JP7797233B2 - Molding condition adjustment method, computer program, molding condition adjustment device, and injection molding machine - Google Patents
Molding condition adjustment method, computer program, molding condition adjustment device, and injection molding machineInfo
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Description
本発明は、成形条件調整方法、コンピュータプログラム、成形条件調整装置及び射出成形機に関する。 The present invention relates to a molding condition adjustment method, a computer program, a molding condition adjustment device, and an injection molding machine.
射出成形機に新造金型などを装着して射出成形作業を初めて行う場合には、まず条件出し作業を行って各種成形条件項目の設定値を調整し、成形条件を求める必要がある。成形条件項目には、例えば射出シリンダの温度、射出圧力、射出速度、保圧切替位置、スクリューバック位置などがある。これらの成形条件の調整は、オペレータの経験に基づいて行われており、適切な成形条件を得るためには、試行錯誤を繰り返す必要がある。 When a new mold is attached to an injection molding machine and injection molding is performed for the first time, the molding conditions must first be determined by adjusting the settings for various molding parameters. These molding parameters include, for example, injection cylinder temperature, injection pressure, injection speed, holding pressure switch position, and screw back position. Adjustments to these molding parameters are made based on the operator's experience, and repeated trial and error is required to obtain the appropriate molding conditions.
特許文献1には、最も適した成形条件を取得するための成形データ収集方法が開示されている。特許文献1に係る成形データ収集方法は、まず粗成形条件を求める。次に粗成形条件から順次選択された成形条件項目毎にその成形条件値を予め設定された許容限度幅内で予め設定された刻み幅で順次増加または減少させて得られた複数の成形条件を作成する。次に作成した複数の成形条件に対して設定回数分または設定時間分の連続成形作業を自動的に行わせながら成形条件毎に成形データを収集する。 Patent Document 1 discloses a molding data collection method for obtaining the most suitable molding conditions. The molding data collection method described in Patent Document 1 first determines rough molding conditions. Next, for each molding condition item selected from the rough molding conditions, the molding condition value is sequentially increased or decreased by a predetermined increment within a predetermined allowable limit range to create multiple molding conditions. Next, molding data is collected for each molding condition while continuous molding operations are automatically performed a set number of times or for a set time using the multiple molding conditions created.
しかしながら、金型の特徴、樹脂の特性、又は成形品の状態などを加味して、条件出しを自動で行う成形条件調整方法は開示されていない。 However, no method has been disclosed for automatically adjusting molding conditions, taking into account mold characteristics, resin properties, or the state of the molded product.
本開示の目的は、調整すべき成形条件項目、調整範囲及び調整刻み幅を決定し、条件出しを自動的に実行することができる成形条件調整方法、コンピュータプログラム、成形条件調整装置及び射出成形機を提供することにある。 The purpose of this disclosure is to provide a molding condition adjustment method, computer program, molding condition adjustment device, and injection molding machine that can determine the molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment increment width, and automatically execute condition setting.
本態様に係る成形条件調整方法は、射出成形機の成形条件を調整する成形条件調整方法であって、金型の特徴を示す金型情報、樹脂の特性を示す樹脂情報、又は成形品の不良現象を示す不良情報を取得し、取得した前記金型情報、前記樹脂情報又は前記不良情報に基づいて、調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅を決定し、決定した調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅に基づいて、成形条件を変更しながら成形制御を実行する。 The molding condition adjustment method according to this aspect adjusts the molding conditions of an injection molding machine by acquiring mold information indicating the characteristics of the mold, resin information indicating the properties of the resin, or defect information indicating defects in the molded product; determining the molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment increments based on the acquired mold information, resin information, or defect information; and executing molding control while changing the molding conditions based on the determined molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment increments.
本態様に係るコンピュータプログラム(プログラム製品)は、射出成形機の成形条件を調整する処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、金型の特徴を示す金型情報、樹脂の特性を示す樹脂情報、又は成形品の不良現象を示す不良情報を取得し、取得した前記金型情報、前記樹脂情報又は前記不良情報に基づいて、調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅を決定し、決定した調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅に基づいて、成形条件を変更しながら成形制御を実行する処理を前記コンピュータに実行させる。 The computer program (program product) according to this aspect is a computer program for causing a computer to execute a process for adjusting molding conditions for an injection molding machine. It acquires mold information indicating the characteristics of the mold, resin information indicating the properties of the resin, or defect information indicating defects in the molded product, determines the molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and adjustment increments based on the acquired mold information, resin information, or defect information, and causes the computer to execute a process for executing molding control while changing the molding conditions based on the determined molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and adjustment increments.
本態様に係る成形条件調整装置は、射出成形機の成形条件を調整する成形条件調整装置であって、金型の特徴を示す金型情報、樹脂の特性を示す樹脂情報、又は成形品の不良現象を示す不良情報を取得する取得部と、取得した前記金型情報、前記樹脂情報又は前記不良情報に基づいて、調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅を決定する決定部と、決定した調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅に基づいて、成形条件を変更しながら成形制御を実行する制御部とを備える。 The molding condition adjustment device according to this aspect is a molding condition adjustment device that adjusts the molding conditions of an injection molding machine, and includes an acquisition unit that acquires mold information indicating the characteristics of the mold, resin information indicating the properties of the resin, or defect information indicating defects in the molded product; a determination unit that determines the molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment increment size based on the acquired mold information, resin information, or defect information; and a control unit that executes molding control while changing the molding conditions based on the determined molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment increment size.
本態様に係る射出成形機は、上記成形条件調整装置を備える。 The injection molding machine according to this embodiment is equipped with the molding condition adjustment device described above.
本発明によれば、調整すべき成形条件項目、調整範囲及び調整刻み幅を決定し、条件出しを自動的に実行することができる。 This invention allows you to determine the molding conditions to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment increment, and automatically execute the adjustment process.
本発明の実施形態に係る成形条件調整方法、コンピュータプログラム、成形条件調整装置及び射出成形機の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Specific examples of molding condition adjustment methods, computer programs, molding condition adjustment devices, and injection molding machines according to embodiments of the present invention are described below with reference to the drawings. At least some of the embodiments described below may be combined in any manner. The present invention is not limited to these examples, but is defined by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
図1は、実施形態1に係る射出成形機1の構成例を示す模式図である。本実施形態1に係る射出成形機1は、金型21を型締めする型締装置2と、成形材料を可塑化して射出する射出装置3と、制御装置4とを備える。制御装置4は、本実施形態1に係る成形条件調整装置として機能する。 Figure 1 is a schematic diagram showing an example configuration of an injection molding machine 1 according to embodiment 1. The injection molding machine 1 according to embodiment 1 includes a mold clamping device 2 that clamps a mold 21, an injection device 3 that plasticizes and injects molding material, and a control device 4. The control device 4 functions as a molding condition adjustment device according to embodiment 1.
型締装置2はベッド20上に固定された固定盤22と、ベッド20上をスライド可能に設けられた型締ハウジング23と、ベッド20上を同様にスライドする可動盤24とを備える。固定盤22と型締ハウジング23は複数本、例えば4本のタイバー25、25、…によって連結されている。可動盤24は、固定盤22と型締ハウジング23の間でスライド自在に構成されている。型締ハウジング23と可動盤24の間には型締機構26が設けられている。 The mold clamping unit 2 comprises a fixed platen 22 fixed on the bed 20, a mold clamping housing 23 slidably mounted on the bed 20, and a movable platen 24 that also slides on the bed 20. The fixed platen 22 and the mold clamping housing 23 are connected by multiple, for example, four tie bars 25, 25, .... The movable platen 24 is configured to be slidable between the fixed platen 22 and the mold clamping housing 23. A mold clamping mechanism 26 is provided between the mold clamping housing 23 and the movable platen 24.
型締機構26は、例えばトグル機構から構成されている。なお、型締機構26は、直圧式の型締機構、つまり型締シリンダによって構成してもよい。固定盤22と可動盤24にはそれぞれ固定金型21aと、可動金型21bが設けられ、型締機構26を駆動すると金型21が型開閉されるようになっている。 The mold clamping mechanism 26 is composed of, for example, a toggle mechanism. The mold clamping mechanism 26 may also be composed of a direct pressure mold clamping mechanism, i.e., a mold clamping cylinder. The fixed platen 22 and the movable platen 24 are provided with a fixed mold 21a and a movable mold 21b, respectively, and when the mold clamping mechanism 26 is driven, the mold 21 is opened and closed.
射出装置3は、基台30上に設けられている。射出装置3は、先端部にノズル31aを有する加熱シリンダ31と、当該加熱シリンダ31内に周方向と軸方向とに回転可能に配されたスクリュ32とを備える。スクリュ32は駆動機構33によって回転方向と軸方向とに駆動する。駆動機構33は、スクリュ32を回転方向に駆動する回転モータと、スクリュ32を軸方向に駆動するモータ等から構成されている。なお、図1に示す駆動機構33は、カバーにより覆われているため内部構成が図示されていない。 The injection device 3 is mounted on a base 30. The injection device 3 includes a heating cylinder 31 having a nozzle 31a at its tip, and a screw 32 arranged within the heating cylinder 31 so that it can rotate circumferentially and axially. The screw 32 is driven in the rotational and axial directions by a drive mechanism 33. The drive mechanism 33 is composed of a rotary motor that drives the screw 32 in the rotational direction, and a motor that drives the screw 32 in the axial direction. Note that the drive mechanism 33 shown in Figure 1 is covered by a cover, so its internal structure is not shown.
加熱シリンダ31の後端部近傍には、成形材料が投入されるホッパ34が設けられている。また、射出成形機1は、射出装置3を前後方向(図1中左右方向)に移動させるノズルタッチ装置35を備える。ノズルタッチ装置35を駆動すると、射出装置3が前進して加熱シリンダ31のノズル31aが固定盤22の密着部にタッチするように構成されている。 A hopper 34 into which molding material is poured is provided near the rear end of the heating cylinder 31. The injection molding machine 1 also includes a nozzle touch device 35 that moves the injection unit 3 in the front-to-rear direction (left-to-right direction in Figure 1). When the nozzle touch device 35 is driven, the injection unit 3 moves forward so that the nozzle 31a of the heating cylinder 31 touches the contact portion of the fixed platen 22.
図2は実施形態1に係る制御装置4の構成例を示すブロック図である。制御装置4は、型締装置2及び射出装置3の動作を制御するコンピュータであり、ハードウェア構成としてプロセッサ(制御部)41、記憶部42、制御信号出力部43及び操作パネル40を備える。制御装置4は、射出成形機1の成形条件を調整する装置である。なお、制御装置4は、ネットワークに接続されたサーバ装置であっても良い。また、制御装置4は、複数台のコンピュータで構成し分散処理する構成でもよいし、1台のサーバ内に設けられた複数の仮想マシンによって実現されていてもよいし、クラウドサーバを用いて実現されていてもよい。 Figure 2 is a block diagram showing an example configuration of the control device 4 according to the first embodiment. The control device 4 is a computer that controls the operation of the mold clamping unit 2 and the injection unit 3, and includes a processor (control unit) 41, a memory unit 42, a control signal output unit 43, and an operation panel 40 as its hardware configuration. The control device 4 adjusts the molding conditions of the injection molding machine 1. The control device 4 may also be a server device connected to a network. The control device 4 may also be configured to perform distributed processing using multiple computers, or may be realized by multiple virtual machines installed on a single server, or may be realized using a cloud server.
プロセッサ41は、CPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU、GPU(Graphics Processing Unit)、GPGPU(General-purpose computing on graphics processing units)、TPU(Tensor Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、NPU(Neural Processing Unit)等の演算回路、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の内部記憶装置、I/O端子、計時部等を有する。プロセッサ41は、後述の記憶部42が記憶するコンピュータプログラム(プログラム製品)42aを実行することにより、本実施形態1に係る成形条件調整方法を実施する。なお、制御装置4の各機能部は、ソフトウェア的に実現しても良いし、一部又は全部をハードウェア的に実現しても良い。 The processor 41 includes arithmetic circuits such as a CPU (Central Processing Unit), a multi-core CPU, a GPU (Graphics Processing Unit), a GPGPU (General-purpose computing on graphics processing units), a TPU (Tensor Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), and an NPU (Neural Processing Unit), internal storage devices such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), an I/O terminal, and a timer. The processor 41 implements the molding condition adjustment method according to this embodiment 1 by executing a computer program (program product) 42a stored in the storage unit 42 (described below). Each functional unit of the control device 4 may be implemented by software, or some or all of them may be implemented by hardware.
記憶部42は、ハードディスク、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。記憶部42は、成形条件調整処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム5を記憶している。また、記憶部42は、成形条件の条件出しを行うための条件出し学習モデル6を記憶する。条件出し学習モデル6の構成の詳細は後述する。更に、記憶部42は、成形条件調整方法による条件出しの過程で設定された成形条件の履歴を記憶する調整履歴DB7を備える。調整履歴DB7は、例えば、成形条件の項目と、当該項目の設定値と、当該設定値が設定された日時情報とを対応付けて記憶する。 The storage unit 42 is a non-volatile memory such as a hard disk, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), or a flash memory. The storage unit 42 stores a computer program 5 for causing a computer to execute the molding condition adjustment process. The storage unit 42 also stores a condition setting learning model 6 for setting molding conditions. The configuration of the condition setting learning model 6 will be described in detail later. The storage unit 42 also includes an adjustment history DB7 that stores the history of molding conditions set during the condition setting process using the molding condition adjustment method. The adjustment history DB7 stores, for example, molding condition items, setting values for those items, and date and time information when those setting values were set, in association with each other.
本実施形態1に係るコンピュータプログラム5は、記録媒体50にコンピュータ読み取り可能に記録されている態様でも良い。記憶部42は、読出装置によって記録媒体50から読み出されたコンピュータプログラム5を記憶する。記録媒体50はフラッシュメモリ等の半導体メモリである。また、記録媒体50はCD(Compact Disc)-ROM、DVD(Digital Versatile Disc)-ROM、BD(Blu-ray(登録商標)Disc)等の光ディスクでも良い。更に、記録媒体50は、フレキシブルディスク、ハードディスク等の磁気ディスク、磁気光ディスク等であっても良い。 The computer program 5 according to the first embodiment may be recorded on a recording medium 50 in a computer-readable manner. The storage unit 42 stores the computer program 5 read from the recording medium 50 by a reading device. The recording medium 50 is a semiconductor memory such as a flash memory. The recording medium 50 may also be an optical disc such as a CD (Compact Disc)-ROM, a DVD (Digital Versatile Disc)-ROM, or a BD (Blu-ray (registered trademark) Disc). Furthermore, the recording medium 50 may also be a magnetic disc such as a flexible disk or hard disk, a magneto-optical disc, etc.
更にまた、通信網に接続されている外部サーバから本実施形態1に係るコンピュータプログラム5をダウンロードし、記憶部42に記憶させても良い。 Furthermore, the computer program 5 according to this embodiment 1 may be downloaded from an external server connected to the communication network and stored in the memory unit 42.
制御信号出力部43は、成形条件に基づくプロセッサ41の制御に従って射出成形機1の動作を制御するための制御信号を射出成形機1へ出力する。 The control signal output unit 43 outputs a control signal to the injection molding machine 1 to control the operation of the injection molding machine 1 in accordance with the control of the processor 41 based on the molding conditions.
操作パネル40は、射出成形機1の成形条件などを設定し、射出成形機1の動作を操作するためのインタフェースである。操作パネル40は、表示パネル40aと、操作部40bと、通信部40cとを備える。 The operation panel 40 is an interface for setting molding conditions for the injection molding machine 1 and controlling the operation of the injection molding machine 1. The operation panel 40 includes a display panel 40a, an operation unit 40b, and a communication unit 40c.
表示パネル40aは、液晶表示パネル、有機EL表示パネルなどの表示装置であり、プロセッサ41の制御に従って、射出成形機1の成形条件の設定を受け付けるための受付画面を表示したり、射出成形機1の状態、本実施形態1に係る成形条件調整方法の実施状況を表示したりする。 The display panel 40a is a display device such as a liquid crystal display panel or an organic EL display panel, and, under the control of the processor 41, displays a reception screen for receiving settings for the molding conditions of the injection molding machine 1, the status of the injection molding machine 1, and the implementation status of the molding condition adjustment method according to this embodiment 1.
操作部40bは、射出成形機1の成形条件を入力及び調整するための入力装置であり、操作ボタン、タッチパネルなどを有する。操作部40bは受け付けた成形件を示すデータをプロセッサ41に与える。 The operation unit 40b is an input device for inputting and adjusting molding conditions for the injection molding machine 1, and includes operation buttons, a touch panel, etc. The operation unit 40b provides data indicating the received molding conditions to the processor 41.
通信部40cは、有線又は無線で外部装置と通信を行い、情報を取得する通信回路である。例えば、通信部40cは、USBなどの外部記憶媒体と通信を行い、データを取得することができる。通信部40cは、LANケーブルを介した有線通信又は無線通信にて外部コンピュータからデータを取得することができる。通信部40cは、射出成形機1に初期設定される成形条件、金型画像データ(金型情報)などを外部記憶媒体又は外部コンピュータから取得することができる。 The communication unit 40c is a communication circuit that communicates with external devices via wired or wireless connections to acquire information. For example, the communication unit 40c can communicate with an external storage medium such as a USB to acquire data. The communication unit 40c can acquire data from an external computer via wired communication via a LAN cable or wireless communication. The communication unit 40c can acquire molding conditions that are initially set in the injection molding machine 1, mold image data (mold information), and the like from an external storage medium or external computer.
射出成形機1には、成形条件として、射出開始位置、金型内樹脂温度、ノズル温度、シリンダ温度(ヒータ温度)、ホッパ温度、型締力、射出速度、射出加速度、射出ピーク圧力(射出圧力)、射出ストローク等の成形条件を定める設定値が設定される。 The injection molding machine 1 is set with set values that define molding conditions such as the injection start position , the resin temperature in the mold, the nozzle temperature, the cylinder temperature (heater temperature), the hopper temperature, the mold clamping force, the injection speed, the injection acceleration, the injection peak pressure (injection pressure), and the injection stroke.
また射出成形機1には、成形条件として、シリンダ先端樹脂圧、逆防リング着座状態、保圧圧力、保圧切替速度、保圧切替位置、保圧完了位置、クッション位置、計量背圧、計量トルク等の成形条件を定める設定値が設定される。 In addition, injection molding machine 1 is set with set values that define molding conditions such as cylinder tip resin pressure, backflow prevention ring seating state, dwell pressure, dwell pressure switching speed, dwell pressure switching position, dwell pressure completion position, cushion position, metering back pressure, and metering torque.
更に射出成形機1には、成形条件として、計量完了位置、スクリュ後退速度、サイクル時間、型閉時間、射出時間、保圧時間、計量時間、型開時間等の成形条件を定める設定値が設定される。更に射出成形機1には、成形条件として、冷却時間,スクリュ回転数,金型開閉速度,突き出し速度,突き出し回数が設定される。そして、これらの設定値が設定された射出成形機1は、当該設定値に従って動作する。 Furthermore, the injection molding machine 1 is set with molding conditions such as the metering completion position, screw retraction speed, cycle time, mold closing time, injection time, pressure holding time, metering time, and mold opening time. Furthermore, the injection molding machine 1 is set with molding conditions such as cooling time, screw rotation speed, mold opening/closing speed, ejection speed, and number of ejections. Once these setting values are set, the injection molding machine 1 operates in accordance with those setting values.
図3は実施形態1に係る条件出し学習モデル6の構成を示す概念図である。条件出し学習モデル6は、金型画像データ、樹脂情報及び不良情報が入力された場合、成形条件である複数の項目の調整の必要度、調整範囲及び調整刻み幅に係る情報を出力する学習済みの機械学習モデルである。 Figure 3 is a conceptual diagram showing the configuration of the condition-finding learning model 6 according to embodiment 1. The condition-finding learning model 6 is a trained machine learning model that, when mold image data, resin information, and defect information are input, outputs information related to the degree of adjustment necessity, adjustment range, and adjustment step size for multiple molding condition items.
金型画像データは、溶融した原料樹脂が流れるランナー、ゲートなどの流路、成形品の形状に応じたキャビティ又はコアを撮像して得られる画像データである。 Mold image data is image data obtained by capturing images of runners, gates, and other flow paths through which molten raw resin flows, as well as cavities or cores corresponding to the shape of the molded product.
樹脂情報は、射出成形機1に投入される原料樹脂の融点又は粘度を示すデータを含む。不良情報は、成形品のバリ、ヒケ、フローマーク、クラック、ウェルドライン、ボイド、シルバーストリーク、又はショートの有無を示すデータを含む。 Resin information includes data indicating the melting point or viscosity of the raw resin fed into the injection molding machine 1. Defect information includes data indicating the presence or absence of burrs, sink marks, flow marks, cracks, weld lines, voids, silver streaks, or shorts in the molded product.
条件出しは、特定の項目の設定値を特定の刻み幅で変更しながらテストショットを繰り返すことにより行われる。調整範囲は、条件出しを行う際に最初に設定される初期値と、終了値とを含む。調整刻み幅は、テストショットを行う都度変更される設定値の変更量である。 Conditioning is performed by repeatedly taking test shots while changing the setting values of specific items in specific increments. The adjustment range includes the initial value, which is set when conditioning is performed, and the end value. The adjustment increment is the amount by which the setting value is changed each time a test shot is performed.
条件出し学習モデル6は、金型画像データが入力される第1入力層61a及び第1中間層62aと、樹脂情報及び不良情報が入力される第2入力層61b及び第2中間層62bと、出力層63とを備える。 The conditioning learning model 6 includes a first input layer 61a and a first intermediate layer 62a to which mold image data is input, a second input layer 61b and a second intermediate layer 62b to which resin information and defect information are input, and an output layer 63.
第1入力層61a及び第1中間層62aは、例えば、畳み込みニューラルネットワーク(CNN:Convolutional neural network)の入力層及び中間層と同様の構成である。第1入力層61aは、金型画像を構成する各画素の画素値が入力される複数のノードを有する。第1中間層62aは、第1入力層61aに入力された金型画像データの各画素の画素値を畳み込む畳み込み層と、畳み込み層で畳み込んだ画素値をマッピングするプーリング層とが交互に連結された構成を有する。第1中間層62aは、金型画像の画素情報を圧縮しながら当該金型画像の特徴量を抽出し、抽出した金型画像データの特徴量を第2中間層62bに出力する。 The first input layer 61a and first intermediate layer 62a have a configuration similar to that of the input layer and intermediate layer of a convolutional neural network (CNN). The first input layer 61a has multiple nodes to which the pixel values of each pixel constituting the mold image are input. The first intermediate layer 62a has a configuration in which convolutional layers that convolve the pixel values of each pixel of the mold image data input to the first input layer 61a and pooling layers that map the pixel values convolved in the convolutional layers are alternately connected. The first intermediate layer 62a extracts feature values of the mold image while compressing the pixel information of the mold image, and outputs the extracted feature values of the mold image data to the second intermediate layer 62b.
第2入力層61bは、樹脂情報が入力されるノードと、不良情報が入力されるノードとを有する。第2中間層62bは、複数のノードを有する中間層を複数備え、入力側の中間層のノードは第2入力層61bのノードと、第1中間層62aの出力側のノードとに結合されている。第2中間層62bには、金型画像データの特徴量と、樹脂情報と、不良情報とが入力され、成形条件に調整に関連する情報が抽出される。 The second input layer 61b has a node to which resin information is input and a node to which defect information is input. The second intermediate layer 62b has multiple intermediate layers each having multiple nodes, and the nodes in the input-side intermediate layer are connected to the nodes in the second input layer 61b and the nodes on the output side of the first intermediate layer 62a. The second intermediate layer 62b receives input of mold image data features, resin information, and defect information, and extracts information related to adjusting molding conditions.
出力層63は、成形条件に係る複数の項目に対応する複数のノードを有する。第1の項目に対応するノードには、当該項目に係る設定値の調整必要度を出力するノードと、当該設定値の調整範囲を出力するノードと、調整刻み幅を主力するノードとを含む。他の項目についても同様のノードを有する。調整必要度は、当該項目に係る設定値の調整が必要かどうかを示す確度であり、例えば0から1の間の数値である。なお、調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅を示す情報を得ることができれば、出力層63の構成は特に限定されるものでは無い。 The output layer 63 has multiple nodes corresponding to multiple items related to molding conditions. The node corresponding to the first item includes a node that outputs the degree of adjustment necessity of the setting value related to that item, a node that outputs the adjustment range of that setting value, and a node that outputs the adjustment increment width. Similar nodes are provided for the other items. The degree of adjustment necessity is a probability indicating whether the setting value related to that item needs to be adjusted, and is a number between 0 and 1, for example. Note that the configuration of the output layer 63 is not particularly limited, as long as it can obtain information indicating the molding condition item to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment increment width.
条件出し学習モデル6は、金型画像データ、樹脂情報及び不良情報と、かかる条件化において調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅とを含む訓練データを用いて機械学習させることにより生成することができる。例えば、プロセッサ41は、訓練データを用いた誤差逆伝播法、誤差勾配降下法等によって、条件出し学習モデル6の重み係数を最適化することにより、条件出し学習モデル6を機械学習させる。 The conditioning learning model 6 can be generated by machine learning using training data including mold image data, resin information, and defect information, as well as molding condition items to be adjusted under such conditions, the adjustment range, and the adjustment step size. For example, the processor 41 performs machine learning on the conditioning learning model 6 by optimizing the weight coefficients of the conditioning learning model 6 using the error backpropagation method, error gradient descent method, or the like, using the training data.
図4は実施形態1に係るプロセッサ41の処理手順を示すフローチャートである。プロセッサ41は、操作パネル40を介して成形条件の初期設定を受け付け、受け付けた成形条件に係る各種項目の設定値を設定する(ステップS111)。そして、プロセッサ41は、設定された成形条件に従って、射出成形機1の動作を制御する(ステップS112)。ステップS112で行われる射出成形は、本実施形態1に係る成形条件調整方法を実施するために必要な情報を得るためのテストショットである。具体的には、オペレータは、テストショットを実行して得られる成形品の状態を観察し、成形品の不良現象を確認する。 Figure 4 is a flowchart showing the processing steps of the processor 41 according to the first embodiment. The processor 41 accepts initial molding condition settings via the operation panel 40 and sets the setting values for various items related to the accepted molding conditions (step S111). The processor 41 then controls the operation of the injection molding machine 1 according to the set molding conditions (step S112). The injection molding performed in step S112 is a test shot for obtaining information necessary to implement the molding condition adjustment method according to the first embodiment. Specifically, the operator observes the condition of the molded product obtained by executing the test shot and checks for any defects in the molded product.
次いで、プロセッサ41は、本実施形態1に係る成形条件調整方法を利用した自動条件出しモードが選択されているか否かを判定する(ステップS113)。オペレータは操作パネル40を用いて、本実施形態1に係る自動条件出しモードを利用して成形条件の条件出しを行うか否かを選択することができる。プロセッサ41は、オペレータによって設定された自動条件出しモードの利用の有無を記憶している。 The processor 41 then determines whether or not the automatic condition setting mode using the molding condition adjustment method according to this embodiment 1 has been selected (step S113). The operator can use the operation panel 40 to select whether or not to set molding conditions using the automatic condition setting mode according to this embodiment 1. The processor 41 stores the setting by the operator as to whether or not to use the automatic condition setting mode.
自動条件出しモードが選択されていないと判定した場合(ステップS113:NO)、プロセッサ41は、成形条件の手動調整処理を実行し(ステップS114)、処理を終える。具体的には、プロセッサ41は、オペレータによる成形条件の調整内容を操作パネル40にて受け付け、調整された成形条件を設定する。 If it is determined that the automatic condition setting mode has not been selected (step S113: NO), the processor 41 executes a manual adjustment process for the molding conditions (step S114) and ends the process. Specifically, the processor 41 accepts the adjustments of the molding conditions made by the operator via the operation panel 40 and sets the adjusted molding conditions.
自動条件出しモードが選択されていると判定した場合(ステップS113:YES)、プロセッサ41は、操作パネル40を介して金型情報を取得する(ステップS115)。金型情報は、例えば、金型21を撮像して得られる金型画像データである。 If it is determined that the automatic condition setting mode has been selected (step S113: YES), the processor 41 acquires mold information via the operation panel 40 (step S115). The mold information is, for example, mold image data obtained by capturing an image of the mold 21.
次いで、プロセッサ41は、操作パネル40を介して原料樹脂の融点又は粘度を示すデータを含む樹脂情報を取得する(ステップS116)。樹脂情報が成形条件に含まれている場合、ステップS111で初期設定された成形条件から樹脂情報を取得してもよい。また、樹脂の種類と、樹脂情報とを対応付けたテーブルを備え、プロセッサ41は、操作パネル40にて入力された樹脂の種類を示す情報をキーにして樹脂情報をテーブルから抽出するように構成してもよい。 Next, the processor 41 acquires resin information including data indicating the melting point or viscosity of the raw resin via the operation panel 40 (step S116). If the resin information is included in the molding conditions, the resin information may be acquired from the molding conditions initially set in step S111. Alternatively, a table may be provided that associates resin types with resin information, and the processor 41 may be configured to extract resin information from the table using information indicating the resin type entered via the operation panel 40 as a key.
次いで、プロセッサ41は、操作パネル40を介して、成形品の不良情報を取得する(ステップS117)。具体的には、オペレータは、ステップS112のテストショットで得られた成形品の状態を確認し、成形品のバリ、ヒケ、フローマーク、クラック、ウェルドライン、ボイド、シルバーストリーク又はショートの有無などを示す不良情報を操作パネル40にて入力する。 Next, the processor 41 acquires defect information for the molded product via the operation panel 40 (step S117). Specifically, the operator checks the condition of the molded product obtained by the test shot in step S112 and inputs defect information indicating the presence or absence of burrs, sink marks, flow marks, cracks, weld lines, voids, silver streaks, or shorts in the molded product via the operation panel 40.
なお、ステップS115~ステップS117の処理を実行するプロセッサ41は、金型情報、樹脂情報及び不良現象を取得する取得部として機能する。 The processor 41 that executes steps S115 to S117 functions as an acquisition unit that acquires mold information, resin information, and defect phenomena.
次いで、プロセッサ41は、ステップS115~ステップS117の処理で取得した金型情報、樹脂情報及び不良情報を、条件出し学習モデル6に入力する。プロセッサ41は、条件出し学習モデル6から出力される複数の各項目の調整必要度に基づいて、調整すべき成形条件の項目を決定する(ステップS118)。例えば、プロセッサ41は、調整必要度が最も大きい項目を、調整すべき項目として決定する。なお、プロセッサ41は、調整必要度が所定の閾値以上の項目を、調整すべき項目として決定してもよい。プロセッサ41は、複数種類の項目を、調整すべき項目として決定してもよいが、本実施形態1では説明を簡単にするため、一つの項目を調整すべき項目として決定する。 Next, processor 41 inputs the mold information, resin information, and defect information acquired in steps S115 to S117 into condition assignment learning model 6. Processor 41 determines the molding condition items to be adjusted based on the degree of adjustment necessity for each of the multiple items output from condition assignment learning model 6 (step S118). For example, processor 41 determines the item with the greatest degree of adjustment necessity as the item to be adjusted. Note that processor 41 may also determine an item with a degree of adjustment necessity equal to or greater than a predetermined threshold as the item to be adjusted. Processor 41 may determine multiple types of items as the item to be adjusted, but for simplicity of explanation in this embodiment 1, only one item is determined as the item to be adjusted.
また、プロセッサ41は、ステップS118で決定した項目に対応するノードから出力される調整範囲を示すデータを参照し、設定値の調整範囲を決定する(ステップS119)。更に、プロセッサ41は、ステップS118で決定した項目に対応するノードから出力される刻み幅を示すデータを参照し、設定値の調整刻み幅を決定する(ステップS120)。 The processor 41 also references data indicating the adjustment range output from the node corresponding to the item determined in step S118 and determines the adjustment range of the setting value (step S119). The processor 41 also references data indicating the step size output from the node corresponding to the item determined in step S118 and determines the adjustment step size of the setting value (step S120).
なお、ステップS117~ステップS119の処理を実行するプロセッサ41は、取得した金型情報、樹脂情報又は不良情報に基づいて、調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅を決定する決定部として機能する。 The processor 41 that executes steps S117 to S119 functions as a determination unit that determines the molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment increment size based on the acquired mold information, resin information, or defect information.
プロセッサ41は、ステップS118で決定した設定項目の設定値を、ステップS119及びステップS120で決定した調整範囲及び刻み幅を用いて調整し、調整値を調整履歴として記憶部42に記憶する(ステップS121)。具体的にはプロセッサ41は、調整が必要な設定項目の設定値を、調整範囲の初期値から終了値まで、ステップS120で決定した刻み幅で順次変更する処理を実行する。プロセッサ41は、調整された成形条件に従って、射出成形機1の動作を制御する(ステップS122)。 The processor 41 adjusts the setting values of the setting items determined in step S118 using the adjustment range and increment determined in steps S119 and S120, and stores the adjusted values as adjustment history in the memory unit 42 (step S121). Specifically, the processor 41 executes a process to sequentially change the setting values of the setting items requiring adjustment, from the initial value to the end value of the adjustment range, using the increment determined in step S120. The processor 41 controls the operation of the injection molding machine 1 in accordance with the adjusted molding conditions (step S122).
ステップS122の処理を終えたプロセッサ41は、設定値が終了値に到達したか否かを判定する(ステップS123)。調整対象である項目の設定値が終了値に到達していないと判定した場合(ステップS123:NO)、プロセッサ41は処理をステップS121へ戻し、調整処理を繰り返し実行する。 After completing the processing of step S122, processor 41 determines whether the setting value has reached the end value (step S123). If it determines that the setting value of the item to be adjusted has not reached the end value (step S123: NO), processor 41 returns the processing to step S121 and repeats the adjustment processing.
調整対象である項目の設定値が終了値に到達したと判定した場合(ステップS123:YES)、最適値を用いて成形した成形品の不良情報を取得し(ステップS124)、まだ不良があるか否かを判定する(ステップS125)。当該不良情報は、少なくとも成形品の良否を示すデータを含むものであれば足りる。オペレータは、ステップS121~ステップS123の処理で成形された複数の成形品の状態を確認し、最良の成形品の不良情報を操作パネル40に入力する。プロセッサ41は、操作パネル40を介して当該不良情報に基づいて、自動調整後も不良があるか否かを判定する。 If it is determined that the setting value for the item to be adjusted has reached the end value (step S123: YES), defect information for the molded product molded using the optimal value is obtained (step S124), and it is determined whether any defects remain (step S125). It is sufficient for this defect information to include at least data indicating whether the molded product is good or bad. The operator checks the condition of the multiple molded products molded in steps S121 to S123, and enters defect information for the best molded product into the operation panel 40. Based on this defect information via the operation panel 40, the processor 41 determines whether any defects remain after the automatic adjustment.
なお、プロセッサ41は、成形品を撮像して得られる成形品画像データを取得し、取得した成形品画像データに基づいて、成形品の良否を判定するように構成してもよい。成形品の良否は、ルールベースで判定してもよいし、予め機械学習により得られた学習モデルを用いて判定してもよい。 The processor 41 may also be configured to acquire molded product image data obtained by capturing an image of the molded product, and determine the quality of the molded product based on the acquired molded product image data. The quality of the molded product may be determined based on rules, or may be determined using a learning model previously obtained through machine learning.
ステップS125において、不良ありと判定された場合(ステップS125:YES)、プロセッサ41は処理をステップS117へ戻し、成形品調整の処理を継続する。不良なしと判定された場合(ステップS125:NO)、プロセッサ41は、成形条件調整処理を終える。 If it is determined in step S125 that there is a defect (step S125: YES), the processor 41 returns the process to step S117 and continues the molded product adjustment process. If it is determined that there is no defect (step S125: NO), the processor 41 ends the molding condition adjustment process.
図5は、実施形態1に係る成形条件調整画面8の一例を示す模式図である。プロセッサ41は、成形条件調整方法を実施する際、成形条件調整画面8を表示する。成形条件調整画面8は、設定値調整部81と、条件出しモード表示部82とを備える。 Figure 5 is a schematic diagram showing an example of the molding condition adjustment screen 8 according to embodiment 1. The processor 41 displays the molding condition adjustment screen 8 when performing the molding condition adjustment method. The molding condition adjustment screen 8 includes a setting value adjustment section 81 and a condition setting mode display section 82.
設定値調整部81は、設定値表示部81aと、設定値入力部81bと、調整履歴表示部81cとを含む。プロセッサ41は、成形条件に係る一の項目と、当該一の項目の現在の設定値を設定値表示部81aに表示する。設定値入力部81bは、テンキー、「CRL」キー、「Enter」キーなどのソフトキーを含む。設定値入力部81bがオペレータによって操作され、設定値が入力された場合、プロセッサ41は、入力された設定値を、設定値表示部81aに表示している項目の設定値として記憶する。 The set value adjustment unit 81 includes a set value display unit 81a, a set value input unit 81b, and an adjustment history display unit 81c. The processor 41 displays one item related to molding conditions and the current set value for that item on the set value display unit 81a. The set value input unit 81b includes soft keys such as a numeric keypad, a "CRL" key, and an "Enter" key. When the operator operates the set value input unit 81b and inputs a set value, the processor 41 stores the input set value as the set value for the item displayed on the set value display unit 81a.
一方、プロセッサ41は、設定値の履歴を調整履歴DB7から成形条件の項目及び設定値を読み出し、読み出された項目及び設定値を調整履歴表示部81cに表示する。オペレータによってプルダウンボタンが操作された場合、プロセッサ41は、過去に設定された項目及び設定値の一覧を表示する。なお、プロセッサ41は、過去に設定された成形条件に係る複数の項目及び設定値を一覧表示するように構成してもよい。 Meanwhile, the processor 41 reads the history of setting values, including molding condition items and setting values, from the adjustment history DB 7, and displays the read items and setting values on the adjustment history display unit 81c. When the operator operates the pull-down button, the processor 41 displays a list of previously set items and setting values. The processor 41 may also be configured to display a list of multiple items and setting values related to previously set molding conditions.
条件出しモード表示部82は、自動条件出しモード選択部82aと、初期値表示部82bと、終了値表示部82cと、刻み幅表示部82dとを含む。自動条件出しモード選択部82aは、例えばチェックボックスであり、オペレータは自動条件出しモード選択部82aを操作することによって、自動条件出しモードを利用するか否かを選択することができる。プロセッサ41は、自動条件出しモード選択部82aの操作を受け付け、自動条件出しモードの利用の有無を記憶する。 The condition extraction mode display unit 82 includes an automatic condition extraction mode selection unit 82a, an initial value display unit 82b, an end value display unit 82c, and an increment display unit 82d. The automatic condition extraction mode selection unit 82a is, for example, a checkbox, and the operator can select whether or not to use the automatic condition extraction mode by operating the automatic condition extraction mode selection unit 82a. The processor 41 accepts operation of the automatic condition extraction mode selection unit 82a and stores whether or not to use the automatic condition extraction mode.
自動条件出しモードの利用が選択された場合、プロセッサ41は、ステップS118で決定した項目を設定値表示部81aに表示する。また、プロセッサ41は、ステップS119で決定した調整範囲の初期値及び終了値を初期値表示部82b及び終了値表示部82cに表示する。同様に、プロセッサ41は、ステップS120で決定した刻み幅を刻み幅表示部82dに表示する。 If the automatic condition setting mode is selected, the processor 41 displays the items determined in step S118 in the setting value display section 81a. The processor 41 also displays the initial and final values of the adjustment range determined in step S119 in the initial value display section 82b and final value display section 82c. Similarly, the processor 41 displays the step size determined in step S120 in the step size display section 82d.
プロセッサ41は、ステップS121~ステップS123の処理により設定値を変更しながら射出成形制御を行う際、変更された設定値を都度、設定値表示部81aに表示する。 When the processor 41 controls injection molding while changing the setting values through the processing of steps S121 to S123, it displays the changed setting values on the setting value display unit 81a each time.
成形条件調整画面8によれば、オペレータは、条件出しモード表示部82を操作することによって、本実施形態1に係る成形条件調整方法の実施を指示することができる。オペレータは、条件出しモード表示部82の表示を確認することによって、どのような調整範囲及び刻み幅で設定値が変更されているのかを知ることができる。オペレータは、設定値表示部81aの表示を確認することで、現在自動調整されている成形条件の項目及び設定値を知ることができる。 The molding condition adjustment screen 8 allows the operator to instruct the implementation of the molding condition adjustment method according to this embodiment 1 by operating the condition setting mode display section 82. By checking the display in the condition setting mode display section 82, the operator can see the adjustment range and increments at which the setting values are being changed. By checking the display in the setting value display section 81a, the operator can see the molding condition items and setting values that are currently being automatically adjusted.
上記のように構成された実施形態1に係る射出成形機1によれば、金型画像データ、樹脂情報及び不良情報に基づいて、調整すべき成形条件項目、調整範囲及び調整刻み幅を決定し、条件出しを自動的に実行することができる。 The injection molding machine 1 according to embodiment 1, configured as described above, can determine the molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment increment size based on mold image data, resin information, and defect information, and automatically execute condition setting.
具体的には、プロセッサ41は、金型画像データと、原料樹脂の融点及び粘度を示す樹脂情報と、成形品のバリ、ヒケ、フローマーク、クラック、ウェルドライン、ボイド、シルバーストリーク、又はショートの有無を示す不良情報とに基づいて、射出速度、射出圧力、ヒータ温度、保圧圧力、保圧切替位置、射出開始位置、金型内樹脂温度、ノズル温度、ホッパ温度、型締力、射出加速度、射出ストローク、シリンダ先端樹脂圧、逆防リング着座状態、保圧切替速度、保圧完了位置、クッション位置、計量背圧、計量トルク、計量完了位置、スクリュ後退速度、サイクル時間、型閉時間、射出時間、保圧時間、計量時間、型開時間、冷却時間、スクリュ回転数、金型開閉速度、突き出し速度、又は突き出し回数などの条件出しを自動で行うことができる。 Specifically, the processor 41 can automatically set conditions such as injection speed, injection pressure, heater temperature, dwell pressure, dwell switch position, injection start position, resin temperature in the mold, nozzle temperature, hopper temperature, mold clamping force, injection acceleration, injection stroke, cylinder tip resin pressure, backflow prevention ring seating state, dwell switch speed, dwell completion position, cushion position, metering back pressure, metering torque, metering completion position, screw retraction speed, cycle time, mold closing time, injection time, dwell time, metering time, mold opening time, cooling time, screw rotation speed, mold opening/closing speed, ejection speed, or number of ejections, based on mold image data, resin information indicating the melting point and viscosity of the raw resin, and defect information indicating the presence or absence of flash, sink marks, flow marks, cracks, weld lines, voids, silver streaks, or shorts in the molded product.
また、プロセッサ41及び調整履歴表示部81cは、自動条件出しモードによって設定された項目及び設定値の履歴を表示することができる。 In addition, the processor 41 and adjustment history display unit 81c can display the history of items and setting values set in the automatic condition setting mode.
なお、本実施形態1では、ニューラルネットワークを用いた条件出し学習モデル6を説明したが、SVM(Support Vector Machine)、ベイジアンネットワーク等のその他の公知の機械学習モデルを用いて、条件出しの情報を決定してもよい。 In this first embodiment, a conditioning learning model 6 using a neural network has been described, but conditioning information may also be determined using other well-known machine learning models such as an SVM (Support Vector Machine) or a Bayesian network.
また、本実施形態1では、金型情報、樹脂情報及び不良情報を全て用いて、条件出しを行う例を説明したが、金型情報、樹脂情報及び不良情報のいずれかを用いて条件出しを行ってもよい。 In addition, in this embodiment 1, an example was described in which conditions were determined using all of the mold information, resin information, and defect information, but conditions may also be determined using any one of the mold information, resin information, and defect information.
更に、本実施形態1では、教師あり学習によって学習した条件出し学習モデル6を説明したが、強化学習によって学習したモデルを用いて、条件出しの情報を決定してもよい。 Furthermore, in this embodiment 1, a conditioning learning model 6 learned by supervised learning was described, but conditioning information may also be determined using a model learned by reinforcement learning.
強化学習を用いる制御装置4の構成は以下の通りである。制御装置4のプロセッサ41は、機能部として、観測部、報酬算出部及びエージェントを備える。なお、制御装置4の各機能部は、ソフトウェア的に実現しても良いし、一部又は全部をハードウェア的に実現しても良い。 The configuration of the control device 4, which uses reinforcement learning, is as follows. The processor 41 of the control device 4 has, as functional units, an observation unit, a reward calculation unit, and an agent. Note that each functional unit of the control device 4 may be implemented in software, or some or all of them may be implemented in hardware.
観測部は、金型情報、樹脂情報及び不良情報を取得し、取得した情報を観測データとしてエージェント及び報酬算出部へ出力する。 The observation unit acquires mold information, resin information, and defect information, and outputs the acquired information as observation data to the agent and reward calculation unit.
報酬算出部は、取得した観測データ、特に不良情報等に基づいて報酬データを算出し、算出して得た報酬データをエージェントへ出力する。報酬データは、例えば成形品の不良度が大きい場合、報酬の値が小さく又は負の値になる。また、報酬データは、不良の無い成形品が得られるまでの回数が小さい程、報酬の値が大きくなる。 The reward calculation unit calculates reward data based on the acquired observation data, particularly defect information, and outputs the calculated reward data to the agent. For example, if the molded product has a high degree of defect, the reward value will be small or negative. Furthermore, the reward value will be larger the fewer times it takes to obtain a defect-free molded product.
エージェントは、例えば、DQN、A3C、D4PG等の深層ニューラルネットワークを有する強化学習モデル、PlaNet、SLAC等のモデルベースの強化学習モデル等である。 The agent may be, for example, a reinforcement learning model with a deep neural network such as DQN, A3C, or D4PG, or a model-based reinforcement learning model such as PlaNet or SLAC.
深層ニューラルネットワークを有する強化学習モデルの場合、エージェントは、DQN(Deep Q-Network)を備え、観測データが示す射出成形機1の状態sに基づいて、当該状態sに応じた行動aを決定する。状態sは、金型情報、樹脂情報及び不良情報を含む。 In the case of a reinforcement learning model with a deep neural network, the agent is equipped with a DQN (Deep Q-Network) and determines an action a corresponding to the state s of the injection molding machine 1 indicated by the observation data. The state s includes mold information, resin information, and defect information.
DQNは、観測データ示す状態sが入力された場合、複数の行動aそれぞれの価値を出力するニューラルネットワークモデルである。複数の行動aは、調整対象の項目、調整範囲及び調整刻み幅である。価値の高い行動aは、適切な条件出し条件を表している。エージェントは、価値の高い行動aを選択し、選択された行動aにより射出成形機1は他の状態へ遷移する。状態遷移後、エージェントは、報酬算出部で算出された報酬を受け取り、収益、つまり報酬の累積が最大になるようにエージェントを学習させる。 DQN is a neural network model that outputs the value of each of multiple actions a when a state s indicated by observed data is input. The multiple actions a are the items to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment increment. High-value actions a represent appropriate conditioning conditions. The agent selects a high-value action a, and the selected action a causes the injection molding machine 1 to transition to another state. After the state transition, the agent receives the reward calculated by the reward calculation unit, and is trained to maximize profits, i.e., cumulative rewards.
より具体的には、DQNは、入力層、中間層及び出力層を有する。入力層は、状態s、つまり観測データが入力される複数のノードを備える。出力層は、複数の行動aにそれぞれ対応し、入力された状態sにおける当該行動aの価値Q(s,a)を出力する複数のノードを備える。 More specifically, a DQN has an input layer, a hidden layer, and an output layer. The input layer has multiple nodes to which the state s, i.e., the observed data, is input. The output layer has multiple nodes that correspond to multiple actions a, respectively, and output the value Q(s, a) of that action a in the input state s.
状態s、行動aと、当該行動により得られた報酬rに基づいて、下記式(1)で表される価値Qを教師データとして、DQNを特徴付ける各種重み係数を調整することにより、エージェントのDQNを強化学習させることができる。
Q(s,a)←Q(s,a)+α(r+γmaxQ(snext,anext)-Q(s,a))・・・(1)
但し、
s:状態
a:行動
α:学習係数
r:報酬
γ:割引率
maxQ(snext,anext):次に取り得る行動に対するQ値のうち最大値
Based on the state s, action a, and the reward r obtained from the action, the value Q expressed by the following formula (1) is used as training data, and various weighting coefficients that characterize the DQN can be adjusted to enable reinforcement learning of the agent's DQN.
Q(s, a)←Q(s,a)+α(r+γmaxQ(snext,anext)−Q(s,a))...(1)
however,
s: State a: Action α: Learning coefficient r: Reward γ: Discount rate maxQ(snext, next): Maximum Q value for the next possible action
(実施形態2)
実施形態2に係る射出成形機1は、成形品の不良情報を自動的に取得し、成形条件の自動調整を行う点が実施形態1と異なる。射出成形機1のその他の構成は、実施形態1に係る射出成形機1と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
The injection molding machine 1 according to the second embodiment differs from the first embodiment in that it automatically acquires information about defects in molded products and automatically adjusts molding conditions. Since the other configurations of the injection molding machine 1 are the same as those of the injection molding machine 1 according to the first embodiment, the same parts are designated by the same reference numerals and detailed descriptions are omitted.
図6は、実施形態2に係る射出成形機1の構成例を説明する模式図である。実施形態2に係る射出成形機1は、成形品を撮像する撮像装置9を備える。撮像装置9は成形品を撮像して得た成形品画像データを制御装置4へ出力する。 Figure 6 is a schematic diagram illustrating an example configuration of an injection molding machine 1 according to embodiment 2. The injection molding machine 1 according to embodiment 2 is equipped with an imaging device 9 that captures an image of a molded product. The imaging device 9 captures an image of the molded product and outputs the resulting molded product image data to the control device 4.
図7は、実施形態2に係る条件出し学習モデル6を示す概念図である。実施形態2に係る条件出し学習モデル6は、第1入力層61a及び第1中間層62aと、第2入力層61b及び第2中間層62bと、出力層63とに加え、成形品画像データが入力される第3入力層61c及び第3中間層62cを備える。 Figure 7 is a conceptual diagram showing the condition-setting learning model 6 according to embodiment 2. The condition-setting learning model 6 according to embodiment 2 includes a first input layer 61a and a first intermediate layer 62a, a second input layer 61b and a second intermediate layer 62b, an output layer 63, and a third input layer 61c and a third intermediate layer 62c to which molded product image data is input.
第3入力層61c及び第3中間層62cは、例えば、畳み込みニューラルネットワークの入力層及び中間層と同様の構成である。第3入力層61cは、成形品画像を構成する各画素の画素値が入力される複数のノードを有する。第3中間層62cは、第3入力層61cに入力された成形品画像データの各画素の画素値を畳み込む畳み込み層と、畳み込み層で畳み込んだ画素値をマッピングするプーリング層とが交互に連結された構成を有する。第3中間層62cは、成形品画像の画素情報を圧縮しながら当該成形品画像の特徴量を抽出し、抽出した成形品画像データの特徴量を第2中間層62bに出力する。 The third input layer 61c and third intermediate layer 62c have a configuration similar to that of the input layer and intermediate layer of a convolutional neural network, for example. The third input layer 61c has multiple nodes to which the pixel values of each pixel constituting the molded product image are input. The third intermediate layer 62c has a configuration in which convolutional layers that convolve the pixel values of each pixel of the molded product image data input to the third input layer 61c are alternately connected, and pooling layers that map the pixel values convolved in the convolutional layers. The third intermediate layer 62c extracts feature values of the molded product image while compressing the pixel information of the molded product image, and outputs the extracted feature values of the molded product image data to the second intermediate layer 62b.
第2中間層62bは、複数のノードを有する中間層を複数備え、入力側の中間層のノードは第2入力層61bのノードと、第1中間層62aの出力側のノードと、第3中間層62cの出力側のノードとに結合されている。第2中間層62bには、金型画像データの特徴量と、樹脂情報と、成形品画像データの特徴量とが入力され、成形条件に調整に関連する情報が抽出される。成形品画像データの特徴量は、不良情報に相当する情報である。出力層63の構成は実施形態1と同様である。 The second intermediate layer 62b comprises multiple intermediate layers each having multiple nodes, and the input-side intermediate layer nodes are connected to the nodes of the second input layer 61b, the output-side nodes of the first intermediate layer 62a, and the output-side nodes of the third intermediate layer 62c. Feature quantities of mold image data, resin information, and feature quantities of molded product image data are input to the second intermediate layer 62b, and information related to adjusting molding conditions is extracted. Feature quantities of molded product image data are information equivalent to defect information. The configuration of the output layer 63 is the same as in embodiment 1.
実施形態2に係るプロセッサ41は、ステップS117の処理において、撮像装置9から成形品画像データを取得する。そして、プロセッサ41は、ステップS118の処理において、取得した金型画像データ、樹脂情報及び成形品画像データを、条件出し学習モデル6に入力する。プロセッサ41は、条件出し学習モデル6から出力される複数の各項目の調整必要度に基づいて、調整すべき成形条件の項目を決定する。以下の処理は実施形態1と同様である。 In step S117, the processor 41 according to the second embodiment acquires molded product image data from the imaging device 9. Then, in step S118, the processor 41 inputs the acquired mold image data, resin information, and molded product image data into the condition setting learning model 6. The processor 41 determines the molding condition items to be adjusted based on the degree of adjustment necessity for each of the multiple items output from the condition setting learning model 6. The following processing is the same as in the first embodiment.
但し、ステップS124及びステップS125の処理は、条件出し学習モデル6を用いて行うことができる。具体的には、プロセッサ41は、ステップS122の処理で成形される成形品を撮像して得られる成形品画像データを取得する。そして、プロセッサ41は、金型画像データ、樹脂情報及び成形品画像データを条件出し学習モデル6に入力する。プロセッサ41は、条件出し学習モデル6から出力される調整必要度が所定値以上である場合、ステップS125で不良ありと判定し、調整必要度が所定値未満である場合、ステップS125で不良なしと判定すればよい。 However, the processing of steps S124 and S125 can be performed using the condition-setting learning model 6. Specifically, the processor 41 acquires molded product image data obtained by imaging the molded product molded in the processing of step S122. The processor 41 then inputs the mold image data, resin information, and molded product image data into the condition-setting learning model 6. If the degree of adjustment necessity output from the condition-setting learning model 6 is equal to or greater than a predetermined value, the processor 41 determines that there is a defect in step S125, and if the degree of adjustment necessity is less than the predetermined value, it determines that there is no defect in step S125.
このように構成された実施形態2に係る射出成形機1によれば、金型画像データ及び樹脂情報を入力するのみで、成形条件の条件出しを自動的に実行することができる。 With the injection molding machine 1 according to embodiment 2 configured in this way, molding conditions can be automatically determined simply by inputting mold image data and resin information.
1 射出成形機
2 型締装置
3 射出装置
4 制御装置
5 コンピュータプログラム
50 記録媒体
6 条件出し学習モデル
7 操作履歴DB
1 Injection molding machine 2 Mold clamping device 3 Injection device 4 Control device 5 Computer program 50 Recording medium 6 Conditioning learning model 7 Operation history DB
Claims (6)
金型のキャビティに係る画像データを含み、該金型の特徴を示す金型情報と、原料樹脂の融点又は粘度を示すデータを含み、原料樹脂の特性を示す樹脂情報と、成形品のバリ、ヒケ、フローマーク、クラック、ウェルドライン、ボイド、シルバーストリーク又はショートの有無を示すデータを含み、現時点の成形条件における成形品の不良現象を示す不良情報とを取得し、
前記金型情報、前記樹脂情報及び前記不良情報が入力された場合、成形条件である複数の項目の調整の要否、調整範囲及び調整刻み幅に係る情報を出力する学習モデルに、取得した前記金型情報、前記樹脂情報及び前記不良情報を入力することによって、調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅を決定し、
決定した調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅に基づいて、自動的に成形条件を変更しながら成形制御を実行する
成形条件調整方法。 A molding condition adjusting method for adjusting molding conditions of an injection molding machine, comprising:
Obtaining mold information including image data relating to the mold cavity and indicating the characteristics of the mold , resin information including data indicating the melting point or viscosity of the raw material resin and indicating the properties of the raw material resin, and defect information including data indicating the presence or absence of burrs, sink marks, flow marks, cracks, weld lines, voids, silver streaks or shorts in the molded product and indicating defective phenomena in the molded product under the current molding conditions ,
When the mold information, resin information, and defect information are input, the acquired mold information, resin information, and defect information are input into a learning model that outputs information related to the necessity of adjusting a plurality of items that are molding conditions, the adjustment range, and the adjustment step width, thereby determining the molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment step width;
A molding condition adjusting method for automatically changing molding conditions and controlling molding based on the determined molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment step width.
請求項1に記載の成形条件調整方法。 The molding condition items include injection speed, injection pressure, heater temperature, dwell pressure, dwell switching position, injection start position, resin temperature in the mold, nozzle temperature, hopper temperature, mold clamping force, injection acceleration, injection stroke, cylinder tip resin pressure, backflow prevention ring seating state, dwell switching speed, dwell completion position, cushion position, metering back pressure, metering torque, metering completion position, screw retreat speed, cycle time, mold closing time, injection time, dwell time, metering time, mold opening time, cooling time, screw rotation speed, mold opening/closing speed, ejection speed, or number of ejections.
The molding condition adjusting method according to claim 1 .
請求項1又は請求項2に記載の成形条件調整方法。 3. The molding condition adjusting method according to claim 1 , further comprising displaying a history of changes to the molding conditions.
金型のキャビティに係る画像データを含み、該金型の特徴を示す金型情報と、原料樹脂の融点又は粘度を示すデータを含み、原料樹脂の特性を示す樹脂情報と、成形品のバリ、ヒケ、フローマーク、クラック、ウェルドライン、ボイド、シルバーストリーク又はショートの有無を示すデータを含み、現時点の成形条件における成形品の不良現象を示す不良情報とを取得し、
前記金型情報、前記樹脂情報及び前記不良情報が入力された場合、成形条件である複数の項目の調整の要否、調整範囲及び調整刻み幅に係る情報を出力する学習モデルに、取得した前記金型情報、前記樹脂情報及び前記不良情報を入力することによって、調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅を決定し、
決定した調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅に基づいて、自動的に成形条件を変更しながら成形制御を実行する
処理を前記コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。 A computer program for causing a computer to execute a process for adjusting molding conditions of an injection molding machine,
Obtaining mold information including image data relating to the mold cavity and indicating the characteristics of the mold , resin information including data indicating the melting point or viscosity of the raw material resin and indicating the properties of the raw material resin, and defect information including data indicating the presence or absence of burrs, sink marks, flow marks, cracks, weld lines, voids, silver streaks or shorts in the molded product and indicating defective phenomena in the molded product under the current molding conditions ,
When the mold information, resin information, and defect information are input, the acquired mold information, resin information, and defect information are input into a learning model that outputs information related to the necessity of adjusting a plurality of items that are molding conditions, the adjustment range, and the adjustment step width, thereby determining the molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment step width;
A computer program for causing the computer to execute a process of automatically changing molding conditions and executing molding control based on the determined molding condition items to be adjusted, adjustment ranges, and adjustment step widths.
金型のキャビティに係る画像データを含み、該金型の特徴を示す金型情報と、原料樹脂の融点又は粘度を示すデータを含み、原料樹脂の特性を示す樹脂情報と、成形品のバリ、ヒケ、フローマーク、クラック、ウェルドライン、ボイド、シルバーストリーク又はショートの有無を示すデータを含み、現時点の成形条件における成形品の不良現象を示す不良情報とを取得する取得部と、
前記金型情報、前記樹脂情報及び前記不良情報が入力された場合、成形条件である複数の項目の調整の要否、調整範囲及び調整刻み幅に係る情報を出力する学習モデルに、取得した前記金型情報、前記樹脂情報及び前記不良情報を入力することによって、調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅を決定する決定部と、
決定した調整すべき成形条件の項目、調整範囲及び調整刻み幅に基づいて、自動的に成形条件を変更しながら成形制御を実行する制御部と
を備える成形条件調整装置。 A molding condition adjusting device that adjusts molding conditions of an injection molding machine,
an acquisition unit that acquires mold information including image data related to the mold cavity and indicating the characteristics of the mold , resin information including data indicating the melting point or viscosity of the raw material resin and indicating the properties of the raw material resin, and defect information including data indicating the presence or absence of burrs, sink marks, flow marks, cracks, weld lines, voids, silver streaks or shorts in the molded product and indicating defects in the molded product under the current molding conditions ;
a determination unit that determines molding condition items to be adjusted, adjustment ranges and adjustment increments by inputting the acquired mold information, resin information and defect information into a learning model that outputs information related to the necessity of adjusting a plurality of molding condition items, the adjustment ranges and adjustment increments when the mold information, resin information and defect information are input ;
and a control unit that executes molding control while automatically changing the molding conditions based on the determined molding condition items to be adjusted, the adjustment range, and the adjustment step width.
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