JP2012121266A - 弾性材料製の成形品の取出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットハンドの先端を２軸に直線移動させるだけで、簡単に成形品を金型から取り出せるようにする。
【解決手段】金型４の分割面５に露出するゴム等の弾性材料製の成形品Ｗを金型から取り出す装置であって、把持機構１０を先端に備えたロボットハンドと制御手段を有する。制御手段は、把持機構で成形品の一端部を把持した状態で、把持機構をＹ軸方向とＸ軸方向に階段状に移動させることで、成形品Ｗを片側から徐々に引き剥がす。
【選択図】図２

Description

本発明は、シリコーンゴム等の弾性材料製の成形品を金型から取り出す成形品の取出装置に関するものである。

例えば、防水コネクタ用のシール部材を製造するような場合、金型に、材料であるシリコーンゴムを充填して成形している。このようなシリコーンゴム製の部品のように柔らかい成形品を金型から取り出す場合、通常の金型に一般に備わっているエジェクトピンの押し出しによって離型させることは難しい。そこで、一般的には、作業者が専用の治具や手で成形品をつかみ、手作業で金型から引き剥がして取り出している。

しかし、人手による作業であるため、作業効率が悪い。また、高温の金型（２００℃相当）の周辺での作業となるため、作業が困難であるうえ、危険も伴う。また、多数の孔を持つ部品（例えば、多極コネクタ用のシール部材など）を成形する場合は、金型の分割面に多数のピンが立設しているので、さらに離型しにくく、無理に成形品を引き剥がそうとすると、金型のピンが変形するおそれもあり、従って、注意しながらの面倒な作業を行う必要があった。

一方、特許文献１などにおいて、ロボットハンドを用いて金型から成形品を取り出す技術が一般に広く知られている。

実開昭６３−１１６１５６号公報

しかしながら、成形品の種類や材質などに応じて、ロボットハンドの先端に特別な動きをさせようとすると、複雑なロボットシステムが必要なうえ、制御も複雑になるという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボットハンドの先端を２軸に直線移動させるだけで、簡単に成形品を金型から取り出せるようにした弾性材料製の成形品の取出装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 成形工程後に金型の分割面に露出するゴム等の弾性材料製の成形品を、前記金型から取り出す弾性材料製の成形品の取出装置であって、
前記成形品を把持する把持機構を先端に備えたロボットハンドと、
前記把持機構の開閉制御と前記ロボットハンドの先端の動きとを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記ロボットハンドの先端を、前記金型の分割面に沿い且つ前記金型の分割面における一端側から他端側へ向かう方向に移動させるＸ軸動作と、前記金型の分割面から垂直に離れる方向に移動させるＹ軸動作を、個別に前記ロボットハンドの駆動系に指令する機能を有し、
前記成形品を金型から取り出す際に、前記制御手段は、次の（ａ）〜（ｅ）の順にステップを進めるように、
（ａ）前記ロボットハンドの先端の把持機構を、任意の経路を経由して、前記金型の分割面の一端側の前記成形品の一端部に近い位置に位置決めする動作ステップ；
（ｂ）前記把持機構を閉じることで前記成形品の一端部を把持する動作ステップ；
（ｃ）前記ロボットハンドにＹ軸動作を行わせ、把持した前記成形品の一端部を前記金型の分割面から離れる方向に移動させることにより、該成形品の一端側を金型から引き剥がす動作ステップ；
（ｄ）前記Ｘ軸動作とＹ軸動作を順番に複数回繰り返すことで、前記ロボットハンドの先端を、前記金型の分割面の他端側に向かう方向で且つ金型の分割面から離れる方向に階段状に移動させて、前記金型から成形品を徐々に引き剥がす動作ステップ；
（ｅ）前記成形品の金型からの引き剥がし後に、任意の経路を経由して、前記ロボットハンドの先端を所定の待機場所に移動し、その場所で前記把持機構を開くことで前記成形品を把持機構から放す動作ステップ：
前記把持機構およびロボットハンドの動作を制御することを特徴とする弾性材料製の成形品の取出装置。

（２） 前記成形品が、金型の分割面の一端側から他端側に長い長方形状をなしていることを特徴とする上記（１）に記載の弾性材料製の成形品の取出装置。

（３） 前記金型の分割面に、前記成形品に孔を成形するためのピンが立設されていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の弾性材料製の成形品の取出装置。

上記（１）の構成の取出装置によれば、ロボットハンドの先端をＸ軸方向とＹ軸方向に階段状に直線移動させるだけで、成形品を金型から無理なく引き剥がすことができる。従って、２軸型のロボットを用いれば十分に成形品の取り出しが可能であり、制御も簡単にすみ、低コストに省力化を図ることができる。

上記（２）の構成の取出装置によれば、長方形状の成形品を、その長手方向に沿って片側から徐々に引き剥がすことができる。

上記（３）の構成の取出装置によれば、金型の分割面にピンが立設されている場合にも、ピンに沿ってロボットハンドの先端をＹ軸動作させればよいので、ピンに無理な力をかけずに、成形品をピンから引き剥がすことができる。

本発明によれば、ロボットハンドの先端を２軸に直線移動させるだけで、簡単に成形品を金型から取り出すことができるので、コストのかからないロボットシステムを採用することができ、低コストに省力化を図ることができる。

本発明の実施形態の取出装置の概略構成を示す側面図である。 同取出装置における動作の手順を矢印等の記号を用いて示す説明図である。 同取出装置の動作を（ａ）〜（ｅ）の順番に示す要部側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は実施形態の取出装置の概略構成を示す側面図、図２は同取出装置における動作の手順を矢印等の記号を用いて示す説明図、図３は同取出装置の動作を（ａ）〜（ｅ）の順番に示す要部側面図である。

図１〜図３に示すように、金型４から取り出す対象の成形品Ｗは、シリコーンゴムで構成される防水コネクタ用のシール部材であり、正面視が長方形状をなし、正面から見た方向（後述するＹ軸方向）に端子や電線を通すための多数の孔が貫通している。金型４でこの部品（成形品Ｗ）を成形する場合は、金型４の分割面５に、部品の孔を成形するための多数のピン７（図３（ｅ）参照）が立設されているので、それら多数のピン７から成形品Ｗを抜かなければならない。

ここでは、金型４の分割面５に垂直な方向をＹ軸方向、金型４の分割面５に平行に沿った方向で、且つ、金型４の分割面５における一端側と他端側を直線で結ぶ方向をＸ軸方向とする。成形品Ｗは、長手方向をＸ軸方向に向けて成形されるように設定されているものとする。なお、図１〜図３において、成形品Ｗは簡略化して示されている。

取出装置は、２軸型のロボット１を主体として構成されており、ロボットハンド２の先端は、Ｘ軸方向とＹ軸方向に直線移動できるように構成されている。ロボットハンド２の先端には、成形品Ｗを把持する把持機構１０が備わっている。ロボット１を制御する制御手段６は、把持機構１０の開閉制御とロボットハンド２の先端の動きとを制御することができる。

この制御手段６は、図３に示すように、ロボットハンド２の先端を、金型４の分割面５に沿い且つ金型４の分割面５における一端側から他端側へ向かう方向に移動させるＸ軸動作と、金型４の分割面５から垂直に離れる方向に移動させるＹ軸動作を、個別にロボットハンド２の駆動系に指令する機能を有している。そして、成形品Ｗを金型４から取り出す際に、制御手段６は、図２の記号Ａ〜Ｎの順番に動作ステップが進むように、ロボットハンド２および把持機構１０を制御する。図３（ａ）〜（ｅ）は、成形品Ｗを金型４から引き剥がす過程を順番に示している。

まず、図２の矢印Ａ〜Ｃのように、把持機構１０を移動する。即ち、待機位置にある把持機構１０（ロボットハンド２の先端）を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動して、金型４の分割面５の一端側の成形品Ｗの一端部に近い位置に位置決めする。

次に、図２および図３（ａ）の記号Ｄのように、把持機構１０を閉じることで成形品Ｗの一端部を把持する（記号Ｄで示す図形は把持機構１０を閉じる動作を意味する）。

次に、図２および図３（ｂ）の記号Ｅのように、ロボットハンド２にＹ軸動作を行わせ、把持機構１０によって把持した成形品Ｗの一端部を、金型４の分割面５から離れる方向に移動させることにより、成形品Ｗの一端側を金型４から引き剥がす。

次に、図２および図３（ｃ）〜（ｅ）の記号Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋのように、Ｘ軸動作とＹ軸動作を順番に複数回繰り返すことで、把持機構１０を、金型４の分割面５の他端側に向かう方向で且つ金型４の分割面５から離れる方向に階段状に移動させて、金型４から成形品Ｗを徐々に引き剥がす。

金型４から成形品Ｗを引き剥がしたら、把持機構１０を所定の待機場所に移動し、その場所で記号Ｌのように把持機構１０を開くことで成形品Ｗを把持機構１０から収納場所に受け渡す（記号Ｌで示す図形は把持機構１０を開く動作を意味する）。

そして、成形品Ｗを放したら再び記号Ｍ、Ｌのように把持機構１０を移動して、待機位置に原点復帰させて、次の動作に備える。

このように、把持機構１０を階段状に移動させる際、手で引き剥がすときの動作と同じように、放物線に近い軌跡を描くようインチング動作させることで、スムーズに成形品Ｗを金型４から取り出すことができる。その際、成形品Ｗのサイズに応じて、成形品Ｗや伸びと反りの具合を見ながら、Ｙ軸動作とＸ軸動作の回数や距離を設定すればよい。本実施形態の場合、Ｙ軸動作とＸ軸動作はそれぞれ３０回まで設定することができるが、長さが３ｃｍ程度の小さな成形品Ｗの場合は、Ｙ軸動作とＸ軸動作を３回程度繰り返すことにより、無理なく成形品Ｗを金型４から取り出すことができる。

以上のように、この取出装置によれば、ロボットハンド２の先端をＸ軸方向とＹ軸方向に階段状に直線移動させるだけで、成形品Ｗを金型４から無理なく引き剥がすことができる。従って、２軸型のロボット１を用いれば十分に成形品Ｗの取り出しが可能であり、制御も簡単にすみ、低コストに省力化を図ることができる。

特に、長方形状の成形品Ｗを取り出す場合、上述のように成形品Ｗの長手方向に沿って片側から徐々に引き剥がすことにより、容易な引き出しが可能である。また、金型４の分割面５にピン７が立設されている場合にも、ピン７に沿ってロボットハンド２の先端をＹ軸動作させればよいので、ピン７に無理な力をかけずに、成形品Ｗをピン７から引き剥がすことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

Ｗ 成形品
２ ロボットハンド
４ 金型
５ 分割面
６ 制御手段
７ ピン
１０ 把持機構

Claims (3)

1. 成形工程後に金型の分割面に露出するゴム等の弾性材料製の成形品を、前記金型から取り出す弾性材料製の成形品の取出装置であって、
   前記成形品を把持する把持機構を先端に備えたロボットハンドと、
   前記把持機構の開閉制御と前記ロボットハンドの先端の動きとを制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、
   前記ロボットハンドの先端を、前記金型の分割面に沿い且つ前記金型の分割面における一端側から他端側へ向かう方向に移動させるＸ軸動作と、前記金型の分割面から垂直に離れる方向に移動させるＹ軸動作を、個別に前記ロボットハンドの駆動系に指令する機能を有し、
   前記成形品を金型ら取り出す際に、前記制御手段は、次の（ａ）〜（ｅ）の順にステップを進めるように、
   （ａ）前記ロボットハンドの先端の把持機構を、任意の経路を経由して、前記金型の分割面の一端側の前記成形品の一端部に近い位置に位置決めする動作ステップ；
   （ｂ）前記把持機構を閉じることで前記成形品の一端部を把持する動作ステップ；
   （ｃ）前記ロボットハンドにＹ軸動作を行わせ、把持した前記成形品の一端部を前記金型の分割面から離れる方向に移動させることにより、該成形品の一端側を金型から引き剥がす動作ステップ；
   （ｄ）前記Ｘ軸動作とＹ軸動作を順番に複数回繰り返すことで、前記ロボットハンドの先端を、前記金型の分割面の他端側に向かう方向で且つ金型の分割面から離れる方向に階段状に移動させて、前記金型から成形品を徐々に引き剥がす動作ステップ；
   （ｅ）前記成形品の金型からの引き剥がし後に、任意の経路を経由して、前記ロボットハンドの先端を所定の待機場所に移動し、その場所で前記把持機構を開くことで前記成形品を把持機構から放す動作ステップ：
   前記把持機構およびロボットハンドの動作を制御することを特徴とする弾性材料製の成形品の取出装置。
2. 前記成形品が、金型の分割面の一端側から他端側に長い長方形状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の弾性材料製の成形品の取出装置。
3. 前記金型の分割面に、前記成形品に孔を成形するためのピンが立設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性材料製の成形品の取出装置。

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