JP2004066682A

JP2004066682A - 干渉回避制御装置

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Publication number: JP2004066682A
Application number: JP2002230345A
Authority: JP
Inventors: Toru Shirahata; 白幡　透; Masayuki Ueno; 上野　将之
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-07
Also published as: JP3881940B2; US7118365B2; EP1388403A1; US20040005372A1

Abstract

【課題】成形品取出し機の動作タイミングを容易に設定でき、金型やエジェクタ等と成形品取出し機との干渉を回避できる。
【解決手段】型開き動作中において、干渉のおそれのある金型位置Ｐｓとロボット（成形品取出し機）位置Ｐｒ間の距離Ｌｓｒを求める（Ａ１，Ａ２，Ａ３）。この距離Ｌｓｒが警戒距離ａ以下となるとロボット動作を設定指令動作速度のＮ％に減速する（Ａ７，Ａ８）。危険距離ｄ以下となるとロボット動作を停止させる（Ａ６，Ａ１１）。距離Ｌｓｒが解除距離ｂより長くなると、ロボット動作速度を指令動作１００％にする（Ａ９，Ａ１０）。なお、ｂ＞ａ＞ｄである。距離Ｌｓｒが短かくなり干渉する可能性がでてくるとロボット動作を減速又は停止するから、ロボットと金型は干渉することはない。ロボットの動作タイミングの設定が簡単になり容易に設定できる。型閉じ時にはロボットではなく成形機の型閉じ動作速度を減速するか停止させる。
【選択図】　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機において、金型やエジェクタと成形品取出し機の干渉を回避する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機においては、金型から成形された成形品を取り出すために成形品取出し機を備えるものがある。この成形品取出し機は、自動的に成形品を取り出すものでありロボットで構成されたり、又は専用の成形品取出し機で構成されている。この成形品取出し機の動作は射出成形機の動作に連動させる必要があり、射出成形機の動作タイミングに合わせて、成形品取出し機の動作タイミングが設定される。一般に、金型が開いた後の金型開完了信号を受け取って成形品取出し機の動作を開始し、成形品の取り出しを完了すると、取り出し完了信号を射出成形機に送り、射出成形機はこの成形品取出し完了信号を受けて次の成形動作、すなわち型閉じ、型締め動作を開始する。
【０００３】
上述した一般的な成形品取出し方法では、成形品取出し機は金型が完全に開くのを待って動作を開始し、又、射出成形機は成形品取出し機が完全に成形品を取り出すのを待って、次の成形サイクルの型閉じを開始するため、待ち時間により時間を無駄に消費し、成形のサイクルタイムを長くする。
【０００４】
この待ち時間を少なくする方法として、金型の型開き完了より前に信号を発生させ、この信号によって成形品取出し機の動作を開始し、又成形品取出し機による成形品取出し完了前に射出成形機に信号を出力して型閉じ動作を開始させるようにした、金型の開閉動作に同期して成形品取出し装置を駆動制御する方法も採用されている。例えば、特開昭６２−２７３８１６号公報には、金型開の移動量に応じて成形品取出し機を駆動制御し、型開きが完了した時点で成形品取出し機の把持部が成形品を取り出せる位置に達するように移動させ、可動金型が型締め方向に移動すると可動金型の移動量に応じて成形品取出し機を制御して把持部を取り出し位置から退避するようにした発明が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した射出成形機の金型開閉動作に同期して成形品取出し機の動作を制御する方法は、成形品取出し機の動作タイミングの調整が非常に難しい。金型の開閉速度や成形品取出し機の動作速度が変わる毎にこの動作開始タイミングが変わることになり、再調整の必要がある。又、少しでも無理をすると、成形品取出し機のハンド等を金型で挟んでしまい、高価な金型やハンドを破損させる。そのため、動作開始等のタイミングの調整には、繰り返しテスト実験を行い、射出成形機と成形品取出し機間の信号のやりとりして型開き時の成形品取出し機の動作開始タイミング、型閉じ動作タイミングを決定しなければならない。この作業は誤れば金型やハンド等を破損させるおそれがあるから、慎重に作業を行わねばならず、時間を要しかつ長い経験を必要とする。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、成形品取出し機の動作タイミングを容易に設定でき、金型やエジェクタ等と成形品取出し機との干渉を回避できる干渉回避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】
請求項１に係わる発明は、成形品取出し機を備える射出成形機において、金型及び該金型に取り付けられた周辺機器を含む金型体と成形品取出し機との干渉を回避する干渉回避制御装置に関するもので、金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離を求める手段と、求められた金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が所定距離以内か判断する判断手段と、金型開動作中に所定距離以内と判断された場合、成形品取出し機の動作速度を減速あるいは停止させる速度制御手段とを備え、成形品取出し機と金型体の干渉を回避することを特徴とする干渉回避制御装置である。
【０００８】
又、請求項２に係わる干渉回避制御装置の発明は、金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離を求める手段と、求められた金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が第１及び第２の所定距離以内か判断する判断手段と、金型開動作中に第１の所定距離以内と判断された場合、成形品取出し機の動作速度を減速させ、該第１の所定距離よりも小さい第２の所定距離以内と判断された場合には停止させる速度制御手段とを備え、成形品取出し機と金型の干渉を回避することを特徴とする。又、請求項１、２に係わる発明において、金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が所定距離以内と判断され、減速する場合、前記速度制御手段は、その距離に応じて成形品取出し機の動作速度を変化させるようにする。
【０００９】
請求項４に係わる干渉回避制御装置の発明は、金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離を求める手段と、求められた金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が所定距離以内か判断する判断手段と、金型閉動作中に所定距離以内と判断された場合、金型閉速度を減速あるいは停止させる速度制御手段とを備え、成形品取出し機と金型の干渉を回避することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係わる干渉回避制御装置の発明は、金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離を求める手段と、求められた金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が第１及び第２の所定距離以内か判断する判断手段と、金型閉動作中に第１の所定距離以内と判断された場合、金型閉速度を減速させ、該第１の所定距離よりも小さい第２の所定距離以内と判断された場合には停止させる速度制御手段とを備え、成形品取出し機と金型体の干渉を回避することを特徴とする。又、請求項４又は５に係わる発明において、金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が所定距離以内と判断され減速する場合は、前記速度制御手段は、その距離に応じて金型閉速度を変化させるようにする。
【００１１】
又、請求項７に係わる干渉回避制御装置の発明は、金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離を求める手段と、金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が所定距離以内か判断する判断手段と、所定距離以内と判断された場合、金型開動作中では、成形品取出し機の動作速度を減速あるいは停止させ、金型閉動作中では金型閉速度を減速あるいは停止させる速度制御手段とを備え、成形品取出し機と金型体の干渉を回避することを特徴とする。
【００１２】
請求項８に係わる干渉回避制御装置の発明は、金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離を求める手段と、金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が第１及び第２の所定距離以内か判断する判断手段と、第１の所定距離以内と判断された場合、金型開動作中では成形品取出し機の動作速度を減速させ、金型閉動作中では金型閉速度を減速あるいは停止させ、該第１の所定距離よりも小さい第２の所定距離以内と判断された場合には、金型開動作中では成形品取出し機の動作を停止させ、金型閉動作中では金型閉動作を停止させる速度制御手段とを備え、成形品取出し機と金型の干渉を回避することを特徴とする。そして、請求項７，８に係わる発明において、前記減速の度合いは、金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が短くなれば大きくなるように変化させるようにする。
【００１３】
さらに、前記各発明において、金型体の位置は可動側金型及び／又は固定側金型に取り付けられた周辺機器を含め２次元又は３次元の外形形状における位置、線分又は面を設定して決める。又、成形品取出し機の位置は、成形品把持部の位置、又は、アーム部における設定された位置、線分とする。
【００１４】
成形品取出し機を複数備えるものにおいては、前記各発明における判断手段は、各成形品取出し機の位置と金型体の位置との間の距離のいずれかが前記所定距離以内か判断するようにする。
【００１５】
請求項１４にかかわる発明は、金型を開放し成形品をエジェクトする射出成形機におけるエジェクタと成形品取出し機との干渉を回避する干渉回避制御装置であって、前記エジェクタ位置と前記成形品取出し機との間の距離を求める手段と、前記エジェクタ位置と前記成形品取出し機との間の距離が所定距離以内か判断する判断手段と、エジェクタ動作中に所定距離以内と判断された場合、エジェクタの動作速度を減速或いは停止させる速度制御手段とを備え、エジェクタと成形品取出し機との干渉を回避することを特徴とする。
【００１６】
請求項１５に係わる発明は、金型を開放し成形品をエジェクトする射出成形機におけるエジェクタと成形品取出し機との干渉を回避する干渉回避制御装置であって、前記エジェクタ位置と前記成形品取出し機との間の距離を求める手段と、前記エジェクタ位置と前記成形品取出し機との間の距離が所定距離以内か判断する判断手段と、エジェクタ動作が停止中に所定距離以内と判断された場合、成形品取出し機の動作速度を減速させる速度制御手段とを備え、エジェクタと成形品取出し機との干渉を回避することを特徴とする。
【００１７】
又、請求項１６に係わる発明においては、前記エジェクタ位置と前記　成形品取出し機との間の距離を求める手段と、前記エジェクタ位置と前記　成形品取出し機との間の距離が所定距離以内か判断する判断手段と、所定距離以内と判断された場合、エジェクタ動作中ではエジェクタの動作速度を減速或いは停止させ、エジェクタ動作停止中では成形品取出し機の動作速度を減速させる速度制御手段とを備え、エジェクタと成形品取出し機との干渉を回避するようにした。さらに、請求項１４，１５，１６に係わる発明において、前記成形品取出し機を複数備えるときは、前記判断手段は、各成形品取出し機の位置とエジェクタの位置との間の距離のいずれかが前記所定距離以内か判断するようにする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態の干渉回避装置を適用する射出成形機と成形品取出し装置からなるシステムの概要図である。
図１において、符号１は射出成形機の型締機構１を示すもので、該型締機構１は、固定プラテン２，リアプラテン３，複数のタイバー４、可動プラテン５、トグル機構７，型締め用サーボモータ８、伝動機構９，ボールネジ／ナット機構１０等で構成されている。すなわち、ベースに固定された固定プラテン２には、複数のタイバー４によってリアプラテン３が取り付けられている。固定プラテン２とリアプラテン３間のタイバー４には可動プラテン５が摺動自在に配置されている。リアプラテン３と可動プラテン５間には型締め用トグル機構７が配設され、型締め用サーボモータ８によって、プーリ、ベルト等の伝動機構９を介してボールネジ／ナット機構１０によりトグル機構７を駆動し、可動プラテン５を移動させ、固定プラテン２に取り付けられた固定側金型６ａと可動プラテン５に取り付けられた可動側金型６ｂを開閉及び型締めを行う。なお、符号１１は、サーボモータ８に取り付けられ、該サーボモータ８の位置、速度を検出するパルスエンコーダ等の位置、速度検出器である。以上のような型締機構は、トグル式型締め機構として周知のものである。
【００１９】
該型締機構１の近傍には、可動側金型から成形された成形品を取り出すための成形品取出し機２０が配置されている。この実施形態ではこの成形品取出し機２０としてロボットを用いるものとしている。ロボット２０のアーム２１，２２の先端手首には、可動側金型６ｂに付着している成形品を把持又は吸着して成形品を取り出すエンドエフェクタ２３が取り付けられている。この図１ではエンドエフェクタとして成形品を把持するハンド２３を示している。なお、符号２４は、ロボット２０を取り付ける取付ベースである。
【００２０】
以上のような構成において、型開き時に、図２に示すように、金型６ａ，６ｂの型開き動作中にロボット２０が可動側金型６ｂに付いている成形された成形品を取り出し動作を開始する。このとき、ロボットのハンド２３等と金型６ａ，６ｂ及び金型に取り付けられた周辺機器等に接触し干渉する場合がある。なお、以下金型に取り付けられた周辺機器等をも含めて金型体という。
【００２１】
そこで、この金型体とロボットハンド等の干渉を避けるために、本発明は、金型体の位置とハンド等の位置が所定距離以下になるとロボット動作を減速又は停止して、干渉発生を防止するようにした。
【００２２】
又、ロボットのハンド２３が可動金型６ｂから成形品を把持し取り出し中に、サイクルタイムを短くするために、図３に示すように型閉じを開始する。このときもハンド等と金型体が接触し干渉が生じる場合がある。そのため、ハンド等の位置と金型体の位置が所定距離以下になると型閉じ動作を減速又は停止して干渉を防止するようにしたものである。
【００２３】
図４は、本発明の干渉回避制御装置を構成する射出成形機の制御装置と成形品取出し機であるロボットの制御装置の概要図である。
射出成形機の制御装置３０は、プロセッサ３１にＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるメモリ３２、表示装置３３、キーボード等の入力手段３４、射出成形機の各可動部を駆動するサーボモータを駆動制御するサーボ制御手段３５，通信インターフェイス３６、射出成形機の周辺機器と接続される入出力回路３７等がバス接続されている。
【００２４】
プロセッサ３１は、メモリ３２に予め格納された動作プログラムに基づいて、サーボ制御手段に移動指令を出力し、該移動指令と各可動部のサーボモータに取り付けられた位置、速度検出器からの位置、速度フィードバック信号に基づいて位置、速度を制御し、射出成形動作を実行させる。なお、この射出成形機の制御装置３０の構成及び後述の干渉回避動作を除いてはその動作は、従来の射出成形機の制御装置の構成、動作と同一であり、変わりはない。
【００２５】
一方、ロボットの制御装置４０も従来のロボット制御装置と同一であり、プロセッサ４１、ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるメモリ４２、表示装置４３、キーボード等の入力手段４４、ロボットの各関節軸を駆動するサーボモータを駆動制御するサーボ制御手段４５，通信インターフェイス４６、ロボットの周辺機器と接続される入出力回路４７等で構成されており、プロセッサ４１はメモリ４２に格納された教示プログラムを実行し、サーボ制御手段４５に移動指令を出力し、該移動指令と各軸のサーボモータに取り付けられた位置、速度検出器からの位置、速度フィードバック信号に基づいてサーボ制御手段４５によって、位置、速度のフィードバック制御を行い、ハンドの把持点等のＴＣＰ（ツール・センター・ポイント）の位置、速度を制御する。
【００２６】
このロボット制御装置４０の構成、動作も後述の干渉回避動作を除いては従来のロボット制御装置と同一であり、格別差異はないが、又、射出成形機の制御装置３０及びロボットの制御装置４０が通信インターフェース３６，４６及び通信線５０を介して接続されている点である。
【００２７】
射出成形機の制御装置３０には、射出成形機が実行する成形動作プログラムがメモリ３２に格納されているものとする。又、ロボットの制御装置のメモリ４２には、射出成形機の成形動作の型開き、型閉じ動作に合わせて、可動金型から成形された成形品を取り出すための成形品取出し動作プログラムを格納する。この成形品取出し動作プログラムは、射出成形機の制御装置３０から型開き開始信号を受信すると、この信号に合わせてもしくは少し遅れて、成形品取出し動作を開始させ、可動側金型６ｂから成形品を把持し取り出し、金型６ａ，６ｂ間から離脱を開始したとき、ロボットの制御装置４０は、離脱開始信号を射出成形機の制御装置３０に送信し、射出成形機の制御装置３０はこの信号受信すると、成形サイクルの動作を開始する。すなわち、型閉じを開始する。
【００２８】
以上のように、射出成形機と成形品取出し機としてのロボットの動作は従来の成形品取出し機を備える射出成形機の動作と同じである。しかし、従来の射出成形機と成形品取出し機においては、成形品取出し機は、動作を開始した後は動作プログラムに従って成形品の取り出し完了まで実行され、又、型閉じが開始された後は、型閉じ及び型締めが完了するまで教示プログラムに基づいて射出成形機は動作を行うものである。
【００２９】
しかし、本発明においては、動作、教示プログラムに基づいて動作を行うが、その動作速度を変えて金型体とロボットとの干渉を回避する点に特徴がある。そのために、金型に取り付けられた周辺機器をも含めた金型体及び成形品取出し機としてのロボットにおいて、接触し干渉が生じる恐れがある位置を予め設定しておく、金型体においては、周辺機器を含めた金型の特定の点の位置、又はある点からある点までの線分、さらには平面等を金型体の位置として設定しておく。又ロボット側としては、ロボットハンドの中心点（ＴＣＰ）、ハンドやアームの特定の位置、線分、面等で接触干渉が生じる可能性が予測されるロボット位置としてを設定しておく。
【００３０】
位置、速度検出器１１より型締め用サーボモータ８の位置が検出され、該位置に基づいて可動プラテン５の位置が求められる。そして、干渉のおそれのある位置として設定する位置は、可動プラテン５の金型取付面の所定位置を原点とし座標系上で設定しておけば、位置、速度検出器１１で検出された型締め用サーボモータ８の位置より設定した干渉のおそれのある位置は計算できる。
【００３１】
又、干渉のおそれのある位置として設定されるロボット位置は、ハンドの中心点等のＴＣＰであれば通常求められているが、ロボットアーム上等の他の点を干渉のおそれのあるロボット位置として設定する場合は、ロボットアームの長さ等を設定しておけば、ロボットの各関節軸の回転角、アームの長さ等により設定されているロボット位置を求めることができる。
【００３２】
図５は、型開き工程における射出成形機の制御装置３０のプロセッサ３１が実行する本発明の干渉回避処理のフローチャートである。型開き工程になると、射出成形機の制御装置３０は、設定されている型開き動作プログラムを実行し、型締め用サーボモータ８を駆動制御し、可動側金型を型開き方向に移動開始させる。又、ロボットの制御装置４０にも型開き開始信号を送信し、ロボット制御装置４０では、この型開き開始信号を受信して、設定されている成形品取出しプログラムを実行し、ロボットを駆動制御する。そして、射出成形機の制御装置３０のプロセッサは、所定周期毎図５に示す干渉回避処理を実行する。
【００３３】
まず、型締め用サーボモータ８に取り付けられた該サーボモータの回転位置を検出する位置、速度検出器１１で検出された型締め用サーボモータ８の位置より設定された金型体の位置Ｐｓを計算する（ステップＡ１）。さらに、ロボット制御装置４０よりハンドの位置、姿勢を受信し、該ハンドの位置姿勢より設定されているロボット位置Ｐｒを算出する（ステップＡ２）。なお、ロボット制御装置４０に接触干渉のおそれのあるロボット位置を設定しておき、ロボット制御装置４０側で、該設定ロボット位置を射出成形機の制御装置３０に送信するようにしてもよい。この場合はステップＡ２の処理は単にロボット位置を読みとるだけの処理となる。
【００３４】
次に、こうして求められた金型体の位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒとの距離Ｌｓｒを算出する（ステップＡ３）。次に、ロボット減速フラグＤｒが「０」か判断する（ステップＡ５）、このロボット減速フラグＤｒは、射出成形機の制御装置に電源が投入された際に、初期設定で「０」にセットされており、最初は「０」である。ロボット減速フラグＤｒが「０」であると、型開き完了か（設定型開き完了位置に可動側金型が達したか）判断し（ステップＡ５）、型開き完了でなければ、ステップＡ３で求めた金型位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒとの間の距離Ｌｓｒが危険距離として設定された設定値ｄ以下か判断し（ステップＡ６）、以下でなければ、設定値ｄよりも大きい警戒距離として設定された設定値ａ以下か判断し（ステップＡ７）、以下でなければ、当該周期の処理を終了する。
【００３５】
以下、各周期毎、ステップＡ１〜Ａ７の処理を実行する。そして、ステップＡ７で、金型体の位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒとの間の距離Ｌｓｒが設定値ａとして設定されている警戒距離に接近したことが検出されるとロボット動作速度をプログラム指令値のＮ％（例えば８０％）に減速するようにロボット制御装置４０にオーバライドＮ％の指令を送信し、ロボット減速フラグＤｒを「１」にセットする（ステップＡ８）。ロボット制御装置４０では、このオーバライド指令を受けて、プログラムによりその時点で指令しているロボット動作速度に指令オーバライド値Ｎ％を乗じて速度指令を小さくしロボットの動作速度を減速する。なお、この実施形態ではオーバライド指令でロボット動作速度を減速するようにしたが、予め設定されているロボットの減速動作速度をロボット制御装置に出力し、ロボット制御装置は、この指令された指令速度でロボットを駆動するようにしてもよい。
【００３６】
次の周期からは、ロボット減速フラグＤｒが「１」にセットされているから、ステップＡ４より、ステップＡ９に移行し、金型体の位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒとの間の距離Ｌｓｒが警戒解除距離として設定されている設定値ｂより大きいか判断する。なお、危険距離設定値ｄ、警戒距離設定値ａ、警戒解除距離設定値ｂの関係は、ｂ＞ａ＞ｄである。金型位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒとの間の距離Ｌｓｒが設定値ｂを越えなければ、ステップＡ９よりステップＡ５に移行し、前述した処理を繰り返し実行し、ロボット動作速度の変更は行わない。この場合、ロボット動作速度が減速されているが、金型の開動作速度はプログラム指令値どおりであるから、金型体の位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒとの間の距離Ｌｓｒは拡大する可能性の方が大きい。
【００３７】
そして、ステップＡ９で、金型体の位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒとの間の距離Ｌｓｒが警戒解除設定値ｂを越えたと判断され、接触干渉が発生するおそれがない安全な距離となったことと判別されると、ロボット動作速度のオーバライド指令値を１００％にして、ロボット動作速度をプログラム指令どおりにすると共に、ロボット減速フラグＤｒを「０」にセットする（ステップＡ１０）。
【００３８】
又、ロボット動作速度を減速したにもかかわらず、型締機構のトグル機構の影響等で、金型位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒとの間の距離Ｌｓｒが減少し、該距離Ｌｓｒが設定されている危険距離ｄ以下となると（ステップＡ６）、ロボット動作速度を「０」、すなわち停止するようにロボット制御装置４０に出力する。又、ロボット減速フラグＤｒを「１」にセットする（ステップＡ１１）。ロボット制御装置４０はこの指令を受けてロボットの各軸への移動指令を停止し、ロボット動作を停止する。そのため、金型体とロボットは接触し干渉することはない。
【００３９】
そして、型開きが完了すると、ロボットの動作位置がどのような位置でも型開き完了状態では、ロボットと金型体が干渉し合うことがないように、ロボット動作がプログラムされているから、ロボットをプログラム指令速度で動作しても問題はないので、ステップＡ６で型開き完了が判別されると、ステップＡ１０に移行し、ロボット動作速度を１００％にするようロボット制御装置４０に指令をｍａｉｌｔｏ：Ｑ＠Ｄ出し、ロボット減速フラグＤｒが「０」にセットし、干渉回避処理は終了する。
【００４０】
一方、ロボット２０は教示されたプログラムに基づいて動作するが、上述したように、移動動作パターンは教示プログラムどおりでも、その動作速度は変更して動作することになる。しかし、型開きが完了した後は、ステップＡ１０でロボットの動作速度は１００％にもどされるので、以後は、教示プログラムどおりの指令速度で動作することになる。型開きが完了しロボット動作速度が教示プログラム速度にもどされ、教示プログラムを実行することにより、ロボットハンド２３は、成形された成形品を把持し、金型６ａ，６ｂ間から抜け出す動作を開始するが、このとき復帰開始信号を射出成形機の制御装置３０に送信する。
【００４１】
射出成形機の制御装置３０のプロセッサ３１は、この復帰開始信号を受けると、次の成形サイクルを開始し、まず、型閉じ処理を開始すると共に、図６に示した開閉時の干渉回避処理を所定周期毎実行する。
【００４２】
まず、干渉が発生するおそれがあるとして設定されている金型体の位置Ｐｓ、ロボット位置Ｐｒを求め、この間の距離Ｌｓｒを求める、図５で示したステップＡ１〜Ａ３と同じ処理を実行する（ステップＢ１〜Ｂ３）。続いて成形機減速フラグＤｓが「０」か否か判断する（ステップＢ４）。なお、この成形機減速フラグＤｓも射出成形機の制御装置３０に電源投入時の初期設定で「０」に設定されている。
【００４３】
成形機減速フラグＤｓが「０」であると、ステップＢ３で求めた金型体の位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒ間の距離Ｌｓｒが設定された危険距離ｄ以下か判断し（ステップＢ５）、以下でなければ、設定されている警戒距離ｃ（なお、ｄ＜ｃである）以下か判断し（ステップＢ６）、以下でなければ、このまま当該周期の処理を終了する。その結果、射出成形機は、設定されている動作プログラムどおりに、可動プラテンを移動させ型閉じ工程を実行することになる。
【００４４】
一方、ステップ６で、金型体の位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒ間の距離Ｌｓｒが設定警戒距離ｃ以下と判断されると、射出成形機の動作速度を設定指令速度のＮ％（例えば８０％）に減速するように指令を出力し（Ｎ％のオーバライド指令値）、成形機減速フラグＤｓを「１」にセットする（ステップＢ７）。
【００４５】
次の周期からは、ステップＢ１〜Ｂ４、ステップＢ８に進み、金型体の位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒ間の距離Ｌｓｒが設定されている解除距離ｂ（なお、ｄ＜ｃ＜ｂである）より長いか判断し、長くなければ、ステップＢ５以下の処理を行う。すなわち、ステップＢ７で、射出成形機の金型閉速度を設定速度のＮ％に減速した後は、前記距離Ｌｓｒが解除距離ｂよりも長くなければ、ステップＢ１〜Ｂ４、ステップＢ８、ステップＢ５〜Ｂ７の処理を繰り返し実行することになる。そして、設定速度のＮ％に減速するように指令（オーバライド指令）されているから、金型の閉速度は減速され、設定型閉じ速度より遅いものとなる。その結果、ロボット２０は動作してロボットハンド２３は金型間から離脱するように移動しているから、金型体の位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒ間の距離Ｌｓｒは増大する方向にある。
【００４６】
しかし、ロボットの動作速度が遅く設定したときやロボット動作経路が可動側金型から離脱する方向に大きくとれない場合等の理由で、前記距離Ｌｓｒが増大せず減少し、ステップＢ５で該距離Ｌｓｒが設定された危険距離ｄより短くなると、ステップＢ１０に進み、射出成形機の動作速度を「０」に指令する。すなわち停止指令を出力する。そして、成形機減速フラグＤｓを「１」にセットする。その結果、射出成形機の動作は停止し、型閉じ動作が停止するが、ロボットの動作は継続して実行されているから、前記距離Ｌｓｒは増大することになる。これにより、前記距離Ｌｓｒが危険距離ｄより長くなると、ステップＢ５よりステップＢ６，ステップＢ７に移行し、射出成形機の動作速度を設定速度のＮ％に減速して駆動する。以下所定周期毎、ステップＢ１〜Ｂ４，Ｂ８，Ｂ５の処理後ステップＢ６、Ｂ８、又はステップＢ１０の処理がなされ、干渉が回避される。
【００４７】
こうして、射出成形機の動作速度が設定速度のＮ％で動作している間、又は動作を停止している間、ロボット２０は動作し、ステップＢ８で金型体の位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒ間の距離Ｌｓｒが設定されている解除距離ｂより長いと判断されると、射出成形機の動作速度を１００％に変更し設定速度どおりの速度で駆動させる。又成形機減速フラグＤｓを「０」にセットする（ステップＢ９）。ロボットハンド２３が、金型間から離脱した後は、位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒ間の距離Ｌｓｒは増大する方向であり、ロボットが成形品取出し完了位置に達したときには、位置Ｐｓとロボット位置Ｐｒ間の距離Ｌｓｒは設定解除距離ｂより大きくなっており、成形機減速フラグＤｓを「０」にセットされた状態となり、次の成形サイクルに備えることになる。
【００４８】
以上の通り、型開き時には、金型から成形品の取り出しを行うロボット２０の動作速度を減速又は停止することによって、金型とロボットの干渉を回避し、型閉じ時には、射出成形機の型閉じ速度を減速又は停止するすることによって、金型とロボットの干渉を回避するようにしたから、射出成形機の金型開閉動作に対して成形品取出し機のロボット２０の動作タイミングを厳格に調整する必要がなく、容易にロボット動作を設定できるものである。
【００４９】
上述した実施形態では、金型体とロボットの干渉を回避するものであった。しかし、金型によっては、エジェクタによって、可動側金型６ｂ内の成形された成形品を突き出し、該突き出された成形品を成形品取出し機で取り出しする場合がある。この場合においては、成形品取出し機とエジェクタが干渉するおそれがある。
【００５０】
図７は、このような成形品取出し機としてのロボットとエジェクタとの干渉発生の説明図である。ロボット２０が成形品を取り出す際に可動側金型６ｂから突出したエジェクタピン２５とロボット２０のハンド２３やアームの一部に接触し干渉するおそれがある。このような場合に対しても本発明は適用できるものである。
【００５１】
型開き完了時には、型締め用サーボモータ８の回転位置より可動プラテン５の位置は求まり、通常この型開完了位置は設定値であり、決められた位置である。エジェクタピンのストローク位置は該エジェクタを駆動するサーボモータの回転位置によって検出することができる。よって、可動プラテン５の型開完了位置にエジェクタ用サーボモータに取り付けられている位置速度検出器で検出されるサーボモータの位置よりエジェクタピンに対して設定されているエジェクタ位置が求められる。こうして求められたエジェクタ位置とロボットに対して設定されている位置と距離を求めて、該距離の長さに応じて、ロボット動作速度、エジェクタ動作速度を制御することによって、干渉を回避する。
【００５２】
図９は、型開きが完了しエジェクタ動作を開始し、かつロボット２０が成形品取出し動作を開始したとき、射出成形機の制御装置３０のプロセッサ３１が所定周期毎行うロボットとエジェクタとの干渉回避処理のフローチャートである。
【００５３】
前述したようにエジェクタを駆動するサーボモータに取り付けた位置速度検出器で検出される位置に基づいて設定されているエジェクタ位置Ｐｅを求め（ステップＣ１）、又、先の実施形態で説明したように、ロボットの設定されているロボット位置Ｐｒを求め（ステップＣ２）、このエジェクタ位置Ｐｅとロボット位置Ｐｒ間の距離Ｌｅｒを求める（ステップＣ３）。そして、フラグＦが「０」か否か判断する（ステップＣ４）。なおこのフラグも射出成形機の制御装置に電源を投入したときの初期設定で、最初は「０」にセットされている。フラグＦが「０」であると、ステップＣ３で求めた距離Ｌｅｒが、危険距離ｄ以下か判断し（ステップＣ５）、以下でなければ、警戒距離ｅ以下か判断し（ステップＣ６）、以下でなければ、当該処理を終了する。
【００５４】
エジェクタ位置Ｐｅとロボット位置Ｐｒ間の距離Ｌｅｒが警戒距離ｅより短くならなければ、各周期毎、ステップＣ１〜Ｃ６の処理を繰り返し実行するのみであり、エジェクタ及びロボットは指令された速度で動作プログラムどおりの動作をしている。
【００５５】
しかし、エジェクタ位置Ｐｅとロボット位置Ｐｒ間の距離Ｌｅｒが警戒距離ｅ以下となると、ステップＣ６よりステップＣ７に移行して、その時点でエジェクタは動作しているか否か判断し、動作していれば、このエジェクタの動作速度を指令動作速度のＮ％に減速する（ステップＣ８）。又エジェクタが動作していなければ、ロボットへその動作速度を指令値のＮ％に減速するように指令する（ステップＣ９）。これによりロボット制御装置４０は、ロボットの動作速度指令値のＮ％に減速しロボットを駆動制御することになる。又、エジェクタ又はロボットが減速していることを記憶するフラグＦを「１」にセットし（ステップＣ１０）、当該周期の処理を終了する。
【００５６】
次の周期からは、フラグＦが「１」にセットされていることから、エジェクタ位置Ｐｅとロボット位置Ｐｒ間の距離Ｌｅｒが設定されている解除距離ｂより長くならない限り、ステップＣ１〜Ｃ４、Ｃ１１及びステップＣ５以下の処理を実施する。そして、前記距離Ｌｅｒが危険距離ｄ以下となったときにはステップＣ５よりステップＣ１２に進み、エジェクタが動作中か否かを判断し、動作中ならば、このエジェクタの動作速度を「０」にする、すなわちエジェクタの動作を停止させる（ステップＣ１３）。一方、エジェクタが動作中でない場合には、ロボットの動作を停止させる（ステップＣ１４）。そしてフラグＦ「１」にセットし（ステップＣ１０）、当該周期の処理を終了する。
【００５７】
ステップＣ１１でエジェクタ位置Ｐｅとロボット位置Ｐｒ間の距離Ｌｅｒが解除距離ｂより長くなったことが判断されると、エジェクタ及びロボットの動作速度を１００％にして動作プログラムで設定されて指令動作速度でエジェクタ及びロボットを動作させ（ステップＣ１５）、フラグＦを「０」にセットし（ステップＣ１６）、当該処理を終了する。
【００５８】
以上の処理を実行し、ロボットが金型から成形品を取り出し、取り出し完了等の信号を射出成形機の制御装置３０に送信すると、射出成形機の制御装置３０は、上述した図９に示す回避処理を終了し、次の成形サイクルの型閉じを開始する。
【００５９】
上述した各実施形態では、成形品取出し機が一台の場合について、説明したが、図８に示すように二台の成形品取出し機（ロボット）２０、２０’の場合でも本発明は提供できるものである。
【００６０】
この場合には、各ロボット（成形品取出し機）と金型体又はエジェクタとの干渉を回避する必要があるが、このときの動作処理は、図５，図６，図７に示す処理において、ステップＡ２，Ｂ２，Ｃ２でロボット位置を求める処理が各ロボットの設定されたそれぞれのロボット位置Ｐｒ，Ｐｒ’をそれぞれ求めることになる。又、ステップＡ３，Ｂ３，Ｃ３での処理は、各ロボット位置と金型体の位置との距離ＬｓｒとＬｓｒ’又は各ロボット位置とエジェクタ位置間の距離ＬｅｒとＬｅｒ’を求めることになる。さらに、ステップＡ６，Ｂ５，Ｃ５では、求めた２つの距離ＬｓｒとＬｓｒ’又はＬｅｒとＬｅｒ’のどちらか一方でも危険距離ｄ以下か判断することになる。どちらも危険距離ｄより長いときに、ステップＡ７，Ｂ６，Ｃ７に進むことになる。
【００６１】
同様に、ステップＡ７，Ｂ６，Ｃ６では、求めた２つの距離のどちらか一方でも警戒距離ａ，ｃ，ｅ以下かを判断することになる。どちらも警戒距離ａ，ｃ，ｅよりそれぞれ長いときには減速処理は行わず、処理を終了する。さらに、ステップＡ９，Ｂ８，Ｃ１１では、２つの距離ＬｓｒとＬｓｒ’又はＬｅｒとＬｅｒ’が共に解除距離ｂより長くなったとき、ロボット、成形機、エジェクタの動作速度を１００％にもどすようにする。他の処理は図５，図６，図９に示した処理フローチャートと同じである。
【００６２】
又、上述した各実施形態においては、金型体又はエジェクタの位置とロボットの位置間の距離Ｌｓｒ又は距離Ｌｅｒが警戒距離ａ，ｃ，ｅ以下なるとロボット又は型閉じ動作又はエジェクタ動作の動作速度を指令速度に対する設定された割合の速度に減速し、危険速度ｄの距離以下になると、動作を停止させるようにしたが、警戒距離よりも短くなったときには、その距離に応じて減速するようにしてもよい。
【００６３】
この場合、図５に示す型開き時の干渉回避処理においては、ステップＡ８の処理が、ロボットの設定動作速度に（Ｌｓｒ／ａ）を乗じた速度になるように制御する。又、これは、（Ｌｓｒ／ａ）×１００％のオーバライド指令となる。この場合、Ｌｓｒが小さくなれば、（Ｌｓｒ／ａ）の値も小さくなり、ロボットの動作速度も大きく減速され低速となるから、ステップＡ６，Ａ１１の処理を必ずしも設ける必要はない。
【００６４】
又、図６に示す型閉じ時の干渉回避処理においては、ステップＢ７の処理が、成形機の設定動作速度に（Ｌｓｒ／ｃ）を乗じた速度になるように制御する。（Ｌｓｒ／ｃ）×１００％のオーバライド指令となる。この場合も、Ｌｓｒが小さくなれば、（Ｌｓｒ／ｃ）の値も小さくなり、成形機の動作速度も大きく減速され低速となるから、ステップＢ５，Ｂ１０の処理を必ずしも設ける必要はない。さらに、図９に示すエジェクタとの干渉回避処理においては、ステップＣ８、Ｃ９の処理が、エジェクタの動作速度又はロボットの動作速度を設定指令速度に（Ｌｅｒ／ｅ）を乗じた速度になるように制御する。（Ｌｅｒ／ｅ）×１００％のオーバライド指令となる。この場合も、Ｌｅｒが小さくなれば、（Ｌｅｒ／ｅ）の値も小さくなり、エジェクタ又はロボットの動作速度も大きく減速され低速となるから、ステップＣ５，Ｃ１２，Ｃ１３の処理を必ずしも設ける必要はない。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は、成形品取出し機と金型に取り付けられた周辺機器をも含めた金型体又はエジェクタとの干渉を、成形品取出し機、成形機、エジェクタの動作速度を減速又は停止することによって自動的に回避するようにしたから、成形品取出し機の動作タイミングの設定を厳密に行う必要がなく、容易に設定することができ、設定作業が簡単で、その作業時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の干渉回避装置を適用する射出成形機と成形品取出し機からなるシステムの概要図である。
【図２】同実施形態における型開き時の動作説明図である。
【図３】同実施形態における型閉じ時の動作説明図である。
【図４】同実施形態における射出成形機の制御装置とロボット制御装置の概要ブロック図である。
【図５】同実施形態における型開き時の干渉回避処理のフローチャートである。
【図６】同実施形態における型閉じ時の干渉回避処理のフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態における成形品取出し機とエジェクタとの干渉の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における成形品取出し機が二台設けられている例の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における成形品取出し機とエジェクタとの干渉回避処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１　型締機構
２　固定プラテン
３　リアプラテン
４　タイバー
５　可動プラテン
６ａ　固定側金型
６ｂ　可動側金型
７　トグル機構
８　型締め用サーボモータ
９　伝動機構
１０　ボールネジ／ナット機構
１１　位置、速度検出器
２０　ロボット（成形品取出し機）
２１，２２　アーム
２３　ハンド
２４　ロボット取付ベース
３０　射出成形機の制御装置
４０　ロボットの制御装置
５０　通信線

Claims

成形品取出し機を備える射出成形機における、金型及び該金型に取り付けられた周辺機器を含む金型体と成形品取出し機との干渉を回避する干渉回避制御装置であって、
金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離を求める手段と、
求められた金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が所定距離以内か判断する判断手段と、
金型開動作中に所定距離以内と判断された場合、成形品取出し機の動作速度を減速あるいは停止させる速度制御手段とを備え、成形品取出し機と金型体の干渉を回避することを特徴とする干渉回避制御装置。
成形品取出し機を備える射出成形機における、金型及び該金型に取り付けられた周辺機器を含む金型体と成形品取出し機との干渉を回避する干渉回避制御装置であって、
金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離を求める手段と、
求められた金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が第１及び第２の所定距離以内か判断する判断手段と、
金型開動作中に第１の所定距離以内と判断された場合、成形品取出し機の動作速度を減速させ、該第１の所定距離よりも小さい第２の所定距離以内と判断された場合には停止させる速度制御手段とを備え、成形品取出し機と金型の干渉を回避することを特徴とする干渉回避制御装置。
金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が所定距離以内と判断され減速する場合、前記速度制御手段は、その距離に応じて成形品取出し機の動作速度を変化させる請求項１又は請求項２に記載の干渉回避制御装置。
成形品取出し機を備える射出成形機における、金型及び該金型に取り付けられた周辺機器を含む金型体と成形品取出し機との干渉を回避する干渉回避制御装置であって、
金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離を求める手段と、
求められた金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が所定距離以内か判断する判断手段と、
金型閉動作中に所定距離以内と判断された場合、金型閉速度を減速あるいは停止させる速度制御手段とを備え、成形品取出し機と金型の干渉を回避することを特徴とする干渉回避制御装置。
成形品取出し機を備える射出成形機における、金型及び該金型に取り付けられた周辺機器を含む金型体と成形品取出し機との干渉を回避する干渉回避制御装置であって、
金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離を求める手段と、
求められた金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が第１及び第２の所定距離以内か判断する判断手段と、
金型閉動作中に第１の所定距離以内と判断された場合、金型閉速度を減速させ、該第１の所定距離よりも小さい第２の所定距離以内と判断された場合には停止させる速度制御手段とを備え、成形品取出し機と金型体の干渉を回避することを特徴とする干渉回避制御装置。
金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が所定距離以内と判断され減速する場合、前記速度制御手段は、その距離に応じて金型閉速度を変化させる請求項４又は請求項５に記載の干渉回避制御装置。
成形品取出し機を備える射出成形機における、金型及び該金型に取り付けられた周辺機器を含む金型体と成形品取出し機との干渉を回避する干渉回避制御装置であって、
金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離を求める手段と、
求められた金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が所定距離以内か判断する判断手段と、
所定距離以内と判断された場合、金型開動作中では、成形品取出し機の動作速度を減速あるいは停止させ、金型閉動作中では金型閉速度を減速あるいは停止させる速度制御手段とを備え、成形品取出し機と金型体の干渉を回避することを特徴とする干渉回避制御装置。
成形品取出し機を備える射出成形機における、金型及び該金型に取り付けられた周辺機器を含む金型体と成形品取出し機との干渉を回避する干渉回避制御装置であって、
金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離を求める手段と、
求められた金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が第１及び第２の所定距離以内か判断する判断手段と、
第１の所定距離以内と判断された場合、金型開動作中では成形品取出し機の動作速度を減速させ、金型閉動作中では金型閉速度を減速あるいは停止させ、該第１の所定距離よりも小さい第２の所定距離以内と判断された場合には、金型開動作中では成形品取出し機の動作を停止させ、金型閉動作中では金型閉動作を停止させる速度制御手段とを備え、成形品取出し機と金型の干渉を回避することを特徴とする干渉回避制御装置。
前記減速の度合いは、金型体の位置と成形品取出し機の位置との間の距離が短くなれば大きくなるように変化させる請求項７又は請求項８に記載の干渉回避制御装置。
前記金型体の位置は可動側金型及び／又は固定側金型に取り付けられた周辺機器を含め２次元又は３次元の外形形状における設定された位置、線分又は面である請求項１乃至９の内いずれか１項に記載の干渉回避制御装置。
前記成形品取出し機の位置は、成形品把持部の位置である請求項１乃至１０の内いずれか１項に記載の干渉回避制御装置。
前記成形品取出し機の位置は、成形品取出し機の成形品把持部或いはアーム部における設定された位置、線分である請求項１乃至１０の内いずれか１項に記載の干渉回避制御装置。
前記成形品取出し機を複数備えるものにおいて、前記判断手段は、各成形品取出し機の位置と金型体の位置との間の距離のいずれかが前記所定距離以内か判断する。請求項１乃至１２の内いずれか１項に記載の干渉回避制御装置。
金型を開放し成形品をエジェクトする射出成形機におけるエジェクタと成形品取出し機との干渉を回避する干渉回避制御装置であって、
前記エジェクタ位置と前記成形品取出し機との間の距離を求める手段と、
前記エジェクタ位置と前記成形品取出し機との間の距離が所定距離以内か判断する判断手段と、
エジェクタ動作中に所定距離以内と判断された場合、エジェクタの動作速度を減速或いは停止させる速度制御手段とを備え、エジェクタと成形品取出し機との干渉を回避することを特徴とする干渉回避制御装置。
金型を開放し成形品をエジェクトする射出成形機におけるエジェクタと成形品取出し機との干渉を回避する干渉回避制御装置であって、
前記エジェクタ位置と前記成形品取出し機との間の距離を求める手段と、
前記エジェクタ位置と前記成形品取出し機との間の距離が所定距離以内か判断する判断手段と、
エジェクタ動作が停止中に所定距離以内と判断された場合、成形品取出し機の動作速度を減速或いは停止させる速度制御手段とを備え、エジェクタと成形品取出し機との干渉を回避することを特徴とする干渉回避制御装置。
金型を開放し成形品をエジェクトする射出成形機におけるエジェクタと成形品取出し機との干渉を回避する干渉回避制御装置であって、
前記エジェクタ位置と前記成形品取出し機との間の距離を求める手段と、
前記エジェクタ位置と前記成形品取出し機との間の距離が所定距離以内か判断する判断手段と、
所定距離以内と判断された場合、エジェクタ動作中ではエジェクタの動作速度を減速或いは停止させ、エジェクタ動作停止中では成形品取出し機の動作速度を減速或いは停止させる速度制御手段とを備え、エジェクタと成形品取出し機との干渉を回避することを特徴とする干渉回避制御装置。
前記成形品取出し機を複数備えるものにおいて、前記判断手段は、各成形品取出し機の位置とエジェクタの位置との間の距離のいずれかが前記所定距離以内か判断する。請求項１４、請求項１５又は請求項１６に記載の干渉回避制御装置。