JP2024076183A - 射出成形条件生成装置、射出成形条件生成方法、及び射出成形システム - Google Patents

射出成形条件生成装置、射出成形条件生成方法、及び射出成形システム Download PDF

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Abstract

【課題】 変更後の材料の粘度が一致する射出成形条件を生成する。【解決手段】 射出成形条件生成装置は、金型内センサ値に基づき、材料に対応する前記特性値を算出する特性値算出部と、前記材料毎に、前記材料の粘度と前記特性値との関係を表す第１予測式を生成する第１予測式生成部と、前記材料毎に、前記材料を用いた際の前記射出成形条件と前記特性値との関係を表す第２予測式を生成する第２予測式生成部と、前記第１材料に対応する前記特性値と前記第１材料に対応する前記第１予測式とに基づいて前記第１材料に対応する前記粘度を算出し、前記第１材料に対応する前記粘度と前記第２材料に対応する前記第１予測式とに基づいて前記第２材料に対応する前記特性値を算出し、前記第２材料に対応する前記特性値と前記第２材料に対応する前記第２予測式とに基づいて前記第２材料に適した前記射出成形条件を生成する射出成形条件生成部と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、射出成形条件生成装置、射出成形条件生成方法、及び射出成形システムに関する。
射出成形の分野においては、社会的な資源循環への要求に応じ、合成樹脂等の材料をバージン材から環境負荷の低いリサイクル材に切り替えることが推進されている。
バージン材とリサイクル材とは金型内における流動性が異なる。よって、変更前のバージン材に適した射出成形条件と同じ射出成形条件で変更後のリサイクル材を金型に射出した場合、成形品（製品）にバリやショート等の不良が発生し、品質が低下してしまう可能性がある。そこで、射出成形の材料を変更するに際しては、変更後の材料に適するように射出成形条件の調整が必要となる。
射出成形条件の調整に関しては、例えば特許文献１に「金型と所定の材料との組合せを用いた生産実績と、所定の材料の材料情報とを取得する処理３５と、生産実績と、所定の材料の材料情報と、予め取得された複数の材料の材料情報とを取得し、取得された情報に基づいて複数の材料の中から少なくとも一つの候補材料を選択する処理３６と、選択された候補材料と金型との組み合わせを用いて射出成形するための補正成形条件を作成する処理４３と、作成された補正成形条件と出力された候補材料とをユーザへ提供する処理３４とを含む射出成形支援システム１」が記載されている。
特開２０２２－６６９５４号公報
引用文献１に記載の技術の場合、材料の変更前後で材料の粘度に相関のある流動特性が一致するように補正成形条件を定めている。しかしながら、変更前後の材料の流動特性を一致させても、変更前後の材料の粘度は必ずしも一致するわけではない。よって、依然として材料変更後の成形品に品質低下が生じる可能性は残ってしまう。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、射出成形において材料を変更するに際し、変更後の材料に適した射出成形条件を生成することを目的とする。
本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下の通りである。
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る射出成形条件生成装置は、射出成形に用いる材料を第１材料から第２材料に変更するに際し、前記第２材料に適した射出成形条件を生成する射出成形条件生成装置であって、前記射出成形における金型内センサ値に基づき、前記材料に対応する特性値を算出する特性値算出部と、前記材料毎に、前記材料の粘度と前記特性値との関係を表す第１予測式を生成する第１予測式生成部と、前記材料毎に、前記材料を用いた際の前記射出成形条件と前記特性値との関係を表す第２予測式を生成する第２予測式生成部と、前記第１材料に対応する前記特性値と前記第１材料に対応する前記第１予測式とに基づいて前記第１材料に対応する前記粘度を算出し、前記第１材料に対応する前記粘度と前記第２材料に対応する前記第１予測式とに基づいて前記第２材料に対応する前記特性値を算出し、前記第２材料に対応する前記特性値と前記第２材料に対応する前記第２予測式とに基づいて前記第２材料に適した前記射出成形条件を生成する射出成形条件生成部と、を備える。
本発明によれば、射出成形において材料を変更するに際し、変更後の材料に適した射出成形条件を生成することができ、材料変更後の成形品に品質低下が発生することを抑止できる。
上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
図１は、本発明の実施形態に係る射出成形システムの一例を示す図である。 図２は、一般的な計算機の構成例を示す図である。 図３は、材料の特性値算出方法を説明するための図である。 図４は、第１予測式の例を示す図である。 図５は、第２予測式の例を示す図である。 図６は、材料情報ＤＢ（データベース）の一例を示す図である。 図７は、射出成形機の構成例を示す断面図である。 図８は、金型の一例を示す図であり、図８（Ａ）は金型の上面図、図８（Ｂ）は金型の側面図、図８（Ｃ）は金型のランナ部の上面図である。 図９は、第１予測式生成処理の一例を説明するフローチャートである。 図１０は、第２予測式生成処理の一例を説明するフローチャートである。 図１１は、射出成形条件生成処理の一例を説明するフローチャートである。 図１２は、特性値算出処理の一例を説明するフローチャートである。 図１３は、ＵＩ(User Interface)画面の表示例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。各種情報の例として、「テーブル」、「リスト」、「キュー」等の表現にて説明することがあるが、各種情報はこれら以外のデータ構造で表現されてもよい。例えば、「ＸＸテーブル」、「ＸＸリスト」、「ＸＸキュー」等の各種情報は、「ＸＸ情報」としてもよい。識別情報について説明する際に、「識別情報」、「識別子」、「名」、「ＩＤ」、「番号」等の表現を用いるが、これらについてはお互いに置換が可能である。実施形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須ではない。また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除しない。同様に、以下の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含む。
＜本発明の実施形態に係る射出成形システム１０の構成例＞
図１は、本発明の実施形態に係る射出成形システム１０の構成例を示している。射出成形システム１０は、射出成形条件生成装置２０、射出成形機３０、及び外部ＤＢ４０を備える。
射出成形条件生成装置２０は、同一の金型を用いた射出成形において、材料（ポリプロピレン等の合成樹脂）を第１材料から第２材料に変更するに際して、第２材料に適した射出成形条件を生成するものである。
ここで、例えば、第１材料は、新規の原料から成るバージン材であり、第２材料は、プラスチック製品等を原料としたリサイクル材である。ただし、第１材料、及び第２材料は上述した例に限らない。例えば、第１材料、及び第２材料は、原料が異なるバージン材であってもよい。また例えば、第１材料、及び第２材料は、原料が異なるリサイクル材であってもよい。
射出成形条件生成装置２０は、処理部２１、記憶部２２、入力部２３、表示部２４、及び通信部２５の各機能ブロックを有する。射出成形条件生成装置２０は、パーソナルコンピュータやサーバコンピュータ等の一般的な計算機からなる。
図２は、一般的な計算機１００の構成例を示している。計算機１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)等のプロセッサ１０１、ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)等のメモリ１０２、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)やＳＳＤ(Solid State Drive)等のストレージ１０３、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置１０４、ディスプレイ等の出力装置１０５、及び、ＮＩＣ(Network Interface Card)等の通信モジュール１０６を備える
計算機１００は、プロセッサ１０１によりプログラムを実行し、記憶資源（メモリ１０２、及びストレージ１０３）や通信モジュール１０６等を用いながら、プログラムで定められた処理を行う。そのため、プログラムを実行して行う処理の主体を、プロセッサ１０１としてもよい。同様に、プログラムを実行して行う処理の主体が、プロセッサを有するコントローラ、装置、システム、計算機、ノードであってもよい。プログラムを実行して行う処理の主体は、演算部であれば良く、特定の処理を行う専用回路を含んでいてもよい。ここで、専用回路とは、例えばＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)やＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)等である。
プログラムは、プログラムソースから計算機１００にインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバまたは計算機１００が読み取り可能な記憶メディアであってもよい。プログラムソースがプログラム配布サーバの場合、プログラム配布サーバはプロセッサと配布対象のプログラムを記憶する記憶資源を含み、プログラム配布サーバのプロセッサが配布対象のプログラムを他の計算機に配布してもよい。また、実施形態において、２以上のプログラムが１つのプログラムとして実現されてもよいし、１つのプログラムが２以上のプログラムとして実現されてもよい。
処理部２１は、計算機１００が備えるプロセッサ１０１により実現される。処理部２１は、情報取得部２１１、特性値算出部２１２、第１予測式生成部２１３、第２予測式生成部２１４、射出成形条件生成部２１５、ＤＢ更新部２１６、及びＵＩ制御部２１７の各機能ブロックを有する。これらの機能ブロックは、プロセッサ１０１がメモリにロードされた所定のプログラムを実行することによって実現される。ただし、これらの機能ブロックの一部または全部を集積回路等によりハードウェアとして実現してもよい。また、これらの機能ブロックは、１台の計算機１００によって実現してもよいし、複数台の計算機１００によって実現してもよい。複数台の計算機１００によって実現する場合、複数台の計算機１００は、ネットワークＮを介して接続されていればよく、遠隔地に分散して配置してもよい。
情報取得部２１１は、ネットワークＮを介して接続された射出成形機３０から各種の情報を取得して記憶部２２に格納する。例えば、情報取得部２１１は、射出成形機３０から、各材料について温度を変更して複数回実行した射出成形処理における金型内の各種のセンサ値（材料圧力を含む）の時系列データを取得し、センサ値ＤＢ２２３（詳細後述）として記憶部２２に格納する。ここで、温度とは、金型内の材料の温度であってもよし、材料の温度を制御するパラメータ（例えば、材料を加熱するためのヒータ５０６（図７）の設定値）であってもよい。
特性値算出部２１２は、記憶部２２のセンサ値ＤＢ２２３を参照し、各材料について、粘度に相関がある特性値を算出する。一般に、材料となる合成樹脂の粘度については金型内の圧力に相関があることが知られている。そこで、特性値算出部２１２は、金型内の圧力センサ値に基づいて特性値を算出することにする。これにより、特性値算出部２１２は、金型内における材料の粘度に相関がある特性値を得ることができる。そして、特性値算出部２１２は、各材料に関連付けて、温度と、特性値とを記憶部２２の材料情報ＤＢ２２２に記録する。
図３は、特性値算出部２１２による特性値算出方法を説明するための図である。図３は、所定の温度にて射出成形処理を実行した際の材料の金型内センサ圧力値（材料圧力）の時系列変化を示している。
一連の射出成形処理は、材料を計量して可塑化する計量・可塑化工程（不図示）、材料を金型に充填する射出工程、材料に対する圧力を一定に保つ保圧工程、材料を冷却して固化させる冷却工程、及び金型から形成品を取り出す取出工程（不図示）に大別される。
特性値算出部２１２は、センサ値ＤＢ２２３を参照し、射出工程（射出開始タイミングｔ０から材料圧力が最大値に達するタイミングｔPｍａｘまで）における材料圧力の積分値（同図における斜線部分の面積）を材料の特性値として算出する。これにより、特性値算出部２１２は、物理的な裏付けがある計算式に基づく特性値を取得できる。なお、特性値として、射出工程における材料圧力の積分値を算出する代わりに、例えば、材料圧力の最大値を検出したり、射出工程における材料圧力の分散を算出したりしてもよい。特性値算出部２１２は、算出した特性値を、材料とその温度とに連付けて記憶部２２に格納されている材料情報ＤＢ２２２に記録する。
図１に戻る。第１予測式生成部２１３は、記憶部２２に格納されている材料情報ＤＢ２２２を参照し、各材料について、異なる温度における特性値と粘度との複数の組み合わせデータに基づき、特性値と粘度との関係を表す第１予測式を生成する。具体的には、第１予測式生成部２１３は、例えば、最小二乗法を用いた１次関数等の既知関数へのフィッティングや、機械学習等によって第１予測式を生成する。第１予測式生成部２１３は、材料毎に生成した第１予測式を、記憶部２２の材料情報ＤＢ２２２に記録する。
図４は、第１材料に対応する第１予測式Ｌ１と、第２材料に対応する第１予測式Ｌ２との例を示している。例えば同図の場合、第１予測式Ｌ１を用いて、第１材料の特性値に対応する粘度を推定できる。また、第１予測式Ｌ２を用いて、第１材料の粘度と同じ粘度を有する場合の第２材料の特性値を推定できる。
図１に戻る。第２予測式生成部２１４は、記憶部２２に格納されている材料情報ＤＢ２２２を参照し、各材料について、射出成形条件と特性値との関係を満たす第２予測式を機械学習等によって生成する。第２予測式生成部２１４は、材料毎に生成した第２予測式を、記憶部２２の材料情報ＤＢ２２２に記録する。
なお、射出成形条件には、少なくとも温度が含まれているものとする。ここで、温度とは、材料の温度であってもよいし、材料の温度を制御するパラメータであってもよい。温度だけが射出成形条件とされている場合、第２予測式には、温度と粘度との関係を表す以下に示す既存のアンドレードの式を採用できる。アンドレードの式は、既存の物理モデルに従う式であるため、材料の粘度を制御する上で精度の良い射出成形条件（温度）を取得できる。その場合、第２予測式生成部２１４は、材料固有の係数ａ，ｂを特定すればよい。
材料の粘度＝ａ・ｅｘｐ（ｂ／温度）
図５は、温度だけが射出成形条件とされており、第２予測式にアンドレードの式を採用した場合の第２材料に対応する第２予測式Ｌ１１の一例を示している。当該第２予測式によれば、第２材料の特性値に対応する射出成形条件（温度）を推定できる。なお、図中における条件窓は、各材料についての射出成形条件（温度）の下限値、及び上限値を示している。
図１に戻る。射出成形条件生成部２１５は、変更前の第１材料を用いた量産時の射出成形条件に対応する特性値、第１材料に対応する第１予測式、変更後の第２材料に対応する第１予測式、及び第２材料に対応する第２予測式に基づいて、第２材料に適した射出成形条件を生成する。
ＤＢ更新部２１６は、外部データベース４０を参照し、記憶部２２の材料情報ＤＢ２２２に記録されていない、材料の材料温度、及び粘度を取得して、材料情報ＤＢ２２２を更新する。
ＵＩ制御部２１７は、表示部２４にＵＩ画面１０００（図１３）を表示させる。また、ＵＩ制御部２１７は、射出成形条件生成部２１５によって生成された、第２材料に適した射出成形条件をＵＩ画面１０００に表示する。また、ＵＩ制御部２１７は、第２材料に適した射出成形条件が、予めユーザによって設定されている条件窓の範囲を外れる場合、ＵＩ画面１０００にて第２材料の変更をユーザに提案する。
記憶部２２は、コンピュータが備えるストレージにより実現される。記憶部２２は、成形機情報２２１、材料情報ＤＢ２２２、センサ値ＤＢ２２３、及び条件窓情報２２４を記録する。
成形機情報２２１には、情報取得部２１１が射出成形機３０から取得した射出成形条件、金型の情報（例えば、金型の型式番号、諸元等）が記録される。
図６は、材料情報ＤＢ２２２の一例を示している。材料情報ＤＢ２２２には、各材料に関連付けて、射出成形条件（温度）、特性値、粘度、第１予測式、及び第２予測式が記録される。
材料情報ＤＢ２２２における射出成形条件（温度）及び粘度については、各材料に対応する値が予め記録されているものとする。ただし、必要とする情報（ある材料についての射出成形条件（温度）及び粘度）が不足する場合、情報取得部２１１が外部ＤＢ４０を参照して当該情報を取得し、ＤＢ更新部２１６が、取得された情報を追記することによって材料情報ＤＢ２２２を更新することができる。外部ＤＢ４０を参照できることにより、例えばユーザによる材料の粘度を実測する手間を省くことができる。
材料情報ＤＢ２２２における特性値については、特性値算出部２１２によって算出された値が記録される。第１予測式については、第１予測式生成部２１３によって生成された式が記録される。第２予測式については、第２予測式生成部２１４によって生成された式が記録される。
図１に戻る。センサ値ＤＢ２２３には、各材料について、温度を変更して複数回実行した射出成形処理における、金型内のセンサ３２により測定値（圧力センサによって測定された材料圧力を含む）の時系列データが記録される。なお、各材料についての温度が異なる複数の時系列データのうち、量産時に対応するものには、量産時に対応する時系列データであることを表す情報（例えば、フラグ）を付加することにする。
条件窓情報２２４には、各材料に対して設定されている条件窓、すなわち、射出成形条件の下限値、及び上限値が記録される。条件窓情報２２４は、各材料に対して材料メーカ等が指定している射出成形条件の下限値、及び上限値を予め記録するようにしてもよいし、ユーザが設定できるようにしてもよい。
入力部２３は、コンピュータが備える入力デバイスにより実現される。入力部２３は、ユーザからの各種入力を受け付ける。表示部２４は、コンピュータが備える液晶ディスプレイ等により実現される。表示部２４は、ＵＩ制御部２１７からの制御に従い、ＵＩ画面１０００を表示する。通信部２５は、コンピュータが備える通信モジュールにより実現される。通信部２５は、ネットワークＮを介して射出成形機３０及び外部ＤＢ４０を接続し、各種の情報を送受信する。
なお、射出成形条件生成装置２０が、例えば、クラウドサーバ上に存在する場合、ユーザは、自身が用いるＰＣ等の端末装置により、ネットワークＮを介して射出成形条件生成装置２０に接続し、射出成形条件生成装置２０を操作することになる。
ネットワークＮは、インターネットに代表される双方向通信網である。
射出成形機３０は、材料を金型に射出し、保圧し、冷却することによって成形品を製造する。射出成形機３０は、射出成形機３０の各部を統括的に制御する制御部３１、及び金型内に設けられた１つ以上のセンサ３２を有する。センサ３２は、金型内の材料圧力を測定する圧力センサを少なくとも含み、他に材料温度センサ、金型温度センサを含み得る。射出成形機３０は、射出成形条件生成装置２０の情報取得部２１１からの要求に応じ、センサ３２によって測定されたセンサ値を含む射出成形条件を射出成形条件生成装置２０に出力する。
射出成形条件は、少なくとも温度（材料の温度、または材料の温度を制御するパラメータ）を含む。また、射出成形条件は、金型温度、保圧値、保圧時間、冷却時間等を含み得る。
＜射出成形機３０の動作＞
次に、射出成形機３０による射出成形処理時の動作について説明する。図７は、射出成形機３０の構成例を示す断面図である。
上述したように、一連の射出成形処理は、計量・可塑化工程、射出工程、保圧工程、冷却工程、及び取出工程に大別される。
計量・可塑化工程において、射出成形機３０は、可塑化用モータ５０１を駆動力としてスクリュー５０２を後退させ、ホッパー５０３から、材料である樹脂ペレット５０４をシリンダ５０５内へ供給する。そして、ヒータ５０６によるシリンダ５０５に対する加熱とスクリュー５０２の回転とにより、材料を可塑化させて均一な溶融状態とする。
射出工程、及び保圧工程において、射出成形機３０は、射出用モータ５０７を駆動力としてスクリュー５０２を前進させ、ノズル５０８を介して溶融材料を金型５０９内へ射出する。この際、ロードセル５１０によって測定される圧力が、射出成形条件に含まれる保圧値に近づくように制御される。金型５０９内に射出された溶融材料には、金型５０９の壁面からの冷却と、流動に起因するせん断発熱とが並行して作用する。すなわち、溶融材料は、冷却作用と加熱作用を受けながら金型５０９内を流動する。
冷却工程において、射出成形機３０は、金型５０９を固化温度以下に冷却して溶融材料を固化させる。
取出工程において、射出成形機３０は、モータ５１１を駆動力として型締機構５１２を駆動させることにより、金型５０９を開放する。そして、突き出し用モータ５１３を駆動力としてエジェクタ機構５１４を駆動させることにより、溶融材料が固化した成形品を金型５０９から取り出す。
射出成形処理の各工程においては、射出成形機３０に対する射出成形条件として各種のパラメータが設定される。例えば、計量・可塑化工程では、計量位置、サックバック、背圧、背圧速度、回転数等が設定される。射出工程、及び保圧工程では、材料の保圧値、温度、せん断速度、保圧時間、射出と圧力とを切り替えるスクリュー位置（ＶＰ切替位置）、金型５０９の型締め力等が設定される。冷却工程については、温度、保圧後の冷却時間が設定される。なお、温度のパラメータについては、ヒータ５０６の設定温度、金型５０９を冷却するための冷媒の温度、流量等であってもよい。
次に、図８は、金型５０９の一例を示しており、同図（Ａ）は金型５０９の上面図、同図（Ｂ）は金型５０９の側面図、同図（Ｃ）は金型５０９のランナ部６０１の上面図を示している。
金型５０９は、５本のランナ部６０１を有し、ランナ部６０１それぞれに設けられたピンゲート６０２から溶融材料が金型５０９の内部に流入するようになされている。金型５０９は、金型５０９内の材料の圧力を測定する圧力センサ６０３、材料の温度を測定する温度センサ６０４、金型５０９の温度を測定する温度センサ６０５を有する。圧力センサ６０３、温度センサ６０４，６０５は、センサ３２（図１）に相当する。
＜射出成形条件生成装置２０による第１予測式生成処理＞
次に、図９は、射出成形条件生成装置２０による第１予測式生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。当該第１予測式生成処理は、後述する射出成形条件生成処理に先行して予め実行される。
始めに、入力部２３が、ユーザによる第１予測式を生成する材料の指定を受け付ける（ステップＳ１）。次に、第１予測式生成部２１３が、記憶部２２の材料情報ＤＢ２２２から、ユーザが指定した材料に対応する、異なる複数の温度における粘度と特性値との組み合わせデータを取得する（ステップＳ２）。
なお、当該組み合わせデータが材料情報ＤＢ２２２に存在しなかったり、その数が不足したりする場合、情報取得部２１１が、当該材料の所定の材料温度における粘度を外部ＤＢ４０から取得し、ＤＢ更新部２１６が材料情報ＤＢ２２２を更新する。また、特性値算出部２１２が、センサ値ＤＢ２２３を参照して、当該材料の所定の材料温度における特性値を算出し、ＤＢ更新部２１６が材料情報ＤＢ２２２を更新する。そして、第１予測式生成部２１３が、改めて材料情報ＤＢ２２２から当該組み合わせデータを取得すればよい。
次に、第１予測式生成部２１３が、材料情報ＤＢ２２２から取得した、異なる温度における特性値と粘度との複数の組み合わせデータに基づいて第１予測式を生成し、記憶部２２の材料情報ＤＢ２２２に記録する（ステップＳ３）。以上で、射出成形条件生成装置２０による第１予測式生成処理は終了される。
＜射出成形条件生成装置２０による第２予測式生成処理＞
次に、図１０は、射出成形条件生成装置２０による第２予測式生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。当該第２予測式生成処理は、上述した第１予測式生成処理と同様、後述する射出成形条件生成処理に先行して予め実行される。
始めに、入力部２３が、ユーザによる第２予測式を生成する材料の指定を受け付ける（ステップＳ１１）。なお、上述した第１予測式生成処理に続けて当該第２予測式生成処理を実行する場合、ステップＳ１における指定結果を保持するようにしてステップＳ１１を省略してもよい。
次に、第２予測式生成部２１４が、記憶部２２の材料情報ＤＢ２２２から、ユーザに指定された材料に対応する、射出成形情報（材料温度）と特性値との複数の組み合わせデータを取得する（ステップＳ２２）。
なお、当該組み合わせデータが材料情報ＤＢ２２２に存在しなかったり、その数が不足したりする場合、特性値算出部２１２が、センサ値ＤＢ２２３を参照して、当該材料に対応する所定の温度における特性値を算出し、ＤＢ更新部２１６が材料情報ＤＢ２２２を更新する。そして、第２予測式生成部２１４が、改めて材料情報ＤＢ２２２から当該組み合わせデータを取得すればよい。
次に、第２予測式生成部２１４が、材料情報ＤＢ２２２から取得した、異なる複数の材料温度における射出成形情報（材料温度）と特性値との組み合わせデータに基づいて第２予測式を生成し、記憶部２２の材料情報ＤＢ２２２に記録する（ステップＳ１３）。以上で、射出成形条件生成装置２０による第２予測式生成処理は終了される。
＜射出成形条件生成装置２０による射出成形条件生成処理＞
次に、図１１は、射出成形条件生成装置２０による射出成形条件生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。
当該射出成形条件生成処理は、例えば、ＵＩ画面１０００（図１３）（詳細後述）において、ユーザが変更前の第１材料及び変更後の第２材料を指定した後、「射出成形条件生成」ボタン１００４を操作したことに応じて開始される。
始めに、特性値算出部２１２が、第１材料に対する特性値算出処理を実行する（ステップＳ３１）。
図１２は、ステップＳ３１における特性値算出処理の一例を説明するフローチャートである。まず、特性値算出部２１２が、記憶部２２のセンサ値ＤＢ２２３を参照し、第１材料についての圧力センサ値の時系列データのうち、量産時に対応する当該時系列データであることを表すフラグが付加されている時系列データを特定する（ステップＳ４１）。
次に、特性値算出部２１２が、特定した時系列データをセンサ値ＤＢ２２３から取得する（ステップＳ４２）。次に、特性値算出部２１２が、取得した時系列データに基づき、第１材料の特性値を算出する（ステップＳ４３）。
図１１に戻る。次に、射出成形条件生成部２１５が、記憶部２２の材料情報ＤＢ２２２から第１材料に対応する第１予測式を取得し、ステップＳ３１で算出した第１材料の特性値に対応する粘度を算出する（ステップＳ３２）。なお、材料情報ＤＢ２２２に第１材料に対応する第１予測式が存在しない場合、改めて上述した第１予測式生成処理を実行し、第１材料に対応する第１予測式を生成すればよい。
次に、射出成形条件生成部２１５が、記憶部２２の材料情報ＤＢ２２２から第２材料に対応する第１予測式を取得し、ステップＳ３２で算出した第１材料の粘度と同じ粘度に対応する第２材料の特性値を算出する（ステップＳ３３）。なお、材料情報ＤＢ２２２に第２材料に対応する第１予測式が存在しない場合、改めて上述した第１予測式生成処理を実行し、第２材料に対応する第１予測式を生成すればよい。
次に、射出成形条件生成部２１５が、記憶部２２の材料情報ＤＢ２２２から第２材料に対応する第２予測式を取得し、ステップＳ３３で算出した第２材料の特性値に対応する射出成形条件を算出する（ステップＳ３４）。なお、材料情報ＤＢ２２２に第２材料に対応する第２予測式が存在しない場合、改めて上述した第２予測式生成処理を実行し、第２材料に対応する第２予測式を生成すればよい。
次に、ＵＩ制御部２１７が、記憶部２２の条件窓情報２２４から第２材料に対応する射出成形条件の下限値及び上限値を取得し、ステップＳ３４で生成された、第２の材料に対応する射出成形条件が条件窓の範囲内（下限値以上、且つ、上限値以下）であるか否かを判定する（ステップＳ３５）。
ここで、第２の材料に対応する射出成形条件が条件窓の範囲内であると判定した場合（ステップＳ３５でＹＥＳ）、ＵＩ制御部２１７が、ステップＳ３４で生成された、第２の材料に対応する射出成形条件をＵＩ画面１０００に表示することにより、ユーザに提示する（ステップＳ３６）。
反対に、第２の材料に対応する射出成形条件が条件窓の範囲内ではないと判定した場合（ステップＳ３５でＮＯ）、ＵＩ制御部２１７が、ＵＩ画面１０００にて、変更後の第２材料としてユーザが指定した材料は適していないので、第２材料の変更を提案する（ステップＳ３７）。以上で、射出成形条件生成装置２０による射出成形条件生成処理は終了される。
＜ＵＩ画面１０００の表示例＞
次に、図１３は、ＵＩ画面１０００の表示例を示している。ＵＩ画面１０００には、変更前の第１材料を指定するための入力欄１００１、変更後の第２材料を指定するための入力欄１００２、条件窓を指定するための入力欄１００３、第２材料に適した射出成形条件の生成を指示するための「射出成形条件生成」ボタン１００４、及び、生成された第２材料に適した射出成形条件を表示するための表示欄１００５が設けられている。
入力欄１００１，１００２には、例えば、材料の製品番号、ロット番号等を入力することができる。入力欄１００３には、例えば、射出成形条件としての温度の下限値及び上限値を入力できる。
表示欄１００５には、生成された第２材料に適した射出成形条件として例えば「リサイクル材Ｂに適した射出成形条件（温度）は４５７Ｋです。」等が表示される。ただし、生成された第２材料に適した射出成形条件が条件窓の範囲を該である場合には、第２材料の変更を促すための、例えば「リサイクル材Ｂに適した射出成形条件は条件窓を外れています。他の材料の使用を検討してください。」等が表示される。
以上に説明した射出成形条件生成処理によれば、材料変更前の第１材料を用いて成形品を量産している時の第１材料の粘度と、材料変更後の第２材料の粘度とを一致させ得る第２材料に対応する射出成形条件を生成できる。したがって、第２材料を用い、生成した射出成形条件下で射出成形を実行すれば、ユーザの技量に拘わらず、材料変更後の成形品の品質低下を抑止することができる。また、ユーザが指定した第２材料が変更後の材料に適していない場合には、材料の変更を促すことができる。
なお、変形例として、ステップＳ３６において、第２の材料に対応する射出成形条件をユーザに提示する代わりに、射出成形条件生成装置２０からネットワークＮを介して射出成形機３０に、第２の材料に対応する射出成形条件を出力し、射出成型処理を実行させるようにしてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えたり、追加したりすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
１０・・・射出成形システム、２０・・・射出成形条件生成装置、２１・・・処理部、２１１・・・情報取得部、２１２・・・特性値算出部、２１３・・・第１予測式生成部、２１４・・・第２予測式生成部、２１５・・・射出成形条件生成部、２１６・・・ＤＢ更新部、２１７・・・ＵＩ制御部、２２・・・記憶部、２２１・・・成形機情報、２２２・・・材料情報ＤＢ、２２３・・・センサ値ＤＢ、２２４・・・条件窓情報、２３・・・入力部、２４・・・表示部、２５・・・通信部、１００・・・計算機、３０・・・射出成形機、３１・・・制御部、３２・・・センサ、４０・・・外部データベース、１０００・・・ＵＩ画面

Claims (11)

  1. 射出成形に用いる材料を第１材料から第２材料に変更するに際し、前記第２材料に適した射出成形条件を生成する射出成形条件生成装置であって、
    前記射出成形における金型内センサ値に基づき、前記材料に対応する特性値を算出する特性値算出部と、
    前記材料毎に、前記材料の粘度と前記特性値との関係を表す第１予測式を生成する第１予測式生成部と、
    前記材料毎に、前記材料を用いた際の前記射出成形条件と前記特性値との関係を表す第２予測式を生成する第２予測式生成部と、
    前記第１材料に対応する前記特性値と前記第１材料に対応する前記第１予測式とに基づいて前記第１材料に対応する前記粘度を算出し、前記第１材料に対応する前記粘度と前記第２材料に対応する前記第１予測式とに基づいて前記第２材料に対応する前記特性値を算出し、前記第２材料に対応する前記特性値と前記第２材料に対応する前記第２予測式とに基づいて前記第２材料に適した前記射出成形条件を生成する射出成形条件生成部と、
    を備える射出成形条件生成装置。
  2. 請求項１に記載の射出成形条件生成装置であって、
    前記特性値算出部は、前記射出成形に用いる金型内圧力センサ値に基づいて前記特性値を算出する
    射出成形条件生成装置。
  3. 請求項２に記載の射出成形条件生成装置であって、
    前記特性値算出部は、前記射出成形に用いる前記金型内圧力センサ値の時系列データに基づき、前記特性値として、射出工程における前記金型内圧力センサ値の積分値を算出する
    射出成形条件生成装置。
  4. 請求項１に記載の射出成形条件生成装置であって、
    前記材料毎に、前記射出成形条件と、前記特性値と、前記粘度とを関連付けた材料情報データベース、を備え、
    前記第１予測式生成部は、前記材料情報データベースを参照して前記第１予測式を生成し、生成した前記第１予測式を前記材料情報データベースに記録し、
    前記第２予測式生成部は、前記材料情報データベースを参照して前記第２予測式を生成し、生成した前記第２予測式を前記材料情報データベースに記録する
    射出成形条件生成装置。
  5. 請求項４に記載の射出成形条件生成装置であって、
    外部データベースから取得された情報を用いて前記材料情報データベースを更新するデータベース更新部、を備える
    射出成形条件生成装置。
  6. 請求項１に記載の射出成形条件生成装置であって、
    前記第２予測式生成部は、前記第２予測式としてアンドレードの式を生成する
    射出成形条件生成装置。
  7. 請求項１に記載の射出成形条件生成装置であって、
    前記射出成形条件生成部によって生成された前記第２材料に適した前記射出成形条件をユーザに提示するＵＩ制御部、を備え、
    前記ＵＩ制御部は、前記第２材料に適した前記射出成形条件が条件窓の範囲外である場合、前記第２材料の変更を前記ユーザに提案する
    射出成形条件生成装置。
  8. 請求項1から７のいずれか一項に記載の射出成形条件生成装置であって、
    前記射出成形条件は、前記材料の温度、及び前記材料の温度を制御するパラメータの少なくとも一方を含む
    射出成形条件生成装置。
  9. 請求項1から７のいずれか一項に記載の射出成形条件生成装置であって、
    前記第１材料は、バージン材であり、
    前記第２材料は、リサイクル材である
    射出成形条件生成装置。
  10. 射出成形に用いる材料を第１材料から第２材料に変更するに際し、前記第２材料に適した射出成形条件を生成する射出成形条件生成装置による射出成形条件生成処理であって、
    前記材料毎に、前記材料の粘度と特性値との関係を表す第１予測式を生成する第１予測式生成ステップと、
    前記材料毎に、前記材料を用いた際の前記射出成形条件と前記特性値との関係を表す第２予測式を生成する第２予測式生成ステップと、
    前記第１材料に対応する前記特性値を算出する特性値算出ステップと、
    前記第１材料に対応する前記特性値と前記第１材料に対応する前記第１予測式とに基づいて前記第１材料に対応する前記粘度を算出し、前記第１材料に対応する前記粘度と前記第２材料に対応する前記第１予測式とに基づいて前記第２材料に対応する前記特性値を算出し、前記第２材料に対応する前記特性値と前記第２材料に対応する前記第２予測式とに基づいて前記第２材料に適した前記射出成形条件を生成する射出成形条件生成ステップと、
    を含む射出成形条件生成方法。
  11. 射出成形機と、
    射出成形に用いる材料を第１材料から第２材料に変更するに際し、前記第２材料に適した射出成形条件を生成する射出成形条件生成装置と、を備える射出成形システムであって、
    前記射出成形機は、
    前記射出成形における金型内センサ値を前記射出成形条件生成装置に出力し、
    前記射出成形条件生成装置は、
    前記金型内センサ値に基づき、前記材料に対応する特性値を算出する特性値算出部と、
    前記材料毎に、前記材料の粘度と前記特性値との関係を表す第１予測式を生成する第１予測式生成部と、
    前記材料毎に、前記材料を用いた際の前記射出成形条件と前記特性値との関係を表す第２予測式を生成する第２予測式生成部と、
    前記第１材料に対応する前記特性値と前記第１材料に対応する前記第１予測式とに基づいて前記第１材料に対応する前記粘度を算出し、前記第１材料に対応する前記粘度と前記第２材料に対応する前記第１予測式とに基づいて前記第２材料に対応する前記特性値を算出し、前記第２材料に対応する前記特性値と前記第２材料に対応する前記第２予測式とに基づいて前記第２材料に適した前記射出成形条件を生成する射出成形条件生成部と、を備える
    射出成形システム。
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