JP2016043655A - 射出成形システム - Google Patents

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Abstract

【課題】射出成形システムにおいて、成形品を成形し、成形された成形品を挿入部品としてさらなる成形品を成形する工程を効率化する。【解決手段】2つの金型MA1、MA2、MB1、MB2を配設したターンテーブル16、26を備えた第1および第2の射出成形機1、2と、直線レール34、44上を移動して、第1の射出成形機1の受渡位置16bに位置する金型MA1、MA2から一次成形品E2を取り出して第2の射出成形機2の受渡位置26bに位置する金型MB1、MB2に挿入する2つの搬送ロボット3、4と、第1および第2の射出成形機1、2の射出成形工程を同期させ、射出成形工程と同期して搬送ロボット3に第1の射出成形機1から第2の射出成形機2に一次成形品E2を搬送させ、搬送の間に搬送ロボット4を第2の射出成形機2から第1の射出成形機1に移動させる。【選択図】図2

Description

本発明は、第1および第2の射出成形機と第1の射出成形機で成形された一次成形品を第2の射出成形機に搬送するロボットとを備えた射出成形システムに関する。
近年、複数の射出成形機を同期制御して各射出成形機において成形品をそれぞれ成形し、成形された複数の成形品を用いて完成品を製造する技術が知られている。例えば、特許文献1は、複数の射出成形機においてそれぞれ成形品を成形し、複数の射出成形機の冷却完了時のうち最も遅い時を検出すると、各射出成形機を一斉に開型し、取り出しロボットを同期制御して成形品を同時に取り出して、組立機に挿入する技術を開示している。
また、所定間隔で2つの金型を配設したターンテーブルを備え、ターンテーブルを回転させ2つの金型を成形位置に交互に位置させて射出成形工程を実施する射出成形機が知られている。このような射出成形機では、一方の金型を成形位置に位置させて射出成形工程を行っている間に、他方の金型から成形品を取り出すことにより、効率よく射出成形工程を繰り返すことができる。また、このような射出成形機を、成形した成形品を部品(一次成形品)として用いて、次なる射出成形工程を行うことによりさらなる成形品(二次成形品)を得るインサート成形技術および多色成形技術に応用することが期待されている。
特開平04−151223号公報
ここで、複数の射出成形機を用いて複数段階の射出成形工程を行うインサート成形および多色成形を実施するために、複数の射出成形機による複数段階の射出成形工程および複数の射出成形機間の一次成形品の受け渡しを、より効率よく簡単な制御で実現することが求められる。
本射出成形システムは、成形位置と受渡位置にそれぞれ金型を位置させるように、回転方向に所定角度離れた位置に2つの前記金型を配設したターンテーブルを備えた第1および第2の射出成形機と、前記第1の射出成形機と前記第2の射出成形機との間に敷設された直線レール上を往復移動して、前記第1の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型から一次成形品を取り出して前記第2の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型に前記一次成形品を挿入する2つの搬送ロボットと、前記第1の射出成形機と前記第2の射出成形機の射出成形工程を同期させ、該射出成形工程と同期して一方の前記搬送ロボットに前記第1の射出成形機から前記第2の射出成形機に前記一次成形品を搬送させ、該搬送の間に他方の前記搬送ロボットを前記第2射出成形機から前記第1の射出成形機に移動させるように前記第1の射出成形機と前記第2の射出成形機および前記2つの搬送ロボットを制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
「2つの前記金型」は、同一の成形物を成形するための金型であってもよく、異なる成形物を成形するための金型であってもよい。また、第1の射出成形機のターンテーブルに配設される金型(一次金型)と、第2の射出成形機のターンテーブルに配設される金型(二次金型)は、要求される一次成形品と二次成形品に応じて選択される。
「成形位置」は、金型を用いた射出成形工程が実施される所定位置である。
「射出成形工程」は、成形位置において各射出成形機に実施される工程を意味する。例えば、射出成形工程には、樹脂材料を金型に充填する充填工程、樹脂材料を金型内で固化させる工程などの金型を用いて成形品を成形するために必要な工程が含まれる。
「受渡位置」は、成形位置から回転方向に所定角度離れた位置であり、第1の射出成形機においては、金型を位置させて、第1の射出成形機における射出成形工程によって成形された成形品を金型から取り出す動作が実施される所定位置であり、第2の射出成形機においては、金型を位置させて、第2の射出成形機における射出成形工程のための一次成形品を金型に挿入する動作が実施される所定位置である。
また、上記「所定角度」は、第1の射出成形機においては、成形位置における射出成形工程中に、受渡位置における金型から成形品の取り出しを円滑に実施可能に位置させることができるものであれば任意の角度としてよい。また、上記「所定角度」は、第2の射出成形機においては、成形位置における射出成形工程中に、受渡位置における一次成形品の挿入を円滑に実施可能に、受渡位置と成形位置を離間して位置させることができるものであれば任意の角度としてよい。例えば、第1および2の射出成形機において所定角度を180度とし、受渡位置と成形位置をターンテーブルの軸を挟んで対向する位置に設けることが好ましい。
なお、上記「第1および第2の射出成形機」は、回転方向に所定角度離れた位置に2つの金型を配設したターンテーブルを備え、射出成形工程を同期できるものであれば、種々の射出成形機を採用できる。例えば、第1および第2の射出成形機として、射出成形工程の同期や2つの搬送ロボットの設置を容易にするために、実質的に構成や機能が共通する射出成形機を採用することが好ましい。ただし、第1および第2の射出成形機として、構成や機能が異なる射出成形機を採用してもよい。また、ターンテーブルは一つの回転方向に所定角度回転(正転)して、2つの金型を受渡位置と成形位置に位置させ、一つの回転方向の逆回転方向に所定角度回転(反転)して2つの金型を受渡位置と成形位置に位置させるものとすることができる。また、ターンテーブルは一つの方向にのみ回転して、2つの金型を受渡位置と成形位置に交互に位置させるものであってもよい。
なお、上記「2つの搬送ロボット」は、第1の射出成形機と第2の射出成形機との間に敷設された直線レール上を互いに干渉しないように往復移動して、第1の射出成形機の受渡位置に位置する金型から一次成形品を取り出して第2の射出成形機の受渡位置に位置する金型に一次成形品を挿入できるものであれば、任意の構成や機能の搬送ロボットを採用できる。例えば、2つの搬送ロボットは、射出成形工程との同期や設置を容易にするために、構成や機能を共通させることが好ましい。ただし、2つの搬送ロボットは、構成や機能が異なるものであってもよい。
また、本射出成形システムにおいて、前記第1および第2の射出成形機における前記ターンテーブルの回転と前記一方の搬送ロボットによる搬送と前記他方の搬送ロボットの移動とが共通の期間に行われることが好ましい。
「共通の期間に行われる」とは、第1および第2の射出成形機の各ターンテーブルの回転と一方の搬送ロボットによる搬送と他方の搬送ロボットによる移動の各開始時と各終了時が実質的に一致していることを意味する。また、ターンテーブルの回転速度および搬送ロボットによる搬送速度および移動速度は、安定して成形品を搬送できる速度を維持しつつ、効率よく成形品を搬送できるようにできるだけ大きい速度になるように適宜設定される。
また、本射出成形システムにおいて、前記射出成形工程と同期して前記第1の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型に挿入部品を挿入する挿入装置をさらに備えてもよい。
なお、上記「挿入装置」は、射出成形工程と同期して第1の射出成形機の受渡位置に位置する金型に挿入部品を挿入することができるものであれば、任意の構成とすることができる。例えば、挿入装置を、開閉する把持部を備えたアームを有するものとし、アームをアクチュエータで回転させることにより、機外から受渡位置に挿入部品を把持した状態で搬送し、受渡位置において把持部を開いて挿入部品を金型に挿入させることができる。
また、本射出成形システムにおいて、前記射出成形工程と同期して前記第2の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型から二次成形品を取り出して回収する回収装置をさらに備えてもよい。
なお、上記「回収装置」は、射出成形工程と同期して第2の射出成形機の受渡位置に位置する金型から二次成形品を取り出して回収することができるものであれば、任意の構成とすることができる。例えば、回収装置を開閉する把持部を備えたアームを有するものとし、アームをアクチュエータで回転させることにより、受渡位置において把持部の開閉動作により二次成形品を把持して金型から取り出し、受渡位置から所定の回収位置に二次成形品を把持した状態で搬送することができる。
本射出成形システムによれば、成形位置と受渡位置にそれぞれ金型を位置させるように、回転方向に所定角度離れた位置に2つの金型を配設したターンテーブルを備えた第1および第2の射出成形機と、第1の射出成形機と第2の射出成形機との間に敷設された直線レール上を往復移動して、第1の射出成形機の受渡位置に位置する金型から一次成形品を取り出して第2の射出成形機の受渡位置に位置する金型に一次成形品を挿入する2つの搬送ロボットと、第1の射出成形機と第2の射出成形機の射出成形工程を同期させ、射出成形工程と同期して一方の搬送ロボットに第1の射出成形機から第2の射出成形機に一次成形品を搬送させ、搬送の間に他方の搬送ロボットを第2射出成形機から第1の射出成形機に移動させるように第1の射出成形機と第2の射出成形機および2つの搬送ロボットを制御する制御装置とを備えている。このため、比較的簡単な制御で、第1および第2の射出成形機においてターンテーブルを用いて効率よく成形品を成形しつつ、タイムラグを発生させないように、第1の射出成形機で成形した一次成形品を第2の射出成形機に搬送することができ、インサート成形または多色成形の生産効率化を図ることができる。
本発明の一実施形態に係る射出成形システムの概略構成図(側面図)。 図1の射出成形システムの概略構成図(平面図)。 図1の射出成形システムの動作タイミングチャート。
図1は、本発明の一実施形態の射出成形システム10を示す側面図である。図1は型開き状態を示す図である。図2は、本実施形態の射出成形システム10の概略構成を示す平面図である。本実施形態の射出成形システム10は、竪型射出成形機である第1の射出成形機1と、射出成形機1と金型や成形材料が異なる以外は同じ構成を有する第2の射出成形機2と、射出成形機1で成形された一次成形品E2を射出成形機2に搬送する第1の搬送ロボット3および第2の搬送ロボット4と、搬送ロボット3、4がそれぞれその上を移動する直線レール34、44と、射出成形機1の一次受渡位置16bに配置された一次固定金型MA2(または一次固定金型MA1)に挿入アーム51で初期挿入部品E1を挿入する挿入装置5と、初期挿入部品E1を供給する供給装置7と、射出成形機2の二次受渡位置26bから射出成形機2で成形された二次成形品E3を回収アーム61で取り出して回収する回収装置6と、不図示のランナ回収装置と、これらの各装置の動作を同期させる制御装置8を備える。
図1では、主要構成部材の配置を説明し易くするために、側面板や保護カバー等は外した状態で図示されている。本実施形態における射出成形システム10は、公知の射出成形機1、2に公知の挿入装置5と公知の回収装置6と公知のランナ回収装置(不図示)と公知の各金型MA1、MA2、MA3、MB1、MB2、MB3を採用しており、これらの従来同様の機構についてはその説明を適宜省略する。各図において、対応する要素は共通の符号により示される。なお、以下、第1の射出成形機1において一次成形品を成形するための固定金型を一次固定金型と称し、この一次成形品を挿入部品として用いて第2の射出成形機2において二次成形品を成形するための固定金型を二次固定金型と称する。
本実施形態の射出成形機1は、図1と図2に示すように、射出装置11と、射出装置11を上部で支持する可動プラテン14Aを有する型締装置12と、回転方向に180度離れた位置に2つの一次固定金型MA1、MA2を配設したターンテーブル16とを備える。型締装置12は、可動プラテン14Aと、可動プラテン14Aと4本のタイバー14Bを介して連結されたバックプラテン14Cと、バックプラテン14Cに連結された油圧シリンダ13から構成される。可動プラテン14Aの下面には一次可動金型MA3が取り付けられている。本体下方側の箱形状の基台15内には油圧シリンダ13が設けられており、油圧シリンダ13がバックプラテン14Cを介して可動プラテン14Aを上下動することにより、可動プラテン14Aに固定された一次可動金型MA3と、後述の成形位置に配置された一次固定金型MA1(またはMA2)とを型開閉することができる。なお、射出装置11は可動プラテン14Aに連動して上下動し、一次固定金型MA1(またはMA2)と一次可動金型MA3を型締した状態で、射出装置11の射出シリンダ11Aが一次可動金型MA3に接続されて溶融樹脂を型締された金型内に射出する。
また、基台15の上には、回転軸16Cを中心に水平面内で回動するターンテーブル16が配されており、ターンテーブル16上には回転中心を挟んで互いに対向する位置に2つの一次固定金型MA1、MA2が配されている。基台15内に配置されたサーボモータである電動モータ19の駆動軸19Aには、プーリ18が取り付けられており、プーリ18とターンテーブル16の側面には無端状の伝動ベルト17が架け渡されている。電動モータ19は、180度単位でターンテーブル16を回動するように駆動され、180度右回り回転(正転)または180度左回り回転(反転)して、ターンテーブル16上に固定された2つの一次固定金型MA1、MA2を、一次成形位置16aと一次受渡位置16bとに交互に位置させる。
なお、ターンテーブル16において、一次固定金型MA1、MA2が位置決めされて射出装置11による射出成形工程が実行される位置を一次成形位置16a、一次固定金型MA1、MA2が位置決めされて該一次固定金型MA1、MA2から一次成形品E2の取り出しなどの受渡動作が行われる位置を一次受渡位置16bと称する。また、本実施形態では、一次受渡位置16aにおいて初期挿入部品E1の挿入動作も行われる。初期状態(初期位置)では、一次固定金型MA1が一次成形位置16aに位置するとともに一次固定金型MA2が一次受渡位置16bに位置している。また、第1の射出成形機1は、不図示の制御部を備え、該制御部に設定された制御プログラムに従って所望の工程を実施する。
第2の射出成形機2は、金型や成形材料が異なる以外は第1の射出成形機1と実質的に同じ構成と機能を有する。また、本実施形態では、第1および第2の射出成形機1、2は、Y方向負の向きに装置の前面を向けるように並べて配置されている。なお、第2の射出成形機2で用いる固定金型を、二次固定金型MB1、MB2と称し、可動金型を二次可動金型MB3と称する。また、ターンテーブル26上の、二次固定金型MB1、MB2が位置決めされて第2の射出成形機2に備えられた射出装置(不図示)による射出成形工程が実行される位置を二次成形位置26a、二次固定金型MB1、MB2が位置決めされて該二次固定金型MB1、MB2からの二次成形品E3の取り出しなどの受渡動作が行われる位置を二次受渡位置26bと称する。本実施形態では、二次受渡位置26bにおいて一次成形品E2の挿入動作も行われる。初期状態(初期位置)では、二次固定金型MB1が二次成形位置26aに位置するとともに二次固定金型MB2が二次受渡位置26bに位置している。
ここでは、一次固定金型MA1、MA2は同じ一次成形品E2を成形するための型であり、二次固定金型MB1、MB2は、同じ二次成形品E3を成形するための型である。一次固定金型MA1、MA2と二次固定金型MB2、MB2の組み合わせは、所望の成形品に応じて選択可能される。
図1に示すように、第1の射出成形機1の基台15には、第1の射出成形機1の前面に向かって(図1に示すY軸の負の向き)突出する付設台39が取り付けられており、付設台39から立設した柱部38の異なる高さから水平方向にレール支持部35、45が設けられ、レール支持部35、45の各上面には直線レール34、44が取り付けられている。第2の射出成形機2にも、第1の射出成形機1と同じ構成で対応する位置に対応する構成が設けられており、第1および第2の射出成形機1、2の間に直線レール34、44が橋架されている。
なお、図2では、説明のために第1および第2の射出成形機1、2の各射出装置および各型締装置の図示を省略し、第1および第2の搬送ロボット3、4を簡略化して図示している。また、図2では、第1および第2の搬送ロボット3、4が図中で互いに重ならないように、第2の搬送ロボット4と直線レール44の位置をY軸方向にずらし、後述の把持部41の伸びる向きと把持部31、41の支持部33、43の形状を異ならせている。また、図1は図2のX軸負の向きに射出成形システム10を示すものであるが、第1および第2の射出成形機2の構成が同じであるため、図1では、説明のために第2の射出成形機2に代えて第1の射出成形機1を図示している。
第1の搬送ロボット3は、直線レール34上を走行する軸受部34Aと、軸受部34Aに連結された支持部33と、成形品を把持する把持部31と、支持部33に取り付けられ一次成形品E2を把持可能な位置に把持部31を位置決めする位置決め部材32A、32Bとを備える。同様に、第2の搬送ロボット4は、直線レール44上を走行する軸受部44Aと、軸受部44Aに連結された支持部43と、成形品を把持する把持部41と、支持部43に取り付けられ一次成形品E2を把持可能な位置に把持部41を位置決めする位置決め部材42A、42Bとを備える。また、第1および第2の搬送ロボット3、4は、それぞれ不図示の制御部と不図示の駆動手段を備え、各制御部が制御プログラムに従って各駆動手段を制御することにより、第1および第2の搬送ロボット3、4の直線レール34、44上の往復移動と、把持部31、41に備えられた複数の指部の開閉動作による成形品の把持(および解放)と、把持部31、41の上下動を行う。
本実施形態では、第1の搬送ロボット3が走行する直線レール34と、第2の搬送ロボット4が走行する直線レール44を別途設けている。このため、第1および第2の搬送ロボット3、4が、任意のタイミングで一次受渡位置16bと二次受渡位置26bの間を干渉することなく移動することができ、第1および第2の搬送ロボット3、4が1つの直線レールを走行するように構成した場合よりも、効率よく円滑に一次成形品を第1の射出成形機1から第2の射出成形機2に搬送することができる。また、直線レール上を移動する搬送ロボットを用いたことにより、回転アームを回転させることによって成形品を搬送する搬送ロボットを用いた場合よりも、同じ移動距離を搬送させる場合に設置面積を小さくできる。また、搬送ロボットを移動させる機構を比較的簡易な構造で実現することできるため、様々な大きさや種類の射出成形機に設置しやすい。
なお、第1および第2の搬送ロボット3、4および直線レール34、44およびその支持機構は、第1の射出成形機1の一次受渡位置16bと第2の射出成形機2の二次受渡位置26bの間を第1および第2の搬送ロボット3、4が互いに干渉しないで直線レール34、44をそれぞれ往復移動し、第1および第2の搬送ロボット3、4が一次受渡位置16bからの一次成形品E2の取り出しと第2の射出成形機2の二次受渡位置26bにおける一次成形品E2の挿入とができるように構成されているものであれば、任意の機構および駆動手段を採用してよい。
また、第1および第2の搬送ロボット3、4を実質的に共通の構造とすることが好ましい。例えば、位置決め部材32A、32Bと位置決め部材42A、42B、支持部33と支持部43、および、把持部31と把持部41などの互いに対応する構成を、共通部品により構成することができる。この場合には、把持部31、41の位置決めや把持動作の制御をより簡易に実現することができ、第1および第2の搬送ロボット3、4の製造の省コスト性を高めることができる。なお、この場合には、各把持部31、41が受渡位置16b(26b)に向かって延びる向きが共通となるが、直線レール34、44上においてすれ違う際に、例えば、位置決め部材32A、32B、42A、42Bおよび把持部31、41などを上下動することによって垂直方向に互いに干渉しない位置に位置させるように第1および第2の搬送ロボット3、4を構成すればよい。または、直線レール34、44上においてすれ違う際に、位置決め部材32A、32B、42A、42Bおよび把持部31、41などを回転させることによって互いに干渉しない位置に位置させるように第1および第2の搬送ロボット3、4を構成すればよい。
また、射出成形システム10において、第1および第2の射出成形機1、2、第1および第2の搬送ロボット3、4、挿入装置5、回収装置6、供給装置7および不図示のランナ回収装置(射出成形システム10を構成する各装置)はそれぞれ独立した制御部(不図示)を備えている。作業者が各装置に必要な動作等をそれぞれ記録した制御プログラムを各装置の各制御部に予め登録して、該各装置の各制御部が登録された制御プログラムを実行することにより、各装置が必要な動作等を実施する。
制御装置8は、第1および第2の射出成形機1、2、第1および第2の搬送ロボット3、4、挿入装置5、回収装置6、供給装置7および不図示のランナ回収装置(射出成形システム10を構成する各装置)の各制御部と信号線によって接続されている。ここでは、第1の射出成形機1に内蔵された制御部が制御装置8の機能を兼ね備えている。制御装置8は、射出成形システム10を構成する各装置のそれぞれの制御部に対して、それぞれ登録された制御プログラムの実行開始の指令信号を一斉送信することにより、各装置の制御プログラムを同期制御する。また、制御プログラムの開始後は、各装置は、各制御部にそれぞれ登録された制御プログラムに従って各工程を実施する。このように、制御装置8が各装置の動作を同期させるために各装置に制御プログラムの実行開始を指示する指令信号を送信し、その後は、特に同期信号を用いないで各装置にそれぞれ備えられた制御部に登録された制御プログラムに従って各装置に各工程を実行させる場合には、各装置の既存の機能を利用することで制御装置8の機能を簡略化でき、簡易な構成かつ簡単な制御で各装置の同期を実現できる。
なお、制御装置8は、射出成形システム10を構成する各装置の動作を所望のタイミングで同期させることができるものであれば、いかなる方法を採用してよい。例えば、所定の間隔で各装置に同期信号を送信してもよい。この場合には、各装置の工程をより正確に同期させることができる。また、各装置の各制御部とは別個に制御装置8を設けてもよく、各装置のいずれかの制御部が制御装置8としての機能を兼ね備えたものとしてもよい。
次に、図3のタイミングチャートを用いて、射出成形システム10の動作を説明する。
まず、制御装置8は、時刻t1に、第1および第2の射出成形機1、2、第1および第2の搬送ロボット3、4、挿入装置5、回収装置6、供給装置7、不図示のランナ回収装置(第1の射出成形機1におけるランナ回収を行う一次側ランナ回収装置、第2の射出成形機2におけるランナ回収を行う二次側ランナ回収装置)に各制御プログラムの開始を指令する指令信号を一斉に送信する。すると、各装置は、各制御部に登録された制御プログラムに従った各工程を同時に開始する。また、射出成形システム10を構成する各装置は、時刻t1以降については、個々に備えられた制御部により、所定の工程をそれぞれ繰り返すように制御される。
なお、図3におけるt1−t16は初期期間であり、この初期期間では、第1の射出成形機1によって成形される一次成形品E2を第2の射出成形機2の挿入部品として用いて二次成形品E3を成形するために、まず、先行して第1の射出成形機1において一次成形品E2を成形し、第1の射出成形機1によって成形された一次成形品E2を第2の射出成形機2に搬送し、第2の射出成形機2において、一次成形品E2を挿入部品として第1回目の射出成形工程を実施する。また、初期期間の後は、図3に示すt16からt26の期間を一つの周期Cとして、射出成形システム10を構成する上記各装置が、周期Cに対して登録された所定の工程を繰り返す繰り返し期間である。
まず、周期Cにおける各装置の所定の工程について説明する。
第1の射出成形機1は、図3に示すように、周期Cにおいて、第1の回転工程P1、第1の射出成形工程Q1、第2の回転工程P2、第2の射出成形工程Q2を実行する。詳細には、第1の射出成形機1は、ターンテーブル16を180度回転(反転)する第1の回転工程P1を実施することにより一次固定金型MA2を一次受渡位置16bに位置させるとともに一次固定金型MA1を一次成形位置16aに位置させる。次に、一次固定金型MA1と一次可動金型MA3からなる金型を用いて、型閉じ、型締、射出、保圧、冷却、型開き、固定金型MA1からの一次成形品E2の取り外し(成形品の突き出し)からなる第1の射出成形工程Q1を実行して、一次成形品E2を成形する。続いて、第1の射出成形機1は、ターンテーブル16を180度回転(正転)する第2の回転工程P2を実施することにより一次固定金型MA1を一次受渡位置16bに位置させるとともに一次固定金型MA2を一次成形位置16aに位置させる。続いて、第1の射出成形機1は、一次固定金型MA2と一次可動金型MA3からなる金型を用いて、型閉じ、型締、射出、保圧、冷却、型開き、一次固定金型MA2からの一次成形品の取り外しからなる第2の射出成形工程Q2を実施して一次成形品E2を成形する。
第2の射出成形機2は、図3に示すように、周期Cにおいて、第3の回転工程P3、第3の射出成形工程Q3、第4の回転工程P4、第4の射出成形工程Q4を実行する。詳細には、第2の射出成形機2は、ターンテーブル26を180度回転(反転)する第3の回転工程P3を実施することにより二次固定金型MB2を二次受渡位置26bに位置させるとともに二次固定金型MB1を二次成形位置26aに位置させる。次に、二次固定金型MB1と二次可動金型MB3からなる金型を用いて、型閉じ、型締、射出、保圧、冷却、型開き、二次固定金型MB1からの二次成形品の取り外し(成形品の突き出し)からなる第3の射出成形工程Q3を実施して二次成形品E3を成形する。次に、ターンテーブル26を180度回転(正転)する第4の回転工程P4を実施することにより二次固定金型MB1を二次受渡位置26bに位置させるとともに二次固定金型MB2を二次成形位置26aに位置させる。続いて、二次固定金型MB2と二次可動金型MB3からなる金型を用いて、型閉じ、型締、射出、保圧、冷却、型開き、二次固定金型MB2からの二次成形品の取り外しからなる第4の射出成形工程Q4を実施して二次成形品E3を成形する。なお、第1〜第4の射出成形工程Q1〜Q4における射出成形のための各動作に関連するパラメータは所望の成形品に応じて設定される。
第1の搬送ロボット3は、周期Cにおいて、二次受渡位置26bから一次受渡位置16bに移動する移動工程R1(時刻t16からt17参照)と、一次受渡位置16bにおいて一次固定金型MA2から一次成形品E2を取り出す取出工程R2(時刻t17からt18参照)と、一次受渡位置16bから二次受渡位置26bに一次成形品E2を搬送する搬送工程R3(時刻t21からt22参照)と、二次受渡位置26bにおいて二次固定金型MB1に一次成形品E2を挿入する挿入工程R4(時刻t24からt25参照)とを予め設定した時間間隔で実行する。
第2の搬送ロボット4は、周期Cにおいて、一次受渡位置16bから二次受渡位置26bに一次成形品E2を搬送する搬送工程S1(時刻t16からt17参照)と、二次受渡位置26bにおいて二次固定金型MB1に一次成形品E2を挿入する挿入工程S2(時刻t19からt20参照)と、二次受渡位置26bから一次受渡位置16bに移動する移動工程S3(時刻t21からt22参照)と、一次受渡位置16bにおいて一次固定金型MA2から一次成形品E2を取り出す取出工程S4(時刻t22からt23参照)とを予め設定した時間間隔で実行する。
挿入装置5は、周期Cの半周期を1つの周期として、一次受渡位置16bに位置する固定金型MA1、MA2に初期挿入部品を挿入する初期挿入工程(時刻t19からt20および時刻t24からt25参照)を予め設定した時間間隔で実行する。また、回収装置6は、一周期Cの半周期を1つの周期として、二次受渡位置26bに位置する二次固定金型MB1、MB2から二次成形品を回収する回収工程(時刻t17からt18および時刻t22からt23参照)を予め設定した時間間隔で繰り返す。また、一次側ランナ回収装置(および二次側ランナ回収装置)は、一周期Cの半周期を1つの周期として、一次受渡位置16b(二次受渡位置26b)に位置する固定金型MA1、MA2(二次固定金型MB1、MB2)からランナを回収するランナ回収工程(時刻t18からt19および時刻t23からt24参照)を予め設定した時間間隔で実行する。なお、初期挿入工程、挿入工程R4、S2、取出工程R2、S4、回収工程およびランナ回収工程は、各射出成形工程Q1(Q3),Q2(Q4)の期間内に実行され、各目的を達成するものであれば、実行タイミングを適宜調整してよい。
次に、時刻t1からt16の初期期間における各装置の動作について説明する。初期工程の事前準備として、時刻t0からt1の間に、初期挿入部品E1が一次受渡位置16bに位置する一次固定金型MA2に手動で挿入される。また、予め作成しておいた一次成形品E2が二次受渡位置26bに位置する二次固定金型MB2に手動で挿入される。なお、この段階における初期挿入部品E1の一次固定金型MA2への挿入は、挿入装置5によって行ってもよい。また、時刻t1の時点では、一次固定金型MA1と二次固定金型MB1は、何も挿入部品等が挿入されず空の状態である。
なお、初期期間においても、繰り返し期間においても、第2の射出成形機2と第2の搬送ロボット4がt1からt11まで待機期間とされ、回収装置6と二次側ランナ回収装置がt1からt16まで待機期間とされることを除いて、第1の射出成形機1、第2の射出成形機2、第1の搬送ロボット3、第4の搬送ロボット3、挿入装置5、回収装置6、一次側ランナ回収機、二次側ランナ回収機は、それぞれ所定のタイミングで所定の動作を繰り返し実行している。例えば、時刻t1からt6は、周期Cの後半周期(時刻t21からt26)に対応する共通動作が、第1の射出成形機1、第1の搬送ロボット3、挿入装置5で実行される。例えば、時刻t6からt11は、周期Cの前半周期(時刻t16からt21)に対応する共通動作が、第1の射出成形機1、第1の搬送ロボット3、挿入装置5、一次側ランナ回収装置で実行される。時刻t11からt16は、周期Cの後半周期(時刻t21からt26)に対応する共通動作が、第1および第2の射出成形機1、2、第1および第2の搬送ロボット3、4、挿入装置5、回収装置6、一次側ランナ回収装置で実行される。
初期期間では、第1の射出成形機1は、時刻t1からt2の期間に、第2の回転工程P2を行って、初期挿入部品E1が挿入された一次固定金型MA2を一次成形位置16aに位置させ、空の一次固定金型MA1を一次受渡位置16bに位置させる。次に、時刻t2からt6の期間に、第1の射出成形機1は、一次成形位置16aにおいて第2の射出成形工程Q2を実施して一次成形品E2を成形する。一方、時刻t4からt5の期間に、挿入装置5は、一次受渡位置16bに位置する空の一次固定金型MA1に供給装置7から供給された初期挿入部品E1を挿入する。また、時刻t12の期間に、第1の搬送ロボット3は、一次受渡位置16bに位置する一次固定金型MA1が空であるため何も持たずに一次受渡位置16bから二次受渡位置26bに移動し(搬送工程R3に相当)、時刻t2−t6の期間は二次受渡位置26bにおいて待機する。
また、第1の射出成形機1は、時刻t6からt7の期間に第1の回転工程P1を行って、時刻t7からt11の間に第1の射出成形工程Q1を実施して一次成形品E2を成形する。
一方、第1の搬送ロボット3は、時刻t6からt7の期間に移動工程R1を行い、時刻t7からt8の期間に取出工程R2を行う。一次側ランナ回収装置は、時刻t8からt9の期間に、一次受渡位置16bに位置する一次固定金型MA1からランナを回収する。挿入装置5は、時刻t9からt10の期間に、一次受渡位置16bに位置する空になった一次固定金型MA1に供給装置7から供給された初期挿入部品E1を挿入する。
その後、第1の射出成形機1は、時刻t11からt12の期間に、第2の回転工程P2を行い、時刻t12からt16の期間に第2の射出成形工程Q2を行う。また、時刻t14からt15の期間に、挿入装置5は、一次受渡位置16bに位置する空の一次固定金型MA1に供給装置7から供給された初期挿入部品E1を挿入する。
第2の射出成形機2は、時刻t11からt12の期間に、第4の回転工程P4を実行する。次に、時刻t12からt16の期間に、第2の射出成形機2は、二次成形位置26aにおいて第4の射出成形工程Q4を実施して二次成形品E3を成形する。なお、第2の射出成形機2は、第1の射出成形機1によって時刻t2からt6に成形される一次成形品E2を挿入部品として用いるために、時刻t1からt11の期間は待機期間となっている。
一方、第1の搬送ロボット3は、時刻t11からt12の期間に搬送工程R3を行い、時刻t14からt15の期間に空の二次固定金型MB1に一次成形品E2を挿入する挿入工程R4を行なう。
また、第2の搬送ロボット4は、時刻t11からt12の期間に移動工程S3を行い、その後時刻t12からt13の期間に取出工程S4を行い、一次受渡位置16bにおいて一次成形品E2を保持した状態で待機する。続いて、時刻t13からt14の間に、一次側ランナ回収装置は、一次受渡位置16bに位置する一次固定金型MA2からランナを回収する。時刻t14からt15の間に、挿入装置5は、一次受渡位置16bに位置する空になった一次固定金型MA2に供給装置7から供給された初期挿入部品E1を挿入する。以上のようにして、時刻t1からt16までの初期期間が終了する。
本射出成形システム10によれば、成形位置と受渡位置にそれぞれ固定金型を位置させるように、回転方向に所定角度離れた位置に2つの固定金型を配設したターンテーブルを備えた第1および第2の射出成形機1、2と、第1の射出成形機1と第2の射出成形機2との間に敷設された直線レール34、44上を往復移動して、第1の射出成形機1の一次受渡位置16bに位置する固定金型から一次成形品E2を取り出して第2の射出成形機2の二次受渡位置26bに位置する固定金型に一次成形品E2を挿入する2つの搬送ロボット3、4と、第1の射出成形機1と第2の射出成形機2の射出成形工程を同期させ、射出成形工程と同期して一方の搬送ロボット3(または4)に第1の射出成形機1から第2の射出成形機2に一次成形品を搬送させ、搬送の間に他方の搬送ロボット4(または3)を第2射出成形機2から第1の射出成形機1に移動させるように第1の射出成形機1と第2の射出成形機2および2つの搬送ロボット3、4を制御する制御装置8とを備えている。このため、比較的な簡単な制御で、第1および第2の射出成形機1、2においてターンテーブル16、26を用いて効率よく成形品を成形しつつ、第2の射出成形機2の射出成形工程にタイムラグを発生させないように、2つの搬送ロボット3、4が第1の射出成形機1で成形した一次成形品E2を第2の射出成形機2に交互に搬送することができ、インサート成形または多色成形の生産効率化を図ることができる。
また、本射出成形システム10において、第1および第2の射出成形機1、2におけるターンテーブル16、26の回転P1、P3が第1の搬送ロボット3による移動R1と第2の搬送ロボット4の搬送S1とが共通の期間に行われ、第1および第2の射出成形機1、2におけるターンテーブル16、26の回転P2、P4が第2の搬送ロボット4による移動S3と第1の搬送ロボット3の搬送R3とが共通の期間に行われている。このように、ターンテーブル16、26の回転P1、P3と第1および第2の搬送ロボット3、4の搬送(移動)のタイミングを共通化することにより、同期タイミングが明確であり、複数の装置の制御プログラムの動作の同期を図りやすい。また、直感的に理解しやすいタイミングで一次成形品E2および二次成形品E3の移動を行うことができ、各装置が意図した動作を行っているか作業者が確認しやすい。また、第1の射出成形機1による射出成形工程Q1、Q2と第2の射出成形機2による射出成形工程Q3、Q4がそれぞれ共通の期間に行われるため、その間に、一次成形品E2の取出および挿入R2、R4、S2、S4のタイミングを容易かつ着実に確保することができる。また、二次成形品E3の回収、ランナ回収、初期挿入部品の挿入などのタイミングも同様に容易かつ着実に確保することができる。
また、本射出成形システム10において、射出成形工程Q1、Q2と同期して第1の射出成形機1の一次受渡位置16bに位置する一次固定金型MA1、MA2に挿入部品E1を挿入する挿入装置5をさらに備えたため、初期挿入部品を挿入して一次成形品を成形し、一次成形品を挿入部品として用いて二次成形品を成形する工程をさらに効率化することができる。
また、本射出成形システム10において、射出成形工程Q3、Q4と同期して第2の射出成形機の二次受渡位置26bに位置する二次固定金型MB1、MB2から二次成形品E3を取り出して回収する回収装置6をさらに備えたため、二次成形品を回収する工程をさらに効率化することができる。
また、射出成形機1、2、搬送ロボット3、4、挿入装置5、回収装置6、ランナ回収装置などの各装置において、共通の周期Cで所定の基本動作を単純なタイミングで繰り返すように制御プログラムを登録し、制御装置8では、各装置に制御プログラムの開始時期を同期させるための指令信号を送信する制御のみを行っている。このため、複雑な制御装置を用意しなくても、簡易な制御方法により、一次成形品を挿入部品として用いた二次成形品の成形を行うことができる。また、各装置は、既存の機能によって実行可能な工程を繰り返し実行するように制御プログラムを登録するだけでよく、各装置にインサート成形や多色成形のための高度な機能や構成を追加する必要がない。この結果、省コストかつ簡易に一次成形品を挿入部品として用いた二次成形品を成形することができる。また、既存の装置や機能を利用することで、作業者に対しても、設置作業、メンテナンス作業、操作理解などの負担を最小限にすることができる。
これに対し、特許文献1に記載された装置においては、2台の射出成形機の全ての成形品の冷却完了時のうち最も遅い時を検出すると、各射出成形機を一斉に開型し、取り出しロボットを同期制御して成形品を同時に取り出して、組立機に導入するため、2台の射出成形機の射出成形工程と次なる射出成形工程との間に取り出しのためのタイムラグが生じてしまい、より生産の効率化が求められる。また、組立機を別途設ける必要があり、2台の射出成形機と組立機を連動制御するための高度な制御システムが要求されるため、設置コストが高い。
また、2つの搬送ロボット3、4を直線レール34、44上を移動する構成としたことにより、搬送ロボット3、4および直線レール34、44の支持機構を比較的コンパクトかつ簡易な構成とすることができ、既存の射出成形機1、2への設置を比較的省コストかつ簡易に行うことができる。
なお、本実施形態に限定されず、本発明の効果を奏するものであれば、射出成形システムにかかる第1および第2の射出成形機として様々なタイプの射出成形機を用いることができる。
また、第1および第2の射出成形機1、2に実質的に同じ機能を有する射出成形機を用いた場合には、第1および第2の射出成形機1、2の設定方法や機能が共通しているため、各工程の設定、制御装置8との接続をより容易に行うことができる。また、第1および第2の射出成形機1、2は、互いに対応する構成を有するため、両者の受渡位置の高さが等しくなり、2つの直線レール34、44を取り付けやすく、2台の搬送ロボット3、4による挿入および取出動作などを類似の動作とすることができるため、容易かつ円滑に2台の搬送ロボット3、4による挿入および取出動作を実現することができる。なお、第1および第2の射出成形機1、2が「実質的に同じ構成や機能を有する」とは、例えば、使用可能な型の種類と大きさ、回転テーブルの大きさと制御可能な回転速度、実施可能な射出成形工程の種類などが共通するように射出成形機の主要な構成や機能が実質的に共通している射出成形機を意味する。例えば、同型の射出成形機として、同機種や後継機種の射出成形機があげられる。また、本発明の効果を奏する範囲であれば、第1および第2の射出成形機の構成や機能を完全に共通化させる必要はなく、第1および第2の射出成形機の構成や機能を異ならせてもよい。
また、一次固定金型MA1、MA2は、一次可動金型MA3と型開閉可能であれば、互いに異なる形状の一次成形品を成形するものであってもよい。また、二次固定金型MB1、MB2は、二次可動金型MB3と型開閉可能であり、一次固定金型MA2により成形された一次成形品E2、一次固定金型MA1により成形されたE2をそれぞれ初期挿入部品として用いるものであれば、互いに異なる形状の二次成形品を成形するものであってもよい。本発明の効果を奏するものであれば、金型としてその他の種々の金型を採用してよい。
以上説明した本発明は、この発明の精神および必須の特徴的事項から逸脱することなく他のいろいろな形態で実施することができる。したがって、本明細書に記載した実施例は例示的なものであり、これに限定して解釈されるべきものではない。
1 第1の射出成形機
2 第2の射出成形機
3 第1の搬送ロボット
4 第2の搬送ロボット
5 挿入装置
6 回収装置
7 供給装置
8 制御装置
10 射出成形システム
16、26 ターンテーブル
16a 一次成形位置
16b 一次受渡位置
26a 二次成形位置
26b 二次受渡位置
3、4、44 直線レール
E1 初期挿入部品
E2 一次成形品
E3 二次成形品
MA1、MA2 一次固定金型
MA3 一次可動金型
MB1、MB2 二次固定金型
MB3 二次可動金型
本射出成形システムは、成形位置と受渡位置にそれぞれ金型を位置させるように、回転方向に所定角度離れた位置に2つの前記金型を配設したターンテーブルを備えた第1および第2の射出成形機と、前記第1の射出成形機と前記第2の射出成形機との間に敷設された直線レール上を往復移動して、前記第1の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型から一次成形品を取り出して前記第2の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型に前記一次成形品を挿入する2つの搬送ロボットと、前記第1の射出成形機と前記第2の射出成形機の射出成形工程を同期させ、該射出成形工程と同期して一方の前記搬送ロボットに前記第1の射出成形機から前記第2の射出成形機に前記一次成形品を搬送させ、該搬送の間に他方の前記搬送ロボットを前記第2射出成形機から前記第1の射出成形機に移動させるように前記第1の射出成形機と前記第2の射出成形機および前記2つの搬送ロボットを制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
本射出成形システムによれば、成形位置と受渡位置にそれぞれ金型を位置させるように、回転方向に所定角度離れた位置に2つの金型を配設したターンテーブルを備えた第1および第2の射出成形機と、第1の射出成形機と第2の射出成形機との間に敷設された直線レール上を往復移動して、第1の射出成形機の受渡位置に位置する金型から一次成形品を取り出して第2の射出成形機の受渡位置に位置する金型に一次成形品を挿入する2つの搬送ロボットと、第1の射出成形機と第2の射出成形機の射出成形工程を同期させ、射出成形工程と同期して一方の搬送ロボットに第1の射出成形機から第2の射出成形機に一次成形品を搬送させ、搬送の間に他方の搬送ロボットを第2射出成形機から第1の射出成形機に移動させるように第1の射出成形機と第2の射出成形機および2つの搬送ロボットを制御する制御装置とを備えている。このため、比較的簡単な制御で、第1および第2の射出成形機においてターンテーブルを用いて効率よく成形品を成形しつつ、タイムラグを発生させないように、第1の射出成形機で成形した一次成形品を第2の射出成形機に搬送することができ、インサート成形または多色成形の生産効率化を図ることができる。
本射出成形システム10によれば、成形位置と受渡位置にそれぞれ固定金型を位置させるように、回転方向に所定角度離れた位置に2つの固定金型を配設したターンテーブルを備えた第1および第2の射出成形機1、2と、第1の射出成形機1と第2の射出成形機2との間に敷設された直線レール34、44上を往復移動して、第1の射出成形機1の一次受渡位置16bに位置する固定金型から一次成形品E2を取り出して第2の射出成形機2の二次受渡位置26bに位置する固定金型に一次成形品E2を挿入する2つの搬送ロボット3、4と、第1の射出成形機1と第2の射出成形機2の射出成形工程を同期させ、射出成形工程と同期して一方の搬送ロボット3(または4)に第1の射出成形機1から第2の射出成形機2に一次成形品を搬送させ、搬送の間に他方の搬送ロボット4(または3)を第2射出成形機2から第1の射出成形機1に移動させるように第1の射出成形機1と第2の射出成形機2および2つの搬送ロボット3、4を制御する制御装置8とを備えている。このため、比較的な簡単な制御で、第1および第2の射出成形機1、2においてターンテーブル16、26を用いて効率よく成形品を成形しつつ、第2の射出成形機2の射出成形工程にタイムラグを発生させないように、2つの搬送ロボット3、4が第1の射出成形機1で成形した一次成形品E2を第2の射出成形機2に交互に搬送することができ、インサート成形または多色成形の生産効率化を図ることができる。

Claims (4)

  1. 成形位置と受渡位置にそれぞれ金型を位置させるように、回転方向に所定角度離れた位置に2つの前記金型を配設したターンテーブルを備えた第1および第2の射出成形機と、
    前記第1の射出成形機と前記第2の射出成形機との間に敷設された直線レール上を往復移動して、前記第1の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型から一次成形品を取り出して前記第2の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型に前記一次成形品を挿入する2つの搬送ロボットと、
    前記第1の射出成形機と前記第2の射出成形機の射出成形工程を同期させ、該射出成形工程と同期して一方の前記搬送ロボットに前記第1の射出成形機から前記第2の射出成形機に前記一次成形品を搬送させ、該搬送の間に他方の前記搬送ロボットを前記第2射出成形機から前記第1の射出成形機に移動させるように前記第1の射出成形機と前記第2の射出成形機および前記2つの搬送ロボットを制御する制御装置と、
    を備えたことを特徴とする射出成形システム。
  2. 前記第1および第2の射出成形機における前記ターンテーブルの回転と前記一方の搬送ロボットによる搬送と前記他方の搬送ロボットの移動とが共通の期間に行われることを特徴とする請求項1記載の射出成形システム。
  3. 前記射出成形工程と同期して前記第1の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型に挿入部品を挿入する挿入装置をさらに備えたことを特徴とする請求項1または2記載の射出成形システム。
  4. 前記射出成形工程と同期して前記第2の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型から二次成形品を取り出して回収する回収装置をさらに備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の射出成形システム。
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