CN112208055A - 注射成型系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够防止在模具封闭时、嵌件部件从规定位置脱离的注射成型系统。本公开的一个方式所涉及的注射成型系统是进行嵌件成型的注射成型系统，所述注射成型系统具备：开闭机构，其用于打开关闭一对模具；注射装置，其用于向被封闭的所述一对模具之间的空间注射树脂；以及配置机构，其具有用于保持嵌件部件的保持构件，所述配置机构用于在所述一对模具之间配置所述嵌件部件，并在所述开闭机构开始进行了对所述一对模具进行封闭的动作后、仍继续由所述保持构件将所述嵌件部件保持在所述一对模具之间。

Description

注射成型系统
技术领域
本发明涉及一种注射成型系统。
背景技术
广泛地进行如下的注射成型：向在一对模具之间形成的空间内注入熔融的树脂，并将树脂冷却来使其固化，由此形成树脂成型品。作为注射成型的一个方式，还进行如下的嵌件成型：在模具内配置了嵌件部件的状态下注入树脂，由此形成使嵌件部件与树脂形成一体的成型品。
构建有自动地进行模具的打开关闭、树脂成型品的取出、嵌件部件的配置等、以高效地进行这样的注射成型的注射成型系统。还提出了使用机器人来进行树脂成型品的取出和嵌件部件的配置(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-233707号公报
发明内容
发明要解决的问题
一般地，在进行嵌件成型的情况下，在一方的模具设置用于保持嵌件部件的保持构造，在使该一方的模具保持嵌件部件后将一对模具封闭，之后注入树脂。然而，根据成型品的设计的不同而存在如下问题：当在使模具保持嵌件部件后对模具进行封闭时，嵌件部件由于模具封闭时的振动等而从保持构造脱落或者倾斜，由此从规定位置脱离。特别是，在嵌件部件的重心远离设置于模具的保持构造的情况下等，嵌件部件容易从规定位置脱离。因此，期望一种能够防止在模具封闭时嵌件部件从规定位置脱离的注射成型系统。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式所涉及的注射成型系统，是进行嵌件成型的注射成型系统，所述注射成型系统具备：开闭机构，其用于打开关闭一对模具；注射装置，其用于向被封闭的所述一对模具之间的空间注射树脂；以及配置机构，其具有用于保持嵌件部件的保持构件，所述配置机构用于在所述一对模具之间配置所述嵌件部件，并在所述开闭机构开始进行了对所述一对模具进行封闭的动作后、仍继续由所述保持构件将所述嵌件部件保持在所述一对模具之间。
发明的效果
根据本公开的一个方式所涉及的注射成型系统，能够防止在模具封闭时嵌件部件从规定位置脱离。
附图说明
图1是示出本公开的第一实施方式的注射成型系统的结构的示意图。
图2是示出图1的注射成型系统中的将模具封闭的状态的示意图。
图3是示出图1的注射成型系统中的使保持构件退避的状态的示意图。
图4是示出图1的注射成型系统中的配置机构的控制的流程的流程图。
图5是示出本公开的第二实施方式的注射成型系统的结构的示意图。
图6是示出图5的注射成型系统中的配置机构的控制的流程的流程图。
图7是示出本公开的第三实施方式的注射成型系统的结构的示意图。
图8是示出图7的注射成型系统中的配置机构的控制的流程的流程图。
图9是示出本公开的第四实施方式的注射成型系统的结构的示意图。
附图标记说明
1、1A、1B、1C：注射成型系统；10：开闭机构；11：可动支承部；12：固定支承部；13：驱动部；14：开闭控制部；20：注射装置；21：螺杆；30，30A、30B、30C：配置机构；31：保持构件；311：部件保持部；312：成型品保持部；32：机器人；33、33A：模具检测部；331：外力传感器；332：摄像装置；34：配置控制部；G：注射成型品；M1、M1B、M1C：可动模具；M2、M2B、M2C：固定模具；P：嵌件部件；Q：内部空间；R：树脂。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本公开的各实施方式。在下面的说明中，在之后说明的实施方式所涉及的构成要素与先说明的实施方式所涉及的构成要素同样的情况下，对该构成要素标注与先说明的实施方式相同的附图标记，并省略重复的说明。
[第一实施方式]
图1示出本公开的第一实施方式所涉及的注射成型系统1。注射成型系统1具备：开闭机构10，其用于打开关闭一对模具(可动模具M1和固定模具M2)；注射装置20，其用于向在被封闭的一对模具M1、M2之间形成的内部空间Q注射树脂R；以及配置机构30，其用于在一对模具M1、M2之间配置嵌件部件P。注射成型系统1为如下的注射成型系统：向被配置了嵌件部件P的一对模具M1、M2之间的内部空间Q注入熔融的树脂R，并将该树脂冷却来使其固化，由此获得使嵌件部件P与树脂R形成一体的注射成型品G。
在模具M1、M2中的至少任一个模具(通常为固定模具M2)上形成有用于从注射装置20向在模具M1、M2之间形成的内部空间Q内注入树脂R的流路(直浇道、流道等)。另外，在可动模具M1设置有用于使嵌件部件P嵌合来对其进行保持的部件保持部H。
开闭机构10与注射装置20能够使用作为注射成型装置来销售的装置。也就是说，注射成型系统1可以通过对现有的注射成型装置附加配置机构30来构成。
开闭机构10使可动模具M1移动，以打开关闭一对模具M1、M2。开闭机构10能够构成为具有：能够移动的可动支承部11，其支承可动模具M1；固定支承部12，其支承固定模具M2；驱动部13，其用于使可动支承部11移动；以及开闭控制部14，其用于控制驱动部13。
开闭控制部14在通过驱动部13对模具M1、M2进行封闭时，对配置机构30输出表示可动模具M1的位置的信号。该信号能够设为如下的信号：在开闭机构10的坐标系与配置机构30的坐标系一致的情况下，将可动模具M1的位置表现为可动模具M1的基准点的坐标，该信号可以是将可动模具M1的位置表现为可动模具M1从图1所示的一对模具M1、M2打开的状态起的移动量的信号。
另外，在一对模具M1、M2的间隔减少到了预先设定的值时，开闭控制部14对配置机构30输出请求其从一对模具M1、M2之间退避的信号。
注射装置20使颗粒状的树脂R熔融并对熔融的树脂R进行加压来将其挤出，由此向在模具M1、M2之间形成的内部空间Q内注入树脂R。该注射装置20能够由挤出机构成，该挤出机通过一个或多个螺杆21来对树脂R进行加压。
配置机构30具有：保持构件31，其用于保持嵌件部件P；机器人32，在其前端部设置了保持构件31；模具检测部33，其用于检测可动模具M1的位置；以及配置控制部34，其用于控制保持构件31和机器人32。
配置机构30用于在一对模具M1、M2之间配置嵌件部件P，具体地使嵌件部件P嵌合于部件保持部H。另外，配置机构30在开闭机构10开始进行了对一对模具M1、M2进行封闭的动作后、仍继续将嵌件部件P保持在一对模具M1、M2之间，由此使嵌件部件P保持在与部件保持部H嵌合的状态。
配置机构30与可动模具M1的基于开闭机构10的移动相匹配地使保持构件31移动，以使保持构件31相对于可动模具M1的相对位置保持固定。由此，一边保持使嵌件部件P嵌合于部件保持部H的状态，一边使可动模具M1移动。
配置机构30在开闭机构10完成一对模具M1、M2的封闭前，使保持构件31释放嵌件部件P，留下嵌件部件P并使保持构件31从一对模具M1、M2之间退避。优选的是，在尽可能晚的时刻进行该保持构件31的退避，该尽可能晚的时刻是不中断由开闭机构10对可动模具M1的移动、而能够使保持构件31不与模具M1、M2发生干扰的时刻。由此，能够使以下危险性最小化：嵌件部件P从部件保持部H脱落；嵌合不完全而发生异常的倾斜，导致嵌件部件P被夹入到模具M1、M2之间或者移动到模具M1、M2之间的空间内的不适当的位置。
保持构件31能够保持嵌件部件P即可，没有特别限定，例如可以设为把持嵌件部件P的结构，也可以设为吸附嵌件部件P的结构。另外，保持构件31具有用于保持嵌件部件P的部件保持部311以及用于保持注射成型品G的成型品保持部312。通过像这样、使保持构件31具有部件保持部311和成型品保持部312，能够高效地进行所形成的注射成型品G的从模具M1、M2之间的取出以及用于下一嵌件成型的嵌件部件P的向模具M1、M2之间的配置，因此能够缩短注射成型品G的制造的循环时间。
优选的是，保持构件31的部件保持部311和成型品保持部312被分开地设置，使得能够在将由部件保持部311保持的嵌件部件P配置于部件保持部H的状态下，使由成型品保持部312保持的注射成型品G配置在模具M1、M2的外侧。由此，能够将使保持构件31从模具M1、M2之间退避的时刻设定得更晚，因此能够更可靠地防止嵌件部件P从规定位置脱离。
优选的是，保持构件31的至少一部分在可动模具M1的移动方向上的宽度小于嵌件部件P在可动模具M1的移动方向上的长度，该一部分是在将嵌件部件P配置于部件保持部H的状态下位于模具M1、M2之间的部分。由此，能够在嵌件部件P被一对模具M1、M2保持以不从规定位置脱离后，使保持构件31从一对模具M1、M2之间退避。
对机器人32没有特别限定，例如可以是正交坐标机器人、SCARA(SelectiveCompliance Assembly Robot Arm：选择顺应性装配机器手臂)机器人、并联连杆机器人(parallel link robot)等，如图所示，能够采用通用性良好的垂直多关节型的机器人。该机器人32由配置控制部34来控制。优选的是，机器人32通过使保持构件31沿与由开闭机构10移动可动模具M1的移动方向大致垂直的方向移动，来将保持构件31插入模具M1、M2之间以及使保持构件31从模具M1、M2退避，以避免保持构件31与模具M1、M2之间发生干扰。
模具检测部33能够构成为具有外力传感器331，该外力传感器331检测沿可动模具M1的移动方向作用于保持构件31的部件保持部311的外力。作为该外力传感器331，能够使用应变传感器等。具有外力传感器331的模具检测部33检测可动模具M1位于与保持于保持构件31的嵌件部件P接触的位置以及位于进一步使嵌件部件P和保持构件31发生变形的位置。在本实施方式中，模具检测部33用于检测对保持构件31作用了异常的外力这一情况。
配置控制部34能够通过使具有CPU、存储器等的计算机装置执行适当的程序来实现。配置控制部34在开闭机构10将一对模具M1、M2封闭前，如图1所示，将保持构件31保持的嵌件部件P配置于可动模具M1的部件保持部H。另外，配置控制部34在由开闭机构10封闭一对模具M1、M2的封闭动作的至少初始阶段，如图2所示，与可动模具M1的基于开闭机构10的移动相匹配地使保持构件31移动。并且，配置控制部34在模具M1、M2之间配置保持构件31的间隙即将消失前，如图3所示，将嵌件部件P从保持构件31释放并使保持构件31从模具M1、M2之间退避。另外，在模具检测部33检测出异常的外力的情况下，配置控制部34根据该外力的大小来使注射成型系统1的动作适当地停止。
在本实施方式中，配置控制部34控制机器人32的动作，以使从开闭机构10的开闭控制部14输入的可动模具M1的移动量与保持构件31的移动量相等。
图4示出由本实施方式的配置机构30中的配置控制部34对保持构件31和机器人32的控制的流程。配置机构30的控制包括以下工序：将嵌件部件P配置于部件保持部H(步骤S01：参照图1)；从开闭机构10的开闭控制部14获取可动模具M1的移动量(步骤S02)；通过机器人32使保持构件31移动，以使保持构件31的移动量与可动模具M1的移动量相等(步骤S03：参照图2)；确认模具检测部33的检测值(外力的大小)是否为异常阈值以上(步骤S04)；在模具检测部33的检测值为异常阈值以上的情况下(步骤S04：“是”)，发出警报并紧急停止注射成型系统1(步骤S05)；在模具检测部33的检测值不为异常阈值以上的情况下(步骤S04：“否”)，确认模具检测部33的检测值是否为比异常阈值小的停止阈值以上(步骤S06)；在模具检测部33的检测值为停止阈值以上的情况下(步骤S06：“是”)，通知该意思并使注射成型系统1在控制下停止(步骤S07)；在模具检测部33的检测值比停止阈值小的情况下(步骤S06：“否”)，确认是否被开闭机构10的开闭控制部14输入了请求保持构件31的退避的信号(步骤S08)；以及在被输入了请求退避的信号的情况下(步骤S08：“是”)，释放嵌件部件P并使保持构件31从模具M1、M2之间退避(步骤S09：参照图3)。此外，在未被输入请求退避的信号的情况下(步骤S08：“否”)，处理返回到步骤S02。
像这样，在注射成型系统1中，在开闭机构10开始进行了对一对模具M1、M2进行封闭的动作后、仍继续由保持构件31将嵌件部件P保持在模具M1、M2之间的适当的位置，因此能够防止由于开闭机构10将模具M1、M2封闭时的振动等、而导致嵌件部件P从部件保持部H脱落或嵌合不完全而发生倾斜。
[第二实施方式]
图5示出本公开的第二实施方式所涉及的注射成型系统1A。注射成型系统1A具备：开闭机构10，其用于打开关闭一对模具M1、M2；注射装置20，其用于向被封闭的一对模具(可动模具M1和固定模具M2)之间的内部空间Q注射树脂R；以及配置机构30A，其用于在一对模具M1、M2之间配置嵌件部件P。
配置机构30A具有用于保持嵌件部件P的保持构件31，用于在一对模具M1、M2之间配置嵌件部件P，也就是说，使嵌件部件P嵌合于部件保持部H。另外，配置机构30A在开闭机构10开始进行了对一对模具M1、M2进行封闭的动作后，仍继续将嵌件部件P保持在一对模具M1、M2之间，由此使嵌件部件P保持在与部件保持部H嵌合的状态。
配置机构30A具有：保持构件31；机器人32，在其前端设置了保持构件31；模具检测部33A，其用于检测可动模具M1的位置；以及配置控制部34A，其用于控制保持构件31和机器人32。
本实施方式中的模具检测部33A具有摄像装置332。在本实施方式中，模具检测部33A通过配设于机器人32的前端部或保持构件31的摄像装置332，来对附设于可动模具M1或开闭机构10的与可动模具M1一体地移动的部分的标记D进行拍摄。然后，模具检测部33A使用图像处理技术来对摄像装置332拍摄到的图像进行分析，由此计算以摄像装置332为基准的标记D的位置、也就是可动模具M1相对于保持构件31的相对值。
这样的模具检测部33A例如可以基于由摄像装置332拍摄到的图像中的标记D的大小来计算保持构件31与可动模具M1之间的距离。配置机构30A通过机器人32使保持构件31移动，以使由摄像装置332拍摄到的图像中的标记D的大小固定，由此能够与可动模具M1的基于开闭机构10的移动相匹配地使保持构件31移动。另外，在摄像装置332的摄像方向与可动模具M1的移动方向不平行的情况下，模具检测部33A基于拍摄到的图像中的标记D的坐标位置、或者基于图像中的标记D的大小和坐标位置，来计算可动模具M1相对于保持构件31的相对值。
配置控制部34A在由开闭机构10对一对模具M1、M2进行封闭前，将由保持构件31保持的嵌件部件P配置于可动模具M1的部件保持部H。然后，配置控制部34A在由开闭机构10封闭一对模具M1、M2的封闭动作的至少初始阶段，基于模具检测部33A的检测值，来与可动模具M1的基于开闭机构10的移动相匹配地使保持构件31移动。并且，配置控制部34A在模具M1、M2之间配置保持构件31的间隙即将消失前，在将嵌件部件P从保持构件31释放并使保持构件31从模具M1、M2之间退避。
在本实施方式中，配置控制部34A控制机器人32的动作，以使由模具检测部33A检测出的可动模具M1相对于保持构件31的相对位置不发生变化。
图6示出由本实施方式的配置机构30A中的配置控制部34A对保持构件31和机器人32的控制的流程。配置机构30A的控制包括以下工序：将嵌件部件P配置于部件保持部H(步骤S11)；通过模具检测部33A检测标记D的位置(步骤S12)；通过机器人32使保持构件31移动，以抑制保持构件31相对于可动模具M1的相对位置的变化(步骤S13)；确认是否被开闭机构10的开闭控制部14输入了请求保持构件31的退避的信号(步骤S14)；以及释放嵌件部件P并使保持构件31从模具M1、M2之间退避(步骤S15)。
配置机构30A在步骤S11的、配置于部件保持部H的工序后，在步骤S12通过摄像装置332拍摄标记D，并通过图像处理来确定摄像图像中的标记D的大小和坐标。在步骤S13中，通过机器人32使保持构件31移动，以抑制摄像装置332的摄像图像中的标记D的大小和坐标的变化。由此，在开闭机构10使可动模具M1移动时，与可动模具M1相匹配地使保持构件31移动。重复进行步骤S12和步骤S13，直到在步骤S14中确认到保持构件31的退避请求(“是”)为止。在步骤S14中确认到保持构件31的退避请求的情况下，在步骤S15进行嵌件部件P的释放和保持构件31的退避。
[第三实施方式]
图7示出本公开的第三实施方式所涉及的注射成型系统1B。注射成型系统1B具备：开闭机构10，其用于打开关闭一对模具M1B、M2B；注射装置20，其用于向被封闭的一对模具M1B、M2B之间的空间Q注射树脂R；以及配置机构30B，其用于在一对模具M1B、M2B间配置嵌件部件P。
配置机构30B具有：保持构件31，其用于保持嵌件部件P；机器人32，在其前端设置了保持构件31，模具检测部33，其用于检测可动模具M1的位置；以及配置控制部34B，其用于控制保持构件31和机器人32。在本实施方式的注射成型系统1B中，模具M1B、M2B在封闭时形成用于对配置机构30B的保持构件31进行配置的开口T。
配置控制部34B在由开闭机构10对一对模具M1B、M2B进行封闭前，将由保持构件31保持的嵌件部件P配置于可动模具M1B的部件保持部H，并与可动模具M1B的基于开闭机构10的移动相匹配地使保持构件31移动。本实施方式的配置控制部34B在由开闭机构10将一对模具M1B、M2B封闭后，使保持构件31通过开口T来从一对模具M1B、M2B之间退避。
在本实施方式中，配置控制部34B控制机器人32的动作，以使模具检测部33检测出的可动模具M1B的接触压力接近预先设定的追踪基准值，也就是说，使可动模具M1B保持以适度的压力与嵌件部件P抵接的状态。
图8示出由本实施方式的配置机构30B中的配置控制部34B对保持构件31和机器人32的控制的流程。配置机构30B的控制包括以下工序：将嵌件部件P配置于部件保持部H(步骤S21)；确认模具检测部33的检测值(步骤S22)；使保持构件31移动，以使模具检测部33的检测值接近追踪基准值(步骤S23)；确认是否被开闭机构10的开闭控制部14输入了请求保持构件31的退避的信号(在本实施方式中是通知模具M1B、M2B的封闭完成的信号)(步骤S24)；以及释放嵌件部件P并使保持构件31从模具M1B、M2B之间退避(步骤S25)。重复进行步骤S21、步骤S22以及步骤S23，直到在步骤S24确认到模具M1B、M2B的封闭完成(“是”)为止。在步骤S24确认到模具M1B、M2B的封闭完成的情况下，在步骤S25进行嵌件部件P的释放和保持构件31的退避。
在注射成型系统1B中，由保持构件31将嵌件部件P保持到模具M1B、M2B的封闭完成为止，因此能够更可靠地防止嵌件部件P从规定位置脱离。在注射成型系统1B中，树脂R可能也会进入开口T，与直浇道等的树脂同样地从注射成型品G切除即可。
[第四实施方式]
图9示出本公开的第四实施方式所涉及的注射成型系统1C。注射成型系统1C具备：开闭机构10，其用于打开关闭一对模具M1C、M2C；注射装置20，其用于向被封闭的一对模具M1C、M2C之间的内部空间Q注射树脂R；以及配置机构30C，其用于在一对模具M1C、M2C间配置嵌件部件P。在本实施方式的注射成型系统1C中，在固定模具M2C设置有使嵌件部件P嵌合来对其进行保持的部件保持部HC。
配置机构30C具有：保持构件31，其用于保持嵌件部件P；机器人32，在其前端设置了保持构件31；以及配置控制部34C，其用于控制保持构件31和机器人32。
首先，配置控制部34C使机器人32动作，以将保持构件31定位于使预先夹持的嵌件部件P嵌合于部件保持部HC的位置。之后，在被开闭机构10输入了请求保持构件31的退避的信号时，使机器人32动作，以在使保持构件31释放嵌件部件P后，留下嵌件部件P并使保持构件31从一对模具M1C、M2C间退避。
以上，说明了本公开所涉及的注射成型系统的实施方式，但是本公开所涉及的注射成型系统不限于前述的实施方式。另外，上述的实施方式所记载的效果只是列举了由本公开所涉及的注射成型系统产生的最佳的效果，本公开所涉及的注射成型系统的效果不限定于上述的实施方式所记载的效果。
在本公开所涉及的注射成型系统中，也可以是，在开闭机构的动作稳定的情况下，假设开闭机构移动可动模具的移动速度来制作配置机构使保持构件动作的动作程序，从而在由开闭机构开始对模具进行封闭的同时，由配置机构开始使保持构件动作。
在本公开所涉及的注射成型系统中，也可以是，配置机构不是根据来自开闭机构的信号，而是检测由于对模具的封闭而与保持构件接近的模具的位置，来判断使保持构件从模具之间退避的时刻，还可以是，在从开闭机构开始进行对模具的封闭动作起经过了固定的时间时，使保持构件从模具之间退避。
在本公开所涉及的注射成型系统中，也可以是，在一对模具上设置有配置保持构件的开口的情况下，在向一对模具之间的内部空间注射树脂后，通过开口来使保持构件从一对模具之间退避。在该情况下，能够防止树脂流入模具的开口。因此，可以是，在嵌件部件突出设置被保持部，该被保持部由保持构件来保持，并从注射成型品将其切除。另外，在本公开所涉及的注射成型系统中，也可以是，在注射装置结束注射树脂后、且树脂固化之前，通过开口来使保持构件从一对模具之间退避。
在本公开所涉及的注射成型系统中，也可以是，模具检测部构成为通过配设于开闭机构的摄像装置，来对设置于配置机构的保持构件等的标记进行拍摄。另外，还可以是，不设置标记，而由摄像装置对开闭机构或配置机构的形状的特征部分进行拍摄，来检测模具相对于保持构件的相对位置。

Claims (9)

1.一种注射成型系统，是进行嵌件成型的注射成型系统，所述注射成型系统具备：
开闭机构，其用于打开关闭一对模具；
注射装置，其用于向被封闭的所述一对模具之间的空间注射树脂；以及
配置机构，其具有用于保持嵌件部件的保持构件，所述配置机构用于在所述一对模具之间配置所述嵌件部件，并在所述开闭机构开始进行了对所述一对模具进行封闭的动作后、仍继续由所述保持构件将所述嵌件部件保持在所述一对模具之间。
2.根据权利要求1所述的注射成型系统，其特征在于，
所述配置机构使所述保持构件移动，以使所述保持构件相对于被所述开闭机构移动的所述模具的相对位置保持固定。
3.根据权利要求1或2所述的注射成型系统，其特征在于，
所述配置机构在所述开闭机构完成所述一对模具的封闭之前，在释放所述嵌件部件后使所述保持构件从所述一对模具之间退避。
4.根据权利要求1或2所述的注射成型系统，其特征在于，
所述一对模具在封闭时形成配置所述保持构件的开口，
所述配置机构在所述一对模具之间被封闭后，通过所述开口来使所述保持构件从所述一对模具之间退避。
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，
所述配置机构具有用于检测所述模具的位置的模具检测部。
6.根据权利要求5所述的注射成型系统，其特征在于，
所述模具检测部具有摄像装置。
7.根据权利要求5所述的注射成型系统，其特征在于，
所述模具检测部具有用于检测作用于所述保持构件的外力的外力传感器。
8.根据权利要求7所述的注射成型系统，其特征在于，
所述配置机构使所述保持构件移动，以使所述外力传感器的检测值接近预先设定的追踪基准值。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的注射成型系统，其特征在于，
所述配置机构由在前端设置了所述保持构件的垂直多关节型机器人构成。
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