JP2000238043A - インサート検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型に挿入されるインサート部品に非接触
で、しかも簡単な構造の金型を用いてインサート部品の
挿入の適否を確実に検出する。 【解決手段】 インサート検出装置１は、インサート部
品３を保持するハンド９と一体に変位センサー１１を設
けるとともに、変位センサー９から得られる検出データ
を信号線１２を介して判定器１３に供給し、判定器１３
において挿入の適否等を判定するものである。変位セン
サー１１にはＣＣＤレーザが適用され、インサート部品
３の僅かな浮き等を検出できる。検出はインサート部品
３の複数位置において行われるので、挿入不良のまま次
の工程で樹脂成形されるなどの不都合がなく、製品の歩
留り向上、無駄な工数削減、信頼性向上を図ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金型を用いてイン
サート成形する際に、インサート部品が正規の位置にイ
ンサートされているか否かを確認するインサート検出方
法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金型を用いてインサート成形する場合、
金型内の所定位置にインサート部品を挿入した後、樹脂
を注入して成形する。そして、インサート部品は人手に
よって挿入され、挿入状態の確認は目視や触感で行って
いた。しかし、成形品を量産するためロボット等が使用
されるようになると、挿入状態の確認を目視や触感で行
うことは非効率であり、確実性にも欠けるので改善が必
要になった。このような観点から、インサート成形に関
して下記のような種々の提案が行われている。

【０００３】特開昭６３−２２０９６７号公報に開示さ
れたインサート検出装置は、金型内のインサート部品を
挿入する位置に通気孔を形成し、この孔の他端に真空吸
引装置を連結するとともに、負圧の検出器を設けたもの
である。この装置では、成形時に正規の位置にインサー
ト部品を挿入すると、インサート部品によって通気孔が
閉塞されるので、真空吸引装置で吸引すると負圧が発生
する。一方、インサート部品が正規の位置に挿入されな
かった場合は、通気孔が開放されるので真空吸引装置で
吸引しても負圧が発生しない。そして、検出器によって
負圧の発生の有無および負圧の程度が検出され、この検
出結果によってインサート部品の挿入の有無や位置ずれ
等が検知される。

【０００４】実公平５−２３３００号公報に開示された
ワークのインサート確認装置は、金型に挿入されたイン
サート部品を確認する第１センサと、この第１センサが
エアシリンダに対して正常な位置に有るか否かを検知す
るための第２センサとの組み合わせによりインサート状
態を確認し得る構成になっている。第１センサは接触形
の構成であり、エアシリンダの駆動によりインサート部
品に接触してインサート状態を確認する。また、第２セ
ンサも接触形に構成され、第１センサを固定した金具の
位置を検出する。そして、エアシリンダをインサート部
品の位置に向けて駆動した場合の第１センサからの信号
と、第２センサからの信号との論理積をとることによっ
て、インサート部品の挿入状態が正常であるか否かを認
識する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開昭６３−
２２０９６７号公報に開示されたインサート検出装置
は、金型に通気孔を形成する必要があり、金型自体の構
成が複雑で金型製造が面倒である。そのうえ、真空吸引
装置や検出器が必要であるから、インサート検出装置と
しても構成が複雑になってしまう。一方、実公平５−２
３３００号公報に開示されたワークのインサート確認装
置は、第１センサが接触形であるため、インサートワー
クが変形しやすいもの、例えば薄い金属板で構成した配
線材や端子などの場合は、正確な検出を行うことができ
ない。その上、インサート部品が第１センサの接触によ
り変形したり傷付けられることもあり、対象とするイン
サート部品が、接触によっても変形したり傷付かないも
のに限定されていた。

【０００６】本発明は、前記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は金型に挿入されたインサート部品
の挿入状態の合否判定を、金型の構造を複雑化すること
なく、しかもインサート部品を非接触で確実に検出でき
るインサート検出方法及び装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる前記目的
は、下記構成により達成される。 （１） 保持機構によりインサート部品を金型内の所定
位置に挿入した後、前記保持機構の一端に配設した変位
センサによって前記インサート部品の表面高さを非接触
で検出し、該検出データと予め設定された規準値とを判
定器によって比較して前記インサート部品の挿入状態の
合否を判定するインサート検出方法。 （２） インサート部品を保持して金型内の所定位置に
挿入する保持機構と、前記保持機構の一端に配設され前
記インサート部品の高さを検出することにより前記イン
サート部品の変位状態を非接触で検出する変位センサ
と、前記変位センサから得られる検出データと規準値と
を比較して前記インサート部品の挿入状態の合否を行う
判定器とを備えたことを特徴とするインサート検出装
置。

【０００８】本発明のインサート検出方法及び装置によ
れば、インサート部品を金型に挿入し、インサート部品
上に変位センサーを位置決めすると、変位センサーによ
ってインサート部品の表面との距離が検出される。この
検出データは判定器において規準値と比較され、合格範
囲内であれば次の樹脂注入工程に移行し、不合格と判定
された場合は、交換等の修正が行われる。非接触型の変
位センサーを用いることにより、接触によりインサート
部品を変形させたり傷付けたりすることなく、インサー
ト部品の挿入の適否や変形等を検出できる。また、金型
に通気孔等を形成する必要はなく、金型の簡略化を図る
こともできる。非接触型の変位センサーとしては、光
波、電波、音波を放射してその反射波を受容して変位を
検出する構成のものを用いることができる。光を利用し
た変位センサーとしては、レーザ光を利用したものが好
ましく、例えば、株式会社キーエンス製のＣＣＤ変位セ
ンサーＬＫ−０３０、ＬＫ−０８０、ＬＫ−５００を用
いることができる。なお、本発明における保持機構と
は、インサート部品を把持、吸着、磁着等により保持す
るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したインサー
ト検出装置及びインサート検出方法の実施形態を説明す
る。図１はインサート検出装置の構成を示す斜視図、図
２は金型とインサート部品の構成を示す斜視図、図３は
金型へのインサート部品の挿入状態を示す斜視図、図４
はインサート検出方法を示すフローチャート、図５はイ
ンサート部品の形状を示す側面図、図６はインサート部
品の検出位置を示す側面図、図７は成形された製品の外
観例を示す斜視図である。

【００１０】先ず、図１を参照して本実施形態における
インサート検出装置１の構成を説明する。 インサート
検出装置１は、金型２内の所定位置にインサート部品３
を挿入するためのロボット４と一体になっている。ロボ
ット４は、床等に固定された支柱５と、その一端に横方
向に固定された固定アーム６と、固定アーム６の先端に
回動自在に取り付けられた回動アーム７と、回動アーム
７の先端から下方に向けて固定されたガイドアーム８
と、ガイドアーム８の下端に突出するとともに、ガイド
アーム８により上下方向にガイドされるハンド部９等に
より構成されている。ハンド部９はインサート部品３を
把持するものであるが、ハンド部９としてはインサート
部品３の材質や形状に合わせて真空吸着や磁着を行うパ
ッドや開閉爪などが採用される。

【００１１】ハンド部９の先端には、インサート部品３
が正規に挿入されているか否かを検出する変位センサ１
１が配設されている。本実施形態の場合、変位センサ１
１には、ＣＣＤレーザ（株式会社キーエンス製のＣＣＤ
変位センサーＬＫ−０３０）が適用されている。ＣＣＤ
レーザは、波長６７０ｎｍ程度のレーザ光を放射すると
ともに反射光を検出し、スポット径（基準距離にて）約
３０μｍの微小な範囲について変位を検出できる。した
がって、変位センサ１１にＣＣＤレーザを適用すること
により、検出対象となるインサート部品３に非接触で、
挿入の有無等を検出することができる。変位センサ１１
は、信号線１２を介して判定器１３に接続され、検出デ
ータを送信できるようになっている。判定器１３は、変
位センサ１１から供給される検出データと規準値とを比
較して合否結果を表示するセンサ表示部１３ａと、規準
値や検出位置等を設定する際に使用される操作部１３ｂ
とを備えている。なお、判定器１３の動作や規準値の設
定については、後にインサート検出方法とともに説明す
る。

【００１２】次に、図２〜図６を参照して金型２やイン
サート部品３について説明する。金型２は、実際には上
金型と下金型が使用されるのであるが、本実施形態では
金型２として下金型が図示されている。金型２には、樹
脂注入を行うための凹部２ａが形成され、その内部にイ
ンサート部品３であるバスバー３ｂを挿入するようにな
っている。バスバー３ｂは金属板を打ち抜き等により回
路形状に形成したものであり、金型２内の突部２ｂに載
置するように挿入する。なお、バスバー３ｂの側面形状
および平面形状については、図５および図６に示した。
バスバー３ｂの一端は、合成樹脂製の固定部材３ｃに固
着されるとともに、先端が固定部材３ｃから突出してい
る。この突出部分は、製品として完成した状態で外部接
続端子となる。

【００１３】金型２へのインサート部品３の挿入と、挿
入状態の検出動作は次のように行われる。図１に示した
ロボット４の設置位置に、金型２が搬送されてくる。ロ
ボット４の回動アーム７は、図１に示した矢印Ａ，Ｂ方
向に回動するので、金型２の搬送に同期して回動アーム
７を図示しない部品供給部の上部に回動させる。そし
て、ハンド部９は矢印Ｃ，Ｄ方向に上下するので、ハン
ド部９を降下させて部品供給部からバスバー３ｂを把持
する。次に、ハンド部９を上昇させ、更に回動アーム７
を金型２上に復動させて、図２に示すように凹部２ａ上
にバスバー３ｂを位置させる。次に、ハンド部９を降下
させてハンド部９からバスバー３ｂを放すと、図３に示
すように金型２内の突部２ｂに載置するようにしてバス
バー３ｂが挿入される。以上に述べたバスバー３ｂの挿
入動作は、図４に示すフローチャートのステップＳ１の
動作に相当する。

【００１４】図３に示したように、バスバー３ｂを挿入
した段階で、バスバー３ｂが正規に挿入されているか否
か、或いはバスバー３ｂに変形等が有るか否か等を検出
するのであるが、この動作はステップＳ２に相当する。
検出に際しては、変位センサ１１の高さは一定に設定さ
れる。したがって、バスバー３ｂに浮きがなければ、変
位センサ１１とバスバー３ｂとの間には、図５に示すよ
うに距離Ｒが介在することになり、浮きがあれば距離Ｒ
は短縮される。変位センサ１１は、前記のようにレーザ
光を放射するとともに、反射したレーザ光を受光し、そ
の時間差によってバスバー３ｂの挿入の有無等を検出す
るのであるから、距離Ｒが短縮すれば時間差も短縮さ
れ、標準時間（規準値）との比較により浮き状態と判別
できる。また、バスバー３ｂの一部が、例えば折れ曲が
り等により変形している場合は、変位センサ１１から放
射したレーザ光の反射方向が変化する。この場合は、変
位センサ１１の受光量が減少するので、バスバー３ｂの
変形をも検出することができる。

【００１５】以上のように、本実施形態ではバスバー３
ｂの挿入の有無だけでなく変形等まで検出でき、図６に
示すようにバスバー３ｂの複数箇所ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ
について検出を行うようになっている。複数箇所ａ〜ｅ
についての浮きや変形の検出は、変位センサ１１の高さ
を変更することなく、複数箇所ａ〜ｅ上に移動させるこ
とにより行われる（ステップＳ２）。なお、前記検出動
作は、非検出物の形態により自在に変更できる。本実施
形態のようにポイント毎に検出するのであれば、変位セ
ンサ１１の移動でよいが、平らな面について検出を行う
場合は一方向にスキャンする方法が好ましい。要する
に、変位センサ１１による検出は、インサート部品の材
質や形状等により変更できるものである。

【００１６】位置ａの検出データは、ステップＳ３に示
すように信号線１２を介して判定器１３に送信される。
判定器１３には、複数位置ａ〜ｅについて予め設定され
た規準値が格納され、ステップＳ４に示すように位置ａ
の検出データと規準値とのデータ比較が行われる。とこ
ろで、先に変位センサ１１の高さが一定に設定されてい
ることを記載したが、これは凹部２ａの底面を規準にし
て設定されたものであり、規準値もこの高さを規準にし
ている。したがって、位置ａが浮いていれば前記距離Ｒ
が短縮するのであるが、これは言い換えれば凹部２ａの
底面から位置ａまでの距離が増加していることを意味す
る。したがって、規準値と位置ａの検出データとを比較
することにより、バスバー３ｂの浮き程度を知ることが
でき、合格範囲であれば位置ｂの検出に移行し、不合格
であればステップＳ５に示すように修正作業に移行す
る。修正には、バスバー３ｂの押し込みや交換等があ
る。

【００１７】以上のようにして、位置ａ〜ｅの検査が終
了すると、全ポイントについて合格と判定され、ステッ
プＳ６に示すように成形工程に移行する。成形は、図３
に示す状態に図示しない上金型を被せ樹脂を注入して行
われる。この結果、図７に示すような製品１５が成形さ
れるのであるが、その内部には上部に示したバスバー３
ｂが埋設され、その先端が切り欠き部に示したように接
続端子になる。

【００１８】本実施形態のように、バスバー３ｂの複数
箇所ａ〜ｅについて挿入の適否と変形等を検出すること
により、例えばｂ位置で不合格になったとすると、次の
検査は行われず修正に移行する。したがって、バスバー
３ｂが例えば浮き状態で、言い換えれば挿入不良のまま
で次の成形工程に移行して不良品を生産したり、上下金
型間に適正に挿入されなかったバスバー３ｂを挟む等の
不都合は全く生じない。これは、製品の歩留り向上と工
程の無駄を省くとともに、省資源と省エネルギーが行わ
れることになり、低コスト化を図ることができる。ま
た、バスバー３ｂや金型を損傷することがない。なお、
ＣＣＤセンサに関する諸元については前記に限定される
ものではなく、更にスポット径の大きいもの等を利用で
きる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインサー
ト検出装置は、インサート部品を保持して金型に挿入す
る保持機構と一体に変位センサを設け、変位センサとイ
ンサート部品との変位を非接触で検出して得た検出デー
タを判定器に供給し、判定器において規準値と比較して
インサート部品の挿入状態等について合否を判定するも
のであるから、インサート部品に接触による損傷を与え
ることがなく、また金型に通気孔等の加工を施す必要が
ないので、製品の歩留り向上、金型の簡略化等を図るこ
とができる。また、インサート検出方法は、金型に挿入
されたインサート部品上に変位センサーを位置決めし、
変位センサーによってインサート部品の表面との距離を
検出し、これを検出データとして判定器に供給し、判定
器において規準値と比較して合格範囲内と判定された場
合は次の樹脂注入工程に移行し、不合格と判定された場
合は、交換等の修正を行うものである。したがって、イ
ンサート部品が不良のまま樹脂成形されることがなく、
製品不良の発生を未然に防止できるので、製品の生産歩
留りが向上する。また、不良となる製品に使用される樹
脂等の材料、工数の無駄を省くことができるので、省資
源と省エネルギーが行われることになり、生産コストを
低減させることができる。インサート検出方法において
も、変位センサーはインサート部品に非接触であるか
ら、インサート部品を損傷する恐れは全くない。また、
検出データは変位センサーとインサート部品との距離に
より得られるので、インサート部品の形状が複雑であっ
ても、良否の検出を確実に行うことができる。また、金
型については、通気孔等を形成する必要はなく、金型の
簡略化を図ることもできる。また、上下金型間に適正に
挿入されなかったインサート部品を挟むことを防止で
き、閉型時のインサート部品及び金型の損傷を防止する
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インサート検出装置の構成を示す斜視図であ
る。

【図２】金型とインーサート部品の構成を示す斜視図で
ある。

【図３】金型へのインーサート部品の挿入状態を示す斜
視図である。

【図４】インサート検出方法を示すフローチャートであ
る。

【図５】インサート部品の形状を示す側面図である。

【図６】インサート部品の検出位置を示す側面図であ
る。

【図７】成形された製品の外観例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ インサート検出装置 ２ 金型 ２ａ 凹部 ２ｂ 突部 ３ インサート部品 ３ｂ バスバー ４ ロボット ９ ハンド部 １１ 変位センサ １２ 信号線 １３ 判定器 １３ａ センサ表示部 １３ｂ 操作部 １５ 製品 ａ〜ｅ 複数の検出位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 正明 静岡県榛原郡榛原町布引原206−１ 矢崎 部品株式会社内 (72)発明者 片山 弘之 静岡県榛原郡榛原町布引原206−１ 矢崎 部品株式会社内 Ｆターム(参考） 4F202 AP06 AP11 CA11 CB01 CB12 CQ05 4F206 AP065 AP11 JA01 JA02 JA07 JB12 JF05 JF23 JP14 JQ81

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保持機構によりインサート部品を金型内
   の所定位置に挿入した後、前記保持機構の一端に配設し
   た変位センサによって前記インサート部品の表面高さを
   非接触で検出し、該検出データと予め設定された規準値
   とを判定器によって比較して前記インサート部品の挿入
   状態の合否を判定するインサート検出方法。
2. 【請求項２】 インサート部品を保持して金型内の所定
   位置に挿入する保持機構と、前記保持機構の一端に配設
   され前記インサート部品の高さを検出することにより前
   記インサート部品の変位状態を非接触で検出する変位セ
   ンサと、前記変位センサから得られる検出データと規準
   値とを比較して前記インサート部品の挿入状態の合否を
   行う判定器とを備えたことを特徴とするインサート検出
   装置。