WO2023037676A1 - 射出成形機、制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

射出成形機、制御方法及びコンピュータプログラム Download PDF

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WO2023037676A1
WO2023037676A1 PCT/JP2022/022699 JP2022022699W WO2023037676A1 WO 2023037676 A1 WO2023037676 A1 WO 2023037676A1 JP 2022022699 W JP2022022699 W JP 2022022699W WO 2023037676 A1 WO2023037676 A1 WO 2023037676A1
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injection
nut
ball screw
screw shaft
screw
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PCT/JP2022/022699
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聡麻 三谷
将吾 小末
Original Assignee
株式会社日本製鋼所
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/32—Controlling equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/47—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
    • B29C45/50—Axially movable screw
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    • B29C2945/7618—Injection unit
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76822—Phase or stage of control
    • B29C2945/76846—Metering

Definitions

  • the present invention relates to injection molding machines, control methods, and computer programs.
  • the injection molding machine is equipped with an injection device that melts and injects the molding material and a mold clamping device.
  • the injection device includes a heating cylinder having a nozzle at its tip, and a screw arranged in the heating cylinder so as to be rotatable in the circumferential direction and the axial direction.
  • the screw is driven rotationally and axially by a drive mechanism.
  • the drive mechanism includes a ball screw that converts the rotational drive force of the injection servomotor into the drive force in the axial direction of the screw and transmits the force (for example, Patent Document 1).
  • An object of the present disclosure is to provide an injection molding machine, a control method, and a computer program that can prevent a decrease in lubricity and bias in heat-generating parts even under a short injection stroke molding condition, and extend the life of a ball screw. to do.
  • An injection molding machine comprises a driving device for driving a screw and a control device, the driving device having a rotatably provided ball screw shaft and a nut, the nut A ball screw is provided for driving the screw in the axial direction by advancing and retreating. sequentially move the screw position of
  • a control method comprises a ball screw shaft and a nut, and controls the operation of a driving device that drives a screw of an injection molding machine by forward and backward movement of the nut.
  • the screw position before injection and the screw position after injection in the molding process cycle are sequentially moved so that the movement range of the nut is dispersed.
  • a computer program according to an aspect of the present invention is a computer program for causing a computer to control the operation of a driving device that includes a ball screw shaft and a nut and drives a screw of an injection molding machine by advancing and retracting the nut. and causing the computer to sequentially move the screw position before injection and the screw position after injection in the molding process cycle so that the movement range of the nut is dispersed in the molding process cycle.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an injection molding machine according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of a driving device of the injection molding machine according to Embodiment 1;
  • 4 is a flowchart showing a processing procedure of a processor according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state before changing the forward/backward movement range in the control method according to the first embodiment;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state before changing the forward/backward movement range in the control method according to the first embodiment;
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state after changing the forward/backward movement range in the control method according to the first embodiment;
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state after changing the forward/backward movement range in the control method according to the first embodiment; 8 is a flowchart showing a processing procedure of a processor according to Embodiment 2;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration example of an injection molding machine according to Embodiment 3; 13 is a flow chart showing a processing procedure of a processor according to Embodiment 3; 9 is a flow chart showing details of processing for changing the forward/backward movement range; 9 is a flow chart showing details of processing for changing the forward/backward movement range;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of a status display screen according to Embodiment 3; FIG.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a control device according to Embodiment 4;
  • FIG. 14 is a flow chart showing a processing procedure of a processor according to the fourth embodiment;
  • FIG. 12 is a block diagram showing an adjustment learning model according to Embodiment 5;
  • FIG. 16 is a flow chart showing a processing procedure of a processor according to Embodiment 5;
  • FIG. FIG. 14 is a flow chart showing a processing procedure of a processor according to the sixth embodiment;
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an injection molding machine 1 according to Embodiment 1.
  • An injection molding machine 1 according to the first embodiment includes a mold clamping device 2 that clamps a mold 21 , an injection device 3 that melts and injects a molding material, and a control device 4 .
  • the mold clamping device 2 includes a fixed platen 22 fixed on the bed 20, a mold clamping housing 23 slidably provided on the bed 20, and a movable platen 24 that slides on the bed 20 as well.
  • the stationary platen 22 and the mold clamping housing 23 are connected by a plurality of tie bars 25, 25, . . .
  • the movable platen 24 is configured to be slidable between the fixed platen 22 and the mold clamping housing 23 .
  • a mold clamping mechanism 26 is provided between the mold clamping housing 23 and the movable platen 24 .
  • the mold clamping mechanism 26 is composed of, for example, a toggle mechanism.
  • the mold clamping mechanism 26 may be configured by a direct pressure type mold clamping mechanism, that is, a mold clamping cylinder.
  • a fixed mold 27 and a movable mold 28 are provided on the fixed platen 22 and the movable platen 24, respectively. When the mold clamping mechanism 26 is driven, the mold 21 is opened and closed.
  • the injection device 3 is provided on the base 30.
  • the injection device 3 includes a heating cylinder 31 having a nozzle 31a at its tip, and a screw 32 arranged in the heating cylinder 31 so as to be rotatable in the circumferential and axial directions.
  • a heater for melting the molding material is provided inside or on the outer periphery of the heating cylinder 31 .
  • the screw 32 is driven rotationally and axially by the driving device 5 .
  • a hopper 33 into which molding material is charged is provided near the rear end of the heating cylinder 31 .
  • the injection molding machine 1 also includes a nozzle touch device 34 for moving the injection device 3 in the front-rear direction (left-right direction in FIG. 1). When the nozzle touch device 34 is driven, the injection device 3 advances and the nozzle 31 a of the heating cylinder 31 touches the mold 21 .
  • the control device 4 is a computer that controls the operations of the mold clamping device 2 and the injection device 3, and includes a processor 41, a storage unit (storage) 42, an operation unit 43, etc. as a hardware configuration.
  • the control device 4 may be a server device connected to a network.
  • the control device 4 may be configured with a plurality of computers to perform distributed processing, may be realized by a plurality of virtual machines provided in one server, or may be realized using a cloud server. may have been
  • the processor 41 includes a CPU (Central Processing Unit), a multi-core CPU, a GPU (Graphics Processing Unit), a GPGPU (General-purpose computing on graphics processing units), a TPU (Tensor Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA ( Field-Programmable Gate Array), arithmetic circuits such as NPU (Neural Processing Unit), internal storage devices such as ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory), I/O terminals, etc.
  • the processor 41 implements the control method according to the first embodiment by executing a computer program (program product) 42a stored in a storage unit 42, which will be described later.
  • the storage unit 42 is a non-volatile memory such as a hard disk, EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), and flash memory.
  • the storage unit 42 stores a computer program 42a for causing a computer to execute a process of sequentially moving the screw 32 and the nut 51b within the advancing/retreating movement range.
  • the storage unit 42 also stores information indicating the movable range of the nut 51b.
  • the computer program 42a according to the first embodiment may be recorded on the recording medium 6 in a computer-readable manner.
  • the storage unit 42 stores a computer program 42a read from the recording medium 6 by the reading device.
  • a recording medium 6 is a semiconductor memory such as a flash memory.
  • the recording medium 6 may be an optical disc such as a CD (Compact Disc)-ROM, a DVD (Digital Versatile Disc)-ROM, or a BD (Blu-ray (registered trademark) Disc).
  • the recording medium 6 may be a magnetic disk such as a flexible disk or a hard disk, or a magneto-optical disk.
  • the computer program 42a according to the first embodiment may be downloaded from an external server connected to a communication network and stored in the storage unit 42. FIG.
  • the operation unit 43 is an input device such as a touch panel, soft keys, hard keys, keyboard, and mouse.
  • the injection molding machine 1 has set values that define molding conditions such as injection start time, mold resin temperature, nozzle temperature, cylinder temperature, hopper temperature, mold clamping force, injection speed, injection acceleration, injection peak pressure, injection stroke, etc. is set.
  • the injection molding machine 1 has information such as resin pressure at the tip of the cylinder, check ring seating state, holding pressure switching pressure, holding pressure switching speed, holding pressure switching position, holding pressure completion position, cushion position, metering back pressure, metering torque, and the like.
  • Set values are set to define molding conditions.
  • the injection molding machine 1 is provided with molding conditions such as a metering completion position, a screw 32 retreat speed, a cycle time, a mold closing time, an injection time, a holding pressure time, a holding pressure, a holding pressure speed, a metering time, and a mold opening time.
  • a defined setting value is set.
  • the injection molding machine 1 in which these set values are set operates according to the set values.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the driving device 5 of the injection molding machine 1 according to Embodiment 1.
  • the driving device 5 includes an injection servomotor 50 and a ball screw 51 for axially driving the screw 32 .
  • the injection servomotor 50 is provided with an encoder that detects a rotation angle and outputs a signal indicating the rotation angle to the control device 4 .
  • the control device 4 controls the rotation of the injection servomotor 50 based on the signal output from the encoder.
  • the output shaft of the injection servomotor 50 is provided with a small pulley 50a.
  • the ball screw 51 includes a ball screw shaft 51a and a nut 51b screwed onto the ball screw shaft 51a.
  • a base end of the ball screw shaft 51a is rotatably supported by a first plate 52 having a hole and a bearing seat via a bearing 52a.
  • a large pulley 50c is provided at the proximal end of the ball screw shaft 51a.
  • the small pulley 50a and the large pulley 50c are connected by a timing belt 50b, and the rotational force of the small pulley 50a is transmitted to the large pulley 50c to rotate the ball screw shaft 51a.
  • the direction toward the base end of the ball screw shaft 51a (right side in FIG. 1) is called the backward direction, and the opposite direction (left side in FIG.
  • the forward direction is called the forward direction.
  • the advancing direction and the retreating direction are collectively referred to as the advancing/retreating direction.
  • a load cell 53 is provided on the forward direction side surface of the nut 51 b , and the forward direction side surface of the load cell 53 is fixed to the second plate 54 .
  • a plurality of through holes are formed in the second plate 54, and guide shafts 55 are inserted through the through holes.
  • the second plate 54 is guided by the guide shaft 55 and moves in the advancing/retreating direction.
  • a third plate 56 is provided on the forward direction side of the first plate 52, and one end and the other end of the guide shaft 55 are supported by the first plate 52 and the third plate 56, respectively.
  • a hole and a bearing seat are provided in the second plate 54, and an output shaft 58 is supported in the hole via a bearing 54a.
  • a plasticizing pulley 57 is provided on the output shaft 58 .
  • the plasticizing pulley 57 is connected via a timing belt (not shown) to a pulley attached to a screw rotating motor (not shown).
  • the center of rotation of the output shaft 58 coincides with the center of rotation of the ball screw shaft 51a.
  • the output shaft 58 is formed with a recess into which the tip of the ball screw shaft 51a enters when the nut 51b is moved back and forth. Further, one end of the screw 32 is fixed to the output shaft 58 so that the center axis thereof coincides with the output shaft 58 .
  • a through hole through which the screw 32 is inserted is formed in the third plate 56 .
  • One end of the heating cylinder 31 is fixed to the third plate 56 so that the screw 32 inserted through the through hole of the third plate 56 can move in the heating cylinder 31 in the axial direction.
  • the outline of the molding process cycle is as follows, and the control device 4 performs processing to sequentially move the forward/backward movement range of the nut 51b in the repeated molding process cycle.
  • injection molding a well-known mold closing process, mold clamping process, injection unit advancing process, injection process, weighing process, injection unit retreating process, mold opening process and ejecting process are sequentially performed.
  • the molding material made of resin or low melting point metal is supplied to the rear of the heating cylinder 31 from the hopper 33 .
  • the molding material supplied to the rear of the heating cylinder 31 is melted and kneaded by heating by the heater and shearing action caused by rotating the screw 32 , and is sent to the tip region of the heating cylinder 31 .
  • the screw 32 gradually moves backward as plasticized molding material accumulates in the tip region of the screw 32 .
  • the screw 32 moves to the set weighing completion position, and a fixed amount of molding material is weighed.
  • the injection servomotor 50 is driven, and its rotational force is transmitted to the ball screw shaft 51a via the small pulley 50a, the timing belt 50b, and the large pulley 50c. 54 and screw 32 move forward.
  • the screw 32 By advancing the screw 32, the molding material accumulated in the tip region of the heating cylinder 31 is injected and filled into the mold 21 from the nozzle 31a. A certain amount of molding material is injected into the mold 21 by moving the screw 32 to the set holding pressure switching position.
  • FIG. 3 is a flow chart showing the processing procedure of the processor 41 according to the first embodiment.
  • the processor 41 receives selection of the transition mode or normal mode via the operation unit 43 (step S111).
  • the operator can select the transition mode or normal mode by manually operating the operation unit 43 .
  • the transition mode is a mode that uses the control method according to the first embodiment, and is a mode that sequentially moves the forward/backward movement range of the nut 51b.
  • the normal mode is a mode in which the control method according to the first embodiment is not used, and is a mode in which the nut 51b is moved back and forth according to the set molding conditions. That is, the normal mode is a mode that does not change the forward/backward movement range of the nut 51b.
  • the processor 41 sets molding conditions (step S112).
  • the molding conditions include a screw position before injection and a screw position after injection as set values particularly related to the first embodiment.
  • the screw position before injection is the screw position when injection is started or the screw position when the metering of the molding material is completed.
  • the screw position after injection is the screw position when injection is finished or the holding pressure switching position.
  • the processor 41 executes processing related to injection molding control based on the molding conditions (step S113).
  • the processor 41 controls the operations of the mold clamping device 2, the injection device 3, the nozzle touch device 34, the driving device 5, and the like, thereby performing a mold closing process, a mold clamping process, an injection unit advancing process, an injection process, a weighing process, an injection A unit retreat process, a mold opening process and an eject process are executed.
  • step S114 determines whether or not the transition mode is selected. If it is determined that the transition mode has not been selected (step S114: NO), the processor 41 returns the process to step S113, and starts the molding process cycle without changing the metering completion position and holding pressure switching position of the screw 32. Execute repeatedly. That is, the molding process cycle is repeated without changing the movement range of the screw 32 .
  • the processor 41 moves the forward/backward movement range of the nut 51b by a predetermined amount within the movable range (step S115), and returns the process to step S113.
  • the forward/backward movement range is, for example, the range from the position of the nut 51b corresponding to the metering completion position to the position of the nut 51b corresponding to the holding pressure switching position.
  • the processor 41 moves the screw position before injection and the screw position after injection by a predetermined amount within the movable range based on the information indicating the movable range of the nut 51b stored in the storage unit 42. .
  • the processor 41 increases or decreases the metering completion position and the holding pressure switching position by a predetermined amount.
  • FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams showing the state before the forward/backward movement range is changed in the control method according to the first embodiment.
  • FIG. 4A shows the driving device 5 in the holding pressure switching position
  • FIG. 4B shows the driving device 5 in the metering completion position.
  • the molding resin is weighed and melt-kneaded while the nut 51b and the screw 32 move from the position shown in FIG. 4A to the position shown in FIG. 4B.
  • the plasticized molding resin is injected into the mold 21 by moving the nut 51b and the screw 32 from the position shown in FIG. 4B to the position shown in FIG. 4A.
  • the nut 51b moves back and forth along a part of the ball screw shaft 51a, and depending on the molding conditions, there is an unused area as shown in FIG. 4B.
  • FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams showing the state after the forward/backward movement range is changed in the control method according to the first embodiment.
  • FIG. 5A shows the driving device 5 in the holding pressure switching position
  • FIG. 5B shows the driving device 5 in the metering completion position.
  • FIGS. 4A and 4B by moving nut 51b and screw 32, metering and injection of the molding material are performed.
  • the range of forward and backward movement of the nut 51b is moved in the backward direction, and metering and injection are performed using the unused area in FIGS. 4A and 4B.
  • Both the weighing completion position and the holding pressure switching position have moved in the same direction by a predetermined amount, and since there is no change in the moving distance from the weighing completion position to the holding pressure switching position, the weight of the molding material injected into the mold 21 is are basically the same.
  • the processes of steps S113 to S115 are repeatedly executed, and the forward/backward movement ranges of the nut 51b and the screw 32 are moved by a predetermined amount.
  • the processor 41 preferably moves the forward/backward movement range by reciprocating the forward/backward movement range within the movable range of the nut 51b.
  • the processor 41 moves the weighing completion position and the holding pressure switching position backward by a predetermined amount, and when the weighing completion position reaches the limit of the movable range of the nut 51b (end of the backward direction), the processor 41 completes weighing.
  • the direction of movement of the position and pressure holding switching position is changed, and the position is moved forward by a predetermined amount.
  • the processor 41 moves the weighing completion position and the holding pressure switching position in the forward direction by a predetermined amount.
  • Reference numeral 41 changes the moving direction of the metering completion position and the holding pressure switching position, and moves them in the backward direction by a predetermined amount. Thereafter, by moving the metering completion position and the holding pressure switching position by a predetermined amount by the method described above, the forward/backward movement range can be reciprocated.
  • the nut 51b moves back and forth within the movable range of the ball screw shaft 51a even under the molding condition of short injection stroke. Therefore, it is possible to prevent a decrease in lubricity and bias in the heat-generating portion, and extend the life of the ball screw 51 .
  • the metering completion position and the holding pressure switching position are moved by the same amount.
  • the metering completion position and the holding pressure switching position may be moved by different amounts.
  • the injection molding machine 1 according to the second embodiment differs from the first embodiment in that the nut 51b moves in a random range of movement. Since other configurations of the injection molding machine 1 are the same as those of the injection molding machine 1 according to the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 6 is a flow chart showing the processing procedure of the processor 41 according to the second embodiment.
  • the processor 41 receives mode selection (step S211), sets molding conditions (step S212), and executes processing related to injection molding control (step S213).
  • step S214: NO When determining that the transition mode has not been selected (step S214: NO), the processor 41 returns the process to step S213. If the transition mode is selected (step S214: YES), the processor 41 randomly determines and changes the forward/backward movement range of the nut 51b within the movable range (step S215), and returns the process to step S213. . In other words, based on the information indicating the movable range of the nut 51b stored in the storage unit 42, the processor 41 maintains the relative distance between the screw positions before and after injection within the movable range. Randomly change the position of the screw position before and after injection.
  • the processor 41 randomly changes the positions of the measurement completion position and the holding pressure switching position while maintaining the relative distance between the measurement completion position and the holding pressure switching position. Since the relative distance between the metering completion position and the holding pressure switching position is constant, the weight of the molding material injected into the mold 21 is basically the same.
  • the injection molding machine 1 As in the first embodiment, even under the molding condition of a short injection stroke, deterioration of lubricity and deviation of heat-generating portions are prevented, and the life of the ball screw 51 is extended. can be made
  • the injection molding machine 1 according to the third embodiment differs from the first embodiment in that the nut 51b is moved within the forward and backward movement range while avoiding the worn portion of the ball screw shaft 51a. Since other configurations of the injection molding machine 1 are the same as those of the injection molding machine 1 according to the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration example of the injection molding machine 1 according to the third embodiment.
  • An injection molding machine 1 according to Embodiment 3 includes a measurement unit 7 .
  • the measurement unit 7 is, for example, a vibration sensor or an acceleration sensor provided on the nut 51b, and outputs a detected acceleration signal to the control device 4.
  • the processor 41 of the control device 4 AD-converts the acceleration signal output from the measuring unit 7 into acceleration data and obtains the acceleration data.
  • the control device 4 can detect wear of the ball screw shaft 51a based on the acceleration data. For example, the processor 41 determines that the ball screw shaft 51a is worn when the average value of acceleration is equal to or greater than a predetermined value.
  • control device 4 AD-converts a signal output from the encoder of the injection servomotor 50 into rotation angle data to obtain the rotation angle data.
  • the control device 4 can specify the position of the nut 51b on the ball screw shaft 51a based on the rotation angle data.
  • the processor 41 can identify the worn portion based on the detection result of the wear of the ball screw shaft 51a and the position of the nut 51b.
  • the processor 41 may store the acceleration data detected at each part of the ball screw shaft 51a or the degree of wear based on the acceleration data in association with each other in the storage unit 42 .
  • control device 4 includes a display unit 40.
  • the display unit 40 is a liquid crystal panel, organic EL display, electronic paper, plasma display, or the like.
  • the display unit 40 displays various information according to the image data given from the processor 41 .
  • FIG. 8 is a flow chart showing the processing procedure of the processor 41 according to the third embodiment.
  • the processor 41 receives mode selection (step S311), sets molding conditions (step S312), and executes processing related to injection molding control (step S313).
  • the processor 41 measures the vibration of the nut 51b and the position of the nut 51b (step S314).
  • the processor 41 calculates the position and wear degree of the nut 51b on the ball screw shaft 51a (step S315).
  • the processor 41 determines whether or not the transition mode is selected (step S316). When determining that the transition mode has not been selected (step S316: NO), the processor 41 returns the process to step S313. If it is determined that the transition mode is selected (step S316: YES), the processor 41 determines and changes the forward/backward movement range while avoiding the worn portion of the ball screw shaft 51a (step S317).
  • the processor 41 may move the forward/backward movement range of the nut 51b by a predetermined amount in the same manner as in the first embodiment while avoiding the worn portion of the ball screw shaft 51a. You can change the range randomly.
  • FIG. 9 is a flow chart showing a first example of processing for changing the forward/backward movement range.
  • the processor 41 identifies the worn portion of the ball screw shaft based on the position of the nut 51b on the ball screw shaft 51a calculated in step S315 and the calculation result of the degree of wear (step S731).
  • the processor 41 identifies the movable range of the nut 51b excluding the worn portion based on the information indicating the movable range of the nut 51b stored in the storage unit 42 and the information indicating the identified worn portion (step S732).
  • the processor 41 moves the forward/backward movement range by a predetermined amount in the movable range identified in step S732 (step S733).
  • the processor 41 moves the pre-injection and post-injection screw positions by a predetermined amount within the movable range while maintaining the relative distance between the pre-injection and post-injection screw positions. It can also be said that the processor 41 increases or decreases the weighing completion position and the holding pressure switching position by a predetermined amount in the movable range.
  • FIG. 10 is a flow chart showing a second example of processing for changing the forward/backward movement range.
  • the processor 41 identifies the worn portion of the ball screw shaft based on the position of the nut 51b on the ball screw shaft 51a calculated in step S315 and the calculation result of the degree of wear (step S751).
  • the processor 41 identifies the movable range of the nut 51b excluding the worn portion based on the information indicating the movable range of the nut 51b stored in the storage unit 42 and the information indicating the identified worn portion (step S752).
  • the processor 41 randomly determines and changes the forward/backward movement range of the nut 51b within the movable range specified in step S752 (step S753).
  • the processor 41 randomly changes the screw positions before and after injection within the movable range of the nut 51b excluding the worn portion while maintaining the relative distance between the screw positions before and after injection. do.
  • the processor 41 randomly changes the positions of the measurement completion position and the holding pressure switching position in the movable range of the nut 51b except for the worn portion while maintaining the relative distance between the measurement completion position and the holding pressure switching position. can also be said.
  • step S318 the processor 41 displays the wear location of the ball screw shaft 51a and the state of the forward/backward movement of the nut 51b on the display unit 40 (step S318), and returns the process to step S313.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of the status display screen according to the third embodiment.
  • the processor 41 displays the state display image 8 on the display unit 40 in step S318.
  • the state display image 8 includes a movable range image 81 indicating the movable range of the nut 51b.
  • the movable range image 81 is, for example, a horizontally long rectangular image.
  • the movable range image 81 may be configured to display the wear state of the ball screw shaft 51a.
  • the movable range image 81 is displayed by displaying the portion where wear of the ball screw shaft 51a progresses in red and the portion where wear is not progressing in green.
  • the color coding is just an example, and the worn portions may be displayed according to the brightness of the image and the type of the pattern image.
  • the degree of progress of wear may be detected by the magnitude of vibration acceleration, or may be determined by the cumulative usage amount of movement of the nut 51b.
  • the processor 41 superimposes an image, for example, an arrow image 82 on the movable range image 81 to indicate the current movement range (stroke) of the nut 51b.
  • the arrow image 82 is superimposed and displayed at a position where the range of forward and backward movement of the nut 51b with respect to the ball screw shaft 51a and the range of the arrow image 82 with respect to the movable range image 81 correspond.
  • the processor 41 also superimposes a transition direction image 83 indicating the direction in which the forward/backward movement range is being moved on the movable range image 81 .
  • the transition direction image 83 is an image such as an arrow, for example, and is superimposed on the movable range image 81 so that the moving direction of the forward/backward moving range of the nut 51b and the direction of the arrow match.
  • the injection molding machine 1 since it is configured to sequentially move the forward/backward movement range of the nut 51b while avoiding the worn portion of the ball screw shaft 51a, it is possible to more effectively reduce lubrication deterioration and heat generation. can be prevented, and the life of the ball screw 51 can be extended.
  • the user can visually recognize the current state of the ball screw shaft 51a, the current forward/backward movement range of the nut 51b, and the movement direction of the forward/backward movement range.
  • the vibration sensor or the acceleration sensor is used to detect the worn portion of the ball screw shaft 51a. may be configured to detect wear of the vibration sensor or the acceleration sensor.
  • the technique of displaying the movable range image 81 according to the third embodiment can be applied to other embodiments.
  • the movable range image 81 may be configured not to display the worn state of the ball screw shaft 51a, and the arrow image 82 and the transition direction image 83 may be displayed in the same manner as described above.
  • the injection molding machine 1 according to the fourth embodiment differs from the first embodiment in that the molding conditions are corrected according to the degree of defect of the molded product when the nut 51b is moved in the forward/backward movement range. Since other configurations of the injection molding machine 1 are the same as those of the injection molding machine 1 according to the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of the control device 4 according to the fourth embodiment.
  • An injection molding machine 1 according to Embodiment 4 includes a measuring section 7 .
  • the measuring unit 7 is a thermometer, a pressure gauge, a speed measuring device, an acceleration measuring device, a position sensor, a timer, a weighing scale, and the like.
  • the information measured by the measuring unit 7 includes, for example, molded product information obtained from the molded product.
  • the molded product information includes, for example, a camera image obtained by imaging the molded product, the amount of deformation of the molded product obtained by a laser displacement sensor, and optical information such as chromaticity and brightness of the molded product obtained by an optical measuring instrument.
  • the measuring unit 7 may acquire information such as the temperature, vibration, and pressure of each unit from the injection device 3, the driving device 5, and other peripheral devices.
  • the storage unit 42 stores the defect degree determination learning model 44 and the adjustment learning model 45 .
  • the processor 41 reads out the failure degree determination learning model 44, the adjustment learning model 45, and the computer program 42a from the storage unit 42 and executes them.
  • the defect degree determination learning model 44 is a neural network that outputs the degree of defect of a molded product when physical quantity data, which is, for example, a measured value, is input.
  • the failure degree determination learning model 44 includes an input layer, a hidden layer, and an output layer.
  • the input layer has a plurality of nodes to which physical quantity data are input.
  • the hidden layer includes a plurality of hidden layers having a plurality of nodes, and the nodes of the hidden layer on the input side are connected to the nodes of the input layer.
  • the output layer has a node that outputs the degree of defect of the molded product. Each node in the output layer is connected to an intermediate layer node on the output side.
  • the defect determination learning model 44 is generated by machine learning using physical quantity data measured by the measuring unit 7 during injection molding, for example, and training data including the defect degree of the molded product obtained at this time. can be done.
  • the processor 41 performs machine learning on the failure determination learning model 44 by optimizing the weight coefficients of the failure determination learning model 44 by error backpropagation using training data, error gradient descent, or the like.
  • the adjustment learning model 45 is, for example, a neural network that outputs a correction amount of the set value when the set value of the molding condition and the degree of defect of the molded product are input.
  • the learning model for adjustment 45 includes an input layer, a hidden layer, and an output layer.
  • the input layer has a plurality of nodes to which set values and failure degrees are input.
  • the hidden layer includes a plurality of hidden layers having a plurality of nodes, and the nodes of the hidden layer on the input side are connected to the nodes of the input layer.
  • the output layer has a node that outputs the correction amount of the set value. Each node in the output layer is connected to an intermediate layer node on the output side.
  • the set values to be corrected are, for example, the VP switching position, the metering completion position, the injection speed, the holding pressure time, the holding pressure, the holding pressure speed, the holding pressure switching position, and the like.
  • the learning model 45 for adjustment can be generated by machine learning using training data including, for example, the set values of molding conditions and the degree of defect of the molded product obtained at this time.
  • the processor 41 performs machine learning on the adjustment learning model 45 by optimizing the weight coefficients of the adjustment learning model 45 by error backpropagation using training data, error gradient descent, or the like.
  • FIG. 13 is a flow chart showing the processing procedure of the processor 41 according to the fourth embodiment.
  • the processor 41 receives mode selection (step S411), sets molding conditions (step S412), and executes processing related to injection molding control (step S413). Then, the processor 41 measures the physical quantity and the like of the molded product by the measurement unit 7, and acquires physical quantity data indicating the state of the molded product (step S414). The processor 41 calculates the degree of defect of the molded product by inputting the obtained physical quantity data into the degree of defect determination learning model 44 (step S415).
  • the processor 41 determines whether or not the transition mode is selected (step S416). When determining that the transition mode has not been selected (step S416: NO), the processor 41 returns the process to step S413. When determining that the transition mode has been selected (step S416: YES), the processor 41 moves the forward/backward movement range of the nut 51b by a predetermined amount within the movable range (step S417).
  • the processor 41 determines whether or not the degree of failure is equal to or greater than a predetermined value (step S418). When determining that the degree of defect is less than the predetermined value (step S418: NO), the processor 41 returns the process to step S413. When determining that the degree of defect is equal to or greater than the predetermined value (step S418: YES), the processor 41 corrects the set value of the molding condition (step S419), and returns the process to step S413. Specifically, the processor 41 calculates the correction amount of the setting value by inputting the setting value and the defect degree to the adjustment learning model 45, and corrects the setting value of the molding condition using the calculated correction amount. .
  • the set values to be corrected are, for example, the VP switching position, the metering completion position, the injection speed, the holding pressure time, the holding pressure, the holding pressure speed, the holding pressure switching position, and the like.
  • the molding conditions can be corrected so that the quality of the molded product does not deteriorate. Therefore, it is possible to prevent deterioration of lubricity and deviation of heat-generating portions, and extend the service life of the ball screw 51 without adversely affecting the quality of the molded product.
  • the learning model of the neural network is used to calculate the degree of defect of the molded product and the correction amount of the set value.
  • a machine learning model may be used to calculate the degree of defect of the molded product and the amount of correction for the set value.
  • the molding conditions may be corrected by calculating the degree of defect of the molded product on a rule basis.
  • the degree of defect of the molded product may be calculated by pattern matching processing for an image obtained by imaging the molded product, processing for calculating the difference between the weight of the molded product and the weight of a normal product, and the like.
  • the degree of defectiveness of the molded product increases, the movement of the weighing completion position and the holding pressure switching position may be stopped, or the weighing completion position and the holding pressure switching position may be returned to the previous state. .
  • the predetermined amount to be moved may be increased or decreased according to the degree of defect of the molded product.
  • control may be performed such that the higher the degree of defect, the smaller the predetermined amount.
  • Embodiment 4 can also be applied to Embodiments 2 and 3.
  • the injection molding machine 1 according to the fifth embodiment differs from the first embodiment in that the molding conditions are corrected according to the movement of the forward/backward movement range of the nut 51b. Since other configurations of the injection molding machine 1 are the same as those of the injection molding machine 1 according to the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the storage unit 42 stores the learning model 545 for adjustment.
  • the processor 41 reads out the adjustment learning model 545 and the computer program 42a from the storage unit 42 and executes them.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the adjustment learning model 545 according to the fifth embodiment.
  • the adjustment learning model 545 is a neural network that outputs a correction amount for the set value when, for example, the set value for the molding condition and the movement amount of the forward/backward movement range are input.
  • the learning model for adjustment 545 comprises an input layer, a hidden layer, and an output layer.
  • the input layer has a plurality of nodes to which set values and movement amounts of the forward/backward movement range are input.
  • the hidden layer includes a plurality of hidden layers having a plurality of nodes, and the nodes of the hidden layer on the input side are connected to the nodes of the input layer.
  • the output layer has a node that outputs the correction amount of the set value. Each node in the output layer is connected to an intermediate layer node on the output side.
  • the learning model 545 for adjustment is a machine using training data including, for example, set values of molding conditions, a movement amount of the forward/backward movement range of the nut 51b, and a correction amount of the set values suitable for changing the forward/backward movement range. It can be generated by learning.
  • the processor 41 performs machine learning on the adjustment learning model 545 by optimizing the weight coefficients of the adjustment learning model 545 by error backpropagation using training data, error gradient descent, or the like.
  • FIG. 15 is a flow chart showing the processing procedure of the processor 41 according to the fifth embodiment.
  • the processor 41 receives mode selection (step S511), sets molding conditions (step S512), and executes processing related to injection molding control (step S513).
  • step S514: NO the processor 41 returns the process to step S513. If the transition mode is selected (step S514: YES), the processor 41 moves the forward/backward movement range of the nut 51b by a predetermined amount within the movable range (step S515).
  • the processor 41 calculates the correction amount of the molding condition according to the movement of the forward/backward movement range, corrects the molding condition (step S516), and returns the process to step S513. Specifically, the processor 41 inputs the setting value of the molding condition and the movement amount of the forward/backward movement range to the adjustment learning model 545 to calculate the correction amount of the setting value of the molding condition. Then, using the calculated correction amount, the set value of the molding condition is corrected.
  • the setting values to be corrected include the metering completion position and the holding pressure switching position of the screw 32 .
  • the molding conditions can be corrected so that the quality of the molded product does not deteriorate. Therefore, it is possible to prevent deterioration of lubricity and deviation of heat-generating portions, and extend the service life of the ball screw 51 without adversely affecting the quality of the molded product.
  • the injection molding machine 1 according to the sixth embodiment differs from the first embodiment in that the forward/backward movement range of the nut 51b is moved according to the molding difficulty. Since other configurations of the injection molding machine 1 are the same as those of the injection molding machine 1 according to the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 16 is a flow chart showing the processing procedure of the processor 41 according to the sixth embodiment.
  • the processor 41 according to the sixth embodiment acquires data relating to the molding difficulty level (step S611). Data relating to the molding difficulty level is stored in the storage unit 42 in association with molding conditions, for example. Also, the processor 41 may acquire data relating to the molding difficulty level via the operation unit 43 . Furthermore, the processor 41 may be configured to calculate data relating to molding difficulty based on molding conditions.
  • the processor 41 selects a mode based on the acquired data relating to the molding difficulty (step S612). For example, the processor 41 selects the normal mode when the molding difficulty is greater than or equal to the threshold, and selects the transition mode when the molding difficulty is less than the threshold. Thereafter, the same processing as steps S112 to S115 in the first embodiment is executed (steps S613 to S616).
  • the forward and backward movement ranges of the nut 51b and the screw 32 are moved to reduce lubricity. Also, it is possible to prevent unevenness of the heat-generating portion and extend the life of the ball screw 51 .

Landscapes

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Abstract

射出成形機は、先端部にノズルを有するシリンダ内に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられたスクリュと、スクリュを駆動する駆動装置と、駆動装置の動作を制御する制御装置とを備え、駆動装置は、回転可能に設けられたボールねじ軸と、ボールねじ軸に螺合されボールねじ軸の回転に伴い進退されるナットとを有し、ナットの進退移動によりスクリュを軸方向に駆動させるボールねじを備え、制御装置は、成形工程サイクルにおけるナットの進退移動範囲が分散するように、成形工程サイクルにおける射出前のスクリュ位置及び射出後のスクリュ位置を逐次移動させる。

Description

射出成形機、制御方法及びコンピュータプログラム
　本発明は、射出成形機、制御方法及びコンピュータプログラムに関する。
　射出成形機は、成形材料を溶融して射出する射出装置及び型締装置を備える。射出装置は、先端部にノズルを有する加熱シリンダと、当該加熱シリンダ内に周方向と軸方向とに回転可能に配されたスクリュとを備える。スクリュは駆動機構によって回転方向と軸方向とに駆動する。駆動機構は、射出用サーボモータの回転駆動力をスクリュの軸方向への駆動力に変換して伝達するボールねじを備える（例えば、特許文献１）。
特開２０１９－１６６７０２号公報
　ところで、成形条件によっては、ボールねじ軸をナットが移動できる全ストローク範囲のうち、一部のストローク範囲だけが使用されることがある。ナットの移動範囲が特定範囲に集中すると、グリスの潤滑性が低下し、ボールねじ軸に溜まる熱量の偏り等が生じる。このような短射出ストロークの成形条件は、全ストローク範囲を使用する成形条件に比べて不利である。長期的には、ボールねじ軸の一部分だけが摩耗又は破損した状態になりやすく、ボールねじの寿命が短くなる傾向にある。
　本開示の目的は、短射出ストロークの成形条件であっても、潤滑性の低下及び発熱部位の偏りを防ぎ、ボールねじの寿命を延長させることができる射出成形機、制御方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。
　本発明の一態様に係る射出成形機は、スクリュを駆動する駆動装置と、制御装置とを備え、前記駆動装置は、回転可能に設けられたボールねじ軸及びナットとを有し、該ナットの進退移動により前記スクリュを前記軸方向に駆動させるボールねじを備え、前記制御装置は、成形工程サイクルにおける前記ナットの進退移動範囲が分散するように、成形工程サイクルにおける射出前のスクリュ位置及び射出後のスクリュ位置を逐次移動させる。
　本発明の一態様に係る制御方法は、ボールねじ軸及びナットを備え、該ナットの進退移動により射出成形機のスクリュを駆動する駆動装置の動作を制御する制御方法であって、成形工程サイクルにおける前記ナットの進退移動範囲が分散するように、成形工程サイクルにおける射出前のスクリュ位置及び射出後のスクリュ位置を逐次移動させる。
　本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、ボールねじ軸及びナットを備え、該ナットの進退移動により射出成形機のスクリュを駆動する駆動装置の動作を、コンピュータに制御させるためのコンピュータプログラムであって、成形工程サイクルにおける前記ナットの進退移動範囲が分散するように、成形工程サイクルにおける射出前のスクリュ位置及び射出後のスクリュ位置を逐次移動させる処理を前記コンピュータに実行させる。
　本発明によれば、短射出ストロークの成形条件であっても、潤滑性の低下及び発熱部位の偏りを防ぎ、ボールねじの寿命を延長させることができる。
実施形態１に係る射出成形機の構成例を示す模式図である。 実施形態１に係る射出成形機の駆動装置の構成例を示す断面図である。 実施形態１に係るプロセッサの処理手順を示すフローチャートである。 実施形態１に係る制御方法における進退移動範囲変更前の状態を示す説明図である。 実施形態１に係る制御方法における進退移動範囲変更前の状態を示す説明図である。 実施形態１に係る制御方法における進退移動範囲変更後の状態を示す説明図である。 実施形態１に係る制御方法における進退移動範囲変更後の状態を示す説明図である。 実施形態２に係るプロセッサの処理手順を示すフローチャートである。 実施形態３に係る射出成形機の構成例を示す模式図である。 実施形態３に係るプロセッサの処理手順を示すフローチャートである。 進退移動範囲の変更処理の詳細を示すフローチャートである。 進退移動範囲の変更処理の詳細を示すフローチャートである。 実施形態３に係る状態表示画面の一例を示す模式図である。 実施形態４に係る制御装置の構成例を示すブロック図である。 実施形態４に係るプロセッサの処理手順を示すフローチャートである。 実施形態５に係る調整用学習モデルを示すブロック図である。 実施形態５に係るプロセッサの処理手順を示すフローチャートである。 実施形態６に係るプロセッサの処理手順を示すフローチャートである。
　本発明の実施形態に係る射出成形機、制御方法及びコンピュータプログラムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　図１は、実施形態１に係る射出成形機１の構成例を示す模式図である。本実施形態１に係る射出成形機１は、金型２１を型締めする型締装置２と、成形材料を溶融して射出する射出装置３と、制御装置４とを備える。
　型締装置２はベッド２０上に固定された固定盤２２と、ベッド２０上をスライド可能に設けられた型締ハウジング２３と、ベッド２０上を同様にスライドする可動盤２４とを備える。固定盤２２と型締ハウジング２３は複数本、例えば４本のタイバー２５、２５、…によって連結されている。可動盤２４は、固定盤２２と型締ハウジング２３の間でスライド自在に構成されている。型締ハウジング２３と可動盤２４の間には型締機構２６が設けられている。型締機構２６は、例えばトグル機構から構成されている。なお、型締機構２６は、直圧式の型締機構、つまり型締シリンダによって構成してもよい。固定盤２２と可動盤２４にはそれぞれ固定金型２７と、可動金型２８が設けられ、型締機構２６を駆動すると金型２１が型開閉されるようになっている。
　射出装置３は、基台３０上に設けられている。射出装置３は、先端部にノズル３１ａを有する加熱シリンダ３１と、当該加熱シリンダ３１内に周方向と軸方向とに回転可能に配されたスクリュ３２とを備える。加熱シリンダ３１の内部又は外周には、成形材料を溶融させるためのヒータが設けられている。スクリュ３２は駆動装置５によって回転方向と軸方向とに駆動する。
　加熱シリンダ３１の後端部近傍には、成形材料が投入されるホッパ３３が設けられている。また、射出成形機１は、射出装置３を前後方向（図１中左右方向）に移動させるノズルタッチ装置３４を備える。ノズルタッチ装置３４を駆動すると、射出装置３が前進して加熱シリンダ３１のノズル３１ａが金型２１にタッチするように構成されている。
　制御装置４は、型締装置２及び射出装置３の動作を制御するコンピュータであり、ハードウェア構成としてプロセッサ４１、記憶部（ストレージ）４２及び操作部４３等を備える。なお、制御装置４は、ネットワークに接続されたサーバ装置であっても良い。また、制御装置４は、複数台のコンピュータで構成し分散処理する構成でもよいし、１台のサーバ内に設けられた複数の仮想マシンによって実現されていてもよいし、クラウドサーバを用いて実現されていてもよい。
　プロセッサ４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＧＰＧＰＵ（General-purpose computing on graphics processing units）、ＴＰＵ（Tensor Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＮＰＵ（Neural Processing Unit）等の演算回路、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の内部記憶装置、Ｉ／Ｏ端子等を有する。プロセッサ４１は、後述の記憶部４２が記憶するコンピュータプログラム（プログラム製品）４２ａを実行することにより、本実施形態１に係る制御方法を実施する。
　記憶部４２は、ハードディスク、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable　ROM）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。記憶部４２は、スクリュ３２及びナット５１ｂの進退移動範囲を逐次移動させる処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム４２ａを記憶している。また、記憶部４２は、ナット５１ｂの移動可能範囲を示す情報を記憶している。
　本実施形態１に係るコンピュータプログラム４２ａは、記録媒体６にコンピュータ読み取り可能に記録されている態様でも良い。記憶部４２は、読出装置によって記録媒体６から読み出されたコンピュータプログラム４２ａを記憶する。記録媒体６はフラッシュメモリ等の半導体メモリである。また、記録媒体６はＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）－ＲＯＭ、ＢＤ（Blu-ray(登録商標)Disc）等の光ディスクでも良い。更に、記録媒体６は、フレキシブルディスク、ハードディスク等の磁気ディスク、磁気光ディスク等であっても良い。更にまた、通信網に接続されている外部サーバから本実施形態１に係るコンピュータプログラム４２ａをダウンロードし、記憶部４２に記憶させても良い。
　操作部４３は、タッチパネル、ソフトキー、ハードキー、キーボード、マウス等の入力装置である。
　射出成形機１には、射出開始時点、金型内樹脂温度、ノズル温度、シリンダ温度、ホッパ温度、型締力、射出速度、射出加速度、射出ピーク圧力、射出ストローク等の成形条件を定める設定値が設定される。また射出成形機１には、シリンダ先端樹脂圧、逆防リング着座状態、保圧切替圧力、保圧切替速度、保圧切替位置、保圧完了位置、クッション位置、計量背圧、計量トルク等の成形条件を定める設定値が設定される。更に射出成形機１には、計量完了位置、スクリュ３２後退速度、サイクル時間、型閉時間、射出時間、保圧時間、保圧圧力、保圧速度、計量時間、型開時間等の成形条件を定める設定値が設定される。そして、これらの設定値が設定された射出成形機１は、当該設定値に従って動作する。
　図２は、実施形態１に係る射出成形機１の駆動装置５の構成例を示す断面図である。駆動装置５は、スクリュ３２を軸方向に駆動するための射出用サーボモータ５０及びボールねじ５１を備える。射出用サーボモータ５０には、回転角を検出し、回転角を示す信号を制御装置４へ出力するエンコーダが設けられている。制御装置４はエンコーダから出力される信号に基づいて、射出用サーボモータ５０の回転を制御する。射出用サーボモータ５０の出力軸には、小プーリ５０ａが設けられている。
　ボールねじ５１は、ボールねじ軸５１ａと、ボールねじ軸５１ａに螺合したナット５１ｂとを備える。ボールねじ軸５１ａの基端部は、孔部及び軸受け座を有する第１プレート５２にベアリング５２ａを介して回転可能に支持されている。ボールねじ軸５１ａの基端部には大プーリ５０ｃが設けられている。小プーリ５０ａと、大プーリ５０ｃは、はタイミングベルト５０ｂにより連結されており、小プーリ５０ａの回転力が大プーリ５０ｃに減速伝達され、ボールねじ軸５１ａが回転する。
　以下、ボールねじ軸５１ａの基端部側の方向を（図１中、右側）を後退方向、その反対側の方向（図１中、左方向）を前進方向と呼ぶ。また、前進方向及び後退方向を合わせて進退方向と呼ぶ。射出用サーボモータ５０が駆動して大プーリ５０ｃ及びボールねじ軸５１ａが回転すると、その回転方向に応じてナット５１ｂは前進方向及び後退方向へ移動する。
　ナット５１ｂの前進方向側の面には、ロードセル５３が設けられ、ロードセル５３の前進方向側の面は第２プレート５４に固定されている。第２プレート５４には複数の貫通孔が形成されており、貫通孔にはガイド軸５５が挿通している。第２プレート５４は、ガイド軸５５によって案内され進退方向へ移動する。第１プレート５２の前進方向側には、第３プレート５６が設けられており、ガイド軸５５の一端部及び他端部はそれぞれ第１プレート５２及び第３プレート５６に支持されている。ボールねじ軸５１ａが回転すると、ナット５１ｂ、ロードセル５３及び第２プレート５４は、ガイド軸５５に沿って進退方向へ一体的に移動する。
　第２プレート５４には孔部及び軸受け座が設けられており、孔部にベアリング５４ａを介して出力軸５８が支持されている。出力軸５８には可塑化用プーリ５７が設けられている。可塑化用プーリ５７は不図示のタイミングベルトを介して、不図示のスクリュ回転用モータに取り付けられたプーリに連結されている。出力軸５８の回転中心はボールねじ軸５１ａの回転中心と一致している。出力軸５８は、ナット５１ｂが進退移動した際に、ボールねじ軸５１ａの先端部が侵入する凹部が形成されている。また、出力軸５８には中心軸が一致するようにスクリュ３２の一端が固定されている。第３プレート５６には、スクリュ３２が挿通する貫通孔が形成されている。第３プレート５６の貫通孔を挿通したスクリュ３２が加熱シリンダ３１内を軸方向に移動できるように、加熱シリンダ３１の一端部が第３プレート５６に固定されている。
　成形工程サイクルの概要は以下の通りであり、制御装置４は、繰り返される成形工程サイクルにおいて、ナット５１ｂの進退移動範囲を逐次移動させる処理を行う。射出成形に際しては、周知の型閉工程、型締工程、射出ユニット前進工程、射出工程、計量工程、射出ユニット後退工程、型開工程及びエジェクト工程が順次に行われる。
　特に計量工程においては、ホッパ３３から樹脂又は低融点金属からなる成形材料が加熱シリンダ３１の後方に供給される。加熱シリンダ３１の後方に供給された成形材料は、ヒータによる加熱と、スクリュ３２を回転させることによる剪断作用により溶融混練され、加熱シリンダ３１の先端領域に送り込まれる。スクリュ３２はスクリュ３２の先端領域に可塑化した成形材料が溜まるにつれて、徐々に後退方向へ移動する。スクリュ３２は設定された計量完了位置まで移動し、一定量の成形材料が計量される。
　射出工程においては、射出用サーボモータ５０が駆動し、その回転力が、小プーリ５０ａ、タイミングベルト５０ｂ、大プーリ５０ｃを介してボールねじ軸５１ａに伝達し、ナット５１ｂ、ロードセル５３、第２プレート５４及びスクリュ３２が前進方向へ移動する。スクリュ３２の前進により、加熱シリンダ３１の先端領域に溜められた成形材料がノズル３１ａから金型２１内に射出及び充填される。スクリュ３２は、設定された保圧切替位置まで移動することによって、一定量の成形材料が金型２１に射出される。
　図３は、実施形態１に係るプロセッサ４１の処理手順を示すフローチャートである。プロセッサ４１は、操作部４３を介して遷移モード又は通常モードの選択を受け付ける（ステップＳ１１１）。オペレータは手動で操作部４３を操作することによって、遷移モード又は通常モードを選択することができる。遷移モードは、本実施形態１に係る制御方法を使用するモードであり、ナット５１ｂの進退移動範囲を逐次移動させるモードである。通常モードは、本実施形態１に係る制御方法を使用しないモードであり、設定された成形条件に従ってナット５１ｂを進退移動させるモードである。つまり、通常モードは、ナット５１ｂの進退移動範囲を変更しないモードである。
　次いで、プロセッサ４１は成形条件を設定する（ステップＳ１１２）。成形条件は、特に本実施形態１に関連する設定値として、射出前のスクリュ位置と、射出後のスクリュ位置とを含む。射出前のスクリュ位置は、射出を開始するときのスクリュ位置、又は成形材料の計量を完了したときのスクリュ位置である。射出後のスクリュ位置は、射出を終えたときのスクリュ位置、又は保圧切替位置である。プロセッサ４１は成形条件に基づいて、射出成形制御に係る処理を実行する（ステップＳ１１３）。プロセッサ４１は、型締装置２、射出装置３、ノズルタッチ装置３４及び駆動装置５等の動作を制御することによって、型閉工程、型締工程、射出ユニット前進工程、射出工程、計量工程、射出ユニット後退工程、型開工程及びエジェクト工程を実行する。
　次いで、プロセッサ４１は、遷移モードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ１１４）。遷移モードが選択されていないと判定した場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、プロセッサ４１は、処理をステップＳ１１３へ戻し、スクリュ３２の計量完了位置及び保圧切替位置を変更することなく、成形工程サイクルを繰り返し実行する。つまり、スクリュ３２の進退移動範囲を変更すること無く、成形工程サイクルが繰り替えされる。
　遷移モードが選択されていると判定した場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、プロセッサ４１は、移動可能な範囲内でナット５１ｂの進退移動範囲を所定量移動させ（ステップＳ１１５）、処理をステップＳ１１３へ戻す。進退移動範囲は、例えば、計量完了位置に相当するナット５１ｂの位置から保圧切替位置に相当するナット５１ｂの位置までの範囲である。言い換えると、プロセッサ４１は、記憶部４２が記憶するナット５１ｂの移動可能範囲を示す情報に基づいて、当該移動可能範囲内で、射出前のスクリュ位置と射出後のスクリュ位置とを所定量移動させる。具体的には、プロセッサ４１は、計量完了位置及び保圧切替位置を所定量だけ増減させる。
　図４Ａ及び図４Ｂは実施形態１に係る制御方法における進退移動範囲変更前の状態を示す説明図である。図４Ａは保圧切替位置にある駆動装置５を示し、図４Ｂは計量完了位置にある駆動装置５を示している。ナット５１ｂ及びスクリュ３２は図４Ａに示す位置から図４Ｂに示す位置へ移動する過程で成形樹脂の計量及び溶融混練が行われる。そして、図４Ｂに示す位置から図４Ａに示す位置にナット５１ｂ及びスクリュ３２が移動することによって可塑化した成形樹脂が金型２１へ射出される。ナット５１ｂは、ボールねじ軸５１ａの一部を進退移動しており、成形条件によっては、図４Ｂに示すように未使用な領域が存在する。
　図５Ａ及び図５Ｂは実施形態１に係る制御方法における進退移動範囲変更後の状態を示す説明図である。図５Ａは保圧切替位置にある駆動装置５を示し、図５Ｂは計量完了位置にある駆動装置５を示している。図４Ａ及び図４Ｂ同様、ナット５１ｂ及びスクリュ３２を移動させることによって、成形材料の計量及び射出が行われる。図５Ａ及び図５Ｂに示す例では、ナット５１ｂの進退移動範囲は、後退方向へ移動しており、図４Ａ及び図４Ｂにおける未使用領域を使用して計量及び射出が行われる。計量完了位置及び保圧切替位置は共に所定量だけ同方向に移動しており、計量完了位置から保圧切替位置までの移動距離に変化は無いため、金型２１へ射出される成形材料の重量は基本的に同じである。
　遷移モードが選択された成形工程サイクルにおいては、ステップＳ１１３～ステップＳ１１５の処理が切り返し実行され、ナット５１ｂ及びスクリュ３２の進退移動範囲は所定量ずつ移動する。なお、プロセッサ４１は、ナット５１ｂの移動可能範囲内で、進退移動範囲を往復させるようにして、当該進退移動範囲を移動させるとよい。
　つまり、プロセッサ４１は計量完了位置及び保圧切替位置を後退方向へ所定量ずつ移動させ、計量完了位置がナット５１ｂの移動可能範囲の限界（後退方向末端）に達した場合、プロセッサ４１は計量完了位置及び保圧切替位置の移動方向を変更し、前進方向へ所定量ずつ移動させる。また、プロセッサ４１は、プロセッサ４１は計量完了位置及び保圧切替位置を前進方向へ所定量ずつ移動させ、計量完了位置がナット５１ｂの移動可能範囲の限界（前進方向末端）に達した場合、プロセッサ４１は計量完了位置及び保圧切替位置の移動方向を変更し、後退方向へ所定量ずつ移動させる。以下、上記した方法で計量完了位置及び保圧切替位置を所定量ずつ移動させることによって、進退移動範囲を往復させることができる。
　このように構成された本実施形態１に係る射出成形機１によれば、短射出ストロークの成形条件であっても、ボールねじ軸５１ａの移動可能範囲内をナット５１ｂが進退移動する構成であるため、潤滑性の低下及び発熱部位の偏りを防ぎ、ボールねじ５１の寿命を延長させることができる。
　なお、本実施形態１では、計量完了位置及び保圧切替位置を同量だけ移動させる例を説明したが、成形材料の種類、進退移動範囲の位置等に応じて、射出量が変化しないよう、計量完了位置及び保圧切替位置を異なる量だけ移動させるように構成してもよい。
（実施形態２）
　実施形態２に係る射出成形機１は、ナット５１ｂの進退移動範囲をランダムに移動させる点が実施形態１と異なる。射出成形機１のその他の構成は、実施形態１に係る射出成形機１と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図６は、実施形態２に係るプロセッサ４１の処理手順を示すフローチャートである。プロセッサ４１は、実施形態１と同様、モードの選択を受け付け（ステップＳ２１１）、成形条件を設定し（ステップＳ２１２）、射出成形制御に係る処理を実行する（ステップＳ２１３）。
　遷移モードが選択されていないと判定した場合（ステップＳ２１４：ＮＯ）、プロセッサ４１は、処理をステップＳ２１３へ戻す。遷移モードが選択されている場合（ステップＳ２１４：ＹＥＳ）、プロセッサ４１は、移動可能な範囲内でナット５１ｂの進退移動範囲をランダムに決定して変更し（ステップＳ２１５）、処理をステップＳ２１３へ戻す。言い換えると、プロセッサ４１は、記憶部４２が記憶するナット５１ｂの移動可能範囲を示す情報に基づいて、当該移動可能範囲内で、射出前及び射出後のスクリュ位置の相対距離を保ったまま、当該射出前及び射出後のスクリュ位置の位置をランダムに変更する。また、プロセッサ４１は、計量完了位置及び保圧切替位置の相対距離を保ったまま、当該計量完了位置及び保圧切替位置の位置をランダムに変更するともいえる。計量完了位置及び保圧切替位置の相対距離は一定であるため、金型２１へ射出される成形材料の重量は基本的に同じである。
　本実施形態１に係る射出成形機１によれば、実施形態１と同様、短射出ストロークの成形条件であっても、潤滑性の低下及び発熱部位の偏りを防ぎ、ボールねじ５１の寿命を延長させることができる。
（実施形態３）
　実施形態３に係る射出成形機１は、ボールねじ軸５１ａの摩耗箇所を避けてナット５１ｂの進退移動範囲を移動さえる点が実施形態１と異なる。射出成形機１のその他の構成は、実施形態１に係る射出成形機１と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図７は、実施形態３に係る射出成形機１の構成例を示す模式図である。実施形態３に係る射出成形機１は、計測部７を備える。計測部７は、例えばナット５１ｂに設けられた振動センサ又は加速度センサであり、検出した加速度信号を制御装置４へ出力する。制御装置４のプロセッサ４１は計測部７から出力された加速度信号を加速度データにＡＤ変換して取得する。制御装置４は、加速度データに基づいてボールねじ軸５１ａの摩耗を検出することができる。例えば、プロセッサ４１は、加速度の平均値が所定値以上である場合、ボールねじ軸５１ａに摩耗があると判定する。また、制御装置４は、射出用サーボモータ５０のエンコーダから出力される信号を回転角データにＡＤ変換して取得する。制御装置４は、回転角データに基づいて、ボールねじ軸５１ａにおけるナット５１ｂの位置を特定することができる。プロセッサ４１は、ボールねじ軸５１ａの摩耗に係る検出結果と、ナット５１ｂの位置とに基づいて、摩耗箇所を特定することができる。プロセッサ４１は、ボールねじ軸５１ａの各部で検出された加速度データ、又は加速度データに基づく摩耗度を対応付けて記憶部４２に記憶するとよい。
　また、制御装置４は表示部４０を備える。表示部４０は、液晶パネル、有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパ、プラズマディスプレイ等である。表示部４０は、プロセッサ４１から与えられた画像データに応じた各種情報を表示する。
　図８は、実施形態３に係るプロセッサ４１の処理手順を示すフローチャートである。プロセッサ４１は、実施形態１と同様、モードの選択を受け付け（ステップＳ３１１）、成形条件を設定し（ステップＳ３１２）、射出成形制御に係る処理を実行する（ステップＳ３１３）。そして、プロセッサ４１は、ナット５１ｂの振動及びナット５１ｂの位置を計測する（ステップＳ３１４）。次いで、プロセッサ４１は、ボールねじ軸５１ａにおけるナット５１ｂの位置及び摩耗度を算出する（ステップＳ３１５）。
　次いで、プロセッサ４１は、遷移モードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ３１６）。遷移モードが選択されていないと判定した場合（ステップＳ３１６：ＮＯ）、プロセッサ４１は、処理をステップＳ３１３へ戻す。遷移モードが選択されていると判定した場合（ステップＳ３１６：ＹＥＳ）、プロセッサ４１は、ボールねじ軸５１ａの摩耗箇所を避けて、進退移動範囲を決定して変更する（ステップＳ３１７）。プロセッサ４１は、ボールねじ軸５１ａの摩耗箇所を避け、実施形態１と同様にしてナット５１ｂの進退移動範囲を所定量ずつ移動させてもよいし、実施形態２と同様にしてナット５１ｂの進退移動範囲をランダムに変更してもよい。
　図９は、進退移動範囲の変更処理の第１の例を示すフローチャートである。プロセッサ４１は、ステップＳ３１５において算出したボールねじ軸５１ａにおけるナット５１ｂの位置及び摩耗度の算出結果に基づいて、ボールねじ軸の摩耗箇所を特定する（ステップＳ７３１）。次いでプロセッサ４１は、記憶部４２が記憶するナット５１ｂの移動可能範囲を示す情報と、特定された摩耗箇所を示す情報とに基づいて、摩耗箇所を除くナット５１ｂの移動可能範囲を特定する（ステップＳ７３２）。そして、プロセッサ４１は、ステップＳ７３２において特定された移動可能範囲において、進退移動範囲を所定量ずつ移動させる（ステップＳ７３３）。言い換えると、プロセッサ４１は、射出前及び射出後のスクリュ位置の相対距離を保ったまま、当該移動可能範囲内において当該射出前及び射出後のスクリュ位置の位置を所定量ずつ移動させる。また、プロセッサ４１は、当該移動可能範囲において計量完了位置及び保圧切替位置を所定量だけ増減させるともいえる。
　図１０は、進退移動範囲の変更処理の第２の例を示すフローチャートである。プロセッサ４１は、ステップＳ３１５において算出したボールねじ軸５１ａにおけるナット５１ｂの位置及び摩耗度の算出結果に基づいて、ボールねじ軸の摩耗箇所を特定する（ステップＳ７５１）。次いでプロセッサ４１は、記憶部４２が記憶するナット５１ｂの移動可能範囲を示す情報と、特定された摩耗箇所を示す情報とに基づいて、摩耗箇所を除くナット５１ｂの移動可能範囲を特定する（ステップＳ７５２）。そして、プロセッサ４１は、ステップＳ７５２において特定された移動可能範囲において、ナット５１ｂの進退移動範囲をランダムに決定し変更する（ステップＳ７５３）。言い換えると、プロセッサ４１は、射出前及び射出後のスクリュ位置の相対距離を保ったまま、摩耗箇所を除くナット５１ｂの移動可能範囲において、当該射出前及び射出後のスクリュ位置の位置をランダムに変更する。また、プロセッサ４１は、計量完了位置及び保圧切替位置の相対距離を保ったまま、摩耗箇所を除くナット５１ｂの移動可能範囲において、当該計量完了位置及び保圧切替位置の位置をランダムに変更するともいえる。
　そして、プロセッサ４１は、ボールねじ軸５１ａの摩耗箇所及びナット５１ｂの進退移動の状態を表示部４０に表示し（ステップＳ３１８）、処理をステップＳ３１３へ戻す。
　図１１は、実施形態３に係る状態表示画面の一例を示す模式図である。プロセッサ４１は、ステップＳ３１８において、状態表示画像８を表示部４０に表示する。状態表示画像８は、ナット５１ｂの移動可能範囲を示す移動可能範囲画像８１を含む。移動可能範囲画像８１は、例えば横長矩形の画像である。移動可能範囲画像８１はボールねじ軸５１ａの摩耗状態を表示するように構成してもよい。例えば、移動可能範囲画像８１はボールねじ軸５１ａの摩耗が進行している部分を赤色、摩耗していない部分を緑色で表示する等で表示する。色分けは一例であり、画像の明度、パターン画像の種類によって摩耗箇所を表示するように構成してもよい。摩耗の進行度合いは、振動加速度の大きさで検出してもよいし、ナット５１ｂが移動した使用積算量によって決定してもよい。プロセッサ４１は、移動可能範囲画像８１に、現在のナット５１ｂの進退移動範囲（ストローク）を示す画像、例えば矢印画像８２を重畳表示する。矢印画像８２は、ボールねじ軸５１ａに対するナット５１ｂの進退移動の範囲と、移動可能範囲画像８１に対する矢印画像８２の範囲とが対応する位置に重畳表示される。また、プロセッサ４１は、進退移動範囲を移動させている方向を示す遷移方向画像８３を移動可能範囲画像８１に重畳させる。遷移方向画像８３は、例えば矢印のような画像であり、ナット５１ｂの進退移動範囲の移動方向と矢印の向きとが一致するように移動可能範囲画像８１に重畳表示される。
　実施形態３に係る射出成形機１によれば、ボールねじ軸５１ａの摩耗箇所を避けてナット５１ｂの進退移動範囲を逐次移動させる構成であるため、より効果的に、潤滑性の低下及び発熱部位の偏りを防ぎ、ボールねじ５１の寿命を延長させることができる。
　また、状態表示画像８により、使用者は、現在のボールねじ軸５１ａの状態、現在のナット５１ｂの進退移動範囲、進退移動範囲の移動方向を視覚的に認識することができる。
　なお、本実施形態３では、振動センサ又は加速度センサを用いてボールねじ軸５１ａの摩耗箇所を検出する例を説明したが、射出用サーボモータ５０の電流値又はトルクに基づいて、ボールねじ軸５１ａの摩耗を検知するように構成してもよい。
　また、本実施形態３に係る移動可能範囲画像８１の表示技術は、他の実施形態にも適用することができる。摩耗箇所を検出しない構成の場合、移動可能範囲画像８１はボールねじ軸５１ａの摩耗状態を表示しないように構成し、上記同様、矢印画像８２及び遷移方向画像８３を表示すればよい。
（実施形態４）
　実施形態４に係る射出成形機１は、ナット５１ｂの進退移動範囲を移動させたときの成形品の不良度に応じて成形条件を補正する点が実施形態１と異なる。射出成形機１のその他の構成は、実施形態１に係る射出成形機１と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図１２は、実施形態４に係る制御装置４の構成例を示すブロック図である。実施形態４に係る射出成形機１は、計測部７を備える。計測部７は、温度計、圧力計、速度測定器、加速度測定器、位置センサ、タイマ、重量計等である。計測部７によって計測される情報は、例えば成形品から得られる成形品情報を含む。成形品情報は、例えば成形品を撮像して得たカメラ画像、レーザ変位センサにて得た成形品の変形量、光学的計測器にて得られた成形品の色度、輝度等の光学的計測値、重量計にて計測された成形品の重量、強度計測器にて計測された成形品の強度等の情報を含む。計測部７は、射出装置３及び駆動装置５、その他の周辺機器等から各部の温度、振動、圧力等の情報を取得してもよい。
　実施形態４に係る記憶部４２は、不良度判定学習モデル４４及び調整用学習モデル４５を記憶する。プロセッサ４１は、記憶部４２から不良度判定学習モデル４４及び調整用学習モデル４５、並びにコンピュータプログラム４２ａを読み出して実行する。
　不良度判定学習モデル４４は、例えば計測値である物理量データが入力された場合に成形品の不良度を出力するニューラルネットワークである。不良度判定学習モデル４４は、入力層と、隠れ層と、出力層とを備える。入力層は、物理量データが入力される複数のノードを有する。隠れ層は、複数のノードを有する中間層を複数備え、入力側の中間層のノードは入力層のノードと結合されている。出力層は、成形品の不良度を出力するノードを有する。出力層の各ノードは、出力側の中間層のノードと結合されている。
　不良度判定学習モデル４４は、例えば射出成形時に計測部７で計測された物理量データと、このときに得られた成形品の不良度とを含む訓練データを用いて機械学習させることにより生成することができる。例えば、プロセッサ４１は、訓練データを用いた誤差逆伝播法、誤差勾配降下法等によって、不良度判定学習モデル４４の重み係数を最適化することにより、不良度判定学習モデル４４を機械学習させる。
　調整用学習モデル４５は、例えば成形条件の設定値と、成形品の不良度が入力された場合に設定値の補正量を出力するニューラルネットワークである。調整用学習モデル４５は、入力層と、隠れ層と、出力層とを備える。入力層は、設定値及び不良度が入力される複数のノードを有する。隠れ層は、複数のノードを有する中間層を複数備え、入力側の中間層のノードは入力層のノードと結合されている。出力層は、設定値の補正量を出力するノードを有する。出力層の各ノードは、出力側の中間層のノードと結合されている。補正対象である設定値は、例えば、ＶＰ切替位置、計量完了位置、射出速度、保圧時間、保圧圧力、保圧速度、保圧切替位置等である。
　調整用学習モデル４５は、例えば成形条件の設定値と、このときに得られた成形品の不良度とを含む訓練データを用いて機械学習させることにより生成することができる。例えば、プロセッサ４１は、訓練データを用いた誤差逆伝播法、誤差勾配降下法等によって、調整用学習モデル４５の重み係数を最適化することにより、調整用学習モデル４５を機械学習させる。
　図１３は、実施形態４に係るプロセッサ４１の処理手順を示すフローチャートである。プロセッサ４１は、実施形態１と同様、モードの選択を受け付け（ステップＳ４１１）、成形条件を設定し（ステップＳ４１２）、射出成形制御に係る処理を実行する（ステップＳ４１３）。そして、プロセッサ４１は、計測部７にて成形品の物理量等を計測し、当該成形品の状態を示す物理量データを取得する（ステップＳ４１４）。プロセッサ４１は取得した物理量データを不良度判定学習モデル４４に入力することによって、成形品の不良度を算出する（ステップＳ４１５）。
　次いで、プロセッサ４１は、遷移モードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ４１６）。遷移モードが選択されていないと判定した場合（ステップＳ４１６：ＮＯ）、プロセッサ４１は、処理をステップＳ４１３へ戻す。遷移モードが選択されていると判定した場合（ステップＳ４１６：ＹＥＳ）、プロセッサ４１は、移動可能な範囲内でナット５１ｂの進退移動範囲を所定量移動させる（ステップＳ４１７）。
　次いで、プロセッサ４１は、不良度が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４１８）。不良度が所定値未満であると判定した場合（ステップＳ４１８：ＮＯ）、プロセッサ４１は処理をステップＳ４１３へ戻す。不良度が所定値以上であると判定した場合（ステップＳ４１８：ＹＥＳ）、プロセッサ４１は、成形条件の設定値を補正し（ステップＳ４１９）、処理をステップＳ４１３へ戻す。具体的には、プロセッサ４１は、設定値及び不良度を調整用学習モデル４５に入力することによって、設定値の補正量を算出し、算出した補正量を用いて成形条件の設定値を補正する。補正対象である設定値は、例えば、ＶＰ切替位置、計量完了位置、射出速度、保圧時間、保圧圧力、保圧速度、保圧切替位置等である。
　実施形態４に係る射出成形機１によれば、ナット５１ｂ及びスクリュ３２の進退移動範囲を移動させることによって成形品の品質が悪化しないように成形条件を補正することができる。従って、成形品の品質に悪影響を与えること無く、潤滑性の低下及び発熱部位の偏りを防ぎ、ボールねじ５１の寿命を延長させることができる。
　なお、本実施形態４ではニューラルネットワークの学習モデルを用いて成形品の不良度及び設定値の補正量を算出する例を説明したが、ＳＶＭ（Support Vector Machine）、ベイジアンネットワーク等のその他の公知の機械学習モデルを用いて成形品の不良度及び設定値の補正量を算出してもよい。また、ルールベースで成形品の不良度を算出し、成形条件を補正するように構成してもよい。例えば、成形品を撮像して得られる画像に対するパターンマッチング処理、成形品の重量と正常製品の重量との差分を算出する処理等により、成形品の不良度を算出するように構成してもよい。また、成形品の不良度が増加した場合、計量完了位置及び保圧切替位置の移動を停止したり、計量完了位置及び保圧切替位置を一つ前の状態に戻したりするようにしてもよい。
　また、教師有り学習により、成形条件を補正する例を説明したが、強化学習により成形条件を補正するように構成してもよい。
　更に、本実施形態ではナット５１ｂを所定量ずつ移動させる例を説明したが、成形品の不良度に応じて、移動させる所定量を増減させてもよい。例えば、不良度が大きい程、所定量が小さくなるように制御するとよい。
　更にまた、本実施形態４は、実施形態２～３にも適用することができる。
（実施形態５）
　実施形態５に係る射出成形機１は、ナット５１ｂの進退移動範囲の移動に応じて成形条件を補正する点が実施形態１と異なる。射出成形機１のその他の構成は、実施形態１に係る射出成形機１と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
　実施形態５に係る記憶部４２は、調整用学習モデル５４５を記憶する。プロセッサ４１は、記憶部４２から調整用学習モデル５４５及びコンピュータプログラム４２ａを読み出して実行する。
　図１４は、実施形態５に係る調整用学習モデル５４５を示すブロック図である。調整用学習モデル５４５は、例えば成形条件の設定値と、進退移動範囲の移動量とが入力された場合に設定値の補正量を出力するニューラルネットワークである。調整用学習モデル５４５は、入力層と、隠れ層と、出力層とを備える。入力層は、設定値及び進退移動範囲の移動量が入力される複数のノードを有する。隠れ層は、複数のノードを有する中間層を複数備え、入力側の中間層のノードは入力層のノードと結合されている。出力層は、設定値の補正量を出力するノードを有する。出力層の各ノードは、出力側の中間層のノードと結合されている。
　調整用学習モデル５４５は、例えば成形条件の設定値と、ナット５１ｂの進退移動範囲の移動量と、進退移動範囲を変更する際に適した設定値の補正量とを含む訓練データを用いて機械学習させることにより生成することができる。例えば、プロセッサ４１は、訓練データを用いた誤差逆伝播法、誤差勾配降下法等によって、調整用学習モデル５４５の重み係数を最適化することにより、調整用学習モデル５４５を機械学習させる。
　図１５は、実施形態５に係るプロセッサ４１の処理手順を示すフローチャートである。プロセッサ４１は、実施形態１と同様、モードの選択を受け付け（ステップＳ５１１）、成形条件を設定し（ステップＳ５１２）、射出成形制御に係る処理を実行する（ステップＳ５１３）。遷移モードが選択されていないと判定した場合（ステップＳ５１４：ＮＯ）、プロセッサ４１は、処理をステップＳ５１３へ戻す。遷移モードが選択されている場合（ステップＳ５１４：ＹＥＳ）、プロセッサ４１は、移動可能な範囲内でナット５１ｂの進退移動範囲を所定量移動させる（ステップＳ５１５）。そして、プロセッサ４１は、進退移動範囲の移動に応じた成形条件の補正量を算出し、成形条件を補正し（ステップＳ５１６）、処理をステップＳ５１３へ戻す。具体的には、プロセッサ４１は、成形条件の設定値と、進退移動範囲の移動量とを調整用学習モデル５４５に入力することによって、成形条件の設定値の補正量を算出する。そして、算出された補正量を用いて、成形条件の設定値を補正する。なお、補正対象の設定値には、スクリュ３２の計量完了位置及び保圧切替位置が含まれる。
　実施形態５に係る射出成形機１によれば、ナット５１ｂ及びスクリュ３２の進退移動範囲を移動させることによって成形品の品質が悪化しないように成形条件を補正することができる。従って、成形品の品質に悪影響を与えること無く、潤滑性の低下及び発熱部位の偏りを防ぎ、ボールねじ５１の寿命を延長させることができる。
（実施形態６）
　実施形態６に係る射出成形機１は、成形難易度に応じて、ナット５１ｂの進退移動範囲を移動させる点が実施形態１と異なる。射出成形機１のその他の構成は、実施形態１に係る射出成形機１と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図１６は、実施形態６に係るプロセッサ４１の処理手順を示すフローチャートである。実施形態６に係るプロセッサ４１は、成形難易度に係るデータを取得する（ステップＳ６１１）。成形難易度に係るデータは、例えば成形条件に対応付けて記憶部４２が記憶している。また、プロセッサ４１は、操作部４３を介して成形難易度に係るデータを取得してもよい。更に、プロセッサ４１は、成形条件に基づいて成形難易度に係るデータを算出するように構成してもよい。プロセッサ４１は、取得した成形難易度に係るデータに基づいてモードを選択する（ステップＳ６１２）。例えば、プロセッサ４１は、成形難易度が閾値以上である場合、通常モードを選択し、成形難易度が閾値未満である場合、遷移モードを選択する。以下、実施形態１のステップＳ１１２～ステップＳ１１５と同様の処理を実行する（ステップＳ６１３～ステップＳ６１６）。
　実施形態６に係る射出成形機１によれば、成形難易度を考慮し、成形品の品質が悪化する可能性が低いときにナット５１ｂ及びスクリュ３２の進退移動範囲を移動させ、潤滑性の低下及び発熱部位の偏りを防ぎ、ボールねじ５１の寿命を延長させることができる。
　１　射出成形機
　２　型締装置
　３　射出装置
　４　制御装置
　５　駆動装置
　６　記録媒体
　７　計測部
　３１　加熱シリンダ
　３２　スクリュ
　５０　射出用サーボモータ
　５１　ボールねじ
　４１　プロセッサ
　５１　ボールねじ
　５１ａ　ボールねじ軸
　５１ｂ　ナット
　４４　不良度判定学習モデル
　４５，５４５　調整用学習モデル
 

Claims (8)

  1. 　先端部にノズルを有するシリンダ内に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられたスクリュと、
    　該スクリュを駆動する駆動装置と、
    　前記駆動装置の動作を制御する制御装置と
    　を備え、
    　前記駆動装置は、
    　回転可能に設けられたボールねじ軸と、該ボールねじ軸に螺合され該ボールねじ軸の回転に伴い進退されるナットとを有し、該ナットの進退移動により前記スクリュを前記軸方向に駆動させるボールねじを備え、
    　前記制御装置は、
    　成形工程サイクルにおける前記ナットの進退移動範囲が分散するように、成形工程サイクルにおける射出前のスクリュ位置及び射出後のスクリュ位置を逐次移動させる
    　射出成形機。
  2. 　前記制御装置は、
    　射出前及び射出後のスクリュ位置を所定量ずつ移動させることにより、前記ナットの移動可能範囲内で前記進退移動範囲を往復させる
    　請求項１に記載の射出成形機。
  3. 　前記制御装置は、
    　前記ボールねじ軸の摩耗箇所を監視しており、前記ナットの進退移動範囲と、前記摩耗箇所とが重ならないように、射出前及び射出後のスクリュ位置を決定する
    　請求項１又は請求項２に記載の射出成形機。
  4. 　前記制御装置は、
    　射出前及び射出後のスクリュ位置をランダムに決定する
    　請求項１又は請求項３に記載の射出成形機。
  5. 　成形難易度に係るデータを取得し、
    　成形難易度が所定値未満である場合、前記制御装置は、射出前及び射出後のスクリュ位置を移動させる制御を行う
    　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の射出成形機。
  6. 　成形品の状態を示す物理量データを取得し、
    　取得した前記物理量データに基づいて、成形品の不良度を算出し、
    　成形品の不良度が閾値以上である場合、成形機に設定された成形条件を変更する
    　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の射出成形機。
  7. 　回転可能に設けられたボールねじ軸と、該ボールねじ軸に螺合され該ボールねじ軸の回転に伴い進退されるナットとを備え、該ナットの進退移動により射出成形機のスクリュを駆動する駆動装置の動作を制御する制御方法であって、
    　成形工程サイクルにおける前記ナットの進退移動範囲が分散するように、成形工程サイクルにおける射出前のスクリュ位置及び射出後のスクリュ位置を逐次移動させる
    　制御方法。
  8. 　回転可能に設けられたボールねじ軸と、該ボールねじ軸に螺合され該ボールねじ軸の回転に伴い進退されるナットとを備え、該ナットの進退移動により射出成形機のスクリュを駆動する駆動装置の動作を、コンピュータに制御させるためのコンピュータプログラムであって、
    　成形工程サイクルにおける前記ナットの進退移動範囲が分散するように、成形工程サイクルにおける射出前のスクリュ位置及び射出後のスクリュ位置を逐次移動させる
    　処理を前記コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
     
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