相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置
【課題】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において、相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置を提供する。
【解決手段】サイクルカウンタの値であるＮに１を加算した値を、Ｎとし、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し、１成形サイクルの中での成形品質データを検出し記憶し、１成形サイクルを終了する（ＳＡ１００〜ＳＡ１０５）。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。
【解決手段】サイクルカウンタの値であるＮに１を加算した値を、Ｎとし、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し、１成形サイクルの中での成形品質データを検出し記憶し、１成形サイクルを終了する（ＳＡ１００〜ＳＡ１０５）。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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機に関し、特に、相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形品の良否判別方法として、スクリュ位置を検出して行うものや、射出圧力を検出して行うものなどが公知である。例えば、スクリュ位置を検出して成形品の良否判別を行う場合においては、射出の最終段階である保圧終了時のスクリュ位置（クッション量）もしくはスクリュ最前進位置（最小クッション量）を検出するものが知られている。また、射出圧力を検出して成形品の良否判別を行う場合においては、主に射出工程のピーク射出圧力を検出するものが知られている。これらは、スクリュ位置や射出圧力を検出するための検出タイミングは固定的なものである。
【０００３】
ところが、射出成形作業においては、必ずしも保圧終了時のスクリュ位置、スクリュ最前進位置やピーク射出圧力が成形品の良否を決定するとは限らず、成形品の形状や樹脂の種類によっては、上記とは異なったタイミングにおけるスクリュ位置や射出圧力の値が成形品の良否に多大な影響を与える場合がある。
【０００４】
上述した事情に鑑みて、特許文献１には、射出開始から任意のタイミングにおけるスクリュ位置や射出圧力を検出し、検出した射出圧力の値と判別基準値とを比較することによって、成形品の良否判別を行う技術が開示されている。この技術によって、固定的なタイミングではなく、任意のタイミングで検出したスクリュ位置や射出圧力に基づいて成形品の良否判別を行うことが可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−７８５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、射出開始から任意のタイミングを設定するにあたって、どのタイミングでスクリュ位置や射出圧力を検出すればよいかは、成形技術者の経験や試行錯誤によって決定するより方法がなく、容易ではないという問題があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、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において、その相関が強くなる成形サイクル内の時刻を特定することが可能な相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置を提供することである。さらに、本発明は、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の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を目的とする。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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の請求項１に係る発明は、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である。
【０００９】
請求項２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射出成形機の制御装置である。
請求項３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射出成形機の制御装置である。
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射出成形機の制御装置である。
【００１０】
請求項５に係る発明は、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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、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において、その相関が強くなる成形サイクル内の時刻を特定することが可能な相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置を提供できる。
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態である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。
【図２】各ショット毎に射出成形に係る物理量である射出圧力を時系列データとして測定することを説明する図である。
【図３】各ショット毎に成形サイクルにおける射出圧力の時系列データをグラフに表した図である。
【図４】各ショット毎に、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。
【図５】射出圧力と最小クッション量の相関係数を時刻ごとに計算することを説明する図である。
【図６】各ショット毎に成形サイクルにおける射出圧力の時系列データをグラフに表し、さらに、時刻ごとに計算した射出圧力と最小クッション量の相関係数をグラフに表した図である。
【図７】相関係数の絶対値が大きい場合の例として、時刻ｔ１における各ショット毎の射出圧力と最小クッション量の関係を説明する図である。
【図８】相関係数の絶対値が小さい場合の例として、相関係数Ｒ（ｔ２）の場合の時刻ｔ２における各ショット毎の射出圧力と最小クッション量の関係を説明する図である。
【図９】逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における圧力に基づく良否判別を説明する図である。
【図１０】逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における圧力に基づく良否判別を行う処理のアルゴリズムを説明する図である。
【図１１】相関係数を算出する処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１２−１】逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における圧力に基づく射出保圧切替位置の補正を行う処理のアルゴリズムを説明する図である（その１）。
【図１２−２】逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における圧力に基づく射出保圧切替位置の補正を行う処理のアルゴリズムを説明する図である（その２）。
【図１３−１】逐次算出した相関係数の絶対値によって射出保圧切替位置の補正を行う処理のアルゴリズムを説明する図である（その１）。
【図１３−２】逐次算出した相関係数の絶対値によって射出保圧切替位置の補正を行う処理のアルゴリズムを説明する図である（その２）。
【図１４−１】逐次算出した相関係数の絶対値によって保圧区間を制御することを説明する図である（その１）。
【図１４−２】逐次算出した相関係数の絶対値によって保圧区間を制御することを説明する図である（その２）。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
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。
【００１４】
射出用サーボモータＭ１、スクリュ回転用のサーボモータＭ２には、それぞれ、その回転位置・速度を検出する位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１、位置・速度検出器Ｐｅｎｃ２が取り付けられている。これら位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１，Ｐｅｎｃ２によって、スクリュ３の位置（スクリュ軸方向の位置）、移動速度（射出速度）、スクリュ３の回転速度を検出できる。また、スクリュ３に加わる溶融樹脂からのスクリュ軸方向の圧力を検出するロードセル等の圧力センサ５が設けられている。
【００１５】
ＰＭＣＣＰＵ１７には、射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶したＲＯＭ１８および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１９が接続されている。ＣＮＣＣＰＵ２０には、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラム等を記憶したＲＯＭ２１および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ２２が接続されている。
【００１６】
サーボＣＰＵ１５には、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ１３やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１４が接続されている。更に、サーボＣＰＵ１５には、サーボＣＰＵ１５からの指令に基づいて、スクリュ回転用のサーボモータＭ２を駆動するサーボアンプ１２や、スクリュ３を軸方向に駆動し射出等を行う射出用サーボモータＭ１を駆動するサーボアンプ１１が接続されている。
【００１７】
各サーボモータＭ１，Ｍ２には、前述したように、それぞれ位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１，Ｐｅｎｃ２が取り付けられている。これら位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１，Ｐｅｎｃ２からの出力が、サーボＣＰＵ１５にフィードバックされる。
【００１８】
サーボＣＰＵ１５は、ＣＮＣＣＰＵ２０から指令される各軸（射出用サーボモータＭ１、または、スクリュ回転用のサーボモータＭ２）への移動指令と位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１、位置・速度検出器Ｐｅｎｃ２からフィードバックされる検出位置と検出速度に基づいて、位置、速度のフィードバック制御を行うとともに、電流フィードバック制御も実行して、各サーボアンプ１１，１２を駆動制御する。また、位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１からの位置フィードバック信号により、スクリュ３の前進位置（軸方向位置）を求める現在位置レジスタが設けられており、該現在位置レジスタによりスクリュ位置を検出できるように構成されている。
【００１９】
また、サーボＣＰＵ１５には、圧力センサ５での検出信号をＡ／Ｄ変換器１６でデジタル信号に変換した樹脂圧力（スクリュにかかる樹脂圧力）が入力されている。
【００２０】
液晶表示装置などで構成される表示装置を有する表示装置付き入力装置２５は、表示回路２４を介してバス２６に接続されている。さらに、不揮発性メモリで構成される成形データ保存用ＲＡＭ２３もバス２６に接続されている。この成形データ保存用ＲＡＭ２３には射出成形作業に関する成形条件と各種設定値、パラメータ、マクロ変数等を記憶する。
【００２１】
以上の構成により、ＰＭＣＣＰＵ１７が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣＣＰＵ２０がＲＯＭ２１の運転プログラムや成形データ保存用ＲＡＭ２３に格納された成形条件等に基づいて各軸のサーボモータＭ１，Ｍ２に対して移動指令の分配を行ない、サーボＣＰＵ１５は、各軸（射出用サーボモータＭ１やスクリュ３の回転用のサーボモータＭ２）に対して分配された移動指令と、位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１，Ｐｅｎｃ２で検出された位置および速度のフィードバック信号等に基づいて、従来と同様に位置ループ制御、速度ループ制御、さらには電流ループ制御のサーボ制御を行い、いわゆるデジタルサーボ処理を実行する。
【００２２】
上述した構成は従来の電動式射出成形機の制御装置と変りなく、従来と異なる点は、本発明の実施形態が、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において、その相関が強くなる成形サイクル内の時刻を特定することが可能な相関係数算出機能を備えていることである。
【００２３】
図２は、ショット毎に射出成形に係る物理量である射出圧力を時系列データとして測定することを説明する図である。図２では、射出成形に係る物理量として射出圧力をショット毎に所定サンプリング時間間隔ごとの時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２，・・・ｔｎ−１，ｔｎに測定し、各サイクルの開始からの時系列データとして射出圧力のデータを取得することを示している。以下の説明では、射出成形に係る物理量として射出圧力を例として説明する。
【００２４】
なお、射出成形に係る物理量として、射出圧力の他に、たとえば、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、金型温度がある。前記各物理量は、射出成形機において、従来から射出成形機の制御に用いられている。また、各物理量の測定方法・手段は公知であることから、説明を省略する。
【００２５】
図３は、成形サイクルにおける射出圧力の時系列データをショット毎にグラフに表した図である。図３は、物理量（図３では射出圧力を例としている）を縦軸とし、横軸を時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２，・・・ｔｎ−１，ｔｎとし、ショット毎に図示したものである。
【００２６】
次に、成形品質を評価可能なデータについて説明する。
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。
【００２７】
前記測定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ショット毎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前記所定サンプリング間隔の時刻ごとに逐次計算する。
【００２８】
相関係数は、例えば、数１式によって算出することができる。
【００２９】
【数１】
【００３０】
図５は、射出圧力と最小クッション量の相関係数を時刻ごとに計算することを説明する図である。数１式により図５に示されるように、所定のサンプリング時間間隔毎の各時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２，・・・，ｔｎ−１，ｔｎにおける射出圧力と最小クッション量の相関係数が、それぞれ、Ｒ（ｔ０），Ｒ（ｔ１），Ｒ（ｔ２），・・・，Ｒ（ｔｎ−１），Ｒ（ｔｎ）として算出される。
【００３１】
数１式により算出された相関係数の波形において、相関係数の絶対値が最大となる時刻を算出する。図６は、各ショット毎に成形サイクルにおける射出圧力の時系列データをグラフに表し、さらに、時刻ごとに計算した射出圧力と最小クッション量の相関係数をグラフに表した図である。図６では、時刻ｔ１において相関係数の絶対値が最大となる。そして、時刻ｔ１での相関係数はＲ（ｔ１）である。なお、負相関の場合は相関係数がマイナスの値となるので、相関係数の絶対値をとる。
【００３２】
図７は、相関係数が大きい場合の例として、時刻ｔ１における各ショット毎の射出圧力と最小クッション量の関係を説明する図である。また、図８は、相関係数が小さい場合の例として、時刻ｔ２における各ショット毎の射出圧力と最小クッション量の関係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。
【００３３】
従来、成形品の良否判別は ピーク圧力などの固定的なタイミングにおける物理量に基づいて行っており、必ずしも、成形品質を評価するのに最適なタイミングではなかった。上述の本発明の実施形態によれば、前記求めた相関係数の絶対値が最も大きくなる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ようにすることができ、成形品質を評価するのに最適なタイミングで良否判別を行うことができる（図９、図１０、および図１２参照）。
【００３４】
また、本発明の他の実施形態によれば、前記求めた相関係数の絶対値が最大となる時刻における物理量に基づいて、射出速度切替位置や射出保圧切替位置などを補正するようにしてもよい（図１３参照）。従来、所定時刻における射出圧力などの物理量に基づいて、射出速度切替位置や射出保圧切替位置などを補正する技術が知られていたが、どの時刻における物理量に基づいて補正を行えばよいかは、成形技術者の経験や試行錯誤によって決定するより方法がなく、容易でないという問題があった。本発明によれば、成形品質と相関の強い時刻における物理量に基づいて補正することができる。
【００３５】
また、さらに本発明の他の実施形態によれば、前記求めた相関係数の絶対値と所定値とを比較し、前記求めた相関係数の絶対値が所定値以上となる区間を求め、該区間において前記射出成形に係る物理量が安定化するようにフィードバック制御をかけるようにしてもよい（図１４参照）。一般に、射出保圧の制御方法として、射出開始から所定のスクリュ位置に到達するまではスクリュ位置・速度制御を行い、所定のスクリュ位置（射出保圧切替位置）に到達した後は圧力制御に切替えて、保圧を行う制御方法が広く採用されている。
【００３６】
ここで、射出保圧切替位置の適正値は、成形技術者の経験や試行錯誤によって決定する他に方法がなく、容易でないという問題があった。本発明の実施形態によれば、例えば、射出圧力と成形品質との相関係数を求め、該相関係数が所定値以上となる時刻を求め、該時刻で射出保圧切替を行うことで、成形品質との相関が弱い区間では射出制御（スクリュ位置・速度制御）を行ない、成形品質との相関が強くなる区間で保圧制御（圧力制御）を行うことができる。
【００３７】
さらに、保圧制御中に射出圧力と成形品質との相関が再び弱くなった場合は、その時刻においてゲートがシールしたとみなすことができ、即ち、それ以上保圧をかけてもキャビティに圧力が伝わらず、保圧をかける意味が無いため、前記時刻において保圧制御を打ち切るようにしてもよい（図１４−１，図１４−２参照）。
【００３８】
また、金型内に圧力センサ（図示せず）を設け、型内圧を制御する方法が公知である。本発明の実施形態によれば、型内圧と成形品質との相関係数を求め、該相関係数が所定値以上となる区間で型内圧制御を行うことができる。
【００３９】
また、射出保圧の途中でエジェクタを突き出すことによって、キャビティ内の樹脂を圧縮する制御方法が知られている（エジェクタ圧縮）。本発明によれば、エジェクタ位置またはエジェクタ推力と成形品質との相関係数を求め、該相関係数が所定値以上となる区間でエジェクタ圧縮制御を行うことができる。
【００４０】
また、射出開始時点で金型を所定量だけ開けておき、射出工程の途中で型盤を閉じることによってキャビティ内の樹脂を圧縮する制御方法が公知である（型盤圧縮）。本発明の実施形態によれば、型盤位置または型盤推力と成形品質との相関係数を求め、該相関係数が所定値以上となる区間で型盤圧縮制御を行うことができる。
【００４１】
また、前記型盤圧縮制御において、金型のパーティング面間隔を近接センサを用いて検出し、該検出値が所定間隔となるように制御する方法も公知である。本発明の実施形態によれば、金型パーティング面間隔の検出値と成形品質との相関係数を求め、該相関係数が所定値以上となる区間で金型パーティング面間隔の制御を行うことができる。
【００４２】
また、前記求めた相関係数を波形として画面に表示するようにしてもよい。オペレータは画面に表示された相関係数の波形を参考にして、良否判別の設定や射出保圧切替位置を設定することができる。
【００４３】
なお、上述した本発明の実施形態では、射出成形に係る物理量の時系列データのうち、各ショット間のサイクル開始からの同一時刻における物理量とショット毎の成形品質データとの相関係数を、前記サイクル開始からの同一時刻における相関係数として前記所定サンプリング間隔の時刻ごとに逐次計算する例について記載したが、射出成形に係る物理量によっては、サイクル開始からの時刻でなく、例えば射出開始からの時刻、保圧開始からの時刻、計量開始からの時刻、エジェクト開始からの時刻、型開開始からの時刻などに基いて相関係数を逐次計算するようにしてもよい。例えば、計量背圧の時系列データと各ショット毎の成形品質データとの相関係数を求める場合においては、各ショット間の計量開始からの同一時刻における相関係数として、前記所定サンプリング間隔ごとに逐次計算するようにしてもよい。
【００４４】
なお、上述した本発明の実施形態では、射出成形に係る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ショット毎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前記所定サンプリング間隔の時刻ごとに逐次計算する例について記載したが、スクリュ位置ごとに相関係数を逐次計算するようにしてもよい。即ち、射出成形にかかる物理量とあわせてスクリュ位置を同時に測定しておき、各ショット間の同一スクリュ位置における物理量と各ショット毎の成形品質データとの相関係数を、前記同一スクリュ位置における相関係数としてスクリュ位置ごとに逐次計算するようにしてもよい。
【００４５】
なお、射出成形に係る物理量と成形品質データとの組み合わせを変えて、上記の手順を繰り返し行うことで、数ある射出成形に係る物理量の中から、成形品質との相関が強い物理量を抽出して特定することができる。よって、前記良否判別、切替位置の補正、物理量の制御を行うにあたっては、数ある射出成形に係る物理量の中から、成形品質との相関が強い物理量を特定した後に、該特定した物理量に基づいて良否判別、切替位置の補正、物理量の制御を行うようにしてもよい。
【００４６】
次に、フローチャートを用いて相関係数を算出する処理、算出された相関係数に基づいて、成形品の良否判別、射出保圧の切り替え、射出保圧切替位置の補正、保圧区間の制御を説明する。
【００４７】
図１１は、所定サンプリング時間間隔毎の時刻毎に相関係数を算出する処理のアルゴリズムを示す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。
【００４８】
一つの射出成形サイクルは、型閉じ・型締め、射出、冷却、可塑化・計量、型開き、取り出しの各工程からなる。上述したフローチャートでは、ステップＳＡ１０１は型閉じ・型締め工程から始まることを意味し、ステップＳＡ１０５では成形品の取り出しを行うことをサイクル終了で表している。
【００４９】
なお、相関係数の算出は、前記所定サンプリング時間間隔を内挿し、サンプリング時間間隔より短い時間間隔で行ったり、射出成形に係る物理量を間引くことによって、所定サンプリング時間間隔より長い時間間隔で行ったりすることも可能である。
【００５０】
図９は、逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における射出圧力に基づく良否判別を説明する図である。図９では、射出圧力などの射出成形に係る物理量と最小クッション量などの成形品質データとの相関係数を逐次算出すると、時刻ｔ１において、物理量と該成形品質データの相関が強いことが判明する。したがって、成形品の良否判別の基準を、時刻ｔ１における物理量のデータに基づいて設定するとよい。
【００５１】
図１０は、逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における圧力に基づく良否判別を説明する図である。図９を用いて説明したように、図１０では時刻ｔ１における物理量のデータに基づいて設定していることを示している。良否判別の上限値と下限値とが設定され、各成形サイクルにおけるｔ１の時刻において検出された物理量が、該上限値を上回ったか、あるいは該下限値を下回った場合に、不良品と判別することができる。
【００５２】
図１２−１，図１２−２は、逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における物理量に基づく良否判別の処理のアルゴリズムを説明する図である。以下、各ステップに従って説明する。なお、ステップＳＢ１００〜ステップＳＢ１０７は、成形品の良否判別の基準となる上限値と下限値と比較する物理量の１サイクルの中で検出される時刻を特定するために実行される予備サイクルである。予備サイクルの後、本サイクルに移行する。
●［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。
【００５３】
上述したアルゴリズムの処理を図１に示される射出成形機で実行することにより、射出圧力やスクリュ位置などの射出成形に係る物理量と、成形品質との相関が強くなる成形サイクル内の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可能な、相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置を提供することができる。
【００５４】
図１３−１，図１３−２は、逐次算出した相関係数の絶対値によって射出保圧切替位置の補正する処理のアルゴリズムを説明する図である。以下、各ステップに従って説明する。なお、ステップＳＣ１００〜ステップＳＣ１０７は、射出保圧切替位置の補正処理に用いられる設定位置を求めるために実行される予備サイクルである。予備サイクルの後、本サイクルに移行する。
●［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。
【００５５】
図１４−１，図１４−２は、逐次算出した相関係数の絶対値によって保圧区間を制御することを説明する図である。以下、各ステップに従って説明する。なお、ステップＳＤ１００〜ステップＳＤ１０７は、保圧の開始時刻と終了時刻を求める予備サイクルである。予備サイクルの後、本サイクルに移行する。
●［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。
【００５６】
上述したアルゴリズムの処理を図１に示される射出成形機において実行することによって、成形品質との相関が強くなるタイミングにおいては、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可能な、相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置を提供することができる。
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。
【符号の説明】
【００５７】
１ シリンダ
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機に関し、特に、相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形品の良否判別方法として、スクリュ位置を検出して行うものや、射出圧力を検出して行うものなどが公知である。例えば、スクリュ位置を検出して成形品の良否判別を行う場合においては、射出の最終段階である保圧終了時のスクリュ位置（クッション量）もしくはスクリュ最前進位置（最小クッション量）を検出するものが知られている。また、射出圧力を検出して成形品の良否判別を行う場合においては、主に射出工程のピーク射出圧力を検出するものが知られている。これらは、スクリュ位置や射出圧力を検出するための検出タイミングは固定的なものである。
【０００３】
ところが、射出成形作業においては、必ずしも保圧終了時のスクリュ位置、スクリュ最前進位置やピーク射出圧力が成形品の良否を決定するとは限らず、成形品の形状や樹脂の種類によっては、上記とは異なったタイミングにおけるスクリュ位置や射出圧力の値が成形品の良否に多大な影響を与える場合がある。
【０００４】
上述した事情に鑑みて、特許文献１には、射出開始から任意のタイミングにおけるスクリュ位置や射出圧力を検出し、検出した射出圧力の値と判別基準値とを比較することによって、成形品の良否判別を行う技術が開示されている。この技術によって、固定的なタイミングではなく、任意のタイミングで検出したスクリュ位置や射出圧力に基づいて成形品の良否判別を行うことが可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−７８５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、射出開始から任意のタイミングを設定するにあたって、どのタイミングでスクリュ位置や射出圧力を検出すればよいかは、成形技術者の経験や試行錯誤によって決定するより方法がなく、容易ではないという問題があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、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において、その相関が強くなる成形サイクル内の時刻を特定することが可能な相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置を提供することである。さらに、本発明は、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の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を目的とする。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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の請求項１に係る発明は、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である。
【０００９】
請求項２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射出成形機の制御装置である。
請求項３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射出成形機の制御装置である。
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射出成形機の制御装置である。
【００１０】
請求項５に係る発明は、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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、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において、その相関が強くなる成形サイクル内の時刻を特定することが可能な相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置を提供できる。
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態である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。
【図２】各ショット毎に射出成形に係る物理量である射出圧力を時系列データとして測定することを説明する図である。
【図３】各ショット毎に成形サイクルにおける射出圧力の時系列データをグラフに表した図である。
【図４】各ショット毎に、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。
【図５】射出圧力と最小クッション量の相関係数を時刻ごとに計算することを説明する図である。
【図６】各ショット毎に成形サイクルにおける射出圧力の時系列データをグラフに表し、さらに、時刻ごとに計算した射出圧力と最小クッション量の相関係数をグラフに表した図である。
【図７】相関係数の絶対値が大きい場合の例として、時刻ｔ１における各ショット毎の射出圧力と最小クッション量の関係を説明する図である。
【図８】相関係数の絶対値が小さい場合の例として、相関係数Ｒ（ｔ２）の場合の時刻ｔ２における各ショット毎の射出圧力と最小クッション量の関係を説明する図である。
【図９】逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における圧力に基づく良否判別を説明する図である。
【図１０】逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における圧力に基づく良否判別を行う処理のアルゴリズムを説明する図である。
【図１１】相関係数を算出する処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１２−１】逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における圧力に基づく射出保圧切替位置の補正を行う処理のアルゴリズムを説明する図である（その１）。
【図１２−２】逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における圧力に基づく射出保圧切替位置の補正を行う処理のアルゴリズムを説明する図である（その２）。
【図１３−１】逐次算出した相関係数の絶対値によって射出保圧切替位置の補正を行う処理のアルゴリズムを説明する図である（その１）。
【図１３−２】逐次算出した相関係数の絶対値によって射出保圧切替位置の補正を行う処理のアルゴリズムを説明する図である（その２）。
【図１４−１】逐次算出した相関係数の絶対値によって保圧区間を制御することを説明する図である（その１）。
【図１４−２】逐次算出した相関係数の絶対値によって保圧区間を制御することを説明する図である（その２）。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
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。
【００１４】
射出用サーボモータＭ１、スクリュ回転用のサーボモータＭ２には、それぞれ、その回転位置・速度を検出する位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１、位置・速度検出器Ｐｅｎｃ２が取り付けられている。これら位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１，Ｐｅｎｃ２によって、スクリュ３の位置（スクリュ軸方向の位置）、移動速度（射出速度）、スクリュ３の回転速度を検出できる。また、スクリュ３に加わる溶融樹脂からのスクリュ軸方向の圧力を検出するロードセル等の圧力センサ５が設けられている。
【００１５】
ＰＭＣＣＰＵ１７には、射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶したＲＯＭ１８および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１９が接続されている。ＣＮＣＣＰＵ２０には、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラム等を記憶したＲＯＭ２１および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ２２が接続されている。
【００１６】
サーボＣＰＵ１５には、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ１３やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１４が接続されている。更に、サーボＣＰＵ１５には、サーボＣＰＵ１５からの指令に基づいて、スクリュ回転用のサーボモータＭ２を駆動するサーボアンプ１２や、スクリュ３を軸方向に駆動し射出等を行う射出用サーボモータＭ１を駆動するサーボアンプ１１が接続されている。
【００１７】
各サーボモータＭ１，Ｍ２には、前述したように、それぞれ位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１，Ｐｅｎｃ２が取り付けられている。これら位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１，Ｐｅｎｃ２からの出力が、サーボＣＰＵ１５にフィードバックされる。
【００１８】
サーボＣＰＵ１５は、ＣＮＣＣＰＵ２０から指令される各軸（射出用サーボモータＭ１、または、スクリュ回転用のサーボモータＭ２）への移動指令と位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１、位置・速度検出器Ｐｅｎｃ２からフィードバックされる検出位置と検出速度に基づいて、位置、速度のフィードバック制御を行うとともに、電流フィードバック制御も実行して、各サーボアンプ１１，１２を駆動制御する。また、位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１からの位置フィードバック信号により、スクリュ３の前進位置（軸方向位置）を求める現在位置レジスタが設けられており、該現在位置レジスタによりスクリュ位置を検出できるように構成されている。
【００１９】
また、サーボＣＰＵ１５には、圧力センサ５での検出信号をＡ／Ｄ変換器１６でデジタル信号に変換した樹脂圧力（スクリュにかかる樹脂圧力）が入力されている。
【００２０】
液晶表示装置などで構成される表示装置を有する表示装置付き入力装置２５は、表示回路２４を介してバス２６に接続されている。さらに、不揮発性メモリで構成される成形データ保存用ＲＡＭ２３もバス２６に接続されている。この成形データ保存用ＲＡＭ２３には射出成形作業に関する成形条件と各種設定値、パラメータ、マクロ変数等を記憶する。
【００２１】
以上の構成により、ＰＭＣＣＰＵ１７が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣＣＰＵ２０がＲＯＭ２１の運転プログラムや成形データ保存用ＲＡＭ２３に格納された成形条件等に基づいて各軸のサーボモータＭ１，Ｍ２に対して移動指令の分配を行ない、サーボＣＰＵ１５は、各軸（射出用サーボモータＭ１やスクリュ３の回転用のサーボモータＭ２）に対して分配された移動指令と、位置・速度検出器Ｐｅｎｃ１，Ｐｅｎｃ２で検出された位置および速度のフィードバック信号等に基づいて、従来と同様に位置ループ制御、速度ループ制御、さらには電流ループ制御のサーボ制御を行い、いわゆるデジタルサーボ処理を実行する。
【００２２】
上述した構成は従来の電動式射出成形機の制御装置と変りなく、従来と異なる点は、本発明の実施形態が、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において、その相関が強くなる成形サイクル内の時刻を特定することが可能な相関係数算出機能を備えていることである。
【００２３】
図２は、ショット毎に射出成形に係る物理量である射出圧力を時系列データとして測定することを説明する図である。図２では、射出成形に係る物理量として射出圧力をショット毎に所定サンプリング時間間隔ごとの時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２，・・・ｔｎ−１，ｔｎに測定し、各サイクルの開始からの時系列データとして射出圧力のデータを取得することを示している。以下の説明では、射出成形に係る物理量として射出圧力を例として説明する。
【００２４】
なお、射出成形に係る物理量として、射出圧力の他に、たとえば、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、金型温度がある。前記各物理量は、射出成形機において、従来から射出成形機の制御に用いられている。また、各物理量の測定方法・手段は公知であることから、説明を省略する。
【００２５】
図３は、成形サイクルにおける射出圧力の時系列データをショット毎にグラフに表した図である。図３は、物理量（図３では射出圧力を例としている）を縦軸とし、横軸を時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２，・・・ｔｎ−１，ｔｎとし、ショット毎に図示したものである。
【００２６】
次に、成形品質を評価可能なデータについて説明する。
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。
【００２７】
前記測定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ショット毎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前記所定サンプリング間隔の時刻ごとに逐次計算する。
【００２８】
相関係数は、例えば、数１式によって算出することができる。
【００２９】
【数１】
【００３０】
図５は、射出圧力と最小クッション量の相関係数を時刻ごとに計算することを説明する図である。数１式により図５に示されるように、所定のサンプリング時間間隔毎の各時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２，・・・，ｔｎ−１，ｔｎにおける射出圧力と最小クッション量の相関係数が、それぞれ、Ｒ（ｔ０），Ｒ（ｔ１），Ｒ（ｔ２），・・・，Ｒ（ｔｎ−１），Ｒ（ｔｎ）として算出される。
【００３１】
数１式により算出された相関係数の波形において、相関係数の絶対値が最大となる時刻を算出する。図６は、各ショット毎に成形サイクルにおける射出圧力の時系列データをグラフに表し、さらに、時刻ごとに計算した射出圧力と最小クッション量の相関係数をグラフに表した図である。図６では、時刻ｔ１において相関係数の絶対値が最大となる。そして、時刻ｔ１での相関係数はＲ（ｔ１）である。なお、負相関の場合は相関係数がマイナスの値となるので、相関係数の絶対値をとる。
【００３２】
図７は、相関係数が大きい場合の例として、時刻ｔ１における各ショット毎の射出圧力と最小クッション量の関係を説明する図である。また、図８は、相関係数が小さい場合の例として、時刻ｔ２における各ショット毎の射出圧力と最小クッション量の関係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。
【００３３】
従来、成形品の良否判別は ピーク圧力などの固定的なタイミングにおける物理量に基づいて行っており、必ずしも、成形品質を評価するのに最適なタイミングではなかった。上述の本発明の実施形態によれば、前記求めた相関係数の絶対値が最も大きくなる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ようにすることができ、成形品質を評価するのに最適なタイミングで良否判別を行うことができる（図９、図１０、および図１２参照）。
【００３４】
また、本発明の他の実施形態によれば、前記求めた相関係数の絶対値が最大となる時刻における物理量に基づいて、射出速度切替位置や射出保圧切替位置などを補正するようにしてもよい（図１３参照）。従来、所定時刻における射出圧力などの物理量に基づいて、射出速度切替位置や射出保圧切替位置などを補正する技術が知られていたが、どの時刻における物理量に基づいて補正を行えばよいかは、成形技術者の経験や試行錯誤によって決定するより方法がなく、容易でないという問題があった。本発明によれば、成形品質と相関の強い時刻における物理量に基づいて補正することができる。
【００３５】
また、さらに本発明の他の実施形態によれば、前記求めた相関係数の絶対値と所定値とを比較し、前記求めた相関係数の絶対値が所定値以上となる区間を求め、該区間において前記射出成形に係る物理量が安定化するようにフィードバック制御をかけるようにしてもよい（図１４参照）。一般に、射出保圧の制御方法として、射出開始から所定のスクリュ位置に到達するまではスクリュ位置・速度制御を行い、所定のスクリュ位置（射出保圧切替位置）に到達した後は圧力制御に切替えて、保圧を行う制御方法が広く採用されている。
【００３６】
ここで、射出保圧切替位置の適正値は、成形技術者の経験や試行錯誤によって決定する他に方法がなく、容易でないという問題があった。本発明の実施形態によれば、例えば、射出圧力と成形品質との相関係数を求め、該相関係数が所定値以上となる時刻を求め、該時刻で射出保圧切替を行うことで、成形品質との相関が弱い区間では射出制御（スクリュ位置・速度制御）を行ない、成形品質との相関が強くなる区間で保圧制御（圧力制御）を行うことができる。
【００３７】
さらに、保圧制御中に射出圧力と成形品質との相関が再び弱くなった場合は、その時刻においてゲートがシールしたとみなすことができ、即ち、それ以上保圧をかけてもキャビティに圧力が伝わらず、保圧をかける意味が無いため、前記時刻において保圧制御を打ち切るようにしてもよい（図１４−１，図１４−２参照）。
【００３８】
また、金型内に圧力センサ（図示せず）を設け、型内圧を制御する方法が公知である。本発明の実施形態によれば、型内圧と成形品質との相関係数を求め、該相関係数が所定値以上となる区間で型内圧制御を行うことができる。
【００３９】
また、射出保圧の途中でエジェクタを突き出すことによって、キャビティ内の樹脂を圧縮する制御方法が知られている（エジェクタ圧縮）。本発明によれば、エジェクタ位置またはエジェクタ推力と成形品質との相関係数を求め、該相関係数が所定値以上となる区間でエジェクタ圧縮制御を行うことができる。
【００４０】
また、射出開始時点で金型を所定量だけ開けておき、射出工程の途中で型盤を閉じることによってキャビティ内の樹脂を圧縮する制御方法が公知である（型盤圧縮）。本発明の実施形態によれば、型盤位置または型盤推力と成形品質との相関係数を求め、該相関係数が所定値以上となる区間で型盤圧縮制御を行うことができる。
【００４１】
また、前記型盤圧縮制御において、金型のパーティング面間隔を近接センサを用いて検出し、該検出値が所定間隔となるように制御する方法も公知である。本発明の実施形態によれば、金型パーティング面間隔の検出値と成形品質との相関係数を求め、該相関係数が所定値以上となる区間で金型パーティング面間隔の制御を行うことができる。
【００４２】
また、前記求めた相関係数を波形として画面に表示するようにしてもよい。オペレータは画面に表示された相関係数の波形を参考にして、良否判別の設定や射出保圧切替位置を設定することができる。
【００４３】
なお、上述した本発明の実施形態では、射出成形に係る物理量の時系列データのうち、各ショット間のサイクル開始からの同一時刻における物理量とショット毎の成形品質データとの相関係数を、前記サイクル開始からの同一時刻における相関係数として前記所定サンプリング間隔の時刻ごとに逐次計算する例について記載したが、射出成形に係る物理量によっては、サイクル開始からの時刻でなく、例えば射出開始からの時刻、保圧開始からの時刻、計量開始からの時刻、エジェクト開始からの時刻、型開開始からの時刻などに基いて相関係数を逐次計算するようにしてもよい。例えば、計量背圧の時系列データと各ショット毎の成形品質データとの相関係数を求める場合においては、各ショット間の計量開始からの同一時刻における相関係数として、前記所定サンプリング間隔ごとに逐次計算するようにしてもよい。
【００４４】
なお、上述した本発明の実施形態では、射出成形に係る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ショット毎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前記所定サンプリング間隔の時刻ごとに逐次計算する例について記載したが、スクリュ位置ごとに相関係数を逐次計算するようにしてもよい。即ち、射出成形にかかる物理量とあわせてスクリュ位置を同時に測定しておき、各ショット間の同一スクリュ位置における物理量と各ショット毎の成形品質データとの相関係数を、前記同一スクリュ位置における相関係数としてスクリュ位置ごとに逐次計算するようにしてもよい。
【００４５】
なお、射出成形に係る物理量と成形品質データとの組み合わせを変えて、上記の手順を繰り返し行うことで、数ある射出成形に係る物理量の中から、成形品質との相関が強い物理量を抽出して特定することができる。よって、前記良否判別、切替位置の補正、物理量の制御を行うにあたっては、数ある射出成形に係る物理量の中から、成形品質との相関が強い物理量を特定した後に、該特定した物理量に基づいて良否判別、切替位置の補正、物理量の制御を行うようにしてもよい。
【００４６】
次に、フローチャートを用いて相関係数を算出する処理、算出された相関係数に基づいて、成形品の良否判別、射出保圧の切り替え、射出保圧切替位置の補正、保圧区間の制御を説明する。
【００４７】
図１１は、所定サンプリング時間間隔毎の時刻毎に相関係数を算出する処理のアルゴリズムを示す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。
【００４８】
一つの射出成形サイクルは、型閉じ・型締め、射出、冷却、可塑化・計量、型開き、取り出しの各工程からなる。上述したフローチャートでは、ステップＳＡ１０１は型閉じ・型締め工程から始まることを意味し、ステップＳＡ１０５では成形品の取り出しを行うことをサイクル終了で表している。
【００４９】
なお、相関係数の算出は、前記所定サンプリング時間間隔を内挿し、サンプリング時間間隔より短い時間間隔で行ったり、射出成形に係る物理量を間引くことによって、所定サンプリング時間間隔より長い時間間隔で行ったりすることも可能である。
【００５０】
図９は、逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における射出圧力に基づく良否判別を説明する図である。図９では、射出圧力などの射出成形に係る物理量と最小クッション量などの成形品質データとの相関係数を逐次算出すると、時刻ｔ１において、物理量と該成形品質データの相関が強いことが判明する。したがって、成形品の良否判別の基準を、時刻ｔ１における物理量のデータに基づいて設定するとよい。
【００５１】
図１０は、逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における圧力に基づく良否判別を説明する図である。図９を用いて説明したように、図１０では時刻ｔ１における物理量のデータに基づいて設定していることを示している。良否判別の上限値と下限値とが設定され、各成形サイクルにおけるｔ１の時刻において検出された物理量が、該上限値を上回ったか、あるいは該下限値を下回った場合に、不良品と判別することができる。
【００５２】
図１２−１，図１２−２は、逐次算出した相関係数の絶対値が最大になる時刻における物理量に基づく良否判別の処理のアルゴリズムを説明する図である。以下、各ステップに従って説明する。なお、ステップＳＢ１００〜ステップＳＢ１０７は、成形品の良否判別の基準となる上限値と下限値と比較する物理量の１サイクルの中で検出される時刻を特定するために実行される予備サイクルである。予備サイクルの後、本サイクルに移行する。
●［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。
【００５３】
上述したアルゴリズムの処理を図１に示される射出成形機で実行することにより、射出圧力やスクリュ位置などの射出成形に係る物理量と、成形品質との相関が強くなる成形サイクル内の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可能な、相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置を提供することができる。
【００５４】
図１３−１，図１３−２は、逐次算出した相関係数の絶対値によって射出保圧切替位置の補正する処理のアルゴリズムを説明する図である。以下、各ステップに従って説明する。なお、ステップＳＣ１００〜ステップＳＣ１０７は、射出保圧切替位置の補正処理に用いられる設定位置を求めるために実行される予備サイクルである。予備サイクルの後、本サイクルに移行する。
●［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。
【００５５】
図１４−１，図１４−２は、逐次算出した相関係数の絶対値によって保圧区間を制御することを説明する図である。以下、各ステップに従って説明する。なお、ステップＳＤ１００〜ステップＳＤ１０７は、保圧の開始時刻と終了時刻を求める予備サイクルである。予備サイクルの後、本サイクルに移行する。
●［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。
【００５６】
上述したアルゴリズムの処理を図１に示される射出成形機において実行することによって、成形品質との相関が強くなるタイミングにおいては、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可能な、相関係数算出機能を有する射出成形機の制御装置を提供することができる。
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。
【符号の説明】
【００５７】
１ シリンダ
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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射出成形機の制御装置。
【請求項３】
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射出成形機の制御装置。
【請求項４】
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射出成形機の制御装置。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項１】
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。
【請求項２】
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射出成形機の制御装置。
【請求項３】
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射出成形機の制御装置。
【請求項４】
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射出成形機の制御装置。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２−１】
【図１２−２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４−１】
【図１４−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２−１】
【図１２−２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４−１】
【図１４−２】
【公開番号】特開２０１１−１５２７００（Ｐ２０１１−１５２７００Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５３４７（Ｐ２０１０−１５３４７）
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（３９０００８２３５）ファナック株式会社 (1,110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（３９０００８２３５）ファナック株式会社 (1,110)
【Ｆターム（参考）】
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