JPH03207616A - 射出成形機の成形品検査装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、射出成形機において成形品（製品）の良否を
自動判別する成形品検査装置に関する。

［従来の技術］ 射出成形機による成形作業を自動運転で行う際成形され
た製品が不良品の山となったのでは全く意味がないため
、製品の品質決定要因となる多数の成形運転条件はきめ
細かく設定されている。そして、成形機全体の制御を司
るマイクロコンピュータ（以下マイコンと称す）は、予
め設定された成形運転条件値に基づき各種センサからの
計測データを参照して自動運転を実行し、成形品を連続
的に或形するようになっている。

また、上述した成形運転条件の設定値と共に、このそれ
ぞれの設定値に併せて上限値並びに下限値を設定し、自
動成形を行いながら各成形運転条件値が実際にどのよう
に変化したかを実測し、該実測値が上記した設定上・下
限値の範囲内にあれば良品、設定上限値または設定下限
値から外れた場合には不良品と判断し、不良判定がなさ
れた場合にはその際の成形品を、型開き・取り出し時に
正規の製品集積（載置）以外の場所に持ってゆくように
した、所謂自動検査機能付きの射出成形機も最近では普
及し始めている。

この自動検査機能付きの射出戒形機として、本願出願人
が特願平１−１６９９９３号として提案した技術におい
ては、射出成形機全体の制御を司るマイコンが、各成形
運転条件値の計測データを所定ショット数取り込んで、
これを統計演算処理し、前記した上・下限値を決定する
ようにしている。

［５＠明が解決しようとする課題コ ところで、射出成形の技術分野では、各成形運転条件の
相関関係の詳細や樹脂挙動の詳細メカニズムなど未解明
の事柄が多々あり、これらを正確に把握するための研究
が進められているが、前記した成形運転条件の設定値や
、自動検査機能付きの射出成形機において設定される前
記上・下限値は、現状では、豊かな経験と知識を有する
オペレータによる設定に頼っている。この点に鑑み前記
した先願では、上・下限値の設定を良品威形時の実測デ
ータを統計計算して自動設定できるようにしている。

しかしながら、従来の良否判定のためのモニタ項目は総
べて射出成形機の運転条件と対応するものであり、成形
品質と密接に関連する成形品重量が含まれておらず、型
開きして成形品を金型外に取り出す前に良否判定を行っ
ているため、多分に「見做し」良否判定であった。この
ため、不良品を確実に排除するために許容範囲が狭く設
定される傾向にあり、不良品として排除される成形品中
に実用上は良品として許容される成形品が混入している
という指摘があった。

また反対に、威形運転条件の上下限値設定や或形運転条
件実測を行わず、取り出された成形品の重量測定だけで
良否判定を行っていた時代もあったが、この場合は、「
とにかく軽すぎる、また重すぎるからオーバパック威形
で品質に問題があるだろう」という判断だけで、何故そ
うなのかの判断は全くできなかった。

本発明は上記の点に鑑み成されたもので、その目的とす
るところは、適正な良品／不良品の自動判別が可能な射
出成形機の成形品検査装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記した目的を達成するため、設定された各成
形運転条件値と各センサからの計測情報とに基づき成形
機の各部を駆動制御するマイコンを具備し、該マイコン
は、連続自動運転時における成形品の品質を判別するた
め、予め定められた複数のモニタ項目の上限値並びに下
限値と実測値とを対比して、この比較結果によって成形
品の良否を判別する機能を有する射出成形機の成形品検
査装置において、１ショット毎に取り出される成形品の
重量を自動測定する手段を設けて、該手段による成形品
重量の実測値を前記マイコンは他のモニタ項目の実測値
と共に当該ショットに対応付けて取り込み、成形品重量
を前記モニタ項目に含んで良否判別を行うように、構成
される。

［作　用］ 射出戒形機に内蔵されたマイコンは、１ショット（各サ
イクル）毎に射出条件等々の運転条件に関する各モニタ
項目の実測値を取り込むと共に、型開き・エジェクト行
程時に、取り出し機によって金型から取り出した成形品
を電子秤に載置して計量を行い、成形品重量の実測値が
電子秤からマイコンに送出されて当該ショットに対応付
けたモニタ項目として取り込まれる。そして、マイコン
は、成形品重量を含む複数のモニタ項目の実測値と予め
設定されている各モニタ項目の上・下限値とを対比して
良否判定を行い、良品と判別した際には、当該ショット
の成形品を電子秤上から正規の製品置場に持ち運び、ま
た不良品と判別した際には、当該ショットの成形品を電
子秤上から不良品集積箇所に持ち運ぶように、例えば前
記取り出し機あるいは別途設けられたロボット手段など
を制御する。

斯様にすることによって、成形品重量を含んだ多数のモ
ニタ項目による良否自動判定がリアルタイムで行え、良
否判別精度が向上する。すなわち、従前用いられていな
かった成形品重量という成形品品質と密接に関連するフ
ァクターをモニタ項目として完全に把握しているので、
成形品の寸法、変形といった重量以外の品質判定がより
正確に行えることとなる。

［実施例〕 以下、本発明をインラインスクリュータイプの射出戊形
機に適用した第１図及び第２図に示した１実施例によっ
て説明する。なお本実施例では、油圧駆動方式の射出威
形機を例にとって説明するが、サーボ電動機駆動方式の
射出戒形機においても、本発明は同様に実施することが
できる。

第１図は射出威形機の要部の概略構成を示す説明図であ
る。同図における左上部分は型開閉メカニズム系を示し
ており、該図示部分において、１はベース、２は該ベー
ス１上に固設された固定ダイプレート、３はベース１に
延設されたスライドベースｌａ上に設置された支持盤、
４は固定ダイプレート２と支持盤３との間に架設された
複数本のタイバーである。上記支持盤３には、型開閉駆
動源たる型締シリンダ（油圧シリンダ）５が固設されて
おり、該型締シリンダ５のピストンロッド５ａの先端部
には、公知のトグルリンク機構６を介して前記タイパー
４に挿通された可動ダイプレート７が連結されている。

そして、ピストンロッド５ａを前後進させることにより
、可動ダイプレート７を固定ダイプレート２に対し、接
近または後退させるようになっている。

また、前記固定ダイプレート２と前記可動ダイプレート
７の相対向する面には、固定側金型８と可動側金型９と
が取付けられている。そして、成形サイクル中の型閉じ
行程時には、前記ピストンロッド５ａの前進で前記トグ
ルリンク機構６を伸長させて可動ダイプレート７を前進
させ、両金型８，９を密着させ、続いて公知のようにト
グルリンク機構６を突っ張らせて所定の型締力を与える
ようになっている。一方、成形サイクル中の型開き行程
時には、ピストンロッド５ａの後退でトグルリンク機構
６を折り縮めて可動ダイプレート７を後退させ、両金型
８，９を離間させ、公知の図示せぬエジェクト機構と成
形品の自動取り出し機１０とによって成形品を取り出す
ようになっている。なお上記自動取り出し機１０は、図
示していないが、例えば成形品を挾持するハンド部と、
ハンド部を旋回・上下動させるアーム部とを具備してお
り、後述するマイコン３０によって制御される。

本実施例においては、上記した自動取り出し機１０は、
１ショット毎に取り出した成形品を、通信機能を具備し
た電子秤１１に一旦載置して成形品の重量を計測した後
、各モニタデータを総合判断して良品判定がなされた場
合は、当該成形品を電子秤１１からピックアップして例
えばベルトコンベア上に載置し、また、不良品判定がな
された場合には、当該成形品を電子秤１１からビックア
ップして不良品溜めに持ち運ぶようになっている。

なお、自動取り出し機１０並びに電子秤１１は、実際に
は型開閉メカニズムの奥方に並べて配設される。

第１図における右上部分は射出メカニズム系を示してお
り、該図示部分において、ｌ２は加熱シリンダ、１３は
該加熱シリンダ１２内に回転並びに前後進可能に配設さ
れたスクリュー、１４は加熱シリンダ１２の先端に取付
けられたノズル、１５は加熱シリンダ１２の外周に巻装
されたバンドヒータ、ｌ６は樹脂材料をスクリュー１３
の後部に供給するためのホッパ−　１７はスクリューｌ
３の回転駆動源たるモータ（本実施例では例えば電磁モ
ータを用いているが、油圧モータなどにも代替可能であ
る）、１８はスクリュー１３の前後進を制御するための
射出シリンダ（油圧シリンダ）である。公知のように、
ホッパー１６から供給された樹脂材料は、スクリュー１
３の回転によって混線・可塑化されつつスクリュー１３
の先端側に移送されながら溶融され、溶融樹脂がスクリ
ュー１３の先端側に貯えられるに従ってスクリュー１３
が背圧を制御されつつ後退し、１ショット分の溶融樹脂
がスクリュー１３の先端側に貯えられた時点でスクリュ
ー回転は停止される。そして、所定秒時を経た後、射出
開始タイミングに至ると、スクリューｌ３が前進駆動さ
れて、型締めされた前記金型８，９間のキャビティへ溶
融樹脂が射出される。

２０は油圧測定ヘッド等よりなる射出圧力検出センサ、
２１はエンコーダ等よりなる射出ストローク検出センサ
、２２は回転エンコーダ等よりなるスクリュー回転検出
センサ、２３は加熱シリンダ１２の温度を検出する温度
検出センサ、２４はノズルｌ４先端部における溶融樹脂
温度を検出する温度検出センサ、２５はエンコーダ等よ
りなる型開閉ストローク検出センサ、２６は油圧測定ヘ
ッド等よりなる型締圧力検出センサ、２７は前記自動取
り出し機１０の動作検出センサで、これら各センサ２０
〜２７の計測情報信号８１〜Ｓ８や、前記電子秤１１か
らの成形品重量を示す計測情報信号Ｓ９、並びに図示せ
ぬ他の各センサからの計測情報信号が、後記するマイコ
ン３０に必要に応じ適宜入力変換処理を施して送出され
る。

３０は、マシン全体の動作制御などを可るマイコンで、
型開閉動作、チャージ動作、射出動作などの威形行程全
体の制御や、良品／不良品判定処理、並びに後述する測
定データの統計演算等々の各種演算処理を実行する。該
マイコン３０は実際には、各種■／○インターフェース
、主制御プログラム並びに各種固定データなどを格納し
たＲＯＭ、各種フラグや測定データ等を読み書きするＲ
ＡＭ、全体の制御を司るＣＰＵ　（セントラルプロセッ
サーユニット）等を具備しており、予め作成された各種
プログラムに従って各種処理を実行するも、本実施例に
おいては説明の便宜上、威形条件設定記憶部３１、威形
プロセス制御部３２、演算処理部３３、実測値記憶部３
４、上・下限値設定記憶３５、比較演算部３６等の機能
部を具備しているものとして、以下の説明を行う。

上記成形条件設定記憶部３１には、キー人力手段４０も
しくは他の適宜入力手段によって入力された各種或形条
件値が、必要に応じ演算処理されて書き替え可能な形で
記憶されている。この成形条件としては、例えば、チャ
ージ行程時のスクリュー位置とスクリュー回転数及び背
圧との関係、サックパック制御条件，射出開始点（位置
）から保圧切替点（位置）までの細分化された射出速度
条件、保圧切替時点から保圧終了時点までの細分化され
た２次射出圧力（保圧圧力）条件、各部のバンドヒータ
温度、型閉じストロークと速度、型締め力、型開きスト
ロークと速度、エジェクト制御条件、製品取り出し機制
御条件等々が挙げられ前記或形プロセス制御部３２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３ｌに格納された設定条件値とに基づき、前
記したセンサ２０〜２７などからの計測情報及びマイコ
ン３０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４１を介して対応する駆動源を駆動制御
し、一連の成形行程を実行させる。第１図においては、
ドライバ群４１の駆動信号Ｄ１が制御弁４２を介して前
記型締シリンダ５を駆動制御し、駆動信号Ｄ２が前記バ
ンドヒータｌ５の電熱源を駆動制御し、駆動信号Ｄ３が
前記モータ１７を駆動制御し、駆動信号Ｄ４が制御弁４
３を介して前記射出シリンダ１８を駆動制御し、駆動信
号Ｄ５が前記自動取り出し機１０の駆動源（例えば、モ
ータ、エアシリンダ等）を駆動制御し、また、他の駆動
信号が図示せぬ適宜の駆動源を駆動制御するようになっ
ている。

前記実測値記憶部３４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Ｘが、連続す
る所定多数回のショットにわたってその記録エリアに取
り込まれる。取り込まれるモニタ項目は大別すると、■
時間監視項目，■位置監視項目，■回転数監視項目，■
速度監視項目，■圧力監視項目，■温度監視項目，■電
力監視項目が挙げられ、前記した成形運転条件設定項目
の相当部分がこれとオーバーラップし、成形品の品質に
密接するファクターがモニタ項目として予め設定されて
いる。また、本実施例においては、上記したモニタ項目
に加えて、■成形品重量がモニタ項目として設定されて
いる。このモニタ項目の数は任意であるが、本実施例で
はモニタ項目の数は３０〜５０程度とされ、前記したセ
ンサ２０〜２７、電子秤１ｌなどからの計測情報及びマ
イコン３０に内蔵されたクロックからの計時情報が必要
に応じ変換処理されて順次格納される。なお、モニタ項
目はオペレータが選択入力して設定することも可能であ
る。

前記演算処理部３３は、実測値記憶部３４に記憶された
データが所定サンプリングショット数に達すると各モニ
タ項目毎の実測値Ｘを統計演算処理し、 実測値Ｘのバラツキ範囲Ｒ＝　（ｘ，，，，−ｘい．。

）と実測値Ｘの中央値Ｍｅ＝　（Ｘｆｉ，，，＋Ｒ／２
）、及び／または、 実測値Ｘの平均値マ＝（Σｘ，）／ｎと標準偏を先ず算
出し、 次に上記算出結果と適宜経験値によって予め設定されて
いる修正係数ａとによって、各モニタ項目毎の上・下限
値を 上限値＝Ｍｅ＋ａ−Ｒ／２ 下限値＝Ｍｅ−ａ−Ｒ／２ もしくは、 上限値＝＝　Ｘ　＋　ａ・３σ／２ 下限値＝　ｚ　−　ａ・３σ／２ として算出する。このようにして算出された各モニタ項
目毎の上限値並びに下限値は、前記した上・下限値設定
記憶部３５に転送されて記憶される。

なお、この上・下限値の自動設定手法については、必要
があれば前記した先願（特願平１−１６９９９３号）を
参照されたい。

前記比較演算部３６は、上・下限値設定記憶部３５に格
納されたデータと、最新のショットにおける実測値デー
タ（例えば実測値記憶部３４から転送される）とを対比
し、実測値が上・下限値範囲内（許容範囲内）にあるか
否かを判断し、上・下限値範囲内を外れた場合には、こ
の旨を前記或形プロセス制御部３２に認知させて、該成
形プロセス制御部３２による前記自動取り出し機１０の
駆動制御によって、前記した如く電子秤１１上にある当
該最新ショットによる成形品を不良品として所定の不良
品溜めに搬送させるようになっている。（なお、電子秤
ｌ１上の成形品のビックアップ・搬送手段として本実施
例では自動取り出し機ＩＯを用いているが、別途適宜の
簡易なロボット手段等を付設するようにしても良い．，
）なおここで、第１図において、４４はカラーＣＲＴデ
ィスプレイ等よりなる表示装置、４５はドットプリンタ
等のプリンタで、この出力装置４４，４５には、マイコ
ン３０での処理結果などが必要に応じ出力される。また
、４６は磁気ディスク装置等の外部メモリで、マイコン
３０との間で必要に応じ情報の授受がなされる。

上述した構成をとる本実施例においては、運転開始後、
ショットが安定して良品が連続して威形されていること
が、製品の計量・視認により確認されている所定回数シ
ョットのサンプリングによって、成形品の良否判定のた
めの各モニタ項目毎の前記した上・下限値がマイコン３
０に設定される。そしてこれ以後は、マイコン３０は、
運転条件に対応する各モニタ項目の上・下限値並びに成
形品重量に関する上・下限値と最新ショットのこれに対
応する実測値とを対比し、前述した如き成形品の良／不
良判別処理と、この判定結果に基づく成形品搬送位置の
仕分け制御を実行する。

第２図は上述した成形品検査処理を実行した際の、特定
ショットにおける実測値のプリント出力の一部を示す説
明図であり、モニタ項目、実測値、設定値、上限値、下
限値、良／不良判定マークが、モニタ項目順にプリント
された様子を示している。

（実際には、ブランク部に数値、単位表示、マークが印
字される。）同図に示した例では、モニタ項目として、
１次（射出）圧，２次圧（保圧）切替位置，１次射出時
間，クッション位置（スクリューの最前進位置），チャ
ージ完了位置（スクリューの最後退位置），サーモ（ノ
ズル先端部の樹脂温度），チャージ時間，サイクル時間
，２次圧（保圧），〜成形品重量等が設定されている。

以上述べたように、本実施例においては、自動良／不良
判別に従前用いられていなかった成形品重量という、成
形品品質と密接に関連するファクターをモニタ項目に含
めて、リアルタイムで良否の自動判別を行っているので
、判別精度が大幅に向上する。

［発明の効果コ 叙上のように、本発明によれば、適正な良品／不良品の
自動判別が可能な射出戒形機の成形品検査装置が提供で
き、その産業的価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の１実施例に係り、第１図は
射出威形機の要部の概略構成を示す説明図、第２図は成
形品検査処理を実行した際の特定ショットにおける実測
値のプリント出力の一例を示す説明図である。 １・・・・・・ベース、２・・・・・・固定ダイプレー
ト、３・・・・・・支持盤、４・・・・・・タイバー、
５・・・・・・型締シリンダ、６・・・・・・トグルリ
ンク機構、７・・・・・・可動ダイプレート、８・・・
・・・固定側金型、９・・・・・・可動側金型、１０・
・・・・・自動取り出し機、１１・・・・・・電子秤、
１２・・・・・・加熱シリンダ、１３・・・・・・スク
リュー　１４・・・・・・ノズル、１５・・・・・・バ
ンドヒータ、１６・・・・・・ホッパ−１７・・・・・
・モータ、１８・・・・・・射出シリンダ、２０・・・
・・・射出圧力検出センサ、２１・・・・・・射出スト
ローク検出センサ、２２・・・・・・スクリュー回転検
出センサ、２３．２４・・・・・・温度検出センサ、２
５・・・・・・型開閉ストローク検出センサ、２６・・
・・・・型締圧力検出センサ、２７・・・・・・自動取
り出し機の動作検出センサ、３０・・・・・・マイコン
、３１・・・・・・成形条件設定記憶部、３２・・・・
・・成形プロセス制御部、３３・・・・・・演算制御部
、３４・・・・・・実測値記憶部、３５・・・・・・上
・下限値設定記憶部、３６・・・・・・比較演算部、４
０・・・・・・キー人力手段、４１・・・・・・ドライ
バ群、４２．４３・・・・・・制御弁、４４・・・・・
・表示装置、４５・・・・・・プリンタ、４６・・・・
・・外部メモリ。 特開平 ３ ２０７６１６　（７）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）設定された各成形運転条件値と各センサからの計
   測情報とに基づき成形機の各部を駆動制御するマイクロ
   コンピュータを具備し、該マイクロコンピュータは、連
   続自動運転時における成形品の品質を判別するため、予
   め定められた複数のモニタ項目の上限値並びに下限値と
   実測値とを対比して、この比較結果によって成形品の良
   否を判別する機能を有する射出成形機において、１ショ
   ット毎に取り出される成形品の重量を自動測定する手段
   を設けて、該手段による成形品重量の実測値を前記マイ
   クロコンピュータは他のモニタ項目の実測値と共に当該
   ショットに対応付けて取り込み、成形品重量を前記モニ
   タ項目に含んで良否判別を行うようにしたことを特徴と
   する射出成形機の成形品検査装置。
2. （２）請求項１記載において、前記成形品の重量を自動
   測定する手段は、型開き時に金型から成形品を取り出す
   取り出し機と、該取り出し機によって取り出された成形
   品が載置される通信機能を有する電子秤とを含み、前記
   マイクロコンピュータが成形品重量を含む複数のモニタ
   項目の実測値によって良品と判別した際には、当該ショ
   ットの成形品を電子秤上から正規の製品置場に持ち運び
   、また不良品と判別した際には、当該ショットの成形品
   を電子秤上から不良品集積箇所に持ち運ぶようにされた
   ことを特徴とする射出成形機の成形品検査装置。