JPH10119104A - 成形品の品質判定方法及びその方法の実施に使用するデータ収集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 成形品の品質を高精度で判定しながら，品質
判定作業を自動化する。 【解決手段】 品質判定システム１は，データ収集用の
信号処理部２０（照合手段に相当），品質判定用の信号
処理部３０，並びにデータ収集用信号処理部２０及び信
号処理部３０で共用する共通のデータベース用ハードデ
ィスク４０（データ記憶手段に相当）を有し，信号処理
部３０は，説明関数としてのプロセスデータ，及び目的
関数としての品質データ入力装置１５から入力された品
質データを共通のデータベース用ハードディスク４０か
ら読み出し，ＣＰＵ３３及び推論部３４が多変量解析法
等により解析し，成形品の良品／不良品の区別及びその
成形不良要因を検索する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，例えば射出成形機等の
成形機により成形された成形品の品質判定，即ち良品，
不良品の判定を自動化することのできる品質判定方法及
びその方法の実施に使用するデータ収集装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から射出成形機で成形された成形品
の良品，不良品の判定は次の３方法により行われてい
る。即ち，熟練した検査員の感覚による判別，成形
品の重量バラツキによる判別，光線又は音波を利用し
て成形品の形状を計測することによる判別の３方法であ
る。まず，熟練検査員による判別法では，目視または
手触りによる感触等の感覚で熟練した検査員が成形機か
ら排出される成形品を検査している。次に，成形品の
重量バラツキに基づいて良品・不良品を判別する方法で
は，成形品を重量計に載せ，予め設定された基準重量と
成形品の測定重量とのバラツキの大きさにより成形品の
品質を判定している。そして，光線又は音波を利用し
て成形品の形状を計測する方法では，光線又は音波によ
る測定機器を使用して，成形品に光線又は音波を照射し
て成形品の形状を測定することにより成形品の品質を判
定している。一方，従来から複数種類のデータに基づい
て判定対象の評価及び予測を行う多変量解析法が知られ
ている。この多変量解析法では，判定基準となる説明関
数のデータと，判定対象のデータとなる目的関数のデー
タとを，データ作成用のコンピュータのプロセスコント
ローラに記憶しておき，そのデータをフロッピディスク
等の外部記憶素子に取り出し，該外部記憶素子を介して
多変量解析用のコンピュータへ上記データを伝達して，
そのデータに対して多変量解析法を実行している。かか
る多変量解析法を，射出成形機による成形品の品質判定
に適用する場合には，説明関数が射出成形機における成
形条件を示すプロセスデータとなり，目的関数が成形品
の良品／不良品の品質判定結果を示す品質データとな
る。これらのデータは，各成形品毎に個別のデータ値と
各成形品を特定する情報とを対応させる必要があるため
に，各成形品を特定する情報として，ショットNo. ，成
形された月日，時分等の情報（ラベル情報）を各成形品
毎に照合してメモしておき，多変量解析法を実行する際
に，予めメモした情報を多変量解析用のコンピュータへ
キー入力しなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の成形品の品
質判定方法では，次のような問題がある。即ち，検査員
による検査法では，検査員の感覚に依存した検査手法で
あるので，正確に品質を判定するためには，熟練した検
査員が必要であり，品質判定結果にバラツキを生じ易
い。また，重量測定法及び形状測定法では，いずれ
の手法でも成形品を搬送ラインから取り出し，重量計ま
たは光線又は音波による測定機器の上に成形品を載置し
て成形品の重量または形状を測定する必要があり，生産
性が低下するという問題がある。そして，重量測定法
では，成形品の重量バラツキが非常に少ないために，高
精度の重量計が要求されるという問題もある。更に，
形状測定法では，成形品の外形が大型である場合や，複
雑な形状の場合には，その形状測定が困難になるという
問題もある。また，上記多変量解析法により成形品の品
質を判定する場合には，予めメモした各成形品を特定す
るための情報をキー入力する際に，入力ミス等の人為ミ
スが発生する恐れがあり，解析結果の信頼性が劣るとい
う問題がある。そして，データ収集用のコンピュータか
らデータを一旦外部記憶素子へ記憶させて，その外部記
憶素子を介して多変量解析用のコンピュータへデータを
伝達しているために，オンライン処理ができず，処理能
率が低下している。特に，射出成形機から排出された成
形品を一旦ストックする製品ストック設備にストックし
ておき，ある時間経過後に任意の成形品を取り出すよう
にした場合には，プロセスデータとその成形品の目的関
数となる品質データとを整合させることが困難である。
本発明は，このような従来の技術における課題を解決す
るために，成形品の品質を高精度で判定しながら，品質
判定作業を自動化することができる成形品の品質判定方
法及びその方法の実施に使用するデータ収集装置を提供
することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は，成形機により成形された成形品の品質を判
定する品質判定方法において，複数の過去の成形品の成
形時における成形条件を示すプロセスデータ，上記成形
品の品質判定結果を示す品質データ及び上記品質データ
の品質内容とその品質の要因となる上記プロセスデータ
の成形内容との対応関係を示す知識ベースに基づいて，
今回成形された成形品の品質を判定することとした成形
品の品質判定方法である。さらには，成形機により成形
された成形品の成形時における成形条件を示すプロセス
データと該成形品の品質判定結果を示す品質データとを
収集するデータ収集装置であって，上記成形品の成形時
における成形条件を示すプロセスデータを該成形品を特
定するラベル情報と共に入力する第１の入力手段と，上
記ラベル情報と共に該ラベル情報に対応する成形品の品
質判定結果を示す品質データを入力する第２の入力手段
と，上記ラベル情報に基づいて，上記第１の入力手段に
より入力されたプロセスデータと上記第２の入力手段に
より入力された品質データとを各成形品毎に照合して対
応付ける照合手段と，上記照合手段より対応付けられた
各データを各成形品毎に記憶するデータ記憶手段とを具
備してなることを特徴とするデータ収集装置である。

【０００５】

【作用】第１の発明によれば，過去に成形品を成形した
際に得られるデータに基づいて知識ベースが予め作成さ
れ，この知識ベースと良品／不良品の判別対象となる今
回の成形品のプロセスデータとに基づいて，今回成形さ
れた成形品の品質を判定する。その結果，今回の成形品
が良品であるか，不良品であるかを精度良く，迅速に判
別することができる。また，第２の発明によれば第１の
入力手段が，成形品のプロセスデータを該成形品を特定
するラベル情報と共に照合手段へ入力し，第２の入力手
段が，上記ラベル情報と共に該ラベル情報に対応する成
形品の品質判定結果を示す品質データを照合手段へ入力
し，照合手段が，ラベル情報に基づいてプロセスデータ
と品質データとを各成形品毎に照合して対応付け，デー
タ記憶手段が，対応付けられた各データを各成形品毎に
記憶する。

【０００６】

【実施例】以下，添付図面を参照して本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の一実施例に係る成形品の品質を判定
する品質判定システム１の概略構成を示すブロック図，
図２は該品質判定システム１における品質判定法を示す
フローチャート，図３は知識ベースに記憶されるデータ
テーブルを示す説明図，図４は例えば項目「焼け」につ
いての良品／不良品に係るプロセスデータの配列を示す
説明図である。図１において，１は本発明による品質判
定システムである。この品質判定システム１により射出
成形機１０で成形された成形品の品質が判定され，上記
成形品が良品であるか，不良品であるかが判別される。
プロセス対象としての射出成形機１０からプロセスコン
トローラ１１（第１の入力手段に相当）へ射出成形機１
０の運転状態を示すデータが伝達され，このデータがプ
ロセスコントローラ１１からラベル情報として射出成形
機用制御装置１２へ例えばシリアル通信により伝送され
る。また，プロセスコントローラ１１から良品／不良品
の区別が判別される成形品のプロセスデータと当該成形
品を特定するためのラベル情報とが，上記品質判定シス
テム１のインターフェース２１へ入力される。当該成形
品のプロセスデータが説明関数となり，ラベル情報とし
てはショットNo. ，成形された月日，時分等のデータが
伝送される。射出成形機用制御装置１２は，周知のオン
ライン接続手段によりストック設備制御装置１３（後述
する品質データ入力装置１５と共に第２の入力手段に相
当）にオンライン接続されている。そして，射出成形機
１０で成形された成形品をストックする製品ストック設
備を制御するストック設備制御装置１３と射出成形機用
制御装置１２との間でラベル情報が授受される。このラ
ベル情報も，上記プロセスコントローラ１１の場合と同
様に，ショットNo. ，成形された月日，時分等のデータ
が伝送される。上記製品ストック設備は，射出成形機１
０で成形された成形品を一旦ストックした後に，取り出
し指令に応じて任意の成形品を取り出し得るようになっ
ている。ストック設備制御装置１３は，射出成形機１０
から成形された成形品を上記製品ストック設備に搬入す
る際に，その成形品を特定するためのショットNo. ，成
形された月日，時分等のデータを各成形品毎に付与し，
更にストック設備制御装置１３はそのデータに基づいて
ストックされた成形品のマップを作成する。そして，製
品ストック設備から任意の成形品が取り出された時に
は，ストック設備制御装置１３は上記マップより取り出
された成形品に関するショットNo. ，成形された月日，
時分等のデータをインターフェース１４を介して上記イ
ンターフェース２１へ伝送する。

【０００７】上記製品ストック設備から取り出された成
形品の品質データを入力するための品質データ入力装置
１５（第２の入力手段に相当）が製品ストック設備に隣
接して配置されており，製品ストック設備からとりださ
れた成形品を作業員が目視して，その成形品の良品／不
良品の区別及び不良内容を判断し，その判断結果を作業
員が品質データ入力装置１５からキー入力する。これに
より，そのデータが目的関数としてインターフェース２
１へ伝送される。上記インターフェース３１を備えた前
記品質判定システム１は，この他に例えばパソコンによ
り構成されるデータ収集用の信号処理部２０（照合手段
に相当）と，同じくパソコンにより構成される品質判定
用の信号処理部３０と，データ収集用信号処理部２０及
び信号処理部３０で共用する共通のデータベース用ハー
ドディスク４０（データ記憶手段に相当）とを有してい
る。上記データ収集用信号処理部２０は，データベース
用ハードディスク４０と画像切換器３２に接続されてい
る。また，インターフェース２１に入力された上記スト
ック設備制御装置１３からのラベル情報（製品ストック
設備から取り出された成形品を特定するデータ）と品質
データ入力装置１５から入力された目的関数（品質デー
タ）とを照合し，プロセスコントローラ１１からラベル
情報と共に入力された成形品のプロセスデータの配列に
対応させてデータベース用ハードディスク４０内に配列
する。上記信号処理部３０は，インターフェース３１，
画像切換器３２，ＣＰＵ３３，推論部３４，メモリ３
５，知識ベース３６，キーボード３７及びＣＲＴ３８等
を有しており，更にこの信号処理部３０には上記データ
ベース用ハードディスク４０がその記憶データを利用可
能に接続されている。そして，信号処理部３０は，説明
関数としての上記プロセスデータと，目的関数としての
品質データとをデータベース用ハードディスク４０から
読み出し，これらのデータをＣＰＵ３３及び推論部３４
が多変量解析法により解析し，成形品の良品／不良品の
区別及びその成形不良要因が検索される。上記知識ベー
ス３６には，例えば図３に示すように，焼け，フローマ
ーク，離型不良等の各不良内容と，射出圧力，樹脂温
度，射出時間等の要因とを対応させたデータが記憶され
ており，この知識ベース３６に記憶されているデータテ
ーブルは各不良内容がどの要因と因果関係があるかを示
している。

【０００８】そして，品質判定システム１のインターフ
ェース３１からは，成形品の品質判定結果が成形技術支
援装置１６へ伝達されており，成形技術支援装置１６は
その品質判定結果に基づいて上記射出成形機１０の成形
条件を変更して成形品質を改善するように射出成形機用
制御装置１２へ制御信号を伝達する。以上のような品質
判定システム１による成形品の品質判定方法を図２のフ
ローチャートに従って説明する。図２のスタートで品質
判定システム１が起動されると，ステップＳ１で射出成
形機１０において成形される成形品のプロセスデータお
よび該成形品を特定するラベル情報がプロセスコントロ
ーラ１１からインターフェース２１へ入力され，上記品
質データが品質データ入力装置１５からインターフェー
ス２１へ入力され，ラベル情報がストック設備制御装置
１３からインターフェース２１へ入力される。次のステ
ップＳ２では，データ収集用信号処理部２０が特定の成
形品の成形時に使用した金型No. ，成形No. （ラベル情
報に対応）をデータベース用ハードディスク４０に記憶
されているデータファイルと照合してステップＳ３へ進
む。ステップＳ３では，データファイルに金型No. ，成
形No. が一致したファイルがあるか，否かを判定し，一
致ファイルが有る場合（ＹＥＳ）にはステップＳ５へ進
み，一致ファイルがない場合（ＮＯ）へ進む。ステップ
Ｓ４では，一致ファイルがない旨のメッセージを表示し
て信号処理を終了する。上記ステップＳ５では，信号処
理部３０のＣＰＵ３３がデータベース用ハードディスク
４０から一致ファイルを知識ベース３６へ呼び出す。知
識ベース３６に記憶されているデータテーブルには，図
３に示すように，焼け，フローマーク，離型不良等の各
不良内容と，射出圧力，樹脂温度，射出時間等の要因と
が対応されており，知識ベース３６により各不良内容が
どの要因と因果関係があるかを知ることができる。次の
ステップＳ６では，呼び出されたファイルから良品のフ
ァイルと不良品のファイルとに分類し，ステップＳ７で
は良品，不良品毎に分類されたファイルを各不良内容の
項目別に分類する。そして，ステップＳ８へ進み，指定
された不良内容の項目について，良品，不良品別のプロ
セスデータを上記ファイルから選択する。このステップ
Ｓ８では，例えば図４（ａ）に示すように，不良内容
「焼け」について良品に対応する「樹脂温度」，「金型
温度」，「スクリュー回転数」のプロセスデータがショ
ットNo. 順に配列され，図４（ｂ）に示すように，不良
内容「焼け」について不良品のプロセスデータがショッ
トNo. 順に配列される。次のステップＳ９では，今回の
成形時に得られたプロセスデータから同一項目のデータ
を抽出して，例えば図４（ａ）の良品データの最後に配
列する。次いで，ステップＳ１０へ進み，良品データを
第１群とし，不良品データを第２群として，多変量解析
法の手法により信号処理部３０の推論部３４が良品／不
良品の判別分析を開始する。次のステップＳ１１で判別
分析が完了したことを確認し，判別分析が完了した場合
（ＹＥＳ）にはステップＳ１２へ進み，各プロセスデー
タの項目毎に，図４（ａ）に図示する良品データの最後
のデータを読み取り，そのデータの判別得点を算出し，
ステップＳ１３へ進む。この判別得点は，良品のデータ
と判別の対象となる今回のデータとを比較し，今回のデ
ータが良品のデータ値の範囲内である時には，判別得点
を正とし，今回のデータが不良品のデータ値になる時に
は，判別得点を負とする。そして，ステップＳ１３で
は，今回のデータの判別得点が正であるか，負であるか
を判別し，判別得点が正の場合（ＮＯ）はステップＳ１
５へ進み，判別得点が負の場合（ＹＥＳ）にはステップ
Ｓ１４へ進む。このステップＳ１４では指定されたプロ
セスデータの項目が不良であるとして，判別結果をメモ
リ３５に記憶する。次のステップＳ１５では，全項目に
ついての判別分析が完了したかを判定し，全項目の判別
分析が完了した場合（ＹＥＳ）には，ステップＳ１７へ
進み，全項目の判別が完了していない場合（ＮＯ）に
は，ステップＳ１６で判別分析項目を更新して，ステッ
プＳ８へ戻り，以上のような信号処理を更新された項目
について繰り返す。

【０００９】上記ステップＳ１７でいずれかの項目で不
良となる場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１８へ進み，警
告及びメッセージを表示して品質判定処理を終了する。
また，ステップＳ１７でいずれの項目にも不良がない
（ＮＯ）場合には，ステップＳ１８を経由せず，ステッ
プＳ１７から直接に品質判定処理を終了する。以上のよ
うに本発明の一実施例では，射出成形機１０で成形品を
成形した際に得られる各成形品毎のプロセスデータおよ
び成形品特定用のラベル情報をプロセスコントローラ１
１からデータ収集用信号処理部２０へ伝達する。一方，
図３に示す知識ベースは，過去に成形品を成形した際に
得られる複数のデータに基づいて予め作成されている。
この知識ベースから図４に示す項目別に良品／不良品毎
のプロセスデータを配列し，良品／不良品のプロセスデ
ータと判別対象となる今回の成形品のプロセスデータを
推論部３４が多変量解析法により判別分析して，今回の
成形品の良品であるか，不良品であるかが自動的に高精
度，高速に判断される。プロセスコントローラ１１から
入力される説明関数としての成形品のプロセスデータ
と，品質データ入力装置１５から入力される目的関数と
しての上記製品ストック設備から取り出された成形品の
品質データとは，データ収集用信号処理部２０に入力さ
れるショットNo. ，成形月日，時分等のラベル情報で照
合されるために，製品ストック設備を使用した場合にで
も上記両関数のデータ配列が整合され，ある成形品のプ
ロセスデータと良品／不良品判別結果との整合性を確保
できる。また，データ収集用信号処理部２０に伝送され
た各データの配列，編集はデータ収集用信号処理部２０
により全て自動編集されるので，データ編集時の人為ミ
スをなくすことができ，解析結果の信頼性が向上する。
しかも，データ収集用信号処理部２０と信号処理部３０
とが個別に設けられているために，データ収集用信号処
理部２０のＣＰＵおよびＣＰＵ３３にかかる負荷が軽減
され，ワークステーションのような高能力のＣＰＵを使
用しなくても，パソコンのような低能力のＣＰＵが十分
に使用可能になり，ＣＰＵに要する設備費が低減され
る。

【００１０】なお，本発明は以上の一実施例に限定され
ず，種々変形可能である。上記実施例では製品ストック
設備から取り出される成形品の品質を作業員が成形品を
目視することにより判断して，その品質データを品質デ
ータ入力装置１５からキー入力しているが，製品ストッ
ク設備から取り出される成形品の品質を自動的に検査し
得る自動検査装置を使用して，その検査結果をデータ収
集用信号処理部２０へ伝送することもできる。また，成
形品の皮質データ検査位置は，上記製品ストック設備の
下流側に限らず，製品ストック設備の上流側に配置して
もよい。また，本発明によるデータ収集装置は上記一実
施例のように成形品の品質判定システム１に装備される
場合に限らず，他の多様な各種データを入力する場合に
も応用できる。更に，記憶手段としては，上記データベ
ース用ハードディスク４０に限らず，２ポートＲＡＭ又
はシリアル通信等の他の手段による信号伝送を利用する
こともできる。そして，信号処理部３０において実行さ
れる解析手法は，上記一実施例のように多変量解析法に
限らず，他の解析法を採用してもよい。

【００１１】

【発明の効果】本発明にかかる成形品の品質判定方法及
びその方法の実施に使用するデータ収集装置は，上記し
たように構成されているため，過去に成形品を成形した
際に得られるデータに基づいて知識ベースが予め作成さ
れ，知識ベースと良品／不良品の判別対象となる今回の
成形品のプロセスデータを判別分析して，今回の成形品
が良品であるか，不良品であるかを迅速に且つ精度良く
判別することができる。また，本発明によるデータ収集
装置では，説明関数としての成形品のプロセスデータ
と，目的関数としての品質データとが入力され，これら
両データはデータ収集装置の照合手段に入力されるショ
ットNo.，成形月日，時分等のラベル情報で照合される
ために，例えば製品ストック設備を使用した場合にでも
上記両関数のデータ配列が整合され，ある成形品のプロ
セスデータと良品／不良品判別結果との整合性を確保で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る成形品の品質を判定
する品質判定システム１の概略構成を示すブロック図で
ある。

【図２】 該品質判定システム１における品質判定法を
示すフローチャートである。

【図３】 知識ベースに記憶されるデータテーブルを示
す説明図である。

【図４】 項目「焼け」についての良品／不良品に係る
プロセスデータの配列を示す説明図である。

【符号の説明】

１…品質判別システム １０…射出成形機 １１…プロセスコントローラ（第１の入力手段に相当） １３…ストック設備制御装置（第２の入力手段に相当） １５…品質データ入力装置（第２の入力手段に相当） ２０…データ収集用信号処理部（照合手段に相当） ３０…多変量解析用信号処理部 ３３…ＣＰＵ ３４…推論部 ３６…知識ベース ４０…データデース用ハードディスク（データ記憶手段
に相当）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形機により成形された成形品の品質を
   判定する品質判定方法において，複数の過去の成形品の
   成形時における成形条件を示すプロセスデータ，上記成
   形品の品質判定結果を示す品質データ及び上記品質デー
   タの品質内容とその品質の要因となる上記プロセスデー
   タの成形内容との対応関係を示す知識ベースに基づい
   て，今回成形された成形品の品質を判定することとした
   成形品の品質判定方法。
2. 【請求項２】 成形機により成形された成形品の成形時
   における成形条件を示すプロセスデータと該成形品の品
   質判定結果を示す品質データとを収集するデータ収集装
   置であって，上記成形品の成形時における成形条件を示
   すプロセスデータを該成形品を特定するラベル情報と共
   に入力する第１の入力手段と，上記ラベル情報と共に該
   ラベル情報に対応する成形品の品質判定結果を示す品質
   データを入力する第２の入力手段と，上記ラベル情報に
   基づいて，上記第１の入力手段により入力されたプロセ
   スデータと上記第２の入力手段により入力された品質デ
   ータとを各成形品毎に照合して対応付ける照合手段と，
   上記照合手段より対応付けられた各データを各成形品毎
   に記憶するデータ記憶手段とを具備してなることを特徴
   とするデータ収集装置。