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技術 金型監視装置及び金型監視方法

出願人 株式会社十王
発明者 柴田逸雄小林正志篠崎亮井上政彦仲西吉秋
出願日 2001年4月24日 (19年8ヶ月経過) 出願番号 2001-126468
公開日 2002年11月5日 (18年1ヶ月経過) 公開番号 2002-321266
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等の成形用の型 プラスチック等の射出成形
主要キーワード 回ショット 検査タイミング 突き出し動作 各検査位置 監視タイミング 稼働停止 被撮影物 稼動停止
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

金型監視装置監視タイミングを金型監視装置内で処理し、かつ、金型監視のための設定を自動化することが可能な金型監視装置を提供する。

解決手段

所定位置位置決めして固定したカメラ9と、このカメラ9が撮影した撮影画像分析し、撮影画像の変化から金型が型開方向に移動中なのか型閉方向に移動中なのかを判断する画像分析手段32と、型閉中の金型の移動経路上に設定した検査位置と、この検査位置における撮影画像を記憶する記憶手段33,34と、型閉中の前記検査位置における撮影画像を、前記記憶手段に記憶された前ショットの同一位置近傍の撮影画像と比較し、この比較結果が不一致のときに、金型を停止させる判断を行う比較判断手段36とを有する。

概要

背景

従来は、例えば、特公昭60−50573号公報に記載されているように、射出成型機等の成形機から金型監視装置タイミング処理に必要な複数の信号線が金型監視装置に接続されて、前記複数の信号線によりタイミング信号が金型監視装置に取り込まれ、そのタイミング信号により金型監視装置が金型監視を行い、この監視結果に基づき射出成型機に指令信号が出力されていた。

これを図9に示すタイミングチャートに従って射出成型機の工程に沿って説明する。まず、射出成型機の可動型固定型が閉じた状態で樹脂が型内に射出され、射出が完了すると型開き信号aにより、可動型が移動し型開きbが行われる。ここで可動型が解放位置まで達したとき、型開き完了信号cが金型監視装置に出力され、金型監視装置は1次監視dを行い固定型に成型品が全て残っているか監視を行うために、金型監視装置のカメラから可動型の映像信号が取り込まれる。

次に、前記映像信号を輝度情報に変換し、この変換された輝度情報と基準となる輝度情報を比較し、比較結果に問題がなければ金型監視装置より、可動型に付着している成型品を落とすための突き出し指令信号eが射出成型機に出力される。前記突き出し指令信号を受けた射出成型機は、可動型に設けられている成型品を可動型から剥離するための突き出しピンを1回あるいは複数回作動させ、成型品を可動型から突き落とす。

前記突き出し動作が完了すると、射出成型機から金型監視装置に突き出し完了信号gが出力され、前記突き出し完了信号を受けた金型監視装置は可動型の2次監視hを行い、可動型に成型品が残っているか否かの監視を行う。このために、1次監視と同様に可動型の映像信号を取り込み、これを輝度情報に変換し基準値と比較する。比較結果に問題がなければ、金型監視装置より射出成型機に型閉じ指令信号jが出力され、射出成型機は可動型を移動し型閉じを開始する。これが従来行われていた射出成型機と金型監視装置の1工程の動作である。

概要

金型監視装置の監視タイミングを金型監視装置内で処理し、かつ、金型監視のための設定を自動化することが可能な金型監視装置を提供する。

所定位置位置決めして固定したカメラ9と、このカメラ9が撮影した撮影画像分析し、撮影画像の変化から金型が型開方向に移動中なのか型閉方向に移動中なのかを判断する画像分析手段32と、型閉中の金型の移動経路上に設定した検査位置と、この検査位置における撮影画像を記憶する記憶手段33,34と、型閉中の前記検査位置における撮影画像を、前記記憶手段に記憶された前ショットの同一位置近傍の撮影画像と比較し、この比較結果が不一致のときに、金型を停止させる判断を行う比較判断手段36とを有する。

目的

本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、タイミング処理のための時間を短縮し、タイミング処理のための信号線を削減するとともに、前記信号線の代わりに金型監視装置の監視タイミングを金型監視装置内で処理し、かつ、金型監視のための設定を自動化することが可能な信頼性の高い金型監視装置及び金型監視方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

可動金型固定金型キャビティとを有し、前記可動金型と前記固定金型とを型締めした状態で前記キャビティに溶融材料充填して成形品成形する射出成形機金型に設けられ、少なくとも前記金型の開放時に前記成形品が前記金型から排出されたかどうかを監視する金型監視装置において、所定位置位置決めして固定したカメラとこのカメラが撮影した撮影画像分析し、撮影画像の変化から前記金型が型開方向に移動中なのか型閉方向に移動中なのかを判断する画像分析手段と、型閉中の金型の移動経路上に設定した検査位置と、この検査位置における撮影画像を記憶する記憶手段と、型閉中の前記検査位置における撮影画像を、前記記憶手段に記憶された前ショットの同一位置近傍の撮影画像と比較し、この比較結果が不一致のときに、金型を停止させる判断を行う比較判断手段と、を有することを特徴とする金型監視装置。

請求項2

前記記憶手段が、型開中の金型の移動経路上に設定した検査位置と、この検査位置近傍における撮影画像を記憶し、前記比較判断手段が、型開中の前記検査位置近傍における撮影画像を、前記記憶手段に記憶された前ショットの同一位置近傍の撮影画像と比較し、この比較結果が不一致のときに、成形品が不良であると判断することを特徴とする請求項1に記載の金型監視装置。

請求項3

同一ショット内において型開中の撮影画像と型閉中の撮影画像を対応する検査位置近傍で比較し、両撮影画像の一致,不一致に基づいて正常又は異常を判断する比較判断手段を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の金型監視装置。

請求項4

前記比較判断手段が、同一ショット内における型開中の撮影画像と型閉中の撮影画像との比較結果に基づく判断と、型閉中の撮影画像と前記記憶手段に記憶された前ショットの同一位置の撮影画像との比較結果に基づく判断が矛盾する場合に、金型を停止させてその旨を報知することを特徴とする請求項3に記載の金型監視装置。

請求項5

前記画像分析手段は、型開方向又は型閉方向に移動中の金型を所定時間ごとに撮影し、一の撮影画像を一つ前の他の撮影画像と比較して撮影画像の変化量を求め、この撮影画像の変化量を一つ前の撮影画像の変化量と比較して、前記変化量の推移が大きく変化したときに、金型の移動速度が高速から低速又は低速から高速に切り替わったと判断することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の金型監視装置。

請求項6

前記推移を撮影画像の変化量の差によって判断し、かつ、その差の正負によって、前記金型の移動方向が型開方向であるか型閉方向であるかを判断することを特徴とする請求項5に記載の金型監視装置。

請求項7

前記撮影画像の変化量が、撮影画像内輝度の変化量又は撮影画像内の形状の変化量であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の金型監視方法

請求項8

前記撮影画像の検査位置の設定を、前記金型の移動速度の低速領域内で設定したことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の金型監視装置。

請求項9

前記金型の移動中に、前記撮影画像内で撮影画像データが安定して得られる部位をマーカーとして前記記憶手段に登録し、当該マーカーの前記撮影画像内における位置に基づいて前記検査位置を決定することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の金型監視装置。

請求項10

前記比較判断手段は、型開時又は型閉時における前記撮影画像の比較を複数の検査位置について行い、当該複数の検査位置において二以上の検査結果が連続して同一であった場合に、正常又は異常と判断することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の金型監視装置。

請求項11

可動金型と固定金型とキャビティとを有し、前記可動金型と前記固定金型とを型締めした状態で前記キャビティに溶融材料を充填して成形品を成形する射出成形機の金型に設けられ、少なくとも、前記金型の開放時に前記成形品が前記金型から排出されたかどうかを監視する金型監視方法において、所定位置に固定したカメラで、型開中又は型閉中の金型を撮影する工程と、前記カメラが撮影した撮影画像を順次比較し、撮影画像の変化から前記金型が型開方向に移動中なのか型閉方向に移動中なのかを判断する工程と、型開中及び型閉中の金型の移動経路上に検査位置を設定する工程と、型開中の前記検査位置近傍における撮影画像を、前ショットの同一位置の撮影画像と比較するとともに、型閉中の前記検査位置近傍における撮影画像を前ショットの同一位置の撮影画像と比較する工程と、この比較結果が一致するときに、正常と判断する工程と、を有することを特徴とする金型監視方法。

請求項12

同一のショット内で型開中の撮影画像と型閉中の撮影画像を対応する検査位置で比較し、両撮影画像の一致,不一致に基づいて正常又は異常を判断する工程をさらに有することを特徴とする請求項11に記載の金型監視方法。

請求項13

前記画像分析手段は、型開方向又は型閉方向に移動中の金型を所定時間ごとに撮影し、一の撮影画像を一つ前の他の撮影画像と比較して撮影画像の変化量を求め、この撮影画像の変化量を一つ前の撮影画像の変化量と比較して、前記変化量の推移が大きく変化したときに、金型の移動速度が高速から低速又は低速から高速に切り替わったと判断することを特徴とする請求項10又は11に記載の金型監視方法。

請求項14

前記撮影画像の変化量が、撮影画像内の輝度の変化量又は撮影画像内の形状の変化量であることを特徴とする請求項11〜13のいずれかに記載の金型監視方法。

請求項15

前記金型の移動中に、前記メモリに取り込まれた撮影画像内で撮影画像データが安定して得られる部位をマーカーとして前記メモリに登録し、当該マーカーの前記撮影画像内における位置に基づいて前記検査位置を設定することを特徴とする請求項11〜14のいずれかに記載の金型監視方法。

請求項16

型開時又は型閉時における前記撮影画像の比較を複数の検査位置について行い、当該複数の検査位置において二以上の検査結果が連続して同一であった場合に、正常又は異常と判断することを特徴とする請求項11〜15のいずれかに記載の金型監視方法。

技術分野

0001

本発明は、樹脂や金属の成形機において、金型内成形品が残った場合にこれを検出し、成形品が残ったままで型締めが行われるのを防止することができるようにした金型監視装置及び金型監視方法に関する。

背景技術

0002

従来は、例えば、特公昭60−50573号公報に記載されているように、射出成型機等の成形機から金型監視装置のタイミング処理に必要な複数の信号線が金型監視装置に接続されて、前記複数の信号線によりタイミング信号が金型監視装置に取り込まれ、そのタイミング信号により金型監視装置が金型監視を行い、この監視結果に基づき射出成型機に指令信号が出力されていた。

0003

これを図9に示すタイミングチャートに従って射出成型機の工程に沿って説明する。まず、射出成型機の可動型固定型が閉じた状態で樹脂が型内に射出され、射出が完了すると型開き信号aにより、可動型が移動し型開きbが行われる。ここで可動型が解放位置まで達したとき、型開き完了信号cが金型監視装置に出力され、金型監視装置は1次監視dを行い固定型に成型品が全て残っているか監視を行うために、金型監視装置のカメラから可動型の映像信号が取り込まれる。

0004

次に、前記映像信号を輝度情報に変換し、この変換された輝度情報と基準となる輝度情報を比較し、比較結果に問題がなければ金型監視装置より、可動型に付着している成型品を落とすための突き出し指令信号eが射出成型機に出力される。前記突き出し指令信号を受けた射出成型機は、可動型に設けられている成型品を可動型から剥離するための突き出しピンを1回あるいは複数回作動させ、成型品を可動型から突き落とす。

0005

前記突き出し動作が完了すると、射出成型機から金型監視装置に突き出し完了信号gが出力され、前記突き出し完了信号を受けた金型監視装置は可動型の2次監視hを行い、可動型に成型品が残っているか否かの監視を行う。このために、1次監視と同様に可動型の映像信号を取り込み、これを輝度情報に変換し基準値と比較する。比較結果に問題がなければ、金型監視装置より射出成型機に型閉じ指令信号jが出力され、射出成型機は可動型を移動し型閉じを開始する。これが従来行われていた射出成型機と金型監視装置の1工程の動作である。

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、従来の場合は射出成型機からの監視タイミング信号を受けてから監視装置が監視を開始し、比較判定を行いその結果によって射出成型機を次の動作に進めるために、射出成型機は金型監視装置と動作を同期させる必要がある。そのため、金型監視装置の映像信号取り込み、輝度情報に変換、比較判定という処理時間が加わるため、射出成型機の動作が遅れるという問題点があった。特に射出成型機では、成型品のコストダウンという観点から、短時間で多くの成型品作成が望まれている。また、射出成型機と金型監視装置間には信号制御の信号線が複数あるために、現地据え付け時工数がかかると同時に専門技術を必要とする等の問題があった。また、金型監視のための設定を可能な限り自動化し、かつ、信頼性の高い金型監視を行うことのできる金型監視装置が望まれている。

0007

本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、タイミング処理のための時間を短縮し、タイミング処理のための信号線を削減するとともに、前記信号線の代わりに金型監視装置の監視タイミングを金型監視装置内で処理し、かつ、金型監視のための設定を自動化することが可能な信頼性の高い金型監視装置及び金型監視方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、可動金型固定金型キャビティとを有し、前記可動金型と前記固定金型とを型締めした状態で前記キャビティに溶融材料充填して成形品を成形する射出成形機の金型に設けられ、少なくとも前記金型の開放時に前記成形品が前記金型から排出されたかどうかを監視する金型監視装置において、所定位置位置決めして固定したカメラと、このカメラが撮影した撮影画像分析し、撮影画像の変化から前記金型が型開方向に移動中なのか型閉方向に移動中なのかを判断する画像分析手段と、型閉中の金型の移動経路上に設定した検査位置と、この検査位置近傍における撮影画像を記憶する記憶手段と、型閉中の前記検査位置近傍における撮影画像を、前記記憶手段に記憶された1ショット又は複数ショット前の同一位置近傍の撮影画像と比較し、この比較結果が不一致のときに、金型を停止させる判断を行う比較判断手段とを有する構成としてある。

0009

この構成によれば、撮影画像中輝度特定部位の形状の変化などによって、金型の移動速度及び移動方向の自動判断が可能である。したがって、所定の検査位置で撮影画像を取り込み、この撮影画像を一つ前又は複数前の前ショットの同一位置近傍の撮影画像と比較することで、型閉時において成形品が確実に金型から排出されているかどうかを判断することが可能である。すなわち、一ショット前又は複数ショット前の同一位置における撮影画像をモデル画像としているので、モデル画像を手入力等で設定する必要がなく、金型監視のための設定を自動化することが可能である。また、射出成形機等と金型監視装置との間の信号やりとりも、異常と判断した場合の停止信号だけでよいので、信号線を大幅に削減することができ、ほぼ完全に監視のタイミングを金型監視装置内で処理することが可能になる。

0010

請求項2に記載の発明は、前記記憶手段が、型開中の金型の移動経路上に設定した検査位置と、この検査位置近傍における撮影画像を記憶し、前記比較判断手段が、型開中の前記検査位置近傍における撮影画像を、前記記憶手段に記憶された前ショットの同一位置近傍の撮影画像と比較し、この比較結果が不一致のときに、成形品が不良であると判断するように構成してある。この構成によれば、型閉時だけでなく、型開時にも検査を行うことが可能になり、成形された成形品が良品であるか不良品であるかの判断も行えるようになる。

0011

請求項3に記載の発明は、同一ショット内において型開中の撮影画像と型閉中の撮影画像を対応する検査位置で比較し、両撮影画像の一致,不一致に基づいて正常又は異常を判断する比較判断手段を設けた構成としてある。このように構成すれば、前ショットと撮影画像との比較によって成形品が確実に排出されたかどうかの判断に加えて、型開時の撮影画像と型閉時の撮影画像とを比較して成形品の排出を確認することができ、より信頼性の高い監視装置を得ることができる。この場合、請求項4に記載の発明のように、前記比較判断手段が、同一ショット内における型開中の撮影画像と型閉中の撮影画像との比較結果に基づく判断と、型閉中の撮影画像と前記記憶手段に記憶された前ショットの同一位置近傍の撮影画像との比較結果に基づく判断が矛盾する場合に、金型を停止させてその旨を報知するようにするとよい。

0012

請求項5に記載の発明は、前記画像分析手段は、型開方向又は型閉方向に移動中の金型を所定時間ごとに撮影し、一の撮影画像を一つ前の他の撮影画像と比較して撮影画像の変化量を求め、この撮影画像の変化量を一つ前の撮影画像の変化量と比較して、前記変化量の推移が大きく変化したときに、金型の移動速度が高速から低速又は低速から高速に切り替わったと判断するように構成してある。また、請求項6に記載の発明は、前記推移を撮影画像の変化量の差によって判断し、かつ、その差の正負によって、前記金型の移動方向が型開方向であるか型閉方向であるかを判断するように構成してある。このように構成することで、成形機とは無関係に、金型監視装置が金型の移動方向及び金型の移動速度の変化を自動判断することができるようになる。

0013

請求項7に記載の発明は、前記撮影画像の変化量が、撮影画像内の輝度の変化量又は撮影画像内の形状の変化量である構成としてある。通常、カメラで被撮影物を撮影する場合には照明を用いる。被撮影物である金型には照明光反射して明るく撮影され、これ以外の部分は暗く撮影される。そこで、撮影画像内の輝度分布明暗分布)の割合を求め、この割合がどのように推移するかによって、金型がカメラから遠ざかっているのか、近づいているのかを判断することが容易になる。また、その推移の度合、すなわち、輝度の変化量の大小によって、金型の移動速度を求めることができる。

0014

請求項8に記載の発明は、前記撮影画像の検査位置の設定を、前記金型の移動速度の低速領域内で設定した構成としてある。撮影画像は、金型の移動速度が低速であるほど鮮明である。そこで、低速域で検査を行うようにすることで、より正確な検査を行うことが可能になる。

0015

請求項9に記載の発明は、前記金型の移動中に、前記撮影画像内で撮影画像データが安定して得られる部分をマーカーとして前記記憶手段に登録し、当該マーカーの前記撮影画像内における位置に基づいて前記検査位置を決定するように構成してある。金型の位置、例えば、所定位置に設定された原点からの距離は、撮影画像内の任意点(マーカー)の位置に基づいて求めることができる。この位置を正確に求めるには、前記任意点の位置の変化が、金型の移動にともなって可能な限り大きく変化することが好ましい。そこで、撮影画像内の線や点、所定の形状や輝度の変化の度合を分析し、その中で最も大きく変化するものをマーカーとすることで、金型の位置を正確に判断することが可能になる。また、マーカーの自動選択及び検査位置の決定も可能になる。

0016

請求項10に記載の発明は、前記比較判断手段は、型開時又は型閉時における前記撮影画像の比較を複数の検査位置について行い、当該複数の検査位置において二以上の検査結果が連続して同一であった場合に、正常又は異常と判断するように構成してある。このように、複数回確認のための処理を繰り返すことで、誤判断による成形機の稼動停止を可能な限り回避することができる。

0017

本発明の目的は、可動金型と固定金型とキャビティとを有し、前記可動金型と前記固定金型とを型締めした状態で前記キャビティに溶融材料を充填して成形品を成形する射出成形機の金型に設けられ、少なくとも、前記金型の開放時に前記成形品が前記金型から排出されたかどうかを監視する金型監視方法において、所定位置に固定したカメラで、型開中又は型閉中の金型を撮影する工程と、前記カメラが撮影した撮影画像を順次比較し、撮影画像の変化から前記金型が型開方向に移動中なのか型閉方向に移動中なのかを判断する工程と、型開中及び型閉中の金型の移動経路上に検査位置を設定する工程と、型開中の前記検査位置近傍における撮影画像を、前ショットの同一位置近傍の撮影画像と比較するとともに、型閉中の前記検査位置近傍における撮影画像を前ショットの同一位置近傍の撮影画像と比較する工程と、この比較結果が一致するときに、正常と判断する工程とを有する金型監視方法によっても達成が可能である。

0018

この方法によれば、一ショット前又は複数ショット前の撮影画像をモデル画像として型開時及び型閉時の双方で画像比較を行いながら正常又は異常を判断するので、検査判断の基礎となるモデル画像を予め撮影してメモリに登録する必要がなくなり、検査のための作業を簡素化することが可能になる。また、モデル画像を作成する作業を省くことができるので、成形機等の稼働率を低下させることもない。

発明を実施するための最良の形態

0019

以下、本発明の金型監視の好適な実施形態を、図面に従って詳細に説明する。図1は、本発明の金型監視装置の一実施形態にかかり、カメラで可動金型のキャビティが形成された面を撮影する様子を示す平面図、図2は、カメラと、このカメラによって撮影される可動金型のキャビティが形成された面を示す斜視図である。

0020

図1に示すように、射出成形機1の金型は、固定金型2と可動金型3とを有している。可動金型3は、タイバー4に案内されながら進退移動し、固定金型2に対して型締め、型開きが行われる。固定金型2と可動金型3の間に形成されたキャビティには、型締め状態で、固定金型2に設けられたノズル5から溶融した材料が充填される。キャビティ内に充填された材料が固化・冷却してから、可動金型3がタイバー4に沿って型開き方向に移動する。可動金型3が後方図1において左方)に移動して突出し部7に当接すると、可動金型3に設けられた突出しピン8が突出部7によって前進して、成形品を可動金型3から突き出す。この成形品の突き出し後に、可動金型3が前方(図1右方)に移動して型締めが行われる。

0021

図2に示すように、この実施形態の金型は6個取りであり、可動金型3の内面には成形される6個の成形品13〜18に応じて、6個のコア部が形成されている。可動金型3の内面を撮影するカメラ9は、可動金型3が移動する移動経路の近傍に位置決めして固定されている。カメラ9は、可動金型3の移動中に、少なくともこれら6個のコア部及び成形品13〜18の全てが撮影画面内に収まるように、位置決めして固定するのが好ましい。また、可動金型3の撮影画像を明瞭にするために、ランプ等の照明装置を並設するのが好ましい。

0022

さらに、カメラ9は、撮影した画像のデータを二値データで出力することのできるCCD形又はMOS形の撮像素子を有するカメラである。カメラ9は、カラー又はモノクロのいずれであってもよいが、モノクロの方が画像処理速度が速いという点で有利である。また、CCD形又はMOS形の撮像素子を使用するカメラに限らず、撮影した画像をアナログ信号で出力するカメラを用いることも可能である。この場合は、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器を介在させるとよい。

0023

図3は、本発明の金型監視装置のブロック図である。金型監視装置は、型開時に成形品が正常に成形されているかどうか、及び、型閉時に成形品が確実に金型から排出されているかどうかの検査を行う際の基準となるモデル画像等を作成するモデル画像作成部Iと、実際に検査を行う検査部IIとを有している。カメラ9によって撮影された画像は、モデル画像作成部Iの第一の画像処理部30a及び検査部IIの第二の画像処理部30bに入力される。

0024

[モデル画像作成部I]モデル画像作成部Iは、第一の画像処理部30a、作業用メモリ31、画像分析部32、一次側メモリ33及び二次側メモリ34等で構成される。第一の画像処理部30aは、例えば、予め設定された時間間隔で抽出した撮影画像を、作業用メモリ31に入力するとともに、撮影画像の輝度分布や画像内に含まれる形状等を分析する画像分析部32に入力する。作業用メモリ31には、所定時間ごとに入力された撮影画像が、順次に蓄積されることになる。画像分析部32では、ある時間Tn(n=1,2,3・・・)で取り込まれた撮影画像を、作業用メモリ31内の一つ前、つまり時間Tn−1の撮影画像と比較してその変化量を割り出す。比較する内容としては、例えば、撮影画像内の輝度、形状等が挙げられる。

0025

これを図5を参照しながら説明する。図5は、可動金型3の位置と、カメラ9によって撮影された撮影画像との関係を示す図で、図5(a)は可動金型3の位置を示し、図5(b)は撮影画像を示している。図5(a)中の〜で示す位置は、(b)の〜の撮影画像に対応している。また、図5(b)中、符号91〜95で示す枠内の範囲が、カメラ9で撮影された位置〜における撮影画像である。図5で示す金型3は、〜で示す範囲内で高速で移動し、〜で示す範囲内で低速で移動するものとする。

0026

可動金型3が高速で型開方向に移動している場合には、可動金型3がカメラ9から急速に遠ざかるため、撮影画像内における可動金型3の大きさが急速に小さくなる。カメラ9には、通常、撮影のために照明が設けられているため、この照明光が反射する可動金型3の部分が撮影画像91〜95内で明るく、これ以外の部分は暗くなって現れる。したがって、撮影画像91〜95内の明暗の度合いを分析することで、各位置〜の撮影画像91〜95内の輝度分布を分析することが可能である。そして、各位置〜の輝度分布に基づいて、位置と、位置と、位置と、位置とにおける輝度変化の大きさを求めることができる。これを輝度変化量C1,C2,C3,C4とする。

0027

可動金型3が高速で移動しているときには、輝度変化量は大きく、可動金型3が低速移動移行すると、輝度変化量は小さくなる。図5では、輝度変化量の推移を、変化量の差δ1,δ2,δ3(型開時には、δ1=C1−C2、δ2=C2−C3,δ3=C3−C4、型閉時にはδ1=C2−C1、δ2=C3−C2,δ3=C4−C3)で示している。画像分析部32は、輝度変化量の差が最も大きいδ1の部分、つまり位置で可動金型3が高速から低速に変化したと判断することができる。さらに、輝度変化量の差δ1,δ2,δ3の正負から、可動金型3が型開方向に移動しているのか、型閉方向に移動しているのかを判断することができる。

0028

次いで、画像分析部32は、低速領域の〜の撮影画像内で、形状の変化量又は撮影画像内における位置の変化量が顕著な部分を探索する。例えば、画像分析部32は、形状として撮影画像92〜95内の水平方向の横線に着目し、その変化量が最も大きい可動金型3の上縁3aを選択する。画像分析部32は、ピン19,20の位置に着目し、撮影画像内の原点からの距離(原点に対する位置関係)が顕著に変化するピン19を選択することもできる。そして、このようにして選択した形状や位置の変化量が顕著な部分、上記の例に従えば、可動金型3の上縁3aの形状又はピン19の位置を、各位置〜ごとにマーカーとして決定する。このマーカーは、検査を行う際に基準となる位置である検査位置を決定する際に用いられる。

0029

画像分析部32は、型開中における低速領域の位置〜の撮影画像92〜95を、モデル画像として一次側メモリ33に記憶させるとともに、位置〜において選択されたマーカーを一次側メモリ33に記憶させる。同様に、型閉中における低速領域の位置〜の撮影画像92〜95を、モデル画像として二次側メモリ34に記憶させるとともに、位置〜において選択されたマーカーを二次側メモリ34に記憶させる。

0030

図4に示すように、一次側メモリ33及び二次側メモリ34のメモリ領域は、一つ前のショット(成形品を成形するための一連の動作を「ショット」と記載する)で作成されたモデル画像を記憶する領域33a(34a)と、今回のショットで作成されたモデル画像を記憶する領域33b(34b)とを有している。今回のショット(以下、今回ショットという)の検査においては、前回のショット(以下、前回ショットという)で作成されたモデル画像、つまり、領域33a(34a)に記憶されているモデル画像が利用され、今回ショットで作成されたモデル画像は、次回のショット(以下、次回ショットという)の検査で利用されることになる。なお、マーカーについては、成形機稼働開始直後に行う点検用のショットにおいて選択したものを、次回ショット以降そのまま用いるものとしてもよい。

0031

[検査部II]検査部IIは、第二の画像処理部30bと、読み出し部35と、比較判断部36とを有している。読み出し部35は、一次側メモリ33又は二次側メモリ34から検査位置〜の撮影画像(モデル画像)を読み出し、比較・判断部36に送る。第二の画像処理部30bは、一次側メモリ33又は二次側メモリ34に記憶された検査位置〜ごとのマーカーと、カメラ9が撮影した撮影画像の該当部分の形状又は位置とを比較し、両者が一致したときに、可動金型3が検査位置〜に達したと判断する。そして、そのときの撮影画像を比較・判断部36に送る。

0032

比較・判断部36では、カメラ9が撮影している可動金型3が型開方向に移動しているときには、一次側メモリ33のモデル画像と、第二の画像処理部30bから送られてきた撮影画像とを比較する。また、可動金型3が型閉方向に移動しているときには、二次側メモリ34のモデル画像と第二の画像処理部30bから送られてきた撮影画像とを比較する。その結果、両者が一致する場合に、成形品の成形状態及び成形品の排出が正常に行われたと判断する。また、一致しない場合は、成形品の成形が異常である、又は、成形品が排出されていないと判断する。型開中の検査において異常と判断された場合は、そのまま型開動作を継続させて、可動金型3から取り出された成形品を不良品として処理する。型閉中の検査において異常と判断された場合は、ただちに型閉動作を停止させる。

0033

なお、誤判断による可動金型3の停止及び良品を不良品として処理することが無いように、比較判断作業を複数回行うようにするとよい。例えば、連続する二以上の検査位置、例えば、連続する検査位置との双方で異常と判断された場合にのみ、成形品を不良品として処理したり、可動金型3の移動を停止させる指令を出力するように構成することも可能である。また、この実施形態では、説明の便宜のため、検査位置の数は〜の四箇所であるとして説明したが、この数は任意であり、四箇所以上としてもよいことはもちろんである。

0034

[他の実施形態]次に、本発明の他の実施形態を、図6を参照しながら説明する。図6は、本発明の他の実施形態にかかる金型監視装置のブロック図である。この他の実施形態では、型開時の検査位置〜の各々で作成されたモデル画像と、この検査位置〜に対応する型閉時の可動金型3の位置における撮影画像とを比較するようにしている。図6に示すように、この実施形態の金型監視装置は、一次側メモリ33に記憶された今回ショットの型開時の検査位置に基づいて、型閉時における撮影画像を抽出する第三の画像処理部30cを有している。また、一次側メモリ33又は二次側メモリ34から前回ショットで作成されたモデル画像を読み出す第一の読み出し部35aの他に、今回ショットで作成した型開時のモデル画像(図4の領域33bに記憶されているモデル画像92〜95)を一次側メモリ33から読み出す第二の読み出し部35bを有している。

0035

さらに、第一の読み出し部35aで読み出された前回ショットのモデル画像と今回ショットの撮影画像とを比較する第一の比較判断部36aの他に、第二の読み出し部35bが読み出した型開時の今回ショットのモデル画像と、今回ショットの型閉時の撮影画像とを比較する第二の比較判断部36bとを有している。第二の比較判断部36bにおける両画像の比較結果が一致するときには、成形品が排出されていない、すなわち異常と判断して型閉動作を停止させる指令を出力する。

0036

このように、同一ショット内の型開時の撮影画像と型閉時の撮影画像とを比較し、異常と判断したときにはただちに型閉動作を停止させることで、検査の信頼性をさらに高めることができる。なお、この実施形態でも、同一ショット内の型開時の撮影画像と型閉時の撮影画像との比較を複数の検査位置にて行い、一致の判断が二回以上連続して行われたときに、異常と判断して可動金型3を停止させるようにすることも可能である。このようにすることで、誤判断による稼働停止を回避することができる。

0037

[金型監視方法]次に、本発明の金型監視方法を、図7フローチャートを参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、図3図5で示した金型監視装置を適宜参照するものとする。型開動作開始とともに、監視作業スタートする(ステップS10)。カメラ9は常時金型を撮影している(ステップS11)。図示しないタイマ等が時間をカウントし(ステップS12)、この時間がタイムアップしたときに(ステップS13)、第一の画像処理部30aが当該タイムアップ時の画像を撮影画像として作業用メモリ31に記憶させる。

0038

画像分析部32が、タイムアップ時の最新の撮影画像と、作業用メモリ31に記憶された一つ前のタイムアップ時の撮影画像とを比較し、その輝度変化量(Cn)を演算によって求める(ステップS15)。次いで、画像分析部32は、輝度変化量の差δnを求める。この輝度変化量の差δnステップS15で得られた輝度変化量Cnから、一つ前の輝度変化量Cn−1を差し引くことによって求めることができる。そして、この輝度変化量の差δに基づいて、可動金型3が高速で移動しているのか、低速で移動しているのかを判断することができる。また、輝度変化量δの符号が正か負かに基づいて、移動方向が型開方向か型閉方向かを判断することが可能である(ステップS17,S18)。

0039

図7に示すフローチャートは型開時のものであるから、移動方向が型閉方向であると判断した場合には、型閉時のフローを実行する(ステップS17)。なお、型閉時のものについては、図7で示す型開時のものと基本的に変わりがないので、ここでは図示及び詳しい説明は省略する。ステップS17で、可動金型3の移動方向が型開方向である判断したときに、ステップS18以下の処理を実行する。次に、可動金型3の移動速度が低速であることを条件に(ステップS18)、画像分析部32は撮影画像の中から形状変化の顕著な部分を探索する(ステップS19)。そして、該当部分が見つかったときに(ステップS20)、当該部分をマーカーとして登録し(ステップS21)、当該マーカーに基づいて検査位置(図5(b)の位置〜に相当する)を決定する(ステップS22)。

0040

さらに、各検査位置と撮影画像とを対応させて、図4に示すように一次側メモリ33に記憶させる。このようにして記憶された撮影画像が、次回ショットで検査の基礎とされるモデル画像である(ステップS25)。該当部分が発見されなかったときは(ステップS20)、アラーム等で作業者に報知し(ステップS23)、検査位置の手動での入力を促す(ステップS24)。このようにして設定された検査位置も、対応する撮影画像とともに一次側メモリ33に記憶される。

0041

第二の画像処理部30bは、前回ショットで作成されて一次側メモリ33に記憶されている検査位置を読み出し、この検査位置に可動金型3が達したと判断したときに(ステップS26)、当該検査位置の撮影画像を比較判断部36に送る。一方、読み出し部35が一次側メモリ33から前回ショットで作成された型開時のモデル画像を読み出し(ステップS27)、比較判断部36に送る。比較判断部36では、第二の画像処理部30bから送られてきた撮影画像と、読み出し部35が読み出したモデル画像とを比較し(ステップS28)、両画像が一致するかどうかを判断する(ステップS29)。

0042

比較判断部36は、対応する検査位置の各々について順番に撮影画像とモデル画像とを比較する。撮影画像とモデル画像の一致判断が二回連続して行われれば(ステップS30)、正常と判定して成形作業を継続させる(ステップS32)。撮影画像とモデル画像の不一致判断が二回連続して行われれば(ステップS31)、異常と判断して(ステップS33)、当該ショットで成形された成形品を不良品として処理する。なお、型閉時において異常と判断されれば、その時点でただちに可動金型3を停止させ、作業者に異常を報知する。以上で、一サイクル分の処理を完了する(ステップS40)。

0043

[金型監視方法の他の実施形態]次に、金型監視方法の他の実施形態を、図8のフローチャートを参照しながら説明する。この実施形態では、図7のフローチャートにしたがった処理の他に、図8のフローチャートにしたがった処理が付加的に行われる。つまり、同一ショット内における型開時と型閉時との対応する検査位置で、それぞれの撮影画像を比較し、両者が一致するときには成形品が可動金型3から排出されていないと判断して、可動金型3を停止させるようにしている。なお、以下の説明においては、図6で示した金型監視装置のブロック図を適宜参照するものとする。

0044

図7のフローチャートのステップS17で、可動金型3の移動方向が型閉方向であると判断したときに、この実施形態の処理が開始される(ステップS50)。第二の画像処理部30bが一次側メモリから今回ショットで決定した検査位置を読み出し(ステップS51)、可動金型3が当該検査位置に到達したかどうかを判断して(ステップS52)、当該検査位置に到達しているのであれば、そのときの撮影画像を第二の比較判断部36bに送る(ステップS53)。次いで、第二の読み出し部35bが一次側メモリ33から今回ショットの型開時に作成したモデル画像を読み出し(ステップS54)、第二の比較判断部36bに送る(ステップS55)。

0045

第二の比較判断部36bが両画像を比較して(ステップS56)、一致するかどうかを判断する(ステップS57)。両画像が一致するば、成形品が可動金型3から排出されていない、すなわち異常と判断して(ステップS59)、ただちに可動金型3を停止させる(ステップS60)。両画像が一致しなければ、正常と判断して以後の成形を継続させる(ステップS58)。以上で、処理を終了する(ステップS61)。この実施形態においても、両画像の一致判断が二回以上連続して行われたときに、異常と判断して可動金型3を停止させるようにすることも可能である。

0046

本発明の好適な実施形態を説明してきたが、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるものではない。例えば、上記の実施形態の説明及び図3図6では、説明の便宜上からメモリ、画像処理部、読み出し部、比較判断部が複数あるものとしているが、これらは共通のメモリ、画像処理部、読み出し部、比較判断部等であってもよく、また、一つの処理装置にこれらの機能を含ませるものとしてもよい。

0047

また、型開時及び型閉時の双方について金型監視のための検査を行うものとして説明したが、成形品の排出が確実に行われているかどうかを監視すればよいだけの場合には、型閉時だけについて上記の処理を行うように構成すればよい。さらに、上記の説明では、一ショット前のモデル画像と今回ショットの撮影画像とを比較するようにしているが、複数ショット前のモデル画像を用いて比較を行うように構成することも可能である。なお、上記の実施形態のように、一つ前のショットに基づいてモデル画像を作成することで、適確な判定をするために環境変化順応することができる、という利点がある。また、撮影画像内で撮影画像データが安定して得られる部位として、輝度の変化量、形状の変化量又は位置の変化量が顕著な部分を例に挙げて説明したが、撮影画像データを安定して得られるものであればこれ以外であってもよい。

発明の効果

0048

本発明によれば、金型監視装置を射出成形機や金型からほぼ完全に独立させることができる。すなわち、検査タイミングを金型監視装置が独自に判断するので、検査タイミング信号を射出成形機側から金型監視装置に送信するための信号線が不要になる。また、検査を行うためのモデル画像や、検査位置の設定を自動化することができ、検査のための設定作業がほとんど不要になる。また、撮影された画像を比較することによって稼働状態の監視を行っているので、成形品の排出不良等だけでなく、鋳込み不良等の成形品の不良も監視することが可能である。さらに、型開き方向及び型締め方向の双方で金型の監視を行うようにすることが可能で、このようにすることで、型締め時において可動金型から成形品が確実に除去されているかの監視だけでなく、型開き時において固定金型から可動金型への成形品の受け渡しが確実になされているかの監視も行うことも可能になる。

図面の簡単な説明

0049

図1本発明の金型監視装置の一実施形態にかかり、カメラで可動金型のキャビティが形成された面を撮影する様子を示す平面図である。
図2カメラと、このカメラによって撮影される可動金型のキャビティが形成された面を示す斜視図である。
図3本発明の金型監視装置のブロック図である。
図4一次側メモリ及び二次側メモリのメモリ領域を説明する図である。
図5可動金型の位置と、カメラによって撮影された撮影画像との関係を示す図で、図5(a)は可動金型の位置を示し、図5(b)は撮影画像を示している。
図6本発明の他の実施形態にかかる金型監視装置のブロック図である。
図7本発明の金型監視方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。
図8本発明の金型監視方法の他の実施形態を説明するためのフローチャートである。
図9本発明の従来例にかかり、金型監視装置のタイミングチャートを説明する図である。

--

0050

1射出成形機
2固定金型
3可動金型
4タイバー
5ノズル
7 突き出し部
8突き出しピン
9カメラ
13〜18成形品
30a 第一の画像処理部
30b 第二の画像処理部
30c 第三の画像処理部
31作業用メモリ
32画像分析部
33 一次側メモリ
34 二次側メモリ
35読み出し部
36比較判断部
91〜95 撮影画像

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