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JP2021070210A - Control device, injection molding machine, and control method - Google Patents

Control device, injection molding machine, and control method Download PDF

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JP2021070210A
JP2021070210A JP2019197578A JP2019197578A JP2021070210A JP 2021070210 A JP2021070210 A JP 2021070210A JP 2019197578 A JP2019197578 A JP 2019197578A JP 2019197578 A JP2019197578 A JP 2019197578A JP 2021070210 A JP2021070210 A JP 2021070210A
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screw
control device
viscosity
injection molding
resin
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JP2019197578A
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徹也 真籠
Tetsuya Makago
徹也 真籠
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Alpine Co Ltd
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Abstract

To provide a control device for controlling an operation of an injection molding machine, which suppresses defects in a molded product formed by injection molding.SOLUTION: A control device 120 that controls an operation of an in-line screw type injection molding machine equipped with a cylinder and a screw includes an estimating unit 122 that estimates a viscosity of a resin in a molten state in the cylinder based on an output waveform of a measured value of a rotational torque during a measuring period by the screw.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、制御装置、射出成形機、および制御方法に関する。 The present invention relates to a control device, an injection molding machine, and a control method.

下記特許文献1には、射出成形機に関し、スクリューによる計量中に許容上限値以上のスクリュー回転トルクを検出した時に、スクリュー回転動作の変更または停止を行う技術が開示されている。 Patent Document 1 below discloses a technique for changing or stopping the screw rotation operation when a screw rotation torque equal to or higher than an allowable upper limit value is detected during measurement with a screw in an injection molding machine.

特許第4237237号公報Japanese Patent No. 4237237

しかしながら、従来技術では、例えば、再生材料をした場合には、シリンダ内に投入されるペレット状の樹脂の粒径のばらつきに起因して、シリンダから射出される樹脂の粘度にばらつきが生じる虞がある。また、原材料そのもののロット間、またはロット内での粘度のバラつきが生じる虞がある。このような樹脂の粘度のばらつきは、射出成形によって形成される成形品の不具合(例えば、樹脂の充填不足、樹脂の過充填等)を引き起こす虞がある。 However, in the prior art, for example, when a recycled material is used, the viscosity of the resin ejected from the cylinder may vary due to the variation in the particle size of the pellet-shaped resin charged into the cylinder. is there. In addition, there is a risk that the viscosity of the raw material itself will vary between lots or within the lot. Such variations in the viscosity of the resin may cause defects in the molded product formed by injection molding (for example, insufficient filling of the resin, overfilling of the resin, etc.).

一実施形態の制御装置は、シリンダおよびスクリューを備えたインラインスクリュー方式の射出成形機の動作を制御する制御装置であって、スクリューによる計量期間における回転トルクの計測値の出力波形に基づいて、シリンダ内で溶融した状態の樹脂の粘度を推定する推定部を備える。 The control device of one embodiment is a control device that controls the operation of an in-line screw type injection molding machine including a cylinder and a screw, and is based on the output waveform of the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw. It is provided with an estimation unit for estimating the viscosity of the resin in a molten state.

一実施形態によれば、射出成形によって形成される成形品の不具合を抑制することができる。 According to one embodiment, it is possible to suppress defects in the molded product formed by injection molding.

一実施形態に係る射出成形機の概略構成を示す図The figure which shows the schematic structure of the injection molding machine which concerns on one Embodiment 一実施形態に係る制御装置の機能構成を示す図The figure which shows the functional structure of the control device which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る計測装置によって計測されるスクリューの回転トルクの計測値の出力波形の一例を示す図The figure which shows an example of the output waveform of the measured value of the rotational torque of a screw measured by the measuring apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る制御装置による処理の手順の第1例を示すフローチャートA flowchart showing a first example of a processing procedure by a control device according to an embodiment. 一実施形態に係る制御装置による処理の手順の第2例を示すフローチャートA flowchart showing a second example of the processing procedure by the control device according to the embodiment. 一実施形態に係る制御装置による処理の手順の第3例を示すフローチャートA flowchart showing a third example of the processing procedure by the control device according to the embodiment.

以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。 Hereinafter, one embodiment will be described with reference to the drawings.

(射出成形機100の概略構成)
図1は、一実施形態に係る射出成形機100の概略構成を示す図である。図1に示す射出成形機100は、インラインスクリュー方式の射出成形機である。図1に示すように、射出成形機100は、射出成形部110、制御装置120、および計測装置130を備える。
(Rough configuration of injection molding machine 100)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an injection molding machine 100 according to an embodiment. The injection molding machine 100 shown in FIG. 1 is an in-line screw type injection molding machine. As shown in FIG. 1, the injection molding machine 100 includes an injection molding unit 110, a control device 120, and a measuring device 130.

射出成形部110は、シリンダ111、スクリュー112、ヒータ113、ホッパ114、および駆動装置115を備える。 The injection molding unit 110 includes a cylinder 111, a screw 112, a heater 113, a hopper 114, and a drive device 115.

シリンダ111は、細長い筒状の部材である。シリンダ111は、その筒内部において、樹脂140が溶融される。シリンダ111の先端には、溶融することによって液化した樹脂140を金型内に射出するためのノズル部111Aが設けられている。 The cylinder 111 is an elongated tubular member. The resin 140 of the cylinder 111 is melted inside the cylinder. At the tip of the cylinder 111, a nozzle portion 111A for injecting the resin 140 liquefied by melting into the mold is provided.

ホッパ114は、シリンダ111の後端部近傍に設けられている。ホッパ114は、当該ホッパ114の上部開口から投入されたペレット状の樹脂140を、当該ホッパ114の下部開口からシリンダ111の内部に送り込む。なお、樹脂140には、可塑性を有する樹脂素材が用いられる。 The hopper 114 is provided near the rear end of the cylinder 111. The hopper 114 sends the pellet-shaped resin 140 charged from the upper opening of the hopper 114 into the cylinder 111 through the lower opening of the hopper 114. As the resin 140, a resin material having plasticity is used.

スクリュー112は、シリンダ111の内部において、前後進および回転可能に設けられている。スクリュー112は、駆動装置115の駆動によって回転することにより、ホッパ114からシリンダ111の内部に投入された樹脂140を、シリンダ111の先端部に向って搬送しつつ、せん断および圧縮する。これにより、スクリュー112は、当該樹脂140を溶融することができる。さらに、スクリュー112は、回転することにより、液化した樹脂140を、シリンダ111の先端部に送り込んで貯留することができる。この際、スクリュー112は、徐々に後退することにより、シリンダ111の先端部に貯留される樹脂140を計量することができる。そして、スクリュー112は、駆動装置115の駆動によって前進することにより、シリンダ111の先端部に貯留されている樹脂140を、シリンダ111のノズル部111Aから、金型内に射出することができる。なお、本書において「スクリュー112による計量期間」とは、スクリュー112が回転を開始してから、スクリュー112が回転を停止するまで(すなわち、シリンダ111の先端部に所定量の樹脂140が貯留されるまで)の期間である。 The screw 112 is provided inside the cylinder 111 so as to be forward and backward and rotatable. The screw 112 is rotated by the drive of the drive device 115 to shear and compress the resin 140 charged into the cylinder 111 from the hopper 114 while being conveyed toward the tip of the cylinder 111. As a result, the screw 112 can melt the resin 140. Further, the screw 112 can rotate to feed the liquefied resin 140 to the tip end portion of the cylinder 111 and store the resin 140. At this time, the screw 112 gradually retracts to measure the resin 140 stored in the tip of the cylinder 111. Then, the screw 112 advances by driving the drive device 115, so that the resin 140 stored in the tip end portion of the cylinder 111 can be injected into the mold from the nozzle portion 111A of the cylinder 111. In this document, the "weighing period by the screw 112" means that a predetermined amount of resin 140 is stored in the tip of the cylinder 111 from the start of rotation of the screw 112 to the stop of rotation of the screw 112. Up to) period.

ヒータ113は、シリンダ111の外周面に設けられており、シリンダ111の内部の樹脂140を加熱する。これにより、ヒータ113は、スクリュー112によりせん断、圧縮されることで溶融し液化した樹脂140を保温し、液化した樹脂140が固化してしまうことを防止することができる。 The heater 113 is provided on the outer peripheral surface of the cylinder 111 and heats the resin 140 inside the cylinder 111. As a result, the heater 113 can keep the melted and liquefied resin 140 warm by being sheared and compressed by the screw 112, and can prevent the liquefied resin 140 from solidifying.

駆動装置115は、射出成形部110の各部を駆動する。例えば、駆動装置115は、サーボモータ(図示省略)によって、スクリュー112を回転および前後進させる。 The drive device 115 drives each part of the injection molding part 110. For example, the drive device 115 uses a servomotor (not shown) to rotate and move the screw 112 forward and backward.

計測装置130は、スクリュー112の回転トルクを計測する。例えば、計測装置130は、所定のサンプリング周期毎に、スクリュー112の回転トルクを計測し、当該回転トルクの計測値を、制御装置120へ出力する。また、計測装置130は、図示しない液晶パネルなどの表示装置に、回転トルクの計測値を、その他の情報とともに表示させることも可能である。 The measuring device 130 measures the rotational torque of the screw 112. For example, the measuring device 130 measures the rotational torque of the screw 112 at each predetermined sampling cycle, and outputs the measured value of the rotational torque to the control device 120. Further, the measuring device 130 can display the measured value of the rotational torque on a display device such as a liquid crystal panel (not shown) together with other information.

制御装置120は、射出成形部110の動作を制御する。例えば、制御装置120は、スクリュー112を回転および射出させる駆動装置115を制御することにより、スクリュー112の回転(回転速度等)および射出(射出速度、射出圧等)を制御する。また、例えば、制御装置120は、ヒータ113の加熱動作を制御する。 The control device 120 controls the operation of the injection molding unit 110. For example, the control device 120 controls the rotation (rotational speed, etc.) and injection (injection speed, injection pressure, etc.) of the screw 112 by controlling the drive device 115 that rotates and injects the screw 112. Further, for example, the control device 120 controls the heating operation of the heater 113.

特に、本実施形態の制御装置120は、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値の出力波形に応じて、シリンダ111内で溶融した状態の樹脂140の粘度を推定することができる。さらに、本実施形態の制御装置120は、推定された樹脂140の粘度に応じて、射出成形部110の動作設定(例えば、スクリュー112の回転速度、射出速度、射出圧力、ヒータ113の出力温度(またはシリンダ111内温度)等)を変更することで、射出成形機100によって形成される成形品の不具合を抑制することができる。もしくは、本実施形態の制御装置120は、推定された樹脂140の粘度が許容範囲外である場合、射出成形部110の動作を一旦停止させることも可能である。 In particular, the control device 120 of the present embodiment can estimate the viscosity of the resin 140 in a molten state in the cylinder 111 according to the output waveform of the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw 112. Further, the control device 120 of the present embodiment sets the operation of the injection molding unit 110 (for example, the rotation speed of the screw 112, the injection speed, the injection pressure, and the output temperature of the heater 113) according to the estimated viscosity of the resin 140. Alternatively, by changing the temperature inside the cylinder 111) and the like), it is possible to suppress defects in the molded product formed by the injection molding machine 100. Alternatively, the control device 120 of the present embodiment can temporarily stop the operation of the injection molding unit 110 when the estimated viscosity of the resin 140 is out of the permissible range.

(制御装置120の機能構成)
図2は、一実施形態に係る制御装置120の機能構成を示す図である。図2に示すように、制御装置120は、取得部121、推定部122、変更部123、制御部124、および記憶部125を備える。
(Functional configuration of control device 120)
FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration of the control device 120 according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the control device 120 includes an acquisition unit 121, an estimation unit 122, a change unit 123, a control unit 124, and a storage unit 125.

取得部121は、計測装置130によって計測された、スクリュー112の回転トルクの計測値を取得する。例えば、取得部121は、計測装置130がスクリュー112の回転トルクの計測値を連続的に出力するのに応じて、当該スクリュー112の回転トルクの計測値を連続的に取得する。 The acquisition unit 121 acquires the measured value of the rotational torque of the screw 112 measured by the measuring device 130. For example, the acquisition unit 121 continuously acquires the measured value of the rotational torque of the screw 112 in response to the measuring device 130 continuously outputting the measured value of the rotational torque of the screw 112.

推定部122は、取得部121によって取得された、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値の出力波形に基づいて、シリンダ111内で溶融した状態の樹脂140の粘度を推定する。 The estimation unit 122 estimates the viscosity of the resin 140 in a molten state in the cylinder 111 based on the output waveform of the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw 112 acquired by the acquisition unit 121.

第1例として、推定部122は、MT(Mahalanobis Taguchi)法を用いた統計処理によって、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値の出力波形を解析することにより、樹脂140の粘度を推定する。 As a first example, the estimation unit 122 estimates the viscosity of the resin 140 by analyzing the output waveform of the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw 112 by statistical processing using the MT (Mahalanobis Taguchi) method. ..

第2例として、推定部122は、AI(Artificial Intelligence)を用いて、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値の出力波形を解析することにより、樹脂140の粘度を推定する。 As a second example, the estimation unit 122 estimates the viscosity of the resin 140 by analyzing the output waveform of the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw 112 using AI (Artificial Intelligence).

例えば、推定部122によって推定される樹脂140の粘度は、「粘度が基準値よりも高い」、「粘度が基準値よりも低い」等、基準値との比較結果を表す相対的なものであってもよい。また、例えば、推定部122によって推定される樹脂140の粘度は、樹脂140の粘度を数値やレベルで表す絶対的なものであってもよい。 For example, the viscosity of the resin 140 estimated by the estimation unit 122 is relative to the reference value, such as "viscosity is higher than the reference value" and "viscosity is lower than the reference value". You may. Further, for example, the viscosity of the resin 140 estimated by the estimation unit 122 may be an absolute value representing the viscosity of the resin 140 in numerical values or levels.

変更部123は、推定部122によって推定された樹脂140の粘度が、所定の許容範囲外である場合(すなわち、正常時の粘度範囲から逸脱している場合)、射出成形部110の動作設定(例えば、スクリュー112の回転速度、射出速度、射出圧力、ヒータ113の出力温度(またはシリンダ111内温度)等)を変更する。例えば、変更部123は、推定部122によって推定された樹脂140の粘度に対応する粘度範囲の動作設定を、変更後の動作設定として、記憶部125から取得する。 When the viscosity of the resin 140 estimated by the estimation unit 122 is out of the predetermined allowable range (that is, when the viscosity deviates from the normal viscosity range), the change unit 123 sets the operation of the injection molding unit 110 (that is, when it deviates from the normal viscosity range). For example, the rotation speed of the screw 112, the injection speed, the injection pressure, the output temperature of the heater 113 (or the temperature inside the cylinder 111), etc.) are changed. For example, the changing unit 123 acquires the operation setting of the viscosity range corresponding to the viscosity of the resin 140 estimated by the estimating unit 122 from the storage unit 125 as the changed operation setting.

制御部124は、射出成形部110の動作を制御する。例えば、制御部124は、変更部123によって射出成形部110の動作設定が変更された場合、変更部123による変更後の動作設定に基づいて、射出成形部110の動作を制御する。また、例えば、制御部124は、推定部122によって推定された樹脂140の粘度が、所定の許容範囲外である場合(すなわち、正常時の粘度範囲から逸脱している場合)、射出成形部110の動作を停止させることができる。 The control unit 124 controls the operation of the injection molding unit 110. For example, when the operation setting of the injection molding unit 110 is changed by the changing unit 123, the control unit 124 controls the operation of the injection molding unit 110 based on the changed operation setting by the changing unit 123. Further, for example, in the control unit 124, when the viscosity of the resin 140 estimated by the estimation unit 122 is out of a predetermined allowable range (that is, when it deviates from the normal viscosity range), the injection molding unit 110 Operation can be stopped.

記憶部125は、各種情報を記憶する。例えば、記憶部125は、複数の粘度範囲の各々について、その粘度範囲において適切な動作設定(例えば、スクリュー112の回転速度、射出速度、射出圧力、ヒータ113の出力温度(またはシリンダ111内温度)等)を記憶する。 The storage unit 125 stores various information. For example, the storage unit 125 has an appropriate operation setting (for example, rotation speed of screw 112, injection speed, injection pressure, output temperature of heater 113 (or temperature in cylinder 111)) for each of a plurality of viscosity ranges. Etc.) are memorized.

また、例えば、記憶部125は、推定部122による解析処理に用いられるデータを予め記憶する。例えば、推定部122がMT法を用いた統計処理によって樹脂140の粘度を推定する場合、記憶部125は、正常および異常を判定するための基準となる、正常時(成形品に不具合が生じないとき)の傾きaのデータ群(単位空間)を予め記憶する。「傾きa」は、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値の出力波形に対する近似二次曲線の傾きを表す。この場合、記憶部125は、樹脂140の素材毎に、正常時の傾きaのデータ群を記憶することが好ましい。 Further, for example, the storage unit 125 stores in advance the data used for the analysis process by the estimation unit 122. For example, when the estimation unit 122 estimates the viscosity of the resin 140 by statistical processing using the MT method, the storage unit 125 uses the storage unit 125 as a reference for determining normality and abnormality in the normal state (no defect occurs in the molded product). When), the data group (unit space) of the inclination a is stored in advance. “Slope a” represents the slope of the approximate quadratic curve with respect to the output waveform of the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw 112. In this case, it is preferable that the storage unit 125 stores the data group of the inclination a at the normal time for each material of the resin 140.

また、例えば、推定部122がAIを用いて樹脂140の粘度を推定する場合、記憶部125は、正常および異常を判定するための基準となる、正常時(成形品に不具合が生じないとき)のスクリュー112による計量期間(すなわち、スクリュー112が回転を開始してから、スクリュー112が回転を停止するまで)の回転トルクの計測値のデータ群を、教師データとして予め記憶する。この場合、記憶部125は、樹脂140の素材毎に、教師データを記憶することが好ましい。 Further, for example, when the estimation unit 122 estimates the viscosity of the resin 140 using AI, the storage unit 125 serves as a reference for determining normality and abnormality in the normal state (when no defect occurs in the molded product). The data group of the measured values of the rotational torque during the measurement period by the screw 112 (that is, from the start of rotation of the screw 112 to the stop of rotation of the screw 112) is stored in advance as teacher data. In this case, it is preferable that the storage unit 125 stores the teacher data for each material of the resin 140.

(スクリュー112の回転トルクの計測値の出力波形の一例)
図3は、一実施形態に係る計測装置130によって計測されるスクリュー112の回転トルクの計測値の出力波形の一例を示す図である。図3では、スクリュー112の回転トルクの計測値を実線で表すとともに、スクリュー112による射出圧を点線で表している。
(Example of output waveform of measured value of rotational torque of screw 112)
FIG. 3 is a diagram showing an example of an output waveform of a measured value of the rotational torque of the screw 112 measured by the measuring device 130 according to the embodiment. In FIG. 3, the measured value of the rotational torque of the screw 112 is represented by a solid line, and the injection pressure by the screw 112 is represented by a dotted line.

図3において、タイミングt1は、スクリュー112による前回の射出が行われたタイミングである。このため、図3に示すように、タイミングt1では、スクリュー112による射出圧が急激に高められている。 In FIG. 3, the timing t1 is the timing at which the previous injection by the screw 112 was performed. Therefore, as shown in FIG. 3, at the timing t1, the injection pressure by the screw 112 is sharply increased.

また、図3において、タイミングt2は、次回の計量のためのスクリュー112の回転開始タイミングであり、タイミングt3は、次回の計量のためのスクリュー112の回転終了タイミングである。すなわち、タイミングt2〜t3の期間は、スクリュー112による計量期間である。 Further, in FIG. 3, the timing t2 is the rotation start timing of the screw 112 for the next weighing, and the timing t3 is the rotation end timing of the screw 112 for the next weighing. That is, the period of timing t2 to t3 is the measurement period by the screw 112.

スクリュー112による計量期間においては、スクリュー112が回転することによって樹脂140を溶融させつつ、スクリュー112が徐々に後退する。このため、図3に示すように、スクリュー112による計量期間においては、スクリュー112の回転トルクの計測値の出力波形が、全体的に右肩上がりに傾いたものとなる。この回転トルクの計測値の出力波形の傾きに応じて、樹脂140の粘度が変化する(すなわち、樹脂140の粘度と因果関係を有する)ことが、本発明の発明者らによって見出されている。回転トルクの計測値の出力波形の傾きは、スクリュー112が樹脂140をせん断・溶融させる時にスクリュー112にかかる負荷に関係している。傾きが大きい場合、樹脂140を溶融させるためのスクリュー112にかかる負荷がより大きく、溶融した樹脂140の粘度が高い傾向がある。反対に、傾きが小さい場合、樹脂140はより容易に溶融しており、溶融した樹脂140の粘度は低い傾向にある。 During the weighing period by the screw 112, the screw 112 gradually retracts while melting the resin 140 by rotating the screw 112. Therefore, as shown in FIG. 3, during the weighing period by the screw 112, the output waveform of the measured value of the rotational torque of the screw 112 is inclined upward as a whole. It has been found by the inventors of the present invention that the viscosity of the resin 140 changes (that is, has a causal relationship with the viscosity of the resin 140) according to the inclination of the output waveform of the measured value of the rotational torque. .. The slope of the output waveform of the measured value of the rotational torque is related to the load applied to the screw 112 when the screw 112 shears and melts the resin 140. When the inclination is large, the load applied to the screw 112 for melting the resin 140 is larger, and the viscosity of the melted resin 140 tends to be high. On the contrary, when the inclination is small, the resin 140 is melted more easily, and the viscosity of the melted resin 140 tends to be low.

(制御装置120による処理の手順の第1例)
図4は、一実施形態に係る制御装置120による処理の手順の第1例を示すフローチャートである。
(First example of the processing procedure by the control device 120)
FIG. 4 is a flowchart showing a first example of the processing procedure by the control device 120 according to the embodiment.

まず、取得部121が、計測装置130によって計測された、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値を取得する(ステップS401)。 First, the acquisition unit 121 acquires the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw 112, which is measured by the measuring device 130 (step S401).

次に、推定部122が、ステップS401で取得されたスクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値の出力波形に基づいて、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値の近似二次曲線の傾きaを算出する(ステップS402)。 Next, the estimation unit 122 increases the slope of the approximate quadratic curve of the rotational torque measurement value in the measurement period by the screw 112 based on the output waveform of the rotational torque measurement value in the measurement period by the screw 112 acquired in step S401. Calculate a (step S402).

次に、推定部122が、MT法を用いた統計処理により、記憶部125に記憶されている正常時の傾きaのデータ群(但し、現在使用中の樹脂140の素材に対応するもの)に対する、マハラノビスの距離dを算出する(ステップS403)。 Next, the estimation unit 122 performs statistical processing using the MT method on the data group of the normal inclination a stored in the storage unit 125 (however, it corresponds to the material of the resin 140 currently in use). , The Mahalanobis distance d is calculated (step S403).

次に、推定部122が、ステップS403で算出された距離dが所定の閾値A未満であるか否かを判断する(ステップS404)。 Next, the estimation unit 122 determines whether or not the distance d calculated in step S403 is less than a predetermined threshold value A (step S404).

ステップS404において、距離dが所定の閾値A未満であると判断された場合(ステップS404:Yes)、制御部124が、射出成形部110の動作設定を変更することなく、射出成形部110の動作を継続させる(ステップS405)。そして、制御装置120は、図4に示す一連の処理を終了させる。 When it is determined in step S404 that the distance d is less than a predetermined threshold value A (step S404: Yes), the control unit 124 operates the injection molding unit 110 without changing the operation setting of the injection molding unit 110. (Step S405). Then, the control device 120 ends a series of processes shown in FIG.

一方、ステップS404において、距離dが所定の閾値A未満ではないと判断された場合(ステップS404:No)、制御装置120が、所定の異常時処理を行う(ステップS406)。「所定の異常時処理」とは、例えば、警告を行う、射出成形部110の動作を停止させる、変更部123によって射出成形部110の動作設定を変更する、等である。そして、制御装置120は、図4に示す一連の処理を終了させる。 On the other hand, when it is determined in step S404 that the distance d is not less than the predetermined threshold value A (step S404: No), the control device 120 performs a predetermined error processing (step S406). The “predetermined abnormality processing” is, for example, issuing a warning, stopping the operation of the injection molding unit 110, changing the operation setting of the injection molding unit 110 by the changing unit 123, and the like. Then, the control device 120 ends a series of processes shown in FIG.

(制御装置120による処理の手順の第2例)
図5は、一実施形態に係る制御装置120による処理の手順の第2例を示すフローチャートである。
(Second example of the processing procedure by the control device 120)
FIG. 5 is a flowchart showing a second example of the processing procedure by the control device 120 according to the embodiment.

まず、取得部121が、計測装置130によって計測された、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値を取得する(ステップS501)。 First, the acquisition unit 121 acquires the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw 112, which is measured by the measuring device 130 (step S501).

次に、推定部122が、ステップS501で取得されたスクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値の出力波形に基づいて、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値の近似二次曲線の傾きaを算出する(ステップS502)。 Next, the estimation unit 122 increases the slope of the approximate quadratic curve of the rotational torque measurement value in the measurement period by the screw 112 based on the output waveform of the rotational torque measurement value in the measurement period by the screw 112 acquired in step S501. Calculate a (step S502).

次に、推定部122が、MT法を用いた統計処理により、記憶部125に記憶されている正常時の傾きaのデータ群(但し、現在使用中の樹脂140の素材に対応するもの)に対する、マハラノビスの距離dを算出する(ステップS503)。 Next, the estimation unit 122 performs statistical processing using the MT method on the data group of the normal inclination a stored in the storage unit 125 (however, it corresponds to the material of the resin 140 currently in use). , The Mahalanobis distance d is calculated (step S503).

次に、推定部122が、ステップS503で算出された距離dが所定の閾値A未満であるか否かを判断する(ステップS504)。 Next, the estimation unit 122 determines whether or not the distance d calculated in step S503 is less than a predetermined threshold value A (step S504).

ステップS504において、距離dが所定の閾値A未満であると判断された場合(ステップS504:Yes)、制御部124が、射出成形部110の動作設定を変更することなく、射出成形部110の動作を継続させる(ステップS509)。そして、制御装置120は、図5に示す一連の処理を終了させる。 When it is determined in step S504 that the distance d is less than a predetermined threshold value A (step S504: Yes), the control unit 124 operates the injection molding unit 110 without changing the operation setting of the injection molding unit 110. (Step S509). Then, the control device 120 ends a series of processes shown in FIG.

一方、ステップS504において、距離dが所定の閾値A未満ではないと判断された場合(ステップS504:No)、推定部122が、ステップS502で算出された傾きaが所定の閾値Bよりも大きいか否かを判断する(ステップS505)。 On the other hand, when it is determined in step S504 that the distance d is not less than the predetermined threshold value A (step S504: No), whether the slope a calculated by the estimation unit 122 in step S502 is larger than the predetermined threshold value B. It is determined whether or not (step S505).

ステップS505において、傾きaが所定の閾値Bよりも大きいと判断された場合(ステップS505:Yes)、推定部122が、「樹脂140の粘度が基準値よりも高い」と判定する(ステップS507)。そして、制御装置120が、所定の異常時処理を行う(ステップS508)。その後、制御装置120は、図4に示す一連の処理を終了させる。 When it is determined in step S505 that the slope a is larger than the predetermined threshold value B (step S505: Yes), the estimation unit 122 determines that "the viscosity of the resin 140 is higher than the reference value" (step S507). .. Then, the control device 120 performs a predetermined abnormality processing (step S508). After that, the control device 120 ends a series of processes shown in FIG.

一方、ステップS505において、傾きaが所定の閾値Bよりも大きくないと判断された場合(ステップS505:No)、推定部122が、「樹脂140の粘度が基準値よりも低い」と判定する(ステップS507)。そして、制御装置120が、所定の異常時処理を行う(ステップS508)。その後、制御装置120は、図4に示す一連の処理を終了させる。 On the other hand, when it is determined in step S505 that the slope a is not larger than the predetermined threshold value B (step S505: No), the estimation unit 122 determines that "the viscosity of the resin 140 is lower than the reference value" (step S505: No). Step S507). Then, the control device 120 performs a predetermined abnormality processing (step S508). After that, the control device 120 ends a series of processes shown in FIG.

ここで、ステップS504〜S506、S507までの判断の考え方について補足する。ステップS504でNoと判断された時点では、溶融した樹脂140の粘度が異常な状態であることは判っているが、粘度が高くて異常なのか、粘度が低くて異常なのかまでは判別できていない。 Here, the concept of determination in steps S504 to S506 and S507 is supplemented. When No is determined in step S504, it is known that the viscosity of the molten resin 140 is abnormal, but it is possible to determine whether the viscosity is high and abnormal, or the viscosity is low and abnormal. Absent.

ステップS505における閾値Bは、ステップS504において距離d<閾値Aが成り立つ場合の傾きaである。つまり正常と判断される状態における傾きaであればよい。なお、距離dは、0により近い状態が望ましい。 The threshold value B in step S505 is the slope a when the distance d <threshold value A holds in step S504. That is, the inclination a in the state determined to be normal may be sufficient. The distance d is preferably closer to 0.

ステップS506では、正常な状態の傾きより傾きが小さく(粘度が低い傾向)、かつ正常でないことから、粘度が低くて異常であると判断できる。 In step S506, since the inclination is smaller than the inclination in the normal state (the viscosity tends to be low) and it is not normal, it can be determined that the viscosity is low and abnormal.

また、ステップS507では、正常な状態の傾きより傾きが大きく(粘度が高い傾向)、かつ正常でないことから、粘度が高くて異常であると判断できる。 Further, in step S507, since the inclination is larger than the inclination in the normal state (the viscosity tends to be high) and it is not normal, it can be determined that the viscosity is high and abnormal.

したがって、ステップS508では、樹脂140の粘度に合わせたより適切な異常時処理を行うことができる。 Therefore, in step S508, a more appropriate abnormality treatment can be performed according to the viscosity of the resin 140.

(制御装置120による処理の手順の第3例)
図6は、一実施形態に係る制御装置120による処理の手順の第3例を示すフローチャートである。
(Third example of the processing procedure by the control device 120)
FIG. 6 is a flowchart showing a third example of the processing procedure by the control device 120 according to the embodiment.

まず、取得部121が、計測装置130によって計測された、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値を取得する(ステップS601)。 First, the acquisition unit 121 acquires the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw 112, which is measured by the measuring device 130 (step S601).

次に、推定部122が、記憶部125から、正常時のスクリュー112による計量期間の回転トルクの計測値のデータ群(但し、現在使用中の樹脂140の素材に対応するもの)を、教師データとして読み出す(ステップS602)。 Next, the estimation unit 122 transmits the data group of the measured values of the rotational torque during the measurement period by the screw 112 in the normal state (however, the data group corresponding to the material of the resin 140 currently in use) from the storage unit 125 as teacher data. (Step S602).

そして、推定部122が、AIを用いて、ステップS601で取得されたスクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値に基づく出力波形の特徴(例えば、傾き、周期、振幅等)を、ステップS602で読み出された教師データと比較することにより、樹脂140の溶融状態を評価する(ステップS603)。 Then, the estimation unit 122 uses AI to determine the characteristics (for example, inclination, period, amplitude, etc.) of the output waveform based on the measured value of the rotational torque in the measurement period by the screw 112 acquired in step S601 in step S602. The molten state of the resin 140 is evaluated by comparing with the read-out teacher data (step S603).

続いて、推定部122が、ステップS603の評価結果が「良好」であるか否かを判断する(ステップS604)。 Subsequently, the estimation unit 122 determines whether or not the evaluation result in step S603 is “good” (step S604).

ステップS604において、「良好」であると判断された場合(ステップS604:Yes)、制御部124が、射出成形部110の動作設定を変更することなく、射出成形部110の動作を継続させる(ステップS605)。そして、制御装置120は、図6に示す一連の処理を終了させる。 If it is determined to be "good" in step S604 (step S604: Yes), the control unit 124 continues the operation of the injection molding unit 110 without changing the operation setting of the injection molding unit 110 (step S604). S605). Then, the control device 120 ends a series of processes shown in FIG.

一方、ステップS604において、「良好」ではないと判断された場合(ステップS604:No)、制御装置120が、所定の異常時処理を行う(ステップS606)。そして、制御装置120は、図6に示す一連の処理を終了させる。 On the other hand, if it is determined in step S604 that it is not "good" (step S604: No), the control device 120 performs a predetermined abnormality processing (step S606). Then, the control device 120 ends a series of processes shown in FIG.

以上説明したように、一実施形態に係る制御装置120は、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値の出力波形に基づいて、シリンダ111内で溶融した状態の樹脂140の粘度を推定する推定部122を備える。 As described above, the control device 120 according to the embodiment estimates the viscosity of the resin 140 in the molten state in the cylinder 111 based on the output waveform of the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw 112. The unit 122 is provided.

これにより、一実施形態に係る制御装置120は、推定された樹脂140の粘度に応じて、樹脂140の粘度が適切なものとなるように変更する等の対応を採ることが可能となる。したがって、一実施形態に係る制御装置120によれば、射出成形によって形成される成形品の不具合を抑制することができる。 As a result, the control device 120 according to the embodiment can take measures such as changing the viscosity of the resin 140 to be appropriate according to the estimated viscosity of the resin 140. Therefore, according to the control device 120 according to the embodiment, it is possible to suppress defects in the molded product formed by injection molding.

また、一実施形態に係る制御装置120において、推定部122は、MT法を用いた統計処理によって、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値の出力波形を解析することにより、シリンダ111内で溶融した状態の樹脂140の粘度を推定することができる。 Further, in the control device 120 according to one embodiment, the estimation unit 122 analyzes the output waveform of the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw 112 by statistical processing using the MT method, thereby performing the inside of the cylinder 111. The viscosity of the molten resin 140 can be estimated.

これにより、一実施形態に係る制御装置120は、最新の計測データと過去の計測データ(単位空間)とに基づいて、シリンダ111内で溶融した状態の樹脂140の粘度を、高精度に推定することができる。 As a result, the control device 120 according to the embodiment estimates the viscosity of the resin 140 in the molten state in the cylinder 111 with high accuracy based on the latest measurement data and the past measurement data (unit space). be able to.

また、一実施形態に係る制御装置120において、推定部122は、AIを用いて、スクリュー112による計量期間における回転トルクの計測値の出力波形を解析することにより、シリンダ111内で溶融した状態の樹脂140の粘度を推定することができる。 Further, in the control device 120 according to one embodiment, the estimation unit 122 uses AI to analyze the output waveform of the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw 112, so that the estimation unit 122 is in a molten state in the cylinder 111. The viscosity of the resin 140 can be estimated.

これにより、一実施形態に係る制御装置120は、最新の計測データと過去の計測データ(教師データ)とに基づいて、シリンダ111内で溶融した状態の樹脂140の粘度を、高精度に推定することができる。 As a result, the control device 120 according to the embodiment estimates the viscosity of the resin 140 in the molten state in the cylinder 111 with high accuracy based on the latest measurement data and the past measurement data (teacher data). be able to.

また、一実施形態に係る制御装置120は、推定部122によって推定された樹脂140の粘度が、所定の許容範囲外である場合、射出成形機100の動作設定を変更する変更部123をさらに備える。 Further, the control device 120 according to the embodiment further includes a changing unit 123 for changing the operation setting of the injection molding machine 100 when the viscosity of the resin 140 estimated by the estimating unit 122 is out of a predetermined allowable range. ..

これにより、一実施形態に係る制御装置120は、射出成形によって形成される成形品の不具合が抑制されるように、射出成形機100の動作設定を自律的に変更することができる。 As a result, the control device 120 according to the embodiment can autonomously change the operation setting of the injection molding machine 100 so as to suppress defects in the molded product formed by injection molding.

また、一実施形態に係る制御装置120は、推定部122によって推定された樹脂140の粘度が、所定の許容範囲外である場合、射出成形機100の動作を停止させる制御部124をさらに備える。 Further, the control device 120 according to the embodiment further includes a control unit 124 that stops the operation of the injection molding machine 100 when the viscosity of the resin 140 estimated by the estimation unit 122 is out of a predetermined allowable range.

これにより、一実施形態に係る制御装置120は、射出成形によって形成される成形品の不具合が生じないように、射出成形機100の動作を自動的に停止させることができる。 As a result, the control device 120 according to the embodiment can automatically stop the operation of the injection molding machine 100 so as not to cause a defect in the molded product formed by injection molding.

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications or modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

例えば、一実施形態では、MT法による統計処理によって、樹脂140の粘度を推定しているが、これに限らず、その他の手法による統計処理を用いて、樹脂140の粘度を推定してもよい。 For example, in one embodiment, the viscosity of the resin 140 is estimated by statistical processing by the MT method, but the viscosity is not limited to this, and the viscosity of the resin 140 may be estimated by using statistical processing by another method. ..

100 射出成形機
110 射出成形部
111 シリンダ
112 スクリュー
113 ヒータ
114 ホッパ
115 駆動装置
120 制御装置
121 取得部
122 推定部
123 変更部
124 制御部
125 記憶部
130 計測装置
140 樹脂
100 Injection molding machine 110 Injection molding unit 111 Cylinder 112 Screw 113 Heater 114 Hopper 115 Drive device 120 Control device 121 Acquisition unit 122 Estimate unit 123 Change unit 124 Control unit 125 Storage unit 130 Measuring device 140 Resin

Claims (8)

シリンダおよびスクリューを備えたインラインスクリュー方式の射出成形機の動作を制御する制御装置であって、
前記スクリューによる計量期間における回転トルクの計測値の出力波形に基づいて、前記シリンダ内で溶融した状態の樹脂の粘度を推定する推定部
を備えることを特徴とする制御装置。
A control device that controls the operation of an in-line screw type injection molding machine equipped with a cylinder and a screw.
A control device including an estimation unit that estimates the viscosity of the resin in a molten state in the cylinder based on the output waveform of the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw.
前記推定部は、
所定の統計処理によって前記出力波形を解析することにより、前記粘度を推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
The estimation unit
The control device according to claim 1, wherein the viscosity is estimated by analyzing the output waveform by a predetermined statistical process.
前記推定部は、
MT(Mahalanobis Taguchi)法による前記統計処理によって前記出力波形を解析することにより、前記粘度を推定する
ことを特徴とする請求項2に記載の制御装置。
The estimation unit
The control device according to claim 2, wherein the viscosity is estimated by analyzing the output waveform by the statistical processing by the MT (Mahalanobis Taguchi) method.
前記推定部は、
AI(Artificial Intelligence)を用いて前記出力波形を解析することにより、前記粘度を推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
The estimation unit
The control device according to claim 1, wherein the viscosity is estimated by analyzing the output waveform using AI (Artificial Intelligence).
前記推定部によって推定された前記粘度が、所定の許容範囲外である場合、前記射出成形機の動作設定を変更する変更部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の制御装置。
Any one of claims 1 to 4, further comprising a changing part for changing the operation setting of the injection molding machine when the viscosity estimated by the estimating part is out of a predetermined allowable range. The control device described in.
前記推定部によって推定された前記粘度が、所定の許容範囲外である場合、前記射出成形機の動作を停止させる制御部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の制御装置。
The invention according to any one of claims 1 to 5, further comprising a control unit for stopping the operation of the injection molding machine when the viscosity estimated by the estimation unit is out of a predetermined allowable range. The control device described.
前記シリンダと、
前記スクリューと、
前記スクリューの回転トルクを計測する計測装置と、
請求項1から6のいずれか一項に記載の制御装置と
を備えることを特徴とする射出成形機。
With the cylinder
With the screw
A measuring device that measures the rotational torque of the screw and
An injection molding machine comprising the control device according to any one of claims 1 to 6.
シリンダおよびスクリューを備えたインラインスクリュー方式の射出成形機の動作を制御する制御方法であって、
前記スクリューによる計量期間における回転トルクの計測値の出力波形に基づいて、前記シリンダ内で溶融した状態の樹脂の粘度を推定する推定工程
を含むことを特徴とする制御方法。
A control method for controlling the operation of an in-line screw type injection molding machine equipped with a cylinder and a screw.
A control method comprising an estimation step of estimating the viscosity of the resin in a molten state in the cylinder based on the output waveform of the measured value of the rotational torque during the measurement period by the screw.
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