JPH0631787A - 射出成形機の成形状態表示装置 - Google Patents

射出成形機の成形状態表示装置

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JPH0631787A
JPH0631787A JP4185130A JP18513092A JPH0631787A JP H0631787 A JPH0631787 A JP H0631787A JP 4185130 A JP4185130 A JP 4185130A JP 18513092 A JP18513092 A JP 18513092A JP H0631787 A JPH0631787 A JP H0631787A
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JP
Japan
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temperature
molded product
display device
injection molding
molding machine
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Withdrawn
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JP4185130A
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English (en)
Inventor
Tomoyuki Akashi
友行 明石
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 射出成形機の成形条件出しのために必要な情
報の表示を、誰にでも理解できるような成形品の図形と
色分けとで行うことができるようにする。 【構成】 表示装置20は、制御装置21を有し、この
制御装置は金型内の樹脂温度を検出する温度センサ15
と樹脂圧力を検出する圧力センサ16からの検出信号を
用いてあらかじめ定められた式により成形品に設定され
た複数箇所における温度、圧力、比容積を推定し、これ
らの推定値にもとづいて前記成形品の歪状態と温度分布
とを推定するニューラルネットワーク方式の演算部を有
する。なお、前記歪状態は前記成形品の輪郭形状に対応
させて表示させ、前記温度分布は前記輪郭形状内に複数
の区画を設定してそれぞれの区画を温度に対応した色別
に表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は射出成形機の成形状態表
示装置に関し、特に成形品の歪状態と温度分布とを成形
品の形状に合わせて表示することができるようにした成
形状態表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】射出成形機において運転時に勘案すべき
条件は、金型内の樹脂温度や樹脂圧力、あるいは金型温
度というように多数にわたっている。そして、成形条件
出しに際しては、上記の条件のそれぞれについて設定値
を順次変更してゆきながらどのような品質の成形品が得
られたかを監視し、良品質を得るための条件毎の設定値
を割り出してゆく。このような作業においては、当然の
ことながら各条件毎に実際の値を測定し、この測定値を
ディスプレイで表示したり、プリンタで打ち出したもの
を観察しながら設定値を変えてゆく。
【0003】図7は金型内の樹脂温度と樹脂圧力のディ
スプレイによる表示例を示し、オペレータは、例えば樹
脂圧力のピーク値が大きい時は、成形品の応力分布が大
きくなって歪も大きいと判断して、これに対応した設定
値の変更を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来は
成形条件出しのための情報として樹脂温度や樹脂圧力の
計測値をそのまま時間波形として表示したものしか利用
できないので、この波形から成形品の歪や温度分布を推
測して良品を得るための設定値変更を行うにはかなりの
熟練と時間とを要するという問題点があった。
【0005】それ故、本発明の課題は、射出成形機の成
形条件出しのために必要な情報の表示を、誰にでも理解
できるような成形品の図形と色分けで行うことができる
ような成形状態表示装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、金型内の樹脂
温度を検出する温度センサと樹脂圧力を検出する圧力セ
ンサからの検出信号にもとづいて金型内における成形品
の成形状態を表示する表示装置であって、該表示装置
は、前記各センサからの検出信号を用いてあらかじめ定
められた式により前記成形品に設定された複数箇所にお
ける温度、圧力、比容積を推定し、これらの推定値にも
とづいて前記成形品の歪状態と温度分布とを推定するニ
ューラルネットワーク方式の演算部を有することを特徴
とする。
【0007】なお、前記演算部は、前記歪状態を前記成
形品の輪郭形状に対応させて表示させ、前記温度分布は
前記輪郭形状内に複数の区画を設定してそれぞれの区画
を温度に対応した色別に表示させる。
【0008】
【実施例】図1は本発明による成形状態表示装置を備え
た射出成形機の概略構成を示す。射出成形機本体につい
て簡単に説明すると、加熱シリンダ11の内部に回転及
び往復動自在にスクリュが配置され、このスクリュは加
熱シリンダ11の後部に組み合わされた射出シリンダ1
2により往復動するように駆動されると共に、回転駆動
系13により回転駆動される。成形に際しては、スクリ
ュを回転させることにより加熱シリンダ11内の溶融樹
脂を金型14のキャビティ内に充填し(充填工程)、更
にスクリュを金型14側に押し込むことにより金型14
内の樹脂圧力を所定の値にする(保圧工程)。
【0009】成形状態表示のために必要な構成として
は、金型14内の樹脂温度を検出するための温度センサ
15と、金型14内の樹脂圧力を検出するための圧力セ
ンサ16とを設け、これらの検出信号にもとづいて後述
する動作により成形状態を表示するための表示装置20
を備えている。
【0010】表示装置20は、温度センサ15と圧力セ
ンサ16からの検出信号を用いてあらかじめ定められた
演算を行うことにより、金型14内の成形品の歪みと温
度分布とを推定する演算部を内蔵した制御装置21と、
設定値その他の情報を入力するための入力装置22と、
制御装置21からの推定値情報にもとづいて成形品の歪
みと温度分布とを表示するためのディスプレイ23とを
有する。制御装置21は射出成形機本体の制御部17と
接続され、成形条件出し等の作業に際して設定値等の必
要な情報を送る。なお、制御装置21はマイクロコンピ
ュータで実現され、特に演算部については以下に説明す
るニューラルネットワーク(ホップフィールド型)方式
で実現される。
【0011】一般に、ニューラルネットワークは図2に
示す構成を有し、小円で示された各ノードにおける状態
i が次の数式1の如き微分方程式に従って時間変化す
る。
【0012】
【数1】
【0013】数式1中でτはネットワーク固有の定数、
ωijはノード間の結合係数、Vi は次の数式2で表わさ
れるノード出力である。
【0014】
【数2】
【0015】数式2で表わされる関数はシグモイド関数
と呼ばれ、図3に示すように、入力Ui が大きい時は出
力Vi は1に近づき、入力Ui が小さい時は出力Vi
0に近づく。U0 はネットワーク固有の定数であるが、
0 を小さく選ぶと出力Viは0か1のいずれかのオ
ン、オフ動作に近くなり、U0 を大きく選ぶと出力Vi
は0.5に近くなる。
【0016】通常、数式1、2の計算はアナログ回路か
ディジタル計算機で実現されるが、ここでは、ディジタ
ル計算機による計算方法を説明する。ディジタル計算機
では、数式1の代わりに次の数式3で表わされる差分方
程式を用いる。
【0017】
【数3】
【0018】Δtは一定の短かい時間間隔であり、ある
時刻t=nΔtの時のノードiの状態Ui [nΔt]
は、Δt時間前t=(n−1)Δtの状態Ui [(n−
1)Δt]に数式3から計算された変化分ΔUi [(n
−1)Δt]を加えて、次の数式4のように求められ
る。
【0019】
【数4】
【0020】次に、Ui [nΔt]を数式2のUi に代
入すると、ノードiの出力Vi [nΔt]を計算でき
る。以下、同様の計算を繰り返すと、次の数式5で表わ
されるネットワークのエネルギーEが極小になる状態で
平衡することが知られている。
【0021】
【数5】
【0022】この種のネットワークをホップフィールド
のネットワークと呼び、代表的なニューラルネットワー
クとして一般に使用されている。
【0023】ところで、本発明は図1に示された温度セ
ンサ15、圧力センサ16からの検出信号を用いて成形
品の歪みと温度分布の色分け表示を行うものであり、図
4はディスプレイ23による表示の一例を示す。図4に
おける正方形の枠は、成形品の形状が四角形の場合につ
いてまったく歪みの無い成形品の外形を表わしており、
この枠の中の歪んだ図形が成形品の歪みを模式的に表わ
している。この例では成形品の上辺が下辺より歪みが大
きいことを示している。
【0024】また、図4において歪んだ図形には縦横に
格子が入れられて小さな四角形の領域が作られ、成形品
の領域によって歪みの違いがわかり易くなるようにされ
ている。しかも、小さな各四角形は色分けされており、
成形品の領域によって温度が高い部分は赤、低い部分は
青というように色分けによって温度分布が表わされる。
また、正方形の枠の一辺に沿って、ここでは下から順に
温度が高くなるような温度目盛りTSが色別にして表示
される。成形品は必ずしも正方形ではなく、歪量も目に
見えるほど大きくは無いが、誰にでもわかるように、象
徴的な表示を行なっている。
【0025】制御装置21の演算部は、温度センサ15
と圧力センサ16からの図7に示すような検出結果を使
用し、図2に示すようなニューラルネットワークの構成
を想定して図4に示すように表示のための情報を作成す
る。
【0026】図5は長方形の平板状の成形品を想定した
場合に、金型におけるゲートからキャビティ内に流入す
る樹脂の流れに沿って設定される複数の測定点N11、N
21、N22、N23、N31、…N3j(j=1〜9)を示して
いる。これらの測定点は、図2に示したニューラルネッ
トワークの各ノードに一対一に対応している。各ノード
には、後述するように樹脂温度T、樹脂圧力p、比容積
vの3つの変数が存在するが、図2では比容積vのみに
ついて示している。
【0027】本発明では数式5におけるエネルギーが最
小になることを利用するために、次の数式6によるエネ
ルギー関数と数式5とが等しくなるように結合係数ωij
を決める。
【0028】
【数6】
【0029】数式6において、pij、vij、Tijはそれ
ぞれ、ニューラルネットワークの各ノードにおける樹脂
圧力、比容積、樹脂温度の出力値を示し、pd 、Td
圧力センサ16、温度センサ15による樹脂圧力、樹脂
温度の検出値である。また、A、Bp 、Bv 、BT 、C
P 、CT はそれぞれ、ニューラルネットワークの定数
で、あらかじめシミュレーションによって決定される。
α、β、R、γはそれぞれ、樹脂の特性によって決まる
定数で、樹脂材料ごとに物性値として与えられる。更
に、数式6の第1項()内は樹脂の圧縮性を表すpvT
特性を線形近似した式、第2項から4項まではそれぞれ
樹脂圧力、比容積、樹脂温度分布の推定値が滑らかにな
るように隣の変量との差を小さくする項、第5項と6項
はノードmnでの樹脂圧力、樹脂温度の推定値pmn、T
mnと図7に示す如き検出値pd 、Tdとの差を小さくす
る項である。ここで成形品の形状によって圧力などの分
布を変えていく目的でネットワークに図2の如く木構造
をもたせ、それに合わせて係数Bpi、Bvi、BTiを変更
している。
【0030】具体的な結合係数ωijの計算方法は、次の
通りである。図5に示した平板状成形品に設定された1
3個の点での樹脂圧力pij、比容積vij、樹脂温度Tij
を得るには、ニューラルネットワークのノード数n=3
9とし、図6に示すようなニューラルネットワークが構
成される。図6では省略しているが、実際には各ノード
は相互に結合し、更に比容積v、樹脂温度T同士の結合
も存在する。この構成を比容積vのみについて示したの
が図2である。
【0031】合計39のノードを持つニューラルネット
ワークに図中左から順に番号を付け、N1 〜N39として
数式5と数式6とを比較すれば結合係数ωijが容易に求
まる。なお、Ii は各ノードにおけるバイアスである
が、この値も上記のような比較によって数式6から求め
られる。求められたωij、Ii は数式3、4を計算する
プログラムの定数としてセットしておけば、数式6を極
小とする樹脂圧力pij、比容積vij、樹脂温度Tijが得
られる。そして、これらの値を用いて図4に示す如き図
形が作成される。
【0032】図4に示された図形について更に詳しく説
明すると、比容積vijに比例するように格子による小さ
な四角形の辺の長さが決められる。そして、小さな各四
角形は樹脂温度Tijの値に応じて色分けされる。オペレ
ータは、このような表示図形にもとづいて成形品の歪と
温度分布とを把握して温度、圧力等の設定値を変更し、
歪が小さく温度差の少ない分布が得られるような成形品
ができるように修正を繰り返す。
【0033】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明では成
形品の成形状態を、成形品の歪と温度分布という形式で
成形品の図形と色を用いて表示できるようにしたことに
より、成形条件出し作業においてオペレータの熟練度は
要求されず、操作の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される射出成形機と成形状態表示
装置の概略構成を示した図である。
【図2】本発明に適用されるニューラルネットワークの
構成例を示した成形品の比容積のみについて示した図で
ある。
【図3】本発明における演算で利用されるシグモイド関
数を説明するための図である。
【図4】本発明による成形状態表示装置の表示例を示し
た図である。
【図5】本発明において成形品に設定される計測点を示
した図である。
【図6】本発明に適用されるニューラルネットワークの
構成例を成形品の樹脂圧力、比容積、樹脂温度について
概略的に示した図である。
【図7】射出成形機における金型内の樹脂温度、樹脂圧
力の経時変化を示した図である。
【符号の説明】
11 加熱シリンダ 12 射出シリンダ 13 回転駆動系 14 金型 15 温度センサ 16 圧力センサ 17 制御部 20 表示装置 21 制御装置 22 入力装置 23 ディスプレイ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型内の樹脂温度を検出する温度センサ
    と樹脂圧力を検出する圧力センサからの検出信号にもと
    づいて金型内における成形品の成形状態を表示する表示
    装置であって、該表示装置は、前記各センサからの検出
    信号を用いてあらかじめ定められた式により前記成形品
    に設定された複数箇所における温度、圧力、比容積を推
    定し、これらの推定値にもとづいて前記成形品の歪状態
    と温度分布とを推定するニューラルネットワーク方式の
    演算部を有することを特徴とする射出成形機の成形状態
    表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の表示装置において、前記
    演算部は、前記歪状態を前記成形品の輪郭形状に対応さ
    せて表示させ、前記温度分布は前記輪郭形状内に複数の
    区画を設定してそれぞれの区画を温度に対応した色別に
    表示させるものであることを特徴とする射出成形機の成
    形状態表示装置。
JP4185130A 1992-07-13 1992-07-13 射出成形機の成形状態表示装置 Withdrawn JPH0631787A (ja)

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