JP2014111321A - 成形品取出し装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】チャックを楕円軌跡で移動し、成形品の取出し動作時にチャックが成形機のタイバーや安全扉を確実に乗り越えさせて成形品の取出し不良の発生を防止すると共にチャックの損傷を防止する。取り出す成形品を変更した場合であっても、タイバーや安全扉に対してチャックを乗り越えさせることができ、作業を簡易化する。
【解決手段】電動モータ(21)の駆動に伴って搖動アーム(23)を開放位置及び金型側の間で搖動して昇降体(19)を昇降させながらリンクアーム(37)を搖動すると共に該搖動アーム(23)の搖動に伴って円盤部材(25)及び回転力付与部材(35)により回転体(29)を取付けアーム(31)が常に垂直状態になるように搖動してチャック(13)を上記開放位置及び金型側の間にて楕円弧軌跡で移動する。
【選択図】図2

Description

本発明は、成形品を成形機の金型内から外部に取り出す成形品取出し装置に関する。なお、本発明において成形品は、合成樹脂材及び金属材で、スプル及びランナを含む製品または製品を除いたスプル及びランナのいずれをも含み、成形品取出し装置による成形品の取出し動作としては、製品取出し動作の他に金型内で製品から分離されたスプル及びランナの取出し動作を含む。
成形品取出し装置としては、例えば成形機の中心軸線と直交する方向に延出する本体フレーム上にて移動するように支持された第1走行体に、上記中心軸線と一致する方向へ延出する第1フレームを設け、該第1フレーム上に第2走行体を移動するように支持すると共に該第2走行体に上下方向に軸線を有し、下部に成形品を保持するチャックを設けた上下フレームを昇降するように支持し、チャックを直交3軸方向へ移動制御して成形品の取出しを行う構成のものが一般に知られている。
該構成の成形品取出し装置にあっては、第1走行体、第2走行体及び上下フレームをそれぞれの方向へ移動する電動モータ等の駆動源をそれぞれ必要とし、装置自体が大型化、重量化して成形品取出し時間を短縮するのが困難になると共に高コスト化する問題を有している。
本出願人は、上記の問題を解決するため、特許文献1に示す成形品取出し装置を提案した。該成形品取出し装置は、成形機の固定プラテンの上面に固定された本体フレームに対して上記中心軸線と一致する方向へ延出する前後フレームに移動可能に支持され、前後作動部材により往復移動される前後可動体に設けられた上下フレームに対して上下方向へ移動可能に支持された上下可動体を上下移動部材により往復移動させると共に上下可動体に設けられた支持軸を中心に二腕部を有した回動アームを回動するように支持し、上下可動体に対して円盤部材を中心が支持軸の軸心に一致して固定すると共に回動アームにおける一腕部の先端部に回転体を回転可能に軸支し、端部が円盤部材に固定される回転力付与部材を回転体に連結し、回転体の支持軸に対し、下部に成形品を保持するチャックが取り付けられたチャックロッドを固定し、搖動アームを、一端部が上下可動部材の下部に回動するように軸支されると共に他端部が回動アームの他腕部に回動するように軸支され、搖動アームの搖動に伴って回動方向制御手段により回動アームの回動方向を制御するように構成される。
しかし、上記の成形品取出し装置にあっては、成形品を成形機の金型位置から成形品の操作側又は反操作側に設定される開放位置へ取り出す際におけるチャックの移動軌跡が非楕円弧軌跡になるため、チャックの移動途中において成形機のタイバーや安全扉に接触して成形品が落下したり、チャックが破損したりする問題を有している。
上記問題を解決するには、成形機に成形品取出し機を設置する際に成形機の固定プラテンに対する成形品取出し機の取付け位置高さ等の設置位置を調整しなければならず、設置作業性が悪かった。特に成形品取出し装置にあっては、形状及び大きさが異なる各種の成形品を取り出すには、成形品の大きさ等に応じた大きさや形状のチャックに交換する必要があり、チャックを交換した際には、該チャックがタイバーや安全扉に接触しないように固定プラテンに対する設置位置を調整しなければならず、設置作業性が悪かった。
また、上記したようにチャックが非楕円弧軌跡で移動する成形品取出し機にあっては、操作側及び反操作側における開放位置の高さや成形機との間隔が一定ではないため、開放位置をいずれかの側にしか設定できなかった。このため、工場において多数の成形品取出し装置をレイアウトするのに制約される問題を有している。
特開2011−255583公報
解決しようとする問題点は、チャックが非楕円弧軌跡で移動するため、成形品の取出し動作時にチャックが成形機のタイバーや安全扉に干渉してチャックから成形品が落下して取出し不良が発生したり、チャックが損傷したりする恐れがある点にある。また、取り出す成形品を変更する毎にチャックが成形機のタイバーや安全扉を乗り越えさせるように成形機に対する設置位置を調整しなければならず、その設定作業に手間が掛かり、作業性が悪い点にある。
本発明の請求項1は、成形機により成形された成形品を保持するチャックを金型側から成形機の操作側及び反操作側のいずれかに設定された開放位置側へ移動して取り出す成形品取出し装置において、成形機の中心軸線と一致する方向へ延出して成形機の固定プラテンに設けられるフレームと、該フレームに所要の高さで設けられる上下フレームに昇降するように支持される昇降体と、該昇降体に上記中心軸線と一致する方向に軸線を有して設けられる電動モータと、上記電動モータの回転軸に基端部側が固定され、電動モータの駆動に伴って搖動される搖動アームと、上記回転軸と軸心を一致させた状態で昇降体に固定される円盤部材及び上記搖動アームの先端部に回転するように軸支される回転体と、上記円盤部材及び回転体間に設けられる回転力付与部材と、一端部がフレームに回動するように軸支されると共に他端部が上記搖動アームの基端部に回動するように軸支されるリンクアームと、上記回転体を軸支する搖動軸に上部が固定され、下部にチャックが取り付けられる取付けアームとを備え、電動モータの駆動に伴って搖動アームを開放位置及び金型側の間で搖動して昇降体を昇降させながらリンクアームを搖動すると共に該搖動アームの搖動に伴って円盤部材及び回転力付与部材により回転体を取付けアームが常に垂直状態になるように搖動してチャックを上記開放位置及び金型側の間にて楕円弧軌跡で移動させる
ことを最も主要な特徴とする。
請求項6は、成形機により成形された成形品を保持するチャックを金型側から成形機の操作側及び反操作側のいずれかに設定された開放位置側へ移動して取り出す成形品取出し装置において、成形機の中心軸線と一致する方向へ延出して成形機の固定プラテンに設けられるフレーム上にて該中心軸線と一致する方向へ移動するように支持される可動体と、該可動体を上記中心軸線と一致する方向へ移動する駆動部材と、該可動体に所要の高さで設けられる上下フレームに昇降するように支持される昇降体と、該昇降体に上記中心軸線と一致する方向に軸線を有して設けられる電動モータと、上記電動モータの回転軸に基端部側が固定され、電動モータの駆動に伴って搖動される搖動アームと、上記昇降体に対して回転軸と軸心が一致して固定される円盤部材及び上記搖動アームの先端部に回転するように軸支される回転体と、上記円盤部材及び回転体間に設けられる回転力付与部材と、一端部が可動体に回動するように軸支されると共に他端部が上記搖動アームの基端部に回動するように軸支されるリンクアームと、上記回転体を軸支する搖動軸に上部が固定され、下部にチャックが取り付けられる取付けアームとを備え、電動モータの駆動に伴って搖動アームを開放位置及び金型側の間で搖動して昇降体を昇降させながらリンクアームを搖動すると共に該搖動アームの搖動に伴って円盤部材及び回転力付与部材により回転体を取付けアームが常に垂直状態になるように搖動してチャックを上記開放位置及び金型側の間にて楕円弧軌跡で移動させることを最も主要な特徴とする。
本発明は、チャックを楕円軌跡で移動し、成形品の取出し動作時にチャックが成形機のタイバーや安全扉を確実に乗り越えさせて成形品の取出し不良の発生を防止すると共にチャックの損傷を防止することができる。また、取り出す成形品を変更した場合であっても、タイバーや安全扉に対してチャックを乗り越えさせることができ、作業を簡易化することができる。
成形品取出し装置の概略を示す全体斜視図である。 成形品取出し装置の分解斜視図である。 成形品取出し装置の正面図である。 開放位置側における待機状態を示す正面説明図である。 開放位置側から上死位置に至る途中の状態を示す正面説明図である。 上死位置における移動状態を示す正面説明図である。 上死位置から金型側に至る途中の状態を示す正面説明図である。 チャックの移動軌跡を示す説明図である。
電動モータの駆動に伴って搖動アームを開放位置及び金型側の間で搖動して昇降体を昇降させながらリンクアームを搖動すると共に該搖動アームの搖動に伴って円盤部材及び回転力付与部材により回転体を取付けアームが常に垂直状態になるように搖動してチャックを上記開放位置及び金型側の間にて楕円弧軌跡で移動させることを最良の実施形態とする。
以下、本発明の実施例を図に従って説明する。
図1〜図3に示すように、成形品取出し装置1は、成形機(図示せず)における固定プラテン3の上面に固定される。なお、成形機には、可動金型が取り付けられる可動盤(図示せず)を成形機の中心軸線に対して往復移動するように支持するタイバー3aや操作側及び反操作側にて型締めされた金型を遮蔽する安全扉(図示せず)が設けられる。
上記成形品取出し装置1の基台5は、上記した固定プラテン3上面の操作側寄り又は反操作側寄りに固定され、上部には成形機の中心軸線と一致する前後方向で、かつ型開した可動金型に至る長さで金型の上方へ延出する前後フレーム7が設けられる。該前後フレーム7には前後可動体9が前後方向へ移動するように支持され、該前後可動体9に連結された前後駆動手段11により前後方向へ往復移動される。
前後駆動手段11としては、例えば前後方向に軸線を有して軸端部が前後フレーム9に回転するように軸支される送りねじ(図示せず)及び該送りねじの一方軸端部に連結されて数値制御されるサーボモータ等の電動モータ11aにより構成される送りねじ機構、上記前後フレーム7の前後方向端部に回転するように軸支される一対の歯付きプーリ(図示せず)と各歯付きプーリ間に掛渡される歯付きベルト(図示せず)と一方の歯付きプーリに連結されて数値制御されるサーボモータ等の電動モータ11aにより構成されるベルト機構または前後方向に軸線を有して所定のストロークでロッドが伸長するシリンダ等のいずれであってもよい。なお、図はベルト機構の前後駆動手段11を示す。
上記前後可動体9には後述するチャック13の上下移動ストロークに対応する長さの上下フレーム15が立設され、該上下フレーム15には直線ガイド17が上下方向へ延出して設けられる。該直線ガイド17には昇降体19が昇降するように支持され、該昇降体19には上記前後方向に軸線を有した数値制御されるサーボモータ等の電動モータ21が設けられる。
上記昇降体19の起立部19aには電動モータ21の回転軸21aと軸心が一致する歯付きプーリ等の円盤部材25がねじ等により固定される。また、上記回転軸21aには搖動アーム23が、一方端から間隔をおいた位置において固定される。
該搖動アーム23の先端部には上記回転軸21aと軸心が一致する搖動軸27が回転するように軸支され、該搖動軸27の一方端部(電動モータ21側)には上記円盤部材25と外径及び軸心が一致する歯付きプーリ等の回転体29が固定される、また、搖動軸27の他方端部には後述する取付けアーム31の上部を位置調整可能に固定する固定ブロック33が固定される。
上記搖動アーム23の各端部に設けられた第1及び回転体25・29には回転力付与部材を構成するベルト35が掛渡され、搖動アーム23の搖動に伴って円盤部材25に対する接触位置が変更されることにより回転体29を介して搖動軸27を回転させる。
上記搖動アーム23の基端部には一方端部が前後可動体9における前後方向と直交する水平方向の中心部にて一定の角度で回動するように軸支されたリンクアーム37の他方端部が回動するように軸支される。上記リンクアーム37は前後可動体9の鉛直線に対し、例えば±25度、±45度、±60度のように一定の角度の範囲内で回動するように規制される。
上記取付けアーム31の下端部には保持面を可動金型側に向けたチャック13が設けられる。該チャック13としてはチャック板13aに成形品(図示せず)を負圧吸着する多数の吸着パッド13bが取り付けられた構造、またはチャック板13aに成形品(図示せず)を把持する複数の把持部材(図示せず)が取り付けられた構造のいずれであってもよい。なお、図は吸着パッド13bにより構成したチャック13を示す。
上記昇降体19には上下方向に軸線を有したバランス手段としてのバランス用シリンダ39が設けられ、そのロッド39aの先端部が前後可動体9に固定される。該バランス用シリンダ39は、昇降体19が上昇する際には上記した昇降体19、電動モータ21、搖動アーム23、取付けアーム31等の重量に見合う圧力の圧縮空気圧を、例えば正圧室内に供給すると共に背圧室内の空気を排気して上昇に伴う負荷を受承して昇降体19を無負荷状態で上昇可能にさせる。
また、該バランス用シリンダ39は、昇降体19が下降する際には上記した昇降体19、電動モータ21、搖動アーム23、取付けアーム31等の総重量に見合う圧力の圧縮空気圧を、例えば背圧室内に供給すると共に正圧室内の空気を排気して下降に伴う負荷を受承して昇降体19を無負荷状態で下降可能にさせる。
次に、上記のように構成された成形品取出し装置1による成形品の取出し作用を説明する。
例えば図4に示すように成形品の開放位置にチャック13を待機させた状態で成形機から成形が終了した際の型開信号が入力されると、電動モータ21を駆動制御し、搖動アーム23を図示する時計方向へ搖動させる。なお、チャック13の待機位置としては搖動アーム23及びリンクアーム37が垂直状態になった後述する上死位置としてもよい。
このとき、リンクアーム37が上記範囲外における回動が規制されるため、上記時計方向に対する搖動アーム23の搖動初期においては、搖動アーム23の搖動により昇降体19を上方へ押し上げる。そしてリンクアーム37は搖動アーム23の搖動及び昇降体19の上昇に伴って図示する反時計方向へ搖動して昇降体19の上昇を継続させる。
また、昇降体19に対して円盤部材25が固定されているため、該搖動アーム23の搖動に伴って円盤部材25に対するベルト35の接触位置が変位して回転体29に回転力を付与し、搖動軸27を図示する反時計方向へ回転させる。これにより取付けアーム31は、反時計方向へ回転する搖動軸27により常に垂直状態を維持するように搖動される。(図5参照)
上記動作に伴って昇降体19が上下フレーム15の上方位置へ移動されると、垂直線と一致するように搖動される搖動アーム23に対してリンクアーム37が一直線状になるように搖動してチャック13を上死位置へ移動させる。その際、チャック13は開放位置から上死位置に向かって楕円弧軌跡で移動し、成形機のタイバー3aや安全扉に対して乗り越え可能にさせる。(図6参照)
その後においては、搖動アーム23が電動モータ21の駆動に伴って垂直状態から更に図示する時計方向の金型側へ搖動されると、昇降体19は図示する時計方向に対する搖動アーム23の搖動に伴って上記上方位置から下降される。このとき、リンクアーム37は時計方向へ搖動する搖動アーム23の慣性力により垂直状態から更に図示する反時計方向へ搖動して昇降体19の下降を可能にさせる。(図7参照)
そして図示する時計方向に対する搖動アーム23の搖動及び昇降体19の下降に伴って円盤部材25に対するベルト35の接触位置が更に変位して回転体29に回転力を付与し、搖動軸27を図示する反時計方向へ回転させる。これにより取付けアーム31は、反時計方向へ回転する搖動軸27により常に垂直状態を維持するように搖動される。その際、チャック13は上死位置から取出し位置に向かって楕円弧軌跡で移動して型開した金型間に進入する。(図8参照)
そしてチャック13が取出し位置へ移動された後または取出し位置に対するチャック13の移動に同期して電動モータ11aを駆動して前後走行体9を型開した可動金型に向かって移動してチャック13を可動金型内に保持された成形品に対して保持可能に相対させた後、成形機による成形品の突出し動作により突き出される成形品をチャック13に保持させる。
上記動作後、電動モータ11aを逆転駆動して前後走行体9を可動金型から遠ざかる方向へ移動させた後、または該動作に同期して電動モータ21を逆転駆動して搖動アーム23が上記と反対の図示する反時計方向へ搖動されると、昇降体19は上記作用と同様に上方へ移動すると共にリンクアーム37は図示する時計方向へ搖動する。
このとき、ベルト35は円盤部材25に対する接触位置が上記とは反対に変位して回転体29に回転力を付与して搖動軸27を時計方向へ回動し、取付けアーム31を常に垂直状態になるように搖動させる。これにより成形品を保持したチャック13は金型間から上死位置に向かって楕円弧軌跡で移動して金型間から離脱される。(図7参照、各アームの搖動方向を一点鎖線で示す。)
そして更に電動モータ21の逆転駆動により上記反時計方向に対する搖動アーム23の搖動が継続されると、昇降体19は上下フレーム15の上方位置へ移動して搖動アーム23及びリンクアーム37を直線状になるように搖動してチャック13を上死位置へ移動し、成形機のタイバー3aや安全扉を乗り越えさせる。(図6参照、各アームの搖動方向を一点鎖線で示す。)
更に電動モータ21の逆転駆動により搖動アーム23が垂直状態から上記反時計方向の開放位置側へ搖動されると、昇降体19は搖動アーム23の搖動に伴って上記上方位置から下降される。このとき、リンクアーム37は上記反時計方向へ搖動する搖動アーム23の慣性力により垂直状態から更に図示する時計方向の金型側へ搖動し、昇降体19の下降を可能にさせる。
そして搖動アーム23が反時計方向の開放位置側へ搖動されると共に昇降体19が下降されるのに伴って取付けアーム31は搖動アーム23の搖動に伴って円盤部材25に対する接触位置が変位するベルト35により回転される回転体29により、常に垂直状態を維持するように搖動される。これによりチャック13は上記した上死位置から開放位置に向かって楕円弧軌跡で開放位置に移動される。(図5参照、各アームの搖動方向を一点鎖線で示す。)
そしてチャック13が図4(各アームの搖動方向を一点鎖線で示す。)に示す開放位置へ移動されると、該チャック13による成形品の保持を解除し、例えばシューターや成形品集積装置、成形品のゲート切断装置(いずれも図示せず。)等へ解放させる。
なお、搖動アーム23の搖動時、従って昇降体19の昇降時においては、バランス用シリンダ39の正圧室又は背圧室に対して昇降体19、電動モータ21、搖動アーム23、取付けアーム31等の総重量に見合う圧力の圧縮空気圧を選択的に供給すると共に排気し、昇降体19に作用する負荷を受承させる。これにより電動モータ21、搖動アーム23、取付けアーム31等の重量が作用する昇降体19の昇降負荷を低減して高速度で昇降動させることができ、低トルクの小型及び軽量の電動モータ21を使用してチャック13を移動させる
本実施例は、1個の電動モータ21により搖動アーム23を搖動させることにより取付けアーム31を常に垂直状態で、チャック13がタイバー3aや安全扉を乗り越えるように移動させることができると共にチャック13の移動軌跡を開放位置側及び金型側において対称の楕円弧軌跡とすることができ、非楕円弧軌跡の場合に比べてチャック13の移動軌跡を容易に予測して成形機に対する成形品取出し機の取り付け作業を簡易化することができる。
1 成形品取出し装置
3 固定プラテン
3a タイバー
5 基台
7 前後フレーム
9 前後可動体
11 前後駆動手段
11a 電動モータ
13 チャック
13a チャック板
13b 吸着パッド
15 上下フレーム
17 直線ガイド
19 昇降体
21 電動モータ
21a 回転軸
23 搖動アーム
25 円盤部材
27 搖動軸
29 回転体
31 取付けアーム
33 固定ブロック
35 回転力付与部材を構成するベルト
37 リンクアーム
39 バランス手段としてのバランス用シリンダ

Claims (10)

  1. 成形機により成形された成形品を保持するチャックを金型側から成形機の操作側及び反操作側のいずれかに設定された開放位置側へ移動して取り出す成形品取出し装置において、
    成形機の中心軸線と一致する方向へ延出して成形機の固定プラテンに設けられるフレームと、
    該フレームに所要の高さで設けられる上下フレームに昇降するように支持される昇降体と、
    該昇降体に上記中心軸線と一致する方向に軸線を有して設けられる電動モータと、
    上記電動モータの回転軸に基端部側が固定され、電動モータの駆動に伴って搖動される搖動アームと、
    上記回転軸と軸心を一致させた状態で昇降体に固定される円盤部材及び上記搖動アームの先端部に回転するように軸支される回転体と、
    上記円盤部材及び回転体間に設けられる回転力付与部材と、
    一端部がフレームに回動するように軸支されると共に他端部が上記搖動アームの基端部に回動するように軸支されるリンクアームと、
    上記回転体を軸支する搖動軸に上部が固定され、下部にチャックが取り付けられる取付けアームと、
    を備え、
    電動モータの駆動に伴って搖動アームを開放位置及び金型側の間で搖動して昇降体を昇降させながらリンクアームを搖動すると共に該搖動アームの搖動に伴って円盤部材及び回転力付与部材により回転体を取付けアームが常に垂直状態になるように搖動してチャックを上記開放位置及び金型側の間にて楕円弧軌跡で移動させる成形品取出し装置。
  2. 請求項1において、
    リンクアームの一端部は、フレームにおける回転軸の中心軸線と一致する位置にて回動するように軸支され、開放位置側及び金型側におけるチャックの移動軌跡を対称とした成形品取出し装置。
  3. 請求項1において、
    フレームと昇降体の間にバランス手段を設け、昇降体にかかる負荷を受承する成形品取出し装置。
  4. 請求項3において、
    バランス手段は、正圧室及び背圧室に対して昇降体に係る負荷に対応する圧力の流体を選択的に供給及び排出して負荷を受承するシリンダとした成形品取出し装置。
  5. 請求項1において、
    回転力付与部材は、円盤部材及び回転体に掛渡されるベルトからなり、搖動アームの搖動に伴って円盤部材に対する接触位置を変位して回転体を回転させる成形品取出し装置。
  6. 成形機により成形された成形品を保持するチャックを金型側から成形機の操作側及び反操作側のいずれかに設定された開放位置側へ移動して取り出す成形品取出し装置において、
    成形機の中心軸線と一致する方向へ延出して成形機の固定プラテンに設けられるフレーム上にて該中心軸線と一致する方向へ移動するように支持される可動体と、
    該可動体を上記中心軸線と一致する方向へ移動する駆動部材と、
    該可動体に所要の高さで設けられる上下フレームに昇降するように支持される昇降体と、
    該昇降体に上記中心軸線と一致する方向に軸線を有して設けられる電動モータと、
    上記電動モータの回転軸に基端部側が固定され、電動モータの駆動に伴って搖動される搖動アームと、
    上記昇降体に対して回転軸と軸心が一致して固定される円盤部材及び上記搖動アームの先端部に回転するように軸支される回転体と、
    上記円盤部材及び回転体間に設けられる回転力付与部材と、
    一端部が可動体に回動するように軸支されると共に他端部が上記搖動アームの基端部に回動するように軸支されるリンクアームと、
    上記回転体を軸支する搖動軸に上部が固定され、下部にチャックが取り付けられる取付けアームと、
    を備え、
    電動モータの駆動に伴って搖動アームを開放位置及び金型側の間で搖動して昇降体を昇降させながらリンクアームを搖動すると共に該搖動アームの搖動に伴って円盤部材及び回転力付与部材により回転体を取付けアームが常に垂直状態になるように搖動してチャックを上記開放位置及び金型側の間にて楕円弧軌跡で移動させる成形品取出し装置。
  7. 請求項6において、
    リンクアームの一端部は、可動体における回転軸の中心軸線と一致する位置にて回動するように軸支され、開放位置側及び金型側におけるチャックの移動軌跡を対称とした成形品取出し装置。
  8. 請求項6において、
    可動体と昇降の間にバランス手段を設け、昇降体にかかる負荷を受承する成形品取出し装置。
  9. 請求項8において、
    バランス手段は、正圧室及び背圧室に対して昇降体に係る負荷に対応する圧力の流体を選択的に供給及び排気して負荷を受承するシリンダとした成形品取出し装置。
  10. 請求項6において、
    回転力付与部材は、円盤部材及び回転体に掛渡されるベルトからなり、搖動アームの搖動に伴って円盤部材に対する接触位置を変位して回転体を回転させる成形品取出し装置。
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