JP3609018B2

JP3609018B2 - Injection molding condition determining device, injection molding condition determining method, and program recording medium

Info

Publication number: JP3609018B2
Application number: JP2000337381A
Authority: JP
Inventors: 貴裕久保; 昭夫高藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-11-06
Filing date: 2000-11-06
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2020-11-06
Also published as: JP2002137274A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラスチック射出成形時の最適な成形時間と製品寸法精度とを得るための成形条件を効率よく求める射出成形条件決定装置および射出成形条件決定方法、並びに、射出成形条件決定処理プログラムを記録したプログラム記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プラスチック射出成形において最終的に最適な製品を得るためには、樹脂温度に代表される温度条件や保圧力に代表される圧力条件や利用する樹脂の材料特性等、様々なプラスチック射出成形に関する条件を決定する必要がある。通常、これらの条件は、実際にプラスチック射出成形機を使用して、プラスチック射出成形に関する種々の条件を変更しながら成形品の試作を繰り返し、最適な条件を決定する。あるいは、ＣＡＥ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）技術を用いてプラスチック射出成形シミュレーションを行い、プラスチック射出成形に関する最適な条件を決定するようにしている。
【０００３】
後者のように、上記ＣＡＥ技術によるプラスチック射出成形シミュレーションを用いたプラスチック射出成形に関する最適な条件を決定する「加工機械の運転条件最適化システム」が、特開平６‐９１７１５号公報に開示されている。この「加工機械の運転条件最適化システム」においては、各条件変数の水準を決めて各種加工品質を元にシミュレーションを行い、その結果から重回帰計算を行って品質に対するランクと重み付けを行った評価式を求め、その評価式に基づいて最適な条件を計算するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平６‐９１７１５号公報に開示された「加工機械の運転条件最適化システム」においては、様々な成形条件を評価する度に上記運転条件に応じた評価式を作成する必要があり、目的とする成形条件を決定するまでに手間が掛るという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、プラスチック射出成形における成形条件の決定を効率よく行うことができる射出成形条件決定装置および射出成形条件決定方法、並びに、射出成形条件決定処理プログラムを記録したプログラム記録媒体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の発明は、射出成形時における最適な樹脂温度と保圧力とを決定する射出成形条件決定装置であって、上記樹脂温度と保圧力とで成る成形条件が格納される成形条件格納手段と、上記成形条件格納部に格納された成形条件に基づいて樹脂流動解析を行って樹脂流動解析結果を得る樹脂流動解析手段と、上記樹脂流動解析結果に基づいて樹脂の収縮率解析を行って収縮率解析結果を得る収縮率解析手段と、目的関数｛（「上記樹脂流動解析結果に基づく成形時間」×「第１定数」）＋（｜「上記収縮率解析結果に基づく収縮率」−「目標収縮率」｜×「第２定数」）｝の値を計算する目的関数計算手段と、上記目的関数の値を小さくするように，上記成形条件格納部に格納されている上記樹脂温度と保圧力との少なくとも一方の値を変更する成形条件変更手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
上記構成によれば、目的関数の値の算出と、この算出値を小さくするような上記樹脂温度と保圧力との値の少なくとも一方の変更とが行われる。したがって、例えば、上記目的関数の値が所定値以下になるかあるいは目的関数の演算回数が予め設定された上限値を越えるまで、上記成形条件の値を変更しながら上記目的関数の演算を繰り返すことによって、製品の寸法精度が目標とする寸法精度に近くて且つ可能な限り短い時間で成形できる最適な射出成形条件が簡単に効率よく決定されるのである。
【０００８】
また、第２の発明は、射出成形時における最適な樹脂温度と保圧力とを決定する射出成形条件決定方法であって、成形条件格納部に格納された上記樹脂温度と保圧力とで成る成形条件に基づいて樹脂流動解析を行って樹脂流動解析結果を得るステップと、上記樹脂流動解析結果に基づいて樹脂の収縮率解析を行って収縮率解析結果を得るステップと、目的関数｛（「上記樹脂流動解析結果に基づく成形時間」×「第１定数」）＋（｜「上記収縮率解析結果に基づく収縮率」−「目標収縮率」｜×「第２定数」）｝の値を計算するステップと、上記目的関数の値を小さくするように，上記成形条件格納部に格納されている上記樹脂温度と保圧力との少なくとも一方の値を変更するステップを備えたことを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、目的関数の値の算出と、この算出値を小さくするような上記樹脂温度と保圧力との値の少なくとも一方の変更とが行われる。したがって、例えば、上記目的関数の値が所定値以下になるかあるいは目的関数の演算回数が予め設定された上限値を越えるまで、上記成形条件の値を変更しながら上記目的関数の演算を繰り返すことによって、製品の寸法精度が目標とする寸法精度に近くて且つ可能な限り短い時間で成形できる最適な射出成形条件が簡単に効率よく決定されるのである。
【００１０】
また、上記第２の発明の射出成形条件決定方法は、上記樹脂流動解析および収縮率解析を，複数の金型夫々の複数箇所に対して行い、上記目的関数の計算時には，上記全金型の複数箇所から得られた総ての成形時間の最大値を上記成形時間として用い，上記各金型内の複数箇所から得られた収縮率の平均値と上記目標収縮率との差の絶対値の全金型に関する合計値を上記収縮率と目標収縮率との差の絶対値として用いることが望ましい。
【００１１】
上記構成によれば、多数個取り平板金型への射出成形のように、複数の金型に同時に射出成形を行う場合でも、各製品の寸法精度が目標とする寸法精度に近くて且つ可能な限り短い時間で成形できる最適な射出成形条件が決定される。
【００１２】
また、第３の発明のプログラム記録媒体は、コンピュータを、請求項１に記載の成形条件格納手段，樹脂流動解析手段，収縮率解析手段，目的関数計算手段および成形条件変更手段として機能させる射出成形条件決定処理プログラムが記録されたことを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、請求項１に係る発明の場合と同様に、例えば、上記目的関数の値が所定値以下になるかあるいは目的関数の演算回数が予め設定された上限値を越えるまで、上記成形条件の値を変更しながら上記目的関数の演算を繰り返すことによって、製品の寸法精度が目標とする寸法精度に近くて且つ可能な限り短い時間で成形できる最適な射出成形条件が簡単に効率よく決定される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の射出成形条件決定装置における構成を示すブロック図である。図１において、初期設定部１は、目的関数の計算を行うための各種パラメータを設定する。樹脂流動解析部２は、初期設定部１によって設定された各種パラメータを用いて、シミュレーションによって充填時間および予想冷却時間を計算し、上記充填時間および予想冷却時間を含む樹脂流動解析結果を樹脂流動解析結果データ格納部３に格納する。そうすると、充填時間・予想冷却時間取得部４は、上記樹脂流動解析結果データを用いて、目的関数の計算に必要な充填時間と予想冷却時間とを取得する。そして、得られた充填時間および予想冷却時間を充填時間・予想冷却時間データ格納部５に格納する。
【００１５】
収縮率解析部６は、上記予想冷却時間を用いて収縮率を解析し、収縮率解析結果を収縮率解析結果データ格納部７に格納する。そして、収縮率取得部８は、収縮率解析結果を用いて目的関数の計算に必要な収縮率を取得し、収縮率データ格納部９に格納する。そうすると、目的関数計算部１０は、充填時間・予想冷却時間データ格納部５に格納された充填時間および予想冷却時間と、収縮率データ格納部９に格納された収縮率とを用いて、目的関数を計算する。
【００１６】
目的関数改善判定部１１は、上記目的関数計算部１０によって計算された目的関数の値が改善されているか否かを判定して、判定結果を終了判定部１２に送出する。そうすると、終了判定部１２は、目的関数改善判定部１１からの判定結果に応じて、目的関数の演算結果に基づく成形条件（樹脂温度および保圧力）決定の終了判定を行なう。そして、判定結果を設計変数変更部１３に送出する。そうすると、設計変数変更部１３は、終了判定部１２からの判定結果に応じて、設計変数データ格納部１４に格納されている設計変数を変更する。そうすると、設計値変更部１５は、設計変数データ格納部１４に格納されている変更後の設計変数に基づいて設計値を変更し、設計値データ格納部１６の内容を更新する。尚、上記設計値データ格納部１６内の設計値（樹脂温度および保圧力）は、樹脂流動解析部２によって、次の充填時間および予想冷却時間の計算の際に使用される。
【００１７】
上記構成を有する射出成形条件決定装置によって成形条件が決定されるプラスチック射出成形は、例えば、図２に示すような多数個取り平板金型への射出成形を対象としているものとする。図２において、２１，２２，２３は金型であり、２４，２５，２６はサブランナーであり、２７はメインランナーである。
【００１８】
射出成形機（図示せず）から射出された溶融樹脂は、上記メインランナー２７から各サブランナー２４，２５，２６に分岐して流動し、各金型２１，２２，２３に充填されて固化する。その際に、成形品の製品寸法精度を保ち、且つ、生産面において有利になるように最適な時間で成形を完了することが重要である。
【００１９】
そこで、本実施の形態においては、上記金型２１の奥における一方の隅ＰＡ１と他方の隅ＰＡ２，金型２２の奥における一方の隅ＰＢ１と他方の隅ＰＢ２，金型２３の奥における一方の隅ＰＣ１と他方の隅ＰＣ２の合計６箇所における成形品の収縮率が一定の範囲に収まるように上記溶融樹脂の温度と保圧力とを最適化手法によって変更し、充填開始から成形品取り出しまでに必要な時間と充填完了後の成形品の製品寸法精度とを評価対象として、最適な成形条件を求めるのである。
【００２０】
具体的には、上記樹脂温度と保圧力の２つの要素を引数として、様々な事例に適応が可能な評価式を利用することによって、成形条件の決定に関する計算の効率を上げるのである。すなわち、プラスチック射出成形において、上記樹脂温度の変化を元に計算される充填開始から成形品取り出しまでに必要な成形時間と、上記保圧力の変化を元に計算される充填完了後の成形品の製品寸法精度とを、評価基準として用いた目的関数を上記評価式とする。そして、上記目的関数を最適化手法によって計算することによって、最適な成形条件の決定を行うのである。
【００２１】
上記目的関数は、上記溶融樹脂の温度と保圧力とを設計変数として、式（１）で表される。

式（１）において、ｔは樹脂温度であり、ｐは保圧力である。また、Ｗ_１，Ｗ_２は、各項への重み付けを表す任意の定数である。また、Ｔｉｍｅ（ｔ）は、総ての金型に樹脂が充填されるまでの時間である充填時間と、充填された樹脂が冷却するまでの時間である予想冷却時間との和である成形時間である。また、Ｓｈ_０は、目標とする製品寸法精度を表す目標収縮率である。また、Ｓｈ_ｉ（ｐ）は、ｉ番目の金型における樹脂の収縮率の平均値である。また、ｎは金型の個数である。
【００２２】
式（１）の値が小さいということは、製品の寸法精度が目標とする寸法精度に近く、且つ、成型時間が短いことを意味する。そこで、式（１）を最適化手法の目的関数として用いて、式（１）を最小とする樹脂温度ｔおよび保圧力ｐを求めれば、製品の寸法精度が目標とする寸法精度に近くて且つ可能な限り短い時間で成形することができる樹脂温度と保圧力との値を得ることができるのである。
【００２３】
以下、上記構成を有する射出成形条件決定装置によって行われる射出成形条件決定処理動作について説明する。図３は、上記最適な成形時間と製品寸法精度とを得るための樹脂温度と保圧力とで成る成形条件を決定する射出成形条件決定処理動作のフローチャートである。
【００２４】
先ず、ステップＳ１で、上記初期設定部１によって、上記目的関数の計算を実行するための各種パラメータが設定される。具体的には、上記目的関数の計算回数の上限値、設計値としての樹脂温度及び保圧力の初期値、目的関数の計算終了を判定するための終了判定値等が設定される。さらに、各格納部３，５，７，９，１４，１６がクリアされる。尚、上記樹脂温度および保圧力の初期値は、クリア後の設計値データ格納部１６に格納される。
【００２５】
ステップＳ２で、上記樹脂流動解析部２によって、境界条件の設定が行われ、図２に示す製品設計データ対して、設計値データ格納部１６に格納された設計値に基づいて樹脂流動および保圧の解析（以下、単に樹脂流動解析と言う）が行われる。そして、得られた樹脂流動解析結果が樹脂流動解析結果データ格納部３に格納される。ステップＳ３で、充填時間・予想冷却時間取得部４によって、上記樹脂流動解析結果に基づいて充填時間および予想冷却時間が取得される。
【００２６】
図４は、上記充填時間・予想冷却時間取得部４が予想冷却時間を取得するために用いる樹脂流動解析結果データの内容の一部である。簡単に説明すると、１，２行目には樹脂流動解析部２の情報が、３，４行目にはデータ項目が、５行目にはその単位が表示されている。上記データ項目は、列方向に左から、剪断速度，剪断応力，流動方向，等価粘度，固化率，収縮率，密度，予想冷却時間，等価剪断速度，等価剪断応力である。そして、６行目以降に、解析から得られた結果が３行単位でメッシュに対するエレメント（要素）毎に上記のデータ項目の順序で表示されている。尚、３行単位で出力されるデータにおける１行目の左側に表示された２つの数字が、何れのエレメントのデータであるかを表すエレメント番号である。
【００２７】
上記充填時間・予想冷却時間取得部４は、図４に示す樹脂流動解析結果データ内における金型２１のＰＡ１・ＰＡ２，金型２２のＰＢ１・ＰＢ２および金型２３のＰＣ１・ＰＣ２に相当するエレメント番号が付与されている６個の予想冷却時間データを読み込む。そして、その中で最も大きな値（すなわち、最も長い予想冷却時間）を当該樹脂温度での予想冷却時間として取得するのである。
【００２８】
図５は、上記充填時間・予想冷却時間取得部４が充填時間を取得するために用いる樹脂流動解析結果データの内容の一部である。充填時間・予想冷却時間取得部４は、図５示す樹脂流動解析結果データ内における７行目に表示されたデータ項目「Ａｃｔｕａｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎｔｉｍｅ」のデータ値を読み、これを当該樹脂温度での充填時間として取得するのである。
【００２９】
尚、上記予想冷却時間データを読み込むエレメントは、図２に示す上記ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＣ１，ＰＣ２に相当する６個のエレメントに限定されることはなく、成形対象に応じた任意の場所に相当するエレメントを選択すればよい。
【００３０】
ステップＳ４で、上記収縮率解析部６によって、上記取得された充填時間および予想冷却時間のうちの予想冷却時間を用いて、収縮率を算出するための収縮率解析が行われる。そして、得られた収縮率解析結果が収縮率解析結果データ格納部７に格納される。ステップＳ５で、収縮率取得部８によって、収縮率解析結果に基づいて収縮率が取得され、収縮率データ格納部９に格納される。
【００３１】
図６は、上記収縮率取得部８が収縮率を取得する際に用いる収縮率解析結果データの内容の一部である。本実施の形態における収縮率解析結果データのデータ項目は、図４に示す樹脂流動解析結果データのデータ項目と同一である。但し、その値は異なっている。
【００３２】
上記収縮率取得部８は、図６に示す収縮率解析結果データ内における金型２１のＰＡ１・ＰＡ２，金型２２のＰＢ１・ＰＢ２および金型２３のＰＣ１・ＰＣ２に相当するエレメント番号が付与されている６個の収縮率データを読み込む。そして、上記ＰＡ１の収縮率とＰＡ２の収縮率との平均値を、当該保圧力での金型２１における樹脂の収縮率として取得する。また、ＰＢ１の収縮率とＰＢ２の収縮率との平均値を、当該保圧力での金型２２における樹脂の収縮率として取得する。また、上記ＰＣ１の収縮率とＰＣ２の収縮率との平均値を、当該保圧力での金型２３における樹脂の収縮率として取得するのである。
【００３３】
尚、上記収縮率データを読み込むエレメントは、図２に示す上記ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＣ１，ＰＣ２に相当するエレメントに限定されることはなく、成形対象に応じた任意の場所に相当するエレメントを選択すればよい。
【００３４】
ステップＳ６で、上記目的関数計算部１０によって、上記取得された充填時間，予想冷却時間および収縮率が目的関数である式（１）に代入されて、式（１）の値が計算される。すなわち、上記式（１）におけるＴｉｍｅ（ｔ）に、上記ステップＳ３において取得された当該樹脂温度での充填時間と予想冷却時間との和が代入される。また、図２に示す射出成形の場合にはｎ＝３であり、Ｓｈ_１（ｐ）には、上記ステップＳ５において取得された当該保圧力での金型２１における樹脂の収縮率（ＰＡ１の収縮率とＰＡ２の収縮率の平均値）が代入される。また、Ｓｈ_２（ｐ）には、当該保圧力での金型２２における樹脂の収縮率が代入される。また、Ｓｈ_３（ｐ）には、当該保圧力での金型２３における樹脂の収縮率が代入される。尚、目標収縮率Ｓｈ_０は、目標とする製品寸法精度から求められる。但し、その求め方は従来より公知であり、詳細な説明は省略する。
【００３５】
ステップＳ７で、上記目的関数改善判定部１１によって、上記ステップＳ６において算出された目的関数の値と作業メモリ（図示せず）に格納されている前回算出された目的関数の値とが比較され、目的関数の値が改善されているか否かが判別される。その結果、改善されている（今回の値の方が前回の値より小さいか、前回の目的関数の値が存在しない）場合にはステップＳ８に進む。一方、改善されていない場合はステップＳ１０に進む。ステップＳ８で、終了判定部１２によって、これまで行われた目的関数の計算回数が上記ステップＳ１において設定された上限値を越えたか否かが判別される。その結果、超えていなければステップＳ９に進む。一方、越えている場合には、上記ステップＳ６における目的関数計算の際に用いられた樹脂温度と保圧力との値、つまり設計値データ格納部１６に格納されている設計値が、最適成形条件であると確定されて射出成形条件決定処理動作を終了する。
【００３６】
ステップＳ９で、上記終了判定部１２によって、上記ステップＳ６において算出された目的関数の値が上記ステップＳ１において設定された終了判定値以下であるか否かが判別される。その結果、上記終了判定値以下である場合には、設計値データ格納部１６に格納されている設計値（樹脂温度と保圧力との値）が最適成形条件であると確定されて射出成形条件決定処理動作を終了する。一方、上記終了判定値以下でない場合にはステップＳ１３に進む。
【００３７】
ステップＳ１０で、上記目的関数の値が改善されていないので、上記目的関数改善判定部１１によって、上記ステップＳ６における目的関数計算の際に用いた樹脂温度と保圧力との値は最適成形条件とは成り得ないとして、設計値データ記憶部１６に記憶されている樹脂温度と保圧力との値で成る設計値が、上記作業メモリに待避されている前回の目的関数計算の際に用いた設計値に戻される。ステップＳ１１で、終了判定部１２によって、これまで実行された目的関数の計算回数が上記上限値を越えたか否かが判別される。その結果、超えていなければステップＳ１２に進む。一方、越えている場合には、前回目的関数の値を算出した際に用いられた設計値、つまり設計値データ格納部１６に戻された設計値が、最適成形条件であると確定されて射出成形条件決定処理動作を終了する。
【００３８】
ステップＳ１２で、上記設計変数変更部１３によって、設計変数データ格納部１４に格納されている設計変数データが変更される。ここで、上記設計変数は、樹脂温度または保圧力の何れか一方である。そして、前回変更された設計変数が樹脂温度である場合は、今回変更する設計変数を保圧力とする。また、前回変更された設計変数が保圧力である場合またはこれまで設計変数を変更していない場合は、今回変更する設計変数を樹脂温度とする。つまり、設計変数変更部１３は、設計変数データ格納部１４の内容が「樹脂温度」である場合は「保圧力」に変更する一方、記憶内容が「保圧力」であるか空欄である場合は「樹脂温度」に変更するのである。
【００３９】
ステップＳ１３で、上記設計値変更部１５によって、設計変数データ格納部１４に格納されている設計変数データに基づいて設計値が変更される。そして、変更後の設計値によって設計値データ格納部１６の内容が更新される。ここで、変更される設計値は樹脂温度あるいは保圧力の何れかであり、設計変数データ格納部１４の内容が「保圧力」である場合には、樹脂温度と保圧力とで成る設計値のうち保圧力のみが変更される。一方、上記内容が「樹脂温度」である場合には樹脂温度のみが変更される。したがって、これまで設計値を変更していない場合には樹脂温度が変更されることになる。
【００４０】
ここで、上記設計値データ格納部１６の更新に際しては、更新前の設計値は上記作業メモリに待避される。そして、上記ステップＳ７において、上記目的関数の値が改善されていないと判別された場合に、上記ステップＳ１０において、この待避されている設計値が設計値データ格納部１６に戻されるのである。
【００４１】
尚、上記設計値を変更するに際して、現実的な設計値を得るためには、変更可能範囲を予め設定しておくことが望ましい。例えば、上記樹脂温度に関しては、変更の下限値を樹脂の流動が止まる流動停止温度にする。また、保圧力に関しては、充填完了時における金型内での最大圧力と保圧力との差が一定の基準値内に収まるように設定するのである。ところで、上記ステップＳ１３における設計値の変更量は、上記目的関数の値を下げるように予め設定されていることは言うまでもない。
【００４２】
こうして、上記ステップＳ１３において設計値が変更されると上記ステップＳ２にリターンし、更新後の設計値データ格納部１６の内容に基づいて、上記充填時間，予想冷却時間および収縮率の取得、目的関数の計算、目的関数値の改善の可否判定、各種判定値との比較、設計値の変更が行われる。そして、上記ステップＳ８あるいはステップＳ１１において目的関数の計算回数が上記上限値を越えたと判定されるか、上記ステップＳ９において目的関数の値が上記終了判定値以下であると判定されると、射出成形条件決定処理動作を終了するのである。
【００４３】
こうして、上記樹脂温度の値及び保圧力の値を変更しながら、式（１）に示す目的関数の計算を繰り返して上記終了判定値以下になる値を求めることによって、予め指定した寸法精度に近い寸法精度を保ちながら短時間で製品を成形することができる樹脂温度と保圧力とで成る設計値を求めることができるのである。
【００４４】
上述したように、本実施の形態においては、上記樹脂流解析部２によって、設計値データ格納部１６に格納された樹脂温度および保圧力を用いて樹脂流動解析を行い、充填時間・予想冷却時間取得部４によって、上記樹脂流動解析結果に基づいて当該樹脂温度での充填時間と予想冷却時間とを得る。また、収縮率解析部６によって、上記得られた予想冷却時間を用いて収縮率解析を行い、収縮率取得部８によって、上記収縮率解析結果に基づいて当該保圧力での収縮率を得る。そして、目的関数計算部１０によって、式（１）に示す目的関数に当該樹脂温度での充填時間および予想冷却時間と当該保圧力での収縮率とを代入して値を得、この値が予め設定された終了判定値以下でない場合には、設計値変更部１５によって設計値データ格納部１６の樹脂温度あるいは保圧力の値を変更する。こうして、上記目的関数の値が上記終了判定値以下になるかあるいは目的関数の演算回数が上限値を越えるまで、上記樹脂温度および保圧力の値を変更しながら上記目的関数の演算を繰り返すようにしている。
【００４５】
すなわち、本実施の形態においては、最適化手法により上記目的関数値を小さくする上記樹脂温度および保圧力の値を求めることによって、製品の寸法精度が目標とする寸法精度に近くて且つ可能な限り短い時間で成形することができる樹脂温度と保圧力との値を得ることができるのである。その際に、上記目的関数として、プラスチック射出成形において成形条件を決定する重要な要因である樹脂の流動性に影響を与える樹脂温度と製品寸法精度に影響を与える保圧力とを引数として、様々な事例に適用可能な評価式を用いている。したがって、様々な成形条件を評価する度に評価式を作成する必要がなく、目的とする成形条件を簡単に効率よく決定することができるのである。
【００４６】
ところで、上記各実施の形態における樹脂流解析部２，収縮率解析部６，目的関数計算部１０，設計値変更部１５および設計値データ格納部１６による上記樹脂流動解析手段，収縮率解析手段，目的関数計算手段，成形条件変更手段および成形条件格納手段としての機能は、プログラム記録媒体に記録された射出成形条件決定処理プログラムによって実現される。上記実施の形態における上記プログラム記録媒体は、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）でなるプログラムメディアである。または、外部補助記憶装置に装着されて読み出されるプログラムメディアであってもよい。尚、何れの場合においても、上記プログラムメディアから射出成形条件決定処理プログラムを読み出すプログラム読み出し手段は、上記プログラムメディアに直接アクセスして読み出す構成を有していてもよいし、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）（図示せず）に設けられたプログラム記憶エリアにダウンロードし、上記プログラム記憶エリアにアクセスして読み出す構成を有していてもよい。尚、上記プログラムメディアから上記ＲＡＭのプログラム記憶エリアにダウンロードするためのダウンロードプログラムは、予め本体装置に格納されているものとする。
【００４７】
ここで、上記プログラムメディアとは、本体側と分離可能に構成され、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピーディスク，ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ（コンパクトディスク）−ＲＯＭ，ＭＯ（光磁気）ディスク，ＭＤ（ミニディスク），ＤＶＤ（ディジタルビデオディスク）等の光ディスクのディスク系、ＩＣ（集積回路）カードや光カード等のカード系、マスクＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ（紫外線消去型ＲＯＭ），ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去型ＲＯＭ），フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系を含めた、固定的にプログラムを坦持する媒体である。
【００４８】
また、上記実施の形態における射出成形条件決定装置は、モデムを備えてインターネットを含む通信ネットワークと接続可能な構成を有していてもよい。その場合には、上記プログラムメディアは、通信ネットワークからのダウンロード等によって流動的にプログラムを坦持する媒体であっても差し支えない。尚、その場合における上記通信ネットワークからダウンロードするためのダウンロードプログラムは、予め本体装置に格納されているものとする。あるいは、別の記録媒体からインストールされるものとする。
【００４９】
尚、上記記録媒体に記録されるものはプログラムのみに限定されるものではなく、データも記録することが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、第１の発明の射出成形条件決定装置は、樹脂流動解析手段によって成形条件格納部に格納された成形条件に基づいて樹脂流動解析を行い、その樹脂流動解析結果に基づいて収縮率解析手段によって樹脂の収縮率解析を行い、目的関数計算手段によって、目的関数｛（「上記樹脂流動解析結果に基づく成形時間」×「第１定数」）＋（｜「上記収縮率解析結果に基づく収縮率」−「目標収縮率」｜×「第２定数」）｝の値を計算し、成形条件変更手段によって上記目的関数の値を小さくするように上記成形条件格納部の樹脂温度と保圧力との少なくとも一方の値を変更するので、例えば、上記目的関数の値が所定値以下になるかあるいは目的関数の演算回数が予め設定された上限値を越えるまで、上記成形条件の変更と目的関数の演算とを繰り返すことによって、製品の寸法精度が目標とする寸法精度に近くて且つ可能な限り短い時間で成形できる最適な射出成形条件を決定できる。
【００５１】
その際に、上記目的関数として、プラスチック射出成形において成形条件を決定する重要な要因である樹脂温度（樹脂の流動性に影響を与える）と保圧力（製品寸法精度に影響を与える）とを引数として様々な事例に適用可能な評価式を用いている。したがって、種々の成形条件を評価する度に評価式を作成する必要がなく、目的とする成形条件を簡単に効率よく決定することができるのである。
【００５２】
また、第２の発明の射出成形条件決定方法は、成形条件格納部に格納された樹脂温度と保圧力とで成る成形条件に基づいて樹脂流動解析を行い、この樹脂流動解析結果に基づいて樹脂の収縮率解析を行い、目的関数｛（「上記樹脂流動解析結果に基づく成形時間」×「第１定数」）＋（｜「上記収縮率解析結果に基づく収縮率」−「目標収縮率」｜×「第２定数」）｝の値を計算し、上記目的関数の値を小さくするように上記成形条件格納部の樹脂温度と保圧力との少なくとも一方の値を変更するので、例えば、上記目的関数の値が所定値以下になるかあるいは目的関数の演算回数が予め設定された上限値を越えるまで、上記成形条件の変更と目的関数の演算とを繰り返すことによって、製品の寸法精度が目標とする寸法精度に近くて且つ可能な限り短い時間で成形できる最適な射出成形条件を決定できる。
【００５３】
その際に、上記目的関数として、プラスチック射出成形において成形条件を決定する重要な要因である樹脂温度（樹脂の流動性に影響を与える）と保圧力（製品寸法精度に影響を与える）とを引数として様々な事例に適用可能な評価式を用いている。したがって、種々の成形条件を評価する度に評価式を作成する必要がなく、目的とする成形条件を簡単に効率よく決定することができるのである。
【００５４】
また、上記第２の発明の射出成形条件決定方法は、上記樹脂流動解析及び収縮率解析を複数の金型夫々の複数箇所に対して行い、上記目的関数の計算時には、上記全金型の複数箇所から得られた総ての成形時間の最大値を上記成形時間として用い、上記各金型内の複数箇所から得られた収縮率の平均値と上記目標収縮率との差の絶対値の全金型に関する合計値を上記収縮率と目標収縮率との差の絶対値として用いれば、複数の金型に同時に射出成形を行う場合でも、各製品の寸法精度が目標とする寸法精度に近くて且つ可能な限り短い時間で成形できる最適な射出成形条件を決定することができる。
【００５５】
また、第３の発明のプログラム記録媒体は、コンピュータを、請求項１に記載の成形条件格納手段，樹脂流動解析手段，収縮率解析手段，目的関数計算手段および成形条件変更手段として機能させる射出成形条件決定処理プログラムを記録しているので、請求項１に係る発明の場合と同様に、例えば、上記目的関数の値が所定値以下になるかあるいは目的関数の演算回数が予め設定された上限値を越えるまで、上記成形条件の値を変更しながら上記目的関数の演算を繰り返すことによって、製品の寸法精度が目標とする寸法精度に近くて且つ可能な限り短い時間で成形できる最適な射出成形条件を、簡単に効率よく決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の射出成形条件決定装置におけるブロック図である。
【図２】多数個取り平板金型への射出成形の説明図である。
【図３】射出成形条件決定処理動作のフローチャートである。
【図４】予想冷却時間を取得するための樹脂流動解析結果データの一例を示す図である。
【図５】充填時間を取得するための樹脂流動解析結果データの一例を示す図である。
【図６】収縮率を取得するための収縮率解析結果データの一例を示す図である。
【符号の説明】
１…初期設定部、
２…樹脂流動解析部、
３…樹脂流動解析結果データ格納部、
４…充填時間・予想冷却時間取得部、
５…充填時間・予想冷却時間データ格納部、
６…収縮率解析部、
７…収縮率解析結果データ格納部、
８…収縮率取得部、
９…収縮率データ格納部、
１０…目的関数計算部、
１１…目的関数改善判定部、
１２…終了判定部、
１３…設計変数変更部、
１４…設計変数データ格納部、
１５…設計値変更部、
１６…設計値データ格納部、
２１，２２，２３…金型、
２４，２５，２６…サブランナー、
２７…メインランナー。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention records an injection molding condition determination device, an injection molding condition determination method, and an injection molding condition determination processing program that efficiently obtain molding conditions for obtaining an optimal molding time and product dimensional accuracy during plastic injection molding. Related to the program recording medium.
[0002]
[Prior art]
In general, in order to finally obtain an optimal product in plastic injection molding, various plastic injection molding such as temperature conditions typified by resin temperature, pressure conditions typified by holding pressure, and material properties of the resin to be used are related. It is necessary to determine the conditions. Normally, these conditions are determined by repeating trial manufacture of a molded product while actually changing various conditions relating to plastic injection molding using a plastic injection molding machine. Alternatively, a plastic injection simulation is performed using a CAE (Computer Aided Engineering) technique to determine the optimum conditions for plastic injection molding.
[0003]
As in the latter case, a “processing machine operating condition optimization system” that determines the optimum conditions for plastic injection molding using plastic injection simulation by the CAE technique is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-91715. . In this "machining machine operating condition optimization system", the level of each condition variable is determined and simulations are performed based on various machining qualities, and the results are used to perform multiple regression calculations and rank and weight the quality. An expression is obtained, and an optimum condition is calculated based on the evaluation expression.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the “processing machine operating condition optimization system” disclosed in the above Japanese Patent Laid-Open No. 6-91715, it is necessary to create an evaluation formula corresponding to the operating conditions every time various molding conditions are evaluated. There is a problem that it takes time to determine the target molding conditions.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an injection molding condition determining apparatus and an injection molding condition determining method capable of efficiently determining molding conditions in plastic injection molding, and a program recording medium recording an injection molding condition determining processing program. It is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first invention is an injection molding condition determining device for determining an optimum resin temperature and holding pressure at the time of injection molding, wherein a molding condition comprising the resin temperature and holding pressure is stored. Molding condition storage means, resin flow analysis means for performing resin flow analysis based on the molding conditions stored in the molding condition storage section to obtain a resin flow analysis result, and resin flow analysis based on the resin flow analysis result. A shrinkage rate analyzing means for performing shrinkage rate analysis and obtaining a shrinkage rate analysis result, and an objective function {(“molding time based on the resin flow analysis result” × “first constant”) + (| Based on the objective function calculation means for calculating the value of the “based shrinkage rate” − “target shrinkage rate” | × “second constant”)}, and stored in the molding condition storage unit so as to reduce the value of the objective function. The resin temperature and holding pressure are small. A molding condition changing means for changing at least one of the values is provided.
[0007]
According to the above configuration, the value of the objective function is calculated, and at least one of the values of the resin temperature and the holding pressure is changed to reduce the calculated value. Therefore, for example, the calculation of the objective function is repeated while changing the value of the molding condition until the value of the objective function becomes a predetermined value or less or the number of calculation of the objective function exceeds a preset upper limit value. Thus, the optimum injection molding conditions that allow the molding to be molded in a time as short as possible while the dimensional accuracy of the product is close to the target dimensional accuracy are simply and efficiently determined.
[0008]
Further, the second invention is an injection molding condition determining method for determining an optimum resin temperature and holding pressure at the time of injection molding, wherein the molding includes the resin temperature and holding pressure stored in the molding condition storage unit. Performing a resin flow analysis based on the conditions to obtain a resin flow analysis result; performing a resin shrinkage analysis based on the resin flow analysis result to obtain a shrinkage analysis result; and an objective function {( Molding time based on resin flow analysis result ”×“ first constant ”) + (|“ shrinkage based on the shrinkage analysis result ”−“ target shrinkage ”| ×“ second constant ”)} And a step of changing at least one of the resin temperature and the holding pressure stored in the molding condition storage unit so as to reduce the value of the objective function.
[0009]
According to the above configuration, the value of the objective function is calculated, and at least one of the resin temperature and the holding pressure is changed so as to reduce the calculated value. Therefore, for example, the calculation of the objective function is repeated while changing the value of the molding condition until the value of the objective function becomes a predetermined value or less or the number of calculation of the objective function exceeds a preset upper limit value. Therefore, the optimum injection molding conditions that allow the molding to be molded in the shortest possible time with the dimensional accuracy of the product close to the target dimensional accuracy can be determined easily and efficiently.
[0010]
In the injection molding condition determination method according to the second aspect of the invention, the resin flow analysis and the shrinkage rate analysis are performed for a plurality of locations of each of a plurality of molds, and when calculating the objective function, The maximum value of all molding times obtained from a plurality of locations is used as the molding time, and the absolute value of the difference between the average value of the shrinkage rates obtained from the plurality of locations in each mold and the target shrinkage rate is calculated. It is desirable to use the total value for all molds as the absolute value of the difference between the shrinkage rate and the target shrinkage rate.
[0011]
According to the above configuration, the dimensional accuracy of each product is close to the target dimensional accuracy and possible even when performing injection molding simultaneously on a plurality of dies, such as injection molding to a multi-cavity flat plate mold. Optimal injection molding conditions that can be molded in as short a time are determined.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a program recording medium for injection molding that causes a computer to function as the molding condition storage means, the resin flow analysis means, the shrinkage rate analysis means, the objective function calculation means, and the molding condition change means according to claim 1. A condition determination processing program is recorded.
[0013]
According to the above configuration, as in the case of the invention according to claim 1, for example, until the value of the objective function is equal to or less than a predetermined value or the number of operations of the objective function exceeds a preset upper limit value, By repeating the calculation of the objective function while changing the value of the molding condition, the optimal injection molding condition that allows the molding to be molded in the shortest possible time and the dimensional accuracy of the product is easy and efficient. It is determined.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the injection molding condition determining apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, an initial setting unit 1 sets various parameters for calculating an objective function. The resin flow analysis unit 2 uses the various parameters set by the initial setting unit 1 to calculate the filling time and the expected cooling time by simulation, and the resin flow analysis result including the filling time and the expected cooling time is resin flow analysis. Store in the result data storage unit 3. Then, the filling time / expected cooling time acquisition unit 4 acquires the filling time and the expected cooling time necessary for calculating the objective function using the resin flow analysis result data. Then, the obtained filling time and expected cooling time are stored in the filling time / expected cooling time data storage unit 5.
[0015]
The shrinkage rate analysis unit 6 analyzes the shrinkage rate using the predicted cooling time, and stores the shrinkage rate analysis result in the shrinkage rate analysis result data storage unit 7. Then, the contraction rate acquisition unit 8 acquires a contraction rate necessary for calculating the objective function using the contraction rate analysis result, and stores it in the contraction rate data storage unit 9. Then, the objective function calculation unit 10 uses the filling time and the expected cooling time stored in the filling time / expected cooling time data storage unit 5 and the shrinkage rate stored in the shrinkage rate data storage unit 9 to use the objective function. Calculate
[0016]
The objective function improvement determination unit 11 determines whether or not the value of the objective function calculated by the objective function calculation unit 10 has been improved, and sends the determination result to the end determination unit 12. Then, the end determination unit 12 determines the end of the molding condition (resin temperature and holding pressure) determination based on the calculation result of the objective function according to the determination result from the objective function improvement determination unit 11. Then, the determination result is sent to the design variable changing unit 13. Then, the design variable change unit 13 changes the design variable stored in the design variable data storage unit 14 according to the determination result from the end determination unit 12. Then, the design value changing unit 15 changes the design value based on the changed design variable stored in the design variable data storage unit 14 and updates the contents of the design value data storage unit 16. The design values (resin temperature and holding pressure) in the design value data storage unit 16 are used by the resin flow analysis unit 2 when calculating the next filling time and expected cooling time.
[0017]
The plastic injection molding in which the molding conditions are determined by the injection molding condition determination apparatus having the above configuration is intended for injection molding into a multi-cavity flat plate mold as shown in FIG. In FIG. 2,

numerals

21, 22, and 23 are molds,

numerals

24, 25, and 26 are sub-runners, and numeral 27 is a main runner.
[0018]
Molten resin injected from an injection molding machine (not shown) branches and flows from the main runner 27 to the

sub runners

24, 25, and 26, and is filled in the

molds

21, 22, and 23 to be solidified. . At that time, it is important to complete the molding in an optimum time so as to maintain the product dimensional accuracy of the molded product and to be advantageous in production.
[0019]
Therefore, in the present embodiment, one corner PA1 and the other corner PA2 in the back of the mold 21 and one corner PB1 and the other corner PB2 in the back of the mold 22 The temperature and holding pressure of the molten resin are changed by an optimization method so that the contraction rate of the molded product in the total of the corner PC1 and the other corner PC2 is within a certain range, and from the start of filling to the removal of the molded product. The optimum molding conditions are obtained by evaluating the required time and the product dimensional accuracy of the molded product after filling.
[0020]
Specifically, the efficiency of calculation regarding the determination of molding conditions is increased by using an evaluation formula that can be applied to various cases using the two elements of the resin temperature and the holding pressure as arguments. That is, in plastic injection molding, the molding time required from the start of filling to the removal of the molded product calculated based on the change in the resin temperature and the molded product after completion of the filling calculated based on the change in the holding pressure are calculated. The objective function using the product dimensional accuracy as an evaluation criterion is defined as the above evaluation formula. Then, the optimum molding condition is determined by calculating the objective function by an optimization method.
[0021]
The objective function is expressed by equation (1) with the temperature and holding pressure of the molten resin as design variables.

In the formula (1), t is the resin temperature and p is the holding pressure. W ₁ , W ₂ Is an arbitrary constant representing the weighting of each term. Also, Time (t) is a molding time that is the sum of the filling time, which is the time until all the molds are filled with resin, and the expected cooling time, which is the time until the filled resin is cooled. It is. In addition, Sh ₀ Is a target shrinkage rate that represents the target product dimensional accuracy. In addition, Sh _i (P) is an average value of the shrinkage ratio of the resin in the i-th mold. N is the number of molds.
[0022]
A small value of equation (1) means that the dimensional accuracy of the product is close to the target dimensional accuracy and the molding time is short. Therefore, if equation (1) is used as the objective function of the optimization method to obtain the resin temperature t and holding pressure p that minimize equation (1), the dimensional accuracy of the product is close to the target dimensional accuracy and The values of the resin temperature and the holding pressure that can be molded in as short a time as possible can be obtained.
[0023]
Hereinafter, an injection molding condition determination processing operation performed by the injection molding condition determination apparatus having the above configuration will be described. FIG. 3 is a flowchart of an injection molding condition determination processing operation for determining a molding condition composed of a resin temperature and a holding pressure for obtaining the optimum molding time and product dimensional accuracy.
[0024]
First, in step S1, the initial setting unit 1 sets various parameters for executing the calculation of the objective function. Specifically, the upper limit value of the number of times of calculation of the objective function, the initial values of the resin temperature and the holding pressure as design values, the end determination value for determining the end of calculation of the objective function, and the like are set. Further, the

storage units

3, 5, 7, 9, 14, and 16 are cleared. The initial values of the resin temperature and the holding pressure are stored in the design value data storage unit 16 after being cleared.
[0025]
In step S2, boundary conditions are set by the resin flow analysis unit 2 and the resin flow and pressure holding are performed based on the design values stored in the design value data storage unit 16 for the product design data shown in FIG. (Hereinafter, simply referred to as resin flow analysis). Then, the obtained resin flow analysis result is stored in the resin flow analysis result data storage unit 3. In step S3, the filling time / expected cooling time acquisition unit 4 acquires the filling time and the expected cooling time based on the resin flow analysis result.
[0026]
FIG. 4 shows a part of the content of the resin flow analysis result data used by the filling time / expected cooling time acquisition unit 4 to acquire the expected cooling time. Briefly, information of the resin flow analysis unit 2 is displayed on the first and second lines, data items are displayed on the third and fourth lines, and the unit is displayed on the fifth line. The data items are, from the left in the column direction, shear rate, shear stress, flow direction, equivalent viscosity, solidification rate, shrinkage rate, density, expected cooling time, equivalent shear rate, and equivalent shear stress. From the sixth line onward, the results obtained from the analysis are displayed in the order of the above data items for each element (element) for the mesh in units of three lines. Note that the two numbers displayed on the left side of the first row in the data output in units of three rows are element numbers indicating which element data.
[0027]
The filling time / expected cooling time acquisition unit 4 corresponds to elements PA1 and PA2 of the mold 21 and PB1 and PB2 of the mold 22 and PC1 and PC2 of the mold 23 in the resin flow analysis result data shown in FIG. The six expected cooling time data assigned numbers are read. Then, the largest value (that is, the longest expected cooling time) is acquired as the expected cooling time at the resin temperature.
[0028]
FIG. 5 shows a part of the content of the resin flow analysis result data used by the filling time / expected cooling time acquisition unit 4 to acquire the filling time. The filling time / expected cooling time acquisition unit 4 reads the data value of the data item “Actual injection time” displayed on the seventh line in the resin flow analysis result data shown in FIG. 5 and fills it with the filling time at the resin temperature. It is acquired as.
[0029]
The elements for reading the expected cooling time data are not limited to the six elements corresponding to PA1, PA2, PB1, PB2, PC1 and PC2 shown in FIG. What is necessary is just to select the element corresponding to a place.
[0030]
In step S <b> 4, the shrinkage rate analysis unit 6 performs shrinkage rate analysis for calculating the shrinkage rate using the expected cooling time of the acquired filling time and expected cooling time. Then, the obtained shrinkage rate analysis result is stored in the shrinkage rate analysis result data storage unit 7. In step S <b> 5, the contraction rate acquisition unit 8 acquires the contraction rate based on the contraction rate analysis result and stores it in the contraction rate data storage unit 9.
[0031]
FIG. 6 shows a part of the content of the contraction rate analysis result data used when the contraction rate acquisition unit 8 acquires the contraction rate. The data items of the shrinkage rate analysis result data in the present embodiment are the same as the data items of the resin flow analysis result data shown in FIG. However, the values are different.
[0032]
The contraction rate acquisition unit 8 is assigned element numbers corresponding to PA1 and PA2 of the mold 21 and PB1 and PB2 of the mold 22 and PC1 and PC2 of the mold 23 in the contraction rate analysis result data shown in FIG. 6 contraction rate data are read. And the average value of the shrinkage rate of PA1 and the shrinkage rate of PA2 is acquired as the shrinkage rate of the resin in the mold 21 at the holding pressure. Moreover, the average value of the shrinkage rate of PB1 and the shrinkage rate of PB2 is acquired as the shrinkage rate of the resin in the mold 22 at the holding pressure. Further, the average value of the shrinkage rate of PC1 and the shrinkage rate of PC2 is acquired as the shrinkage rate of the resin in the mold 23 at the holding pressure.
[0033]
The element for reading the shrinkage rate data is not limited to the elements corresponding to the PA1, PA2, PB1, PB2, PC1, and PC2 shown in FIG. 2, and corresponds to an arbitrary place corresponding to the molding object. Select an element.
[0034]
In step S6, the objective function calculation unit 10 substitutes the acquired filling time, expected cooling time, and shrinkage rate into equation (1), which is the objective function, and calculates the value of equation (1). That is, the sum of the filling time and the expected cooling time at the resin temperature obtained in step S3 is substituted for Time (t) in the above equation (1). In the case of injection molding shown in FIG. 2, n = 3, and Sh ₁ In (p), the shrinkage ratio of the resin in the mold 21 at the holding pressure acquired in step S5 (an average value of the shrinkage ratio of PA1 and the shrinkage ratio of PA2) is substituted. In addition, Sh ₂ In (p), the shrinkage ratio of the resin in the mold 22 at the holding pressure is substituted. In addition, Sh ₃ In (p), the shrinkage ratio of the resin in the mold 23 at the holding pressure is substituted. The target shrinkage rate Sh ₀ Is obtained from the target product dimensional accuracy. However, the method of obtaining it is conventionally known, and detailed description thereof is omitted.
[0035]
In step S7, the objective function improvement determination unit 11 compares the objective function value calculated in step S6 with the previously calculated objective function value stored in the working memory (not shown). It is determined whether or not the value of the objective function has been improved. As a result, if the result is improved (the current value is smaller than the previous value or the previous objective function value does not exist), the process proceeds to step S8. On the other hand, if not improved, the process proceeds to step S10. In step S8, the end determination unit 12 determines whether or not the number of objective function calculations performed so far exceeds the upper limit set in step S1. As a result, if not exceeded, the process proceeds to step S9. On the other hand, if it exceeds, the values of the resin temperature and the holding pressure used in the objective function calculation in step S6, that is, the design values stored in the design value data storage unit 16, are the optimum molding conditions. And the injection molding condition determination processing operation is terminated.
[0036]
In step S9, the end determination unit 12 determines whether or not the value of the objective function calculated in step S6 is less than or equal to the end determination value set in step S1. As a result, if it is equal to or less than the end determination value, the design value (value of resin temperature and holding pressure) stored in the design value data storage unit 16 is determined as the optimum molding condition, and the injection molding condition The decision processing operation is terminated. On the other hand, if it is not less than the end determination value, the process proceeds to step S13.
[0037]
Since the value of the objective function has not been improved in step S10, the values of the resin temperature and holding pressure used in the objective function calculation in step S6 by the objective function improvement determination unit 11 are the optimum molding conditions. The design value composed of the resin temperature and the holding pressure value stored in the design value data storage unit 16 is stored in the design memory, and the design used in the previous objective function calculation saved in the working memory. Returned to value. In step S <b> 11, the end determination unit 12 determines whether or not the number of objective function calculations executed so far exceeds the upper limit. As a result, if not exceeded, the process proceeds to step S12. On the other hand, if it exceeds, the design value used when the value of the objective function was calculated last time, that is, the design value returned to the design value data storage unit 16 is determined to be the optimum molding condition and injected. The molding condition determination processing operation is terminated.
[0038]
In step S12, the design variable data stored in the design variable data storage unit 14 is changed by the design variable change unit 13. Here, the design variable is either the resin temperature or the holding pressure. And when the design variable changed last time is resin temperature, the design variable changed this time is made into holding pressure. If the design variable changed last time is the holding pressure or if the design variable has not been changed so far, the design variable to be changed this time is set as the resin temperature. In other words, the design variable changing unit 13 changes to “holding pressure” when the content of the design variable data storage unit 14 is “resin temperature”, while the stored content is “holding pressure” or blank. It is changed to “resin temperature”.
[0039]
In step S13, the design value changing unit 15 changes the design value based on the design variable data stored in the design variable data storage unit 14. Then, the contents of the design value data storage unit 16 are updated with the changed design value. Here, the design value to be changed is either the resin temperature or the holding pressure. When the content of the design variable data storage unit 14 is “holding pressure”, the design value consisting of the resin temperature and the holding pressure is Only the holding pressure is changed. On the other hand, when the content is “resin temperature”, only the resin temperature is changed. Therefore, when the design value has not been changed so far, the resin temperature is changed.
[0040]
Here, when the design value data storage unit 16 is updated, the design value before the update is saved in the working memory. When it is determined in step S7 that the value of the objective function has not been improved, the saved design value is returned to the design value data storage unit 16 in step S10.
[0041]
When changing the design value, it is desirable to set a changeable range in advance in order to obtain a realistic design value. For example, regarding the resin temperature, the lower limit value of the change is set to the flow stop temperature at which the resin flow stops. Further, the holding pressure is set so that the difference between the maximum pressure in the mold and the holding pressure at the completion of filling is within a certain reference value. Incidentally, it goes without saying that the change amount of the design value in step S13 is set in advance so as to lower the value of the objective function.
[0042]
Thus, when the design value is changed in the step S13, the process returns to the step S2, and based on the contents of the updated design value data storage unit 16, the filling time, the expected cooling time and the shrinkage rate are obtained, the objective function Calculation, objective function value improvement determination, comparison with various determination values, and design value change. When it is determined in step S8 or step S11 that the number of objective function calculations exceeds the upper limit value, or in step S9, it is determined that the value of the objective function is equal to or less than the end determination value, injection molding. The condition determination processing operation is terminated.
[0043]
Thus, while changing the value of the resin temperature and the value of the holding pressure, the calculation of the objective function shown in the equation (1) is repeated to obtain a value that is equal to or less than the end determination value, which is close to the dimensional accuracy specified in advance. It is possible to obtain a design value composed of a resin temperature and a holding pressure capable of forming a product in a short time while maintaining dimensional accuracy.
[0044]
As described above, in the present embodiment, the resin flow analysis unit 2 performs the resin flow analysis using the resin temperature and the holding pressure stored in the design value data storage unit 16, and the filling time / expected cooling time. The acquisition unit 4 obtains the filling time and the expected cooling time at the resin temperature based on the resin flow analysis result. Further, the shrinkage rate analysis unit 6 performs the shrinkage rate analysis using the obtained expected cooling time, and the shrinkage rate acquisition unit 8 obtains the shrinkage rate at the holding pressure based on the shrinkage rate analysis result. Then, the objective function calculation unit 10 obtains a value by substituting the filling time and the expected cooling time at the resin temperature and the shrinkage rate at the holding pressure into the objective function shown in the equation (1), and this value is calculated in advance. If it is not less than the set end determination value, the design value change unit 15 changes the resin temperature or the holding pressure value in the design value data storage unit 16. In this way, the calculation of the objective function is repeated while changing the resin temperature and the holding pressure value until the value of the objective function is equal to or less than the end determination value or the number of calculation of the objective function exceeds the upper limit value. ing.
[0045]
That is, in the present embodiment, the dimensional accuracy of the product is as close as possible to the target dimensional accuracy and as much as possible by obtaining the resin temperature and holding pressure values that reduce the objective function value by an optimization method. The values of the resin temperature and the holding pressure that can be molded in a short time can be obtained. At that time, as the above objective function, there are various arguments with the resin temperature that affects the fluidity of the resin, which is an important factor in determining the molding conditions in plastic injection molding, and the holding pressure that affects the dimensional accuracy of the product as arguments. An evaluation formula applicable to the case is used. Therefore, it is not necessary to create an evaluation formula each time various molding conditions are evaluated, and the target molding conditions can be determined easily and efficiently.
[0046]
By the way, the resin flow analysis unit, the contraction rate analysis unit, the shrinkage rate analysis unit 6, the objective function calculation unit 10, the design value change unit 15, and the design value data storage unit 16 in the above embodiments, The functions as the objective function calculating means, the molding condition changing means, and the molding condition storage means are realized by an injection molding condition determination processing program recorded on a program recording medium. The program recording medium in the above embodiment is a program medium composed of a ROM (Read Only Memory). Alternatively, it may be a program medium that is loaded into an external auxiliary storage device and read out. In any case, the program reading means for reading the injection molding condition determination processing program from the program medium may have a configuration in which the program medium is directly accessed and read, or a RAM (random access memory). ) (Not shown) may be downloaded to a program storage area, and the program storage area may be accessed and read. It is assumed that a download program for downloading from the program medium to the program storage area of the RAM is stored in advance in the main unit.
[0047]
Here, the program medium is configured to be separable from the main body side, and is a tape system such as a magnetic tape or a cassette tape, a magnetic disk such as a floppy disk or a hard disk, or a CD (compact disk) -ROM or MO (magneto-optical). Disc, optical disc such as MD (mini disc), DVD (digital video disc), card system such as IC (integrated circuit) card and optical card, mask ROM, EPROM (ultraviolet erasable ROM), EEPROM (electrical This is a medium that carries a fixed program, including a semiconductor memory system such as an erasable ROM) and a flash ROM.
[0048]
Moreover, the injection molding condition determination apparatus in the above embodiment may have a configuration that includes a modem and can be connected to a communication network including the Internet. In that case, the program medium may be a medium that carries the program in a fluid manner by downloading from a communication network or the like. In this case, it is assumed that a download program for downloading from the communication network is stored in the main device in advance. Or it shall be installed from another recording medium.
[0049]
Note that what is recorded on the recording medium is not limited to the program, and data can also be recorded.
[0050]
【The invention's effect】
As is clear from the above, the injection molding condition determination device of the first invention performs the resin flow analysis based on the molding conditions stored in the molding condition storage unit by the resin flow analysis means, and based on the resin flow analysis results. The shrinkage analysis of the resin is performed by the shrinkage analysis means, and the objective function {("molding time based on the resin flow analysis result" x "first constant") + (| " The shrinkage rate based on the result "-" target shrinkage rate "| ×" second constant ")} is calculated, and the resin temperature of the molding condition storage unit is set so as to reduce the value of the objective function by the molding condition changing means. Since the value of at least one of the holding function and the holding pressure is changed, for example, the molding condition is changed until the value of the objective function is equal to or less than a predetermined value or the number of operations of the objective function exceeds a preset upper limit value. When By repeating the calculation of the objective function, it is possible to determine the optimum injection molding conditions in which the dimensional accuracy of the product is close to the target dimensional accuracy and can be molded in the shortest possible time.
[0051]
At that time, as the above objective function, arguments of resin temperature (which affects resin flowability) and holding pressure (which affects product dimensional accuracy), which are important factors in determining molding conditions in plastic injection molding, are arguments. The evaluation formula applicable to various cases is used. Therefore, it is not necessary to create an evaluation formula each time various molding conditions are evaluated, and the target molding conditions can be determined easily and efficiently.
[0052]
The injection molding condition determination method according to the second aspect of the invention performs a resin flow analysis based on a molding condition consisting of a resin temperature and a holding pressure stored in a molding condition storage unit, and a resin flow analysis based on the resin flow analysis result. The shrinkage rate analysis of the objective function {("molding time based on the resin flow analysis result" x "first constant") + (| "shrinkage rate based on the shrinkage rate analysis result"-"target shrinkage rate" | X "second constant")} is calculated, and at least one of the resin temperature and the holding pressure in the molding condition storage unit is changed so as to reduce the value of the objective function. By repeatedly changing the molding conditions and calculating the objective function until the value of the function falls below a predetermined value or the number of times the objective function is calculated exceeds the preset upper limit, the dimensional accuracy of the product is targeted. Close to possible dimensional accuracy Optimal injection molding conditions that can be molded in as short a time as possible can be determined.
[0053]
At that time, as the above objective function, arguments of resin temperature (which affects resin flowability) and holding pressure (which affects product dimensional accuracy), which are important factors in determining molding conditions in plastic injection molding, are arguments. The evaluation formula applicable to various cases is used. Therefore, it is not necessary to create an evaluation formula each time various molding conditions are evaluated, and the target molding conditions can be determined easily and efficiently.
[0054]
In the injection molding condition determination method according to the second aspect of the invention, the resin flow analysis and the shrinkage rate analysis are performed on a plurality of locations of each of a plurality of molds. The maximum value of all the molding times obtained from the locations is used as the molding time, and the absolute value of the difference between the average value of the shrinkage rate obtained from a plurality of locations in each mold and the target shrinkage rate is calculated. If the total value for the mold is used as the absolute value of the difference between the shrinkage rate and the target shrinkage rate, the dimensional accuracy of each product is close to the target dimensional accuracy even when performing simultaneous injection molding on multiple dies. In addition, it is possible to determine optimum injection molding conditions that can be molded in as short a time as possible.
[0055]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a program recording medium for injection molding that causes a computer to function as the molding condition storage means, the resin flow analysis means, the shrinkage rate analysis means, the objective function calculation means, and the molding condition change means according to claim 1. Since the condition determination processing program is recorded, as in the case of the invention according to claim 1, for example, the value of the objective function is not more than a predetermined value, or the upper limit value in which the number of operations of the objective function is set in advance. Optimal injection molding conditions in which the dimensional accuracy of the product is close to the target dimensional accuracy and can be molded in the shortest possible time by changing the value of the molding condition until the value exceeds Can be determined easily and efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an injection molding condition determining apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of injection molding into a multi-cavity flat plate mold.
FIG. 3 is a flowchart of an injection molding condition determination processing operation.
FIG. 4 is a diagram showing an example of resin flow analysis result data for obtaining an expected cooling time.
FIG. 5 is a diagram showing an example of resin flow analysis result data for obtaining a filling time.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of shrinkage rate analysis result data for obtaining a shrinkage rate.
[Explanation of symbols]
1 ... Initial setting section,
2 ... Resin flow analysis part,
3. Resin flow analysis result data storage unit,
4 ... filling time / expected cooling time acquisition unit,
5. Storage unit for filling time / expected cooling time,
6 ... Shrinkage rate analysis unit,
7: Shrinkage rate analysis result data storage unit,
8: Shrinkage rate acquisition unit,
9: Shrinkage rate data storage unit,
10 ... Objective function calculation part,
11 ... Objective function improvement determination unit,
12 ... end determination unit,
13: Design variable changing section,
14: Design variable data storage unit,
15 ... design value change part,
16: Design value data storage unit,
21, 22, 23 ... molds,
24, 25, 26 ... sub runners,
27 ... Main runner.

Claims

射出成形時における最適な樹脂温度と保圧力とを決定する射出成形条件決定装置であって、
上記樹脂温度と保圧力とで成る成形条件が格納される成形条件格納手段と、
上記成形条件格納部に格納された成形条件に基づいて樹脂流動解析を行って樹脂流動解析結果を得る樹脂流動解析手段と、
上記樹脂流動解析結果に基づいて樹脂の収縮率解析を行って収縮率解析結果を得る収縮率解析手段と、
上記樹脂流動解析結果に基づく成形時間および第１定数の積と、上記収縮率解析結果に基づく収縮率と目標収縮率との差の絶対値および第２定数の積との和を求める目的関数の値を計算する目的関数計算手段と、
上記目的関数の値を小さくするように、上記成形条件格納部に格納されている上記樹脂温度と保圧力との少なくとも一方の値を変更する成形条件変更手段を備えたことを特徴とする射出成形条件決定装置。An injection molding condition determination device for determining an optimal resin temperature and holding pressure at the time of injection molding,
Molding condition storage means for storing molding conditions consisting of the resin temperature and holding pressure;
Resin flow analysis means for performing a resin flow analysis based on the molding conditions stored in the molding condition storage unit to obtain a resin flow analysis result;
A shrinkage rate analysis means for obtaining a shrinkage rate analysis result by performing a shrinkage rate analysis of the resin based on the resin flow analysis result,
The objective function for obtaining the sum of the product of the molding time and the first constant based on the resin flow analysis result, the absolute value of the difference between the shrinkage rate and the target shrinkage based on the shrinkage analysis result, and the product of the second constant An objective function calculating means for calculating a value;
Injection molding characterized by comprising molding condition changing means for changing at least one of the resin temperature and the holding pressure stored in the molding condition storage section so as to reduce the value of the objective function Condition determining device.

射出成形時における最適な樹脂温度と保圧力とを決定する射出成形条件決定方法であって、
成形条件格納部に格納された上記樹脂温度と保圧力とで成る成形条件に基づいて樹脂流動解析を行って樹脂流動解析結果を得るステップと、
上記樹脂流動解析結果に基づいて樹脂の収縮率解析を行って収縮率解析結果を得るステップと、
上記樹脂流動解析結果に基づく成形時間および第１定数の積と、上記収縮率解析結果に基づく収縮率と目標収縮率との差の絶対値および第２定数の積との和を求める目的関数の値を計算するステップと、
上記目的関数の値を小さくするように、上記成形条件格納部に格納されている上記樹脂温度と保圧力との少なくとも一方の値を変更するステップを備えたことを特徴とする射出成形条件決定方法。An injection molding condition determination method for determining an optimum resin temperature and holding pressure at the time of injection molding,
Performing resin flow analysis based on molding conditions composed of the resin temperature and holding pressure stored in the molding condition storage unit to obtain a resin flow analysis result;
Performing a shrinkage analysis of the resin based on the resin flow analysis result to obtain a shrinkage analysis result;
The objective function for obtaining the sum of the product of the molding time and the first constant based on the resin flow analysis result, the absolute value of the difference between the shrinkage rate and the target shrinkage based on the shrinkage analysis result, and the product of the second constant Calculating a value;
An injection molding condition determination method comprising a step of changing at least one of the resin temperature and the holding pressure stored in the molding condition storage unit so as to reduce the value of the objective function .

請求項２に記載の射出成形条件決定方法において、
上記樹脂流動解析および収縮率解析は、複数の金型夫々の複数箇所に対して行い、
上記目的関数の計算時には、上記全金型の複数箇所から得られた総ての成形時間の最大値を上記成形時間として用い、上記各金型内の複数箇所から得られた収縮率の平均値と上記目標収縮率との差の絶対値の全金型に関する合計値を上記収縮率と目標収縮率との差の絶対値として用いることを特徴とする射出成形条件決定方法。In the injection molding condition determination method according to claim 2,
The resin flow analysis and shrinkage rate analysis are performed on a plurality of locations of each of a plurality of molds,
When calculating the objective function, the maximum value of all molding times obtained from a plurality of locations of the entire mold is used as the molding time, and the average value of the shrinkage rate obtained from the plurality of locations in each mold. A method for determining an injection molding condition, wherein a total value of all the absolute values of the difference between the shrinkage rate and the target shrinkage rate is used as an absolute value of the difference between the shrinkage rate and the target shrinkage rate.

コンピュータを、
請求項１に記載の成形条件格納手段，樹脂流動解析手段，収縮率解析手段，目的関数計算手段および成形条件変更手段
として機能させる射出成形条件決定処理プログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータ読出し可能なプログラム記録媒体。Computer
A computer-readable recording medium storing an injection molding condition determination processing program for functioning as molding condition storage means, resin flow analysis means, shrinkage rate analysis means, objective function calculation means, and molding condition change means according to claim 1. Possible program recording media.