JP2009291832A - プレス成形システムおよびプレス成形システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 待機時間に真空室内への埃やゴミ等の侵入を減少させることのできるプレス成形システムおよびその制御方法を提供する。
【解決手段】 真空室２内で成形を行うプレス装置３が複数配設され、移載装置４，５により前記プレス装置３に対して成形品Ｐの搬入・搬出を行うプレス成形システム１において、プレス装置３の真空室２の扉１２を開いて真空室２内から成形完了した成形品Ｐの搬出を行った後に前記扉２を閉鎖し、空の状態で待機させ、次の成形品Ｐを前記プレス装置３の真空室２内に搬入する前に前記扉１２を開く。
【選択図】 図２

Description

本発明は、成形室内で成形を行うプレス装置が複数配設され、移載装置により前記プレス装置に対して成形品の搬入・搬出を行うプレス成形システムおよびその制御方法に関する。

成形室内で成形を行うプレス装置が複数配設され、移載装置により前記プレス装置に対して成形品の搬入・搬出を行うプレス成形システムとしては、特許文献１等に記載されたものが知られている。特許文献１等、従来のプレス成形システムにおいては、プレス装置からアンローダによりプレス物の搬出が行われた後、ローダにより次のプレス物の搬入が行われるまでの待機時間の間は、成形室（真空室）の扉は開放状態となっている。従って従来のプレス成形システムでは、待機時間の間に成形室内に埃やゴミが入って次回以降の成形時に不良品が発生する場合があった。なお、複数のプレス装置などを含むプレス成形システム全体ではかなり広い設置面積と空間を必要とするため、それら全部をクリーンルーム内に設置することは、現実的ではない。

また特許文献１のプレス成形システムでは、プレス装置は油圧により作動される。しかし特許文献１等の従来のプレス成形システムでは、個々のプレス装置は、空の状態で待機中もプレス装置の油圧ポンプは作動され、リリーフバルブを介してタンクへ油がアンロードされていた。そのため待機中でもポンプ作動による無駄な消費電力が発生していた。

特開２００５−３１３２０１号公報（請求項１、００１６、００２２、００３２、図１）

本発明では上記の問題を鑑みて、成形室内で成形を行うプレス装置が複数配設され、移載装置により前記プレス装置に対して成形品の搬入・搬出を行うプレス成形システムおよびその制御方法において、成形室内への埃やゴミ等の侵入を減少させることのできるプレス成形システムおよびその制御方法を提供することを目的とする。また更には応用例として、消費電力を抑制することの可能なプレス成形システムおよびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載のプレス成形システム、および請求項３のプレス成形システムの制御方法は、成形室内で成形を行うプレス装置が複数配設され、移載装置により前記プレス装置に対して成形品の搬入・搬出を行うプレス成形システムにおいて、プレス成形装置の成形室の扉を開いて成形室内から成形完了した成形品の搬出を行った後に前記扉を閉鎖し、空の状態で待機させ、次の成形品を前記プレス装置の成形室内に搬入する前に前記扉を開くことを特徴とする。

本発明の請求項１のプレス成形システムおよび請求項３のプレス成形システムの制御方法は、プレス成形装置の成形室の扉を開いて成形室内から成形完了した成形品の搬出を行った後に前記扉を閉鎖し、空の状態で待機させ、次の成形品を前記プレス装置の成形室内に搬入する前に前記扉を開くので、成形室内への埃やゴミ等の侵入を減少させることができる。

また本発明の請求項２のプレス成形システムおよび請求項４のプレス成形システムの制御方法は、少なくとも一部が油圧により作動されるプレス装置が空の状態で待機中は油圧ポンプが停止されているかまたは吐出量が実質的にゼロとされているので、消費電力を抑制することができる。

本発明のプレス成形システムおよびプレス成形システムの制御方法について、図１ないし図３を参照して説明する。図１は、本実施形態のプレス成形システムにおけるプレス装置とその油圧回路図である。図２は、本実施形態のプレス成形システムの平面図である。図３は、本実施形態のプレス成形システムの作動説明図である。

本実施形態のプレス成形システム１は、成形室である真空室２内で成形を行うプレス装置３が複数配設され、移載装置であるローダ装置４およびアンローダ装置５により、前記プレス装置３に対して成形品の搬入・搬出が行われる。本実施形態のプレス成形システム１は、プリント配線基板等の積層成形品Ｐの成形を真空下（減圧下）で行うものである。

まず図１によりプレス成形システム１に配設されるプレス装置３の概略を説明する。プレス装置３は、上盤６と下盤７の間に、図示しないタイバにガイドされて昇降可能な可動盤８が設けられ、その間に複数の熱板９が配設されている。そして可動盤８の下方には型締シリンダ１０のラム１０ａが固定され、型締シリンダ１０により可動盤８および熱板９（上盤６の熱板９ａを除く）が上方に向けて押し上げられ、積層成形品Ｐの加熱・加圧が行われる。また前記上盤６と下盤７の間に、可動盤８、熱板９等が配設される成形空間は、成形室である真空室２内に納められている。真空室２の一方の面には扉開閉シリンダ１１のロッド１１ａが下方前面に取付けられ、前記ロッド１１ａが昇降することにより開閉され、真空室２を密閉可能な扉１２が設けられている。本発明では、扉の開閉回数は、従来の約２倍の開閉回数となることから、シール材の長寿命となるよう扉の閉鎖位置においてシール材が押圧される方向に扉がガイドされて移動されるものが望ましい。

また真空室２には真空室２内を真空状態とするための真空センサ１３、真空ポンプ１４、および図示しないバルブやフィルタ等からなる真空回路が設けられている。従ってプレス装置３は、多段式ホットプレスとも称される。ただしプレス装置３は、ホットプレスとコールドプレスの両方のタイプを並設してもよい。

プレス装置３は型締シリンダ１０や扉１２の開閉が油圧により作動される。プレス装置３の油圧回路には、主として可動盤８の上昇時にのみ作動される大容量ポンプ１５と、可動盤８の上昇時に加え圧力保持中も作動され、扉開閉シリンダ１１の作動も行う小容量ポンプ１６が設けられ、それぞれの油圧ポンプ１５，１６がタンク１７に接続されている。そして小容量ポンプ１６からの管路１８には、扉開閉シリンダ１１の開閉作動をコントロールする電磁弁１９、型締シリンダ１０の昇降作動をコントロールする電磁弁２０、およびリリーフ弁２１等が設けられている。また型締シリンダ１０へ接続されるメインの管路２２には、前記電磁弁１９のパイロット圧で作動され型開時に型締シリンダ１０内の作動油をタンク１７に戻すためのパイロット逆止弁２３、電磁比例圧力制御弁２４、および油圧センサ２５等が設けられている。そしてこれらの真空回路や油圧回路のセンサ１３，２５、弁１９，２０，２４、および油圧ポンプ１５，１６のモータＭ１，Ｍ２等は、プレス装置３の制御装置２６に接続されており、前記制御装置２６により制御される。またプレス装置３の制御装置２６は、上位の制御装置であるプレス成形システム１の制御装置３６に接続されている。プレス装置３には熱板９の温度をコントロールするための図示しない熱媒用の温度調節装置が配設され、熱板９の温度は前記制御装置２６によりクローズドループ制御される。

図２により、プレス成形システム１について説明すると、プレス成形システム１の各プレス装置３の前面には、前記ローダ装置４およびアンローダ装置５が移動可能な移動経路３１が設けられ、その一端側に面してインストッカ３２が配設されている。インストッカ３２は、コンベア３３から送られてきた積層成形品Ｐを、図１に示される多段のプレス装置３のいずれかに一度に搬入可能なように、多段状態に準備するための装置である。また前記移動経路３１の他端側に面して、アウトストッカ３４が配設されている。アウトストッカ３４は、多段のプレス装置３から搬出された積層成形品Ｐを多段状態から、一段づつにしてコンベア３５へ送るための装置である。

またプレス成形システム１には、前記移動経路３１上を移動して前記インストッカ３２から前記プレス装置３へ積層成形品Ｐを多段状態のまま搬入させる第一の移載装置であるローダ装置４が配設されている。そして前記ローダ装置４の他側には、同じく前記移動経路３１上を移動して前記プレス装置３から前記アウトストッカ３４へ成形完了した積層成形品を多段状態のまま搬出させる第二の移載装置であるアンローダ装置５が配設されている。なお移載装置は、ローダ装置４とアンローダ装置５が兼用で１台でもよく、インストッカ３２、アウトストッカ３４、プレス装置３のレイアウトによっては、旋回や前後進が可能なものであってもよい。

またプレス成形システム１には、システム全体を統括する制御装置（ＰＬＣ）３６が設けられている。制御装置３６は、コンベア３３，３５、インストッカ３２、ローダ装置４、アンローダ装置５、アウトストッカ３４の他、各プレス装置３の制御装置２６に接続されている。そして制御装置３６により、各装置が連動して作動されるように制御される。プレス成形システム１では、プレス装置３による積層成形品Ｐの成形時間は、積層成形品Ｐの種類によって一定ではない。また並設された各プレス装置３へローダ装置４により積層成形品Ｐが搬入される時間も同時ではない。よってプレス成形システム１では、各プレス装置３の成形終了時間が一定ではなく、その結果、成形終了後に空で待機しているプレス装置３も常に一定ではない。従って制御装置３６は、次に積層成形品Ｐを搬入するプレス装置３をどのプレス装置３とするかの決定等も行っている。

次に本実施形態のプレス成形システム１の制御方法について説明する。本実施形態ではプレス装置３は、空きの状態では大容量ポンプ１５の他、小容量ポンプ１６も停止されている。コンベア３３から運ばれてきた積層成形品Ｐ（プレス用ステンレス薄板等が挟まれたものを含む）は、インストッカ３２で多段に組み込まれる。その際に制御装置３６は、各プレス装置３の作動状況により、空き状態のプレス装置３の中から積層成形品Ｐを搬入するプレス装置３を決定する。同時に制御装置３６からの指令により、搬入されるプレス装置３の小容量ポンプ１６が作動開始され、油圧回路が昇圧開始する。また制御装置３６から指令を受けたローダ装置４は、インストッカ３２から積層成形品Ｐを受取り、成形することが決定されたプレス装置３の前方へ移動する。

本実施形態では、真空室２内に積層成形品Ｐが空のプレス装置３は、真空室２の扉１２が閉鎖され、空の状態で待機している。従って真空室２内への埃やゴミの混入を減らすことができる。そしてローダ装置４がプレス装置３の前方へ移動完了するのと同時か僅かに前後して、図１に示される電磁弁１９を作動させ、扉開閉シリンダ１１を駆動して扉１２を上方へ開く。この際プレス装置３の小容量ポンプ１６は、ローダ装置４が移動開始する前から制御装置２６，３６の指令により作動開始されているので、油圧回路（管路１８）は高圧ポンプである小容量ポンプ１６によって作動圧に昇圧されており、速やかに扉開閉シリンダ１１等を作動させることができる。なお制御装置３６からプレス装置３の制御装置２６へ、油圧ポンプを作動させる指令を送るタイミングは、油圧ポンプの作動により、シリンダ等のアクチュエータが速やかに作動できる圧力が確保できるだけの時間があればよく、ローダ装置４がプレス装置３の前方や前方近くへ移動したことをリミットスイッチ等により検出して油圧ポンプを作動させてもよい。

そしてローダ装置４のアームを前進させ、扉１２が開放されたプレス装置３の各熱板９上に積層成形品Ｐを載置する。ローダ装置４が後退すると扉開閉シリンダ１１の作動により扉１２を閉め、真空ポンプ１４により真空室２内を減圧する。そして真空センサ１３により真空室２内の真空度が所定値となると、大容量ポンプ１５を作動させ、電磁弁１９，２０を切換えて、大容量ポンプ１５と小容量ポンプ１６により型締シリンダ１０のラム１０ａを上昇させ、熱板９間で積層成形品Ｐを加圧開始する。その後の積層成形品Ｐの加圧を継続している間は、大容量ポンプ１５を停止して小容量ポンプ１６のみで型締シリンダ１０へ送油し、圧力保持を行う。熱板９の温度は各積層成形品Ｐに応じた温度カーブによりコントロールされる。そして予定の成形時間が経過すると、真空室２内に徐々に大気を導入して完全に大気圧に戻す。この際、真空回路には図示しないフィルタが配設されているので、真空回路を通じて真空室２内に埃やゴミが混入することはない。また完全に大気圧になったことが検出されてから真空室２の扉１２が開かれるので、扉１２の開口部から真空室２へ負圧吸引がされることはない。

一方型締シリンダ１０は、積層成形品Ｐの加圧時間が完了すると電磁弁２０が切換えられ、パイロット逆止弁２３が開かれて圧抜された後、可動盤８が下降される。そしてその後、扉開閉シリンダ１１が作動され、真空室２の扉１２が開かれる。なお可動盤８の型開きのタイミングは、真空室２内を大気圧に戻す前から扉１２が開放される後までの間で、適宜のタイミングが選択可能である。

積層成形品Ｐの取出しの際は、制御装置３６からの指令によって扉１２の開放前に、アンローダ装置５が成形が完了したプレス装置３の前方に移動して待機している。そして成形の完了した積層成形品Ｐは、アンローダ装置５によりプレス装置３から搬出される。アンローダ装置５は、アウトストッカ３４の前面に移動され、積層成形品Ｐはアウトストッカ３４に移載され、アウトストッカ３４からコンベア３５に移載される。

また成形が完了したプレス装置３については、制御装置２６，３６の指令により、扉開閉シリンダ１１が作動されて扉１２が閉鎖され、真空室２内が外部と隔絶される。そのことにより真空室２内に埃やゴミが入らない。また熱板９の温度を必要以上に低下させないようにすることもできる。そして真空室２の扉１２が閉鎖完了されると、次に小容量ポンプ１６を停止する。そしてプレス装置３は、空の状態で待機状態となり、次に制御装置３６からの指令があるまで待機する。

なお真空室２の扉１２を解放後すぐに小容量ポンプ１６を停止し、扉を閉める前に再び小容量ポンプ１６を作動させてもよい。また本発明では、例えばアンローダ装置５によりプレス装置３から成形完了した積層成形品Ｐを取出時に、ローダ装置４が次に成形する積層成形品Ｐを載置してアンローダ装置５の横に待機している場合（インストッカ３２からローダ装置４に積込完了時に待機状態のプレス装置３が無かった場合）など、搬出から搬入までの時間が所定時間以内（望ましくは３分以内）の場合は、真空室２の扉１２を再び閉鎖することなく開放状態を継続するようにしてもよい。また前記時間が所定時間以内（望ましくは１分以内）の場合は、油圧ポンプの運転を停止することなく運転状態を継続するようにしてもよい。

本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。

本実施形態においては、プレス成形システム１には、１０台の同じプレス装置３が配設されているが、台数は２台以上であればよく、その配置も限定されない。プレス成形システム１は全てが制御装置３６により自動制御されるものについて説明したが、搬送、扉の開閉、油圧ポンプの作動、プレス成形等の一部を作業者の指令により行うものであってもよい。

プレス装置３は、熱板が多段に配設されたホットプレスでなくてもよく、成形品も限定されない。またプレス装置３は、型締シリンダ１０等の少なくとも一部が油圧により作動されるものであればよく、扉１２の開閉や可動盤８の上昇等に空気圧や電動モータを用いてもよい。またプレス装置３の油圧ポンプの数は、１個でもよく、サーボモータにより回転数が制御されるタイプの油圧ポンプや、サーボバルブ等により斜板の角度が調整されて吐出量が制御されるタイプのポンプを用いてもよい。プレス装置にサーボモータにより回転数を制御するポンプを用いる場合は、回転数をゼロまたはゼロ近傍にすることにより、プレス装置が待機中に吐出量をゼロにすることができる。またプレス装置に、サーボバルブ等で斜板の角度を調整して吐出量が制御されるタイプのポンプを用いる場合も、斜板の角度を吐出量が実質的にゼロとなるように調整することができる。

更にプレス装置３の扉箇所の数は、２枚以上であってもよく、搬入側と搬出側の扉が異なるものでもよい。更にまたプレス装置３は、密閉した成形室内を真空状態ではなく、不活性ガス、反応ガス、蒸気等を充満させ、その内部で成形品のプレス成形を行うものであってもよい。そしてまたプレス装置３の成形室（真空室を含む）の扉１２を閉鎖して空で待機中に、不活性ガス、加熱乾燥空気等を室内に投入しておくものであってもよい。

本実施形態のプレス成形システムにおけるプレス装置とその油圧回路図である。 本実施形態のプレス成形システムの平面図である。 本実施形態のプレス成形システムの作動説明図である。

符号の説明

１ プレス成形システム
２ 真空室
３ プレス装置
４ ローダ装置（移載装置）
５ アンローダ装置（移載装置）
１１ 扉開閉シリンダ
１２ 扉
１５ 大容量ポンプ（油圧ポンプ）
１６ 小容量ポンプ（油圧ポンプ）
２６，３６ 制御装置
Ｐ 積層成形品

Claims (4)

1. 成形室内で成形を行うプレス装置が複数配設され、移載装置により前記プレス装置に対して成形品の搬入・搬出を行うプレス成形システムにおいて、
   プレス成形装置の成形室の扉を開いて成形室内から成形完了した成形品の搬出を行った後に前記扉を閉鎖し、
   空の状態で待機させ、
   次の成形品を前記プレス装置の成形室内に搬入する前に前記扉を開くことを特徴とするプレス成形システム。
2. 前記プレス成形システムのプレス装置は、少なくとも一部が油圧により作動されるプレス装置であって、
   空の状態で待機中は油圧ポンプが停止されるかまたは吐出量が実質的にゼロとされることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形システム。
3. 成形室内で成形を行うプレス装置が複数配設され、移載装置により前記プレス装置に対して成形品の搬入・搬出を行うプレス成形システムの制御方法において、
   プレス成形装置の成形室の扉を開いて成形室内から成形完了した成形品の搬出を行った後に前記扉を閉鎖し、
   空の状態で待機させ、
   次の成形品を前記プレス装置の成形室内に搬入する前に前記扉を開くことを特徴とするプレス成形システムの制御方法。
4. 前記プレス成形システムのプレス装置は、少なくとも一部が油圧により作動されるプレス装置であって、
   空の状態で待機中は油圧ポンプが停止されるかまたは吐出量が実質的にゼロとされることを特徴とする請求項３に記載のプレス成形システムの制御方法。

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