JP3556357B2 - 射出成形機における製品良否判別装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機における製品良否判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形作業における製品の良否を自動的に判別するための方法として、最小クッション量，射出時間，ピーク射出圧力，射出／保圧切替位置等を検出して判別基準となる許容範囲と比較するものが本出願人らにより特開平６−１７０９０７号等として既に提案されている。これらのものは主に射出状態に基いて製品の良否を判別するものであって、計量された溶融樹脂の状態を良否判別の対象としたものではない。
【０００３】
また、溶融樹脂の状態を良否判別の対象としたものとしては、本出願人による製品良否判別方法が特開平６−２９７５３２号として提案されている。このものは、スクリュー位置または計量工程開始後の経過時間によって判別対象区間を設定し、この判別対象区間に対応して設定された背圧の上限値と下限値との間にその時点における背圧の検出値が含まれているか否かにより樹脂の溶融状態の適不適を判定してこれを製品の良否判別の結果とするものである。
【０００４】
この構成によれば、判別対象区間を複数に分割して設定し、計量過程の要所要所で溶融樹脂の状態をチェックして製品の良否判別を行うことができるというメリットがあるが、判別対象区間をスクリュー位置または計量工程開始後の経過時間によって設定するため、計量完了位置や計量所要時間にばらつきを生じたような場合では、計量完了時点での背圧を基準として製品の良否判別を行う際に支承を来たす可能性もある。
【０００５】
また、計量後にサックバック動作が行われる場合や冷却時間を長めに設定したような場合では、計量が完了しても直ちに射出動作が開始されるとは限らず、計量完了後に更に樹脂の溶融状態に変化が生じる場合があるので、計量過程で背圧を検出するなどして溶融樹脂の状態をチェックしただけでは、必ずしも、正確な良否判定が行えない場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、計量完了位置や計量所要時間のばらつきに関わりなく、計量された溶融樹脂の状態を射出開始の直前で総合的に判断して製品の良否判別を行うことができ、また、必要とあらば、計量完了後次の射出開始までの期間において製品の良否判別に適した任意のタイミングで、樹脂の溶融状態を確認して適確な良否判定を行うことのできる射出成形機における製品良否判別装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、計量完了後スクリューを所定位置に保持する射出成形機における製品良否判別装置であって、射出開始直前の樹脂圧力を検出する手段と、該検出樹脂圧力と予め設定された許容圧力範囲とを比較する手段と、前記検出樹脂圧力が許容圧力範囲を外れていれば不良信号を出力する手段を備え、製品の良否判別を行うようにした。
【０００８】
また、計量完了後スクリューを所定位置に保持する射出成形機における製品良否判別装置であって、計量完了後次の射出開始までの期間内で樹脂圧力検出タイミングを任意に設定する手段と、前記設定タイミングで樹脂圧力を検出する手段と、該検出樹脂圧力と予め設定された許容圧力範囲とを比較する手段と、前記検出樹脂圧力が許容圧力範囲を外れていれば不良信号を出力する手段を備え、製品の良否判別を行うようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は本発明の製品良否判別装置を備える一実施形態の射出成形機の要部を示すブロック図で、符号１は射出成形機のシリンダ、符号２はスクリューである。スクリュー２は、駆動源の軸回転を射出軸方向の直線運動に変換するための駆動変換機５を介して射出用サーボモータＭ１により射出軸方向に駆動され、また、歯車機構３を介してスクリュー回転用モータＭ２により計量回転されるようになっている。スクリュー２の基部には圧力検出器４が設けられ、スクリュー２の軸方向に作用する樹脂圧力、即ち、射出保圧工程における射出保圧圧力や計量混練り工程における樹脂圧力（背圧）がＡ／Ｄ変換器１６を介して検出される。なお、シリンダ１内部の先端（計量部）に取り付けた圧力センサにより樹脂圧を直に検出してＡ／Ｄ変換器１６に入力することも可能である。射出用サーボモータＭ１にはスクリュー２の位置や移動速度を検出するためのパルスコーダＰ１が配備され、また、スクリュー回転用モータＭ２にはスクリュー２の回転速度を検出するための速度検出器Ｐ２が配備されている。
【００１０】
射出成形機の製品良否判別装置を兼ねる制御装置１０は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣ用ＣＰＵ２５，プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣ用ＣＰＵ１８，サーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ２０および射出保圧圧力や背圧のサンプリング処理を行うための圧力モニタ用ＣＰＵ１７を有し、バス２２を介して相互の入出力を選択することにより各マイクロプロセッサ間での情報伝達が行えるようになっている。
【００１１】
ＰＭＣ用ＣＰＵ１８には射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラムや製品の良否判別を行うための制御プログラム等を記憶したＲＯＭ１３および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１４が接続されている。一方、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５には射出成形機を全体的に制御するプログラム等を記憶したＲＯＭ２７および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ２８が接続されている。
【００１２】
また、サーボＣＰＵ２０および圧力モニタ用ＣＰＵ１７の各々には、サーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ２１やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１９、および、圧力データのサンプリング処理等に関する制御プログラムを格納したＲＯＭ１１やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１２が接続されている。更に、サーボＣＰＵ２０には、該ＣＰＵ２０からの指令に基いて型締め用，エジェクタ用（図示せず）および射出用，スクリュー回転用等の各軸のサーボモータを駆動するサーボアンプ１５が接続され、射出用サーボモータＭ１に配備したパルスコーダＰ１およびスクリュー回転用モータＭ２に配備したパルスコーダＰ２からの出力の各々がサーボＣＰＵ２０に帰還され、パルスコーダＰ１からのフィードバックパルスに基いてサーボＣＰＵ２０により算出されたスクリュー２の現在位置や、速度検出器Ｐ２で検出されるスクリュー２の回転速度が、メモリ１９の現在位置記憶レジスタおよび現在速度記憶レジスタの各々に記憶されるようになっている。
【００１３】
不揮発性メモリ２４は射出成形作業に関する成形条件（射出保圧条件，計量混練り条件等）と各種設定値，パラメータ，マクロ変数および良否判別のための設定データ等を記憶する成形データ保存用のメモリである。
【００１４】
インターフェイス２３は射出成形機の各部に配備したリミットスイッチや操作盤からの信号を受信したり射出成形機の周辺機器等に各種の指令を伝達したりするための入出力インターフェイスである。
【００１５】
ディスプレイ付手動データ入力装置２９はＣＲＴ表示回路２６を介してバス２２に接続され、モニタ表示画面や機能メニューの選択および各種データの入力操作等が行えるようになっており、数値データ入力用のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設けられている。
【００１６】
そして、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５がＲＯＭ２７の制御プログラムに基いて各軸のサーボモータに対してパルス分配を行い、サーボＣＰＵ２０は各軸に対してパルス分配された移動指令とパルスコーダＰ１，速度検出器Ｐ２等の検出器で検出された位置のフィードバック信号および速度のフィードバック信号に基いて、従来と同様に位置ループ制御，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。
【００１７】
次に、本発明を適用した製品良否判別装置の最初の実施形態について述べる。この実施形態は、射出開始直前の樹脂圧力を検出して予め設定された許容圧力範囲と比較することにより製品の良否を判定するものである。従って、この製品良否判別方法を実施するためには、射出開始直前の樹脂圧力（背圧）との比較対象となる許容圧力範囲を予め求めて不揮発性メモリ２４に設定しておく必要がある。
【００１８】
そこで、オペレータは、条件出し完了の時点で連続的に射出成形作業を継続して行わせ、この間、圧力モニタ用ＣＰＵ１７による背圧のサンプリング処理を行わせて、射出開始直前の樹脂圧力データを何回かに亘って測定する。この際、樹脂圧力を示す数直線をディスプレイ付手動データ入力装置２９の画面にグラフ表示させ、その上に各成形サイクル毎の樹脂圧力の値を重複してプロットするようにすれば、良品成形時における射出開始直前の樹脂圧力データのばらつきを容易に把握することができ、オペレータは、このばらつきを参照して許容圧力範囲の下限値Ａと上限値Ｂを決めることができる。
【００１９】
許容圧力範囲の下限値Ａと上限値Ｂを前記測定した樹脂圧力のばらつきの下限および上限に一致させて設定する場合もあれば、また、ある程度の誤差を認めて〔樹脂圧力のばらつきの下限−αの値（α＞０）〕および〔樹脂圧力のばらつきの上限＋βの値（β＞０）〕を下限値Ａおよび上限値Ｂとして不揮発性メモリ２４に設定する場合もある。なお、圧力モニタ用ＣＰＵ１７による背圧のサンプリングタイミングは、射出開始直前の時点、つまり、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５から型閉じ完了信号が出力された時点である。
【００２０】
無論、所定回数の連続運転を自動的に実行させ、その間にＣＮＣ用ＣＰＵ２５側の処理でサンプリング値の最小値と最大値を検出させ、これを下限値Ａと上限値Ｂとして自動的に不揮発性メモリ２４に設定させるようにすることもできるし、更に、サンプリング値の最小値および最大値と予め設定されたαおよびβの値に基いて演算処理を行わせて下限値Ａと上限値Ｂを求めさせ、これらを自動的に不揮発性メモリ２４に設定させるようにすることもできる。その他、全てのサンプリング値を利用して他の統計的な演算処理を行わせ、下限値Ａと上限値Ｂを求めさせるようにしてもよい。
【００２１】
図２は、このようにして求められた許容圧力範囲（下限値Ａ，上限値Ｂ）に基いて製品の良否判別を行うための処理の概略を示すフローチャートであり、この処理は、射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラムと一体化してＲＯＭ１３に組み込まれている。
【００２２】
ＰＭＣ用ＣＰＵ１８によるシーケンス制御は従来と全く同様であって、１つの成形サイクルは、型閉じ工程（型締を含む）→射出工程（保圧を含む）→計量工程（冷却を含む）→型開き工程（エジェクトを含む）によって構成されており、半自動運転の場合ではこの１連の動作が１回のみ、また、自動運転の場合ではこの１連の動作が繰り返し実行されることになる。なお、計量工程よりも先に射出工程が実施される関係上、半自動運転または自動運転を開始する前には、予め、手動運転による計量作業を行って設定計量完了位置またはそれよりも後方までスクリュー２を後退させて１回の射出動作に必要とされる溶融樹脂をシリンダ１内に貯溜しておく必要がある。自動運転を開始する場合には、一旦半自動運転を開始し、この１成形サイクル内に自動運転スイッチを操作することにより、以下、前述の成形サイクルが繰り返し実行されるようになる。
【００２３】
手動運転による計量完了後に可動側金型が型開き完了位置以上後退していること、及びエジェクタが後退位置以上に後退していることを確認し操作盤の半自動運転スイッチを操作するとＰＭＣ用ＣＰＵ１８からＣＮＣ用ＣＰＵ２５に型閉じ指令が出力され上記型閉じ工程から型開き工程の１成形サイクルの動作を開始する。すなわち、型閉じ指令を受けたＣＮＣ用ＣＰＵ２５がＲＯＭ２７の制御プログラムや不揮発性メモリ２４の設定条件に基いて型締用サーボモータに対してパルス分配を開始し、従来と同様にして型閉じ工程を制御する一方、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、ステップＳ１〜ステップＳ４の判別処理を繰り返し実行して、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５からの型閉じ完了信号を待つ待機状態に入る。そして、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５が型閉じ工程の処理を終了して型閉じ完了信号を出力すると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８がステップＳ２の判別処理でこれを検出し、次の工程の開始指令、つまり、射出開始指令（ステップＳ１１）をＣＮＣ用ＣＰＵ２５に出力するのである。ステップＳ２に続くステップＳ７〜ステップＳ１０の処理がこの実施形態の要旨であるが、ここではその説明を後にまわして全体的なシーケンス動作について説明することにする。
【００２４】
射出，計量，型開き等の各工程の処理も上述した型閉じ工程の処理と全く同様であって、各工程における各軸の駆動制御はＰＭＣ用ＣＰＵ１８からの工程開始指令によりＣＮＣ用ＣＰＵ２５によって実行され、その工程の処理を終了したＣＮＣ用ＣＰＵ２５が射出完了信号，計量完了信号，型開き完了信号を順次出力し、これを受けたＰＭＣ用ＣＰＵ１８がステップＳ１〜ステップＳ４の判別結果に基いて次の工程の開始指令、つまり、計量開始指令（ステップＳ１２），型開き開始指令（ステップＳ１３）を順次出することにより型閉じ，射出，計量，型開きの各工程からなる一連の成形サイクルが実行されるのである。
【００２５】
半自動運転の開始後その成形サイクル内で自動運転スイッチを操作しなかった場合では、ステップＳ５の継続フラグのリセット状態がそのまま維持されているので、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５からの型開き完了信号（１成形サイクル内の最後の工程の完了）を検出して行われるステップＳ５の判別結果は偽となり、成形サイクルは１回のみで終了する。また、半自動運転の成形サイクル中（型閉じ開始指令出力後型開き完了信号が検出されるまでの期間）に自動運転スイッチを操作すれば、ステップＳ５の継続フラグがセットされ、上述したようなシーケンスに従って型閉じ，射出，計量，型開きの各工程が繰り返し実行されることになる。
【００２６】
なお、計量工程ではＣＮＣ用ＣＰＵ２５の処理により射出用サーボモータＭ１の駆動力を設定背圧に対応する値に保持したままスクリュー回転用モータＭ２を駆動して計量作業を行い、シリンダ１の先端に計量される溶融樹脂の増加に応じてスクリュー２が後退し、このスクリュー２が設定計量完了位置に到達した時点でスクリュー回転用モータＭ２を止めて計量を停止し、射出用サーボモータＭ１の回転位置を現在位置に保持してスクリュー２を定位置保持することになる。この結果、計量工程が行われる間はシリンダ１内の樹脂圧が設定背圧に保持されるが、計量が完了すると、スクリュー２が定位置保持されてシリンダ１の容量が固定され、かつ、新たな樹脂の溶融も行われなくなるので、滞留した溶融樹脂の分解やガスの発生または樹脂洩れ等の影響により樹脂圧力に変化が生じる場合がある。無論、計量完了から射出直前までの期間で溶融樹脂の分解やガスの発生または樹脂洩れ等があろうとも、この溶融樹脂を用いて正常な製品が成形されるのであれば問題はない。いうまでもなく、前述の下限値Ａおよび上限値Ｂは良品成形時における射出直前の溶融樹脂の樹脂圧力を基準にして決められた値であり、計量工程における設定背圧とは直接の関係はない。また、計量完了直後に計量完了位置からスクリュー２を設定所定量だけ後退させてその位置に保持するサックバック動作を行わせる場合もあるが、これもスクリュー２の定位置保持の一種である。
【００２７】
以上、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８によるシーケンス制御の概略について述べたが、これらの点に関しては従来のものと全く同様である。
【００２８】
この実施形態が従来のものと相違する点は、既に述べた通り、ステップＳ７〜ステップＳ１０で実行される良否判別処理にある。この良否判別処理は図２からも明らかなように、射出開始指令を出力する直前のタイミングでシーケンス上に組み込まれている。
【００２９】
射出工程の前工程である型閉じ工程の完了をステップＳ２の判別処理で検出したＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、圧力モニタ用ＣＰＵ１７および圧力検出器４を介して樹脂圧力の現在値Ｐ、つまり、射出開始直前の樹脂圧力Ｐの値を直ちに読み込み（ステップＳ７）、この現在値Ｐが予め不揮発性メモリ２４に設定された下限値Ａと上限値Ｂとの間にあるか否か、つまり、許容圧力範囲内にあるか否かを判別する（ステップＳ８）。そして、現在値Ｐが下限値Ａと上限値Ｂとの間にあれば、この溶融樹脂を用いて行われる射出工程を含む成形サイクルで成形される（取り出される）製品が良品であるものと見做し、製品振り分け装置または良品不良品ショット数カウンタ等に良品信号を出力する（ステップＳ１０）。また、現在値Ｐが下限値Ａよりも小さいか、または、上限値Ｂよりも大きければ、この溶融樹脂を用いて行われる射出工程を含む成形サイクルで成形される（取り出される）製品が不良品であるものと見做し、製品振り分け装置または良品不良品ショット数カウンタ等に不良信号を出力する（ステップＳ９）。
【００３０】
この実施形態においては、樹脂圧力Ｐを読み込んだ成形サイクルとこの樹脂を用いて行われる射出工程を含む成形サイクルとが常に一致するので、ステップＳ１０またはステップＳ９で出力された信号を受信した段階で直ちに製品振り分け装置の振り分け先を変更してしまって構わない。つまり、同一成形サイクル内における型開き動作で離型される製品は、必ず、その成形サイクルで実施されたステップＳ７の処理で樹脂圧力を読み込まれた溶融樹脂を用いて行われる射出工程で成形された製品である（但し、樹脂の計量自体は１成形サイクル前に行われている）。
【００３１】
良品信号または不良信号出力後のシーケンス制御に関する処理（ステップＳ１１以降）に関しては、既に説明した通り、従来のものと全く同様であるので、ここでは説明しない。
【００３２】
この実施形態によれば、サックバック動作を行ったり冷却時間を長めに設定する等のことにより計量完了後に樹脂の溶融状態に変化が生じた場合であっても、最終的な樹脂の溶融状態を示す１つの要素となる樹脂圧力を射出開始直前のタイミングで検出して良品成形時の同一タイミングにおける樹脂圧力を基準に設定された許容圧力範囲（下限値Ａ，上限値Ｂ）と比較することにより、計量完了後の樹脂の状態変化を含め、溶融樹脂の状態を総合的に判断して製品の良否判別を行うことができる。なお、図２ではサックバックのシーケンスについては開示していないが、この動作は、既に述べた通り、計量完了と同時にスクリュー２の回転を止めスクリュー２を設定所定量だけ後退させて行うものである。
【００３３】
次に、本発明を適用した製品良否判別装置のもう１つの実施形態について述べる。この実施形態は、計量完了後次の射出開始までの期間内で樹脂圧力検出タイミングを任意に設定し、各成形サイクル毎にこれと同じタイミングで樹脂圧力を検出し、この樹脂圧力と予め設定された許容圧力範囲とを比較することにより製品の良否を判定するものである。
【００３４】
従って、この実施形態においては、良否判別のための樹脂圧力の検出タイミングに格別の制限はなく、計量完了後次の射出開始までの期間内で樹脂圧力の検出タイミングを任意に設定することができるが、オペレータは予めその検出タイミングを決めておかなければならない。
【００３５】
製品の良否に最も大きな影響を与える溶融樹脂の状態が検出されるタイミングというのは、シリンダ１の温度条件や樹脂の種類等によっても様々に相違すると考えられるので、シリンダ１の温度条件や樹脂の種類等に応じて様々な実験を行い、製品の良否に最も大きな影響を与える溶融樹脂の状態が検出されるタイミングを把握しておくようにするとよい。
【００３６】
許容圧力範囲の求め方については基本的に先に述べた実施形態の場合と同様であるが、この実施形態では樹脂圧力検出タイミングを任意に設定できるようになっているため、許容圧力範囲を求めるための背圧のサンプリング処理では、予めオペレータが決めておいた検出タイミングを制御装置１０に設定し、このタイミングに合わせてサンプリング処理を行わせるようにする。樹脂圧力データを何回かに亘って測定してグラフ表示させ、そのばらつきの下限や上限、更には、誤差の許容範囲α，β等に基いて許容圧力範囲の下限値Ａと上限値Ｂとを決める点、および、制御装置１０側の処理で自動的にこれを行わせることができる点等に関しては先の実施形態と同じである。
【００３７】
なお、圧力モニタ用ＣＰＵ１７による背圧のサンプリングは、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５からの計量完了信号を検出した時点でＰＭＣ用ＣＰＵ１８によってタイマを作動させ、このタイマが設定時間Ｔｘを計時した時点で実行させるようにする。いうまでもなく、このＴｘが前述の樹脂圧力検出タイミングであって、その値は、計量完了時点を零とした経過時間により設定されることになる。
【００３８】
図３および図４は、このようにして求められた許容圧力範囲（下限値Ａ，上限値Ｂ）に基いて製品の良否判別を行うための処理の概略を示すフローチャートであり、この処理は、射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラムと一体化してＲＯＭ１３に組み込まれている。
【００３９】
ＰＭＣ用ＣＰＵ１８によるシーケンス制御は、直接成形作業に関わる部分に関しては、従来のものおよび先に述べた実施形態のものと全く同様である。つまり、図３におけるステップＴ１〜ステップＴ４の処理は図２におけるステップＳ１〜ステップＳ４の処理と同一であり、また、図３におけるステップＴ７，ステップＴ９，ステップＴ１０，ステップＴ１１，ステップＴ１５の各処理は図２におけるステップＳ５，ステップＳ６，ステップＳ１１，ステップＳ１２，ステップＳ１３の各処理と全く同一であって、型閉じ工程（型締を含む）→射出工程（保圧を含む）→計量工程（冷却を含む）→型開き工程（エジェクトを含む）の各工程からなる１成形サイクルのシーケンス動作それ自体には差異がない。半自動運転の起動および自動運転への切り替え操作等に関しても従来のものおよび先に述べた実施形態のものと同様である。
【００４０】
次に、この実施形態の良否判別処理について詳細に説明する。
【００４１】
まず、測定待機フラグＦ２および信号出力状態記憶フラグＦ４（共に詳細は後述）の初期値は０であり、半自動運転スイッチの操作による成形開始指令の入力が検出されると（これが成形サイクルの開始である）、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、まず、工程記憶フラグＦ１に０をセットし（ステップＴ８）、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５に型閉じ開始指令を出力してＣＮＣ用ＣＰＵ２５による型閉じ工程の処理を開始させた後（ステップＴ９）、再び、ステップＴ１〜ステップＴ６のループ処理を開始してＣＮＣ用ＣＰＵ２５からの型閉じ完了信号を待つ待機状態に入る。
【００４２】
なお、自動運転時にＣＮＣ用ＣＰＵ２５から型開き完了信号が入力された場合の処理（ステップＴ１の判別結果が真となった場合の処理）もこれと同様であり、既に述べた通り、半自動運転から自動運転への切り替えは、半自動運転中に自動運転スイッチを操作することにより行われる。また、ステップＴ４およびステップＴ１３を参照すれば分かる通り、工程記憶フラグＦ１の値は、型閉じ開始から計量完了までの区間で０、また、計量完了から次の成形サイクルの型閉じ開始までの区間で１である。
【００４３】
そして、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５による型閉じ工程の処理が完了して型閉じ完了信号が入力されると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はステップＴ２の判別処理でこれを検出し、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５に射出開始指令を出力して（ステップＴ１０）、保圧を含む射出工程の処理をＣＮＣ用ＣＰＵ２５によって実行させ、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８自体は、再び、ステップＴ１〜ステップＴ６のループ処理を開始する。いうまでもなく、この射出動作によって射出される樹脂は、１つ前の成形サイクルまたは半自動運転開始時の手動操作により計量された溶融樹脂である。
【００４４】
次いで、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５から射出完了信号が入力されると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はステップＴ３の判別処理でこれを検出し、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５に計量開始指令を出力して（ステップＴ１１）、計量工程の処理をＣＮＣ用ＣＰＵ２５により実行させる。前記と同様、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８自体は、再び、ステップＴ１〜ステップＴ６のループ処理を開始する。
【００４５】
そして、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５による計量工程の処理が完了して計量完了信号が入力されると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はステップＴ４の判別処理でこれを検出してタイマＴをリセットし、計量完了時点を零とする経過時間の計時を開始する（ステップＴ１２）。いうまでもなく、この計測開始タイミングは許容圧力範囲を求めるために行ったサンプリング処理のときのそれと同一である。
【００４６】
次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は工程記憶フラグＦ１および測定待機フラグＦ２に１をセットし（ステップＴ１３，ステップＴ１４）、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５に型開き開始始指令を出力して（ステップＴ１５）、型開き工程の処理をＣＮＣ用ＣＰＵ２５によって実行させ、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８自体は、再び、ステップＴ１〜ステップＴ６のループ処理を開始する。既に述べた通り、工程記憶フラグＦ１の値は、計量完了から次の成形サイクルの型閉じ開始までの区間で１である。また、ステップＴ１６，ステップＴ１７およびステップＴ２１を参照すれば分かる通り、測定待機フラグＦ２の値は、計量完了後、タイマＴによる計測時間が設定値Ｔｘに達して樹脂圧力の検出が行われるまでの区間で１、また、樹脂圧力の検出後、次の計量が完了するまでの区間で０である。
【００４７】
ステップＴ１〜ステップＴ６のループ処理を繰り返すＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、測定待機フラグＦ２の値が０から１に切り替わったことをステップＴ５の判別処理によって検出し、次いで、次の処理に移行してタイマＴの計測時間が設定値Ｔｘに達しているか否かを判別する（ステップＴ１６）。タイマＴの計測時間が設定値Ｔｘに達していなければ樹脂圧力を検出するタイミングには達していないので、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は再びステップＴ１の処理に復帰し、以下、測定待機フラグＦ２の値に基き、ステップＴ１〜ステップＴ５およびステップＴ１６のループ処理を繰り返し実行することになる。
【００４８】
このループ処理はステッブＴ１〜ステップＴ４の判別処理、つまり、型開き完了信号の検出や型閉じ完了信号の検出等を含むものであるから、タイマＴの計測時間が設定値Ｔｘに達していようといまいと、当該成形サイクルで出力された型開き開始指令（ステップＴ１５参照）に対応するＣＮＣ用ＣＰＵ２５側の処理が終了してＣＮＣ用ＣＰＵ２５からの型開き完了信号さえ入力されれば、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８自体は、型閉じ工程を初めとする次の成形サイクルのシーケンス制御を開始することが可能である。以下の説明を理解する上で、この点に関して留意しておく必要があろう。
【００４９】
既に述べた通り、この実施形態においては、計量完了後次の射出開始までの期間内で樹脂圧力の検出タイミングＴｘを任意に設定することができるようになっているので、Ｔｘの設定値如何によっては、型開き開始指令を出力したのと同じ成形サイクル内でステップＴ１６の判別結果が真となる場合と、次の成形サイクルの実行途中でステップＴ１６の判別結果が真となる場合とがある。
【００５０】
より具体的にいえば、検出タイミングＴｘを短めに設定した場合では型開き開始指令を出力したのと同じ成形サイクル内の型開き工程（エジェクトを含む）の実行過程でステップＴ１６の判別結果が真となって樹脂圧力が測定され、また、検出タイミングＴｘを長めに設定した場合では次の成形サイクル内の型閉じ工程（型締を含む）の実行過程でステップＴ１６の判別結果が真となって樹脂圧力が測定されるということである。なお、検出タイミングＴｘを極端に長く設定した場合では、次の成形サイクル内の射出工程もしくはそれ以降の工程で初めてステップＴ１６の判別結果が真となるということも有り得るが、既に述べた通り、Ｔｘの設定範囲は飽くまで計量完了後次の射出開始までの期間内に限定されるべきで、次の射出工程以降に跨がるような設定行為は全て誤りであり、そのような設定行為は行ってはならない。
【００５１】
つまり、いい方を換えれば、型閉じ工程（要するに工程記憶フラグＦ１が０である期間、但し、既に述べた通り射出工程，計量工程は含まない）でタイマＴの計測時間がＴｘに達したのであれば、１つ前の成形サイクルで計量された溶融樹脂の樹脂圧力が当該成形サイクルの型閉じ工程に入ってから測定されたことを意味し、この場合は、当該成形サイクルの射出工程で射出される溶融樹脂と当該成形サイクルで樹脂圧力を測定された溶融樹脂とが同一である。従って、このような場合では、測定結果によって得られた良品信号もしくは不良信号を当該成形サイクルの完了前に出力し、当該成形サイクルの型開き工程（厳密にはエジェクト動作）の実行前の段階で製品振り分け装置の振り分け先を決めなければならない。同一成形サイクル内において、型閉じ工程は型開き工程（厳密にはエジェクト動作）よりも時系列上先に位置するから、工程記憶フラグＦ１が０である期間でタイマＴの計測時間がＴｘに達した場合は、例えば、樹脂圧力の測定および良否判別の後、直ちに良品信号もしくは不良信号を出力することが可能である。
【００５２】
これに対し、型開き工程（要するに工程記憶フラグＦ１が１である期間）でタイマＴの計測時間がＴｘに達したのであれば、当該成形サイクルで計量された溶融樹脂の樹脂圧力が当該成形サイクルの型開き工程の実行中に測定されたことを意味し、この場合は、当該成形サイクルの射出工程で射出された溶融樹脂と当該成形サイクルで樹脂圧力を測定された溶融樹脂とが異なる。より具体的に言えば、当該成形サイクルの射出工程で射出された溶融樹脂は１つ前の成形サイクルで計量された溶融樹脂であり、また、当該成形サイクルで樹脂圧力を測定された溶融樹脂は次の成形サイクルの射出工程で射出される溶融樹脂である。
【００５３】
従って、このような場合では、測定結果によって得られた良品信号もしくは不良信号を直ちに出力して製品振り分け装置の振り分け先を決めてしまうことはできず、当該成形サイクルで開始される型開き（厳密にはエジェクト動作）の完了を待ち、その後で、当該成形サイクルの測定結果によって得られた良品信号もしくは不良信号を出力して製品振り分け装置の振り分け先を決める必要がある。同一成形サイクル内の時系列上ではエジェクト動作が型開き工程の後半に位置するため、型開き工程における樹脂圧力の測定で得られた判別結果に従って直ちに製品振り分け装置の振り分け先を変えてしまうと、この振り分け動作によって当該成形サイクルの射出工程で成形された成形品、つまり、１つ前の成形サイクルで計量および樹脂圧力の測定が行われた成形品が振り分けられてしまう可能性があるからである。
【００５４】
ステップＴ１〜ステップＴ５およびステップＴ１６のループ処理を繰り返し実行する間にタイマＴの計測時間が設定値Ｔｘに達すると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はステップＴ１６の判別処理でこれを検出し、圧力モニタ用ＣＰＵ１７および圧力検出器４を介して樹脂圧力の現在値Ｐ、つまり、計量完了後Ｔｘ時経過時点の樹脂圧力Ｐの値を直ちに読み込み（ステップＴ１７）、この現在値Ｐが予め不揮発性メモリ２４に設定された下限値Ａと上限値Ｂとの間にあるか否か、つまり、許容圧力範囲内にあるか否かを判別する（ステップＴ１８）。
【００５５】
そして、現在値Ｐが下限値Ａと上限値Ｂとの間にあれば、この溶融樹脂を用いて行われる射出工程を含む成形サイクルで成形される製品が良品であるものと見做して判別結果記憶フラグＦ３に０をセットし（ステップＴ１９）、また、現在値Ｐが下限値Ａよりも小さいか、または、上限値Ｂよりも大きければ、この溶融樹脂を用いて行われる射出工程を含む成形サイクルで成形される製品が不良品であるものと見做して判別結果記憶フラグＦ３に１をセットする（ステップＴ２０）。いうまでもなく、フラグＦ３における０は良品を示す値、また、１は不良を示す値である。
【００５６】
次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、測定待機フラグＦ２に０をセットして樹脂圧力の測定の完了を記憶すると共に（ステップＴ２１）、信号出力状態記憶フラグＦ４に１をセットして、良否判別済み信号出力待機の状態を記憶する（ステップＴ２２）。
【００５７】
先に述べた理由により、この実施形態においては、判別処理終了後、良品信号または不良信号の出力を一時保留し、型閉じ工程（工程記憶フラグＦ１が０である期間）で樹脂圧力の測定が行われた場合に限ってＰＭＣ用ＣＰＵ１８における次の処理周期で良品信号または不良信号を直ちに出力し、また、型開き工程（工程記憶フラグＦ１が１である期間）で樹脂圧力の測定が行われた場合では、次の成形サイクルの開始時点で良品信号または不良信号を出力するようにしているのである。
【００５８】
前述のステップＴ２１およびステップＴ２２の処理でフラグＦ２およびフラグＦ４に０と１がセットされる結果、次の処理周期では、ステップＴ１〜ステップＴ６の判別処理実行後、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、工程記憶フラグＦ１がセットされているか否か、つまり、樹脂圧力の測定が型閉じの工程で行われたのか型開きの工程で行われたのかを判別することとなる（ステップＴ２３）。
【００５９】
そして、工程記憶フラグＦ１がセットされておらず、樹脂圧力の測定が型閉じの工程で行われたのであれば、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、判別結果記憶フラグＦ３の値が０であるか１であるかを判別し（ステップＴ２４）、判別結果記憶フラグＦ３の値が０であれば、この溶融樹脂を用いて行われる射出工程を含む成形サイクル、つまり、当該成形サイクルで成形される製品が良品であるものと見做し、製品振り分け装置または良品不良品ショット数カウンタ等に良品信号を出力する一方（ステップＴ２５）、判別結果記憶フラグＦ３の値が１であれば、当該成形サイクルで成形される製品が不良品であるものと見做し、製品振り分け装置または良品不良品ショット数カウンタ等に不良信号を出力する（ステップＴ２６）。
【００６０】
つまり、型閉じ工程で樹脂圧力の測定が行われた場合（一般にＴｘの設定値が長い場合）では、良品信号または不良信号が、圧力測定実行後のＰＭＣ用ＣＰＵ１８の次の処理周期で直ちに出力されるのである。
【００６１】
そして、良品信号または不良信号を出力したＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、信号出力状態記憶フラグＦ４を０にリセットし（ステップＴ２７）、再び、ステップＴ１〜ステップＴ６のループ処理を開始し、ＰＭＣ用ＣＰＵ２５からの型閉じ完了信号や射出完了信号および計量完了信号を受けて前記した通りのシーケンス制御を実施して、１成形サイクルの処理を終了する。良否判別信号が出力されてから当該成形サイクルで成形された製品がエジェクトされるまでには少なくとも射出および計量の各工程があるので、製品振り分け装置の作動余裕時間は十分に保証される。なお、この成形サイクルで射出される溶融樹脂は、それよりも１つ前の成形サイクルで計量され、その樹脂圧力の測定のみを当該成形サイクルで行われた樹脂である。
【００６２】
一方、工程記憶フラグＦ１がセットされており、樹脂圧力の測定が型開きの工程で行われた場合では、前述したステップＴ２３の判別結果が真となる。従って、このような場合では、ステップＴ８の処理で工程記憶フラグＦ１に０がセットされるまでの間、要するに、現在行っている型開き動作が完了して次の成形サイクルにおける型閉じ工程が開始されるまでの間、ステップＴ２４〜ステップＴ２７の処理はそのまま保留され、次の成形サイクルにおける型閉じ工程が開始されるまでの間、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はステップＴ１〜ステップＴ６およびステップＴ２３の判別処理を繰り返し実行することになる。
【００６３】
そして、型開きの工程が完了してＣＮＣ用ＣＰＵ２５からの型開き完了信号が入力されると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はステップＴ１の判別処理でこれを検出し、ステップＴ７の判別処理実行後（自動運転では継続フラグがセットされるためステップＴ７の判別結果は真となる）、工程記憶フラグＦ１に０をセットし（ステップＴ８）、ＰＭＣ用ＣＰＵ２５に型閉じ開始指令を出力して型閉じ工程の処理を開始させ（ステップＴ９）、測定待機フラグＦ２の値を判別する（ステップＴ５）。良否判別済み信号出力待機の状態にある現時点では測定待機フラグＦ２が０にリセットされ（ステップＴ２１参照）、また、信号出力待機フラグＦ４の値が１にセットされているので（ステップＴ２２参照）、ステップＴ５の判別結果が偽、また、これに次ぐステップＴ６の判別結果が真となる。更に、工程記憶フラグＦ１の値はステップＴ８の処理の実行に伴って０にリセットされているので、ステップＴ６に次ぐステップＴ２３の判別結果は偽となり、前記と同様にしてステップＴ２４〜ステップＴ２７の処理が実施されることになる。
【００６４】
つまり、溶融樹脂の樹脂圧力が型開き工程の実行中に測定された場合（一般にＴｘの設定値が短い場合）においては、当該成形サイクル（樹脂圧力の測定を行った成形サイクル）における型開きの完了、より厳密には、次の成形サイクルの型閉じの開始を待ってから良品信号もしくは不良信号が出力されるのである。
【００６５】
そして、信号出力状態記憶フラグＦ４に０をセットしたＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、再び、ステップＴ１〜ステップＴ６のループ処理を開始し、ＰＭＣ用ＣＰＵ２５からの型閉じ完了信号や射出完了信号および計量完了信号を受けて前記した通りのシーケンス制御を実施し、１成形サイクルのシーケンス処理を終了する。この場合も、良否判別信号が出力されてから対応する製品がエジェクトされるまでには型閉じと射出および計量の各工程があるので、製品振り分け装置の作動余裕時間は十分に保証される。なお、溶融樹脂の樹脂圧力が第Ｎ回目の成形サイクルの型開き工程の実行中に測定された場合においては、第Ｎ回目の成形サイクルで射出成形されて製品となって取り出される溶融樹脂は、第Ｎ−１回目の成形サイクルで計量され、これと同じ第Ｎ−１回目の成形サイクルで樹脂圧力の測定を行われた樹脂である。この製品の振り分けに用いられる良否判別結果は、第Ｎ−１回目の成形サイクルの型開き工程の実行中に得られたものであり、この結果が第Ｎ回目の型閉じ動作の開始時点まで持ち越され、第Ｎ回目の型閉じ動作の開始時点で初めて製品振り分け装置等の振り分け先が変更されるのである。
【００６６】
以下、連続成形作業が行われる間、１成形サイクル毎に前述と同じ処理操作が繰り返し実行され、各成形サイクルで成形されて取り出される製品の良否が判別され、実際にその成形サイクルで取り出される製品の良否に合わせて製品振り分け装置等が駆動されることになる。
【００６７】
この実施形態によれば、計量完了後次の射出開始までの期間内で樹脂圧力の検出タイミングを任意に設定することができる。従って、製品の良否に最も大きな影響を与える溶融樹脂の状態が検出されるタイミングをシリンダ１の温度条件や樹脂の種類等によって特定することさえできれば、そのタイミングをＴｘとして設定することにより、極めて確度の高い良否判別を実行することが可能である。
【００６８】
更に、サックバック完了時点に対応する計量完了後の経過時間を実験的に求めてＴｘとして設定するようにすれば、サックバック完了時点の樹脂圧力によって製品の良否を判定することができ、サックバック完了時点の樹脂圧力が製品の良否に最も大きな影響を与えるような製品の良否判別に対して有利である。無論、いずれの場合においても、許容圧力範囲の下限値および上限値を求めるためのサンプリング処理は、このＴｘの値に合わせて行う必要がある。
【００６９】
また、サックバック完了時点の樹脂圧力が製品の良否に最も大きな影響を与えると初めから分かっているような製品に対しては、何も、サックバック完了時点に対応する計量完了後の経過時間をわざわざ求めてＴｘを設定するには及ばず、サックバック完了信号の検出により、樹脂圧力の現在値Ｐを読み込んで判別処理を行うようにすればよい。
【００７０】
つまり、“計量完了後次の射出開始までの期間内で樹脂圧力検出タイミングを任意に設定する”という構成においては、計量完了後の経過時間のみがタイミングの設定要素となるのではなく、サックバック完了信号等を初めとする内部的な制御信号も、タイミング設定のための要素として適用し得るということである。無論、内部的な制御信号を用いて樹脂圧力の検出タイミングを設定する場合では、許容圧力範囲の下限値および上限値を求めるためのサンプリング処理も、この内部的な制御信号に合わせて行う必要がある。
【００７１】
【発明の効果】
本発明の製品良否判別装置は、射出開始直前の樹脂圧力を検出し、この樹脂圧力と予め設定された許容圧力範囲とを比較して製品の良否判定を行うようにしたので、計量完了位置や計量所要時間のばらつきに関わりなく、計量された溶融樹脂の状態を射出開始の直前で総合的に判断して製品の良否判別を適確に行うことができる。
【００７２】
更に、計量完了後次の射出開始までの期間内で樹脂圧力検出タイミングを任意に設定し、各成形サイクル毎に前記設定タイミングで樹脂圧力を検出し、この樹脂圧力と予め設定された許容圧力範囲とを比較して製品の良否判定を行うようにしたので、製品の良否に最も大きな影響を与える溶融樹脂の状態が検出されるタイミングに合わせて樹脂圧力の検出タイミングを設定することができる。従って、適切なタイミングに良否判別を行えば、極めて確度の高い良否判別を実行することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製品良否判別装置を備える一実施形態の射出成形機の要部を示すブロック図である。
【図２】同実施形態におけるシーケンスプログラムおよび良否判別処理の概略を示すフローチャートである。
【図３】もう１つの同実施形態におけるシーケンスプログラムおよび良否判別処理の概略を示すフローチャートである。
【図４】シーケンスプログラムおよび良否判別処理の概略を示すフローチャートの続きである。
【符号の説明】
１ シリンダ
２ スクリュー
４ 圧力検出器
１０ 制御装置
１５ サーボアンプ
１６ Ａ／Ｄ変換器
１７ 圧力モニタ用ＣＰＵ
１８ ＰＭＣ用ＣＰＵ
２０ サーボＣＰＵ
２４ 不揮発性メモリ
２５ ＣＮＣ用ＣＰＵ
Ｍ１ 射出用サーボモータ
Ｍ２ スクリュー回転用モータ

Claims (2)

1. 計量完了後スクリューを所定位置に保持する射出成形機における製品良否判別装置であって、射出開始直前の樹脂圧力を検出する手段と、該検出樹脂圧力と予め設定された許容圧力範囲とを比較する手段と、前記検出樹脂圧力が許容圧力範囲を外れていれば不良信号を出力する手段を有する射出成形機における製品良否判別装置。
2. 計量完了後スクリューを所定位置に保持する射出成形機における製品良否判別装置であって、計量完了後次の射出開始までの期間内で樹脂圧力検出タイミングを任意に設定する手段と、前記設定タイミングで樹脂圧力を検出する手段と、該検出樹脂圧力と予め設定された許容圧力範囲とを比較する手段と、前記検出樹脂圧力が許容圧力範囲を外れていれば不良信号を出力する手段を有する射出成形機における製品良否判別装置。

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