JP2008049684A - 成形機制御装置及び成形機制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】取出ミスが発生したかどうかを確実に判断することができ、金型装置が破損するのを防止することができるようにする。
【解決手段】取出し用の駆動部と、支持部材と、支持部材によって支持され、取出位置及び受渡位置を採る把持部材と、把持部材の位置を算出する位置算出部と、把持部材が、取出位置から受渡位置まで移動する間の、取出待機位置に到達したときに、成形サイクルの開始を指示する成形サイクル開始指示処理手段と、把持部材が取出待機位置に到達した後の所定のタイミングまでの間、成形品の取出ミスが発生したかどうかを判断する取出状態判定処理手段とを有する。一旦、ディスク基板を吸着した後にディスク基板を落としてしまっても、取出ミスが発生したと判断することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、成形機制御装置及び成形機制御方法に関するものである。

従来、成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填し、該キャビティ空間内において冷却して固化させた後、成形品、例えば、ディスク基板を取り出すようになっている。

前記射出成形機は前記金型装置、型締装置、射出装置等を有し、前記金型装置は固定金型及び可動金型を備え、前記型締装置は、固定プラテン及び可動プラテンを備え、型締用モータを駆動することによって可動プラテンを進退させることにより型閉じ、型締め及び型開きを行う。

一方、前記射出装置は、ホッパから供給された樹脂を加熱して溶融させる前記加熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが進退自在に、かつ、回転自在に配設される。そして、計量工程時に、計量用モータを駆動することによってスクリューを回転させると、樹脂が計量され、加熱シリンダ内におけるスクリューより前方に樹脂が溜められ、射出工程時に、射出用モータを駆動することによってスクリューを前進させると、前方に溜められた樹脂が射出され、型締めが行われた状態の金型装置のキャビティ空間に充填される。

さらに、該キャビティ空間内の樹脂が冷却されてディスク基板になり、型開きが行われると、エジェクタ装置の突出し用の駆動部としての突出し用モータが駆動され、エジェクタピンが前進させられて前記ディスク基板突き出され、離型させられる。なお、突出し用の駆動部として、前記突出し用モータに代えて、突出し用エアシリンダ、突出し用油圧シリンダ等を使用することができる。そして、離型させられたディスク基板を、取出機によって把持して取り出すことができる（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、前記取出機においては、ディスク基板を吸着することによって取り出すようにしている。この種の取出機においては、アーム、該アームの先端に取り付けられたチャック板、該チャック板に配設された吸盤に負圧を及ぼす真空ポンプ、前記アームを揺動させる取出用モータ等を備え、該取出用モータを駆動することによってアームを移動させ、チャック板をディスク基板と対向する位置、すなわち、取出位置に置き、負圧によってディスク基板を吸着するようにしている。

この場合、ディスク基板が、金型装置内、すなわち、型内から完全に取り出されたことを確認するための位置が取出待機位置として設定されるとともに、取出機において、チャック板がディスク基板を吸着する圧力、すなわち、吸着圧力が算出され、チャック板が取出待機位置を通過したときに、吸着圧力が閾値以上であるかどうかを判断し、吸着圧力が閾値より低い場合に、ディスク基板の取出ミスが発生したと判断するようにしている。なお、この場合、吸着圧力は大気圧と吸盤に作用する圧力（負圧）との差を表し、吸着圧力が高いほど、大気圧と吸盤に作用する圧力との差が大きく、吸着する力が大きくなり、吸着圧力が低いほど、大気圧と吸盤に作用する圧力との差が小さく、吸着する力が小さくなる。
特開２００３−２３１１３０号公報

しかしながら、前記従来の取出機においては、チャック板を取出位置から取出待機位置に移動させる間に、一旦、ディスク基板を吸着して吸着圧力が高くなった後にディスク基板を落としてしまうことがあり、その場合、吸着圧力が閾値より低くなる前にチャック板が取出待機位置を通過してしまうことがある。

その場合、取出ミスが発生したと判断することができず、そのまま、次の成形サイクルが開始され、型閉じが行われると、金型装置が落下したディスク基板を挟んでしまい、金型装置が破損してしまう。

本発明は、前記従来の取出機の問題点を解決して、取出ミスが発生したかどうかを確実に判断することができ、金型装置が破損するのを防止することができる成形機制御装置及び成形機制御方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明の成形機制御装置においては、取出し用の駆動部と、該駆動部を駆動することによって移動自在に配設された支持部材と、該支持部材によって支持され、成形品を、負圧によって吸着し、把持するとともに、型内において成形品と対向する取出位置、及び型外において成形品を受け渡す受渡位置を採る把持部材と、該把持部材の位置を算出する位置算出部と、前記把持部材が、取出位置から受渡位置まで移動する間の、成形品が、型内から完全に取り出されたことを確認するための取出待機位置に到達したときに、成形サイクルの開始を指示する成形サイクル開始指示処理手段と、前記把持部材が取出待機位置に到達した後の所定のタイミングまでの間、成形品の取出ミスが発生したかどうかを判断する取出状態判定処理手段とを有する。

本発明によれば、成形機制御装置においては、取出し用の駆動部と、該駆動部を駆動することによって移動自在に配設された支持部材と、該支持部材によって支持され、成形品を、負圧によって吸着し、把持するとともに、型内において成形品と対向する取出位置、及び型外において成形品を受け渡す受渡位置を採る把持部材と、該把持部材の位置を算出する位置算出部と、前記把持部材が、取出位置から受渡位置まで移動する間の、成形品が、型内から完全に取り出されたことを確認するための取出待機位置に到達したときに、成形サイクルの開始を指示する成形サイクル開始指示処理手段と、前記把持部材が取出待機位置に到達した後の所定のタイミングまでの間、成形品の取出ミスが発生したかどうかを判断する取出状態判定処理手段とを有する。

この場合、前記把持部材が取出待機位置に到達したときに、成形サイクルの開始が指示され、前記把持部材が取出待機位置に到達した後の所定のタイミングまでの間、成形品の取出ミスが発生したかどうかを判断するようになっているので、一旦、ディスク基板を吸着した後にディスク基板を落としてしまっても、取出ミスが発生したと判断することができる。したがって、取出ミスが発生したと判断された場合、型閉じを禁止することができるので、金型装置が落下した成形品を挟むことがなくなり、金型装置が破損するのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、成形機としての射出成形機について説明する。

図１は本発明の実施の形態における取出機の制御回路を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態における射出成形機の要部を示す斜視図である。

図において、１１は第１のプラテンとしての固定プラテンであり、該固定プラテン１１とベースプレートとしての図示されないトグルサポートとが対向させて配設され、固定プラテン１１とトグルサポートとの間に４本の図示されないタイバーが架設される。また、前記固定プラテン１１と対向させて、かつ、タイバーに沿って第２のプラテンとしての可動プラテン１３が進退自在に配設され、前記トグルサポートと可動プラテン１３との間に図示されないトグル機構が配設される。型締用の駆動部としての型締用モータ４５を駆動すると、発生させられた回転がトグル機構に伝達され、前記可動プラテン１３が進退させられる。なお、固定プラテン１１、トグルサポート、可動プラテン１３、トグル機構、型締用モータ４５等によって型締装置が構成される。

そして、前記固定プラテン１１及び可動プラテン１３に、互いに対向させて第１の金型としての固定金型１５及び第２の金型としての可動金型１６がそれぞれ取り付けられ、固定金型１５及び可動金型１６によって金型装置が構成される。

また、４１は第１の制御部としての主制御部であり、該主制御部４１は、演算装置としてのＣＰＵから成り、各種のデータに基づいてコンピュータとして機能し、各種の処理を行う。なお、演算装置として、ＣＰＵに代えてＭＰＵを使用することができる。４２はＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のメモリ、４３はスイッチ、キー、ボタン等の操作要素を備えた操作部、４４はディスプレイ、ランプ等を備えた表示部である。前記操作部４３及び表示部４４は図示されない操作盤上に配設される。また、操作部４３及び表示部４４を一体化したタッチパネルを使用することができる。

前記構成の型締装置において、主制御部４１の図示されない型開閉処理手段（型開閉処理部）が、型開閉処理を行い、型締用モータ４５を駆動すると、トグル機構が伸展させられ、可動プラテン１３が前進させられて型閉じが行われ、固定金型１５に可動金型１６が当接させられる。続いて、型締用モータ４５を更に駆動すると、トグル機構において型締力が発生させられ、該型締力で固定金型１５に可動金型１６が押し付けられて型締めが行われ、固定金型１５と可動金型１６との間にキャビティ空間が形成される。また、型締用モータ４５を逆方向に駆動すると、トグル機構が屈曲させられ、可動プラテン１３が後退させられ、型開きが行われる。

そして、前記型締めが行われた状態で、図示されない射出装置から成形材料としての樹脂が射出され、前記キャビティ空間に充填され、冷却されると、成形品としてのディスク基板が成形される。

続いて、型開きが行われるのに伴って、可動プラテン１３側に配設された図示されないエジェクタ装置において、突出し用の駆動部としての突出し用モータ４６が駆動されると、前記エジェクタ装置のエジェクタピンが前進させられて、ディスク基板が突き出され、離型させられる。このとき、取出機が作動させられてディスク基板が把持され、取り出される。なお、突出し用の駆動部として、前記突出し用モータに代えて、突出し用エアシリンダ、突出し用油圧シリンダ等を使用することができる。

前記取出機は、前記主制御部４１と接続された第２の制御部としての取出機制御部２９、可動プラテン１３、すなわち、可動金型１６の位置を検出する位置検出部１８、及びディスク基板を取り出すための取出機構２５を備え、前記位置検出部１８は、固定プラテン１１に取り付けられた図示されないエンコーダ、及び可動プラテン１３に取り付けられ、固定プラテン１１と可動プラテン１３との間に架設された図示されない磁気スケールを備え、可動プラテン１３が移動するのに伴って、磁気スケールはエンコーダに対して相対的に移動させられ、エンコーダは、可動金型１６の位置を連続的に検出し、検出された位置を取出機制御部２９に送る。該取出機制御部２９は、演算装置としてのＣＰＵから成り、各種のデータに基づいてコンピュータとして機能し、各種の処理を行う。なお、前記演算装置として、ＣＰＵに代えてＭＰＵを使用することができる。本実施の形態においては、取出機制御部２９と主制御部４１とが別体に形成されているが、取出機制御部２９と主制御部４１とを一体に形成することができる。

前記取出機構２５は、取出し用の駆動部としての取出し用モータ８１、及び該取出し用モータ８１の出力軸と連結され、旋回軸ｓｈ１を揺動中心として、移動自在に、本実施の形態においては、揺動自在に配設された支持部材としてのアーム部材８２、該アーム部材８２の先端に取り付けられ、アーム部材８２の移動、本実施の形態においては、揺動に伴って移動させられる把持部材としてのチャック板８３を備え、該チャック板８３に、ディスク基板を吸着によって把持するための図示されない吸盤が配設される。前記アーム部材８２、チャック板８３等によって、型内揺動部が構成される。

この場合、前記アーム部材８２は、取出し用モータ８１を駆動することによって揺動させられ、それに伴って、チャック板８３は、型内において可動金型１６に付着しているディスク基板と対向し、ディスク基板の取出しを開始する取出位置、及び金型装置の外、すなわち、型外において金型装置に近接し、後処理を行う装置（後処理装置）にディスク基板を受け渡す受渡位置を採る。

したがって、取出機制御部２９の図示されない取出機操作処理手段（取出機操作処理部）は、取出機操作処理を行い、前記取出し用モータ８１を駆動することによって、アーム部材８２を回動させ、チャック板８３を取出位置に置くことができる。なお、５１はチャック板８３の位置を算出するための位置算出部としてのエンコーダ、５８は負圧源としての真空ポンプ、６１〜６３は管路、６５は切換弁、６７は管路６１内の圧力、すなわち、吸盤に作用する圧力（負圧）を検出する圧力検出部としての圧力センサ、７１はタイマである。また、前記取出し用モータ８１、アーム部材８２、チャック板８３、エンコーダ５１、取出機制御部２９等によって成形機制御装置が構成される。

次に、前記構成の取出機を使用して金型装置からディスク基板を取り出す手順について説明する。

図３は本発明の実施の形態における取出機の動作を示す第１のタイムチャート、図４は本発明の実施の形態における取出機の動作を示すタイムチャートの比較図、図５は本発明の実施の形態における取出機の動作を示す第２のタイムチャートである。

まず、固定金型１５（図２）に、可動金型１６との間にディスク基板が成形された状態で前記チャック板８３は受渡位置で待機している。この状態で、主制御部４１（図１）から型締用モータ４５に型開信号が送られると、型締用モータ４５が駆動され、可動プラテン１３が後退させられ、型開きが開始される。

そして、図３のタイミングｔ１で、可動金型１６が型開限位置に到達し、主制御部４１から送られる型開限信号がオフからオンになると、取出機制御部２９の図示されない型閉禁止処理手段（型閉禁止処理部）は、型閉禁止処理を行い、型閉禁止信号をオンからオフにして、主制御部４１に送り、型閉じを禁止する。そして、前記取出機操作処理手段は、取出し用モータ８１に型内進入開始信号を送り、取出し用モータ８１を駆動する。その結果、アーム部材８２が回動させられ、チャック板８３は、固定金型１５と可動金型１６との間に進入し、取出位置に置かれ、ディスク基板と対向させられる。

このとき、前記取出機制御部２９の図示されない吸着処理手段（吸着処理部）は、吸着処理を行い、切換弁６５を開放し、真空ポンプ５８からの負圧をチャック板８３に送る。

続いて、前記主制御部４１の図示されない突出し処理手段（突出し処理部）は、突出し処理を行い、突出し用モータ４６に突出し開始信号を送り、その結果、図示されないエジエクタピンがディスク基板を突き出す。

それに伴って、タイミングｔ２でチャック板８３によるディスク基板の吸着が開始されると、チャック板８３によってディスク基板を吸着する吸着圧力ｐｍが立ち上がる。

そして、取出機制御部２９の図示されない取出状態判定処理手段（取出状態判定処理部）は、取出状態判定処理を行い、圧力センサ６７によって検出された圧力ｐｓを読み込み、該圧力ｐｓと大気圧ｐａｔｍとの差Δｐを吸着圧力ｐｍとして算出し、吸着圧力ｐｍが閾値Δｐｔｈに到達したかどうかを判断する。続いて、タイミングｔ３で吸着圧力ｐｍが閾値Δｐｔｈに到達すると、取出状態判定処理手段は、チャック板８３がディスク基板を吸着したことを確認し、吸着確認信号をオフからオンにする。

このようにして、チャック板８３はディスク基板を把持する。

続いて、前記取出機操作処理手段は、取出し用モータ８１を逆方向に駆動してチャック板８３を受渡位置に移動させる。

そして、吸着したディスク基板が、固定金型１５と可動金型１６との間から取り出されたかどうかを判断するために、型外において、受渡位置より手前（作動位置側）に取出待機位置が設定される。また、本実施の形態においては、前記取出し用モータ８１にエンコーダ５１が配設される。

次に、取出機制御部２９の図示されない位置判定処理手段（位置判定処理部）は、位置判定処理を行い、エンコーダ５１の出力信号を読み込み、出力信号があらかじめ設定された値と等しくなったかどうかによって、チャック板８３が取出待機位置に到達したかどうかを判断する。本実施の形態においては、エンコーダ５１の出力信号に基づいてアーム部材８２が取出待機位置に到達したかどうかを判断するようになっているが、金型装置の近傍に近接スイッチ、透過型の光電センサ等を配設し、アーム部材８２が所定の位置に到達したことを確認することによってチャック板８３が取出待機位置に到達したかどうかを判断することができる。

そして、前記位置判定処理手段が、タイミングｔ４でチャック板８３が取出待機位置に到達したと判断すると、取出機制御部２９の図示されない型閉許処理手段（型閉許処理部）は、型閉許処理を行い、型閉禁止信号をオフからオンにして主制御部４１に送り、型閉じを許可する。その結果、主制御部４１の図示されない型閉処理手段（型閉処理部）は、型閉処理を行い、型閉開始信号を発生させる。該型閉開始信号はパルス信号から成り、タイミングｔ５でパルス信号が立ち下がると、主制御部４１は型開限信号をオンからオフにする。

ところで、チャック板８３を受渡位置に移動させている間に、吸着したディスク基板を、固定金型１５と可動金型１６との間から完全に取り出すことができないまま、落としてしまうことがあり、その場合、取出ミスが発生したことを判断することができず、そのまま、次の成形サイクルが開始され、型閉じが行われると、落下したディスク基板が固定金型１５と可動金型１６との間に挟まってしまい、固定金型１５及び可動金型１６が破損してしまう。

そこで、前記取出状態判定処理手段は、チャック板８３がディスク基板を吸着したことを確認した後も、吸着圧力ｐｍが閾値Δｐｔｈ以上であるかどうかによって取出ミスが発生したかどうかを判断し、吸着圧力ｐｍが閾値Δｐｔｈより低くなると、ディスク基板の取出ミスが発生したと判断するようにしている。

ところが、図４に示されるように、チャック板８３が取出待機位置に到達する直前のタイミングｔ１１で、ディスク基板を落としてしまった場合、その後、吸着圧力ｐｍは低くなり始めるが、チャック板８３が取出待機位置に到達するタイミングｔ４では、吸着圧力ｐｍは閾値Δｐｔｈ以上であり、タイミングｔ１２で吸着圧力ｐｍが閾値Δｐｔｈより低くなるので、ディスク基板の取出ミスが発生したと判断することができなくなってしまう。

その結果、タイミングｔ４で型閉禁止信号がオフからオンにされて主制御部４１に送られ、型閉じが許可されてしまう。

そこで、本実施の形態においては、前記取出状態判定処理手段は、タイミングｔ４でチャック板８３が取出待機位置に到達した後も、所定のタイミングまでの間、本実施の形態においては、あらかじめ設定された時間、すなわち、遅延時間τが経過するまでの間、吸着圧力ｐｍが閾値Δｐｔｈ以上であるかどうかを判断し、吸着圧力ｐｍが閾値Δｐｔｈより低くなると、ディスク基板の取出ミスが発生したと判断するようにしている。そのために、タイミングｔ４でチャック板８３が取出待機位置に到達すると、取出機制御部２９の図示されない計時処理手段（計時処理部）は、計時処理を行い、タイマ７１による計時を開始する。

そして、図５に示されるように、前記位置判定処理手段が、タイミングｔ４でチャック板８３が取出待機位置に到達したと判断すると、取出機制御部２９の図示されない成形サイクル開始指示処理手段（成形サイクル開始指示処理部）は、成形サイクル開始指示処理を行い、型閉禁止信号をオフからオンにして主制御部４１に送ることによって、型閉じの開始及び成形サイクルの開始を指示する。これに伴って、前記型閉処理手段は、成形サイクルを開始し、型閉開始信号を発生させるが、遅延時間τが経過するまでの所定のタイミングｔ１２で吸着圧力ｐｍが閾値Δｐｔｈより低くなると、前記取出状態判定処理手段は、ディスク基板の取出ミスが発生したと判断し、型閉禁止処理手段は、型閉禁止信号をオンからオフにして型閉じを禁止する。

なお、前記遅延時間τは、仮に、チャック板８３が取出待機位置に到達するのと同時にディスク基板を落としたときに、吸着圧力ｐｍが低くなり始めて、閾値Δｐｔｈより低くなって、型閉禁止処理手段が型閉禁止信号をオンからオフにして型閉じを禁止したときに、ディスク基板を挟まないで可動金型１６を停止させることができるように設定され、例えば、５０〔ｍｓｅｃ〕程度とする。

このように、本実施の形態においては、チャック板８３が取出待機位置に到達した後、遅延時間τが経過するまで、型閉じを禁止することができるので、ディスク基板の取出ミスが発生したかどうかを確実に判断することができる。したがって、落下したディスク基板が金型装置１５と金型装置１６との間に挟まることがなくなるので、金型装置１５及び１６が破損するのを防止することができる。

また、本実施の形態においては、チャック板８３が取出待機位置に到達した後、遅延時間τが経過するまでの間、取出ミスが発生したかどうかを判断するようになっているが、所定のタイミングまでの間、例えば、チャック板８３が受渡位置に到達するまでの間、取出ミスが発生したかどうかを判断することができる。その場合、前記取出状態判定処理手段は、チャック板８３が受渡位置に到達するまでの間、吸着圧力ｐｍが閾値Δｐｔｈ以上であるかどうかを判断し、吸着圧力ｐｍが閾値Δｐｔｈより低くなると、ディスク基板の取出スが発生したと判断する。

また、アーム部材８２にディスク基板を検出するためのファイバセンサを取り付け、該ファイバセンサによってディスク基板が落ちたかどうかを判断することができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の実施の形態における取出機の制御回路を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における射出成形機の要部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における取出機の動作を示す第１のタイムチャートである。 本発明の実施の形態における取出機の動作を示すタイムチャートの比較図である。 本発明の実施の形態における取出機の動作を示す第２のタイムチャートである。

符号の説明

２９ 取出機制御部
５１ エンコーダ
８１ 取出し用モータ
８２ アーム部材
８３ チャック板

Claims (6)

1. （ａ）取出し用の駆動部と、
   （ｂ）該駆動部を駆動することによって移動自在に配設された支持部材と、
   （ｃ）該支持部材によって支持され、成形品を、負圧によって吸着し、把持するとともに、型内において成形品と対向する取出位置、及び型外において成形品を受け渡す受渡位置を採る把持部材と、
   （ｄ）該把持部材の位置を算出する位置算出部と、
   （ｅ）前記把持部材が、取出位置から受渡位置まで移動する間の、成形品が、型内から完全に取り出されたことを確認するための取出待機位置に到達したときに、成形サイクルの開始を指示する成形サイクル開始指示処理手段と、
   （ｆ）前記把持部材が取出待機位置に到達した後の所定のタイミングまでの間、成形品の取出ミスが発生したかどうかを判断する取出状態判定処理手段とを有することを特徴とする成形機制御装置。
2. 前記取出状態判定処理手段は、前記把持部材が取出待機位置に到達してから遅延時間が経過するまでの間、取出ミスが発生したかどうかを判断する請求項１に記載の成形機制御装置。
3. 前記取出状態判定処理手段は、前記把持部材が受渡位置に到達するまでの間、取出ミスが発生したかどうかを判断する請求項１に記載の成形機制御装置。
4. 前記取出状態判定処理手段は、前記把持部材による吸着圧力が閾値より低い場合に、取出ミスが発生したと判断する請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形機制御装置。
5. 前記取出ミスが発生した場合に、型閉じを禁止する型閉禁止処理手段を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の成形機制御装置。
6. （ａ）取出し用の駆動部を駆動することによって支持部材を移動させ、
   （ｂ）該支持部材によって支持された把持部材により、成形品を、負圧によって吸着し、把持し、型内において成形品と対向する取出位置と、型外において成形品を受け渡す受渡位置との間を移動させ、
   （ｃ）前記把持部材の位置を算出し、
   （ｄ）前記把持部材が、取出位置から受渡位置まで移動する間の、成形品が、型内から完全に取り出されたことを確認するための取出待機位置に到達したときに、成形サイクルの開始を指示し、
   （ｅ）前記把持部材が取出待機位置に到達した後の所定のタイミングまでの間、成形品の取出ミスが発生したかどうかを判断することを特徴とする成形機制御方法。
   

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