CN107443767A - 注射成型系统 - Google Patents

Abstract

提供一种注射成型系统，在进行成型件的自动装配的注射成型系统中评价成型件的装配状态、快速地检测出装配不合格来提高生产率。注射成型系统具备：第一推出构件，其从模具推出第一成型件；机器人，其使从模具被推出的第一成型件移动至与模具内的第二成型件装配的装配位置；第二推出构件，其对被机器人保持在装配位置的第一成型件，从模具推出第二成型件，来将第二成型件装配到第一成型件；以及负载检测部，其检测第二推出构件承受的负载，根据在第二成型件装配到第一成型件时负载检测部检测出的负载来进行第一成型件、第二成型件或者第一成型件与第二成型件的装配状态的合格与否判别。

Description

注射成型系统

技术领域

本发明涉及一种将多种成型件成型的注射成型系统。

背景技术

以往，已知有通过机器人取出在模具中成型的成型件来与其它的部件进行组合的技术。作为公开这种技术的文献，有专利文献1、专利文献2。专利文献1示出如下技术：在同一模具内成型多个成型件A、B，开模后通过机器人从模具中取出一个成型件A，然后对位到另一个成型件B之上来组装成型件A和成型件B。专利文献2示出如下技术：将预先制造出的部件(可动销)对位到开模后的成型件，然后由脱模销(ejector pin)推出成型件，由此将部件装配到成型件。

专利文献1：日本特开2000-238090号公报

专利文献2：日本特开平6-15682号公报

发明内容

发明要解决的问题

通过使在模具中成型的成型件的装配自动化，能够提高生产率，但是有时在机器人等的自动装配中因没有恰当地对位为起因而发生装配不合格。从生产率的观点考虑，最好是快速地检测出装配件的不合格。在专利文献1以及专利文献2公开的技术中，也在模具内进行了组装，但是在装配不合格的迅速且正确的检测这样的观点方面还留有改善的余地。

本发明的目的在于，提供一种在进行成型件的自动装配的注射成型系统中评价成型件的装配状态、快速地检测出装配不合格来提高生产率的结构。

用于解决问题的方案

(1)本发明涉及一种注射成型系统，具备：模具(例如，后述的模具11)，其能够将第一成型件(例如，后述的第一成型件21)以及第二成型件(例如，后述的第二成型件22)同时成型；第一推出构件(例如，后述的第一推出构件61)，其从所述模具推出所述第一成型件；成型件移动装置(例如，后述的机器人14)，其使从所述模具被推出的所述第一成型件移动至与所述模具内的所述第二成型件装配的装配位置；第二推出构件(例如，后述的第二推出构件62)，其对被所述成型件移动装置保持在所述装配位置的所述第一成型件，从所述模具推出所述第二成型件，来将所述第二成型件装配到所述第一成型件；以及负载检测部(例如，后述的负载检测部110)，其检测所述第二推出构件或所述成型件移动装置、或者这两者承受的负载，根据在所述第二成型件装配到所述第一成型件时所述负载检测部检测出的负载来进行所述第一成型件、所述第二成型件、或者所述第一成型件与所述第二成型件的装配状态的合格与否判别。

(2)也可以是，根据(1)记载的上述注射成型系统中，具备底座(例如，后述的底座60)，该底座支撑所述第一推出构件和所述第二推出构件，所述第二推出构件形成为比所述第一推出构件短，所述第一推出构件和所述第二推出构件与所述底座一起一体地移动，所述底座以如下方式阶段性地移动：通过第一推出动作，移动至所述第一成型件被所述第一推出构件从所述模具推出的第一推出位置，通过第二推出动作，从所述第一推出位置移动至所述第二成型件被所述第二推出构件从所述模具推出的所述装配位置。

(3)也可以是，根据(1)或者(2)记载的注射成型系统中，所述负载检测部检测驱动所述第二推出构件的推出构件用电机(例如，后述的伺服电机52)的负载转矩、所述推出构件用电机的电流值、估计所述推出构件用电机的干扰而得到的干扰估计值、在所述第二推出构件设置的应变传感器(例如，后述的应变传感器250)的检测值、驱动所述成型件移动装置的移动装置用电机(例如，后述的伺服电机53)的负载转矩以及所述移动装置用电机的电流值中的至少一个。

(4)也可以是，根据(1)～(3)中的任一项记载的注射成型系统中，上述成型件移动装置是多关节机器人。

(5)也可以是，根据(1)～(4)中的任一项记载的上述注射成型系统中，具备警告装置(例如，后述的报警装置150)，当所述合格与否判别中判别为异常时该警告装置进行工作。

(6)也可以是，根据(1)～(5)中的任一项记载的注射成型系统中，当所述合格与否判别中判别为异常时，所述成型件移动装置使所述第一成型件、所述第二成型件、或者所述第二成型件装配到所述第一成型件而得到的装配件移动至所述模具的外侧的废弃位置。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种在进行成型件的自动装配的注射成型系统中评价成型件的装配状态、快速地检测出装配不良来提高生产率的结构。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的注射成型系统1的主要部分的示意图。

图2是本实施方式的注射成型系统1的框图。

图3是示意性地表示在第一推出位置处由机器人14把持第一成型件21的样子的图。

图4是示意性地表示由机器人14在装配位置处保持第一成型件21的样子的图。

图5是示意性地表示由第二推出构件将第二成型件22装配到第一成型件21的样子的图。

图6是表示控制装置100的合格与否判别的流程的流程图。

图7是变形例的注射成型系统201的框图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。图1是表示本发明的一个实施方式的注射成型系统1的主要部分的示意图，示出了开模后的状态。图2是本实施方式的注射成型系统1的框图。

如图1所示，本实施方式的注射成型系统1具备能够将第一成型件21和第二成型件22同时成型的模具11、以及使第一成型件21移动的机器人14。

模具11具备与熔融树脂的导入部(省略图示)连接的固定模31、以及能够相对于固定模31移动的可动模32。利用固定模31和可动模32形成将第一成型件21成型的空腔以及将第二成型件22成型的空腔。此外，作为成型机，既可以是以一种材料进行成型的单材成型，也可以使用与能够同时获得颜色、材料不同的成型件的多材成型相对应的成型机。

模具11的合模以及开模是通过模具驱动装置12来进行的(在图1中省略图示)。如图2所示，模具驱动装置12具备有被后述的控制装置100控制的伺服电机51，通过该伺服电机51的驱动控制使可动模32在对准固定模31的合模位置与从固定模31离开的开模位置之间移动。

此外，作为使可动模32移动的机构，能够采用适当的方式。例如，设为利用多个连结杆来将固定压板与在可动压板的背后配置的后压板结合并且可动压板和后压板沿着连结杆移动的结构，也能够设为在固定压板与可动压板的相向面分别安装固定模31和可动模32的结构。

另外，在可动模32配置使第一成型件21和第二成型件22从模具11离开的脱模装置13。脱模装置13具有使在模具11中成型的第一成型件21从可动模32的空腔离开并且使第二成型件22从可动模32的空腔隔时间差离开的功能。

如图1所示，本实施方式的脱模装置13具备安装有第一推出构件61和第二推出构件62的底座60、安装于底座60的连结轴63、连结于连结轴63的滚珠螺杆机构64、以及驱动滚珠螺杆机构64的伺服电机52。

底座60被配置成，第一推出构件61和第二推出构件62在底座60一侧的表面向相同方向突出。第一推出构件61与将第一成型件21成型的空腔的位置相对应，第二推出构件62与将第二成型件22成型的空腔的位置相对应。第一推出构件61被形成为，第一推出构件61的长度比第二推出构件62的长度长。

在底座60的另一侧的表面连接有连结轴63，底座60经由该连结轴63连结于滚珠螺杆机构64。

滚珠螺杆机构64被伺服电机52驱动而经由连结轴63来使底座60移动。第一推出构件61和第二推出构件62与底座60一体地移动，由此成为如下的位置关系：从底座60突出的突出量大的第一推出构件61接触到第一成型件21之后，突出量小的第二推出构件62接触到第二成型件22。

机器人14是多关节型的手臂机器人，在其前端具备保持机构35。保持机构35是用于保持第一成型件21的末端执行器，由夹持保持第一成型件21的把持手或者吸附保持第一成型件21的吸附部等构成。

如图2所示，机器人14被控制装置100控制。作为驱动部，机器人14具备伺服电机53，利用该伺服电机53来进行机器人14的位置控制。

控制装置100是与模具驱动装置12、脱模装置13、机器人14等各装置电连接、进行其控制的计算机。

接着，说明第一成型件21和第二成型件22的装配动作的流程。首先，向合模状态的模具11填充材料并进行固化，将第一成型件21和第二成型件22成型。在第一成型件21和第二成型件22成型之后，利用模具驱动装置12的伺服电机51使可动模32成为开模状态(图1所示的状态)。

图3是示意性地表示在第一推出位置处由机器人14来把持第一成型件21的样子的图。如图3所示，控制装置100在开模后驱动脱模装置13的伺服电机52使底座60移动距离L1来位于第一推出位置。在第一推出位置处，成为由第一推出构件61从可动模32的空腔举起第一成型件21的状态。在该状态下，第二成型件22和第二推出构件62没有接触。而且，由机器人14把持位于第一推出部位置的第一成型件21。

图4是示意性地表示由机器人14在装配位置处保持第一成型件21的样子的图。如图4所示，控制装置100使在第一推出位置处所把持的第一成型件21移动至要装配于第二成型件22的装配位置。本实施方式的装配位置是与位于开模状态的模具11的内侧、即位于可动模32的空腔的第二成型件22相对应的位置。

图5是示意性地表示由第二推出构件将第二成型件22装配到第一成型件21的样子的图。如图5所示，控制装置100控制机器人14的伺服电机53使得第一成型件21保持在装配位置。而且，控制装置100控制伺服电机52使得将第二成型件22按压到被保持在装配位置的第一成型件21。通过底座60移动至比距离L1长的L2，第二成型件22被第二推出构件62顶起至第二推出位置。

第二推出位置成为装配位置，因此移动至装配位置的第二成型件22被按压到第一成型件21而成为嵌合状态。第一成型件21与第二成型件22的嵌合也能够使用例如扣合(snap-fit)形式的嵌合结构。通过以上的处理，制造出第二成型件22被装配于第一成型件21了的装配件。

本实施方式的控制装置100进行第一成型件21与第二成型件22的装配状态的合格与否判别。如图2所示，作为进行装配状态的合格与否判别的结构，本实施方式的控制装置100具备负载检测部110、合格与否判别部120、以及存储部130。

负载检测部110检测当将第二成型件装配于第一成型件2122时的反作用力来作为负载。在本实施方式中，作为表示负载转矩的指标，监视伺服电机52的电流值。此外，如后所述，由负载检测部110检测的负载转矩不限于脱模装置13的伺服电机52的电流值，作为表示反作用力的指标也能够使用其它的参数。

合格与否判别部120根据由负载检测部110检测出的电流值来判别第一成型件21、第二成型件22以及装配状态合格与否。在装配时发生成型不合格、或第一成型件21的位置从恰当位置偏离、或第二成型件22的位置从恰当位置偏离的情况下，施加到脱模装置13的第二推出构件62的反作用力超出正常时的范围。在本实施方式中，作为表示施加到第二推出构件62的反作用力的指标，使用伺服电机52的负载转矩(电流值)，通过进行与正常时施加到伺服电机52的反作用力进行比较来判别装配状态合格与否。在具有嵌合结构的成型件的情况下，也容易判别正常时与异常时在装配时产生的反作用力(负载)的不同。

存储部130存储用于进行合格与否判别的程序、数据等各种信息。在本实施方式中，根据第一成型件21以及第二成型件22都是合格件且恰当地进行装配作业时的电流值来设定的允许值被存储在存储部130中。允许值作为规定的幅度存储在存储部130中，成为进行合格与否判别的基准。

作为将通过合格与否判别部120判别为不合格件的情况报告给操作者的报告部，本实施方式的注射成型系统1具备报警装置150。由控制装置100控制报警装置150动作，在由合格与否判别部120判别为不合格件的情况下报警装置150进行动作使得发出报警音或者显示警告灯。

图6是表示本实施方式的控制装置100的合格与否判别的流程的流程图。如图6所示，在合格与否判别模式开始时，控制装置100进行负载转矩的监视(步骤S101)。在本实施方式中，作为负载转矩，电流值成为监视对象。

当负载检测部110的检测值超过允许值时，合格与否判别部120判别为装配件不合格(步骤S102)。如所述那样，允许值被设定为规定范围，当检测值的偏差超过预先设定的允许值的幅度时判断为装配不合格、成型不合格。在步骤S102的处理中没有超过允许值的情况下继续监视。这样，作为表示反作用力的参数，在装配作业中逐次比较负载转矩。

在步骤S102的处理中判别为超过允许值、装配不合格或者成型不合格的情况下，使报警装置150工作，将发生不合格件的情况报告给操作者(步骤S103)。接着，由机器人14从模具11取出将第二成型件22装配到第一成型件21得到的装配件并移动至规定的废弃场所进行废弃(步骤S104)。在步骤S104中，也可以设为个别地移动第一成型件21或者第二成型件22的结构。

根据以上说明的实施方式的注射成型系统1，起到如下的效果。

即本实施方式的注射成型系统1具备：模具11，其能够将第一成型件21和第二成型件22同时成型；第一推出构件61，其从模具11推出第一成型件21；机器人14，其使从模具11被推出的第一成型件21移动至与模具11内的第二成型件22装配的装配位置；第二推出构件62，其对被机器人14保持在装配位置的第一成型件21，从模具11推出第二成型件22，来将第二成型件22装配到第一成型件21；以及负载检测部110，其检测第二推出构件62承受的负载，其中，根据在第二成型件22装配到第一成型件21时负载检测部110检测出的负载进行合格与否判别。

由此，能够兼顾第一成型件21与第二成型件22的装配作业和嵌合状态(装配状态)、强度的检查(评价)。根据装配时的负载来判别第一成型件21、第二成型件22或者第一成型件21与第二成型件22的装配状态的合格与否，因此能够立即发现第一成型件21、第二成型件22以及装配件的不合格，能够防止不合格件被原样地搬运到下游工序的事态，提高生产率。

另外，本实施方式的注射成型系统1具备底座60，该底座60支撑第一推出构件61和第二推出构件62，该第二推出构件62形成为比第一推出构件61短，第一推出构件61和第二推出构件62与底座60一起一体地移动。而且，底座60以如下方式阶段性地移动：通过第一推出动作，移动至第一成型件21被第一推出构件61从模具11推出的第一推出位置，通过第二推出动作，从第一推出位置移动至第二成型件22被第二推出构件62从模具11推出的装配位置。

由此，能够实现驱动第一推出构件61和第二推出构件62的驱动部与伺服电机52的共用化。因而，能够简单地集成装置结构以及脱模控制。

另外，作为驱动第二推出构件62的伺服电机52的负载转矩，本实施方式的负载检测部110检测电流值。

另外，作为本实施方式的成型件移动装置的机器人14是多关节机器人。

由此，能够与复杂的模具11以及模具11的空腔的形状相对应，并且能够进行柔软且精确度高的成型件的移动动作。

另外，本实施方式的注射成型系统1具备报警装置150，当合格与否判别中判别为异常时该报警装置150进行工作。

由此，能够由报警装置150将异常的发生立即报告给操作者，模具11的异常也能够快速地被检测。

另外，当合格与否判别中判别为异常时，本实施方式的机器人14使第一成型件21、第二成型件22、或者第二成型件22装配到第一成型件21而得到的装配件移动至模具11的外侧的废弃位置。

由此，在合格与否判别中被判别为不合格的装配件作为不合格件自动地排出到废弃场所，因此省去从模具11取出不合格件的功夫，能够使当产生不合格件时所需的作业高效化。

在所述实施方式中，将驱动第一推出构件61和第二推出构件62的伺服电机52的电流值设为负载检测部110的检测对象的负载，但是用于合格与否判别的检测值是能够根据情况来适当变更。接着，说明负载检测部110的检测对象的负载与所述实施方式不同的例子。此外，在以下的说明中有时对与所述实施方式相同的结构附加相同的标记，省略其说明。

图7是变形例的注射成型系统201的框图。如图7所示，变形例的注射成型系统201具备在第二推出构件62的轴状部分配置的应变传感器250。应变传感器250是用于测量第二推出构件62的应变的力学传感器，根据应变传感器250的检测值来检测第二推出构件62承受的负载。

变形例的负载检测部110根据基于正常时的应变传感器250的检测值设定的允许值以及装配时所检测出的应变传感器250的检测值来进行合格与否判别。此外，合格与否判别的流程与所述实施方式相同。

另外，变形例的注射成型系统201所具备的控制装置200具备干扰估计部160，该干扰估计部160用于估计伺服电机52的干扰。本实施方式的干扰估计部160使用伺服电机52的转速和转矩中的任一个或者两者来计算干扰估计值。例如，根据伺服电机52的指令值和反馈值(实测值)来计算干扰估计值。

另外，负载检测部110能够检测该干扰估计值来作为第二推出构件62承受的负载，根据该干扰估计值来进行合格与否判别。即，根据在装配作业正常进行时计算出的干扰估计值来设定允许值，将该允许值与装配时由干扰估计部160计算出的干扰估计值进行比较来进行合格与否判别。干扰估计值是根据转速或者转矩而计算出的，因此通过该方法也能够检测出装配异常。

另外，负载检测部110能够检测表示机器人14的伺服电机53的负载转矩的电流值来作为负载，根据该电流值来进行合格与否判别。即，也能够利用在将第一成型件21与第二成型件22装配时机器人14承受的负载(反作用力)进行装配件的合格与否判别。

另外，不限于根据电流值计算脱模装置13的伺服电机52的负载转矩或者机器人14的伺服电机53的负载转矩的结构。例如，也可以是，配置直接检测伺服电机52的负载转矩的转矩检测装置，将由该转矩检测装置检测出的负载转矩设为监视对象。

并且，负载检测部110能够将以上例示的负载检测部110的负载进行多个组合来进行合格与否判别。即注射成型系统201检测伺服电机52的电流值、估计伺服电机52的干扰而得到的干扰估计值、在第二推出构件62设置的应变传感器250的检测值、驱动机器人14的伺服电机53的负载转矩以及机器人14的电流值中的至少一个来用于合格与否判别。

由此，能够检测第二推出构件62或机器人14、或者这两者所承受的负载来高精确度地进行合格与否判别。通过组合多个参数，也能够进一步提高合格与否判别的精确度。

以上说明了本发明的优选实施方式，但是本发明不限于所述的实施方式，能够适当变更。

在所述实施方式中，作为成型件移动装置的机器人14使用了多关节型机器人，但是不限于该结构，能够适当变更成型件移动装置的结构。例如，能够变更为被称为取出机的正交型的机器人。

在所述实施方式中，采用由报警装置150进行警告的结构，但是不限于该结构。发音、声音、发光、图像显示等报告给操作者的方法能够根据情况适当变更。另外，也能够省略报警装置150以及使报警装置150进行动作的控制。

在所述实施方式中，采用在合格与否判别中判别为不合格的情况下装配件被机器人14移动至废弃场所的结构，但是也可以设为省略该处理而由人工来去除不合格件的结构。

在所述实施方式中，采用第一推出构件61和第二推出构件62都被底座60支撑并被共用的伺服电机52驱动的结构，但是不限于该结构。例如，也能够采用使得将第一成型件21和第二成型件22突出的结构分别独立的方式。另外，基于避免成型件的掉落、避免模具结构的复杂化的观点考虑，也能够适当变更所述实施方式以及变形例的结构。

附图标记说明

1：注射成型系统；11：模具；14：机器人(成型件移动装置)；21：第一成型件；22：第二成型件；52：伺服电机(推出构件用电机)；53：伺服电机(移动装置用电机)；61：第一推出构件；62：第二推出构件；110：负载检测部；150：报警装置(警告装置)；201：注射成型系统；250：应变传感器。

Claims (6)

1.一种注射成型系统，其特征在于，具备：

模具，其能够将第一成型件和第二成型件同时成型；

第一推出构件，其从所述模具推出所述第一成型件；

成型件移动装置，其使从所述模具被推出的所述第一成型件移动至与所述模具内的所述第二成型件装配的装配位置；

第二推出构件，其对被所述成型件移动装置保持在所述装配位置的所述第一成型件，从所述模具推出所述第二成型件，来将所述第二成型件装配到所述第一成型件；以及

负载检测部，其检测所述第二推出构件或所述成型件移动装置、或者这两者承受的负载，

根据在所述第二成型件装配到所述第一成型件时所述负载检测部检测出的负载来进行所述第一成型件、所述第二成型件、或者所述第一成型件与所述第二成型件的装配状态的合格与否判别。

2.根据权利要求1所述的注射成型系统，其特征在于，

还具备底座，该底座支撑所述第一推出构件和所述第二推出构件，所述第二推出构件形成为比所述第一推出构件短，

所述第一推出构件和所述第二推出构件与所述底座一起一体地移动，

所述底座以如下方式阶段性地移动：

通过第一推出动作，移动至所述第一成型件被所述第一推出构件从所述模具推出的第一推出位置，

通过第二推出动作，从所述第一推出位置移动至所述第二成型件被所述第二推出构件从所述模具推出的所述装配位置。

3.根据权利要求1或者2所述的注射成型系统，其特征在于，

所述负载检测部检测驱动所述第二推出构件的推出构件用电机的负载转矩、所述推出构件用电机的电流值、估计所述推出构件用电机的干扰而得到的干扰估计值、在所述第二推出构件设置的应变传感器的检测值、驱动所述成型件移动装置的移动装置用电机的负载转矩以及所述移动装置用电机的电流值中的至少一个。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的注射成型系统，其特征在于，

所述成型件移动装置是多关节机器人。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的注射成型系统，其特征在于，

还具备警告装置，当所述合格与否判别中判别为异常时该警告装置进行工作。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的注射成型系统，其特征在于，

当所述合格与否判别中判别为异常时，所述成型件移动装置使所述第一成型件、所述第二成型件、或者所述第二成型件装配到所述第一成型件而得到的装配件移动至所述模具的外侧的废弃位置。