JP2014098976A - 成形品の生産システム、及び成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不良品の数を抑制するとともに、生産性の向上を図ることができる成形品の生産システム、及び成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】成形品の生産システムは、材料から成形品６０を成形する成形装置１０と、前記成形品６０の表面に印刷をする印刷装置３０と、前記成形装置１０により成形された前記成形品６０を前記印刷装置３０に送る搬送装置５０とを備え、前記成形装置１０、前記印刷装置３０、及び前記搬送装置５０は、同じ建物内に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、成形装置で成形された成形品に、印刷、塗装、または成膜をする成形品の生産システム、及び成形品の製造方法に関する。

射出成形機などの成形装置により成形された成形品の表面に、印刷、塗装、または成膜をする必要がある成形品の製造システムでは、従来、成形装置により成形品を成形する工程と、印刷、塗装、または成膜を行う工程と、種々の成形部品を用いて組み立てを行う組立工程とは、組織間あるいは企業間を超えて分業して別々の場所で行われることが通例であった。

そのため、成形工場に備えられている成形装置により成形された成形品は、一旦箱詰めされ、トラック等の輸送手段により印刷工場もしくは別会社の印刷工場、塗装工場もしくは別会社の塗装工場、または成膜工場もしくは別会社の成膜工場へ運ばれる。運ばれた先では成形品を箱詰め状態から戻し、成形品に印刷、塗装、または成膜などの所定の作業を行い、成形品を仕上げ、再度箱詰めする。そして、再度箱詰めされた成形品は再度トラック等の輸送手段により組立工場または組立会社に運ばれる。その後、組立工場または組立会社で箱詰め状態から戻され、種々の成形部品を用いて組み立て作業が行われ、最終的な製品が製造される。

このような製造システムでは、中間作業となる印刷、塗装、または成膜を行う工程と、種々の成形部品を用いて組み立てを行う組立工程では、日程業務の平準化のために常にある程度の在庫を抱えている状況であった。

また、運搬や箱詰め等の作業によって引き起こされたキズなどによる不良、または、運搬中に付着したゴミや埃などにより印刷不良、塗装不良、または成膜不良が発生して起きる不良により、不良品の数が増大する傾向があった。

また、それぞれの工程が別々の場所で行われているため、工程間ごとに作業者、運搬者、管理者を配置する必要があり、その分、人件費が嵩んでいた。

このため、成形品の運搬費用、所定の在庫費用、不良品の発生、及び、人件費などにより、最終製品までの製造コストが高額化しているという問題があった。

この問題を解決するため、特許文献１では、建物の内部に設置され、樹脂成形品を製造する成形装置と、前記建物の外部において前記成形装置の近傍に配置した塗装車輌内に搭載された塗装装置とを、着脱可能な搬送装置で連結し、前記成形装置によって製造された樹脂成形品に対して、前記塗装装置によって塗装を施すこと、または、建物の内部に設置され、樹脂成形品を製造する成形装置と、前記建物の外部において前記成形装置の近傍に配置した印刷車輌に搭載された印刷装置とを、着脱可能な搬送手段で連結し、前記成形装置によって製造された樹脂成形品に対して前記印刷装置によって印刷を施すことにより、表面に塗装または印刷を施した樹脂成形品の生産に要する費用を低減させることができるようにした。

ＷＯ２００５／０６５８４２号（特許第３８５２９４３号）

しかしながら、特許文献１では、建物内にある成形装置によって製造された樹脂成形品を建物の外部にある塗装装置または印刷装置へ送るために、樹脂成形品を一旦建物の外まで送らなければならない。そのため、建物の外部に出た際に、樹脂成形品に埃やゴミなどがついてしまう虞があり、不良品の数が増大する虞があった。また、一旦建物の外まで搬送しなければならないため、建物の外までの搬送時間が必ず必要であり、樹脂成形品の生産性に無駄が生じていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、不良品の数を抑制するとともに、生産性の向上を図ることができる成形品の生産システム、及び成形品の製造方法を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の生産システム及び製造方法を特徴として有している。
本発明の一つの形態に係る成形品の生産システムは、
材料から成形品を成形する成形装置と、
前記成形品の表面に印刷をする印刷装置と、
前記成形装置により成形された前記成形品を前記印刷装置に送る搬送装置とを備え、
前記成形装置、前記印刷装置、及び前記搬送装置は、同じ建物内に配置されていることを特徴とする。

本発明の一つの形態に係る成形品の製造方法は、
材料から成形品を成形する成形装置と、
前記成形品の表面に印刷をする印刷装置と、
前記成形装置により成形された前記成形品を前記印刷装置に送る搬送装置とを備え、
前記成形装置により材料から前記成形品を成形し、前記搬送装置により前記成形品を前記印刷装置へと搬送し、前記印刷装置により前記成形品の表面に印刷をする成形品の製造方法において、
前記成形装置、前記印刷装置、及び前記搬送装置は、同じ建物内に配置されていることを特徴とする。

本発明の他の実施形態に係る成形品の生産システムは、
材料から成形品を成形する成形装置と、
前記成形品に塗装をする塗装装置と、
前記成形装置により成形された前記成形品を前記塗装装置に送る搬送装置とを備え、
前記成形装置、前記塗装装置、及び前記搬送装置は、同じ建物内に配置されていることを特徴とする。

本発明の他の実施形態に係る成形品の製造方法は、
材料から成形品を成形する成形装置と、
前記成形品に塗装をする塗装装置と、
前記成形装置により成形された前記成形品を前記塗装装置に送る搬送装置とを備え、
前記成形装置により材料から前記成形品を成形し、前記搬送装置により前記成形品を前記塗装装置へと搬送し、前記塗装装置により前記成形品を塗装をする成形品の製造方法において、
前記成形装置、前記塗装装置、及び前記搬送装置は、同じ建物内に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、成形装置、印刷装置または塗装装置、成膜装置、及び搬送装置を同じ建物内に配置し、成形装置、印刷装置または塗装装置、及び成膜装置を、搬送装置の動作範囲内に配置することにより、搬送装置により成形装置から印刷装置または塗装装置を経て、成膜装置へと成形品の受け渡しを行うことができ、成形品の製造ラインでの工程間のインライン化を図ることができる。これにより、不良品の数を抑制することができるとともに、各工程間の運搬に係る時間も効率化することができ、生産性の向上を図ることができる。また、不良品の数を抑制することにより、成形品の生産に要する費用（製造コスト）を低減することができる。

また、本発明では成形品の生産システムにおいて、全工程を行う作業者及びそれを管理する管理者を配置するだけでよくなり、各工程ごとに作業者及び管理者を配置する必要が無くなるため、省人化を行うことができ、成形品の生産に要する費用（製造コスト）を低減することができる。

本発明による第１の実施形態に係る成形品の生産システムを表した模式図。 本発明による第２の実施形態に係る成形品の生産システムを表した模式図。 本発明による第１の実施形態に係る成形品の生産システムにおける複数のロボットを用いた場合での成形品の生産システムを表した模式図。 本発明による第２の実施形態に係る成形品の生産システムにおける複数のロボットを用いた場合での成形品の生産システムを表した模式図。 本発明による第１及び２の実施形態に係る成形品の生産システムにおける印刷装置と塗装装置の両方を取り入れた場合での成形品の生産システムを表した模式図。

まず、本発明による第１の実施形態を、図１を用いて説明する。

図１は、本発明による第１の実施形態に係る成形品の生産システムを表した模式図である。

成形装置１０、印刷装置３０、成膜装置８０、及びロボット５０は、同じ建物内に配置されている。また、成形装置１０、印刷装置３０、及び成膜装置８０は、全て後述するロボット５０の動作範囲内（可動範囲内、搬送範囲内）に配置されている。

成形装置１０は、例えば、射出成形装置１１と、図示しない取出装置２０と、コンベア７０などにより構成されている。

射出成形装置１１は、図示しない射出装置１２と、図示しない型締装置１４などを備えて構成されている。

射出成形装置１１は、型締装置１４に備えられた型締用駆動機構を駆動して、型締装置１４に取り付けられた固定型と移動型とからなる金型を閉じ、射出装置１２内で溶融された材料を金型内に射出し、金型内で溶融した材料が固化された後、型締装置１４に備えられた型締用駆動機構を駆動して、移動型を移動させて金型を開き、取出装置２０を用いて成形品６０を取り出すという動作を繰り返すことにより、略一定の周期で連続的に成形品６０を成形する（製造する、製作する）。

射出成形装置１１により成形された成形品６０は、取出装置２０によりコンベア７０に一旦搬送される。

また、材料は例えば、樹脂、ガラス、金属、炭素繊維、これらの化合物、またはこれらの混合物である。

ロボット５０は、例えば、基台５１、基台５１側の第１リンク５２、先端側の第２リンク５３、図示しないハンド部５４または図示しない吸着部５５、図示しない制御部５６などを備えている。

ロボット５０は、搬送装置の一例である。

ロボット５０は、制御部５６の制御により、コンベア７０に置かれた成形品６０をハンド部５４で掴むか、または吸着部５５で吸着し、第１リンク５２及び第２リンク５３の姿勢を変えながら、成形品６０を印刷装置３０、または成膜装置８０へ送る。

つまり、ロボット５０は、成形装置１０、印刷装置３０、及び成膜装置８０間での成形品６０の受け渡し（運搬作業）を行う。

また、ロボット５０の動作範囲（可動範囲、搬送範囲）とは、ロボット５０の先端にあるハンド部５４または吸着部５５が、第１リンク５２、及び第２リンク５３の姿勢を変化させることで動くことができる範囲のことである。

つまり、ロボット５０が運搬対象である成形品６０を移動させることができる範囲のことである。

印刷装置３０は、成形品６０の表面に絵柄などを印刷するための装置であり、例えば、インクジェット式により成形品６０の表面に絵柄などを印刷する装置である。インクジェット式の印刷装置は、インクジェット印刷の公知の技術を用いて作られた装置である。

また、印刷装置３０は、必要に応じて、除電装置、エアブロー装置、水洗装置、水切乾燥装置、エアコン、などを備えていても良い。

本実施形態では印刷装置をインクジェット式の印刷装置としたが本発明はこれに限らず、転写装置など、成形品に印刷を施すことができるものであれば、特に規定されない。

成膜装置（スタッパリング装置）８０は、成形品６０に成膜を施す（する、行う）ための装置であり、具体的には、例えば、真空のチャンバー内において、プラズマ放電により励起したアルゴンガスなどの衝突によって、アルミニウム、錫などの金属ターゲットより原子をはじき飛ばし、成形品６０に成膜させるというものである。

本実施の形態での成膜装置８０は成形品６０に成膜することができる装置であればよく、特に規定されない。

また、成形装置１０、印刷装置３０、成膜装置８０、及びロボット５０の各装置間では、動作に関してインターロックが組まれており、各装置での作業が終わらないと次の工程に移らないように制御されている。

次に、本発明の第１の実施形態に係る成形品の生産システムの作用について、説明する。

本発明の第１の実施形態に係る成形品の生産システムは、まず、射出成形装置１１を用いて材料から成形品６０を成形する（製造する、製作する）。

成形された成形品６０は取出装置２０を用いてコンベア７０に一旦搬送される。

成形品６０がコンベア７０に搬送され、取出装置２０がロボット５０と接触しない位置まで進んだ（戻った）ことが確認されると、インターロックが解除され、ロボット５０は、制御部５６の制御により、第１リンク５２、第２リンク５３、及びハンド部５４または吸着部５５を動かし、コンベア７０に置かれた成形品６０をハンド部５４で掴むか、あるいは吸着部５５で吸着し、第１リンク５２及び第２リンク５３の姿勢を変えながら、成形品６０を印刷装置３０に送る（運ぶ、搬送する）。

成形品６０が印刷装置３０内に搬送され、ロボット５０が印刷装置３０内から出たことが確認されると、インターロックが解除され、印刷装置３０は、ロボット５０により運ばれた成形品６０に対して、成形品６０の表面に絵柄を印刷する。

印刷装置３０により、成形品６０の表面に絵柄が印刷され、印刷作業が終了したことが確認されると、インターロックが解除され、ロボット５０は、制御部５６の制御により、第１リンク５２、第２リンク５３、及びハンド部５４または吸着部５５を動かし、印刷装置３０に置かれている成形品６０をハンド部５４で掴むか、あるいは吸着部５５で吸着し、第１リンク５２及び第２リンク５３の姿勢を変えながら、成形品６０を成膜装置８０に送る。

成形品６０が成膜装置８０内に搬送され、ロボット５０が成膜装置８０内から出たことが確認されると、インターロックが解除され、成膜装置８０は、成形品６０にアルミニウム、錫などを成膜させる。

成膜装置８０により、成形品６０に成膜がされ、成膜作業が終了したことが確認されると、インターロックが解除され、ロボット５０は、制御部５６の制御により、第１リンク５２、第２リンク５３、及びハンド部５４または吸着部５５を動かし、成膜装置８０に置かれている成形品６０をハンド部５４で掴むか、あるいは吸着部５５で吸着し、第１リンク５２及び第２リンク５３の姿勢を変えながら、成形品６０を図示しない所定の置場（部品組み立て場）へと送る。

本発明によれば、成形装置、印刷装置、成膜装置、及び搬送装置を同じ建物内に配置し、成形装置、印刷装置、及び成膜装置を、搬送装置の動作範囲内（可動範囲内、搬送範囲内）に配置することにより、搬送装置により成形装置から印刷装置を経て、成膜装置へと成形品の受け渡しを行うことができ、成形品の製造ラインでの工程間のインライン化を図ることができる。これにより、不良品の数を抑制することができるとともに、各工程間の運搬に係る時間も効率化することができ、生産性の向上を図ることができる。また、不良品の数を抑制することにより、成形品の生産に要する費用（製造コスト）を低減することができる。

また、成形品の生産システムにおいて、全工程を行う作業者及びそれを管理する管理者を配置するだけでよくなり、各工程ごとに作業者及び管理者を配置する必要が無くなるため、省人化を行うことができ、成形品の生産に要する費用（製造コスト）を低減することができる。

次に、本発明による第２の実施形態を、図２を用いて説明する。

図２は、本発明による第２の実施形態に係る成形品の生産システムを表した模式図である。

本発明による第２の実施形態と、本発明による第１の実施形態との違いは、本発明による第１の実施形態では印刷装置３０を用いているのに対して、本発明による第２の実施形態では塗装装置４０を用いていることである。

そのため、第１の実施形態に係る成形品の生産システムと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付して、第１の実施形態を参照することとし、その詳しい説明を省略する。

塗装装置４０は、成形品６０に塗装をするための装置であり、例えば、成形品６０を回転させるターンテーブル４１と、成形品６０に塗装を吹き付けるスプレーガン４２などが備えられている。

また、塗装装置４０は、必要に応じて、除電装置、エアブロー装置、水洗装置、水切乾燥装置、エアコン、などを備えていても良い。

ロボット５０は、例えば、基台５１、基台５１側の第１リンク５２、先端側の第２リンク５３、図示しないハンド部５４または図示しない吸着部５５、図示しない制御部５６などを備えている。

ロボット５０は、搬送装置の一例である。

ロボット５０は、制御部５６の制御により、コンベア７０に置かれた成形品６０をハンド部５４で掴むか、または吸着部５５で吸着し、第１リンク５２及び第２リンク５３の姿勢を変えながら、成形品６０を塗装装置４０、または成膜装置８０へ送る。

つまり、ロボット５０は、成形装置１０、塗装装置４０、及び成膜装置８０間での成形品６０の受け渡し（運搬作業）を行う。

また、ロボット５０の動作範囲（可動範囲、搬送範囲）とは、ロボット５０の先端にあるハンド部５４または吸着部５５が、第１リンク５２、及び第２リンク５３の姿勢を変化させることで動くことができる範囲のことである。

つまり、ロボット５０が運搬対象である成形品６０を移動させることができる範囲のことである。

また、成形装置１０、塗装装置４０、成膜装置８０、及びロボット５０の各装置間では、動作に関してインターロックが組まれており、各装置での作業が終わらないと次の工程に移らないように制御されている。

次に、本発明の第２の実施形態に係る成形品の生産システムの作用について、説明する。

本発明の第２の実施形態に係る成形品の生産システムは、まず、射出成形装置１１を用いて材料から成形品６０を成形する（製造する、製作する）。

成形された成形品６０は取出装置２０を用いてコンベア７０に一旦搬送される。

成形品６０がコンベア７０に搬送され、取出装置２０がロボット５０と接触しない位置まで進んだ（戻った）ことが確認されると、インターロックが解除され、ロボット５０は、制御部５６の制御により、第１リンク５２、第２リンク５３、及びハンド部５４または吸着部５５を動かし、コンベア７０に置かれた成形品６０をハンド部５４で掴むか、あるいは吸着部５５で吸着し、第１リンク５２及び第２リンク５３の姿勢を変えながら、成形品６０を塗装装置４０に送る（運ぶ、搬送する）。

成形品６０が塗装装置４０内に搬送され、ロボット５０が塗装装置４０内から出たことが確認されると、インターロックが解除され、塗装装置４０は、ロボット５０により運ばれた成形品６０に対して、成形品６０を所定の色などに塗装する。

塗装装置４０により、成形品６０が塗装され、塗装作業が終了したことが確認されると、インターロックが解除され、ロボット５０は、制御部５６の制御により、第１リンク５２、第２リンク５３、及びハンド部５４または吸着部５５を動かし、塗装装置４０に置かれている成形品６０をハンド部５４で掴むか、あるいは吸着部５５で吸着し、第１リンク５２及び第２リンク５３の姿勢を変えながら、成形品６０を成膜装置８０に送る。

成形品６０が成膜装置８０内に搬送され、ロボット５０が成膜装置８０内から出たことが確認されると、インターロックが解除され、成膜装置８０は、成形品６０にアルミニウム、錫などを成膜させる。

成膜装置８０により、成形品６０に成膜がされ、成膜作業が終了したことが確認されると、インターロックが解除され、ロボット５０は、制御部５６の制御により、第１リンク５２、第２リンク５３、及びハンド部５４または吸着部５５を動かし、成膜装置８０に置かれている成形品６０をハンド部５４で掴むか、あるいは吸着部５５で吸着し、第１リンク５２及び第２リンク５３の姿勢を変えながら、成形品６０を図示しない所定の置場（部品組み立て場）へと送る。

本発明によれば、成形装置、塗装装置、成膜装置、及び搬送装置を同じ建物内に配置し、成形装置、塗装装置、及び成膜装置を、搬送装置の動作範囲内（可動範囲内、搬送範囲内）に配置することにより、搬送装置により成形装置から塗装装置を経て、成膜装置へと成形品の受け渡しを行うことができ、成形品の製造ラインでの工程間のインライン化を図ることができる。これにより、不良品の数を抑制することができるとともに、各工程間の運搬に係る時間も効率化することができ、生産性の向上を図ることができる。また、不良品の数を抑制することにより、成形品の生産に要する費用（製造コスト）を低減することができる。

また、成形品の生産システムにおいて、全工程を行う作業者及びそれを管理する管理者を配置するだけでよくなり、各工程ごとに作業者及び管理者を配置する必要が無くなるため、省人化を行うことができ、成形品の生産に要する費用（製造コスト）を低減することができる。

また、本発明の第１及び第２の実施形態では、ロボットは単数で構成されているが、本発明はこれに限らず、図３又は図４に示すように、複数のロボットを用いて、成形品を成形装置から印刷装置または塗装装置を経て、成膜装置へと送るように構成されていてもよい。

また、本発明の第１及び第２の実施形態では、ロボットは２リンクの関節ロボットを用いたが、本発明はこれに限らず、複雑な姿勢が可能な３リンク以上の多関節ロボットや単リンクのロボットでもよく、特に規定されない。

また、本発明の第１及び第２の実施形態では、搬送装置として、ロボットを用いたが、本発明はこれに限らず、コンベアなどの他の搬送装置であってもよい。

また、本発明の第１及び第２の実施形態では、成形を行う装置として、射出成形装置１１を用いたが、本発明はこれに限らない。

成形を行う装置は、ダイカスト成形装置（ダイキャスト成形装置）や押出成形装置、トランスファー成形装置、圧縮成形装置（プレス成形装置）など、材料から成形品を成形できる装置であればよい。

また、本発明の第１及び第２の実施形態では、印刷装置３０と塗装装置４０はどちらかを備えているように構成されているが、本発明はこれに限らない。

例えば、図５に示すように、構成としては、印刷装置３０と塗装装置４０の両方を備え、作用に関して、成形品６０ごとに選択的に印刷装置３０と塗装装置４０のどちらかを使用する、または印刷装置３０と塗装装置４０の両方とも使用するようにしてもよい。

また、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

１０…成形装置、１１…射出成形装置、２０…取出装置、３０…印刷装置、
４０…塗装装置、５０…ロボット（搬送装置）、６０…成形品、
７０…コンベア、８０…成膜装置、９０…コンベア、１５０…ロボット（搬送装置）

Claims (6)

1. 材料から成形品を成形する成形装置と、
   前記成形品の表面に印刷をする印刷装置と、
   前記成形装置により成形された前記成形品を前記印刷装置に送る搬送装置とを備え、
   前記成形装置、前記印刷装置、及び前記搬送装置は、同じ建物内に配置されていることを特徴とする成形品の生産システム。
   
2. 材料から成形品を成形する成形装置と、
   前記成形品に塗装をする塗装装置と、
   前記成形装置により成形された前記成形品を前記塗装装置に送る搬送装置とを備え、
   前記成形装置、前記塗装装置、及び前記搬送装置は、同じ建物内に配置されていることを特徴とする成形品の生産システム。
   
3. 前記成形装置、及び前記印刷装置又は前記塗装装置は、前記搬送装置の動作範囲内に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の成形品の生産システム。
   
4. 材料から成形品を成形する成形装置と、
   前記成形品の表面に印刷をする印刷装置と、
   前記成形装置により成形された前記成形品を前記印刷装置に送る搬送装置とを備え、
   前記成形装置により材料から前記成形品を成形し、前記搬送装置により前記成形品を前記印刷装置へと搬送し、前記印刷装置により前記成形品の表面に印刷をする成形品の製造方法において、
   前記成形装置、前記印刷装置、及び前記搬送装置は、同じ建物内に配置されていることを特徴とする成形品の製造方法。
   
5. 材料から成形品を成形する成形装置と、
   前記成形品に塗装をする塗装装置と、
   前記成形装置により成形された前記成形品を前記塗装装置に送る搬送装置とを備え、
   前記成形装置により材料から前記成形品を成形し、前記搬送装置により前記成形品を前記塗装装置へと搬送し、前記塗装装置により前記成形品に塗装をする成形品の製造方法において、
   前記成形装置、前記塗装装置、及び前記搬送装置は、同じ建物内に配置されていることを特徴とする成形品の製造方法。
   
6. 前記成形装置、及び前記印刷装置又は前記塗装装置は、前記搬送装置の動作範囲内に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の成形品の製造方法。
   
   
   

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