JP4177399B2 - 射出成形機の制御方法 - Google Patents
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Description
図18は従来の技術の基本原理を説明する図であり、横軸にスクリュー位置が示され、縦軸に射出圧力又は射出速度が示されている。
Psは、良品が得られたときの射出圧力の曲線であり、Pは、あるショットでの射出圧力の曲線であり、V1〜V3は射出速度を示す線である。
このときには、B位置(2箇所)からαだけずれたb位置(2箇所)で、スクリューの速度をV1からV2(又はV2からV3)に切り替える。次に、C位置からαだけずれたc位置で速度制御を保圧制御に切り替える。
ところで、近年の高速成形法では、射出工程の開始(St)から保圧制御開始(c)までが、約0.1秒である。このような短時間に、上記した一連の操作を行わせることは難しく、行えたとしても高速演算可能な制御部や高感度センサが必要となり、装置費用が嵩む。
前記射出成形機で試し成形を実施して、計量工程での計量モニタ値及び射出工程での射出モニタ値を取得し、得られた計量モニタ値を入力項目、射出モニタ値を出力項目とし、前記制御装置のニューラルネットワークにより予測関数を定める予測関数決定工程と、
前記射出成形機で量産成形を開始し、計量工程終了時にその工程での計量モニタ値を取得した前記制御装置は、取得した計量モニタ値を前記予測関数に代入することで、前記射出モニタ値に対応する第1の値を予測する第1の値予測工程と、
予測した第1の値を前記制御装置で加工して、射出条件の一つである第2の値を決定する第2の値決定工程と、
この第2の値を含む射出条件に基づいて、前記制御装置で射出制御及び保圧制御を実施する射出工程とからなることを特徴とする。
図1は本発明に係る射出成形機の制御装置のブロック構成図であり、金型11を型締めする型締装置12及び金型11へ樹脂を射出する射出装置13を基本構成とする射出成形機10は、ニューラルネットワークを備えている制御装置20を備える。
図2はスクリュー位置と射出圧力との関係を示すグラフであり、横軸を左から右へスクリューは前進する。右下がりの圧力曲線は良品が得られたときのものである。
点aでスクリューが前進を開始しても、点bまでは殆ど圧力は上昇しない。これは、逆流防止弁が完全に閉じていないからである。点b付近で逆流防止弁が完全に閉じ、点cまで直線的に射出圧力が上昇する。点bと点cとの間の点d(12MPa)では、射出圧力が安定して上昇しているので、この点を射出開始位置S0と定義する。この射出開始位置S0は本発明の「第1の値」に相当する。
図3は試し成形での予測関数の決定法を説明するフロー図である。
ステップ番号(以下、STと記す。)01で、射出成形機の制御装置に、可塑化・計量条件及び射出・保圧条件を設定する。
ST02で試し成形での計量工程を実行する。
ST03で射出成形機に装着したセンサ類から計量モニタ値を取得する。
ST05で射出成形機に装着したセンサ類から射出モニタ値を取得する。
ST06でニューラルネットワークを作動させる。この作動を次図で詳述する。
すなわち、入力項目31〜36に計量モニタ値、出力項目51、52に射出モニタ値を与える。そして、コンピュータで出力項目51、52が射出モニタ値に合致するまで、重み係数及び閾値を修正しながら繰り返し演算させる。出力項目51、52が射出モニタ値に良好に合致したときに、重み係数及び閾値が定まる。
以上のフローは、試し成形で実施する。
図5は量産成形における第1の値の決定法を説明するフロー図である。
ST11で射出開始位置用NN関数を読み込む。(なお、図4と図5が連続している場合にはこのステップは省略できる。以下、前後するフロー図において同様。)
ST12で量産成形のために可塑化・計量条件を設定する。
ST13で量産成形による計量工程を実行する。
ST14で計量工程終了時に計量モニタ値を取得する。
図6は量産成形におけるニューラルネットワークの利用法を説明する図であり、量産成形で得た計量モニタ値を、入力項目31〜36へ入れる。中間層41〜46の値は定まっているので、出力項目53(第1の値としての射出開始位置予測値)を求めることができる。
図5に戻って、ST16で第1の値(射出開始位置予測値、図2点d参照)が決定される。
ST21で、第1の値(射出開始位置予測値)を読み込む。射出開始位置予測値をSaと呼ぶ。このSaは図2のS0に対応する。
ST22でスクリューの前進量La(図2参照)を読み込む。
ST23でSaとLaとから、第2の値(V−P切替位置、図2点e相当)を決定する。
ST24で第2の値(V−P切替位置)を射出条件に加える。このV−P切替位置でV−P切替制御を行いつつ射出工程(ST25)を実行する。
ST31で射出工程が終了したら、ST32で射出モニタ値を取得し、この射出モニタ値の中からST33で、射出開始位置測定値Sbを取得する。
ST34で第1の値である射出開始位置予測値Saを読み込む。
予測した第1の値と、射出工程終了時に取得した射出モニタ値とを比較することで、射出条件の確からしさを監視するようにした。
この例を実施するために必要なグラフを予め説明する。
横軸で7mm付近は変曲点があるため、ここで3本の曲線を比較することは好ましくない。そこで、変曲点の影響を受けない位置として10mmを選び、この10mmで3本の曲線を比較することにする。
仮に、射出圧力が52MPaであれば、点j、点k、点l、点mを結ぶ線を引くことで、保圧力32.7MPaを得ることができる。
射出圧力の52MPaが第1の値に相当し、保圧力の32.7MPaが第2の値に相当する。
図15は量産成形における第1の値決定法を説明するフロー図である。
ST41でST08(図3)で決定した射出圧力用NN関数を読み込む。
ST42で量産成形のために可塑化・計量条件を設定する。
ST43で量産成形による計量工程を実行する。
ST44で計量工程終了時に計量モニタ値を取得する。
ST46で第1の値(射出圧力予測値、図14、点j参照)が決定される。
ST51で、第1の値(射出圧力予測値)を読み込む。
ST52で、図14に基づいて第2の値(保圧力、図14、点m参照)を決定する。
ST53で第2の値(保圧力)を射出条件に加える。この保圧力で保圧制御を行いつつで射出工程(ST54)を実行する。
ST61で射出工程が終了したら、ST62で射出モニタ値を取得し、この射出モニタ値中からST63で、射出圧力測定値Pbを取得する。
ST64で第1の値である射出開始位置予測値Paを読み込む。
予測した第1の値と、射出工程終了時に取得した射出モニタ値とを比較することで、射出条件の確からしさを監視するようにした。
Claims (7)
- ニューラルネットワークを備える制御装置が接続されている射出成形機の制御方法において、
前記射出成形機で試し成形を実施して、計量工程での計量モニタ値及び射出工程での射出モニタ値を取得し、得られた計量モニタ値を入力項目、射出モニタ値を出力項目とし、前記制御装置のニューラルネットワークにより予測関数を定める予測関数決定工程と、
前記射出成形機で量産成形を開始し、計量工程終了時にその工程での計量モニタ値を取得した前記制御装置は、取得した計量モニタ値を前記予測関数に代入することで、前記射出モニタ値に対応する第1の値を予測する第1の値予測工程と、
予測した第1の値を前記制御装置で加工して、射出条件の一つである第2の値を決定する第2の値決定工程と、
この第2の値を含む射出条件に基づいて、前記制御装置で射出制御及び保圧制御を実施する射出工程とからなることを特徴とする射出成形機の制御方法。 - 前記計量モニタ値は、計量開始位置、計量時間、計量トルク、サイクル時間、計量停止位置、加熱筒温度の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1記載の射出成形機の制御方法。
- 前記射出モニタ値は、スクリューの射出開始位置であることを特徴とする請求項1記載の射出成形機の制御方法。
- 前記第2の値は、速度制御を圧力制御に切り替えるV−P切替位置であることを特徴とする請求項3記載の射出成形機の制御方法。
- 前記射出モニタ値は、スクリューが所定の位置に達したときに測定した射出圧力測定値であることを特徴とする請求項1記載の射出成形機の制御方法。
- 前記第2の値は、保圧制御のための保圧力であることを特徴とする請求項5記載の射出成形機の制御方法。
- 前記制御装置は、予測した第1の値と、射出工程終了時に取得した射出モニタ値とを比較し、それらの差が許容範囲にあるか否かを調べる確認工程を実施することを特徴とする請求項1記載の射出成形機の制御方法。
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