JP5155439B1 - 射出成形機の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常検出の判定に用いる物理量のバラツキの分布が正規分布と異なる場合であっても、異常検出のための閾値を自動的に設定し、最適な閾値に基づいた異常検出を行う異常検出装置を提供すること。
【解決手段】可動部の動作を開始し、現在の時間または可動部の位置を検出し、現在の物理量を検出し、基準物理量が記憶済みではない場合には、時間または可動部の位置に対応させて基準物理量を記憶し、記憶済みの場合には現在の物理量と基準物理量の偏差を算出し記憶し、サイクルカウンタｎを更新し、１〜ｎサイクルまでの物理量の偏差から分布指標値を算出し、分布指標値から閾値を算出し、偏差が閾値より大きい場合にはアラーム処理を実行し、大きくない場合であって可動部の動作完了ではない場合にはステップＳＡ０２へ戻り、可動部の動作完了であってサイクル終了ではない場合にはステップＳＡ０１に戻り処理を継続する。
【選択図】図２

Description

本発明は射出成形機に関し、特に、射出成形機の異常検出装置に関する。

射出成形機を用いて成形品を製造する射出成形サイクルにおける型開閉動作や成形品突き出し動作では、時間または可動部の位置に対応して可動部を駆動するモータの負荷について基準負荷を記憶しておき、さらに、記憶された基準負荷と実際のモータ負荷を時間または可動部の位置に対応させて順次比較して、その偏差が予め設定された閾値を超えたか否かで型開閉動作や突き出し動作の異常を検出し、射出成形機を停止させることで、機構部や金型の破損を防止している。

例えば、特許文献１や特許文献２には、上述した破損防止のための異常検出技術であり、正常な型開閉動作や突き出し動作が行われた少なくとも過去１回分の負荷或いは複数回の負荷の移動平均値を算出することにより得られた負荷を、基準負荷として設定する技術が開示されている。また、特許文献３や特許文献４には、過去に検出されたモータ電流の平均値や分散から閾値を求める射出成形機の制御技術が開示されている。

また、射出成形機の異常を検出する技術ではないが、特許文献５には、製造設備で製造された複数の製品における所定の品質の変動を表示する品質変動表示装置であって、品質データの度数分布が正規分布に近似しない場合において、正規分布に近似するように品質データの変換を行った上で、変換後の品質データに対する平均値及び各種統計量を算出し、算出した平均値及び各種統計量に対して逆変換を行うことで、品質データの平均値及び各種統計量を求める技術が開示されている。

特開２００１−３０３２６号公報 特開２００１−３８７７５号公報 特開２００４−３３０５２９号公報 特開２００５−２８００１５号公報 特開２００６−２２８１８１号公報

しかしながら、背景技術で説明した特許文献１〜４に開示される技術には次のような問題があった。特許文献１や特許文献２に開示の技術では、異常検出のための閾値をオペレータが設定する必要があり、閾値を設定するための作業がオペレータの負担となる可能性があった。特許文献３や４に開示の技術では、過去に検出されたモータ電流の平均値や分散に基づいて監視幅を設定するものであるが、型閉の途中で金型のガイドピンとガイドブッシュが嵌合する場合や、金型の中間プレートと可動側プレートが接触する場合などにおいては、モータ電流のバラツキの分布が正規分布とは異なる分布となる場合がある。分布の形状によっては、過去に検出されたモータ電流の平均値や分散に基づいて算出した閾値が適正値よりも低く算出されてしまう場合があり、異常を誤検出してしまうという問題があった。
本発明は、上記課題を解決するために考案されたものであり、異常検出のための閾値を自動的に設定することでオペレータの負担を軽減することを目的とする。さらには、異常検出の判定に用いる物理量のバラツキの分布が正規分布と異なる場合であっても、適切な閾値に基づいた異常検出を行う異常検出装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明は、サーボモータを駆動制御して可動部を駆動する駆動部と、前記サーボモータに加わる負荷、前記サーボモータの速度、電流、位置偏差のうちいずれか一つを物理量として検出する物理量検出部と、前記物理量を可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応させて基準物理量として記憶する記憶部と、前記記憶された基準物理量と現在の物理量を可動部が動作する経過時間あるいは可動部の動作位置に対応させて順次比較し偏差を求める物理量偏差算出部とを有し、前記求めた偏差が閾値を超えた場合に異常を検出する射出成形機の異常検出装置であって、可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応させて、前記求めた物理量の偏差の尖度、歪度、３次以上の高次モーメントから求めた分布指標値のうち少なくとも一つを分布指標値として算出する分布指標値算出部と、該算出した分布指標値が大きくなるにしたがって可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応した閾値が大きくなるように該閾値を算出する閾値算出部とを有することを特徴とする射出成形機の異常検出装置である。

請求項２に係る発明は、サーボモータを駆動制御して可動部を駆動する駆動部と、前記サーボモータに加わる負荷、前記サーボモータの速度、電流、位置偏差のうちいずれか一つを物理量として検出する物理量検出部と、前記物理量の所定サイクル回数における平均値を可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応させて算出する算出部と、該算出した物理量の平均値を記憶する記憶部と、前記記憶された物理量の平均値と現在の物理量を可動部が動作する経過時間あるいは可動部の動作位置に対応させて順次比較し偏差を求める物理量偏差算出部とを有し、前記求めた偏差が閾値を超えた場合に異常を検出する射出成形機の異常検出装置であって、可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応させて、前記求めた物理量の偏差の尖度、歪度、３次以上の高次モーメントから求めた分布指標値のうち少なくとも一つを分布指標値として算出する分布指標値算出部と、該算出した分布指標値が大きくなるにしたがって可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応した閾値が大きくなるように該閾値を算出する閾値算出部とを有することを特徴とする射出成形機の異常検出装置である。

請求項３に係る発明は、前記可動部の動作中の経過時間あるいは前記可動部の動作中の位置に対応させて後述する数４式を演算することにより物理量の偏差の絶対値の平均値を算出する算出部を有し、前記分布指標値算出部は、可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応させて後述する数５式を演算することにより分布指標値を算出し、前記閾値算出部は、可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応させて後述する数６式を演算することにより閾値を算出することを特徴とする請求項１または２の何れか一つに記載の射出成形機の異常検出装置である。
請求項４に係る発明は、前記可動部の動作中の経過時間あるいは前記可動部の動作中の位置に対応させて、前記求めた偏差のばらつきの指標を算出するばらつき指標算出部と、前記算出したばらつきの指標が大きくなるにしたがって可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応した閾値が大きくなるように該閾値を補正する閾値補正部とを有することを特徴とする請求項１または２の何れか一つに記載の射出成形機の異常検出装置である。
請求項５に係る発明は、前記ばらつき指標算出部は、前記偏差のばらつきの指標として、前記物理量の標準偏差、分散、偏差の絶対値の平均値、最大−最小値、の何れかを算出することを特徴とする請求項４に記載の射出成形機の異常検出装置である。

本発明により、異常検出のための閾値を自動的に設定することでオペレータの負担を軽減することができる。さらには、異常検出の判定に用いる物理量のバラツキの分布が正規分布と異なる場合であっても、適切な閾値に基づいた異常検出を行う異常検出装置を提供できる。

本発明の射出成形機の異常検出装置の実施形態の要部ブロック図である。 本発明の第１の実施形態の処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施形態の処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施形態の処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
＜発明の概要＞
本発明は、時間または可動部の位置に対応させて可動部の現在の負荷とあらかじめ記憶した基準負荷との偏差を算出する負荷偏差算出部を有し、時間または可動部の位置に対応させて前記算出した負荷偏差と所定の閾値とを比較し、偏差が閾値を超えると異常を検出する射出成形機の異常検出装置において、時間または可動部の位置に対応させて前記算出した偏差の尖度、歪度、高次モーメントのうち少なくとも一つを分布指標値として算出し、該算出した分布指標値に基づいて、時間または可動部の位置に対応させて異常検出の閾値を算出する閾値算出部を有する射出成形機の異常検出装置である。なお、閾値を算出するにあたっては、前記算出した分布指標値が大きい場合には相対的に大きくなるような閾値を設定し、前記算出した分布指標値が小さい場合には相対的に小さくなるような閾値を設定する。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の射出成形機の異常検出装置の実施形態の要部ブロック図である。機台１５上に固定プラテン１、リアプラテン２、可動プラテン３、トグルリンク機構６などから構成される型締め部と、射出シリンダ２０、射出スクリュ２２、射出用サーボモータ２５などから構成される射出部を備えて射出成形機の本体部が構成される。型締め部や射出部には後述するように可動プラテン３、エジェクタ装置１３、射出スクリュ２２などの可動部が備わっている。

まず、型締め部について説明する。固定プラテン１とリアプラテン２は複数のタイバー４によって連結されている。固定プラテン１とリアプラテン２の間には可動プラテン３がタイバー４に沿って移動自在に配設されている。また、金型５の固定側金型５ａが固定プラテン１に取り付けられ、可動側金型５ｂが可動プラテン３に取り付けられている。

リアプラテン２と可動プラテン３間にはトグルリンク機構６が配設され、トグルリンク機構６のクロスヘッド６ａに設けられたナットが、リアプラテン２に回動自在で軸方向移動不能に取り付けられたボールネジ７と螺合している。ボールネジ７に設けられたプーリ１０と型締用サーボモータ８の出力軸に設けられたプーリ１１間にはベルト（タイミングベルト）９がかけられている。

型締用サーボモータ８の駆動により、プーリ１１、ベルト９、プーリ１０の動力伝達手段を介してボールネジ７を駆動し、トグルリンク機構６のクロスヘッド６ａを前進，後進（図１において右方向，左方向）させてトグルリンク機構６を駆動し、可動プラテン３を固定プラテン１方向に前進、後退させて金型５ａ，５ｂの型閉じ・型締、型開きを行う。

型締用サーボモータ８には型締用サーボモータ８の回転位置・速度を検出するパルスエンコーダなどの位置・速度検出器１２が取り付けられている。この位置・速度検出器１２からの位置フィードバック信号により、クロスヘッド６ａの位置、可動プラテン３（可動側金型５ｂ）の位置を検出するように構成されている。

符号１３はエジェクタ装置であり、エジェクタ装置１３は可動プラテン３に設けられた金型（可動側金型５ｂ）内から成形品を突き出すための装置である。エジェクタ装置１３は、エジェクタ用サーボモータ１３ａの回転力をプーリ、ベルト（タイミングベルト）からなる動力伝達手段１３ｃ、ボールネジ／ナット機構１３ｄを介して、図示しないエジェクトピンに伝達し、該エジェクトピンを金型（可動側金型５ｂ）内に突出させて成形品を金型（可動側金型５ｂ）から突き出すものである。なお、符号１３ｂはエジェクタ用サーボモータ１３ａに取り付けられた位置・速度検出器であり、このエジェクタ用サーボモータ１３ａの回転位置・速度を検出することによって、エジェクトピンの位置、速度を検出するものである。

符号１４は、リアプラテン２に設けられた型締力調整機構であり、型締力調整用モータ１４ａを駆動し、伝動機構を介してタイバー４に設けられたネジに螺合する図示しないナットを回転させ、タイバー４に対するリアプラテン２の位置を変える（つまり機台１５上での固定プラテン１に対する位置を変える）ことによって型締力の調整を行うものである。上述した、型締装置、エジェクタ機構などは従来から射出成形機に備えられた公知のものである。

次に、射出部について説明する。射出シリンダ２０内に樹脂材料を供給するために、ホッパ２７が射出シリンダ２０の上部に設けられている。射出シリンダ２０の先端にはノズル部２１が取り付けられ、射出シリンダ２０内には射出スクリュ２２が挿通されている。

射出部には、射出シリンダ２０内の溶融樹脂の圧力を検出するロードセル等の図示しない圧力センサが設けられている。

射出スクリュ２２は、スクリュ回転用サーボモータ２３により、プーリ、タイミングベルト等で構成される伝動手段２４を介して正，逆回転させられる。また、射出スクリュ２２は、射出用サーボモータ２５によって、プーリ、ベルト、ボールねじ／ナット機構などの回転運動を直線運動に変換する機構を含む伝動手段２６を介して駆動され，射出シリンダ２０内を射出シリンダ２０の軸方向に移動する。スクリュ回転用サーボモータ２３には図示を省略したパルスコーダが取り付けられており、射出スクリュ２２の回転位置や回転速度を検出する。また、射出用サーボモータ２５には図示を省略したパルスコーダが取り付けられており、射出スクリュ２２の軸方向の位置や速度を検出する。

次に、射出成形機の制御装置について説明する。符号３０は射出成形機を制御する制御装置である。制御装置３０は、プロセッサ（ＣＰＵ）３５，ＲＡＭ３４ａ，ＲＯＭ３４ｂ等からなるメモリ３４、バス３３、表示装置インタフェース３６を備え、バス３３でこれらの要素が接続されている。ＲＯＭ３４ｂには、可動プラテン３の動作を制御するソフトウェアやエジェクタ装置１３を制御するための突き出し制御用のソフトウェアなど、射出成形機を全体として制御するソフトウェアが格納されている。また、本発明の実施形態では、メモリ３４のＲＯＭ３４ｂには、本発明に係る射出成形機の異常を検出するための各種ソフトウェアが格納されている。

表示装置インタフェース３６には、液晶表示装置３７が接続されている。また、サーボインタフェース３２には、射出成形機の各可動部を駆動しサーボモータの位置、速度を制御するサーボアンプ３１が接続される。そして、各可動部を駆動するサーボモータに取り付けられた位置・速度検出器がサーボアンプ３１に接続されている。なお、表示装置インタフェース３６には図示を省略した手動入力による入力手段が接続されている。

射出成形機には複数の可動部を駆動するために複数のサーボモータが用いられているが、図１では、型締用サーボモータ８用とエジェクタ用サーボモータ１３ａ用のサーボアンプ３１のみを示している。そして、サーボアンプ３１はそれぞれのサーボモータ８、１３ａの位置・速度検出器１２，１３ｂと接続され、位置・速度検出信号がそれぞれのサーボアンプ３１にフィードバックされる。なお、スクリュ回転用サーボモータ２３及び射出用サーボモータ２５のサーボアンプ、並びに、それぞれのサーボモータ２３，２５に取り付けられている位置・速度検出器は図示を省略している。

プロセッサ（ＣＰＵ）３５は、予めメモリ３４のＲＯＭ３４ｂに格納されているプログラムを成形条件などに基づいて実行し、射出成形機の各可動部への移動指令を、サーボインタフェース３２を介してサーボアンプ３１に出力する。各サーボアンプ３１は、この移動指令、それぞれの位置・速度検出器（１２，１３ｂ）からの位置、速度フィードバック信号に基づいて位置、速度のフィードバック制御、さらには、図示しない電流検出器からの電流フィードバック信号に基づいて電流フィードバック制御を行い、各サーボモータ（８、１３ａ）を駆動制御する。なお、各サーボアンプ３１は、従来技術と同様に、プロセッサとメモリ等で構成されており、この位置、速度のフィードバック制御等の処理をソフトウェアの処理によって実行するものである。

以下、本発明に係る閾値の算出方法を説明する。
（尖度について）
尖度は標本値が平均の周りに集中している度合いを示す尺度であり、一般的に数１式のように計算される。例えばどちらも分散が１で、前者は尖度が３、後者は尖度が１０である２つの分布を考えると、前者は正規分布に近い分布となるが、後者の分布は前者に比べて鋭いピークと長い裾を持った分布となる。よって、負荷偏差の分布に対して異常検出の閾値を設定する場合において、分布の尖度が大きい場合には、誤検出を避けるために閾値を大きくする必要がある。

（歪度について）
歪度は分布の非対称性を示す尺度であり、一般的に数２式のように計算される。例えばどちらも分散が１で、前者は歪度が０、後者は歪度が１０である２つの分布を考えると、前者は左右対称の分布となるが、後者の分布は左右非対称で、分布の右側の裾が長い分布となる。よって、負荷偏差の分布に対して異常検出の閾値を設定する場合において、分布の歪度が大きい場合には、誤検出を避けるために閾値を大きくする必要がある。

（高次モーメントから求められる分布指標値について）
一般的に、標本の分布の平均値まわりのｍ次中央モーメントは、数３式のように表される。上述した歪度は３次中央モーメントから求められる分布指標値であり、尖度は４次中央モーメントから求められる分布指標値である。ここで、歪度や尖度に応じて閾値を設定する場合と同様に、ｍ次中央モーメント（ｍ≧３）から求められる分布指標値に応じて閾値を設定するようにしてもよい。例えば、ｍ次中央モーメントを標準偏差のｍ乗で除した値を分布指標値として、前記分布指標値が大きい場合には、誤検出を避けるために閾値を大きくするようにしてもよい。または、ｍ次中央モーメントそのものを分布指標値として、前記分布指標値が大きい場合には、誤検出を避けるために閾値を大きくするようにしてもよい。

なお、本発明における尖度、歪度、およびｍ次中央モーメントは、それぞれ数１式〜数３式によって求めるようにしてもよいし、数１式〜数３式の近似値を求める計算式によって求めるようにしてもよい。例えば、数１式によって尖度を求める代わりに、後述する数４式〜数５式によって尖度の近似計算値を求めるようにしてもよい。または、尖度、歪度、およびｍ次中央モーメントをそれぞれ求めるための周知の計算式によって求めるようにしてもよい。

（尖度、歪度、高次モーメントに基づいて閾値を算出する場合）
１．可動部の現在の負荷とあらかじめ記憶した基準負荷とを、時間または可動部の位置に対応させて比較し、時間または可動部の位置に対応した負荷の偏差を算出・記憶する。
２．複数サイクルにおいて上記１を繰り返し実行する。
３．記憶した複数サイクルの負荷の偏差に基づいて、前記負荷偏差の尖度、歪度、高次モーメントのうち少なくとも一つを分布指標値として、時間または可動部の位置に対応させて算出する。
４．分布指標値が大きくなるにしたがって、時間または可動部の位置に対応した閾値が大きくなるように該閾値を算出する。
５．閾値と負荷偏差とを、時間または可動部の位置に対応させて比較し、偏差が閾値を超えた場合は可動部の異常を検出する。
６．以降、サイクル運転を継続しながら３〜５の処理を繰り返し、サイクル毎に時間または可動部の位置に対応した閾値を算出することで、最適な閾値による異常検出を行うことができる。

（尖度、歪度、高次モーメントの近似計算値に基づいて閾値を算出する場合）
上記のように定義通りの尖度、歪度、高次モーメントに基づいて閾値を算出する場合は、複数サイクルにおける負荷の偏差を全て記憶しておく必要があるため、多量の記憶容量を必要とする。そこで、記憶容量を節約するために、尖度、歪度、高次モーメントの近似計算値に基づいて閾値を算出するようにしてもよい。
１．可動部の現在の負荷とあらかじめ記憶した基準負荷とを、時間または可動部の位置に対応させて比較し、時間または可動部の位置に対応した負荷の偏差を算出する。
２．前記算出した偏差の絶対値を算出する。
３．時間または可動部の位置に対応させて数４式を計算することにより、時間または可動部の位置に対応した偏差の絶対値の平均値を算出・記憶する。

４．時間または可動部の位置に対応させて数５式を計算することにより、時間または可動部の位置に対応した分布指標値を算出・記憶する。

５．分布指標値が大きくなるにしたがって、時間または可動部の位置に対応した閾値が大きくなるように該閾値を算出する。

６．前記算出した閾値と前記算出した偏差の絶対値とを、時間または可動部の位置に対応させて比較し、偏差の絶対値が閾値を超えた場合は可動部の異常を検出する。
７．以降、サイクル運転を継続しながら１〜６の処理を繰り返し、サイクル毎に時間または可動部の位置に対応した閾値を算出することで、最適な閾値による異常検出を行うことができる。

（分布指標値に基づいた閾値の算出について）
上述した中で、分布指標値に基づいて時間または可動部の位置に対応した閾値を算出するにあたっては、数６式を計算することによって閾値を計算するようにしてもよい。

（係数α、βについて）
数６式における係数α、βの設定値を調整することによって、異常検出の検出感度を調整することができる。係数α、βに小さな値を設定すると、異常検出の検出感度が敏感になるが、異常の誤検出の発生確率が大きくなる。一方で係数α、βに大きな値を設定すると、異常検出の検出感度が鈍感になるが、異常の誤検出の発生確率が小さくなる。例えば、オペレータは、成形品に応じた異常検出の検出感度や、生産状況に応じた誤検出の許容確率などから判断して、係数α、βの値を調整するようにしてもよい。

（基準負荷の代わりに負荷の平均値を用いる場合）
上述した例では、可動部の現在の負荷とあらかじめ記憶した基準負荷とを、時間または可動部の位置に対応させて比較し、時間または可動部の位置に対応した負荷の偏差を算出する場合について記載したが、基準負荷の代わりに閾値の算出を開始してから現在サイクルまでの負荷の平均値を用いるようにしてもよい。例えば、サイクル毎に、数７式に基づいて、時間または可動部の位置に対応した負荷の平均値を算出するようにしてもよい。

（負荷の検出手段）
可動部の負荷を検出する手段としては、サーボ回路の中に周知の外乱負荷オブザーバーを構成して負荷を検出するようにしてもよいし、または可動部に歪みゲージなどの検出手段を用意して検出するようにしてもよい。または、負荷を検出するための物理量としてサーボモータの駆動電流、速度、位置偏差を用いるようにしてもよい。例えば、サーボモータの駆動電流に基づいて負荷を検出するようにしてもよい。または、可動部の進行方向と逆方向に負荷が加わった場合はサーボモータの速度が低下し、可動部の進行方向と同じ動向に負荷が加わった場合はサーボモータの速度が上昇することに基づいて、負荷を検出するようにしてもよい。または、可動部の進行方向と逆方向に負荷が加わった場合はサーボモータの位置偏差が増大し、可動部の進行方向と同じ動向に負荷が加わった場合はサーボモータの位置偏差が減少することに基づいて、負荷を検出するようにしてもよい。

（異常検出を行う可動部の種類）
異常検出を行う可動部は、上述した可動プラテン３、エジェクタ装置１３、射出スクリュ２２の他に、金型の入れ子を駆動する駆動装置や、金型のネジ抜き部を駆動する駆動装置などでもよい。

次に、図２，図３，図４に示される上述した演算式を用いて閾値の設定を行う処理のフローチャートを説明する。

本発明の第１の実施形態として、現在の物理量と基準物理量との偏差を算出し、前記偏差の分布指標値に閾値を算出し、異常検出を行う場合について説明する。図２は本発明の第１の実施形態の処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ０１］可動部の動作を開始する。
●［ステップＳＡ０２］サイクルカウンタｎを更新する。なお、ｎの初期値は１である。
●［ステップＳＡ０３］現在の時間または可動部の位置を検出する。
●［ステップＳＡ０４］現在の物理量を検出する。
●［ステップＳＡ０５］基準物理量が記憶済みか否か判断し、記憶済みの場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳＡ０７へ移行し、記憶済みではない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＡ０６へ移行する。
●［ステップＳＡ０６］現在の物理量を可動部の動作中の経過時間または可動部の位置に対応させて基準物理量として記憶し、ステップＳＡ１２へ移行する。
●［ステップＳＡ０７］現在の物理量と基準物理量の偏差を算出し記憶する。
●［ステップＳＡ０８］１〜ｎサイクルまでの物理量の偏差から分布指標値を算出する。
●［ステップＳＡ０９］分布指標値から閾値を算出する。
●［ステップＳＡ１０］偏差が閾値より大きいか否か判断し、大きい場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳＡ１１へ移行し、大きくない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＡ１２へ移行する。
●［ステップＳＡ１１］アラーム処理を実行し、サイクルを終了する。
●［ステップＳＡ１２］可動部の動作完了か否か判断し、動作完了の場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳＡ１３へ移行し、動作完了ではない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＡ０３へ戻り、処理を継続する。
●［ステップＳＡ１３］サイクル終了か否か判断し、サイクル終了の場合（ＹＥＳの場合）にはサイクルを終了し、サイクル終了ではない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＡ０１に戻り処理を継続する。

本発明の第２の実施形態として、現在の物理量と物理量の平均値との偏差を算出し、前記偏差の分布指標値に基づいて閾値を算出し、異常検出を行う場合について説明する。図３は本発明の第２の実施形態の処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＢ０１］可動部の動作を開始する。
●［ステップＳＢ０２］現在の時間または可動部の位置を検出する。
●［ステップＳＢ０３］現在の物理量を検出する。
●［ステップＳＢ０４］物理量の平均値が記憶済みか否か判断し、記憶済みの場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳＢ０６へ移行し、記憶済みではない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＢ０５へ移行する。
●［ステップＳＢ０５］数７式の演算式により物理量の平均値を演算し、記憶し、ステップＳＢ１３へ移行する。
●［ステップＳＢ０６］現在の物理量と物理量の平均値との偏差を算出する。
●［ステップＳＢ０７］偏差の絶対値を算出する。
●［ステップＳＢ０８］数４式の演算式により偏差の絶対値の平均値を算出し、記憶する。
●［ステップＳＢ０９］数５式により分布指標値の近似値を算出する。
●［ステップＳＢ１０］数６式により閾値を算出する。
●［ステップＳＢ１１］偏差が閾値より大きいか否か判断し、大きい場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳＢ１２へ移行し、大きくない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＢ１３へ移行する。
●［ステップＳＢ１２］アラーム処理を実行し、サイクルを終了する。
●［ステップＳＢ１３］可動部の動作完了か否か判断し、動作完了の場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳＢ１４へ移行し、動作完了ではない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＢ０２へ戻り、処理を継続する。
●［ステップＳＢ１４］サイクル終了か否か判断し、サイクル終了の場合（ＹＥＳの場合）にはサイクルを終了し、サイクル終了ではない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＢ０１に戻り処理を継続する。

本発明の第３の実施形態として、現在の物理量と基準物理量との偏差を算出し、前記偏差の分布指標値の近似値に基づいて閾値を算出し、異常検出を行う場合について説明する。図４は本発明の第３の実施形態の処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＣ０１］可動部の動作を開始する。
●［ステップＳＣ０２］現在の時間または可動部の位置を検出する。
●［ステップＳＣ０３］現在の物理量を検出する。
●［ステップＳＣ０４］基準物理量が記憶済みか否か判断し、記憶済みの場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳＣ０６へ移行し、記憶済みではない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＣ０５へ移行する。
●［ステップＳＣ０５］現在の物理量を可動部の動作中の経過時間または可動部の位置に対応させて基準物理量として記憶し、ステップＳＣ１３へ移行する。
●［ステップＳＣ０６］現在の物理量と基準物理量の偏差を算出する。
●［ステップＳＣ０７］偏差の絶対値を算出する。
●［ステップＳＣ０８］数４式により偏差の絶対値の平均値を算出し、記憶する。
●［ステップＳＣ０９］数５式により分布指標値の近似値を算出する。
●［ステップＳＣ１０］数６式により閾値を算出する。
●［ステップＳＣ１１］偏差が閾値より大きいか否か判断し、大きい場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳＣ１２へ移行し、大きくない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＣ１３へ移行する。
●［ステップＳＣ１２］アラーム処理を実行し、サイクルを終了する。
●［ステップＳＣ１３］可動部の動作完了か否か判断し、動作完了の場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳＣ１４へ移行し、動作完了ではない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＣ０２へ戻り、処理を継続する。
●［ステップＳＣ１４］サイクル終了か否か判断し、サイクル終了の場合（ＹＥＳの場合）にはサイクルを終了し、サイクル終了ではない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＣ０１に戻り処理を継続する。

本発明の第４の実施形態として、現在の物理量と基準物理量との偏差を算出し、前記偏差の分布指標値に基づいて閾値を算出し、前記偏差のばらつき指標値に基づいて閾値を補正し、異常検出を行う場合について説明する。図５は本発明の第４の実施形態の処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＤ０１］可動部の動作を開始する。
●［ステップＳＤ０２］サイクルカウンタｎを更新する。なお、ｎの初期値は１である。
●［ステップＳＤ０３］現在の時間または可動部の位置を検出する。
●［ステップＳＤ０４］現在の物理量を検出する。
●［ステップＳＤ０５］基準物理量が記憶済みか否か判断し、記憶済みの場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳＤ０７へ移行し、記憶済みではない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＤ０６へ移行する。
●［ステップＳＤ０６］現在の物理量を可動部の動作中の経過時間または可動部の位置に対応させて基準物理量として記憶し、ステップＳＤ１４へ移行する。
●［ステップＳＤ０７］現在の物理量と基準物理量の偏差を算出し記憶する。
●［ステップＳＤ０８］１〜ｎサイクルまでの物理量の偏差から分布指標値を算出する。
●［ステップＳＤ０９］分布指標値から閾値を算出する。
●［ステップＳＤ１０］１〜ｎサイクルまでの物理量の偏差からばらつき指標値を算出する。偏差のばらつきの指標として、前記物理量の標準偏差、分散、偏差の絶対値の平均値、最大−最小値、の何れかを算出する。
●［ステップＳＤ１１］ばらつき指標値から閾値を補正する。
●［ステップＳＤ１２］偏差が閾値より大きいか否か判断し、大きい場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳＤ１３へ移行し、大きくない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＤ１４へ移行する。
●［ステップＳＤ１３］アラーム処理を実行し、サイクルを終了する。
●［ステップＳＤ１４］可動部の動作完了か否か判断し、動作完了の場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳＤ１５へ移行し、動作完了ではない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＤ０３へ戻り、処理を継続する。
●［ステップＳＤ１５］サイクル終了か否か判断し、サイクル終了の場合（ＹＥＳの場合）にはサイクルを終了し、サイクル終了ではない場合（ＮＯの場合）にはステップＳＤ０１に戻り処理を継続する。

１ 固定プラテン
２ リアプラテン
３ 可動プラテン
４ タイバー
５ 金型
５ａ 固定側金型
５ｂ 可動側金型
６ トグルリンク機構
７ ボールネジ
８ 型締用サーボモータ
９ ベルト
１０ プーリ
１１ プーリ
１２ 位置・速度検出器
１３ エジェクタ装置
１３ａ エジェクタ用サーボモータ
１３ｂ 位置・速度検出器
１３ｃ 動力伝達手段
１３ｄ ボールネジ／ナット機構
１４ 型締力調整機構
１４ａ 型締力調整用モータ
１５ 機台

２０ 射出シリンダ
２１ ノズル部
２２ 射出スクリュ
２３ スクリュ回転用サーボモータ
２４ 伝動手段
２５ 射出用サーボモータ
２６ 伝動手段
２７ ホッパ

３０ 制御装置
３１ サーボアンプ
３２ サーボインタフェース
３３ バス
３４ メモリ
３４ａ ＲＡＭ
３４ｂ ＲＯＭ
３５ プロセッサ（ＣＰＵ）
３６ 表示装置インタフェース
３７ ＬＣＤ（液晶表示装置）
３８ ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）

Claims (5)

1. サーボモータを駆動制御して可動部を駆動する駆動部と、前記サーボモータに加わる負荷、前記サーボモータの速度、電流、位置偏差のうちいずれか一つを物理量として検出する物理量検出部と、前記物理量を可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応させて基準物理量として記憶する記憶部と、前記記憶された基準物理量と現在の物理量を可動部が動作する経過時間あるいは可動部の動作位置に対応させて順次比較し偏差を求める物理量偏差算出部とを有し、前記求めた偏差が閾値を超えた場合に異常を検出する射出成形機の異常検出装置であって、
   可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応させて、前記求めた物理量の偏差の尖度、歪度、３次以上の高次モーメントから求めた分布指標値のうち少なくとも一つを分布指標値として算出する分布指標値算出部と、該算出した分布指標値が大きくなるにしたがって可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応した閾値が大きくなるように該閾値を算出する閾値算出部とを有することを特徴とする射出成形機の異常検出装置。
2. サーボモータを駆動制御して可動部を駆動する駆動部と、前記サーボモータに加わる負荷、前記サーボモータの速度、電流、位置偏差のうちいずれか一つを物理量として検出する物理量検出部と、前記物理量の所定サイクル回数における平均値を可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応させて算出する算出部と、該算出した物理量の平均値を記憶する記憶部と、前記記憶された物理量の平均値と現在の物理量を可動部が動作する経過時間あるいは可動部の動作位置に対応させて順次比較し偏差を求める物理量偏差算出部とを有し、前記求めた偏差が閾値を超えた場合に異常を検出する射出成形機の異常検出装置であって、
   可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応させて、前記求めた物理量の偏差の尖度、歪度、３次以上の高次モーメントから求めた分布指標値のうち少なくとも一つを分布指標値として算出する分布指標値算出部と、該算出した分布指標値が大きくなるにしたがって可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応した閾値が大きくなるように該閾値を算出する閾値算出部とを有することを特徴とする射出成形機の異常検出装置。
3. 前記可動部の動作中の経過時間あるいは前記可動部の動作中の位置に対応させて
   

   

   を演算することにより物理量の偏差の絶対値の平均値を算出する算出部を有し、前記分布指標値算出部は、可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応させて
   

   

   を演算することにより分布指標値を算出し、前記閾値算出部は、可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応させて
   

   

   を演算することにより閾値を算出することを特徴とする請求項１または２の何れか一つに記載の射出成形機の異常検出装置。
4. 前記可動部の動作中の経過時間あるいは前記可動部の動作中の位置に対応させて、前記求めた偏差のばらつきの指標を算出するばらつき指標算出部と、前記算出したばらつきの指標が大きくなるにしたがって可動部の動作中の経過時間あるいは可動部の動作中の位置に対応した閾値が大きくなるように該閾値を補正する閾値補正部とを有することを特徴とする請求項１または２の何れか一つに記載の射出成形機の異常検出装置。
5. 前記ばらつき指標算出部は、前記偏差のばらつきの指標として、前記物理量の標準偏差、分散、偏差の絶対値の平均値、最大−最小値、の何れかを算出することを特徴とする請求項４に記載の射出成形機の異常検出装置。

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