CN108688059A - 成形系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种成形系统。该成形系统(10)通过使支撑于注塑成形机的金属模具(70)的成形品(200)与由机器人(20)的手部(42)把持的工件(202)相对旋转且使工件向金属模具侧位移,将成形品和工件螺纹结合并组装制品(204),具备:检测成形品与工件的相对的旋转量的旋转检测器(64、86);判断制品的组装状态是否为预定状态的组装状态判断部(112);以及控制部(114),其使成形品与工件相对旋转且位移,直至由旋转检测器检测的旋转量超过预定旋转量,且由组装状态判断部判断的组装状态成为预定状态。
Description
技术领域
本发明涉及通过使注塑成形的成形品与工件相对旋转且使工件位移,将成形品和工件螺纹结合而组装产品的成形系统。
背景技术
在日本特开2013-082083号公报中公开了通过利用伺服马达使安装于注塑成形机的可动侧的金属模具(可动模具)的螺纹型的型芯旋转,将注塑成形后的成形品从金属模具取出的螺纹脱模的旋转型芯控制装置。
可是,如在日本特开2013-082083号公报中公开的旋转型芯控制装置那样,具有在使用具备伺服马达的金属模具对螺纹状的成形品进行注塑成形后,将支撑于金属模具的状态的成形品和工件螺纹结合而组装制品的技术。在该组装技术中,通过使伺服马达以预定旋转量旋转,将成形品和工件螺纹结合。
如上述的组装技术,存在即使以预定旋转量使伺服马达旋转,成形品和工件的紧固也不充分的情况。例如,若成形品或工件空转,则即使以预定旋转量使伺服马达旋转,成形品和工件的紧固也不充分。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的,其目的在于提供一种能充分地进行成形品和工件的紧固的成形系统。
本发明的方案是一种成形系统,其通过使支撑于注塑成形机的金属模具的成形品和由机器人的手部把持的工件相对于旋转,且使上述工件向上述金属模具侧位移,将上述成形品和上述工件螺纹结合而组装制品,具备:检测上述成形品和上述工件的相对的旋转量的旋转检测器;判断上述制品的组装状态是否为预定状态的组装状态判断部;控制部,其使上述成形品和上述工件相对旋转且位移,直至由上述旋转检测器检测的上述旋转量超过预定旋转量,并且由上述组装状态判断部判断的上述组装状态成为上述预定状态。
根据本发明,能充分地进行成形品和工件的紧固。
上述目的、特征及优点从参照附图说明的以下的实施方式的说明能容易地了解。
附图说明
图1是本发明的各实施方式的成形系统的整体结构图。
图2是本发明的第一实施方式的电气方框图。
图3是用于第一实施方式的动作说明的流程图。
图4是本发明的第二实施方式的电气方框图。
图5是用于第二实施方式的动作说明的流程图。
图6是本发明的第三实施方式的电气方框图。
图7是用于第三实施方式的动作说明的流程图。
图8是本发明的第四实施方式的电气方框图。
图9是用于第四实施方式的动作说明的流程图。
具体实施方式
关于本发明的成形系统,列举适当的实施方式,以下参照附图详细地进行说明。
[成形系统10的结构]
图1是本发明的各实施方式的成形系统10的整体结构图。图2是本发明的第一实施方式的电气方框图。使用图1及图2说明在各实施方式中共通的成形系统10的结构。成形系统10由机器人20、金属模具70和控制装置100构成。
如图1所示,机器人20是工业用的多关节型的机器人,具备基体部22、旋转部24、第一关节26、第一臂28、第二关节30、第二臂32、第三臂34、第三关节36、第四臂38、第六伺服马达40以及手部42。基体部22设置在设置上面上。旋转部24支撑于基体部22,受到第一伺服马达44(图2)的驱动力进行旋转动作。第一臂28支撑于旋转部24,受到第二伺服马达46(图2)的驱动力而以第一关节26为中心进行旋转动作。第二臂32支撑于第一臂28,受到第三伺服马达48(图2)的驱动力而以第二关节30为中心进行旋转动作。第三臂34安装于第二臂32的前端,受到第四伺服马达50(图2)的驱动力而以第二臂32的轴线为中心进行旋转动作。第四臂38支撑于第三臂34,受到第五伺服马达52(图2)的驱动力而以第三关节36为中心进行旋转动作。第六伺服马达40安装于第四臂38的前端。手部42安装于第六伺服马达40的输出轴,受到第六伺服马达40的驱动力而以输出轴为中心进行旋转动作。手部42把持在内周面形成有螺纹牙和螺纹槽的筒状的工件202。
如图2所示,第一~第六伺服马达44、46、48、50、52、40与控制装置100的机器人侧伺服放大器110电连接,通过从机器人侧伺服放大器110供给的驱动电流进行驱动。在第一~第六伺服马达44、46、48、50、52、40上设有检测各个输出轴的旋转量的旋转检测器54、56、58、60、62、64。作为旋转检测器54、56、58、60、62、64,能使用例如检测输出轴的旋转位移量的旋转编码器、旋转变压器。旋转检测器54、56、58、60、62、64与控制装置100的控制器102电连接,向控制器102输出检测信号。第一~第六伺服马达4、46、48、50、52、40基于旋转检测器54、56、58、60、62、64的检测信号,进行反馈控制。
如图2所示,金属模具70是在注塑成形机(未图示)的合模部与固定模具(未图示)成对地设置的可动模具,具备金属模具主体72和金属模具侧伺服马达76。
金属模具主体72在分割面72a侧具有旋转板78,在内部具有驱动力传递机构84。旋转板78相对于金属模具主体72旋转自如地安装。驱动力传递机构84连结金属模具侧伺服马达76的输出轴80和旋转板78的旋转轴82,将金属模具侧伺服马达76产生的驱动力传递到旋转板78。在图2中,作为驱动力传递机构84表示两个伞齿轮,但驱动力传递机构84的形式未限定于此。例如,作为驱动力传递机构84,可以设置多个齿轮,也可以设置滑轮、皮带。
旋转板78的一部分(包括中心部)在关闭了金属模具主体72和固定模具的状态下配置在固定模具的凹部内。若在关闭了金属模具主体72和固定模具的状态下进行注塑成形,则在旋转板78与固定模具的凹部之间形成成形品200。若打开金属模具主体72和固定模具,则在旋转板78上支撑成形品200。另外,由于在固定模具的凹部形成有螺纹形状,因此,在成形品200的外周面形成有螺纹牙和螺纹槽。因此,在将成形品200从固定模具的凹部拔出时,金属模具侧伺服马达76使旋转板78及成形品200旋转。
金属模具侧伺服马达76安装于金属模具主体72的外周面。金属模具侧伺服马达76与控制装置100的金属模具侧伺服放大器108电连接,通过从金属模具侧伺服放大器108供给的驱动电流进行驱动。在金属模具侧伺服马达76上设置检测输出轴80的旋转量的旋转检测器86。作为旋转检测器86,例如能使用检测输出轴80的旋转位移量的旋转编码器、旋转变压器。旋转检测器86与控制装置100的控制器102电连接,向控制器102输出检测信号。
控制装置100具备控制器102、ROM104、RAM106、金属模具侧伺服放大器108以及机器人侧伺服放大器110。
控制器102具备CPU等处理器,通过读取存储于ROM104的程序或存储于RAM106的数据并执行,执行包括组装状态判断部112和系统控制部114的各自的功能。组装状态判断部112监视成形品200和工件202的组装状态,判断是否为存储于ROM104的预定的组装状态。如后所述,组装状态的判断基准在每个实施方式中不同。系统控制部114向金属模具侧伺服放大器108及机器人侧伺服放大器110输出指令信号,控制成形系统10的整体的动作。
金属模具侧伺服放大器108是用于对金属模具侧伺服马达76进行旋转驱动的装置,根据从控制器102输出的指令信号,相对于金属模具侧伺服马达76输出驱动电流。
机器人侧伺服放大器110是用于对机器人20的第一~第六伺服马达44、46、48、50、52、40进行旋转驱动的装置,根据从控制器102输出的指令信号,相对于第一~第六伺服放大器44、46、48、50、52、40输出驱动电流。
[各实施方式]
本发明的成形系统10通过使支撑于金属模具70的成形品200和由机器人20的手部42把持的工件202相对旋转且使工件202向金属模具70侧位移,将成形品200和工件202螺纹结合而组装制品204。在使成形品200和工件202相对旋转时,可以使成形品200旋转,也可以使工件202旋转。在以下说明的各实施方式中,主要说明使成形品200旋转的控制例,作为变形例说明使工件202旋转的控制例。
[第一实施方式]
使用图2说明第一实施方式。若进行成形品200和工件202的螺纹结合,则成形品200的前端部200a贯通工件202与手部42抵接。在该状态下,成形品200和工件202的紧固是充分的,作为制品204成立。若成形品200的前端部200a与手部42抵接,则金属模具侧伺服马达76的负荷电流值上升。在第一实施方式中,组装状态判断部112在金属模具侧伺服马达76的负荷电流值为存储于ROM104的预定电流值以上的情况下判断为组装状态成为预定状态。
金属模具侧伺服马达76的负荷电流值由电流测定器120测定。作为电流测定器120,能使用对从金属模具侧伺服放大器108向金属模具侧伺服马达76供给的电流值进行计测的电流传感器。电流测定器120与控制装置100的控制器102电连接,向控制装置100输出测定信号。
[第一实施方式的成形系统10的动作]
图3是用于第一实施方式的动作说明的流程图。在图3所示的动作前,在金属模具70的旋转板78上形成成形品200,利用机器人20的手部42把持工件202。
在步骤S1中,控制装置100的系统控制部114控制机器人20的第一~第六伺服马达44、46、48、50、52、40,进行工件202相对于成形品200的位置重合。机器人20将工件202搬运到预定的初期位置。若将工件202搬运到初期位置,则工件202的轴线与成形品200的轴线一致。
在步骤S2中,系统控制部114为了使成形品200旋转,相对于金属模具侧伺服放大器108输出指令信号。金属模具侧伺服放大器108相对于金属模具侧伺服马达76供给驱动电流,开始金属模具侧伺服马达76的驱动。此时,系统控制部114基于从旋转检测器86输出的检测信号监视金属模具侧伺服马达76的旋转量。另外,组装状态判断部112基于从电流测定器120输出的检测信号监视金属模具侧伺服马达76的负荷电流值。
另外,系统控制部114为了使工件202向金属模具70侧位移,相对于机器人侧伺服放大器110输出指令信号。机器人侧伺服放大器110相对于第一~第六伺服马达44、46、48、50、52、40的一部分或全部供给驱动电流,开始工件202的位移。于是,成形品202和工件202以一边相对旋转一边互相靠近的方式位移,将成形品200和工件202螺纹结合。
在ROM104中互相对应地存储金属模具侧伺服马达76的旋转速度和工件202的位移速度。系统控制部114从ROM104读取金属模具侧伺服马达76的旋转速度和工件202的位移速度,控制各个。
在步骤S3中,系统控制部114判断金属模具侧伺服马达76的旋转量是否为存储于ROM104的预定旋转量以上。在为预定旋转量以上的情况下(步骤S3:是),处理转移到步骤S4。另一方面,在不为预定旋转量以上的情况下(步骤S3:否),反复进行步骤S3的处理。
在从步骤S3转移到步骤S4的情况下,组装状态判断部112判断金属模具侧伺服马达76的负荷电流值是否为存储于ROM104的预定电流值以上。在为预定电流值以上的情况下,即在成形品200的前端部200a与手部42抵接的状态下(步骤S4:是),处理转移到步骤S5。另一方面,在不为预定电流值以上的情况下,即在成形品200的前端部200a不与手部42抵接的情况下(步骤S4:否),反复进行步骤S4的处理。
在从步骤S4转移到步骤S5的情况下,系统控制部114为了使成形品200的旋转停止,相对于金属模具侧伺服放大器108输出指令信号。金属模具侧伺服放大器108停止相对于金属模具侧伺服马达76的驱动电流的供给,停止金属模具侧伺服马达76的驱动。
另外,系统控制部114为了停止工件202的位移,相对于机器人侧伺服放大器110输出指令信号。机器人侧伺服放大器110停止相对于第一~第六伺服马达44、46、48、50、52、40的驱动电流的供给,停止工件202的位移。
在步骤S5的处理结束了的阶段,制品204被支撑于旋转板78。若在机器人20把持了制品204的状态下使卸下机构(未图示)进行动作,则将制品204从旋转板78卸下。
[第一实施方式的变形例]
在上述实施方式中,使成形品200旋转并与工件202螺纹结合,但也可以代替使成形品200旋转,使工件202旋转。在该情况下,代替驱动金属模具侧伺服马达76,驱动机器人20的第六伺服马达40。
在第一实施方式的变形例中,组装状态判断部112在第六伺服马达40的负荷电流值为存储于ROM104的预定电流值以上的情况下判断为组装的状态成为预定状态。
第六伺服马达40的负荷电流值由电流测定器122测定。作为电流测定器122,能使用对从机器人侧伺服放大器110向第六伺服马达40供给的电流值进行计测的电流传感器。电流测定器122与控制装置100的控制器102电连接,向控制装置100输出测定信号。
第一实施方式的变形例的动作与图3所示的动作基本上相同。但是,机器人侧伺服放大器110进行图3所示的动作中、金属模具侧伺服放大泵108进行的动作,第六伺服马达40进行图3所示的动作中、金属模具侧伺服马达76进行的动作,电流测定器122进行电流测定器120进行的动作。
[第二实施方式]
图4是本发明的第二实施方式的电气方框图。使用图4说明第二实施方式。若进行成形品200和工件202的螺纹结合,则成形品200的前端部200a贯通工件202。在该状态下,成形品200与工件202的紧固是充分的,作为制品204而成立。在第二实施方式中,组装状态判断部112在成形品200的前端部200a贯通了工件202的情况下判断为组装的状态成为预定状态。
手部42侧的工件202的端部202a由摄像机130拍摄。摄像机130在使摄像方向朝向工件202的端部202a的状态下安装于手部42。摄像机130向控制器102输出所拍摄的图像信息。
[第二实施方式的成形系统10的动作]
图5是用于第二实施方式的动作说明的流程图。图5所示的步骤S11~步骤S13、步骤S15的处理与图3所示的步骤S1~步骤S3、步骤S5的处理相同。下面,说明与图3的处理不同的步骤S14的处理。
在步骤S14中,组装状态判断部112判断是否由摄像机130得到了预定图像。组装状态判断部112基于从摄像机130输出的图像信息进行图像识别,识别工件202的端部202a。在ROM104中存储成形品200的前端部200a从工件202的端部202a以一定量突出的图像信息。组装状态判断部112利用样本匹配等判断所识别的图像是否与存储于ROM104的图像是否一致。在得到了预定图像的情况下,即成形品200的前端部200a以一定量从工件202的端部202a突出的情况下(步骤S14:是),处理转移到步骤S15。另一方面,在未得到预定图像的情况下,即成形品200的前端部200a未以一定量从工件202的端部202a突出的情况下(步骤S14:否),反复进行步骤S14的处理。
[第二实施方式的变形例]
在上述实施方式中,使成形品200旋转并与工件202螺纹结合,但也可以代替使成形品200旋转,使工件202旋转。在该情况下,代替驱动金属模具侧伺服马达76,驱动机器人20的第六伺服马达40。
第二实施方式的变形例的动作与图5所示的动作基本上相同。但是,机器人侧伺服放大器110进行图5所示的动作中、金属模具侧伺服放大器108进行的动作,第六伺服马达40进行图5所示的动作中、金属模具侧伺服马达76进行的动作。
[第三实施方式]
图6是本发明的第三实施方式的电气方框图。使用图6说明第三实施方式。若进行成形品200与工件202的螺纹结合,则向金属模具70侧的工件202的位移量为预定位移量以上。在该状态下,成形品200和工件202的紧固是充分的,作为制品204成立。在第三实施方式中,组装状态判断部112在工件202的位移量为预定位移量以上的情况下判断为组装的状态成为预定状态。
工件202的位移量由位移传感器140测定。作为位移传感器140,可以使用无源型、有源型的任一种。位移传感器140例如安装于手部42,通过测定到金属模具主体72的分割面72a的距离L,测定工件202的位移量。位移传感器140与控制装置100的控制器102电连接,向控制器102输出测定信号。
[第三实施方式的成形系统10的动作]
图7是用于第三实施方式的动作说明的流程图。图7所示的步骤S21~步骤S23、步骤S25的处理与图3所示的步骤S1~步骤S3、步骤S5的处理相同。下面说明与图3的处理不同的步骤S24的处理。
在步骤S24中,组装状态判断部112判断工件202的位移量是否为ROM104所存储的预定位移量以上。在为预定位移量以上的情况下(步骤S24:是),处理转移到步骤S25。另一方面,在不为预定位移量以上的情况下(步骤S24:否),反复进行步骤S24的处理。
[第三实施方式的变形例]
在上述实施方式中,使成形品200旋转并与工件202螺纹结合,但也可以代替使成形品200旋转,使工件202旋转。在该情况下,代替驱动金属模具侧伺服马达76,驱动机器人20的第六伺服马达40。
第三实施方式的变形例的动作与图7所示的动作基本相同。但是,机器人侧伺服放大器110进行图7所示的动作中、金属模具侧伺服放大器108进行的动作,第六伺服马达40进行图7所示的动作中、金属模具侧伺服马达76进行的动作。
[第四实施方式]
图8是本发明的第四实施方式的电气方框图。使用图8说明第四实施方式。在第一实施方式中,通过电流测定器120、122检测成形品200的前端部200a与手部42的抵接。另一方面,在第四实施方式中,通过接触开关150检测成形品200的前端部200a与手部42的抵接。接触开关150安装于手部42中、在组装制品204时隔着工件202与成形品200对置的部位。接触开关150与控制装置100的控制器102电连接,向控制器102输出检测信号。
[第四实施方式的成形系统10的动作]
图9是用于第四实施方式的动作说明的流程图。图9所示的步骤S31~步骤S33、步骤S35的处理与图3所示的步骤S1~步骤S3、步骤S5的处理相同。下面说明与图3的处理不同的步骤S34的处理。
在步骤S34中,组装状态判断部112根据接触开关150的检测结果判断成形品200是否与手部42接触。在从接触开关150输出接触检测信号的情况下,即在成形品200的前端部200a与手部42抵接的情况下(步骤S34:是),处理转移到步骤S35。另一方面,在未从接触开关150输出接触检测信号的情况下、即在成形品200的前端部200a未与手部42抵接的情况下(步骤S34:否),反复进行步骤S34的处理。
[第四实施方式的变形例]
在上述实施方式中,使成形品200旋转并与工件202螺纹结合,但也可以代替使成形品200旋转,使工件202旋转。在该情况下,代替驱动金属模具侧伺服马达76,驱动机器人20的第六伺服马达40。
第四实施方式的变形例的动作与图9所示的动作基本相同。但是,机器人侧伺服放大器110进行图9所示的动作中、金属模具侧伺服放大器108进行的动作,第六伺服马达40进行金属模具侧伺服马达76进行的动作。
[从实施方式得到的技术思想]
以下关于从上述实施方式一至四及各变形例把握的技术思想进行记载。
本发明是一种成形系统10,通过一边使支撑于注塑成形机的金属模具70的成形品200与由机器人20的手部42把持的工件202相对旋转一边使工件202向金属模具70侧位移,将成形品200和工件202螺纹结合并组装制品204,具备检测成形品200与工件202的相对的旋转量的旋转检测器64、86、判断制品204的组装状态是否为预定状态的组装状态判断部112、使成形品200与工件202一边相对旋转一边位移至由旋转检测器64、86检测的旋转量超过预定旋转量且由组装状态判断部112判断的组装状态成为预定状态的控制部114。由此,能够使成形品200与工件202旋转至制品204的组装状态成为预定状态,能充分进行成形品与工件的紧固。
成形系统10还具备测定使成形品200与工件202相对旋转的马达40、76的负荷电流值的电流测定器,组装状态判断部112在由电流测定器120、122测定出的负荷电流值为预定电流值以上的情况下判断为组装的状态成为预定状态。由此,能以简单的结构判断成形品200与工件202的紧固状态。
成形系统10还具备对成形品200和工件202进行摄像的摄像器130。组装状态判断部112在由摄像器130得到了预定图像的情况下判断为组装的状态成为预定状态。由此,能适当地判断组装状态,其结果,能充分地进行成形品200与工件202的紧固。
成形系统10还具备测定工件202的位移量的位移传感器140,组装状态判断部112在由位移传感器140测定出的位移量为预定位移量以上的情况下判断为组装状态成为预定状态。由此,能以简单的结构判断成形品200与工件202的紧固。
成形系统10还在手部42中、在组装制品204时隔着工件202与成形品200对置的部位具备接触开关150,组装状态判断部112可以在由接触开关150检测到成形品200的接触的情况下判断为组装状态成为预定状态。由此,能可靠地判断组装结束了。其结果,能充分进行成形品200与工件202的紧固。
另外,本发明并未限定于上述实施方式,当然能在不脱离该发明的主旨的范围自由地改变。或者,也可以在技术上不产生矛盾的范围任意地组合各个结构。
Claims (5)
1.一种成形系统,其通过使支撑于注塑成形机的金属模具的成形品与由机器人的手部把持的工件相对旋转且使上述工件向上述金属模具侧位移,将上述成形品和上述工件螺纹结合并组装制品,该成形系统的特征在于,具备:
检测上述成形品与上述工件的相对的旋转量的旋转检测器;
判断上述制品的组装状态是否为预定状态的组装状态判断部;以及
控制部,其使上述成形品与上述工件相对旋转且位移,直至由上述旋转检测器检测的上述旋转量超过预定旋转量,且由上述组装状态判断部判断的上述组装状态成为上述预定状态。
2.根据权利要求1所述的成形系统,其特征在于,
还具备测定使上述成形品与上述工件相对旋转的马达的负荷电流值的电流测定器,
在由上述电流测定器测定的上述负荷电流值成为预定电流值以上的情况下,上述组装状态判断部判断为上述组装状态成为预定状态。
3.根据权利要求1所述的成形系统,其特征在于,
还具备对上述成形品和上述工件进行摄像的摄像器,
在由上述摄像器得到了预定图像的情况下,上述组装状态判断部判断为上述组装状态成为预定状态。
4.根据权利要求1所述的成形系统,其特征在于,
还具备测定上述工件的位移量的位移传感器,
在由上述位移传感器测定的上述位移量为预定位移量以上的情况下,上述组装状态判断部判断为上述组装状态成为预定状态。
5.根据权利要求1所述的成形系统,其特征在于,
还在上述手部的在组装上述制品时隔着上述工件与上述成形品对置的部位具备接触开关,
在由上述接触开关检测到上述成形品的接触的情况下,上述组装状态判断部判断为上述组装状态成为预定状态。
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