の設定容易性及び利便性を高めることができる。

この後、オペレータは、監視領域Ｚｃを確認し、目標とする区画が旨く指定されていない場合には、再度、同様の操作により区画指定を行うことができる（ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ３）。そして、目標の区画を指定できたなら、その他、感度設定等の必要な補助設定を行う。なお、上述した監視領域Ｚｃの指定では、マウスを用いて指定する場合を示したが、その他、キーを用いたカーソル指定或いはタッチパネルを利用したタッチ指定を利用することができる。

次いで、二次監視処理に用いる二次基準画像データＤｓｓを設定する。二次基準画像データＤｓｓの設定に際しては、二次基準設定キーＫｓをタッチする。これにより、発光部８及び監視カメラ部２では、一次基準画像データＤｆｓの設定時と同様の動作が行われ、イメージセンサ３から得られる画像データ（画像信号）Ｄｖは、通信ポート２ｔからＬＡＮ７（第二接続ラインＴｂ）を介して成形機コントローラ５の通信ポートに送信される。そして、図２に示す第一表示部ＷａにキャビティＣｆの基準画像（カラー画像）Ｖｘｃが表示される。この場合、金型Ｃにおいては、エジェクタ動作により、成形品の排出が行われる。二次基準画像データＤｓｓは、成形品が金型Ｃから正常に排出された状態を撮像することにより得られるため、二次基準画像データＤｓｓを設定する前提として、成形品が金型Ｃから正常に排出された状態にあることを確認する。図２に示す第一表示部Ｗａにおいては、成形品が正常に排出されたキャビティ画像Ｖｃが表示されている。

オペレータは、この状態で基準画像Ｖｘｃに対する任意の監視領域Ｚｃを区画指定する（ステップＳ６）。即ち、基準画像Ｖｘｃを見ながら、成形機コントローラ５に付属するマウスを用いてドラッグ指定する。この際、マウスをドラッグすることにより、第一表示部Ｗａには、ポインタの軌跡が区画として表示される。二次監視処理では、成形品が金型Ｃから正常に排出されたか否かを判別するため、図２では、金型Ｃのパーティング面から、誤検出の原因となりやすい孔等の輝度変化のある四つの外乱画像Ｖｅ…を、非監視領域Ｚｎ…となるようにそれぞれ個別に区画指定した例を示している。このような外乱画像Ｖｅ…としては、その他、金型Ｃに離型剤を噴霧した場合や金型Ｃに外乱光が入射した場合に発生する外乱画像を挙げることができる。

そして、区画指定したなら監視領域Ｚｃとなる部位にポインタを位置させ、マウスをクリックすれば、監視領域Ｚｃが指定される。例示の場合には、区画された四つの非監視領域Ｚｎ…の外側にポインタを位置させてクリックすれば、図２の第一表示部Ｗａに示すように、四つの非監視領域Ｚｎ…を除いた領域が網掛表示される。他方、第二表示部Ｗｂには、監視領域Ｚｃ（非監視領域Ｚｎ…）を区画する四つのパターン画像Ｖｐｓａ，Ｖｐｓｂ，Ｖｐｓｃ，Ｖｐｓｄが、上述した一次基準画像データＤｓｆの設定の場合と同様に表示される。これにより、監視領域Ｚｃ（非監視領域Ｚｎ…）を明確に確認することができ、設定時の設定容易性及び利便性を高めることができる。

この後、オペレータは、監視領域Ｚｃを確認し、目標とする区画が旨く指定されていない場合には、再度、同様の操作により区画指定を行うことができる（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ６）。そして、目標の区画を指定できたなら、その他、感度設定等の必要な補助設定を行う。以上の設定処理が終了したなら、設定終了キーをタッチする。これにより、設定された各基準画像データＤｓｆ，Ｄｓｓ及び監視領域Ｚｃに係わるデータは、監視カメラ部２の処理部４に転送される（ステップＳ９）。また、処理部４では、受信した基準画像データＤｓｆ，Ｄｓｓ及び監視領域Ｚｃに係わるデータを、内蔵するメモリ（画像メモリ）に設定（登録）する（ステップＳ１０）。設定された基準画像データＤｓｆ，Ｄｓｓ及び監視領域Ｚｃに係わるデータは、本発明に係る金型監視方法に利用される。このように、基準画像データとして、キャビティ部位Ｘｃに正常な成形品が付着した状態の一次基準画像データＤｓｆ及びキャビティ部位Ｘｃから成形品が正常に排出された状態の二次基準画像データＤｓｓを設定するため、金型Ｃに対する一次監視処理及び二次監視処理のそれぞれに最適な基準画像データＤｓｆ及びＤｓｓを設定することができ、金型Ｃに対する的確な監視を行うことができる。

次に、実際の成形工程における金型監視方法について説明する。なお、射出成形機Ｍの稼働中においては、成形機コントローラ５から処理部４に対して各種信号が付与されるとともに、処理部４から成形機コントローラ５に対して各種信号が付与される。この場合、処理部４（成形機コントローラ５）は、複数の入出力ポート２ｏ…を備えており、一部の入出力ポート２ｏ…がこれらの信号の授受に利用される。今、射出充填工程及び冷却工程を経て、金型Ｃの型開きが終了したものとする。処理部４には、型開きが終了したことに伴う型開終了信号が付与されるため、処理部４による一次監視処理が行われる。この一次監視処理は、型開き後、エジェクタ動作前に行う監視処理であり、これにより、成形品に未充填部分が存在するか否かなどの成形不良の判別を行うことができる。

図８には、この一次監視処理の処理手順をフローチャートで示す。また、図１０には、データの流れをフローチャートで示す。まず、処理部４に型開終了信号が付与されれば、処理部４は、撮像開始指令を出力し、発光部８における赤外線発光ダイオード２５…を点灯させるとともに、監視カメラ部２を作動させて撮像を開始する（ステップＳ１１）。これにより、発光部８からキャビティ部位Ｘｃに対して赤外線Ｌｉが投射され、キャビティ部位Ｘｃで正反射する。反射した赤外線Ｌｉ（正反射光Ｌｒ）は、監視カメラ部２のセンシング部３８に入光し、イメージセンサ３に結像する。この際、射出成形機Ｍ周辺の可視光線はフィルタ部９によりカットされ、反射した赤外線Ｌｉ（正反射光Ｌｒ）のみがイメージセンサ３に投射される。そして、イメージセンサ３から得られる画像データ（画像信号）Ｄｖは、処理部４に付与される。なお、赤外線Ｌｉを用いるため、点灯時であっても可視光線とは異なり、オペレータに違和感や不快感を与えることはない。

また、一画面分の画像データＤｖが処理部４に取り込まれたなら、処理部４は、撮像終了指令を出力する。これにより、発光部８における赤外線発光ダイオード２５…を消灯させ、かつイメージセンサ３による撮像を終了させる（ステップＳ１２，Ｓ１３）。このように、発光部８は、撮像するときのみ点灯させるため、消費電力の低減を図ることができる。さらに、画像データＤｖは、通信ポート２ｔからＬＡＮ７（第二接続ラインＴｂ）を介して成形機コントローラ５の通信ポートに送信される（ステップＳ５１，Ｓ５２）。そして、成形機コントローラ５に付属する表示部Ｗ上に、キャビティＣｆのカラー画像として表示される（ステップＳ５３）。

一方、処理部４では、撮像した最初の画素（ピクセル）における画素レベルと前述した一次基準画像データＤｓｆにおける対応する画素レベルを比較して両者の偏差を演算する画像処理を行う（ステップＳ１４）。そして、求めた偏差としきい値を比較する（ステップＳ１５）。この際、正常に成形が行われていれば、［偏差≦しきい値］となるが、一部に充填不良等が存在すると、その部分は、［偏差＞しきい値］となるため、特異点として計数（カウント）される（ステップＳ１６）。以下、順次続く画素に対して同様の処理を繰り返し、最終の画素まで行う（ステップＳ１７，Ｓ１４…）。

この場合、本発明に係る金型監視方法により、撮像されたキャビティ部位Ｘｃの画像データに対して、設定されている監視領域Ｚｃを除いた非監視領域Ｚｎによりマスク処理が行われる。したがって、設定されている監視領域Ｚｃ内の被判定画像データＤｄに対してのみ画像処理が行われる。例示の場合、図１におけるＴ字形に区画指定した監視領域Ｚｃに対してのみ画像処理が行われる。これにより、成形品が正常であるか否かの判別に必要な監視領域Ｚｃに対してのみ画像処理が行われることになり、画像処理を行う際の無駄なデータ処理を極力低減させることができる。この結果、処理効率を高めることができ、ＣＰＵやメモリの低容量化、更にはハードウェアの低コスト化を図れるとともに、成形サイクルの高速化要求にも十分に応えることができる。

さらに、処理部４は、得られた特異点の計数値（合計値）Ｎｃと予め異常を判別するために設定した異常レベルＮｅを比較し、［Ｎｃ＞Ｎｅ］の場合には、異常が発生したものと判断して所定の異常処理を行う（ステップＳ１８，Ｓ１９）。即ち、異常データＤｅを入出力ポート２ｏから出力し、第一接続ラインＴａを介して成形機コントローラ５の入出力ポートに付与する（ステップＳ５４，Ｓ５５，Ｓ５６）。これにより、射出成形機Ｍの動作を停止するとともに、異常表示等の異常処理を行う。また、成形機コントローラ５は、データ記憶機能Ｆｍにより、少なくとも異常データＤｅに対応する画像データＤｖを、ショット番号に対応させてメモリに登録する（ステップＳ５７，Ｓ５８，Ｓ５９）。これにより、一次監視処理における異常発生時の画像データＤｖを容易かつ確実に保存でき、分析及び統計等のデータ処理を的確かつ迅速に行うことができる。

他方、異常が発生していない場合には、計数値Ｎｃと予め設定したアラームレベルＮａを比較し、［Ｎｃ＞Ｎａ］の場合には、異常直前の状態である旨の処理、即ち、射出成形機Ｍの動作を停止するとともに、予備警報としてのアラーム表示等のアラーム処理を行う（ステップＳ２０，Ｓ２１）。これに対して、一次監視処理の結果、正常の場合には、二次監視処理に移行させる（ステップＳ２２）。なお、このような監視処理においては、偏差に対するしきい値による判別と、特異点の計数値に対する基準レベルによる判別の両方を行うため、判別精度が高められる。

図９に、二次監視処理の処理手順をフローチャートで示す。この二次監視処理は、エジェクタ動作後に行う監視処理であり、これにより、エジェクタが正常に行われたか否かを判別することができる。今、成形機コントローラ５からエジェクタ終了信号が処理部４に付与されれば、処理部４は、撮像開始指令を出力し、発光部８における赤外線発光ダイオード２５…を点灯させるとともに、監視カメラ部２を作動させて撮像を開始する（ステップＳ３１）。これにより、発光部８からキャビティ部位Ｘｃに対して赤外線Ｌｉが投射され、キャビティ部位Ｘｃで正反射する。また、反射した赤外線Ｌｉ（正反射光Ｌｒ）は、監視カメラ部２のセンシング部３８に入光し、イメージセンサ３に結像する。この際、射出成形機Ｍ周辺の可視光線はフィルタ部９によりカットされ、反射した赤外線Ｌｉ（正反射光Ｌｒ）のみがイメージセンサ３に結像する。そして、イメージセンサ３から得られる画像データＤｖは処理部４に付与される。

また、一画面分の画像データＤｖが処理部４に取り込まれたなら、処理部４は、撮像終了指令を出力する。これにより、発光部８における赤外線発光ダイオード２５…を消灯させ、かつイメージセンサ３による撮像を終了させる（ステップＳ３２，Ｓ３３）。さらに、画像データＤｖは、通信ポート２ｔからＬＡＮ７（第二接続ラインＴｂ）を介して成形機コントローラ５の通信ポートに送信される（ステップＳ５１，Ｓ５２）。そして、成形機コントローラ５に付属する表示部Ｗ上に、キャビティＣｆのカラー画像として表示される（ステップＳ５３）。

一方、処理部４では、最初の画素における画素レベルと前述した二次基準画像データにおける対応する画素レベルを比較して両者の偏差を演算する画像処理を行う（ステップＳ３４）。また、求めた偏差としきい値を比較する（ステップＳ３５）。この際、成形品が正常に排出されていれば、［偏差≦しきい値］となるが、正常に排出されていない場合は、成形品の存在する部分が、［偏差＞しきい値］となるため、特異点として計数（カウント）される（ステップＳ３６）。以下、順次続く画素に対して同様の処理を繰り返し、最終の画素まで行う（ステップＳ３７，Ｓ３４…）。

この場合、本発明に係る金型監視方法により、撮像されたキャビティ部位Ｘｃの画像データに対して、設定されている監視領域Ｚｃを除いた非監視領域Ｚｎ…によりマスク処理が行われる。したがって、設定されている監視領域Ｚｃ内の被判定画像データＤｄに対してのみ画像処理が行われる。例示の場合、図２における四つの非監視領域Ｚｎ…を除いた監視領域Ｚｃに対してのみ画像処理が行われる。これにより、誤検出の原因となりやすい孔等をはじめ、金型Ｃに離型剤を噴霧した場合や金型Ｃに外乱光が入射した場合等に発生する輝度変化のある外乱画像Ｖｅ…は、非監視領域Ｚｎ…となって画像処理が行われない。よって、外乱が影響する領域を極力排除することができ、誤検出の発生を大幅に低減することができる。

さらに、処理部４は、得られた特異点の計数値（合計値）Ｎｃと予め異常を判別するために設定した異常レベルＮｘを比較し、［Ｎｃ＞Ｎｘ］の場合には、異常が発生したものとして所定の異常処理を行う（ステップＳ３８，Ｓ３９）。即ち、異常データＤｅを入出力ポート２ｏから出力し、第一接続ラインＴａを介して成形機コントローラ５の入出力ポートに付与する（ステップＳ５４，Ｓ５５，Ｓ５６）。これにより、射出成形機Ｍの動作を停止するとともに、異常表示等の異常処理を行う。また、成形機コントローラ５は、データ記憶機能Ｆｍにより、少なくとも異常データＤｅに対応する画像データＤｖを、ショット番号に対応させてメモリに登録する（ステップＳ５７，Ｓ５８，Ｓ５９）。これにより、二次監視処理における異常発生時の画像データＤｖを容易かつ確実に保存でき、分析及び統計等のデータ処理を的確かつ迅速に行うことができる。一方、正常であって、次のショットが行われる場合には、図８に示す一次監視処理に移行させる（ステップＳ４０，Ｓ４１）。また、次のショットが無い場合には終了する（ステップＳ４０）。

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、例示の実施形態では、可視光線以外の光線Ｌとして、赤外線Ｌｉを利用したが、必ずしも赤外線Ｌｉに限定されるものではなく、紫外線，遠赤外線等の他の光線を用いることもできる。また、発光部８には、多数の発光ダイオード２５…を用いた場合を例示したが、他の発光手段であってもよい。さらに、金型監視方法を適用する対象として射出成形機Ｍを例示したが、金型Ｃを用いる各種成形機に適用することができる。

本発明の最良の実施形態に係る金型監視方法の実施に用いる表示部の設定画面図、 同金型監視方法の実施に用いる表示部に表示される他の設定画面図、 同金型監視方法の実施に用いる金型監視システムを射出成形機に取付けた状態の平面図、 同金型監視システムを射出成形機に取付けた状態の正面図、 同金型監視システムにおける監視カメラ部の平面図、 同金型監視システムのシステム構成図、 同金型監視方法の実施に用いる基準画像データを設定する処理手順を示すフローチャート、 同金型監視方法に用いる一次監視の処理手順を示すフローチャート、 同金型監視方法に用いる二次監視の処理手順を示すフローチャート、 同金型監視方法を実施した際におけるデータの流れを示すフローチャート、

符号の説明

Ｃ 金型
Ｃｆ キャビティ
Ｘｃ キャビティ部位
Ｗ 表示部
Ｗａ 第一表示部
Ｗｂ 第二表示部
Ｚｃ 監視領域
Ｚｎ… 非監視領域
Ｖｘｃ 基準画像
Ｖｐｆ パターン画像
Ｖｐｓａ… パターン画像

Claims (3)

1. 予め設定した基準画像データと成形稼働時における型開きした金型のキャビティ部位を撮像して得た被判定画像データを比較演算する画像処理によりキャビティ部位の状態を判別する成形機の金型監視方法において、予め、正常な成形品が付着したキャビティの状態及び成形品が正常に排出された金型の状態を撮像し、撮像された基準画像を表示部に表示するとともに、オペレータにより各基準画像に対する任意の監視領域が区画指定されたなら、前記監視領域内の画像データを一次基準画像データ及び二次基準画像データとしてそれぞれ設定し、成形稼働時に、型開終了信号に基づいてキャビティ部位を撮像し、撮像されたキャビティ部位の画像データに対して、前記一次基準画像データの前記監視領域を除いた非監視領域をマスク処理し、当該監視領域の被判定画像データに対してのみ前記画像処理を行うとともに、エジェクタ終了信号に基づいてキャビティ部位を撮像し、撮像されたキャビティ部位の画像データに対して、前記二次基準画像データの前記監視領域を除いた非監視領域をマスク処理し、当該監視領域の被判定画像データに対してのみ前記画像処理を行うことを特徴とする成形機の金型監視方法。
2. 前記基準画像データの設定時には、前記キャビティ部位の基準画像及び前記監視領域を示すパターン画像を、分割画面となる第一表示部と第二表示部によりそれぞれ表示することを特徴とする請求項１記載の成形機の金型監視方法。
3. 前記監視領域の指定は、マウスを用いたドラッグ指定，キーを用いたカーソル指定又はタッチパネルを利用したタッチ指定により行うことを特徴とする請求項１記載の成形機の金型監視方法。

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