JPH0653380B2

JPH0653380B2 - 射出成形機の成形条件設定方法

Info

Publication number: JPH0653380B2
Application number: JP62045677A
Authority: JP
Inventors: 伸之中村; 穂伸窪田; 誠中沢; 佳年山極; 隆仁塩入; 道宏龍野
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPS63209918A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は特に設定作業の簡素化を図った射出成形機の成
形条件設定方法に関する。

〔背景及びその問題点〕

一般に、合成樹脂材料の成形を行う射出成形機において
は金型の大きさ、形状、製品取数等により成形条件が大
きく異なる。このため、金型単位で多段の射出速度、変
速点、多段の射出圧力、変圧点等の成形条件を詳細に設
定する。

ところで、成形条件の設定はそれぞれの条件が相互に関
係し合っているため、単に一つの条件要素を理論的に設
定しても最適な成形条件は得られず、また、それぞれの
条件が微妙に成形品の品質に影響するため、その理論的
設定も困難である。したがって、結局は豊富な経験と高
度な知識を有するオペレータ各自の判断と勘に頼らざる
を得ないのが実情であり、設定に際しては試行錯誤を繰
り返しながらの長い設定時間を要し、また、大量の材料
及びエネルギーの損失を伴う。

このように、成形条件の設定は生産立上げ時最大の阻害
要因であり、その有効な技術的解決手段が要請されてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記要請に応えた射出成形機における新規な成
形条件設定方法の提供を目的とするもので、以下に示す
成形条件設定方法によって達成される。

即ち、本発明に係る射出成形機の成形条件設定方法は、
少なくとも金型２に関する種別、寸法、形状、製品取数
等のデータＤｉをＡＩ（人工知能−Artificial Intelli
gence）コンピュータ３ａに入力し、予めメモリ４に記
憶した過去に成形された成形品毎の成形パターンデー
タ、成形機性能使用データ、成形材料特性データ等の成
形条件に関するデータベース及び基礎知識、ノウハウ、
ルール等の知識ベースに基づいて、ＡＩコンピュータ３
ａにより、前記金型２に適合する成形条件の初期条件を
推論し、かつ当該金型２に関する成形条件の全部又は一
部を初期条件として設定するとともに、当該初期条件を
用いて成形し、成形した成形品を診断プログラムにより
診断して最終の成形条件を設定することを特徴とする。

〔作用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る射出成形機の成形条件設定方法によれば、
まず、メモリ４には過去に成形された成形品毎の成形パ
ターンデータ、成形機性能使用データ、成形材料特性デ
ータ等の成形条件に関するデータベース及び基礎知識、
ノウハウ、ルール、不良原因追及のための診断プログラ
ム等の知識ベースを記憶しておく。そして、条件設定に
際しては、金型２に関する種別、寸法、形状、製品取数
等のデータＤｉ或いは成形材料等の必要なデータをＡＩ
コンピュータ３ａに入力する。

これにより、ＡＩコンピュータ３ａはメモリ４に記憶し
たデータベース及び知識ベースに基づいて、金型２の成
形条件、特に、最適な初期条件をＡＩコンピュータ３ａ
における推論機能によって推論する。即ち、経験、ノウ
ハウに属する成形条件（初期条件）をＡＩコンピュータ
３ａが代わって設定を行う。

そして、当該成形条件（初期条件）を用いて成形を行
い、成形した成形品を見て不良品の場合には診断プログ
ラムにより診断し、不良品の解析を経て最終の成形条件
が設定される。

〔実施例〕

以下には本発明に係る好適な実施例を図面に基づき詳細
に説明する。

第１図は本発明方法を実施できる射出成形機の概略ブロ
ック図、第２図は同方法を順に追って示すブロック系統
図、第３図は同方法の実施に用いて好適な射出成形機の
構成図、第４図は同方法を含む成形条件の設定手順を示
す説明図である。

まず、本発明の理解を容易にするため、本発明方法を利
用できる射出成形機の概略構成について説明する。

第１図において、全体を符号１で示した射出成形機は公
知の成形機本体１ａ、金型２、制御系５を備えるととも
に、本発明方法の実施に使用するメモリ４を内蔵したＡ
Ｉコンピュータ３ａを備える。なお、６はＡＩコンピュ
ータ３ａへ所要のデータをインプットするためのキーボ
ードである。なお、第１図では表示装置等の周辺装置は
省略してある。

次に、第３図を参照して射出成形機１の構成について、
さらに具体的に説明する。なお、第３図において第１図
と同一部分には同一符号を付してある。

成形機本体１ａはインラインスクリュ式であり、前部に
スクリュ１１を内挿し、かつ前端に射出ノズル１２を有
する加熱筒１３を備える。また、後部にはスクリュ１１
の後端に結合したラム１４を内挿する射出シリンダ１５
と、このラム１４を回転させるオイルモータ１６を備え
る。

また、射出シリンダ１５の後部油室１５ａは電磁比例流
量弁、電磁比例圧力弁、電磁方向切換弁等からなる制御
装置１７を介して油圧源１８に接続する。この制御装置
１７は所定の設定器群を接続したシーケンスコントロー
ラ２０によって制御される。

一方、２１は演算処理装置、４はメモリであり、これは
ＡＩコンピュータ３ａの中枢をなす。ＡＩコンピュータ
３ａの機能は通常のコンピュータと同様な演算機能を備
えるとともに、推論機能を備え、データベース及び知識
ベースに基づき成形しようとする金型２に最適な成形条
件を推論する。したがって、メモリ４には過去に成形さ
れた成形品毎の成形パターンデータ、成形機性能仕様デ
ータ、成形材料特性データ等のデータベース、さらには
所要の基礎知識、ノウハウ、ルール、後述するエキスパ
ートシステムを構築する不良原因追及のための診断プロ
グラム等の知識ベースを記憶する。なお、推論とは過去
のデータベースから最類似の成形条件パターンを検索す
るのは勿論のこと、入力データに基づき判断し入力デー
タによって要求される独自の成形条件を構築する場合を
包含する。

また、演算処理装置２１には各種センサからの検出情報
がインプットする。各センサにおいて、２２は前記射出
シリンダ１５の後部油室１５ａの油圧を検出する圧力セ
ンサ、２３は金型２のキャビティに付設して型内圧を検
出する型内圧センサ、２４はスクリュ１１の進退位置を
検出する位置センサであり、スクリュ１１の後端に追従
する突子２５の位置をリニアエンコーダ、ロータリエン
コーダ、ポテンショメータ等によって検出する。なお、
各センサ２２〜２４の出力信号はアンプ２６〜２８を介
して演算処理装置２１へ入力する。なお、理解を容易に
するため、実施例に必要なセンサのみを例示するが必要
に応じて各種センサを付設できる。

さらにまた、演算処理装置２１には前述したキーボード
６、シーケンスコントローラ２０、さらにはＣＲＴ、プ
ラズマディスプレイ等を利用した表示装置２９を接続す
る。

次に、第２図〜第４図を参照して本発明に係る成形条件
設定方法について説明する。

本実施例では第４図（ｃ）に示す形状の成形品について
同図（ｄ）に示す速度制御領域の成形条件を設定する場
合について説明する。なお、同図（ｃ）において、４１
は製品部、４２はゲート、４３はランナ、４４はスプル
をそれぞれ示す。

まず、キーボード６から金型２に関するデータを演算処
理装置２１へ入力する。金型２に関するデータとは予め
知り得るキャビティの寸法・容量・投影面積等、製品の
種別、製品取り数、スプル及びランナの容量、ゲート形
式、ゲート数、ゲート容積等のデータである。なお、こ
の際に入力するデータは少なくとも金型に関するデータ
が必要であるが、さらに使用射出成形機、使用樹脂材料
等に関するデータを入力することにより、使用射出成形
機での成形の可否の判断、使用樹脂材料に最適な成形温
度が設定される。

このデータ入力によって、ＡＩコンピュータ３ａはメモ
リ４に記憶したデータベース及び知識ベースに基づき金
型２に最適な成形条件を検索し、さらには推論を実行す
る。

なお、射出成形機において、ＡＩコンピュータ３ａによ
る推論機能の必要性は次の理由による。即ち、予めキー
ボード６から金型に関するデータＤｉをインプットする
が、このデータＤｉの中には変速点（変速位置）、変圧
点（変圧タイミング）等のような金型に関する一部のデ
ータを含めることが困難であり、金型に関する全てのデ
ータを予め揃えてインプットすることができない。さら
にまた、金型２内での樹脂の流動、挙動による特性変
化、応答遅れ等のような成形機本体１ａと金型２の組合
せに基づく成形特性に拘わるデータを予め揃えてインプ
ットすることもできない。ところで、この種のデータは
従来オペレータの経験や勘によって補われていたもので
ある。したがって、データベースを利用したとしても過
去に全く同一条件の成形データが存在し、それをそのま
ま選択する場合は条件設定が可能であるが、初めての金
型の場合にはキーボード６からのデータ入力では情報不
足となって設定が不可能である。

そこで、ＡＩコンピュータ３ａの推論機能を利用して未
知の部分を推論し、成形条件の全部又は一部を設定する
ようにしたもので、この場合、一部を設定した場合には
試射を行うことにより、推論結果の精度を高めて最終的
な成形条件の設定を行う。

次に、具体的設定手法について順を追って述べる。

第４図（ｄ）に示すような速度制御領域における成形条
件としては一速の射出速度、樹脂容量（計量値）が最低
限設定されれば試射を行うことができる。

まず、前述したように金型２に関するデータを入力し、
ＡＩコンピュータ３ａの機能によって射出速度Ｖ１、Ｖ
２、Ｖ３、さらに樹脂材料の計量位置Ｓ１（＝成形品容
量＋クッション量）を設定する。

ここで、一回目の予備射出を行う。この場合、射出速度
は上記射出速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を参考にして充填可能
な低速度を一速で設定するとともに、計量位置は設定さ
れた計量位置Ｓ１の８０％程度に設定して計量を行う。
なお、計量位置の設定をこのように行うのは金型の破損
を防ぐためであり、最初はショートショットから始め
る。また、スクリュ前進時に射出シリンダ１５の後部油
室１５ａの圧力（射出圧力）を圧力センサ２２によって
連続的に検出する。また、スクリュ位置は位置センサ２
４によって検出するとともに、計測した時間によって微
分し、位置データとしてメモリ４へ記憶する。さらにま
た、型内圧センサ２３によって、キャビティの内圧を検
出し、表示装置２９へスクリュ位置に対する試射圧力、
試射速度、型内圧の変化を波形表示する。

また、射出圧力の検出値が設定値に等しいか否かを演算
によって求める。この場合、検出値の最大値が設定値に
達していれば型内流動抵抗による負荷圧によってこの設
定圧力では速度が維持できないので、検出値が設定値に
達しない値まで設定圧力を順次上昇させる。なお、計量
位置を予定設定値の８０％程度に設定したのは、計量値
を所定量づつ順次増加させて充填完了まで到達させるこ
とができるようにするもので、充填完了以前にスクリュ
１１がストロークエンドとなり急激に射出圧力が上昇す
るのを防止する。

以上の設定は演算処理装置２１によって自動的に実行さ
れる。このように試射を行うことにより推論の精度が高
められ、さらに発展した二回目の予備射出条件が設定さ
れる。

次に、二回目の予備射出を行い、変速点の設定を行う。
この予備射出においても上記同様に各センサ２２〜２４
によってデータを検出する。そして、スクリュ位置に対
する射出圧力を第４図（ａ）のように波形表示するとと
もに、同図（ｂ）のように射出圧力をスクリュ位置で微
分して傾きを求める。この傾きは負荷圧力挙動に応じて
変化し、第４図（ｃ）の金型では同図（ａ）に示すＸ
１、Ｘ２、Ｘ３の各位置でその傾きが大きくなる。な
お、位置Ｘ１は射出開始点、位置Ｘ２はゲート通過点、
位置Ｘ３は充填完了点である。これらの位置Ｘ１〜Ｘ３
は射出プロセス制御を行う上で重要なポイントとなる。
例えば、ゲート通過時に射出速度が速いとジェッティン
グが発生し、充填完了時に射出速度が速いとバリが生じ
る。これら各位置Ｘ１〜Ｘ３は成形品の形状、樹脂路の
形状によってほぼ同一のパターンとなる変速点（制御切
換点）に対応する。

よって、位置Ｘ２を最初の変速点Ｓ２、位置Ｘ３を速度
制御領域から圧力制御領域への制御切換位置Ｓ４、さら
に射出成形機の応答遅れを考慮して位置Ｓ４で確実に射
出速度Ｖ３になる変速点を位置Ｓ３にそれぞれ設定す
る。

以上により、速度制御領域における主要な成形条件の設
定を終了する。なお、圧力制御領域においても同様に設
定できる。また、その他の細部における動作条件は必要
によりキーボード６から入力設定し、或はメモリ４のデ
ータベースから最類似パターンを検索して設定する。例
えば射出開始からゲートシール完了までの射出時間及び
冷却時間は射出速度、ゲート径、樹脂材料の特性から演
算して設定できるし、圧力制御領域での圧力印加時間、
計量時のスクリュ回転数、スクリュ背圧等は類似パター
ンの設定値を設定できる。

このように設定された条件によりさらに成形を行い、各
実行値が設定値に略一致することを確認したら、射出時
間（主に保圧時間）を徐々に短くし、その際の型内圧を
前回データと比較して型内圧の降下するところまで、射
出時間を短くする。そして、型内圧の降下が見られる直
前の射出時間を設定値として再設定する。なお、型内圧
が降下するのはゲートシールが完了していないため、成
形機本体１ａ側へ圧力が逃げるからである。

以上の条件設定はメモリ４内のプログラムに沿って自動
的に実行される。

そして、設定させた成形条件によって成形を行い、オペ
レータは成形品を見て良品か否かの判断を行う。不良品
の場合にはＡＩコンピュータ３ａによって構築されたエ
キスパートシステムによる診断プログラムに沿って不良
原因の解析と最終の微調整を行って良品を得、最終の成
形条件を設定するとともに、さらにメモリ４に記憶さ
れ、データベース及び知識ベースの一部となる。なお、
第２図に上述した成形条件を設定する手順をブロック単
位で示す。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明はこのよ
うな実施例に限定されるものではない。例えば成形条件
とは実際の成形に必要な条件は勿論のこと成形には直接
利用できない予備的な条件を総て包含する概念である。
また、主に成形機本体側の条件設定について説明した
が、型締側についても応用することができる。さらにま
た、インラインスクリュ式を例示したがプランジャ式等
の他の形式の射出成形機にも同様に適用することができ
る。その他、細部の構成、形状、手順、手法等において
本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更実施するこ
とができる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る射出成形機の成形条件設定方
法は少なくとも金型に関するデータをＡＩコンピュータ
へ入力し、予めメモリに記憶した成形条件に関するデー
タベース及び知識ベースに基づき金型に最適な成形条件
の初期条件を推論することにより成形条件の全部又は一
部を初期条件として設定するとともに、当該初期条件を
用いて成形し、成形した成形品を診断プログラムにより
診断して最終の成形条件を設定するようにしたため、次
のような効果を得る。

主要な初期の成形条件及び最終の成形条件は金型に関
するデータ及び成形した成形品に関する情報の入力によ
ってＡＩコンピュータで自動的に設定されるため、オペ
レータは必要に応じて最終的な微調整を行うのみでよ
い。したがって、設定作業の著しい簡素化が図れ、設定
時間の短縮、労力軽減等により作業能率の飛躍的向上を
達成できる。

オペレータ自身の勘に頼らないため設定上のバラつき
がなく、高精度で正確な初期条件及び最終の成形条件を
設定でき、高品質成形に寄与できる。

設定作業に伴う無駄な材料やエネルギの損失を大幅に
減少でき、コスト低減に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明方法を実施できる射出成形機の概略ブロ
ック図、第２図：同方法を順を追って示すブロック系統図、第３図：同方法の実施に用いて好適な射出成形機の構成
図、第４図：同方法を含む成形条件の設定手順を示す説明
図。尚図面中、１：射出成形機、２：金型３ａ：ＡＩコンピュータ、４：メモリ、Ｄｉ：金型に関するデータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中沢誠長野県埴科郡坂城町大字南条2110番地日精樹脂工業株式会社内 (72)発明者山極佳年長野県埴科郡坂城町大字南条2110番地日精樹脂工業株式会社内 (72)発明者塩入隆仁長野県埴科郡坂城町大字南条2110番地日精樹脂工業株式会社内 (72)発明者龍野道宏長野県埴科郡坂城町大字南条2110番地日精樹脂工業株式会社内 (56)参考文献特開昭61−5314（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−248722（ＪＰ，Ａ) 日本ビニル工業会編「プラスチック成形加工とコンピュータ」（株式会社工業調査会）、1982年７月１日発行）Ｐ．22〜23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも金型２に関する種別、寸法、形
状、製品取数等のデータをＡＩコンピュータ３ａに入力
し、予めメモリ４に記憶した過去に成形された成形品毎
の成形パターンデータ、成形機性能使用データ、成形材
料特性データ等の成形条件に関するデータベース及び基
礎知識、ノウハウ、ルール等の知識ベースに基づいて、
ＡＩコンピュータ３ａにより、前記金型２に適合する成
形条件の初期条件を推論し、かつ当該金型２に関する成
形条件の全部又は一部を初期条件として設定するととも
に、当該初期条件を用いて成形し、成形した成形品を診
断プログラムにより診断して最終の成形条件を設定する
ことを特徴とする射出成形機の成形条件設定方法。