JPH0112650B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トランスフア成形機、射出成形機な
どのように、金型内へ溶融材料を射出して成形す
る成形機に実施して好適であり、成形品品質に特
に影響を与える温度、圧力、速度、時間、射出プ
ランジヤあるいはスクリユーの位置あるいは移動
量等の物理量を検出することによつて成形状態を
監視する方法に関する。

近年、成形品によつてはその要求品質が益々厳
しいものとなつてきており、また生産の合理化の
ために成形品の良品、不良品の自動判別、仕分け
さらに機械の故障あるいは不調の早期発見が要求
されており、各種の監視方法が発明され、また実
施されている。

成形品品質に影響を与える要因は多く、例え
ば、溶融材料温度、射出圧力、射出速度、金型温
度、金型内溶融材料圧力、成形材料の品質等があ
る。これらの成形条件が安定することは良品を生
産するために極めて重要であり、逆にすべて同一
の成形条件下で生産されたものは同一品質を有す
るといえるので成形機の監視は成形品の品質管理
に欠くことができない重要なものである。

従来の監視方法においては、各成形サイクルご
とに速度、圧力、時間、射出プランジヤの位置ま
たはストローク、温度等の成形品品質に直接にあ
るいは間接的に影響を与える所定の物理量を測定
し、その測定値が予め設定された許容の上下限値
に入つているか否かを判別し、許容範囲を逸脱し
たら異常信号を発生させ、異常状態にて生産され
た成形品を不良品と判定していた。

また、これを改良したものとして、監視値とし
て基準値を予め設定し、実測値が基準値に対して
どの程度変動するかを監視し、許容変動巾値の範
囲を逸脱したら異常信号を発するとともにその基
準値と実測値との差をプリンタにて記録させる方
法も実施されている。

上記の従来の監視方法は、一つの許容変動巾値
を設定して監視しているだけであるので無人自動
運転状態では許容変動巾値より実測値が逸脱して
も、その程度が判別できず、重度の異常発生の発
見が遅れてしまう欠点がある。

一方、監視する物理量が毎シヨツトごとに変動
する原因には、機械固有なもの、機械の不調によ
るもの、金型の温調の特性によるもの、機械駆動
用油圧源の油温の変化によるもの、材料の品質の
バラツキによるもの等各種のものがあり、それら
が単独にあるいは複合されて圧力、温度等が変動
し成形品品質を左右し、前記物理量の変動度合を
知ることは管理上きわめて重要となる。また、成
形品の品質管理は単に成形品の良否の判別をする
のみならず、機械本体はもちろんのこと、成形品
品質に直接あるいは間接的に影響を与えるすべて
の条件の監視を行い、運転状態の管理をすること
が理想である。

そして、経済性、操作性を含めてのコストバラ
ンスを考慮すると、前記物理量のうち数少なく、
かつ最大の効果があるものを有効に利用して監視
するのが良いことはいうまでもなく、最も効果の
大きい限定された監視フアクタを選択し、その物
理量をより効果的に利用して監視することが望ま
しい。

さらに、前記圧力、速度、温度等の各成形サイ
クルの変動値のうちの機械固有の特性に原因する
変動値巾は、一般的に成形品品質に求められる許
容変動巾値よりも小さく、また機械の故障あるい
は不調時は機械固有の特性に原因する変動巾値よ
りも大きくなり成形品品質に求められる許容変動
巾値よりもさらに大きく変動することが多い。ま
た、機械固有の特性（油温の変動等による機械動
作の変動は除く）に原因する変動巾値内に実測値
が入つて入れば、そのときに生産された成形品は
一般的に良品といえる。

また、成形機は材料の溶融温度管理、作動油の
温度管理、金型温度管理等のいわゆる熱管理を必
要とし、特に長期にわたつてランニングすると各
種条件が微妙に複合化され、監視している物理量
が機械の故障ではないのにサイクリツク的に各成
形サイクル間で変動する。

このような上記理由から、監視される物理量の
各成形サイクルル間における変動度合が廉価にか
つ操作性よく検出することができれば、成形品の
品質管理上好都合となるばかりでなく、機械の故
障あるいは不調の発見も容易となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、成形品品質に影響を与える射出
圧力、射出速度、計量時間、射出一次圧時間、射
出プランジヤあるいはスクリユーの位置および移
動量、金型温度、溶融材料温度等の物理量を各成
形サイクルごとに測定し、その実測値の変動度合
を程度に応じて区分けして検出することにより、
操作性よく成形品に求められる品質にみあつた品
質管理を行うとともに、機械の故障や不調の早期
発見を容易にすることができる成形機の新たな監
視方法を提供するにあり、その特徴は、成形機の
成形品品質に影響を与える圧力、速度、温度、時
間等の物理量を各成形サイクルごとに測定して、
各成形サイクルの成形状態を監視すべく、前記物
理量をサンプリング測定することによつて成形品
が良品である場合に得られる基準値を自動的に設
定し、複数個の変動巾設定器に予め定められたそ
れぞれの設定値と前記基準値とを加減演算処理し
て複数の基準値を求め、この複数の基準値と前記
サンプリング測定によつて得られた基準値とを区
分け点とする複数の区分領域を設け、各成形サイ
クルごとに測定された前記物理量の実測値と前記
各基準値とを比較して実測値の属する区分領域を
判別し、該当する区分領域ごとの信号を発生させ
て成形状態の監視を行うところ、および成形機の
成形品品質に影響を与える圧力、速度、温度、時
間等の物理量を各成形サイクルごとに測定して、
各成形サイクルの成形状態を監視すべく、前記物
理量をサンプリング測定することによつて成形品
が良品である場合に得られる基準値を自動的に設
定し、複数個の変動巾設定器に予め定められたそ
れぞれの設定値と前記基準値とを加減演算処理し
て複数の基準値を求め、この複数の基準値と前記
サンプリング測定によつて得られた基準値とを区
分け点とする複数の区分領域を設け、各成形サイ
クルごとに測定された前記物理量の実測値と前記
各基準値とを比較して実測値の属する区分領域を
判別し、各区分領域に対応して予め定められた表
示記号、表示位置、表示色のうち少なくとも一つ
の表示形態によつて区分領域ごとに出力される信
号に応じて実測値を記録し監視を行うところにあ
る。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づ
いて詳細に説明する。

第１図に本発明に係る監視方法を実施した監視
装置のブロツク図を示す。

１は監視装置であり、２は成形機の制御を掌る
制御部である。

３は測定部であり、成形品品質に影響を与える
成形機の射出圧力、溶融材料圧力、金型温度、溶
融材料温度、射出プランジヤあるいはスクリユー
の速度、位置および移動量、射出一次圧時間、計
量時間等の物理量を、それぞれの物理量の検出用
センサ、あるいはタイムカウンタを用いて、制御
部２のタイミング指令により各成形サイクルごと
に測定し、実測値データの検出をする。

４はマイクロプロセツサを有する監視装置の演
算処理部であり、監視装置１の制御を掌る。

５，６，７，８，９，１０，１１はメモリであ
り、演算処理部４の指令によつて実測値データあ
るいは演算されたデータの記憶をする。

１２は監視モードスイツチであり、このスイツ
チの作動によつて、監視装置が始動し、停止す
る。

１３，１４は許容変動巾設定器であり、それぞ
れに所定の変動巾値に対応した設定値が設定さ
れ、この設定値とサンプリング測定によつて得ら
れた測定値を演算処理して求められた基準値とを
演算処理部４で演算処理し、成形品の良否あるい
は機械の重度の異常等を判別するための区分け用
基準値が設定される。

なお、サンプリング測定によつて得られた基準
値はメモリ６，７に、また区分け用基準値はメモ
リ８，９，１０，１１に記憶される。

１５は情報出力部であり、演算処理部４からの
監視情報信号を処理出力するものであり、制御部
２へ異常信号を出力したり、プリンタ１６あるい
は成形品を良品、不良品等にランク分けするシユ
ータたる成形品分離器１７へ電気信号を出力す
る。

１８は出力操作スイツチであり、演算処理部４
からの監視情報信号を切換えて、制御部２、プリ
ンタ１６、成形品分離器１７への出力ON，OFF
等の切換えを行う。

前記メモリ５からメモリ１１に記憶されたデー
タは、データ呼出スイツチ１９の操作により、表
示器２０に表示することができ、必要に応じてデ
ータ呼出スイツチ１９と出力操作スイツチ１８の
操作によつて、演算処理部４、情報出力部１５、
が作動しプリンタ１６に出力してプリントアウト
させることもできる。

このように構成した監視装置を用いて監視する
方法を、監視フアクターのうち廉価な装置で成形
品の良否の判別ができる射出成形機の射出一次圧
時間の監視を例にとり、第１図、第２図、第３図
について説明する。

上記射出成形機の射出一次圧時間とは射出工程
における射出開始から射出圧力制御行程に切換え
るまでの、いわゆる射出速度制御領域に要した射
出一次圧時間のことであり、射出一次圧時間を監
視することは、射出速度の安定度および樹脂の状
態、金型の状態等を間接的に監視することとな
り、成形品のヒケ、シヨートシヨツト等の不良の
検出に大きな効果があり、従来からその監視は実
用化されている。

なお、第２図は実測値と設定値との関係図であ
り、自動操作による成形開始時から異常発生まで
の過程を例示する。

また、第３図は監視装置１からの信号によりプ
リンタ１７によつて記録紙にプリントされた成形
状態の一例を示す実測値変動状態記録図である。

まず、第２図のＡ−Ｂ区間に示すサンプリング
区間について説明する。

射出成形機の制御部設定、調整等を暫定的に行
い、自動操作による成形運転を開始する。この自
動操作による運転下で試行錯誤にて設定、調整を
繰返すことにより所望の成形品の成形ができる成
形条件を決定する。しかる後許容変動巾設定器１
３，１４の設定値を再設定あるいは確認をし、監
視モードスイツチ１２を押して監視装置１の作動
を開始させる。

１回目の成形サイクルの際に制御部２の信号に
よつて測定部３は射出一次圧時間の測定を測定部
３内のタイムクロツク発生器からのクロツクパル
スを計数することにより計測し、測定部３は実測
値データｘを出力し、演算処理部４はそのデータ
ｘをメモリ５に記憶させる。

２回目の成形サイクルがなされると、上記と同
様にして射出一次圧時間のデータが計測され、こ
のデータとメモリ５のデータｘとを演算処理部４
で比較演算し、両データのうちの大きい方のデー
タがメモリ６に記憶され、小さい方のデータがメ
モリ７に記憶される。

３回目の成形サイクルがなされると、上記と同
様にして得られた射出一次時間のデータはメモリ
５に更新されて記憶され、さらにこのデータとメ
モリ６のデータとメモリ７のデータとが演算処理
部４で比較演算され、３つのデータのうち大きい
データがメモリ６に小さいデータがメモリ７にそ
れぞれ更新されて記憶される。

４回目以降10回目の成形サイクルまでの間にお
いても上記３回目と同様に処理がなされ、10回の
成形サイクル間の実測データのうちの最大値のデ
ータがメモリ６にデータｘ１として記憶され、最
小値のデータがメモリ７にデータｘ１′として記
憶固定される。

しかして、射出一次圧時間の第１の上下限基準
値ｘ１，ｘ１′が、また実測されたデータが10回
にわたつてすべて同一の場合には標準値ｘ１がメ
モリ６、メモリ７にそれぞれセツトされサンプリ
ング動作行程が終了する。

なお、サンプリング回数は10回に限るものでな
く、１回以上適宜回数で良い。１回の場合にはそ
のデータを標準値ｘ１として扱えば良い。また、
サンプリング中に成形不良品が発生したときには
設定不良、機械異常等であるので、その原因追求
および対策をとるとともに監視モードスイツチ１
２を操作して監視モードをOFFさせ、しかる後
に前記サンプリング動作行程を最初からやり直す
こととなる。

また、運転時においては、実測値データが前記
第一の上下限基準値内にあれば成形品は良品であ
るといえるが、この基準値外にあつても成形品は
必ずしも不良品と判定することはできず、したが
つて後述する許容変動巾が前記上下限基準値の外
側に設定されることとなる。

上記サンプリング動作行程が終了すると、メモ
リ６、メモリ７に記憶された第１の上下限基準値
ｘ１，ｘ１′と、許容変動巾設定器１３，１４の
設定値△ｘ２，△ｘ３（なお△x2＜△x3とする）
とを演算処理部４でx1＋△x2＝x2、x1′−△x2＝
x2′、x1＋△x3＝x3、x1′−△x3＝x3′の加減演算
がなされ第２の上下限基準値ｘ２，ｘ２′、第３
の上下限基準値ｘ３，ｘ３′を得る。そして、デ
ータｘ２はメモリ８に、データｘ２′はメモリ９
に、データｘ３はメモリ１０に、データｘ３′は
メモリ１１にそれぞれ記憶され、監視準備が完了
する。

次に第２図のＢ−Ｃ区間に示す最終チエツク区
間について説明する。

この最終チエツクは自動操作による成形状態を
チエツクするものであり、最終チエツク運転時に
は実測データが前記上下限基準値に対してどの範
囲にあつても情報出力部１５からの成形品分離器
１７への指令信号は同一の信号となし、オペレー
タが成形品のチエツクを容易に行うことができる
位置に成形品を仕分けさせるものとする。

しかして、該運転時において測定部３によつて
測定された射出一次圧時間データｘはメモリ５に
更新されて記憶されるとともに、メモリ６からメ
モリ１１に記憶されているデータｘ１，ｘ１′，
ｘ２，ｘ２′，ｘ３，ｘ３′とで演算処理部４によ
つて比較演算処理され、データｘはｘ＜x3′、
x3′≦ｘ＜x2′、x2′≦ｘ＜x1′、x1′≦ｘ≦x1、x1
＜ｘ≦x2、x2＜ｘ≦x3、x3＜ｘのうちのどの式
に該当するかが判別される。そして、その結果は
それぞれの区分域信号として情報出力部１５に出
力される。

データｘがx1′≦ｘ≦x1のときは動作は正常で
あり成形品も良品であるはずであるが確認のため
にこの成形工程の成形品が良品であるかをチエツ
クする。そして、データｘがx2′≦ｘ＜x1′あるい
はx1＜ｘ≦x2の第１の上下限基準値ｘ１，ｘ
１′と第２の上下限基準値ｘ２，ｘ２′とによつて
設定された区分域に入つたときの成形工程の成形
品のチエツクおよび実測値の変動の度合のチエツ
クを少なくとも10回の成形サイクル間にわたつて
行う。

この成形状態の確認がとれたならば、データｘ
がx2′≦ｘ≦x2のときの成形品は良品、ｘ＜x3′あ
るいはｘ＞x3のときは重度な異常と判定できる
ように許容変動巾設定器１３，１４の設定値△ｘ
２，△ｘ３の変更あるいは確認を行い、完全無人
運転成形に入る前の自動操作成形の最終チエツク
運転が完了する。

次に第２図のＣ−Ｄ区間に示す完全無人運転区
間について説明する。

なお、該運転に際しては、許容変動巾設定器１
３の設定値△ｘ２を前記最終チエツク運転時の値
から変更したものを用い、したがつて前記基準値
ｘ２，ｘ２′の値も変更されている。また、出力
操作スイツチ１８を切換えることによつて、情報
出力部１５は演算処理部４の信号により良品、不
良品の仕分け信号を成形品分離器１７へ出力し、
成形品は良品と不良品に分けられるものとなる。

しかして、各成形サイクルごとに測定された射
出一次圧時間の実測値データｘは前記各基準値ｘ
１，ｘ１′，ｘ２，ｘ２′，ｘ３，ｘ３′と比較演
算処理がなされ、実測値データｘの属する区分領
域の信号が演算処理部４から出力され、情報出力
部１５においてデータｘがx2′≦ｘ≦x2のとき良
品信号を、x2＜ｘあるいはx2′＞ｘのとき不良品
信号を成形品分離器１７へ出力し、成形品の仕分
けを行う。また、データｘがｘ＞x3あるいはｘ
＜x3′のときは成形品は不良品と判定されるとと
もに、重度の異常とみなし情報出力部１５からは
成形機の制御部２へ異常であることの信号を出力
され、成形機の運転を停止させる。

すなわち、第２図に△，▲印で示される実測値
データｘがｘ＞x2およびｘ＜x2′のときは、成形
不良であり、不良品であることを示す信号が演算
処理部４、情報出力部１５から出力される。また
※印で示される実測値データｘがｘ＞x3のとき
は成形状態は重度の異常と判定されて、成形機の
運転が停止される。

一方、成形状態、成形品品質の管理のために
は、各成形サイクルの成形状態の把握が必要であ
り、その記録によりあるいは表示により目視でき
ることが望ましい。

この要望に応えるべく、第３図に示すように記
録紙３０に実測値の区分領域に対応して表示記号
を変えて記録するとともに、その大小関係が感覚
的にわかるように記号の位置を区分領域に対応し
た位置に記録するようにした。

すなわち、各成形サイクルごとに監視された実
測値データｘが許容変動巾値設定器１３，１４に
よつて設定された区分領域のうちのどの区分領域
に属するかを示す演算処理部４からの信号によつ
て、情報出力部１５を作動させ、その出力信号に
よつてプリンタ１６で、実測値データｘがx1′≦
ｘ≦x1のときは◎印、x1＜ｘ≦x2のときは〇印、
x2′≦ｘ＜x1′のときは●印、x2＜ｘ≦x3のとき
は△印、x3′≦ｘ＜x2′のときは▲印、x3＜ｘのと
きは※印、ｘ＜x3′のときは×印という各区分領
域を示す記号にて記録をする。

なお、記号によつて識別が可能であるので、一
列上に記録するようにしても良く、また同一記号
を用いて記号の記録位置を変えることによつて識
別してもよい。さらにまた、表示の色を分けるよ
うにしても良く、一目瞭然に成形品の良否、機械
の異常等が判断される。

このようにして本発明によれば、成形品品質に
影響を与える成形条件の要因を物理量として各成
形サイクルごとに測定して、複数の基準値を自動
的にセツトした後、前記物理量の変動度合を複数
に区分けして検出できるので、 １ 廉価にして操作性に優れた監視装置が提供で
きる。

２ 成形品の良品、不良品の判別だけでなく、成
形状態の安定度、機械の不調、故障の判別がで
きる。

３ 求められる成形品品質が高度の場合には許容
変動巾設定器１３の設定値△ｘ２の値を零と設
定して監視すればよく、一層操作性が向上す
る。

４ 成形品を良品と判定する許容範囲を決定する
には時間がかかり、また許容変動巾値をあまり
小さくとると良品であつても不良品と判定され
たり、許容変動巾値を大きくとりすぎると良品
の中に不良品がまぎれてしまうこととなる。こ
のようなことが無いように、良品と判定される
成形品を実測値データｘが第１の上下限基準値
内すなわちx1′≦ｘ≦x1と第１の上下限基準値
よりもはずれた許容変動巾値△ｘ２内すなわち
x2′≦ｘ＜x1′あるいはx1＜ｘ≦x2とに成形品
分離器１７によつて仕分けをさせ、そのうちの
一方のx1＜ｘ≦x2あるいはx2′≦ｘ＜x1′に仕
分けられた成形品を監視することによつて、許
容変動巾値△ｘ２の設定値を決定するようにす
れば、操作性良く、より確実に許容変動巾値の
決定ができる。

５ 検出要因がその成形品の良否の判定に最適で
なく、良品、不良品の仕分けの設定が困難な場
合等には、監視装置の区分領域に合わせて成形
品の等級を分けて管理することにより、成形品
の全数検査は不要となる。

６ データの変動度合を記号あるいはグラフ的に
あるいは色別に表示することができる区分領域
による検出方法であるので、廉価な記録装置を
提供することができ、その記録は感覚的に容易
に成形状態を識別することができるので品質管
理上きわめて大きな効果がある。

という著効を奏する。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多く
の改変を施し得るのはもちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は監視装置のブロツク図であり、第２図
は実測値と設定値との関係を示す説明図であり、
第３図はプリンタにて記録紙上に記録された実測
値記録図である。 １…監視装置、２…制御部、３…測定部、４…
演算処理部、５，６，７，８，９，１０，１１…
メモリ、１２…監視モードスイツチ、１３，１４
…許容変動巾設定器、１５…情報出力部、１６…
プリンタ、１７…成形品分離器、１８…出力操作
スイツチ、１９…データ呼出スイツチ、２０…表
示器、３０…記録紙、ｘ１，ｘ１′…第１の上下
限基準値、ｘ２，ｘ２′…第２の上下限基準値、
ｘ３，ｘ３′…第３の上下限基準値、△ｘ２，△
ｘ３…許容巾設定値。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 成形機の成形品品質に影響を与える圧力、速
   度、温度、時間等の物理量を各成形サイクルごと
   に測定して、各成形サイクルの成形状態を監視す
   べく、前記物理量をサンプリング測定することに
   よつて成形品が良品である場合に得られる基準値
   を自動的に設定し、複数個の変動巾設定器に予め
   定められたそれぞれの設定値と前記基準値とを加
   減演算処理して複数の基準値を求め、この複数の
   基準値と前記サンプリング測定によつて得られた
   基準値とを区分け点とする複数の区分領域を設
   け、各成形サイクルごとに測定された前記物理量
   の実測値と前記各基準値とを比較して実測値の属
   する区分領域を判別し、該当する区分領域ごとの
   信号を発生させて成形状態の監視を行うことを特
   徴とする成形機の監視方法。 ２ 成形機の成形品品質に影響を与える圧力、速
   度、温度、時間等の物理量を各成形サイクルごと
   に測定して、各成形サイクルの成形状態を監視す
   べく、前記物理量をサンプリング測定することに
   よつて成形品が良品である場合に得られる基準値
   を自動的に設定し、複数個の変動巾設定器に予め
   定められたそれぞれの設定値と前記基準値とを加
   減演算処理して複数の基準値を求め、この複数の
   基準値と前記サンプリング測定によつて得られた
   基準値とを区分け点とする複数の区分領域を設
   け、各成形サイクルごとに測定された前記物理量
   の実測値と前記各基準値とを比較して実測値の属
   する区分領域を判別し、各区分領域に対応して予
   め定められた表示記号、表示位置、表示色のうち
   少なくとも一つの表示形態によつて区分領域ごと
   に出力される信号に応じて実測値を記録し監視を
   行うことを特徴とする成形機の監視方法。