KR102249333B1

KR102249333B1 - 금형 감시 장치

Info

Publication number: KR102249333B1
Application number: KR1020170051149A
Authority: KR
Inventors: 마사히코 이이다; 다카오 다구치; 노리오 구가; 데루오 고모리야
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤; 에토 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2021-05-07
Also published as: JP2017193146A; KR20170121075A; CN107303718B; CN107303718A; JP6798794B2

Abstract

(과제) 수지 성형기에 있어서의 동작 이상 및 성형 이상의 유무를 높은 정밀도로 검출할 수 있는 금형 감시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(해결 수단) 이 금형 감시 장치는, 수지 성형기에 있어서의 금형의 형면을 컬러 화상으로서 촬상하는 감시 카메라와, 이 감시 카메라에 의해 취득되는 화상 데이터에 기초하여 상기 금형의 형면의 상태를 감시하는 감시 장치 본체를 구비하여 이루어지고, 상기 감시 장치 본체에는, 상기 금형의 형면의 기준 상태에 관련된 기준 화상 데이터가 미리 기록되어 있고, 상기 감시 장치 본체는, 상기 수지 성형기의 성형 사이클에 있어서 개방된 상태의 상기 금형의 형면에 대해서 취득되는 판정용 화상 데이터와, 상기 기준 화상 데이터를 대비하고, 상기 판정용 화상 데이터에 있어서의 특정의 색정보를 갖는 유색상의 상태가 상기 기준 화상 데이터를 기준으로 하여 설정된 허용 범위 내에 있는지의 여부를 판정하는 기능을 갖는 구성이 된다.

Description

금형 감시 장치{MOLD MONITORING APPARATUS}

본 발명은, 예를 들면 수지 성형기에 부착된 금형에 있어서의 형면을 감시하는 금형 감시 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수지 제품을 제조하기 위한 수지 성형기 예를 들면 사출 성형기에 있어서는, 형(型) 체결 동작, 사출 동작, 수지 재료의 냉각·고화, 형 개방 동작 및 성형품 돌출 동작으로 이루어지는 성형 사이클이 반복해서 행해진다.

그런데, 사출 성형기에 있어서는, 형 개방 동작을 행했을 때에, 성형품이 가동형의 형면의 성형 에어리어에 유지되지 않고, 예를 들면 고정형에 유지되거나, 가동형의 형면의 성형 에어리어로부터 탈락하여 다른 에어리어에 부착하거나 하는 동작 이상이 발생하는 경우가 있다. 혹은, 성형품 돌출 동작을 행했을 때에, 성형품이 가동형의 형면으로부터 이형하지 않고 상기 가동형의 형면에 유지된 채로 되는 동작 이상이 발생하는 경우가 있다.

이러한 동작 이상이 발생한 상태, 구체적으로는, 고정형 또는 가동형의 형면에 성형품이 잔류한 상태로, 사출 성형기의 형 체결 동작을 행하면, 잔류한 성형품에 의해 고정형의 형면 또는 가동형의 형면이 손상될 우려가 있다. 이러한 사태가 발생하면, 제조 라인을 장기간에 걸쳐 정지하지 않을 수 없게 되기 때문에, 동작 이상이 발생했을 때에는, 상기 사출 성형기의 운전을 정지하는 것이 필요하게 된다.

이러한 사정으로부터, 사출 성형기에 의해 수지 제품을 제조하는 공정에 있어서는, 예를 들면, 형 개방 완료 위치에 있어서의 가동형의 형면을 촬상할 수 있는 위치에 감시 카메라를 고정하고, 이 감시 카메라에 의해 취득되는 화상 데이터에 기초하여 가동형의 형면의 상태를 감시하는 것이 행해지고 있다.

이러한 금형 감시 장치로서는, 사출 성형기의 자동 운전 중에 있어서, 상기 사출 성형기의 형 개방 동작 완료 후에 있어서의 가동형의 형면을 감시 카메라에 의해 촬상하여 얻어지는 일차 감시 화상 데이터를, 일차 기준 화상 데이터와 비교하는 일차 감시 동작, 및 사출 성형기의 성형품 돌출 동작 완료 후에 있어서의 가동형의 형면을 감시 카메라에 의해 촬상하여 얻어진 이차 감시 화상 데이터를, 이차 기준 화상 데이터와 비교하는 이차 감시 동작을 행하는 것이 알려져 있다(특허 문헌 1 참조.). 여기에, 일차 기준 화상 데이터는, 성형 에어리어 내에 성형품이 유지된 상태의 가동형의 형면을 감시 카메라에 의해 촬상함으로써 미리 얻어진 것이며, 이차 기준 화상 데이터는, 성형 에어리어로부터 성형품이 이형된 상태의 가동형의 형면을 감시 카메라에 의해 촬상함으로써 미리 얻어진 것이다.

이러한 금형 감시 장치에 있어서, 일차 기준 화상 데이터, 이차 기준 화상 데이터, 일차 감시 화상 데이터 및 이차 감시 화상 데이터의 각각에는, 감시 카메라에 의해 취득되는 화상을 구성하는 복수의 화소의 각각에 대한 휘도 데이터가 포함되어 있다.

그리고, 일차 감시 동작에 있어서는, 일차 감시 화상 데이터 중 적어도 가동형의 형면의 성형 에어리어에 관련된 복수의 화소에 대한 휘도 데이터의 각각을, 이들에 대응하는 일차 기준 화상 데이터에 있어서의 복수의 화소에 대한 휘도 데이터의 각각을 비교하여, 양자의 차에 기초하여 정상 상태인지 혹은 이상 상태인지를 판정한다. 정상 상태일 때에는, 사출 성형기의 운전이 속행되어 성형품 돌출 동작이 행해지고, 이상 상태일 때에는, 사출 성형기의 운전이 정지된다.

한편, 이차 감시 동작에 있어서는, 이차 감시 화상 데이터 중 적어도 가동형의 형면의 성형 에어리어에 관련된 복수의 화소에 대한 휘도 데이터의 각각을, 이들에 대응하는 이차 기준 화상 데이터에 있어서의 복수의 화소에 대한 휘도 데이터의 각각을 비교하고, 양자의 차에 기초하여 정상 상태인지 혹은 이상 상태인지를 판정한다. 정상 상태일 때에는, 사출 성형기의 운전이 속행되어 형 체결 동작이 행해지고, 이상 상태일 때는, 사출 성형기의 운전이 정지된다.

일본국 특허공개 2002-67115호 공보

그러나, 상기의 금형 감시 장치에 있어서는, 감시 카메라에 의한 화상 데이터에 대한 휘도 데이터에 기초하여, 동작 이상 및 성형 이상의 유무를 검지하고 있기 때문에, 수지 성형품과 금형의 판별이 곤란하고, 동작 이상 및 성형 이상의 유무를 높은 정밀도로 감시할 수 없다. 이 때문에, 잘못된 판정에 의해 사출 성형기의 운전이 속행 또는 정지됨으로써, 사출 성형기의 고장이나 제조 효율의 저하의 원인이 될 우려가 있다. 또, 후공정에서의 불량품을 찾는 검품 작업의 노력이 커진다.

본 발명은, 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로서, 수지 성형기에 있어서의 동작 이상 및 성형 이상의 유무를 높은 정밀도로 검출할 수 있는 금형 감시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 금형 감시 장치는, 수지 성형기에 있어서의 금형의 형면을 컬러 화상으로서 촬상하는 감시 카메라와, 이 감시 카메라에 의해 취득되는 화상 데이터에 기초하여 상기 금형의 형면의 상태를 감시하는 감시 장치 본체를 구비하여 이루어지고,

상기 감시 장치 본체에는, 상기 금형의 형면의 기준 상태에 관련된 기준 화상 데이터가 미리 기록되어 있고,

상기 감시 장치 본체는, 상기 수지 성형기의 성형 사이클에 있어서 형 개방된 상태의 상기 금형의 형면에 대해 취득되는 판정용 화상 데이터와, 상기 기준 화상 데이터를 대비하여, 상기 판정용 화상 데이터에 있어서의 특정의 색정보를 갖는 유색상(像)의 상태가 상기 기준 화상 데이터를 기준으로서 설정된 허용 범위 내에 있는지의 여부를 판정하는 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 금형 감시 장치에 있어서는, 상기 감시 장치 본체는, 상기 수지 사출 성형기의 성형 사이클에 있어서의 형 개방 동작 완료 후의 상기 금형의 형면의 상태를 감시하는 일차 감시 동작을 실행하는 기능을 가지며,

성형 에어리어 내에 성형품이 유지된 상태의 상기 금형의 형면을 촬상함으로써 얻어진 컬러 화상에 있어서의, 상기 성형품을 나타내는 특정의 색정보를 갖는 유색상에 관련된 화상 데이터가, 일차 기준 화상 데이터로서 기록되어 있고,

상기 일차 감시 동작에 있어서는, 상기 수지 성형기의 형 개방 동작 완료 후에 있어서의 상기 가동형의 형면을 촬상함으로써 얻어진 컬러 화상에 있어서의, 상기 성형품을 나타내는 특정의 색정보를 갖는 유색상에 관련된 화상 데이터가 일차 판정용 화상 데이터로서 취득되고, 상기 일차 판정용 화상 데이터에 관련된 유색상의 형상과, 상기 일차 기준 화상 데이터에 관련된 유색상의 형상이 대비됨으로써, 상기 일차 판정용 화상 데이터 및 상기 일차 기준 화상 데이터의 동일성이 판정되는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 금형 감시 장치에 있어서는, 상기 감시 장치 본체는, 상기 수지 성형기의 성형 사이클에 있어서의 성형품 돌출 동작 완료 후의 상기 금형의 형면을 감시하는 이차 감시 동작을 실행하는 기능을 가지며,

성형 에어리어로부터 성형품이 이형된 상태의 상기 금형의 형면을 촬상함으로써 얻어진 컬러 화상에 있어서의, 상기 특정의 색정보를 갖는 유색상에 관련된 화상 데이터가, 이차 기준 화상 데이터로서 기록되어 있고,

상기 이차 감시 동작에 있어서는, 상기 수지 성형기의 성형품 돌출 동작 완료 후의 상기 금형의 형면을 촬상함으로써 얻어진 컬러 화상에 있어서의, 상기 특정의 색정보를 갖는 유색상에 관련된 화상 데이터가, 이차 기준 화상 데이터로서 취득되고, 상기 이차 판정용 화상 데이터의 유색상의 유무에 의해, 상기 판정용 화상 데이터 및 상기 이차 기준 화상 데이터의 동일성이 판정되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 금형 감시 장치에 있어서는, 상기 유색상은, 성형품의 색을 기준색으로 했을 때, 상기 기준색의 색정보에 기초하여 설정되는 허용색 범위 내에 포함되는 색정보를 갖는 화소에 의해 구성되는 것임이 바람직하다.

또한, 본 발명의 금형 감시 장치에 있어서는, 상기 허용색 범위는, RGB 색공간에 있어서 규정되는 상기 기준색의 좌표(R, G, B)와 흑색의 좌표(0, 0, 0)를 잇는 가상 직선 X와, 상기 흑색의 좌표(0, 0, 0)를 통과하는 임의의 가상 직선 Y가 이루는 각을 θ(°)로 할 때, 0.9900＜cosθ＜1.0000의 관계를 만족하도록 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명의 금형 감시 장치에 의하면, 감시 카메라에 의해 취득되는 화상 데이터에 있어서의 특정의 색정보를 갖는 유색상의 상태에 의해, 기준 화상 데이터와 판정용 화상 데이터의 동일성이 판정되므로, 판정 결과에 높은 정밀도가 얻어진다. 따라서, 수지 성형기에 있어서의 동작 이상 및 성형 이상의 유무를 확실히 검출할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 금형 감시 장치의 구성을 수지 성형기의 구성과 함께 나타내는 설명도이다.
도 2는, 본 발명의 금형 감시 장치에 있어서의 감시 장치 본체의 한 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 3은, RGB 색공간에 있어서 규정되는 기준색에 기초하여 설정되는 허용색 범위를 나타내는 설명도이다.
도 4는, (a)일차 기준 화상 데이터 및 (b)이차 기준 화상 데이터의 일례를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 5는, 본 발명의 금형 감시 장치에 있어서 실행되는 감시 동작의 동작 플로우도이다.
도 6은, 형 개방 동작 완료 후에 있어서의 가동형의 형면에 대한 화상 데이터의 일례를 나타내는 설명도로서, (a)는 일차 감시용 화상 데이터, (b)는 일차 판정용 화상 데이터이다.
도 7은, 형 개방 동작 완료 후에 있어서의 가동형의 형면에 대한 일차 판정용 화상 데이터의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 8은, 성형품 돌출 동작 완료 후에 있어서의 가동형의 형면에 대한 화상 데이터의 일례를 나타내는 설명도로서, (a)는 이차 감시용 화상 데이터, (b)는 이차 판정용 화상 데이터이다.
도 9는, 형 개방 동작 완료 후에 있어서의 가동형의 형면에 대한 이차 판정용 화상 데이터의 다른 예를 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 금형 감시 장치의 구성을 수지 성형기의 구성과 함께 나타내는 설명도이다. 도 2는, 본 발명의 금형 감시 장치에 있어서의 감시 장치 본체의 한 구성예를 나타내는 블럭도이다.

먼저, 수지 성형기의 구성에 대해 설명하면, 이 수지 성형기는, 서로 자웅의 관계에 있는 고정형(12) 및 가동형(13)에 의해 구성된 금형(11)과, 성형품 형성 재료인 수지 재료를 용융하여 사출하는 사출부(15)와, 금형(11)의 형 개방 및 형 체결을 행하는 금형 구동부(20)와, 사출부(15) 및 금형 구동부(20)의 동작을 제어하는 제어부(25)를 구비한 사출 성형기(10)에 의해 구성되어 있다.

사출 성형기(10)의 사출부(15)는, 사출 노즐(16a)을 선단(도 1에 있어서 좌단)에 갖는 원통 형상의 실린더(16)와, 실린더(16) 내에 배치된 스크류(도시 생략)를 구동하는 스크류 구동 기구(17)와, 실린더(16)의 후단 부분에 있어서의 외주면에 형성된 공급구(도시 생략)에 접속된 호퍼(18)를 구비하고 있다.

실린더(16)의 외주면에는, 히터(도시 생략)가 설치되어 있고, 호퍼(18)에 투입된 수지 재료가, 용융되면서 실린더(16) 내에 공급된다. 스크류는, 실린더(16)의 축방향을 따라서 전진 후퇴 가능하게 배치되어 있고, 스크류가 회전됨으로써, 용융 상태의 수지 재료가 실린더(16)의 후단으로부터 전단을 향해 혼련되면서 공급된다.

사출 성형기(10)의 금형 구동부(20)은, 고정형(12)이 고정되는 고정 플래튼(21)과, 고정 플래튼(21)에 대해서 진퇴 가능하게 배치된, 가동형(13)이 고정되는 가동 플래튼(22)과, 가동 플래튼(22)을 수평 방향으로 가이드하는 복수의 타이 바(23)와, 가동 플래튼(22)을 타이 바(23)에 따라 고정 플래튼(21)을 향해 전진시키는 형 체결 동작 및 가동 플래튼(22)을 고정 플래튼(21)에 대해서 후퇴시키는 형 개방 동작을 행하는, 형 체결 및 형 개방 기구(24)를 구비하고 있다.

금형 감시 장치(30)는, 금형(11)에 있어서의 가동형(13)의 형면을 촬상하는 감시 카메라(31)와, 감시 카메라(31)에 의해 취득되는 화상 데이터에 기초하여 가동형(13)의 형면의 상태를 감시하는 감시 장치 본체(40)를 구비하고 있다. 이 예에 있어서의 감시 장치 본체(40)는, 예를 들면 신호 입출력기(35)를 통해 사출 성형기(10)에 있어서의 제어부(25)에 접속되어 있고, 사출 성형기(10)의 운전을 제어 가능하게 구성되어 있다.

감시 카메라(31)로서는, 컬러 화상을 촬상하는 것이면 되고, 예를 들면 컬러 CCD 카메라 등을 이용할 수 있다.

감시 장치 본체(40)는, 중앙 제어부(41)와, 조작 표시부(42)와, 감시 카메라(31)로부터의 화상 신호가 입력되는 화상 신호 입력부(43)와, 화상 신호 입력부(43)로부터의 화상 데이터를 처리하는 화상 데이터 처리부(44)와, 화상 데이터 처리부(44)에 의해 처리된 화상 데이터를 기록하는 화상 데이터 기록부(45)와, 중앙 제어부(41)의 동작에 필요한 정보가 일차적으로 기록되는 RAM(46)과, 중앙 제어부(41)를 작동하기 위한 프로그램이 기록된 ROM(47)을 구비하고 있다.

조작 표시부(42)는, 예를 들면 터치 패널식의 조작 표시 패널에 의해 구성되어 있고, 금형 감시 장치(30)를 조작하기 위한 입력 조작을 받아들이는 각종의 조작 화면 및 설정 화면이나, 후술하는 기준 화상 데이터 및 판정용 화상 데이터 등의 각종의 화상 데이터가 표시된다.

화상 데이터 처리부(44)는, 감시 카메라(31)에 의해 취득되는 화상 데이터에 관련된 컬러 화상에 있어서, 성형품 내지는 성형품 형성용 수지 재료의 색을 기준색으로 하고, 상기 기준색의 색정보에 기초하여 설정되는 허용색 범위 내에 포함되는 색정보를 갖는 화소를 추출(특정)하고, 상기 특정의 색정보를 갖는 화소에 의해 구성된 화상 영역 내의 유색상의 화상 데이터를 산출하는 화상 처리를 행하는 기능을 갖는다.

구체적으로는 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이, RGB 색공간에 있어서 규정되는 기준색 α의 색정보 즉 RGB치(좌표)에 기초하여 허용색 범위(도 3에 있어서 사선을 부여한 영역)를 설정하고, 감시 카메라(31)에 의해 취득되는 상기 허용색 범위에 포함되는 색정보를 갖는 화소가 특정된다. 허용색 범위는, 실제의 성형품에 요구되는 조건, 감시되는 가동형(13)의 형면의 상태 및 그 외의 조건에 따라 임의로 설정할 수 있지만, 다음과 같이 하여 설정하는 것이 바람직하다.

즉, 기준색 α의 좌표(R, G, B)와 흑의 좌표(0, 0, 0)를 잇는 가상 직선 X에 수직인 평면에 있어서, 상기 평면 상에 위치되는 색 β의 좌표(R1, G1, B1)와 흑의 좌표(0, 0, 0)를 잇는 가상 직선 Y와, 가상 직선 X가 이루는 각을 θ로 했을 때, 기준색 α에 대한 허용색 범위는, 0.9900＜cosθ＜1.0000의 관계(0.000°＜θ＜8.100°)를 만족하도록 설정하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 특정의 색정보를 갖는 유색상의 화상 데이터를 명도의 여하에 관계없이 대비할 수 있고, 높은 정밀도를 얻을 수 있다. 단, 흑 부분은 제외로 한다.

여기에, 기준색 α의 색정보(RGB치)는, 예를 들면, 후술하는 성형 사이클에 있어서 형 개방 동작 후의 가동형(13)의 형면에 대한 감시 카메라(31)에 의해 취득되는 컬러 화상에 있어서, 성형품을 나타내는 화상 영역에 있어서 임의로 선택되는 적어도 하나의 화소의 색정보를 해석함으로써 취득할 수 있다. 또, 성형품을 나타내는 화상 영역에 있어서 임의로 선택되는 복수의 화소의 각각의 색정보를 해석하고, 각 화소의 색정보의 평균치를 기준색의 색정보로 해도 된다.

기준색 및 그 허용색 범위를 포함하는 색정보에 관한 데이터는, 화상 데이터 기록부(45)에 기록되어 있다.

또, 화상 데이터 기록부(45)에는, 일차 기준 화상 데이터 및 이차 기준 화상 데이터가 미리 기록되어 있다.

일차 기준 화상 데이터는, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 사출 성형기(10)의 형 개방 동작 완료 후에 있어서의 정상적인 상태의 가동형(13)의 형면, 구체적으로는, 성형 에어리어 내에 결손이나 변형 등이 없는 성형품이 유지된 상태의 가동형(13)의 형면에 대해 얻어진 컬러 화상에 대해서 상기의 화상 처리를 행함으로써 산출된 데이터이다. 따라서, 이 일차 기준 화상 데이터는, 금형 등의 배경 화상이 소거된 특정의 색정보를 갖는 유색상에 관련된 것으로서, 성형품의 형상을 나타내는 것이다. 또한, 도 4(a)에 있어서는, 편의상, 가동형(13)의 형면(13a)을 파선으로 나타내고 있다.

이차 기준 화상 데이터는, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 사출 성형기(10)의 성형품 돌출 동작 완료 후에 있어서의 정상적인 상태의 가동형(13)의 형면, 구체적으로는, 성형품이 이형된 상태의 가동형(13)의 형면에 대해 얻어진 컬러 화상에 대해서 상기의 화상 처리를 행함으로써 산출된 데이터이다. 따라서, 이차 기준 화상 데이터는, 특정의 색정보를 갖는 유색상을 갖지 않는 것이다. 또한, 도 4(b)에 있어서는, 편의상, 가동형(13)의 형면(13a) 및 성형 에어리어(MA)를 파선으로 나타내고 있다.

또, 일차 기준 화상 데이터 및 이차 기준 화상 데이터로서, 또한, 가동형(13)의 형면에 대해 취득되는 컬러 화상을 구성하는 복수의 화소의 각각에 대한 위치 데이터 및 복수의 화소의 각각에 대한 휘도 데이터가 포함된 것이 기록되어 있어도 된다. 또한, 휘도 데이터는, 형면의 화상에 있어서의 화소의 각각에 대해서, 그들의 휘도를, 최소를 0으로 하고 최대를 255로 하는 0~255의 정수에 의한 상대치로 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 감시 장치의 동작에 대해서, 자동운전 중의 사출 성형기(10)에 있어서의 금형(11)의 가동형(13)의 형면을 감시하여 사출 성형기(10)의 동작을 제어하는 경우를 예로 들어 설명한다.

사출 성형기(10)의 자동운전 중에 있어서는, 금형 감시 장치(30)의 감시 장치 본체(40)로부터 신호 입출력기(35)를 통해 형 체결 허가 지령 및 성형품 돌출 금지 지령이 출력되어 사출 성형기(10)의 제어부(25)에 입력되면, 상기 사출 성형기(10)의 성형 사이클이 개시된다.

구체적으로 설명하면, 사출 성형기(10)의 금형 구동부(20)에 있어서, 가동 플래튼(22)를 타이 바(23)를 따라 고정 플래튼(21)을 향해 전진시키는 형 체결 동작이 행해진다. 이로 인해, 가동 플래튼(22)에 고정된 가동형(13)의 형면이, 고정 플래튼(21)에 고정된 고정형(12)의 형면에 압접되고, 그 결과, 금형(11) 내에 성형 공간이 형성된다. 다음에, 사출 성형기(10)의 사출부(15)에 있어서, 실린더(16) 내에 있어서의 용융된 수지 재료를 사출 노즐(16a)로부터 금형(11)의 성형 공간 내에 사출하는 사출 동작이 행해짐으로써, 금형(11)의 성형 공간 내에 용융한 수지 재료가 충전된다. 그 후, 상기 금형(11) 내에 있어서 수지 재료가 냉각되어 고화됨으로써, 성형품을 얻을 수 있다. 다음에, 사출 성형기(10)의 금형 구동부(20)에 있어서, 가동 플래튼(22)을 타이 바(23)를 따라서 후퇴시키는 형 개방 동작이 행해짐으로써, 가동형(13)의 형면이 고정형(12)의 형면으로부터 이격된다.

그리고, 사출 성형기(10)의 형 개방 동작이 완료되면, 상기 사출 성형기(10)의 제어부(25)로부터 형 개방 제한 신호가 출력되어 신호 입출력기(35)를 통해 금형 감시 장치(30)의 감시 장치 본체(40)에 입력된다. 이로 인해, 금형 감시 장치(30)의 감시 장치 본체(40)로부터 형 체결 금지 지령이 출력되어 사출 성형기(10)의 제어부(25)에 입력됨으로써, 사출 성형기(10)의 형 개방 상태가 유지됨과 더불어, 상기 감시 장치 본체(40) 내에 있어서 타이머가 작동하고, 상기 금형 감시 장치(30)에 있어서, 형 개방 제한 신호가 입력되고 나서 타이머에 설정된 대기 시간이 경과한 후에, 일차 감시 동작이 실행된다. 여기서, 타이머에 설정되는 대기 시간은 예를 들면 0.1~0.4sec이다.

이 일차 감시 동작에 있어서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 먼저, 감시 카메라(31)에 의해 가동형(13)의 형면이 촬상됨으로써, 가동형(13)의 형면에 대한 일차 감시용 화상 데이터가 취득된다(step 1). 일차 감시용 화상 데이터의 일례를 도 6(a)에 나타낸다. 이 예에 있어서는, 가동형(13)의 형면(13a)에 있어서의 예를 들면 4개소의 성형 에어리어(MA)의 각각에 있어서, 성형품이 유지된 상태가 나타나 있다.

다음에, 감시 장치 본체(40)에 있어서의 화상 데이터 처리부(44)에 의해, 이 일차 감시용 화상 데이터의 화상 처리가 행해진다. 즉, 상기 일차 감시용 화상 데이터에 관련된 컬러 화상에 있어서의, 기준색(성형품의 색)의 색정보에 기초하여 설정된 허용색 범위 내에 포함되는 색정보를 갖는 화소가 추출(특정)된다(step2). 그리고, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 상기 특정의 색정보를 갖는 화소만에 의해 구성된 화상 영역 내의 유색상(C)이 일차 판정용 화상 데이터로서 산출된다(step3). 이 일차 판정용 화상 데이터는, 일차 기준 화상 데이터와 함께 감시 장치 본체(40)에 있어서의 조작 표시부(42)에 표시된다.

이와 같이 하여 취득된 일차 판정용 화상 데이터와, 일차 기준 화상 데이터가 대비되어, 일차 기준 화상 데이터와 일차 판정용 화상 데이터가 일치하는지의 여부를 판정하는 판정 처리가 행해진다(step4).

구체적으로는, 이 판정 처리에 있어서는, 일차 판정용 화상 데이터에 있어서의 유색상(C)의 형상과, 일차 기준 화상 데이터에 있어서의 유색상의 형상이 대비됨으로써, 양화상 데이터의 동일성이 판정된다. 상술한 바와 같이, 일차 기준 화상 데이터는, 성형품의 형상을 나타내는 유색상에 관련된 것이다. 따라서, 상기 유색상의 화상 영역을 성형품의 형상을 감시하기 위한 감시 영역으로 하여, 상기 감시 영역에 대응하는 일차 판정용 화상 데이터의 화상 영역 내의 유색상(C)의 상태를 해석함으로써, 얻어진 성형품의 일차 형상의 양부를 판정할 수 있다. 또, 일차 판정용 화상 데이터에 있어서, 감시 영역에 대응하는 화상 영역 이외의 영역에 있어서의 특정의 색정보를 갖는 화소의 유무를 해석함으로써, 가동형(13)의 형면(13a)의 상태를 판정할 수 있다.

그리고, 일차 판정용 화상 데이터에 관련된 유색상(C)의 상태가 일차 기준 화상 데이터를 기준으로 하여 설정된 허용 범위 내일 때는, 일차 판정용 화상 데이터가 일차 기준 화상 데이터와 일치한다고 판정된다. 이 경우에는, 얻어진 성형품이 우량품이며, 또, 가동형(13)의 형면(13a)에 있어서의 성형 에어리어에 성형품이 유지된 상태에 있기 때문에, 사출 성형기(10)의 동작이 정상이라고 간주되고, 상기 사출 성형기(10)의 운전이 속행된다.

한편, 일차 판정용 화상 데이터에 있어서의 유색상의 상태가 일차 기준 화상 데이터를 기준으로 하여 설정된 허용 범위 외일 때에는, 일차 판정용 화상 데이터가 일차 기준 화상 데이터와 상위하다고 판정되고, 동작 이상 및 성형 이상 중 어느 하나의 이상이 발생했다고 간주된다. 이 경우에는, 사출 성형기(10)의 운전이 정지된다(step5).

예를 들면, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 일차 판정용 화상 데이터에 있어서의 감시 영역에 대응하는 화상 영역의 일부의 화소가 특정의 색정보를 갖지 않는 경우에는, 가동형(13)의 형면(13a)에 있어서의 성형 에어리어(MA)로부터 적어도 일부의 성형품이 이형된 상태에 있고, 성형 이상 또는 동작 이상이 발생했다고 간주된다. 또, 예를 들면 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 일차 판정용 화상 데이터에 있어서의 감시 영역에 대응하는 화상 영역 이외의 영역에도 특정의 색정보를 갖는 화소가 존재하는 경우에 대해서도 마찬가지로, 동작 이상 및 성형 이상 중 어느 하나의 이상이 발생했다고 간주된다. 이러한 사례로서는, 예를 들면, 사출 성형기(10)의 형 개방 동작 완료 후 또는 성형품 돌출 동작 완료 후에 성형품이 가동형(13)의 성형 에어리어로부터 탈락하여 비성형 에어리어에 부착한 상태, 가동형(13)의 성형 에어리어로부터 위치가 어긋나 성형 에어리어 및 비성형 에어리어 에 걸쳐 부착한 상태, 혹은, 성형품 형성 재료가 비성형 에어리어에 부착한 상태에 있는 경우 등을 들 수 있다.

또한, 일차 기준 화상 데이터 및 일차 판정용 화상 데이터는, 감시 장치 본체(40)에 있어서의 조작 표시부(42)에 표시됨으로써, 유저가 조작 표시부(42)에 표시된 화상 데이터를 확인함으로써, 사출 성형기(10)의 운전이 정지된 이유가, 성형 이상인지 상기 사출 성형기(10)의 동작 이상인지를 식별하는 것도 가능하다.

이러한 일차 감시 동작에 의해, 사출 성형기(10)의 동작이 정상이라고 간주되어 상기 사출 성형기(10)의 운전이 속행될 때는, 감시 장치 본체(40)에 있어서의 중앙 제어부(41)로부터 성형품 돌출 요구 지령 신호가 출력된다(step5). 성형품 돌출 요구 지령 신호는, 신호 입출력기(35)를 통해 상기 사출 성형기(10)의 제어부(25)에 입력되고, 이로 인해, 사출 성형기(10)에 있어서, 예를 들면 돌출 핀을 가동형(13)의 형면으로부터 돌출시키는 성형품 돌출 동작이 행해진다.

사출 성형기(10)의 성형품 돌출 동작이 완료되면, 상기 사출 성형기(10)의 제어부(25)로부터의 성형품 돌출 완료 신호가 감시 장치 본체(40)의 중앙 제어부(41)에 입력됨과 더불어, 상기 감시 장치 본체(40) 내에 있어서 타이머가 작동한다(step6). 그리고, 성형품 돌출 완료 신호가 입력되고 나서 타이머에 설정된 대기 시간이 경과한 후에, 이차 감시 동작이 실행된다.

이 이차 감시 동작에 있어서는, 먼저, 감시 카메라(31)에 의해 가동형(13)의 형면이 촬상됨으로써, 가동형(13)의 형면에 대한 이차 감시용 화상 데이터가 취득된다(step7). 이차 감시용 화상 데이터의 일례를 도 8(a)에 나타낸다. 이 예에 있어서는, 가동형(13)의 형면(13a)에 있어서의 예를 들면 4개소의 성형 에어리어(MA)의 각각에 있어서, 성형품이 정상적으로 이형된 상태가 나타나 있다.

다음에, 감시 장치 본체(40)에 있어서의 화상 데이터 처리부(44)에 의해, 이 이차 감시용 화상 데이터의 화상 처리가 행해진다. 즉, 상기 이차 감시용 화상 데이터에 관련된 컬러 화상에 있어서의, 기준색(성형품의 색)의 색정보에 기초하여 설정된 허용색 범위 내에 포함되는 색정보를 갖는 화소가 특정(추출)되고(step8), 이차 판정용 화상 데이터가 산출된다(step9). 도 8(a)에 나타내는 이차 감시용 화상 데이터에 대응하는 이차 판정용 화상 데이터를 도 8(b)에 나타낸다. 이 이차 판정용 화상 데이터는, 성형품이 정상적으로 이형된 상태의 것이기 때문에, 유색상을 갖지 않는 것이다. 이 이차 판정용 화상 데이터는, 이차 기준 화상 데이터와 함께 감시 장치 본체(40)에 있어서의 조작 표시부(42)에 표시된다.

이와 같이 하여 취득된 이차 판정용 화상 데이터와, 이차 기준 화상 데이터가 비교되어, 이차 판정용 화상 데이터와 이차 기준 화상 데이터가 일치하는지의 여부를 판정하는 판정 처리가 행해진다(step10). 구체적으로는, 이차 판정용 화상 데이터에 있어서의 유색상의 유무에 의해서, 이차 판정용 화상 데이터 및 이차 기준 화상 데이터의 동일성이 판정된다.

이차 판정용 화상 데이터가, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 유색상을 갖지 않는 것일 때에는, 이차 판정용 화상 데이터가, 이차 기준 화상 데이터와 일치한다고 판정된다. 이 경우에는, 가동형(13)의 형면에 있어서의 성형 에어리어(MA)로부터 성형품이 이형된 상태에 있고, 사출 성형기(10)의 동작이 정상이라고 간주된다. 그리고, 상기 사출 성형기(10)의 운전이 속행되고, 예를 들면 다음의 성형 사이클이 개시된다(step11). 또한, 가동형(13)의 형면으로부터 성형품이 이형되었을 때에는, 이형된 성형품은 예를 들면 성형품 취출 장치 등에 의해 사출 성형기(10)로부터 취출된다.

한편, 이차 판정용 화상 데이터가 유색상을 갖는 것일 때에는, 이차 기준 화상 데이터와 상위하다고 판정되고, 사출 성형기(10)의 동작 이상이 발생했다고 간주된다. 이 경우에는, 최초의 성형품 돌출 동작이 실행되고 나서의 경과시간 t가 미리 설정된 시간 T를 넘었는지의 여부의 판정 처리(t＞T)가 행해진다. 그리고, 최초의 성형품 돌출 동작으로부터 미리 설정된 시간 T가 경과하지 않은 경우에는, 감시 장치 본체(40)의 중앙 제어부(41)로부터 재차 성형품 돌출 요구 지령 신호가 출력되고(step5), 사출 성형기(10)에 있어서 성형품 돌출 동작이 재실행된다. 사출 성형기(10)에 있어서 성형품 돌출 동작이 완료되면, 성형품 돌출 완료 신호의 입력을 계기로 하여(step6), 상기의 이차 감시 동작이 재실행된다(ste p7~step10). 이러한 사출 성형기(10)의 성형품 돌출 동작 및 금형 감시 장치(30)의 이차 감시 동작의 재실행은, 상기 이차 감시 동작에 의해 이차 판정용 화상 데이터가 이차 기준 화상 데이터와 일치한다고 판정되거나, 최초의 성형품 돌출 동작으로부터 미리 설정된 시간 T가 경과할 때까지 행해진다.

성형품 돌출 동작 및 이차 감시 동작의 재실행이, 최초의 성형품 돌출 동작으로부터 미리 설정된 시간 T가 경과할 때까지 반복되어도, 이차 감시 동작에 있어서 이차 판정용 화상 데이터가 이차 기준 화상 데이터와 상위하다고 판정되었을 때에는, 사출 성형기(10)의 동작 이상이 발생했다고 간주된다. 이 경우에는, 상기 사출 성형기(10)의 운전이 정지된다(step 12).

예를 들면, 도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 이차 판정용 화상 데이터에 있어서의 감시 영역에 대응하는 화상 영역의 일부에 특정의 색정보를 갖는 화소(유색상(C))가 존재하는 경우에는, 가동형(13)의 형면(13a)에 있어서의 성형 에어리어(MA)의 적어도 일부에 성형품이 유지된 상태에 있고, 동작 이상이 발생했다고 간주된다. 또, 예를 들면 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 이차 판정용 화상 데이터에 있어서의 감시 영역에 대응하는 화상 영역 이외의 영역에도 특정의 색정보를 갖는 화소(유색상(C))가 존재하는 경우에 대해서도 마찬가지로, 동작 이상이 발생했다고 간주된다. 이러한 사례로서는, 예를 들면, 사출 성형기(10)의 성형품 돌출 동작 완료 후에 성형품이 가동형(13)의 성형 에어리어(MA)로부터 탈락하여 비성형 에어리어에 부착한 상태, 혹은, 가동형(13)의 성형 에어리어(MA)로부터 위치가 어긋나 성형 에어리어(MA) 및 비성형 에어리어에 걸쳐 부착한 상태에 있는 경우 등을 들 수 있다.

또한, 이차 기준 화상 데이터 및 이차 판정용 화상 데이터는, 감시 장치 본체(40)에 있어서의 조작 표시부(42)에 표시됨으로써, 유저가 조작 표시부(42)에 표시된 화상 데이터를 확인함으로써, 사출 성형기(10)의 운전이 정지된 이유를 식별하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 본 발명의 금형 감시 장치에 있어서는, 금형(11)에 있어서의 가동형(13)의 형면의 기준 상태에 관련된 기준 화상 데이터 및 성형 사이클시에 취득되는 상기 가동형(13)의 형면의 상태를 나타내는 판정용 화상 데이터로서, 예를 들면 얻어지는 성형품의 색을 기준색으로 하고, 상기 기준색에 대해 설정된 허용색 범위 내의 색정보를 갖는 화소만에 의해 구성된 유색상의 화상 데이터가 이용된다. 즉, 감시 카메라(31)에 의해 취득되는 화상 데이터에 관련된 컬러 화상에 있어서, 금형(11) 등의 배경 화상이 소거된, 성형품을 나타내는 특정의 색정보를 갖는 유색상의 상태에 의해 기준 화상 데이터와 판정용 화상 데이터의 대비가 행해진다. 그리고, 일차 감시 동작에 있어서는, 일차 기준 화상 데이터와 일차 판정용 화상 데이터의 동일성을, 유색상의 형상에 의해 판정할 수 있다. 또, 이차 감시 동작에 있어서는, 이차 기준 화상 데이터와 이차 판정용 화상 데이터의 동일성을, 유색상의 유무에 의해 판정할 수 있다.

따라서, 본 발명의 금형 감시 장치에 의하면, 기준 화상 데이터와 판정용 화상 데이터의 일치 및 상위를 높은 정밀도로 식별할 수 있으므로, 사출 성형기(10)에 있어서의 동작 이상 및 성형 이상의 유무를 확실히 검출할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시의 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기의 실시의 형태로 한정되는 것이 아니라, 여러 가지의 변경을 더할 수 있다.

예를 들면, 기준색에 대한 허용색 범위를 설정할 때에 정의되는 색공간은, RGB 색공간으로 한정되지 않고, 다른 색공간이 이용되어도 된다.

또, 기준색의 색정보는, 감시 카메라에 의해 실제로 취득되는 화상 데이터에 있어서의 성형품을 나타내는 화상 영역을 해석함으로써 취득된 것일 필요는 없다.

또한, 일차 감시 동작 및 이차 감시 동작에 있어서는, 유색상의 상태에 의한 판정(컬러 판정)에 더하여, 휘도 데이터에 의한 판정이 행해져도 된다.

10: 사출 성형기 11: 금형
12: 고정형 13: 가동형
13a: 가동형의 형면 15: 사출부
16a: 사출 노즐 16: 실린더
17: 스크류 구동 기구 18: 호퍼
20: 금형 구동부 21: 고정 플래튼
22: 가동 플래튼 23: 타이 바
24: 형 체결 및 형 개방 기구 25: 제어부
30: 금형 감시 장치 31: 감시 카메라
35: 신호 입출력기 40: 감시 장치 본체
41: 중앙 제어부 42: 조작 표시부
43: 화상 신호 입력부 44: 화상 데이터 처리부
45: 화상 데이터 기록부 46: RAM
47: ROM C: 유색상
MA: 성형 에어리어

Claims

수지 성형기에 있어서의 금형의 형면을 컬러 화상으로서 촬상하는 감시 카메라와, 이 감시 카메라에 의해 취득되는 화상 데이터에 기초하여 상기 금형의 형면의 상태를 감시하는 감시 장치 본체를 구비하여 이루어지고,
상기 감시 장치 본체에는, 상기 금형의 형면의 기준 상태에 관련된 기준 화상 데이터가 미리 기록되어 있고,
상기 감시 장치 본체는, 상기 수지 성형기의 성형 사이클에 있어서 형(型) 개방된 상태의 상기 금형의 형면에 대해서 취득되는 판정용 화상 데이터와, 상기 기준 화상 데이터를 대비하고, 상기 판정용 화상 데이터에 있어서의 특정의 색정보를 갖는 유색상(像)의 상태가 상기 기준 화상 데이터를 기준으로 하여 설정된 허용 범위 내에 있는지의 여부를 판정하는 기능을 갖고,
상기 감시 장치 본체는, 상기 수지 성형기의 성형 사이클에 있어서의 형 개방 동작 완료 후의 상기 금형의 형면의 상태를 감시하는 일차 감시 동작을 실행하는 기능을 가지며,
성형 에어리어 내에 성형품이 유지된 상태의 상기 금형의 형면을 촬상함으로써 얻어진 컬러 화상에 있어서의, 상기 성형품을 나타내는 특정의 색정보를 갖는 유색상에 관련된 화상 데이터가, 일차 기준 화상 데이터로서 기록되어 있고,
상기 일차 감시 동작에 있어서는, 상기 수지 성형기의 형 개방 동작 완료 후에 있어서의 가동형의 형면을 촬상함으로써 얻어진 컬러 화상에 있어서의, 상기 성형품을 나타내는 특정의 색정보를 갖는 유색상에 관련된 화상 데이터가 일차 판정용 화상 데이터로서 취득되고, 상기 일차 판정용 화상 데이터에 관련된 유색상의 형상과, 상기 일차 기준 화상 데이터에 관련된 유색상의 형상이 대비됨으로써, 상기 일차 판정용 화상 데이터 및 상기 일차 기준 화상 데이터의 동일성이 판정되고,
상기 유색상은, 성형품의 색을 기준색으로 했을 때, 상기 기준색의 색정보에 기초하여 설정되는 허용색 범위 내에 포함되는 색정보를 갖는 화소에 의해 구성되며,
상기 허용색 범위는, RGB 색공간에 있어서 규정되는 상기 기준색의 좌표(R, G, B)와 흑색의 좌표(0, 0, 0)를 잇는 가상 직선 X와, 상기 흑색의 좌표(0, 0, 0)를 통과하는 임의의 가상 직선 Y가 이루는 각을 θ(°)로 할 때, 0.9900＜cosθ＜1.0000의 관계를 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 금형 감시 장치.
수지 성형기에 있어서의 금형의 형면을 컬러 화상으로서 촬상하는 감시 카메라와, 이 감시 카메라에 의해 취득되는 화상 데이터에 기초하여 상기 금형의 형면의 상태를 감시하는 감시 장치 본체를 구비하여 이루어지고,
상기 감시 장치 본체에는, 상기 금형의 형면의 기준 상태에 관련된 기준 화상 데이터가 미리 기록되어 있고,
상기 감시 장치 본체는, 상기 수지 성형기의 성형 사이클에 있어서 형(型) 개방된 상태의 상기 금형의 형면에 대해서 취득되는 판정용 화상 데이터와, 상기 기준 화상 데이터를 대비하고, 상기 판정용 화상 데이터에 있어서의 특정의 색정보를 갖는 유색상(像)의 상태가 상기 기준 화상 데이터를 기준으로 하여 설정된 허용 범위 내에 있는지의 여부를 판정하는 기능을 갖고,
상기 감시 장치 본체는, 상기 수지 성형기의 성형 사이클에 있어서의 성형품 돌출 동작 완료 후의 상기 금형의 형면을 감시하는 이차 감시 동작을 실행하는 기능을 가지며,
성형 에어리어로부터 성형품이 이형된 상태의 상기 금형의 형면을 촬상함으로써 얻어진 컬러 화상에 있어서의, 상기 특정의 색정보를 갖는 유색상에 관련된 화상 데이터가, 이차 기준 화상 데이터로서 기록되어 있고,
상기 이차 감시 동작에 있어서는, 상기 수지 성형기의 성형품 돌출 동작 완료 후의 상기 금형의 형면을 촬상함으로써 얻어진 컬러 화상에 있어서의, 상기 특정의 색정보를 갖는 유색상에 관련된 화상 데이터가, 이차 판정용 화상 데이터로서 취득되고, 상기 이차 판정용 화상 데이터의 유색상의 유무에 의해, 상기 판정용 화상 데이터 및 상기 이차 기준 화상 데이터의 동일성이 판정되고,
상기 유색상은, 성형품의 색을 기준색으로 했을 때, 상기 기준색의 색정보에 기초하여 설정되는 허용색 범위 내에 포함되는 색정보를 갖는 화소에 의해 구성되며,
상기 허용색 범위는, RGB 색공간에 있어서 규정되는 상기 기준색의 좌표(R, G, B)와 흑색의 좌표(0, 0, 0)를 잇는 가상 직선 X와, 상기 흑색의 좌표(0, 0, 0)를 통과하는 임의의 가상 직선 Y가 이루는 각을 θ(°)로 할 때, 0.9900＜cosθ＜1.0000의 관계를 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 금형 감시 장치.
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