JP5460355B2 - 相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置 - Google Patents
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Description
請求項4に係る発明は、前記相関係数算出手段によって逐次算出された相関係数の絶対値を所定値と比較し、該逐次算出された相関係数の絶対値が所定値以上となる区間を求め、該区間において射出成形に係る物理量のフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の射出成形機の制御装置である。
請求項6に係る発明は、前記成形品質データは、成形品そのものから検出された直接的に成形品質を評価可能なデータ、あるいは、成形プロセス中の物理量から検出され、間接的に成形品の品質を評価可能なデータであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の射出成形機の制御装置である。
請求項7に係る発明は、前記逐次算出された相関係数を波形として画面に表示することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の射出成形機の制御装置である。
さらに、本発明により、射出圧力やスクリュ位置などの射出成形に係る物理量の時系列データと、成形品質との相関が強くなる成形サイクル内にタイミングを算出することで、成形品の良否判別を行うのに最適なタイミングを特定することができる。
さらには、成形品質との相関が強くなるタイミングにおいて、射出圧力やスクリュ位置などの射出成形に係る物理量を制御して安定化することにより、成形品質そのものを向上することができる。
なお、特開平3−199025号公報には、連続自動運転時における各ショット毎に、予め定められた複数のモニタ項目の測定データを取り込んで記憶し、前記取り込んだ複数のモニタ項目の中の任意の2つのモニタ項目の相関関係を演算し、この演算処理結果に基づく相関関係のグラフを出力する技術が開示されている。
また、特開2007−196480号公報には、ショット毎の動作状態に係る複数の異なる検出項目に対応する物理量を順次検出し、検出した複数の物理量(検出データ)から統計データを求めて表示するに際し、任意の異なる二つの検出項目Hx,Hy,・・・に対応する検出データ間の相関係数R・・・を一又は二以上求めるとともに、求めた相関係数R・・・を所定の表示条件により順次定量的に表示し、かつ検出項目Hx,Hy,・・・を相関係数R・・・に対応させて表示する技術が開示されている。
これら特許文献に開示された技術は、複数のモニタ項目の中の任意の2つのモニタ項目の相関関係を演算して相関関係グラフを出力したり、相関係数の高い順番に並べかえたりすることで、どの項目が相関が強いかを知ることができるものであるが、何れも固定的なタイミングで測定したデータに対して相関係数を計算することであり、成形サイクル内において成形品質との相関が強くなるタイミングを特定するものではない。
図1は、射出成形機および該射出成形機を制御する制御装置の概略構成図である。スクリュ3が挿入されたシリンダ1の先端にはノズル2が装着され、シリンダ1の後端部には樹脂ペレットをシリンダ1に供給するホッパ4が取り付けられている。スクリュ3は、スクリュ3をその軸方向に駆動する駆動手段としての射出用サーボモータM1、伝動機構7及びボールネジ/ナット等の回転運動を直線運動に変換する変換機構8によって軸方向に駆動され、射出及び背圧制御がなされるように構成されている。また、スクリュ3は、回転駆動手段としてのスクリュ3を回転させるためのサーボモータM2と、ベルト、プーリ等で構成される伝動機構6により回転駆動されるようになっている。
成形品質を評価可能なデータは、成形品そのものから検出され直接的に成形品質を評価可能なデータ(例えば、製品重量、製品寸法、製品強度、光学特性など)、あるいは、成形プロセス中の物理量から検出され間接的に成形品の品質を評価可能なデータ(例えば、最小クッション量、ピーク圧、計量時間、計量トルク、型内圧のピーク値、バックフロー値など)を、成形品質データとして各ショット毎に測定する。図4は、ショット毎に、間接的に成形品の品質を評価可能なデータである最小クッション量を測定することを説明する図である。
以上のように、射出成形に係る物理量と成形品質データとの相関が最も強くなるサイクル内の時刻を特定することができる。
●[ステップSA100]サイクルカウンタの値であるNを初期値0とする。
●[ステップSA101]射出成形機の成形サイクルを開始する。
●[ステップSA102]Nに1を加算し値を、Nとする。
●[ステップSA103]1成形サイクルの中の成形サイクルの開始から終了までの期間で、射出成形に係る物理量を所定サンプリング時間間隔で検出し記憶する。
●[ステップSA104]1成形サイクルの中での成形品質データを検出し記憶する。
●[ステップSA105]1成形サイクルを終了する。
●[ステップSA106]サイクルカウンタNが、所定値より大きいか否か判断し、大きくない場合にはステップSA101へ戻り、次の成形サイクルへ移行し、大きい場合にはステップSA107へ移行する。
●[ステップSA107]ステップSA103で検出し記憶した射出成形に係る物理量と、ステップSA104で検出し記憶した成形品質データとの相関係数を、ステップSA103で検出し記憶した射出成形に係る物理量に対して所定サンプリング時間間隔の時刻毎に算出し記憶し、処理を終了する。
●[ステップSB100]サイクルカウンタの値であるNを初期値0とする。
●[ステップSB101]射出成形機の成形サイクルを開始する。
●[ステップSB102]Nに1を加算し値を、Nとする。
●[ステップSB103]1成形サイクルの中の成形サイクルの開始から終了までの期間で、射出成形に係る物理量を所定サンプリング時間間隔で検出し記憶する。
●[ステップSB104]1成形サイクルの中での成形品質データを検出し記憶する。
●[ステップSB105]1成形サイクルを終了する。
●[ステップSB106]サイクルカウンタNが、所定値より大きいか否か判断し、大きくない場合にはステップSB101へ戻り、次の成形サイクルへ移行し、大きい場合にはステップSB107へ移行する。
●[ステップSB107]ステップSB103で検出し記憶した射出成形に係る物理量と、ステップSB104で検出し記憶した成形品質データとの相関係数を、ステップSB103で検出し記憶した射出成形に係る物理量に対して所定サンプリング時間間隔の時刻毎に算出し記憶する。
●[ステップSB108]ステップSB107で逐次算出した相関係数の絶対値が最大となる時刻を算出する。算出した時刻をtxとする。
●[ステップSB109]サイクルを開始する。
●[ステップSB110]ステップSB108で算出した時刻txにおける射出成形に係る物理量P(tx)を検出する。
●[ステップSB111]射出成形に係る物理量P(tx)は上限値以下であるか否か判断し、以下である場合にはステップSB112へ移行し、以下でない場合にはステップSB114へ移行する。
●[ステップSB112]射出成形に係る物理量P(tx)は下限値以上であるか否か判断し、以上である場合にはステップSB113へ移行し、以上でない場合にはステップSB114へ移行する。
●[ステップSB113]良品信号を出力し、ステップSB115へ移行する。良品信号は図1の表示装置付き入力装置25の表示装置に表示するようにしてもよい。
●[ステップSB114]不良品信号を出力し、ステップSB115へ移行する。不良品信号は図1の表示装置付き入力装置25の表示装置に表示するようにしてもよい。また、金型から突き落とされた成形品を不良品回収箱に収容するようにしてもよい。
●[ステップSB115]サイクル終了する。
●[ステップSB116]本サイクル回数終了か否か判断し、本サイクル回数終了でない場合にはステップSB109へ戻り次の回の成形サイクルに進み、本サイクル回数終了の場合には処理を終了する。
●[ステップSC100]サイクルカウンタの値であるNを初期値0とする。
●[ステップSC101]射出成形機の成形サイクルを開始する。
●[ステップSC102]Nに1を加算し値を、Nとする。
●[ステップSC103]1成形サイクルの中の成形サイクルの開始から終了までの期間で、射出成形に係る物理量を所定サンプリング時間間隔で検出し記憶する。
●[ステップSC104]1成形サイクルの中での成形品質データを検出し記憶する。
●[ステップSC105]1成形サイクルを終了する。
●[ステップSC106]サイクルカウンタNが、所定値より大きいか否か判断し、大きくない場合にはステップSC101へ戻り、次の成形サイクルへ移行し、大きい場合にはステップSC107へ移行する。
●[ステップSC107]ステップSC103で検出し記憶した射出成形に係る物理量と、ステップSC104で検出し記憶した成形品質データとの相関係数を、ステップSC103で検出し記憶した射出成形に係る物理量に対して所定サンプリング時間間隔の時刻毎に算出し記憶する。
●[ステップSC108]ステップSC107で逐次算出した相関係数の絶対値が最大となる時刻を算出する。算出した時刻をtxとする。
●[ステップSC109]サイクル開始する。
●[ステップSC110]射出開始する。
●[ステップSC111]ステップSC108で算出した時刻txにおける射出成形に係る物理量P(tx)を検出する。
●[ステップSC112]ステップSC111で検出した物理量P(tx)に基づいて射出保圧切替位置の補正量Xを算出する。補正量X=(P(tx)−β)*α ただし、X:補正量、α:補正係数、β:基準値である。
●[ステップSC113]スクリュ位置は、(設定位置+補正量X)より小さいか否か判断し、小さい場合にはステップSC114へ移行し、小さくない場合には、小さくなるまで待ち、ステップC114へ移行する。
●[ステップSC114]保圧を開始する。
●[ステップSC115]サイクルを終了する。
●[ステップSC116]本サイクル回数終了か否か判断し、本サイクル回数終了でない場合にはステップSC109へ戻り次の回の成形サイクルに進み、本サイクル回数終了の場合には処理を終了する。
●[ステップSD100]サイクルカウンタの値であるNを初期値0とする。
●[ステップSD101]射出成形機の成形サイクルを開始する。
●[ステップSD102]Nに1を加算し値を、Nとする。
●[ステップSD103]1成形サイクルの中の成形サイクルの開始から終了までの期間で、射出成形に係る物理量を所定サンプリング時間間隔で検出し記憶する。
●[ステップSD104]1成形サイクルの中での成形品質データを検出し記憶する。
●[ステップSD105]1成形サイクルを終了する。
●[ステップSD106]サイクルカウンタNが、所定値より大きいか否か判断し、大きくない場合にはステップSD101へ戻り、次の成形サイクルへ移行し、大きい場合にはステップSD107へ移行する。
●[ステップSD107]ステップSD103で検出し記憶した射出成形に係る物理量と、ステップSD104で検出し記憶した成形品質データとの相関係数を、ステップSD103で検出し記憶した射出成形に係る物理量に対して所定サンプリング時間間隔の時刻毎に算出し記憶する。
●[ステップSD108]相関係数の絶対値が第一の所定値以上となる時刻を算出する。
●[ステップSD109]時刻tx1以降で、相関係数の絶対値が第二の所定値以下となる時刻を算出する。
●[ステップSD110]サイクル開始する。
●[ステップSD111]射出開始する。
●[ステップSD112]1サイクル中の現在の時刻は、時刻tx1より大きいか否か判断し、大きい場合にはステップSD113に移行し、tx1より大きくない場合には大きくなるまで待ってステップSD113へ移行する。
●[ステップSD113]保圧開始する。
●[ステップSD114]1サイクル中の現在の時刻は、時刻tx2より大きいか否か判断し、大きい場合にはステップSD115へ移行し、大きくない場合には大きくなるまで待ってステップSD115へ移行する。
●[ステップSD115]保圧を終了する。
●[ステップSD116]サイクルを終了する。
●[ステップSD117]本サイクル回数終了か否か判断し、本サイクル回数終了でない場合にはステップSD110へ戻り次の回の成形サイクルに進み、本サイクル回数終了の場合には処理を終了する。
なお、上述したステップSB108およびステップSC108において相関係数の絶対値が最大となる時刻を算出したが、相関係数の絶対値が最大となる値として例えば、ピーク値を選択するようにしてもよい。
2 ノズル
3 スクリュ
4 ホッパ
5 圧力センサ
6,7 伝動機構
8 変換機構
10 制御装置
11 サーボアンプ
12 サーボアンプ
13 ROM
14 RAM
15 サーボCPU
16 A/D変換器
17 PMCCPU
18 ROM
19 RAM
20 CNCCPU
21 ROM
22 RAM
23 成形データ保存用RAM
24 表示回路
25 表示装置付き入力装置
26 バス
Penc1 位置・速度検出器
Penc2 位置・速度検出器
M1 射出用サーボモータ
M2 スクリュ回転用サーボモータ
Claims (7)
- 射出成形に係る物理量を所定サンプリング時間間隔で検出する物理量検出手段と、該物理量検出手段によって検出した物理量を前記所定サンプリング時間間隔の時系列データとして複数サイクルにわたって記憶する物理量記憶手段と、成形品質データを検出する成形品質データ検出手段と、該成形品質データ検出手段によって検出した成形品質データを複数サイクルにわたって記憶する成形品質データ記憶手段と、を備えた射出成形機の制御装置であって、
前記物理量記憶手段によって記憶した物理量の時系列データのうち、各ショット間の同一時刻における物理量と、前記成形品質データ記憶手段によって記憶した各ショット間の成形品質データとの相関係数を、前記同一時刻における相関係数として算出する相関係数算出手段を備え、
前記相関係数算出手段によって前記所定サンプリング時間間隔の時刻ごとに相関係数を逐次算出することを特徴とする射出成形機の制御装置。 - 前記相関係数算出手段によって逐次算出された相関係数の絶対値が最大となる時刻を求め、該求めた時刻における射出成形に係る物理量に基づいて、成形品の良否判別を行うことを特徴とする請求項1に記載の射出成形機の制御装置。
- 前記相関係数算出手段によって逐次算出された相関係数の絶対値が最大となる時刻を求め、該求めた時刻における射出成形に係る物理量に基づいて、射出保圧切替位置または射出速度切替位置を補正することを特徴とする請求項1に記載の射出成形機の制御装置。
- 前記相関係数算出手段によって逐次算出された相関係数の絶対値を所定値と比較し、該逐次算出された相関係数の絶対値が所定値以上となる区間を求め、該区間において射出成形に係る物理量のフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の射出成形機の制御装置。
- 前記射出成形に係る物理量は、射出圧力、スクリュ位置、スクリュ速度、型内圧力、エジェクタ位置、エジェクタ推力、型盤位置、型盤推力、金型パーティング面間隔、型締め力、金型温度のうち何れか一つであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の射出成形機の制御装置。
- 前記成形品質データは、成形品そのものから検出された直接的に成形品質を評価可能なデータ、あるいは、成形プロセス中の物理量から検出され、間接的に成形品の品質を評価可能なデータであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の射出成形機の制御装置。
- 前記逐次算出された相関係数を波形として画面に表示することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の射出成形機の制御装置。
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