JP6059248B2

JP6059248B2 - 射出成形装置およびその制御方法

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Publication number: JP6059248B2
Application number: JP2014546740A
Authority: JP
Inventors: 深作安井
Original assignee: Yasui and Co
Current assignee: Yasui and Co
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2032-11-16
Also published as: WO2014076738A1; JPWO2014076738A1

Description

発明は、ロストワックス鋳造に使用されるワックス樹脂モデルの射出成型に用いる射出成形装置およびその制御方法に関する。特には、ワックス樹脂の射出成形作業における製造条件となるパラメータを更新する制御装置を具備する射出成形装置およびその制御方法に関する。

（ロストワックス法）
複雑な形状の射出成型法の一つとしてロストワックス法が知られており、様々な産業分野で使用されている。ロストワックス鋳造法は、特に、金属アクセサリなどの複雑な形状の製品を精密な鋳造に適している。金属アクセサリに適用されるロストワックス鋳造法では，工程順に、「ワックスモデル作成工程」、「鋳型作成工程」および「鋳造・仕上げ工程」に大別できる。

図１０を参照して、「ワックスモデル作成工程」について説明する。最初の「ワックスモデル作成工程」では、ワックス樹脂でできたワックスモデルを製作する。ワックスモデルは、最終の鋳造製品と同じ形状である。「ワックスモデル作成工程」は、「ゴム型作成工程（第１工程）」と、それに引き続く「ワックス注入工程（第２工程）」とからなっている。この「ワックス注入工程（第２工程）」が、本発明の対象となる工程である。

まず、「ゴム型作成工程（第１工程）」を説明する。「ゴム型作成工程（第１工程）」は、銀などの地金により最終の鋳造製品と同じ形状の原型モデル８０を製作する工程である。原型モデル８０に、湯道８１ａを取り付けて、湯道付原型モデル８１を製作する。そして、枠５２にシリコンゴム５３を充填し、充填されたシリコンゴム５３の内部に湯道付原型モデル８１を埋設する。そのシリコンゴム５３を箱型状に固化させ、シリコンゴムが固化した後に、ゴム型６を上側ゴム型６ｂと下側ゴム型６ｃとに分離して、湯道付原型モデル８１を取り出す。湯道付原型モデル８１を取り出した後のゴム型６の内部には、湯道に対応するゴム型６の端部には円錐形の座繰り面を備えた注入口６ｄが配置され、鋳型原型モデルの中空パターン６ａが形成されている。

続いて、図１および図２を参照して、「ワックス注入工程（第２工程）」について説明する。「ワックス注入工程（第２工程）」は、図１に示す射出成形機１を用いてゴム型６の内部にワックス樹脂を注入する工程である。図１は射出成型装置１の全体概略図を、図２は射出成型装置１のワックス射出ルートを示している。図１に示すように、射出成型装置１は、本体２とクランプ５とを具備する。本体２の内部には、ワックス樹脂を貯蔵する加圧タンク３と、真空タンク４と、ディスプレイ７と、ノズル９と、を備えている。加圧タンク３には、加熱用ヒータが取り付けられていて、貯蔵されたワックスを溶融状態で貯蔵する。また、加圧タンク３には、加圧ポンプ３１が流体的に接合されていて、加圧タンク３内を加圧可能である。真空タンク４には、排気ポンプ４１(真空ポンプ)が流体的に接合されている。排気ポンプ４１は、バルブを介して加圧タンク３とも流体的に接合されていて、加圧タンク３と真空タンク４とを真空にすることが可能である。

図２に示すように、ノズル９には、内部にワックス射出路９１が配置されている。ノズル９内には、ワックス樹脂バッファ９２と、排気系バッファ９３とが、対で配置されている。ワックス射出路９１は、ワックス樹脂バッファ９２と排気系バッファ９３とのそれぞれに接合されている。ワックス樹脂バッファ９２と排気系バッファ９３の内部には、それぞれバルブ９４ａおよびバルブ９４ｂが配置されている。バルブ９４ａおよびバルブ９４ｂを選択的に開閉することにより、ワックス樹脂バッファ９２と排気系バッファ９３はそれぞれワックス射出路９１と流体的に接合する。すなわち、バルブ９４ａを開放してバルブ９４ｂを閉鎖することで、加圧タンク３からワックス樹脂バッファ９２を経由してワックス射出路９１に至るワックス供給系が形成される。一方、バルブ９４ａを閉鎖してバルブ９４ｂを開放することで、真空タンク４から排気系バッファ９３を経由してワックス射出路９１に至る排気系が形成される。

ゴム型６の内部の中空パターン６ａにノズル９から加圧されたワックスが供給されると、中空パターン６ａの内圧が高まり、ゴム型６の上側ゴム型６ｂと下側ゴム型６ｃとを分離させる力を受ける。そのため、クランプ５により、ゴム型６の上側ゴム型６ｂを下側ゴム型６に押し付けるような力を付与する。クランプ５は、駆動装置５１と、アクチュエータ５２とクランプ台５３とを具備していて、駆動装置５１は圧縮板５２をクランプ台５３に向かって移動させることが可能である。また、クランプ５において、クランプ台５３はゴム型６をワックス射出ノズル９に近づく方向（本明細書では、「前進方向」とする）に向かって、移動させることが可能である。

使用時には、上側ゴム型６ｂと下側ゴム型６ｃとを合わせて、ゴム型６の注入口６ｄが射出成型装置１のワックス射出ノズル９と接合する高さとなるように射出成型装置１のクランプ台５３の高さを調節する。そして、クランプ５のクランプ台５３上にゴム型６を載置して、クランプ５の圧縮板５２を上側ゴム型６ｂに接するような状態としてゴム型６が前進するようにクランプ台５３を前進させる。駆動装置５１により圧縮板５２を押し下げて、ゴム型６の上側ゴム型６ｂにクランプ圧力としての面圧を加える。この状態で、クランプ台５３をさらに前進させる。ノズル９の先端９ａには先細の円錐形の面が構成されているので、ゴム型６がノズル９に向かって押し付けられることによって、ゴム型６の端部の注入口６ｄと接合可能となっていて、その状態でノズル９の先端９ａが円錐形の座繰り面と密着して、ゴム型６の内部の中空パターン６ａとワックス供給系または排気系とが、外部から隔絶されるような密閉状態で流体的に接合される。

排気ポンプ４１で排気タンク４を排気すると、排気ポンプ４と流体的に連通している排気系バッファ９３内に残存していた気体が排気される。バルブ９４ｂを開放すると、排気系バッファ９３とワックス射出路９１とが連通し、ゴム型６の中空パターン６ａも排気される。一方で、溶融し、加圧されたワックスを加圧タンク３からワックス樹脂バッファ９２に流す。ワックス射出路９１から中空パターン６ａに至るまでの流路が完全に排気された時点で、排気系バッファ９３側のバルブ９４ｂを閉鎖し、ワックス樹脂バッファ９２側のバルブ９４ａを開放する。バルブ９４ａが開放されると、高圧側のワックス樹脂バッファ９２から、低圧側のワックス射出路９１および中空パターン６ａに至る経路にワックスが流入する。ワックスが予定量射出された段階で充填は完了する。

中空パターン６ａにワックスを流入させた際に、ゴム型６の中空パターン６ａ内に均一にワックスが充填されると良い。しかし、中空パターン６ａは複雑であり、中空パターン６ａ内に均一にワックスが充填されることは難しく、出来上がったワックスモデルには不具合が生じやすい。不具合としては、たとえば、上側ゴム型６ｂと下側ゴム型６ｃとの接合部からのワックスの漏れや、バリ、中空パターン６ａ内の未充填箇所の存在、ワックスモデルの縮み、ワックスモデル内の気泡などがある。

上側ゴム型６ｂと下側ゴム型６ｃとの接合部からのワックスの漏れやバリは、ノズルからのワックスの射出圧が適切でない、またはクランプ圧が低いこと等が挙げられる。中空パターン６ａ内の未充填箇所の存在は、中空パターン６ａ内の脱気が不十分であること、加圧タンク３におけるワックスの加圧力が弱いことが挙げられる。

そのため、さまざまな条件、たとえば、加圧タンク３の圧力、排気タンク４の圧力、圧縮板５２がクランプを押すクランプ圧およびその保持時間などである。この条件設定には、充填工程のトライアンドエラーにより、これらの条件を設定する作業が必要となる。また、熟練した作業者は変更すべき条件をすばやく探し当てるためトライアンドエラーの回数が少なくなるが、熟練度の低い作業者では、なかなかその条件を見つけ出すことが困難である。

さらに、中空パターン６ａ内に均一にワックスが充填できる条件（製造パラメータ）を見つけ出したとしても、日によって又は作業者によって、完成したワックスモデルに僅かな差が生じる。この場合も、熟練した作業者は変更すべき条件をすばやく探し当てることができるが、熟練度の低い作業者は、なかなかその条件を見つけ出すことができない。射出成型に必要な製造パラメータの初期設定値を簡単に変更することが可能となれば便利である。

本願では、中空パターンを内部に有する型に樹脂を射出成型して成型品を製造する射出成型装置であって、射出成型装置の各部を制御するためにユーザにより入力された製造パラメータを格納可能であり、かつ不具合箇所の情報と不具合の種類および程度の情報とに応じて予め設定されている製造パラメータ変化量のデータが格納されている記憶手段と、射出成型を行って成型品を製造する際に、前記製造パラメータに基づいて、前記射出成型装置の各部を制御する処理部と、射出成型された前記成型品で発生した不具合箇所の情報と、不具合の種類および程度の情報との入力を喚起させる画面を表示するディスプレイとを備え、前記処理部は、前記製造パラメータ変化量のデータから、入力された不具合箇所の情報と不具合の種類および程度の情報とに対応する製造パラメータ変化量を決定し、その製造パラメータ変化量を前記製造パラメータに加算すべき補正値とし、その補正値を前記製造パラメータに加算して新たな製造パラメータとして置き換えて、後続の射出成型を行なうことを特徴とする射出成型装置により解決する。

また、本願では、ユーザにより入力された製造パラメータに基づいて、中空パターンを内部に有する型に樹脂を射出成型して成型品を製造する射出成型装置の前記製造パラメータの更新方法であって、前記射出成型装置は、記憶手段とディスプレイとを有し、不具合箇所の情報と不具合の種類および程度の情報とに応じて予め設定されている製造パラメータ変化量のデータを前記記憶手段に格納する工程と、前記ディスプレイに、射出成型された前記成型品で発生した不具合箇所の情報と、不具合の種類および程度の情報との入力を喚起させる画面を表示する工程と、前記製造パラメータ変化量のデータから、入力された不具合箇所の情報と不具合の種類および程度の情報とに対応する製造パラメータ変化量を決定し、その製造パラメータ変化量を前記製造パラメータに加算すべき補正値とする工程と、その補正値を前記製造パラメータに加算して新たな製造パラメータとして置き換えて、後続の射出成型を行なう工程とを備えることを特徴とする方法により解決する。

本願発明により、ユーザが製造した実際の製品に生じた不具合から、自動的かつ簡易に、製造パラメータの微調整を行うことが可能となる。

本発明の射出成型装置の全体図である。本発明の射出成型装置の全体概略図を示している。本発明における射出成型装置におけるワックスの昇圧プロセスを示している。本発明における射出成型装置におけるクランプの下降プロセスを示している。本発明における製造パラメータの変更のアルゴリズムを示している。発明における射出成型に使用するゴム型の理論上の分割を示している。図５に対応して決定するゴム型の領域ごとのユーザ設定画面を示している。図５に対応して決定するゴム型の領域ごとのユーザ設定例を示している。本発明における射出成型における計算マトリックスを示している。ワックスモデル制作プロセスを示している。

（実施の形態１）
図１および図２を参照して、本発明の実施の形態１である射出成型装置１について説明する。図１は実施の形態１である射出成型装置１を示している。図２は射出成型装置１の管路構成の概略図である。

射出成型装置１は、本体２とクランプ５とを具備する。本体２の内部には、ワックス樹脂を貯蔵する加圧タンク３と、真空タンク４と、ディスプレイ７と、制御装置８と、ノズル９と、を備えている。加圧タンク３には、加熱用ヒータ（不図示）が取り付けられていて、貯蔵されたワックスを溶融状態で貯蔵する。加圧タンク３には、サーミスタ３ｂが取り付けられていて、加圧タンクの温度を測定する。また、加圧タンク３には、加圧ポンプ３１が流体的に接合されていて、加圧タンク３内において、溶融したワックス樹脂を加圧可能である。真空タンク４には、排気ポンプ４１が流体的に接合されている。排気ポンプ４１は、バルブを介して加圧タンク３とも流体的に接合されていて、加圧タンク３と真空タンク４とを真空にすることが可能である。ディスプレイ７は、表示された前記のそれぞれの部位をユーザが触れることで入力手段となりうるタッチパネル方式であることが好ましい。

ノズル９には、内部にワックス射出路９１が配置されている。ノズル９内には、ワックス樹脂バッファ９２と、排気系バッファ９３とが、対で配置されている。ワックス射出路９１は、ワックス樹脂バッファ９２と排気系バッファ９３とのそれぞれに接合されている。ワックス樹脂バッファ９２と排気系バッファ９３の内部には、それぞれ加圧タンクバルブ９４ａおよび排気バルブ９４ｂが配置されている。加圧タンクバルブ９４ａおよび排気バルブ９４ｂを選択的に開閉することにより、ワックス樹脂バッファ９２と排気系バッファ９３はそれぞれワックス射出路９１と流体的に接合する。すなわち、バルブ９４ａを開放してバルブ９４ｂを閉鎖することで、加圧タンク３からワックス樹脂バッファ９２を経由してワックス射出路９１に至るワックス供給系が形成される。一方、バルブ９４ａを閉鎖してバルブ９４ｂを開放することで、真空タンク４から排気系バッファ９３を経由してワックス射出路９１に至る排気系が形成される。

ゴム型６の内部の中空パターン６ａにノズル９から加圧されたワックスが供給されると、中空パターン６ａの内圧が高まり、ゴム型６の上側ゴム型６ｂと下側ゴム型６ｃとを分離させる力を受ける。そのため、クランプ５により、ゴム型６の上側ゴム型６ｂを下側ゴム型６に押し付けるような力を付与する。クランプ５は、駆動装置５１と、アクチュエータ５２とクランプ台５３とを具備していて、駆動装置５１は圧縮板５２をクランプ台５３に向かって移動させることが可能である。また、クランプ５において、クランプ台５３はゴム型６「前進方向」に移動させることが可能である。

排気ポンプ４１で排気タンク４を排気すると、排気ポンプ４と流体的に連通している排気系バッファ９３内に残存していた気体が排気される。バルブ９４ｂを開放すると、排気系バッファ９３とワックス射出路９１とが連通し、ゴム型６の中空パターン６ａも排気される。一方で、溶融し、加圧されたワックスを加圧タンク３からワックス樹脂バッファ９２に流す。ワックス射出路９１から中空パターン６ａに至るまでの流路が完全に排気された時点で、排気系バッファ９３側の排気バルブ９４ｂを閉鎖し、ワックス樹脂バッファ９２側の加圧タンクバルブ９４ａを開放する。加圧タンクバルブ９４ａが開放されると、高圧側のワックス樹脂バッファ９２から、ノズル９を通して、低圧側のワックス射出路９１および中空パターン６ａに至る経路にワックスが流入する。中空パターン６ａにワックスが流入すると、上側ゴム型６ｂと下側ゴム型６ｃとは離れる方向に内部から力を受けることになるから、図４に示すように、クランプ５により、まずゴム型６の上側ゴム型６ｂを下側ゴム型６に押し付けるようなクランプ力C₁(CLAMP1)を付与し、一定時間（C-TIME）保持する。ワックスを中空パターン６ａに射出する際には、ゴム型６を適切な圧力でノズル９に押しつける必要がある。ゴム型６をノズル９に押しつけ始める開始時間(HOLD1)とし、ゴム型６をノズル９に押し付ける際に、その押付圧である前進圧力(FORWARD)を付与する。ワックスの射出が終了した際には、ゴム型６のノズル９への押しつけ終了時間(HOLD2)を管理する。

ワックスを中空パターン６ａ内に射出した後、ワックスが冷却されて固化すると、ワックスが収縮して、完成したワックスモデルの中央部に窪みが生じる。そのため、図３に示すように、圧力P₁でワックスを中空パターン６ａに射出して、一定時間（P-TIME）が経過した後に、圧力P₁(PRESS1)を圧力P₂(PRESS2)に変更してワックスを中空パターン６ａに射出させる。たとえば、圧力P₂(PRESS2)は、圧力P₁(PRESS1)より高い圧力と設定し、ワックスが固化した後に中央部に生じる窪みの量を予め考慮して、多めにワックスを中空パターン６ａに射出するものである。圧力P₁(PRESS1)および圧力P₂(PRESS2)の制御は、加圧タンク３の内部の圧力に対応し、加圧タンク３の内部の圧力を上昇または下降させることにより実行する。射出が終わった段階で、図４に示すように、クランプ力C₁(CLAMP1)を付与して一定時間（C-TIME）が経過した後に、クランプ力C₁(CLAMP1)からクランプ力C₂(CLAMP2)までクランプ力を緩める。

ワックスを中空パターン６ａ内に射出する量は、ワックスの射出圧力と射出時間により制御される。ワックスの射出時間は、加圧タンクバルブ９４ａの開放時間(INJ)により決定される。また、排気系の圧力の制御は、排気系バルブ９４ｂの開放時間(VAC)によって決定される。ワックスの体積は温度によって変化するから、ノズルサーミスタ３ｂによって計測される加圧タンクの温度(WAXPOT)と、ノズル９の流路９１の近傍に取り付けているサーミスタ９１ａにより計測されるノズル９の温度(NOZZLE)として管理する。

最終的なワックスモデルの品質は、前記説明のとおり、以下に列挙したパラメータ(以下、「製造パラメータ」とよぶ)によって影響をうける。また、これらの製造パラメータは、ワックスモデルの形状の複雑さ、たとえば、ワックスモデルにおける細い部分の存在などによって異なる。そのため、ワックスモデルごとに、試作段階で最良のモデルができる値を予め設定しておく。これらの製造パラメータは、たとえば、初期設定値としてディスプレイ７などを通じて制御装置８に入力され、制御装置８の記憶手段８ｂに格納される。
(1) 加圧タンク温度(WAXPOT)
(2) 射出部温度(NOZZLE)
(3) 排気バルブ開放時間(VAC)
(4) 加圧タンク開放時間(INJ)
(5) 加圧タンク圧力P₁(PRESS1)
(6) 加圧タンク圧力P₁(PRESS1)の維持時間(P-TIME)
(7) 加圧タンク圧力P₂(PRESS2)
(8) クランプ圧力C₁(CLAMP1)
(9) クランプ圧力C₂(CLAMP2)の維持時間(C-TIME)
(10) クランプ圧力C₂(CLAMP2)
(11) ゴム型の前進圧(FORWARD)
(12) ゴム型とノズルの接続(HOLD1)
(13) ゴム型とノズルの離間(HOLD2)

これら製造パラメータは、現実には、作業日の環境や、作業者によって、必ずしも適切ではなくなる。そこで、本発明では、ユーザが製品を作成した結果により、不具合が生じた箇所をディスプレイ７で指示することで、制御装置８の処理部８ａが、前記の製造パラメータの初期設定値から変更すべき製造パラメータを自動的に計算して、再調整を行なう。図５から図９を用いて、これについて説明する。

図５は、製造パラメータの初期設定値から変更すべき製造パラメータを自動的に計算するアルゴリズムを示している。このアルゴリズムのとおり、まず、処理部８ａは、記憶手段８ｂに記憶された製造パラメータの初期設定値を読み込む(図５のS1)。その初期設定値に基づいて、射出成型装置１はワックスモデルの製造を行なう(図５のS2)。ワックスモデルの製造を行なった結果、不具合が生じた場合、ユーザは、以下のように、その不具合に関する情報を入力する。

図６は、ゴム型６に対応して不具合が生じるうる箇所を分割した例である。ゴム型６の内部の中空パターン６ａの形に応じて、図６に示す例のように、製品に対応して不具合が発生し易い箇所（Z1からZ6）でゴム型の領域を分割する。分割される領域の個数、分割の仕方は任意であるが、ワックスの射出の際に、成型品において同じ影響を受けやすいものと認められる箇所を１つの領域とする。その箇所ごとにまとめて、任意の数の箇所として分割することが好ましい。

制御装置８は、不具合に関する情報をディスプレイ７上に、ユーザが設定できる画面（図７）として表示する（図５のS3）。ここでは、不具合が発生した箇所の情報７ａと不具合の種類および程度の情報７ｂとを併せて表示する。不具合が発生した箇所の情報７ａは、図５に示す分割された領域Z1からZ6ごとに生じる不具合が発生すると考えられる箇所で表示することができる。不具合の種類および程度の情報７ｂは、不具合の類型と、不具合の程度からなる。前者の代表例としては、「ワックス漏れ(Wax Leakage)」、「バリ(Burr)」、「充填不足(Non-Filled)」、「ひき・縮み(Shrinkage)」、「気泡(Air Bubble)」である。また、後者の代表例としては、たとえば、軽度のものはS、中程度のものをM、重度のものをLと表示するものである。本発明では、ディスプレイ７はタッチパネル方式であるものとして説明をしているが、ディスプレイ７は、単なる表示だけを行なうものであってもよい。この場合、不具合が発生した箇所の情報７ａと不具合の種類および程度の情報７ｂの入力は、その他に配置されるキーボードなどの他の入力手段によって行なうようにしてもよい。

ユーザは、図７に示す指定された画面において、分割された領域Z1からZ6ごとに、これらの不具合の類型を選択する。たとえば、あるワックスモデルの製造を行なっている場合に、図５に示すDfの箇所にて大きなワックス漏れの不具合が生じたとする。このとき、ユーザは、Dfに対応する領域がZ5であることを判断する。そこで、ユーザは不具合が発生した箇所の情報７ａとして、領域Z5を指定する。続いて、ユーザは、不具合の種類および程度の情報７ｂとして、Wax Leakageのボタン群において、Lを選択する。別の例として、領域Z3においてかなり大きなバリが生じたとすれば、領域Z3を指定するとともにBurrのボタン群においてLを選択する。領域Z5において中程度のひけが生じたとすれば、領域Z5を指定して、Shrinkageのボタン群においてMを選択する。

処理部８ａは、不具合が発生した箇所の情報７ａと不具合の種類および程度の情報７ｂの入力があったか否かを判断する(図５のS4)。入力がない場合には、不具合は発生しておらず、製造パラメータの変更の必要はない。一方、入力がない場合には、処理部８ａは、入力された「不具合が発生した箇所の情報７ａ」と「不具合の種類および程度の情報７ｂ」とを読み込む。処理部８ａは、読み込んだこれらの情報により、分割された領域Z1からZ6の領域ごとに生じた不具合の程度をマトリックス化した情報(不具合程度マトリックス情報)として整理して作成する(図５のS5)。図８は、この不具合マトリックス情報を示している。この情報の各値は、記憶手段８ｂに格納される。この情報では、領域Z5において重度のワックス漏れが生じてLが選択され、領域Z3において重度のバリが生じてLが選択され、領域Z5において中程度のひけが生じてMが選択されている。それ以外は、自動的に、空値(ゼロ)とされる。

一方、各領域の不具合に対応して、予め、製造パラメータ変化量を決定しておく。製造パラメータ変化量は、更新すべき製造パラメータに対して、従前の製造パラメータからの増分または減少分としての補正値である。これらは記憶手段８ｂに格納される。以下、本明細書では、この製造パラメータ変化量については、増分を正値、減少分を負値として説明する。したがって、増分も減少分も製造パラメータ変化量はすべて従前の製造パラメータに対しての加算量となる。なお、製造パラメータ変化量が減少する場合、その変化量を絶対値で表すこともできる。この場合には、減分は、その絶対値分の減算となする。

図９は、領域Z3およびZ5における不具合の類型に対応した予め決定して設定される所定の製造パラメータ基準変化量を示している。この例では、領域Ｚ３と領域Ｚ５の製造パラメータの変更マトリックスは共通であるが、製品によっては異なる場合もある。製造パラメータ基準変化量は、すべての領域および不具合に対応して予め決定して設定された製造パラメータ変化量としておく。本実施の形態の場合も、その他の領域Z1からZ4とZ6について、不具合に対応して予め決定しておく。この予め決定して設定された製造パラメータ変化量は、制御装置８の記憶手段８ｂに製造パラメータ基準変化量のデータとして格納しておくとよい。

続いて、処理装置８ａが、どのように製造パラメータを変更するかについて説明する。製造パラメータ基準変化量のデータから、図５のS5段階でマトリックス化された不具合程度マトリックス情報のうち、図５のS4段階で入力された不具合箇所の情報と不具合の種類および程度の情報とに対応する製造パラメータ変化量を抽出して決定する。そして、その決定された製造パラメータ変化量が、従前の製造パラメータに加算すべき補正値としての製造パラメータ変化量となる。

これを、図８の不具合程度マトリックス情報および図９の製造パラメータ基準変化量を参照して、具体的に説明する。図８の不具合程度マトリックス情報において、空値(ゼロ)以外となっている箇所のうち、例として、不具合程度Lが選択された領域Z5のワックス漏れ(Wax Leakage)と、不具合程度Mが選択されている領域Z5のひけ(Shrinkage)と、不具合程度Lが選択された領域Z3のバリ(Burr)の場合について説明する。処理装置８ａは、不具合程度Lが選択された領域Z5のワックス漏れ(Wax Leakage)と、不具合程度Mが選択されている領域Z5のひけ(Shrinkage)と、不具合程度Lが選択された領域Z3のバリ(Burr)について、図８の不具合程度マトリックス情報の各不具合のデータに対応するように、図９の製造パラメータ基準変化量を参照して、適切な製造パラメータ変化量のデータを取得し決定する(図５のS6)。ここから適切なデータを取得して、変更パラメータを演算する。

設定された製造パラメータ変化量を補正値と決定して、補正値に対応する製造パラメータの初期設定値に加算する(図５のS7)。まず、処理装置８ａは、領域Z5において、ワックス漏れ(Wax Leakage)のLの欄のデータを参照し、加圧タンク開放時間(INJ)が1.0であることを把握する。また、Lが選択された領域Z5のバリ(Burr)について、加圧タンク圧力P₁(PRESS1)とクランプ圧力C₁(CLAMP1)がそれぞれ-15と40であることが把握できる。Lが選択された領域Z3のバリ(Burr)では、加圧タンク圧力P₁(PRESS1)とクランプ圧力C₁(CLAMP1)がそれぞれ+40と-15であることが把握できる。Mが選択されている領域Z5のひけ(Shrinkage)について、加圧タンク圧力P₁(PRESS1)とクランプ圧力C₁(CLAMP1)がそれぞれ+20と-10であることが把握できる。

これらから、Lが選択された領域Z5のワックス漏れ(Wax Leakage)について、以下の(1)のとおり、補正値を計算する。たとえば、(1)では、加圧タンク開放時間(INJ)を1.0だけ高める。

また、Lが選択された領域Z3のバリ(Burr)では、以下の(2)および(3)のとおり、補正値を計算する。たとえば、(2)では、加圧タンク圧力P₁(PRESS1)を初期値に-15(KPa)を加算する。一方、(3)では、クランプ圧力C₁(CLAMP1)を初期値に40(KPa)を加算する。

ここで、Lが選択された領域Z5のワックス漏れ(Wax Leakage)およびLが選択された領域Z3のバリ(Burr)のみである場合には、この段階で新たな製造パラメータINJ、PRESS1、CLAMP1を求めることができる。

しかし、この状態に、さらに、Mが選択されている領域Z5のひけ(Shrinkage)があると、Mが選択されている領域Z5のひけ(Shrinkage)について、前記と同様の手順において、更新すべき製造パラメータ補正式が以下の式(4)および式(5)のように求められる。この結果によれば、式(4)では加圧タンク圧力P₁(PRESS1)を初期値より20(KPa)だけ高めることになり、式(5)ではクランプ圧力C₁(CLAMP1)を初期値より10(KPa)だけ低めることになる。

この場合、Lが選択された領域Z3のバリ(Burr)とMが選択されている領域Z5のひけ(Shrinkage)とにおいて、上記式(2)および式(4)と、上記式(3)および式(5)とのそれぞれの関係において、加圧タンク圧力P₁(PRESS1)に-15(KPa)を加算する結果(式(2))と、20(KPa)を加算する結果(式(4))と、異なる補正式が得られる。同様に、クランプ圧力C₁(CLAMP1)も、40(KPa)を加算する結果(式(3))と-10(KPa)を加算する結果(式(5))と、異なる補正式が得られる。

このように、不具合が発生した箇所と不具合の種類および程度によっては、複数の製造パラメータ変化量が決定する場合が生じる。このような場合、製造パラメータ毎に、すべての不具合に対する製造パラメータ変化量を単純に加算して、すべての不具合に対する製造パラメータ変化量の総和を得る。この総和を更新すべき製造パラメータの補正値とする。その補正値に対応する製造パラメータの初期設定値に加算して製造パラメータの補正式を得る(図５のS8)。

前記の例の場合には、加圧タンク圧力P₁(PRESS1)に対する製造パラメータ変化量は式(2)において-15(KPa)であり、式(4)において20(KPa)であるから、それを加算し、すなわち-15(KPa)と20(KPa)とを加算して、すべての不具合に対する製造パラメータ変化量の総和である補正値は5(KPa)となる。これを対応する製造パラメータの初期設定値(PRESS1)に加算して製造パラメータ(PRESS1)に対する製造パラメータの補正式が式(6)のように得られる。また、クランプ圧力C₁(CLAMP1)に対する製造パラメータ変化量は式(3)において40(KPa)、式(5)において-10(KPa)であるから、それを加算し、すなわち40(KPa)と-10(KPa)とを加算した総和の補正値は30(KPa)となる。これを対応する製造パラメータの初期設定値(CLAMP 1)に加算して製造パラメータ(CLAMP1)に対する製造パラメータの補正式が式(7)のように得られる。

ここで計算された更新すべき製造パラメータを新たな製造パラメータとして置き換えるように、記憶手段８ｂに再格納する。その製造パラメータにより、諸条件を設定して、次の成型作業を行なう(図５のS9)。後続の射出成型の作業では、また図５に示した、工程S4からS10を繰り返し、徐々に適切なパラメータに収束をさせていく。最初の補正値は初期設定値としての製造パラメータに加算したが、後続の射出成型での更新すべき設計パラメータの計算および決定の方法では、決定した製造パラメータ変化量を補正値として決定し後、製造パラメータの初期設定値ではなく、その後続の射出成型においての、補正値に対応する従前の製造パラメータの初期設定値に加算することになる(図５のS7)。後続の射出成型では、これを繰り返せばよい。

すなわち、製造パラメータの初期値は良い品質のものが得られたときの製造パラメータであって、これについて、ユーザが製造した実際の製品に生じた不具合から、自動的かつ簡易に、製造パラメータの微調整を行うことが可能となる。

本願発明は、ワックス樹脂の射出整形装置に適用することができる。

１鋳造装置
８制御装置
１０溶融チャンバ
３０本体部

Claims

中空パターンを内部に有する型に樹脂を射出成型して成型品を製造する射出成型装置であって、
前記成型品を射出成型して製造するために射出成型装置の各部を制御するためにユーザにより入力された製造パラメータを格納可能であり、かつ不具合箇所の情報と不具合の種類および程度の情報とに応じて前記成型品に対応して予め設定されている製造パラメータ基準変化量のデータが格納されている記憶手段と、
射出成型を行って成型品を製造する際に、前記製造パラメータに基づいて、前記射出成型装置の各部を制御する処理部と、
前記不具合箇所に対応するように不具合が生じうる箇所を前記成型品に対応して分割して表示された成型品の不具合箇所の情報と、その発生した不具合箇所における不具合の種類および程度の情報と、の入力を喚起させる画面を表示するディスプレイと、を備え、
前記処理部は、入力された不具合箇所の情報とその箇所における不具合の種類および程度の情報とに対応する前記製造パラメータの変化量を前記製造パラメータ基準変化量のデータから引用して決定し、前記変化量を前記製造パラメータに加算すべき補正値とし、
その補正値を前記製造パラメータに加算して新たな製造パラメータとして置き換え、不具合が発生していない箇所の前記製造パラメータを維持するように、前記記憶手段に格納して、後続の射出成型を行なうことを特徴とする射出成型装置。
請求項１に記載の射出成型装置であって、
前記後続の射出成型において、
前記ディスプレイは、その画面上で、前記後続の射出成型で射出成型された成型品で発生した不具合箇所の情報と、不具合の種類および程度の情報との入力を喚起させ、
前記処理部は、前記製造パラメータ変化量のデータから、入力された不具合箇所の情報と不具合の種類および程度の情報とに対応する製造パラメータ変化量を決定し、その製造パラメータ変化量を前記後続の射出成型で使用した製造パラメータに加算すべき補正値とし、
その補正値を前記後続の射出成型で使用した製造パラメータに加算して新たな製造パラメータとして置き換えて、さらに後続の射出成型を行なうことを特徴とする射出成型装置。
請求項１または２に記載の射出成型装置であって、
前記入力された不具合箇所の情報と不具合の種類および程度の情報とに対応する前記製造パラメータ変化量が複数特定される場合において、
対応する製造パラメータ毎に、前記製造パラメータ変化量のすべてを加算してその総和を求めて前記補正値とすることを特徴とする射出成型装置。
請求項１に記載の射出成型装置であって、前記ディスプレイに表示される画面は、前記型の箇所を複数の領域に分けて表示したものであって、発生した不具合箇所に応じてその領域を指定可能であることを特徴とする射出成型装置。
請求項４に記載の射出成型装置であって、前記画面は、前記領域に対応して、不具合の種類および程度の情報との入力を喚起させるようになっていることを特徴とする射出成型装置。
ユーザにより入力された製造パラメータに基づいて、中空パターンを内部に有する型に樹脂を射出成型して成型品を製造する射出成型装置の前記製造パラメータの更新方法であって、
前記射出成型装置は、前記成型品を射出成型して製造するために射出成型装置の各部を制御するためにユーザにより入力された製造パラメータを格納可能な記憶手段とディスプレイとを有し、不具合箇所の情報と不具合の種類および程度の情報とに応じて前記成型品に対応して予め設定されている製造パラメータ基準変化量のデータを前記記憶手段に格納する工程と、
前記ディスプレイに、前記不具合箇所に対応するように不具合が生じうる箇所を前記成型品に対応して分割して表示された成型品の不具合箇所の情報と、その発生した不具合箇所における不具合の種類および程度の情報との入力を喚起させる画面を表示する工程と、
入力された不具合箇所の情報から発生した不具合箇所における不具合の種類および程度の情報とに対応した製造パラメータ変化量を前記製造パラメータ基準変化量のデータから引用して決定し、その製造パラメータ変化量を前記製造パラメータに加算すべき補正値とする工程と、
その補正値を前記製造パラメータに加算して新たな製造パラメータとして置き換え、不具合が発生していない箇所の前記製造パラメータを維持するように前記記憶手段に格納された後続の射出成型を行なう工程とを備えることを特徴とする方法。
請求項６に記載の方法であって、
前記後続の射出成型において、
前記後続の射出成型で射出成型された成型品で発生した不具合箇所の情報と、不具合の種類および程度の情報との入力を喚起させる画面を前記ディスプレイに表示する表示工程と、
前記製造パラメータ変化量のデータから、入力された不具合箇所の情報と不具合の種類および程度の情報とに対応する製造パラメータ変化量を決定し、その製造パラメータ変化量を前記後続の射出成型で使用した製造パラメータに加算すべき補正値とする補正値決定工程と、
その補正値を前記後続の射出成型で使用した製造パラメータに加算して新たな製造パラメータとして置き換えて、さらに後続の射出成型を行なう成型工程とを備えることを特徴とする方法。
請求項６または７に記載の方法であって、
前記補正値決定工程において、前記入力された不具合箇所の情報と不具合の種類および程度の情報とに対応する前記製造パラメータ変化量が複数特定される場合において、対応する製造パラメータ毎に、前記製造パラメータ変化量のすべてを加算してその総和を求めて前記補正値とすることを特徴とする方法。
請求項８に記載の方法であって、
前記ディスプレイに表示される画面は、前記型の箇所を複数の領域に分けて表示したものであって、発生した不具合箇所に応じてその領域を指定可能であることを特徴とする方法。
請求項９に記載の方法であって、前記画面は、前記領域に対応して、不具合の種類および程度の情報との入力を喚起させるようになっていることを特徴とする方法。