TWM617477U - 一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統，包含機台控制裝置、數據採集裝置與機聯網裝置，本創作的加工性能狀態的補正系統收集加工參數等資料，再利用科學理論數值計算與大數據歸納的方式，協助進行產品線上檢測、產品良率生產管理、批次式生產設備的加工性能狀態補正等。

Description

一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統

本創作係一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統，尤指一種具有標定、設定、優化批式生產設備的參數之一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統。

成型模具組裝在批次式生產設備上，之後可以進行批次式連續加工生產，進行生產前需要對批次式加工生產設備輸入生產加工條件，批次式加工設備的控制系統就會依照所輸入的成型加工條件去啟動設備的動力系統和驅動系統來達到所設定的加工條件。由於每台批次式成型加工設備的設備規格不同且所搭配的驅動系統也不盡相同，所以對於批次式成型設備的動力驅動的表現結果也不同。當批次式加工生產設備依照所設定的成型加工參數進行設備系統驅動以完成批次週期性加工生產，最終生產產品的實際加工條件是批次式加工生產設備所驅動響應表現出來的成型加工條件狀態，而此響應的成型加工條件與所設定的成型加工條件相互間會存在一定的差 異性。

批次式加工生產設備所設定的生產加工條件中，較重要的加工條件參數包含塑化料管的加工溫度設定、塑化螺桿轉速與背壓設定條件、單段或多段注塑速度、多段速度切換位置、注塑壓力、單段或多段保壓壓力、單段或多段保壓時間等。成型模具在批次式生產設備上進行連續性生產，設備動力驅動系統是由所設定的加工條件參數來啟動與控制，以使生產設備執行及達到所設定的加工參數。所以成型模具的批次式加工生產時，對於批次式生產設備上需要關注的除了控制器上輸入的成型條件參數(或稱“成型加工參數設定狀態”)外，更重要的是批次式生產設備的實際對應響應成型加工條件參數(或稱“成型加工參數響應狀態”)。

以相同成型設定條件在不同批次式生產設備上進行加工生產，所生產的產品品質也會不相同。生產產品的品質是由生產設備的實際驅動響應加工條件所生產決定。而且當使用批次式生產設備進行整批產品加工生產時，雖然加工生產所設定的成型加工條件沒有改變，但是實際上批次式生產設備在每模次的生產實際響應條件狀態還是會因為生產環境影響因子的變動而發生模次與模次間的的差異性，這現象一般可用來評判批次式生產設備在成型加工上的穩定性。當成型設定條件 沒有變動下，進行連續性生產，批次式生產設備的每模次加工生產實際響應狀態上的差異性程度，將可以用來評判批次式加工設備的生產穩定性與產品品質的穩定性。

一般傳統加工現場針對批次生產設備的調機試模或生產製造所給定的成型加工條件，都是憑藉由有經驗的調機人員或是設備操作人員，依照經驗或是自我判斷來設定加工條件，然而因經驗多寡與個人認知因素的不同，所設定的成型加工條件可能無法及時生產品質優良的產品，或是需要花費許多時間來進行加工條件的調整。多數設備為沒有具備可以在極短時間內提供批次式生產設備初始的科學化試模與生產加工條件的功能，並且無法協助減少加工現場以試誤方法進行生產條件確認的時間花費。本創作系統為此類設備提供原廠設備功能以外的成型加工參數與設備響應參數的數據與線圖偵測、存取、統計、管理、與優化修改建議。

鑒於上述之創作背景中，為符合產業上特別之需 求，本新型提供一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統用以解決上述傳統技藝未能達成之標的。

進行批次式成型加工生產程序過程中，為了能有效控制與管理產品品質的一致性、穩定性，使每模次生產的產品都能符合要求的產品規格，最重要的工作是要能觀測或檢查每模次加工生產的實際成型加工狀態。利用一套批次式成型加工設備的成型加工參數與對應響應加工參數的量測與偵測紀錄系統，可將成型加工參數設定值與實際設備驅動成型加工的響應狀態數據進行偵測、量測、紀錄、擷取並儲存。因此針對批次式成型加工設備進行批次連續性加工生產時，加工過程中將可持續獲取每模次的成型加工條件設定數據與設備進行加工的響應加工參數數據與響應加工線圖數據(其中主要包含速度線圖、壓力線圖、位置線圖等)。

再利用這些紀錄的參數與數據，可進行相互比對以瞭解生產過程中成型加工設備在每模次成型加工過程中設備驅動的響應加工條件的差異性。也可以利用所記錄的每模次響應的成型加工參數數據或對應的加工條件線圖(例如速度線圖、壓力線圖、行程位置線圖等)來進行與標準加工參數數據或標準加工條件線圖做比對，一但比對下有明顯差異就可以利用數值計算方法推導修改成型加工條件設定參數，以補正響應加工參數或響應加 工條件線圖，最終可以使響應數據或響應加工條件線圖引導恢復與標準加工參數與標準加工條件線圖約略相同的水準。

本創作利用一批次式成型加工設備加工性能狀態補正系統，加工性能狀態補正系統會讀取與儲存批次式成型加工設備在生產加工過程中的每模次成型加工參數設定數據與每模次對應的響應加工參數數據及響應線圖數據，加工性能狀態補正系統藉由所儲存的大數據統計分佈計算結果與數學運算結果，可以進行每模次成型加工響應數據或響應線圖與成型加工條件設定值之間的比對，並分析其差異性與參數之間的關聯性。另外可以藉由大數據分析與計算歸納出優化或標準化的對應響應加工參數數據或響應加工線圖，另外此標準化或優化的對應響應加工參數數據或響應加工線圖也可由成型產品品質來指定對應。例如在連續生產過程中，產品品質已符合要求，就可以將此產品所對應的成型響應加工參數數據或響應加工線圖資料設定為標準化成型條件，只要批次式加工設備在加工過程中驅動條件表現與標準化成型響應條件一致，那所生產的產品品質也會是符合要求且有一致性。當成型加工過程中某模次的響應成型加工數據或響應加工線圖與標準化成型條件不吻合或是有明顯差異時，可以啟動加工性能狀態補正系統計算出要使響應成型加工數據或響應加工線圖與標準化成型條件一致時，成型加工條件需要進行哪些參數的修正或調整。當 成型條件進行補正後，再度成型的響應加工數據與響應加工線圖就會和標準化成型加工條件吻合或一致。那所成型的產品品質也會是符合要求的。

本創作之一目的，在批次式成型加工或是射出成型加工生產程序中，當模具製作完成後被組裝到批次生產設備上(例如射出機台上)進行批次式連續加工生產時。首先須對批次生產設備進行成型加工條件的參數設定，成型加工條件參數主要包含成型加工設備的料管溫度條件設定、模具溫度條件設定、充填階段的多段射速條件與射速切換位置的參數設定、保壓階段的保壓壓力值與保壓時間等參數的設定等。批次式生產設備的控制器或控制面板將依照所設定的加工條件輸入數值，進行驅動設備成型動作來進行加工生產。

批次式成型加工設備對應於成型加工條件設定值的實際加工條件響應值的確認偵測與紀錄：批次式成型加工設備依照所設定的成型加工條件參數進行設備驅動，則會產生實際的設備響應加工條件。例如充填階段的射出速度條件實際的響應狀況或是保壓階段保壓壓力的實際響應狀況等，也就是在成型加工過程中實際設備驅動的速度與壓力隨時間歷程的實際變化狀態，實際採集的數據就可以顯示成成型加工設備實際響應的速度曲線線圖與壓力曲線線圖。

因為每台批次式成型加工設備的規格或是驅動系統不同，而且設備的使用年限新舊與設備磨損與損耗程度不同，以及實際加工生產環境條件的變化與改變等，都將造成批次式成型加工設備的驅動響應表現也不盡相同。當給定批次式加工設備成型加工條件參數設定值後，啟動設備進行批次式或連續週期性成型加工，將每模次成型加工的設備響應數據與響應的速度、壓力、位置等對應參數數據或響應線圖進行偵測、量測、採集及紀錄。

在批次式成型加工設備進行批次式連續成型加工生產，可以利用設備成型加工性能狀態量測並記錄進行全模次(成型加工全過程)或是特定模次(成型加工中特定時間模次採集數據)的成型加工響應數據及響應線圖偵測、量測、採集及紀錄。這些量測數據或成型加工響應線圖資訊，可以在生產加工過程中或是生產加工結束後，以統計學或數值計算方式進行快速運算與數值比對。也可以在生產加工過程中或生產加工後，利用對比或計算統計結果來進行產品品質管理或生產加工製程參數的管理與調整。

利用這些紀錄的加工生產條件響應參數與響應數據，可進行相互比對以瞭解生產過程中成型加工設備在每模次 成型加工過程中，設備驅動的響應加工條件的差異性。也可以利用所記錄的每模次響應的成型加工參數數據或對應的加工條件線圖(例如速度線圖、壓力線圖、行程位置線圖等)來進行與標準加工參數數據或標準加工條件線圖做比對，一但比對下有明顯差異就可以利用數值計算方法(包含微分計算、離散數學計算、外差與內差求值計算等)推導修改成型加工條件設定參數，以補正響應加工參數或響應加工條件線圖，最終可以使響應數據或響應加工條件線圖引導恢復與標準加工參數與標準加工條件線圖約略相同的水準。

標準化或優化的對應響應加工參數數據或響應加工線圖也可由成型產品品質來指定對應。例如在連續生產過程中，產品品質已符合要求，就可以將此產品所對應的成型響應加工參數數據或響應加工線圖資料設定為標準化成型條件。當連續加工生產過程中採集的響應加工參數數據或響應的加工線圖數據與標準化數據有明顯差異時，可藉由大數據分析與數值計算方法(包含微分計算、離散數學計算、外差與內差求值計算等)推導計算歸納出應該補正或修改的成型加工條件設定參數，以進行線上成型加工條件的補正與調整，只要批次式加工設備在加工過程中驅動條件表現與標準化成型響應條件一致，則所生產的產品品質也可以符合要求且達成產品品質的一致性。

本新型是為快速換模、快速調機、移模調機快速生產的機台響應結果數據，在機聯網裝置內，藉由數據統計與計算來歸納出成型加工參數設定建議數據的參考依據，請參閱第2圖所示，加工性能狀態的補正數據比對流程圖的關係。

本創作之另一目的，提供一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統，係包括：至少一機台控制裝置、至少一數據採集裝置、至少一機聯網裝置，與至少一外部電子裝置，用以接收及傳送至少一批式生產設備之運作資料，與控制此批式生產設備之運作；其中該機台控制裝置以網路連結方式接收從該機聯網裝置之傳送資料，然後控制上述之批式生產設備運作；其中該數據採集裝置以網路連結方式接收從上述之批式生產設備之資料，然後傳送給該機聯網裝置；其中該機聯網裝置將接收之資料以網路連結方式傳送至該外部電子裝置，藉由該外部電子裝置提供管理者監控。

根據上述本創作之另一樣態，其中該數據採集裝置係為包含至少一下列元件，一料管噴嘴壓力感測器、一模具壓力感測器、一螺桿行程光學尺、一數據擷取器、一機台響應畫面擷取器。

根據上述本創作之另一樣態，其中該機聯網裝置包含之一數據紀錄器與一數據處理器，進行紀錄條件與響應狀況。

根據上述本創作之另一樣態，其中藉由該機聯網裝置之該數據紀錄器與該數據處理器，可以進行一加工性能狀態的補正程序，該加工性能狀態的補正程序更包含下列程序：進行一成型加工條件設定值參數的輸入程序，接著進行一進行一加工生產程序，接著進行一進行一成型加工條件響應數據與加工響應線圖數據比對程序，接著進行一補正或修改的成型加工條件設定參數程序。

根據上述本創作之另一樣態，其中該成型加工條件設定值參數的輸入程序，更包含下列程序：進行一批式生產設備輸入程序，該批式生產設備輸入程序係為輸入成型加工條件參數；與進行一應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統輸入程序，該應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統輸入程序係為輸入成型加工條件參數。

根據上述本創作之另一樣態，其中該加工生產程序，更包含下列程序：進行一批式生產設備的生產程序，該批式生產設備的生產程序係為射出機生產加工；與進行一應用於 批式生產設備的加工性能狀態的補正系統對應響應的成型加工參數與線圖輸入程序，係為射出機生產加工產生之對應響應的成型加工參數與線圖輸入；進行一產品品質檢查程序，該產品品質檢查程序係為區分產品品質符合與不符合；與進行一符合產品品質需求的產品之對應產品的成型響應加工參數與響應線圖輸入程序，符合產品品質需求的產品之對應產品的成型響應加工參數與響應線圖輸入該應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統紀錄。

據上述本創作之另一樣態，其中該成型加工條件響應數據與加工響應線圖數據比對程序，更包含下列程序：進行一標準化對應響應加工參數或響應加工線圖程序，接著進行一比對成型加工條件響應數據與加工響應線圖數據與標準化數據與線圖數據程序，接著進行一統計計算與數值微分計算及內外差數值求適計算程序，接著進行一計算結果輸出程序。

100:應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統

110:外部電子裝置

120:機聯網裝置

130:機台控制裝置

140:數據採集裝置

150:批式生產設備

200:加工性能狀態的補正程序

210:成型加工條件設定值參數的輸入程序

220:加工生產程序

230:成型加工條件響應數據與加工響應線圖數據比對程序

240:比對補正或修改的成型加工條件設定參數程序

211:批式生產設備輸入程序

212:應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統輸入程序

221:批式生產設備的生產程序

222:應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統對應響應的成型加工參數與線圖輸入程序

223:產品品質檢查程序

224:符合產品品質需求的產品之對應產品的成型響應加工參數與響應線圖輸入程序

231:標準化對應響應加工參數或響應加工線圖程序

232:比對成型加工條件響應數據與加工響應線圖數據與標準化數據與線圖數據程序

233:統計計算與數值微分計算及內外差數值求適計算程序

234:計算結果輸出

〔第1圖〕本創作應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統之方塊示意圖。

〔第2圖〕本創作應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正數據比對流程示意圖。

〔第3圖〕本創作應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正程序示意圖。

〔第4圖〕本創作應用於批式生產設備的成型加工條件設定值參數的輸入程序示意圖。

〔第5圖〕本創作應用於批式生產設備的加工生產程序示意圖。

〔第6圖〕本創作應用於批式生產設備的成型加工條件響應數據與加工響應線圖數據比對程序示意圖。

本新型在此所探討的方向為一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統，為了能徹底地瞭解本新型，將在下列的描述中提出詳盡的結構及其元件與方法步驟。顯然地，本新型的施行並未限定於一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統之技藝者所熟習的特殊細節。另一方面， 眾所周知的結構及其元件並未描述於細節中，以避免造成本新型不必要之限制。此外，為提供更清楚之描述及使熟悉該項技藝者能理解本新型之創作內容，圖示內各部分並沒有依照其相對之尺寸而繪圖，某些尺寸與其他相關尺度之比例會被突顯而顯得誇張，且不相關之細節部分亦未完全繪出，以求圖示之簡潔。本新型的較佳實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本新型還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本新型範圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。

請參閱第1圖所示，本創作係為一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統100之實施例，此應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統100，係主要包括有：至少一外部電子裝置110、一機聯網裝置120、至少一機台控制裝置130、至少一數據採集裝置140，用以接收及傳送至少一批式生產設備150之運作資料，與控制此批式生產設備150之運作。上述之批式生產設備150係可以為一射出機。

如上述一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統100，其中機台控制裝置130以有線或無線方式接收從機聯網裝置120之傳送資料，然後控制批式生產設備150運作。

如上述一種應用於批式生產設備的加工性能狀態 的補正系統100，其中數據採集裝置140係為包含至少一下列元件，一料管噴嘴壓力感測器、一模具壓力感測器、一螺桿行程光學尺、一數據擷取器、一機台響應畫面擷取器，其中數據採集裝置140係為用以偵測批式生產設備150之運作資料，例如機台噸數、料管尺寸、射出行程、溫度、壓力等。

如上述一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統100，其中數據採集裝置140以有線或無線方式接收從批式生產設備150之資料，然後傳送給機聯網裝置120。如上述此應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統100，其中機聯網裝置120將接收之資料以有線或無線方式傳送至外部電子裝置110，藉由外部電子裝置110提供管理者監控。

請參閱第3圖所示，如上述應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統100，進行一加工性能狀態的補正程序200，藉由機聯網裝置120接收處理加工參數與成型響應加工狀態。如上述加工性能狀態的補正程序200更包含下列程序：首先進行一成型加工條件設定值參數的輸入程序210，接著進行一加工生產程序220，接著進行一成型加工條件響應數據與加工響應線圖數據比對程序230，接著進行一補正或修改的成型加工條件設定參數程序240。

請參閱第4圖所示，如上述成型加工條件設定值參 數的輸入程序210，更包含下列程序：進行一批式生產設備輸入程序211，該批式生產設備輸入程序211係為輸入成型加工條件參數，主要包含料管溫度條件設定、模具溫度條件設定、充填階段多段射速條件與射速切換位置的參數設定、保壓階段的保壓壓力值與保壓時間等參數的設定等。批次式生產設備的控制器或控制面板將依照所設定的加工條件輸入數值，進行驅動設備動作來進行生產加工；與進行一應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統輸入程序212，該應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統輸入程序212係為輸入成型加工條件參數，主要包含料管溫度條件設定、模具溫度條件設定、充填階段多段射速條件與射速切換位置的參數設定、保壓階段的保壓壓力值與保壓時間等參數的設定等。批次式生產設備的控制器或控制面板將依照所設定的加工條件輸入數值，進行驅動設備動作來進行生產加工。

請參閱第5圖所示，如上述加工生產程序220，更包含下列程序：進行一批式生產設備的生產程序221，該批式生產設備的生產程序221係為射出機生產加工；進行一應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統對應響應的成型加工參數與線圖輸入程序222，該應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統對應響應的成型加工參數與線圖輸出程序222係為射出機生產加工產生之對應響應的成型加工參數與線 圖輸入，並且係為藉由批次式成型加工設備的數據採集裝置140，輸入應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統100紀錄；該批式生產設備的生產程序221藉由射出機生產加工產出之每模次成型加工產品，進行一產品品質檢查程序223，該產品品質檢查程序223係為區分產品品質符合與不符合；符合產品品質需求的產品，進行一符合產品品質需求的產品之對應產品的成型響應加工參數與響應線圖輸入程序224，該符合產品品質需求的產品之對應產品的成型響應加工參數與響應線圖輸入應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統100紀錄。

請參閱第6圖所示，如上述成型加工條件響應數據與加工響應線圖數據比對程序230，更包含下列程序：進行一標準化對應響應加工參數或響應加工線圖程序231，該標準化對應響應加工參數或響應加工線圖程序231係為藉由應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統100處理符合產品品質需求的產品之對應產品的成型響應加工參數與響應線圖轉化成標準化對應響應加工參數或響應加工線圖；接著進行一比對成型加工條件響應數據與加工響應線圖數據與標準化數據與線圖數據程序232，接著進行一比對統計計算與數值微分計算及內外差數值求適計算程序233，接著進行一計算結果輸出程 序234。

100:應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統

110:外部電子裝置

120:機聯網裝置

130:機台控制裝置

140:數據採集裝置

150:批式生產設備

Claims (7)

1. 一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統，係包括：

   至少一機台控制裝置、至少一數據採集裝置、至少一機聯網裝置，與至少一外部電子裝置，用以接收及傳送至少一批式生產設備之運作資料，與控制此批式生產設備之運作；其中該機台控制裝置以網路連結方式接收從該機聯網裝置之傳送資料，然後控制上述之批式生產設備運作；其中該數據採集裝置以網路連結方式接收從上述之批式生產設備之資料，然後傳送給該機聯網裝置；其中該機聯網裝置將接收之資料以網路連結方式傳送至該外部電子裝置，藉由該外部電子裝置提供管理者監控。
2. 如請求項1所述之一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統，其中該數據採集裝置係為包含至少一下列元件，一料管噴嘴壓力感測器、一模具壓力感測器、一螺桿行程光學尺、一數據擷取器、一機台響應畫面擷取器。
3. 如請求項1所述之一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統，其中該機聯網裝置包含之一數據紀錄器與一數據處理器，進行紀錄條件與響應狀況。
4. 如請求項1所述之一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統，其中藉由該機聯網裝置之該數據紀錄器與該數據處理器，可以進行一加工性能狀態的補正程序，該加工 性能狀態的補正程序更包含下列程序：進行一成型加工條件設定值參數的輸入程序，接著進行一加工生產程序，接著進行一成型加工條件響應數據與加工響應線圖數據比對程序，接著進行一補正或修改的成型加工條件設定參數出程序。
5. 如請求項4所述之一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統，其中該成型加工條件設定值參數的輸入程序，更包含下列程序：

   進行一批式生產設備輸入程序，該批式生產設備輸入程序係為輸入成型加工條件參數；與

   進行一應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統輸入程序，該應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統輸入程序係為輸入成型加工條件參數。
6. 如請求項4所述之一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統，其中該加工生產程序，更包含下列程序：

   進行一批式生產設備的生產程序，該批式生產設備的生產程序係為射出機生產加工；

   進行一應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統對應響應的成型加工參數與線圖輸入程序係為射出機生產加工產生之對應響應的成型加工參數與線圖輸入；

   進行一產品品質檢查程序，該產品品質檢查程序係為區分產品品質符合與不符合；與

   進行一符合產品品質需求的產品之對應產品的成型響應 加工參數與響應線圖輸入程序，符合產品品質需求的產品之對應產品的成型響應加工參數與響應線圖輸入該應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統紀錄。
7. 如請求項4所述之一種應用於批式生產設備的加工性能狀態的補正系統，其中該成型加工條件響應數據與加工響應線圖數據比對程序，更包含下列程序：進行一標準化對應響應加工參數或響應加工線圖程序，接著進行一比對成型加工條件響應數據與加工響應線圖數據與標準化數據與線圖數據程序，接著進行一統計計算與數值微分計算及內外差數值求適計算程序，接著進行一計算結果輸出程序。

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