JP4738883B2 - 射出成形機の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、樹脂材料を加熱溶融しその溶融樹脂を計量しつつ金型に射出して成形品を製造する射出成形機の制御装置に関する。

射出成形機は、ホッパからバレルに投入された合成樹脂材料をヒータによる加熱で溶融し、この溶融樹脂をバレル内に設けた射出スクリュの回転および前進動作によって前方に押出すとともに、溶融樹脂をバレル内で計量しつつ射出ノズルから金型に射出する。金型は型開閉機構によって閉塞保持されており、射出される溶融樹脂がこの金型に充填されることになる。この後、金型は、射出ノズルから離間され、型開閉機構から開放される。そして、金型から成形品が取出される。

このような射出成形機には制御装置が搭載されており、その制御装置には、操作表示手段として、いわゆるヒューマンマシンインターフェースが設けられている。このヒューマンマシンインターフェースは、表示部を有しその表示部の画面に対する操作および入力を入力情報として取込むもので、射出成形機の各種動作たとえば射出、型開閉、押出し、計量などの条件設定を行うことができる。

また、このヒューマンマシンインターフェースでは、射出成形機の各種動作の条件設定に必要な多数の条件設定画面が用意されており、これら条件設定画面を切換表示することができる。

各条件設定画面のいずれかが表示されているとき、その表示されている条件設定画面の各項目が係員によって指定操作されると、その指定操作された項目に関するデータ設定用の設定器画面が表示される。係員は、この設定器画面を操作することにより、条件設定画面の各項目に対して必要なデータを設定することができる。

一方、ヒューマンマシンインターフェースの全ての操作に関わる履歴が一覧表画面として用意されている。係員は、新たな条件設定に際し、この一覧表画面を表示し、その表示内容を参考にして新たな条件設定を行うことができる。

履歴の一覧表画面には、それまでの全ての操作内容が履歴として配列されている。

新たな条件設定に際しては、使用する設定器画面のみに対応する操作の履歴を一覧表画面の中から検索しなければならない。しかも、一覧表画面は、表示部の全域にわたって表示されるため、設定器画面を隠してしまう。

このため、履歴の一覧表画面を参考にしながら、新たな条件設定を行う場合には、履歴の検索や一覧表画面の表示・解除の画面操作などに手間がかかり、スムーズな条件設定が困難である。

この発明は、上記の事情を考慮したもので、設定器画面による新たな条件設定に際し、その設定器画面のみに対応する操作の履歴を、面倒な検索や画面操作を要することなく、適切に表示することができ、これにより履歴を参考にした容易かつ迅速な条件設定が可能な射出成形機の制御装置を提供することを目的としている。

この発明の射出成形機の制御装置は、樹脂材料を加熱溶融しその溶融樹脂を計量しつつ金型に射出して成形品を製造する射出成形機において、表示部を有しその表示部に対する操作および入力を入力情報として取込むヒューマンマシンインターフェースと、上記射出成形機の各種動作の条件設定に必要な複数の条件設定画面を、上記表示部で切換表示する制御手段と、上記表示部で表示されている条件設定画面の各項目に対する指定操作に応じて、その指定操作された項目に関するデータ設定用の設定器画面を、上記表示部で表示する制御手段と、上記表示部で前記設定器画面が表示されているとき、その設定器画面のみに対する複数の操作の履歴を表わす履歴画面を、その設定器画面の表示領域を隠さない状態にポップアップ表示する制御手段と、を備えている。

この発明の射出成形機の制御装置によれば、設定器画面による新たな条件設定に際し、その設定器画面のみに対応する操作の履歴を、面倒な検索や画面操作を要することなく、適切に表示することができる。これにより、履歴を参考にした容易かつ迅速な条件設定が可能となる。

以下、この発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、この実施形態は電動式射出成形機の制御装置に適用したものについて述べる。
図１は電動式射出成形機の構成を示す図で、射出成形機本体１は、ホッパ２を備えた円筒形状のバレル３内に、射出スクリュ４を回転自在にかつ進退可能に挿通配置している。上記バレル３の後部は上記ホッパ２と連通し、このホッパ２から合成樹脂材料が投入される。

上記バレル３の外周に複数のヒータ(図示せず)を所定の間隔をあけて配置し、バレル外周部を加熱して、上記投入された合成樹脂材料を溶融するようにしている。上記バレル３の先端部には溶融樹脂を射出するための射出ノズル５が形成されている。上記バレル３の温度は溶融樹脂の溶融度合いが先端部に向かって徐々に大きくなるように制御される。

上記射出スクリュ４は射出用サーボモータ６によって回転駆動するとともに進退動作するようになっている。すなわち、上記射出用サーボモータ６の回転駆動力を、プーリ７、タイミングベルト８、タイミングプーリ９からなる伝達機構を介して、サーボブラケット１０に回転自在に配置されたボールねじ軸１１に伝達するように構成されている。そして、上記ボールねじ軸１１にボールナット１２を螺合し、このボールナット１２がスラストボックス１３にボルト結合されている。さらに、このスラストボックス１３に上記射出スクリュ４の後端部を、回転自在に設けられたＳ軸やベアリングを介して回転自在に結合している。

上記スラストボックス１３に回転自在に結合されたＳ軸に対し、タイミングプーリ１４を結合配置し、このタイミングプーリ１４とタイミングベルト１５とプーリ１６とからなる伝達機構を介して計量用サーボモータ１７を結合し、この計量用サーボモータ１７の回転駆動力を、伝達機構を介してＳ軸に伝達するようになっている。これにより、計量用サーボモータ１７の回転は、射出スクリュ４に計量動作を行わせる回転として伝達される。

上記バレル３の前方には、金型１８およびこの金型１８の開閉および型締めを行う装置１９が配置されている。そして、上記射出スクリュ４の先端部４ａは、バレル３の先端部に形成された射出ノズル５を上記金型１８のノズル口１８ａへ押圧当接させた際に、前進動作してバレル３内で生成した溶融樹脂を射出ノズル５から射出して金型キャビティ２０内へ充填するように構成されている。

上記金型１８の開閉および型締めを行う装置１９は、金型１８の一方を支持する固定盤２１に対し、タイバー２２を介して金型１８の他方を支持する可動盤２３を移動自在に設けるとともにこの可動盤２３をトグル式型締め機構２４を介してトグル機構支持盤２５に取り付けている。そして、上記トグル機構支持盤２５にトグル式型締め機構２４を駆動するための型締め用サーボモータ２６を取り付けている。２７はトグル式型締め機構２４による型厚を調整する型厚調整機構である。

この電動式射出成形機は、先ず、型締め用サーボモータ２６を駆動して金型１８の型閉じを開始するとともにバレル３の射出ノズル５を金型１８のノズル口１８ａへ押圧当接させる。次いで、計量用サーボモータ１７を駆動して射出する溶融樹脂の計量を行った後、射出用サーボモータ６を駆動して射出スクリュ４を前進させ金型キャビティ２０内に溶融樹脂の射出充填を行う。

このような電動式射出成形機本体１の制御装置を図２に示している。主制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、射出成形機本体の管理や監視を行う。また、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、射出成形機本体の動作順序を制御するシーケンス処理部３２、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、上記射出用サーボモータ６および計量用サーボモータ１７を制御するサーボ指令部３３を備えている。上記主制御部３１、シーケンス処理部３２、サーボ指令部３３はバスライン３４によって互いに電気的に接続している。

上記サーボ指令部３３は、サーボアンプ３５を制御して射出用サーボモータ６を駆動する。そして、射出用サーボモータ６の回転や電流値を検出部３６で検出している。上記サーボ指令部３３は、検出部３６から検出信号を取り込んで上記射出スクリュ４の移動位置や回転速度やモータの電流値を検出し、それに基づいて射出用サーボモータ６を制御するフィードバック制御を行う。

また、上記サーボ指令部３３は、サーボアンプ３７を制御して計量用サーボモータ１７を駆動する。そして、計量用サーボモータ１７の回転や電流値を検出部３８で検出している。上記サーボ指令部３３は、検出部３８から検出信号を取り込んで上記射出スクリュ４の移動位置や回転速度やモータの電流値を検出し、それに基づいて計量用サーボモータ１７を制御するフィードバック制御を行う。
上記シーケンス処理部３２には、Ｉ／Ｏバス３９を介してＩ／Ｏ４０等が電気的に接続されている。

上記主制御部３１は、通信インターフェースを備え、この通信インターフェースに、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、汎用ＯＳ（オペレーティングシステム）を有するヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）４１をイーサネット（登録商標）等のＬＡＮ４２によって接続している。ヒューマンマシンインターフェース４１は、例えば、パーソナルコンピュータからなり、タッチパネル付表示部４３および操作パネル部４４を付属して備え、タッチパネル付表示部４３の画面に対する操作および入力を入力情報として取込むもので、入力情報の取込みを含む各種動作が主制御部３１によって制御される。

操作パネル部４４はケーブル４５により主制御部３１に接続され、タッチパネル付表示部４３のタッチパネルはケーブル４６によって主制御部３１に接続されている。また、主制御部３１には、上記バレル３の外周部に配置したヒータによるバレルの温度を制御する温度制御部４７が接続されている。

ヒューマンマシンインターフェース４１は、図３に示すように、ＣＰＵ５１、プログラムデータを格納したＲＯＭ５２、データ処理用のＲＡＭ５３、ＬＡＮ４２を介して主制御部３１と通信を行うための通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）５４、タッチパネル付表示部４３の表示を制御する表示コントローラ５５、汎用ＯＳ等が格納されるコンパクトフラッシュ（登録商標）カードやハードディスクなどの不揮発性記憶媒体を使用した記憶装置５６、光ディスク等の外部記憶媒体５７とのデータ通信を行うための記憶媒体インターフェース（Ｉ／Ｆ）５８を備え、これらを互いにバスライン５９によって接続している。

タッチパネル付表示部４３からのキー信号が主制御部３１に入力される構成になっており、主制御部３１では入力したキー信号のうち、ヒューマンマシンインターフェース４１で必要な信号を、ＬＡＮ４２を介してヒューマンマシンインターフェース４１に送信するようにしている。

上記記憶装置５６は、図４に示すように、計時手段５６１、成形品識別情報記憶手段５６２、モニタリングデータ記憶手段５６３、履歴情報記憶手段５６４、成形条件記憶手段５６５などを有している。

そして、ヒューマンマシンインターフェース４１は、主要な機能として次の（１）〜（３）を備えている。
（１）電動式射出成形機本体１の各種動作の条件設定に必要な複数の条件設定画面を、ヒューマンマシンインターフェース４１のタッチパネル付表示部４３で切換表示する制御手段。

（２）タッチパネル付表示部４３で表示されている条件設定画面の各項目に対する指定操作に応じて、その指定操作された項目に関するデータ設定用の設定器画面を、タッチパネル付表示部４３で表示する制御手段。

（３）タッチパネル付表示部４３で上記設定器画面が表示されているとき、その設定器画面のみに対する操作の履歴を表わす履歴画面を、その設定器画面の表示領域とは別の領域で表示する制御手段。

つぎに、作用を説明する。
図５に示すように、電動式射出成形機本体１の各種動作の条件設定に必要な多数の条件設定画面が、ヒューマンマシンインターフェース４１のタッチパネル付表示部４３で表示される。各条件設定画面にはタブが付されており、そのタブのいずれかがカーソル指定操作あるいはタッチ指定操作されることにより、その指定操作されたタブを有する条件設定画面がタッチパネル付表示部４３の最前面に表示される。図５の例では、射出計量に関する条件設定画面がメイン画面（後述する設定器画面７０を含む）として表示され、その上方に、実測値のサブ画面（後述する履歴画面９０を含む）が表示されている。

そして、射出計量に関する条件設定画面が表示されているとき、例えば図７に示す“ＶＩ１”項目６１がカーソル指定操作あるいはタッチ指定操作されると、図５に示すように、“VI1充填速度”の設定器画面７０が条件設定画面（メイン画面）の上にポップアップ表示される。

設定器画面７０は、ほぼ中央部に複数桁の数値表示窓７１を有し、その数値表示窓７１の上下位置に数値増加設定用の＋釦７２および数値下降設定用の−釦７３を設けたもので、＋釦７２および−釦７３のカーソル指定操作あるいはタッチ指定操作により、“VI1充填速度”の数値を微調整することができる。また、設定器画面７０の右側領域には、テンキー切換釦７４が設けられている。このテンキー切換釦７４のカーソル指定操作あるいはタッチ指定操作により、図６に示すように、設定器画面７０に代わって、テンキー画面８０が表示される。

テンキー画面８０は、ほぼ中央部にテンキー釦８１を有し、そのテンキー釦８１の上方に数値表示窓８２を設けたもので、テンキー釦８１をカーソル指定操作あるいはタッチ指定操作することにより、“VI1充填速度”の数値を自由に設定することができる。また、テンキー画面８０の右側領域に、アップダウン切換釦８３が設けられている。このアップダウン切換釦８３がカーソル指定操作あるいはタッチ指定操作されることにより、図５の設定器画面７０の表示に戻る。

設定器画面７０は、さらに、解除釦７５およびストッパピン釦７６を備えている。解除釦７５が操作されると、設定器画面７０のポップアップ表示が解除される。ストッパピン釦７６が操作されると、後述するショートカット画面６２に報知用設定器６３がロックされる。

また、タッチパネル付表示部４３において、設定器画面７０の表示領域とは別の領域、たとえば設定器画面７０の対角位置に、履歴画面９０が表示されている。履歴画面９０は、表示中の設定器画面７０のみに対する操作の履歴を表わすもので、“操作日時”“設定内容”“記憶先メモリの識別情報”“操作者のＩＤ”などからなり、最下段が最新のもので、上段にいくほど古くなる。

履歴情報については、記憶装置５６の履歴情報記憶手段５６４に格納されている。また、履歴画面９０は、解除釦９１を備えている。解除釦９１が操作されると、履歴画面９０のポップアップ表示が解除される。

この履歴画面９０により、設定器画面７０による新たな条件設定に際し、その設定器画面７０のみに対応する操作の履歴を、面倒な検索や画面操作を要することなく、適切に表示することができる。これにより、履歴を参考にした容易かつ迅速な条件設定が可能となる。

タッチパネル付表示部４３における設定器画面７０の表示位置は、カーソル操作により、例えば図７に示すように右上領域に移すことが可能である。この場合、履歴画面９０は、設定器画面７０の対角位置である左下領域に移行する。

なお、履歴情報としては、各設定器画面７０の個々の操作に関わる履歴情報だけでなく、ヒューマンマシンインターフェース４１の全ての操作に関わる履歴情報もある。ヒューマンマシンインターフェース４１の全ての操作に関わる履歴情報は、指定操作により、図８に示すようにタッチパネル付表示部４３の画面全域に表示される。

一方、図５に示しているように、条件設定画面の所定領域たとえば右下領域に、ショートカット画面６２が表示されている。ショートカット画面６２には、各条件設定画面で設定された内容のうち、とくに最近設定された例えば８つの内容を報知するための各報知用設定器６３が、いわゆる設定履歴として、設定の時間順に並べて表示されている。最下部の報知用設定器６３が最新のもので、上にいくほど古くなる。各条件設定画面の設定内容については、記憶装置５６の成形条件記憶手段５６５に格納されている。

この８つの報知用設定器６３のいずれかがカーソル指定操作あるいはタッチ指定操作されると、その指定操作された報知用設定器６３の表示内容に対応する設定器画面７０がポップアップ表示される。

したがって、射出成形品の出来具合を確認しながら各種動作の条件を変更設定する場合、係員は、ショートカット画面６２に表示されている各報知用設定器６３の中から変更設定が必要な内容に対応する報知用設定器６３をカーソル指定操作あるいはタッチ指定操作して、変更設定が必要な内容に対応する設定器画面７０をポップアップ表示させればよい。これにより、多数の条件設定画面の中から必要な条件設定画面を探し出して切換表示しながら設定し直すという面倒な作業を要することなく、各種動作の条件設定を容易かつ迅速に変更設定することができる。これにより、係員にかかる負担を大幅に軽減することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

この発明の一実施形態に係る電動式射出成形機の構成を示す図。 同実施形態の制御装置の全体的のブロック図。 同実施形態のヒューマンマシンインターフェースのブロック図。 同実施形態の記憶装置の内部の構成を示す図。 同実施形態のヒューマンマシンインターフェースのタッチパネル付表示部で表示される条件設定画面、設定器画面、履歴画面を示す図。 同実施形態のヒューマンマシンインターフェースのタッチパネル付表示部で表示される条件設定画面、テンキー画面、履歴画面を示す図。 同実施形態のヒューマンマシンインターフェースのタッチパネル付表示部で表示される条件設定画面、設定器画面、履歴画面の表示位置変更の例を示す図。 同実施形態のヒューマンマシンインターフェースのタッチパネル付表示部の画面全域に表示される履歴情報の例を示す図。

符号の説明

１…射出成形機本体、１８…金型、３１…主制御部、４１…ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）、４３…タッチパネル付表示部、５１…ＣＰＵ、５６…記憶装置、５７…外部記憶媒体、６１…“ＶＩ１”項目、６２…ショートカット画面、６３…報知用設定器、７０…設定器画面、８０…テンキー画面、９０…履歴画面

Claims (1)

1. 樹脂材料を加熱溶融しその溶融樹脂を計量しつつ金型に射出して成形品を製造する射出成形機において、
   表示部を有しその表示部に対する操作および入力を入力情報として取込むヒューマンマシンインターフェースと、
   前記射出成形機の各種動作の条件設定に必要な複数の条件設定画面を、前記表示部で切換表示する制御手段と、
   前記表示部で表示されている条件設定画面の各項目に対する指定操作に応じて、その指定操作された項目に関するデータ設定用の設定器画面を、前記表示部で表示する制御手段と、
   前記表示部で前記設定器画面が表示されているとき、その設定器画面のみに対する複数の操作の履歴を表わす履歴画面を、その設定器画面の表示領域を隠さない状態にポップアップ表示する制御手段と、
   を備えていることを特徴とする射出成形機の制御装置。

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