JP5608073B2 - 金型監視装置 - Google Patents
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Description
そして、可動プラテン81をタイバー83に沿って固定プラテン80に向かって前進させる型締動作を行うことによって、可動プラテン81に固定された可動型87の型面が、固定プラテン80に固定された固定型86の型面に圧接され、これにより、金型85内に成形空間が形成される。次いで、溶融された樹脂材料を金型85の成形空間内に射出する射出動作が行われ、この金型85内に充填された樹脂材料が当該金型85によって冷却されて固化されることにより、所要の形態の成形品が得られる。
その後、可動プラテン81をタイバー83に沿って後退させる型開動作を行うことによって、可動型87の型面が固定型86の型面から離間される。このとき、可動型87の型面における成形エリア(成形空間を形成するエリア)には、成形品が保持されている。そして、可動型87の型面における成形エリアに保持された成形品が、可動型87に設けられた突出しピン(図示省略)を当該可動型87の型面から突出させる成形品突出動作が行われることによって、当該可動型87の型面から離型され、離型された成形品が例えば成形品取出装置などによって射出成形機から取り出される。
そして、射出成形機の自動運転においては、上記の型締動作、射出動作、樹脂材料の冷却・固化、型開動作および成形品突出動作よりなる成形サイクルが繰り返して行われる。
そして、このような動作異常が生じた状態、具体的には、固定型86または可動型87の型面に成形品が残留した状態で、射出成形機の型締動作を行うと、残留した成形品によって固定型86の型面または可動型87の型面が損傷するおそれがあり、このような事態が生ずると、製造ラインを長期間にわたって停止せざるを得なくなる。そのため、射出成形機の自動運転中に動作異常が生じたときには、当該射出成形機の運転を停止することが必要となる。
このような事情から、射出成形機によって樹脂製品を製造する工程においては、射出成形機に取り付けられた金型85における可動型87の型面を撮像する監視カメラ91と、この監視カメラ91からの画像によって得られるデータに基づいて射出成形機の運転を制御する制御機構92とを備えてなる金型監視装置90が用いられている。
そして、作業者は、金型監視装置90を操作して警報器を停止させ、その後、例えば射出成形機の安全扉を開き、当該作業者の手によって、或いは射出成形機の運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替えて当該射出成形機の手動操作を行うことによって、動作異常の原因を除去する。
次いで、射出成形機の安全扉を閉めると共に、射出成形機の運転モードを手動運転モードから自動運転モードに切り替え、その後、金型監視装置90を操作して再起動することにより、射出成形機の成形サイクルが開始される。
このような問題を解決するため、射出成形機の動作異常が検知されときには、作業者が安全扉を開く操作を行い、その後、安全扉を閉じる操作を行うことにより、制御機構が再起動される金型監視装置が提案されている(特許文献2参照。)。
2008年に、社団法人日本産業機械工業会規格JIMS K‐1001「ゴム及びプラスチック機械−横型射出成形機−安全通則」が改定され、射出成形機の手動運転モードにおいて、安全扉が開いた状態で成形品突出動作や可動型の移動動作が実行されることが禁止されている。
而して、射出成形機の動作異常が生じたときには、射出成形機の安全扉を開かずに、当該動作異常の原因を認識し、射出成形機の運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替えて当該手動運転モードによる操作を行うのみで当該動作異常の原因を除去することができる場合も少なくない。
然るに、上記の金型監視装置においては、動作異常の原因を除去するために射出成形機の安全扉を開くことが不要な場合であっても、安全扉を開閉する操作を行わなければ、制御機構を再起動させることができない。
前記可動型の型面を撮像する監視カメラと、この監視カメラからの画像によって得られる情報に基づいて前記射出成形機の運転を制御する制御機構と、この制御機構からの指令によって作動する警報器とを備えてなり、
前記制御機構においては、
前記射出成形機の前記自動運転モードによる運転中において、当該射出成形機の型開動作終了後における前記可動型の型面を監視する一次監視動作、および当該射出成形機の成形品突出動作終了後における前記可動型の型面を監視する二次監視動作を実行し、
前記一次監視動作または前記二次監視動作によって前記射出成形機の動作が異常であるとされたときに、当該射出成形機の運転を停止すると共に前記警報器を作動し、
前記射出成形機において前記安全扉を開く操作および前記運転モード切替スイッチを前記その他の運転モードに切り替える操作のいずれかの操作が行われたときに、当該射出成形機からの信号により、前記警報器の作動を停止させ、
前記可動型が型開限の状態にあり、前記射出成形機における安全扉が閉められた状態にあり、かつ前記射出成形機における前記運転モード切替スイッチが前記自動運転モードの状態にあるときに、当該射出成形機からの信号により、当該制御機構が再起動されることを特徴とする。
また、制御機構が再起動されたときに二次監視動作を実行することにより、可動型の型面における成形品の有無を確認することができるので、作業者の過誤によって、射出成形機の動作の異常の原因が除去される前に制御機構が再起動された場合であっても、射出成形機の運転が再開することを回避することができる。
図1は、本発明の金型監視装置の構成を射出成形機の構成と共に示す説明図である。
図1において、10は金型であって、互いに雌雄の関係にある固定型11および可動型12により構成されている。15は射出成形機であって、樹脂材料を溶融して射出する射出部20と、金型10の型開および型締を行う金型駆動部25と、射出部20および金型駆動部25の動作を制御する制御部30とにより構成されている。40は金型監視装置であって、金型10における可動型12の型面を撮像する監視カメラ41と、この監視カメラ41からの画像によって得られるデータに基づいて射出成形機15の運転を制御する制御機構42と、この制御機構42からの指令によって作動する警報器60とにより構成されている。
一次基準画像データは、射出成形機15の型開動作完了後における正常な状態の可動型12の型面、具体的には、成形エリア内に成形品が保持された状態の可動型12の型面を撮像することによって得られたデータである。この一次基準画像データには、図2(イ)に示すように、監視カメラ41からの画像P1、具体的には可動型12の型面の画像を構成する複数の画素(例えば640ピクセル×480ピクセル)p1(1,1)〜p1(x,y)の各々についての位置データ、および複数の画素p1(1,1)〜p1(x,y)の各々についての輝度データが含まれている。この輝度データは、例えば型面の画像における画素p1(1,1)〜p1(x,y)の各々について、それらの輝度を最小を0とし最大を255とする0〜255の整数による相対値で示したものである。
次いで、この一次監視動作において正常であると認められたときには、射出成形機15の制御部30に成形品突出動作を許可する成形品突出許可指令を出力し、射出成形機15の制御部30から成形品突出動作が完了したことを示す成形品突出完了信号が入力されると、制御機構42に内蔵されたタイマーが作動し、その後、後述する二次監視動作を実行する。
この二次監視動作において正常であると認められたときには、射出成形機15の制御部30に型締動作を許可する型締許可指令を出力する。
二次監視動作は、タイマーに予め設定されたリミット時間内において、監視処理を当該監視処理によって正常であると認められるまで連続して繰り返し行うものである。ここで、タイマーに設定されるリミット時間は、例えば0.1〜0.4secである。タイマーはリミット時間が経過するとリセットされる。
射出成形機15の自動運転中においては、図4に示すように、金型監視装置40の制御機構42から型締許可指令および成形品突出禁止指令が出力されて射出成形機15の制御部30に入力されると、当該射出成形機15の成形サイクルが開始される(step1)。
具体的に説明すると、射出成形機15の金型駆動部25において、可動プラテン27をタイバー28に沿って固定プラテン26に向かって前進させる型締動作が行われ、これにより、可動プラテン27に固定された可動型12の型面が、固定プラテン26に固定された固定型11の型面に圧接され、その結果、金型10内に成形空間が形成される。
次いで、射出成形機15の金型駆動部25において、可動プラテン27をタイバー28に沿って後退させる型開動作が行われることによって、可動型12の型面が固定型11の型面から離間される。
この一次監視画像データには、図5(イ)に示すように、監視カメラ41からの画像P3、具体的には可動型12の型面の画像を構成する複数の画素p3(1,1)〜p3(x,y)の各々についての位置データ、および複数の画素p3(1,1)〜p3(x,y)の各々についての輝度データが含まれている。
次いで、この一次監視画像データが一次基準画像データと比較される。具体的には、一次監視画像データのうち可動型12の型面の成形エリアに係る複数の画素についての輝度データの各々と、これらに対応する一次基準画像データにおける複数の画素についての輝度データの各々とが比較される(step4)。
そして、リミット時間内における最後の監視処理においても、一次監視画像データにおける輝度データの各々と一次基準画像データにおける輝度データの各々との差の一つ以上が予め設定された許容範囲外にあるときには、一次監視画像データが一次基準画像データと相違すると判定され、これにより、射出成形機15の動作が異常であると見做され、射出成形機15の運転が停止される(step5)。
そして、射出成形機15の成形品突出動作が完了すると、当該射出成形機15の制御部30から成形品突出完了信号が出力されて金型監視装置40の制御機構42に入力されると共に、当該制御機構42内においてタイマーが作動し(step7)、その後、当該金型監視装置40において、二次監視動作が実行される(step8,step9)。
この二次監視画像データには、図5(ロ)に示すように、監視カメラ41からの画像P4、具体的には可動型12の型面の画像を構成する複数の画素p4(1,1)〜p4(x,y)の各々についての位置データ、および複数の画素p4(1,1)〜p4(x,y)の各々についての輝度データが含まれている。
次いで、この二次監視画像データが二次基準画像データと比較される。具体的には、二次監視画像データのうち可動型12の型面の成形エリアに係る複数の画素についての輝度データの各々と、これらに対応する二次基準画像データにおける複数の画素についての輝度データの各々とが比較される(step9)。
また、二次監視動作において、二次補正画像データは、例えば特開2004−159039号公報に記載の手段によって、二次基準画像データを二次監視画像データと対照して当該二次基準画像データにおける位置データを補正することにより得られる。
具体的に説明すると、射出成形機15の動作の異常の原因を除去する作業において、射出成形機15に対して可動型12を移動させる操作を行った場合には、制御機構42に送信されていた型開限信号がOFF状態となり、安全扉を開く操作を行った場合には、制御機構42に送信されていた安全扉閉信号がOFF状態となり、射出成形機15の操作パネル31における運転モード切替スイッチを自動運転モードから手動運転モードに切り替える操作を行った場合には、制御機構42に送信されていた自動運転モード信号が手動運転モード信号に切り替えられる。
そして、金型監視装置40の制御機構42においては、射出成形機15から、型開限信号、安全扉閉信号および自動運転モード信号の3つの信号が入力されると、当該制御機構42が再起動される。
一方、二次監視動作において射出成形機15の動作が異常であると判定されたときには、射出成形機15の運転が停止したままの状態で、制御機構42の中央制御部50から警報器60に作動指令信号が出力されることによって当該警報器60が作動する。
11 固定型
12 可動型
15 射出成形機
20 射出部
21 シリンダー
22 ノズル
23 ホッパ
24 スクリュー駆動機構
25 金型駆動部
26 固定プラテン
27 可動プラテン
28 タイバー
29 型締め機構
30 制御部
31 操作パネル
32 コントローラ
35 信号入出力器
40 金型監視装置
41 監視カメラ
42 制御機構
43 画像信号入力部
44 画像データ処理部
45 バス
46 画像表示部
47 画像データ記録部
48 RAM
49 ROM
50 中央制御部
51 操作部
55 入出力ポート
56 入力ポート
60 警報器
80 固定プラテン
81 可動プラテン
83 タイバー
85 金型
86 固定型
87 可動型
90 金型監視装置
91 監視カメラ
92 制御機構
P1〜P4 画像
p1(1,1)〜p1(x,y) 画素
p2(1,1)〜p2(x,y) 画素
p3(1,1)〜p3(x,y) 画素
p4(1,1)〜p4(x,y) 画素
Claims (2)
- 自動運転モードとその他の運転モードとを切り替える運転モード切替スイッチおよび安全扉を有する射出成形機に取り付けられた金型における可動型の型面を監視して当該射出成形機の運転を制御する金型監視装置であって、
前記可動型の型面を撮像する監視カメラと、この監視カメラからの画像によって得られる情報に基づいて前記射出成形機の運転を制御する制御機構と、この制御機構からの指令によって作動する警報器とを備えてなり、
前記制御機構においては、
前記射出成形機の前記自動運転モードによる運転中において、当該射出成形機の型開動作終了後における前記可動型の型面を監視する一次監視動作、および当該射出成形機の成形品突出動作終了後における前記可動型の型面を監視する二次監視動作を実行し、
前記一次監視動作または前記二次監視動作によって前記射出成形機の動作が異常であるとされたときに、当該射出成形機の運転を停止すると共に前記警報器を作動し、
前記射出成形機において前記安全扉を開く操作および前記運転モード切替スイッチを前記その他の運転モードに切り替える操作のいずれかの操作が行われたときに、当該射出成形機からの信号により、前記警報器の作動を停止させ、
前記可動型が型開限の状態にあり、前記射出成形機における安全扉が閉められた状態にあり、かつ前記射出成形機における前記運転モード切替スイッチが前記自動運転モードの状態にあるときに、当該射出成形機からの信号により、当該制御機構が再起動されることを特徴とする金型監視装置。 - 前記制御機構において、当該制御機構が再起動されたときに前記二次監視動作を実行し、当該二次監視動作によって前記射出成形機の動作が正常であるとされたときに、当該射出成形機の運転を再開させることを特徴とする請求項1に記載の金型監視装置。
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