JPH03164223A - 射出成形機における成形不良対策方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、射出成形機において、成形不良が発生した際
に、良品成形状態に戻す成形不良対策方法に関する。

従来の技術 射出成形において、量産成形中に成形条件を変更しない
のに突然成形不良が発生することがしばしばある。この
時、不良発生の原因を診断し元のｍ産状態に戻すための
対策を講ずる必要がある。

しかしながら、同一の成形不良現象に対して、その発生
原因が異なる場合があり、成形品の外観や重量等の情報
だけでは原因を特定できず、適切な対策を講じることが
非常に困難である。それは、良品を成形するために設定
しなければならないパラメータの数が多いことにより、
どのパラメータの値をどの程度変更すべきか、非常に難
しい判断を必要とするからである。従来は、専門家が経
験と勘により各パラメータの値を試行錯誤的に変更し、
良品成形状態に復旧させる方法しかなかった。

一方、新たに成形品を製造する場合においても、良品を
得るために各種パラメータの値を最適な値に設定しなけ
ればならないが、この新たな成形品に対する条件出しの
過程においても、従来は、試射出を行い成形品の状態を
みて専門家が各種パラメータの値を変更し、良品が得ら
れるまで試行錯誤的にパラメータの値を変えて条件出し
を行っている。この条件出しにおいても専門家の経験と
勘を必要とし、非専門家が行うことは非常に困難であっ
た。そこで最近では、この条件出しのパラメータ設定を
エキスパートシステムで行う方法が開発されている。こ
の方法は、システム自体がオペレータに質問し、オペレ
ータがそれに答える形式で情報を入力し、予めシステム
に入力記憶された専門家の知識により適切な処理を選択
し、システム自体が出力してパラメータの値を設定して
いく方法である。

この射出成形の為のエキスパートシステムにおいて、従
来の技術では、試行錯誤の過程で生ずる成形品状態の変
化等を入力情報として、いかに早く新しい成形条件を作
り出すかに焦点が当てられている。

従って、最終的に到達すべき成形条件が存在しないため
、システムの中の知識は以前より良くなっているか、悪
くなっているかと言う情報を基準に推論が進められる。

しかしながら、射出或形機の計測データそのものの変化
はそれ自体で良し悪しの尺度とはなり難いため、本来或
形不良の原因と密接に関係するこれら計測データは使用
されない。

発明が解決しようとする課題 上述したように、エキスパートシステムを用いると専門
家以外のものでも、一応良品を得るための各種パラメー
タの値を設定することが可能であり、条件出しの作業を
軽減させることができる。このエキスパートシステムを
、量産成形中に成形条件を変更しないにもかかわらず、
突然不良品が発生した場合にも適用することができる。

しかし、上述したように、従来のエキスパートシステム
は新しい成形条件を作り出そうとするものであり、元の
成形状態に戻す作業にとっては効率的なものではない。

一方、量産成形中には、良品を成形する各種パラメータ
の計測データが存在する。そして、不良晶が発生したと
き、これらの計測データに変化があるはずである。しか
し、各計測データの変化は相互に関係し、この計測デー
タの変化から即座に良品成形のための処理（成形条件の
変更）を導き出すことはできない。

ただし、ある現象の不良品が発生したとき、良品を成形
するための成形条件の変更は実験的に、又、専門家の知
識と勘によって求めることができる。さらに、その現象
の不良品が発生したときの計測データを得ることもでき
る。

そこで本発明の目的は、良品を成形するときの計測デー
タと不良品発生時の計測データに基いてエキスパートシ
ステムを適用して、不良品対策処理を導き出す射出成形
機における成形不良対策方法を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明は、成形状態を判別するための複数個のパラメー
タの基準値に対する偏差に基いて複数の評価種に分別評
価する各パラメータ毎のしきい値と、各パラメータの評
価種の組合せ毎に、該組合せに合わせて実験や専門家の
知識に基いて得られる不良品対策処理を各々記憶装置に
予め記憶させておくと共に、良品成形時に、上記各パラ
メータの値を検出し基準値として記憶装置内に記憶し、
不良品発生時には、上記各パラメータの値を検出し、各
パラメータ毎に、検出した値と上記記憶した基準値とか
ら偏差を求め、該偏差と対応する夫々のしきい値より各
パラメータ毎に評価種を求め、求められた各評価種の組
合せに対応する不良品対策処理を記憶装置から検出する
ようにした。

作　　　用 成形品を量産中に不良品が発生した場合、該不良品発生
時の計測データから成形状態を判別するための各パラメ
ータの値を検出し、該各パラメータの検出値と、記憶装
置に記憶している対応するパラメータの基準値との差、
即ち偏差を求め、各パラメータの偏差値と各パラメータ
毎に設定されているしきい値より、各パラメータ毎に評
価種を求める。これにより全パラメータにおける評価種
が１つ決まる。そして、求められた評価種の組合せと一
致する組合せに対して記憶されている不良品対策処理を
記憶装置から読出すようにする。

そして、読出した不良品対策処理を射出成形機自体に自
動的に行わせるか、又は、不良品対策処理を表示装置に
表示してオペレータがその処理を行うようにする。

実施例 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の方法を実施する一実施例の電動式射出
成形機および該射出成形機の制御系要部を示すブロック
図で、符号１はスクリュー、符号２はスクリュー１を軸
方向に駆動する射出用サーボモー夕である。また、射出
用サーボモータ２にはバルスコーダ３が装着されスクリ
ュー１の現在位置が検出されるようになっており、スク
リュー１にはスクリュー軸方向に作用する反力によって
樹脂圧力を検出する射出圧カセンサ４が設けられている
。

符号１００は射出成形機を制御する数値制御装置（以下
、ＮＣ装置という）で、該ＮＣ装置１００はＮＣ用のマ
イクロプロセッサ（以下、ＣＰＵという）ｌ１２とプロ
グラマブルマシンコントローラ（以下、ＰＭＣという）
用のＣＰＵ１］．４を有し、ＰＭＣ用ＣＰｔＪ１１４に
は射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプ
ログラム等を記憶したＲＯＭＩ　１　７およびＰＭＣ用
ＲＡＭＩｌＯが接続され、ＮＣ用ＣＰＵ１１．２には射
出成形機を全体的に制御する管理プログラムを記憶した
ＲＯＭＩ↓５および射出用，クランプ用，スクリュー回
転用，エジエクタ用等の各軸のサーボモータを駆動制御
するサーボ回路１０３がサーボインターフエイス１１１
を介して接続されている。

なお、第ｌ図では射出用サーボモータ２、該サーボモー
タ２のサーボ回路１０３のみ図示している。

１０５はバブルメモリやＣＭＯＳメモリで構或される不
揮発性の共有ＲＡＭで、射出成形機の各動作を制御する
ＮＣプログラム等を記憶するメモリ部と各種設定値，マ
クロ変数等を記憶する設定メモリ部とを備える。１１３
はパスアービタコントローラ（以下、ＢＡＣという）で
、該ＢＡＣ　１１３にはＮＣ用ＣＰＵ１１２およびＰＭ
Ｃ用ＣＰＵ１１４．共有ＲＡＭ１０５，入力回路１０６
，出力回路１０７の各バスが接続され、該ＢＡＣ　１１
３によって使用するバスが制御されるようになっている
。１１９はオペレータパネルコントローラ１１６を介し
てＢＡＣ　１　１　３に接続されたＣＲＴ表示装置付手
動データ入力装置（以下、ＣＲＴ／ＭＤＩという）であ
り、ＣＲＴ表示画面上に各種設定画面や作業メニューを
表示したり、各種操作キー（ソフトキーやテンキー等）
を操作することにより様々な設定データの入力や設定画
面の選択ができるようになっている。なお、１０４はＮ
Ｃ用ＣＰＵ１１２にバス接続されたＲＡＭでデータの一
時記憶等に利用されるものである。

上記サーボ回路１０３は射出用サーボモータ２に接続さ
れ、パルスコーダ３の出力はサーボ回路１０３に入力さ
れている。また、出力回路１０７からサーボ回路１０３
には、射出用サーボモータ２の出力トルクを制御するた
めのトルクリミット値が出力されるようになっている。

さらに、出力回路１０７にはアドレス発生器１１８が接
続されている。

上記共有ＲＡＭ１０５の設定メモリ部には射出，保圧，
計量等の各種成形条件がパラメータで記憶され、ＮＣ装
置１００は、共有ＲＡＭ１０５に格納されたＮＣプログ
ラム及び上記した各種成形条件や、ＲＯＭＩ↓７に格納
されているシーケンスプログラムにより、ＰＭＣ用ＣＰ
Ｕ１１４がシーケンス制御を行いながら、ＮＣ用ＣＰｔ
Ｊ１１２が射出成形機の各軸のサーボ回路１０３ヘサー
ボインタフェースｉｌｌを介してパルス分配し、射出成
形機を制御するものである。

さらに、本実施例においては、スクリューｌに作用する
反力によって樹脂圧力を検出する射出圧カセンサ４の出
力がＡ／Ｄ変換器１０１に接わ“こされ、Ａ／Ｄ変換さ
れた射出圧力がサンプリング周期毎に順次圧力データ用
ＲＡＭ１０８に記憶され、また、パルスコーダ３の出力
パルス数もカウンタ１０２によって順次積算され、サン
プリング周期毎にスクリュー位置データ用ＲＡＭＬＯ９
に記憶されるが、この際、圧力データ用ＲＡＭ１０８に
記憶される射出圧力とスクリュー位置データ用ＲＡＭ１
０９に記憶されるスクリュー位置は、アドレス発生器１
１８からの指令により各々のＲＡＭの同一アドレスに対
応して記憶されるようになっている。

一方、上記ＲＡＭＩ　１　０には、次の第１表，第２表
に示すようなテーブルＴｌ，Ｔ２が設けられている。

テーブルＴ１には、第１表に示すように、成形状態を判
別するための複数個のパラメータが設定されている。本
実施例では、第ｔ表に示すように射出時間，計量時間，
クッション量，ゲート通過時の圧力，充填時の圧力の５
つのパラメータによって成形状態を判断するようにして
いる。

さらにテーブルＴ１には、良品或形時における各パラメ
ータの値を基準値ｘｉｓ−ｘ５ｓとして記憶されるよう
になっている。又、不良品発生時に検出される各パラメ
ータの値ｘ１〜ｘ５と基準値ｘｉｓ−ｘ５ｓの差である
偏差ΔＸＩ〜ΔＸ５から各パラメータ毎の評価種を求め
るしきい値Ｋｌｌ，　　Ｋｌ２，　　−Ｋｌ３，　　−
Ｋｌ４〜Ｋ５］，　　Ｋ５２，一Ｋ５３， −Ｋ５４が設定されている。

このしきい値はＫｉｌ　　＞　　Ｋｉ２，Ｋｉ４　　＞
Ｋｉ３　　（ｉ＝１〜５）であり、上記偏差Δｘｉ（１
＝１〜５）がΔｘｉ≧Ｋ　ｉ　ｌのときプラス方向に大
きく変動しているとして評価種を「２」、Ｋｉｌ　＞Δ
ｘｉ≧Ｋｆ２のときプラス方向に少し変化しているとし
て評価種をＩｌｌ、Ｋｉ２　　＞Δｘｉ＞−Ｋｉ３のと
き変動はほとんどなしとして評価種を「０」、Ｋ１４く
Δｘｉ≦−Ｋｉ３のときマイナス方向に少し変化してい
るとして評価種を「−１」、Δｘｉ≦一Ｋｉ４のときマ
イナス方向に大きく変動しているとして評価種を「−２
」とするようにしている。

そして、テーブルＴ２には第２表に示すように、各パラ
メータの評価種の組合せ毎に、その評価種の組合せのと
き生じる不良成形に対する対策処理を、専門家の知識及
び実験によって求め記憶しておく。なお、量産状態で起
こり得ない成形不良やそのときの評価種の組合せはこの
テーブルＴ２には記憶させておく必要はない。

例えば、 不良成形が生じ、 そのときの計測デー 夕から射出時間Ｘ１が基準値ｘｉｓより減少し評価種が
ーｌと判断され、又、ゲート通過時の圧力Ｘ４が基準値
ｘ４ｓより減少し評価種が「−２」と判断され、他のパ
ラメータの評価種が「０」で評価値の組合せがｒ−１．
　　０．　　０，　−２．　　Ｏｊの場合には、対策処
理として「ノズル温度を２度下げる」ことが記憶されて
いる。

そこで、成形条件出しを行い、良成形品が成形される成
形条件を共有ＲＡＭ１０５に設定する。

この良成形品を成形する成形条件が設定された後、成形
１サイクルの測定データをＣＲＴ／〜ｉＤ１１１９のＣ
ＲＴ画面に表示させる。ＰＭＣ用ＣＰＵ１１４は射出サ
イクル中、射出開始からスクリュー１が保圧開始位置に
達するまでの射出時間，計量開始からスクリュー１が計
量点に達するまでの計量時間等をタイマーで測定してお
り、これら計測した射出時間，計量時間を第２図に示す
ようにＣＲＴ画面に表示すると共に、保圧完了時のスク
リュー位置よりクッション量を求めて表示する。

さらに、ＲＡＭ１０８，１０９に記憶された各サンプリ
ング時のスクリュー位置，射出圧力よりスクリュー位置
に対する射出圧力を第２図に示すようにグラフ表示する
。オペレータは、このスクリュー位置に対する射出圧力
のグラフ及び使用する金型，樹脂の種類，威形条件等よ
り、樹脂がゲートを通過するスクリュー位置及び充填時
のスクリュー位置を設定する。例えば第２図において、
スクリュー１が１０ｍｍの位置，３０ｍｍの位置がそれ
ぞれゲート通過時．充填時のスクリュー位置として共有
ＲＡＭＩ０５に設定される。

こうして、ゲート通過時及び充填時のスクリュー位置を
設定した後、連続成形指令をＣＲＴ／ＭＤＩ１１９より
入力すると、ＰＭＣ用ＣＰＵＩＩ４は、１成形サイクル
の測定データ内から、或形状態を判別するために設定さ
れている射出時間，計量時間，クッション量を上記テー
ブルＴｌ（第１表）の夫々の対応するメモリ部へ基準値
として書き込む。又、ゲート通過時の圧力，充填時の圧
力は、設定されたゲート通過時のスクリュー位置，充填
時のスクリュー位置に対応するサンプリング時をＲＡＭ
１０９から読取り、該読取ったサンプリング時の射出圧
力をＲＡＭ１０８から読取って、テーブルＴ１のゲート
通過時の圧力，充填時の圧力の基準値として書込む。

そして、以後、射出成形機は連続して成形品を成形する
こととなる。

こうして、良成形品が量産されている状態に何ら成形条
件を変更することはなく、不良品が発生した場合、オペ
レターはＣＲＴ／ＭＤ　Ｉ　１　１　９より成形不良対
策指令を入力する。又、この不良品発生時の計測データ
がＣＲＴ画面に例えば第３図に示すように表示されたと
する。

成形不良対策指令が入力されると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１１
４は、第４図にフローチャートで示す処理を開始する。

まず、成形不良発生時成形サイクル（現在の成形サイク
ル）の計測データより、成形状態を判断ずるためのパラ
メータの値を読出す（ステップＳ１）。本実施例では射
出時間ｘ１，計量時間ｘ２をタイマーより、又、保圧完
了時のスクリュー位置よりクッション量Ｘ３を、さらに
、設定されているゲート通過時のスクリュー位置，充填
時のスクリュー位置に対するサンプリング時をＲＡＭ　
１０９より読出し、該夫々のサンプリング時における射
出圧力をＲＡＭ１０８より読出し、夫々ゲート通過時の
圧力ｘ４，充填時の圧カｘ５とする。

そして、各パラメータの測定値Ｘ１〜Ｘ５とテーブルＴ
Ｉ（第１表）に設定されている各パラメータの基準値ｘ
ｉｓ−ｘ５ｓより偏差Δｘ１〜Δｘ５（Δｘｉ＝ｘｉ−
ｘｉｓ　；　ｉ＝１〜５）を算出する（ステップＳ２）
。次に、テーブルＴ１に各パラメータ毎設定されている
しきい値Ｋｉｌ，Ｋｉ２，−Ｋｉ３，　　一Ｋｉ４　　
（ｉ＝１〜５）と算出した夫々の偏差ΔＸｉを比較し、
各パラメータ毎に評価種を求める（ステップＳ３）。即
ち、Δｘｉ≧Ｋｉｌならばｒ２Ｊ、Ｋｉｌ　＞ΔＸｉ≧
Ｋｉ２ならばｒｌＪ、Ｋｉ２　＞ΔＸｉ＞−Ｋｉ３なら
ばｒＯＪ、−Ｋｉ３≧ΔＸｉ＞−Ｋｉ４ならばｒ−ＩＪ
、ΔＸｉ≦−Ｋｉ４ならば「−２」と評価種を求める。

次に、こうして求めた評価種の組合せパターンと一致す
るパターンをテーブルＴ２（第２表）より検出し、検出
したパターンに対して記憶されている対策処理を読出し
、該対策処理に基いて共有ＲＡＭ１０５に設定されてい
る成形条件を変更し、成形不良対策処理を終了する（ス
テップＳ４，Ｓ５）。こうして成形条件が変更されると
、射出成形機は変更された成形条件に基いて射出成形動
作を行うこととなる。

例えば、成形不良発生時の計測データが第３図に示すよ
うな場合、射出時間ｘ１が基準値ｘｉｓより０．０６秒
小さくなり、評価種が「−１」と判断され、さらにゲー
ト通過時の圧力（スクリュー位置１０ｍｍの圧力）が５
０Ｋｇ／ｃｍ２減少し評価種が「−２」と判断され、他
のパラメータは「０」と判断されると評価種の組合せの
パターンはｒ−１．０，０，−２，ＯＪとなり、このパ
ターンに対してテーブルＴ２に記憶されている対策処理
、例えばノズル温度を２度さげる等の戒形条件変更処理
を行うこととなる。

こうして成形条件を変更した後、必要ならば温度上昇等
のための時間が経過した後、依然として不良成形（前の
不良成形と同一現象又は他の現象）が生じているならば
、再度第４図に示す成形不良対策処理を行わせ、良品が
得られるまでこの処理を続ける。

なお、上記実施例ではテーブルＴ２に不良成形発生時の
対策処理のみを記憶するようにしたが、不良成形発生の
原因（通常、対策処理と裏腹の関係にある）をも記憶し
ておき、この原因，対策処理をＣＲＴ画面に表示するよ
うにしてもよい。又、上記実施例ではテーブルＴ２から
検出した対策処理に基いて成形条件を自動的に変更する
ようにしたが、対策処理をＣＲＴ画面に表示して、オペ
レータが成形条件を変更するようにしてもよい。さらに
対策処理をＣＲＴ画面に表示した場合、対策処理によっ
ては良成形品を得るまで時間の要する条件変更（温度条
件等）があるので、オペレータにとって、変更した成形
条件で良成形品が得られる時期を判断する目安となる。

発明の効果 本発明は、良成形品成形時の計測データに対する不良成
形発生時の計測データの変動に基いて、専門家が持って
いる知識や勘及び実験等によって得られるその不良成形
を解消する方法を自動的に求めるようにしたから、非専
門家でも容易に不良成形解消作業を行うことができる。

特に、不良或形発生時に、新しい成形条件を作り出す従
来の方式と比べ、計測データに基いて良品量産時の成形
状態に戻すように成形条件が変更されるから、不良成形
解消のための試行錯誤の回数を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を実施する射出成形機及びそ
の制御装置の要部ブロック図、第２図は良品量産時の測
定データの表示の一例を示す図、第３図は不良成形発生
時の測定データの表示の一例を示す図、第４図は本発明
の一実施例の成形不良対策処理のフローチャートである
。 １・・・スクリュー、２・・・射出用サーボモー夕、３
・・・パルスコーダ、 ４・・・射出圧カセンサ、 １００・・・数値制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 成形状態を判別するための複数個のパラメータの基準値
   に対する偏差に基いて複数の評価種に分別評価する各パ
   ラメータ毎のしきい値と、各パラメータの評価種の組合
   せ毎に不良品対策処理を、各々記憶装置に予め記憶させ
   ておくと共に、良品成形時に上記各パラメータの値を検
   出し基準値として記憶装置内に記憶し、不良品発生時に
   は上記各パラメータの値を検出し、各パラメータ毎に検
   出した値と上記記憶した基準値とから偏差を求め、該偏
   差と対応する夫々のしきい値より各パラメータ毎に評価
   種を求め、求められた各評価種の組合せに対応する不良
   品対策処理を記憶装置から検出し求めるようにした射出
   成形機における成形不良対策方法。