JPH03211032A - 射出成形機の監視方法 - 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、射出成形機の監視方法に関し、−層詳細には
、射出成形機の無人運転を行い、また、合理化、省力化
を進めていくための、射出成形機の運転状況における異
常を発見する監視装置、および成形品品質監視装置に用
いて好適な監視方法に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）従来の
射出成形機の監視方法には、射出シリンダ内油圧圧力、
金型内樹脂圧力、金型温度、樹脂温度、射出バレル温度
、射出ラム速度等の成形条件を、成形行程中のある一時
点あるいは複数点について検出し、または射出行程中の
ある時間内の最大値あるいは最小値を検出し、この検出
値が予め設定しである上下限のリミットを越えたときに
異常信号を発注させるものがある。しかるにこの監視方
法は、成形行程中のある一点あるいは射出行程中のある
１の時間内の最大値等の監視であり、全体を監視してい
るものではないので、その監視は正確でなく、また、成
形行程中に複数点の監視位置を設定した場合、その数お
よび位置を最適とすることは極めて困難である等の課題
がある。

また、前記射出シリンダ内油圧圧力等の成形条件をモニ
ターし、射出行程中の圧力が一定の曲線に従って変化し
ているかをパターン認識によって監視する方法がある。

このパターン認識による監視方法は、点でとらえた前記
監視方法よりも正確であるが、装置が高価なものとなり
、また、パターンの中には成形品品質に多大に影響する
部分とそうでない部分とがあり、より確実な監視をする
ためには、部分的に上下限のリミットの設定を異なった
ものとしなければならず、その装置は一層高価なものに
なるという課題がある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため本発明は次の構成を備える。

すなわち、射出成形機の射出シリンダ内油圧圧力、金型
内樹脂圧力、金型温度、射出ラム速度等の成形品の品質
に影響を与える圧力、温度、速度等の物理的数値を監視
する方法において、該物理的数値を電気信号として検出
し、該電気信号をデータ入力器により電気信号が示す値
に比例した電圧信号に変換し、該電圧信号を電圧−周波
数信号として出力し、各成形サイクル内において予め定
められた複数の時間区間毎に前記周波数信号をカウンタ
ーで計数することにより前記物理的数値を積分すべく積
算し、該積算により求められた積算値が前記時間区間毎
における積算値の予め設定された当該時間区間毎の許容
範囲内にあるかコンパレータにより比較し、前記時間区
間毎の前記積算値が時間区間毎に定められている前記許
容範囲から１箇所でも外れた際には異常信号を出力する
ことを特徴とする。

（実施例） 一 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づき、詳細に
説明する。

第１図に、射出成形機における射出−計量行程に亘って
の射出シリンダ内油圧圧力曲線の一例を示し、横軸は時
間、縦軸は圧力である。この曲線において、時点Ａから
Ｃまでは射出行程であり、時点りからＥまでは計量行程
である。また射出行程中のＢ点は射出二次用切換指令点
である。

前記射出−計量行程の所望の時間区間における油圧圧力
を監視する装置の構成ブロック図を第２図に示し、これ
について説明する。なお、前記時間区間は、図示しない
が射出ストローク中のスクリュー位置検出器を使用して
計測される予め定められた射出ストロークの区間と一致
する。

ｌは射出シリンダ内油圧圧力を検出するセンサであり、
射出シリンダに取付けられて油圧圧力に応じた電気信号
を出力する。

２はデータ入力器であり、センサ１に接続されセンサ１
の出力信号を油圧圧力に比例した電圧信号に変換する。

３は電圧−周波数変換器（以下Ｖ／Ｆ変換器と略す）で
あり、データ入力器２の出力側に接続され、データ入力
器２の出力電圧である電圧信号に比例した発振周波数の
周波数信号を出力する。

４は射出成形機の制御装置である。

５は監視装置の制御部であり、前記制御装置４に接続さ
れ、制御装置４から射出開始指令、計量開始指令等の所
定の信号が入力される。

６は時間設定部であり、前記制御部５に接続され、前記
射出開始指令あるいは射出二次圧切換指令等の信号を入
力したときから予め設定された時間経過後に制御部５へ
信号を出力する。

７はカウンターであり、前記Ｖ／Ｆ変換器３および制御
部５の出力側に接続され、前記制御装置４あるいは時間
設定部６の出力信号に応じ制御部５から出力される計数
スタート信号によってＶ／Ｆ変換器３の出力である周波
数信号を積分すべく計数（積算）を開始し、制御装置４
あるいは時間設定部６の出力信号に応じて制御部５から
出力される計数ストップ信号によってその計数を終了す
８は基準値設定部であり、前記射出−計量行程中の所望
の時間区間に亘ってカウンター７により積算される油圧
圧力の積算値の許容範囲を決める上下限の基準値が予め
設定される。

９はコンパレータ部であり、前記カウンター７、制御部
５、基準値設定部８の出力側に接続され、制御部５の計
数ストップ信号の出力後にこの制御部５から出力される
比較指令信号によって、カウンター７において計数され
た所定区間の油圧圧力の積算値と基準値設定部８の基準
値とを比較し、この積算値が基準値の上下限の許容範囲
外にある場合に制御部５の指令により信号が出力する。

１０は異常信号発生器であり、コンパレータ部９の出力
信号を受けて適宜外部回路へ異常信号を出力する。そし
て、この異常信号によって警報音を発するようにし、あ
るいは機械をストップさせ、製品受皿に信号を与え良品
と不良品の仕分けをし、また連続して一定回数の不良信
号が発生したら機械をストップさせることができる。

１１は表示部であり、カウンター７に接続され、カウン
ター７によって計数された積算値を表示する。

なお、制御部５は前記比較指令信号を出力した後の一定
時間経過後に、カウンター７およびコンパレータ部９ヘ
リセット信号を出力し、カウンター７の計数積算値は零
となり、異常信号発生器１０が異常信号を出力している
ときはコンパレータ部９の出力信号によって異常信号の
出力はＯＦＦされ次の監視に備える。

また、前記センサ１および制御装置４を除くデータ入力
器２等の各部は、適宜場所に配置される監視袋２１２内
に組み込まれている。

このように構成された監視装置によって、第１図に示す
射出シリンダ内油圧圧力曲線のａ区間、すなわち時点Ａ
から時間ｔ１が経過するまでの油圧圧力を監視する方法
について説明する。

射出シリンダ内祖圧圧力はセンサ１によって検出され、
データ入力器２によって油圧圧力に比例した電気信号に
変換され、Ｖ／Ｆ変換器３から油８− 正圧力に比例した発振周波数の信号として出力される。

射出成形機の制御装置４の射出開始指令信号を受けて制
御部５はカウンター７へ計数スタート信号を出力し、カ
ウンター７はＶ／Ｆ変換機３の出力周波数の計数を開始
する。一方、時間設定部６は制御部５を介して射出開始
指令信号を受け、予め設定されたｔ１時間後に信号を出
力し、この信号によって制御部５はカウンター７へ計数
ストップ信号を出力するとともにコンパレータ部９へ比
較指令信号を出力する。

しかして、射出開始時間Ａからｔ１時間に亘る油圧圧力
はカウンター７によって計数され積算値として表示器１
１に表示されるとともに、その積算値はコンパレータ部
９で予め設定された基準値設定部８の上下限の基準値と
比較され、異常の有無を異常信号発生器１０から出力す
るものとなる。

なお、射出シリンダ内油圧圧力とカウンター７の積算値
との関係は、 データ入力器２の出力電圧をＥ（ｔ）［Ｖ］　、Ｖ／Ｆ
変換器３の変換レートをα［Ｈ２／Ｖｌとし、油圧圧力
を時間の関数として表せば ｐ　［ｋｇ／ｃｄｌ）　＝　ｆ　（ｔ）　＝αＥ（ｔ）
となり、前記ａ区間の積算は、 例えば、油圧圧力が積算開始時から一定であり、そのと
きの電圧をＥｉ　［ｖ］　と仮定し、時間の単位を［５
ｅｃｌ　とし、ｔ　［５ｅｃｌ間積算すると、積算最終
カウント数Ｎは、 Ｎ＝α（Ｈ２／ｖ）　×Ｅｉ　（ｖ）　Ｘ　ｔ　（ｓ　
）＝αＸＥｉＸｔ（カウント〕 となり、 カウント値が油圧圧力の積分値を表すことがわかる。な
お、データ入力器２の増巾率、Ｖ／Ｆ変換器３の変換レ
ートは監視区間の時間あるいは必要とする検出精度によ
って決定される。

上記関係式は、油圧圧力に限らず、温度、あるいは速度
についても適宜センサの出力電気信号により、同様にカ
ウント値として積分できることを表す。

また、第１図におけるｂ区間すなわち射出開始時点Ａか
らｔ２時間経過した時点から射出二次圧切換指令点Ｂま
での区間、あるいはＣ区間すなわち射出二次圧切換指令
点Ｂからｔ３時間経過するまでの区間、さらにｄ区間す
なわち計量開始指令点りから計量停止指令点までの区間
の射出シリンダ内油圧圧力の監視も前記ａ区間の監視と
同様に行うことができる。

さらにまた、金型のキャビティ表面近傍の温度も前述の
油圧圧力の監視と同様に行うことができる。

すなわち、金型のキャビティ表面近傍の温度曲線の一例
を第３図に示し、図において横軸は時間、縦軸は温度で
ある。また、時点Ａ１は射出開始点、時点Ｃ１は射出行
程終了点、時間Ｂ１は射出開始点Ａ１からｔ１時間の経
過点を示す。そして第２図に示すセンサ１として熱電対
が用いられ、金型の前記温度は前述の油圧圧力と同様に
、第３図におけるＣ区間すなわち射出開始点Ａ１からｔ
１時間の経過点Ｂｌの区間あるいはｆ区間すなわち前記
経過点Ｂ１から射出行程終了点ＣＩの区間、さらに射出
行程の全区間において監視を行うことができる。

次に他の実施例について説明する。

第４図は金型内樹脂圧力曲線の一例であり、横軸は時間
を、縦軸は樹脂圧力を示す。

図において、時点ＫからＮまでの区間の金型内樹脂圧力
は成形品の品質に大きく影響を与えるものである。また
時点り、Ｍは前記区間を三等分した点であり、それぞれ
の間隔はｔ４時間となっている。なお時点Ｋにおける樹
脂圧力をＰｌとする。

前記金型内樹脂圧力を監視する装置の構成ブロック図を
第５図に示しこれについて説明する。なお図中において
前記第２図に示すものと同じ機能を有するものは同一番
号を付し説明を省略する。

２０はマイクロプロセッサ部（以下ＭＰＵと略す）であ
り、射出成形機の制御装置４、時間設定部６、カウンタ
ー７、基準値設定部８、異常信号発生器１０、表示部１
１が電気的に接続されている。

１ ２１はＡ／Ｄコンバータであり、データ入力器２とＭＰ
Ｕ２０との間に接続され、データ入力器２の出力電圧が
デジタル信号としてＭＰＵ２０に入力される。

２２は圧力設定器であり、前記金型内樹脂圧力曲線上の
時点Ｋにおける樹脂圧力Ｐ１に予め設定されており、Ｍ
ＰＵ２０に電気的に接続されている。

２３．２４．２５はそれぞれメモリであり、カウンター
７の積算値を所定の時間区間についてそれぞれ記憶する
ために、ＭＰＵ２０に接続されている。

２６は偏差値設定部であり、メモリ２３．２４．２５に
記憶されている積算値と比較するための許容偏差値が予
め設定されており、ＭＰＵ２０に接続されている。

２７はＭＰＵ２０に接続されるデータ読み出しスイッチ
であり、メモリ２３．２４．２５に記憶されている積算
値を表示部１１へ表示する。

２８は適宜な場所に配置される監視装置であり、センサ
１および制御袋Ｗ４を除く他のデータ入力１２ 器２、ＭＰＵ２０等の各部が組み込まれている。

このように構成された監視装置によって、第４図に示す
金型内樹脂圧力曲線のｇ区間、ｈ区間、ｉ区間すなわち
、時点Ｋからし、時点りからＭ、時点ＭからＮの区間の
樹脂圧力を監視する方法について説明する。

金型内樹脂圧力は、センサ１によって検出され、データ
入力器２によって樹脂圧力に比例した電圧信号に変換さ
れ、Ｖ／Ｆ変換器３からその電圧信号に比例した発振周
波数の周波数信号として出力される。

射出成形機の制御装置４の射出開始指令信号を受けてＭ
ＰＵ２０はリセット信号を出力し、カウンター７の積算
値を零とするとともに、メモリ２３．２４．２５および
警報出力等をイニシャライズする。

射出行程に入ってから金型内樹脂圧力が圧力設定器２２
の設定値Ｐ１となったとき、ＭＰＵ２０はカウンター７
の計数を開始させるとともに時間の計測を開始する。時
間設定部６による設定時間ｔ４時間経過したときにＭＰ
ｔＪ２０はカウンター７の計数をストップさせ、まずｇ
区間におけるカウンター７の積算値をメモリ２３に記憶
させる。

続いて、ＭＰＵ２０はカウンター７をリセットし、カウ
ンター７にｈ区間の計数を開始させるとともに時間の計
測を開始し、時間設定部６による設定されたｔ４時間経
過時に計数をストップさせ、ｈ区間における積算値をメ
モリ２４に記憶させる。

同様にｉ区間の積算値はメモリ２５に記憶される。

なおりランター７の計数停止から次の計数再スタートま
での時間は２〜５　ｍ５ｅｃの短時間に行われ、前記ｉ
区間の積算が終了したら、カウンター７の積算値はその
まま保持される。

１区間の積算が終了した後に、ＭＰＵ２０はメモリ２３
．２４．２５に記憶された積算値と基準値設定部８、お
よび偏差値設定部２６に予め設定された各区間にそれぞ
れ対応する基準値と許容変化値と順次比較し、ｇ区間、
ｈ区間、ｉ区間のうち一区間でも積算値が所定の許容範
囲からはずれたときは、異常信号発生器１０から異常信
号を出１５〜 力する。

なお、前記各区間の測定時間を同一なｔ４時間としたが
、それぞれに異なる時間について監視を行ってもよい。

表示部１１は、センサ１による樹脂圧力の検出値を、デ
ータ入力器２、Ａ／Ｄコンバータ２１、ＭＰＵ２０を通
して絶対値として表示し、あるいは、データ読み出しス
イッチ２７の操作によって、ｇ区間、ｈ区間、ｉ区間の
積算値をそれぞれ表示する。なお、積算値の表示に際し
てはＭＰＵ２０の演算機能を使用することにより、各監
視区間の樹脂圧力の平均値として算出表示することもで
きる。すなわち、積算されたカウント数をその積算時間
で除すればよい。このような平均値表示は、積算値その
ままの一般的に使用されない値を表示するよりも極めて
取扱い易いものとなる。

また、射出ラム速度を監視する場合には、センサ１とし
てタコメータ、ジェネレータ等を使用し、あるいはポテ
ンショメータ等の位置の検出装置を用いて、位置のアナ
ログ信号として検出し、この１６ 電気信号を微分器により微分して電圧信号に変換させて
、データ入力器２の入力信号とすれば、前述の圧力、温
度の監視と同様に速度の監視も行うことができる。

なお、上述の各実施例においては、温度、圧力、速度を
単独で監視する方法について説明したが、監視装置の共
用を図るため、データ入力器２の切換装置および監視時
期をそれぞれ変える機能を付加すれば、異なった種類の
データも同時に監視することが容易にでき、監視装置を
一層廉価にかつ使い易いものとすることができる。

また、油圧圧力等をセンサ１で電気信号として検出した
が、油圧圧力等に比例した電気信号として検出できるも
の、例えば成形機駆動用油圧ポンプの電動機の電流値な
どのように成形機の繰り返し安定度を表すものであれば
、監視装置の入力信号として利用することができる。

（発明の効果） このようにして本発明によれば、成形品の品質に影響を
与える射出シリンダ内油圧圧力、金型内樹脂圧力、金型
温度、射出ラム速度等をＶ／Ｆ変換器を介してデジタル
化し、複数の時間区間毎に亘る積分値として積算監視す
ることにより、監視範囲をそれぞれ面としてとらえるこ
とができ、例えば第１図のＢ点における圧力値のように
過渡的な検出対象の変位に対しても誤検出することがな
くなるので監視精度がよく、また、温調された金型の温
度のように変動の少ないものについては長時間に亘る監
視とし、変動の多いものについては短時間に亘る多区間
の監視をするなど、監視を必要とする監視区間を任意に
設定することができるので、特に圧力や速度等の物理的
数値がサイクル内で複数（多）段に変化する場合に変化
の各段に対応して時間区間を設定することにより高精度
の監視を行うに好適となる。さらに監視区間の許容値を
自由に設定することができ、監視精度の向上が図れると
ともに使い易いものとなり、成形品の品質不良あるいは
成形機の異常を適確に発見することができる。さらに構
成が簡単であるので監視装置は廉価なものとなるので、
射出成形機の無人運転を合理的に進めることができると
いう著効を奏する。

以上本発明につき好適な実施例について種々説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは
もちろんである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の好適な実施例を示し、第１図は射出シリン
ダ内油圧圧力曲線、第２図は監視装置の構成ブロック図
、第３図は金型のキャビティ表面近傍の温度曲線、第４
図は金型内樹脂圧力曲線、第５図は他の実施例を示す監
視装置の構成ブロック図である。 １・・・センサ、　　２・・・データ入力器、３・・・
Ｖ／Ｆ変換器、　４・・・制御装置、５・・・制御部、
　６・・・時間設定部、７・・・カウンター、　８・・
・基準値設定部、９・・・コンパレータ部、　　１０・
・・異常信号発生器、　　１１・・・表示部、　　１２
・・・監視装置、　２０・・・マイクロプロセッサ、２
１・・・Ａ／Ｄコンバータ、　　２２・・・圧力設定器
、　２３，２４．２５・・・メモリ、２６・・・偏差値
設定部、　２７・・・データ読み出しスイッチ、　２８
・・・監視装置、Ｐ、ＰＬ・・・圧力、　Ｔ・・・温度
、ｔ、　ｔｌ、　ｔ２．　ｔ３．　ｔ４　　・・・時間
、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、に、Ｌ。 Ｍ、Ｎ・・・時点、　ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ。 ｇ、ｈ、ｉ・・・時間区間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、射出成形機の射出シリンダ内油圧圧力、金型内樹脂
   圧力、金型温度、射出ラム速度等の成形品の品質に影響
   を与える圧力、温度、速度等の物理的数値を監視する方
   法において、該物理的数値を電気信号として検出し、 該電気信号をデータ入力器により電気信号 が示す値に比例した電圧信号に変換し、 該電圧信号を電圧−周波数信号として出力 し、 各成形サイクル内において予め定められた 複数の時間区間毎に前記周波数信号をカウンターで計数
   することにより前記物理的数値を積分すべく積算し、 該積算により求められた積算値が前記時間 区間毎における積算値の予め設定された当該時間区間毎
   の許容範囲内にあるかコンパレータにより比較し、 前記時間区間毎の前記積算値が時間区間毎 に定められている前記許容範囲から１箇所でも外れた際
   には異常信号を出力することを特徴とする射出成形機の
   監視方法。