JPH08267528A - 金型監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 射出成形金型装置の異常検出が正確かつ容易
にできる。 【構成】 可動側金型のパーティングライン面の温度分
布状態を検出可能に、サーマルカメラ９および解析手段
１１が設けられている。記憶回路１２には、射出前のパ
ーティングライン面の温度分布と、成形品が全て付着し
た状態の温度分布とを表すデータが記憶してある。実際
の射出成形サイクル中で、成形完了後型開き状態で突出
し前後の温度分布を表すデータを求め、これらと両記憶
データとをそれぞれ比較・演算しその結果を中央処理回
路１０に出力する。中央処理回路１０は、温度分布状態
を表示手段１４にパターン表示するとともに、動作が正
常か異常かを判断して、正常であれば射出成形サイクル
を継続させ、異常であれば、型開閉手段１５の型締め動
作を停止させるとともに、警告手段１６から警告を発す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形金型装置にお
いて、金型を監視して動作を制御するための金型監視装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックの射出成形の作業工程にお
いて、型開き後であって次の型締め工程に移る前に、成
形品がキャビティ内に残留しているか否かの確認が行わ
れる。もしも突出し動作に異常を生じキャビティ内に成
形品が残留していたり、または完全に除去されてない状
態のまま型締めをすると、金型装置を損傷したり、成形
材の過充填によって成形品の品質を低下させる原因とな
るためである。

【０００３】成形品が金型装置から完全に除去されたか
どうかを確認するための金型監視装置としては、射出成
形工程における突き出しなどの離型工程後に金型に成形
品が残留しているか否かを知るために金型の映像を映し
出すブラウン管上の輝度を検出する光学的な検出手段を
備えたもの（特開昭５３−１５８３０号）や、赤外線に
よって特定点の温度変化を検出する手段を備えたもの
（特開昭５７−３４９１４号）などがある。

【０００４】前者の構成は、金型の映像を映すブラウン
管上に複数の輝度センサーを配設し、各輝度センサーに
より求めた輝度を基準データと比較するものである。し
かしこの構成では、ブラウン管周囲の外光などの環境が
大きく影響するため、その条件を一定にするのが大変で
ある。

【０００５】また後者の構成は、赤外線センサーにより
金型上の特定の点の温度を連続的に求め、射出成形１サ
イクル中の温度変化を基準データと比較するものであ
る。しかしこの構成では、突出しや製品落下のタイミン
グの僅かなずれが生じたり、センサー前方を他の製品が
落下して通過したりすると異常と判定するなど、適切な
精度を保つのは困難である。

【０００６】そこで、成形品の離型後の金型をＣＣＤカ
メラによって撮像し、この金型の画像を画像処理装置に
よって処理したデータと、予め記憶してある画像の記憶
データとを比較することによって成形品の残留の有無を
検出するようにしたものがある（例えば特公平４−１４
８６３号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の構
成においても以下のような問題点がある。すなわち、Ｃ
ＣＤカメラによる撮像のためには光源を必要とされる
が、この光源の照度や光の照射角度の設定を金型の交換
の度に行わなければならず、また外光の影響に左右され
るため測定条件の設定が大変であり、作業が面倒であ
る。成形品の色彩が金型の色と近似するものである場合
には、成形品の存否を２値化レベルで把握することが困
難であり、正確な判断ができず、誤判断をしてしまうこ
とがある。

【０００８】そこで本発明の目的は、外光の影響を受け
ず、さらに成形品の色にも影響されず、正確に金型装置
を制御可能にした金型監視装置を安価に提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の金型監視装置は、射出成形金型装置を制
御する中央処理回路と、金型のパーティングライン面の
所定範囲の温度分布状態を検出可能に設けてあるサーマ
ルカメラと、これによって検出された温度分布状態を解
析し、この解析の結果得られた解析データを中央処理回
路に出力する解析手段と、金型の基準状態におけるパー
ティングライン面の温度分布状態を解析して得た記憶デ
ータを記憶してある記憶回路と、解析データと記憶デー
タとを比較する演算回路とを備えている。そして中央処
理回路は、成形品の成形後または突き出し後にパーティ
ングライン面の温度状態の検出および解析を実行させ、
演算回路で比較演算した結果に基づいて、射出成形金型
装置の動作を制御するようにしてあるところに特徴があ
る。

【００１０】

【作用】金型のパーティングライン面の温度分布状態を
サーマルカメラで検出し、これをサーモグラフィー技術
を利用した解析手段によって解析したデータと、記憶回
路に記憶させてある記憶データとを演算回路によって比
較・演算し、金型の動作が正常であるか否かを中央処理
回路で判断する。サーマルカメラは、成形品の着色に左
右されず、パーティングライン面の比較的広い範囲の温
度分布状態を検出して中央処理回路に出力する。中央処
理回路は、温度分布状態の解析結果によって成形品の残
留の有無を判断して金型の開閉動作を制御する。中央処
理回路は金型に成形品が残留しておらず、正常な状態に
なっていると判断した場合にはそのまま金型の開閉動作
を継続させ、金型に成形品が残留していると判断された
場合には金型の開閉動作を停止させる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。図２は、射出成形金型装置が型開きした状
態を概略的に示している。射出成形金型装置の基本構成
は、固定側金型Ｐと可動側金型Ｑとからなり、可動側金
型は固定側金型に対して進退可能である。

【００１２】固定側金型Ｐは、図示しない成形機本体に
固定された固定側取付け板１の前面に、固定側受け板２
および固定側型板３が装着してある。これに対し、可動
側金型Ｑは、図示しないシリンダによって進退可能に設
けられた可動側取付け板４の前面にスペーサブロック
５，可動側受け板６および可動側型板７が装着してあ
る。

【００１３】可動側型板７の前面には複数のキャビティ
７ａ…が配設してあり、各キャビティの底部にはエジェ
クタピン（図示略）の先端部が位置している。可動側取
付け板４の四隅に設けられたガイド孔には、一端を固定
側取付け板１に固定された４本のガイド軸８が挿通して
あり、可動側金型Ｑをガイドしている。

【００１４】固定側金型Ｐの上方には、図示しない成形
機本体に取り付けられたサーマルカメラ９が、可動側型
板のパーティングライン面７ｂを撮影可能に設定してあ
る。サーマルカメラ９は、パーティングライン面７ｂか
ら放射する赤外線の量に応じた出力をするものであり、
その出力を解折手段１１でサーモグラフィー技術を駆使
することによって、パーティングライン面のほぼ全域の
温度分布状態を検出可能にしてある。そして、サーマル
カメラ９および解析手段１１は、パーティングライン面
７ｂから発する赤外線の量を検出し、これに基づいてカ
ラースケールによってディスプレイにパーティングライ
ン面の温度分布状態を表示可能である。

【００１５】次に図１のブロック図を用いて、本発明に
おける金型監視装置のシステムについて説明すると、シ
ステムの中枢をなす中央処理回路１０には、解析手段１
１が接続してある。解析手段１１は、サーマルカメラか
らの出力をサーモグラフィー技術を駆使して解析し、こ
の解析データを中央処理装置１０に出力する。

【００１６】同じく中央処理回路１０には、記憶回路１
２が接続してある。本実施例では、記憶回路１２には、
２つの状態におけるデータが記憶データとして記憶させ
られる。第１の記憶データは、型開き状態で成形品が全
てのキャビティに全く付着していない射出前の状態の解
析データである。第２の記憶データは、同じく型開き状
態のときに、全てのキャビティに成形品が残留している
状態の解析データである。パーティングライン面の温度
分布は、成形された直後の成形品が金型に残留していれ
ば、成形品の残留位置の温度はパーティングライン面の
他の部分の温度よりも高いのでそれだけ赤外線の放射量
が多くなる。従って、可動側型板７において、型板本来
の温度（ｔ₀℃）と、成形品が付着した状態のキャビテ
ィ部の温度（ｔ₂℃）と、成形品突出し後のキャビティ
部の余熱の残った温度（ｔ₁℃）とは、一般にｔ₀＜ｔ₁
＜ｔ₂の関係となる。型板自体の温度ｔ₀は、図示しない
温調装置により射出成形を行なうのに適した所定の温度
に設定してある。

【００１７】また、中央処理回路１０には演算回路１３
が接続してある。演算回路１３は、中央処理回路１０を
介して、解析手段１１から出力された解析データと、記
憶回路１２に記憶されている第１の記憶データおよび第
２の記憶データとを比較し、その結果を中央処理回路１
０に出力可能である。

【００１８】パーティングライン面の温度分布は、成形
品の残留の有無にかかわらず、常に流動的であるため、
現在のパーティングライン面の温度分布のデータと、記
憶データとが完全に一致することは希であり、一定の許
容範囲までの値を近似範囲として処理する必要がある。
本実施例では、上記したように金型に成形品が全く付着
していないときのデータを第１の記憶データとし、複数
の成形品の全てが可動側型板に残留しているときの温度
分布データを第２の記憶データとしている。

【００１９】本実施例では、パーティングライン面の温
度分布状態を示すものとしてカラーディスプレイ（以下
「ＣＲＴ」という。）を含む表示手段１４を備えてい
る。表示手段１４は、パーティングライン面の各座標に
ついて一定の温度範囲ごとに異なる色彩で表示するよう
にしたカラースケールを用いた温度パターンとしてＣＲ
Ｔに表示可能なもので、この色彩の分布により複数のキ
ャビティの内のどのキャビティに成形品が残留している
かが一目瞭然である。

【００２０】さらに、中央処理回路１０には射出成形金
型装置の型開閉手段１５が接続されている。型開閉手段
１５は、直接的には可動側金型Ｑ（図２参照）を進退さ
せるシリンダの操作弁を指すが、射出成形金型装置では
シリンダの動作に対応して成形材の供給やエジェクタ機
構の制御なども行われる。型開閉手段１５は、中央処理
回路１０からの信号を受けて、金型が正常な状態のとき
だけ金型の開閉動作を含む射出成形動作を続行させ、金
型の異常を検出したときにはその動作を停止するように
してある。

【００２１】中央処理回路１０には、その他の手段とし
て警告手段１６が接続してある。警告手段１６は、金型
に異常が生じたと判断された場合に、ブザーやチャイム
などの音声手段を用いるものやランプを点滅させるよう
にした照明手段を用いるものなどがある。

【００２２】次に動作について説明する。初めに可動側
Ｑが前進して（図２参照）、キャビティ内に成形材を射
出して固化させて成形品とする。次に可動側金型Ｑを後
退させ、ゲート切りをした後に、サーマルカメラ９は、
パーティングライン面７ｂの温度分布状態を検出する。

【００２３】サーマルカメラ９は、パーティングライン
面から放射される赤外線量に応じた出力をし、その出力
が解析手段１１（図２参照）によってパーティグライン
面の各座標位置ごとに解析され、この解析データが中央
処理回路１０に出力される。中央処理回路１０は、温度
分布状態をカラースケールを用いてＣＲＴ１３に温度パ
ターンとして表示する。これと同時に中央処理回路１０
は、解析手段１１で解析した解析データと記憶回路１２
に記憶してある記憶データを呼び出して、演算回路１３
で両者を比較する。

【００２４】このように、樹脂射出後固化させて型開き
した状態では、上記第２の記憶データと比較し上記許容
範囲内で一致するとみなされれば動作は正常と判断す
る。しかし、成形品が存在すべき部分（キャビティ部）
において第２の記憶データと一致せずこれよりも低温と
なっている場合には、樹脂が未充填であったか成形品が
固定側型板に付着しているものとみなし、動作異常と判
断する。いずれかの判断が行なわれたら、その判断結果
を中央処理回路１０に出力する。動作異常の場合には、
中央処理回路１０は以降の動作を中止させ、警告手段１
６によって警告を発して作業者の注意を促す。

【００２５】動作が正常と判断された場合は、エジェク
タピン（図示せず。）により成形品の突出し動作を行な
い、金型から成形品を除去する。その後、サーマルカメ
ラ９および解析手段１１により再度パーティングライン
面７ｂの温度分布状態を表す解析データを求め、これを
第１，第２の記憶データと比較する。この状態では、キ
ャビティ部は成形品の余熱が残って若干高めの温度とな
っており、第１の記憶データより高温で第２の記憶デー
タより低温であれば正常とみなされる。ところが、複数
のキャビティ部のうち、１カ所でも第１の記憶データと
同じかそれ以下であると、突き出し前に既に成形品が可
動側型板に存在しなかったものとみなされ、樹脂未充填
や成形品の固定側残りなどの異常があったものと判断さ
れる。また、１カ所でも第２の記憶データと同じかそれ
以上の温度であると、可動側型板から成形品が完全に除
去されていないとみなされ異常と判断される。

【００２６】このように成形品の型板への残留状態に基
づいて異常を検出するだけでなく、金型自体の温度が適
正であるか否かに基づいて異常を検出することもでき
る。すなわち、金型は図示しない温調装置により樹脂射
出成形に適した温度に保たれるように設定してあり、上
記記憶データとしては、温調装置が正常に作動し金型が
所定の温度であるときのデータが記憶されているため、
解析データをこれと比較して金型自体（キャビティ部以
外）の温度が一致するか否かを調べる。この温度が一致
しない場合、温調装置不良などにより射出成形に適した
条件にないとみなし異常と判断する。

【００２７】中央処理回路１０は、演算回路による演算
の結果、正常であると判断された場合には、型開閉手段
１５により型締めを行ない上記の射出成形サイクルを繰
り返す。一方、異常であると判断された場合には、型開
閉手段１５の開閉動作を停止させるとともに、警告手段
１６によって警報を発して作業者の注意を促す。作業者
が残留する成形品を除去するなどして異常を解除し、図
示しない始動スイッチをオンにすれば、再び射出成形動
作が開始され、以後同じ動作が繰り返される。

【００２８】本実施例では記憶データとして、射出前
と、成形品が金型に残留しているときの２つの温度分布
データを記憶させるようにしてあるが、成形品突出し直
後の余熱の残った状態のデータなどいずれか１つだけを
記憶データとして記憶しておき、これと解析データと比
較判断するようにしてもよい。

【００２９】また、上記実施例では突出し前後の２回に
ついて異常判断を行なっているが、実際に型締め動作の
制御を行なうためには突出し後の１回のみの判断とする
ことも可能である。そして、金型自体の温度の検出は、
射出成形動作中の任意のタイミングで行なえばよく、上
記した成形品突出し前後の２回に限るものではなく、１
回のみでも継続的に常に監視するようにしてもよい。

【００３０】なお、成形品を金型から除去する手段とし
て、エジェクタ機構とロボットハンド等による取り出し
機構とを併用したものでもよい。また、サーマルカメラ
の検出範囲をパーティグライン面の全面に指定してある
が、これをキャビティの配設範囲だけに絞るようにして
もよい。

【００３１】このように本発明は、パーティングライン
面の比較的広い範囲の温度分布状態をサーマルカメラで
検出し金型監視を行なうものであれば、様々な変更例が
可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、射出成形金型装置の異常をサ
ーマルカメラによる金型の温度分布状態検出によって判
断するものであるため、従来技術のように成形品の色彩
が金型の色彩と区別できないような場合でも誤判断をす
るおそれがなくなる。また、外光の影響を受けないた
め、従来技術で必要とされた検出範囲を照明する照明手
段が不要になるので、それだけ設備費が安くなるととも
に照明をセットするための手間が省け、監視装置の設定
が容易になる。さらにカメラによる検出範囲が広くパー
ティングライン面のほぼ全面を対象にすることも可能に
なるので、センサーを用いる場合のように特定点に着目
するよりも精度が非常に高いので、カメラの設定が極め
て簡単にできる。しかも、金型自体の温度が射出成形に
適した温度に保たれているか否かについても監視するこ
とができる。

【００３３】このようにして射出成形金型装置の異常を
判定するための監視装置の設定が容易になるため、金型
交換の完全自動化の促進に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本実施例における射出成形金型装置の構成とサ
ーマルカメラの設定位置を示す斜視図である。

【符号の説明】 Ｐ，Ｑ 金型 ７ｂ パーティングライン面 ９ サーマルカメラ １０ 中央処理回路 １１ 解析手段 １２ 記憶回路 １３ 演算回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形金型装置を制御する中央処理回
   路と、 上記射出成形金型装置を構成する金型のパーティングラ
   イン面の所定範囲の温度分布状態を検出可能に設けてあ
   るサーマルカメラと、 上記温度分布状態を解析し、得られた解析データを上記
   中央処理回路に出力する解析手段と、 上記金型の基準状態における上記パーティングライン面
   の温度分布状態を解析して得た記憶データを記憶してあ
   る記憶回路と、 上記解析データと上記記憶データとを比較する演算回路
   とを備え、 上記中央処理回路は、上記成形品の成形後または上記成
   形品の突き出し後の上記パーティングライン面の温度状
   態の検出および解析を実行させ、上記演算回路で比較演
   算した結果に基づいて、上記射出成形金型装置の動作を
   制御することを特徴とする金型監視装置。