JPH04223116A - 射出成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、射出成形システムに
組み込む射出成形装置に関する。

【０００２】

【従来技術】射出成形作業では、射出成形過程に対し製
品取り出し過程や金型（中子）交換過程が伴う。これら
過程を実行するため製品取り出し装置や金型交換装置が
開発されているが、これらは従来、それぞれが独立して
おり、相互に仕様の適合するものを適宜に選んで組み合
わせているに過ぎない。このため射出成形装置として性
能的に処理能力が不足したり、過剰であったりする。

【０００３】また、射出成形、製品取り出しおよび金型
交換の各作動はそれぞれに制御されており、相互間の位
置やタイミングの調整に手間を要する。

【０００４】一方、多種の小形物品を少量ずつ生産する
射出成形では金型の交換が頻繁になり時間を要するので
、金型を母型と中子とからなるものとし、軽量な中子を
交換するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、一つの装
置として射出成形過程、製品の取り出し過程および中子
交換過程を行える射出成形装置の提供を課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】射出成形機に取り出し用
ハンドと交換用ハンドを備えた一基の作業ロボットを設
ける。

【０００７】射出成形機に中子ストッカと製品ストッカ
を付属させる。

【０００８】上記のロボットに製品取り出しと中子の交
換を択一的に行わせる制御手段を設ける。

【０００９】

【作用】作業ロボットは取り出しハンドによって成形後
の製品を中子のパーティング面から取り出し、製品スト
ッカーに納める。

【００１０】交換用ハンドは、固定プラテンまたは可動
プラテンに取り付けられている金型の母型から固定側お
よび可動側の中子を外して金型ストッカーに収納し、ま
た、中子ストッカーから新しく選択された中子を取り出
して固定プラテンの母型および可動プラテンの母型に装
着し、固定する。

【００１１】制御手段は、製品取り出し過程で作業ロボ
ットの取り出しハンドを作動して製品を中子パーティン
グ面から外して製品ストッカに収納し、中子交換過程で
は交換用ハンドを作動して中子を母型から外して中子ス
トッカに収納し、また、中子ストッカから、選択された
中子を取り出して母型に取付ける。

【００１２】

【実施例】第１図は射出成形装置１の全体を示すもので
、射出成形機２、製品ストッカ３中子ストッカ４および
作業ロボット５を備える。

【００１３】射出成形機２自体は従来のものと格別異な
るところはなく、射出部６（省略して示されている）と
型締め部７を備える。

【００１４】型締め部７は固定プラテン８、可動プラテ
ン９およびリアプラテン１０を備え、固定プラテン８と
リアプラテン１０はタイバー１１で結合され、可動プラ
テン９はタイバー１１に前後移動可能に装着されている
。可動プラテン９とリアプラテン１０はトグル機構など
の型締め機構１２で結合され、この機構１２は型締め用
モータ１３で駆動される。固定プラテン８には金型１４
の固定側母型１４ａが、また、可動プラテン９には可動
側母型１４ｂが取り付けられている。エジェクト機構お
よび射出成形機におけるその他の具体的な構成について
は図示および説明を省略している。

【００１５】製品ストッカ３は、射出成形機２の側部に
配置され、射出軸線ａと平行に製品収容ケース１５を移
動する構造のものである（第１、６図）。

【００１６】中子ストッカ４は、水平に回転する円板型
の収容装置で締め部７のカバー１６上に配置され、中子
選択用のサーボモータ１７で駆動回転される。中子スト
ッカ４の上面には円周に沿って中子１８（第１図）を収
容する収容孔１９（第２図）が８個（複数個）設けられ
ている。中子１８はいずれも外形が統一されており、こ
の実施例では円筒形で、固定側の中子１８ａと可動側の
中子１８ｂがパーティング面を突き合わせ、一体的に組
み合わせられている。収容孔１９には固定側中子１８ａ
を上方として収められている（第３図）。中子ストッカ
４には収容孔１８の周りにヒーターを配置して中子１８
を予備的に温度調整することがある。

【００１７】なお、中子１８は母型１４に対して装着さ
れた後、固定側、可動側共に自動クランプで固定される
。

【００１８】作業ロボット５は、固定プラテン８側の脚
２０とリアプラテン１０側の脚２１にわたり水平に配置
されたガイドバー２２、これに前後移動可能に装着され
たスライダー２３、および該スライダー２３に構成され
ている交換機構部２４（中子１８の交換用）と取り出し
機構部２５（製品取り出し用）とからなる。

【００１９】ガイドバー２２は中空で、端部にスライド
用サーボモータ２６が装着され、内部に軸支したボール
ねじ（図示していない）と連結されている。このボール
ネジには、また、スライダー２３のボールナット（図示
していない）が螺合しており、スライド用サーボモータ
２６でボールねじが駆動されるとスライダー２３が前後
に移動する構造となっている。

【００２０】交換機構部２４は、第２，３，４図のよう
にスライダー２３へ垂直に固定され、上下方向に伸縮自
在なアーム２７とその先端に中子１８の交換用ハンド２
８を備える。アーム２７はエアシリンダー２９とピスト
ンロッド３０で構成され、該ロッド３０の先端に交換用
ハンド２８が幅方向の軸ｐの回りに回転自在に装着され
ている。ハンドとしては、旋盤加工用にワークを搬送す
るロボットが備えるような求芯把持型のものを利用でき
る。交換用ハンド２８の上記ｐ軸回りの回動は交換ハン
ド用サーボモータ３１により駆動される。

【００２１】交換用ハンド２８のホームポジションＡは
、第２，３図のようにスライダー２３がＢ位置にいて、
把持爪の面を水平にしアーム２７が収縮された位置であ
り、この時、交換用ハンド２８は中子ストッカ４におけ
る一つの収容孔１９の直上にある。また、スライダー２
３が固定プラテン８と可動プラテン９間の中子交換位置
Ｃに位置し、アーム２７が伸長されると交換用ハンド２
８は第４図のように可動側母型１４ｂに対する中子装着
位置Ｄとなり、かつ、交換ハンド用サーボモータ３１に
より把持爪の面が垂直にされ、母型１４ｂと対向する。

【００２２】取り出し機構部２５は、第２，５，６図の
ように、スライダー２３の後面に前後方向の軸ｑで回動
可能に軸着された伸縮自在なアーム３２とその先端に回
動自在に装着された取り出し用ハンド３３（吸引パッド
）を備える。アーム３２はエアシリンダ３４とピストン
ロッド３５で構成され、エアシリンダ３４がスライダー
２３に上記の軸ｑで回動可能に取付けられている。この
アーム３２は取り出しアーム用サーボモータ３６により
駆動回転される。ピストンロッド３５の先端には取り出
し用ハンド３３が、ピストンロッド３５を軸として、取
り出しハンド用サーボモータ３７により回動可能に装着
されている。

【００２３】取り出し用ハンド３３のホームポジション
Ｅは、第１，２図に示すようにスライダー２３がＢ位置
にあって上記ハンド３３が可動側母型１４ｂに対向した
状態でアーム３２が収縮され、かつ、第１図のように水
平状態とされた位置である。取り出し用ハンド３３に関
して、第５図は吸着位置Ｆにあり、この時、スライダー
２３は製品取り出し位置Ｇにあってアーム３２は垂直の
姿勢を取り、かつ、ピストンロッド３５が伸長している
。また、第６図ではスライダー２３は製品取り出し位置
Ｇにいて、取り出し用ハンド３はストッカ位置Ｈにある
。この時アーム３２は水平近くに回動し、かつ、伸長し
ている。この位置は製品ストッカ３の直上である。

【００２４】なお、図においてエアシリンダーやエアパ
ッドに対する給・排気用ホースなどの図示は省略されて
いる。また、型締め用サーボモータ１３、中子選択用サ
ーボモータ１７などの上記したその他のものを含むサー
ボモータの駆動およびエアシリンダー２９，３４あるい
は取り出し用ハンド３３（エアパッド）に対する給・排
気用バルブ（図示していない）の作動は射出成形機にお
ける他の機器と共に、射出成形機が備えたＮＣ装置（数
値制御装置）により所定プログラムの下に制御される。 すなわち、このＮＣ装置は作業ロボット５に製品取り出
しと中子の交換を択一的に行わせる制御手段である。

【００２５】以上の構造であって、射出成形機２による
成形作動は従来と同様に行われ、その間、１サイクルご
とに取り出し用ハンド３３によって成形製品が可動側中
子１８ｂのパーティング面から取り出される。そして、
一つの中子１８による予定した量の成形が終了すると射
出成形機２のＮＣ装置は自動的に、または、手動で中子
交換モードとされる。

【００２６】中子交換モードの初期位置では、第２図の
ように型締め部７は型開き状態とされ、作業ロボット５
はスライダー２３が上記したＢ位置にあって交換用ハン
ド２８および取り出し用ハンド３３がそれぞれのホーム
ポジションＡ，Ｅにある。また、中子ストッカ４の収容
孔１９には７個の中子１８が準備され、残る１個の収容
孔１９は交換用ハンド２８の直下にあって空である。こ
こに収容されていた中子１８はこれまで成形に使用され
ていたもので、固定側母型１４ａと可動側母型１４ｂに
装着されている。射出成形機のＮＣ装置には中子交換プ
ログラムと中子選択データが格納されている。

【００２７】ＮＣ装置は中子交換指令を受けると、射出
成形装置１が上記の初期状態にあることを、各サーボモ
ータの回転位置および各種のセンサーからの信号によっ
て確認した後、型締め用モータ１３を駆動して可動プラ
テン９を前進させ、一旦、金型タッチ状態とする。固定
側の中子１８ａと可動側の中子１８ｂとはガイドピンな
どの嵌合により一体化される。

【００２８】この移動に関してＮＣ装置の内部では、概
略で次の作動が行われる。

【００２９】まず、ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・
コントローラ）のＣＰＵ（マイクロプロセッサ）で型締
め用サーボモータ１３を制御対象に選択すると共に、現
在使用中の金型の金型タッチまでの移動量を共有ＲＡＭ
から読みだしてＮＣ用ＣＰＵに伝達する。ＮＣ用ＣＰＵ
では上記の移動量に対応した数のパルスをサーボ回路に
分配し、これにより型締め用サーボモータ２６を駆動す
る。そして、可動プラテン９が目標位置に到達するとＮ
Ｃ用ＣＰＵは移動完了信号を共有ＲＡＭを介してＰＭＣ
用ＣＰＵに伝達し、この場合の金型タッチ処理が終了す
る。

【００３０】しかし、ＮＣ装置におけるこのような作動
ないしＰＭＣ用ＣＰＵとＮＣ用ＣＰＵ間の信号のやり取
りは他の場合も含め、従来と変わらないので、以下、各
部の作動のみを記載する。

【００３１】上記の金型タッチ状態で、固定側母型１４
ａのクランプを作動して該母型１４ａと固定側中子１８
ａとの固定を解除する。

【００３２】型締め用モータ１３を駆動して可動プラテ
ン９を後退させ、型開き状態とする。すると、固定側中
子１８ａは固定側母型１４ａから引き抜かれて可動側中
子１８ｂと共に移動する。

【００３３】スライド用サーボモータ２６を正方向に駆
動してスライダー２３をガイドバー２２上で前方に移動
し、中子交換位置Ｃとする。

【００３４】スライダー２３がＢ位置に到達すると、ア
ーム２７が伸長される。ついで交換ハンド用サーボモー
タ３１が正方向駆動されて交換用ハンド２８が把持爪の
面を水平から垂直に変換する。これにより、交換用ハン
ド２８は中子装着位置Ｄとなる（第４図）。

【００３５】スライド用サーボモータ２６が逆方向に駆
動されてスライダー２３が可動プラテン９側に移動し、
交換用ハンド２８で固定側と可動側が一体に組み合わせ
られている中子１８を把持する。

【００３６】可動側母型１４ｂのクランプが作動されて
母型１４ｂと可動側中子１８ｂとの固定が解除される。

【００３７】スライド用サーボモータ２６が正方向に駆
動されてスライダー２３が固定プラテン８側に移動し、
可動側中子１８ｂが固定側中子１８ａと共に可動プラテ
ン９から引き抜かれる。

【００３８】交換ハンド用サーボモータ３１が逆方向に
駆動されて、交換用ハンド２８の把持爪の面が水平にさ
れ、すなわち、把持されている中子１８が固定側中子１
８ａを上方とした後、アーム２７が収縮し、交換用ハン
ド２８が上昇される。

【００３９】スライド用サーボモータ２６が逆方向に駆
動されてスライド２３を後方に移動させＢ位置とする。

【００４０】交換用ハンド２８が中子１８と共に下降し
、把持を解除して中子１８を中子ストッカ４の中子収容
孔１９に収納する。つまり、これまで使用されていた中
子１８は中子ストッカ４における元の収容孔１９に戻さ
れたことになる。交換用ハンド２８はホームポジション
Ａに戻る。

【００４１】中子選択用サーボモータ１７が駆動されて
中子ストッカ４が回動し、次に使用する中子１８が交換
用ハンド２８の直下に移動される。

【００４２】交換用ハンド２８が降下して中子１８（新
）を把持し、ついで上昇して中子１８を中子ストッカ４
から引き抜く。中子１８は固定側、可動側が一体に組み
合わさっている。

【００４３】スライド用サーボモータ２６が正方向に駆
動されてスライダー２３が固定プラテン８側へＢ位置か
らＣ位置に移動し、Ｃ位置でアーム２７を伸長して把持
した中子１８を下降させ、その位置で交換ハンド用サー
ボモータ３１を駆動して中子１８を水平にし、装着位置
Ｄとする。

【００４４】スライド用サーボモータ２６が逆方向に駆
動されてスライダー２３が可動プラテン９側へ移動され
、これにより中子１８の可動側中子１８ｂが可動側母型
１４ｂに装着され、自動クランプで固定される。交換用
ハンド２８は把持を解き、Ｄ位置に戻った後、把持爪の
面を水平に戻しながら上昇され、さらに可動プラテン９
側に移動されてホームポジションＡに戻る。

【００４５】ついで、型締め用サーボモータ１３が駆動
されて可動プラテン９が前進され、金型タッチ状態とさ
れる。中子１８の固定側中子１８ａは固定側母型１４ａ
に装着され、かつ、母型１４ａのクランプで固定される
。

【００４６】これにより、中子１８（新・旧）の交換は
終了し、以後の型締め、型開き作動では組み合わさって
いた固定側、可動側の中子１８ａ，１８ｂがパーティン
グ面から分離され、それぞれの母型１４ａ，１４ｂと共
に移動する。

【００４７】なお、中子交換モードの当初、中子ストッ
カ４の収納孔１９に空きがない場合（接触スイッチで検
出する）は、中子１８を母型１４に対し新規に取り付け
ることを意味するので、作動は上記のうち後半の、中子
ストッカ４から中子１８を取り出して母型１４に取付け
る過程から始まる。

【００４８】製品の取り出しは次のように行われる。

【００４９】作業ロボット４は射出成形機２が射出過程
にあるとき、自動または手動で製品取り出しモードとさ
れる。

【００５０】このモードの初期位置では、作業ロボット
５はスライダー２３がＢ位置にあって、取り出し用ハン
ド３３はホームポジションＥにある。そして、射出成形
機１は１サイクルの射出成形過程が終了し、型開きが完
了した状態にある（第５図）。可動側中子１８ｂのパー
ティング面には成形された製品が付着している。

【００５１】製品取り出し指令があるとＮＣ装置は、ス
ライダー２３をＢ位置から製品取り出し位置Ｇに移動し
、取り出しアーム用サーボモータ３６を正方向に駆動し
てアーム３２を水平状態（第２図）から取り出し用ハン
ド３３が下方となる垂直状態に回動する。

【００５２】ついで、アーム３２を伸長してピストンロ
ッド３５先端の取り出し用ハンド３３を吸着位置Ｆとす
る（第５図）。

【００５３】スライド用サーボモータ２６が逆方向に駆
動されてスライド２３が可動プラテン９側に移動し、取
り出し用ハンド３３に製品を吸着する。

【００５４】スライド用サーボモータ２６が正方向に駆
動されて製品が可動側中子１８ｂのパーティング面から
引き離され、ついで、アーム３２が収縮されることによ
って取り出し用ハンド３３と共に上昇し、上方のタイバ
ー１１よりも高い位置とされる。

【００５５】取り出しアーム用サーボモータ３６が逆方
向に駆動されてアーム３２が取り出し用ハンド３３を上
方へ移動するように回動され、所定角度とされる。つい
で、アーム３２が伸長され、取り出しハンド用サーボモ
ータ３７が正方向に駆動される。これにより取り出し用
ハンド３３は製品ストッカ３における製品ケース１５の
上方に到達し、かつ、下向きに回転されてストッカ位置
Ｈとされる（第６図）。アーム３２の回動と伸長および
取り出し用ハンド３３の回転は同時的に行われる。また
、アーム３２の回動角度、伸長の大きさは製品ストッカ
３の位置、高さなどに応じてデータを設定あるいは、パ
ラメータとして入力されている。

【００５６】ストッカ位置Ｈで製品を開放した取り出し
用ハンド３３は、アーム３２が収縮され、取り出しハン
ド用サーボモータ３７が逆方向に駆動され、かつ、取り
出しアーム用サーボモータ３６が逆方向に駆動されるこ
とにより、アーム３２が水平となった初期の、ホームポ
ジションＥにあるときと同様の姿勢となる。これにより
１サイクルの製品取り出しが終了する。

【００５７】引き続き射出成形が継続される場合は、前
回の取り出しが終了したＧ位置から、次回の取り出しサ
イクルが開始され、前回の取り出しが最終回の場合（設
定した射出回数から判断される）は、さらにスライド用
サーボモータ２６が逆方向に駆動されてスライド２３を
Ｂ位置に戻し、取り出し用ハンド３３をホームポジショ
ンＥとする。

【００５８】以上の構成、作動において、中子の交換、
成形製品の取り出しは、射出成形装置１に関する全体の
作動の一環として行われる。なお、この実施例において
製品ストッカ３の移動は別途行われる。

【００５９】

【発明の効果】中子の交換、製品の取り出しが自動的に
、かつ、射出成形を含めた統一制御の下に行われる射出
成形装置であるから、多種製品を連続して計画的に生産
するための射出成形システムにそのまま組み込むことが
でき、射出成形装置を構築するための手間がない。

【００６０】射出成形装置を構成している各部装置に機
能の過剰や過少がなく、調和のとれた作動を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】平面図

【図２】初期状態にある時の正面図、理解のため必要部
分を断面で示している。

【図３】初期状態にある時の可動プラテンの部分を前方
から見た側面図、必要部分を断面で示している。

【図４】中子交換状態にある時の可動プラテンの部分を
前方から見た側面図、必要部分を断面で示している。

【図５】製品取り出し状態にある時の正面図、理解のた
め必要部分を断面で示している。

【図６】製品収納状態にある時の可動プラテンの部分を
前方から見た側面図、必要部分を断面で示している。

【符号の説明】

１　　射出成形装置 ２　　射出成形機 ３　　製品ストッカ ４　　中子ストッカ ５　　作業ロボット １３　　型締め用モータ １４　　母型（ａ，ｂ） １７　　中子選択用サーボモータ １８　　中子（ａ，ｂ） ２６　　スライド用サーボモータ ２８　　交換用ハンド ３１　　交換ハンド用サーボモータ ３３　　取り出し用ハンド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】射出成形機に取り出し用ハンドと交換用ハ
   ンドを備えた一基の作業ロボットを設けると共に中子ス
   トッカと製品ストッカを付属させ、かつ、上記のロボッ
   トに製品取り出しと中子の交換を択一的に行わせる制御
   手段を備えていることを特徴とした射出成形装置。