專利名稱：注塑成型機的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的注塑成型機的控制裝置。
背景技術(shù)：
注塑成型機在調(diào)節(jié)成型條件的同時制造樹脂制品。當產(chǎn)生不良品時，修正上述成型條件，以獲得優(yōu)良品。作為成型條件的修正技術(shù)，提出過例如公開在日本特許公開第5-309711號公報中，利用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的成型控制方法的方案。通過使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠高效率地處理有偏差的監(jiān)測值，能夠縮短試運行的時間和壓縮試運行的成本。
下面根據(jù)圖6說明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理。
圖6表示用由4個輸入單元構(gòu)成的輸入層100、由具有5個單元的1層構(gòu)成的中間層110、和由1個輸出單元構(gòu)成的輸出層120構(gòu)成的分層型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的例子。
輸入層100將例如有關(guān)注塑成型機中設(shè)置的傳感器檢測到的射出最前進位置的監(jiān)測值S1、有關(guān)計量開始位置的監(jiān)測值S2、有關(guān)材料落下口溫度的監(jiān)測值S3、以及有關(guān)填充峰值壓的監(jiān)測值S4，分別被輸入給第1、第2、第3和第4輸入單元101、102、103和104中。
中間層110的第1單元111的值通過用閾值和每次輸入確定的加權(quán)系數(shù)處理上述各監(jiān)測值S1、S2、S3、S4來確定。中間層110的第2單元112的值通過用其他的閾值和每次輸入確定的加權(quán)系數(shù)處理上述各監(jiān)測值S1、S2、S3、S4來確定。同樣確定第3～第5單元113～115的值。
輸出層120的輸出單元121再用其他的閾值和分別為第1～第5單元111～115確定的加權(quán)系數(shù)處理中間層110的第1～第5單元111～115的值，通過這樣確定。該輸出單元121在本實施例中為由成型品的質(zhì)量預測值構(gòu)成的預測重量。
由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為函數(shù)，因此可以將輸入到輸入層100的上述各監(jiān)測值S1～S4和輸出層120作為已知數(shù)，將函數(shù)內(nèi)的加權(quán)系數(shù)和閾值作為未知數(shù)。即，將監(jiān)測值S1～S4輸入輸入層100，將成型品的測量重量輸入輸出層120。并且，反復進行加權(quán)系數(shù)和閾值的修正和計算，直至計算機預測的重量與上述測量重量一致。當預測重量與測量重量很好地一致時，確定加權(quán)系數(shù)和閾值。如果確定了加權(quán)系數(shù)和閾值，則確定了函數(shù)、即質(zhì)量預測函數(shù)。
這樣一來，如果采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，不僅能夠計算預測重量，還能夠通過推定加權(quán)系數(shù)和閾值來確定質(zhì)量預測函數(shù)。
為了確認神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的精度，本發(fā)明者等人使用了具備神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的注塑成型機進行過確認實驗。實驗的要領(lǐng)如下(1)設(shè)定估計能夠獲得優(yōu)良品的嚴格的成型條件。
(2)進行20次(shot)試成型。此時用注塑成型機所具備的傳感器獲得監(jiān)測值。
(3)測量每次成型的成型品的重量。
(4)將各監(jiān)測值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，將成型品的重量作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)系數(shù)和閾值。在某次成型的下一次成型中修正某次成型使用過的加權(quán)系數(shù)和閾值。將這樣的反復修正稱為“學習”。
(5)通過進行20次學習來確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(質(zhì)量預測函數(shù))。該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(質(zhì)量預測函數(shù))是指加權(quán)系數(shù)和閾值確定時的重量預測函數(shù)。因此，該重量預測函數(shù)可以在將監(jiān)測值作為輸入時、將預測重量作為輸出。
(6)第21次成型以后進行批量成型。批量成型過程中不修正重量預測函數(shù)。在批量成型過程中也用注塑成型機所具備的傳感器獲得監(jiān)測值。
(7)并且，測量成型品的重量。該測量的重量稱為測量重量。
(8)學習結(jié)束的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(重量預測函數(shù))以(6)中獲得的監(jiān)測值為輸入，由此計算預測重量。
(9)將測量重量與預測重量Ws進行比較，檢查預測重量Ws的準確度。
以上敘述的確認實驗的結(jié)果如圖7所示。另外，橫軸表示成型次數(shù)，縱軸表示成型品的重量，粗曲線表示測量重量Wact，細曲線表示預測重量Ws。
橫軸上0～20為試成型范圍，21以上為批量成型范圍。
通過1～20次成型確定了重量預測函數(shù)。
21次成型～50次成型過程中，當確定的重量預測函數(shù)中輸入以監(jiān)測值、輸出預測重量Ws時，該預測重量Ws非常接近測量重量Wact。
51次成型～110次成型中，當上述重量預測函數(shù)中輸入監(jiān)測值、輸出預測重量Ws時，該預測重量Ws大大偏離測量重量Wact。
可以認為，51次成型～110次成型受時效變化或批量成型時成型條件的微修正等的影響。
由于注塑成型機要連續(xù)實施多次成型，因此需要避免某個時刻以后預測精度惡化，希望改進技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
如果采用本發(fā)明，能夠提供注塑成型機的控制裝置，其具備神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將試成型的信息輸入該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，推定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的加權(quán)系數(shù)和閾值，并重復與試成型的次數(shù)相同的次數(shù)，由此來確定質(zhì)量預測函數(shù)，由該質(zhì)量預測函數(shù)開始批量成型；其特征在于，該控制裝置包含管理上下限判斷部，設(shè)定表示成型機各部分的狀態(tài)的各監(jiān)測值的管理上限值和管理下限值；以及要否修正函數(shù)判斷部，以由該管理上下限判斷部設(shè)定的管理上限值、管理下限值為管理范圍，當批量成型時獲得的監(jiān)測值超出上述管理范圍時，輸出修正上述質(zhì)量預測函數(shù)的指令，和/或從報警信號產(chǎn)生部產(chǎn)生警報信號。
由于控制裝置中具備要否修正函數(shù)判斷部，因此當批量成型時監(jiān)測值變化到一定以上時能夠用控制裝置來修正質(zhì)量預測函數(shù)。在批量成型時通過修正質(zhì)量預測函數(shù)能夠提高質(zhì)量預測的可靠性。
并且，當監(jiān)測值變化到一定以上時能夠由報警信號產(chǎn)生部產(chǎn)生報警信號，能夠提醒作業(yè)者等修正質(zhì)量預測函數(shù)。
最好，上述管理上限值為從試成型時獲得的監(jiān)測組中選擇的最大值，上述管理下限值為從試成型時獲得的監(jiān)測組中選擇的最小值。
由于最大值和最小值唯一確定，因此系統(tǒng)管理變得容易。
最好，上述控制裝置包括如下控制當批量成型時獲得的監(jiān)測值超出上述管理范圍時，從上述報警信號產(chǎn)生部中產(chǎn)生報警信號，當該報警信號連續(xù)預定次數(shù)或報警信號的累計次數(shù)到達預定數(shù)時，修正質(zhì)量預測函數(shù)，和/或使成型機停止動作。
當監(jiān)測值超出管理范圍時，產(chǎn)生報警信號。當該報警信號連續(xù)預定次數(shù)或累計次數(shù)到達預定次數(shù)時，控制裝置實施函數(shù)的修正。當由于信號系統(tǒng)的紊亂使監(jiān)測值超出管理范圍時，可以認為隨后監(jiān)測值會進入管理范圍。假設(shè)如此，第1階段發(fā)出警報，第2階段修正函數(shù)。如果不進入第2階段，則控制裝置不必修正函數(shù)，因此能夠減輕控制裝置的負擔。
最好，上述控制裝置包括運算部，通過將上述監(jiān)測值提供給質(zhì)量預測函數(shù)來預測質(zhì)量值；優(yōu)良與否判斷部，當該運算部預測的質(zhì)量預測值在要求質(zhì)量內(nèi)時認定成型品為優(yōu)良品，當質(zhì)量預測值在要求質(zhì)量外時認定成型品為不良品。
在批量成型時不測量成型品而能夠判斷優(yōu)良與否。由于可以不一個個地測量成型品，因此能夠節(jié)省測量成本，能夠降低成型成本。


圖1是本發(fā)明的注塑成型機的控制裝置的方框結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的控制裝置的基本控制的流程圖。
圖3是本發(fā)明的函數(shù)修正處理的流程圖。
圖4是表示比較用本發(fā)明裝置實施的測量重量與預測重量的曲線圖。
圖5是本發(fā)明的判斷優(yōu)良與否的處理的流程圖。
圖6是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理圖。
圖7是表示確認實驗的結(jié)果的曲線圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細說明本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例。
如圖1所示，注塑成型機10具備使模具11合模的合模裝置12、往合模的模具11內(nèi)射出樹脂的射出裝置13、以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基本要素的控制裝置20。
控制裝置20包含發(fā)揮與外部的接口功能的成型機通訊功能部21；提供與注塑成型機10的動作狀態(tài)有關(guān)的各種監(jiān)測值M，設(shè)定各監(jiān)測值M的由管理上限值構(gòu)成的最大值和由管理下限值構(gòu)成的最小值的管理上下限判斷部22；附屬于該管理上下限判斷部22并存儲監(jiān)測值M組的存儲器23；判斷是否要修正質(zhì)量預測函數(shù)Qpf的要否修正函數(shù)判斷部24；當該要否修正函數(shù)判斷部24發(fā)出修正函數(shù)指令信號Fc時產(chǎn)生報警信號As的報警信號產(chǎn)生部25；第1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26和第2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)27這2個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；通過將監(jiān)測值M提供給由第1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26或第2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)27確定的質(zhì)量預測函數(shù)Qpf來計算質(zhì)量預測值Qp的運算部28；比較由該運算部28算出的質(zhì)量預測值Qp與要求質(zhì)量Dq來判斷是否優(yōu)良的優(yōu)良與否判斷部29。
另外，雖然運算部28中也必須要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，但除了獨自具備該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外，也可以利用第1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26或第2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)27。
下面參照圖1、根據(jù)圖2所示的流程圖說明由以上結(jié)構(gòu)構(gòu)成的控制裝置20的動作。
步驟(以下簡略為ST)01根據(jù)經(jīng)驗預測估計能夠獲得優(yōu)良品的嚴格的成型條件，并設(shè)定。
ST02試著實施20次左右的成型。
ST03讀入由注塑成型機10的各部分具備的傳感器檢測到的監(jiān)測值M。
ST04讀入由試成型過程中所獲得的成型品的重量(測量重量)構(gòu)成的質(zhì)量測量值Qm(圖1)。
ST05第1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26以ST03中讀入的各種監(jiān)測值M為輸入條件，并且以ST04中讀入的測量重量為輸出條件，確定加權(quán)系數(shù)和閾值。即，在某次成型的下一次成型中修正某次成型中使用的加權(quán)系數(shù)和閾值。反復進行這種修正稱為“學習”。
ST06第1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26判斷試成型是否結(jié)束。如果沒有則返回ST02繼續(xù)進行試成型。
ST07如果在ST06中判定為試成型結(jié)束，則確定質(zhì)量預測函數(shù)Qpf。即，確定第1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26中的加權(quán)系數(shù)和閾值。
ST08從ST03中讀入的監(jiān)測值M組中選擇最大值M1和最小值M2。對每種監(jiān)測值進行該處理。至此，作好了批量成型的準備。
ST09實施批量成型。
ST10讀入批量成型中的監(jiān)測值M3。
ST11檢查ST10中讀入的監(jiān)測值M3是否在ST08選中的最大值M1與最小值M2之間(這個區(qū)間稱為“管理范圍”)。如果不是，則前進到ST13修正函數(shù)，再返回ST09繼續(xù)批量成型。
ST12如果在ST11中監(jiān)測值M3在最大值M1與最小值M2之間，則檢查批量成型是否結(jié)束。如果沒有結(jié)束，則繼續(xù)批量成型。
下面用圖3所示的流程圖說明ST13以后的修正函數(shù)的處理。
ST13當上述ST11為否時，發(fā)送以修正函數(shù)為內(nèi)容的信息。信息除文字信息外，也可以是聲音信息。
ST14根據(jù)需要修正函數(shù)這個信號來測量此時成型的成型品的重量，讀入該測量重量。
ST15第2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)27以在ST10中讀入的監(jiān)測值M3為輸入條件、以在ST14中讀入的測量重量為輸出條件，修正加權(quán)系數(shù)和閾值。
ST16第2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)27決定修正函數(shù)(修正質(zhì)量預測函數(shù))。
ST17將此前的質(zhì)量預測函數(shù)置換成修正函數(shù)。然后返回到ST09。
用能夠根據(jù)以上所示的流程圖實施控制的注塑成型機10實施了試成型和批量成型。根據(jù)圖4說明其結(jié)果。圖中，橫軸表示成型次數(shù)，縱軸表示成型品的重量，粗曲線表示測量重量Wact，細曲線表示預測重量Ws。
在橫軸上0～20為試成型范圍，21以上為批量成型范圍。由于監(jiān)測值變化，因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預測的預測重量Ws為上下變位若干的曲線。而測量重量Wact在最初的幾次成型時變動，但以后穩(wěn)定，到第50次成型時與預測重量Ws非常接近。
但是，在第50次成型附近，測量重量Wact急劇下降。但本發(fā)明的控制裝置由于在第50次成型附近修正了函數(shù)，因此預測重量Ws被向下修正，與測量重量Wact非常接近。在第80次成型和第110次成型附近也同樣被修正，已被確認預測重量Ws非常接近測量重量Wact。
即，即使在批量成型過程中，當ST11判斷為需要進行函數(shù)(質(zhì)量預測函數(shù))修正時，通過在ST13～ST17中修正函數(shù)，可以大大提高預測重量Ws的可靠性。
但是，可以與修正質(zhì)量預測函數(shù)分開地實施成型品的重量是否在合格范圍內(nèi)的優(yōu)良與否判斷。下面根據(jù)圖5所示的流程圖說明該優(yōu)良與否判斷處理的一例。
ST18從預先輸入的要求質(zhì)量Dq中讀入重量的上限值(允許范圍上限值)G1和下限值(允許范圍下限值)G2。
ST19將在ST10中讀入的監(jiān)測值M3提供給質(zhì)量預測函數(shù)Qpf，算出質(zhì)量預測值Qp中的一個、即預測重量G3。
ST20檢查預測重量G3是否在上限值G1與下限值G2之間，即是否在要求質(zhì)量Dq內(nèi)。
ST21如果預測重量G3在上下值G1與下限值G2之間，則判定成型品為優(yōu)良品。
ST22如果在ST20中為否，則判定成型品不良品。即，圖1所示的優(yōu)良與否判斷部29根據(jù)要求質(zhì)量Dq和質(zhì)量預測值Qp輸出優(yōu)良/不良品信息Qinf，該信息Qinf輸送給注塑成型機10。
如果采用這個流程，在批量成型過程中不需以成型品為對象測量成型品的重量就能判斷優(yōu)良與否。結(jié)果，能夠省略測量成型品重量的過程，能夠降低生產(chǎn)成本。
并且，成型品的質(zhì)量與重量、尺寸和形狀等種類無關(guān)。
雖然在本實施例中管理上限值和管理下限值直接使用監(jiān)測項目的最大值和最小值，但并不局限于此，也可以根據(jù)監(jiān)測值出現(xiàn)的情況設(shè)定任意的值。
例如，在進行批量成型的過程中想要提高質(zhì)量預測函數(shù)的預測精度時，可以通過將管理上限值和/或管理下限值設(shè)定為比最大值低、比最小值高，來有目的地提高修正的程度。由此能夠通過修正質(zhì)量預測函數(shù)達到提高質(zhì)量預測函數(shù)的預測精度的目的。
因此，即使因時效變化引起監(jiān)測項目的變動或成型條件的變更也能夠維持質(zhì)量預測函數(shù)的預測精度，結(jié)果能夠降低修正質(zhì)量預測函數(shù)的次數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種注塑成型機的控制裝置，該注塑成型機的控制裝置(20)具備神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(26、27)，將試成型的信息輸入該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，推定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的加權(quán)系數(shù)和閾值，并重復與試成型的次數(shù)相同的次數(shù)，由此來確定質(zhì)量預測函數(shù)(Qpf)，由該質(zhì)量預測函數(shù)開始批量成型，其特征在于，具備管理上下限判斷部(22)，設(shè)定表示成型機(10)各部分的狀態(tài)的各監(jiān)測值(M)的管理上限值和管理下限值；以及要否修正函數(shù)判斷部(24)，以由該管理上下限判斷部設(shè)定的管理上限值、管理下限值為管理范圍，當批量成型時獲得的監(jiān)測值超出上述管理范圍時，輸出修正上述質(zhì)量預測函數(shù)的指令(Fc)，和/或從報警信號產(chǎn)生部(25)產(chǎn)生警報信號(As)。
2.如權(quán)利要求1所述的注塑成型機的控制裝置，其特征在于，上述管理上限值為從試成型時獲得的監(jiān)測組中選擇的最大值(M1)，上述管理下限值為從試成型時獲得的監(jiān)測組中選擇的最小值(M2)。
3.如權(quán)利要求1所述的注塑成型機的控制裝置，其特征在于，上述控制裝置包括如下控制當批量成型時獲得的監(jiān)測值(M3)超出上述管理范圍時，從上述報警信號產(chǎn)生部中產(chǎn)生報警信號，當該報警信號連續(xù)預定次數(shù)時或報警信號的累計次數(shù)到達預定數(shù)時，修正質(zhì)量預測函數(shù)，和/或使成型機停止動作。
4.如權(quán)利要求1所述的注塑成型機的控制裝置，其特征在于，上述控制裝置(20)包括運算部(28)，通過將上述監(jiān)測值(M)提供給質(zhì)量預測函數(shù)(Qpf)來預測質(zhì)量值；以及優(yōu)良與否判斷部(29)，當由該運算部預測的質(zhì)量預測值(Qp)在要求質(zhì)量(Dq)內(nèi)時認定成型品為優(yōu)良品，當質(zhì)量預測值在要求質(zhì)量外時認定成型品為不良品。
全文摘要
本發(fā)明提供一種注塑成型機的控制裝置，由具備利用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(26、27)的控制裝置(20)的注塑成型機(10)來進行試成型和批量成型。根據(jù)試成型決定的質(zhì)量預測函數(shù)(Qpf)在批量成型時也根據(jù)必要進行修正。
文檔編號B22D17/32GK1840316SQ20061007195
公開日2006年10月4日 申請日期2006年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日
發(fā)明者鹽入隆仁, 巖下英紀, 山極佳年 申請人:日精樹脂工業(yè)株式會社