JPH0737060B2 - 射出成形機制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の構成〕 （産業上の利用分野） 本発明はプラスチック製品を成型して製造する射出成形
機を制御する射出成形機制御装置に関する。

（従来の技術） 品質が安定した良好なプラスチック製品を成形するため
には、種々の条件に基づいて射出成形機の運転条件を絶
えず変化させなければならない。例えば24時間運転の場
合、夜間と昼間の気温が大きく変動するため、かかる外
部条件の変動に応じて射出速度や射出圧力等を微調整し
て、不良の発生を防止する必要がある。しかしながら、
従来はこのような運転条件の微調整を操作者の経験と勘
に頼って行っていたため、不良品の発生を確実に防止す
ることができなかった。

射出成形機によるプラスチック製品の品質変動を防止す
るための制御装置の方式として種々の方式が提案されて
いる。例えば、金型閉鎖量を検出して充填ストロークを
微調整する方式や、金型内樹脂圧力を検出して射出圧力
を微調整する方式がある。このような方式のいずれも、
外乱要素の変動によって生ずる品質変動を予め決められ
た一つの方式によって制御するものである。即ち、調節
する項目と調節量の演算方法が予め定められたものとな
っている。このため、外乱要素の変動が予め決められた
ものであれば、従来の制御方法でも微調整が可能である
が、外乱要素が異なるとその方法による制御は有効では
なくなることがあるという問題があった。

また、成形品の品質は、射出圧力や射出速度や充填スト
ローク等の成形条件によってだけでなく、成形品の形状
（平板状、容器状、厚肉形状、薄肉形状、こまかい凹凸
形状等）や原料の種類によっても大きく左右される。品
質の変化（ヒケ，シルバーストローク等）は同じでも、
それを発生させる原因が異なると解消するために採るべ
き調節手段も異なるのが普通である。このため、成形品
の形状や使用する原料の性質によっては一つの固定され
た方法による制御が有効でなくなることがあるという問
題があった。

更に、従来でも一つの成形条件だけで制御するのではな
く、例えば金型温度の上昇に伴って順次成形条件を切換
えていく方式のように成形条件を更新して成形を行なう
制御方式がある。しかしながら、この方式も予め成形条
件の更新値と更新時期を決めておき、それを成形サイク
ルに応じて成形条件を更新していくものであるため、他
の外乱要素や品質変動があってもこれらに対応すること
はできないことがあるという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） このように、射出成形機の従来の制御方法では、外乱要
素が想定していた範囲を越えるような変動に対して適切
に応じることができず、品質が安定した良好なプラスチ
ック製品を成形することができなかった。

本発明は上記事情を考慮して成されたもので、外乱要素
や成形品の形状や原料の性質等の変動に対して常に適切
な方式により制御することができるフレキシビリティの
ある射出成形機制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の射出成形機制御装置
は、射出成形機における成形品の成形状態に関連するプ
ロセスパラメータの値に基づいて前記成形品の品質を判
定する判定手段と、種々のロット及び／又は種々の生産
条件についての制御情報と、上記判定の結果に対応した
行先を示す行先テーブルと、を含む複数の生産ロットデ
ータを記憶する記憶部と、上記射出成形機が現在生産し
ているロットについての上記生産ロットデータを記憶す
る生産ロットデータメモリと、上記生産ロットデータメ
モリに記憶された生産ロットデータの制御情報に基づい
て上記射出成形機を制御する第１の制御部と、上記生産
ロットデータメモリに記憶されている生産ロットデータ
の行先テーブルを参照して前記判定の結果に基づいて行
先を定め、上記記憶部に記憶された複数の生産ロッドデ
ータ中の上記定められた行先の生産ロットデータを上記
生産ロットデータメモリに格納する第２の制御部と、を
備え、上記記憶部に記憶されている複数の生産ロットデ
ータに含まれる制御情報の各々は、上記プロセスパラメ
ータに基づく、ある生産条件についても一方の制御状態
から他方の制御状態に至る段階的な制御についての、各
制御段階に夫々対応付けられており、上記記憶部に記憶
されている複数の生産ロットデータの各々に含まれる行
先テーブルは、この行先テーブルを含む生産ロットデー
タの上記記憶部における記憶場所と、この生産ロットデ
ータに含まれる上記制御情報に対応する１つの制御段階
に隣接する２つの制御段階に対応する制御情報を含む２
つの生産ロットデータの上記記憶部における記憶場所
と、を示す、ことを特徴とする。

（作用） 判定結果に対応する行先テーブルを含んでいる生産ロッ
トデータを連続的な制御段階に対応して複数組記憶部に
記憶しておき、成形品質を判定する判定手段の判定結果
に基づいて生産ロットデータ中の行先テーブルを参照し
て、次に使用すべき生産ロットデータを定め、この定め
られた生産ロットデータを記憶部から生産ロットデータ
メモリに格納させるようにする。この際、行先テーブル
は選択された制御段階及びこれに隣接する制御段階の生
産ロットデータを定める。射出成形機の制御は生産ロッ
トデータメモリに格納された生産ロットデータにより行
なう。これにより、急な制御状態の変化を与えずに滑ら
かで、極めてフレキシブリティのある制御ができる。

（実施例） 本発明の一実施例による射出成形機制御装置を第１図に
示す。射出成形機11の制御対象である射出成形機10は熱
可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を成形するもので、成形材
料を射出シリンダの中で加熱溶融し、流動化された成形
材料を射出スクリュによって閉鎖した金型の中に圧力を
加えて注入してプラスチック製品を成形するものであ
る。射出成形機10には、射出成形機10の各種状態を表す
プロセスパラメータを検出するためのセンサ10Aと、射
出成形機10の各部を動かすためのアクチュエータ10Bが
設けられている。センサ10Aとしては、例えば、プロセ
スパラメータとしての、金型開き量を検出する位置セン
サ、キャビティ内圧力を検出する圧力センサ、充填時間
を測定するタイマ、クッション量を検出する位置セン
サ、樹脂温度を検出する温度センサ、金型温度を検出す
る温度センサ、射出（充填）速度を検出するセンサ、射
出圧力（保圧）を検出する圧力センサ、実スクリュトル
クを検出するセンサ等がある。

アクチュエータ10Bとしては、金型へ圧力を印加する圧
力印加手段、スクリュを回転させるモータ、射出圧力又
はスクリュ背圧を印加する圧力印加手段、金型を加熱す
る金型加熱手段、樹脂を加熱する樹脂加熱手段等があ
る。

射出成形機10のセンサ10Aには成形品質を判定するため
の判定部12が接続されている。判定部12には成形品質を
判定するための設定値メモリ14が接続されている。判定
部12はセンサ10Aからのプロセスパラメータの検出信号
と設定値メモリ14に記憶された設定値とを比較して成形
品質を判定する。

例えば、ある生産条件としてのクッション量の面から成
形品質を判定する場合、設定値メモリ14には標準品質に
対する上限クッション量と下限クッション量を記憶す
る。検出されたクッション量がこれら下限クッション量
と上限クッション量の間にあれば、クッション量が適正
で成形品質が良好であると判断する。検出されたクッシ
ョン量が下限クッション量より小さい場合クッション量
が小さすぎて成形品質が不良であると判断し、逆に検出
されたクッション量が上限クッション量より大きい場合
クッション量が大きすぎて成形品質が不良であると判断
する。

判定部12の判定出力は第２の制御部である格納部16に入
力される。格納部16はこの判定出力に基づいて記憶部18
に記憶された生産ロットデータから一つを選択して生産
ロットデータメモリ20に格納する。

即ち、成形品質が良好であるという判定出力であれば、
現在の生産ロットデータメモリ20に格納された生産ロッ
トデータを変更する必要がないので、格納部16による生
産ロットデータの格納は行われない。成形品質が不良で
あるという判定出力であれば、より適した生産ロットデ
ータを記憶部18に記憶された生産ロットデータ中から選
択して、選択された生産ロットデータを生産ロットデー
タメモリ20に格納する。

格納すべき生産ロットデータを格納部16でどのようにし
て選択するかを第２図及び第３図を用いて説明する。第
２図（ａ）に生産ロットデータの構成を示す。生産ロッ
トデータは、その生産ロットデータの番号を示すロット
データ番号欄と、選択すべき生産ロットデータの番号を
示す行先テーブル欄と、種々の生産制御情報を示す制御
情報欄とから構成されている。行先テーブルは判定出力
コードと行先生産ロットデータ番号とが対比して示され
ている。

記憶部18には第２図（ｂ）に示すように予め多数の生産
ロットデータが記憶されている。例えば、生産条件であ
るクッション量に対してロットデータ番号02〜08の７種
類の生産ロットデータを用意して記憶部18に記憶する。
これら生産ロットデータは、ロットデータ番号02を一方
の制御状態であるオーバーパック側とし、ロットデータ
03、04、…と順次ショートショット側とし、ロットデー
タ番号08が他方の制御状態である最もショートショット
の場合の制御とする。これら生産ロットデータ間を第３
図に示すよう転移させる場合について説明する。第３図
は、ある生産ロットデータに対してオーバーパックであ
ると判定されると右下向きの矢印の方向にある生産ロッ
トデータに転移し、ショートショットであると判定され
ると右上向きの２重の矢印の方向にある生産ロットデー
タに転移することを示している。例えば、ロットデータ
番号05の生産ロットデータで制御してオーバーパックと
なるとロットデータ番号06に転移し、ショートショット
となるとロットデータ番号04に転移する。

このように第３図に示すような隣接する制御状態への転
移を繰り返して実行するためには、記憶部18に記憶され
た生産ロットデータの内容を第２図（ｂ）に示すように
する。即ち、これら生産ロットデータの行先テーブルに
は判定出力コード（74、75、76）と行先ロットデータ番
号（02、03、…、08）が格納されている。判定部12は、
クッション量が標準であれば「74」、クッション量が小
さすぎれば（ショートショット）「75」、クッション量
が大きすぎれば（オーバーパック）「76」の判定出力コ
ードを出力するものとする。本実施例では、第２図
（ｂ）に示すように、例えば、生産ロットデータ番号04
の行先テーブルには、判定コード74、75、76に対してそ
れぞれ行先ロットデータ番号04、03、05が格納され、生
産ロットデータ番号05の行先テーブルには、判定コード
74、75、76に対してそれぞれ行先ロットデータ番号05、
04、06が格納され、生産ロットデータ番号06の行先テー
ブルには、判定コード74、75、76に対してそれぞれ行先
ロットデータ番号06、05、07が格納される。

格納部16は、生産ロットデータメモリ20の行先テーブル
により判定部12からの判定出力コードに応じたロットデ
ータ番号を知り、このロットデータ番号の生産ロットデ
ータを記憶部18から読出して生産ロットデータメモリ20
に格納する。ただし、クッション量が標準の場合には生
産ロットデータメモリ20に格納された生産ロットデータ
は変化しないから実際には記憶部18から生産ロットデー
タメモリ20への格納は行われない。

このようにすることにより第３図に示すような転移が実
行できる。

なお、次のロットに対する生産ロットデータの番号も現
ロットの生産ロットデータの行先テーブルに記載してお
く。次のロットに移る際には生産ロットデータ内の行先
テーブルに基づいて生産ロットデータを更新する。

第１の制御部である制御部22は射出成形機10を制御する
ものであり、生産ロットデータメモリ20に格納された生
産ロットデータの制御情報に基づいてアクチュエータ10
Bを駆動制御する。

制御部22には、射出成形機10の射出制御に関するデータ
を設定入力したり表示したりするためのデータ入力表示
部24が接続されている。即ち、データ設定時にはこのデ
ータ入力表示部24を操作することによりデータ入力し
て、生産ロットデータメモリ20にデータを設定する。射
出成形機10の動作時には現在の制御状態を示すデータを
表示する。

このデータ入力表示部24は具体的には種々の形態が考え
られるが、第４図にデータ入力表示部24の一具体例を示
す。このデータ入力表示部24の各部を簡単に説明する。
プログラム設定部31は射出速度を設定するもので、５段
階にプログラムして射出速度が設定できる。スクリュ位
置設定部32はスクリュ位置を設定するもので、射出のシ
ョットサイズとサックバック量とプログラム制御の速度
切換を行うことができる。射出圧力設定部33は射出圧力
を設定するもので、射出圧力を４段階にプログラムする
ことができる。タイマ34は保圧工程の射出圧力を切換え
るためのものである。スクリュ回転数設定部35はスクリ
ュの回転数を設定するためのものである。スクリュ背圧
設定部36は可塑化時のスクリュ背圧を設定するものであ
る。データ設定部37は常時表示されていない項目につい
てデータを設定するためのものである。どの項目のデー
タであるかはコード部37Aに指定されたコードにより特
定され、その内容はデータ部37Bにより設定される。本
具体例ではコード部37Aは２桁であるから00〜99のコー
ドで100種類の項目のデータを特定することができる。
この100種類のコードの中には、例えば射出成形機動作
モードの選択、必要生産ショット数、ロット切換のため
の生産完了予告ショット数、次ロット用データ識別記号
等の生産ロット情報等がある。

次に本実施例の動作を説明する。先ず記憶部18に必要な
生産ロットデータを作成して格納する。このためには種
々の方法が可能である。例えば生産ロットデータを外部
の計算機により予め作成しておいて、図示しないデータ
入力手段により記憶部18に入力するようにしてもよい。
また、データ入力表示部24からマニュアル操作によりデ
ータを入力して生産ロットデータメモリ20に格納し、こ
のようにして設定した生産ロットデータを生産ロットデ
ータメモリ20から記憶部18に格納するようにしてもよ
い。更に、既に格納されている記憶部18中の生産ロット
データを生産ロットデータメモリ20に呼出してデータ入
力表示部24から一部のデータを修正して、その修正デー
タを記憶部18に格納するようにしてもよい。

記憶部18に必要な生産ロットデータを格納すると、先ず
格納部16は標準の生産ロットデータを記憶部18から読出
して生産ロットデータメモリ20に格納した後実際の動作
を開始する。本実施例では標準クッション量であるロッ
トデータ番号05の生産ロットデータを生産ロットデータ
メモリ20に格納する。

次に実際の制御動作が実行されるが、制御動作中には第
５図に示すようなプロセスパラメータを抽出する種々の
モニタリングＩ〜IVが定期的に行なわれる。これらモニ
タリングＩ〜IVの１種としてクッション量の検出がなさ
れている。したがって、判定部12は定期的にクッション
量の検出判定を行ない、その判定結果出力を格納部16に
出力する。格納部16はその判定結果から生産ロットデー
タメモリ20中の行先テーブルに基づいて行先生産ロット
データを決定する。即ち、判定出力が標準クッション量
であれば格納動作を行わず、判定出力がオーバーパック
であればロットデータ番号06の生産ロットデータを記憶
部18から生産ロットデータメモリ20に格納し、判定出力
がショートショットであればロットデータ番号04の生産
ロットデータを記憶部18から生産ロットデータメモリ20
に格納する。

射出成形機10の制御は生産ロットデータメモリ20に格納
された生産ロットデータでなわれるから、第３図のよう
な生産ロットデータの転移が行われることになる。

このように本実施例によれば、成形品質を常に検出しな
がらその検出結果に応じて生産ロットデータ中のデータ
に基づいて制御に使用すべき生産ロットデータに変更す
るようにしているので、最適な生産ロットデータにより
制御が可能である。しかもこれら生産ロットデータは簡
単に修正することができるので、極めてフレキシビリテ
ィにとんだ制御が可能である。

本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施例では判定部12による判定項目として
クッション量を例示したが、成形品質に関係するもので
あれば他の判定項目を用いてもよい。即ち、クッション
量のほか、充填圧力、金型内圧力、スクリュ背圧等の品
質判定項目、金型温度、ノズル温度、バレル温度、作動
油温度、室温等の温度関係の判定項目、ロット間変動に
関する樹脂粘度等の外乱による判定項目等種々の判定項
目を用いてもよい。各判定項目に対する設定値を設定値
メモリ14に格納し、記憶部18に各判定項目に対する更新
用の生産ロットデータを格納するようにすれば、種々の
判定項目に対して常に適切な生産ロットデータで射出成
形機10を制御することができる。

また、上記判定項目の内のいくつかの判定項目に対する
生産ロットデータを同時に使用できるようにしてもよ
い。更にフレキシビリティに富んだ制御が可能である。

更に、上記実施例では判定部における判定として上限設
定値と下限設定値と比較したが、かかる判定方法に限ら
ず判定項目に応じた種々の判定方法が可能である。ま
た、判定に用いられる設定値の一部を生産ロットデータ
内に取入れて、設定値自身を変更するようにしてもよ
い。

こうして、本発明によれば、各金型の生産ロットデータ
について品質変動等の判定項目に対して、変更すべきデ
ータの内容を自由に設定することができ、品質低下の防
止や、不良の解消や、成形サイクルの適正化等、その時
々の生産の細かい要求に適合した木目細かい制御が可能
となる。具体的には、 射出成形品の形状的特徴から生じる不良の解消につ
いて、各々の成形品に対して別々の制御方法で対処する
ことができる。例えば、厚肉成形品、薄肉成形品、深物
成形品、平板状成形品、格子有成形品等に対して夫々最
適な制御が可能である。

使用する樹脂の特性に適した成形条件の最適な調整
が可能である。すなわち、樹脂の種類に応じて、バレル
温度、ノズル温度、金型温度、充填温度、スクリュ背圧
等の中から最適な制御項目を選択することができる。

ダイレクトゲート、ピンゲート、ホットランナ等の
金型構造上の特徴によって生じやすい変動に対して、各
々の金型条件に最適な調整を行う制御方法が可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の射出成形機制御装置にお
いては、各々の生産ロットデータの行先テーブルが隣接
する制御段階を指定するので、プロセスパラメータの変
化に伴う、制御データ（制御情報）の入替えに際し、常
に、一連の制御段階の途中を飛ばすことなく各制御段階
を順番に経由して、現在の制御段階から検出されたプロ
セスパラメータに対応する制御段階に制御が移行するの
で、新規制御情報の設定が射出成形機にとって外乱とな
らずに、現在の制御から目標の制御段階に滑らかに制御
が移行する。これは、周囲温度等のように緩やかに変化
する環境条件に対して射出成形機の制御を追従させる場
合に、品質管理の面から見て好ましい特性である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による射出成形機制御装置を
示すブロック図、第２図は同射出成形機制御装置におけ
る生産ロットデータの具体例を示す図、第３図は同射出
成形機制御装置における生産ロットデータの変更状態を
示す図、第４図は同射出成形機制御装置におけるデータ
入力表示部の詳細を示す図、第５図は同射出成形機制御
装置のモニタリング動作を示すフローチャートである。 10…射出成形機、10A…センサ、10B…アクチュエータ、
11…射出成形機制御装置、12…判定部、14…設定値メモ
リ、16…格納部（第２の制御部）、18…記憶部、20…生
産ロットデータメモリ、22…制御部（第１の制御部）、
24…データ入力表示部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】射出成形機における成形品の成形状態に関
   連するプロセスパラメータの値に基づいて前記成形品の
   品質を判定する判定手段と、 種々のロット及び／又は種々の生産条件についての制御
   情報と、前記判定の結果に対応した行先を示す行先テー
   ブルと、を含む複数の生産ロットデータを記憶する記憶
   部と、 前記射出成形機が現在生産しているロットについての前
   記生産ロットデータを記憶する生産ロットデータメモリ
   と、 前記生産ロットデータメモリに記憶された生産ロットデ
   ータの制御情報に基づいて前記射出成形機を制御する第
   １の制御部と、 前記生産ロットデータメモリに記憶されている生産ロッ
   トデータの行先テーブルを参照して前記判定の結果に基
   づいて行先を定め、前記記憶部に記憶された複数の生産
   ロットデータ中の前記定められた行先の生産ロットデー
   タを前記生産ロットデータメモリに格納する第２の制御
   部と、を備え、 前記記憶部に記憶されている複数の生産ロットデータに
   含まれる制御情報の各々は、前記プロセスパラメータに
   基づく、ある生産条件についての一方の制御状態から他
   方の制御状態に至る段階的な制御についての、各制御段
   階に夫々対応付けられており、 前記記憶部に記憶されている複数の生産ロットデータの
   各々に含まれる行先テーブルは、この行先テーブルを含
   む生産ロットデータの前記記憶部における記憶場所と、
   この生産ロットデータに含まれる前記制御情報に対応す
   る１つの制御段階に隣接する２つの制御段階に対応する
   制御情報を含む２つの生産ロットデータの前記記憶部に
   おける記憶場所と、を示す、 ことを特徴とする射出成形機制御装置。
2. 【請求項２】前記判定手段は、前記プロセスパラメータ
   の値が予め定められた許容範囲の上限値又は下限値から
   逸脱するとき、その逸脱する方向に対応して前記隣接す
   る２つの制御段階のいずれかを選択させる判定を行うこ
   とを特徴とする請求項１記載の射出成形機制御装置。