JP4068493B2 - 射出成形機の監視装置及び監視方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の監視装置及び監視方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、モータを駆動することによって所定の機械装置としての成形機、例えば、射出成形機を作動させる場合、該射出成形機に異常が発生したかどうかを判断するために監視装置が配設されるようになっている。
【0003】
すなわち、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を、金型装置のキャビティ空間に充填(てん)し、該キャビティ空間内において冷却し、固化させることによって成形品を成形するようになっている。そのために、前記金型装置は固定金型及び可動金型を備え、型締装置のトグル機構を作動させることによって前記可動金型を進退させ、前記固定金型に対して接離させることにより、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【0004】
そして、前記トグル機構を作動させる手段としてモータを使用するようにした電動式の型締装置においては、前記モータのコイルに電流を供給し、モータを駆動することによって回転を発生させ、該回転による回転運動を、例えば、ボールねじによって直進運動に変換し、該直進運動を前記トグル機構に伝達するようにしている。そのために、前記モータの出力軸と、ボールねじを構成するボールナット及びボールねじ軸のうちの一方、例えば、ボールねじ軸とを連結し、かつ、前記トグル機構を構成するクロスヘッドと前記ボールナットとを連結するとともに、出力軸の回転をボールねじ軸に伝達することによって、ボールナットを進退させ、前記クロスヘッドを進退させるようになっている。
【0005】
また、前記モータを駆動するために制御部が配設され、該制御部の型開閉処理手段は、型開閉処理を行うことによって、例えば、型閉じ時における可動プラテンを前進させる速度を表すモータの回転速度、すなわち、モータ回転速度を制御したり、型締め時における型締力を表すモータのトルク、すなわち、モータトルクを制御したりする。
【0006】
そのために、目標となるモータトルクを表す目標モータトルクが設定され、前記コイルに供給される電流が電流センサによって検出される。そして、前記制御部は、前記目標モータトルク及び検出された電流、すなわち、検出電流を読み込み、目標モータトルク及び検出電流に基づいてフィードバック制御を行い、前記モータに供給される電流を制御する。
【0007】
ところで、型閉じ時に、固定金型と可動金型との間に異物が挟まれることがあるが、その場合、前記モータを駆動し続けると、金型装置、トグル機構、モータ等が損傷する恐れがある。そこで、監視装置が配設され、該監視装置は、前記検出電流に基づいて所定の電流検出値を算出し、該電流検出値に基づいて射出成形機を監視するようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
図2は従来の型締装置におけるモータ回転速度及び電流検出値の関係を示すタイムチャート、図3は従来の監視装置における基準電流値及び電流検出値の関係を示すタイムチャートである。
【0009】
図示されないモータは、型閉じが開始されるのに伴って加速され、所定の目標モータトルクに従って、一定の速度で高速で駆動させられて可動プラテンが前進させられた後、減速させられて、可動金型が固定金型に当接(型タッチ)させられると、所定の型締力が発生するようにトグル機構を伸ばすために、加減速が行われて停止させられる。このとき、モータ回転速度は、例えば、図2の線L1で示されるように変化する。すなわち、モータ回転速度は、タイミングt0で零(0)から所定の加速度で高くなり、タイミングt1で一定になり、タイミングt2で所定の減速度で低くなり、タイミングt3で一定になり、タイミングt4で型タッチが行われ、その後、タイミングt5までの間で加減速が行われて、最終的にタイミングt5で零になる。
【0010】
これに伴って、電流検出値は、図2の線L2で示されるように変化する。そこで、図3に示されるように、モータ回転速度が所定の加速度で高くなっている間に想定される電流検出値の最大値ipに基づいて基準電流値αが設定され、前記監視装置は、電流検出値に基づいて射出成形機を監視し、電流検出値が基準電流値αより大きくなったかどうかを判断し、電流検出値が基準電流値αより大きくなると、射出成形機に異常が発生したと判断する。
【0011】
【特許文献1】
特開平1−159228号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の監視装置においては、例えば、タイミングt0からt1までの間のように、モータ回転速度が所定の加速度で高くなる場合は、電流検出値が大きくなるので、射出成形機に異常が発生したかどうかを判断することができるが、タイミングt1からt4までの間のように、モータ回転速度が一定であったり、所定の減速度で低くなったりする場合は、電流検出値が小さくなるので、電流検出値と基準電流値αとの差が大きくなってしまう。
【0013】
したがって、タイミングt1からt4までの間に固定金型と可動金型との間に異物が挟まれて、電流検出値が大きくなっても、射出成形機に異常が発生したかどうかを判断することが困難になってしまう。
【0014】
そこで、想定される電流検出値に基づいて基準電流値をパターン化し、電流検出値が時間の経過と共に変化する基準電流値α(t)より大きくなると、射出成形機に異常が発生したと判断する監視装置が考えられる。
【0015】
図4は従来の他の監視装置における基準電流値及び電流検出値の関係を示すタイムチャートである。
【0016】
この場合、線L2で示される電流検出値に対応させて、線L3で示されるような基準電流値α(t)が設定される。したがって、タイミングt1からt4までの間のように、モータ回転速度が一定であったり、所定の減速度で低くなったりして、電流検出値が小さくなる場合でも、電流検出値と基準電流値α(t)との差が大きくならない。
【0017】
その結果、タイミングt1からt4までの間に固定金型と可動金型との間に異物が挟まれて、電流検出値が大きくなった場合に、射出成形機に異常が発生したと確実に判断することができる。
【0018】
ところが、実際の電流検出値には、跳上り、高周波成分、時間のずれ等によるノイズが発生してしまうので、射出成形機に異常が発生したと誤って判断してしまうことがある。
【0019】
図5は従来の監視装置における異常の判断状態を示す第1の図、図6は従来の監視装置における異常の判断状態を示す第2の図である。
【0020】
図において、L2は電流検出値を示す線、L3は基準電流値α(t)を示す線、L4、L5は実際の電流検出値を示す線、L6は基準電流値α(t)をパターン化する際に想定された電流検出値を示す線である。
【0021】
図5におけるタイミングt0からt1までの間、タイミングt3からt4までの間等のように、電流検出値が大きくなった後、一定になるときに、オーバシュートによる跳上りm1、m2が発生することがあるが、それに伴って電流検出値が基準電流値α(t)より大きくなることがある。さらに、算出された電流検出値には、高周波成分m3が多く含まれるので、電流検出値が基準電流値α(t)より大きくなることがある。
【0022】
また、型締装置の機械的なガタ等によって、図6に示されるように、実際の電流検出値と、想定される電流検出値との間に時間のずれが発生することがあり、その場合、実際の電流検出値が基準電流値α(t)より大きくなることがある。
【0023】
このように、跳上りm1、m2、高周波成分m3、時間のずれ等によってノイズが発生し、電流検出値が基準電流値α(t)より大きくなると、固定金型と可動金型との間に異物が挟まれていないにもかかわらず、射出成形機に異常が発生したと誤って判断してしまうことがある。
【0024】
本発明は、前記従来の監視装置の問題点を解決して、射出成形機に異常が発生したかどうかを確実に判断することができる射出成形機の監視装置及び監視方法を提供することを目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の射出成形機の監視装置においては、射出成形機の作動を試行したときの監視指標を時系列パターンで取得する監視指標取得処理手段と、前記時系列パターンで取得された監視指標のうちの特定区間における最大値を算出する特定値算出処理手段と、前記射出成形機の作動を複数回試行したときの、各試行ごとの特定区間における最大値のうちの最大値を算出する最大値算出処理手段とを有する。
そして、該最大値算出処理手段によって算出された最大値に基づいて、射出成形機に異常が発生したかどうかが判断される。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、機械装置としての射出成形機について説明する。
【0035】
図1は本発明の実施の形態における監視装置の機能ブロック図である。
【0036】
図において、54は射出成形機の監視値を設定するための監視指標を時系列パターンで取得する監視指標取得処理手段としての監視値算出部、92は前記時系列パターンで取得された監視指標のうちの特定値を算出する特定値算出処理手段、56は、前記射出成形機の作動を複数回試行したときの、各試行ごとの特定値のうちの最大値を算出する最大値算出処理手段としての最大値算出部、58は、前記最大値に基づいて、前記監視値を所定の式で算出する演算処理手段としての加算器である。
【0037】
図7は本発明の実施の形態における金型装置及び型締装置を示す概略図、図8は本発明の実施の形態における駆動制御装置の概念図、図9は本発明の実施の形態における制御部及びメモリのブロック図、図10は本発明の実施の形態におけるメモリ及び基準パターン作成部の動作を示すブロック図、図11は本発明の実施の形態における電流検出値及び積分値の関係を示すタイムチャート、図12は本発明の実施の形態における平均積分値を示すタイムチャート、図13は本発明の実施の形態における実績値パターン及び基準パターンの関係を示すタイムチャート、図14は本発明の実施の形態における実績値パターンと基準パターンとの差を示すタイムチャート、図15は本発明の実施の形態における複数回の試行による最大値の分布を示す図、図16は本発明の実施の形態における監視装置の動作を示すブロック図、図17は本発明の実施の形態におけるメモリの動作を示す図である。なお、図15において、横軸に試行の回数nを、縦軸に最大値Mσp(i)を採ってある。
【0038】
図7〜10において、10は型締装置、11は第1の固定部としての固定プラテン、12はベースプレート及び第2の固定部としてのトグルサポートであり、前記固定プラテン11とトグルサポート12との間に図示されないタイバーが架設される。また、14は前記固定プラテン11と対向させて配設され、前記タイバーに沿って進退(図7において左右方向に移動)自在に配設された可動部としての可動プラテンであり、前記固定プラテン11における可動プラテン14と対向する面に第1の金型としての固定金型15が、前記可動プラテン14における前記固定プラテン11と対向する面に第2の金型としての可動金型16がそれぞれ取り付けられる。なお、固定金型15及び可動金型16によって金型装置が構成される。また、前記可動プラテン14の後端 (図7において左端) には、図示されないエジェクタ装置が配設され、トグルサポート12の後端には、型締め用の駆動部としてのモータ48(M)が配設される。該モータ48は、ステータ、及び該ステータより径方向内方において回転自在に配設されたロータを備え、前記ステータはU相、V相及びW相の各コイルを備える。そして、該各コイルにU相、V相及びW相の電流IU、IV、IWを供給することによって、モータ48を駆動することができる。前記各コイルに供給される各電流IU、IV、IWのうちの電流IU、IVが電流検出部としての電流センサ26、27によって検出される。なお、本実施の形態においては、モータ48としてサーボモータが使用される。
【0039】
前記モータ48を駆動するために、駆動源としての交流の電源部42、該電源部42から供給される交流の電流を整流する整流回路28、整流された電流を平滑して直流の電流を発生させるコンデンサC、及び直流の電流を受けて各相の電流IU、IV、IWを発生させ、電流IU、IV、IWをモータ48に供給するインバータ29等が配設され、該インバータ29に、6個のスイッチング素子としてのトランジスタが配設される。
【0040】
そして、前記トグルサポート12と可動プラテン14との間には、トグル機構43が配設される。該トグル機構43は、前記トグルサポート12に対してピンp1を介して揺動自在に配設されたトグルレバー44、前記可動プラテン14の後端面(図7において左端面)に形成されたブラケット14aに対してピンp2を介して、かつ、前記トグルレバー44に対してピンp3を介して揺動自在に配設されたトグルアーム45、及び前記トグルレバー44に対してピンp4を介して、かつ、クロスヘッド41に対してピンp5を介して揺動自在に配設されたトグルレバー46を備える。なお、前記クロスヘッド41は進退自在に配設された進退部材及び移動部材として機能する。
【0041】
また、モータ48を駆動することによって発生させられた回転による回転運動を直進運動に変換し、該直進運動を前記クロスヘッド41に伝達するために運動方向変換部としてのボールねじ21が配設される。該ボールねじ21は、モータ48の出力軸35と連結された第1の変換要素としてのボールねじ軸51、及び該ボールねじ軸51と螺(ら)合させて配設され、前記クロスヘッド41に取り付けられた第2の変換要素としてのボールナット23から成る。なお、前記ボールねじ21、クロスヘッド41、モータ48等によって型締駆動装置が構成される。また、前記運動方向変換部として、ボールねじ21に代えて台形ねじ、ローラねじ等を使用することもできる。
【0042】
したがって、モータ48を駆動し、クロスヘッド41を進退させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。すなわち、型閉じ時に、制御部22の図示されない型開閉処理手段は、型開閉処理を行い、モータ48を正方向に駆動し、クロスヘッド41を前進(図7において右方向に移動)させることによって、可動プラテン14を前進させ、可動金型16を固定金型15に当接させ、型タッチを行うことができる。このようにして型閉じが行われる。これに伴って、可動金型16と固定金型15との間に図示されないキャビティ空間が形成される。
【0043】
続いて、型締め時に、前記型開閉処理手段は、前記モータ48を更に正方向に駆動すると、前記トグル機構43によってトグル倍率を乗じた型締力が発生させられ、該型締力で可動金型16を固定金型15に押し付けることができる。このようにして型締めが行われる。このとき、図示されない射出装置の射出ノズルから射出された成形材料としての樹脂が前記キャビティ空間に充填される。
【0044】
また、型開き時に、前記型開閉処理手段は、モータ48を逆方向に駆動し、クロスヘッド41を後退(図7において左方向に移動)させることによって、可動プラテン14を後退させ、可動金型16を固定金型15から離すことができる。このようにして型開きが行われる。
【0045】
ところで、前記型開閉処理手段は、例えば、型閉じ時における可動プラテン14を前進させる速度を表すモータ回転速度を制御したり、型締め時における型締力を表すモータトルクを制御したりする。
【0046】
そのために、オペレータが操作部としての操作パネル24を操作してスクリューの位置、クロスヘッド41の位置等を設定すると、前記型開閉処理手段の目標モータトルク設定処理手段としての目標モータトルク設定部30は、目標モータトルク設定処理を行い、目標となるモータトルクを表す目標モータトルクTSを設定する。そして、前記型開閉処理手段の電流指令値発生処理手段としての電流指令値発生部32は、電流指令値発生処理を行い、前記目標モータトルクTSに基づいて電流指令値ids、iqsを算出し、減算器dm、qmに送る。
【0047】
一方、前記制御部22は、検出電流iu、ivを読み込み、検出電流iu、ivに基づいて検出電流iw
iw=−iu−iv
を算出する。続いて、前記型開閉処理手段の三相二相変換処理手段としての三相二相変換部31は、三相二相変換処理を行い、検出電流iu、iv、iwをd−q座標軸上のd軸電流id及びq軸電流iqに変換し、該d軸電流id及びq軸電流iqをそれぞれ前記減算器dm、qmに送る。そして、減算器dmは電流指令値idsとd軸電流idとの偏差Δidを、減算器qmは電流指令値iqsとq軸電流iqとの偏差Δiqを前記型開閉処理手段の電圧指令値算出処理手段としての電圧指令値発生部33に送る。
【0048】
該電圧指令値発生部33は、電圧指令値算出処理を行い、前記偏差Δid、Δiqが零(0)になるように電圧指令値vds、vqsを算出する。
【0049】
続いて、前記型開閉処理手段の二相三相変換処理手段としての二相三相変換部34は、二相三相変換処理を行い、電圧指令値vds、vqsを電圧指令値vus、vvs、vwsに変換し、前記型開閉処理手段のパルス幅変調信号発生処理手段としてのパルス幅変調信号発生部36は、パルス幅変調信号発生処理を行い、電圧指令値vus、vvs、vwsに対応するパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを算出し、該パルス幅変調信号Mu、Mv、Mwをドライブ回路装置25に対して出力する。そして、該ドライブ回路装置25は前記パルス幅変調信号Mu、Mv、Mwに基づいて駆動信号を発生させ、インバータ29に送る。該インバータ29は前記駆動信号を受けて、各トランジスタをスイッチングし(オン・オフさせ)、電流IU、IV、IWを発生させる。
【0050】
ところで、型閉じ時に、固定金型15と可動金型16との間に異物が挟まれることがあるが、その場合、前記モータ48を駆動し続けると、金型装置、トグル機構43、モータ48等が損傷する恐れがある。そこで、前記検出電流iu、iv、iwに基づいて、射出成形機を監視するための監視値βが算出され、該監視値βに基づいて射出成形機に異常が発生したかどうかを判断し、異常が発生すると射出成形機を停止させるようにしている。
【0051】
そのために、前記型開閉処理手段は、通常の成形が開始される前に、あらかじめ設定された複数の回数、すなわち、n回だけ型閉じを試行する。この場合、試行は通常の成形条件で樹脂が射出された状態で行われる。なお、本実施の形態において、前記型閉じの試行は射出成形機の作動として行われる。
【0052】
そして、前記制御部22の電流検出値算出処理手段及び基礎監視指標取得処理手段としての電流検出値算出部37は、電流検出値算出処理及び基礎監視指標取得処理を行い、各型閉じの動作について、電流検出値を算出するために所定の周期で設定されたタイミング(以下「サンプリングタイミング」という。)i(i=1、2、…)ごとにd軸電流id及びq軸電流iqを読み込み、基礎監視指標としての電流検出値Is(i)(i=1、2、…)
Is(i)=√(id2 +iq2 )
を算出し、取得する。
【0053】
続いて、前記制御部22の積分処理手段としての積分器38は、積分処理を行い、型閉じ中のあらかじめ設定された所定の区間、本実施の形態においては、型閉じを開始するタイミングt0から型タッチが行われるタイミングt4までの間を特定区間とし、該特定区間中の前記電流検出値Is(i)を積分し、電流検出値Is(i)の累積値を表す積分値σIs(i)(i=1、2、…)を各サンプリングタイミングiごとに算出し、記録装置としてのメモリ39に記録する。そのために、該メモリ39にパターン記録領域55が形成され、該パターン記録領域55は、型閉じが試行された回数分、すなわち、n個の記録領域AR1、AR2、…ARnを備え、各記録領域AR1、AR2、…ARnに、試行された型閉じにおける各サンプリングタイミングiごとの積分値σIs(i)が記録される。例えば、記録領域AR1には、1回目の試行における型閉じで取得された各サンプリングタイミングiごとの積分値σIs(i)が、記録領域AR2には、2回目の試行における型閉じで取得された各サンプリングタイミングiごとの積分値σIs(i)が記録され、記録領域ARnには、n回目の試行における型閉じで取得された各サンプリングタイミングiごとの積分値σIs(i)が記録される。
【0054】
このようにして、図11に示されるように、n個(図11においては4個)の積分値σIs(i)のパターン、すなわち、積分値パターンp(i)(i=1、2、…n)(図11においては積分値パターンp1〜p4)が形成される。
【0055】
続いて、前記制御部22の平均積分処理手段としての基準パターン作成部41は、平均積分処理を行い、前記各記録領域AR1、AR2、…ARnから各サンプリングタイミングiごとの積分値σIs(i)を読み出し、該積分値σIs(i)に基づいて、図12に示されるような基準パターンPrを作成する。該基準パターンPrは、タイミングt0からt4までの特定区間における積分値パターンp(i)を平均化することによって作成される。
【0056】
そのために、前記基準パターン作成部41は、加算器q1(+)及び除算器q2(1/n)を備え、各サンプリングタイミングiごとの積分値σIs(i)の平均値、すなわち、平均積分値IA(i)(i=1、2、…n)
IA(i)=ΣσIs(i)/n
を算出し、平均積分値IA(i)のパターンを基準パターンPrとする。
【0057】
次に、前記基準パターン作成部41は、前記パターン記録領域55に形成された記録領域ARrに基準パターンPrを構成する平均積分値IA(i)を記録する。
【0058】
続いて、後述されるように、前記積分値σIs(i)及び平均積分値IA(i)に基づいて監視値βを算出し、メモリ39に記録する。
【0059】
このようにして、監視値βが算出されると、通常の成形が開始され、前記型開閉処理手段によってモータ48が駆動され、型閉じ、型締め及び型開きが行われるなかで、以下の手順に従って監視装置による異常判定が行われる。そのために、まず、型閉じが行われるのに伴って、前記特定区間においてd軸電流id及びq軸電流iqを読み込むと、前記電流検出値算出部37は、前述された手法と同じ手法で、通常の作動として型閉じが行われているときの電流検出値Is(i)を算出し、前記積分器38は、電流検出値Is(i)に基づいて積分値σIs(i)を算出し、前記基準パターン作成部41は、積分値σIs(i)に基づいて、図13に示されるような、実績の積分値パターンを表す実績値パターンpxを作成する。
【0060】
続いて、制御部22の異常判定処理手段としての異常判定部53は、異常判定処理を行い、前記メモリ39から監視値βを読み出し、実績値パターンpxと基準パターンprとを比較する。すなわち、前記異常判定部53は、実績値パターンpxの積分値σIs(i)と基準パターンprの平均積分値IA(i)との差Δσ(i)(i=1、2、…n)
Δσ(i)=σIs(i)−IA(i)
を算出し、該差Δσ(i)が前記監視値βより大きいかどうかを判断し、差Δσ(i)が監視値βより大きい場合、射出成形機に異常が発生したと判断する。
【0061】
このように、検出電流iu、iv、iwに基づいて電流検出値Is(i)が算出され、該電流検出値Is(i)の積分値σIs(i)に基づいて異常判定処理が行われるので、異常判定の際に電流検出値Is(i)に発生する高周波成分を除去することができる。したがって、異常判定処理を正確に行うことができ、射出成形機に異常が発生したかどうかを確実に判断することができる。
【0062】
また、平均積分値IA(i)に基づいて異常判定処理が行われるので、跳上がり、時間のずれ等のノイズが発生するのを一層抑制することができる。したがって、異常判定処理を一層正確に行うことができ、射出成形機に異常が発生したかどうかを一層確実に判断することができる。
【0063】
また、仮に、実績値パターンpxの積分値σIs(i)に、跳上り、時間のずれ等によってノイズが発生しても、基準パターンprの平均積分値IA(i)にも、跳上り、時間のずれ等によってノイズが発生するので、差Δσ(i)を算出するのに伴ってノイズの影響が相殺される。したがって、固定金型15と可動金型16との間に異物が挟まれていないにもかかわらず、射出成形機に異常が発生したと誤って判断してしまうことがなくなる。
【0064】
また、高周波成分を除去するために、フィルタを使用する必要がないので、射出成形機に異常が発生したかどうかの判断を行うための電流検出値Is(i)を取得する時間に遅れが発生するのを防止することができる。したがって、異常判定装置の応答性を高くすることができる。
【0065】
ところで、前記積分値σIs(i)及び平均積分値IA(i)は、いずれも電流検出値Is(i)を積分することによって得られるものであるので、物理的な意味でエネルギーを表すのに対して、積分値σIs(i)と平均積分値IA(i)との差Δσ(i)は、エネルギー差であって物理的な意味は有さず、単なる数値である。しかも、前記差Δσ(i)は、モータ48の温度の変化、機械部品の摩擦状態の変化等の経時的な変化によって変動し、収束するまでに長い時間がかかる。したがって、前記差Δσ(i)に対して監視値βを適正に設定するのが困難になってしまう。
【0066】
そこで、本実施の形態においては、制御部22の監視指標取得処理手段としての監視値算出部54は、監視指標取得処理を行い、n回の試行において取得された積分値σIs(i)と平均積分値IA(i)との各差Δσ(i)を監視指標として時系列パターンで算出して取得する。続いて、前記監視値算出部54の特定値算出処理手段92(図1)は、特定値算出処理を行い、各差Δσ(i)のうちの最大値Mσp(i)(i=1、2、…、n)を特定値として算出し、メモリ39に記録する。
【0067】
この場合、n回の試行が行われるので、図15に示されるように複数の、すなわち、n個の最大値Mσp(i)を算出し、取得することができる。なお、最大値Mσp(i)が局部的に負の値を採るとき、
Mσp(i)=0
として最大値Mσp(i)を記録する。
【0068】
本実施の形態においては、特定値として各差Δσ(i)のうちの最大値Mσp(i)を算出するようにしているが、必ずしも、最大値Mσp(i)とする必要はなく、実質的に最大値であればよい。例えば、最大値Mσp(i)を含む複数の差Δσ(i)を特定値としたり、複数の差Δσ(i)の平均値を特定値としたりすることができる。
【0069】
また、射出成形機においては、異常が発生すると、時系列パターンで取得される差Δσ(i)は、正の値を採り、しかも、監視値βより大きいときに、射出成形機に異常が発生したと判断されるようになっているが、機械装置によっては、異常が発生すると、時系列パターンで取得される差Δσ(i)が負の値を採ることが考えられる。その場合、特定値算出処理手段92は、差Δσ(i)の絶対値のうちの最大値を特定値として算出する。そして、差Δσ(i)が局部的に正の値を採る場合には、最大値を零にする。
【0070】
次に、前記監視値算出部54の最大値算出処理手段としての最大値算出部56は、最大値算出処理を行い、前記最大値Mσp(i)のうちの最大値dmaxを算出する。本実施の形態においては、図16に示されるように、n回の試行のうちの2回目から11回目までの10回の試行によって取得された最大値Mσp(i)に基づいて最大値dmaxが算出される。
【0071】
この場合、前記最大値dmaxは、各試行における最大値Mσp(i)のうちの更に最大値であるので、過去の各試行の中で正常と判断される積分値パターンp(i)が、最大値Mσp(i)の絶対値として、どれだけ大きな値を採るかを表す。
【0072】
そして、前記監視値算出部54の最大値差算出処理手段としての最大値差算出部57は、最大値差算出処理を行い、前記メモリ39から前記最大値Mσp(i)を読み出し、連続する各試行間における各最大値Mσp(i)の変化量を表す最大値差e(i)(i=1、2、…、n−1)
e(i)=Mσp(i)−Mσp(i−1)
を算出する。なお、最大値差e(i)が負の値を採るとき、
e(i)=0
とする。
【0073】
そして、前記最大値差算出部57は、前記各最大値差e(i)のうちの最大値を最大値差最大値emaxとして算出し、メモリ39に記録する。本実施の形態においては、図16に示されるように、n回の試行のうちの2回目から11回目までの10回の試行によって取得された最大値Mσp(i)に基づいて最大値差最大値emaxが算出される。なお、該最大値差最大値emaxは、最大値差e(i)のうちの最大値であるので、過去の各試行の中で正常と判断される積分値パターンp(i)が、どれだけ大きな変動を起こす可能性があるかを表す。
【0074】
そして、前記監視値算出部54の演算処理手段及び演算処理部としての加算器58は、演算処理を行い、前記メモリ39から最大値dmax及び最大値差最大値emaxを読み出し、最大値dmax及び最大値差最大値emaxに基づいて、前記監視値βを次の所定の式によって算出し、メモリ39に記録する。
【0075】
β=dmax+emax
このように、前記監視値βによって、過去の試行の中で正常と判断される積分値パターンp(i)が基準パターンprに対して最大に変動しても、異常が発生したと判断しない監視レベルを達成することができる。
【0076】
本実施の形態においては、最大値dmaxに最大値差最大値emaxを加算することによって監視値βを算出するようにしているが、最大値dmax及び最大値差最大値emaxにそれぞれ重みw1、w2を掛けて、監視値β
β=w1・dmax+w2・emax
を算出することもできる。さらに、最大値dmax及び最大値差最大値emaxを変数として、監視値β
β=f(dmax,emax)
を関数として算出することもできる。
【0077】
また、最大値差最大値emaxを算出することなく、最大値dmaxに所定の係数を乗算した値を監視値βとすることもできる。
【0078】
なお、前記メモリ39には、図17に示されるように、10回の試行によって取得された最大値Mσp(i)、最大値dmax、最大値差最大値emax、監視値β及び監視値βの初期値、すなわち、初期監視値βinを記録するためのバッファB1が形成され、該バッファB1に記録される最大値Mσp(i)の初期値は0にされ、前記初期監視値βinは30にされる。前記最大値dmaxは、所定の回数の試行が行われて最大値Mσp(i)が安定するまで、前記初期監視値βinに維持される。
【0079】
このように、最大値dmaxに基づいて監視値βを算出するようになっているので、監視値βによって、過去の各試行の中で正常と判断される積分値パターンp(i)がどれだけ大きな値を採るかを把握することができる。したがって、射出成形機に異常が発生したかどうかを確実に判断することができる。
【0080】
また、最大値dmaxに最大値差最大値emaxを加算することによって監視値βを算出するようになっているので、監視値βによって、過去の各試行の中で正常と判断される積分値パターンp(i)がどれだけ大きな値を採るかを把握することができるだけでなく、積分値パターンp(i)がどれだけ大きな変動を起こす可能性があるかを把握することができる。その結果、射出成形機に異常が発生したかどうかを確実に判断することができる。
【0081】
本実施の形態においては、型閉じが行われる際の異常判定処理について説明しているが、射出装置によって射出が行われる際、エジェクタ装置によってエジェクタピンの突出しが行われる際等の異常判定処理に適用することもできる。
【0082】
また、監視指標は、駆動部を駆動する際に得られる繰返し再現性を評価するための情報であればよく、電流検出値以外に、電圧検出値、速度検出値、位置検出値、圧力検出値等の検出値を使用して算出することができる。さらに、電流検出値、電圧検出値、速度検出値、位置検出値、圧力検出値等のうちの複数の検出値を使用することができる。
【0083】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0084】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、射出成形機の監視装置においては、射出成形機の作動を試行したときの監視指標を時系列パターンで取得する監視指標取得処理手段と、前記時系列パターンで取得された監視指標のうちの特定区間における最大値を算出する特定値算出処理手段と、前記射出成形機の作動を複数回試行したときの、各試行ごとの特定区間における最大値のうちの最大値を算出する最大値算出処理手段とを有する。
そして、該最大値算出処理手段によって算出された最大値に基づいて、射出成形機に異常が発生したかどうかが判断される。
【0085】
この場合、射出成形機の作動を複数回試行し、試行するごとに算出された各最大値のうちの最大値が算出されるので、該各最大値のうちの最大値によって、過去の各試行の中で正常と判断される監視指標の時系列パターンがどれだけ大きな値を採るかを把握することができる。
【0086】
したがって、射出成形機に異常が発生したかどうかを確実に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における監視装置の機能ブロック図である。
【図2】従来の型締装置におけるモータ回転速度及び電流検出値の関係を示すタイムチャートである。
【図3】従来の監視装置における基準電流値及び電流検出値の関係を示すタイムチャートである。
【図4】従来の他の監視装置における基準電流値及び電流検出値の関係を示すタイムチャートである。
【図5】従来の監視装置における異常の判断状態を示す第1の図である。
【図6】従来の監視装置における異常の判断状態を示す第2の図である。
【図7】本発明の実施の形態における金型装置及び型締装置を示す概略図である。
【図8】本発明の実施の形態における駆動制御装置の概念図である。
【図9】本発明の実施の形態における制御部及びメモリのブロック図である。
【図10】本発明の実施の形態におけるメモリ及び基準パターン作成部の動作を示すブロック図である。
【図11】本発明の実施の形態における電流検出値及び積分値の関係を示すタイムチャートである。
【図12】本発明の実施の形態における平均積分値を示すタイムチャートである。
【図13】本発明の実施の形態における実績値パターン及び基準パターンの関係を示すタイムチャートである。
【図14】本発明の実施の形態における実績値パターンと基準パターンとの差を示すタイムチャートである。
【図15】本発明の実施の形態における複数回の試行による最大値の分布を示す図である。
【図16】本発明の実施の形態における監視装置の動作を示すブロック図である。
【図17】本発明の実施の形態におけるメモリの動作を示す図である。
【符号の説明】
37 電流検出値算出部
38 積分器
41 基準パターン作成部
54 監視値算出部
56 最大値算出部
58 加算器
92 特定値算出処理手段
Claims (7)
- (a)射出成形機の作動を試行したときの監視指標を時系列パターンで取得する監視指標取得処理手段と、
(b)前記時系列パターンで取得された監視指標のうちの特定区間における最大値を算出する特定値算出処理手段と、
(c)前記射出成形機の作動を複数回試行したときの、各試行ごとの特定区間における最大値のうちの最大値を算出する最大値算出処理手段とを有するとともに、
(d)該最大値算出処理手段によって算出された最大値に基づいて、射出成形機に異常が発生したかどうかが判断されることを特徴とする射出成形機の監視装置。 - (a)前記最大値算出処理手段によって算出された最大値に所定の係数を乗算することにより監視値を算出する演算処理手段を有するとともに、
(b)該演算処理手段によって算出された監視値に基づいて、射出成形機に異常が発生したかどうかが判断される請求項1に記載の射出成形機の監視装置。 - 前記演算処理手段は、前記最大値算出処理手段によって算出された最大値、及び連続する各試行間における前記最大値算出処理手段によって算出された各最大値の変化量を表す最大値差に基づいて監視値を算出する請求項2に記載の射出成形機の監視装置。
- 前記演算処理手段は、前記最大値算出処理手段によって算出された最大値、及び前記各最大値差のうちの最大値を表す最大値差最大値に基づいて監視値を算出する請求項3に記載の射出成形機の監視装置。
- 前記演算処理手段は、前記最大値算出処理手段によって算出された最大値に最大値差最大値を加算した値を監視値とする請求項4に記載の射出成形機の監視装置。
- (a)前記射出成形機の作動を試行したときの基礎監視指標を取得する基礎監視指標取得処理手段と、
(b)前記基礎監視指標を積分して積分値を算出する積分処理手段と、
(c)前記射出成形機の作動を複数回試行したときの、各試行ごとの積分値の平均値を表す平均積分値を算出する平均積分処理手段とを有するとともに、
(d)前記監視指標取得処理手段は、前記各積分値及び平均積分値に基づいて監視指標を取得する請求項1に記載の射出成形機の監視装置。 - (a)射出成形機の作動を試行したときの監視指標を時系列パータンで取得し、
(b)該時系列パータンで取得された監視指標のうちの特定区間における最大値を算出し、
(c)前記射出成形機の作動を複数回試行したときの、各試行ごとの特定区間における最大値のうちの最大値を算出するとともに、
(d)前記各最大値のうちの最大値に基づいて、射出成形機に異常が発生したかどうかを判断することを特徴とする射出成形機の監視方法。
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