JP5388413B2

JP5388413B2 - 成形機

Info

Publication number: JP5388413B2
Application number: JP2006347797A
Authority: JP
Inventors: 明雄山田
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2026-12-25
Also published as: JP2008155510A

Description

本発明は、射出成形機やダイカストマシンなどの成形機に係り、特に、マシン（成形機）全体の制御を司るコントローラの制御の下に、各種表示モードの画像を表示可能な表示装置を備えた成形機に関する。

近時の射出成形機などの成形機は、カラー液晶ディスプレイ等の表示装置を具備しており、この表示装置によって、自動運転のための運転条件を設定または確認するための各種運転条件設定モード画像、自動運転中の多数の計測項目の実測値（実測データ）を表示するための各種実測データ表示モード画像、定期点検時期に自動的に点検項目を表示して定期点検を促すための定期点検モード画像、異常発生時にこの旨を認知させるためのアラームモード画像等々を表示するようになっている。

このような成形機には、各成形サイクル毎（各ショット毎）の複数のモニタ項目（監視項目）の実測値をモニタ項目毎に統計演算処理して、この演算処理結果を表示する統計データ表示モードを備えたものがあり、このような統計データ表示モードの画像を用いることで、モニタ項目の実測値の平均値やばらつき範囲などを知ることができるようになっている。このような統計演算処理は、あらかじめ設定された成形サイクル数、例えば１００サイクル（１００ショット）を区切りとして行われるようになっており、１００サイクル分の実測値を得る毎に統計演算処理を行って、統計データ表示モードの画像を更新するようになっていた。

なお、モニタ項目毎の実測値の統計演算結果を、プリント出力可能とした射出成形機が、特開平０６−０２３８１８号公報（特許文献１）に開示されており、また、モニタ項目毎の実測値の時系列表示を行って、この時系列表示の上で範囲指定を行うことで、範囲指定されたモニタ項目毎の実測値を統計演算処理して、この演算結果を表示するようにした成形機が、特開２００４−１５５１２５号公報（特許文献２）に開示されている。
特開平０６−０２３８１８号公報特開２００４−１５５１２５号公報

ところで、従来は、統計演算処理した結果が、記憶手段に更新（上書き）記憶されるようになっていたため、過去分の統計演算処理結果（統計データ）は表示することができず、このため、過去分の統計演算処理結果と最近の統計演算処理結果とを対比して検討することができないので、使い勝手が悪いという指摘があった。

また、従来は、統計演算処理を、あらかじめ設定された成形サイクル数に達する毎に行うか、あるいは、統計演算処理を、オペレータがデータ範囲を指定したタイミングで行うようになっているため、現在時点での統計演算データがヒストグラムなどで確認できないという問題もあった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、過去分の統計演算処理結果を任意時点で表示可能とし、以って、過去分の統計演算処理結果と最近の統計演算処理結果とを対比して検討できる、使い勝手のよい成形機を提供することにある。さらに、現在時点での統計演算データが確認可能な、リアルタイム表示性に優れた成形機を提供することにある。

本発明は上記した目的を達成するため、設定された各運転条件値と各センサからの計測情報などに基づきマシンの各部を駆動制御するコントローラを具備し、該コントローラは、予め定められた成形運転プログラムに従って一連の成形運転工程を実行させると共に、運転中の各運転条件の実測値を取り込んで格納し、また、前記コントローラは、オペレータの指示に基づき、各種表示モードの画像を表示装置上に表示させる成形機において、各成形サイクル毎の複数のモニタ項目の実測値を、モニタ項目毎に統計演算処理して、この演算処理結果を表示する統計データ表示機能をもち、あらかじめ設定された成形サイクル数に到達する毎の統計演算処理結果を統計データ記憶部に記憶し、この統計データ記憶部に記憶されている過去分の統計演算処理結果の中からオペレータが時期を指定した過去分の統計演算処理結果を呼び出して、現時点の統計演算処理結果と共に前記表示装置上に表示可能とする。
また、各成形サイクル毎の複数のモニタ項目の実測値を、モニタ項目毎に統計演算処理して、この演算処理結果を表示する統計データ表示モードには、１成形サイクル毎に統計演算処理をした結果を、１成形サイクル毎に更新表示する、サイクル毎更新表示モードが設けられる。

本発明では、あらかじめ設定された成形サイクル数、例えば１００サイクル（１００ショット）に達すると、その時点の統計演算処理結果を記憶し、この時点からさらに次の１００サイクルに達すると、その時点の統計演算処理結果を記憶し、このように例えば１００サイクル分ずつの統計演算処理結果を順次記憶するようにして、この記憶した統計演算処理結果を任意時点において呼び出して表示可能としているので、過去分の統計演算処理結果と最近の統計演算処理結果とを容易に対比して検討することが可能となり、使い勝手が向上する。
また、各成形サイクル毎の複数のモニタ項目の実測値を、モニタ項目毎に統計演算処理して、この演算処理結果を表示する統計データ表示モードには、１成形サイクル毎に統計演算処理をした結果を、１成形サイクル毎に更新表示する、サイクル毎更新表示モードが設けられているので、このサイクル毎更新表示モードの画像を用いることで、現在時点での統計演算データが確認可能な、リアルタイム表示性に優れた統計データ表示とすることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１〜図４は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）によるインラインスクリュ式の射出成形機に係り、図１は、本実施形態に係る射出成形機の制御系統の簡略化したブロック図である。

図１において、１は、マシン（射出成形機）全体の動作制御や表示制御などを司るシステムコントローラで、このシステムコントローラ１は、演算機能素子やメモリなどのハードウェア資源と、予め保持された各種アプリケーションソフトなどのソフトウェア資源との協働により、各種の演算処理、データ書き込み・呼み出し処理、表示制御処理、指令出力処理等々の各種処理を実行する。システムコントローラ１中に示された機能ブロックの機能については後述するが、各機能ブロックは、上記のハードウェア資源とソフトウェア資源とにより具現化されるものである。また、２は、マシンの各部に備えられた多数のセンサで構成されるセンサ群、３は、マシンの各部に配設された多数の駆動源を駆動制御するための多数のドライバ回路で構成されたドライバ群、４は、マシンの前面部に配設されたキー入力装置、５は、マシンの前面部に配設されたタッチパネル入力部５ａ付きの表示装置（タッチパネル付きカラー液晶表示装置）であり、キー入力装置４とタッチパネル入力部５ａとにより、ユーザ入力インターフェースを構成している。

システムコントローラ１は、可塑化動作（計量動作）、サックバック動作、型開閉動作（型開き動作および型閉じ動作（型閉じ・型締め動作））、エジェクト動作（エジックト突き出し動作およびエジェクト戻し動作）、射出動作（１次射出動作および保圧動作）などの成形工程全体の制御や、実測値の演算・格納処理、統計演算処理、良品／不良品の判定処理、異常判定処理等の演算・判定処理、あるいは、表示装置５の出力画像の表示制御処理等々の、各種処理を実行する。このシステムコントローラ１中において、１１は成形条件設定記憶部、１２は成形プロセス制御部、１３は実測値記憶部、１４は統計演算処理部、１５は統計データ記憶部、１６は表示処理部である。また、表示処理部１６中において、１７はデータ変換処理部、１８はグラフスケール生成部、１９は表示用固定データ格納部、２０は表示画像データ生成部である。

成形条件設定記憶部１１には、タッチパネル入力部５ａやキー入力装置４によって入力された、あるいは、各種記憶媒体から転送されて入力された各種運転条件値が、書き替え可能な形で記憶されている。この運転条件値としては、例えば、電力値、可塑化工程時のスクリュ位置とスクリュ回転速度，スクリュ後退速度，および背圧との関係、サックバック制御条件、射出開始点（位置）から保圧切替点（位置）までの射出速度条件並びに射出圧力条件、保圧切替時点から保圧終了時点までの２次射出圧力（保圧圧力）条件、型閉じ（型締め）ストロークと速度・圧力制御条件並びに型締力、型開きストロークと速度・圧力制御条件、エジェクト制御条件、各部の温度制御条件、製品自動取り出し機の制御条件等々が挙げられる。

成形プロセス制御部１２は、予め作成された成形プロセス制御プログラムと、成形条件設定記憶部１１に格納された設定条件値とに基づき、マシンの各部に配設されたセンサ群２（位置センサ、圧力センサ、回転速度センサ、温度センサなど）からの計測情報および自身に内蔵されたクロックからの計時情報を参照しつつ、ドライバ群３（モータドライバ、ヒータドライバなど）を介して対応する駆動源を駆動制御し、一連の成形工程を実行させる。

実測値記憶部１３には、連続自動運転時における予め設定されたモニタ項目の総べての実測値が、連続する所定回数の成形サイクル（ショット）にわたって取り込まれる。取り込まれるモニタ項目としては、時間監視項目、位置監視項目、回転速度監視項目、速度監視項目、圧力監視項目、温度監視項目、電力監視項目等が挙げられる。

統計演算処理部１４は、実測値記憶部１３に最新のショット（成形サイクル）の各モニタ項目の実測値が取り込まれる毎に、あるいは、オペレータがあらかじめ設定したショット数（成形サイクル数）の実測値が、実測値記憶部１３に記憶された時点で、各モニタ項目の実測値を、モニタ項目毎に統計演算処理する。この統計演算処理部１４が求める内容は、
（１）実測値ｘの最大値ｘmax
（２）実測値ｘの最小値ｘmin
（３）実測値ｘの平均値ｘ_ＡＶＥ＝（Σｘi）／ｎ
（４）実測値ｘのバラツキ範囲Ｒ＝ｘmax−ｘmin
（５）中心値（メディアン）Ｍｅ＝（ｘmin＋Ｒ／２）
（６）分散ｖ＝｛Σｘ²−（Σｘ）²／ｎ｝／（ｎ−１）
（７）標準偏差σ＝√〔｛Σｘ²−（Σｘ）²／ｎ｝／（ｎ−１）〕
（８）Ｒ／Ｘ＝Ｒ／ｘ_AVE・１００〔％〕
（９）３σ／Ｘ＝３σ／ｘ_AVE・１００〔％〕
（１０）ヒストグラム用の区間分け出現度数
などである。

統計データ記憶部１５は、成形機メーカが出荷段階で設定した区切りのショット数（成形サイクル数）に到達する毎、あるいは、オペレータがあらかじめ設定した区切りのショット数（成形サイクル数）に到達する毎に、その時点で統計演算処理部１４が演算処理した結果（統計データ）を記憶する。

表示処理部１６は、タッチパネル入力部５ａやキー入力装置４によるオペレータが所望するモードの表示画像の呼び出し指令によって、予め作成された表示画像作成・制御プログラムに基づき、指定された表示モードの表示画像データを作成する。

すなわち、オペレータによる所定の表示画像の呼び出し指令が到来すると、表示処理部１６のデータ変換処理部１７は、必要に応じ成形条件設定記憶部１１や実測値記憶部１３や統計データ記憶部１５に格納された情報、あるいは統計演算処理部１４が書き替えて一時保存している情報から、当該表示モード画像の表示に用いるためのデータを抽出すると共に、これを指定された当該表示モード画像の表示形態に対応した形に変換処理する。例えば、指定された表示モードが或る工程やサイクルのグラフ画像、あるいは、統計データ表示モードの画像であると、抽出したデータを線描化処理した画像データや、点描グラフ化処理した画像データや、棒グラフ化処理した画像データに変換処理したり、また、指定された表示モードが或る工程の運転状態設定画像であると、抽出したデータを数値画像データに変換処理等する。また、指定された表示モードがグラフ画像である場合には、グラフスケール生成部１８は、データ変換処理部１７の内容、もしくはオペレータのスケール指示に基づき、予め作成されたグラフスケール生成プログラムによって、所定倍率のグラフ目盛格子画像データ（あるいは所定倍率のグラフ領域画像データ）や目盛数値画像データを生成する。

データ変換処理部１７およびグラフスケール生成部１８の生成処理データは、表示画像データ生成部２０に取り込まれ、所定倍率のグラフ目盛格子画像データ上の所定位置、あるいは所定倍率のグラフ領域画像データの所定位置に、このグラフ目盛あるいは領域に応じた拡大／縮小率に変換処理して取り込まれたグラフ画像データ（線描データ、点描データ、棒グラフデータなど）が重ね書きして、合成処理される。また、表示用固定データ格納部１９に予め作成されて格納されている多数のモード画像用の固定データたる文字，記号，グラフィック図形，罫線データ等々から、当該表示モード画像の表示に用いるためのデータが抽出されて、これが表示画像データ生成部２０に取り込まれ、同じく表示用の画像データとして合成される。

これによって、表示画像データ生成部２０には、指定されたグラフ表示画像用のグラフ目盛またはグラフ領域，目盛数字，線描グラフ，点描グラフ，棒グラフ，モード表示文字，単位記号，項目表示文字，演算結果数値などが所定位置に配置・合成され、且つカラー分け情報等が付加された画像データが作成され、これが書き換え可能に保持される。

なお、指定された表示モードがグラフ画像でない場合には、データ変換処理部１７と表示用固定データ格納部１９の内容とによって、同様に指定された表示画像用の画像データが表示画像データ生成部２０で生成されて保持される。

表示画像データ生成部２０の画像データは、図示せぬフレームバッファに転送されて一時記憶され、表示処理部１６の指令によってこのフレームバッファの出力が表示装置５に送出されて、表示装置５の表示画面上には所定モードの画像データが表示されることになる。

図２は、表示装置５の表示画面上に所定モードの画像データが表示されている状態において、この表示画像中の「モニタ予備」ボタン２１をオペレータがタッチすることで表示される、統計データ表示態様／保持態様選択モードの画像を示している。この統計データ表示態様／保持態様選択モードの表示画像を用いることで、オペレータは、後記する統計データ表示画像で表示する統計データの表示態様（表示モード）の設定を行うことが可能となっており、統計データ表示間隔選択欄２４で、統計データ表示画像で表示する統計データの表示を、ショット（成形サイクル）毎に更新表示するのか（サイクル毎更新表示モードとするのか）、指定したショット数単位毎（例えば５０ショット数が経過する毎）に更新表示するのかを、選択できるようになっている。つまり、「毎ショット」が選択されれば、成形サイクル（ショット）毎に統計データの表示を更新し、「間欠」が選択されれば、オペレータが入力したショット数単位毎（例えば、枠２４ａに５０と入力すれば、５０ショット毎が経過する毎）に表示を更新するかを、選択することができるようになっている。なお、統計データ表示間隔設定欄２４には、初期段階では、マシンの出荷段階で設定されている「毎ショット」（すなわち、サイクル毎更新表示モード）が設定された状態となっている。

図３は、表示装置５の表示画面上に所定モードの画像データが表示されている状態において、この表示画像中の「モニタグラフ」ボタン２２をオペレータがタッチすることで表示される、統計データ表示モードの画像を示しており、図３に示した統計データ表示モードの画像は、統計データの表示をショット（成形サイクル）毎に更新表示するサイクル毎更新表示モードが設定された状態のものを表している。この統計データ表示モードの画像では、複数のモニタ項目のそれぞれに対応して、生データ表示欄２６において、モニタ項目の実測データが、所定数のショットについてショット順にドットで表示されるようになっていると共に、統計データ表示欄２７において、最新ショットで演算したモニタ項目の統計演算結果が、ショット毎に更新して表示されるようになっている。この統計データ表示欄２７には、ここでは、ヒストグラム、最大値ｘmax、最小値ｘmin、平均値ｘ_ＡＶＥ、バラツキ範囲Ｒ、標準偏差σ、Ｒ／Ｘ＝、３σ／Ｘ＝が表示されるようになっている。なお、図３に示した統計データ表示モードの画像の例では、モニタ項目（監視項目）として、射出工程時の速度−圧力の切り替り位置（１次射出工程から保圧工程の切り替り位置）のスクリュ位置である「Ｖ−Ｐ切替位置」や、クッション量に対応するスクリュ位置である「クッション位置」等々が表示されている。

上記のように、最新ショットで演算したモニタ項目の統計演算結果（統計データ）がショット毎に更新して表示されると、現在時点での統計データが確認可能な、リアルタイム表示性に優れた統計データ表示とすることができる。

なお、統計データ表示態様／保持態様選択モードの表示画像の統計データ表示間隔設定欄２４において「間欠」を選択し、例えば、枠２４ａに５０を入力した場合には、統計データ表示欄２７の内容が５０ショット毎に１回、更新して表示される。

また、図２に示した統計データ表示態様／保持態様選択モードの表示画像を用いることで、オペレータは、統計演算結果データ（統計データ）を、どの区切りのショット数（成形サイクル数）に到達する毎に、統計データ記憶部１５に記憶させるのかを設定できるようになっており、統計データ保持間隔選択欄２５で、所望するデータ保持間隔を（例えば５００ショット毎に１回記憶するのかを）選択・設定できるようになっている。つまり、「１００ショット毎」または「２００ショット毎」または「５００ショット毎」の何れかが選択されれば、１００ショット毎または２００ショット毎または５００ショット毎に１回記憶するように設定され、「任意設定」が選択されれば、オペレータが入力したショット数毎に１回（例えば、枠２５ａに２５０と入力すれば、２５０ショット毎に１回）記憶するように設定される。なお、統計データ保持間隔選択欄２５には、初期段階では、マシンの出荷段階で設定されている「１００ショット」が設定された状態となっている。

図４は、表示装置５の表示画面上に図３の統計データ表示モードの画像が表示されている状態において、この表示画像中の「モニタ過去」ボタン２３をオペレータがタッチすることで表示される図示せぬウィンド画面を用いて、統計データ記憶部１５に記憶されている過去分の統計データ（過去分の統計演算処理結果）の時期を指定することで、過去分の統計データと現在の統計データとが並べて表示された、第２の統計データ表示モードの画像を示している。この図４に示した第２の統計データ表示モードの画像では、複数のモニタ項目のそれぞれに対応して、時期を指定された過去分の統計データ表示欄２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃと、現時点の統計データ表示欄２７とが併せて表示されている。

このように、過去分の統計データと現時点分の統計データとを並べて表示することで、過去分の統計データと最近の統計データとを容易に対比して検討することが可能となり、使い勝手が向上する。
なお、図４の統計データ表示モードの画像では、過去分の統計データを３時期分表示するようにしているが、表示する過去分の統計データの数は１時期分であっても４時期以上分であってもよく、また、現時点の統計データの表示はなくして、過去分の統計データのみを表示するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係るのインラインスクリュ式の射出成形機における、制御系統の簡略化したブロック図である。本発明の一実施形態に係る射出成形機において、表示装置に表示される統計データ表示態様／保持態様選択モードの画像の例を示す説明図である。本発明の一実施形態に係る射出成形機において、表示装置に表示される統計データ表示モードの画像の例を示す説明図である。本発明の一実施形態に係る射出成形機において、表示装置に表示される第２の統計データ表示モードの画像の例を示す説明図である。

符号の説明

１システムコントローラ
２センサ群
３ドライバ群
４キー入力装置
５表示装置（タッチパネル付きカラー液晶表示装置）
５ａタッチパネル入力部
１１成形条件設定記憶部
１２成形プロセス制御部
１３実測値記憶部
１４統計演算処理部
１５統計データ記憶部
１６表示処理部
１７データ変換処理部
１８グラフスケール生成部
１９表示用固定データ格納部
２０表示画像データ生成部

Claims

設定された各運転条件値と各センサからの計測情報などに基づきマシンの各部を駆動制御するコントローラを具備し、該コントローラは、予め定められた成形運転プログラムに従って一連の成形運転工程を実行させると共に、運転中の各運転条件の実測値を取り込んで格納し、また、前記コントローラは、オペレータの指示に基づき、各種表示モードの画像を表示装置上に表示させる成形機において、
各成形サイクル毎の複数のモニタ項目の実測値を、モニタ項目毎に統計演算処理して、この演算処理結果を表示する統計データ表示機能をもち、
あらかじめ設定された成形サイクル数に到達する毎の統計演算処理結果を統計データ記憶部に記憶し、この統計データ記憶部に記憶されている過去分の統計演算処理結果の中からオペレータが時期を指定した過去分の統計演算処理結果を呼び出して、現時点の統計演算処理結果と共に前記表示装置上に表示可能としたことを特徴とする成形機。
請求項１に記載の成形機において、
各成形サイクル毎の複数のモニタ項目の実測値を、モニタ項目毎に統計演算処理して、この演算処理結果を表示する統計データ表示モードには、１成形サイクル毎に統計演算処理をした結果を、１成形サイクル毎に更新表示する、サイクル毎更新表示モードが設けられていることを特徴とする成形機。