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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf das Spritzgießen.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Bei der Herstellung von Spritzgussteilen durch eine Spritzgießmaschine werden wiederholt ein Spritzvorgang, in dem nach einem Formverschluss ein Harz in eine Form eingefüllt wird, ein Druckhaltevorgang, in dem das Harz mit einem hohen Druck in die Form gepresst wird, um eine Volumenabnahme aufgrund des Festwerdens des Harzes zu kompensieren, ein Kühlvorgang, in dem das Spritzgussteil in der Form gehalten wird, bis das Harz fest geworden ist, und ein Entformungsvorgang, bei dem das Spritzgussteil aus der Form entformt wird, durchgeführt.
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Bei dieser Art von Spritzgießverfahren wird ein Verfahren vorgeschlagen, das mit einer einzigen Spritzgießmaschine zwei Formen verwendet, um die Produktivität zu steigern. Zum Beispiel offenbart die
JP H07-119012 A ein System, in dem auf beiden Seiten einer Spritzgießmaschine Spritzgussteilentformungsvorrichtungen angeordnet sind. In diesem System kann in der Spritzgießmaschine an einer Form ein Spritzvorgang und ein Druckhaltevorgang durchgeführt werden, und an der anderen Form kann durch die Entformungsvorrichtung außerhalb der Spritzgießmaschine ein Kühlvorgang und ein Entformungsvorgang durchgeführt werden. So schreitet der Spritzgießbetrieb voran, während die zwei Formen zwischen der Spritzgießmaschine und der Entformungsvorrichtung wechseln.
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Eine Form wird im Allgemeinen aus einem Metall wie einem Stahlwerkstoff hergestellt und ist ein schweres Objekt, dessen Gewicht von mehreren Kilogramm bis mehreren Tonnen reicht. Um ein Spritzgussteil ohne ein Problem wie einen Grat und mit hoher Abmessungsgenauigkeit herzustellen, werden für eine Form außerdem mit hoher Abmessungsgenauigkeit Formteile hergestellt und kombiniert, und daher ist bei einem Formöffnungs- und -schließmechanismus eine ausreichende Genauigkeit erforderlich. Dementsprechend ist der Öffnungs- und Schließmechanismus häufig teuer.
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Da das Spritzgussteil in dem System der
JP H07-119012 A außerhalb der Spritzgießmaschine entformt wird, ist es notwendig, für jede Entformungsvorrichtung einen Formöffnungs- und -schließmechanismus vorzusehen. Außerdem ist es notwendig, für jede Entformungsvorrichtung einen Spritzgussteilentformungsmechanismus vorzusehen. Dementsprechend ist eine Vielzahl von Formöffnungs- und -schließmechanismen und Spritzgussteilentformungsmechanismen notwendig, und die Kosten des Systems sind insgesamt hoch.
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Außerdem kann das System der
JP H07-119012 A zwar verglichen mit dem normalen Spritzgießen die Produktivität steigern, indem eine Kühlbehandlung ausgeführt wird, die zwischen innerhalb und außerhalb der Spritzgießmaschine unterscheidet, doch es gibt Raum für weitere Verbesserungen. Wenn zum Beispiel die Zeiten für die Vorgänge innerhalb und außerhalb der Spritzgießmaschine jeweils auf die Hälfte des gesamten Spritzgießvorgangs festgelegt werden, wird die Produktivität maximiert. Da in dem System der JP H07-119012 A außerhalb der Spritzgießmaschine ein Kühlvorgang und ein Entformungsvorgang durchgeführt werden, benötigen die Vorgänge außerhalb der Spritzgießmaschine jedoch tendenziell eine längere Zeit als die Vorgänge in der Spritzgießmaschine, und es gibt Fälle, in denen die Wartezeit der Spritzgießmaschine lang wird. Dadurch ist die Produktivitätsverbesserung insgesamt begrenzt.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Die Erfindung stellt eine Technik zur Verfügung, um die Produktivität zu verbessern, während eine Kostenerhöhung der Herstellungsvorrichtung unterdrückt wird.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussteils durch eine einzige Spritzgießmaschine, während zwischen zwei Formen gewechselt wird, vorgesehen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: einen ersten Schritt, in dem ein Formverschluss einer Form, ein Spritzen und ein Druckhalten in der Spritzgießmaschine erfolgen; einen zweiten Schritt, in dem nach dem ersten Schritt ein Transport der Form außerhalb der Spritzgießmaschine und ein Kühlen der Form außerhalb der Spritzgießmaschine erfolgen; einen dritten Schritt, in dem nach dem zweiten Schritt ein Transport der Form in die Spritzgießmaschine, ein Öffnen der Form und eine Entformung eines Spritzgussteils in der Spritzgießmaschine erfolgen, wobei die ersten bis dritten Schritte wiederholt durchgeführt werden, während der zweite Schritt für eine erste Form durchgeführt wird, der dritte Schritt und der nächste erste Schritt für eine zweite Form durchgeführt werden, die erste Form von einer ersten Transportvorrichtung transportiert wird, die auf einer Querseite der Spritzgießmaschine angeordnet ist, und die zweite Form von einer zweiten Transportvorrichtung transportiert wird, die auf der anderen Querseite der Spritzgießmaschine angeordnet ist und unabhängig von der ersten Transportvorrichtung angetrieben wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Spritzgießsystem zur Verfügung gestellt, das Folgendes umfasst: eine horizontale Spritzgießmaschine; eine erste Transportvorrichtung, die zum Transport einer Form dient und neben der Spritzgießmaschine angeordnet ist; eine zweite Transportvorrichtung, die zum Transport einer Form dient und neben der Spritzgießmaschine angeordnet ist; und eine Steuerungsvorrichtung, wobei die erste Transportvorrichtung und die zweite Transportvorrichtung bezüglich der Spritzgießmaschine quer angeordnet sind, sodass sie die Spritzformmaschine in die Mitte nehmen, die erste Transportvorrichtung und die zweite Transportvorrichtung unabhängig voneinander angetrieben werden und die Steuerungsvorrichtung einen ersten Schritt, in dem ein Formverschluss einer Form, ein Spritzen und ein Druckhalten in der Spritzgießmaschine erfolgen; einen zweiten Schritt, in dem nach dem ersten Schritt ein Transport der Form außerhalb der Spritzgießmaschine durch die erste Transportvorrichtung oder die zweite Transportvorrichtung und ein Kühlen der Form außerhalb der Spritzgießmaschine erfolgen; und einen dritten Schritt, in dem nach dem zweiten Schritt ein Transport der Form in die Spritzgießmaschine durch die erste Transportvorrichtung oder die zweite Transportvorrichtung und ein Öffnen der Form und eine Entformung eines Spritzgussteils in der Spritzgießmaschine erfolgen, durchführt, wobei die ersten bis dritten Schritte wiederholt durchgeführt werden und wobei die erste Transportvorrichtung eine erste Form transportiert, die zweite Transportvorrichtung eine zweite Form transportiert, während der zweite Schritt für die erste Form durchgeführt wird, der dritte Schritt und der nächste erste Schritt für die zweite Form durchgeführt werden und, während der zweite Schritt für die zweite Form durchgeführt wird, der dritte Schritt und der nächste erste Schritt für die erste Form durchgeführt werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung exemplarischer Ausführungsbeispiele (unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen).
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Draufsicht auf ein Spritzgießsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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2 ist eine Seitenansicht einer Spritzgießmaschine.
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3 ist eine Endansicht einer feststehenden Aufspannplatte.
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4 ist eine Teilperspektivansicht des Spritzgießsystems.
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5 ist ein Ablaufdiagramm, um ein Beispiel der Verarbeitung einer Steuerungsvorrichtung zu beschreiben.
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6 ist eine erläuternde Ansicht, um ein Beispiel des Betriebs des Spritzgießsystems zu beschreiben.
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7 ist eine erläuternde Ansicht, um ein Beispiel des Betriebs des Spritzgießsystems zu beschreiben.
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8 ist eine erläuternde Ansicht, um ein Beispiel des Betriebs des Spritzgießsystems zu beschreiben.
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9 ist eine erläuternde Ansicht, um ein Beispiel des Betriebs des Spritzgießsystems zu beschreiben.
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10 ist eine erläuternde Ansicht, um ein Beispiel des Betriebs des Spritzgießsystems zu beschreiben.
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11 ist eine erläuternde Ansicht, um ein Beispiel des Betriebs des Spritzgießsystems zu beschreiben.
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12 ist eine erläuternde Ansicht einer Futterplatte eines anderen Beispiels.
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13 ist eine erläuternde Ansicht, um ein Beispiel eines Ausgleichmechanismus zu beschreiben.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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– Erstes Ausführungsbeispiel –
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird ein Spritzgießsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es ist zu beachten, dass die Pfeilsymbole X und Y in jeder Figur horizontale Richtungen angeben, die senkrecht zueinander sind, und dass das Pfeilsymbol Z eine vertikale (aufrechte) Richtung angibt.
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– Systemüberblick –
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1 ist eine Draufsicht auf ein Spritzgießsystem 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Spritzgießsystem 1 ist ein System, das eine horizontale Spritzgießmaschine 2, Transportmaschinen 3A und 3B und eine Steuerungsvorrichtung 4 aufweist und das zur Herstellung eines Spritzgussteils dient, während für die eine Spritzgießmaschine 2 durch die Transportmaschinen 3A und 3B zwischen einer Vielzahl von Formen gewechselt wird. In dem Ausführungsbeispiel werden zwei Formen 100A und 100B verwendet. Es gibt Fälle, in denen die Formen 100A und 100B gemeinsam als die Formen 100 bezeichnet werden.
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Die Formen 100 sind ein Paar aus einer feststehenden Form 101 und einer beweglichen Form 102, die in Bezug auf die feststehende Form 101 geöffnet und geschlossen wird. Das Spritzgussteil wird geformt, indem ein geschmolzenes Harz in einen Hohlraum gespritzt wird, der zwischen der feststehenden Form 101 und der beweglichen Form 102 ausgebildet ist. An der feststehenden Form 101 und der beweglichen Form 102 sind jeweils Klemmplatten 101a und 102a befestigt. Die Klemmplatten 101a und 102a werden dazu verwendet, die Formen 100 an einer Spritzgießbetriebsposition 11 (Formverschlussposition) der Spritzgießmaschine zu verriegeln.
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Für die Formen 100 ist eine selbstschließende Einheit 103 angeordnet, um einen geschlossenen Zustand zwischen der feststehenden Form 101 und der beweglichen Form 102 beizubehalten. Wenn die selbstschließende Einheit 103 vorgesehen ist, ist es möglich, die Formen 100 daran zu hindern, sich nach dem Entladen der Formen 100 aus der Spritzgießmaschine 2 zu öffnen. Im Fall dieses Ausführungsbeispiels hält die selbstschließende Einheit 103 die Formen 100 mittels einer Magnetkraft in einem geschlossenen Zustand. Die selbstschließende Einheit 103 ist an einer Vielzahl von Stellen entlang gegenüberliegenden Flächen der feststehenden Form 101 und der beweglichen Form 102 angeordnet. Die selbstschließende Einheit 103 ist im Ausführungsbeispiel eine Kombination eines Elements auf der Seite der feststehenden Form 101 und eines Elements auf der Seite der beweglichen Form 102. Die Kombination dieser Elemente ist eine Kombination von magnetischen Materialien, etwa eines Permanentmagnets und beispielsweise Eisen oder eines Paars Permanentmagnete.
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Es ist zu beachten, dass als die selbstschließende Einheit 103 statt einer Magnetkraft ein Mechanismus, der eine elastische Verformung nutzt, etwa ein Kunststoff, und ein Mechanismus einer mechanischen Bauart, der aus einem Metall und einer Feder hergestellt ist, verwendet werden kann, dass aber die Verwendung einer Magnetkraft angesichts dessen vorteilhaft ist, dass es möglich ist, zum geschlossenen Zustand zurückzukehren, wenn die Form leicht geöffnet ist. Da die Schließkraft in Bezug auf die Klemmkraft der Verschlussvorrichtung im Allgemeinen gering ist, gibt es bei dieser Art von selbstschließender Einheit mit anderen Worten Fälle, in denen die Form aufgrund eines Harzdrucks in der Form leicht geöffnet ist. Eine selbstschließende Einheit, die eine Magnetkraft verwendet, ermöglicht dabei in Verbindung mit einer Verringerung des Harzdrucks in der Form, die Form auch dann erneut zu schließen, wenn sich die Form leicht öffnet. Dabei wird ein Anhaftungszustand zwischen der Form und dem Harz in der Form beibehalten, was die Qualität des Spritzgussteils stabilisiert.
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Für eine der Formen 100 können zwei Paare oder mehr und vorteilhafter Weise vier Paare der selbstschließenden Einheit 103 installiert werden. Ein Paar der selbstschließenden Einheiten kann einen Zwischenraum von zwischen 0,1 mm und mehreren Millimeter offenlassen, wenn sich die Formen 100 im geschlossenen Zustand befinden. Damit kann eine plötzliche Änderung der Magnetkraft verhindert werden, wenn sie vom offenen Zustand zum geschlossenen Zustand übergeht, und es ist möglich, einen ausgeglichenen geschlossenen Zustand aufrechtzuerhalten.
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Eine Transportmaschine 3A lädt die Form 100A auf die Spritzgießbetriebsposition 11 der Spritzgießmaschine 2 und entlädt sie von ihr. Eine Transportmaschine 3B lädt die Form 100B auf die Spritzgießbetriebsposition 11 und entlädt sie von ihr. Die Transportmaschine 3A, die Spritzgießmaschine 2 und die Transportmaschine 3B sind so angeordnet, dass sie in der X-Richtung in dieser Reihenfolge aufgereiht sind. Mit anderen Worten sind die Transportmaschinen 3A und die Transportmaschinen 3B bezüglich der Spritzgießmaschine 2 quer angeordnet, sodass sie die Spritzgießmaschine 2 in der X-Richtung in die Mitte nehmen. Die Transportmaschinen 3A und 3B sind so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind, und die Transportmaschine 3A ist auf einer Seite quer zur Spritzgießmaschine 2 angeordnet, und die Transportmaschine 3B ist auf der entsprechend anderen Seite daneben angeordnet. Die Spritzgießbetriebsposition 11 befindet sich zwischen der Transportmaschine 3A und der Transportmaschine 3B.
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Die Transportmaschinen 3A und 3B weisen jeweils einen Rahmen 30, eine Transporteinheit 31, eine Vielzahl von Rollen 32 und eine Vielzahl von Rollen 33 auf. Die Transportmaschinen 3A und 3B können auch Wagen sein, die die Formen 100 in einer Fabrik transportieren.
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Der Rahmen 30 bildet ein Skelett der Vorrichtung und trägt die Transporteinheit 31 und die Vielzahl von Rollen 32 und 33. Die Transporteinheit 31 ist eine Vorrichtung, die die Formen 100 in der X-Richtung vor- und zurückbewegt und die die Formen 100 in Bezug auf die Spritzgießbetriebspositionen 11 entfernt und einführt.
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Die Transporteinheit 31 ist im Ausführungsbeispiel ein elektrisch angetriebener Zylinder mit einem Motor als Antriebsquelle und weist eine Stange auf, die sich in Bezug auf den Zylinder vorwärts und rückwärts bewegt, wobei der Zylinder am Rahmen 30 fixiert ist und die feststehende Form 101 am Kantenabschnitt der Stange fixiert ist. Für die Transporteinheit 31 können sowohl ein Fluidstellglied als auch ein elektrisches Stellglied verwendet werden, wobei es bei der Verwendung eines elektrischen Stellglieds möglich ist, die Genauigkeit der Positions- oder Geschwindigkeitssteuerung zu verbessern, wenn die Formen 100 transportiert werden. Das Fluidstellglied kann zum Beispiel ein Öl-Hydraulikzylinder oder ein Luftzylinder sein. Das elektrische Stellglied kann neben einem elektrisch angetriebenen Zylinder ein Zahnstangenmechanismus mit einem Motor als Antriebsquelle, ein Kugelgewindemechanismus mit einem Motor als Antriebsquelle oder dergleichen sein.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Transporteinheit 31 unabhängig von jeder der Transportmaschinen 3A und 3B angeordnet. Allerdings kann ein gemeinsames Tragebauteil verwendet werden, das die Formen 100A und 100B trägt, und für dieses Tragebauteil kann eine einzelne gemeinsame Transporteinheit 31 angeordnet werden. Allerdings ist der Fall, in dem die Transporteinheit 31 wie im Ausführungsbeispiel unabhängig für jede der Transportmaschinen 3A und 3B angeordnet ist, vorteilhaft, weil es möglich ist, Fälle handzuhaben, in denen die Bewegungshübe beim Transportieren der Form 100A und der Form 100B verschieden sind (zum Beispiel einen Fall, in dem die Formen nicht gleichzeitig transportiert werden können, da die Breiten der Form (die Breite in der X-Richtung) oder die Dicke der Formen (die Breite in der Y-Richtung) unterschiedlich sind.
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Die Vielzahl von Rollen 32 bildet eine Reihe von Rollen, die in der X-Richtung angeordnet sind, und in dem Ausführungsbeispiel sind zwei Reihen so gestaltet, dass sie in der Y-Richtung getrennt sind. Die Rollen 32 drehen sich in der Z-Richtung um die Rotationsachse und führen die Bewegung der Formen 100 in der X-Richtung, während sie die Seitenflächen der Formen 100 (die Seitenflächen der Klemmplatten 101a und 102a) berühren und die Formen 100 von der Seite stützen. Die Vielzahl von Rollen 33 bildet eine Reihe von Rollen, die in der X-Richtung angeordnet sind, und im Ausführungsbeispiel sind zwei Reihen so gestaltet, dass sie in der Y-Richtung getrennt sind. Die Rollen 33 drehen sich in der Y-Richtung um die Rotationsachse und sorgen für eine gleichmäßige Bewegung der Formen in der X-Richtung, während sie die Bodenflächen der Formen 100 (die Bodenflächen der Klemmplatten 101a und 102a) tragen und die Formen 100 von unten stützen.
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Die Steuerungsvorrichtung 4 weist eine Steuerung 41 zur Steuerung der Spritzgießmaschine 2, eine Steuerung 42A zur Steuerung der Transportmaschine 3A und eine Steuerung 42B zur Steuerung der Transportmaschine 3B auf. Jede der Steuerungen 41, 42A und 42B weist zum Beispiel einen Prozessor, etwa eine CPU, einen RAM, einen ROM, eine Speichereinheit, etwa eine Festplatte, und Schnittstellen auf, die mit Sensoren oder Stellgliedern verbunden sind. Der Prozessor führt Programme aus, die in der Speichereinheit gespeichert sind. Ein Beispiel eines Programms (Steuerung), das die Steuerung 41 ausführt, wird später erläutert. Die Steuerung 41 ist mit den Steuerungen 42A und 42B kommunizierend verbunden und gibt an die Steuerungen 42A und 42B Befehle bezüglich des Transports der Formen 100 aus. Die Steuerungen 42A und 42B übertragen bei Beendigung des Beladens oder Entladens der Formen 100 ein Signal über die Vorgangsbeendigung an die Steuerung 41, und sie übertragen außerdem beim Auftreten einer Abnormalität ein Nothaltsignal an die Steuerung 41.
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Im Ausführungsbeispiel ist für die Spritzgießmaschine 2 und die Transportmaschinen 3A und 3B jeweils eine Steuerung vorgesehen, doch diese drei Vorrichtungen kann auch nur eine Steuerung steuern. Außerdem können die Transportmaschine 3A und die Transportmaschine 3B für einen zuverlässigeren und gemeinschaftlichen Betrieb von nur einer einzelnen Steuerung gesteuert werden. Für die Spritzgießmaschine 2 ist mindestens eine Steuerung vorgesehen, und wenn für die Transportmaschinen 3A und 3B nur eine einzelne Steuerung vorgesehen wird, wird der Freiheitsgrad des Systems verbessert.
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– Spritzgießmaschine –
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Für die Gestaltung der Spritzgießmaschine 2 erfolgt eine Erläuterung, die außer auf 1 auf 2 bis 4 Bezug nimmt. 2 ist eine Seitenansicht der Spritzgießmaschine 2. 3 ist eine Endansicht einer feststehenden Aufspannplatte 61 aus der Pfeilrichtung der Linie I-I in 2 gesehen. 4 ist eine Teilperspektivansicht, um die Gestaltung des Umfelds der Spritzgießbetriebsposition 11 zu beschreiben.
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Wie sich aus 1 und 2 ergibt, weist die Spritzgießmaschine 2 eine Spritzvorrichtung 5, eine Verschlussvorrichtung 6 und einen Entnahmeroboter 7 zum Entformen eines Spritzgussteils auf. Die Spritzvorrichtung 5 und die Verschlussvorrichtung 6 sind in der Y-Richtung auf einem Rahmen 10 angeordnet.
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Die Spritzvorrichtung 5 weist einen Spritzzylinder 51 auf, der so angeordnet ist, dass er in der Y-Richtung verläuft. Der Spritzzylinder 51 weist eine (nicht gezeigte) Heizeinrichtung, etwa ein Heizband, auf und schmilzt ein Harz, das von einem Trichter 53 aus eingeführt wird. In dem Spritzzylinder 51 ist eine Schraube 51a integriert, und durch Drehung der Schraube 51a erfolgen ein Plastifizieren und Messen des in den Spritzzylinder 51 eingeführten Harzes, und durch eine Bewegung der Schraube 51a in der Axialrichtung (Y-Richtung) ist es möglich, aus einer Spritzdüse 52 ein geschmolzenes Harz einzuspritzen.
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Es ist möglich, als die Düse 52 eine Absperrdüse zu verwenden, die dazu imstande ist, eine Abgabeöffnung zu öffnen und zu schließen. In 2 ist ein Beispiel einer Absperrdüse dargestellt. In einem Öffnungs- und Schließmechanismus 56 in der gleichen Figur ist ein Stift 56a angeordnet, um die Abgabeöffnung 52a zu öffnen und zu schließen. Der Stift 56a ist über eine Verbindung 56b mit einem Stellglied (einem Zylinder) 56c verbunden, und durch den Betrieb des Stellglieds 56c wird die Abgabeöffnung 52a geöffnet und geschlossen.
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Der Spritzzylinder 51 wird von einer Antriebseinheit 54 getragen. In der Antriebseinheit 54 sind ein Motor zum Plastifizieren und Messen des Harzes durch drehenden Antrieb der Schraube 51a und ein Motor zum Antrieb der Schraube 51a, um sie in der Axialrichtung nach vorne und hinten zu bewegen, angeordnet. Die Antriebseinheit 54 kann sich entlang einer Schiene 12 auf dem Rahmen 10 in der Y-Richtung nach vorne und hinten bewegen, und in der Antriebseinheit 54 ist ein Stellglied (zum Beispiel ein elektrisch angetriebener Zylinder) 55 angeordnet, um die Spritzvorrichtung 5 als Ganzes dazu zu bringen, sich in der Y-Richtung nach vorne und hinten zu bewegen.
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Die Verschlussvorrichtung 6 ist eine Vorrichtung, um einen Formverschluss und ein Öffnen und Schließen der Formen 100 durchzuführen, wobei sie im Ausführungsbeispiel eine Kniehebel-Verschlussvorrichtung ist. In der Verschlussvorrichtung 6 sind in dieser Reihenfolge in der Y-Richtung die feststehende Aufspannplatte 61, eine bewegliche Aufspannplatte 62 und eine bewegliche Aufspannplatte 63 angeordnet. Durch diese Aufspannplatten 61 bis 63 geht eine Vielzahl von (hier vier) Führungsstangen. Jede der Führungsstangen 64 ist eine Achse, die in der Y-Richtung verläuft, wobei ein Ende von ihr an der feststehenden Aufspannplatte 61 fixiert ist. Jede der Führungsstangen 64 ist in ein jeweiliges Durchgangsloch eingeführt, das in der beweglichen Aufspannplatte 62 ausgebildet ist. Das andere Ende jeder der Führungsstangen 64 ist über einen Einstellmechanismus 67 an der beweglichen Aufspannplatte 63 fixiert. Die beweglichen Aufspannplatten 62 und 63 können sich entlang einer Schiene 13 auf dem Rahmen 10 in der Y-Richtung bewegen, und die feststehende Aufspannplatte 61 ist am Rahmen 10 befestigt.
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Zwischen der beweglichen Aufspannplatte 62 und der beweglichen Aufspannplatte 63 ist ein Kniehebelmechanismus 65 angeordnet. Der Kniehebelmechanismus 65 bringt die bewegliche Aufspannplatte 62 dazu, sich bezüglich der beweglichen Aufspannplatte 63 (mit anderen Worten bezüglich der feststehenden Aufspannplatte 61) in der Y-Richtung nach vorne und hinten zu bewegen. Der Kniehebelmechanismus 65 weist Verbindungen 65a bis 65c auf. Die Verbindung 65a ist drehbar mit der beweglichen Aufspannplatte 62 verbunden. Die Verbindung 65b ist schwenkbar mit der beweglichen Aufspannplatte 63 verbunden. Die Verbindung 65a und die Verbindung 65b sind schwenkbar miteinander verbunden. Die Verbindung 65c und die Verbindung 65b sind schwenkbar miteinander verbunden. Die Verbindung 65c ist schwenkbar mit einem Arm 66c verbunden.
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Der Arm 66c ist auf einer Kugelmutter 66b fixiert. Die Kugelmutter 66b greift in eine Kugelgewindewelle 66a, die in der Y-Richtung verläuft, und bewegt sich durch die Bewegung der Kugelgewindewelle 66a in der Y-Richtung nach vorne und hinten. Die Kugelgewindewelle 66a wird von der beweglichen Aufspannplatte 63 derart getragen, dass sie sich frei drehen kann, und von der beweglichen Aufspannplatte 63 wird ein Motor 66 getragen. Der Motor 66 treibt die Kugelgewindewelle 66a drehend an. Das Ausmaß der Drehung des Motors 66 wird von einem (nicht gezeigten) Sensor, etwa einem Drehgeber, erfasst. Indem der Motor 66 angetrieben wird, während das Ausmaß der Drehung des Motors 66 erfasst wird, ist es möglich, einen Formverschluss und ein Öffnen und Schließen der Formen 100 durchzuführen.
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Die Spritzgießmaschine 2 weist Sensoren 68 auf, um eine Klemmkraft zu messen. Im Ausführungsbeispiel ist jeder Sensor 68 ein Dehnungsmessstreifen, der auf der Führungsstange 64 vorgesehen ist, und er berechnet eine Klemmkraft, indem er eine Verformung der Führungsstange 64 erfasst.
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Der Einstellmechanismus 67 weist Muttern 67b, die so getragen werden, dass sie sich auf der beweglichen Aufspannplatte 63 frei drehen können, Motoren 67a als Antriebsquellen und Übertragungsmechanismen (hier Riemenübertragungsmechanismen) zum Übertragen der Antriebskraft der Motoren 67a auf die Muttern 67b auf. Jede der Führungsstangen 64 geht durch ein Loch, das in der beweglichen Aufspannplatte 63 ausgebildet ist, und greift in die Mutter 67b. Indem die Muttern 67b dazu gebracht werden, sich zu drehen, ändern sich die Eingriffspositionen in der Y-Richtung zwischen den Muttern 67b und den Führungsstangen 64. Das heißt, es ändert sich die Position, an der die bewegliche Aufspannplatte 63 bezüglich der Führungsstange 64 befestigt ist. Damit ist es möglich, einen Zwischenraum zwischen der beweglichen Aufspannplatte 63 und der feststehenden Aufspannplatte 61 zu ändern, und dadurch ist es möglich, eine Klemmkraft oder dergleichen einzustellen. Jedes Ausmaß der Drehung des Motors 67a wird von einem (nicht gezeigten) Sensor, etwa einem Drehgeber, erfasst. Indem die Motoren 67a angetrieben werden, während das Ausmaß der Drehung der Motoren 67a erfasst wird, ist es möglich, entsprechend einer beliebigen Position von der ursprünglichen Position aus mit höherer Genauigkeit die Position zu ändern, an der die bewegliche Aufspannplatte 63 bezüglich der Führungsstange 64 befestigt ist.
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Die Spritzgießbetriebsposition 11 ist ein Bereich zwischen der feststehenden Aufspannplatte 61 und der beweglichen Aufspannplatte 62. Die Formen 100, die in die Spritzgießbetriebsposition 11 eingeführt werden, werden zwischen der feststehenden Aufspannplatte 61 und der beweglichen Aufspannplatte 62 eingezwängt und dadurch geklemmt. Außerdem erfolgt in Übereinstimmung mit der Bewegung der beweglichen Form 102 durch die Bewegung der beweglichen Aufspannplatte 62 ein Öffnen und Schließen.
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Wie sich aus 3 ergibt, ist in einem mittleren Abschnitt der feststehenden Aufspannplatte 61 ein Öffnungsabschnitt 61a ausgebildet, durch den sich die Düse 52 nach vorne und hinten bewegt. An der Oberfläche auf der Seite der beweglichen Aufspannplatte 62 (Innenfläche genannt) der feststehenden Aufspannplatte 61 ist eine Vielzahl von Rollen BR derart abgestützt, dass sie sich frei drehen können. Die Rollen BR drehen sich in der Y-Richtung um die Rotationsachse und sorgen dafür, dass die Bewegung der Formen 100 in der X-Richtung reibungslos verläuft, während sie die Bodenflächen (die Bodenfläche der Klemmplatte 101a) der Formen 100 tragen und die Formen 100 von unten stützen. In der X-Richtung ist auf beiden Seiten der feststehenden Aufspannplatte 61 ein Rollentragekörper 620 fixiert, und die Rollen BR werden von dem Rollentragekörper 620 getragen.
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Auf der Innenfläche der feststehenden Aufspannplatte 61 sind Nuten 61b ausgebildet, die in der X-Richtung verlaufen. Die Nuten 61b sind in zwei Reihen ausgebildet, die vertikal getrennt sind. Auf jeder der Nuten 61b ist eine Rolleneinheit 640 angeordnet. Für die Rolleneinheit 640 wird eine Vielzahl von Rollen SR derart getragen, dass sie sich frei drehen können. Die Rollen SR drehen sich in der Z-Richtung um die Rotationsachse und führen die Bewegung der Formen 100 in der X-Richtung, während sie die Außenflächen der Formen 100 (die Außenfläche der Klemmplatte 101a) berühren und die Formen 100 von der Seite stützen. Wie in der Querschnittansicht der Linie II-II dargestellt ist, wird die Rolleneinheit 640 zwar durch eine Vorspannung einer Feder 641 an einer Position positioniert, an der die Rolle SR aus der Nut 61b vorsteht, beim Formverschluss wird sie jedoch in die Nut 61b eingezogen und an einer Position positioniert, an der die Rolle SR nicht aus der Nut 61b vorsteht. Die Rolleneinheit 640 kann verhindern, dass sich die Innenflächen der Formen 100 und die feststehende Aufspannplatte 61 berühren und dass die Innenflächen beim Wechsel der Formen 100 beschädigt werden, wobei die Rolleneinheit 640 die Innenfläche der feststehenden Aufspannplatte 61 und die Formen 100 nicht daran hindert, beim Formverschluss geschlossen zu werden.
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In der X-Richtung ist auf beiden Seiten der feststehenden Aufspannplatte 61 ein Rollentragekörper 630 fixiert, und vom Rollentragekörper 630 wird eine Vielzahl von Rollen SR getragen.
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Durch diese Rollen BR und SR ist es möglich, die Formen 100 mit höherer Geschwindigkeit und reibungsloser zu transportieren, wenn die Formen 100 zwischen der Spritzgießmaschine 2 und den Transportmaschinen 3A oder 3B transportiert werden.
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Auf der feststehenden Aufspannplatte 61 ist eine Vielzahl von Fixierungsmechanismen (Klemmen) 610 angeordnet, um die feststehende Form 101 an der feststehenden Aufspannplatte 61 zu fixieren. Jede Klemme 610 weist einen Eingriffsabschnitt 610a, der mit der Klemmplatte 101a in Eingriff gelangt, und ein eingebautes Stellglied (nicht gezeigt) auf, das den Eingriffsabschnitt 610a zwischen einer Eingriffsposition und einer Eingriffsfreigabeposition bewegt. Das Stellglied ist ein Fluidstellglied, etwa ein Öldruckstellglied oder ein Luftstellglied. Als Mechanismus zum Fixieren einer Form kann eine elektromagnetische Klemme verwendet werden. Indem die elektromagnetische Klemme einen Strom dazu bringt, in einer Spule zu fließen, kann sie ein magnetisches Material im Inneren der Spule in einer verhältnismäßig kurzen Zeit magnetisieren und entmagnetisieren, und so wird es möglich, eine Form anzubringen und freizugeben. Allerdings ist im Fall eines häufigen Wechsels der Formen 100 ein Fluidstellglied vorteilhaft.
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Bei der Magnetisierung und Entmagnetisierung der elektromagnetischen Klemme gibt es das Problem, dass dann, wenn eine elektrische Ladung, die in einem Kondensator großer Kapazität gespeichert ist, vorübergehend dazu gebracht wird, in einer Spule zu fließen, der Strom, der in der Spule fließt, im Allgemeinen sehr groß wird und dass, wenn dies mehrmals wiederholt wird, der Magnet und die Spule allmählich Wärme erzeugen. Da sich die Magnetkraft des Magneten abschwächt, wenn die Temperatur zunimmt und die Magnetkraft schließlich verloren geht, ist eine Situation, in der die Spule und der Magnet Wärme einbringen, nicht vorteilhaft, und außerdem gibt es Fälle, in denen der Wärmetransport zur Form Auswirkungen auf die Qualität des Spritzgussteils hat. Als Gegenmaßnahme gibt es Verfahren, in denen Kühlwasser dazu gebracht wird, in den elektromagnetischen Klemmen zu fließen, allerdings ist das im Hinblick auf die Stromverbrauchsmenge und die Installationskosten nachteilig. Somit ist im Fall eines häufigen Wechsels der Formen 100 ein Fluidstellglied vorteilhaft.
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Es ist zu beachten, dass für die bewegliche Aufspannplatte 62 ähnlich wie bei der feststehenden Aufspannplatte 61 eine Vielzahl von Rollen BR, die Rollentragekörper 620 und 630, die Rolleneinheit 640 und der Fixierungsmechanismus 610 zum Befestigen der beweglichen Form 102 angeordnet sind.
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Es wird auf 4 Bezug genommen. Im Umfeld der Verschlussvorrichtung ist zur Sicherheit im Allgemeinen eine Sicherheitstür angeordnet, wobei bei einem Formaustausch die Sicherheitstür geöffnet wird, um den Austauschvorgang durchzuführen. Im Ausführungsbeispiel wird jedoch davon ausgegangen, dass ein häufiger Wechsel der Formen 100 erfolgt, und somit wäre eine Gestaltung, bei der eine Sicherheitstür geöffnet und geschlossen wird, umständlich.
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Im Ausführungsbeispiel ist das Umfeld der Verschlussvorrichtung 6 zur Sicherheit von einer Abdeckung (äußeren Abdeckplatte) 60 umgeben, doch auf den Seiten der Spritzgießbetriebsposition 11 sind zum Wechsel der Formen 100 Öffnungen 60a ausgebildet, durch die die Formen 100 gehen. Jede Öffnung 60a ist grundsätzlich dauerhaft offen, und es ist eine freies Entfernen und Einführen der Formen 100 von und zur Spritzgießbetriebsposition 11 möglich. Es ist möglich, in jeder Öffnung 60a eine Schiebetür einzurichten, die händisch geöffnet und geschlossen wird und die Öffnung 60a absperrt. Während einer Vorbereitungsarbeit wie dem Austausch der Formen 100 gegen eine andere Form kann dann die Öffnung 60a durch die Schiebetür verschlossen werden.
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Außerdem ist in 4 ein Beispiel eines äußeren Erscheinungsbilds der Transportmaschine 3B dargestellt. Auf dem Rahmen 30 kann eine Sicherheitstür angeordnet sein, und das Innere und Äußere des Rahmens 30 können isoliert werden. In dem Beispiel von 4 ist die Steuerung 42B auf dem unteren Abschnitt der Transportmaschine 3B angeordnet, doch kann die Stelle, an der jede Steuerung angeordnet wird, beliebig sein.
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Unter erneutem Bezug auf 2 wird nun der Entnahmeroboter 7 erläutert. Zur Entformung eines Spritzgussteils ist es möglich, ein Verfahren einzusetzen, bei dem ein Formentformungsstift angetrieben wird, um das Spritzgussteil automatisch herabfallen zu lassen, oder eine händische Entformung durch einen Arbeiter durchzuführen, doch im Ausführungsbeispiel wird ein Mechanismus vorausgesetzt, bei dem das Spritzgussteil aus der geöffneten beweglichen Form 102 entnommen wird.
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Der Entnahmeroboter 7 weist eine Schiene 71, die in der X-Richtung verläuft, und eine bewegliche Schiene 72 auf, die sich auf der Schiene 71 in der X-Richtung bewegen kann. Die bewegliche Schiene 72 ist so angeordnet, dass sie in der Y-Richtung verläuft, und auf der beweglichen Schiene 72 ist ein Reiter 73 angeordnet. Der Reiter 73 hat die Funktion, sich in der Y-Richtung zu bewegen, während er durch die bewegliche Schiene 72 geführt wird, und auch die Funktion, sich an einer Hebewelle 73a in der Z-Richtung nach oben und unten zu bewegen.
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An einem unteren Ende der Hebewelle 73a ist ein Vakuumkopf 74 angeordnet, und auf dem Vakuumkopf 74 ist eine an ein Spritzgussteil angepasste Futterplatte 75 montiert.
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Wie durch die Strichlinien in 2 dargestellt ist, bewegt der Entnahmeroboter 7 nach dem Öffnen den Vakuumkopf 74 durch die Schiene 71, die bewegliche Schiene 72 und den Reiter 73 zwischen der feststehenden Form 101 und der beweglichen Form 102, er hängt sich an das Spritzgussteil, und er transportiert es nach außen. Dabei ist zu beachten, dass im Ausführungsbeispiel als Entnahmeroboter 7 beispielhaft ein Vakuum-Entnahmeroboter genannt wird, doch es ist auch möglich, einen Entnahmeroboter einer Bauart einzusetzen, die das Spritzgussteil mechanisch greift.
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– Spritzgussteilherstellungsbeispiel –
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Es folgt eine Erläuterung eines Beispiels des Betriebs des Spritzgießsystems 1. 5 ist ein Ablaufdiagramm, um ein Beispiel der Verarbeitung zu beschreiben, die die Steuerung 41 ausführt. 6 bis 11 sind Ansichten, um Beispiele des Betriebs des Spritzgießsystems 1 zu beschreiben. Jeder Schritt in dem Verarbeitungsbeispiel von 5 wird unter Bezugnahme auf die jeweiligen Zustände in 6 bis 11 erläutert. Im folgenden Beispiel wird von einem Fall ausgegangen, in dem wie beim Spritzgießen mittels der Form 100A → Spritzgießen mittels der Form 100B → Spritzgießen mittels der Form 100A ... ein Spritzgießbetrieb erfolgt, während zwischen den Formen 100A und 100B gewechselt wird.
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Im Schritt S1 von 5 erfolgt eine Anfangseinstellung. Dabei werden für jede der Metallformen 100A und 100B die Betriebsbedingungen für die Spritzvorrichtung 5 und die Verschlussvorrichtung 6 registriert. Dies sind zum Beispiel die Harzmenge, die auf einmal eingespritzt wird, die Temperatur, die Spritzgeschwindigkeit, die Klemmkraft, der Anfangswert der Position der beweglichen Aufspannplatte 63 in Bezug auf die Führungsstangen 64 und dergleichen. Auch wenn die Form 100A und die Form 100B gleich sind, können diese Bedingungen verschieden sein. Da die Form 100A für den ersten Spritzgießvorgang verwendet wird, werden zuerst die Bedingungen, die sich auf die Form 100A beziehen, automatisch als Betriebsbedingungen eingestellt. Außerdem werden für das erste Mal das Beheizen des Spritzzylinders 51 und das Plastifizieren und Messen des Harzes und dergleichen begonnen.
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Im Schritt S2 von 5 wird die Form 100A in die Spritzgießmaschine 2 transportiert. 6 stellt diesen Vorgang dar. Zuerst wird der Motor 66 angetrieben, um den Zwischenraum zwischen der feststehenden Aufspannplatte 61 und der beweglichen Aufspannplatte 62 dazu zu bringen, etwas breiter als die Dicke der Form 100A (die Breite in der Y-Richtung) zu werden, wie im Zustand ST1 dargestellt ist. Als Nächstes überträgt die Steuerung 41 einen Befehl an die Steuerung 42A, die Form 100A zu entladen, und die Steuerung 42A treibt die Transporteinheit 31 so an, dass sie die Form 100A in die Spritzgießbetriebsposition 11 entlädt. Wenn das Entladen beendet ist, wird von der Steuerung 42A ein Signal an die Steuerung 41 übertragen, das die Beendigung des Entladens angibt. Wenn das Signal, das die Beendigung des Entladens angibt, empfangen wird, wird der Motor 66 so angetrieben, dass er die feststehende Aufspannplatte 61 und die bewegliche Aufspannplatte 62 dazu bringt, mit der Form 100A einen engen Kontakt einzugehen. Dabei ist es nicht notwendig, eine Klemmkraft zu bewirken, da sie während des Spritzgießens auftreten wird. Außerdem wird die Form 100A jeweils mit der feststehenden Aufspannplatte 61 und der beweglichen Aufspannplatte 62 verriegelt, indem der Fixierungsmechanismus 610 angetrieben wird.
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Im Schritt S3 von 5 erfolgt der Formverschluss der Form 100A durch die feststehende Aufspannplatte 61 und die bewegliche Aufspannplatte 62, indem der Motor 66 so angetrieben wird, dass er den Kniehebelmechanismus 65 antreibt. Im Schritt S4 von 5 erfolgt eine Vorbereitung für das Spritzen in Bezug auf die Form 100. Dabei wird das Stellglied 55 so angetrieben, dass es die Spritzvorrichtung 5 bewegt, wobei die Düse 52 dazu gebracht wird, die Form 100A zu berühren. Der Zustand ST3 von 7 stellt diese Vorgänge dar.
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Im Schritt S5 von 5 erfolgen ein Spritzen und Druckhalten geschmolzenen Harzes. Genauer wird die Spritzvorrichtung 5 so angetrieben, dass sie von der Düse 52 aus geschmolzenes Harz in einen Hohlraum in der Form 100A einfüllt und dass sie darüber hinaus das Harz im Zylinder 51 unter einem hohen Druck in die Form 100A presst, um eine Volumenabnahme aufgrund fest werdenden Harzes zu kompensieren. Bei der Verarbeitung von Schritt S5 wird vom Sensor 68 die tatsächliche Klemmkraft gemessen. Während des Spritzgießens dehnt sich die Form 100A aufgrund der allmählich steigenden Temperatur der Form 100A thermisch aus, und es gibt Fälle, in denen nach dem Verstreichen einer gewissen Zeit eine Differenz zwischen der ursprünglichen Klemmkraft und der Klemmkraft auftritt. Dementsprechend ist es möglich, die Klemmkraft beim nächsten Klemmen beruhend auf einem Messergebnis durch die Sensoren 68 zu korrigieren. Die Einstellung der Klemmkraft erfolgt durch eine Einstellung der Position der beweglichen Aufspannplatte 63 in Bezug auf die Führungsstange 64, indem der Motor 67 angetrieben wird. Auf diese Weise ist es möglich, durch Einstellen der Klemmkraft die Genauigkeit der Klemmkraft zu steigern, indem der Anfangswert der Position der beweglichen Aufspannplatte 63 in Bezug auf die Führungsstangen 64 in Übereinstimmung mit dem Messergebnis durch die Sensoren 68 korrigiert wird. Die Einstellung der Position der beweglichen Aufspannplatte 63 in Bezug auf die Führungsstangen 64 kann zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen (zum Beispiel zum Zeitpunkt des Schritts S7, des Schritts S9, der Schritte S13 bis S15 oder dergleichen im Ablaufdiagramm von 5).
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Die Verarbeitung der Schritte S6 bis S8 von 5 erfolgt als Nächstes parallel. Im Schritt S6 von 5 wird die Zeitplanung der Zeit zum Kühlen des Spritzgussteils in der Form 100A begonnen. Im Schritt S7 erfolgt eine Verarbeitung, die sich auf die Verschlussvorrichtung 6 bezieht. Zuerst wird die Verriegelung der Form 100A durch den Fixierungsmechanismus 610 freigegeben. Außerdem wird nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung vom Schritt S5 an der Motor 66 so angetrieben, dass er den Kniehebelmechanismus 65 antreibt. Damit geht die Klemmkraft verloren, und die bewegliche Aufspannplatte 62 wird dazu gebracht, sich in Bezug auf die feststehende Aufspannplatte 61 ein wenig zu lösen, und es wird ein Zwischenraum gebildet, durch den es möglich ist, die Formen zu wechseln. Der Zustand ST4 von 7 stellt einen Zustand dar, in dem die bewegliche Aufspannplatte 62 dazu gebracht wird, sich in Bezug auf die feststehende Aufspannplatte 61 ein wenig zu lösen.
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Im Schritt S8 von 5 erfolgt eine Verarbeitung, die sich auf die Spritzvorrichtung 5 bezieht. Dabei erfolgen eine Druckhalterücksaugung, eine Düsenabsperrung, ein Zurückziehen der Spritzvorrichtung 5, ein Beginn der Messung der Plastifizierung für das nächste Spritzen oder dergleichen. Der Zustand ST4 von 7 stellt einen Zustand dar, in dem die Spritzvorrichtung 5 zurückgezogen wird (einen Zustand, in dem die Düse 52 zurückgezogen wird).
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Die Druckhalterücksaugung und die Düsenabsperrung sollen verhindern, dass das geschmolzene Harz heraustropft, wenn sich die Düse 52 von der Form 100A löst. Diese Vorgänge können während einer Verzögerungszeit erfolgen, bevor die bewegliche Aufspannplatte 62 im Schritt S7 dazu gebracht wird, sich in Bezug auf die feststehende Aufspannplatte 61 ein wenig zu lösen. Die Druckhalterücksaugung soll einen Harzdruck im Spritzzylinder 51 und in den Formen 100 verringern, wenn die Schraube 51a nach dem Druckhalten dazu gebracht wird, sich zurückzuziehen. Die Position, zu der die Schraube 51a bei der Druckhalterücksaugung zurückgezogen wird, kann als eine absolute Position gehandhabt werden, oder sie kann als eine relative Position in Bezug auf eine Position der Schraube 51a nach der Beendigung des Druckhaltens gehandhabt werden. Außerdem kann die Schraube 51a dazu gebracht werden, sich zurückzuziehen, bis erfasst wird, dass der Harzdruck, den eine Kraftmessdose (nicht gezeigt) misst, die in der Spritzvorrichtung 5 installiert ist, auf einen vorbestimmten Druck gesunken ist. Die Düsenabsperrung ist ein Verschließen der Abgabeöffnung 52a der Düse 52, und sie verschließt in dem Beispiel von 2 die Abgabeöffnung 52a durch den Stift 56a. Durch diese Art von Vorgang ist es möglich, ein Austreten von Harz zu unterdrücken. Außerdem ist es möglich, die Genauigkeit der Messung des Harzes für die nächste Einspritzung zu verbessern. Es ist zu beachten, dass es durch die vorstehende Verarbeitung möglich ist, den Austritt des Harzes zu verhindern, doch da es auch Fälle gibt, in denen zwischen der Form 100 und der Düse 52 aufgrund des Aufbaus der Form oder der Harzart langes fadenartiges Harz erzeugt wird, kann zum Verhindern dessen eine Vorrichtung installiert werden, um in die Düse 52 Luft zu schießen.
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Im Schritt S9 von 5 erfolgt ein Wechsel der Formen 100. Der Zustand ST5 von 8 stellt einen Zustand dar, in dem zwischen den Formen 100 gewechselt wird. Dabei wird die Form 100A von der Spritzgießbetriebsposition 11 zur Transportmaschine 3A entladen, und die Form 100B wird von der Transportmaschine 3B auf die Spritzgießbetriebsposition 11 geladen. Die Steuerung 41 überträgt an die Steuerung 42A einen Befehl, die Form 100A zu entladen, und die Steuerung 42A treibt die Transporteinheit 31 so an, dass sie die Form 100A von der Spritzgießbetriebsposition 11 aus entlädt. Wenn das Entladen beendet ist, wird von der Steuerung 42A zur Steuerung 41 ein Signal übertragen, das die Beendigung des Entladens angibt. Die Form 100A wird auf der Transportmaschine 3A gekühlt. Dabei wird durch die Arbeitsweise der selbstschließenden Einheit 103 der geschlossene Zustand der Form 100A beibehalten.
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Nach dem Entladen der Form 100A oder parallel zum Entladen überträgt die Steuerung 41 an die Steuerung 42B einen Befehl, die Form 100B aufzuladen, und die Steuerung 42B treibt die Transporteinheit 31 so an, dass sie die Form 100B in die Spritzgießbetriebsposition 11 lädt. Wenn das Beladen beendet ist, wird von der Steuerung 42B zur Steuerung 41 ein Signal übertragen, das die Beendigung des Beladens angibt.
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Wenn das Signal empfangen wird, das die Beendigung des Beladens angibt, werden im Schritt S10 von 5 als Betriebsbedingungen des Spritzgießbetriebs Bedingungen hinsichtlich der Form 100B eingestellt. Zum Beispiel werden als die Betriebsbedingungen des Spritzgießbetriebs für dieses Mal die Dicke der Form 100B (die Breite in der Y-Richtung), die Klemmkraft und dergleichen eingestellt. Außerdem werden Spritzgießbedingungen wie eine Spritzgeschwindigkeit oder dergleichen eingestellt, die der Form 100B entsprechen. Darüber hinaus wird der Motor 66 so angetrieben, dass er die erste Aufspannplatte 61 und die bewegliche Aufspannplatte 62 dazu bringt, mit der Form 100B einen engen Kontakt einzugehen. Dabei ist es nicht notwendig, eine Klemmkraft hervorzurufen, da diese während des Spritzgießens auftritt. Außerdem wird die Form 100B jeweils mit der feststehenden Aufspannplatte 61 und der beweglichen Aufspannplatte 62 verriegelt, indem der Fixierungsmechanismus 610 angetrieben wird.
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Es ist zu beachten, dass im Ausführungsbeispiel der Schritt S10 nach dem Schritt S9 erfolgt. Da es jedoch Zeiten gibt, zu denen für den Tausch der Spritzgießbedingungen Zeit benötigt wird, kann zum Beispiel auch eine solche Gestaltung gewählt werden, dass die Spritzgießbedingungen gleichzeitig mit dem Befehl, die Form 100A zu entladen, getauscht werden.
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Im Schritt S11 wird bestimmt, ob es der erste Spritzgießvorgang in Bezug auf die Formen 100A und 100B ist oder nicht. Im Fall des ersten Spritzgießvorgangs kehrt der Prozess zum Schritt S3 zurück, und im Fall des zweiten Spritzgießvorgangs oder mehr fährt der Prozess mit dem Schritt S12 fort. Beim oben erläuterten Ablauf ist es der erste Spritzgießvorgang, der Prozess kehrt zum Schritt S3 zurück, und die Verarbeitung der Schritte S3 bis S8 wird für die Form 100B ausgeführt. Der Zustand ST6 von 8 gibt den Zustand der Prozesse der Schritte S3 und S4 für die Form 100B an, und der Zustand ST7 von 9 gibt den Zustand der Prozesse der Schritte S7 und S8 für die Form 100B an.
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Wenn die Verarbeitung der Schritte S3 bis S8 für die Form 100B ausgeführt wird, wird die Form 100B im Schritt S9 entladen, und es erfolgt das Beladen der Form 100A. Der Zustand ST8 von 9 gibt einen Zustand an, in dem die Form 100B entladen wird, und die Form 100A aufgeladen wird. Die Form 100B wird auf der Transportmaschine 3B gekühlt. Bei der Bestimmung von Schritt S11 wird bestimmt, dass es nicht das erste Mal ist, und der Prozess fährt mit dem Schritt S12 fort.
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Im Schritt S12 wird beruhend darauf, ob die Kühlzeit, deren Zeitplanung im Schritt S6 begonnen wurde, eine vorbestimmte Zeit erreicht hat oder nicht, bestimmt, ob das Kühlen der Form 100A beendet ist oder nicht. In dem Fall, dass das Kühlen beendet ist, erfolgen parallel die Verarbeitung der Schritte S13 bis S16 und die Verarbeitung des Schritts S14.
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Im Schritt S13 wird die bewegliche Aufspannplatte 62 von der feststehenden Aufspannplatte 61 gelöst, indem der Motor 66 angetrieben wird. Die feststehende Form 101 ist durch den Fixierungsmechanismus 610 an der feststehenden Aufspannplatte 61 fixiert, und die bewegliche Form 102 ist durch den Fixierungsmechanismus 610 an der beweglichen Aufspannplatte 62 fixiert, und daher wird die bewegliche Form 102 von der feststehenden Form 101 gelöst und die Form 100A wird entgegen der Magnetkraft der selbstschließenden Einheit 103 geöffnet. Das Spritzgussteil, das auf der Seite der beweglichen Form 102 der Form 100A verbleibt, wird im Schritt S15 entnommen, indem der Entnahmeroboter 7 angetrieben wird, und nach außen transportiert. Der Zustand ST9 von 10 stellt die Vorgänge zum Öffnen der Form 100A und Entformen des Spritzgussteils P dar. Der Vakuumkopf 74 wird an eine Position bewegt, an der die Futterplatte 75 dem Spritzgussteil P zugewandt ist, und das Spritzgussteil P wird durch Ansaugen gehalten.
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Im Schritt S14 erfolgt die Vorbereitung für den nächsten Spritzvorgang in Bezug auf die Form 100A. Dies ist der gleiche Prozess wie im Schritt S4. Im Schritt S16 erfolgt der Formverschluss der Form 100A. Der Zustand ST10 von 10 stellt einen Zustand dar, in dem die Form 100A verschlossen wird. Danach kehrt der Prozess zum Schritt S5 zurück, und die gleiche Verarbeitung wird wiederholt; die Verarbeitung fährt fort mit Spritzen/Druckhalten für die Form 100A → Wechseln der Formen 100 (Entladen der Form 100A und Beladen der Form 100B) → Entformen des Spritzgussteils der Form 100B. Der Zustand ST11 von 11 gibt einen Zustand an, in dem zwischen den Formen 100 gewechselt wird, und der Zustand ST12 von 11 gibt einen Zustand an, in dem das Spritzgussteil P aus der Form 100B entformt wird. Nach einer Rückkehr zum Zustand ST5 von 8 werden danach die Zustände ST5 bis ST12 wiederholt.
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Wie oben beschrieben wurde, erfolgt das Kühlen der Formen 100 im Ausführungsbeispiel auf den Transportmaschinen 3A oder 3B außerhalb der Spritzgießmaschine 2. Während des Kühlens von einer der Formen 100 wird außerdem von der Spritzgießmaschine 2 für die andere der Formen 100 jeweils der Vorgang Spritzgussteilentformung → Formverschluss → Spritzen/Druckhalten durchgeführt. Da das Öffnen und die Spritzgussteilentformung durch die Spritzgießmaschine 2 durchgeführt werden, müssen die Transportmaschinen 3A und 3B keine Funktion zum Öffnen und keine Funktion zur Spritzgussteilentformung haben. Dementsprechend ist es möglich, das Spritzgussteil P herzustellen, während die Vielzahl von Formen 100A und 100B von der einen Spritzgießmaschine 2 gewechselt wird, während eine Kostenzunahme des Systems unterdrückt wird.
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Insbesondere dann, wenn die Zeit, die für alle Vorgänge erforderlich ist, vom Beginn des Formaustauschvorgangs bis zum Entformungsvorgang für die andere Form, den Spritzvorgang und den Druckhaltevorgang und bis zur erneuten Beendigung des Formaustauschvorgangs in die Zeit passt, die zum Kühlen einer der Formen 100 benötigt wird, dann wird die Produktivität verglichen mit dem normalen Spritzgießen um maximal das Zweifache verbessert. Neben der Unterdrückung des Kostenanstiegs liegt der Wert also darin, dass es möglich ist, eine hohe Produktivität zu realisieren.
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Es ist zu beachten, dass es ausreicht, wenn die Kühlzeit der Formen 100 50% oder mehr des gesamten Spritzgießvorgangs (der Zeit für einen Spritzgießzyklus) abdeckt, um das Zweifache der Produktivität zu realisieren, dass dies aber von der Zeit für den Formaustauschvorgang abhängt. Viele Spritzgussteile, die für äußere Abdeckteile oder elektromechanische Teile, etwa für Automobile, Haushaltselektrogeräte, Bürogeräte oder dergleichen, verwendet werden, haben eine Dicke von mehreren Millimetern, damit die Festigkeit gewährleistet ist. Während des gesamten Spritzgießvorgangs deckt der Kühlvorgang dementsprechend die längste Zeit ab, und es ist für die Zeit zum Kühlen der Formen 100 nicht ungewöhnlich, in Bezug auf die Zeit für einen Spritzgießzyklus von 50% bis 70% zu reichen. Dementsprechend ist das vorstehende Ausführungsbeispiel bei der Verbesserung der Produktivität dieser Art von Spritzgussteil besonders wirksam. Die Produktivität kann insbesondere verbessert werden, wenn die Zeit für den Spritzgießzyklus der Form 100A und die Zeit für den Spritzgießzyklus der Form 100B etwa gleich sind und die Zeit zum Kühlen der Formen 100 in Bezug auf die Zeit für einen Spritzgießzyklus 50% oder mehr beträgt.
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Auch wenn die Dicke des Spritzgussteils ungefähr 1 mm beträgt und vergleichsweise dünn ist, hat der Kühlvorgang in Fällen von Teilen, für die eine hohe Abmessungsgenauigkeit erforderlich ist, oder Spritzgussteilen, die ein Harz, für das als Spritzgießtemperatur eine hohe Temperatur erforderlich ist, oder ein kristallines Harz verwenden, bei dem das Kühlen zeitraubend ist, die Tendenz, länger zu werden. Im vorstehenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, für einen großen Bereich von Spritzgussteilen beinahe das Zweifache der Produktivität zu realisieren.
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Selbst wenn die Zeit zum Kühlen der Formen 100 weniger als 50% der Zeit für einen Spritzgießzyklus beträgt, ermöglicht die effektive Anwendung der Zeit zum Kühlen die Realisierung einer 1,5-mal oder 1,8-mal höheren Produktivität in Bezug auf das normale Spritzgießen. Dank des vorstehenden Ausführungsbeispiels gibt es darüber hinaus die Wirkung, dass der Installationsraum und die Stromverbrauchsmenge reduziert werden, da es möglich ist, mit der einen Spritzgießmaschine 2 die Produktivität von zwei Spritzgießmaschinen beim herkömmlichen Herstellungsverfahren zu erreichen.
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– Zweites Ausführungsbeispiel –
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Die Form 100A und die Form 100B können Formen zum Spritzgießen des gleichen Spritzgussteils sein, oder sie können Formen zum Spritzgießen verschiedener Spritzgussteile sein. Ungeachtet dessen, ob die zu spritzenden Spritzgussteile die gleichen sind, gibt es Fälle, bei denen die Dicke und Klemmkraft in der Y-Richtung zwischen der Form 100A und der Form 100B verschieden sind, doch im Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Position zu ändern, an der durch die Einstellmechanismen 67 die bewegliche Aufspannplatte 63 in Bezug auf die Führungsstäbe 64 zu befestigen ist, und nach dem Wechsel der Formen (Schritt S9 von 5) erfolgt eine Einstellungsänderung (Schritt S10 von 5), und daher ist es möglich, die Klemmung so einzustellen, dass sie jeder Form entspricht.
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Wenn die Form 100A und die Form 100B Formen zum Spritzgießen verschiedener Spritzgussteile sind, gibt es Fälle, in denen es notwendig ist, die Futterplatte 75 gegen etwas auszutauschen, das der Art des Spritzgussteils entspricht. Wenn die Futterplatte 75 ausgetauscht wird, wird jedoch ungeachtet dessen, ob dies händisch oder automatisch erfolgt, Zeit benötigt.
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Dementsprechend kann eine Futterplatte 75 verwendet werden, die Halteabschnitte hat, die jedem der verschiedenen Spritzgussteile entsprechen, und die Futterplatte 75 kann dazu gebracht werden, sich zu verschieben, um das Spritzgussteil in Übereinstimmung mit der Form 100, aus der das Spritzgussteil entformt wird, dazu zu bringen, dem Halteabschnitt zugewandt zu sein, der dem Spritzgussteil entspricht. 12 zeigt exemplarisch zwei Beispiele dafür.
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EX1 von 12 gibt ein Beispiel der Futterplatte 75 an. Die Futterplatte 75 weist einen Halteabschnitt 75A und einen Halteabschnitt 75B auf. Der Vakuumkopf 74 kann die Futterplatte 75 dazu bringen, sich um eine Achse 74a zu drehen, und er kann die Futterplatte 75 dazu bringen, so versetzt zu werden, dass sich die Positionen des Halteabschnitts 75A und des Halteabschnitts 75B ändern. Damit ist es möglich, den Halteabschnitt zu tauschen, der dem Spritzgussteil zugewandt ist, und es ist möglich, in kurzer Zeit verschiedene Spritzgussteile handzuhaben, ohne die Futterplatte 75 auszutauschen.
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EX2 von 12 gibt ein anderes Beispiel der Futterplatte 75 an. Die Futterplatte 75 weist einen Halteabschnitt 75A und einen Halteabschnitt 75B auf. Der Vakuumkopf 74 weist eine Schiene 74b und einen Reiter 74c auf, der sich entlang der Schiene 74b bewegt, wobei die Futterplatte 75 auf dem Reiter 74c angeordnet ist. Indem der Reiter 74c bewegt wird, ist es möglich, die Futterplatte 75 dazu zu bringen, so versetzt zu werden, dass sich die Positionen des Halteabschnitts 75A und des Halteabschnitts 75B ändern. Damit ist es möglich, den Halteabschnitt zu tauschen, der dem Spritzgussteil zugewandt ist, und es ist möglich, in einer kurzen Zeit verschiedene Spritzgussteile handzuhaben, ohne die Futterplatte 75 auszutauschen.
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Es ist zu beachten, dass es bei der Verarbeitung des Schritts S10 von 5 möglich ist, eine Änderung einer Betriebseinstellung des Entnahmeroboters 7 durchzuführen, die diese Art von Versetzung der Futterplatte einschließt.
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– Drittes Ausführungsbeispiel –
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Im ersten Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel erläutert, in dem zwei Formen 100A und 100B gewechselt werden, doch es können auch drei oder mehrere Formen gewechselt werden. Es wird zum Beispiel ein Fall erläutert, in dem drei Formen 100A bis 100C gewechselt werden. Die Form 100A wird in die Spritzgießmaschine 2 geladen, und es erfolgen eine Spritzgussteilentformung, ein Formverschluss und ein Spritzen/Druckhalten. Die Form 100A wird entladen, die Form 100B wird in die Spritzgießmaschine 2 geladen, und es erfolgen eine Spritzgussteilentformung, ein Formverschluss und ein Spritzen/Druckhalten. Die Form 100B wird entladen, die Form 100C wird in die Spritzgießmaschine 2 geladen, und es erfolgen eine Spritzgussteilentformung, ein Formverschluss und ein Spritzen/Druckhalten. Die Form 100C wird entladen, die Form 100A wird in die Spritzgießmaschine 2 geladen, und es erfolgen eine Spritzgussteilentformung, ein Formverschluss und ein Spritzen/Druckhalten. Danach wird die gleiche Vorgehensweise wiederholt. Es ist möglich, als eine Transportvorrichtung der drei Formen 100A bis 100C eine Vorrichtung einzusetzen, die sie in der X-Richtung aufreiht und sie durch einen gemeinsamen Tragekörper trägt und die ein Stellglied aufweist, um den Tragekörper in der X-Richtung zu bewegen. Wenn bei diesem Gestaltungsbeispiel die Form 100C entladen wird und die Form 100A geladen wird, geht die Form 100B vorübergehend durchs Innere der Spritzgießmaschine 2.
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– Viertes Ausführungsbeispiel –
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Es ist möglich, eine höhere Produktivität zu realisieren, wenn das Entladen und Beladen der Form 100 in einer kürzeren Zeit durchgeführt werden. Dafür kann der Einsatz einer Einheit mit höherer Arbeitsleistung als die Transporteinheit 31 in Betracht gezogen werden, doch führt dies zu einem Kostenanstieg. Dementsprechend kann eine Ausgleichvorrichtung angeordnet werden, die die Bewegung der Formen 100 mittels Schwerkraft unterstützt.
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13 stellt ein Beispiel dieser Vorrichtung dar. Der Zustand ST21 gibt einen Fall an, in dem die Formen 100A und 100B jeweils auf den Transportmaschinen 3A und 3B positioniert sind, und der Zustand ST22 gibt einen Zustand an, in dem die Form 100B auf die Spritzgießbetriebsposition 11 geladen ist.
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Für jede der zwei Formen 100 ist eine Ausgleichvorrichtung 8 angeordnet. Die Ausgleichvorrichtung 8 weist Gewichte Wa und Wb, Verbindungsbauteile 81a und 81b, eine Vielzahl von Rotationsbauteilen 82 und einen Stopper 83 auf. Die Verbindungsbauteile 81a und 81b sind Linienkomponenten wie Ketten oder Drähte. Das Verbindungsbauteil 81a verbindet die Form 100A und das Gewicht Wa, und das Verbindungsbauteil 81b verbindet die Form 100B und das Gewicht Wb. Die Rotationsbauteile 32 sind Komponenten, die sich frei drehen und die Verbindungsbauteile 81a und 81b tragen, und sie sind zum Beispiel Rollen, Ritzel, Scheiben oder bewegliche Scheiben. Der Stopper 83 definiert eine untere Grenzposition der Gewichte Wa und Wb. Der Stopper 83 ist dazu vorgesehen, das Herunterfallen der Gewichte Wa und Wb zu stoppen, wenn die Form 100 eine Zwischenposition zwischen einer Spritzgießbetriebsposition 11 und einer Position auf den Transportmaschinen 3A oder 3B erreichen. Das Bewegungsbetrag der Gewichte Wa und Wb (Absenkungsbetrag) ist halb so groß wie der Bewegungshub der Formen 100 oder weniger.
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Wenn die Formen 100 auf den Transportmaschinen 3A oder 3B oder in der Spritzgießbetriebsposition 11 positioniert sind, ist es möglich, die Formen 100 durch einen Bremsmechanismus eines Servomotors der Transporteinheit 31 zu stoppen. Beim Beladen oder Entladen der Formen 100 wird der Bremsmechanismus freigegeben. Dann fällt das Gewicht Wa oder Wb herab, und die Bewegung der Form 100 beschleunigt sich.
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Wenn das Gewicht Wa oder Wb in der Mitte der Bewegung der Form 100 den Stopper 83 erreicht, dann wird die Form 100 dazu gebracht, gezogen zu werden und das Gewicht Wa oder Wb wird nun angehoben, was die Funktion hat, dass sich die Form 100 verlangsamt. Dementsprechend ist es möglich, die Antriebskraft zu reduzieren, die für die Transporteinheit 31 benötigt wird, um die Form 100 dazu zu bringen, sich zu bewegen.
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Es wird ein konkretes Beispiel erläutert. In 13 wird die Bremse des Servomotors der Transporteinheit 31 der Transportmaschine 3B vom Zustand ST21 aus freigegeben. Dann fällt das Gewicht Wb von der Anfangsposition aus nach unten, und die Form 100B wird zur Spritzgießbetriebsposition 11 hin beschleunigt. Wenn das Gewicht Wb den Stopper 83 in der Mitte der Bewegung der Form 100B erreicht, dann wird die Form 100 dazu gebracht, gezogen zu werden, und das Gewicht Wb wird nun hochgehoben, was die Funktion hat, dass sich die Form 100 verlangsamt. Wenn die Form 100B dann die Spritzgießbetriebsposition 11 erreicht, verriegelt die Bremse des Servomotors der Transporteinheit 31 der Transportmaschine 3B. Damit stoppt die Form 100B an der Spritzgießbetriebsposition 11. Das Gewicht Wb kehrt zur Anfangsposition oder einer Position nahe an der Anfangsposition zurück.
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Der Fall, in dem die Form 100B aus der Spritzgießbetriebsposition 11 zur Transportmaschine 3B entladen wird, ist ähnlich. Die Transporteinheit 31 kann in der Beschleunigungsphase, wenn die Bewegung der Form 100B beginnt, und in der Verlangsamungsphase, wenn die Bewegung gestoppt wird, die Schwerkraft auf dem Gewicht Wb nutzen, und es kann die benötigte Antriebskraft reduziert werden.
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Es gibt Fälle, in denen auf den Verbindungsbauteilen 81a und 81b eine große Last wirkt, wenn die Gewichte Wa und Wb den Stopper 83 erreichen und vom Absenken auf Anheben wechseln. Um einen dadurch bedingten Bruch der Verbindungsbauteile 81a und 81b oder der Vielzahl von Rotationsbauteilen 82 zu verhindern, kann zwischen den Gewichten Wa und Wb und dem Stopper 83 ein Stoßdämpferbauteil (nicht gezeigt), etwa ein Dämpfer, eine Feder oder dergleichen, installiert werden.
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– Fünftes Ausführungsbeispiel –
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Im ersten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Erläuterung eines Beispiels, in dem in der Spritzgießmaschine eine einzelne Spritzvorrichtung 5 installiert ist, doch es kann auch eine Spritzgießmaschine 2 verwendet werden, die zwei oder mehr der Spritzvorrichtungen 5 hat. In diesem Verfahren ist es nicht notwendig, eine Änderung der Spritzgießbedingungen in Bezug auf die jeweiligen Spritzvorrichtungen 5 durchzuführen, und es ist außerdem möglich, zu spritzen, indem in der Vielzahl von Formen verschiedene Arten von Materialien verwendet werden.
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– Sechstes Ausführungsbeispiel –
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Im ersten Ausführungsbeispiel wird ein typisches Spritzgießverfahren angewandt, das aus Spritz-, Druckhalte-, Kühl- und Entformungsvorgängen für die Formen 100 besteht, doch es können für mindestens eine Form auch öffentlich bekannte Formtechniken wie Blasenformen, gasunterstütztes Formen, Heiz- und Kühlformen kombiniert werden. Solche Formverfahren haben im Allgemeinen eine lange Kühlzeit, und daher ist ein Formen, bei dem diese mit dem ersten Ausführungsbeispiel kombiniert werden, insofern vorteilhaft, als dass die Produktivität verbessert wird.
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– Siebtes Ausführungsbeispiel –
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Während der Spritzgießzyklen kann mit der Form 100 durch einen Kanal stets eine Temperaturregelung verbunden sein. Die Temperaturregelung steuert die Temperatur der Form 100, indem sie durch die Form 100 und die Temperaturregelung zum Beispiel ein Fluid wie Kühlwasser zirkulieren lässt. Die Temperaturregelung kann für die Form 100A und die Form 100B gemeinsam vorgesehen werden, und die Temperaturregelung kann jeweils für jede Form vorgesehen werden. Wenn die Temperaturregelung jeweils für jede Form vorgesehen ist, kann die Temperatur der Formen 100A und 100B jeweils individuell gesteuert werden.
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Mit der Form können während der Spritzgießzyklen stets elektrische Drähte verbunden sein. Die elektrischen Drähte können Drähte, um einem Heizkanal und dergleichen elektrischen Strom zuzuführen, und Drähte, um Signale von Sensoren, etwa einem Thermoelement, einem Grenzschalter und dergleichen, zu übertragen, umfassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 07-119012 A [0003, 0005, 0006]
