特許 7571485 異常予測システム、異常予測装置、異常予測方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】異常予測システム、異常予測装置、異常予測方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/76 20060101AFI20241016BHJP

【ＦＩ】

B29C45/76

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020188518

(22)【出願日】2020-11-12

(65)【公開番号】P2022077628

(43)【公開日】2022-05-24

【審査請求日】2023-10-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】足立 智也

(72)【発明者】

【氏名】馬場 紀行

(72)【発明者】

【氏名】木村 幸治

(72)【発明者】

【氏名】大久保 勇佐

(72)【発明者】

【氏名】溝口 翔太

(72)【発明者】

【氏名】立花 幸子

【審査官】藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１０８９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０１８２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－３０５６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０９９８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５９０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３３８３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１４３６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０５２２０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／００－４５／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形品を成形する成形装置と、前記成形品の異常を予測する異常予測装置と、を備える異常予測システムであって、
前記成形装置は、
内部にキャビティを形成し、前記キャビティ側に開口するゲートを有する金型部と、
前記ゲートを経由して、前記キャビティへ溶融状態の成形材料を充填する充填動作と、前記キャビティに充填された前記成形材料の圧力を保持する保圧動作と、前記成形材料の圧力の保持を解除する保圧解除動作と、を行う射出部と、
前記ゲートとの距離がそれぞれ異なる位置において、前記キャビティ内の前記成形材料の圧力を検出する複数の圧力センサと、
を有し、
前記複数の圧力センサは、
前記キャビティのうち前記成形材料が合流するウェルド領域よりも前記ゲートに近い位置に設けられる第１圧力センサと、
前記ゲートよりも前記ウェルド領域に近い位置に設けられる第２圧力センサと、
を有し、
前記異常予測装置は、
前記保圧解除動作後に、前記第１圧力センサにより検出される第１圧力と前記第２圧力センサにより検出される第２圧力とに基づいて、評価値を取得するデータ取得部と、
前記評価値に基づいて、前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされていないことに起因する前記成形品の異常を予測するための予測情報を取得する異常予測部と、
を有し、
前記評価値は、
前記第２圧力から前記第１圧力を減算した差分に関する第１評価値と、
前記第２圧力の時間変化に関する値から前記第１圧力の時間変化に関する値を減算した差分に関する第２評価値と、
前記第２圧力の時間積分に関する値から前記第１圧力の時間積分に関する値を減算した差分に関する第３評価値と、
の少なくともひとつを含み、
前記異常予測部は、
前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされている場合に取得される前記評価値に基づいて生成される基準値よりも、予測対象となる前記成形品の成形時に取得される前記評価値の方が大きくなる場合に、前記ゲートがシールされていないことを示す前記予測情報を取得する、
異常予測システム。

【請求項2】

成形装置により成形される成形品の異常を予測する異常予測装置であって、
前記成形装置は、
内部にキャビティを形成し、前記キャビティ側に開口するゲートを有する金型部と、
前記ゲートを経由して、前記キャビティへ溶融状態の成形材料を充填する充填動作と、前記キャビティに充填された前記成形材料の圧力を保持する保圧動作と、前記成形材料の圧力の保持を解除する保圧解除動作と、を行う射出部と、
前記ゲートとの距離がそれぞれ異なる位置において、前記キャビティ内の前記成形材料の圧力を検出する複数の圧力センサと、
を有し、
前記複数の圧力センサは、
前記キャビティのうち前記成形材料が合流するウェルド領域よりも前記ゲートに近い位置に設けられる第１圧力センサと、
前記ゲートよりも前記ウェルド領域に近い位置に設けられる第２圧力センサと、
を有し、
前記異常予測装置は、
前記保圧解除動作後に、前記第１圧力センサにより検出される第１圧力と前記第２圧力センサにより検出される第２圧力とに基づいて、評価値を取得するデータ取得部と、
前記評価値に基づいて、前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされていないことに起因する前記成形品の異常を予測するための予測情報を取得する異常予測部と、
を備え、
前記評価値は、
前記第２圧力から前記第１圧力を減算した差分に関する第１評価値と、
前記第２圧力の時間変化に関する値から前記第１圧力の時間変化に関する値を減算した差分に関する第２評価値と、
前記第２圧力の時間積分に関する値から前記第１圧力の時間積分に関する値を減算した差分に関する第３評価値と、
の少なくともひとつを含み、
前記異常予測部は、
前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされている場合に取得される前記評価値に基づいて生成される基準値よりも、予測対象となる前記成形品の成形時に取得される前記評価値の方が大きくなる場合に、前記ゲートがシールされていないことを示す前記予測情報を取得する、
異常予測装置。

【請求項3】

内部にキャビティを形成し、前記キャビティ側に開口するゲートを有する金型部と、前記ゲートを経由して、前記キャビティへ溶融状態の成形材料を充填する充填動作と、前記キャビティに充填された前記成形材料の圧力を保持する保圧動作と、前記成形材料の圧力の保持を解除する保圧解除動作と、を行う射出部と、を備える成形装置により成形される成形品の異常を予測する異常予測方法であって、
前記保圧解除動作後に、前記キャビティのうち前記成形材料が合流するウェルド領域よりも前記ゲートに近い位置に設けられる第１圧力センサにより検出される前記キャビティ内の前記成形材料の第１圧力と、前記ゲートよりも前記ウェルド領域に近い位置に設けられる第２圧力センサにより検出される前記キャビティ内の前記成形材料の第２圧力と、に基づいて、評価値を取得するデータ取得工程と、
前記評価値に基づいて、前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされていないことに起因する前記成形品の異常を予測するための予測情報を取得する異常予測工程と、
を備え、
前記評価値は、
前記第２圧力から前記第１圧力を減算した差分に関する第１評価値と、
前記第２圧力の時間変化に関する値から前記第１圧力の時間変化に関する値を減算した差分に関する第２評価値と、
前記第２圧力の時間積分に関する値から前記第１圧力の時間積分に関する値を減算した差分に関する第３評価値と、
の少なくともひとつを含み、
前記異常予測工程は、
前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされている場合に取得される前記評価値に基づいて生成される基準値よりも、予測対象となる前記成形品の成形時に取得される前記評価値の方が大きくなる場合に、前記ゲートがシールされていないことを示す前記予測情報を取得する、
異常予測方法。

【請求項4】

内部にキャビティを形成し、前記キャビティ側に開口するゲートを有する金型部と、前記ゲートを経由して、前記キャビティへ溶融状態の成形材料を充填する充填動作と、前記キャビティに充填された前記成形材料の圧力を保持する保圧動作と、前記成形材料の圧力の保持を解除する保圧解除動作と、を行う射出部と、を備える成形装置により成形される成形品の異常を予測するためのプログラムであって、
前記保圧解除動作後に、前記キャビティのうち前記成形材料が合流するウェルド領域よりも前記ゲートに近い位置に設けられる第１圧力センサにより検出される前記キャビティ内の前記成形材料の第１圧力と、前記ゲートよりも前記ウェルド領域に近い位置に設けられる第２圧力センサにより検出される前記キャビティ内の前記成形材料の第２圧力と、に基づいて、評価値を取得するデータ取得工程と、
前記評価値に基づいて、前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされていないことに起因する前記成形品の異常を予測するための予測情報を取得する異常予測工程と、
をコンピュータ装置に実行させ、
前記評価値は、
前記第２圧力から前記第１圧力を減算した差分に関する第１評価値と、
前記第２圧力の時間変化に関する値から前記第１圧力の時間変化に関する値を減算した差分に関する第２評価値と、
前記第２圧力の時間積分に関する値から前記第１圧力の時間積分に関する値を減算した差分に関する第３評価値と、
の少なくともひとつを含み、
前記異常予測工程は、
前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされている場合に取得される前記評価値に基づいて生成される基準値よりも、予測対象となる前記成形品の成形時に取得される前記評価値の方が大きくなる場合に、前記ゲートがシールされていないことを示す前記予測情報を取得する、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異常予測システム、異常予測装置、異常予測方法、プログラム及び学習済みモデルに関する。

【背景技術】

【0002】

複数の金型の間に形成されるキャビティへ成形材料を溶融させた融液を供給して成形品を成形する射出成形装置が知られている。例えば、特許文献１には、金型内に成形材料を射出する射出成形システムにおいて、加圧部材が進退する位置間の距離に基づいて、成形品が正常であるか否かを判定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－５２２０７公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

射出成形では、金型内に成形材料を充填する充填工程と、金型内の成形材料を所定の圧力に保持する保圧工程と、金型内の成形材料の圧力の保持を解除する保圧解除工程とを行う。ここで、保圧解除工程は、金型内のゲートが固化した成形材料によりシールされた後（すなわち、ゲートシール後）に行う必要がある。ゲートシールがされる前に保圧の解除を行うと、キャビティからゲートへ成形材料が逆流してキャビティ内の成形材料が少なくなり、成形品にボイド（成形品内部の隙間）やヒケ（成形品表面の凹み）、寸法縮小等の異常が生じるからである。

【0005】

このため、保圧工程の時間は、ゲートシールがされるまでの時間（ゲートシール時間）を超える時間とされる。しかしながら、サイクルタイムを短縮するために、保圧工程の時間において、ゲートシール時間からのマージンはより少なく設定される傾向にある。この場合、成形材料のロット間のばらつきや、周囲の温度及び湿度等の環境の変化により、保圧工程中にゲートシールがなされず、成形品に異常が生じるおそれがある。

【0006】

特許文献１では、加圧部材が進退する位置間の距離と、キャビティ内の樹脂圧力が対応することを利用して成形品の良否判定を行う。しかしながら、ゲートシールは、保圧工程の途中（すなわち、加圧部材が所定位置に留まっている状態）に生じるため、ゲートシールができているか否かは、加圧部材が進退した距離から把握することができない。

【0007】

そこで、本発明は、保圧解除工程時にゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常を予測する異常予測システム、異常予測装置、異常予測方法、プログラム及び学習済みモデル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】

（１）本発明に係る異常予測システムは、成形品を成形する成形装置と、前記成形品の異常を予測する異常予測装置と、を備える異常予測システムであって、前記成形装置は、内部にキャビティを形成し、前記キャビティ側に開口するゲートを有する金型部と、前記ゲートを経由して、前記キャビティへ溶融状態の成形材料を充填する充填動作と、前記キャビティに充填された前記成形材料の圧力を保持する保圧動作と、前記成形材料の圧力の保持を解除する保圧解除動作と、を行う射出部と、前記ゲートとの距離がそれぞれ異なる位置において、前記キャビティ内の前記成形材料の圧力を検出する複数の圧力センサと、を有し、前記異常予測装置は、前記保圧解除動作後に、前記複数の圧力センサによりそれぞれ検出される複数の圧力に基づいて、評価値を取得するデータ取得部と、前記評価値に基づいて、前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされていないことに起因する前記成形品の異常を予測するための予測情報を取得する異常予測部と、
を有する、異常予測システムである。

【0009】

発明者らは、鋭意研究の結果、ゲートとの距離がそれぞれ異なる複数の圧力センサによりキャビティ内の圧力をそれぞれ検出すると、保圧解除動作時においてゲートがシールされている場合には、保圧解除動作後の複数の圧力センサ間の圧力にほとんど差異が生じないのに対し、保圧解除動作時においてゲートがシールされていない場合には、保圧解除動作後の複数の圧力センサ間の圧力に差異が生じることを発見した。

【0010】

そこで、本発明に係る異常予測システムは、複数の圧力センサによりそれぞれ検出される複数の圧力に基づいて評価値を取得し、当該評価値に基づいて保圧解除動作時にゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常を予測するための予測情報を取得する。これにより、成形装置に設けられた圧力センサに基づいて取得される情報から、成形品の異常を予測することが可能となる。

【0011】

（２）好ましくは、前記評価値は、前記複数の圧力の差分又は偏差に関する第１評価値と、前記複数の圧力の時間変化に関する値の差分又は偏差に関する第２評価値と、前記複数の圧力の時間積分に関する値の差分又は偏差に関する第３評価値と、の少なくともひとつを含む。

【0012】

第１評価値Ｒ１、第２評価値Ｒ２又は第３評価値Ｒ３の値が大きいほど、保圧解除動作時においてゲートがシールされていない可能性が高い。このように、ゲートシールの有無と相関を有する値を評価値とすることで、ゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常を予測することができる。

【0013】

（３）好ましくは、前記異常予測部は、前記成形品の状態が正常な時に取得される評価値に基づいて生成される基準値よりも、予測対象となる前記成形品の成形時に取得される前記評価値の方が大きくなる場合に、前記成形品に異常が発生していることを示す前記予測情報を取得する。このように構成することで、評価値と基準値との比較により、成形品の異常を容易に予測することができる。

【0014】

（４）好ましくは、前記異常予測部は、前記評価値と前記成形品の異常との相関関係を機械学習させた学習済みモデルへ前記評価値を入力することで、前記予測情報を取得し、前記学習済みモデルの説明変数は、前記評価値を含み、前記学習済みモデルの目的変数は、前記成形品の寸法値、前記成形品のボイドに関する値、又は前記成形品の外観に関する値を含む。機械学習を用いることで、成形条件にばらつきがある状態であっても、より正確に成形品の異常を予測することができる。

【0015】

（５）好ましくは、前記複数の圧力センサは、前記キャビティのうち前記成形材料が合流するウェルド領域よりも前記ゲートに近い位置に設けられる第１圧力センサと、前記ゲートよりも前記ウェルド領域に近い位置に設けられる第２圧力センサと、を有する。

【0016】

このように、複数の圧力センサをゲート側とウェルド領域側とに離して設置することで、ゲートがシールされていないことに起因する圧力の差分をより大きくすることができる。この結果、より精度良く異常を予測することができる。

【0017】

（６）本発明に係る異常予測装置は、成形装置により成形される成形品の異常を予測する異常予測装置であって、前記成形装置は、内部にキャビティを形成し、前記キャビティ側に開口するゲートを有する金型部と、前記ゲートを経由して、前記キャビティへ溶融状態の成形材料を充填する充填動作と、前記キャビティに充填された前記成形材料の圧力を保持する保圧動作と、前記成形材料の圧力の保持を解除する保圧解除動作と、を行う射出部と、前記ゲートとの距離がそれぞれ異なる位置において、前記キャビティ内の前記成形材料の圧力を検出する複数の圧力センサと、を有し、前記異常予測装置は、前記保圧解除動作後に、前記複数の圧力センサによりそれぞれ検出される複数の圧力に基づいて、評価値を取得するデータ取得部と、前記評価値に基づいて、前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされていないことに起因する前記成形品の異常を予測するための予測情報を取得する異常予測部と、を備える、異常予測装置である。

【0018】

本発明に係る異常予測装置は、複数の圧力センサによりそれぞれ検出される複数の圧力に基づいて評価値を取得し、当該評価値に基づいて保圧解除動作時にゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常を予測するための予測情報を取得する。これにより、成形装置に設けられた圧力センサに基づいて取得される情報から、成形品の異常を予測することが可能となる。

【0019】

（７）本発明に係る異常予測方法は、内部にキャビティを形成し、前記キャビティ側に開口するゲートを有する金型部と、前記ゲートを経由して、前記キャビティへ溶融状態の成形材料を充填する充填動作と、前記キャビティに充填された前記成形材料の圧力を保持する保圧動作と、前記成形材料の圧力の保持を解除する保圧解除動作と、を行う射出部と、を備える成形装置により成形される成形品の異常を予測する異常予測方法であって、前記保圧解除動作後に、前記ゲートとの距離がそれぞれ異なる位置において前記キャビティ内の前記成形材料の圧力を検出する複数の圧力センサにより検出された複数の圧力に基づいて、評価値を取得するデータ取得工程と、前記評価値に基づいて、前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされていないことに起因する前記成形品の異常を予測するための予測情報を取得する異常予測工程と、を備える、異常予測方法である。

【0020】

本発明に係る異常予測方法によれば、複数の圧力センサによりそれぞれ検出される複数の圧力に基づいて評価値を取得し、当該評価値に基づいて保圧解除動作時にゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常を予測するための予測情報を取得する。これにより、成形装置に設けられた圧力センサに基づいて取得される情報から、成形品の異常を予測することが可能となる。

【0021】

（８）本発明に係るプログラムは、内部にキャビティを形成し、前記キャビティ側に開口するゲートを有する金型部と、前記ゲートを経由して、前記キャビティへ溶融状態の成形材料を充填する充填動作と、前記キャビティに充填された前記成形材料の圧力を保持する保圧動作と、前記成形材料の圧力の保持を解除する保圧解除動作と、を行う射出部と、を備える成形装置により成形される成形品の異常を予測するためのプログラムであって、前記保圧解除動作後に、前記ゲートとの距離がそれぞれ異なる位置において前記キャビティ内の前記成形材料の圧力を検出する複数の圧力センサにより検出された複数の圧力に基づいて、評価値を取得するデータ取得工程と、前記評価値に基づいて、前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされていないことに起因する前記成形品の異常を予測するための予測情報を取得する異常予測工程と、をコンピュータ装置に実行させる、プログラムである。

【0022】

本発明に係るプログラムを実行すれば、複数の圧力センサによりそれぞれ検出される複数の圧力に基づいて評価値を取得し、当該評価値に基づいて保圧解除動作時にゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常を予測するための予測情報を取得する。これにより、成形装置に設けられた圧力センサに基づいて取得される情報から、成形品の異常を予測することが可能となる。

【0023】

（９）本発明に係る学習済みモデルは、内部にキャビティを形成し、前記キャビティ側に開口するゲートを有する金型部と、前記ゲートを経由して、前記キャビティへ溶融状態の成形材料を充填する充填動作と、前記キャビティに充填された前記成形材料の圧力を保持する保圧動作と、前記成形材料の圧力の保持を解除する保圧解除動作と、を行う射出部と、を備える成形装置により成形される成形品の前記保圧解除動作時に前記ゲートがシールされていないことに起因する異常を予測するための学習済みモデルであって、説明変数は、前記保圧解除動作後に、前記ゲートとの距離がそれぞれ異なる位置において前記キャビティ内の前記成形材料の圧力を検出する複数の圧力センサにより検出された複数の圧力に基づいて取得される評価値を含み、目的変数は、前記成形品の寸法値、前記成形品のボイドに関する値、又は前記成形品の外観に関する値を含む、学習済みモデルである。

【0024】

本発明に係る学習済みモデルに複数の圧力センサによりそれぞれ検出される複数の圧力に基づいて評価値を入力すれば、保圧解除動作時にゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常を予測するための予測情報を取得することができる。これにより、成形装置に設けられた圧力センサに基づいて取得される情報から、成形品の異常を予測することが可能となる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、保圧解除工程時にゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常を予測することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１実施形態に係る異常予測システムを模式的に示すブロック図である。

【図2】図１に係る成形装置を概念的に示す説明図である。

【図3】図１に係る成形装置を概念的に示す説明図である。

【図4】充填工程の終了時の様子を模式的に示す金型部の断面図である。

【図5】図４の矢印Ｖの切断線により切断した金型部を示す断面図である。

【図6】図４の矢印ＶＩの切断線により切断した金型部を示す断面図である。

【図7】圧力の時系列データを示すグラフの一例である。

【図8】正常時における、保圧工程の開始及び終了時の様子を模式的に示す説明図である。

【図9】異常時における、保圧工程の開始及び終了時の様子を模式的に示す説明図である。

【図10】第１実施形態に係る学習装置の機能構成を示すブロック図である。

【図11】第１実施形態に係る評価値を模式的に説明するグラフである。

【図12】第１実施形態に係る異常予測装置の機能構成を示すブロック図である。

【図13】第２実施形態に係る異常予測システムを模式的に示すブロック図である。

【図14】第２実施形態に係る異常予測装置の機能構成を示すブロック図である。

【図15】変形例に係る圧力センサの配置を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を、図面を参照して説明する。

【0028】

＜異常予測システムの全体構成＞
図１は、第１実施形態に係る異常予測システム１０を模式的に示すブロック図である。異常予測システム１０は、複数の成形装置２０と、学習装置３０と、異常予測装置４０と、入力部５０と、表示部６０とを備える。

【0029】

成形装置２０、学習装置３０、異常予測装置４０、入力部５０及び表示部６０は、それぞれ無線又は有線により通信可能に設けられている。学習装置３０及び異常予測装置４０は、演算部（例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ等）と、記憶部（例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤ等）とを有する情報処理装置（コンピュータ装置）により構成されている。学習装置３０及び異常予測装置４０は、同一の情報処理装置により構成されてもよいし、別々の情報処理装置により構成されてもよい。

【0030】

本実施形態では複数の成形装置２０が１個の学習装置３０及び１個の異常予測装置４０に接続され、学習装置３０及び異常予測装置４０は複数の成形装置２０から送信される各種のデータに基づいて学習及び異常予測を行う。なお、成形装置２０は学習装置３０及び異常予測装置４０と１対１で対応していてもよい。すなわち、異常予測システム１０において、成形装置２０は１個であってもよいし、学習装置３０及び異常予測装置４０は複数備えられていてもよい。

【0031】

入力部５０は、例えばキーボードやマウスであり、作業者からの各種の入力を受付ける。表示部６０は、例えばディスプレイやスピーカであり、異常予測システム１０における各種の情報を表示する。入力部５０及び表示部６０は、例えばタッチパネルのように一体となっていてもよい。また、入力部５０及び表示部６０は、携帯型の端末装置として、成形装置２０、学習装置３０及び異常予測装置４０から離れた場所に移動可能に設けられていてもよい。

【0032】

＜成形装置の概略構成＞
図２及び図３は、成形装置２０を概念的に示す説明図である。図２及び図３において、断面として示す部分にはハッチングを付す。成形装置２０は、ベッド２１と、射出部２２と、型締め部２３と、金型部２４と、複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂと、温度センサ２６と、制御盤２７とを有する。図２は、金型部２４が開放されている状態の成形装置２０を示しており、図３は、金型部２４が組み合わされている状態の成形装置２０を示している。成形装置２０は、型締め式の射出成形を行う装置である。

【0033】

制御盤２７は、制御部２７１と、通信部２７２とを有する。制御部２７１は成形装置２０の各駆動部（モータ２３７等）と電気的に接続し、当該各駆動部へ動作指令を出力する。また、制御部２７１は成形装置２０の各センサ（圧力センサ２５ａ等）と電気的に接続し、当該各センサにより検出された信号が制御部２７１へ入力される。制御部２７１は、演算部（例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ等）と、記憶部（例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤ等）とを有する情報処理装置により構成されている。

【0034】

通信部２７２は、異常予測システム１０の他の各部（学習装置３０等）と通信を行う。通信部２７２は、例えば、当該各センサにより検出された信号を学習装置３０又は異常予測装置４０へ送信する。また、通信部２７２は、後述の判定情報及び予測情報を異常予測装置４０から受信する。

【0035】

型締め部２３は、固定盤２３１と、可動盤２３２と、タイバー２３３と、ボールねじ２３４と、支持盤２３５と、型締め力センサ２３６と、モータ２３７とを有する。固定盤２３１及び支持盤２３５は、ベッド２１に固定されている。支持盤２３５はボールねじ２３４を支持している。ボールねじ２３４はモータ２３７と接続している。制御部２７１の動作指令によりモータ２３７が回転されると、ボールねじ２３４は移動する。ボールねじ２３４のうち、モータ２３７と接続されている端部とは反対側の端部には、可動盤２３２が固定されている。

【0036】

ここで、成形装置２０において、ボールねじ２３４が移動する方向を「軸方向」と称する。ボールねじ２３４に対してモータ２３７が位置する側を軸方向の「一方側」と称し、ボールねじ２３４に対して可動盤２３２が位置する側を軸方向の「他方側」と称する。

【0037】

可動盤２３２は、ボールねじ２３４の移動に伴って、軸方向に移動する。可動盤２３２には、軸方向に貫通している貫通孔２３２ａが形成されている。タイバー２３３は、軸方向一方側の端部が支持盤２３５に固定され、軸方向他方側の端部が固定盤２３１に固定されている。タイバー２３３は可動盤２３２の貫通孔２３２ａに挿入されている。これにより、タイバー２３３は、可動盤２３２の軸方向の移動を案内する。

【0038】

型締め力センサ２３６は、ボールねじ２３４から支持盤２３５に加えられる圧力（型締め力の反力）を検出する。型締め力センサ２３６は、圧力に関する検出信号を、制御部２７１に出力する。なお、型締め力センサ２３６は、後述の金型部２４における型締め力を検出できる位置であれば、他の位置に設置されていてもよい。固定盤２３１には、軸方向他方側に径が広がる貫通孔２３１ａが形成されている。貫通孔２３１ａには、後述のシリンダ２２２が挿入される。

【0039】

金型部２４は、複数の金型２４１、２４２を有する。金型２４１は、可動盤２３２に固定されている。ボールねじ２３４が軸方向に移動すると、可動盤２３２とともに金型２４１も軸方向に移動する。すなわち、金型２４１は可動金型である。金型２４２は、固定盤２３１に固定されている。すなわち、金型２４２は固定金型である。金型２４２には、流路２４３が形成されている。

【0040】

図３を参照する。ボールねじ２３４により金型２４１が軸方向他方側に移動し、金型２４１が金型２４２に接触すると（すなわち、複数の金型２４１、２４２が組み合わされると）、金型２４１、２４２の間にはキャビティＣ１が形成される。本実施形態のキャビティＣ１は、成形材料が充填される円環状の空間である。

【0041】

図２を参照する。射出部２２は、ホッパ２２１と、シリンダ２２２と、スクリュ２２３と、ボールねじ２２５と、モータ２２６と、与圧センサ２２７と、移動量センサ２２８と、ヒータ２２９とを有する。ホッパ２２１は、シリンダ２２２と接続しており、シリンダ２２２内に成形材料を供給する。シリンダ２２２は軸方向に延びる中空の円筒形状を有する部材である。シリンダ２２２の軸方向一方側の端部は、径方向一方側の最端に近づくにつれて径が狭くなっており、シリンダ２２２の軸方向一方側の最端にはノズル２２４が設けられている。ノズル２２４は、金型２４２の流路２４３と接続している。

【0042】

スクリュ２２３は、シリンダ２２２の軸方向他方側の端部からシリンダ２２２内に挿入されている。スクリュ２２３の軸方向他方側にはボールねじ２２５が接続されており、ボールねじ２２５の軸方向他方側にはモータ２２６が接続されている。制御部２７１の動作指令によりモータ２２６が回転すると、ボールねじ２２５は軸方向に移動する。これに伴いスクリュ２２３も軸方向に移動する。このとき、スクリュ２２３は、軸方向を中心軸とする周方向に回転する。

【0043】

与圧センサ２２７は、ボールねじ２２５からモータ２２６へ加えられる圧力（スクリュ２２３の押込み力の反力）を検出する。すなわち、与圧センサ２２７は、スクリュ２２３が成形材料から受ける圧力を検出する。与圧センサ２２７は、圧力に関する検出信号を、制御部２７１に出力する。なお、与圧センサ２２７は、スクリュ２２３の押込み力を検出できる位置であれば、他の位置に設置されていてもよい。

【0044】

移動量センサ２２８は、ボールねじ２２５の軸方向の移動量を検出する。移動量センサ２２８は、移動量に関する検出信号を、制御部２７１に出力する。なお、移動量センサ２２８は、ボールねじ２２５の軸方向の移動量を検出できる位置であれば、他の位置に設置されていてもよい。

【0045】

ヒータ２２９は、例えば抵抗線をコイル状に巻回した抵抗加熱ヒータである。ヒータ２２９は、制御部２７１の動作指令により当該抵抗線へ電流が流されることで、抵抗熱によりシリンダ２２２内を加熱する。

【0046】

複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂは、金型２４１、２４２のうちキャビティＣ１に露出する面にそれぞれ設置されている。より具体的には、圧力センサ２５ａは、キャビティＣ１に露出する面のうち後述するゲート２４３ｂ（図４）に近接する面に設置されている。また、圧力センサ２５ｂは、キャビティＣ１のうち成形材料が合流するウェルド領域に露出する面に設置されている。

【0047】

なお、圧力センサ２５ａ、２５ｂの位置は上記に限定されないが、圧力センサ２５ａはウェルド領域よりもゲート２４３ｂに近い位置に設けられ、圧力センサ２５ｂはゲート２４３ｂよりもウェルド領域に近い位置に設けられていることが好適である。すなわち、圧力センサ２５ａは、ゲート２４３ｂとウェルド領域との中間よりもゲート２４３ｂ側に位置し、圧力センサ２５ｂは、当該中間よりもウェルド領域側に位置することが好適である。

【0048】

また、本実施形態において、２個の圧力センサ２５ａ、２５ｂは金型２４２に設けられるが、これに限定されない。圧力センサは３個以上であってもよいし、金型２４１に設けられてもよい。

【0049】

複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂは、キャビティＣ１内の圧力を検出する。特に、圧力センサ２５ａ、２５ｂは、キャビティＣ１内に供給された成形材料（溶融状態もしくは固化状態、又は溶融状態と固化状態とが混在した状態）の圧力を検出する。圧力センサ２５ａ、２５ｂは、圧力に関する検出信号を制御部２７１に出力する。

【0050】

温度センサ２６は、金型２４１に内蔵されており、金型２４１の温度を検出する。温度センサ２６は、温度に関する検出信号を制御部２７１に出力する。なお、温度センサ２６は、金型２４１のうちキャビティＣ１に面する領域に設置されてもよいし、金型２４２に設置されてもよい。また、温度センサ２６は、シリンダ２２２内に設置されてもよい。すなわち、温度センサ２６は、キャビティＣ１内に供給される成形材料の温度を直接的に又は間接的に検出することができればよい。

【0051】

＜成形装置による製造方法＞
図２から図５を適宜参照しながら、成形装置２０による成形品の製造方法について説明する。成形装置２０による成形品の製造方法は、前工程ＳＴ１と、型締め工程ＳＴ２と、充填工程ＳＴ３と、保圧工程ＳＴ４と、保圧解除工程ＳＴ５と、離型工程ＳＴ６とが、この順で実行される。本実施形態において、成形品は、転がり軸受に用いられる樹脂製の保持器である。しかしながら、これは成形品の一例であり、本発明に係る成形装置により成形される成形品は、その他の形状及び用途の成形品であってもよい。

【0052】

図２を参照する。はじめに、前工程ＳＴ１が実行される。前工程ＳＴ１では、モータ２２６によりスクリュ２２３が回転し、ヒータ２２９によりシリンダ２２２内が加熱されている状態で、ホッパ２２１から成形材料のペレットがシリンダ２２２内へ供給される。成形材料のペレットは、スクリュ２２３の回転に伴う摩擦熱と、ヒータ２２９による加熱とにより、シリンダ２２２内において溶融し、溶融状態の成形材料Ｌ１となる。シリンダ２２２内に、所定量の成形材料Ｌ１が貯留されると、前工程ＳＴ１が終了する。

【0053】

次に、型締め工程ＳＴ２が開始されると、図２の状態の成形装置２０において、制御部２７１の動作指令によりボールねじ２３４が軸方向他方側に移動し、図３に示すように金型２４１を金型２４２に接触させる。このように金型２４１と金型２４２とを組み合わせた状態で、さらにボールねじ２３４が軸方向他方側へ所定の型締め力により金型２４１を金型２４２へ押さえつける。すなわち、複数の金型２４１、２４２を締め付ける。これにより、複数の金型２４１、２４２の間に円環状のキャビティＣ１が形成される。以上により、型締め工程ＳＴ２が終了する。

【0054】

ここで、型締め力は、成形条件のひとつであり、金型２４１、２４２の形状等、その他の成形条件に応じて決定される。型締め力は、型締め力センサ２３６により検出される。

【0055】

続いて、充填工程ＳＴ３が開始されると、上記の型締め力を維持している状態で、ボールねじ２２５が軸方向一方側へ移動する。これにより、スクリュ２２３が軸方向一方側へ成形材料Ｌ１を押し、シリンダ２２２のノズル２２４から金型２４２の流路２４３を介してキャビティＣ１へ溶融状態の成形材料Ｌ１が射出される（充填動作）。

【0056】

図４は、充填工程ＳＴ３の終了時の様子を模式的に示す金型部２４の断面図である。図５は、図４の矢印Ｖの切断線により切断した金型部２４の断面図である。図６は、図４の矢印ＶＩの切断線により切断した金型部２４の断面図である。

【0057】

図４を参照する。流路２４３は、ノズル２２４側に開口する第１開口部２４３ａと、キャビティＣ１側に開口する第２開口部２４３ｂとを有する。第２開口部２４３ｂは、流路２４３からキャビティＣ１内へ成形材料Ｌ１を供給するゲートとして機能するため、以下、「ゲート２４３ｂ」と称する。

【0058】

図５を参照する。本実施形態において、キャビティＣ１は環状に形成されている。また、本実施形態において、圧力センサ２５ａは、キャビティＣ１のうちゲート２４３ｂに最も近接する領域に面するように設置されている。例えば、圧力センサ２５ａは、図５のように軸方向にキャビティＣ１を見たとき、ゲート２４３ｂが向かう方向（本実施形態ではキャビティＣ１の径方向）に近接して設置されている。

【0059】

圧力センサ２５ｂは、キャビティＣ１のうちゲート２４３ｂから最も遠い領域に面するように設置されている。当該領域は、ゲート２４３ｂから供給される成形材料Ｌ１が最後に到達する領域である。また、本実施形態のように環状のキャビティＣ１の場合、ゲート２４３ｂから供給される成形材料Ｌ１は、ゲート２４３ｂを始点にキャビティＣ１を時計回りに流れるとともに、ゲート２４３ｂを始点にキャビティＣ１を反時計回りにも流れる。そして、時計回り及び反時計回りにそれぞれ流れる成形材料Ｌ１が、ゲート２４３ｂから最も遠い領域において合流する。このため、当該領域は、ウェルド領域である。

【0060】

図６を参照する。本実施形態において、ゲート２４３ｂは円形状の内周面を有する。また、ゲート２４３ｂは、流路２４３の他の部分の内径よりも小さい内径を有する。このように構成することで、成形品を成形した際の良好なゲートカット（キャビティＣ１部分の成形品と、流路２４３部分のランナーとの接続を切断すること）を実現することができる。一方で、ゲート２４３ｂは流路２４３の他の部分よりも内径が小さいために、摩耗しやすいという特性を有する。ゲート２４３ｂの摩耗は、成形品の品質に特に影響を及ぼすため、ある程度ゲート２４３ｂが摩耗すると、金型部２４を交換する必要が生じる。

【0061】

図４、図５及び図６に示すように、流路２４３からキャビティＣ１へ成形材料Ｌ１が供給され、キャビティＣ１内がすべて成形材料Ｌ１により充填されると、充填工程ＳＴ３が終了する。充填工程ＳＴ３において、溶融状態の成形材料Ｌ１は、金型２４１、２４２の表面付近から徐々に固化しながらキャビティＣ１内へ供給される。

【0062】

図３を参照する。続いて、保圧工程ＳＴ４が開始されると、スクリュ２２３がさらに軸方向一方側へ成形材料Ｌ１を押し、シリンダ２２２のノズル２２４からキャビティＣ１へ成形材料Ｌ１がさらに射出される。これにより、キャビティＣ１内に充填されている成形材料Ｌ１に所定の圧力（例えば、数十～数百ＭＰａ）が印加される。そして、スクリュ２２３はこの状態を所定時間保持することで、所定の圧力を所定時間（例えば、数秒間）だけ成形材料Ｌ１に与え続ける（保圧動作）。スクリュ２２３がキャビティＣ１へ成形材料Ｌ１を押し出す圧力（与圧）は、与圧センサ２２７により検出される。

【0063】

続いて、保圧解除工程ＳＴ５が開始されると、スクリュ２２３は軸方向他方側へ移動し、成形材料Ｌ１の圧力の保持を解除する（保圧解除動作）。保圧解除動作後、所定時間が経過してキャビティＣ１内の成形材料Ｌ１の圧力が所定値以下になると、保圧解除工程ＳＴ５が終了する。その後、離型工程ＳＴ６が開始されると、金型部２４が冷却されることで、キャビティＣ１内の成形材料Ｌ１が固まり、成形品が形成される。そして、ボールねじ２３４が軸方向一方側へ移動し、金型２４１が金型２４２から離れることで、成形品が取り出される。なお、金型部２４の冷却は、保圧解除工程ＳＴ５と同時に開始されてもよい。

【0064】

図７は、充填工程ＳＴ３、保圧工程ＳＴ４及び保圧解除工程ＳＴ５において、成形装置２０の各センサにより検出される圧力の時系列データを示すグラフの一例である。図７（ａ）は保圧工程ＳＴ４においてゲートシールがなされた時（正常時）のグラフを示し、図７（ｂ）は保圧工程ＳＴ４においてゲートシールがなされなかった時（異常時）のグラフを示す。図７において、縦軸は圧力Ｐであり、横軸は時間ｔである。グラフ線Ｆ０は、与圧センサ２２７により検出される圧力の時系列データである。

【0065】

図７（ａ）のグラフ線Ｆａ１は正常時に圧力センサ２５ａにより検出される圧力の時系列データであり、グラフ線Ｆｂ１は正常時に圧力センサ２５ｂにより検出される圧力の時系列データである。図７（ｂ）のグラフ線Ｆａ２、Ｆｂ２は、それぞれ異常時に圧力センサ２５ａ、２５ｂにより検出される圧力の時系列データである。

【0066】

本実施形態において、時間の原点（ｔ＝０）は、制御部２７１がモータ２２６へスクリュ２２３の軸方向他方側への移動を動作指令した時点である。すなわち、充填工程ＳＴ３において射出部２２が金型部２４へ成形材料Ｌ１の供給を開始した時点である。なお、時間の原点（ｔ＝０）はこれに限られず、与圧センサ２２７が所定の圧力を検出した時点であってもよいし、移動量センサ２２８が所定の移動量を検出した時点であってもよい。

【0067】

グラフ線Ｆ０に着目する。グラフ線Ｆ０は、正常時、異常時にかかわらず、成形条件（型締め力、与圧、保圧時間等）が同一であれば、略同一のグラフが取得される傾向がある。このため、グラフ線Ｆ０は図７（ａ）、図７（ｂ）においてほとんど差異がなく、与圧センサ２２７により正常時であるか異常時であるかを判断するのは困難である。

【0068】

グラフ線Ｆ０は、充填工程ＳＴ３において圧力Ｐｓ１まで立ち上がる。ここで、圧力Ｐｓ１は、保圧工程ＳＴ４の「設定圧力」である。すなわち、保圧工程ＳＴ４の間、与圧センサ２２７により検出される圧力がＰｓ１に維持されるように、制御部２７１がモータ２２６をフィードバック制御する。このため、保圧工程ＳＴ４の間、与圧センサ２２７により検出される圧力はＰｓ１で略一定となる。保圧工程ＳＴ４は、時点Ｘ１に開始され、時点Ｘ２に終了する。すなわち、保圧時間は、（Ｘ２－Ｘ１）である。その後、保圧解除工程ＳＴ５において圧力は低下する。保圧解除工程ＳＴ５は、時点Ｘ２から開始される。すなわち、保圧解除動作は、時点Ｘ２に実行される。

【0069】

次に、図７（ａ）のグラフ線Ｆａ１、Ｆｂ１に着目する。グラフ線Ｆａ１、Ｆｂ１は、充填工程ＳＴ３においてグラフ線Ｆ０が立ち上がった後に立ち上がり、保圧工程ＳＴ４において圧力がそれぞれのピークまで上昇し、その後圧力が減少していき、保圧解除工程ＳＴ５において圧力が急激に低下する。正常時の保圧工程ＳＴ４及び保圧解除工程ＳＴ５において、グラフ線Ｆａ１、Ｆｂ１にほとんど差異はなく、複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂによりそれぞれ検出される圧力の時系列データはほとんど等しくなる。

【0070】

次に、図７（ｂ）のグラフ線Ｆａ２、Ｆｂ２に着目する。グラフ線Ｆｂ２は、正常時のグラフ線Ｆｂ１とほとんど傾向が変わらない。これに対し、グラフ線Ｆａ２では、グラフ線Ｆａ１と異なり、保圧解除工程ＳＴ５において圧力がより急激に低下している。

【0071】

このように、異常時において、グラフ線Ｆｂ２の保圧解除動作後の圧力の傾きよりも、グラフ線Ｆａ２の保圧解除動作後の圧力の傾きの方が、負の方向に大きくなる傾向がある。この原因について、図８及び図９を用いて説明する。

【0072】

図８は、図５のゲート２４３ｂを含む領域のゲートシール正常時の様子を説明する図である。図８（ａ）は、充填工程ＳＴ３が終了し、保圧工程ＳＴ４が開始される時点（時点Ｘ１）の様子を示している。図８（ｂ）は、保圧工程ＳＴ４が終了し、保圧解除工程ＳＴ５が開始される時点（時点Ｘ２）の様子を示している。

【0073】

ゲート２４３ｂの内径ｄ１は、成形品の品質に影響を及ぼさない正常な内径である。時点Ｘ１において、キャビティＣ１内及び流路２４３内の成形材料Ｌ１はほとんど溶融状態である。保圧工程ＳＴ４の間、成形材料Ｌ１は、金型２４２により熱が奪われることで、流路２４３の縁の部分において一部が凝固し、凝固体Ｓ１となる。そして、保圧工程ＳＴ４が終了するまでに凝固体Ｓ１がゲート２４３ｂを全て覆い、図８（ｂ）に示すようにキャビティＣ１と流路２４３とが凝固体Ｓ１により寸断される「ゲートシール状態」となる。

【0074】

ゲートシール状態になった後、保圧解除動作が行われることで、キャビティＣ１内の成形材料Ｌ１はキャビティＣ１内に留まったまま凝固及び収縮する。これにより、保圧解除動作後のゲート２４３ｂ付近の成形材料Ｌ１の圧力（圧力センサ２５ａの圧力）とウェルド領域付近の成形材料Ｌ１の圧力（圧力センサ２５ｂの圧力）は、図７のグラフ線Ｆａ１、Ｆｂ１に示されるように、同じように減少する。

【0075】

図９は、図５のゲート２４３ｂを含む領域のゲートシール異常時の様子を説明する図である。図９（ａ）は時点Ｘ１の様子を示し、図９（ｂ）は時点Ｘ２の様子を示している。ゲート２４３ｂの内径ｄ２は、正常時の内径ｄ１よりも大きく、成形品の品質に影響を及ぼす異常な内径である。例えば、摩耗等の経年劣化により初期の内径ｄ１が異常な内径ｄ２まで広がる場合がある。

【0076】

図９（ａ）に示すように、時点Ｘ１（保圧工程ＳＴ４の開始時）において、キャビティＣ１内及び流路２４３内の成形材料Ｌ１はほとんど溶融状態である。保圧工程ＳＴ４の間、成形材料Ｌ１は、金型２４２により熱が奪われることで、流路２４３の縁の部分において一部が凝固し、凝固体Ｓ１となる。しかしながら、内径ｄ２が正常時よりも大きいため、保圧工程ＳＴ４が終了するまでに凝固体Ｓ１はゲート２４３ｂを全て覆いつくせない。このため、図９（ｂ）に示すように、ゲート２４３ｂの凝固体Ｓ１に隙間Ｇ１が残り、キャビティＣ１と流路２４３とが凝固体Ｓ１により寸断されない。このような状態を、「ゲートシール未了状態」と称する。

【0077】

なお、図９では、ゲート２４３ｂが摩耗により広がることでゲートシール未了状態となる例を挙げたが、ゲートシール未了状態はその他の原因によっても生じうる。例えば、成形材料Ｌ１の粘度や含有水分のばらつき、成形装置２０の周囲の温度、湿度の違いにより、成形材料Ｌ１が正常時よりも凝固しにくくなる場合がある。このような場合、ゲート２４３ｂが正常な内径ｄ１であるときでも、保圧時間中にゲートシールがなされず、時間Ｘ２においてゲートシール未了状態となる場合がある。

【0078】

そして、ゲートシール未了状態のまま、保圧解除動作が行われることで、キャビティＣ１内の成形材料Ｌ１が流路２４３へ（すなわち、矢印ＡＲ１の方向へ）逆流する。また、キャビティＣ１内に残った成形材料Ｌ１は、凝固及び収縮する。成形材料Ｌ１が流路２４３に逆流することに起因する圧力変化は、ゲート２４３ｂに近いほど顕著に生じる。このため、ゲートシール未了状態のまま保圧解除動作が行われると、キャビティＣ１内にはゲート２４３ｂに近いほど圧力が低くなる圧力の分布が生じる。

【0079】

すなわち、図７（ｂ）のグラフ線Ｆａ２に示されるように、ゲート２４３ｂにより近い圧力センサ２５ａが検出する圧力は、成形材料Ｌ１の流路２４３への逆流により保圧解除動作後に急激に減少する。これに対し、図７（ｂ）のグラフ線Ｆｂ２に示されるように、ゲート２４３ｂからより遠い圧力センサ２５ｂが検出する圧力は、ウェルド領域の成形材料Ｌ１がゲート２４３ｂ付近の成形材料Ｌ１と比べて逆流しにくいため、保圧解除動作後にグラフ線Ｆａ２ほど急激には減少しない。

【0080】

ゲートシール未了状態のまま保圧解除動作が行われると、成形材料Ｌ１の流路２４３への逆流がある分だけ、キャビティＣ１内の成形材料Ｌ１の充填量が減少するため、成形品の寸法、重量、品質（例えば、強度）のばらつきが大きくなるという悪影響が生じる。また、成形材料の充填量が減少すると、成形品にボイド（成形品の内部に生じる意図しない空間）、ヒケ（成形品の外面に生じる意図しない凹み）、ソリ（成形品の意図しない変形）、といった不良が生じるおそれがある。このため、ゲート２４３ｂの異常を成形装置２０においてセンシングし、自動的に判定できる技術が重要となる。

【0081】

以上に説明したように、発明者らは、鋭意研究の結果、ゲート２４３ｂとの距離がそれぞれ異なる複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂによりキャビティＣ１内の圧力をそれぞれ検出すると、時点Ｘ２においてゲートシール状態の場合には、保圧解除動作後の圧力センサ２５ａ、２５ｂ間の圧力にほとんど差異が生じないのに対し、時点Ｘ２においてゲートシール未了状態の場合には、保圧解除動作後の圧力センサ２５ａ、２５ｂ間の圧力に差異が生じることを発見した。そして、発明者らは、当該差異が生じるか否かに基づいて、時点Ｘ２においてゲートシールができているか否かを判定する発明を着想した。

【0082】

そこで、本実施形態に係る異常予測システム１０では、学習装置３０において、複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂの圧力に基づいて取得される後述の評価値Ｒと、成形品の状態との相関関係を学習させた学習済みモデルＴｍ１を生成し、異常予測装置４０において学習済みモデルＴｍ１と評価値Ｒとに基づいて、保圧解除工程ＳＴ５時にゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常を予測するための予測情報を取得する。以下、学習装置３０及び異常予測装置４０について説明する。

【0083】

＜学習装置の説明＞
図１０は、本実施形態に係る学習装置３０の機能構成を示すブロック図である。学習装置３０は、訓練データ取得部３１と、学習演算部３２と、成形情報記憶部３３と、学習済みモデル記憶部３４とを有する。これらの各部は、ＣＰＵ等の演算部とＨＤＤ等の記憶部とを有するコンピュータ装置により実現される。

【0084】

成形情報記憶部３３には、各種の成形情報が記憶されている。成形情報は、例えば各種の第１情報と第２情報とを対応付けしたテーブル形式の情報である。例えば、第１情報が金型の種類である場合、第２情報には金型の各種寸法、キャビティＣ１の容積が含まれる。第１情報が成形材料の種類又はロット番号である場合、第２情報には成形材料の物性（粘度、含有水分等）が含まれる。

【0085】

訓練データ取得部３１は、異常予測システム１０の各部から訓練データに関する情報を取得する。訓練データは、上記の成形情報と、後述の評価値Ｒ及び成形品情報とを含む。訓練データは、例えば学習対象の成形品を成形した際に、異常予測システム１０の各部（例えば、圧力センサ２５ａ、２５ｂ）において検出されるデータに基づいて取得される。

【0086】

訓練データ取得部３１は、学習対象の成形品を成形装置２０にて実際に成形した際に、複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂにおいてそれぞれ検出された時点Ｘ２（保圧解除動作時点）以降の圧力の時系列データに基づいて、評価値Ｒを取得する。

【0087】

図１１は、本実施形態に係る評価値Ｒについて模式的に説明するグラフである。図１１（ａ）は、図７（ｂ）の時点Ｘ２以降のグラフ線Ｆａ２、Ｆｂ２を拡大して示すグラフである。図１１（ｂ）は、グラフ線Ｆａ２、Ｆｂ２の差分Ｆｃ（ｔ）（ここで、Ｆｃ（ｔ）＝Ｆｂ２－Ｆａ２）を示すグラフである。評価値Ｒは、第１評価値Ｒ１、第２評価値Ｒ２又は第３評価値Ｒ３を含む。なお、訓練データ取得部３１は、第１評価値Ｒ１、第２評価値Ｒ２及び第３評価値Ｒ３のすべてを取得してもよいし、いずれか２つを取得してもよい。

【0088】

第１評価値Ｒ１は、複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂによりそれぞれ検出される複数の圧力の差分に関する値である。例えば、第１評価値Ｒ１は、時点Ｘ２から所定時間ｔ１が経過した時点Ｘ５（Ｘ５＝Ｘ２＋ｔ１）における圧力センサ２５ａの圧力Ｐａ２と、時点Ｘ５における圧力センサ２５ｂの圧力Ｐｂ２との差分Ｆｃ（Ｘ５）（ここで、Ｆｃ（Ｘ５）＝Ｐｂ２－Ｐａ２）である。

【0089】

なお、第１評価値Ｒ１は、時間Ｘ２後の複数の時点Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５における圧力の差分Ｆｃ（Ｘ３）、Ｆｃ（Ｘ４）、Ｆｃ（Ｘ５）の平均値又は中央値であってもよい。また、第１評価値Ｒ１は、時点Ｘ２から時点Ｘ５までの差分Ｆｃ（ｔ）を時間積分した値∫Ｆｃ（ｔ）ｄｔであってもよい。

【0090】

ここで、図１１では、圧力の時系列データを曲線として表示しているが、実際には圧力の時系列データは複数の点により構成されている。そして、所定時点の点が他の隣接する点よりも極端に異なる値をとる「スパイクノイズ」が発生する場合がある。例えば、時点Ｘ５においてグラフ線Ｆ２ａに増加方向のスパイクノイズが生じて、偶然、圧力の差分Ｆｃ（Ｘ５）が小さくなる場合がある。このような場合、正確な第１評価値Ｒ１を取得できない。これに対し、保圧解除動作後の圧力の時系列データにおいて、所定時間ごとに複数の差分Ｆｃ（Ｘ３）、Ｆｃ（Ｘ４）、Ｆｃ（Ｘ５）を取得し、当該複数の差分の平均値又は中央値を第１評価値Ｒ１とすることで、スパイクノイズの影響を低減することができる。同様に、差分Ｆｃ（ｔ）を時間積分した値∫Ｆｃ（ｔ）ｄｔを第１評価値Ｒ１とすることによっても、スパイクノイズの影響を低減することができる。

【0091】

第２評価値Ｒ２は、複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂによりそれぞれ検出される複数の圧力の時間変化に関する値の差分に関する値である。時間変化に関する値は、例えば傾きや変化量である。例えば、第２評価値Ｒ２は、圧力センサ２５ａにより検出される圧力の時点Ｘ２から時点Ｘ５までの変化量Δａ１（＝Ｐａ２－Ｐａ１）と、圧力センサ２５ｂにより検出される圧力の同時点間の変化量Δｂ１（＝Ｐｂ２－Ｐｂ１）との差分（Δｂ１－Δａ１）である。

【0092】

なお、第２評価値Ｒ２は、圧力センサ２５ａにより検出される圧力の時点Ｘ２から時点Ｘ３まで、時点Ｘ３から時点Ｘ４まで、時点Ｘ４から時点Ｘ５までのそれぞれの変化量Δａ２、Δａ３、Δａ４の平均値ＡｖΔａ（又は中央値）と、圧力センサ２５ｂにより検出される圧力の同時点間のそれぞれの変化量Δｂ２、Δｂ３、Δｂ４の平均値ＡｖΔｂ（又は中央値）と、の差分（ＡｖΔｂ－ＡｖΔａ）であってもよい。また、訓練データ取得部３１は、第２評価値Ｒ２を算出する際、上記の変化量に代えて、圧力の傾き（例えば、Δａ１／ｔ１）を用いてもよい。

【0093】

第３評価値Ｒ３は、複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂによりそれぞれ検出される複数の圧力の時間積分に関する値の差分に関する値である。例えば、第３評価値Ｒ３は、圧力センサ２５ａにより検出される圧力の時点Ｘ２から時点Ｘ５までの時間積分値∫Ｆａ２ｄｔと、圧力センサ２５ｂにより検出される圧力の同時点間の時間積分値∫Ｆｂ２ｄｔとの差分（∫Ｆｂ２ｄｔ－∫Ｆａ２ｄｔ）である。

【0094】

時間積分値∫Ｆａ２ｄｔは、厳密には図１１（ａ）のグラフにおいてグラフ線Ｆａ２の時点Ｘ２から時点Ｘ５までの区間で囲まれる面積であるが、時点Ｘ２から時点Ｘ５までの複数時点Ｘｎにおけるグラフ線Ｆａ２の値（Ｐａｎ）の和（ΣＰａｎ）として算出してもよい。

【0095】

第１評価値Ｒ１、第２評価値Ｒ２又は第３評価値Ｒ３の値が大きいほど、グラフ線Ｆａ２、Ｆｂ２の保圧解除動作後の差異が大きく、時点Ｘ２においてゲートシール未了状態である可能性が高い。このように、評価値Ｒには時点Ｘ２におけるゲートシール未了状態の有無と相関があるため、評価値Ｒに基づいて、時点Ｘ２におけるゲートシール未了状態の有無を予測することができる。

【0096】

また、訓練データ取得部３１は、成形品の寸法値、成形品のボイドに関する値、又は成形品の外観に関する値を、成形品情報として取得する。成形品の寸法値は、例えば成形品の各部の幅、真円度、曲率である。成形品のボイドに関する値は、例えば成形品のボイドの程度を数値化した値（例えば、ボイド３個以上＝２、ボイド１個＝１、ボイドなし＝０）である。成形品の外観に関する値は、例えば成形品の異常な外観（例えば、ヒケ）の程度を数値化した値（例えば、所定面積を超えるヒケあり＝２、所定面積以下のヒケあり＝１、ヒケなし＝０）である。

【0097】

訓練データ取得部３１は、作業者の入力により成形品情報を取得する。例えば、成形装置２０により学習対象の成形品を成形した後、作業者が測定装置を用いて当該成形品の真円度を計測する。そして、作業者は入力部５０に計測した真円度を入力する。これにより、訓練データ取得部３１は、成形品の真円度を成形品情報として取得する。なお、測定装置と学習装置３０とを通信接続し、測定装置により計測された成形品の寸法値が自動的に訓練データ取得部３１に取得されてもよい。

【0098】

また、訓練データ取得部３１は、ゲート２４３ｂの摩耗状態を示す摩耗情報を、訓練データとして取得してもよい。ゲート２４３ｂの摩耗状態は、例えばゲート２４３ｂの内径、又はゲート２４３ｂの摩耗量である。学習対象の成形品を成形した後、作業者は金型部２４を例えば定規により確認し、ゲート２４３ｂの内径を計測する。そして、作業者は計測したゲート２４３ｂの内径を入力部５０に入力する。これにより、訓練データ取得部３１は、ゲート２４３ｂの内径を摩耗情報として取得する。

【0099】

また、ゲート２４３ｂの摩耗量を摩耗情報として取得する場合、はじめに、作業者は、金型部２４の初期状態（例えば、１回も成形を行っていない状態）におけるゲート２４３ｂの内径（初期内径）を計測する。次に、学習対象の成形品を成形した後、作業者は定規によりゲート２４３ｂの内径を測定し、当該内径からゲート２４３ｂの初期内径を減算する。これにより、ゲート２４３ｂの初期内径からの摩耗量が取得される。そして、作業者は入力部５０へゲート２４３ｂの摩耗量を入力する。これにより、訓練データ取得部３１は、ゲート２４３ｂの摩耗量を摩耗情報として取得する。

【0100】

なお、訓練データ取得部３１は図示省略する記憶部にゲート２４３ｂの初期内径を記憶し、作業者が入力部５０に入力したゲート２４３ｂの内径と、当該初期内径とに基づいて、訓練データ取得部３１がゲート２４３ｂの摩耗量を算出するように構成してもよい。

【0101】

また、訓練データ取得部３１は、複数の環境値を、訓練データとして取得してもよい。環境値は、例えば、学習対象の成形品を成形した際に、温度センサ２６において検出された温度に関する値である。環境値は、学習対象の成形品を成形した際に、図示省略するその他のセンサ（例えば、湿度センサ）において検出された成形装置２０の周辺及び成形装置２０の内部の環境に関する値をさらに含んでいてもよい。

【0102】

図１０を参照する。訓練データ取得部３１は、入力部５０に作業者が入力する情報と、成形情報記憶部３３とに基づいて、成形情報を取得する。例えば、学習対象の成形品を成形する際に、作業者は当該成形品に関する成形材料のロット番号を入力する。訓練データ取得部３１は、当該ロット番号に対応する成形材料の物性（例えば、粘度）に関する成形情報を、成形情報記憶部３３から取得する。

【0103】

訓練データ取得部３１は、例えば学習対象の成形品を１個成形するごとに、１組の訓練データ（当該成形品の成形の際に取得される評価値Ｒ、環境値、成形情報、成形品情報及び摩耗情報のセット）を取得する。訓練データ取得部３１は、学習対象の成形品を所定回数成形することで、所定回数分の複数組の訓練データを取得する。

【0104】

学習演算部３２は、複数組の訓練データに基づいて、教師あり機械学習を行う演算をすることで、評価値Ｒ及び成形品情報の相関関係をモデル化した学習済みモデルＴｍ１と、評価値Ｒ及び摩耗情報の相関関係をモデル化した学習済みモデルＴｍ２とを生成する。本実施形態では、機械学習モデルとして、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＣＮ：Convolutional Neural Network）を用いるが、その他のモデルを用いてもよい。例えば、データのグループ分けに関するモデルである回帰木モデルであってもよい。

【0105】

具体的には、学習済みモデルＴｍ１を生成する際、評価値Ｒ、環境値及び成形情報（これらの情報を「入力情報」と総称する。）を説明変数とし、成形品情報を目的変数とすることで、入力情報と成形品情報との相関関係をモデル化する。すなわち、学習演算部３２は、入力情報に入力した際に、当該入力情報に対応する成形品情報を出力層から出力するための中間層を構成する学習済みモデルＴｍ１を生成する。

【0106】

また、学習済みモデルＴｍ２を生成する際、入力情報を説明変数とし、摩耗情報を目的変数とすることで、入力情報と摩耗情報との相関関係をモデル化する。すなわち、学習演算部３２は、入力情報に入力した際に、当該入力情報に対応する摩耗情報を出力層から出力するための中間層を構成する学習済みモデルＴｍ２を生成する。

【0107】

なお、学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２を生成する際、入力情報には評価値Ｒが含まれていればよく、環境値及び成形情報が含まれていなくてもよい。但し、環境値及び成形情報のばらつきが大きい場合や、当該ばらつきによるゲートシールへの影響が大きい場合には、入力情報に対応する成形品情報又は摩耗情報をより正確に予測するために、学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２を生成する際に入力情報に環境値及び成形情報を含ませることが好適である。

【0108】

学習演算部３２により生成された学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２は、学習済みモデル記憶部３４に記憶される。学習済みモデル記憶部３４に記憶された学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２は、学習装置３０に新たな情報が入力され、訓練データ取得部３１において新たな訓練データが取得されると、当該訓練データの内容に応じて適宜更新される。また、学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２は、学習装置３０から後述の異常予測装置４０へ送信され、異常予測装置４０の学習済みモデル記憶部４５にも記憶される。

【0109】

＜学習済みモデルの生成方法＞
次に、学習装置３０による学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２の生成方法について説明する。学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２の生成方法は、訓練データ取得工程と、学習演算工程とを備える。これらの工程は、学習装置３０を構成するコンピュータ装置が所定のプログラムを実行することで実現される。

【0110】

はじめに、訓練データ取得工程が開始されると、訓練データ取得部３１は、複数組の訓練データを取得する。例えば、複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂにより検出された複数の圧力の時系列データに基づいて、評価値Ｒを取得する。

【0111】

次に、当該評価値Ｒが取得された成形品を作業員が実際に検査し、当該検査値が入力部５０に入力されることで、訓練データ取得部３１は成形品情報を取得する。また、当該成形品を成形した金型部２４を作業員が実際に検査し、当該検査値が入力部５０に入力されることで、訓練データ取得部３１は摩耗情報を取得する。以上により、訓練データ取得工程が終了する。

【0112】

次に、学習演算工程が開始されると、学習演算部３２は、複数組の訓練データに基づいて入力情報と成形品情報との対応を学習し、学習済みモデルＴｍ１を生成する。また、学習演算部３２は、複数組の訓練データに基づいて入力情報と摩耗情報との対応を学習し、学習済みモデルＴｍ２を生成する。学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２は学習済みモデル記憶部３４に記憶される。以上により、学習演算工程が終了する。

【0113】

＜異常予測装置の説明＞
図１２は、本実施形態に係る異常予測装置４０の機能構成を示すブロック図である。異常予測装置４０は、データ取得部４１と、異常予測部４２と、出力部４３と、成形情報記憶部４４と、学習済みモデル記憶部４５とを有する。これらの各部は、ＣＰＵ等の演算部とＨＤＤ等の記憶部とを有するコンピュータ装置により実現される。演算部は、記憶部に記憶されているプログラムに基づいて、後述のデータ取得処理と、異常予測処理とを実行する。

【0114】

成形情報記憶部４４には、成形情報記憶部３３と同様に、各種の第１情報と第２情報とを対応付けしたテーブル形式の成形情報が記憶されている。学習済みモデル記憶部４５には、学習装置３０により生成された学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２が記憶されている。

【0115】

成形情報記憶部４４及び学習済みモデル記憶部４５は、コンピュータ装置のうち、学習装置３０の成形情報記憶部３３及び学習済みモデル記憶部３４と同じ記憶領域により実現されてもよいし、別の記憶領域により実現されてもよい。すなわち、学習装置３０及び異常予測装置４０が、同じ成形情報記憶部３３及び学習済みモデル記憶部３４を共有するように構成されてもよいし、学習装置３０及び異常予測装置４０がそれぞれ独立した成形情報記憶部３３、４４及び学習済みモデル記憶部３４、４５を有するように構成されてもよい。

【0116】

データ取得部４１は、異常予測システム１０の各部から異常予測を行うための情報を取得するデータ取得処理を実行する。異常予測を行うための情報は、例えば予測対象の成形品を成形した際に取得される１組の評価値Ｒ、環境値及び成形情報である。

【0117】

異常予測部４２は、学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２のそれぞれへ、データ取得部４１により取得された１組の評価値Ｒ、環境値及び成形情報を入力する。これらの入力に基づいて、学習済みモデルＴｍ１は保圧解除工程ＳＴ５時にゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常を予測するための予測情報Ｄ１を出力し、学習済みモデルＴｍ２はゲート２４３ｂの摩耗状態を予測するための予測情報Ｄ２を出力する。

【0118】

予測情報Ｄ１、Ｄ２は、学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２を生成する際に用いた目的変数に対応する情報である。例えば、目的変数が成形品の真円度である場合、予測情報Ｄ１は、成形品の真円度について予測される確率を含む情報となる。より具体的には、予測情報Ｄ１は、例えば成形品の真円度について、１０μｍ以下である第１確率と、１０μｍより長く３０μｍ以下である第２確率と、３０μｍより大きい第３確率とを含む。一例として、学習済みモデルＴｍ１に１組の評価値Ｒ、環境値及び成形情報が入力されると、学習済みモデルＴｍ１は第１確率が１０％、第２確率が１０％、第３確率が８０％である予測情報Ｄ１を出力する。予測情報Ｄ２についても、同様に出力される。

【0119】

出力部４３は、異常予測部４２において取得された予測情報Ｄ１に基づいて、成形品に異常があるか否かを判定する。また、出力部４３は、異常予測部４２において取得された予測情報Ｄ２に基づいて、ゲート２４３ｂの摩耗状態に異常があるか否かを判定する。出力部４３は、例えば、所定のしきい値と、予測情報Ｄ１に基づいて、成形品の異常を判定する。所定のしきい値は、例えば許容される最大真円度である。

【0120】

例えば、許容される最大真円度が３０μｍである場合、上記の第１確率～第３確率のうち、第３確率が最も高いときに、出力部４３は成形品が異常であることを示す判定情報Ｊ１を取得する。また、上記の第１確率～第３確率のうち、第１確率又は第２確率が最も高いときには、出力部４３は成形品が正常であることを示す判定情報Ｊ１を取得する。

【0121】

また、出力部４３は、同様に、予測情報Ｄ２に基づいてゲート２４３ｂの摩耗状態が異常であるか否かの判定情報Ｊ２を取得する。

【0122】

出力部４３は、判定情報Ｊ１、Ｊ２を表示部６０及び制御部２７１に出力する。表示部６０には、判定情報Ｊ１、Ｊ２が表示される。成形品が異常であると判定されている場合や、ゲート２４３ｂの摩耗状態が異常であると判定されている場合には、表示部６０のディスプレイにおいて赤などの強調色により判定情報Ｊ１、Ｊ２を表示し、スピーカにおいてアラートを発報するように構成してもよい。

【0123】

また、ゲート２４３ｂの摩耗状態が異常であると判定されている場合、制御部２７１の動作指令により、異常判定されたゲート２４３ｂを含む成形装置２０を、金型部２４が開放した状態で停止させるように構成してもよい。この場合、作業者は表示部６０によるアラート等に基づいて、金型部２４を点検し、必要に応じて金型部２４の交換を行う。

【0124】

なお、本実施形態において、出力部４３を設けずに、異常予測部４２において得られた予測情報Ｄ１、Ｄ２をそのまま表示部６０に表示するように構成されてもよい。この場合、表示部６０に表示された予測情報Ｄ１、Ｄ２に基づいて、作業者が成形品に異常があるか否か、及びゲート２４３ｂの摩耗状態に異常があるか否かを判断するようにしてもよい。

【0125】

＜異常予測装置による異常予測方法＞
次に、異常予測装置４０による異常予測方法を説明する。異常予測方法は、データ取得工程と、異常予測工程とを備える。これらの工程は、異常予測装置４０を構成するコンピュータ装置が所定のプログラムを実行することで実現される。

【0126】

データ取得工程が開始されると、データ取得部４１は、予測対象の成形品を成形した際に取得される１組の評価値Ｒ、環境値及び成形情報を取得する。以上により、データ取得工程が終了する。

【0127】

次に、異常予測工程が開始されると、はじめに、異常予測部４２は、１組の評価値Ｒ、環境値及び成形情報を学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２へ入力することで、予測情報Ｄ１、Ｄ２を取得する。

【0128】

次に、出力部４３は、予測情報Ｄ１、Ｄ２と所定のしきい値に基づいて、判定情報Ｊ１、Ｊ２を取得する。最後に、出力部４３は、判定情報Ｊ１、Ｊ２を表示部６０及び制御部２７１に出力する。以上により、異常予測工程が終了する。

【0129】

＜異常予測システムの作用・効果＞
本実施形態に係る異常予測システム１０は、保圧解除動作（時点Ｘ２）後に、複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂによりそれぞれ検出される圧力に基づいて評価値Ｒを取得し、当該評価値Ｒと学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２に基づいて成形品の異常を予測するための予測情報Ｄ１と、ゲート２４３ｂの摩耗状態の異常を予測するための予測情報Ｄ２とを取得する。

【0130】

このような構成により、学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２が一旦生成された後は、作業者が逐一成形品や金型部２４を検査する必要がなくなり、成形装置２０に設けられた各種のセンサ（圧力センサ２５ａ、２５ｂ、与圧センサ２２７等）により取得される情報から、保圧解除工程ＳＴ５時にゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常や、ゲート２４３ｂの摩耗状態を予測することが可能となる。

【0131】

また、本実施形態に係る異常予測システム１０は、評価値Ｒと成形品情報との相関関係を機械学習させた学習済みモデルＴｍ１へ評価値Ｒを入力することで、予測情報Ｄ１を取得する。ここで、学習済みモデルＴｍ１の説明変数は、評価値Ｒを含み、学習済みモデルＴｍ１の目的変数は、成形品の寸法値、成形品のボイドに関する値、又は成形品の外観に関する値を含む。このように構成することで、成形条件にばらつきがある状態であっても、より正確に保圧解除工程ＳＴ５時にゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常を予測することができる。

【0132】

また、本実施形態に係る異常予測システム１０は、評価値Ｒと摩耗情報との相関関係を機械学習させた学習済みモデルＴｍ２へ評価値Ｒを入力することで、予測情報Ｄ２を取得する。ここで、学習済みモデルＴｍ２の説明変数は、評価値Ｒを含み、学習済みモデルＴｍ２の目的変数は、ゲート２４３ｂの内径又はゲート２４３ｂの摩耗量を含む。このように構成することで、成形条件にばらつきがある状態であっても、より正確にゲート２４３ｂの摩耗状態を予測することができる。

【0133】

また、圧力センサ２５ａは、キャビティＣ１のうち成形材料が合流するウェルド領域よりもゲート２４３ｂに近い位置に設けられ、圧力センサ２５ｂは、ゲート２４３ｂよりもウェルド領域に近い位置に設けられている。ゲートシール未了状態の際に流路２４３に成形材料Ｌ１が逆流することによる圧力変化は、ゲート２４３ｂに近い方がより大きくなるため、圧力センサ２５ａにより検出される圧力の方が、圧力センサ２５ｂにより検出される圧力よりも、保圧解除動作後により急激に減少する。このように、圧力センサ２５ａ、２５ｂをゲート２４３ｂ側とウェルド領域側とに離して設置することで、ゲートシール未了状態であることに起因する圧力の差分をより大きくすることができる。この結果、より精度良く異常を予測することができる。

【0134】

＜第２実施形態＞
以上、第１実施形態に係る異常予測システムを説明した。しかしながら、本発明の実施に関してはこれに限られず、種々の変形を行うことができる。以下、本発明の第２実施形態に係る異常予測システム１１について、説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態から変更のない部分については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0135】

図１３は、第２実施形態に係る異常予測システム１１を模式的に示すブロック図である。異常予測システム１１は、複数の成形装置２０と、異常予測装置４０ａと、入力部５０と、表示部６０とを備える。

【0136】

本実施形態において、異常予測システム１１の異常予測装置４０ａは、評価値Ｒと所定の基準値Ｒｆとに基づいて、成形品の異常を予測するための予測情報Ｄ３を取得する。すなわち、異常予測システム１１は、学習済みモデルＴｍ１を用いずに、評価値Ｒと基準値Ｒｆとの比較により異常を予測する点で、第１実施形態に係る異常予測システム１０と相違する。

【0137】

図１４は、本実施形態に係る異常予測装置４０ａの機能構成を示すブロック図である。異常予測装置４０ａは、データ取得部４１と、異常予測部４２ａと、出力部４３ａと、成形情報記憶部４４と、基準値記憶部４６とを有する。これらの各部は、ＣＰＵ等の演算部とＨＤＤ等の記憶部とを有するコンピュータ装置により実現される。データ取得部４１は、第１実施形態に係るデータ取得部４１と同様に、評価値Ｒを取得する。

【0138】

基準値記憶部４６には、基準値Ｒｆが記憶されている。基準値Ｒｆは、寸法値、ボイドの状態、外観の状態が正常な成形品を成形した際に取得される評価値Ｒに基づいて生成される値である。基準値Ｒｆは、第１評価値Ｒ１に対応する第１基準値Ｒｆ１と、第２評価値Ｒ２に対応する第２基準値Ｒｆ２と、第３評価値Ｒ３に対応する第３基準値Ｒｆ３と、を含んでもよい。

【0139】

第１基準値Ｒｆ１は、例えば、正常な成形品を複数回成形した際に取得される複数の第１評価値Ｒ１の平均値又は中央値に、所定のマージンを加味した値である。第１基準値Ｒｆ１は、より具体的には、図１１（ｂ）に示すようなしきい値Ｔｈ１である。

【0140】

異常予測部４２ａは、データ取得部４１により取得された評価値Ｒと、基準値記憶部４６に記憶されている基準値Ｒｆを取得する。そして、異常予測部４２ａは、評価値Ｒと、評価値Ｒと対応する基準値Ｒｆとを比較することで、予測情報Ｄ３を取得する。例えば、第１評価値Ｒ１は第１基準値Ｒｆと比較され、第２評価値Ｒ２は第２基準値Ｒｆと比較される。予測情報Ｄ３は、例えば、評価値Ｒと基準値Ｒｆとの差、又は比（例えば、Ｒ１－Ｒｆ１）である。

【0141】

図７から図９において説明したように、ゲートシール未了状態で保圧解除動作が行われる場合、保圧解除動作後のキャビティＣ１内の圧力低下はより急激に生じるため、保圧解除動作後の圧力の差分に関する第１評価値Ｒ１は、正常時の圧力の差分に関する第１基準値Ｒｆ１よりも大きくなる傾向がある。

【0142】

また、同様に、ゲートシール未了状態で保圧解除動作が行われる場合、第２評価値Ｒ２及び第３評価値Ｒ３も、第２基準値Ｒｆ２及び第３基準値Ｒｆ３よりも大きくなる傾向がある。このため、基準値Ｒｆよりも評価値Ｒが大きくなる場合、成形品にゲートシール未了に起因する異常が発生していることが予測される。したがって、予測情報Ｄ３には、成形品に異常が発生しているか否かが示されている。

【0143】

出力部４３ａは、異常予測部４２ａにおいて取得された予測情報Ｄ３に基づいて、成形品に異常があるか否かを判定する。例えば、予測情報Ｄ３が第１評価値Ｒ１と第１基準値Ｒｆ１との差（Ｒ１－Ｒｆ１）である場合、出力部４３ａは、予測情報Ｄ３が正の値であるときに、成形品に異常があると判定する。出力部４３ａは、成形品に異常があるか否かの判定結果に関する判定情報Ｊ１を表示部６０に出力する。

【0144】

なお、本実施形態において、出力部４３ａを設けずに、異常予測部４２ａにおいて得られた予測情報Ｄ３をそのまま表示部６０に表示するように構成されてもよい。この場合、表示部６０に表示された予測情報Ｄ３に基づいて、作業者が成形品や成形装置２０の状態を判断するようにしてもよい。

【0145】

本実施形態に係る異常予測システム１１によれば、評価値Ｒと基準値Ｒｆとの比較により、保圧解除工程ＳＴ５時にゲートがシールされていないことに起因する成形品の異常を容易に予測することができる。

【0146】

＜変形例＞
以上、本発明の第１、第２実施形態に係る異常予測システム１０、１１を説明した。しかしながら、本発明の実施に関してはこれに限られず、種々の変形を行うことができる。以下、本発明の実施形態に係る変形例について、説明する。なお、以下の説明において、上記の実施形態から変更のない部分については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0147】

＜３個以上の圧力センサを用いる場合の評価値＞
上記の第１実施形態では、複数の圧力センサ２５ａ、２５ｂによりそれぞれ検出される複数の圧力の差分（第１評価値Ｒ１）、複数の圧力の時間変化の差分（第２評価値Ｒ２）、又は複数の圧力の時間積分の差分（第３評価値Ｒ３）に基づいて、成形品の異常を予測する。しかしながら、３個以上の圧力センサを用いる場合、差分ではなく、偏差に基づいて成形品の異常を予測してもよい。

【0148】

図１５は、変形例に係る４個の圧力センサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの配置を説明する図である。図１５は、図５と同じ断面を示している。変形例にて新たに追加される圧力センサ２５ｃ、２５ｄは、圧力センサ２５ａ、２５ｂの間に位置する。圧力センサ２５ｃは圧力センサ２５ｂよりも圧力センサ２５ａに近い位置に設置され、圧力センサ２５ｄは圧力センサ２５ｃと圧力センサ２５ｂの間に設置されている。すなわち、４個の圧力センサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、ゲート２４３ｂとの距離がそれぞれ異なる位置に配置されている。また、ゲート２４３ｂからウェルド領域に至るまで、圧力センサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの順に配置されている。

【0149】

図９（ｂ）に示すように保圧解除動作時にゲートシール未了状態である場合、圧力センサ２５ａの圧力が最も減少しやすく、圧力センサ２５ｂ、２５ｃ、２５ｄとゲート２４３ｂから遠ざかるほど圧力が減少しにくくなる。このように、ゲートシール未了状態の場合、検出される複数の圧力に分布（ばらつき）が生じるため、時点Ｘ２（保圧解除動作時点）以降の複数の圧力の偏差は大きくなる傾向がある。

【0150】

このため、訓練データ取得部３１は、複数の圧力のいずれかの偏差を第１評価値Ｒ１として取得してもよい。例えば、訓練データ取得部３１は、圧力センサ２５ａにより検出される圧力の偏差を第１評価値Ｒ１として取得する。具体的には、圧力センサ２５ａ～２５ｄにより取得される時点Ｘ５（図１１（ａ））における圧力をそれぞれ圧力Ｐａ２～Ｐｄ２とすると、圧力センサ２５ａにより検出される圧力Ｐａ２の偏差ＤＥＶ１は、圧力Ｐａ２と、複数の圧力Ｐａ２～Ｐｄ２の平均値（Ｐａ２＋Ｐｂ２＋Ｐｃ２＋Ｐｄ２）／４との差となる。

【0151】

訓練データ取得部３１は、複数の圧力の偏差の平均、複数の圧力の分散、又は複数の圧力の標準偏差を第１評価値Ｒ１として取得してもよい。偏差の平均、分散及び標準偏差のいずれも、複数の圧力の偏差に基づく値である。このため、偏差、偏差の平均、分散及び標準偏差を「偏差に関する値」と称する。

【0152】

このように、３個以上の圧力センサ２５ａ～２５ｄにより検出される複数の圧力の偏差に関する値を第１評価値Ｒ１とすることで、２個の圧力の差分を第１評価値とする場合と比べてノイズ等の影響が小さくなり、第１評価値Ｒ１の信頼性が向上する。

【0153】

訓練データ取得部３１は、同様に、複数の圧力の時間変化に関する値の偏差に関する値を第２評価値Ｒ２として取得してもよいし、複数の圧力の時間積分に関する値の偏差に関する値を第３評価値Ｒ３として取得してもよい。

【0154】

そして、学習済みモデルＴｍ１、Ｔｍ２が、上記に示す偏差に関する評価値Ｒにより生成されている場合、異常予測装置４０のデータ取得部４１も訓練データ取得部３１と同様に、偏差に関する評価値Ｒを取得する。

【0155】

以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の異常予測システムは、図示する形態に限られず、本発明の範囲内において他の形態であってもよい。

【符号の説明】

【0156】

１０ 異常予測システム １１ 異常予測システム ２０ 成形装置
２１ ベッド ２２ 射出部 ２２１ ホッパ
２２２ シリンダ ２２３ スクリュ ２２４ ノズル
２２５ ボールねじ ２２６ モータ ２２７ 与圧センサ
２２８ 移動量センサ ２２９ ヒータ ２３ 型締め部
２３１ 固定盤 ２３１ａ 貫通孔 ２３２ 可動盤
２３２ａ 貫通孔 ２３３ タイバー ２３４ ボールねじ
２３５ 支持盤 ２３６ 力センサ ２３７ モータ
２４ 金型部 ２４１ 金型 ２４２ 金型
２４３ 流路 ２４３ａ 第１開口部 ２４３ｂ ゲート
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ 圧力センサ ２６ 温度センサ
２７ 制御盤 ２７１ 制御部 ２７２ 通信部
３０ 学習装置 ３１ 訓練データ取得部 ３２ 学習演算部
３３ 成形情報記憶部 ３４ 学習済みモデル記憶部 ４０ 異常予測装置
４０ａ 異常予測装置 ４１ データ取得部 ４２ 異常予測部
４２ａ 異常予測部 ４３ 出力部 ４３ａ 出力部
４４ 成形情報記憶部 ４５ 学習済みモデル記憶部 ４６ 基準値記憶部
５０ 入力部 ６０ 表示部 Ｃ１ キャビティ
Ｌ１ 成形材料 Ｒ 評価値 Ｒ１ 第１評価値
Ｒ２ 第２評価値 Ｒ３ 第３評価値 Ｄ１ 予測情報
Ｄ２ 予測情報 Ｄ３ 予測情報 Ｊ１ 判定情報
Ｊ２ 判定情報 Ｒｆ 基準値 Ｒｆ１ 第１基準値
Ｒｆ２ 第２基準値 Ｒｆ３ 第３基準値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】