JP2021066057A - 射出成形機管理装置及び射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形機の機械状態データの変化の度合いを容易に判別できる。【解決手段】射出成形機の動作時の機械の状態に関する機械状態データを管理する射出成形機管理装置であって、記憶部と、制御部と、を備え、前記制御部は、射出成形機の動作時の機械の状態に関する機械状態データを取得する機械状態データ取得部と、前記機械状態データ取得部により取得した前記機械状態データを金型の情報と対応させるとともに、成形日時及び／又は累計ショット数に紐づけて周期的に前記記憶部に記録する機械状態データ記録部と、前記記憶部に記録された機械状態データを金型毎に分類する分類部と、前記分類部により金型毎に分類された前記射出成形機の機械状態データを、出力する出力制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、射出成形機の動作時の当該機械の状態に関する機械状態データを、処理日時及び／又は処理ショット数に紐づけて、金型毎に分類管理する射出成形機管理装置及び射出成形機に関する。

射出成形機においては、成形動作中に成形状態が良好に維持されているかどうか、また成形動作中に異常が発生していないかどうか、等の監視を行うことが良好な成形品を生産するうえで重要である。
このため、射出成形機では１サイクルの間において、所定のサンプリングタイム毎に射出成形機に設置された各センサやモータからデータを取得し、そのデータから最大値や樹脂を射出している時間などを算出／測定し、該算出／測定したデータを、成形状態の監視、及び成形品の良否判別等に利用している。
例えば、射出成形機毎に、成形サイクル毎の、成形サイクル時間、射出時間、計量時間、モータ等の温度、ピーク圧、モータ等の負荷率等の成形稼働状態を表す各種データの値を測定している。

例えば、特許文献１には、電動射出成形機を複数回のサイクルに亘って駆動する駆動部の負荷状況を表示部に表示する電動射出成形機であって、１つのサイクルが実行される毎に駆動部の負荷率を求め、複数回のサイクルにわたり求められた負荷率の変化を示す負荷率トレンドを表示部に表示させる電動射出成形機が開示されている。
具体的には、射出成形機１０は、ノズル１２内に設けられたスクリュ１３を進退移動させる射出サーボモータ１５ａ、スクリュ１３を回転させて樹脂量を計量する計量サーボモータ１５ｂ、エジェクトピン１４を移動させて、金型１１から成形品を突き出すエジェクタサーボモータ１５ｃ、金型１１の型締を行う型締サーボモータ１５ｄ、及び各々サーボモータ１５ａから１５ｄの発熱温度を検出し、検出した温度に関する情報をコントローラ３０に送信するセンサ１６ａから１６ｄを備え、１つの成形品を形成する１サイクル（型締工程、射出工程（ノズルの前進後退も含む。）、計量工程、型開工程、突出し工程、及び待機工程）が実行される毎に、各サーボモータ１５ａから１５ｄの負荷率を算出する。射出成形機１０は、複数回のサイクルに亘り求められたサーボモータ１５ａから１５ｄの負荷率の変化を表示部（過負荷トレンド表示領域４２）に表示する。
そうすることで、特許文献１に開示された電動射出成形機は、複数回のサイクルに亘り求められた負荷率の変化に基づく負荷状況を表示部に表示させることで、負荷状況の予測を可能とし、ユーザはその傾向から、例えばサーボモータ１５ａから１５ｄの焼付き（オーバーヒート）が生じるおそれがあると判断すれば、成形条件を変更するなどして過負荷から駆動部を保護するとともに成形品の生産数の低下を抑えることができる。

特許第５８１１０３５号

射出成形機では１サイクル（１ショット）に必要な時間が短く、かつ土日関係なく成形する場合が多い。このため、射出成形機を長期間使用する間に、当該射出成形機が良好に維持されているかどうか、を判断し、仮に射出成形機の機構部に何らかの劣化等が既に発生していた場合、成形品の不良が発生する前に、速やかに予防保守することが重要となる。
この点、特許文献１に開示された技術は、負荷率の変化に基づいて負荷率が限界値に達するサイクルの回数を推定することで、過負荷から駆動部を保護することはできるが、射出成形機の機構部に何らかの劣化等が既に発生しているか否かを判断することは難しい。

本発明は、射出成形機の動作時の当該機械の状態に関する機械状態データを、処理日時及び／又は処理ショット数に紐づけて周期的に、金型毎に分類管理することで、現在の機械状態データとこれまでの機械状態データの履歴に基づいて、機械状態データの変化状況の判断を支援する射出成形機管理装置及び射出成形機を提供することを目的とする。

（１）本開示の一態様は、射出成形機の動作時の機械の状態に関する機械状態データを管理する射出成形機管理装置であって、記憶部と、制御部と、を備え、前記制御部は、射出成形機の動作時の機械の状態に関する機械状態データを取得する機械状態データ取得部と、前記機械状態データ取得部により取得した前記機械状態データを金型の情報と対応させるとともに、成形日時及び／又は累計ショット数に紐づけて周期的に前記記憶部に記録する機械状態データ記録部と、前記記憶部に周期的に記録された機械状態データを金型毎に分類する分類部と、前記分類部により金型毎に分類された前記射出成形機の機械状態データを、出力する出力制御部と、を備える射出成形機管理装置に関する。

（２）本開示の一態様は、（１）に記載の射出成形機管理装置を含む射出成形機に関する。

一態様によれば、金型毎に射出成形機の成形動作時に生じた当該機械の状態に関する現在の機械状態データと、これまでの機械状態データの履歴と、を比較することで、当該射出成形機の機械状態データの変化の度合いを容易に判別できる。

本発明の第１の実施形態における射出成形機及び射出成形情報管理装置の概要を示す図である。 金型毎の機械状態データ値から１０，０００ショット数毎に平均値を算出する一例を示す図である。 射出成形機のいずれかの機構部に異常の予兆を検出した際の表示部に異常の可能性を示す機械状態データを表示する表示例を示す図である。 ネットワークにより接続される、１台又は複数台の射出成形機毎に機械状態データを管理する射出成形機管理装置の概要図を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
（第１の実施形態）

以下、本発明の射出成形機管理装置の１つの実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に、１つの実施形態となる、射出成形機管理装置７を射出成形機１とは別装置とする１つの実施形態を例示する。
図１には、射出成形機１と射出成形機管理装置７とは、インタフェースを介して直接接続されるケースを例示するが、これに限られない。例えば、射出成形機１と射出成形機管理装置７とは、ネットワークを介して接続されてもよい。また、図１では、１台の射出成形機１に対して、１台の射出成形機管理装置７が接続されているが、後述するように複数Ｎ台（Ｎ≧２）の射出成形機１−ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）が１台の射出成形機管理装置７に接続されてもよい。
また、後述するように、射出成形機１が射出成形機管理装置７を備えるようにしてもよい。この場合、射出成形機管理装置７を備える射出成形機１−１が、射出成形機管理装置７を備えていない他の射出成形機１-ｎ（２≦ｎ≦Ｎ）を併せて管理するようにしてもよい。
射出成形機管理装置７を説明する前に、射出成形機１について簡単に説明する。

＜射出成形機＞
図１に示すように、機台（図示せず）上に型開閉及び型締め機構部（以下「型締部１０」ともいう）と、射出部４０と、を備えて射出成形機１の本体部が構成される。型締部１０には後述するように可動プラテン１３やエジェクタ機構５０などの複数の可動部が備わっている。
また、射出成形機１は、制御装置６０を含む。

＜型締部＞
型締部１０について説明する。
型締部１０において、固定プラテン１２と、リアプラテン１５とは、複数のタイバー（図示せず）によって連結され、固定プラテン１２とリアプラテン１５の間には可動プラテン１３がタイバーに沿って移動自在に配設されている。また、金型３０の固定側金型３２が固定プラテン１２に取り付けられ、可動側金型３３が可動プラテン１３に取り付けられる。

可動プラテン１３はリアプラテン１５に取り付けられた型開閉及び型締め用のサーボモータ２１（以下「型締サーボモータ２１」ともいう）により、型締部１０を構成するトグル機構２０を介して、図１中左右に移動させられるようになっている。
具体的には、型締サーボモータ２１の駆動により、プーリ、ベルト等の動力伝達手段を介してボールねじ（図示せず）を駆動し、トグル機構２０を前進又は後進（図１において右方向又は左方向）させてトグル機構２０を駆動し、可動プラテン１３を固定プラテン１２方向に前進又は後退させて金型３０の開閉・型締、型開きを行う。
型締サーボモータ２１のモータ軸には、型締サーボモータ２１の回転位置・速度を検出するパルスコーダ等の位置・速度検出器２１ａが取り付けられている。位置・速度検出器２１ａからの位置フィードバック信号により、可動プラテン１３（可動側金型３３）の位置を検出するように構成されている。

＜エジェクタ機構＞
可動プラテン１３には、製品突出し機構部５０（以下「エジェクタ機構５０」ともいう）を駆動するエジェクタサーボモータ５１が取り付けられている。エジェクタ機構５０は可動プラテン１３に設けられた金型３０（可動側金型３３）内から成型品を突き出すための機構である。
具体的には、エジェクタ機構５０は、エジェクタサーボモータ５１の回転力をプーリ、ベルト（タイミングベルト）からなる動力伝達手段（図示せず）、ボールねじ／ナット機構（図示せず）を介して、エジェクトピン１４に伝達し、該エジェクトピン１４を金型３０（可動側金型３３）内に突出させて成型品を金型３０（可動側金型３３）から突き出すものである。
エジェクタサーボモータ５１にもパルスコーダ等のエジェクタサーボモータ５１の回転位置・速度を検出する位置・速度検出器５１ａが取り付けられている。位置・速度検出器５１ａからの位置フィードバック信号により、エジェクトピン１４の位置を検出するように構成されている。

＜射出部＞
射出部４０は、ホッパ４８、射出シリンダ４１、射出スクリュ４３、射出サーボモータ４６、計量サーボモータ４５等を備える。
射出シリンダ４１内に樹脂材料を供給するために、ホッパ４８が射出シリンダ４１の上部に設けられている。射出シリンダ４１の先端にはノズル部４２が取り付けられ、射出シリンダ４１内には射出スクリュ４３が挿通されている。
射出スクリュ４３には、射出シリンダ４１内の溶融樹脂にかかる圧力を、射出スクリュ４３にかかる圧力により検出するロードセル等の圧力センサ４７が設けられている。例えば、圧力センサ４７での検出信号に基づいて検出樹脂圧力（スクリュ４３にかかる樹脂圧力）を測定することができる。
射出スクリュ４３は、計量サーボモータ４５により、プーリ、タイミングベルト等で構成される伝動手段４５ｃを介して正回転又は逆回転させられる。計量サーボモータ４５には図示を省略したパルスコーダ等の計量サーボモータ４５の回転位置・速度を検出する位置・速度検出器４５ａが取り付けられており、射出スクリュ４３の回転位置や回転速度を検出する。
また、射出スクリュ４３は、射出サーボモータ４６によって、プーリ、ベルト、ボールねじ／ナット機構などの回転運動を直線運動に変換する機構を含む伝動手段４６ｃを介して駆動され、射出シリンダ４１内を射出シリンダ４１の長軸方向に移動する。射出サーボモータ４６にはパルスコーダ等の射出サーボモータ４６の回転位置・速度を検出する位置・速度検出器４６ａが取り付けられており、射出スクリュ４３の軸方向の位置や速度を検出する。

＜計測器＞
前述の説明で、射出シリンダ４１内の溶融樹脂にかかる圧力を、射出スクリュ４３にかかる圧力により検出する圧力センサ４７について例示したが、センサ等の計測器は、これに限られない。例えば、各サーボモータ４５、４６、２１、５１の温度、シリンダ温度、金型温度等を計測する温度センサ等をそれぞれの箇所に設置することができる。また、各サーボモータ４５、４６、２１、５１の瞬時電流値、瞬時電圧値を計測する計測器を設置してもよい。また、型締力を計測するために、歪センサを設置してもよい。
これらの計測器により、射出成形機１の動作時の機械の状態に関する機械状態データを測定することで、射出成形機１（制御装置６０）は、例えば、各サーボモータ４５、４６、２１、５１の負荷率や温度、射出保圧工程時のピーク圧、射出時の樹脂の逆流量の指標、型締工程時の型締力、動力伝達部（例えば射出シリンダ４１内を射出シリンダ４１の長軸方向に移動させるときのボールねじ、金型３０の開閉・型締、型開きを行うときに駆動されるボールねじ、成型品を金型３０（可動側金型３３）から突き出すときに駆動されるボールねじ等）の負荷率、動力伝達部の温度、動力伝達部の伝達力、動力伝達部の伝達仕事量、消費電力量、射出時間、計量時間、サイクルタイム等を検出することができる。

より具体的には、各サーボモータの負荷率については、例えば特開平０９−２６２８８９号公報に記載されているように、各サーボモータの瞬時の電流値及び瞬時電圧値により算出される瞬時電力値と、各サーボモータの定格値と、に基づいて瞬時負荷率を算出し、瞬時負荷率から、例えば、単位時間当たりの平均負荷率、工程あたりの平均負荷率、１サイクルあたりの平均負荷率、及び１サイクルあたりの最大負荷率等を検出するようにしてもよい。なお、本実施形態においては、機械状態データとして各サーボモータの最大負荷率を採用するようにしてもよい。サーボモータ負荷率として、前述した負荷率を採用してもよい。

射出保圧工程時のピーク圧については、例えば射出サーボモータ４６と射出スクリュ４３との間に配設される圧力センサ４７により検出してもよい。

射出時の樹脂の逆流量の指標については、例えば特開２００８−１５５３７９号公報に記載されているように、スクリュ前進開始時点（射出開始時点）からスクリュに作用する回転力ピーク時点までの回転力の時間積分値、又は、スクリュ前進開始時点（射出開始時点）から回転力ピーク時点までの回転力をスクリュ位置に関して積分した値を求めて、射出時の樹脂の逆流量を示す指標として検出してもよい。

型締工程時の型締力については、例えば特開平９−１８７８５３号公報に記載されているように、型締装置の構成部材の歪量を検知する歪センサを設け、歪センサで検知した歪量から型締力を検知するようにしてもよい。

動力伝達部の負荷率等については、例えば特開２０１３−１１９２１２号公報に記載されているようにしてもよい。例えば、ボールねじのナット部（又はボールスクリュ部）とボールねじにより軸方向に移動する可動体部間に介在させる圧力センサと、ボールねじを回転させる回転駆動部に備えるサーボモータの回転を検出するロータリエンコーダから検知されるボールねじの動作距離と、からボールねじの負荷率（消費寿命）を検出するようにしてもよい。
なお、計測される機械状態データはこれらに限られない。当業者にとって公知の計測可能な任意のデータを検出するようにしてもよい。

＜制御装置＞
射出成形機１を制御する制御装置６０は、数値制御部６１、プログラマブルロジックコントローラＰＬＣ６２、及びサーボ制御部６３等を備えている。
ＰＬＣ６２は、射出成形機１のシーケンス動作を制御するＰＬＣＣＰＵ６２１と、シーケンスプログラム及び演算データの一時記憶等に用いられる記憶部６２２を含む。数値制御部６１は、射出成形機１を全体的に制御する数値制御ＣＰＵ６１１と、自動運転プログラム及び演算データの一時記憶等に用いられる記憶部６１２と、を含む。

また、サーボ制御部６３は、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御ＣＰＵ６３１と、サーボ制御専用の制御プログラム及びデータの一時記憶に用いられる記憶部６３２と、を含む。さらに、サーボ制御部６３には、計量サーボモータ４５を駆動するサーボアンプ４５ｂ、スクリュ４３を軸方向に駆動し射出等を行う射出サーボモータ４６を駆動するサーボアンプ４６ｂ、トグル機構２０を前進又は後進（図１において右方向又は左方向）させてトグル機構２０を駆動し、可動プラテン１３を固定プラテン１２方向に前進又は後退させて金型３０の開閉・型締、型開きを行う型締サーボモータ２１を駆動する型締サーボアンプ２１ｂ、及びエジェクタサーボモータ５１を駆動するサーボアンプ５１ｂが接続されている。
各サーボモータ４５、４６、２１、５１には、それぞれ位置・速度検出器４５ａ、４６ａ、２１ａ、５１ａがそれぞれ取り付けられており、位置・速度検出器４５ａ、４６ａ、２１ａ、５１ａからの出力がサーボ制御部６３に帰還されるようになっている。
サーボ制御部６３は、数値制御部６１から指令される各軸（計量サーボモータ４５、射出サーボモータ４６、型締サーボモータ２１、エジェクタサーボモータ５１）への移動指令と位置・速度検出器４５ａ、４６ａ、２１ａ、５１ａからフィードバックされる検出位置、速度に基づいて位置、速度のフィードバック制御を行うとともに、各サーボモータ４５、４６、２１、５１の駆動電流のフィードバック制御を実行して、各サーボアンプ４５ｂ、４６ｂ、２１ｂ、５１ｂを介して、各サーボモータ４５、４６、２１、５１を駆動制御する。
そうすることで、例えば位置・速度検出器４６ａからフィードバックされた射出サーボモータ４６の回転位置を記憶する現在値レジスタが設けられ、射出サーボモータ４６の回転位置によって、スクリュ４３の軸方向の位置（射出位置）を検出できるようにされている。
また、型締サーボモータ２１のモータ軸に取り付けられたパルスコーダ等の型締サーボモータ２１の回転位置・速度を検出する位置・速度検出器２１ａからの位置フィードバック信号により、可動プラテン１３（可動側金型３３）の位置を検出できるようにされている。
また、制御装置６０は、液晶やＣＲＴで構成される表示器６５に接続されている。

以上の構成により、ＰＬＣ制御部６２が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、数値制御部６１が運転プログラムや成形条件等に基いて各軸のサーボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボ制御部６３は、各軸（計量サーボモータ４５、射出サーボモータ４６、型締サーボモータ２１、エジェクタサーボモータ５１）に対して分配された移動指令と、位置・速度検出器４５ａ、４６ａ、２１ａ、５１ａで検出された位置及び速度のフィードバック信号等に基いて、位置ループ制御，速度ループ制御さらには電流ループ制御（トルク制御）等のサーボ制御を行い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行する。

例えば、型閉じ指令が入力されると、サーボ制御部６３は、当該移動指令と位置・速度検出器２１ａからのフィードバック信号に基づいて、位置偏差量を求め、この位置偏差量にポジションゲインを乗じて速度指令を求め、該速度指令から、位置・速度検出器２１ａで検出される型締サーボモータ２１の現在速度を減じて速度偏差を求め、速度ループ処理を行って、型締サーボモータ２１へのトルク指令としての電流指令値を求め、この電流指令値と現在の型締サーボモータ２１の駆動電流値との差により電流ループ処理を行って、型締サーボアンプ２１ｂに出力し、型締サーボモータ２１を駆動制御する。なお、他のサーボモータの制御も同様であり、これら、制御装置６０の構成、及び射出成形機１の機構部の構成も従来の射出成形機と同様である。
以上、射出成形機１について説明した。なお、射出成形機１の構成及びその機能等については、当業者にとって公知の技術であり、詳細な説明は省略する。
次に、射出成形機管理装置７について説明する。

＜射出成形機管理装置＞
射出成形機管理装置７（以下、略して「管理装置７」ともいう）は、インタフェースを介して射出成形機１に直接接続される。管理装置７は、例えば、ＰＣ等のコンピュータで構成され、制御部７１、記憶部７２、ＣＲＴや液晶等で構成される表示部７５、キーボードやマウス等のデータや指令を入力する入力部７６を備える。管理装置７は、射出成形機１から各種測定データを、例えば成形サイクル毎に取得する。なお、管理装置７の制御部７１は、通常のコンピュータが備えるＣＰＵやメモリ等を備える（図示せず）。
前述したように、管理装置７は、射出成形機１において大量に生成される機械状態データを周期的に保存するだけではなく、処理ショット数及び／又は成形日時に紐づけて、金型毎に分類管理することで、長期的な機械状態データの変化状況の判断を支援することが求められる。
このため、管理装置７は、以下に説明する機能部を備える。

図１に、管理装置７の制御部７１の機能構成を示す。図１に示すように、制御部７１は、機械状態データ取得部７１１と、機械状態データ記録部７１２と、分類部７１３と、出力制御部７１４と、異常検出部７１５と、平均値算出部７１６と、変化量算出部７１７と、を備える。

＜機械状態データ取得部７１１＞
機械状態データ取得部７１１は、射出成形機１の成形動作時の機械の状態に関する機械状態データを取得する。具体的には、機械状態データ取得部７１１は、例えば、射出成形機１の数値制御部６１が発生する成形サイクル開始信号を監視し、次サイクルを開始する信号の検出をもって前の成形サイクルの完了とみなし、前の成形サイクルの完了に基づいて、前の成形サイクルにおける機械状態データを取得するようにしてもよい。
なお、機械状態データの取得と合わせて、機械状態データ取得部７１１は、機械状態データに対して、当該成形動作時に使用される金型の識別情報、並びに当該成形動作に係る累計ショット数（当該成形動作に係るショットが射出成形機１によるどの累計ショット数に相当するかを示す）及び／又は当該成形動作の成形日時（例えば、当該成形サイクルの終了時を示すタイムスタンプ）を紐づけて取得する。
ここで、機械状態データは、成形サイクルを構成する各工程（型閉工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程（計量工程）、型開工程、突出し工程）における成形データ値である。
本実施形態では、機械状態データ取得部７１１の取得する機械状態データとして、各サーボモータ４５、４６、２１、５１のモータ負荷率やモータ温度、射出保圧工程時のピーク圧、射出時の樹脂の逆流量の指標、型締工程時の型締力、各動力伝達部（例えば、射出シリンダ４１内を射出シリンダ４１の長軸方向に移動させるときのボールねじ、金型３０の開閉・型締、型開きを行うときに駆動されるボールねじ、成型品を金型３０（可動側金型３３）から突き出すときに駆動されるボールねじ等）の負荷率、各動力伝達部の温度、各動力伝達部の伝達力、各動力伝達部の伝達仕事量、消費電力量、計量時間、サイクルタイムの少なくともいずれか１つを含むものとするが、これに限られない。前述したように、計測器により、射出成形機１の動作時の機械の状態に関する機械状態データを測定することで得られる任意の機械状態データを含むようにしてもよい。

＜機械状態データ記録部７１２＞
機械状態データ記録部７１２は、機械状態データ取得部７１１により取得した機械状態データを金型の情報と対応させるとともに、累計ショット数及び／又は成形日時に紐づけて周期的に記憶部７２に記録する。
具体的には、機械状態データ記録部７１２は、各金型の成形サイクル毎に取得した機械状態データに基づいて、予め設定される複数回のサイクルに亘って算出される当該金型に係る機械状態データ（すなわち、機械状態データに含まれる項目データ毎）の平均値を金型に対応づけて記憶部７２に記憶するようにしてもよい。そうすることで、同じ金型を使用して射出成形したときの機械状態データの、ショット数の増加に伴う傾向を把握することができるとともに、当該機械状態データを保存するための記憶容量を削減することができる。
なお、機械状態データ記録部７１２が周期的（複数回の成形サイクル毎）に平均値を算出して記憶部７２に記憶する際の１周期のショット数については、例えば、射出成形機の１ショットに要する加工時間等に応じて適宜設定するようにしてもよい。また、金型毎に１周期に係るショット数を設定するようにしてもよい。

＜分類部７１３＞
分類部７１３は、機械状態データ記録部７１２により記憶部７２に周期的に記録された、機械状態データを金型毎に分類する。
分類部７１３は、機械状態データ記録部７１２により記憶部７２に記録された最初のショットから、最近の累計ショット数までの機械状態データを、金型毎（すなわち、金型Ａ、金型Ｂ、及び金型Ｃ）に分類する。
そうすることで、金型毎に、射出成形機の成形したときの機械状態データのショット数の増加に伴う傾向を把握することができる。

＜出力制御部７１４＞
出力制御部７１４は、分類部７１３により金型毎に分類された射出成形機の機械状態データを、出力する。具体的には、出力制御部７１４は、分類された機械状態データを表示部７５に表示してもよい。また、出力制御部７１４は、分類された機械状態データをファイルとして出力してもよい。

＜異常検出部７１５＞
異常検出部７１５は、射出成形機１の現在の機械状態データと、現在の機械状態データに対応する金型に対応して記憶部７２に記憶された過去の機械状態データと、に基づいて、射出成形機１の異常の可能性を検出する。
ここでは、２つの検出方法について説明する。
第１の検出方法は、金型毎に分類された射出成形機１の機械状態データの最新データと、最新データと同じ分類に属する機械状態データの履歴データから後述する平均値算出部７１６により算出した平均値と、の比較に基づいて、射出成形機１の異常を検出する方法である。
第２の検出方法は、後述する変化量算出部７１７により算出される、金型毎に分類された射出成形機１の機械状態データの成形日時及び／又は累計ショット数に伴う変化量に基づいて、射出成形機１の異常を検出する方法である。

まず、第１の検出方法について説明する。第１の検出方法について説明する前に、平均値算出部７１６について説明する。
＜平均値算出部７１６＞
平均値算出部７１６は、異常検出部７１５により、前記第１の検出方法に基づいて、射出成形機１の異常を検出する場合に、使用される。
平均値算出部７１６は、異常検出部７１５の検出対象とする、金型毎に分類された射出成形機１の機械状態データ毎に、同じ分類に属する機械状態データの履歴データを、記憶部７２から入力し、予め指定される累計ショット数毎にその平均値を算出する。
図２は、金型毎の機械状態データ値を予め指定される累計ショット数毎に平均値を算出した一例を示す図である。
具体的には、図２には、平均値算出部７１６が、金型毎の射出モータ負荷率、射出モータ温度、射出ボールねじ負荷率に関して、当該射出成形機による累計ショット数１０，０００ショット数毎の平均値を算出した例を示す。
図２に示すように、当該射出成形機による成形動作は、最初のショットから１０，０００ショットまでを金型Ｃによる成形、次に１０，００１ショットから２０，０００ショットまでを金型Ａによる成形、３０，００１ショットから６０，０００ショットまでを金型Ｂによる成形とするものである。
なお、この例では、平均値を算出するための累計ショット数を１０，０００として、射出モータ負荷率、射出モータ温度、及び射出ボールねじ負荷率の平均値を算出しているが、平均値を算出するための累計ショット数は１０，０００に限られない。例えば、金型毎に、射出成形機の１ショットに要する加工時間等に応じて適宜設定するようにしてもよい。

以上のように、平均値算出部７１６により、金型毎に分類された射出成形機１の機械状態データの履歴データから、予め指定される累計ショット数毎にその平均値が算出されると、異常検出部７１５は、金型毎に分類された射出成形機１の機械状態データの最新データと、平均値算出部７１６により算出した平均値と、の比較に基づいて射出成形機１の異常を検出する。
具体的には、例えば、機械状態データの最新データ（例えば、予め設定される複数回のサイクルに亘り算出された平均値）と、平均値算出部７１６により算出した平均値と、の差が予め設定された上限値を超える場合に、異常の予兆として検出してもよい。
図３は、金型毎の機械状態データ値を予め指定される累計ショット数毎に算出した平均値と、当該機械状態データの最新データを比較した一例を示す図である。ここでは、機械状態データ（射出サーボモータ負荷率、射出サーボモータ温度、及び射出ボールねじ負荷率）について、１０，０００ショット毎の平均値を算出し、当該機械状態データの最新データの値と平均値との差が所定の上限値を超えるか否かを監視することで、射出成形機１のいずれかの機構部における異常の予兆を検出する。
図３を参照すると、異常検出部７１５は、金型Ａを用いた成形において、射出サーボモータ負荷率及び射出サーボモータ温度に異常を検出することができる。
なお、出力制御部７１４は、金型Ａの金型データを使用した累計５００，００１ショットから５１０，０００ショットの最新データにおいて、機械状態データ（射出サーボモータ負荷率、射出サーボモータ温度、及び射出ボールねじ負荷率）の値に異常の可能性が検出されたことをユーザが容易に確認できるように、表示部７５に表示するようにしてもよい。
出力制御部７１４により射出サーボモータ負荷率、及び射出サーボモータ温度について異常値の可能性を表示することで、ユーザは、例えば射出サーボモータの負荷が大きくなる原因となる射出部４０を構成する部品に異常の予兆の可能性を把握することができる。
なお、異常の予兆の可能性を示す機械状態データは、射出サーボモータ負荷率、射出サーボモータ温度に限られない。例えば、計量サーボモータ負荷率（及び／又は計量サーボモータ温度）、型締サーボモータ負荷率（及び／又は型締サーボモータ温度）、又はエジェクタサーボモータ負荷率（及び／又はエジェクタサーボモータ温度）に異常値の可能性がある場合、計量サーボモータ、型締サーボモータ、又はエジェクタサーボモータの負荷が大きくなる原因となる各機構部を構成する部品における異常の予兆の可能性を把握することができる。
また、動力伝達部（ボールねじ）の負荷率に異常値の可能性がある場合、当該動力伝達部（ボールねじ）の劣化の予兆の可能性を把握することができる。
また、射出保圧工程時のピーク圧、射出時の樹脂の逆流量の指標、計量時間に異常値の可能性がある場合、スクリュの摩耗等の可能性を把握することができる。
また、型締工程時の型締力に異常値の可能性がある場合、例えば、型厚等の調整の必要性を把握することができる。
この他、消費電力量の異常値は、例えば、各モータ負荷率及び／又はモータ温度の異常値とリンクして発生する可能性が高いため、異常の予兆の可能性が高いと判断することができる。

次に、第２の検出方法について説明する。第２の検出方法について説明する前に、変化量算出部７１７について説明する。
変化量算出部７１７は、異常検出部７１５により、前記第２の検出方法に基づいて、射出成形機１の異常を検出する場合に使用される。
変化量算出部７１７は、異常検出部７１５の検出対象とする、金型毎に分類された射出成形機１の機械状態データ毎に、同じ分類に属する機械状態データの履歴データから、予め指定される成形日時及び／又は累計ショット数に伴う変化量を算出する。
異常検出部７１５は、金型毎及び機械状態データに含まれる項目毎に、記憶部７２に記憶された過去の機械状態データからの変化量に基づいて、正常なときの値からの上限増加率及び／又は下限減少率を予め設定し、射出成形機１の現在の機械状態データに対応する金型に関して、機械状態データ値が正常なときの値から増加している場合、その増加率が予め設定された上限増加率を超えるか又は上限増加率以上となるとき、あるいは機械状態データ値が正常なときの値から減少している場合、予め設定された下限減少率を下回るか又は下限減少率以下となるとき、当該射出成形機１の異常の可能性があることを検出するようにしてもよい。

以上のように、異常検出部７１５により、射出成形機１のいずれかの機構部に異常の可能性があると判断された場合、出力表示部７１４は、表示部７５に表示する場合、異常の可能性がある異常値と判定された現在の機械状態データを、例えば、表示配色を変更する等により、ユーザに対して、注意を促すようにしてもよい。なお、注意を促す表示方法として、表示配色を変更することに限られない。異常の可能性がある異常値と判定された現在の機械状態データの表示形式を、正常な値の表示形式と異ならせることで、ユーザが、容易に見分けることができるようにすればよい。
なお、成型時に生成された成形品の監視及び成形品の良否判定を行って異常を検出できなかった場合及び金型の異常が検出できなかった場合であっても、異常検出部７１５により、現在の機械状態データとこれまでの機械状態データの履歴に基づいて、機械状態データの変化状況を確認するとともに異常の可能性を検出するように運用されることが好ましい。そうすることで、成型品の異常又は金型の異常が発生する前に、射出成形機１の周期的に記録された、金型毎の機械状態データに基づいて、射出成形機１のいずれかの機構部における異常の予兆を検出して、予防保守を可能とすることができる。
以上、射出成形機管理装置の１つの実施形態について説明した。

射出成形機管理装置７に含まれる各構成部は、（電子回路等を含む）ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ（数値制御装置１）にインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。また、ハードウェアで構成する場合、制御部７１に含まれる各構成部の機能の一部又は全部を、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ゲートアレイ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）等の集積回路（ＩＣ）で構成することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

［変形例１］
上述した実施形態は、射出成形機管理装置７を射出成形機１とは別装置とする構成を例示した。この場合、前述したように、射出成形機管理装置７は、インタフェース部（図示せず）を介して射出成形機１に直接接続してもよい。
また、図４に示すように、ネットワーク４を介して射出成形機１に通信接続されるサーバ（射出成形機管理サーバ）としてもよい。この場合、複数の射出成形機１−ｎ（１≦ｎ≦Ｎ；ここでＮは、２以上の整数）に接続することで、射出成形機管理装置７としての射出成形機管理サーバは、射出成形機１−ｎ毎に機械状態データを管理するようにしてもよい。
図４は、ネットワーク４により接続される、１台又は複数台の射出成形機毎に機械状態データを管理する射出成形機管理装置の概要図を示す図である。
例えば、射出成形機管理装置７を、射出成形機（エッジ）に通信可能に接続されるエッジサーバとしてもよい。また、射出成形機管理装置７を、クラウド上の仮想サーバとして実現してもよい。また、射出成形機管理装置７の機能部を、クラウド上でファンクションとして提供するようにしてもよい。

［変形例２］
また、射出成形機１が射出成形機管理装置７を含むようにしてもよい。この場合、射出成形機管理装置７の制御部７１の備える機能ブロック（機械状態データ取得部７１１、機械状態データ記録部７１２、分類部７１３、出力制御部７１４、及び異常検出部７１５）を射出成形機１の備える制御装置６０が備えるようにしてもよい。例えば、数値制御部６１の備える機能としてもよい。なお、表示部７５として表示器６５を適用してもよい。
あるいは、射出成形機管理装置７の備える管理機能（機械状態データ取得部７１１、機械状態データ記録部７１２、分類部７１３、出力制御部７１４、及び異常検出部７１５）に係る一部の機能部を射出成形機１の備える制御装置６０（例えば、数値制御部６１）が備える構成としてもよい。この場合、射出成形機１と、残りの機能部を備える射出成形機管理装置７と、は前述したように、インタフェース部（図示せず）を介して直接接続してもよい。また、ネットワークを介して通信可能に接続するようにしてもよい。

＜本実施形態の効果＞
本実施形態によれば、例えば、以下の作用効果が得られる。

（１） 射出成形機１の動作時の機械の状態に関する機械状態データを管理する射出成形機管理装置７であって、記憶部７２と、制御部７１と、を備え、制御部７１は、射出成形機１の動作時の機械の状態に関する機械状態データを取得する機械状態データ取得部７１１と、機械状態データ取得部７１１により取得した機械状態データを金型の情報と対応させるとともに、成形日時及び／又は累計ショット数に紐づけて周期的に記憶部７２に記録する機械状態データ記録部７１２と、記憶部７２に周期的に記録された機械状態データを金型毎に分類する分類部７１３と、分類部７１３により金型毎に分類された射出成形機１の機械状態データを出力する出力制御部７１４と、を備える。
これにより、例えば、金型毎に射出成形機１の成形動作時に生じた当該機械の状態に関する現在の機械状態データと、これまでの機械状態データの履歴と、を比較することで、当該射出成形機１の機械状態データの変化の度合いを容易に判別できる。

（２） （１）に記載の射出成形機管理装置７において、射出成形機１の現在の機械状態データと、現在の機械状態データに対応する金型に対応して記憶部７２に記憶された過去の機械状態データと、に基づいて、射出成形機１の異常を検出する異常検出部７１５を有するようにしてもよい。
これにより、成型品の異常又は金型の異常が発生する前に、射出成形機１の機械状態データに基づいて、射出成形機１のいずれかの機構部における異常の予兆を検出することができる。

（３） （２）に記載の射出成形機管理装置７は、金型毎に分類された射出成形機１の機械状態データの同じ分類内における平均値を算出する平均値算出部７１６を有し、異常検出部７１５は、金型毎に分類された射出成形機１の機械状態データの最新データと、最新データと同じ分類に属する機械状態データの履歴データから平均値算出部７１６により算出した平均値と、の比較に基づいて射出成形機１の異常を検出するようにしてもよい。
これにより、成型品の異常又は金型の異常が発生する前に、金型毎の射出成形機１の機械状態データ値の正常時の平均値に基づいて、射出成形機１のいずれかの機構部における異常の予兆を検出することができる。

（４） （２）に記載の射出成形機管理装置７は、金型毎に分類された射出成形機１の機械状態データの成形日時及び／又は累計ショット数に伴う変化量を算出する変化量算出部７１７を有し、異常検出部７１５は、変化量算出部７１７により算出した機械状態データの変化量に基づいて、射出成形機１の異常を検出するようにしてもよい。
これにより、成型品の異常又は金型の異常が発生する前に、金型毎の射出成形機１の機械状態データ値の変化量に基づいて、射出成形機１のいずれかの機構部における異常の予兆を検出することができる。

（５） （１）から（４）のいずれかに記載の射出成形機管理装置７において、機械状態データは、射出成形機１の機構部毎に備えるサーボモータに係るモータ負荷率、射出成形機１の機構部毎に備えるサーボモータに係るモータ温度、射出成形機１の動力伝達部の負荷率、動力伝達部の温度、動力伝達部の伝達力、動力伝達部の伝達仕事量、型締力、射出時のピーク圧力、射出時の樹脂の逆流量の指標、計量時間、サイクルタイム、及び消費電力量の少なくともいずれか１つを含むようにしてもよい。
これにより、例えば、射出成形機１の動作時の各機構部における現在の機械状態データと、これまでの機械状態データの履歴と、を比較することで、当該射出成形機１の各機構部における機械状態データの変化の度合いを容易に判別できる。

（６） （１）から（５）のいずれかに記載の射出成形機管理装置７において、機械状態データ記録部は、機械状態データを、予め設定される複数回のサイクルに亘り算出する平均値として、記憶部７２に記録するようにしてもよい。
これにより、同じ金型を使用して射出成形したときの機械状態データの、ショット数の増加に伴う傾向を把握することができるとともに、記憶容量の削減を併せて図ることができる。

（７） （１）から（６）のいずれかに記載の射出成形機管理装置７において、表示部７５を備え、出力制御部７１４は、分類部７１３により金型毎に分類された射出成形機１の機械状態データを表示部７５に出力して表示するようにしてもよい。
これにより、機械状態データの値に異常の可能性が検出されたことをユーザが容易に確認できる。

（８） （１）から（７）のいずれかに記載の射出成形機管理装置７において、出力制御部７１４は、分類部７１３により金型毎に分類された射出成形機１の機械状態データをファイル出力するようにしてもよい。
これにより、（７）と同様の効果を奏することができる。

（９） （１）から（８）のいずれかに記載の射出成形機管理装置７は、１つ又は複数の射出成形機１と通信可能に接続され、１つ又は複数の射出成形機１毎に機械状態データを周期的に管理するようにしてもよい。
これにより、射出成形機１の成形動作時における機械状態データを集中管理することができる。

（１０） 射出成形機１であって、（１）から（９）のいずれかに記載の射出成形機管理装置７を含む。
これにより、（１）と同様の効果を奏することができる。

１ 射出成形機
１０ 型締部
１２ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１４ エジェクトピン
１５ リアプラテン
２０ トグル機構
２１ 型締サーボモータ
２１ａ 位置・速度検出器
２１ｂ 型締サーボアンプ２１ｂ
３０ 金型
３２ 固定側金型
３３ 可動側金型
３６ バス
４０ 射出部
４１ 射出シリンダ
４２ ノズル部
４３ 射出スクリュ
４５ 計量サーボモータ
４５ａ 位置・速度検出器
４５ｂ 計量サーボアンプ
４６ 射出サーボモータ
４６ａ 位置・速度検出器
４６ｂ 射出サーボアンプ
４７ 圧力センサ
４８ ホッパ
５０ エジェクタ機構
５１ エジェクタサーボモータ
５１ａ 位置・速度検出器
５１ｂ エジェクタサーボアンプ
６０ 制御装置
６１ 数値制御部
６１１ 数値制御ＣＰＵ
６１２ 記憶部
６２ ＰＬＣ
６２１ ＰＬＣＣＰＵ
６２２ 記憶部
６３ サーボ制御部
６３１ サーボ制御ＣＰＵ
６３２ 記憶部
６５ 表示器
７ 射出成形機管理装置
７１ 制御部
７１１ 機械状態データ取得部
７１２ 機械状態データ記録部
７１３ 分類部
７１４ 出力制御部
７１５ 異常検出部
７１６ 平均値算出部
７１７ 変化量算出部
７２ 記憶部
７５ 表示部
７６ 入力部

Claims (10)

1. 射出成形機の動作時の機械の状態に関する機械状態データを管理する射出成形機管理装置であって、
   記憶部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   射出成形機の動作時の機械の状態に関する機械状態データを取得する機械状態データ取得部と、
   前記機械状態データ取得部により取得した前記機械状態データを金型の情報と対応させるとともに、成形日時及び／又は累計ショット数に紐づけて周期的に前記記憶部に記録する機械状態データ記録部と、
   前記記憶部に周期的に記録された機械状態データを金型毎に分類する分類部と、
   前記分類部により金型毎に分類された前記射出成形機の機械状態データを、出力する出力制御部と、を備える、
   射出成形機管理装置。
2. 前記射出成形機の現在の機械状態データと、前記現在の機械状態データに対応する金型に対応して前記記憶部に記憶された過去の機械状態データと、に基づいて、前記射出成形機の異常を検出する異常検出部を有する、請求項１に記載の射出成形機管理装置。
3. 前記金型毎に分類された前記射出成形機の機械状態データの同じ分類内における平均値を算出する平均値算出部を有し、
   前記異常検出部は、
   前記金型毎に分類された前記射出成形機の機械状態データの最新データと、最新データと同じ分類に属する機械状態データの履歴データから前記平均値算出部により算出した平均値と、の比較に基づいて前記射出成形機の異常を検出する、請求項２に記載の射出成形機管理装置。
4. 前記金型毎に分類された前記射出成形機の機械状態データの成形日時及び／又は累計ショット数に伴う変化量を算出する変化量算出部を有し、
   前記異常検出部は、
   前記算出した機械状態データの変化量に基づいて、前記射出成形機の異常を検出する、請求項２に記載の射出成形機管理装置。
5. 前記機械状態データは、前記射出成形機の機構部毎に備えるサーボモータに係るモータ負荷率、前記射出成形機の機構部毎に備えるサーボモータに係るモータ温度、前記射出成形機の動力伝達部の負荷率、動力伝達部の温度、動力伝達部の伝達力、動力伝達部の伝達仕事量、型締力、射出時のピーク圧力、射出時の樹脂の逆流量の指標、計量時間、サイクルタイム、及び消費電力量の少なくともいずれか１つを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の射出成形機管理装置。
6. 機械状態データ記録部は、
   前記機械状態データを、予め設定される複数回のサイクルに亘り算出する平均値として、前記記憶部に記録する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の射出成形機管理装置。
7. 表示部を備え、
   前記出力制御部は、前記分類部により金型毎に分類された前記射出成形機の機械状態データを前記表示部に出力して表示する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の射出成形機管理装置。
8. 前記出力制御部は、前記分類部により金型毎に分類された前記射出成形機の機械状態データをファイル出力する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の射出成形機管理装置。
9. １つ又は複数の射出成形機と通信可能に接続され、
   前記１つ又は複数の射出成形機毎に機械状態データを周期的に管理する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の射出成形機管理装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の射出成形機管理装置を含む射出成形機。

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