JP6155290B2 - 計測装置 - Google Patents
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Description
なお、上記特許文献1には、射出成形装置に設けられたセンサ(ロードセル20)がキャビティ内の樹脂の圧力を検出し、該センサの検出信号をアンプ装置によりサンプリングする技術が開示されている。
このような金型ごとの計測や異常判定を可能とするためには、射出成形装置においてセンサを金型ごとに設け、金型ごとに得られるセンサ検出信号を金型の数と同数用意した計測装置にそれぞれ入力するシステム構成が考えられる。
これにより、成形材料の射出対象とされる金型ごとに計測処理を個別に行うことが可能とされる。
これにより、成形材料の射出対象とされる金型ごとに異常判定及びアラーム出力を行うことが可能とされる。
これにより、金型の別に応じて適応的に異常判定手法を切り替えることが可能とされる。
金型(キャビティ)に対する成形材料の圧力は、成形の良否を左右する重要な項目である。
ロータリーテーブル型の射出成形装置は、複数の金型が回転して位置が入れ替わるため、何れの金型に対して成形材料の射出が行われているかを作業員等が目視しても識別し難く、従って本発明の計測装置をロータリーテーブル型の射出成形装置に適用することは特に好適である。
図1は、第1の実施の形態としての射出成形計測システム100の構成概要を示した図である。
図示するように射出成形計測システム100は、射出成形装置50と、計測装置1と、中継ボックス2と、パーソナルコンピュータ3とを備えている。
制御部63は、例えばROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、CPU(Central Processing Unit)を有するマイクロコンピュータを備えて構成されている。
なお、以下、上金型60と第一金型53−1とを用いた射出成形が行われる期間を「第一射出成形期間」と表記する。
このように上金型60と第二金型53−2とを用いた射出成形が行われる期間を以下「第二射出成形期間」と表記する。
射出成形装置50には、圧力検出を行うための圧力センサSnが第一金型53−1と第二金型53−2の双方に設けられている。第一金型53−1に設けられた圧力センサSnは「第一圧力センサSn−1」と表記し、第二金型53−2に設けられた圧力センサSnは「第二圧力センサSn−2」と表記する。
これらの圧力センサSnとしては、例えば、直接式のフラッシュマウント形センサ、間接式のボタン形センサ、エジェクタピン形センサ等を用いることができる。
本例において、第一圧力センサSn−1、第二圧力センサSn−2としては例えばダイアフラムゲージ(Diaphragm Gauge)式の圧力センサが用いられ、圧力の計測可能範囲は例えば0〜100MPa(メガパスカル)程度である。
第二圧力センサSn−2は、第二射出成形期間に上金型60と第二金型53−2とにより形成されるキャビティに対する成形材料の射出圧力を検出可能に第二金型53−2に対して取り付けられている。
中継ボックス2は、複数系統(チャンネル)の検出信号Ssを入力可能に構成され、入力された複数の検出信号Ssを一本の中継ケーブルを介して計測装置1に出力可能に構成されている。
なお、本例の場合、中継ボックス2及び中継ケーブルは、最大で例えば4CH(チャンネル)分の検出信号Ssの伝送に対応している。すなわち、本例における計測装置1には、一本の中継ケーブルにより最大で4CH分の検出信号Ssを入力可能とされている。
計測装置1は、これら第一トリガ信号St−1、第二トリガ信号St−2と、第一検出信号Ss−1、第二検出信号Ss−2とに基づき、第一射出成形期間、第二射出成形期間における圧力の計測を行う。
また、計測装置1は、第一射出成形期間、第二射出成形期間における圧力の計測値を監視して計測値の異常判定を行い、異常判定の結果に基づき第一アラーム信号Sa−1、第二アラーム信号Sa−2の出力を行うが、これらについては後述する。
なお、第一アラーム信号Sa−1、第二アラーム信号Sa−2は、異常通知信号として射出成形装置50(制御部63)に対して入力させることが可能である。
パーソナルコンピュータ3には、計測装置1による圧力の計測について管理を行うための管理ソフトウェア(以下「管理ソフト」と略称する)がインストールされている。この管理ソフトにより、作業員等はパーソナルコンピュータ3のディスプレイを介して計測装置1による圧力計測結果を閲覧可能とされている。
また、本例では、管理ソフトを用いた設定により、作業員等は圧力計測結果をパーソナルコンピュータ3におけるHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Disk)等の所定の記憶装置に収録させることが可能とされている。
なお、図2では計測装置1の内部構成と共に、中継ボックス2及びパーソナルコンピュータ3も併せて示している。
計測装置1には、前述した中継ケーブルを介して中継ボックス2が接続される端子部11と、第一トリガ信号St−1が入力される第一トリガ信号入力端子Tt−1と、第二トリガ信号St−2が入力される第二トリガ信号入力端子Tt−2と、外部の情報処理装置、特に本例ではパーソナルコンピュータ3との間でデータ通信を行うためのデータ通信端子Teと、第一アラーム信号Sa−1の出力端子である第一アラーム信号出力端子Ta−1と、第二アラーム信号Sa−2の出力端子である第二アラーム信号出力端子Ta−2と、複数のA/Dコンバータ12と、ROM、RAM、CPUを有するマイクロコンピュータを備えて構成された演算部10とを備えている。
なお、本例では、データ通信端子Teはイーサネット(Ethernet:登録商標)端子とされ、計測装置1とパーソナルコンピュータ3との間の接続はLAN(Local Area Network)ケーブルを介して行われる。
A/Dコンバータ12−1、A/Dコンバータ12−2は、入力された第一検出信号Ss−1、第二検出信号Ss−2をA/D変換(サンプリング)して演算部10に出力する。
演算部10は、これらの入力信号に基づき、第一金型53−1側についての圧力の計測値の演算及び計測値の異常判定と、第二金型53−2側についての圧力の計測値の演算及び計測値の異常判定とを実行し分ける。
図示するように該設定画面には、検出信号Ssのチャンネル(CH)ごとに、使用/不使用を選択するためのチェックボックス(図中「Use」の項目)と、チャンネルと金型との対応関係を定めるための金型番号入力ボックスとが表示されている(図中「Mold」の項目)。本例の場合、金型番号「1」は第一金型53−1、金型番号「2」は第二金型53−2に対応している。換言すれば、金型番号「1」は第一トリガ信号St−1を、金型番号「2」は第二トリガ信号St−2を選択する情報として機能する。
図3では、CH1に第一圧力センサSn−1を接続し、CH2に第二圧力センサSn−2を接続した場合に対応して、CH1の金型番号を「1」、CH2の金型番号を「2」と設定した場合を例示している。
計測値の異常判定は、計測値が予め設定されたウィンドウW内に現れるか否かにより行う。ウィンドウWの範囲は、監視対象期間wsと監視対象範囲wpとによって定義される。監視対象期間wsは、射出成形の開始時点(第一トリガ信号St−1又は第二トリガ信号St−2が入力された時点)以降の期間として可変設定が可能なパラメータであり、監視対象範囲wpとしても可変設定が可能なパラメータとされている。これら監視対象期間ws及び監視対象範囲wpは前述した管理ソフトによって作業員等が計測装置1(演算部10)に対して設定可能とされている。
本例では、監視対象期間ws及び監視対象範囲wpは、前述した金型番号「1」「2」ごとに個別に設定可能とされている。
なお、図5に示す処理は、演算部10におけるCPUが前述したROM等の所定の記憶装置に記憶されたプログラムに基づき実行するものである。
図5においては、先の図3で説明したように検出信号SsのCH1には第一検出信号Ss−1が、CH2には第二検出信号Ss−2が入力されるようにセンサ接続が行われ、CH1に対して金型番号「1」(第一トリガ信号St−1)が、CH2に対して金型番号「2」(第二トリガ信号St−2)がそれぞれ設定された場合(つまりCHに対するセンサ接続及びトリガ信号Stの対応づけが正しく行われている場合)を前提として説明を行う。
そして、次のステップS105で演算部10は、計測値が異常であるか否かを判定する。本例の場合、計測値の異常判定処理は、前述した管理ソフトで金型番号ごとに設定されたウィンドウWを用いて行う。具体的に、ステップS105では、入力された第一トリガ信号St−1に対応する金型番号「1」に対応して設定されたウィンドウWを選択し、該選択したウィンドウWを用いて異常判定を行う。
これら計測履歴データ及び波形データとしての計測データの収録は、管理ソフトを用いて行われた設定に基づき、計測装置1のみ、又は計測装置1とパーソナルコンピュータ3の双方に行う。このとき、波形データは、第一金型53−1、第二金型53−2の何れの金型に対応するデータであるかを識別可能に収録する(例えば対応する金型番号を対応づけて収録する)。
従って、金型ごとにセンサ検出信号に基づく計測をし分けることのできる計測装置を提供することができる。この結果、射出成形装置の金型ごとに計測装置を用意する必要がなくなり、コストアップの防止を図ることができる。
これにより、成形材料の射出対象とされる金型ごとに計測処理を個別に行うことが可能とされる。
従って、金型ごとにセンサ検出信号に基づく計測をし分けることのできる計測装置を提供することができる。
これにより、成形材料の射出対象とされる金型ごとに異常判定及びアラーム出力を行うことが可能とされる。すなわち、金型ごとに計測装置を設けることなく、金型ごとの異常判定及びアラーム出力を行うことができる。
これにより、金型の別に応じて適応的に異常判定手法を切り替えることが可能とされる。
従って、異常判定の精度向上を図ることができる。
金型(キャビティ)に対する成形材料の圧力は、成形の良否を左右する重要な項目である。
従って、圧力計測を行う計測装置は、良品の生成に資するものである。
ロータリーテーブル型の射出成形装置は、複数の金型が回転して位置が入れ替わるため、何れの金型に対して成形材料の射出が行われているかを作業員等が目視しても識別し難い。
従って、第1の実施の形態の計測装置は、ロータリーテーブル型の射出成形装置に適用して特に好適なものである。
この場合、計測装置1に対しては検出信号Ssが1チャンネル分のみ入力されるが、この場合の計測装置1では、このように1チャンネルのみ入力される検出信号Ssについて、入力されるトリガ信号Stの別に応じて第一金型53−1、第二金型53−2についての計測処理を実行し分ければよい。つまり、この場合は計測対象とする検出信号チャンネルをトリガ信号Stの別に応じて切り替えることは不要である。また、管理ソフトを用いてセンサの接続チャンネルと金型番号との対応関係を計測装置1に事前に設定することも不要である。
A/Dコンバータ12を一つにできることで、計測装置1における基板面積の縮小化を図ることができ、また1チャンネル当たりの単価が下がることにより計測装置1のコスト削減を図ることができる。
図6は、第2の実施の形態としての射出成形計測システム100Aの構成を説明するための図である。
なお、第2の実施の形態において、既に第1の実施の形態で説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。また、図6では図示の都合からパーソナルコンピュータ3を省略して示している。
射出成形装置50Aは、制御部63に代えて制御部63Aが設けられた点が射出成形装置50と異なる。制御部63Aは、第一トリガ信号St−1、第二トリガ信号St−2の出力は行わず、単一のトリガ信号Strを出力する点が制御部63と異なる。トリガ信号Strは、前述した第一射出成形期間と第二射出成形期間とを併せた期間を1つの射出成形期間とし、該射出成形期間の開始タイミングを表す信号である(つまり第一トリガ信号St−1に相当する信号)。
さらに、計測装置1Aに対しては、第一圧力センサSn−1を中継ボックス2−1側の何れのチャンネルの入力端子に接続したか(第一検出信号Ss−1が中継ボックス2−1側の何れのチャンネルに入力されるか)、及び第二圧力センサSn−2を中継ボックス2−2側の何れのチャンネルの入力端子に接続したか(第二検出信号Ss−2が中継ボックス2−2側の何れのチャンネルに入力されるか)の情報も、管理ソフトを用いて予め計測装置1Aに設定される。
具体的に、本例においては、管理ソフトにより事前設定された端子部11と金型番号との対応情報、及び端子部11ごとに設定されたチャンネル情報に基づき、金型番号「1」が対応づけられた端子部11−1における設定されたチャンネルに入力される検出信号Ss(つまり第一検出信号Ss−1)に基づいた計測処理と、金型番号「2」が対応づけられた端子部11−2における設定されたチャンネルに入力される検出信号Ss(つまり第二検出信号Ss−2)に基づいた計測処理とを並行して実行する。
従って、複数の金型の個々に選択的に成形材料を射出する射出成形装置についての射出成形計測システムとして、射出成形装置の金型ごとに計測装置を用意する必要がなくなり、コストアップの防止を図ることができる。
例えば、上記では、ロータリーテーブル型の射出成形装置に本発明の計測装置を適用する例を挙げたが、本発明の計測装置は、例えば水平方向にスライド自在とされたスライドステージ上に複数の金型が配置されて金型ごとに個別に成形材料を射出可能とされたスライド型の射出成形装置など、複数の金型の個々に選択的に成形材料を射出する射出成形装置に対して適用可能なものである。
また、本発明の計測装置は、竪型に限らず、横型等の他の射出成形装置にも好適に適用できる。
なお、圧力以外の計測を行う場合にも、入力されるトリガ信号の別に応じて異常判定の手法を切り替えることができる。
Claims (6)
- 複数の金型を有し個々の前記金型に選択的に成形材料を射出する射出成形装置に備えられたセンサからの検出信号を計測対象信号として入力しサンプリングする計測装置であって、
個々の前記金型に対する前記成形材料の射出タイミングを表すものとして前記射出成形装置が出力する複数のトリガ信号を入力する複数の入力端子と、
前記トリガ信号が入力された前記入力端子の別に基づき前記成形材料の射出が行われる前記金型を判定する金型判定を行う演算部と、を備えた
計測装置。 - 前記演算部は、
前記金型判定の判定結果に基づいて前記検出信号に基づく計測処理を前記金型ごとに実行し分ける
請求項1に記載の計測装置。 - 前記演算部は、
前記トリガ信号の入力ごとに前記検出信号に基づく計測値の異常判定を行い、
該異常判定により異常と判定された場合に、前記金型判定の判定結果から特定される前記金型についてのアラーム信号を出力する
請求項2に記載の計測装置。 - 前記演算部は、
前記金型判定の判定結果に基づき前記異常判定の判定手法を選択する
請求項2又は請求項3に記載の計測装置。 - 前記センサは前記金型に対する前記成形材料の圧力を検出する圧力センサとされ、前記検出信号に基づき圧力計測を行う
請求項1乃至請求項4の何れかに記載の計測装置。 - 前記トリガ信号として、前記金型がロータリーテーブル上に配置されたロータリーテーブル型の前記射出成形装置が出力するトリガ信号を入力する
請求項1乃至請求項5の何れかに記載の計測装置。
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