JP4721454B2 - 射出成形装置における成形条件の決定方法及び射出成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形装置における成形条件の決定方法に関する。

樹脂原料を、射出機で溶かし、金型へ射出して、樹脂製品（成形品）を得ることは広く行われている。そのためには射出成形装置に成形条件を設定し、この成形条件で射出成形を行う。成形品が不良であれば、成形条件を変更する。

成形条件は、加熱筒温度、金型温度、射出力、型締め力、スクリュー背圧、射出時間、保圧時間、冷却時間、射出速度、スクリュー回転速度など、複数の条件要素で構成される。

一方、成形品の良否は、樹脂自体の温度、圧力、比容積に強く影響されることが知られている。しかし、樹脂自体の温度と加熱筒温度とは差があり、樹脂自体の圧力と射出力とは差がある。そこで、理想的には、樹脂自体の温度や樹脂自体の圧力で成形条件の良否を評価した。
そこで、樹脂自体の温度や圧力を実測して、評価を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−２６３６１８公報（図７）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図７は従来の技術の基本原理を説明する図であり、特許文献１は、樹脂温度を測定することができる温度センサと、樹脂圧力を測定することができる圧力センサを備えている。 特許文献１の段落番号［００２９］には「図７は成形機Ａ及び成形機Ｂの比容積を比較した図である。比容積ｖは、温度センサで測定した樹脂温度Ｔと圧力センサで測定した樹脂圧力ｐから、ｐ−ｖ−Ｔ曲線を用いて求めることができる。そして、成形機Ａの方が、成形不良が出る。」と説明されている。

特許文献１によれば、成形機Ａと成形機Ｂの比較は可能である。しかし、成形機Ｂに設定した成形条件が、本当に好適条件であるか否かを直接示すものではない。
設定した成形条件が、好ましいものであるか否かを、直接判定することができる判定法が望まれる。

また、特許文献１を実施するには、温度センサを樹脂の通路に臨ませて温度を測定し、圧力センサを樹脂の通路に臨ませて圧力を測定することが不可欠である。
温度センサと圧力センサは、先端が液状の樹脂に接触していることを前提とする。しかし、温度センサや圧力センサで冷やされて、センサの先端に凝固した樹脂膜ができることがある。

温度であれば、この樹脂膜を伝わって熱が温度センサに伝達するため、検出精度の低下を心配する必要はない。
一方、圧力であれば、凝固した樹脂膜で遮断される。そのため、圧力センサは低い圧力を検出することになり、検出精度が著しく低下する。

圧力の測定値に誤差があると、求めた比容積にも誤差が含まれ、可塑化の評価の信頼性が低下する。
したがって、圧力センサを使用しないで、評価ができる技術が求められる。

本発明は、温度センサのみで、成形条件の良否が直接判定できる技術を提供することを課題とする。

本発明者らは、先ず、次表で示す３つの成形条件（第１の成形条件、第２の成形条件、第３の成形条件）で、射出成形を行い、そのときの樹脂温度を測定した。また、比較のために、上記各成形条件で成形した際に得られる成形品の重量を測定した。

第１の成形条件で、２０ショットの成形を実施した。このときに得た温度曲線（２０本）を、図８（ａ）に示す。縦軸が測定した樹脂温度で、横軸がスクリューストロークであり、スクリューは横軸の右から左へ移動する。２０本の温度曲線は上下に大きくばらついている。

第２の成形条件で、２０ショットの成形を実施した。このときに得た温度曲線（２０本）を、図８（ｂ）に示す。２０本の温度曲線のばらつきは、かなり改善された。

第３の成形条件で、２０ショットの成形を実施した。このときに得た温度曲線（２０本）を、図８（ｃ）に示す。２０本の温度曲線のばらつきは、かなり改善された。

また、上記各成形条件で成形した成形品の重量の測定値から変動係数を求めた。
変動係数の計算法を説明する。先ず、第１の成形条件で得た２０個の重量データから平均値（ｍ１）を求める。また、第１の成形条件で得た２０個の重量データから標準偏差（σ１）を求める。±３σの範囲に対応させるために、標準偏差（σ１）は６倍する。さらに、百分率表記するために１００倍する。
変動係数は、（６・（σ１）／（ｍ１））×１００の算式で求める。以下、この変動係数を、変動係数６ＣＶと呼ぶ。

３つの成形条件（第１の成形条件、第２の成形条件、第３の成形条件）での変動係数６ＣＶを次表で示す。

変動係数６ＣＶは、成形品の重量のばらつきを示す係数であり、係数が小さいほど、ばらつきが少なく安定した成形品であることを示し、品質を測る指標として使用される。
第１の成形条件では、変動係数６ＣＶは０．２０であり、第２の成形条件では、変動係数６ＣＶは０．１６であり、第３の成形条件では、変動係数６ＣＶは０．０７であった。

すなわち、実際に成形された成形品の質量を測定し、これにより得られた変動係数を見れば最良の成形条件を知ることができるが、質量が安定した状態で測定する必要があるため、変動係数を即座に得ることは出来ず、成形条件の判定に使用することが出来ない。
そのため、作業者は、得られたモニタ値を見て判断しなければならない。温度変動をモニタ値として成形条件の判定に使用する場合、図８（ａ）から、第１の成形条件では良品が得られないことは理解できる。しかし、図８（ｂ）は図８（ｃ）と大差がないため、第２の成形条件が第３の成形条件よりも、大いに悪いことは理解できない。

そこで、本発明者らは、図８（ｂ）に、温度の急変部ｂ１、ｂ２、ｂ３が存在し、図８（ｃ）にはそのような温度の急変部が認められない、という差異に注目した。そして、樹脂温度の急変が成形不良の要因であると推定した。
樹脂温度の急変を、定量化するために、温度曲線を微小時間で微分し、得られた多数個の微分値から標準偏差を求めた。この標準偏差が小さいほど、温度は穏やかに変化するから、良品が得られると考えた。
詳細は後述するが、以上の知見に基づいてデータを整理したところ、樹脂温度の変化と成形品との良好な相関を見出すことができた。

すなわち、請求項１に係る発明は、射出成形装置に設定する成形条件を変えながら運転を繰り返して、成形条件の最適化を図る成形条件の決定方法であって、
射出機と金型との間に、樹脂の温度を測ることができる測温装置をセットする工程と、
第１の成形条件で射出成形を実施し、前記測温装置で射出時間中の第１ショットの温度を連続的に記録し、この第１ショットの温度を微小時間で区切って、微小温度差を微小時間で割ることにより多数個の微分値を得、この多数個の微分値をデータとして第１ショットの標準偏差を求める第１ショットの標準偏差取得工程と、
この第１ショットの標準偏差取得工程と同様の工程を、第２ショット〜第ｎショットまで実施して第２ショット〜第ｎショットまでの標準偏差を取得する工程と、
得られた第１〜第ｎまでの標準偏差を算術平均処理して、第１の成形条件における平均標準偏差を求める工程と、
前記第１の成形条件とは異なる第２の成形条件で、前記第１ショットの標準偏差取得工程及び前記第２ショット〜第ｎショットまでの標準偏差を取得する工程と同様の工程を実施し、得られた第１〜第ｎまでの標準偏差を算術平均処理して、第２の成形条件における平均標準偏差を求める工程と、
前記第１の成形条件における平均標準偏差を求める工程で得た第１の成形条件における平均標準偏差と、前記第２の成形条件における平均標準偏差を求める工程で得た第２の成形条件における平均標準偏差とを比較して、小さい方が好ましい成形条件であると判定する判定工程とからなり、
測定した温度を、微分処理し、複数の微分値から標準偏差を求め、この標準偏差に基づいて、成形条件の良否を判断することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、射出成形装置に設定する成形条件を変えながら運転を繰り返して、成形条件の最適化を図る成形条件の決定方法であって、
射出機と金型との間に、樹脂の温度を測ることができる測温装置をセットする工程と、
第１の成形条件で射出成形を実施し、前記測温装置で射出時間中の第１ショットの温度を連続的に記録し、この第１ショットの温度を微小時間で区切って、微小温度差を微小時間で割ることにより多数個の微分値を得、この多数個の微分値をデータとして第１ショットの標準偏差を求める第１ショットの標準偏差取得工程と、
この第１ショットの標準偏差取得工程と同様の工程を、第２ショット〜第ｎショットまで実施して第２ショット〜第ｎショットまでの標準偏差を取得する工程と、
得られた第１〜第ｎまでの標準偏差を算術平均処理して、第１の成形条件における平均標準偏差を求める工程と、
前記第１の成形条件における平均標準偏差を、第１の成形条件に含まれる第１の射出率で割ることで、補正した第１の平均標準偏差を求める工程と、
前記第１の成形条件とは異なる第２の成形条件で、前記第１ショットの標準偏差取得工程及び前記第２ショット〜第ｎショットまでの標準偏差を取得する工程と同様の工程を実施し、得られた第１〜第ｎまでの標準偏差を算術平均処理して、第２の成形条件における平均標準偏差を求める工程と、
前記第２の成形条件における平均標準偏差を、第２の成形条件に含まれる第２の射出率で割ることで、補正した第２の平均標準偏差を求める工程と、
前記補正した第１の平均標準偏差を求める工程で得た補正した第１の平均標準偏差と、前記補正した第２の平均標準偏差を求める工程で得た補正した第２の平均標準偏差とを比較して小さい方が好ましい成形条件であると判定する判定工程とからなり、
測定した温度を、微分処理し、複数の微分値から標準偏差を求め、この標準偏差に基づいて、成形条件の良否を判断することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の射出成形装置における成形条件の決定方法を実施する制御部を備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、温度の変化率に基づいて成形条件の良否を判定するようにした。この判定では、温度のばらつきによる判定よりも格段に信頼性の高い良否判定が可能となった。成形条件の良否判定が高い精度で行えるため、効率よく、最良の成形条件を定めることができる。このことにより、量産生産前の試運転の回数や時間を大いに短縮することができる。

請求項２に係る発明では、射出率で補正することにより、射出速度の影響を排除することができる。温度変動は、成形条件により変動し、特に射出速度の影響を顕著に受ける。そのため、複数の成形条件間で、射出速度に差異があっても、射出率で補正することにより、信頼性の高い良否判定が可能となる。

請求項３に係る発明では、射出成形装置に、請求項１又は請求項２記載の射出成形装置における成形条件の決定方法を実施する制御部を備えた。
射出成形装置を操作する作業者は、成形条件の良否判定が高い精度で行える。そのため、効率よく、最良の成形条件を定めることができ、量産生産前の試運転の回数や時間を大いに短縮することができる。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る射出成形装置の側面図であり、射出成形装置１０は、基台１１に射出機２０及び型締機３０を載せると共に、基台１１に、制御部を兼ねる制御パネル１２を備えた横型射出成形装置である。

射出機２０は、スクリューを内蔵した加熱筒２１、この加熱筒２１に成形材料を供給するホッパー２２、スクリューを高速で押出すためのボールねじ機構２３及び射出用モータ２４などを備える。

型締機３０は、圧受盤３１、固定盤３２、複数本のタイバー３３、可動盤３４、この可動盤３４を型締方向へ押出すトグルリンク３５及び型締用モータ３６とからなり、固定盤３２に固定側金型３７を固定し、可動盤３４に可動側金型３８を固定することにより、可動側金型３８を型締方向及び型開き方向へ任意に移動させることができる。なお、この例ではトグルリンク式型締機を採用したが、シリンダで直接若しくは間接的に型締めするシリンダ式型締機であってもよく、型締機の形式は問わない。

射出に際しては、加熱筒２２と固定側金型３７との間に、樹脂の温度を測定することができる測温装置４０をセットする。この測温装置４０の詳細構造は省略するが、温度センサを内蔵し、この温度センサで得た温度情報を制御パネル１２へ送る役割を果たす。

以上の説明した射出成形装置１０を用いて行う成形条件の決定方法を次に説明する。
図２は好適な成形条件を決定するまでのフロー図である。
ステップ（以下、ＳＴ）０１：射出機と金型との間に測温装置をセットする（図１参照）。
ＳＴ０２：図１の制御パネルに成形条件をインプットする。Ｍは１〜Ｎまでの数であり、最初はＭ＝１であるため、成形条件は、第１の成形条件となる。
ＳＴ０３：この成形条件で第１ショットの射出成形を実施する。ｍは１〜ｍまでの数であり、最初はｍ＝１であるため、ショットは、第１ショットとなる。
ＳＴ０４：測温装置により、第１ショットにおける樹脂温度を連続的に記録する。

ＳＴ０５：記録した温度曲線から微小時間当たりの積分値を算出する。
図３は微分法の説明図であり、第１ショットの温度曲線４１を、微小時間Δｔ（例えば、２０ｍｓ）で分割し、ある分割部での前後の温度がＴｊとＴｋであったとすれば、微分値は、（Ｔｋ−Ｔｊ）／Δｔで求めることができる。第１ショットでの射出時間が２ｓ（秒）であれば、約１００個の微分値データが得られる。

図２に戻る。
ＳＴ０６：多数個（例えば１００個）の微分値データから、標準偏差σｍを算出する。標準偏差は、［（（微分値データ）−（微分値データの平均値））^２の和／微分値データの数］で求めることができる。最初はｍ＝１であるから、第１ショットの標準偏差はσ１となる。
ＳＴ０７：標準偏差を累積する。最初は、σ１だけが蓄積される。
ＳＴ０８：次のショットを実施するか否かを決める。

２０ショット実施するとすれば、ＳＴ０３に戻って、第２ショットを開始する。
ＳＴ０４〜ＳＴ０６を実施することで、第２ショットの標準偏差σ２を得る。ＳＴ０７では、累積結果が、σ１＋σ２となる。

２０ショットを繰り返すと、ＳＴ０７での累積は、σ１＋σ２＋・・・＋σ２０となる。これを、一般化してΣσと表記する。
なお、ＳＴ０３で、第１ショットの次に第２ショット、第３ショット・・・第ｎショットを順次実施するため、ＳＴ０３は第ｍショット（ｍ＝１，２・・・ｎ）と記載した。

第ｎショット（所定のショット回数）を実施したら、ＳＴ０９へ進む。
ＳＴ０９：σＭａｖｅ＝（Σσ／ｎ）、（ただしＭ＝１，２・・・Ｎ）の算式で、第１の成形条件における平均標準偏差σ１ａｖｅを求める。
すなわち、第１の成形条件で実施した２０ショット分の標準偏差を、算術平均することで、平均標準偏差σ１ａｖｅを求めた。

ＳＴ１０：平均標準偏差σ１ａｖｅを保存する。
ＳＴ１１：成形条件を変えて、射出成形を続ける否かを決める。成形条件の良否を判定するために、少なくとも１回はＳＴ０２へ戻す。

ＳＴ０２：第２の成形条件を設定する。そして、ＳＴ０３〜ＳＴ０８を実施することで、第２の成形条件で射出成形を行い、温度を測定し、温度を微分し、標準偏差を求め、２０ショット分の標準偏差を累積する。
ＳＴ０９：第２の成形条件で実施した２０ショット分の標準偏差を、算術平均することで、平均標準偏差σ２ａｖｅを求める。

ＳＴ０２〜ＳＴ１１をＮ回繰り返す。するとＳＴ１０に、（平均標準偏差σ１ａｖｅ，σ２ａｖｅ・・・σＮａｖｅ）が保存できる。

ＳＴ１２：（平均標準偏差σ１ａｖｅ，σ２ａｖｅ・・・σＮａｖｅ）のうちから、最小の平均標準偏差σｘａｖｅを特定する。
ＳＴ１３：最小の平均標準偏差σｘａｖｅに対応する成形条件が、最適であると判定する。

以上に説明したＳＴ１０〜ＳＴ１３の理解を容易にするために、図４で具体例を説明する。なお、この例で使用する成形条件は、上述の表１に示した値を使用する。
図４は本発明の方法を制御パネルに表示した例を示す図である。
（ａ）に示すように、制御パネル１２（図１）に、第１の成形条件として、スクリュー外径：４０ｍｍ、樹脂：ポリプロピレン、加熱筒温度：２１０℃、サイクル時間４１秒、スクリュー回転速度：２００ｒｐｍ（１分間当たりの回転数）、ショット数：２０を、設定する。

そして、図２のフローを実施する。すると、図２のＳＴ０９により、平均標準偏差σ１ａｖｅが計算でき、その値が１６であった。
（ｂ）に示すように、右から２番目の欄に「１６」が表示され、その右にランクを示す「１」が表示される。

次に、（ｃ）に示すように、第２の成形条件を設定する。すなわち、第１の成形条件からサイクル時間を５１秒に変更し、スクリュー回転速度を１００ｒｐｍに変更した。

そして、図２のフローを実施する。すると、図２のＳＴ０９により、平均標準偏差σ２ａｖｅが計算でき、その値が１３であった。
（ｄ）に示すように、右から２番目の欄に「１３」が表示された。この１３は、第１の成形条件から得た「１６」より小さい。第２の成形条件の右端に、ランクを示す「１」を表示し、第１の成形条件のランクを示す「２」を表示する。

（ｅ）に示すように、第３の成形条件を設定する。今までで最良である第２の成形条件から加熱筒温度だけを２３０℃に変更した。そして、図２のフローを実施する。すると、図２のＳＴ０９により、平均標準偏差σ３ａｖｅが計算でき、その値が９であった。

右端に、第３の成形条件のランクが「１」、第２の成形条件のランクが「２」、第３の成形条件がのランク「３」と表示された。
作業者は、現在、第３の成形条件がベストであると認識することができる。さらに、第４の成形条件〜第Ｎの成形条件を試し、第４の成形条件〜第Ｎの成形条件のうちから、ランク「１」、すなわち平均標準偏差が最も小さなものを見出せば、それが最適な成形条件となる。

なお、上述のＳＴ１２では、（平均標準偏差σ１ａｖｅ，σ２ａｖｅ・・・σＮａｖｅ）のうちから、最小の平均標準偏差σｘａｖｅを特定したがこれは次のように単純化することが可能である。
現在の平均標準偏差と、次の射出成形で得た平均標準偏差を比較して、小さい方を好適と判断する。すなわち、その時点での好適な平均標準偏差と次の標準偏差とを比較して、小さい方をランク「１」とする。

したがって、ＳＴ１２は、第１の成形条件における平均標準偏差を求める工程で得た第１の成形条件における平均標準偏差と、第２の成形条件における平均標準偏差を求める工程で得た第２の成形条件における平均標準偏差とを比較して、小さい方が好ましい成形条件であると判定することにしても、差し支えない。

次に、平均標準偏差と成形品品質との相関を確認する。
次表は、上述の表２に、図４（ｅ）に示した平均標準偏差を合成して作成した。

上表をグラフ化する。
図５は平均標準偏差と変動係数６ＣＶとの関係を示すグラフである。縦軸の変動係数６ＣＶは、成形品の重量のばらつきを示す指標であり、小さいほどよく、「０」が理想である。そこで、原点を通る理想直線を、想像線で示すように引くことができる。
第１の条件でのσ１ａｖｅと第２の条件でのσ２ａｖｅは、理想直線に載っている。第３の条件でのσ３ａｖｅは、理想直線から若干は外れているが、実験値から求めたものであるから、この程度の外れは起こりうる。

グラフから明らかなように、平均標準偏差σＭａｖｅが小さいほど、変動係数６ＣＶが小さくなり、成形品の品質を高めることができる。この結果、平均標準偏差σＭａｖｅを指標として、成形条件の良否を判定することが有効であるが確認できた。

以上を総合すると、第１の発明は次のようにまとめることができる。なお、（ＳＴ０１）などは、図２のフローのステップを示す。
図１の射出成形装置の制御部１２に設定する成形条件を変えながら運転を繰り返して、成形条件の最適化を図る成形条件の決定方法であって、
射出機２０と金型３７との間に、樹脂の温度を測ることができる測温装置４０をセットする工程（ＳＴ０１）と、
第１の成形条件で射出成形を実施し（ＳＴ０３）、前記測温装置で射出時間中の第１ショットの温度を連続的に記録し（ＳＴ０４）、この第１ショットの温度を微小時間で区切って、微小温度差を微小時間で割ることにより多数個の微分値を得（ＳＴ０５）、この多数個の微分値をデータとして第１ショットの標準偏差を求める第１ショットの標準偏差取得工程（ＳＴ０３〜ＳＴ０６）と、
この第１ショットの標準偏差取得工程と同様の工程を、第２ショット〜第ｎショットまで実施して第２ショット〜第ｎショットまでの標準偏差を取得する工程（ＳＴ０３〜ＳＴ０６）と、
得られた第１〜第ｎまでの標準偏差を算術平均処理して、第１の成形条件における平均標準偏差を求める工程（ＳＴ０９）と、
前記第１の成形条件とは異なる第２の成形条件で、前記第１ショットの標準偏差取得工程及び前記第２ショット〜第ｎショットまでの標準偏差を取得する工程と同様の工程を実施し、得られた第１〜第ｎまでの標準偏差を算術平均処理して、第２の成形条件における平均標準偏差を求める工程（ＳＴ０２〜ＳＴ０９）と、
前記第１の成形条件における平均標準偏差を求める工程で得た第１の成形条件における平均標準偏差と、前記第２の成形条件における平均標準偏差を求める工程で得た第２の成形条件における平均標準偏差とを比較して、小さい方が好ましい成形条件であると判定する判定工程（ＳＴ１２、ＳＴ１３）とからなり、
測定した温度を、微分処理し、複数の微分値から標準偏差を求め、この標準偏差に基づいて、成形条件の良否を判断することを特徴とする射出成形装置における成形条件の決定方法。

すなわち、第１の発明では、温度の変化率に基づいて成形条件の良否を判定するようにした。この判定では、温度のばらつきによる判定よりも格段に信頼性の高い良否判定が可能となった。成形条件の良否判定が高い精度で行えるため、効率よく、最良の成形条件を定めることができる。このことにより、量産生産前の試運転の回数や時間を大いに短縮することができる。

ところで、詳細な説明は省略するが、射出速度が温度の変動に影響することが分かってきた。そこで、射出速度の影響を無くするために、射出率で補正することが有効であると考えた。

射出率は、単位時間当たりの成形材料の理論射出体積であり、スクリューの断面積×スクリューの前進速度で計算できる。
上述した平均標準偏差を射出率で割ることにより、補正した平均標準偏差とすることができ、この補正した平均標準偏差に基づいて成形条件の良否の判定を行えばよい。
補正した平均標準偏差に基づくフローを次図で説明する。

図６は図２の変更例図である。図２のＳＴ０９〜ＳＴ１３を修正した。図２のＳＴ０１〜ＳＴ１３の各ステップ番号に２０を加えた、ＳＴ２１〜ＳＴ３３により図６を説明する。

ＳＴ２１：射出機と金型との間に測温装置をセットする。
ＳＴ２２：制御パネルに成形条件をインプットする。
ＳＴ２３：この成形条件で第１ショットの射出成形を実施する。
ＳＴ２４：第１ショットにおける樹脂温度を連続的に記録する。

ＳＴ２５：記録した温度曲線から微小時間当たりの積分値を計算する。
ＳＴ２６：多数個（例えば１００個）の微分値データから、標準偏差σｍを算出する。
ＳＴ２７：標準偏差を累積する。
ＳＴ２８：次のショットを実施するか否かを決める。

２０ショット実施するとすれば、ＳＴ２３に戻って、第２ショットを開始する。
ＳＴ２４〜ＳＴ２６を実施することで、第２ショットの標準偏差σ２を得る。ＳＴ２７では、累積結果が、σ１＋σ２となる。

第ｎショット（すなわち所定のショット回数）を実施したら、ＳＴ２９へ進む。
ＳＴ２９：σ’Ｍａｖｅ＝（Σσ／ｎ）／射出率、（ただしＭ＝１，２・・・Ｎ）の算式で、第１の成形条件における補正した平均標準偏差σ’１ａｖｅを求める。

ＳＴ３０：補正した平均標準偏差σ’１ａｖｅを保存する。
ＳＴ３１：成形条件を変えて、射出成形を続ける否かを決める。成形条件の良否を判定するために、少なくとも１回はＳＴ２２へ戻す。

ＳＴ２２：第２の成形条件を設定する。そして、ＳＴ２３〜ＳＴ２８を実施することで、第２の成形条件で射出成形を行い、温度を測定し、温度を微分し、標準偏差を求め、２０ショット分の標準偏差を累積する。
ＳＴ２９：第２の成形条件で実施した２０ショット分の標準偏差を、算術平均し、射出率で割ることで、補正した平均標準偏差σ’２ａｖｅを求める。

ＳＴ２２〜ＳＴ３１をＮ回繰り返す。するとＳＴ３０に、（補正した平均標準偏差σ’１ａｖｅ，σ’２ａｖｅ・・・σ’Ｎａｖｅ）が保存できる。

ＳＴ３２：（補正した平均標準偏差σ’１ａｖｅ，σ’２ａｖｅ・・・σ’Ｎａｖｅ）のうちから、最小の平均標準偏差σ’ｘａｖｅを特定する。
ＳＴ３３：最小の平均標準偏差σ’ｘａｖｅに対応する成形条件が、最適であると判定する。

なお、上述のＳＴ２９で、σ’Ｍａｖｅ＝（Σσ／ｎ）／射出率の計算を実施したが、この計算は、第１段階でσＭａｖｅ＝（Σσ／ｎ）を計算し、第２段階でσ’Ｍａｖｅ＝σＭａｖｅ／射出率を計算するように、２段階で実施することは差し支えない。すなわち、１つの計算を、複数の計算を経て実施しても結果は同一である。

以上を総合すると、第２の発明は次のようにまとめることができる。
第２の発明は、第１の発明を前提とし、第１の成形条件における平均標準偏差を求める工程の次に、第１の成形条件における平均標準偏差を、第１の成形条件に含まれる第１の射出率で割ることで、補正した第１の平均標準偏差を求める工程を加え（ＳＴ２９）、
第２の成形条件における平均標準偏差を求める工程の次に、第２の成形条件における平均標準偏差を、第２の成形条件に含まれる第２の射出率で割ることで、補正した第２の平均標準偏差を求める工程を加え（ＳＴ２９）、
判定工程（ＳＴ３１、ＳＴ３２）では、補正した第１の平均標準偏差と、補正した第２の平均標準偏差とを比較することを特徴とする。

この第２の発明によれば、射出率で補正することにより、射出速度の影響を排除することができる。すなわち、複数の成形条件間で、射出速度に差異があっても、射出率で補正することにより、信頼性の高い良否判定が可能となる。
また、射出率にはスクリューの断面積の要素を含むため、射出率で補正することにより、スクリューの径の影響を排除することができる。すなわち、複数の成形条件間で、スクリューの径に差異があっても、射出率で補正することにより、信頼性の高い良否判定が可能となる。

尚、成形条件は、図４で５つの条件要素としたが、これらの条件要素は、差し替え、増減することは差し支えない。

本発明は、射出成形装置の成形条件の決定方法に好適である。

本発明に係る射出成形装置の側面図である。 好適な成形条件を決定するまでのフロー図である。 微分法の説明図である。 本発明の方法を制御パネルに表示した例を示す図ある。 平均標準偏差と変動係数６ＣＶとの関係を示すグラフである。 図２の変更例図である。 従来の技術の基本原理を説明する図である。 樹脂温度の変化を示すグラフである。

符号の説明

１０…射出成形装置、１２…制御部（制御パネル）、２０…射出機、３７…金型（固定側金型）、４０…測温装置。

Claims (3)

1. 射出成形装置に設定する成形条件を変えながら運転を繰り返して、成形条件の最適化を図る成形条件の決定方法であって、
   射出機と金型との間に、樹脂の温度を測ることができる測温装置をセットする工程と、
   第１の成形条件で射出成形を実施し、前記測温装置で射出時間中の第１ショットの温度を連続的に記録し、この第１ショットの温度を微小時間で区切って、微小温度差を微小時間で割ることにより多数個の微分値を得、この多数個の微分値をデータとして第１ショットの標準偏差を求める第１ショットの標準偏差取得工程と、
   この第１ショットの標準偏差取得工程と同様の工程を、第２ショット〜第ｎショットまで実施して第２ショット〜第ｎショットまでの標準偏差を取得する工程と、
   得られた第１〜第ｎまでの標準偏差を算術平均処理して、第１の成形条件における平均標準偏差を求める工程と、
   前記第１の成形条件とは異なる第２の成形条件で、前記第１ショットの標準偏差取得工程及び前記第２ショット〜第ｎショットまでの標準偏差を取得する工程と同様の工程を実施し、得られた第１〜第ｎまでの標準偏差を算術平均処理して、第２の成形条件における平均標準偏差を求める工程と、
   前記第１の成形条件における平均標準偏差を求める工程で得た第１の成形条件における平均標準偏差と、前記第２の成形条件における平均標準偏差を求める工程で得た第２の成形条件における平均標準偏差とを比較して、小さい方が好ましい成形条件であると判定する判定工程とからなり、
   測定した温度を、微分処理し、複数の微分値から標準偏差を求め、この標準偏差に基づいて、成形条件の良否を判断することを特徴とする射出成形装置における成形条件の決定方法。
2. 射出成形装置に設定する成形条件を変えながら運転を繰り返して、成形条件の最適化を図る成形条件の決定方法であって、
   射出機と金型との間に、樹脂の温度を測ることができる測温装置をセットする工程と、
   第１の成形条件で射出成形を実施し、前記測温装置で射出時間中の第１ショットの温度を連続的に記録し、この第１ショットの温度を微小時間で区切って、微小温度差を微小時間で割ることにより多数個の微分値を得、この多数個の微分値をデータとして第１ショットの標準偏差を求める第１ショットの標準偏差取得工程と、
   この第１ショットの標準偏差取得工程と同様の工程を、第２ショット〜第ｎショットまで実施して第２ショット〜第ｎショットまでの標準偏差を取得する工程と、
   得られた第１〜第ｎまでの標準偏差を算術平均処理して、第１の成形条件における平均標準偏差を求める工程と、
   前記第１の成形条件における平均標準偏差を、第１の成形条件に含まれる第１の射出率で割ることで、補正した第１の平均標準偏差を求める工程と、
   前記第１の成形条件とは異なる第２の成形条件で、前記第１ショットの標準偏差取得工程及び前記第２ショット〜第ｎショットまでの標準偏差を取得する工程と同様の工程を実施し、得られた第１〜第ｎまでの標準偏差を算術平均処理して、第２の成形条件における平均標準偏差を求める工程と、
   前記第２の成形条件における平均標準偏差を、第２の成形条件に含まれる第２の射出率で割ることで、補正した第２の平均標準偏差を求める工程と、
   前記補正した第１の平均標準偏差を求める工程で得た補正した第１の平均標準偏差と、前記補正した第２の平均標準偏差を求める工程で得た補正した第２の平均標準偏差とを比較して小さい方が好ましい成形条件であると判定する判定工程とからなり、
   測定した温度を、微分処理し、複数の微分値から標準偏差を求め、この標準偏差に基づいて、成形条件の良否を判断することを特徴とする射出成形装置における成形条件の決定方法。
3. 請求項１又は請求項２記載の射出成形装置における成形条件の決定方法を実施する制御部を備えていることを特徴とする射出成形装置。

Images