JP4405855B2 - 成形機の監視表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機の改良に関し、特に射出成形機のオペレータに対して成形不良や異常発生に際しての対処に有効な情報を速やかに提供するための改良に関する。

射出成形機（以下、成形機と略称する）においては、成形動作中に成形状態が良好に維持されているかどうか、あるいはまた異常の発生が無いかどうかの監視を行うことが良好な成形品を生産するうえで重要である。このため、成形動作中には成形機に設置された複数のセンサから得られる複数の検出信号を用いてショット毎の監視が行われている。なお、成形機において監視の対象となるのは、センサから得られる検出信号のみとは限らない。つまり、成形機においては、コントローラで監視の対象となる値をその都度算出して算出された値を監視する場合もある。このように算出された値と検出信号で示された検出値とを合わせて、以下では実績値と呼ぶこととする。

最も一般的な監視方法としては、例えば複数の実績値の中から少なくとも一つ、好ましくは一つ以上の実績値を選んでこの実績値に対して上限値及び下限値を基準値として設定し、実績値が前記上限値あるいは下限値を越えた場合には成形不良の発生と判別して警報表示を行うという方法がある。勿論、上限値及び下限値は実績値毎に設定される（例えば、特許文献１参照）。

一方、上記のような監視方法とは別に、現在成形されている成形品の品質の安定度を確認するために、図４に示すように、実績値を数値データによる画像としてロギング表示することが行われている。図４では、実績値として、サイクル時間、計量時間、充填時間、充填ピーク圧をそれぞれ、ショット番号、そのショット時刻について表示し、また現在のショット番号までの平均値、最大値、最小値、標準偏差、成形不良の判別結果数を表示するようにしている。

勿論、表示された実績値は逐次、ロギング用データとして記憶装置に保存されるが、実際に一画像中に表示されるのは、過去数ショットの実績値だけである。そして、ショットは不良の有無にかかわらずに進行しているので、実際に成形不良が発生したときには、その実績値は表示画像から外れて記憶装置に保存されてしまっている。従って、不良について検証する場合には、その都度、ショット番号等を確認したうえでそれを入力して記憶装置から読み出して表示させる必要がある。

また、図５に示すようなトレンドグラフ表示を行うことも行われている。図５では、実績値として、サイクル時間、計量時間、充填時間、充填ピーク圧をそれぞれ、ショット毎に折れ線グラフで表示し、また現在のショットまでの平均値、最大値、最小値、標準偏差、成形不良の判別結果数を表示するようにしている。このトレンドグラフ表示では、図４の表示例に比べて多数のショットにわたって実績値を表示可能である。そして、折れ線グラフに急激な変化があることを見て、不良発生を知ることはできるが、その実績値をすぐに知ることはできない。つまり、この場合も、不良について検証する場合には、その都度、ショット番号等を確認したうえでそれを入力して記憶装置から読み出して表示させる必要がある。

特開平１１−１１５０２１号公報

本発明の課題は、成形動作中の実績値を折れ線グラフにより多数のショットにわたって表示可能にするとともに、必要に応じて所望のショット番号を含む数ショット分の実績値を数値データとして簡単な操作で瞬時に表示できるような成形機の監視表示方法を提供することにある。

本発明による成形機の監視表示方法は、サイクル時間、計量時間、充填時間、充填ピーク圧等の各種実績値の少なくとも一つを、ショット番号を軸とする折れ線グラフで表示する表示部と、該表示部を含む成形機本体の各部を制御するコントローラとを備えた成形機に適用され、前記コントローラは、前記折れ線グラフにおけるあるショット番号が指定されると、そのショット番号及びその前後のうち少なくとも前の数ショット分の実績値の表示画像を、前記折れ線グラフの表示画像と同時に表示させるようにしたことを特徴とする。

本発明による監視表示方法においては、前記あるショット番号の指定が、前記折れ線グラフにおける波形部分をカーソルで指定することにより行われることを特徴とする。

本発明による監視表示方法においてはまた、前記折れ線グラフの表示画像において前記折れ線グラフに隣接して前記軸に平行に移動可能にキーを表示するようにされている場合、前記あるショット番号の指定は、前記キーの位置を指定して行われても良い。

本発明による監視表示方法においてはまた、前記表示部がタッチパネル機能を備えている場合、前記あるショット番号の指定は、前記折れ線グラフにおける波形部分にタッチして指定することにより行われても良い。

特に、前記あるショット番号を異常波形を示しているショット番号とした場合、前記実績値の表示画像における前記異常波形を示しているショット番号の実績値は、他に表示されている実績値と識別可能に表示されることが好ましい。

本発明による監視表示方法においてはまた、前記コントローラが、前記各種実績値についてそれぞれあらかじめ設定された基準値と比較して不良の有無を判別する機能を有している場合、該コントローラは、あるショットの実績値について不良ありと判別したときに、そのショット番号及びその前の数ショット分の実績値の表示画像を、前記折れ線グラフの表示画像の上に重ねて表示させることができる。

本発明による監視表示方法においては更に、前記実績値の表示画像を、前記折れ線グラフの表示画面の上に重ね合わせて表示させるようにしても良い。

本発明による監視表示方法によれば、現在成形されている成形品の実績値が多数ショットにわたって折れ線グラフで表示される画像は、実績値の変化傾向を示す、いわゆるトレンドグラフ画像として機能し、あるショットの実績値に大きな変化を確認した場合には、簡単な操作あるいは自動的にそのショットを含む数ショット分の実績値を数値データによる、いわゆるロギング画像として速やかに見ることができるので、実績値の全体の変化傾向と不良を示すショットありの場合のそのショット及びその周辺のショットの実績値データを容易に把握することができ、それらの実績値データに対する検証までの時間を大幅に短くできる。

はじめに、図３を参照して、本発明が適用される成形機の一例として、電動式射出成形機について、特にその中の射出装置を中心に説明する。本電動式射出成形機は、サーボモータ駆動による射出装置を備えている。この射出装置においては、例えばボールネジ、ナットによりサーボモータの回転運動を直線運動に変換してスクリュを前進、後退させる。

図３において、射出用サーボモータ１１の回転はボールネジ１２に伝えられる。ボールネジ１２の回転により前進、後退するナット１３はプレッシャプレート１４に固定されている。プレッシャプレート１４は、ベースフレーム（図示せず）に固定されたガイドバー１５、１６（通常、４本であるが、ここでは２本のみ図示）に沿って移動可能である。プレッシャプレート１４の前進、後退運動は、ベアリング１７、ロードセル１８、射出軸１９を介してスクリュ２０に伝えられる。スクリュ２０は、加熱シリンダ２１内に回転可能に、しかも軸方向に移動可能に配置されている。スクリュ２０の後部に対応する加熱シリンダ２１には、樹脂供給用のホッパ２２が設けられている。射出軸１９には、ベルトやプーリ等の連結部材２３を介してスクリュ２０を回転させるための回転用サーボモータ２４の回転運動が伝達される。すなわち、回転用サーボモータ２４により射出軸１９が回転駆動されることにより、スクリュ２０が回転する。

計量工程においては、加熱シリンダ２１の中をスクリュ２０が回転しながら後退することにより、スクリュ２０の前方、すなわち加熱シリンダ２１のノズル２１−１側に溶融樹脂が貯えられる。スクリュ２０が後退するのは、スクリュ２０の前方に貯えられる溶融樹脂の量が徐々に増加し、その圧力が背圧としてスクリュ２０に作用するからである。

射出、充填工程においては、射出用サーボモータ１１の駆動によって加熱シリンダ２１の中をスクリュ２０が前進することにより、スクリュ２０の前方に貯えられた溶融樹脂を金型内に充填し、加圧することにより成形が行われる。この時、溶融樹脂を押す力がロードセル１８により射出圧力として検出される。検出された射出圧力は、ロードセルアンプ２５により増幅されて制御装置２６に入力される。プレッシャプレート１４には、スクリュ２０の移動量を検出するための位置検出器２７が取り付けられている。位置検出器２７の検出信号は位置検出器アンプ２８により増幅されて制御装置２６に入力される。

制御装置２６は、表示／設定器３３によりマンマシンコントローラ３４を通してあらかじめ設定された設定値に応じて複数の各工程に応じたサーボモータの電流（トルク）指令をドライバ２９、３０に出力する。ドライバ２９では射出用サーボモータ１１の駆動電流を制御して射出用サーボモータ１１の出力トルクを制御する。ドライバ３０では回転用サーボモータ２４の駆動電流を制御して回転用サーボモータ２４の回転数を制御する。射出用サーボモータ１１、回転用サーボモータ２４にはそれぞれ、回転数を検出するためのエンコーダ３１、３２が備えられている。エンコーダ３１、３２で検出された回転数はそれぞれ制御装置２６に入力される。特に、エンコーダ３２で検出された回転数は、スクリュ２０の回転数を知るために用いられる。

前述したように、制御装置２６は、ロードセル１８、位置検出器２７等の各種センサからの検出信号に加えて、これらの検出信号や設定値を用いて監視の対象となる値をその都度算出して算出された値を監視することも行っている。従って、本形態でもこのように算出された値と検出信号で示された検出値とを合わせて、実績値と呼ぶようにしている。

また、通常、制御装置２６は射出成形機本体に備えられ、マンマシンコントローラ３４は、射出成形機本体から離れた場所に設置されて、例えばパーソナルコンピュータで実現される。そして、マンマシンコントローラ３４は、表示／設定器３３で設定された設定値や制御装置２６からの実績値を表示／設定器３３における表示部に表示させる。マンマシンコントローラ３４は、設定値や実績値を記憶するための記憶装置（図示せず）を有している。なお、制御装置２６とマンマシンコントローラ３４が一つのコントローラとして実現される場合もある。

次に、本発明による監視表示方法の実施の形態について図１、図2を参照して説明する。

図１は、成形動作中に表示／設定器３３における表示部において表示されているトレンドグラフの表示画像例を示す。ここでは、実績値として、サイクル時間、計量時間、充填時間、充填ピーク圧をそれぞれ、ショット毎に折れ線グラフで表示するようにしている。このような折れ線グラフによる表示によれば、百ショット分以上の表示を行うことができ、その間の実績値の変化傾向を見ることができる。また、各実績値の折れ線グラフには基準値を示す直線（例えば、サイクル時間について直線Ｌ１で示す）が合わせて表示される。この基準値は、不良判別に使用される値であり、前述したように、不良判別が上限値と下限値とによるある範囲について行われる場合には、これらの上限値及び上限値が表示されることになる。勿論、これらの基準値は、任意に変更可能である。また、実績値は上記の４種類に限らず、例えばクッション位置、加熱シリンダ温度、保圧完了位置、Ｖ／Ｐ切換位置等のうち少なくとも一つが表示されれば良い。

一方、折れ線グラフの横にはキーＫ１がマウス等の操作によるカーソルで上下に移動可能に表示されている。キーＫ１はショット番号を指定するのに使用される。つまり、キーＫ１にカーソルを当てて移動させ、所望の位置でクリックすると、そのキーＫ１の位置に対応するショット番号が指定されることになる。

ここで、オペレータが、表示されている少なくとも一つの実績値に、過去のあるショットにおいて不良発生と思われる異常波形を見つけたものとする。この場合、オペレータはその異常波形の部分にカーソルを当ててマウスをクリックする。すると、マンマシンコントローラ３４ではカーソルを当てられた異常波形の実績値を示したショット番号、及びその前後数ショット分の実績値、ここではトレンドグラフ画像で表示されている実績値と同じ、サイクル時間、計量時間、充填時間、充填ピーク圧の実績値を記憶装置から読み出し、これらの実績値の数値データを示すロギング表示画像を、現在表示されているトレンドグラフ表示画像の上に重ねてポップアップ表示させる。

図２はこの表示画像例を示す。図２から明らかなように、図１のように表示されていたトレンドグラフ表示画像の上に、ロギング表示画像が重ねて表示されている。ここでは、ロギング表示する実績値として、異常波形を示したショットとその前後２ショット分について、サイクル時間、計量時間、充填時間、充填ピーク圧がそれぞれ、ショット番号、そのショット時刻と共に数値データで同時に表示するようにされている。特に、異常波形を示している実績値が不良と判別されている場合には、その実績値の周囲の枠を太く表示することで、他の数値データと識別し易くなるようにしている。なお、指定されたショット番号の前後数ショットの数は任意に変更可能であり、前後がそれぞれ同じ数である必要も無い。

このように、オペレータがトレンドグラフ画像において異常波形を認識した場合、その異常波形の部分をカーソルで指定するだけでその異常波形を示したショット番号の実績値に加えて、その前後数ショット分の実績値がロギング表示されるので、オペレータは不良発生の原因について速やかに検証を行うことができる。特に、トレンドグラフ表示画像では百ショット分以上の実績値の波形が表示されているので、従来の数ショット分の表示に比べれば十分に過去のショットの検証にも対応できる。

なお、異常波形を示したショット番号の指定は、キーＫ１を使用して行われても良い。つまり、オペレータが、図１に示すように、キーＫ１を異常波形を示しているショットの真横に移動させてマウスをクリックすることで、そのショット番号及びその前後数ショット分の実績値を図２のようにロギング表示させるようにしても良い。

また、表示部がタッチパネル機能を有している場合、オペレータが異常波形の部分にタッチすると、その異常波形を示しているショット番号及びその前後数ショット分の実績値を図２のようにロギング表示させるようにしても良い。

さらに、前述したようにマンマシンコントローラ３４は、各実績値に対してあらかじめ定められている基準値と比較して不良の有無を判別する機能を有している。そこで、不良発生を判別した時に、マンマシンコントローラ３４がそのショット及びその前の数ショット分の実績値を図２のように自動的に表示させるようにしても良い。

勿論、上記の各例は、異常波形を認識した場合だけでなく、オペレータがあるショットの実績値を知りたいと思った場合にも、上記と同様の形態でトレンドグラフ表示画像にロギング表示画像を重ねて表示させることができる。また、トレンドグラフ表示画像で表示されていない過去のショットについて実績値を知りたいと思った場合には、ショット番号を指定することで従来と同様の方法でトレンドグラフ表示画像にロギング表示画像を重ねて表示させることができる。

本発明による監視表示画像例を示し、特に成形動作中に表示部において表示されているトレンドグラフの表示画像例を示す。 本発明による監視表示画像例を示し、特に図1のトレンドグラフ画像にロギング画像を重ねて表示した表示画像例を示す。 本発明が適用される成形機の一例として、電動式射出成形機について、その中の射出装置を中心に示した構成図である。 従来のロギング表示画像例を示す。 従来のトレンドグラフ表示画像例を示す。

符号の説明

１１ 射出用サーボモータ
１２ ボールネジ
１３ ナット
１４ プレッシャプレート
１５、１６ ガイドバー
１７ ベアリング
１８ ロードセル
１９ 射出軸
２０ スクリュ２０
２１ 加熱シリンダ
Ｋ１ キー

Claims (7)

1. サイクル時間、計量時間、充填時間、充填ピーク圧等の各種実績値の少なくとも一つを、ショット番号を軸とする折れ線グラフで表示する表示部と、該表示部を含む成形機本体の各部を制御するコントローラとを備えた成形機において、
   前記コントローラは、前記折れ線グラフにおけるあるショット番号が指定されると、そのショット番号及びその前後のうち少なくとも前の数ショット分の実績値の表示画像を、前記折れ線グラフの表示画像と同時に表示させるようにしたことを特徴とする成形機の監視表示方法。
2. 請求項１に記載の監視表示方法において、前記あるショット番号の指定が、前記折れ線グラフにおける波形部分をカーソルで指定することにより行われることを特徴とする成形機の監視表示方法。
3. 請求項１に記載の監視表示方法において、前記折れ線グラフの表示画像においては前記折れ線グラフに隣接して前記軸に平行に移動可能にキーが表示されており、前記あるショット番号の指定が、前記キーの位置を指定して行われることを特徴とする成形機の監視表示方法。
4. 請求項１に記載の監視表示方法において、前記表示部はタッチパネル機能を備えており、前記あるショット番号の指定が、前記折れ線グラフにおける波形部分にタッチして指定することにより行われることを特徴とする成形機の監視表示方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の監視表示方法において、前記あるショット番号は異常波形を示しているショット番号であり、前記実績値の表示画像における前記異常波形を示しているショット番号の実績値が、他に表示されている実績値と識別可能に表示されるようにしたことを特徴とする成形機の監視表示方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の監視表示方法において、前記コントローラは、前記各種実績値についてそれぞれあらかじめ設定された基準値と比較して不良の有無を判別する機能を有し、該コントローラはまた、あるショットの実績値について不良ありと判別したときに、そのショット番号及びその前の数ショット分の実績値の表示画像を、前記折れ線グラフの表示画像の上に重ねて表示させるようにしたことを特徴とする成形機の監視表示方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の監視表示方法において、前記実績値の表示画像を、前記折れ線グラフの表示画面の上に重ね合わせて表示させることを特徴とする成形機の監視表示方法。
   
   

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