WO2024100765A1 - 射出成形機の制御装置 - Google Patents

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Definitions

  • This disclosure relates to a control device for an injection molding machine.
  • an injection molding machine that melts pellets placed in a hopper inside a cylinder and injects them into a mold.
  • a heater is placed on the outer periphery of the cylinder of the injection molding machine. The heater heats the cylinder, melting the pellets (molding material).
  • the molding material is kneaded and plasticized by rotating the screw placed inside the cylinder. In this way, the molding material is plasticized by heat transfer from the heater and by shear heat generated by the shearing action when the screw rotates.
  • the ratio of heat transfer and shear heating in the heat applied to the molding material is closely related to the molten state (quality) of the plasticized molding material. It is generally said that molding materials of good quality can be obtained if plasticization is carried out mainly through heat transfer. On the other hand, plasticization can be carried out efficiently when it is mainly through shear.
  • Patent Document 1 the amount of energy from heat transfer and shear heat generation is not specifically calculated. Therefore, it is difficult to use heat transfer and shear heat generation as an aid in determining molding conditions. Since the relationship between heat transfer and shear heat generation is a trade-off between quality and efficiency, it would be ideal if the relationship between heat transfer and shear heat generation could be easily obtained as an indicator of molding conditions.
  • This disclosure was made in consideration of the above problems, and aims to provide technology that can easily obtain the relationship between heat transfer and shear heating as an indicator of molding conditions in an injection molding machine.
  • the present disclosure relates to a control device for an injection molding machine that includes a cylinder, a heater disposed around the cylinder, and a screw disposed inside the cylinder, the control device including an operation information acquisition unit that acquires operation information related to the operation of the heater and the screw, a characteristic information acquisition unit that acquires characteristic information related to characteristics of the injection molding machine, a heater heat generation amount calculation unit that calculates the heat generation amount of the heater based on the acquired operation information and characteristic information, and a heat generation amount calculation unit that calculates the heat generation amount of the heater when molding is performed while the cylinder is maintained at a predetermined set temperature.
  • the control device includes: a heater heat transfer amount calculation unit that calculates the amount of heat transferred from the heater to the resin based on the amount of heat generated by the heater when molding is stopped with the cylinder maintained at a predetermined set temperature; a shear heat generation amount calculation unit that calculates the amount of shear heat generated by the rotation of the screw; a plasticization index calculation unit that calculates an index related to plasticization based on the amount of heat transferred calculated by the heater heat transfer amount calculation unit and the amount of shear heat generated by the shear heat generation amount calculation unit; and an output unit that outputs the calculation result of the plasticization index calculation unit.
  • This disclosure provides technology that can easily obtain the relationship between heat transfer and shear heat generation as an indicator of molding conditions in an injection molding machine.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an injection molding machine according to a first embodiment.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view showing a heater disposed in the cylinder according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of a control device for the injection molding machine according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a heat balance during forming according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a heat balance when molding is stopped in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a heat balance during forming according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the heat balance when molding is stopped in the second embodiment.
  • FIG. 11 is a functional block diagram of a control device for an injection molding machine according to a second embodiment.
  • 10 is a flowchart showing an example of a processing flow by a control device of an injection molding machine according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a functional block diagram of a control device for an injection molding machine according to a third embodiment.
  • Fig. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an injection molding machine 1 according to the first embodiment.
  • Fig. 2 is a perspective view showing heaters 24a to 24d arranged in a cylinder 22 of the injection molding machine 1 according to the first embodiment.
  • the injection molding machine 1 of this embodiment includes an injection section 2, a mold clamping section 3, a control device 10, and a display device 6.
  • the injection unit 2 is an injection device that includes a hopper 21, a cylinder 22, a screw 23, and a cooling jacket 26.
  • the cylinder 22 is, for example, a cylindrical body. Resin stored in the hopper 21 is supplied to the cylinder 22.
  • the screw 23 is disposed inside the cylinder 22, and transports the resin to the tip of the cylinder 22 by rotating.
  • the cooling jacket 26 is a device that cools the inside of the cylinder 22 (for example, the part on the root side inside the cylinder 22), and cooling water circulates through it.
  • heaters 24a to 24d are arranged, for example, in a plurality of positions along the axial direction of cylinder 22. Specifically, heaters 24a to 24d are arranged in a plurality of positions from nozzle portion 25 at the axial tip of cylinder 22 to the base end. Note that there is no particular limit to the number of heaters 24a to 24d.
  • heaters 24a to 24d are arranged along the axial direction to cover the outer periphery of the cylinder 22.
  • Heater 24a is one of the tip heaters arranged in the nozzle portion 25.
  • Heaters 24b to 24d are located upstream of the nozzle portion 25 in the pellet conveying direction.
  • Heater 24b is one of the tip heaters located closest to the nozzle portion 25.
  • Heater 24d is located farthest from the nozzle portion 25, and heater 24c is located between heaters 24b and 24d.
  • the pellets are melted by heating the cylinder 22 with the heaters 24a to 24d.
  • the molten pellets are transported by the screw 23 to the nozzle portion 25 and injected into the mold 5.
  • the mold clamping unit 3 is a device that clamps the mold 5. A molded product is formed by clamping the mold 5 with the mold clamping unit 3.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the control device 10 of the injection molding machine 1 according to the first embodiment.
  • the control device 10 of the injection molding machine 1 according to the first embodiment is configured using a computer equipped with memories such as a ROM (read only memory) and a RAM (random access memory), a CPU (control processing unit), and a communication control unit, which are connected to each other via a bus, for example.
  • memories such as a ROM (read only memory) and a RAM (random access memory), a CPU (control processing unit), and a communication control unit, which are connected to each other via a bus, for example.
  • the functions and operations of each functional unit of the control device 10 described below are achieved by the cooperation of the CPU and memory mounted on the computer, and the control program stored in the memory.
  • the control device 10 has, as functional units, an operation information acquisition unit 11, a characteristic information acquisition unit 12, a heater heat generation amount calculation unit 13, a heater heat transfer amount calculation unit 14, a shear heat generation amount calculation unit 15, a plasticization index calculation unit 16, and an output unit 20.
  • the operation information acquisition unit 11 acquires operation information related to the operation of the heaters 24a to 24d.
  • the operation information related to the heaters 24a to 24d is the operation rate of each of the heaters 24a to 24d.
  • the operation rate is an index of the operation state, for example, indicated as 0 to 100%.
  • the operation rate is determined, for example, based on the output, such as the voltage, of the heaters 24a to 24d.
  • the operation information acquisition unit 11 also acquires information related to the operation of the screw 23 as operation information.
  • the information related to the operation of the screw 23 is, for example, the motor current during metering, the rotational angular velocity of the screw 23, etc.
  • the characteristic information acquisition unit 12 acquires characteristic information indicating the characteristics of the injection molding machine 1.
  • the characteristic information is, for example, the capacity of the heaters 24a to 24d.
  • the capacity of the heaters 24a to 24d here is a rated capacity of 1500 W at 200 V.
  • the characteristic information acquisition unit 12 also acquires information about the characteristics of the screw 23 as characteristic information.
  • the information about the characteristics of the screw 23 is, for example, the reduction ratio between the screw 23 and the motor that rotates the screw 23, the mechanical efficiency, the torque constant of the rotating motor that rotates the screw 23, etc.
  • the heater heat generation amount calculation unit 13 calculates the heat generation amount of the heaters 24a to 24d based on the acquired operation information and characteristic information. For example, the heater heat generation amount calculation unit 13 calculates the heat generation amount of each heater 24a to 24d for a predetermined time while the cylinder 22 is maintained at a preset temperature. The heater heat generation amount calculation unit 13 may calculate the heat generation amount by making corrections based on the difference between the rated voltage of the heaters 24a to 24d and the actual power supply voltage of the injection molding machine 1.
  • the amount of heat generated can be calculated, for example, by the following formula (1).
  • E Hi represents the amount of heat generated
  • t 1 represents the calculation start time
  • t 2 represents the calculation end time
  • W i represents the heater capacity
  • r i represents the heater operation rate.
  • the heater heat transfer amount calculation unit 14 calculates the amount of heat transfer from each of the heaters 24a to 24d to the resin based on the calculation result of the heater heat transfer amount calculation unit 13. An example of a method for calculating the amount of heat transfer by the heater heat transfer amount calculation unit 14 will be described.
  • the amount of heat transfer from the heaters 24a to 24d to the resin is E Ti .
  • the amount of heat transfer E Ti can be calculated from the difference between the amount of heat generated when molding is being performed E Hi and the amount of heat generated when molding is stopped E' Hi .
  • Fig. 4 is a schematic diagram for explaining the heat balance during molding.
  • Fig. 5 is a schematic diagram for explaining the heat balance when molding is stopped.
  • the heat generation amount E Hi during molding to maintain the cylinder 22 at the set temperature can be considered as the sum of the heat transfer amount E Ti and various heat dissipation.
  • the various heat dissipation is the sum of the heat amount applied to the heater 24b, the heat transfer amount to the front (the nozzle portion 25 side), the heat transfer amount to the rear (the opposite side of the nozzle portion 25), and the heat dissipation from the surface of the heater 24b.
  • the screw 23 is stopped inside the cylinder 22, and the resin is not flowing and remains in a stagnant state.
  • the resin temperature can be considered to be the same as the temperature of the cylinder 22, so the heat generated by the heater 24b is not transferred to the resin. Therefore, as shown in Fig. 5, the heat generation amount E'Hi when molding is stopped and the cylinder 22 is maintained at the set temperature can be considered to be equal to the various heat dissipations.
  • the heat transfer amount ETi can be obtained by subtracting the heat generation amount E'Hi from the heat generation amount EHi , whereby the various heat dissipations are offset.
  • the heater heat transfer amount calculation unit 14 of this embodiment calculates the total heat transfer amount, which is the sum of the heat transfer amounts of the heaters 24a to 24d, based on the above-mentioned concept.
  • the sum of the heat transfer amounts from the heaters 24a to 24d to the resin is taken as the total heat transfer amount E T.
  • E Hi the total heat transfer amount of each of the heaters 24a to 24d when molding is being performed
  • E' Hi the total heat transfer amount can be expressed as in the following formula (3).
  • i 0, 1, 2, ... k.
  • the shear heat generation amount calculation unit 15 calculates the amount of shear heat generation caused by the rotation of the screw 23 based on the operation information acquired by the operation information acquisition unit 11 and the characteristic information acquired by the characteristic information acquisition unit 12.
  • the shear heat generation amount is the amount of heat generated due to shear caused by the rotation of the screw 23.
  • the shear heat generation amount can be calculated, for example, by the following formula (4).
  • E S represents the shear heat generation amount of the screw
  • K T represents the torque constant of the rotary motor that rotates the screw
  • r represents the motor current during metering
  • R represents the reduction ratio between the motor and the screw
  • ⁇ represents the rotational angular velocity of the screw
  • ⁇ represents the mechanical efficiency.
  • the plasticization index calculation unit 16 calculates the total amount of heat transfer throughout the cylinder 22, and uses this to calculate indices related to plasticization, such as the overall plasticization state (quality) inside the cylinder 22 and energy efficiency.
  • Fig. 6 is a schematic diagram illustrating the energy balance around the cylinder 22. As shown in Fig. 6, if the total amount of heat received by the resin material is E M , the total amount of heat E M can be expressed by the following formula (5) using the total amount of heat transfer E T and the amount of shear heat generation E S.
  • the amount of heat dissipated to the surrounding environment can be considered as the amount of heat dissipated to the air E Ri , the amount of heat E W absorbed by the cooling water flowing inside the cooling jacket 26, and the amount of heat E 0 dissipated to the machine body.
  • the heat generation amount of each heater 24a to 24d is E Hi
  • the total amount of heat transfer E T of all heaters 24a to 24d can be expressed by the following formula (6).
  • E T :E S is the ratio of the amount of heat transfer and the amount of shear heat generation, which are the breakdown of the total amount of heat E M received by the resin material. Under conditions where the ratio is such that the amount of heat transfer is predominant, the energy efficiency is poor but the melting quality of the resin is good. On the other hand, under conditions where the ratio is such that the amount of shear heat generation is predominant, the energy efficiency is good but the melting quality is poor. If the total amount of heat transfer E T from the heaters 24a to 24d to the resin can be calculated, the ratio of this amount of heat transfer and the amount of shear heat generation can also be calculated. Therefore, E T :E S is an index representing the plasticization state.
  • the plasticization index calculation unit 16 of the present embodiment calculates the ratio of the heat transfer amount to the shear heat generation amount ( ET : ES ) as an index related to plasticization based on information on the total heat transfer amount ET calculated by the heater heat transfer amount calculation unit 14 and the shear heat generation amount ES calculated by the shear heat generation amount calculation unit 15.
  • the plasticization index calculation unit 16 may also calculate the energy efficiency related to plasticization using the heater heat transfer amount.
  • the output unit 20 will be described.
  • the output unit 20 outputs the index related to plasticization calculated by the plasticization index calculation unit 16.
  • a process is executed to display the "ratio of heat transfer amount and shear heat generation amount ( ET : ES )" and "energy efficiency" which are the calculation results of the plasticization index calculation unit 16 on the display device 6 of the injection molding machine 1.
  • the output unit 20 may be configured to output the judgment result of the plasticization index calculation unit 16 to an external computer connected to the injection molding machine 1 different from the display device 6 of the injection molding machine 1.
  • the display device 6 is, for example, an output device such as a liquid crystal display or a touch panel display. Note that instead of the display device 6, the calculation results of the plasticization index calculation unit 16 may be output by a sound output device that outputs sound.
  • Fig. 7 is a flow chart showing an example of a process flow by the control device 10 of the injection molding machine 1 according to the first embodiment.
  • the characteristic information acquisition unit 12 acquires characteristic information indicating the characteristics of the injection molding machine 1 (step S10), and the operation information acquisition unit 11 acquires the operating rates related to the operations of the heaters 24 a to 24 d as operation information (step S11).
  • the operation information and characteristic information are acquired, for example, from various sensors, a storage unit (not shown) of the control device 10, an external computer (not shown), etc.
  • the heater heat generation amount calculation unit 13 calculates the heat generation amount of the heaters 24a to 24d based on the acquired operation information and characteristic information (step S12). The heater heat generation amount calculation unit 13 calculates the heat generation amount of each of the heaters 24a to 24d when the cylinder 22 is maintained at a predetermined set temperature based on, for example, the operation rate of the heaters 24a to 24d and the capacity of the heaters 24a to 24d.
  • the heater heat transfer amount calculation unit 14 calculates the amount of heat transfer from the heaters 24a to 24d to the resin (step S13).
  • the heater heat transfer amount calculation unit 14 for example, substitutes the heat generation amount E Hi of the heaters 24a to 24d when molding is in progress and the heat generation amount E ' Hi of the heaters 24a to 24d when molding is stopped into the above formula (2) to calculate the heat transfer amount E Ti from the heaters 24a to 24d to the resin.
  • the heater heat transfer amount calculation unit 14 calculates the total heat transfer amount E T of all the heaters 24a to 24d as shown in formula (3).
  • the shear heat generation calculation unit 15 obtains the shear heat generation amount based on the motion information obtained by the motion information acquisition unit 11 and the characteristic information obtained by the characteristic information acquisition unit 12 (step S14).
  • the plasticization index calculation unit 16 calculates an index representing the plasticization state based on the total heat transfer amount E T calculated by the heater heat transfer amount calculation unit 14 and the shear heat generation amount E S calculated by the shear heat generation amount calculation unit 15 (step S15).
  • the output unit 20 When the calculation result by the plasticization index calculation unit 16 is output, the output unit 20 outputs the calculation result (step S16).
  • the output unit 20 executes a process to display the calculation result by the plasticization index calculation unit 16 on the display device 6 as a numerical value, a letter, a symbol, a graph, a picture, or a combination thereof, for example.
  • step S15 After the processing by the output unit 20 in step S15, if the molding process is to be continued, the control device 10 returns the process to step S11 and executes the processes from step S11 onwards again (step S17; Yes). On the other hand, if the control device 10 detects that the molding process has been stopped, it executes a process to stop molding and ends the flow (step S17; No). Note that the continuation or stop of the molding process is determined by the control device 10 based on, for example, the user's operation or whether the plasticization state satisfies predetermined conditions.
  • the control device 10 for the injection molding machine 1 provides the following effects. That is, the injection molding machine 1 comprises a cylinder 22, heaters 24a to 24d arranged around the cylinder 22, and a screw 23 arranged inside the cylinder 22.
  • the control device 10 for the injection molding machine 1 comprises an operation information acquisition unit 11 that acquires operation information relating to the operation of the heaters 24a to 24d and the screw 23, a characteristic information acquisition unit 12 that acquires characteristic information relating to the characteristics of the injection molding machine 1, a heater heat generation amount calculation unit 13 that calculates the heat generation amounts of the heaters 24a to 24d based on the acquired operation information and characteristic information, and a heat generation amount calculation unit 14 that calculates the heat generation amounts of the heaters 24a to 24d when molding is performed with the cylinder 22 maintained at a predetermined set temperature and a heat generation amount calculation unit 15 that calculates the heat generation amount of the heaters 24a to 24d when molding is performed with the cylinder 22 maintained at a predetermined set temperature.
  • the apparatus includes a heater heat transfer amount calculation unit 14 that calculates the amount of heat transfer from the heaters 24a to 24d to the resin based on the amount of heat generated by the heaters 24a to 24d when molding is stopped in the molding process, a shear heat generation amount calculation unit 15 that calculates the amount of shear heat generated by the rotation of the screw 23, a plasticization index calculation unit 16 that calculates an index related to plasticization based on the amount of heat transfer calculated by the heater heat transfer amount calculation unit 14 and the amount of shear heat generated by the shear heat generation amount calculation unit 15, and an output unit 20 that outputs the calculation result of the plasticization index calculation unit 16.
  • a heater heat transfer amount calculation unit 14 that calculates the amount of heat transfer from the heaters 24a to 24d to the resin based on the amount of heat generated by the heaters 24a to 24d when molding is stopped in the molding process
  • a shear heat generation amount calculation unit 15 that calculates the amount of shear heat generated by the rotation of the screw 23
  • a plasticization index calculation unit 16 that calculate
  • the index related to plasticization is output by the output unit 20, the user can accurately grasp the plasticization state of the resin without requiring a special sensor even during continuous molding. Additionally, the information output by the output unit 20 can be used to identify the cause of molding defects.
  • the plasticization index calculation unit 16 calculates the ratio of the amount of heat transferred from the heaters 24a to 24d to the resin and the amount of shear heat generation as an index related to plasticization. This allows the user to grasp the plasticization quality of the resin from the ratio of the amount of heat transferred and the amount of shear heat generation. For example, if the heat transfer ratio is high, it can be seen that the energy efficiency is low but the molten state of the resin is good. On the other hand, conversely, if the shear ratio is high, it can be seen that the energy efficiency is high but the molten state cannot be said to be good.
  • the operating rate indicating the operating state of the heaters 24a to 24d differs between when molding is in progress and when molding is stopped. If the operating rates of the heaters 24a to 24d differ, the surface temperatures of the heaters 24a to 24d differ, and the amount of heat dissipated from the surfaces of the heaters 24a to 24d also differ. For example, the amount of heat dissipated E Ri during molding as shown in Fig. 8 differs from the amount of heat dissipated E' Ri during molding stop as shown in Fig. 9 (amount of heat dissipated E Ri ⁇ amount of heat dissipated E' Ri ). Therefore, if the difference between the amount of heat dissipated by the heaters 24a to 24d during molding and when molding is stopped is corrected, the amount of heat transfer can be calculated more accurately.
  • the amount of heat generated during molding EHi can be considered to be the sum of the amount of heat transfer ETi , the amount of heat radiation ERi , and other heat radiation excluding the amount of heat radiation ERi from various types of heat radiation.
  • the other heat radiation is the amount of heat transferred to the heater 24b toward the front (the nozzle portion 25 side) and the amount of heat transferred to the rear (the opposite side of the nozzle portion 25).
  • Heat dissipation from the heater surface can be divided into two types, convection and radiation, and the amount of heat dissipation can be calculated by adding them together.
  • the amount of heat dissipation is calculated using the heater surface temperature and ambient temperature acquired by the operation information acquisition unit 11, as well as the heater surface area, heat transfer coefficient, emissivity, and Stefan-Boltzmann coefficient acquired by the characteristic information acquisition unit 12.
  • the cylinder 22 may be assumed to have a simple cylindrical shape.
  • the ambient temperature and heater surface temperature are acquired, for example, by using the detection value of a temperature sensor (not shown) or by estimating using a predetermined function.
  • the amount of heater convection heat dissipation can be calculated, for example, using the following formula (7).
  • the amount of heater radiation heat dissipation can be calculated, for example, using the following formula (8).
  • E rc i represents the amount of heater convection heat dissipation
  • T Hi represents the heater surface temperature
  • T C represents the ambient temperature
  • Ai represents the heater surface area
  • h represents the heat transfer coefficient
  • E Rri represents the amount of heater radiation heat dissipation
  • ⁇ represents the emissivity
  • ⁇ represents the Stefan-Boltzmann coefficient.
  • the amount of heat transfer from a heater 24 to adjacent zones such as the front or rear in the axial direction of the cylinder 22 hardly changes if the set temperature of the cylinder 22 is the same.
  • the amount of heat transfer to the zone of heater 24a or the zone of heater 24c adjacent to the zone of heater 24b does not change. Therefore, it can be considered that the other heat dissipation excluding E Ri from the various heat dissipation during molding is equal to the other heat dissipation excluding E' Ri from the various heat dissipation when molding is stopped.
  • the heat transfer amount is calculated using the following formula (9).
  • the total heat transfer amount which is the sum of the heat transfer amounts of the heaters 24a to 24d.
  • the total heat transfer amount E T is the sum of the heat transfer amounts from the heaters 24a to 24d to the resin.
  • the total heat transfer amount can be expressed as the following formula (10).
  • FIG. 10 is a functional block diagram of the control device 10a of the injection molding machine 1 according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of the processing flow by the control device 10a of the injection molding machine 1 according to the second embodiment.
  • control device 10a according to the second embodiment is different from the control device 10 of the injection molding machine 1 according to the first embodiment in that it further includes a heater heat radiation amount calculation unit 17 and in the process for calculating the heat transfer amount E Ti , but the other configurations are common to the first embodiment.
  • the characteristic information acquisition unit 12 acquires, as characteristic information, the capacities of the heaters 24 a to 24 d, information on the screw 23, as well as the shapes of the heaters 24 a to 24 d and constants related to the heat dissipation of the heaters 24 a to 24 d (step S20).
  • the operation information acquisition unit 11 also acquires the heater surface temperature and the ambient temperature as operation information, in addition to the operating rates of the heaters 24a to 24d and information on the screw 23 (step S21).
  • Constants related to heat dissipation include, for example, the heat transfer coefficient, the emissivity, the Stefan-Boltzmann coefficient, etc.
  • the heater heat generation amount calculation unit 13 calculates the heat generation amounts of the heaters 24a to 24d based on the acquired operation information and characteristic information (step S22).
  • the heater heat dissipation amount calculation unit 17 calculates the heat dissipation amount of each heater 24a to 24d based on the operation information acquired by the operation information acquisition unit 11 and the characteristic information acquired by the characteristic information acquisition unit 12 (step S23).
  • the heat dissipation amount of each heater 24a to 24d is the heat dissipation amount when the cylinder 22 is maintained at a predetermined set temperature.
  • the heater heat transfer amount calculation unit 14 calculates the heat transfer amount E Ti from the heaters 24a to 24d to the resin (step S24).
  • the heater heat transfer amount calculation unit 14 calculates the heat transfer amount E Ti from the heaters 24a to 24d to the resin by substituting, for example, the heat generation amount E Hi and the heat radiation amount E Ri of the heaters 24a to 24d when molding is being performed, and the heat generation amount E' Hi and the heat radiation amount E' Ri of the heaters 24a to 24d when molding is stopped, into the above formula (9). Then, the heater heat transfer amount calculation unit 14 uses the calculation results of each heater 24a to 24d to calculate the total heat transfer amount E T of all the heaters 24a to 24d as shown in formula (10).
  • the shear heat generation calculation unit 15 obtains the shear heat generation amount based on the motion information obtained by the motion information acquisition unit 11 and the characteristic information obtained by the characteristic information acquisition unit 12 (step S25).
  • the plasticization index calculation unit 16 calculates an index representing the plasticization state based on the total heat transfer amount E T calculated by the heater heat transfer amount calculation unit 14 and the shear heat generation amount E S calculated by the shear heat generation amount calculation unit 15 (step S26).
  • the output unit 20 performs output processing based on the calculation result of the plasticization index calculation unit 16 (step S27).
  • the processing of step S28 is the same as the processing of step S17 in FIG. 7.
  • control device 10a of the injection molding machine 1 provides the following effects.
  • the control device 10a of the injection molding machine 1 further includes a heater heat dissipation calculation unit 17 that calculates the amount of heat dissipation of the heaters 24a to 24d based on the operation information and characteristic information, and the heater heat transfer calculation unit 14 calculates the amount of heat transfer from the heaters 24a to 24d to the resin based on the amounts of heat generated by the heaters 24a to 24d and the amount of heat dissipation calculated by the heater heat transfer calculation unit 17 when molding is in progress, and the amounts of heat generated by the heaters 24a to 24d and the amount of heat dissipation calculated by the heater heat transfer calculation unit 17 when molding is stopped.
  • Fig. 12 is a functional block diagram of a control device 10b of an injection molding machine 1 according to a third embodiment.
  • the control device 10b according to the third embodiment is different from the control device 10 of the injection molding machine 1 according to the first embodiment in that it further includes a cooling water heat amount calculation unit 18 and in the process for calculating the heat transfer amount E Ti , but the other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the operation information acquisition unit 11 acquires the flow rate, inlet temperature, and outlet temperature of the cooling water in the cooling jacket 26 as operation information, in addition to the operating rates of the heaters 24a to 24d.
  • the characteristic information acquisition unit 12 acquires the capacity of the heaters 24a to 24d as well as the density and specific heat of the cooling water flowing through the cooling jacket as characteristic information.
  • the coolant heat quantity calculation unit 18 calculates the amount of heat lost by the coolant as an increase in the internal energy of the coolant based on the operation information acquired by the operation information acquisition unit 11 and the characteristic information acquired by the characteristic information acquisition unit 12. An example of a method for calculating the amount of heat lost by the coolant using the coolant heat quantity calculation unit 18 will be described.
  • the amount of heat lost by the coolant can be calculated, for example, by the following formula (11).
  • E W represents the amount of heat lost by the coolant
  • ⁇ represents the density of the coolant
  • c represents the specific heat of the coolant
  • Q represents the flow rate of the coolant
  • T in represents the inlet temperature of the coolant
  • T out represents the outlet temperature of the coolant.
  • the heater heat transfer amount calculation unit 14 calculates the amount of heat transfer from the heaters 24a to 24d to the resin based on the total heat generation amount calculated by the heater heat generation amount calculation unit 13 and the amount of heat lost by the cooling water calculated by the cooling water heat amount calculation unit 18.
  • the amount of heat generated by each of the heaters 24a to 24d when molding is being performed with the cylinder 22 maintained at a predetermined set temperature is defined as E Hi
  • the amount of heat lost by the cooling water is defined as E w
  • the amount of heat generated by each of the heaters 24a to 24d when molding is stopped with the cylinder 22 maintained at a predetermined set temperature is defined as E' Hi
  • the amount of heat lost by the cooling water is defined as E' w .
  • the total amount of heat transfer E T can be calculated using the following formula (12).
  • control device 10 of the injection molding machine 1 provides the following effects.
  • the control device 10 further includes a cooling water heat amount calculation unit 18 that calculates the amount of heat lost to the cooling water in the cooling jacket 26 based on operation information and characteristic information including information related to the cooling jacket 26 provided in the injection molding machine 1, and the heater heat transfer amount calculation unit 14 calculates the amount of heat transferred from the heaters 24a to 24d to the resin based on the amounts of heat generated by the heaters 24a to 24d during molding and the amount of heat lost to the cooling water calculated by the cooling water heat amount calculation unit 18, and the amounts of heat generated by the heaters 24a to 24d during molding stop and the amount of heat lost to the cooling water calculated by the cooling water heat amount calculation unit 18.
  • the configuration of the third embodiment corrects the difference in the amount of heat of the cooling water between when molding is in progress and when molding is stopped, making it possible to calculate the amount of heat transfer more accurately.
  • the control device 10 according to the fourth embodiment has a common configuration with the control device 10 of the injection molding machine 1 according to the first embodiment.
  • the calculation process of the plasticization index calculation unit 16 is different from that in the first embodiment.
  • the plasticization index calculation unit 16 calculates the ratio between the sum of the heat generation amount and the shear heat generation amount of the heaters 24a to 24d and the sum of the heater heat transfer amount and the shear heat generation amount. Furthermore, the plasticization index calculation unit 16 further calculates the ratio between the heat generation amount and the heat transfer amount of the heaters 24a to 24d to obtain the energy efficiency.
  • the output unit 20 outputs to the display device 6 the ratio of the sum of the heat generation amount and the shear heat generation amount of the heaters 24a to 24d and the sum of the heater heat transfer amount and the shear heat generation amount, as well as the ratio of the heat generation amount and the heat transfer amount of the heaters 24a to 24d as an index related to plasticization.
  • the plasticization index calculation unit 16 calculates the ratio between the sum of the heat generation amount and the shear heat generation amount of the heaters 24a to 24d and the sum of the heat transfer amount and the shear heat generation amount of the heaters 24a to 24d as an index related to plasticization. This calculates the plasticization energy efficiency, which indicates how much of the energy input by the injection molding machine 1 to plasticize the resin is transferred to the resin. Therefore, the user can use the plasticization energy efficiency to determine whether the efficiency is good or bad and then determine the molding conditions.
  • the plasticization index calculation unit 16 calculates the ratio between the heat generation amount of the heaters 24a to 24d and the heat transfer amount of the heaters 24a to 24d as an index related to plasticization. This calculates the energy efficiency of the heaters 24a to 24d, which indicates how much of the heat generation amount of the heaters is transferred to the resin. Therefore, the user can use the energy efficiency of the heaters 24a to 24d to determine the efficiency and then determine the molding conditions.
  • the control device 10 according to the fifth embodiment has a common configuration with the control device 10 of the injection molding machine 1 according to the first embodiment.
  • the method of calculating the heat transfer amount by the heater heat transfer amount calculation unit 14 is different from that in the first embodiment.
  • the operation information acquisition unit 11 acquires the set temperature of each control point of the cylinder 22 as operation information.
  • the actual temperature at each control point may also be acquired.
  • the characteristic information acquisition unit 12 acquires a preset regression equation together with the capacity of the heaters 24a to 24d as characteristic information.
  • the regression equation is acquired, for example, from a memory unit (not shown) of the control device 10.
  • the heater heat transfer amount calculation unit 14 calculates the amount of heat generated by the heaters 24a to 24d to maintain the cylinder 22 at the set temperature without using the calculation results of the heater heat generation amount calculation unit 13.
  • the amount of heat generated in the molding stopped state is the amount of heat required to maintain the cylinder 22 at the set temperature. Therefore, the amount of heat transfer in the molding stopped state can be uniquely determined by the set temperature of the control point of the cylinder 22 in the molding stopped state.
  • the heat generation amount is estimated using a regression equation that shows the relationship between the set temperature of the cylinder 22 obtained in advance and the heat generation amount. This eliminates the need to actually measure the heat generation amount each time the set temperature of the cylinder 22 changes. Note that when the set temperatures of adjacent heaters 24a to 24d are different, heat moves in the axial direction, so it is desirable to use the values of not only the target heater but also the adjacent heaters as explanatory variables in the regression equation. Furthermore, in the fifth embodiment, the ambient temperature around the cylinder 22 may also be added as an explanatory variable.
  • control device 10 has a common configuration with the control device 10a of the injection molding machine 1 according to the second embodiment.
  • the method of calculating the heat transfer amount by the heater heat transfer amount calculation unit 14 is different from that in the first embodiment.
  • the operation information acquisition unit 11 acquires the set temperature of each control point of the cylinder 22 as operation information.
  • the actual temperature at each control point may also be acquired.
  • the characteristic information acquisition unit 12 acquires a preset regression equation together with the capacity of the heaters 24a to 24d as characteristic information.
  • the regression equation is acquired, for example, from a memory unit (not shown) of the control device 10.
  • the surface temperatures of the heaters 24a to 24d in the molding stopped state are uniquely determined by the set temperature of the cylinder. Therefore, in the ninth embodiment, the surface temperatures of the heaters 24a to 24d are estimated based on a regression equation that shows the relationship between the temperature of the cylinder 22 and the surface temperatures of the heaters 24a to 24d, and the amount of heat dissipation in the molding stopped state is calculated. This eliminates the need to actually measure the amount of heat dissipation each time the set temperature of the cylinder 22 changes.
  • the ambient temperature around the cylinder may be added as an explanatory variable of the regression equation.
  • a control device (10, 10a, 10b) for an injection molding machine (1) including a cylinder (22), heaters (24a to 24d) disposed around the cylinder (22), and a screw (23) disposed inside the cylinder (22), an operation information acquisition unit (11) that acquires operation information related to the operation of the heaters (24a to 24d) and the screw (23); a characteristic information acquisition unit (12) that acquires characteristic information related to the characteristics of the injection molding machine (1); a heater heat generation amount calculation unit (13) that calculates the heat generation amount of the heaters (24a to 24d) based on the acquired operation information and characteristic information; a heater heat transfer amount calculation unit (14) for calculating an amount of heat transfer from the heaters (24a to 24d) to a resin based on the amount of heat generated by the heaters (24a to 24d) during molding in a state in which the cylinder (22) is maintained at a predetermined set temperature, and the amount of heat
  • the control device (10, 10a, 10b) of the injection molding machine (1) further comprises a heater heat radiation amount calculation unit (17) that calculates a heat radiation amount of the heater (24a to 24d) based on the operation information and the characteristic information,
  • the heater heat transfer amount calculation unit (14) The amount of heat transferred from the heaters (24a to 24d) to the resin is calculated based on the amount of heat generated by the heaters (24a to 24d) during molding and the amount of heat dissipation calculated by the heater heat dissipation calculation unit (17), and the amount of heat generated by the heaters (24a to 24d) and the amount of heat dissipation calculated by the heater heat dissipation calculation unit (17) when molding is stopped.
  • the control device (10, 10a, 10b) of the injection molding machine (1) further comprises a cooling water heat amount calculation unit (18) that calculates the amount of heat taken away by the cooling water of the cooling jacket based on the operation information and the characteristic information, the operation information including information about the cooling jacket of the injection molding machine (1),
  • the heater heat transfer amount calculation unit (14) The amount of heat transferred from the heaters (24a to 24d) to the resin is calculated based on the amount of heat generated by the heaters (24a to 24d) during molding and the amount of heat removed by the cooling water calculated by the cooling water heat amount calculation unit (18), and the amount of heat generated by the heaters (24a to 24d) and the amount of heat removed by the cooling water calculated by the cooling water heat amount calculation unit (18) when molding is stopped.
  • the plasticization index calculation unit (16) In the control device (10, 10a, 10b) of the injection molding machine (1), the plasticization index calculation unit (16) The ratio of the amount of heat transferred from the heaters (24a to 24d) to the resin to the amount of shear heat generation is calculated as an index regarding the plasticization.
  • the plasticization index calculation unit (16) In the control device (10, 10a, 10b) of the injection molding machine (1), the plasticization index calculation unit (16) The ratio of the sum of the heat generation amount of the heaters (24a to 24d) and the shear heat generation amount to the sum of the heater heat transfer amount and the shear heat generation amount is calculated as an index regarding the plasticization.
  • the plasticization index calculation unit (16) In the control device (10, 10a, 10b) of the injection molding machine (1), the plasticization index calculation unit (16) The ratio between the heat generation amount of the heaters (24a to 24d) and the heat transfer amount of the heaters (24a to 24d) is calculated as an index regarding the plasticization.

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Abstract

射出成形機において、伝熱とせん断発熱との関係を成形条件の指標として容易に得ることができる技術を提供する。射出成形機１の制御装置１０は、ヒータ２４ａ～２４ｄ及びスクリュ２３の動作に関する動作情報を取得する動作情報取得部１１と、射出成形機１の特性に関する特性情報を取得する特性情報取得部１２と、取得された動作情報及び特性情報に基づいて、ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量を演算するヒータ発熱量演算部１３と、シリンダ２２を所定の設定温度に維持した状態における成形実行時のヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量と、シリンダ２２を所定の設定温度に維持した状態における成形停止時のヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量と、に基づいてヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量を演算するヒータ伝熱量演算部１４と、スクリュ２３の回転によるせん断発熱量を演算するせん断発熱量演算部１５と、ヒータ伝熱量演算部１４によって演算された伝熱量と、せん断発熱量演算部１５によって演算されたせん断発熱量と、に基づいて、可塑化に関する指標を演算する可塑化指標演算部１６と、可塑化指標演算部１６の演算結果を出力する出力部２０と、を備える。

Description

射出成形機の制御装置
　本開示は、射出成形機の制御装置に関する。
　従来、ホッパに入れられたペレットをシリンダ内で溶融して、金型に注入する射出成形機が知られている。射出成形機のシリンダの外周には、ヒータが配置される。ヒータがシリンダを加熱することにより、ペレット（成形材料）が溶融される。また、シリンダ内に配置されるスクリュを回転させることにより、成形材料が混錬されて、可塑化される。このように、成形材料は、ヒータからの伝熱と、スクリュ回転時のせん断作用により発生するせん断発熱とによって可塑化される。
　このような射出成形機の制御方法として、ヒータ熱量における加熱シリンダ温度と、予め測定されたシリンダ温度との温度差をせん断発熱による温度情報として検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１－２２５３７２号公報
　ところで、成形材料へ付与される熱における伝熱とせん断発熱の割合は、可塑化された成形材料の溶融状態（品質）と密接な関係がある。一般的には、伝熱主体で可塑化を行えば、良好な品質の成形材料が得られると言われている。一方で、せん断主体の場合には、効率的に可塑化を行うことができる。
　特許文献１では、伝熱とせん断発熱とのエネルギー量が具体的に計算されない。そのため、伝熱とせん断発熱とを成形条件の決定の助けとすることが難しい。伝熱とせん断発熱との関係は品質と効率とのトレードオフの関係にあることから、伝熱とせん断発熱との関係を成形条件の指標として容易に得ることができれば好適である。
　本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、射出成形機において、伝熱とせん断発熱との関係を成形条件の指標として容易に得ることができる技術を提供することを目的とする。
　本開示は、シリンダと、前記シリンダの周囲に配設されるヒータと、前記シリンダの内部に配置されるスクリュと、を備える射出成形機の制御装置であって、前記ヒータ及び前記スクリュの動作に関する動作情報を取得する動作情報取得部と、前記射出成形機の特性に関する特性情報を取得する特性情報取得部と、取得された前記動作情報及び前記特性情報に基づいて、ヒータの発熱量を演算するヒータ発熱量演算部と、前記シリンダを所定の設定温度に維持した状態における成形実行時の前記ヒータの発熱量と、前記シリンダを所定の設定温度に維持した状態における成形停止時の前記ヒータの発熱量と、に基づいて前記ヒータから樹脂への伝熱量を演算するヒータ伝熱量演算部と、前記スクリュの回転によるせん断発熱量を演算するせん断発熱量演算部と、前記ヒータ伝熱量演算部によって演算された伝熱量と、せん断発熱量演算部によって演算されたせん断発熱量と、に基づいて、可塑化に関する指標を演算する可塑化指標演算部と、前記可塑化指標演算部の演算結果を出力する出力部と、を備える制御装置である。
　本開示によれば、射出成形機において、伝熱とせん断発熱との関係を成形条件の指標として容易に得ることができる技術を提供することができる。
第１実施形態に係る射出成形機の構成を示す模式図である。 第１実施形態に係るシリンダに配置されるヒータを示す斜視図である。 第１実施形態に係る射出成形機の制御装置の機能ブロック図である。 第１実施形態の成形実行時の熱収支を説明する模式図である。 第１実施形態の成形停止時の熱収支を説明する模式図である。 シリンダ周りのエネルギー収支を説明する模式図である。 第１実施形態に係る射出成形機の制御装置による処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の成形実行時の熱収支を説明する模式図である。 第２実施形態の成形停止時の熱収支を説明する模式図である。 第２実施形態に係る射出成形機の制御装置の機能ブロック図である。 第２実施形態に係る射出成形機の制御装置による処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る射出成形機の制御装置の機能ブロック図である。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。なお、第２実施形態以降の説明において、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態に係る射出成形機１の構成を示す模式図である。図２は、第１実施形態に係る射出成形機１のシリンダ２２に配置されるヒータ２４ａ～２４ｄを示す斜視図である。本実施形態の射出成形機１は、射出部２と、型締部３と、制御装置１０と、表示装置６と、を備える。
　射出部２は、ホッパ２１と、シリンダ２２と、スクリュ２３と、冷却ジャケット２６と、を備える射出装置である。シリンダ２２は、例えば、筒状体である。シリンダ２２には、ホッパ２１に貯留された樹脂が供給される。スクリュ２３は、シリンダ２２の内部に配置され、回転によって樹脂をシリンダ２２の先端に搬送する。冷却ジャケット２６は、シリンダ２２の内部（例えば、シリンダ２２の内部における根元側の部分）を冷却する装置であり、冷却水が循環している。
　図２に示されるように、ヒータ２４ａ～２４ｄは、例えば、シリンダ２２の軸方向に沿って複数配置される。具体的には、ヒータ２４ａ～２４ｄは、シリンダ２２の軸方向先端のノズル部２５から基端まで複数配置される。なお、ヒータ２４ａ～２４ｄの数は特に限定されない。
　本実施形態において、ヒータ２４ａ～２４ｄはシリンダ２２の外周を覆うように、軸方向に沿って４つ配置される。ヒータ２４ａは、ノズル部２５に配置される先端側ヒータの１つである。ヒータ２４ｂ～２４ｄは、ペレットの搬送方向においてノズル部２５よりも上流側に位置する。ヒータ２４ｂは、ノズル部２５に最も近い位置に位置する先端側ヒータの１つである。ヒータ２４ｄはノズル部２５から最も遠い位置にあり、ヒータ２４ｃはヒータ２４ｂとヒータ２４ｄの間に位置する。
　ヒータ２４ａ～２４ｄによってシリンダ２２が加熱されることにより、ペレットが溶融する。溶融したペレットは、スクリュ２３によってノズル部２５側へ搬送され、金型５に注入される。
　型締部３は、金型５を型締めする装置である。型締部３による金型５の型締めにより成形品が成形される。
　次に、制御装置１０について説明する。図３は、第１実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０の機能ブロック図である。第１実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０は、例えば、バスを介して互いに接続された、ＲＯＭ（read　only　memory)やＲＡＭ（random　access　memory）等のメモリ、ＣＰＵ（control　processing　unit）、及び通信制御部を備えたコンピュータを用いて構成される。以下に説明する制御装置１０の各機能部の機能及び動作は、上記コンピュータに搭載されたＣＰＵ、メモリ、及び該メモリに記憶された制御プログラムが協働することにより達成される。
　制御装置１０は、動作情報取得部１１と、特性情報取得部１２と、ヒータ発熱量演算部１３と、ヒータ伝熱量演算部１４と、せん断発熱量演算部１５と、可塑化指標演算部１６と、出力部２０と、を機能部として備える。
　動作情報取得部１１は、ヒータ２４ａ～２４ｄの動作に関する動作情報を取得する。本実施形態におけるヒータ２４ａ～２４ｄに関する動作情報は、各ヒータ２４ａ～２４ｄの稼働率である。稼働率は、例えば、０～１００％で示される稼働状態の指標である。稼働率は、例えば、ヒータ２４ａ～２４ｄの電圧等の出力に基づいて決まる。
　また、動作情報取得部１１は、スクリュ２３の動作に関する情報も動作情報として取得する。スクリュ２３の動作に関する情報は、例えば、計量時のモータ電流、スクリュ２３の回転角速度等である。
　特性情報取得部１２は、射出成形機１の特性を示す特性情報を取得する。特性情報は、例えば、ヒータ２４ａ～２４ｄの容量である。ここでいうヒータ２４ａ～２４ｄの容量は、２００Ｖのときに１５００Ｗになるような定格容量である。
　また、特性情報取得部１２は、スクリュ２３の特性に関する情報も特性情報として取得する。スクリュ２３の特性に関する情報は、例えば、スクリュ２３と当該スクリュ２３を回転させるモータとの間の減速比や機械効率、スクリュ２３を回転させる回転モータのトルク定数等である。
　ヒータ発熱量演算部１３は、取得された動作情報及び特性情報に基づいて、ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量を演算する。ヒータ発熱量演算部１３は、例えば、予め設定される設定温度にシリンダ２２を維持した状態における各ヒータ２４ａ～２４ｄの所定時間における発熱量を演算する。ヒータ発熱量演算部１３は、ヒータ２４ａ～２４ｄの定格電圧と、実際の射出成形機１の電源電圧の違いに基づいて補正を行って発熱量を演算してもよい。
　ヒータ発熱量演算部１３による発熱量の計算方法の一例について説明する。発熱量は、例えば、下式（１）によって演算することができる。なお、式（１）中のＥＨｉは発熱量、ｔ１は計算開始時間、ｔ２は計算終了時間、Ｗｉはヒータ容量、ｒｉはヒータ稼働率をそれぞれ表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ヒータ伝熱量演算部１４は、ヒータ発熱量演算部１３の演算結果に基づいて各ヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量を演算する。ヒータ伝熱量演算部１４による伝熱量の演算方法の例について説明する。ヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量をＥＴｉとする。所定の設定温度にシリンダ２２を維持した状態で、成形を実行しているときの発熱量をＥＨｉとし、成形を停止しているときの発熱量をＥ´Ｈｉとすると、伝熱量は、下式（２）の関係となる。下式（２）が示すように、成形実行時の発熱量ＥＨｉと成形停止時の発熱量Ｅ´Ｈｉの差によって伝熱量ＥＴｉを演算することができるのである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　式（２）について図４及び図５を参照して説明する。図４は成形実行時の熱収支を説明する模式図である。図５は成形停止時の熱収支を説明する模式図である。図４に示されるように、成形実行時の熱収支を考えると、設定温度にシリンダ２２を維持する成形実行時の発熱量ＥＨｉは、伝熱量ＥＴｉに各種放熱を加算したものと考えることができる。ここで、各種放熱は、ヒータ２４ｂに加えられた熱量のうち、前方（ノズル部２５側）への伝熱量、後方（ノズル部２５の反対側）への伝熱量、ヒータ２４ｂの表面からの放熱量の総和である。
　一方、成形停止時の熱収支を考えると、成形実行時と異なり、シリンダ２２の内部では、スクリュ２３が停止して樹脂が流れていない滞留状態となる。この状態では、樹脂温度がシリンダ２２の温度と同じになっていると考えることができるので、ヒータ２４ｂの発熱量が樹脂には伝わらないことになる。従って、図５に示されるように、設定温度にシリンダ２２を維持する成形停止時の発熱量Ｅ´Ｈｉは、各種放熱と等しくなると考えることができる。各種放熱も成形実行時と同様と考えることができるので、発熱量ＥＨｉから発熱量Ｅ´Ｈｉを差し引くことによって各種放熱が相殺されて伝熱量ＥＴｉを求めることができる。
　本実施形態のヒータ伝熱量演算部１４は、上述の考え方に基づいて各ヒータ２４ａ～２４ｄの伝熱量の総和である総伝熱量を演算する。ヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量の総和を総伝熱量ＥＴとする。所定の設定温度にシリンダ２２を維持した状態で、成形を実行しているときの各ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量をＥＨｉとし、成形を停止しているときの各ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量をＥ´Ｈｉとすると、総伝熱量は、下式（３）のように表すことができる。式（３）中、ｉ＝０，１，２・・・ｋである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　次に、せん断発熱量演算部１５について説明する。せん断発熱量演算部１５は、動作情報取得部１１が取得した動作情報と、特性情報取得部１２が取得した特性情報に基づいてスクリュ２３の回転によるせん断発熱量を演算する。せん断発熱量は、スクリュ２３の回転によるせん断に起因する発熱量である。
　せん断発熱量演算部１５によるせん断発熱量の計算方法の一例について説明する。せん断発熱量は、例えば、下式（４）によって演算することができる。なお、式（４）中のＥＳはスクリュのせん断発熱量、ＫＴはスクリュを回転させる回転モータのトルク定数、ｒは計量時のモータ電流、Ｒはモータとスクリュ間の減速比、ωはスクリュの回転角速度、ηは機械効率、を表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　次に、可塑化指標演算部１６について説明する。可塑化指標演算部１６は、シリンダ２２全体の合計伝熱量を演算し、それを利用することによりシリンダ２２内部の全体的な可塑化状態（品質）やエネルギー効率等の可塑化に関する指標を演算する。
　図６は、シリンダ２２周りのエネルギー収支を説明する模式図である。図６に示されるように、樹脂材料が受け取った総熱量をＥＭとすると、総伝熱量ＥＴとせん断発熱量ＥＳにより、総熱量ＥＭは下式（５）のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　周囲環境への放熱量は、空気への放熱量ＥＲｉ、冷却ジャケット２６の内部を流通する冷却水に奪われる熱量ＥＷ、機械本体に放熱される熱量Ｅ０を考えればよい。上述のように、各ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量ＥＨｉとすると、全ヒータ２４ａ～２４ｄの総伝熱量ＥＴは、下記式（６）のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　ここで、可塑化状態を表す指標について説明する。ＥＴ：ＥＳは、樹脂材料が受け取った総熱量ＥＭの内訳である伝熱量とせん断発熱量の割合である。伝熱量が主体となるような割合の条件ではエネルギー効率は悪いが、樹脂の溶融品質は良くなる。一方、せん断発熱量が主体となるような割合の条件ではエネルギー効率は良いが、溶融品質は悪くなる。上述のヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への総伝熱量ＥＴが計算できれば、この伝熱量とせん断発熱量の割合も計算することができる。従って、ＥＴ：ＥＳは可塑化状態を表す指標となる。
　本実施形態の可塑化指標演算部１６は、ヒータ伝熱量演算部１４が演算した総伝熱量ＥＴと、せん断発熱量演算部１５が演算したせん断発熱量ＥＳの情報に基づき、可塑化に関する指標として伝熱量とせん断発熱量の割合（ＥＴ：ＥＳ）を算出する。また、可塑化指標演算部１６は、ヒータ伝熱量を用いて、可塑化に関するエネルギー効率を算出してもよい。
　出力部２０について説明する。出力部２０は、可塑化指標演算部１６によって算出された可塑化に関する指標を出力する。本実施形態では、射出成形機１の表示装置６に可塑化指標演算部１６の算出結果である「伝熱量とせん断発熱量の割合（ＥＴ：ＥＳ）」と「エネルギー効率」を表示させる処理を実行する。なお、出力部２０は、射出成形機１の表示装置６とは異なる射出成形機１に接続される外部のコンピュータに可塑化指標演算部１６の判定結果を出力する構成としてもよい。
　表示装置６は、例えば、液晶ディスプレイやタッチパネルディスプレイ等の出力装置である。なお、表示装置６に替えて音声を出力する発音装置によって可塑化指標演算部１６の算出結果を出力する構成としてもよい。
　次に、図７を参照して伝熱量ＥＴｉを演算するための処理の流れについて説明する。図７は、第１実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０による処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　伝熱量ＥＴｉを演算するための処理が開始されると、特性情報取得部１２が射出成形機１の特性を示す特性情報を取得するとともに（ステップＳ１０）、動作情報取得部１１が上述のヒータ２４ａ～２４ｄの動作に関する稼働率を動作情報として取得する（ステップＳ１１）。動作情報や特性情報は、例えば、各種のセンサ、制御装置１０の記憶部（図示せず）や外部のコンピュータ（図示せず）等から取得される。
　ヒータ発熱量演算部１３は、取得された動作情報及び特性情報に基づいて、ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量を演算する（ステップＳ１２）。ヒータ発熱量演算部１３は、例えば、ヒータ２４ａ～２４ｄの稼働率とヒータ２４ａ～２４ｄの容量に基づいてシリンダ２２を所定の設定温度に維持した状態における各ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量を演算する。
　次に、ヒータ伝熱量演算部１４が、ヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量を演算する（ステップＳ１３）。ヒータ伝熱量演算部１４は、例えば、成形実行時のヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量ＥＨｉと、成形停止時のヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量Ｅ´Ｈｉと、を上式（２）に代入し、ヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量ＥＴｉを演算する。そして、ヒータ伝熱量演算部１４は、式（３）に示すように、全ヒータ２４ａ～２４ｄの総伝熱量ＥＴを演算する。
　次に、せん断発熱量演算部１５は、動作情報取得部１１が取得した動作情報と、特性情報取得部１２が取得した特性情報に基づいてせん断発熱量を取得する（ステップＳ１４）。
　次に、可塑化指標演算部１６は、ヒータ伝熱量演算部１４が演算した総伝熱量ＥＴと、せん断発熱量演算部１５が演算したせん断発熱量ＥＳと、に基づいて可塑化状態を表す指標を演算する（ステップＳ１５）。
　出力部２０は、可塑化指標演算部１６による演算結果が出力されると、当該演算結果を出力する（ステップＳ１６）。出力部２０は、例えば、表示装置６に可塑化指標演算部１６による演算結果を数値、文字、記号、グラフ、絵又はそれらの組合せ等を表示させる処理を実行する。
　ステップＳ１５の出力部２０による処理の後、制御装置１０は、成形処理が継続される場合は、ステップＳ１１に処理を戻し、ステップＳ１１以降の処理を再び実行する（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）。一方、制御装置１０は、成形処理の停止を検出すると、成形を停止するための処理を実行してフローを終了する（ステップＳ１７；Ｎｏ）。なお、成形処理の継続又は停止は、例えば、ユーザの操作や可塑化状態が予め定められた条件を満たす否か等に基づいて制御装置１０により判定される。
　以上説明した第１実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０によれば、以下の効果が奏される。即ち、射出成形機１は、シリンダ２２と、シリンダ２２の周囲に配設されるヒータ２４ａ～２４ｄと、シリンダ２２の内部に配置されるスクリュ２３と、を備える。そして、射出成形機１の制御装置１０は、ヒータ２４ａ～２４ｄ及びスクリュ２３の動作に関する動作情報を取得する動作情報取得部１１と、射出成形機１の特性に関する特性情報を取得する特性情報取得部１２と、取得された動作情報及び特性情報に基づいて、ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量を演算するヒータ発熱量演算部１３と、シリンダ２２を所定の設定温度に維持した状態における成形実行時のヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量と、シリンダ２２を所定の設定温度に維持した状態における成形停止時のヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量と、に基づいてヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量を演算するヒータ伝熱量演算部１４と、スクリュ２３の回転によるせん断発熱量を演算するせん断発熱量演算部１５と、ヒータ伝熱量演算部１４によって演算された伝熱量と、せん断発熱量演算部１５によって演算されたせん断発熱量と、に基づいて、可塑化に関する指標を演算する可塑化指標演算部１６と、可塑化指標演算部１６の演算結果を出力する出力部２０と、を備える。これにより、スクリュ２３の回転によるせん断発熱を加味した樹脂の可塑化状態を示す指標を得ることができるので、伝熱とせん断発熱との関係を成形条件の指標として容易に得ることができ、当該指標に基づいて適切かつ効率的な成形条件を設定できる。また、出力部２０によって可塑化に関する指標が出力されるので、連続成形中であっても、特殊なセンサを必要とすることなく樹脂の可塑化状態をユーザが正確に把握できる。また、出力部２０によって出力される情報は、成形不良が起こった場合の原因究明にも活用できる。
　また、本実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０によれば、可塑化指標演算部１６は、ヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量とせん断発熱量の割合を可塑化に関する指標として演算する。これにより、ユーザが伝熱量とせん断発熱量の割合によって樹脂の可塑化品質を把握できる。例えば、伝熱の割合が高ければ、エネルギー効率は低いが樹脂の溶融状態は良好になっていることがわかる。一方、逆にせん断の割合が高ければ、エネルギー効率は高いが、溶融状態は良好とは言えないことがわかる。
［第２実施形態］
　第２実施形態では、ヒータ２４ａ～２４ｄの放熱量を考慮した制御を行う。図８及び図９を参照して第２実施形態の放熱量を考慮した熱収支について説明する。図８は第２実施形態の成形実行時の熱収支を説明する模式図であり、図９は第２実施形態の成形停止時の熱収支を説明する模式図である。
　シリンダ２２を所定の設定温度に維持した状態であっても、成形実行時と成形停止時ではヒータ２４ａ～２４ｄの稼働状態を示す稼働率は異なる。ヒータ２４ａ～２４ｄの稼働率が異なればヒータ２４ａ～２４ｄの表面温度も異なり、ヒータ２４ａ～２４ｄの表面からの放熱量も異なる。例えば、図８に示す成形実行時の放熱量ＥＲｉと、図９に示す成形停止時の放熱量Ｅ´Ｒｉと、は異なることになる（放熱量ＥＲｉ≠放熱量Ｅ´Ｒｉ）。従って、成形実行時と成形停止時のヒータ２４ａ～２４ｄの放熱量の差を補正すれば、より正確に伝熱量を計算することができる。
　図８に示されるように成形実行時の発熱量ＥＨｉは、伝熱量ＥＴｉに対し、放熱量ＥＲｉと、各種放熱から放熱量ＥＲｉを除いたその他の放熱と、を加算したものと考えることができる。ここで、その他放熱は、ヒータ２４ｂに加えられた伝熱量のうち、前方（ノズル部２５側）への伝熱量、後方（ノズル部２５の反対側）への伝熱量である。
　ヒータ表面からの放熱は、対流と放射の２種類に分けられ、その合計により放熱量を計算することができる。第２実施形態では、動作情報取得部１１が取得したヒータ表面温度、雰囲気温度とともに、特性情報取得部１２が取得したヒータ表面積、熱伝達率、放射率、ステファンボルツマン係数を利用して放熱量を計算する。この計算において、シリンダ２２を単純な円筒形状と仮定して計算してもよい。雰囲気温度やヒータ表面の温度は、例えば、温度センサ（図示せず）の検出値を利用したり、所定の関数により推定したりすることにより取得される。
　放熱量の計算方法の一例について説明する。ヒータ対流放熱量は、例えば、下式（７）を用いて演算することができる。また、ヒータ放射放熱量は、例えば、下式（８）を用いて演算することができる。なお、式中のＥｒｃｉはヒータ対流放熱量、ＴＨｉはヒータ表面温度、ＴＣは雰囲気温度、Ａｉはヒータ表面積、ｈは熱伝達率、ＥＲｒｉはヒータ放射放熱量、εは放射率、σはステファンボルツマン係数を表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　あるヒータ２４におけるシリンダ２２の軸方向における前方や後方等の隣接するゾーンへの伝熱量は、シリンダ２２の設定温度が同じであれば殆ど変化しないと考えられる。図８や図９の例では、ヒータ２４ｂのゾーンに隣接するヒータ２４ａのゾーンやヒータ２４ｃのゾーンへの伝熱量は変わらない。従って、成形実行時の各種放熱からＥＲｉを除いたその他放熱と、成形停止時の各種放熱からＥ´Ｒｉを除いたその他放熱は等しくなると考えることができる。第２実施形態では、下式（９）を用いて伝熱量を演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　上述の考え方に基づいて各ヒータ２４ａ～２４ｄの伝熱量の総和である総伝熱量を演算する。ヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量の総和を総伝熱量ＥＴとする。所定の設定温度にシリンダ２２を維持した状態で、成形を実行しているときの各ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量をＥＨｉとし、放熱量をＥRｉとする。また、所定の設定温度にシリンダ２２を維持した状態で、成形を停止しているときの各ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量をＥ´Ｈｉとし、放熱量をＥ´Rｉとする。すると、総伝熱量は、下式（１０）のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　次に、第２実施形態の制御装置１０ａの具体例について説明する。図１０は、第２実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０ａの機能ブロック図である。図１１は、第２実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０ａによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　図１０に示されるように、第２実施形態に係る制御装置１０ａは、第１実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０と比べて、ヒータ放熱量演算部１７を更に備える点と、伝熱量ＥＴｉを演算するための処理と、が相違し、その他の構成は第１実施形態と共通である。
　伝熱量ＥＴｉを演算するための処理が開始されると、図１１に示されるように、特性情報取得部１２は、ヒータ２４ａ～２４ｄの容量やスクリュ２３に関する情報の他、ヒータ２４ａ～２４ｄの形状やヒータ２４ａ～２４ｄの放熱に関する定数を特性情報として取得する（ステップＳ２０）。
　また、動作情報取得部１１は、ヒータ２４ａ～２４ｄの稼働率やスクリュ２３に関する情報の他に、ヒータ表面温度と雰囲気温度を動作情報として取得する（ステップＳ２１）。放熱に関する定数は、例えば、熱伝達率、放射率、ステファンボルツマン係数等である。
　また、ヒータ発熱量演算部１３は、第１実施形態と同様に、取得された動作情報及び特性情報に基づいて、ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量を演算する（ステップＳ２２）。
　ヒータ放熱量演算部１７は、動作情報取得部１１が取得した動作情報と、特性情報取得部１２が取得した特性情報と、に基づいて各ヒータ２４ａ～２４ｄの放熱量を演算する（ステップＳ２３）。各ヒータ２４ａ～２４ｄの放熱量は、所定の設定温度にシリンダ２２を維持した状態での放熱量である。
　ヒータ放熱量演算部１７による放熱量の演算処理の後、ヒータ伝熱量演算部１４が、ヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量ＥＴｉを演算する（ステップＳ２４）。ヒータ伝熱量演算部１４は、例えば、成形実行時のヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量ＥＨｉ及び放熱量ＥＲｉと、成形停止時のヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量Ｅ´Ｈｉ及び放熱量Ｅ´Ｒｉと、を上式（９）に代入してヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量ＥＴｉを演算する。そして、ヒータ伝熱量演算部１４は、演算した各ヒータ２４ａ～２４ｄの演算結果を利用し、式（１０）に示すように、全ヒータ２４ａ～２４ｄの総伝熱量ＥＴを演算する。
　せん断発熱量演算部１５は、動作情報取得部１１が取得した動作情報と、特性情報取得部１２が取得した特性情報に基づいてせん断発熱量を取得する（ステップＳ２５）。
　可塑化指標演算部１６は、ヒータ伝熱量演算部１４が演算した総伝熱量ＥＴと、せん断発熱量演算部１５が演算したせん断発熱量ＥＳと、に基づいて可塑化状態を表す指標を演算する（ステップＳ２６）。出力部２０は可塑化指標演算部１６の演算結果に基づいて出力処理を行う（ステップＳ２７）。ステップＳ２８の処理は、図７のステップＳ１７の処理と同様である。
　以上説明した第２実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０ａによれば、以下の効果が奏される。
　本実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０ａは、動作情報及び特性情報に基づいて、ヒータ２４ａ～２４ｄの放熱量を演算するヒータ放熱量演算部１７を更に備え、ヒータ伝熱量演算部１４は、成形実行時におけるヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量及びヒータ放熱量演算部１７が演算した放熱量と、成形停止時におけるヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量とヒータ放熱量演算部１７が演算した放熱量と、に基づいてヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量を演算する。これにより、成形実行時と成形停止時の差が大きく伝熱量の計算への影響が大きいヒータ２４ａ～２４ｄの表面からの放熱量が補正されるので、より一層効率的かつ正確に伝熱量を演算できる。
［第３実施形態］
　図１２は、第３実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０ｂの機能ブロック図である。図１２に示されるように、第３実施形態に係る制御装置１０ｂは、第１実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０と比べて、冷却水熱量演算部１８を更に備える点と、伝熱量ＥＴｉを演算するための処理と、が相違し、その他の構成は第１実施形態と共通である。
　第３実施形態では、動作情報取得部１１は、ヒータ２４ａ～２４ｄの稼働率の他に、冷却ジャケット２６の冷却水の流量、入口温度と出口温度を動作情報として取得する。また、特性情報取得部１２は、ヒータ２４ａ～２４ｄの容量の他、冷却ジャケットを流れる冷却水の密度、比熱を特性情報として取得する。
　冷却水熱量演算部１８は、動作情報取得部１１が取得した動作情報と、特性情報取得部１２が取得した特性情報に基づき、冷却水の内部エネルギーの上昇量として、冷却水に奪われる熱量を算出する。冷却水熱量演算部１８による冷却水に奪われる熱量の計算方法の一例について説明する。冷却水に奪われる熱量は、例えば、下式（１１）によって演算することができる。なお、式（１１）中のＥＷは冷却水に奪われる熱量、ρは冷却水の密度、ｃは冷却水の比熱、Ｑは冷却水の流量、Ｔｉｎは冷却水の入口温度、Ｔｏｕｔは冷却水の出口温度、を表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　ヒータ伝熱量演算部１４は、ヒータ発熱量演算部１３によって演算された総発熱量と、冷却水熱量演算部１８によって演算された冷却水に奪われる熱量と、に基づいてヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量を算出する。所定の設定温度にシリンダ２２を維持した状態で、成形を実行しているときの各ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量をＥＨｉとし、冷却水に奪われる熱量をＥｗとする。また、所定の設定温度にシリンダ２２を維持した状態で、成形を停止しているときの各ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量をＥ´Ｈｉとし、冷却水に奪われる熱量をＥ´ｗとする。すると、総伝熱量ＥＴは、下式（１２）を用いて演算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　以上説明した第３実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０によれば、以下の効果が奏される。本実施形態では、制御装置１０は、射出成形機１が備える冷却ジャケット２６に関する情報を含む動作情報及び特性情報に基づいて、冷却ジャケット２６の冷却水に奪われる熱量を演算する冷却水熱量演算部１８を更に備え、ヒータ伝熱量演算部１４は、成形実行時におけるヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量及び冷却水熱量演算部１８が演算した冷却水に奪われる熱量と、成形停止時におけるヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量と冷却水熱量演算部１８が演算した冷却水に奪われる熱量と、に基づいてヒータ２４ａ～２４ｄから樹脂への伝熱量を演算する。シリンダ２２を所定の設定温度に維持した状態でも、成形実行時と成形停止時では冷却ジャケット２６の稼働状態は異なる。この点、第３実施形態の構成によれば、成形実行時と成形停止時の間の冷却水熱量の差が補正されるので、より一層正確に伝熱量を演算することができる。
［第４実施形態］
　第４実施形態に係る制御装置１０は、第１実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０と構成は共通である。第４実施形態では、可塑化指標演算部１６の演算処理が第１実施形態と異なる。
　第４実施形態では、可塑化指標演算部１６が、ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量とせん断発熱量の和と、ヒータ伝熱量とせん断発熱量の和と、の割合を演算する。更に、可塑化指標演算部１６は、ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量とヒータ２４ａ～２４ｄの伝熱量の割合を更に演算してエネルギー効率を取得する。
　出力部２０は、ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量とせん断発熱量の和と、ヒータ伝熱量とせん断発熱量の和と、の割合とともに、ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量と伝熱量の割合を可塑化に関する指標として表示装置６に出力する。
　第４実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０によれば、可塑化指標演算部１６は、ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量とせん断発熱量の和と、ヒータ２４ａ～２４ｄの伝熱量とせん断発熱量の和と、の割合を可塑化に関する指標として演算する。これにより、射出成形機１が樹脂の可塑化に投入したエネルギーの内、どのくらいが樹脂に伝達されているかを表す可塑化エネルギー効率が演算される。従って、ユーザは、可塑化エネルギー効率を利用して効率の良し悪しを判断した上で成形条件を決定できる。
　また、第４実施形態では、可塑化指標演算部１６は、ヒータ２４ａ～２４ｄの発熱量とヒータ２４ａ～２４ｄの伝熱量の割合を可塑化に関する指標として演算する。これにより、ヒータの発熱量の内、どのくらいが樹脂に伝わっているかを表すヒータ２４ａ～２４ｄのエネルギー効率が演算される。従って、ユーザは、ヒータ２４ａ～２４ｄのエネルギー効率を利用して効率の良し悪しを判断した上で成形条件を決定できる。
［第５実施形態］
　第５実施形態に係る制御装置１０は、第１実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０と構成は共通である。第５実施形態では、ヒータ伝熱量演算部１４の伝熱量の演算方法が第１実施形態とは異なる。
　第５実施形態では、動作情報取得部１１はシリンダ２２の各制御点の設定温度を動作情報として取得する。各制御点における実測温度を取得してもよい。また、特性情報取得部１２は、特性情報としてヒータ２４ａ～２４ｄの容量とともに予め設定された回帰式を取得する。回帰式は、例えば、制御装置１０の記憶部（図示せず）から取得される。
　ヒータ伝熱量演算部１４は、ヒータ発熱量演算部１３の演算結果を使用せずにヒータ２４ａ～２４ｄがシリンダ２２を設定温度に維持するために必要な発熱量を演算する。成形停止状態における発熱量は、シリンダ２２を設定温度に維持するのに必要な熱量である。従って、成形停止状態における伝熱量は、成形停止状態のシリンダ２２の制御点の設定温度によって一意に定めることができる。
　第５実施形態では、事前に取得したシリンダ２２の設定温度と発熱量の関係を示す回帰式を利用して発熱量を推定する。これにより、シリンダ２２の設定温度が変わるたびに発熱量を実測によって求める手間を省略することができる。なお、隣接するヒータ２４ａ～２４ｄの設定温度が異なる場合は熱が軸方向に移動するため、回帰式の説明変数には対象のヒータだけでなく、それに隣接するヒータの値を使用することが望ましい。更に、第５実施形態において、シリンダ２２の周囲の雰囲気温度も説明変数に加えても良い。
［第６実施形態］
　第６実施形態に係る制御装置１０は、第２実施形態に係る射出成形機１の制御装置１０ａと構成は共通である。第６実施形態では、ヒータ伝熱量演算部１４の伝熱量の演算方法が第１実施形態とは異なる。
　第６実施形態では、動作情報取得部１１はシリンダ２２の各制御点の設定温度を動作情報として取得する。各制御点における実測温度を取得してもよい。また、特性情報取得部１２は、特性情報としてヒータ２４ａ～２４ｄの容量とともに予め設定された回帰式を取得する。回帰式は、例えば、制御装置１０の記憶部（図示せず）から取得される。
　成形停止状態におけるヒータ２４ａ～２４ｄの表面温度は、シリンダの設定温度によって一意に定まる。そこで、第９実施形態では、シリンダ２２の温度とヒータ２４ａ～２４ｄの表面温度の関係を示す回帰式に基づいてヒータ２４ａ～２４ｄの表面温度を推定し、成形停止状態の放熱量を演算する。これにより、シリンダ２２の設定温度が変わるたびに放熱量を実測により求める手間を省略できる。なお、回帰式の説明変数としてシリンダ周囲の雰囲気温度を加えてもよい。
　本開示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、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、又は、特許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。また、これらの実施形態は、組み合わせて実施することもできる。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。
　上記実施形態及び変形例に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
　シリンダ（２２）と、前記シリンダ（２２）の周囲に配設されるヒータ（２４ａ～２４ｄ）と、前記シリンダ（２２）の内部に配置されるスクリュ（２３）と、を備える射出成形機（１）の制御装置（１０，１０ａ，１０ｂ）であって、
　前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）及び前記スクリュ（２３）の動作に関する動作情報を取得する動作情報取得部（１１）と、
　前記射出成形機（１）の特性に関する特性情報を取得する特性情報取得部（１２）と、
　取得された前記動作情報及び前記特性情報に基づいて、前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）の発熱量を演算するヒータ発熱量演算部（１３）と、
　前記シリンダ（２２）を所定の設定温度に維持した状態における成形実行時の前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）の発熱量と、前記シリンダ（２２）を所定の設定温度に維持した状態における成形停止時の前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）の発熱量と、に基づいて前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）から樹脂への伝熱量を演算するヒータ伝熱量演算部（１４）と、
　前記スクリュ（２３）の回転によるせん断発熱量を演算するせん断発熱量演算部（１５）と、
　前記ヒータ伝熱量演算部（１４）によって演算された伝熱量と、せん断発熱量演算部（１５）によって演算されたせん断発熱量と、に基づいて、可塑化に関する指標を演算する可塑化指標演算部（１６）と、
　前記可塑化指標演算部（１６）の演算結果を出力する出力部（２０）と、を備える。
（付記２）
　上記の射出成形機（１）の制御装置（１０，１０ａ，１０ｂ）において、前記動作情報及び前記特性情報に基づいて、前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）の放熱量を演算するヒータ放熱量演算部（１７）を更に備え、
　前記ヒータ伝熱量演算部（１４）は、
　前記成形実行時における前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）の発熱量及び前記ヒータ放熱量演算部（１７）が演算した放熱量と、前記成形停止時における前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）の発熱量と前記ヒータ放熱量演算部（１７）が演算した放熱量と、に基づいて前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）から樹脂への伝熱量を演算する。
（付記３）
　上記の射出成形機（１）の制御装置（１０，１０ａ，１０ｂ）において、前記射出成形機（１）が備える冷却ジャケットに関する情報を含む前記動作情報及び前記特性情報に基づいて、前記冷却ジャケットの冷却水に奪われる熱量を演算する冷却水熱量演算部（１８）を更に備え、
　前記ヒータ伝熱量演算部（１４）は、
　前記成形実行時における前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）の発熱量及び前記冷却水熱量演算部（１８）が演算した冷却水に奪われる熱量と、前記成形停止時における前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）の発熱量と前記冷却水熱量演算部（１８）が演算した冷却水に奪われる熱量と、に基づいて前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）から樹脂への伝熱量を演算する。
（付記４）
　上記の射出成形機（１）の制御装置（１０，１０ａ，１０ｂ）において、前記可塑化指標演算部（１６）は、
　前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）から樹脂への前記伝熱量と前記せん断発熱量の割合を前記可塑化に関する指標として演算する。
（付記５）
　上記の射出成形機（１）の制御装置（１０，１０ａ，１０ｂ）において、前記可塑化指標演算部（１６）は、
　前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）の発熱量と前記せん断発熱量の和と、前記ヒータ伝熱量と前記せん断発熱量の和と、の割合を前記可塑化に関する指標として演算する。
（付記６）
　上記の射出成形機（１）の制御装置（１０，１０ａ，１０ｂ）において、前記可塑化指標演算部（１６）は、
　前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）の発熱量と前記ヒータ（２４ａ～２４ｄ）の伝熱量の割合を前記可塑化に関する指標として演算する。
　１　射出成形機
　１０、１０ａ、１０ｂ　制御装置
　１１　動作情報取得部
　１２　特性情報取得部
　１３　ヒータ発熱量演算部
　１４　ヒータ伝熱量演算部
　１５　せん断発熱量演算部
　１６　可塑化指標演算部
　１７　ヒータ放熱量演算部
　１８　冷却水熱量演算部
　２０　出力部

Claims (6)

  1. 　シリンダと、前記シリンダの周囲に配設されるヒータと、前記シリンダの内部に配置されるスクリュと、を備える射出成形機の制御装置であって、
    　前記ヒータ及び前記スクリュの動作に関する動作情報を取得する動作情報取得部と、
    　前記射出成形機の特性に関する特性情報を取得する特性情報取得部と、
    　取得された前記動作情報及び前記特性情報に基づいて、ヒータの発熱量を演算するヒータ発熱量演算部と、
    　前記シリンダを所定の設定温度に維持した状態における成形実行時の前記ヒータの発熱量と、前記シリンダを所定の設定温度に維持した状態における成形停止時の前記ヒータの発熱量と、に基づいて前記ヒータから樹脂への伝熱量を演算するヒータ伝熱量演算部と、
    　前記スクリュの回転によるせん断発熱量を演算するせん断発熱量演算部と、
    　前記ヒータ伝熱量演算部によって演算された伝熱量と、せん断発熱量演算部によって演算されたせん断発熱量と、に基づいて、可塑化に関する指標を演算する可塑化指標演算部と、
    　前記可塑化指標演算部の演算結果を出力する出力部と、
    を備える射出成形機の制御装置。
  2. 　前記動作情報及び前記特性情報に基づいて、前記ヒータの放熱量を演算するヒータ放熱量演算部を更に備え、
    　前記ヒータ伝熱量演算部は、
    　前記成形実行時における前記ヒータの発熱量及び前記ヒータ放熱量演算部が演算した放熱量と、前記成形停止時における前記ヒータの発熱量と前記ヒータ放熱量演算部が演算した放熱量と、に基づいて前記ヒータから樹脂への伝熱量を演算する、
    請求項１に記載の射出成形機の制御装置。
  3. 　前記射出成形機が備える冷却ジャケットに関する情報を含む前記動作情報及び前記特性情報に基づいて、前記冷却ジャケットの冷却水に奪われる熱量を演算する冷却水熱量演算部を更に備え、
    　前記ヒータ伝熱量演算部は、
    　前記成形実行時における前記ヒータの発熱量及び前記冷却水熱量演算部が演算した冷却水に奪われる熱量と、前記成形停止時における前記ヒータの発熱量と前記冷却水熱量演算部が演算した冷却水に奪われる熱量と、に基づいて前記ヒータから樹脂への伝熱量を演算する、
    請求項１に記載の射出成形機の制御装置。
  4. 　前記可塑化指標演算部は、
    　前記ヒータから樹脂への前記伝熱量と前記せん断発熱量の割合を前記可塑化に関する指標として演算する、
    請求項１から３の何れかに記載の射出成形機の制御装置。
  5. 　前記可塑化指標演算部は、
    　前記ヒータの発熱量と前記せん断発熱量の和と、前記ヒータ伝熱量と前記せん断発熱量の和と、の割合を前記可塑化に関する指標として演算する、
    請求項１から３の何れかに記載の射出成形機の制御装置。
  6. 　前記可塑化指標演算部は、
    　前記ヒータの発熱量と前記ヒータの伝熱量の割合を前記可塑化に関する指標として演算する、
    請求項５に記載の射出成形機の制御装置。
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