射出成形機
【課題】樹脂の可塑化状態をより高精度に監視できる射出成形機を提供すること。
【解決手段】射出シリンダ２０内の樹脂の状態を監視する射出成形機は、樹脂の可塑化のために消費される消費エネルギを検出する消費エネルギ検出部１０を備える。また、その射出成形機は、消費エネルギ検出部１０が検出した消費エネルギに基づいて成形品質を判別する成形品質判別部１１と、消費エネルギ検出部１０が検出する消費エネルギの変動を抑制する消費エネルギ変動抑制部１２と、を備える。
【解決手段】射出シリンダ２０内の樹脂の状態を監視する射出成形機は、樹脂の可塑化のために消費される消費エネルギを検出する消費エネルギ検出部１０を備える。また、その射出成形機は、消費エネルギ検出部１０が検出した消費エネルギに基づいて成形品質を判別する成形品質判別部１１と、消費エネルギ検出部１０が検出する消費エネルギの変動を抑制する消費エネルギ変動抑制部１２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂の可塑化状態を監視する射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、計量時間（成形材料をノズルから金型に射出した後、計量スクリュが回転して射出シリンダ先端のノズル部に成形材料が計量貯留され、計量スクリュが次第に後退して計量完了するまでの時間）を検出し、その計量時間と所定の基準計量時間との間の差に応じて、フィーダスクリュの回転速度を制御する射出成形機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
これにより、この射出成形機は、計量時間のバラツキを最小限度に抑えることによって、成形品の外観、強度等の品質を向上させることができるとしている。
【０００４】
また、射出シリンダを加熱する複数のバンドヒータであり、その射出シリンダに取り付けられた対応する温度センサの出力に応じてフィードバック制御される複数のバンドヒータのそれぞれにおける単位時間当たりの通電率を監視し、その通電率と所定の閾値との間の差に応じて、ホッパ下部分の設定温度を制御する射出成形機が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
これにより、この射出成形機は、樹脂材料の種別の違いによって変化する複数のバンドヒータのそれぞれにおける単位時間当たりの通電率に応じて、ホッパ下部分の設定温度を変化させ、様々な樹脂材料のそれぞれに適したホッパ下部分の温度を実現させ、好適な計量動作を実現させることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１７１８３０号公報
【特許文献２】特開２００９−１１９６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の射出成形機は、計量時間のみを監視することによって射出シリンダ内の樹脂の量を推定することにより、各ショットにおける樹脂の量のバラツキを抑えようとし、また、特許文献２に記載の射出成形機は、複数のバンドヒータのそれぞれにおける単位時間当たりの通電率のみを監視することによって射出シリンダ内の樹脂の状態を推定することにより各ショットにおける樹脂の状態のバラツキを抑えようとしているが、計量スクリュの回転速度等の他の多くの要因の影響を受ける射出シリンダ内の樹脂の状態を推定するには不十分であり、その樹脂の状態に左右される成形品質を高精度に判別することができない。
【０００８】
上述の点に鑑み、本発明は、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視できる射出成形機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係る射出成形機は、射出シリンダ内の樹脂の状態を監視する射出成形機であって、樹脂の可塑化のために消費される消費エネルギを検出する消費エネルギ検出部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上述の手段により、本発明は、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視できる射出成形機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される可塑化状態監視装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る射出成形機における射出・可塑化装置の概略図である。
【図３】可塑化状態監視処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される成形品質判別装置の構成例を示す図である。
【図５】不良成形品発生通知処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】不良成形品発生抑制処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される可塑化状態監視装置１００の構成例を示す図であり、本実施例において、可塑化状態監視装置１００は、樹脂を可塑化する際に消費されるエネルギの変動を監視し、その消費エネルギに関する情報を可塑化状態に関する情報として表示装置に表示する。
【００１４】
具体的には、可塑化状態監視装置１００の制御装置１は、電力測定装置２からの測定結果を受信し、その測定結果に基づく各種情報を表示装置４に対して出力する。
【００１５】
図２は、本発明の実施例に係る射出成形機における射出・可塑化装置２００の概略図であり、射出・可塑化装置２００は、主に、シリンダヒータ６（例えば、射出シリンダ２０の五つの領域のそれぞれを加熱する五つの部分６ａ〜６ｅに分割される。詳細は後述される。）、計量モータ７、射出シリンダ２０、計量スクリュ２２、及びホッパ２４から構成される。
【００１６】
制御装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたコンピュータであって、例えば、消費エネルギ検出部１０に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭに展開しながら、消費エネルギ検出部１０に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００１７】
電力測定装置２は、消費電力を測定するための装置であり、例えば、一回の成形サイクルの間にシリンダヒータ６で消費された電力量（ｋＷｈ）を、樹脂を可塑化する際に消費された電力量として測定する。
【００１８】
また、電力測定装置２は、一回の成形サイクルの間にシリンダヒータ６の一部（例えば、シリンダヒータ６ｅを除く、シリンダヒータ６ａ〜６ｄである。）で消費された電力量を、樹脂を可塑化する際に消費された電力量として測定するようにしてもよい。
【００１９】
また、電力測定装置２は、可塑化工程中に計量モータ７（計量スクリュ２２）を回転させるために計量モータ７で消費された電力量と、一回の成形サイクルの間にシリンダヒータ６で消費された電力量とを合計した電力量を、樹脂を可塑化する際に消費された電力量として測定するようにしてもよい。
【００２０】
表示装置４は、各種情報を表示するための装置であり、例えば、成形機本体に取り付けられたディスプレイ、又は、射出成形機の外部に設置されるディスプレイ等であって、制御装置１が出力する制御信号に応じて、射出・可塑化装置２００における消費電力等の各種情報を表示する。
【００２１】
シリンダヒータ６は、射出シリンダ２０を加熱するためのヒータであり、例えば、ホッパ２４に最も近い第一シリンダ領域を加熱する第一シリンダヒータ６ａ、ホッパ２４から離れる方向で第一シリンダ領域に隣接する第二シリンダ領域を加熱する第二シリンダヒータ６ｂ、ホッパ２４から離れる方向で第二シリンダ領域に隣接する第三シリンダ領域を加熱する第三シリンダヒータ６ｃ、ノズル部２０ａに最も近い第四シリンダ領域を加熱する第四シリンダヒータ６ｄ、及び、ノズル部２０ａを加熱する第五シリンダヒータ６ｅから構成され、シリンダヒータ６ａ〜６ｅのそれぞれに対応する目標温度が設定され、商用電源（図示せず。）から電力の供給を受けることによって、射出シリンダ２０の各領域をその目標温度まで加熱する。
【００２２】
なお、目標温度は、特定の樹脂材料から適当な品質の成形品を生成するために予め設定される温度であり、樹脂材料毎に経験的に或いは樹脂材料の比熱等を考慮した所定の計算式に基づいて導き出される。
【００２３】
また、シリンダヒータ６ａ〜６ｅのそれぞれは、対応するシリンダ領域の温度を測定する温度センサ（図示せず。）を備えており、その温度センサの出力に応じてオン・オフを自動的に切り替えながら、対応するシリンダ領域の温度が目標温度となるようにフィードバック制御される。
【００２４】
計量モータ７は、計量スクリュ２２の回転を制御するための装置であり、例えば、ホッパ２４から射出シリンダ２０内に供給された樹脂材料を溶融しながらノズル部２０ａの方向に移送するために計量スクリュ２２を目標回転速度で回転させ、或いは、射出モータ（図示せず。）によって計量スクリュ２２を軸方向に移動させる場合に計量スクリュ２２の回転を拘束する。
【００２５】
なお、計量スクリュ２２の目標回転速度は、特定の樹脂材料から適当な品質の成形品を生成するために予め設定される回転速度であり、樹脂材料毎に経験的に或いは樹脂材料の比熱等を考慮した所定の計算式に基づいて導き出され、好適には、飢餓計量状態を創出するように設定される。
【００２６】
また、計量モータ７は、計量スクリュ２２に結合されるその駆動軸の回転速度を検出するエンコーダ（図示せず。）を備えており、そのエンコーダの出力に応じて駆動トルクを自動的に調節しながら、計量スクリュ２２の回転速度が目標回転速度となるようにフィードバック制御される。
【００２７】
消費エネルギ検出部１０は、樹脂を可塑化するために消費されるエネルギを可塑化モニタ値として検出するための機能要素であり、例えば、電力測定装置２の出力を受けて、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される電気エネルギ（ｋＷｈ）を検出し、その検出した値をＲＡＭに記録し、かつ、その検出した値を表示装置４に対して出力する。
【００２８】
なお、可塑化モニタ値として検出される、樹脂を可塑化するために消費されるエネルギは、例えば、１成形サイクルで消費されるエネルギ、又は所定の工程（例えば、計量工程である。）で消費されるエネルギ等、その期間又はその測定対象（例えば、計量モータ７である。）を任意に選択・設定され得るものとする。
【００２９】
次に、図３を参照しながら、可塑化状態監視装置１００が可塑化状態を監視する処理（以下、「可塑化状態監視処理」とする。）について説明する。なお、図３は、可塑化状態監視処理の流れを示すフローチャートであり、可塑化状態監視装置１００は、所定周期（例えば、成形サイクル毎である。）で繰り返しこの可塑化状態監視処理を実行するものとする。
【００３０】
最初に、可塑化状態監視装置１００の制御装置１は、消費エネルギ検出部１０により、電力測定装置２の出力に基づいて、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される電力量を検出する（ステップＳ１）。
【００３１】
その後、制御装置１は、検出した消費電力量の値をＲＡＭに記録し、且つ、検出した消費電力量の推移を表示装置４に表示する（ステップＳ２）。
【００３２】
具体的には、制御装置１は、縦軸を消費電力量の軸とし横軸を時間軸としたチャートの形式で、過去及び現在の各成形サイクルにおいて樹脂を可塑化する際に消費された電力量の値を表示装置４の画面上に表示する。
【００３３】
或いは、制御装置１は、直近の所定数の成形サイクルにおいて樹脂を可塑化する際に消費された電力量のそれぞれの値を表形式で表示するようにしてもよい。
【００３４】
また、制御装置１は、所定期間内に実施された成形サイクルにおける消費電力量の統計値（例えば、最大値、最小値、平均値、標準偏差等である。）を表示装置４の画面上に表示するようにしてもよく、所定期間内に実施された成形サイクルにおける消費電力量のうち、所定の数値範囲から逸脱した消費電力量を抽出し、その抽出した消費電力量に対応する成形サイクルのＩＤ番号や成形時刻等を表示装置４の画面上に表示するようにしてもよい。
【００３５】
なお、制御装置１は、現に検出した消費電力量の値を含む情報をリアルタイムで表示装置４の画面上に表示するが、入力装置（図示せず。）を介した操作者の求めに応じて消費電力量に関する情報を表示装置４の画面上に表示するようにしてもよい。
【００３６】
以上の構成により、本発明の実施例に係る射出成形機は、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される（樹脂の可塑化状態の変化による影響を受け易い）電力量を監視することによって、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視することができる。
【００３７】
なお、本発明の実施例に係る射出成形機は、消費電力量以外の他の消費エネルギを監視することによって、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視するようにしてもよく、また、消費電力量やその他の消費エネルギをｋＷｈ以外の他のユニットを用いて監視することによって、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視するようにしてもよい。
【実施例２】
【００３８】
次に、図４を参照しながら、本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される成形品質判別装置１００Ａについて説明する。
【００３９】
図４は、本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される成形品質判別装置１００Ａの構成例を示す図であり、本実施例において、成形品質判別装置１００Ａは、樹脂を可塑化する際に消費されるエネルギを監視し、その監視した消費エネルギの値に基づいて成形品の品質を判別する。
【００４０】
なお、成形品質判別装置１００Ａは、その制御装置１Ａに成形品質判別部１１及び消費エネルギ変動抑制部１２を備え、記憶装置３に記憶された情報を参照し、音声出力装置５、シリンダヒータ６、及び計量モータ７に対して制御信号を出力する点において、可塑化状態監視装置１００と相違するが、その他の点で可塑化状態監視装置１００と共通する。
【００４１】
そのため、以下では、共通の構成要素に対して共通の参照符号を用い、共通点の説明を省略しながら、その相違点を詳細に説明することとする。
【００４２】
具体的には、成形品質判別装置１００Ａの制御装置１Ａは、電力測定装置２からの測定結果を受信し、記憶装置３に記憶された情報を参照しながら、各種演算を実行して成形品質を判別し、その判別結果を表示装置４や音声出力装置５に出力し、また、その判別結果に基づいてシリンダヒータ６や計量モータ７を制御する。
【００４３】
制御装置１Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたコンピュータであって、例えば、消費エネルギ検出部１０、成形品質判別部１１、及び消費エネルギ変動抑制部１２のそれぞれの機能要素に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭに展開しながら、各機能要素に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００４４】
記憶装置３は、各種情報を記憶するための装置であり、例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体であって、材質や添加剤の混入量が異なる様々な樹脂材料のそれぞれに対応する基準電力量を参照可能に記憶する判別値参照テーブル３０を記憶する。
【００４５】
「基準電力量」は、特定の樹脂材料から適当な品質の成形品を生成するために消費される標準的な電力量であり、樹脂材料毎に経験的に或いは樹脂材料の比熱等を考慮した所定の計算式に基づいて導き出される電力量である。
【００４６】
また、基準電力量は、射出・可塑化装置２００における消費電力量の標準的な値として設定されるが、シリンダヒータ６や計量モータ７といった射出・可塑化装置２００の構成要素のそれぞれにおける消費電力量の標準的な値又はそれら構成要素毎の値の合計として設定されてもよい。
【００４７】
その場合、シリンダヒータ６に関する基準電力量は、一回の成形サイクルの間にシリンダヒータ６で消費される電力量の標準的な値として設定されてもよく、計量モータ７に関する基準電力量は、可塑化工程中に計量モータ７で消費される電力量の標準的な値として設定されてもよい。
【００４８】
音声出力装置５は、各種情報を音声出力するための装置であり、例えば、成形機本体に取り付けられたスピーカやブザー等であって、制御装置１Ａが出力する制御信号に応じて、不良成形品が発生したことや、不良成形品の発生を防止するための措置が取られたこと等の情報を音声出力する。
【００４９】
次に、制御装置１Ａが有する各機能要素の詳細を説明する。
【００５０】
成形品質判別部１１は、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費されたエネルギに基づいて、その可塑化された樹脂材料を用いて製造された成形品の品質の善し悪しを判別する機能要素である。
【００５１】
具体的には、成形品質判別部１１は、消費エネルギ検出部１０が検出した、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費された電気エネルギ（消費電力量）と、記憶装置３に予め記憶された基準電力量とを比較し、その消費電力量とその基準電力量との間の差（絶対値）が所定値以上となる場合に、関連する成形品の品質に問題（例えば、樹脂材料の供給不足によるショート、黒点、若しくはガス焼けの発生、又は、樹脂の供給過多によるバリの発生等である。）があるものと判別する。
【００５２】
また、成形品質判別部１１は、消費エネルギ検出部１０が検出した消費電力量に基づいて樹脂材料の可塑化状態（粘度又は密度等である。）を推定し、そのときの成形条件（例えば、射出シリンダ２０の各領域の設定温度や計量スクリュ２２の設定回転速度である。）が許容する可塑化状態にその推定した可塑化状態が含まれるか否かに基づいて、その樹脂材料を用いて製造された成形品の品質の善し悪しを判別するようにしてもよい。
【００５３】
具体的には、成形品質判別部１１は、消費エネルギ検出部１０が検出した消費電力量と、記憶装置３に予め記憶された消費電力量・樹脂粘度対応テーブル（図示せず。）とに基づいて、使用された樹脂材料の粘度を導き出し、そのときの成形条件が許容する粘度範囲内にその導出された粘度が含まれるか否かに基づいて、その樹脂材料を用いて製造された成形品の品質の善し悪しを判別する。
【００５４】
樹脂材料の粘度は、その樹脂材料に混入されている添加剤の混入量に応じて変化し（例えば、添加剤の混入量が多い程、可塑剤効果により樹脂材料の粘度は低下する。）、不適当な添加剤混入量は、成形条件と適合せず、成形不良（例えば、黒点やガス焼けである。）を引き起こす傾向にあるからである。
【００５５】
なお、消費電力量・樹脂粘度対応テーブルに記憶される値は、例えば、パージ動作（射出シリンダ内にある樹脂を外部に洗い出す動作）の際にキャピラリーレオメータの原理を射出成形機に適用することによって導き出される射出圧と樹脂粘度との間の関係に基づいて算出・設定されるものとする。成形中の射出圧は、ランナやゲートでの流動抵抗の影響を受けるため、キャピラリーレオメータの原理を適用することができず、そのときの樹脂粘度を導き出すことができないからである。
【００５６】
このように、樹脂を可塑化する際に樹脂粘度が低い場合にはシリンダヒータ６及び計量モータ７で消費される電力量が低下するため、成形品質判別部１１は、消費電力量の低下を検出することによって樹脂粘度の低下を推定し、ひいては、添加剤の混入量が成形条件に適合していないことを推定して、その樹脂材料を用いて製造された成形品の品質に問題があることを判別する。
【００５７】
消費エネルギ変動抑制部１２は、射出・可塑化装置２００で消費されるエネルギの変動を抑制するための機能要素であり、例えば、消費エネルギ検出部１０が検出した、一回の成形サイクルにおいて樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費された電気エネルギ（消費電力量）に応じて、後の成形サイクルにおいて樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される電気エネルギ（消費電力量）と記憶装置３に予め記憶された基準電力量との間の差が所定値未満となるように、シリンダヒータ６や計量モータ７に対して出力する制御信号の内容を変化させる。
【００５８】
具体的には、消費エネルギ変動抑制部１２は、一回の成形サイクルにおいて樹脂を可塑化する際の射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量がその基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合であって、シリンダヒータ６での消費電力量がシリンダヒータ６に関する基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合には、後の成形サイクルにおけるシリンダヒータ６での消費電力量を低減させて射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量をその基準電力量に近づけるために、シリンダヒータ６の目標温度を低減させるべく、シリンダヒータ６に対して制御信号を出力する。
【００５９】
また、消費エネルギ変動抑制部１２は、一回の成形サイクルにおいて樹脂を可塑化する際の射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量がその基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合であって、可塑化工程中の計量モータ７での消費電力量が計量モータ７に関する基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合には、後の成形サイクルの可塑化工程中における計量モータ７での消費電力量を低減させて射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量をその基準電力量に近づけるために、計量モータ７の目標回転速度を低減させるべく、計量モータ７に対して制御信号を出力する。
【００６０】
なお、消費エネルギ変動抑制部１２は、射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量がその基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合であって、シリンダヒータ６での消費電力量がシリンダヒータ６に関する基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合であっても、シリンダヒータ６の目標温度を低減させることなく（更には、シリンダヒータ６の目標温度を増大させながら）、計量モータ７の目標回転速度を低減させるようにしてもよい。
【００６１】
同様に、消費エネルギ変動抑制部１２は、射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量がその基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合であって、可塑化工程中の計量モータ７での消費電力量が計量モータ７に関する基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合であっても、計量モータ７の目標回転速度を低減させることなく（更には、計量モータ７の目標回転速度を増大させながら）、シリンダヒータ６の目標温度を低減させるようにしてもよい。
【００６２】
計量モータ７における消費電力量の減少分がシリンダヒータ６における消費電力量の増大分を上回れば、或いは、シリンダヒータ６における消費電力量の減少分が計量モータ７における消費電力量の増大分を上回れば、射出・可塑化装置２００の消費電力量は、全体として減少するからであり、高めに推移している消費電力量をその基準電力量に近づけることができるからである。
【００６３】
なお、消費エネルギ変動抑制部１２による上述の制御は、射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量がその基準電力量に比べて高めに推移している場合のものであるが、射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量がその基準電力量に比べて低めに推移している場合にも、その制御方向を逆にしながら（消費電力量を増大させるためにシリンダヒータ６の目標温度を増大させたり計量モータ７の目標回転速度を増大させたりすることを意味する。）適用され得るものである。
【００６４】
このようにして、消費エネルギ変動抑制部１２は、射出・可塑化装置２００で消費される電力量の変動を抑制することによって、不良成形品の発生を抑制することができる。
【００６５】
消費電力量の変動は、樹脂粘度の変動、ひいては、添加剤の混入量の変動を表すものと考えられるからであり、消費電力量が変動したにもかかわらず、従前と同じ成形条件（変動前の消費電力量に適合するが変動後の消費電力量には適合しない成形条件である。）を維持することは、添加剤混入量と成形条件との間の不適合に起因する問題を引き起こすこととなるからである。
【００６６】
次に、図５を参照しながら、成形品質判別装置１００Ａが不良成形品の発生を操作者に通知する処理（以下、「不良成形品発生通知処理」とする。）について説明する。なお、図５は、不良成形品発生通知処理の流れを示すフローチャートであり、成形品質判別装置１００Ａは、所定周期（例えば、成形サイクル毎である。）で繰り返しこの不良成形品発生通知処理を実行するものとする。
【００６７】
最初に、成形品質判別装置１００Ａの制御装置１Ａは、消費エネルギ検出部１０により、電力測定装置２の出力に基づいて、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される電力量を検出する（ステップＳ１１）。
【００６８】
次に、制御装置１Ａは、成形品質判別部１１により、消費エネルギ検出部１０が検出した消費電力量と、記憶装置３に予め記憶された基準電力量との間の差（絶対値）が所定値ＴＨ１以上となるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００６９】
その差が閾値ＴＨ１以上であると判定した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、制御装置１Ａは、表示装置４及び音声出力装置５に対して制御信号を出力し、不良成形品発生のおそれがあることを示すテキストメッセージを表示装置４に表示させたり、そのことを示す音声メッセージを音声出力装置５に音声出力させたりする（ステップＳ１３）。
【００７０】
その差が閾値ＴＨ１未満であると判定した場合（ステップＳ１２のＮＯ）、制御装置１Ａは、不良成形品発生のおそれを通知することなく、今回の不良成形品発生通知処理を終了させるようにする。
【００７１】
なお、制御装置１Ａは、消費電力量と基準電力量との間の差に基づいて不良成形品発生のおそれを判別する代わりに、そのときの成形条件に応じて予め設定される樹脂粘度の範囲と消費電力量から導き出される樹脂粘度とに基づいて不良成形品発生のおそれを判別するようにしてもよい。
【００７２】
次に、図６を参照しながら、成形品質判別装置１００Ａが不良成形品の発生を能動的に抑制する処理（以下、「不良成形品発生抑制処理」とする。）について説明する。なお、図６は、不良成形品発生抑制処理の流れを示すフローチャートであり、成形品質判別装置１００Ａは、所定周期（例えば、成形サイクル毎である。）で繰り返しこの不良成形品発生抑制処理を実行するものとする。
【００７３】
最初に、成形品質判別装置１００Ａの制御装置１Ａは、消費エネルギ検出部１０により、電力測定装置２の出力に基づいて、直近の一回の成形サイクルにおいてシリンダヒータ６で消費された電力量（ヒータ電力量）を検出する（ステップＳ２１）。
【００７４】
また、制御装置１Ａは、消費エネルギ検出部１０により、電力測定装置２の出力に基づいて、可塑化工程中に計量モータ７で消費された電力量（計量モータ電力量）を検出する（ステップＳ２２）。
【００７５】
なお、ヒータ電力量の検出は、計量モータ電力量の検出の後に行われてもよく、計量モータ電力量の検出と同時に行われてもよい。
【００７６】
次に、制御装置１Ａは、成形品質判別部１１により、シリンダヒータ６で消費された電力量と計量モータ７で消費された電力量との合計である合計消費電力量と、そのときの成形条件（例えば、射出シリンダ２０の各領域の設定温度や計量スクリュ２２の設定回転速度である。）に対応する基準電力量とを比較し、その合計消費電力量がその基準電力量を上回るか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【００７７】
その合計消費電力量がその基準電力量を上回ると判定した場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）、制御装置１Ａは、消費エネルギ変動抑制部１２により、シリンダヒータ６の目標温度を低減させたり、計量モータ７の目標回転速度を低減させたりすることによって、後の成形サイクルで消費される合計消費電力量が減少して基準電力量に近づくようにする（ステップＳ２４）。
【００７８】
一方、その合計消費電力量がその基準電力量以下であると判定した場合（ステップＳ２３のＮＯ）、制御装置１Ａは、その合計消費電力量がその基準電力量を下回るか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【００７９】
その合計消費電力量がその基準電力量を下回ると判定した場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、制御装置１Ａは、消費エネルギ変動抑制部１２により、シリンダヒータ６の目標温度を増大させたり、計量モータ７の目標回転速度を増大させたりすることによって、後の成形サイクルで消費される合計消費電力量が増大して基準電力量に近づくようにする（ステップＳ２６）。
【００８０】
なお、その合計消費電力量がその基準電力量に等しいと判定した場合（ステップＳ２５のＮＯ）、制御装置１Ａは、その合計消費電力量を変化させるような措置を取ることなく、今回の不良成形品発生抑制処理を終了させるようにする。
【００８１】
合計消費電力量を変化させるような措置が取られた場合（ステップＳ２４又はステップＳ２６の後）、制御装置１Ａは、表示装置４及び音声出力装置５に対して制御信号を出力し、不良成形品の発生を防止するための措置が取られたことを示すテキストメッセージを表示装置４に表示させたり、そのことを示す音声メッセージを音声出力装置５に音声出力させたりする（ステップＳ２７）。
【００８２】
なお、制御装置１Ａは、消費電力量と基準電力量との間の差に基づいて不良成形品の発生を防止するための措置を取るか否かを判定する代わりに、そのときの成形条件に応じて予め設定される樹脂粘度の範囲と消費電力量から導き出される樹脂粘度とに基づいて不良成形品の発生を防止するための措置を取るか否かを判定するようにしてもよい。
【００８３】
以上の構成により、本発明の実施例に係る射出成形機は、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される（樹脂の可塑化状態の変化による影響を受け易い）電力量を監視することによって、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視しながら、その樹脂の可塑化状態の変動の値に基づいて、樹脂の可塑化状態の変化に左右される成形品質をより高精度に判別することができる。
【００８４】
また、本発明の実施例に係る射出成形機は、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される電力量を監視することによって、樹脂材料における添加剤の混入量の多寡による影響を受け易い射出シリンダ２０内の樹脂の粘度をより高精度に監視することができる。
【００８５】
なお、本発明の実施例に係る射出成形機は、消費電力量以外の他の消費エネルギを監視することによって、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視しながら、その樹脂の可塑化状態の変動の値に基づいて、樹脂の可塑化状態の変化に左右される成形品質をより高精度に判別するようにしてもよく、また、消費電力量やその他の消費エネルギをｋＷｈ以外の他のユニットを用いて監視しながら、その樹脂の可塑化状態の変動の値に基づいて、樹脂の可塑化状態の変化に左右される成形品質をより高精度に判別するようにしてもよい。
【００８６】
また、本発明の実施例に係る射出成形機は、樹脂材料における添加剤の混入量の多寡による影響を受け易い射出シリンダ２０内の樹脂の粘度を監視することにより、添加剤混入量の変化に左右される成形品質をより高精度に判別することができる。
【００８７】
また、本発明の実施例に係る射出成形機は、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される（樹脂の可塑化状態の変化による影響を受け易い）電力量を所定の基準電力量に近づけるように制御するので、樹脂の可塑化状態の変化に起因する不良成形品の発生を抑制することができる。
【００８８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００８９】
例えば、上述の実施例において、射出・可塑化装置２００は、ホッパ２４から射出シリンダ２０に直接的に樹脂材料を供給するが、射出シリンダ２０に対する樹脂の供給量を制御するフィーダを備えるようにしてもよい。飢餓計量状態を安定的に作ることができれば、計量トルク等に対する外乱が抑制され、樹脂の可塑化状態の変化に連動する消費電力量の変化をより高精度に検出することができるからである。
【符号の説明】
【００９０】
１、１Ａ・・・制御装置 ２・・・電力測定装置 ３・・・記憶装置 ４・・・表示装置 ５・・・音声出力装置 ６、６ａ〜６ｅ・・・シリンダヒータ ７・・・計量モータ １０・・・消費エネルギ検出部 １１・・・成形品質判別部 １２・・・消費エネルギ変動抑制部 ２０・・・射出シリンダ ２０ａ・・・ノズル部 ２２・・・計量スクリュ ２４・・・ホッパ １００・・・可塑化状態監視装置 １００Ａ・・・成形品質判別装置 ２００・・・射出・可塑化装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂の可塑化状態を監視する射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、計量時間（成形材料をノズルから金型に射出した後、計量スクリュが回転して射出シリンダ先端のノズル部に成形材料が計量貯留され、計量スクリュが次第に後退して計量完了するまでの時間）を検出し、その計量時間と所定の基準計量時間との間の差に応じて、フィーダスクリュの回転速度を制御する射出成形機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
これにより、この射出成形機は、計量時間のバラツキを最小限度に抑えることによって、成形品の外観、強度等の品質を向上させることができるとしている。
【０００４】
また、射出シリンダを加熱する複数のバンドヒータであり、その射出シリンダに取り付けられた対応する温度センサの出力に応じてフィードバック制御される複数のバンドヒータのそれぞれにおける単位時間当たりの通電率を監視し、その通電率と所定の閾値との間の差に応じて、ホッパ下部分の設定温度を制御する射出成形機が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
これにより、この射出成形機は、樹脂材料の種別の違いによって変化する複数のバンドヒータのそれぞれにおける単位時間当たりの通電率に応じて、ホッパ下部分の設定温度を変化させ、様々な樹脂材料のそれぞれに適したホッパ下部分の温度を実現させ、好適な計量動作を実現させることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１７１８３０号公報
【特許文献２】特開２００９−１１９６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の射出成形機は、計量時間のみを監視することによって射出シリンダ内の樹脂の量を推定することにより、各ショットにおける樹脂の量のバラツキを抑えようとし、また、特許文献２に記載の射出成形機は、複数のバンドヒータのそれぞれにおける単位時間当たりの通電率のみを監視することによって射出シリンダ内の樹脂の状態を推定することにより各ショットにおける樹脂の状態のバラツキを抑えようとしているが、計量スクリュの回転速度等の他の多くの要因の影響を受ける射出シリンダ内の樹脂の状態を推定するには不十分であり、その樹脂の状態に左右される成形品質を高精度に判別することができない。
【０００８】
上述の点に鑑み、本発明は、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視できる射出成形機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係る射出成形機は、射出シリンダ内の樹脂の状態を監視する射出成形機であって、樹脂の可塑化のために消費される消費エネルギを検出する消費エネルギ検出部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上述の手段により、本発明は、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視できる射出成形機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される可塑化状態監視装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る射出成形機における射出・可塑化装置の概略図である。
【図３】可塑化状態監視処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される成形品質判別装置の構成例を示す図である。
【図５】不良成形品発生通知処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】不良成形品発生抑制処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される可塑化状態監視装置１００の構成例を示す図であり、本実施例において、可塑化状態監視装置１００は、樹脂を可塑化する際に消費されるエネルギの変動を監視し、その消費エネルギに関する情報を可塑化状態に関する情報として表示装置に表示する。
【００１４】
具体的には、可塑化状態監視装置１００の制御装置１は、電力測定装置２からの測定結果を受信し、その測定結果に基づく各種情報を表示装置４に対して出力する。
【００１５】
図２は、本発明の実施例に係る射出成形機における射出・可塑化装置２００の概略図であり、射出・可塑化装置２００は、主に、シリンダヒータ６（例えば、射出シリンダ２０の五つの領域のそれぞれを加熱する五つの部分６ａ〜６ｅに分割される。詳細は後述される。）、計量モータ７、射出シリンダ２０、計量スクリュ２２、及びホッパ２４から構成される。
【００１６】
制御装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたコンピュータであって、例えば、消費エネルギ検出部１０に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭに展開しながら、消費エネルギ検出部１０に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００１７】
電力測定装置２は、消費電力を測定するための装置であり、例えば、一回の成形サイクルの間にシリンダヒータ６で消費された電力量（ｋＷｈ）を、樹脂を可塑化する際に消費された電力量として測定する。
【００１８】
また、電力測定装置２は、一回の成形サイクルの間にシリンダヒータ６の一部（例えば、シリンダヒータ６ｅを除く、シリンダヒータ６ａ〜６ｄである。）で消費された電力量を、樹脂を可塑化する際に消費された電力量として測定するようにしてもよい。
【００１９】
また、電力測定装置２は、可塑化工程中に計量モータ７（計量スクリュ２２）を回転させるために計量モータ７で消費された電力量と、一回の成形サイクルの間にシリンダヒータ６で消費された電力量とを合計した電力量を、樹脂を可塑化する際に消費された電力量として測定するようにしてもよい。
【００２０】
表示装置４は、各種情報を表示するための装置であり、例えば、成形機本体に取り付けられたディスプレイ、又は、射出成形機の外部に設置されるディスプレイ等であって、制御装置１が出力する制御信号に応じて、射出・可塑化装置２００における消費電力等の各種情報を表示する。
【００２１】
シリンダヒータ６は、射出シリンダ２０を加熱するためのヒータであり、例えば、ホッパ２４に最も近い第一シリンダ領域を加熱する第一シリンダヒータ６ａ、ホッパ２４から離れる方向で第一シリンダ領域に隣接する第二シリンダ領域を加熱する第二シリンダヒータ６ｂ、ホッパ２４から離れる方向で第二シリンダ領域に隣接する第三シリンダ領域を加熱する第三シリンダヒータ６ｃ、ノズル部２０ａに最も近い第四シリンダ領域を加熱する第四シリンダヒータ６ｄ、及び、ノズル部２０ａを加熱する第五シリンダヒータ６ｅから構成され、シリンダヒータ６ａ〜６ｅのそれぞれに対応する目標温度が設定され、商用電源（図示せず。）から電力の供給を受けることによって、射出シリンダ２０の各領域をその目標温度まで加熱する。
【００２２】
なお、目標温度は、特定の樹脂材料から適当な品質の成形品を生成するために予め設定される温度であり、樹脂材料毎に経験的に或いは樹脂材料の比熱等を考慮した所定の計算式に基づいて導き出される。
【００２３】
また、シリンダヒータ６ａ〜６ｅのそれぞれは、対応するシリンダ領域の温度を測定する温度センサ（図示せず。）を備えており、その温度センサの出力に応じてオン・オフを自動的に切り替えながら、対応するシリンダ領域の温度が目標温度となるようにフィードバック制御される。
【００２４】
計量モータ７は、計量スクリュ２２の回転を制御するための装置であり、例えば、ホッパ２４から射出シリンダ２０内に供給された樹脂材料を溶融しながらノズル部２０ａの方向に移送するために計量スクリュ２２を目標回転速度で回転させ、或いは、射出モータ（図示せず。）によって計量スクリュ２２を軸方向に移動させる場合に計量スクリュ２２の回転を拘束する。
【００２５】
なお、計量スクリュ２２の目標回転速度は、特定の樹脂材料から適当な品質の成形品を生成するために予め設定される回転速度であり、樹脂材料毎に経験的に或いは樹脂材料の比熱等を考慮した所定の計算式に基づいて導き出され、好適には、飢餓計量状態を創出するように設定される。
【００２６】
また、計量モータ７は、計量スクリュ２２に結合されるその駆動軸の回転速度を検出するエンコーダ（図示せず。）を備えており、そのエンコーダの出力に応じて駆動トルクを自動的に調節しながら、計量スクリュ２２の回転速度が目標回転速度となるようにフィードバック制御される。
【００２７】
消費エネルギ検出部１０は、樹脂を可塑化するために消費されるエネルギを可塑化モニタ値として検出するための機能要素であり、例えば、電力測定装置２の出力を受けて、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される電気エネルギ（ｋＷｈ）を検出し、その検出した値をＲＡＭに記録し、かつ、その検出した値を表示装置４に対して出力する。
【００２８】
なお、可塑化モニタ値として検出される、樹脂を可塑化するために消費されるエネルギは、例えば、１成形サイクルで消費されるエネルギ、又は所定の工程（例えば、計量工程である。）で消費されるエネルギ等、その期間又はその測定対象（例えば、計量モータ７である。）を任意に選択・設定され得るものとする。
【００２９】
次に、図３を参照しながら、可塑化状態監視装置１００が可塑化状態を監視する処理（以下、「可塑化状態監視処理」とする。）について説明する。なお、図３は、可塑化状態監視処理の流れを示すフローチャートであり、可塑化状態監視装置１００は、所定周期（例えば、成形サイクル毎である。）で繰り返しこの可塑化状態監視処理を実行するものとする。
【００３０】
最初に、可塑化状態監視装置１００の制御装置１は、消費エネルギ検出部１０により、電力測定装置２の出力に基づいて、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される電力量を検出する（ステップＳ１）。
【００３１】
その後、制御装置１は、検出した消費電力量の値をＲＡＭに記録し、且つ、検出した消費電力量の推移を表示装置４に表示する（ステップＳ２）。
【００３２】
具体的には、制御装置１は、縦軸を消費電力量の軸とし横軸を時間軸としたチャートの形式で、過去及び現在の各成形サイクルにおいて樹脂を可塑化する際に消費された電力量の値を表示装置４の画面上に表示する。
【００３３】
或いは、制御装置１は、直近の所定数の成形サイクルにおいて樹脂を可塑化する際に消費された電力量のそれぞれの値を表形式で表示するようにしてもよい。
【００３４】
また、制御装置１は、所定期間内に実施された成形サイクルにおける消費電力量の統計値（例えば、最大値、最小値、平均値、標準偏差等である。）を表示装置４の画面上に表示するようにしてもよく、所定期間内に実施された成形サイクルにおける消費電力量のうち、所定の数値範囲から逸脱した消費電力量を抽出し、その抽出した消費電力量に対応する成形サイクルのＩＤ番号や成形時刻等を表示装置４の画面上に表示するようにしてもよい。
【００３５】
なお、制御装置１は、現に検出した消費電力量の値を含む情報をリアルタイムで表示装置４の画面上に表示するが、入力装置（図示せず。）を介した操作者の求めに応じて消費電力量に関する情報を表示装置４の画面上に表示するようにしてもよい。
【００３６】
以上の構成により、本発明の実施例に係る射出成形機は、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される（樹脂の可塑化状態の変化による影響を受け易い）電力量を監視することによって、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視することができる。
【００３７】
なお、本発明の実施例に係る射出成形機は、消費電力量以外の他の消費エネルギを監視することによって、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視するようにしてもよく、また、消費電力量やその他の消費エネルギをｋＷｈ以外の他のユニットを用いて監視することによって、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視するようにしてもよい。
【実施例２】
【００３８】
次に、図４を参照しながら、本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される成形品質判別装置１００Ａについて説明する。
【００３９】
図４は、本発明の実施例に係る射出成形機に搭載される成形品質判別装置１００Ａの構成例を示す図であり、本実施例において、成形品質判別装置１００Ａは、樹脂を可塑化する際に消費されるエネルギを監視し、その監視した消費エネルギの値に基づいて成形品の品質を判別する。
【００４０】
なお、成形品質判別装置１００Ａは、その制御装置１Ａに成形品質判別部１１及び消費エネルギ変動抑制部１２を備え、記憶装置３に記憶された情報を参照し、音声出力装置５、シリンダヒータ６、及び計量モータ７に対して制御信号を出力する点において、可塑化状態監視装置１００と相違するが、その他の点で可塑化状態監視装置１００と共通する。
【００４１】
そのため、以下では、共通の構成要素に対して共通の参照符号を用い、共通点の説明を省略しながら、その相違点を詳細に説明することとする。
【００４２】
具体的には、成形品質判別装置１００Ａの制御装置１Ａは、電力測定装置２からの測定結果を受信し、記憶装置３に記憶された情報を参照しながら、各種演算を実行して成形品質を判別し、その判別結果を表示装置４や音声出力装置５に出力し、また、その判別結果に基づいてシリンダヒータ６や計量モータ７を制御する。
【００４３】
制御装置１Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたコンピュータであって、例えば、消費エネルギ検出部１０、成形品質判別部１１、及び消費エネルギ変動抑制部１２のそれぞれの機能要素に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭに展開しながら、各機能要素に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００４４】
記憶装置３は、各種情報を記憶するための装置であり、例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体であって、材質や添加剤の混入量が異なる様々な樹脂材料のそれぞれに対応する基準電力量を参照可能に記憶する判別値参照テーブル３０を記憶する。
【００４５】
「基準電力量」は、特定の樹脂材料から適当な品質の成形品を生成するために消費される標準的な電力量であり、樹脂材料毎に経験的に或いは樹脂材料の比熱等を考慮した所定の計算式に基づいて導き出される電力量である。
【００４６】
また、基準電力量は、射出・可塑化装置２００における消費電力量の標準的な値として設定されるが、シリンダヒータ６や計量モータ７といった射出・可塑化装置２００の構成要素のそれぞれにおける消費電力量の標準的な値又はそれら構成要素毎の値の合計として設定されてもよい。
【００４７】
その場合、シリンダヒータ６に関する基準電力量は、一回の成形サイクルの間にシリンダヒータ６で消費される電力量の標準的な値として設定されてもよく、計量モータ７に関する基準電力量は、可塑化工程中に計量モータ７で消費される電力量の標準的な値として設定されてもよい。
【００４８】
音声出力装置５は、各種情報を音声出力するための装置であり、例えば、成形機本体に取り付けられたスピーカやブザー等であって、制御装置１Ａが出力する制御信号に応じて、不良成形品が発生したことや、不良成形品の発生を防止するための措置が取られたこと等の情報を音声出力する。
【００４９】
次に、制御装置１Ａが有する各機能要素の詳細を説明する。
【００５０】
成形品質判別部１１は、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費されたエネルギに基づいて、その可塑化された樹脂材料を用いて製造された成形品の品質の善し悪しを判別する機能要素である。
【００５１】
具体的には、成形品質判別部１１は、消費エネルギ検出部１０が検出した、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費された電気エネルギ（消費電力量）と、記憶装置３に予め記憶された基準電力量とを比較し、その消費電力量とその基準電力量との間の差（絶対値）が所定値以上となる場合に、関連する成形品の品質に問題（例えば、樹脂材料の供給不足によるショート、黒点、若しくはガス焼けの発生、又は、樹脂の供給過多によるバリの発生等である。）があるものと判別する。
【００５２】
また、成形品質判別部１１は、消費エネルギ検出部１０が検出した消費電力量に基づいて樹脂材料の可塑化状態（粘度又は密度等である。）を推定し、そのときの成形条件（例えば、射出シリンダ２０の各領域の設定温度や計量スクリュ２２の設定回転速度である。）が許容する可塑化状態にその推定した可塑化状態が含まれるか否かに基づいて、その樹脂材料を用いて製造された成形品の品質の善し悪しを判別するようにしてもよい。
【００５３】
具体的には、成形品質判別部１１は、消費エネルギ検出部１０が検出した消費電力量と、記憶装置３に予め記憶された消費電力量・樹脂粘度対応テーブル（図示せず。）とに基づいて、使用された樹脂材料の粘度を導き出し、そのときの成形条件が許容する粘度範囲内にその導出された粘度が含まれるか否かに基づいて、その樹脂材料を用いて製造された成形品の品質の善し悪しを判別する。
【００５４】
樹脂材料の粘度は、その樹脂材料に混入されている添加剤の混入量に応じて変化し（例えば、添加剤の混入量が多い程、可塑剤効果により樹脂材料の粘度は低下する。）、不適当な添加剤混入量は、成形条件と適合せず、成形不良（例えば、黒点やガス焼けである。）を引き起こす傾向にあるからである。
【００５５】
なお、消費電力量・樹脂粘度対応テーブルに記憶される値は、例えば、パージ動作（射出シリンダ内にある樹脂を外部に洗い出す動作）の際にキャピラリーレオメータの原理を射出成形機に適用することによって導き出される射出圧と樹脂粘度との間の関係に基づいて算出・設定されるものとする。成形中の射出圧は、ランナやゲートでの流動抵抗の影響を受けるため、キャピラリーレオメータの原理を適用することができず、そのときの樹脂粘度を導き出すことができないからである。
【００５６】
このように、樹脂を可塑化する際に樹脂粘度が低い場合にはシリンダヒータ６及び計量モータ７で消費される電力量が低下するため、成形品質判別部１１は、消費電力量の低下を検出することによって樹脂粘度の低下を推定し、ひいては、添加剤の混入量が成形条件に適合していないことを推定して、その樹脂材料を用いて製造された成形品の品質に問題があることを判別する。
【００５７】
消費エネルギ変動抑制部１２は、射出・可塑化装置２００で消費されるエネルギの変動を抑制するための機能要素であり、例えば、消費エネルギ検出部１０が検出した、一回の成形サイクルにおいて樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費された電気エネルギ（消費電力量）に応じて、後の成形サイクルにおいて樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される電気エネルギ（消費電力量）と記憶装置３に予め記憶された基準電力量との間の差が所定値未満となるように、シリンダヒータ６や計量モータ７に対して出力する制御信号の内容を変化させる。
【００５８】
具体的には、消費エネルギ変動抑制部１２は、一回の成形サイクルにおいて樹脂を可塑化する際の射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量がその基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合であって、シリンダヒータ６での消費電力量がシリンダヒータ６に関する基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合には、後の成形サイクルにおけるシリンダヒータ６での消費電力量を低減させて射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量をその基準電力量に近づけるために、シリンダヒータ６の目標温度を低減させるべく、シリンダヒータ６に対して制御信号を出力する。
【００５９】
また、消費エネルギ変動抑制部１２は、一回の成形サイクルにおいて樹脂を可塑化する際の射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量がその基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合であって、可塑化工程中の計量モータ７での消費電力量が計量モータ７に関する基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合には、後の成形サイクルの可塑化工程中における計量モータ７での消費電力量を低減させて射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量をその基準電力量に近づけるために、計量モータ７の目標回転速度を低減させるべく、計量モータ７に対して制御信号を出力する。
【００６０】
なお、消費エネルギ変動抑制部１２は、射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量がその基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合であって、シリンダヒータ６での消費電力量がシリンダヒータ６に関する基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合であっても、シリンダヒータ６の目標温度を低減させることなく（更には、シリンダヒータ６の目標温度を増大させながら）、計量モータ７の目標回転速度を低減させるようにしてもよい。
【００６１】
同様に、消費エネルギ変動抑制部１２は、射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量がその基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合であって、可塑化工程中の計量モータ７での消費電力量が計量モータ７に関する基準電力量に比べて高めに推移していることを検出した場合であっても、計量モータ７の目標回転速度を低減させることなく（更には、計量モータ７の目標回転速度を増大させながら）、シリンダヒータ６の目標温度を低減させるようにしてもよい。
【００６２】
計量モータ７における消費電力量の減少分がシリンダヒータ６における消費電力量の増大分を上回れば、或いは、シリンダヒータ６における消費電力量の減少分が計量モータ７における消費電力量の増大分を上回れば、射出・可塑化装置２００の消費電力量は、全体として減少するからであり、高めに推移している消費電力量をその基準電力量に近づけることができるからである。
【００６３】
なお、消費エネルギ変動抑制部１２による上述の制御は、射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量がその基準電力量に比べて高めに推移している場合のものであるが、射出・可塑化装置２００での全体としての消費電力量がその基準電力量に比べて低めに推移している場合にも、その制御方向を逆にしながら（消費電力量を増大させるためにシリンダヒータ６の目標温度を増大させたり計量モータ７の目標回転速度を増大させたりすることを意味する。）適用され得るものである。
【００６４】
このようにして、消費エネルギ変動抑制部１２は、射出・可塑化装置２００で消費される電力量の変動を抑制することによって、不良成形品の発生を抑制することができる。
【００６５】
消費電力量の変動は、樹脂粘度の変動、ひいては、添加剤の混入量の変動を表すものと考えられるからであり、消費電力量が変動したにもかかわらず、従前と同じ成形条件（変動前の消費電力量に適合するが変動後の消費電力量には適合しない成形条件である。）を維持することは、添加剤混入量と成形条件との間の不適合に起因する問題を引き起こすこととなるからである。
【００６６】
次に、図５を参照しながら、成形品質判別装置１００Ａが不良成形品の発生を操作者に通知する処理（以下、「不良成形品発生通知処理」とする。）について説明する。なお、図５は、不良成形品発生通知処理の流れを示すフローチャートであり、成形品質判別装置１００Ａは、所定周期（例えば、成形サイクル毎である。）で繰り返しこの不良成形品発生通知処理を実行するものとする。
【００６７】
最初に、成形品質判別装置１００Ａの制御装置１Ａは、消費エネルギ検出部１０により、電力測定装置２の出力に基づいて、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される電力量を検出する（ステップＳ１１）。
【００６８】
次に、制御装置１Ａは、成形品質判別部１１により、消費エネルギ検出部１０が検出した消費電力量と、記憶装置３に予め記憶された基準電力量との間の差（絶対値）が所定値ＴＨ１以上となるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００６９】
その差が閾値ＴＨ１以上であると判定した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、制御装置１Ａは、表示装置４及び音声出力装置５に対して制御信号を出力し、不良成形品発生のおそれがあることを示すテキストメッセージを表示装置４に表示させたり、そのことを示す音声メッセージを音声出力装置５に音声出力させたりする（ステップＳ１３）。
【００７０】
その差が閾値ＴＨ１未満であると判定した場合（ステップＳ１２のＮＯ）、制御装置１Ａは、不良成形品発生のおそれを通知することなく、今回の不良成形品発生通知処理を終了させるようにする。
【００７１】
なお、制御装置１Ａは、消費電力量と基準電力量との間の差に基づいて不良成形品発生のおそれを判別する代わりに、そのときの成形条件に応じて予め設定される樹脂粘度の範囲と消費電力量から導き出される樹脂粘度とに基づいて不良成形品発生のおそれを判別するようにしてもよい。
【００７２】
次に、図６を参照しながら、成形品質判別装置１００Ａが不良成形品の発生を能動的に抑制する処理（以下、「不良成形品発生抑制処理」とする。）について説明する。なお、図６は、不良成形品発生抑制処理の流れを示すフローチャートであり、成形品質判別装置１００Ａは、所定周期（例えば、成形サイクル毎である。）で繰り返しこの不良成形品発生抑制処理を実行するものとする。
【００７３】
最初に、成形品質判別装置１００Ａの制御装置１Ａは、消費エネルギ検出部１０により、電力測定装置２の出力に基づいて、直近の一回の成形サイクルにおいてシリンダヒータ６で消費された電力量（ヒータ電力量）を検出する（ステップＳ２１）。
【００７４】
また、制御装置１Ａは、消費エネルギ検出部１０により、電力測定装置２の出力に基づいて、可塑化工程中に計量モータ７で消費された電力量（計量モータ電力量）を検出する（ステップＳ２２）。
【００７５】
なお、ヒータ電力量の検出は、計量モータ電力量の検出の後に行われてもよく、計量モータ電力量の検出と同時に行われてもよい。
【００７６】
次に、制御装置１Ａは、成形品質判別部１１により、シリンダヒータ６で消費された電力量と計量モータ７で消費された電力量との合計である合計消費電力量と、そのときの成形条件（例えば、射出シリンダ２０の各領域の設定温度や計量スクリュ２２の設定回転速度である。）に対応する基準電力量とを比較し、その合計消費電力量がその基準電力量を上回るか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【００７７】
その合計消費電力量がその基準電力量を上回ると判定した場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）、制御装置１Ａは、消費エネルギ変動抑制部１２により、シリンダヒータ６の目標温度を低減させたり、計量モータ７の目標回転速度を低減させたりすることによって、後の成形サイクルで消費される合計消費電力量が減少して基準電力量に近づくようにする（ステップＳ２４）。
【００７８】
一方、その合計消費電力量がその基準電力量以下であると判定した場合（ステップＳ２３のＮＯ）、制御装置１Ａは、その合計消費電力量がその基準電力量を下回るか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【００７９】
その合計消費電力量がその基準電力量を下回ると判定した場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、制御装置１Ａは、消費エネルギ変動抑制部１２により、シリンダヒータ６の目標温度を増大させたり、計量モータ７の目標回転速度を増大させたりすることによって、後の成形サイクルで消費される合計消費電力量が増大して基準電力量に近づくようにする（ステップＳ２６）。
【００８０】
なお、その合計消費電力量がその基準電力量に等しいと判定した場合（ステップＳ２５のＮＯ）、制御装置１Ａは、その合計消費電力量を変化させるような措置を取ることなく、今回の不良成形品発生抑制処理を終了させるようにする。
【００８１】
合計消費電力量を変化させるような措置が取られた場合（ステップＳ２４又はステップＳ２６の後）、制御装置１Ａは、表示装置４及び音声出力装置５に対して制御信号を出力し、不良成形品の発生を防止するための措置が取られたことを示すテキストメッセージを表示装置４に表示させたり、そのことを示す音声メッセージを音声出力装置５に音声出力させたりする（ステップＳ２７）。
【００８２】
なお、制御装置１Ａは、消費電力量と基準電力量との間の差に基づいて不良成形品の発生を防止するための措置を取るか否かを判定する代わりに、そのときの成形条件に応じて予め設定される樹脂粘度の範囲と消費電力量から導き出される樹脂粘度とに基づいて不良成形品の発生を防止するための措置を取るか否かを判定するようにしてもよい。
【００８３】
以上の構成により、本発明の実施例に係る射出成形機は、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される（樹脂の可塑化状態の変化による影響を受け易い）電力量を監視することによって、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視しながら、その樹脂の可塑化状態の変動の値に基づいて、樹脂の可塑化状態の変化に左右される成形品質をより高精度に判別することができる。
【００８４】
また、本発明の実施例に係る射出成形機は、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される電力量を監視することによって、樹脂材料における添加剤の混入量の多寡による影響を受け易い射出シリンダ２０内の樹脂の粘度をより高精度に監視することができる。
【００８５】
なお、本発明の実施例に係る射出成形機は、消費電力量以外の他の消費エネルギを監視することによって、樹脂の可塑化状態をより高精度に監視しながら、その樹脂の可塑化状態の変動の値に基づいて、樹脂の可塑化状態の変化に左右される成形品質をより高精度に判別するようにしてもよく、また、消費電力量やその他の消費エネルギをｋＷｈ以外の他のユニットを用いて監視しながら、その樹脂の可塑化状態の変動の値に基づいて、樹脂の可塑化状態の変化に左右される成形品質をより高精度に判別するようにしてもよい。
【００８６】
また、本発明の実施例に係る射出成形機は、樹脂材料における添加剤の混入量の多寡による影響を受け易い射出シリンダ２０内の樹脂の粘度を監視することにより、添加剤混入量の変化に左右される成形品質をより高精度に判別することができる。
【００８７】
また、本発明の実施例に係る射出成形機は、樹脂を可塑化する際に射出・可塑化装置２００で消費される（樹脂の可塑化状態の変化による影響を受け易い）電力量を所定の基準電力量に近づけるように制御するので、樹脂の可塑化状態の変化に起因する不良成形品の発生を抑制することができる。
【００８８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００８９】
例えば、上述の実施例において、射出・可塑化装置２００は、ホッパ２４から射出シリンダ２０に直接的に樹脂材料を供給するが、射出シリンダ２０に対する樹脂の供給量を制御するフィーダを備えるようにしてもよい。飢餓計量状態を安定的に作ることができれば、計量トルク等に対する外乱が抑制され、樹脂の可塑化状態の変化に連動する消費電力量の変化をより高精度に検出することができるからである。
【符号の説明】
【００９０】
１、１Ａ・・・制御装置 ２・・・電力測定装置 ３・・・記憶装置 ４・・・表示装置 ５・・・音声出力装置 ６、６ａ〜６ｅ・・・シリンダヒータ ７・・・計量モータ １０・・・消費エネルギ検出部 １１・・・成形品質判別部 １２・・・消費エネルギ変動抑制部 ２０・・・射出シリンダ ２０ａ・・・ノズル部 ２２・・・計量スクリュ ２４・・・ホッパ １００・・・可塑化状態監視装置 １００Ａ・・・成形品質判別装置 ２００・・・射出・可塑化装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出シリンダ内の樹脂の状態を監視する射出成形機であって、
樹脂の可塑化のために消費される消費エネルギを検出する消費エネルギ検出部を備えることを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記消費エネルギ検出部が検出した消費エネルギに基づいて射出シリンダ内の樹脂の状態を推定することにより、成形品質を判別する成形品質判別部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記成形品質判別部は、前記消費エネルギ検出部が検出した消費エネルギに基づいて射出シリンダ内の樹脂の粘度を推定することにより、成形品質を判別する、
ことを特徴とする請求項２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記エネルギ検出部は、射出シリンダを加熱するヒータで消費される電力量と、計量スクリュを回転駆動する計量モータで消費される電力量とを消費エネルギとして検出する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記消費エネルギ検出部が検出する消費エネルギの変動を抑制する消費エネルギ変動抑制部を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の射出成形機。
【請求項１】
射出シリンダ内の樹脂の状態を監視する射出成形機であって、
樹脂の可塑化のために消費される消費エネルギを検出する消費エネルギ検出部を備えることを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記消費エネルギ検出部が検出した消費エネルギに基づいて射出シリンダ内の樹脂の状態を推定することにより、成形品質を判別する成形品質判別部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記成形品質判別部は、前記消費エネルギ検出部が検出した消費エネルギに基づいて射出シリンダ内の樹脂の粘度を推定することにより、成形品質を判別する、
ことを特徴とする請求項２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記エネルギ検出部は、射出シリンダを加熱するヒータで消費される電力量と、計量スクリュを回転駆動する計量モータで消費される電力量とを消費エネルギとして検出する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記消費エネルギ検出部が検出する消費エネルギの変動を抑制する消費エネルギ変動抑制部を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の射出成形機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−９１４２４（Ｐ２０１２−９１４２４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４１３９０（Ｐ２０１０−２４１３９０）
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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