WO2024057416A1 - 制御装置及び制御方法 - Google Patents

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WO2024057416A1
WO2024057416A1 PCT/JP2022/034274 JP2022034274W WO2024057416A1 WO 2024057416 A1 WO2024057416 A1 WO 2024057416A1 JP 2022034274 W JP2022034274 W JP 2022034274W WO 2024057416 A1 WO2024057416 A1 WO 2024057416A1
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WO
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correction
predetermined
value
control device
molding
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/034274
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
淳史 堀内
Original Assignee
ファナック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ファナック株式会社 filed Critical ファナック株式会社
Priority to PCT/JP2022/034274 priority Critical patent/WO2024057416A1/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating

Definitions

  • the present disclosure relates to a control device and a control method.
  • Time-series data Data observed during molding (for example, time-series data, representative values) is monitored to determine whether the operating status of a molded product or an injection molding machine is good or bad. For example, by observing "time-series data (e.g., pressure, torque, etc.)" indicating the operating status of an injection molding machine for each molding cycle, and comparing it with the time-series data observed during the molding cycle when a non-defective product was produced. It is known to determine whether the operating condition of a molded product or an injection molding machine is good or bad.
  • time-series data e.g., pressure, torque, etc.
  • a molding cycle for producing one molded product is composed of multiple molding processes (for example, an injection process, a measuring process, etc.). From time-series data, the "representative value (for example, the maximum value of pressure in the injection process)" for each molding process is calculated, and the calculated representative value is compared with a predetermined tolerance range to determine whether the molded product or It is also known to determine the operating condition of an injection molding machine. Further, after the determination, an alarm is issued or the operation of the injection molding machine is stopped.
  • multiple molding processes for example, an injection process, a measuring process, etc.
  • Patent Document 1 discloses that determination operations (for example, outputting a defective product signal, outputting an operation stop signal, etc.) are set separately when the measured physical quantity exceeds the upper limit value and when the measured physical quantity exceeds the lower limit value. This is shown. Additionally, Patent Document 2 discloses calculating differences in physical quantities between different molding cycles and detecting abnormalities in parts used in an injection molding machine based on the calculated differences. Further, Patent Document 3 discloses displaying an allowable range of setting values of molding conditions in consideration of the mold and molding material.
  • a control device for an injection molding machine acquires process identification data that identifies a plurality of molding processes constituting a molding cycle, and time series data indicating a state related to the injection molding machine, and selects one of the plurality of molding processes.
  • a feature amount of the time series data included in a predetermined molding process is calculated. Then, when the calculated feature amount satisfies a predetermined correction condition, the set value related to the predetermined driving command item associated with the feature amount is corrected.
  • One aspect of the present disclosure is a control device that controls the operation of an injection molding machine that repeatedly performs a molding cycle for manufacturing a molded product by setting a command value related to an operation command item as a molding condition related to the operation of the injection molding machine.
  • a data acquisition unit that acquires process identification data for identifying a plurality of molding processes constituting the molding cycle, and time-series data regarding a predetermined physical quantity as data indicating a state of the injection molding machine;
  • a feature amount calculation unit that calculates a feature amount of the time series data acquired in a predetermined molding process among the plurality of molding processes based on the identification data and the time series data; and settings related to the operation command item.
  • the correction content of the set value related to the predetermined operation command item is determined in association with the operation command item acquisition unit that obtains the value and the correction condition related to the feature amount of the time series data related to the predetermined physical quantity in the predetermined molding process.
  • a correction rule storage section that stores at least one correction rule; and a feature amount calculated by the feature amount calculation section by referring to the correction rule storage section and associated with the correction condition when the feature amount calculation section satisfies the correction condition.
  • the control device includes a correction unit that creates correction information indicating that a setting value related to a predetermined driving command item is corrected based on the correction content.
  • Another aspect of the present disclosure is to set a command value related to an operation command item as a molding condition related to an operation operation of an injection molding machine that repeatedly performs a molding cycle for manufacturing a molded product, and to execute the operation by a control device that controls the operation operation.
  • setting values related to operation command items are corrected based on correction rules associated with feature amounts observed in a molding cycle for manufacturing a molded product. As a result, from the next molding cycle onwards, the operator will be able to use the corrected setting values for the operating command items, eliminating the need to adjust the setting values for the operating command items through trial and error. This improves operability.
  • FIG. 1 is a schematic hardware configuration diagram of a control device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an injection molding machine.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the functions of a control device according to an embodiment of the present disclosure. It is a figure which illustrates the molding process which comprises the molding cycle of an injection molding machine.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a correction rule according to an embodiment of the present disclosure. It is a graph illustrating the transition of the injection pressure maximum value according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another example of a correction rule according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a setting screen for driving command items according to an embodiment of the present disclosure. It is a graph illustrating the transition of the amount of change in the maximum value of injection pressure according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic hardware configuration diagram showing the main parts of a control device according to an embodiment of the present invention.
  • the control device 1 of the present invention can be implemented, for example, as a control device that controls industrial machinery based on a control program.
  • This embodiment shows an example of a control device that controls an injection molding machine 2 as an industrial machine based on a control program.
  • the CPU 11 included in the control device 1 is a processor that controls the control device 1 as a whole.
  • the CPU 11 reads a system program stored in the ROM 12 via the bus 22, and controls the entire control device 1 in accordance with the system program.
  • the RAM 13 temporarily stores temporary calculation data, display data, various data input from the outside, and the like.
  • the non-volatile memory 14 is composed of, for example, a memory backed up by a battery (not shown), an SSD (Solid State Drive), etc., and the stored state is maintained even when the power of the control device 1 is turned off.
  • the nonvolatile memory 14 stores data acquired from the injection molding machine 2, control programs and data read from the external device 72 via the interface 15, control programs and data input via the input device 71, Control programs, data, etc. acquired from other devices via the network 5 are stored.
  • the control program and data stored in the non-volatile memory 14 may be expanded to the RAM 13 at the time of execution/use. Further, various system programs such as a known analysis program are written in the ROM 12 in advance.
  • the interface 15 is an interface for connecting the CPU 11 of the control device 1 with an external device 72 such as a USB device.
  • control programs and setting data used to control the injection molding machine 2 are read from the external device 72 side.
  • the control program, setting data, etc. edited in the control device 1 can be stored in external storage means via the external device 72.
  • a PLC (programmable logic controller) 16 executes a ladder program to control the injection molding machine 2 and the peripheral devices of the injection molding machine 2 (for example, a mold changing device, an actuator such as a robot, etc., which is attached to the injection molding machine 2).
  • a signal is output to a plurality of sensors 3), such as a temperature sensor and a humidity sensor, via an I/O unit 19 to control them.
  • the PLC 16 receives signals from various switches on the operation panel provided in the main body of the injection molding machine 2, peripheral devices, etc., performs necessary signal processing, and then passes the signals to the CPU 11.
  • the interface 20 is an interface for connecting the CPU of the control device 1 and the wired or wireless network 5.
  • the network 5 communicates using technologies such as serial communication such as RS-485, Ethernet (registered trademark) communication, optical communication, wireless LAN, Wi-Fi (registered trademark), and Bluetooth (registered trademark). It's good to be there.
  • Other industrial machines 4 such as machine tools and electrical discharge machines, a fog computer 6, a cloud server 7, and the like are connected to the network 5, and exchange data with the control device 1.
  • the display device 70 outputs and displays each data read into the memory, data obtained as a result of executing a program, etc. via the interface 17. Further, an input device 71 composed of a keyboard, a pointing device, etc. passes commands, data, etc. based on operations by an operator to the CPU 11 via the interface 18.
  • An axis control circuit 30 for controlling the axes included in the injection molding machine 2 receives an axis movement command amount from the CPU 11 and outputs the axis command to the servo amplifier 40. Upon receiving this command, the servo amplifier 40 drives the servo motor 50 that moves the shaft of the injection molding machine 2.
  • the shaft servo motor 50 has a built-in position/velocity detector, and feeds back a position/velocity feedback signal from this position/velocity detector to the axis control circuit 30 to perform position/velocity feedback control.
  • Only one axis control circuit 30, one servo amplifier 40, and one servo motor 50 are shown in the hardware configuration diagram of FIG. 1, in reality, each axis of the injection molding machine 2 to be controlled is Only a few are available. At least one of the servo motors 50 is connected to a predetermined shaft of the injection molding machine 2 by a belt serving as a power transmission section.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the injection molding machine 2.
  • the injection molding machine 2 mainly includes a mold clamping unit 401 and an injection unit 402.
  • the mold clamping unit 401 includes a movable platen 416 and a fixed platen 414. Further, a movable mold 412 is attached to the movable platen 416, and a fixed mold 411 is attached to the fixed platen 414, respectively.
  • a servo motor 50 is attached to the mold clamping unit 401. By driving the servo motor 50, a ball screw (not shown) is driven via power transmission means such as the belt 420 and the pulley 422, and the movable platen 416 can be moved forward or backward in the direction of the fixed platen 414.
  • the injection unit 402 is composed of an injection cylinder 426, a hopper 436 that stores the resin material to be supplied to the injection cylinder 426, and a nozzle 440 provided at the tip of the injection cylinder 426.
  • the injection unit 402 can move the injection cylinder 426 forward or backward toward the fixed platen 414 by driving a servo motor (not shown).
  • the mold closing unit 401 closes and clamps the mold by moving the movable platen 416, and the injection unit 402 presses the nozzle 440 against the stationary mold 411, and then presses the injection cylinder.
  • the resin measured within 426 minutes is injected into the mold.
  • sensors 3 are attached to each part of the injection molding machine 2, and various physical quantities necessary for controlling the molding operation are detected.
  • detected physical quantities include motor current, voltage, torque, position, speed, acceleration of the drive unit, temperature of the injection cylinder 426, pressure of the resin in the injection cylinder 426, flow rate of the resin, and temperature and pressure of the mold.
  • Examples include the temperature and pressure of the mold temperature controller, the position and speed of the molded product take-out machine, and the vibrations and sounds generated in each part of the injection molding machine 2.
  • the detected physical quantity is transmitted and output to the control device 1.
  • each detected physical quantity is stored in the RAM 13, nonvolatile memory 14, etc.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram showing functions of the control device 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • Each function of the control device 1 according to this embodiment is realized by the CPU 11 of the control device 1 shown in FIG. 1 executing a system program and controlling the operation of each part of the control device 1.
  • the control device 1 of this embodiment includes a control section 110, a data acquisition section 120, a feature amount calculation section 130, a driving command item acquisition section 140, and a correction section 150.
  • a control program 200 for controlling the servo motor 50 included in the injection molding machine 2 is stored in advance in the RAM 13 to nonvolatile memory 14 of the control device 1, and the data acquisition unit 120 an acquired data storage unit 210 that is an area for storing data acquired from the sensor 3, etc.; a feature storage unit 220 that is an area for storing data indicating the feature calculated by the feature calculation unit 130;
  • a correction rule storage section 230 is an area in which correction rules for setting values related to predetermined operation command items related to the operation operations of the molding machine 2 are stored in advance, and an area for storing correction information created by the correction section 150.
  • a certain correction information storage section 240 is prepared in advance.
  • the control unit 110 executes a system program read from the ROM 12 by the CPU 11 included in the control device 1 shown in FIG. This is realized by controlling each part of the injection molding machine 2 using the , and input/output processing via the interface 18 .
  • the control section 110 analyzes the blocks of the control program 200 and controls each section of the injection molding machine 2 based on the analysis results.
  • the control unit 110 may refer to parameters related to control of the injection molding machine stored in the nonvolatile memory 14 when analyzing the block. For example, if a block of the control program 200 instructs each axis of the injection molding machine 2 to be driven, the control unit 110 generates movement command data according to the command from the block and sends it to the servo motor 50. Output.
  • control unit 110 controls a predetermined command to operate the peripheral device. Generates a signal and outputs it to the PLC 16.
  • control unit 110 can output general commands related to control of the injection molding machine 2, such as resin injection, to the injection molding machine 2 according to commands based on blocks of the control program 200.
  • the control unit 110 acquires position feedback, speed feedback, torque feedback of the servo motor 50, and detection value data detected by the sensor 3 such as a temperature sensor or a humidity sensor, and outputs it to the data acquisition unit 120.
  • the data acquisition unit 120 collects a plurality of process identification data for identifying molding processes constituting the molding cycle, and data indicating a state related to the operation of the molding cycle. Obtain time series data related to a predetermined physical quantity.
  • Each molding process that makes up the molding cycle includes a mold closing process, an injection process, a pressure holding process, a measuring process, a decompression process, a cooling process, a mold opening process, an ejection process, an ejection process, etc., as illustrated in FIG. .
  • the process identification data that identifies the molding process is data that identifies which molding process is currently being executed.
  • the data indicating the state related to the operation of the molding cycle includes, for example, the motor current, voltage, torque, position, speed, and acceleration obtained from the servo motor 50, the temperature of the injection cylinder 426 detected by the sensor 3, and the inside of the injection cylinder 426.
  • the time-series data may include detected values such as the pressure of the resin, the vibration of the drive unit, the amount of opening and closing of the mold, the pressure inside the mold cavity, and the temperature inside the mold cavity.
  • the data acquisition unit 120 may acquire data input by the operator from the input device 71 or data input via the external device 72.
  • the data acquisition unit 120 stores the acquired process identification data and time series data related to a predetermined physical quantity in the acquired data storage unit 210 in association with each other.
  • the feature amount calculation unit 130 calculates the feature amount of the time series data related to the predetermined physical amount acquired in a predetermined molding process among the multiple molding processes based on the process identification data stored in the acquired data storage unit 210 and the time series data related to the predetermined physical amount.
  • the feature amount of the time series data related to the predetermined physical amount may be a statistical amount such as a minimum value, a maximum value, a very small value, or a very large value of the time series data related to the predetermined physical amount acquired in the predetermined molding process.
  • the feature amount of the time series data related to the predetermined physical amount may be the time required from the start of the predetermined molding process to the time when the statistical amount such as a minimum value, a maximum value, a very small value, or a very large value of the time series data acquired in the predetermined molding process is reached, the movement amount of the screw, the rotation amount of the screw, the movement amount of the movable platen, the movement amount of the ejector, the opening and closing amount of the mold, the rotation amount of the mold, etc.
  • the feature amount of the time series data related to the predetermined physical amount may be the value of the predetermined time series data when a predetermined time has elapsed from the start of the predetermined molding process or when the servo motor 50 provided in the injection molding machine 2 reaches a predetermined position, etc.
  • the feature calculation unit 130 stores the calculated feature amounts of the time-series data relating to the specified physical quantities in each molding process in the feature storage unit 220.
  • the operation command item acquisition unit 140 acquires setting values related to predetermined operation command items related to the operation of the injection molding machine 2, and outputs them to the correction unit 150.
  • the setting value related to the driving command item include a command value of the driving command item, and a minimum value and a maximum value indicating a range that can be set as the command value.
  • the operation command item acquisition unit 140 may acquire, for example, a command value of a predetermined operation command item from the control program 200 used to control the injection molding machine 2 as a setting value related to the operation command item. Further, the minimum value, maximum value, etc. of the setting range related to the command value of a predetermined operation command item stored in a predetermined parameter setting area on the nonvolatile memory 14 are acquired as the setting value related to the operation command item. You may also do so.
  • the correction unit 150 adjusts the predetermined operation command items related to the operation of the injection molding machine 2 based on the feature quantities of time series data related to predetermined physical quantities in each molding process stored in the feature quantity storage unit 220. Create correction information for setting values.
  • the correction section 150 refers to the correction rule storage section 230 and corrects the feature amount.
  • correction information related to the setting value related to the predetermined driving command item is created, and the created correction information is stored in the correction information storage unit 240 as correction information related to the correction rule. .
  • the correction unit 150 deletes the correction information from the correction information storage unit 240 when the correction conditions under which the correction information was created are no longer satisfied.
  • the first monitoring range referred to by the correction unit 150 is comprised of the range from the lower limit value to the upper limit value, and even if the manufacturer of the injection molding machine 2 stores in advance a value determined through experiments etc. in the feature amount storage unit 220.
  • the value input by the operator from the input device 71 may be stored in the feature quantity storage unit 220.
  • FIG. 5 shows an example of correction rules stored in the correction rule storage unit 230.
  • the correction rule defines the content of correction of a setting value related to a predetermined operation command item with respect to a correction condition related to a feature amount of time series data related to a predetermined physical quantity in a predetermined molding process.
  • the correction rule storage unit 230 stores at least one correction rule.
  • the correction content of the setting value related to the driving command item the correction content of the setting range (for example, minimum value and maximum value) related to the command value of the driving command item is determined.
  • correction rule 1 treats the maximum value (injection pressure maximum value) of the time series data of the resin pressure (injection pressure) in the injection cylinder 426 acquired in the injection process as the feature quantity.
  • One correction condition is that the injection pressure maximum value falls below the lower limit of a predetermined first monitoring range predetermined for each feature quantity. If this correction condition is satisfied, the minimum value of the setting range related to the command value of the injection speed command is corrected as the setting value related to the operation command item of the injection process to the command value of the injection speed command, which is the operation command item at that time. The correction content is set to .
  • Another correction condition is that the maximum injection pressure exceeds the upper limit of a predetermined first monitoring range. If this correction condition is satisfied, the maximum value of the setting range related to the command value of the injection speed command is set as the setting value related to the operation command item of the injection process to the command value of the injection speed command, which is the operation command item at that time. The correction content is set to .
  • the correction content in the correction rule may be correction using the current value of the driving command item to be corrected.
  • the type of physical quantity used to calculate the feature quantity eg, pressure
  • the molding process in the example of correction rule 2, the injection process
  • setting values related to a plurality of driving command items may be corrected with respect to correction conditions related to one feature amount.
  • the correction may be performed using a predetermined correction amount A determined in advance. This correction amount A may be set in advance to a value determined through experiments or the like by the manufacturer of the injection molding machine 2.
  • FIG. 6 is a graph illustrating the transition of the injection pressure maximum value, which is the maximum value of the time series data related to the injection pressure acquired in the injection process, as a feature amount of the time series data.
  • the maximum injection pressure in the injection process of each molding cycle is shown by points in the graph.
  • the first monitoring range of the maximum injection pressure value is set in advance by the operator from SPM min to SPM max . As illustrated in FIG. 6, when the maximum injection pressure value changes in the injection process, the maximum injection pressure value falls below SPM min at the SH i -th shot, and therefore falls outside the first monitoring range of the maximum injection pressure value.
  • the correction condition "when the maximum injection pressure value falls below the lower limit of the first monitoring range of the maximum injection pressure value" in correction rule 1 illustrated in FIG. 5 is satisfied.
  • the correction unit 150 sets the minimum value of the injection speed command setting range of the injection process to the current injection speed command value, which is the correction content when this correction condition is satisfied.
  • the correction information that indicates "set to" is created and the created correction information is stored in the correction information storage section 240. Furthermore, in the SH jth shot, the maximum injection pressure value exceeds SPM min and falls within the first monitoring range of the maximum injection pressure value.
  • the correction information indicating that "the minimum value of the setting range of the injection speed command of the injection process is set to the command value of the current injection speed command" is deleted from the correction information storage unit 240.
  • the minimum value of the setting range of the injection speed command for the injection process is restored to the default value stored in the correction rule storage unit 230 by the manufacturer of the injection molding machine 2 in advance.
  • the maximum injection pressure value exceeds SPM max in the k -th SH shot, it falls outside the first monitoring range of the maximum injection pressure value.
  • the correction condition "when the maximum injection pressure exceeds the upper limit of the first monitoring range of the maximum injection pressure" in correction rule 1 illustrated in FIG. 5 is satisfied.
  • the correction unit 150 When the correction unit 150 detects that this correction condition is satisfied, it changes the maximum value of the setting range of the injection speed command of the injection process to the command value of the current injection speed command, which is the correction content when this correction condition is satisfied.
  • the correction information indicating that the correction information is to be set is created, and the created correction information is stored in the correction information storage unit 240. Further, at the SH lth shot, the maximum injection pressure value falls below SPM max and falls within the first monitoring range of the maximum injection pressure value. At this point, the correction information indicating that "the maximum value of the setting range of the injection speed command of the injection process is set to the command value of the current injection speed command" is deleted from the correction information storage unit 240. Thereby, the maximum value of the setting range of the injection speed command for the injection process is restored to the default value stored in the correction rule storage unit 230 by the manufacturer of the injection molding machine 2 in advance.
  • FIG. 7 shows another example of correction rules stored in the correction rule storage unit 230.
  • correction contents for correcting the command value of the driving command item are defined for each correction condition.
  • correction rule 1 the maximum value (injection pressure maximum value) of time-series data of injection pressure acquired in the injection process is treated as a feature quantity.
  • One correction condition is that the injection pressure maximum value falls below the lower limit of a predetermined first monitoring range predetermined for each feature quantity.
  • a correction content is set in which a correction amount C1 is added to the command value of the injection speed command of the injection process, which is the operation command item at that time.
  • Another correction condition is that the maximum injection pressure exceeds the upper limit of a predetermined first monitoring range.
  • a correction content is set in which a correction amount D1 is added to the command value of the injection speed command of the injection process.
  • a correction amount may be set in advance to a value determined by the manufacturer through experiments or the like.
  • the correction content may be multiplied by the correction amount C2, as exemplified in correction rule 2 or the like.
  • the command values of multiple operation command items may be corrected for the correction conditions related to one feature amount, or the forming process to which the feature amount belongs.
  • the content may be corrected in combination with a command value of an operation command item belonging to a different molding process. Further, the content may be such that setting values related to a plurality of driving command items are combined and corrected.
  • the correction unit 150 may display information related to the correction information on the display device 70 when the correction information is created.
  • the information related to the correction information to be displayed may be the amount of correction of the setting value related to the driving command item, information indicating that the setting value has been corrected, or the like.
  • the correction unit 150 may display the correction conditions and feature values that caused the creation of the correction information together with the correction information.
  • the correction unit 150 instructs the control unit 110 to temporarily stop the operation of the injection molding machine 2 when the correction conditions are satisfied, that is, when the predetermined feature quantity is out of the first monitoring range of the feature quantity. It is also possible to issue the command as follows.
  • the control unit 110 controls the operation of the injection molding machine 2 using values corrected based on the correction information stored in the correction information storage unit 240 for the setting values related to each operation command item.
  • FIG. 8 is an example of a setting screen for driving command items.
  • a screen for setting the injection speed in the injection process is displayed as an operation command item.
  • the correction information storage unit 240 stores correction information for correcting the maximum value of the setting range related to the injection speed in the injection process to the command value of the injection speed at that time. In this case, as illustrated in FIG.
  • the maximum value of the setting range related to the injection speed which should originally be displayed as 300.0 [mm/s] is displayed as 234.5 [mm/s].
  • the control device 1 for an injection molding machine corrects setting values related to operation command items based on correction rules associated with feature quantities observed in a molding cycle for manufacturing a molded product. .
  • operations are performed using the corrected set values from the next molding cycle onward, which reduces the operator's effort to adjust the values of the operation command items through trial and error, and improves operability.
  • each parameter was determined based on the setting range related to the command value of the operation command item determined in advance by the manufacturer. I was operating an injection molding machine.
  • the setting range of operation command items that allows a high-quality molded product to be obtained is narrower than the setting range predetermined by the manufacturer. Therefore, the operator may sometimes erroneously set a value outside the allowable range as the command value of the operation command item.
  • the control device 1 for an injection molding machine adjusts command values of operation command items and command values of operation command items based on correction rules associated with feature values observed in a molding cycle for manufacturing molded products.
  • the setting values such as the minimum value and maximum value of the setting range are corrected.
  • the operator can consider the command values of the operation command items based on the corrected set values, that is, within the allowable set value range excluding inappropriate ranges. Therefore, the effort of adjusting the set values such as the command value of the driving command item and the minimum value and maximum value of the setting range related to the command value of the driving command item through trial and error is reduced, and the operability is improved.
  • the settable range of the command value of injection speed as an example of the operation command item is corrected to a narrower range. This prevents the operator from erroneously setting a large injection speed command value in the next molding cycle and thereafter.
  • the setting values related to the operation command items are corrected based on the correction rules associated with the feature values, and the setting values related to the corrected operation command items are used for the next molding. Apply to cycle. Then, each time the molding cycle is repeated, the setting values related to the operation command items are automatically corrected, and the feature amounts fall within a useful monitoring range. This makes it possible to continue producing high-quality molded products without interrupting production.
  • the operator when adjusting the setting values related to the driving command items, the operator visually checks various types of time series data and feature amounts, and proceeds with the adjustment work of the setting values related to the driving command items through trial and error. Therefore, the experience and skill of the operator affect the length of time required for adjustment work, and also affect the quality of the molded product. Therefore, in order to obtain high-quality molded products, skilled operators were required to carry out the work.
  • the setting value related to the operation command item when correcting the setting value related to the operation command item by associating the feature quantity and the operation command item, the setting value related to the plurality of operation command items is set based on one feature quantity.
  • FIG. 9 is a graph illustrating the amount of change for each molding cycle in the injection pressure maximum value calculated based on time-series data related to the injection pressure acquired in the injection process.
  • the feature calculation unit 130 calculates the difference between the maximum injection pressure values of the n-th shot and the m-th shot (m is a natural number obtained by adding a predetermined positive natural number to n) as the amount of change for each molding cycle. and stores it in the feature amount storage unit 220.
  • m is a natural number obtained by adding a predetermined positive natural number to n
  • the second monitoring range is set in advance by the operator in the range of SPMV min to SPMV max for the amount of change in the maximum value of the injection pressure. Then, a correction rule is created with the correction condition being that it falls within this second monitoring range or falls outside of the second monitoring range (exceeds the upper limit value SPMV max or falls below the lower limit value SPMV min ). Good too.
  • the feature amount may rise/fall sharply.
  • the command value of the operation command item is based on the command value of the operation command item used in a plurality of molding cycles performed in the past.
  • the correction content may be to correct.
  • the command value of the operation command item used in a plurality of molding cycles performed in the past may include a corrected command value.
  • the command value of the operation command item in the current molding cycle may be corrected to be the average value of the command values of the operation command item commanded in a plurality of past molding cycles.
  • the command value of the current operation command item may be corrected using statistics such as the minimum value and maximum value of the command value of the operation command item commanded in a plurality of past molding cycles.
  • Control device 2 Injection molding machine 3
  • Sensor 4 Industrial machine 5
  • Network 6
  • Network 6
  • Network 6
  • Nonvolatile memory 15, 17, 18, 20 Interface 22
  • Bus 70 Display device 71
  • Input device 72 External device 110
  • Control unit 120 Data acquisition unit 130
  • Operation command item acquisition unit 150
  • Control program 210 Acquisition Data storage unit 220
  • Feature amount storage unit 230
  • Correction rule storage unit 240 Correction information storage unit

Abstract

本開示による制御装置は、射出成形機の成形サイクルを構成する複数の成形工程を識別する工程識別データ、及び射出成形機に係る状態を示すデータとして所定の物理量に係る時系列データを取得するデータ取得部と、複数の成形工程の内の所定の成形工程において取得された時系列データの特徴量を算出する特徴量算出部と、運転指令項目に係る設定値を取得する運転指令項目取得部と、補正条件と補正内容を定めた補正ルールを少なくとも１つ記憶する補正ルール記憶部と、補正ルール記憶部を参照して、特徴量算出部が算出した特徴量が、補正条件を満足した場合に該補正条件に関連付けられた補正内容で所定の運転指令項目に係る設定値を補正することを示す補正情報を作成する補正部と、を備える。

Description

制御装置及び制御方法
　本開示は、制御装置及び制御方法に関する。
　成形時に観測されるデータ（例えば、時系列のデータ、代表値）を監視して、成形品または射出成形機の運転状態の良否を判定することが行われている。例えば、射出成形機の運転状態を示す「時系列のデータ（例えば、圧力、トルクなど）」を成形サイクル毎に観測して、良品時の成形サイクルで観測した時系列のデータと比較することによって、成形品または射出成形機の運転状態の良否を判定すること、は公知である。
　１つの成形品を生産する成形サイクルは、複数の成形工程（例えば、射出工程、計量工程など）から構成されている。時系列のデータより、各成形工程における「代表値（例えば、射出工程における圧力の最大値など）」を算出し、算出された代表値と予め定めた許容範囲とを比較して、成形品または射出成形機の運転状態の良否を判定すること、も公知である。また、判定後に、警報を報知したり、射出成形機の運転を停止したりすること、も行われている。
　特許文献１には、測定した物理量が上限値を超えた場合と、下限値を超えた場合の判別動作（例えば、不良品信号を出力、運転停止信号の出力など）を、それぞれ個別に設定すること、が示されている。また、特許文献２には、異なる成形サイクルの物理量の差を算出し、算出した差に基づき射出成形機に用いられる部品の異常を検知すること、が示されている。更に、特許文献３には、金型や成形材料を考慮した成形条件の設定値の許容範囲を表示すること、が示されている。
特開２０１０－０７６１７７号公報 特開２０１７－０８７５８８号公報 特開２０２０－１２４８２９号公報
　良質な成形品を安定して生産するには、成形時に得られる特徴量が所定の監視範囲内で推移することが重要である。そのため、特徴量が所定の監視範囲を外れた場合、オペレータは射出成形機の運転動作に係る運転指令項目の設定値を変更することによって、成形品の良否を調整する。ここで、オペレータが誤った運転指令項目の設定値を入力すると、成形品の品質の悪化、不良品の生産、アラームによる運転停止、射出成形機や金型の破損、などの問題が生じる。
　そこで、適切な運転指令項目の設定値の調整をオペレータが容易にできるように、操作性を改善することが望まれている。
　本開示による射出成形機の制御装置は、成形サイクルを構成する複数の成形工程を識別する工程識別データと、射出成形機に係る状態を示す時系列データとを取得し、複数の成形工程の内の所定の成形工程に含まれる前記時系列データの特徴量を算出する。そして、算出した特徴量が所定の補正条件を満足した場合、該特徴量に関連付けられた所定の運転指令項目に係る設定値を補正する。
　そして、本開示の一態様は、成形品を製造する成形サイクルを繰り返し行う射出成形機の運転動作に係る成形条件として運転指令項目に係る指令値を設定して、運転動作を制御する制御装置であって、前記成形サイクルを構成する複数の成形工程を識別する工程識別データ、及び前記射出成形機に係る状態を示すデータとして所定の物理量に係る時系列データを取得するデータ取得部と、前記工程識別データ及び前記時系列データに基づいて、前記複数の成形工程の内の所定の成形工程において取得された前記時系列データの特徴量を算出する特徴量算出部と、前記運転指令項目に係る設定値を取得する運転指令項目取得部と、所定の成形工程における所定の物理量に係る時系列データの特徴量に係る補正条件に関連付けて、所定の運転指令項目に係る設定値の補正内容を定めた補正ルールを少なくとも１つ記憶する補正ルール記憶部と、前記補正ルール記憶部を参照し、前記特徴量算出部が算出した特徴量が、前記補正条件を満足した場合に該補正条件に関連付けられた補正内容で所定の運転指令項目に係る設定値を補正することを示す補正情報を作成する補正部と、を備えた制御装置である。
　本開示の他の態様は、成形品を製造する成形サイクルを繰り返し行う射出成形機の運転動作に係る成形条件として運転指令項目に係る指令値を設定して、運転動作を制御する制御装置により実行される制御方法であって、前記制御装置が、前記成形サイクルを構成する複数の成形工程を識別する工程識別データ、及び前記射出成形機に係る状態を示すデータとして所定の物理量に係る時系列データを取得するステップと、前記工程識別データ及び前記時系列データに基づいて、前記複数の成形工程の内の所定の成形工程において取得された前記時系列データの特徴量を算出するステップと、前記運転指令項目に係る設定値を取得するステップと、所定の成形工程における所定の物理量に係る時系列データの特徴量に係る補正条件に関連付けて、所定の運転指令項目に係る設定値の補正内容を定めた補正ルールを少なくとも１つ記憶する補正ルール記憶部を参照し、前記特徴量を算出するステップで算出した特徴量が、前記補正条件を満足した場合に該補正条件に関連付けられた補正内容で所定の運転指令項目に係る設定値を補正することを示す補正情報を作成するステップと、を実行する制御方法である。
　本開示の一態様により、成形品を製造する成形サイクルにて観測される特徴量に関連づけられた補正ルールに基づき運転指令項目に係る設定値を補正する。これにより、次の成形サイクル以降において、オペレータは補正された設定値で運転指令項目に係る設定値を扱うことが可能となるため、運転指令項目に係る設定値を試行錯誤して調整する手間が軽減され、操作性が改善される。
本開示の一実施形態による制御装置の概略的なハードウェア構成図である。 射出成形機の概略的な構成図である。 本開示の一実施形態による制御装置の概略的な機能を示すブロック図である。 射出成形機の成形サイクルを構成する成形工程を例示する図である。 本開示の一実施形態による補正ルールの例を示す図である。 本開示の一実施形態による射出圧最大値の推移を例示するグラフである。 本開示の一実施形態による補正ルールの他の例を示す図である。 本開示の一実施形態による運転指令項目の設定画面の例を示す図である。 本開示の一実施形態による射出圧最大値の変化量の推移を例示するグラフである。
　以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
　図１は本発明の一実施形態による制御装置の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。本発明の制御装置１は、例えば制御用プログラムに基づいて産業機械を制御する制御装置として実装することができる。本実施形態では、制御用プログラムに基づいて産業機械としての射出成形機２を制御する制御装置の例を示す。
　本実施形態による制御装置１が備えるＣＰＵ１１は、制御装置１を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、バス２２を介してＲＯＭ１２に格納されたシステム・プログラムを読み出し、該システム・プログラムに従って制御装置１全体を制御する。ＲＡＭ１３には一時的な計算データや表示データ、及び外部から入力された各種データ等が一時的に格納される。
　不揮発性メモリ１４は、例えば図示しないバッテリでバックアップされたメモリやＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等で構成され、制御装置１の電源がオフされても記憶状態が保持される。不揮発性メモリ１４には、射出成形機２から取得されたデータ、インタフェース１５を介して外部機器７２から読み込まれた制御用プログラムやデータ、入力装置７１を介して入力された制御用プログラムやデータ、ネットワーク５を介して他の装置から取得された制御用プログラムやデータ等が記憶される。不揮発性メモリ１４に記憶された制御用プログラムやデータは、実行時／利用時にはＲＡＭ１３に展開されても良い。また、ＲＯＭ１２には、公知の解析プログラムなどの各種システム・プログラムがあらかじめ書き込まれている。
　インタフェース１５は、制御装置１のＣＰＵ１１とＵＳＢ装置等の外部機器７２と接続するためのインタフェースである。外部機器７２側からは、例えば射出成形機２の制御に用いられる制御用プログラムや設定データ等が読み込まれる。また、制御装置１内で編集した制御用プログラムや設定データ等は、外部機器７２を介して外部記憶手段に記憶させることができる。ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）１６は、ラダープログラムを実行して射出成形機２及び射出成形機２の周辺装置（例えば、金型交換装置や、ロボット等のアクチュエータ、射出成形機２に取付けられている温度センサや湿度センサ等の複数のセンサ３）にＩ／Ｏユニット１９を介して信号を出力し制御する。また、ＰＬＣ１６は、射出成形機２の本体に配備された操作盤の各種スイッチや周辺装置等の信号を受け、必要な信号処理をした後、ＣＰＵ１１に渡す。
　インタフェース２０は、制御装置１のＣＰＵと有線乃至無線のネットワーク５とを接続するためのインタフェースである。ネットワーク５は、例えばＲＳ－４８５等のシリアル通信、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）通信、光通信、無線ＬＡＮ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の技術を用いて通信をするものであってよい。ネットワーク５には、工作機械や放電加工機などの他の産業機械４やフォグコンピュータ６、クラウドサーバ７等が接続され、制御装置１との間で相互にデータのやり取りを行っている。
　表示装置７０には、メモリ上に読み込まれた各データ、プログラム等が実行された結果として得られたデータ等がインタフェース１７を介して出力されて表示される。また、キーボードやポインティングデバイス等から構成される入力装置７１は、オペレータによる操作に基づく指令、データ等をインタフェース１８を介してＣＰＵ１１に渡す。
　射出成形機２が備える軸を制御するための軸制御回路３０はＣＰＵ１１からの軸の移動指令量を受けて、軸の指令をサーボアンプ４０に出力する。サーボアンプ４０はこの指令を受けて、射出成形機２が備える軸を移動させるサーボモータ５０を駆動する。軸のサーボモータ５０は位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置・速度フィードバック信号を軸制御回路３０にフィードバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。なお、図１のハードウェア構成図では軸制御回路３０、サーボアンプ４０、サーボモータ５０は１つずつしか示されていないが、実際には制御対象となる射出成形機２に備えられた軸の数だけ用意される。サーボモータ５０の少なくとも１つは、射出成形機２の所定の軸と動力伝達部としてのベルトで接続されている。
　図２は、射出成形機２の概略構成図である。射出成形機２は、主として型締ユニット４０１と射出ユニット４０２とから構成されている。型締ユニット４０１には、可動プラテン４１６と固定プラテン４１４が備えられている。また、それぞれ可動プラテン４１６には可動側金型４１２が、固定プラテン４１４には固定側金型４１１が取り付けられている。型締ユニット４０１にはサーボモータ５０が取り付けられている。そして、サーボモータ５０を駆動させることで、ベルト４２０、プーリ４２２などの動力伝達手段を介して図示しないボールねじが駆動され、可動プラテン４１６を固定プラテン４１４方向に前進又は後退させることができる。
　一方、射出ユニット４０２は、射出シリンダ４２６と、射出シリンダ４２６に供給する樹脂材料を溜めるホッパ４３６と、射出シリンダ４２６の先端に設けられたノズル４４０とから構成されている。射出ユニット４０２は、図示しないサーボモータを駆動させることで、射出シリンダ４２６を固定プラテン４１４方向に前進又は後退させることができる。
　１つの成形品を製造する成形サイクルでは、型締ユニット４０１で、可動プラテン４１６の移動によって型閉じ・型締めを行い、射出ユニット４０２で、ノズル４４０を固定側金型４１１に押し付けてから射出シリンダ４２６の内に計量された樹脂を金型内に射出する。これらの動作は図示しない制御装置１からの指令により制御される。
　また、射出成形機２の各部には図示しないセンサ３が取り付けられており、成形動作の制御に必要な各種物理量が検出される。検出される物理量の例としては、駆動部のモータ電流、電圧、トルク、位置、速度、加速度、射出シリンダ４２６の温度、射出シリンダ４２６内の樹脂の圧力、樹脂の流量、金型の温度や圧力、金型温調機の温度や圧力、成形品取り出し機の位置や速度、射出成形機２の各部に発生する振動や音などが例示される。検出された物理量は制御装置１に送信出力される。制御装置１では、検出された各物理量がＲＡＭ１３や不揮発性メモリ１４などに記憶される。
　図３は、本開示の一実施形態による制御装置１が備える機能を概略的なブロック図として示したものである。本実施形態による制御装置１が備える各機能は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がシステム・プログラムを実行し、制御装置１の各部の動作を制御することにより実現される。
　本実施形態の制御装置１は、制御部１１０、データ取得部１２０、特徴量算出部１３０、運転指令項目取得部１４０、補正部１５０を備える。また、制御装置１のＲＡＭ１３乃至不揮発性メモリ１４には、予め射出成形機２が備えるサーボモータ５０を制御するための制御用プログラム２００が記憶されており、また、データ取得部１２０がサーボモータ５０やセンサ３等から取得したデータを記憶するための領域である取得データ記憶部２１０、特徴量算出部１３０が算出した特徴量を示すデータを記憶するための領域である特徴量記憶部２２０、射出成形機２の運転動作に係る所定の運転指令項目に係る設定値の補正ルールが予め記憶されている領域である補正ルール記憶部２３０、補正部１５０が作成した補正情報を記憶するための領域である補正情報記憶部２４０が予め用意されている。
　制御部１１０は、図１に示した制御装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、軸制御回路３０、ＰＬＣ１６を用いた射出成形機２の各部の制御処理、インタフェース１８を介した入出力処理が行われることで実現される。制御部１１０は、制御用プログラム２００のブロックを解析し、その解析結果に基づいて射出成形機２の各部を制御する。制御部１１０は、ブロックを解析する際に、不揮発性メモリ１４上に記憶されている射出成形機の制御に係るパラメータを参照するようにしてよい。制御部１１０は、例えば制御用プログラム２００のブロックが射出成形機２の各軸を駆動させるように指令している場合には、ブロックによる指令に従って移動指令データを生成してサーボモータ５０に対して出力する。また、制御部１１０は、例えば制御用プログラム２００のブロックが射出成形機２に取り付けられたセンサ３等の周辺装置を動作させるように指令している場合には、該周辺装置を動作させる所定の信号を生成してＰＬＣ１６に出力する。その他にも、制御部１１０は、樹脂の射出などの射出成形機２の制御に係る一般的な指令を制御用プログラム２００のブロックによる指令に従って射出成形機２に対して出力することができる。一方で、制御部１１０は、サーボモータ５０の位置フィードバック、速度フィードバック、トルクフィードバックや、温度センサや湿度センサ等のセンサ３が検出した検出値データを取得し、データ取得部１２０へと出力する。
　データ取得部１２０は、射出成形機２が成形サイクルの動作を行う際に、該成形サイクルを構成する成形工程を識別する複数の工程識別データと、該成形サイクルの動作に係る状態を示すデータとして所定の物理量に係る時系列データを取得する。成形サイクルを構成する各成形工程は、図４に例示するように、型閉じ工程、射出工程、保圧工程、計量工程、減圧工程、冷却工程、型開き工程、突き出し工程、取り出し工程などを含む。成形工程を識別する工程識別データは、現在実行されている成形工程がいずれの成形工程であるのかを識別するデータである。成形サイクルの動作に係る状態を示すデータには、例えばサーボモータ５０から取得されるモータ電流、電圧、トルク、位置、速度、加速度や、センサ３が検出した射出シリンダ４２６の温度、射出シリンダ４２６内の樹脂の圧力、駆動部の振動、金型の開閉量、金型のキャビティ内の圧力、金型のキャビティ内の温度などの検出値を時系列データとして含んでいてよい。なお、データ取得部１２０は、オペレータが入力装置７１から入力したデータや、外部機器７２を介して入力されたデータを取得するようにしてもよい。データ取得部１２０は、取得した工程識別データ及び所定の物理量に係る時系列データを関連付けて取得データ記憶部２１０に記憶する。
　特徴量算出部１３０は、取得データ記憶部２１０に記憶された工程識別データ及び所定の物理量に係る時系列データに基づいて、複数の成形工程の内の所定の成形工程において取得された所定の物理量に係る時系列データの特徴量を算出する。所定の物理量に係る時系列データの特徴量は、所定の成形工程において取得された所定の物理量に係る時系列データの最小値、最大値、極小値、極大値などの統計量であってよい。また、所定の物理量に係る時系列データの特徴量は、所定の成形工程を開始してから所定の成形工程において取得された時系列データの最小値、最大値、極小値、極大値などの統計量に達するまでの所要時間、スクリュの移動量、スクリュの回転量、可動プラテンの移動量、エジェクタの移動量、金型の開閉量、金型の回転量などであってもよい。更に、所定の物理量に係る時系列データの特徴量は、所定の成形工程を開始してからの所定時間経過した時、又は前記射出成形機２が備えるサーボモータ５０が所定位置に達した時の、所定の時系列データの値などであってもよい。特徴量算出部１３０は、算出したそれぞれの成形工程における所定の物理量に係る時系列データの特徴量を特徴量記憶部２２０に記憶する。
　運転指令項目取得部１４０は、射出成形機２の運転動作に係る所定の運転指令項目に係る設定値を取得し、補正部１５０へと出力する。運転指令項目に係る設定値としては、例えば当該運転指令項目の指令値や、指令値として設定可能な範囲を示す最小値、最大値などが例示される。運転指令項目取得部１４０は、例えば射出成形機２の制御に用いている制御用プログラム２００から所定の運転指令項目の指令値を該運転指令項目に係る設定値として取得するようにしてもよい。また、不揮発性メモリ１４上の所定のパラメータ設定領域に記憶されている所定の運転指令項目の指令値に係る設定範囲の最小値や最大値などを該運転指令項目に係る設定値として取得するようにしてもよい。
　補正部１５０は、特徴量記憶部２２０に記憶されたそれぞれの成形工程における所定の物理量に係る時系列データの特徴量に基づいて、射出成形機２の運転動作に係る所定の運転指令項目に係る設定値の補正情報を作成する。補正部１５０は、所定の成形工程における所定の物理量に係る時系列データの特徴量が、予め定められた第１監視範囲から外れた場合に、補正ルール記憶部２３０を参照して、該特徴量に関連付する補正ルールを取得する。そして、取得した補正ルールに基づいて、所定の運転指令項目に係る設定値に係る補正情報を作成し、作成した補正情報を当該補正ルールに関連する補正情報として補正情報記憶部２４０へと記憶する。また、補正部１５０は、補正情報を作成した際の補正条件を満足しなくなった時点で、当該補正情報を補正情報記憶部２４０から削除する。補正部１５０が参照する第１監視範囲は、下限値から上限値の範囲で構成され、予め射出成形機２のメーカが実験などで求めた値を特徴量記憶部２２０に記憶させておいてもよいし、オペレータが入力装置７１から入力した値を特徴量記憶部２２０に記憶させておいてもよい。
　図５は、補正ルール記憶部２３０に記憶されている補正ルールの例を示している。補正ルールは、所定の成形工程における所定の物理量に係る時系列データの特徴量に係る補正条件に対して、所定の運転指令項目に係る設定値の補正内容を定めたものである。補正ルール記憶部２３０には、少なくとも１つの補正ルールが記憶されている。図５の例では、運転指令項目に係る設定値の補正内容として、その運転指令項目の指令値に係る設定範囲（例えば、最小値及び最大値）の補正内容が定められている。例えば、補正ルール１は、射出工程において取得された射出シリンダ４２６内の樹脂の圧力（射出圧）の時系列データの最大値（射出圧最大値）を特徴量として扱っている。そして、この射出圧最大値が、予め特徴量毎に定められた所定の第１監視範囲の下限値を下回ったことを１つの補正条件としている。この補正条件を満足する場合、射出工程の運転指令項目に係る設定値として射出速度指令の指令値に係る設定範囲の最小値を、その時の運転指令項目である射出速度指令の指令値へと補正する、という補正内容が設定されている。また、射出圧最大値が、予め定めた所定の第１監視範囲の上限値を上回ったことを他の補正条件としている。そして、この補正条件を満足する場合、射出工程の運転指令項目に係る設定値として射出速度指令の指令値に係る設定範囲の最大値を、その時の運転指令項目である射出速度指令の指令値へと補正する、という補正内容が設定されている。このように、補正ルールにおける補正内容は、補正対象となる運転指令項目の現在の値を用いた補正であってよい。また、補正ルールにおける、特徴量の算出に用いた物理量の種類（例えば、圧力）と、補正される運転指令項目が属する物理量の種類（例えば、速度）とは異なってもよい。図５の補正ルール２に例示されるように、特徴量の算出元となる時系列データ取得された成形工程（補正ルール２の例示では射出工程）と、補正の対象となる運転指令項目が属する成形工程（補正ルール２の例示では計量工程）とは、異なっていてもよい。また、図５の補正ルール３、４に例示されるように、１つの特徴量に係る補正条件に対して、複数の運転指令項目に係る設定値を補正するようにしてもよい。また、図５の補正ルール５に例示されるように、予め定めた所定の補正量Ａを用いて補正したものであってもよい。この補正量Ａは、予め射出成形機２のメーカが実験などで求めた値を設定しておけばよい。
　図５に例示したルールが補正ルール記憶部２３０に記憶されている場合における補正部１５０の動作について説明する。図６は、時系列データの特徴量として、射出工程において取得された射出圧に係る時系列データの内の最大値である射出圧最大値の推移を例示するグラフである。図６では、それぞれの成形サイクルの射出工程における射出圧最大値をグラフ中の点で示している。また、射出圧最大値の第１監視範囲は、あらかじめオペレータによりＳＰＭmin～ＳＰＭmaxに設定されている。図６に例示するように、射出工程における射出圧最大値が推移する時、ＳＨi回目のショットで射出圧最大値はＳＰＭminを下回るため、射出圧最大値の第１監視範囲を外れる。この時、図５に例示した補正ルール１における、「射出圧最大値が、射出圧最大値の第１監視範囲の下限値を下回った場合」という補正条件を満たすこととなる。この補正条件を満足したことを検出した補正部１５０は、この補正条件を満足した場合の補正内容である「射出工程の射出速度指令の設定範囲の最小値を、現在の射出速度指令の指令値に設定する」ことを示す補正情報を作成し、作成した補正情報を補正情報記憶部２４０へと記憶する。また、ＳＨj回目のショットで射出圧最大値はＳＰＭminを上回り、射出圧最大値の第１監視範囲内となる。この時点で、「射出工程の射出速度指令の設定範囲の最小値を、現在の射出速度指令の指令値に設定する」ことを示す補正情報を補正情報記憶部２４０から削除する。これにより、射出工程の射出速度指令の設定範囲の最小値は、予め射出成形機２のメーカが補正ルール記憶部２３０に記憶させておいたデフォルトの値に復元される。一方、ＳＨk回目のショットで射出圧最大値はＳＰＭmaxを上回るため、射出圧最大値の第１監視範囲を外れる。この時、図５に例示した補正ルール１における、「射出圧最大値が、射出圧最大値の第１監視範囲の上限値を上回った場合」という補正条件を満たすこととなる。この補正条件を満足したことを検出した補正部１５０は、この補正条件を満足した場合の補正内容である「射出工程の射出速度指令の設定範囲の最大値を、現在の射出速度指令の指令値に設定する」ことを示す補正情報を作成し、作成した補正情報を補正情報記憶部２４０へと記憶する。また、ＳＨl回目のショットで射出圧最大値はＳＰＭmaxを下回り、射出圧最大値の第１監視範囲内となる。この時点で、「射出工程の射出速度指令の設定範囲の最大値を、現在の射出速度指令の指令値に設定する」ことを示す補正情報を補正情報記憶部２４０から削除する。これにより、射出工程の射出速度指令の設定範囲の最大値は、予め射出成形機２のメーカが補正ルール記憶部２３０に記憶させておいたデフォルトの値に復元される。
　図７は、補正ルール記憶部２３０に記憶されている補正ルールの他の例を示している。図７の補正ルールは、それぞれの補正条件に対して、運転指令項目の指令値を補正する補正内容が定められている。例えば、補正ルール１として、射出工程において取得された射出圧の時系列データの最大値（射出圧最大値）を特徴量として扱っている。この射出圧最大値が、予め特徴量毎に定められた所定の第１監視範囲の下限値を下回ったことを１つの補正条件としている。そして、この補正条件を満足する場合、その時の運転指令項目である射出工程の射出速度指令の指令値に対して補正量Ｃ１を加える補正をする、という補正内容が設定されている。また、射出圧最大値が、予め定めた所定の第１監視範囲の上限値を上回ったことを他の補正条件としている。そして、この補正条件を満足する場合、射出工程の射出速度指令の指令値に対して補正量Ｄ１を加える補正をする、という補正内容が設定されている。このような補正量は、予めメーカが実験などで求めた値を設定しておけばよい。補正内容は、補正ルール２などに例示されるように、補正量Ｃ２を乗算するものであってもよい。また、補正ルール３、４に例示されるように、１つの特徴量に係る補正条件に対して、複数の運転指令項目の指令値を補正するようにしてもよいし、特徴量が属する成形工程とは異なる成形工程に属する運転指令項目の指令値と組み合わせて補正する内容であってもよい。また、複数の運転指令項目に係る設定値を組み合わせて補正する内容であってもよい。
　補正部１５０は、補正情報を作成した時に、その補正情報に係る情報を表示装置７０に表示するようにしてもよい。表示する補正情報に係る情報は、運転指令項目に係る設定値の補正量、補正されている旨を示す情報などであってよい。補正部１５０は、補正情報を作成する原因となった補正条件及び特徴量の値を補正情報と併せて表示するようにしてもよい。補正部１５０は、補正条件を満足した場合、即ち所定の特徴量が該特徴量の第１監視範囲を外れた場合に、一時的に射出成形機２の運転を停止するように制御部１１０へと指令するようにしてもよい。
　補正部１５０により補正情報が補正情報記憶部２４０に記憶されると、それ以降の成形サイクルにおいて、制御部１１０は、それぞれの運転指令項目に係る設定値について、補正情報記憶部２４０に記憶された補正情報に基づいて補正された値を用いて射出成形機２の運転動作を制御する。
　また、補正情報が補正情報記憶部２４０に記憶されると、オペレータが運転指令項目の設定を行う画面に補正情報が反映される。図８は、運転指令項目の設定画面の例である。図８の例では、運転指令項目として、射出工程における射出速度の設定を行う画面が表示されている。例えば、射出速度の指令値として２３４．５［ｍｍ／ｓ］が設定されており、射出速度の指令値に係る本来の設定範囲が０．０～３００．０［ｍｍ／ｓ］である時、補正情報記憶部２４０に、射出工程における射出速度に係る設定範囲の最大値を、その時点での射出速度の指令値に補正する補正情報が記憶されているとする。この場合、図８に例示するように、本来は３００．０［ｍｍ／ｓ］と表示されるべき射出速度に係る設定範囲の最大値は、２３４．５［ｍｍ／ｓ］と表示される。オペレータは、この表示を見ることで、現在の状況において適切であると思われる運転指令項目の設定範囲を参照しながら、該運転指令項目の指令値の設定作業を行うことが可能となる。
　上記構成を備えた本実施形態による射出成形機の制御装置１は、成形品を製造する成形サイクルにて観測される特徴量に関連づけられた補正ルールに基づき運転指令項目に係る設定値を補正する。これにより、次の成形サイクル以降において、補正された設定値で運転が行われるため、オペレータは運転指令項目の値を試行錯誤して調整する手間が軽減され、操作性が改善される。例えば、従来は、成形品の成形材料が異なったり、金型などの生産設備が異なったりした場合、予めメーカが定めた運転指令項目の指令値に係る設定範囲に基づいて各パラメータを決定して射出成形機の運転を行っていた。しかしながら、一般に、良質な成形品を得ることができる運転指令項目に係る設定範囲は、予めメーカが定めた設定範囲よりも狭くなる。そのため、オペレータは、許容される範囲から外れた値を運転指令項目の指令値として誤設定する場合もあった。
　本実施形態による射出成形機の制御装置１は、成形品を製造する成形サイクルにて観測される特徴量に関連づけられた補正ルールに基づき、運転指令項目の指令値、運転指令項目の指令値に係る設定範囲の最小値や最大値などの設定値を補正する。これにより、次の成形サイクル以降において、オペレータは補正された設定値に基づいて、即ち不適切な範囲が除かれた許容される設定値の範囲で運転指令項目の指令値を検討することが可能となり、運転指令項目の指令値、運転指令項目の指令値に係る設定範囲の最小値や最大値などの設定値を試行錯誤して調整する手間が軽減され、操作性が改善される。
　例えば、特徴量として射出圧最大値、最小クッション量が所定の監視範囲を外れた場合、運転指令項目の一例として射出速度の指令値に係る設定可能な範囲をより狭い範囲に補正する。これにより、次の成形サイクル以降において、オペレータが誤って大きな射出速度の指令値を誤設定することが防止される。
　このように、運転指令項目に係る設定値を自動調整することによって、良質な成形品を得ること、運転を停止することなく良質な成形品を継続して生産すること、が可能となる。例えば、運転を停止した後に生産を再開した場合、運転を停止する前の運転指令項目に係る設定値のまま生産すると、不良品が生じることがある。オペレータは、成形サイクルを繰り返しながら運転指令項目に係る設定値を試行錯誤して調整することによって、良質な成形品を安定して生産できる状態に復旧させる。この調整作業には、多くの手間と生産工数を要する。本実施形態による射出成形機の制御装置１では、特徴量に関連づけられた補正ルールに基づいて、運転指令項目に係る設定値を補正し、補正された運転指令項目に係る設定値を次の成形サイクルに適用する。そして、成形サイクルを繰り返すたびに、自動的に運転指令項目に係る設定値が補正されていき、特徴量は有益な監視範囲に収まる。これにより、生産を中断することなく、良質な成形品を継続して生産すること、が実現される。
　また、一般に、運転指令項目に係る設定値を調整する場合、オペレータはさまざまな種類の時系列データや特徴量を目視確認し、試行錯誤して運転指令項目に係る設定値の調整作業を進める。そのため、オペレータの経験や技量が調整作業に要する時間の長短に影響し、成形品の品質にも影響を及ぼす。そこで、良質な成形品を得るには、熟練したオペレータが作業を担う必要があった。本実施形態による射出成形機の制御装置１では、特徴量と運転指令項目を関連づけて運転指令項目に係る設定値を補正する際に、１つの特徴量に基づき複数の運転指令項目に係る設定値を補正したり、特徴量と運転指令項目が属する成形工程や物理量が異なる組み合わせ（例えば、保圧工程の位置、計量工程の圧力など）を用いて運転指令項目に係る設定値を補正したり、熟練したオペレータであっても困難な複雑な運転指令項目に係る設定値の補正を自動的に行う。これにより、オペレータの技量に依らず、安定した生産を継続できる。
　本実施形態による制御装置１の一変形例として、複数の成形サイクルに渡る所定の特徴量の変化に係る補正条件を含む補正ルールを用いるようにしてもよい。図９は、射出工程において取得された射出圧に係る時系列データに基づいて算出された射出圧最大値の成形サイクル毎の変化量を例示するグラフである。特徴量算出部１３０は、例えば、ｎ回目のショットとｍ回目（ｍはｎに所定の正の自然数を加えた自然数）のショットの射出圧最大値の差分値を成形サイクル毎の変化量として算出し、特徴量記憶部２２０に記憶する。図９の例では、射出圧最大値の変化量に対して、あらかじめオペレータによりＳＰＭＶmin～ＳＰＭＶmaxの範囲で第２監視範囲が設定されているものとしている。そして、この第２監視範囲内に収まるか、或いは第２監視範囲から外れる（上限値ＳＰＭＶmaxを上回る、又は、下限値ＳＰＭＶminを下回る）ことを補正条件とした補正ルールを作成するようにしてもよい。
　射出成形機２の運転動作では、特徴量が所定の監視範囲に収まっている状態であっても、特徴量が急峻に上昇／下降する場合がある。特徴量の変化量の差を監視することで、このような状態の変化に対応して射出成形機２の運転指令項目に係る変化量を調整することができるようになる。
　本実施形態による制御装置１の他の変形例として、補正ルールにおける補正内容として、過去に行われた複数の成形サイクルにおいて用いられた該運転指令項目の指令値に基づいて運転指令項目の指令値を補正する補正内容としてもよい。過去に行われた複数の成形サイクルにおいて用いられた該運転指令項目の指令値には、補正された指令値を含んでいてよい。例えば、今回の成形サイクルにおける運転指令項目の指令値が、過去の複数の成形サイクルにおいて指令された該運転指令項目の指令値の平均値となるように補正してもよい。また、過去の複数の成形サイクルにおいて指令された該運転指令項目の指令値の最小値、最大値などの統計量を用いて、現在の運転指令項目の指令値を補正してもよい。
　以上、本開示の実施形態について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、または、請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本開示の思想および趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。また、上述した実施形態の説明に数値又は数式が用いられている場合も同様である。
　　　１　制御装置
　　　２　射出成形機
　　　３　センサ
　　　４　産業機械
　　　５　ネットワーク
　　　６　フォグコンピュータ
　　　７　クラウドサーバ
　　１１　ＣＰＵ
　　１２　ＲＯＭ
　　１３　ＲＡＭ
　　１４　不揮発性メモリ
　　１５，１７，１８，２０　インタフェース
　　２２　バス
　　７０　表示装置
　　７１　入力装置
　　７２　外部機器
　１１０　制御部
　１２０　データ取得部
　１３０　特徴量算出部
　１４０　運転指令項目取得部
　１５０　補正部
　２００　制御用プログラム
　２１０　取得データ記憶部
　２２０　特徴量記憶部
　２３０　補正ルール記憶部
　２４０　補正情報記憶部

Claims (12)

  1. 　成形品を製造する成形サイクルを繰り返し行う射出成形機の運転動作に係る成形条件として運転指令項目に係る指令値を設定して、運転動作を制御する制御装置であって、
    　前記成形サイクルを構成する複数の成形工程を識別する工程識別データ、及び前記射出成形機に係る状態を示すデータとして所定の物理量に係る時系列データを取得するデータ取得部と、
    　前記工程識別データ及び前記時系列データに基づいて、前記複数の成形工程の内の所定の成形工程において取得された前記時系列データの特徴量を算出する特徴量算出部と、
    　前記運転指令項目に係る設定値を取得する運転指令項目取得部と、
    　所定の成形工程における所定の物理量に係る時系列データの特徴量に係る補正条件に関連付けて、所定の運転指令項目に係る設定値の補正内容を定めた補正ルールを少なくとも１つ記憶する補正ルール記憶部と、
    　前記補正ルール記憶部を参照し、前記特徴量算出部が算出した特徴量が、前記補正条件を満足した場合に該補正条件に関連付けられた補正内容で所定の運転指令項目に係る設定値を補正することを示す補正情報を作成する補正部と、
    を備えた制御装置。
  2. 　前記補正情報を記憶する補正情報記憶部と、
    　前記補正情報記憶部に記憶された補正情報に基づいて、運転指令項目に係る設定値を補正した値を用いて前記射出成形機の運転動作を制御する制御部を更に備える、
    請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記運転指令項目に係る設定値は、前記運転指令項目の指令値、前記運転指令項目の指令値に係る設定範囲の最小値、及び前記運転指令項目の指令値に係る設定範囲の最大値、の少なくともいずれかである、
    請求項１に記載の制御装置。
  4. 　前記補正部は、前記特徴量が前記補正条件を満足した場合に、前記射出成形機の運転を停止する指令を出力する、
    請求項１に記載の制御装置。
  5. 　前記補正条件は、所定の特徴量に対して第１監視範囲を設け、該特徴量が該第１監視範囲を外れたことを前記運転指令項目に係る設定値を補正する条件とするものである、
    請求項１に記載の制御装置。
  6. 　前記補正条件は、複数の前記成形サイクルに渡る所定の特徴量の変化量に対して第２監視範囲を設け、該変化量が該第２監視範囲を外れたことを前記運転指令項目に係る設定値を補正する条件とするものである、
    請求項１に記載の制御装置。
  7. 　前記特徴量は、前記所定の成形工程において取得された所定の物理量に係る時系列データの最小値、最大値、極小値、及び極大値のいずれかである、
    請求項１に記載の制御装置。
  8. 　前記特徴量は、前記所定の成形工程を開始してから予め定めた所定時間又は前記射出成形機が備える軸が所定位置に達した時の所定の物理量に係る時系列データの値である、
    請求項１に記載の制御装置。
  9. 　前記特徴量は、前記所定の成形工程を開始してから前記所定の成形工程において取得された所定の物理量に係る時系列データの最小値、最大値、極小値、極大値のいずれかに達するまでの所要時間、スクリュの移動量、スクリュの回転量、可動プラテンの移動量、エジェクタの移動量、金型の開閉量、金型の回転量のいずれかである、
    請求項１に記載の制御装置。
  10. 　表示装置を更に備え、
    　前記補正部は、作成した前記補正情報に係る情報を前記表示装置に表示する、
    請求項１に記載の制御装置。
  11. 　前記補正ルールの補正内容は、過去に行われた複数の成形サイクルにおいて用いられた前記運転指令項目の複数の指令値に係る統計量を算出し、該統計量を用いて今回の成形サイクルの該運転指令項目の指令値を補正するものである、
    請求項１に記載の制御装置。
  12. 　成形品を製造する成形サイクルを繰り返し行う射出成形機の運転動作に係る成形条件として運転指令項目に係る指令値を設定して、運転動作を制御する制御装置により実行される制御方法であって、
    　前記制御装置が、
    　前記成形サイクルを構成する複数の成形工程を識別する工程識別データ、及び前記射出成形機に係る状態を示すデータとして所定の物理量に係る時系列データを取得するステップと、
    　前記工程識別データ及び前記時系列データに基づいて、前記複数の成形工程の内の所定の成形工程において取得された前記時系列データの特徴量を算出するステップと、
    　前記運転指令項目に係る設定値を取得するステップと、
    　所定の成形工程における所定の物理量に係る時系列データの特徴量に係る補正条件に関連付けて、所定の運転指令項目に係る設定値の補正内容を定めた補正ルールを少なくとも１つ記憶する補正ルール記憶部を参照し、前記特徴量を算出するステップで算出した特徴量が、前記補正条件を満足した場合に該補正条件に関連付けられた補正内容で所定の運転指令項目に係る設定値を補正することを示す補正情報を作成するステップと、
    を実行する制御方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021154657A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 株式会社日本製鋼所 コンピュータプログラム、機械学習機、情報処理方法及び成形機
JP2022015795A (ja) * 2020-07-10 2022-01-21 株式会社日立製作所 原因分析システムおよび方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021154657A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 株式会社日本製鋼所 コンピュータプログラム、機械学習機、情報処理方法及び成形機
JP2022015795A (ja) * 2020-07-10 2022-01-21 株式会社日立製作所 原因分析システムおよび方法

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