JPH06226807A - 射出成形機における圧力異常検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂圧力の設定状態に応じて圧力異常の有無
を適確に検知することのできる圧力異常検出方法を提供
すること。 【構成】 良品を得る圧力波形のデータPref(i) をサン
プリング周期の時系列(i) に対応させてメモリ２４のフ
ァイルに予め設定しておく。射出保圧工程実行時に前記
のサンプリング周期に対応してファイルからPref(i) の
値を読み、係数ｋを乗じて樹脂圧力のばらつきを許容す
る最大樹脂圧力Pcmp(i) を求め、該サンプリング周期で
検出した樹脂圧力現在値Pact(i) が最大樹脂圧力Pcmp
(i) の範囲内にあるか否かを判定し、検出樹脂圧力Pact
(i) が最大樹脂圧力Pcmp(i) を越える回数ｊがＣ回以上
のサンプリング周期に亘った場合に圧力異常の発生を検
知する。Pref(i) に係数ｋを乗じて判定基準となる値Pc
mp(i) を求めることにより樹脂圧力の設定状態に応じた
異常判定を可能とし、連続数ｊがＣ回以上となった段階
で初めて実質的な圧力異常の発生と見做すことにより、
射出成形作業に実質的な悪影響を与えない瞬間的な圧力
変動が判定結果に影響を与えることを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機における圧
力異常検出方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】所定のサンプリング周期に対応して良品
成形が得られる樹脂圧力波形のデータと圧力異常の有無
を判定するための設定許容値の値とを予め設定してお
き、射出成形作業の実行時に前記所定のサンプリング周
期で樹脂圧力を検出すると共に、該サンプリング周期に
対応して設定された前記樹脂圧力波形のデータと前記検
出樹脂圧力との差を求め、この差の絶対値が前記設定許
容値の範囲を越えているか否かにより当該射出保圧工程
における圧力異常の有無を判定するようにした射出成形
機における圧力異常検出方法が特開平２−４８９１８号
等として既に提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の圧力異
常検出方法では、樹脂圧力波形データの大小に関わりな
く樹脂圧力のばらつきを許容する設定許容値の値が一義
的に決められるため、理想値となる樹脂圧力波形データ
の大小を反映して圧力異常の有無を判定することはでき
なかった。例えば、射出保圧工程において高い樹脂圧力
が設定されている区間では理想の樹脂圧力と実際の樹脂
圧力との間にある程度大きな偏差があっても成形作業に
異常を来たすことは少ないが、低い樹脂圧力が設定され
ている区間において前記と同じだけの圧力偏差が生じれ
ば、設定樹脂圧力に対する圧力偏差の比率が大きなもの
となり、成形異常の生じる確率が高くなる。そこで、前
記従来技術により低い樹脂圧力が設定されている区間に
対する圧力異常の検出を確実に行おうとすれば設定許容
値の値を小さく設定する必要が生じるが、設定許容値の
値を小さく設定すれば、高い樹脂圧力が設定されている
区間において比較的大きな圧力偏差が検出された場合、
これが成形作業に実質的な悪影響を与えるものでなくて
も圧力異常として検出される可能性が高くなり、成形品
の歩留りに問題を生じる恐れがある。

【０００４】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
欠点を解消し、理想値とする樹脂圧力の設定状態に応
じ、圧力異常の有無をより適確に検知することのできる
射出成形機における圧力異常検出方法を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の圧力異常検出方
法は、所定のサンプリング周期に対応して良品成形が得
られる樹脂圧力波形のデータを設定しておき、射出成形
作業の実行時に、前記所定のサンプリング周期で樹脂圧
力を検出し、該サンプリング周期に対応して設定された
前記樹脂圧力波形のデータに予め定められた設定係数を
乗じて得られる当該サンプリング周期における樹脂圧力
のばらつきを許容する最大樹脂圧力を前記検出樹脂圧力
が越えると圧力異常の発生として検知することを特徴と
した構成により前記目的を達成した。

【０００６】また、射出成形作業の実行時に前記所定の
サンプリング周期で検出される樹脂圧力が所定のサンプ
リング回数に亘り連続して各サンプリング周期に対応し
て得られる前記最大樹脂圧力を越えた場合にのみ圧力異
常の発生として検知する構成により、射出成形機の加減
速特性で生じる瞬間的なオーバーシュート等が圧力異常
として検知されることを防止した。

【０００７】

【作用】所定のサンプリング周期に対応して良品成形が
得られる樹脂圧力波形のデータと、樹脂圧力のばらつき
を許容する最大樹脂圧力を求めるための設定係数を予め
設定しておく。射出成形作業の実行時に、前記所定のサ
ンプリング周期で樹脂圧力を検出すると共に、該サンプ
リング周期に対応して設定された前記樹脂圧力波形のデ
ータに予め定められた設定係数を乗じて当該サンプリン
グ周期における樹脂圧力のばらつきを許容する最大樹脂
圧力を得、前記検出樹脂圧力が最大樹脂圧力を越えた場
合には圧力異常の発生として検知する。また、射出成形
機の加減速特性で生じる瞬間的なオーバーシュート等が
圧力異常として検知されることを防止するため、射出成
形作業の実行時に前記所定のサンプリング周期で検出さ
れる樹脂圧力が、所定のサンプリング回数に亘り連続し
て各サンプリング周期に対応して得られる前記最大樹脂
圧力を越えた場合にのみ圧力異常の発生として検知す
る。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の方法を適用した一実施例の射出成
形機の要部を示すブロック図で、符号１は射出シリン
ダ、符号２はスクリューであり、該スクリュー２は、プ
ッシャープレート８のボールナット部に螺合したリード
ネジ５やリードネジ５と一体のプーリ６に巻回された動
力伝達ベルト７等を介して射出用サーボモータＭ１によ
り射出軸方向に駆動される。スクリュー２の基部とプッ
シャープレート８との間に介装された圧力検出器４は、
スクリュー２の軸方向に作用する樹脂圧力を射出圧力や
保圧圧力または背圧等として検出するようになってい
る。また、射出用サーボモータＭ１には、スクリュー２
の現在位置を検出するパルスコーダＰ１が装着されてい
る。

【０００９】射出成形機の制御装置１０は、数値制御用
のマイクロプロセッサであるＣＮＣ用ＣＰＵ２５，プロ
グラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサ
であるＰＭＣ用ＣＰＵ１８，サーボ制御用のマイクロプ
ロセッサであるサーボＣＰＵ２０および射出保圧圧力の
サンプリングや圧力異常の検出に関する処理を行うため
の圧力モニタ用ＣＰＵ１７を有し、バス２２を介して相
互の入出力を選択することにより各マイクロプロセッサ
間での情報伝達が行えるようになっている。

【００１０】ＰＭＣ用ＣＰＵ１８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ＲＯＭ１４および演算データの一時記憶等に用いられ
るＲＡＭ１５が接続されている。一方、ＣＮＣ用ＣＰＵ
２５には射出成形機を全体的に制御するプログラム等を
記憶したＲＯＭ２６および演算データの一時記憶等に用
いられるＲＡＭ２７が接続されている。また、サーボＣ
ＰＵ２０および圧力モニタ用ＣＰＵ１７の各々には、サ
ーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ２１や
データの一時記憶に用いられるＲＡＭ１９、および、射
出保圧圧力のサンプリング処理や圧力異常検出のための
処理等を実施するための制御プログラム等を格納したＲ
ＯＭ１２やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１３が
接続されている。

【００１１】圧力検出器４からの出力はＡ／Ｄ変換器１
１を介して所定のサンプリング周期毎に圧力モニタ用Ｃ
ＰＵ１７に読み込まれる。サーボＣＰＵ２０には、型締
め用，スクリュー回転用，エジェクタ用（図示せず）お
よび射出用等の各軸のサーボモータを駆動するサーボ回
路１６が接続され、射出用サーボモータＭ１に配備した
パルスコーダＰ１からの出力はサーボＣＰＵ２０に帰還
されて、サーボＣＰＵ２０によりパルスコーダＰ１から
のフィードバックパルスに基いて算出されたスクリュー
２の現在位置がＲＡＭ１９の現在位置記憶レジスタに記
憶される。

【００１２】不揮発性メモリ２４は射出成形作業に関す
る成形条件や各種設定値，パラメータ，マクロ変数等を
記憶するメモリである。更に、本実施例においては、樹
脂圧力波形のデータを記憶するためのデータファイルが
不揮発性メモリ２４内に設けられており、該データファ
イルには、所定のサンプリング周期に対応して良品成形
が得られる樹脂圧力波形のデータ、例えば、良成形品成
形時の射出保圧工程において所定のサンプリング周期で
検出された樹脂圧力の値等が各サンプリング周期に対応
して時系列で記憶されている。なお、樹脂圧力波形のデ
ータを金型番号等に対応させてデータファイル上に設定
記憶するための処理操作等に関しては既に特開平２−４
８９１８号，特開平３−５８８２１号，特願平３−１５
９５９号，特願平４−２１８６２３号等で詳細な説明が
なされているので、ここでは説明を割愛する。

【００１３】入出力インターフェイス２３は射出成形機
の各部に配備したリミットスイッチや操作盤からの信号
を受信したり射出成形機の周辺機器等に各種の指令を伝
達したりするためのインターフェイスである。

【００１４】そして、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５がＲＯＭ２６
の制御プログラムに基づいて各軸のサーボモータに対し
てパルス分配を行い、サーボＣＰＵ２０は各軸に対して
パルス分配された移動指令とパルスコーダ等の検出器で
検出された位置のフィードバック信号および速度のフィ
ードバック信号に基づいて、従来と同様に位置ループ制
御，速度ループ制御さらには電流ループ制御等のサーボ
制御を行い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行す
る。

【００１５】表示装置付手動データ入力装置（以下、Ｃ
ＲＴ／ＭＤＩという）２９はインターフェイスを兼ねる
ＣＲＴ表示回路２８を介してバス２２に接続されてお
り、データ設定画面や機能メニューの選択および設定デ
ータの入力操作やグラフ表示等に用いられる。

【００１６】以上のような構成において、ＲＯＭ２６に
記憶された制御プログラムや不揮発性メモリ２４に記憶
された各種成形条件、および、ＲＯＭ１４に格納された
シーケンスプログラム等により、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８が
シーケンス制御を行いながら、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５が射
出成形機各軸のサーボモータにパルス分配し、サーボＣ
ＰＵ２０がディジタルサーボ制御を行って射出成形機を
駆動制御するようになっている。

【００１７】図２は、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８およびＣＮＣ
用ＣＰＵ２５による射出成形機の駆動制御が行われる
間、圧力モニタ用ＣＰＵ１７によって所定のサンプリン
グ周期で繰り返し実行される圧力異常検出処理の概略を
示すフローチャートであり、以下、このフローチャート
を参照して本実施例における圧力異常検出方法を説明す
る。

【００１８】圧力異常検出処理を開始したＣＰＵ１７
は、まず、当該サンプリング周期が射出保圧工程中のも
のであるか否かを判別し（ステップＳ１）、射出保圧工
程中のものであれば、更に、当該サンプリング周期が射
出保圧工程開始直後のサンプリング周期であるか否かを
判定し（ステップＳ２）、射出保圧工程開始直後のサン
プリング周期であると判定された場合に限り、データフ
ァイル検索指標ｉおよび連続エラー回数積算カウンタｊ
の値を共に０に初期化する（ステップＳ３）。

【００１９】このような判別処理は、例えば、ＰＭＣ用
ＣＰＵ１８からの射出開始指令を検出した時点で射出開
始指令検出フラグと共にセットされる射出保圧工程実行
フラグがこの時点で既にセットされているか否かをステ
ップＳ１の判別処理により検出し、射出保圧工程実行フ
ラグがセットされていれば、更に、ステップＳ２の判別
処理により射出開始指令検出フラグがセットされている
か否かを判定し、射出開始指令検出フラグがセットされ
ている場合に限りステップＳ３の処理を実行すると共に
射出開始指令検出フラグをリセットしてステップＳ４以
降の処理を実施する一方、射出開始指令検出フラグがリ
セットされていればステップＳ３の処理を非実行として
ステップＳ４以降の処理を実施することにより実現され
る（但し、射出保圧工程実行フラグはＣＮＣ用ＣＰＵ２
５による射出保圧工程の処理が完了した時点で自動的に
リセットされるものとする）。

【００２０】従って、当該サンプリング周期が射出保圧
工程中のものでなければ、ステップＳ２以降の処理は全
て非実行とされ、射出保圧工程開始直後の第１回目のサ
ンプリング周期においてのみステップＳ３の処理が実行
される一方、射出保圧工程開始後の第２回目以降の各サ
ンプリング周期においてはステップＳ４以降の処理が繰
り返し実行されることとなる。

【００２１】そこで、射出保圧工程開始直後の第１回目
のサンプリング周期におけるステップＳ３の処理を実行
したＣＰＵ１７は、まず、データファイル検索指標ｉの
現在値に基づいて、使用中の金型に対応する不揮発性メ
モリ２４のデータファイルから第１回目のサンプリング
周期に対応して設定記憶された樹脂圧力波形のデータPr
ef(i) （但し、データファイルの先頭に記憶された第１
回目のサンプリング周期に対応する樹脂圧力波形のデー
タに関する検索アドレスの初期値は０である）の値を読
み込み（ステップＳ４）、予め不揮発性メモリ２４の設
定メモリ部に記憶された設定係数ｋの値を該データPref
(i) の値に乗じ、当該サンプリング周期で許容すべき最
大樹脂圧力Pcmpを算出して一時記憶する（ステップＳ
５）。

【００２２】次いで、ＣＰＵ１７はＡ／Ｄ変換器１１お
よび圧力検出器４を介して当該サンプリング周期の現在
樹脂圧力Pactを読み込み（ステップＳ６）、現在樹脂圧
力Pactの値が当該サンプリング周期に対して許容される
最大樹脂圧力Pcmpの値を越えているか否かを判定し（ス
テップＳ７）、Pactの値がPcmpの値を越えていれば連続
エラー回数積算カウンタｊの値をインクリメントする一
方（ステップＳ８）、Pactの値がPcmpの値を越えていな
ければ連続エラー回数積算カウンタｊの値を再び０に初
期化する（ステップＳ９）。

【００２３】既に説明したように、この圧力異常検出処
理は射出保圧工程の実行時に所定のサンプリング周期毎
に繰り返し実行されるものであるから、各サンプリング
周期に亘り検出樹脂圧力Pactの値が最大樹脂圧力Pcmpの
値を連続して越えた場合に限り連続エラー回数積算カウ
ンタｊの値が２以上にインクリメントされ、また、連続
エラー回数積算カウンタｊの値がインクリメントされて
いる場合でも、検出樹脂圧力Pactの値が最大樹脂圧力Pc
mpの値を越えないサンプリング周期が１回でも検出され
れば再び連続エラー回数積算カウンタｊの値が０にリセ
ットされる（つまり、連続エラー回数積算カウンタｊの
取った最大値は特に保持されない）。

【００２４】そこで、ＣＰＵ１７は、各サンプリング周
期毎に、連続エラー回数積算カウンタｊの値が不揮発性
メモリ２４の設定メモリ部に記憶された設定比較値Ｃの
値を越えているか否か、即ち、検出樹脂圧力Pactの値が
最大樹脂圧力Pcmpの値を連続して越えた回数がＣ回を越
えているか否かを判別し（ステップＳ１０）、検出樹脂
圧力Pactの値が最大樹脂圧力Pcmpの値を連続して越えた
回数ｊがＣ回を越えていれば、これを圧力異常の発生と
見做してステップＳ１１の異常検出処理を実施する一
方、該連続回数ｊがＣの値を越えていなければ、圧力異
常の発生はないものとしてステップＳ１１の処理を非実
行とする。

【００２５】次いで、ＣＰＵ１７は、データファイル検
索指標ｉの値をインクリメントして次のサンプリング周
期に対応して設定された樹脂圧力波形のデータPref(i)
の読み込み（ステップＳ４参照）に備え（ステップＳ１
２）、このサンプリング周期における圧力異常検出処理
を終了する。

【００２６】以下、この成形サイクルの射出保圧工程が
完了するまでの間、ＣＰＵ１７は各サンプリング周期毎
に前記と同様にしてステップＳ１およびステップＳ４以
降の処理を繰り返し実行する。また、次の成形サイクル
における射出保圧工程が新たに開始されれば、ＣＰＵ１
７は、再びデータファイル検索指標ｉおよび連続エラー
回数積算カウンタｊの値を０に初期化し（ステップＳ
２，ステップＳ３参照）、該射出保圧工程のサンプリン
グ周期毎に前記と同様の処理を繰り返し実行することと
なる。

【００２７】なお、ステップＳ１１に示す異常検出処理
に関しては従来のものと同様であり、例えば、異常発生
フラグを設定して当該射出成形サイクルが完了するまで
の間ＣＲＴ／ＭＤＩ２９のディスプレイ画面に圧力異常
発生のメッセージを表示するとか、前記異常発生フラグ
の設定の有無に応じ、当該射出成形サイクルにおけるエ
ジェクト動作に連動して成形品選別装置の振り分け動作
を制御する（別処理）等といった処理がなされる（異常
発生フラグは次の射出成形サイクルの開始時点でリセッ
トされる）。

【００２８】図３は本実施例の圧力異常検出処理による
圧力異常検出の一例を示す概念図であり、グラフの横軸
により射出保圧工程におけるサンプリング周期の時系列
に対応する時間を示し、また、縦軸によって樹脂圧力の
大きさを示している。図中の実線は不揮発性メモリ２４
のデータファイルに設定記憶された樹脂圧力波形のデー
タPref(i) を各サンプリング周期に対応させて示す線
図、即ち、良成形品が得られる理想的な樹脂圧力の変化
を示す線図であり、また、図中の一点鎖線は各サンプリ
ング周期における樹脂圧力波形のデータPref(i) に許容
樹脂圧力算出のための設定係数ｋを乗じて得られる最大
樹脂圧力Pcmp(i) の値を各サンプリング周期に対応させ
て示す線図である。検出樹脂圧力Pact(i) のばらつきを
許容する最大樹脂圧力Pcmp(i) の値は理想的な樹脂圧力
波形のデータPref(i) に対して比例するので、設定係数
ｋの値に変化がなくても、射出保圧圧力の目標値となる
Pref(i) の値が大きくなればPcmp(i) −Pref(i) ＝Pref
(i) ・(k-1) の値、即ち、樹脂圧力Pactのばらつきを許
容する範囲が大きくなり、また、射出保圧圧力の目標値
となるPref(i) の値が小さくなれば樹脂圧力Pactのばら
つきを許容する範囲も小さくなる。従って、目標値Pref
(i) の大小を反映した樹脂圧力の許容幅を考慮して樹脂
圧力Pactの異常の有無を判定することができるようにな
り、射出圧力や保圧圧力を多段設定するような場合であ
っても、各射出段および各保圧段の設定樹脂圧力の大小
に対応してより適確な判定処理を行うことができる。許
容樹脂圧力算出のための設定係数ｋは不揮発性メモリ２
４内に保存された設定値であるから、ＣＲＴ／ＭＤＩ２
９からの設定変更操作により任意にその値を変えること
ができ、該設定係数ｋの値を変えることにより、成形品
の精度等に応じた判定処理を行うことができる。

【００２９】また、射出成形機の加減速特性によって
は、避けられないオーバーシュート等により射出成形作
業に対して実質的な悪影響のない圧力異常が生じる場合
もあるが、本実施例においては、連続エラー回数積算カ
ウンタｊの値が設定比較値Ｃの値を越えた場合、即ち、
サンプリング周期をΔＴとした場合にＣ・ΔＴを越えて
連続した圧力異常が検出された場合に限り圧力異常の発
生として検知するようにしているので、射出成形作業に
対して実質的な悪影響のない圧力異常によって最終的な
圧力異常の判定が左右されることもない。設定比較値Ｃ
も設定係数ｋと同様、不揮発性メモリ２４内に保存され
た設定値であるから、ＣＲＴ／ＭＤＩ２９からの設定変
更操作により任意にその値を変えることができる。

【００３０】圧力異常検出のための判定基準は、これら
の設定値ｋおよびＣの値を変更することにより任意に定
めることができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の圧力異常検出方法は、良成形品
が得られる樹脂圧力波形のデータに係数を乗じて得られ
る最大樹脂圧力を判定基準として射出成形作業における
樹脂圧力異常の有無を検出するようにしたので、理想値
とする樹脂圧力の大小に応じた判定基準により、圧力異
常の有無を適確に検知することができる。また、樹脂圧
力が所定のサンプリング回数に亘り連続して各サンプリ
ング周期の最大樹脂圧力を越えた場合に限って圧力異常
の発生を検知するようにしているので、射出成形作業に
実質的な悪影響を与えない瞬間的な圧力変動によって生
じる誤判定を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を適用した一実施例の射出成形機の
要部を示すブロック図である。

【図２】同実施例の射出成形機の制御装置による圧力異
常検出処理の概略を示すフローチャートである。

【図３】圧力異常検出の一例を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 射出シリンダ ２ スクリュー ４ 圧力検出器 １０ 制御装置 １１ Ａ／Ｄ変換器 １２ ＲＯＭ １７ 圧力モニタ用ＣＰＵ ２２ バス ２４ 不揮発性メモリ Ｍ１ 射出用サーボモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のサンプリング周期に対応して良品
   成形が得られる樹脂圧力波形のデータを設定しておき、
   射出成形作業の実行時に、前記所定のサンプリング周期
   で樹脂圧力を検出し、該サンプリング周期に対応して設
   定された前記樹脂圧力波形のデータに予め定められた設
   定係数を乗じて得られる当該サンプリング周期における
   樹脂圧力のばらつきを許容する最大樹脂圧力を前記検出
   樹脂圧力が越えると圧力異常の発生として検知すること
   を特徴とした射出成形機における圧力異常検出方法。
2. 【請求項２】 射出成形作業の実行時に前記所定のサン
   プリング周期で検出される樹脂圧力が、所定のサンプリ
   ング回数に亘り連続して各サンプリング周期に対応して
   得られる前記最大樹脂圧力を越えると、圧力異常の発生
   として検知することを特徴とした請求項１記載の射出成
   形機における圧力異常検出方法。