JPH0713568B2

JPH0713568B2 - 射出成形機の監視方法

Info

Publication number: JPH0713568B2
Application number: JP2200185A
Authority: JP
Inventors: 幸清水
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPH03211032A

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、一層詳細に
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てある上下限のリミットを越えた
ときに異常信号を発生させるものがある。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の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、各成形サイクル内の少なくとも特
定の１工程において、予め定められた複数の区間毎に前
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
理的数値を積算し、該積算により求められた積算値が前
記区間毎における積算値の予め設定された当該区間毎の
許容範囲内にあるかコンパレータにより比較し、前記区
間毎の前記積算値が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）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までは特定の工程の一例である射出工程であり、時点
ＤからＥまでは計量行程である。また射出行程中のＢ点
は射出二次圧切換指令点である。

前記射出−計量行程の所望の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。

１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の出力即に接続され、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る。

８は基準値設定部であり、前記射出−計量行程中の所望
の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
外にある場合には制御部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へ
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装置12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から油圧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11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［HZ/v］とし、油圧圧力を時間の関数として表せばｐ〔kg/cm²〕＝ｆ（ｔ）＝αＥ（ｔ）となり、前記ａ区間の積算は、と表すことができる。

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［sec］と
し、ｔ［sec］間積算すると、積算最終カウント数Ｎ
は、Ｎ＝α〔HZ/v〕×Ei〔ｖ〕×ｔ〔ｓ〕＝α×Ei×ｔ〔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の監視を行うことがで
きる。さらにｄ区間すなわち計量開始指令点Ｄから計量
停止指令点までの計量工程における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ｅ区間すなわち射出開始点A1からt1時間の経過
点B1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C1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図は射出工程における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Ｌ、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P1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11が電
気的に接続されている。

21はA/Dコンバータであり、データ入力器２とMPU20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、MPU20
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
算値を所定の区間についてそれぞれ記憶するために、MP
U20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
および制御装置４を除く他のデータ入力器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Ｌ、時点Ｌ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。

射出成形器の制御装置４の射出開始指令信号を受けてMP
U20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MPU20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。なおカウンター７の計数停止から次の計数再ス
タートまでの時間は２〜5msec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。

ｉ区間の積算が終了した後に、MPU20はメモリ23、24、2
5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
ンショメーター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、特定の工程における複数の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１
工程について少区間の監視とし、変動の多いものについ
ては１工程について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、21……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,P1……圧力、Ｔ……温度、t,t
1,t2,t3,t4……時間、A,B,C,D,E,A′,B′,C′,K,L,M,N
……時点、a,b,c,d,e,f,g,h,i……区間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｄ 1/18 Ｈ 8505−2Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、各成形サイクル内の少なくとも特定の１工程において、
予め定められた複数の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算し、該積算により求められた積算値が前記区間毎における積
算値の予め設定された当該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、前記区間毎の前記積算値が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。