JP2016083790A - 射出成形システム - Google Patents

Abstract

【課題】生産現場において、検査工程だけでなくその前後の成形工程や箱詰め工程など、全工程を通してかかる時間を短縮する。【解決手段】成形機から自由落下した成形品を検査、分別する一連の作業を連続的に行う。射出成形システムにおいて、成形品撮影装置は自由落下した成形品の画像を取り込み、画像解析装置により撮影した画像から成形品外観の特徴を解析し、該解析の結果に基づいて成形品分別装置により前記成形品を複数の所定領域のうちのいずれかに分別する。【選択図】図１

Description

本発明は成形機から自由落下した成形品を検査、分別する一連の作業を連続的に短時間で行える射出成形システムに関する。

射出成形機で成形を行う際に、サイクルタイムの短縮のため、成形品を箱に自由落下させることがある。箱に入った成形品は検査工程に送られ、画像処理検査装置によって不良がないか検査される。その際に、箱にばら積みされた成形品を１つずつ画像処理検査装置に置く必要があり、工数がかかることがある。

また、画像処理検査装置により成形品の検査をする場合、欠けやすい箇所やバリが出やすい箇所を検査する必要があるが、場所によっては特定の角度からでないと検査できないことがある。

特許文献１に開示される技術は、多関節ロボットによりワークの検査したい面を画像検査装置にかざすことで、より簡単且つ安価に検査を行っている。多関節ロボットは良品であれば良品シューターにワークを解放し、不良品であれば不良品シューターに解放する。
特許文献２に開示される技術は、成形金型で複数個取りされた成形品を取り出し用ハンドの複数の把持手段で把持して取り出し、これを搬送中に目的とする成形品間ピッチに配置して次工程に送ることができるものである。

特開２０１３−２４８５２号公報 特開平９−１２３２３２号公報

特許文献１では検査工程の効率化が提案されている。だが、生産現場においては、検査工程だけでなくその前後の成形工程や箱詰め工程などの他工程が存在するため、全工程を通してかかる時間を短縮する必要がある。

特許文献２では、取出し機を用いて取り出すため、取出し機が金型内で移動する時間がかかる。さらに、成形品を移動させる機構を持つ大型のハンドが必要となり、取出しに時間がかかる。

本願の請求項１に係る発明は、成形品を金型からの離型工程で自由落下させる射出成形システムにおいて、自由落下した成形品の画像を取り込む成形品撮影装置と、前記成形品撮影装置で撮影した画像の解析を行う画像解析装置と、前記画像解析結果に基づいて前記成形品を複数の所定領域のうちのいずれかに分別する成形品分別装置と、を備え、前記画像解析装置が、成形品外観の特徴を解析し、該解析の結果に基づいて前記成形品を分別させることを特徴とする射出成形システムである。
請求項２に係る発明は、前記成形品撮影装置が前記成形品分別装置に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形システムである。
請求項３に係る発明は、前記成形品撮影装置が自由落下する成形品の自由落下領域を撮影するように固定されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形システムである。
請求項４に係る発明は、自由落下した成形品の画像を取り込み前記成形品の位置を認識する第一の成形品撮影装置と、前記成形品の画像を解析するために前記成形品を撮影する第二の成形品撮影装置と、前記第一の成形品撮影装置によって認識された前記成形品の位置で前記成形品を掴んで、第二の成形品撮影装置で前記成形品を撮影するための撮影位置に前記成形品を移動する、成形品移動装置とを備え、前記画像解析装置は前記第二の成形品撮影装置で撮影した画像の解析を行うことを特徴とする請求項１に記載の射出成形システムである。
請求項５に係る発明は、前記第一の成形品撮影装置が、前記成形品移動装置に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の射出成形システムである。
請求項６に係る発明は、前記第二の成形品撮影装置が自由落下する成形品の自由落下領域を撮影するように固定されていることを特徴とする請求項４に記載の射出成形システムである。
請求項７に係る発明は、前記成形品外観の特徴が、成形不良箇所の有無、成形品に転写されたキャビティ番号、成形品に転写された成形品識別番号、成形品形状、成形品の色の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の射出成形システムである。
請求項８に係る発明は、前記複数の所定領域のうちの少なくとも一つが、成形品搬送装置上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の射出成形システムである。
請求項９に係る発明は、前記複数の所定領域のうちの少なくとも一つが、成形品を収納する収納箱内または収納容器内であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の射出成形システムである。
請求項１０に係る発明は、前記成形品分別装置が、前記所定領域にて前記成形品を整列させることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の射出成形システムである。
請求項１１に係る発明は、前記成形品移動装置と前記成形品分別装置が同一装置であることを特徴とする請求項４〜１０のいずれかに記載の射出成形システムである。
請求項１２に係る発明は、前記画像解析装置の解析の結果を射出成形機に出力する通信手段を備え、解析結果または分別結果を前記射出成形機の生産管理工程データに入力することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の射出成形システムである。

本発明により、成形機から自由落下した成形品を検査、分別する一連の作業を連続的に行うことにより、サイクルタイムを短縮する射出成形システムを提供できる。

射出成形システムの上面図である。 射出成形システムの正面図である。 成形品の分別及び整列を示す図である。 画像処理検査用カメラが固定されたパラレルリンクロボットを示す図である。 図３に示される成形品の分別及び整列の場合の、射出成形機の生産管理工程データを示す図である。

図１及び図２は本発明の射出成形システムの概要図である。射出成形機システムは射出成形機１と金型２、搬送用コンベヤ３、位置識別用カメラ４、パラレルリンクロボット５、画像処理検査用カメラ６、良品用梱包箱７、不良品回収箱８、架台９から構成される。

パラレルリンクロボット５は成形品移動装置及び成形品分別装置、画像解析装置を兼ねている。画像処理検査用カメラ６は請求項１の成形品撮影装置であり、請求項４の第二の成形品撮影装置である。位置識別用カメラ４は請求項４の第一の成形品撮影装置である。

射出成形機１の金型２内にて成形された成形品１０は、固定側金型２ａと可動側金型２ｂが開き、図示しないエジェクタの突出動作などによって離型することにより、金型２の下に設置された搬送用コンベヤ３の上に落下する。その際に、成形品１０は無作為な位置と向きになる。搬送用コンベヤ３で搬送されている成形品１０を位置識別用カメラ４で検知したら、パラレルリンクロボット５が成形品１０を掴む。パラレルリンクロボット５は掴んだ成形品１０を画像処理検査用カメラ６にかざし、図３に示すように、良品ならば良品用梱包箱７に箱詰めし、不良品ならば不良品回収箱８に成形品１０を解放する。パラレルリンクロボット５が成形品１０を良品用梱包箱７に箱詰めする前には、良品用梱包箱７の仕切りに成形品１０が収まるように成形品１０の向きを回転させる。

成形品には通常、キャビティ番号が刻印されており、成形品はキャビティごとに管理されることが多い。もし、特定のキャビティの金型コアが損傷することにより不良が発生した場合、どのキャビティの成形品に不良が発生しているかがわかるからである。そこで、位置識別用カメラ４で成形品１０を撮影する際に成形品１０に刻印されたキャビティ番号を識別し、パラレルリンクロボット５がキャビティ番号ごとに異なる領域に成形品１０を箱詰めする。図３において、良品用梱包箱７内にキャビティ番号毎の列が設けられ、第１番キャビティの成形品は第１番キャビティの列に箱詰めされる。同様に、第２番キャビティの成形品は第２番キャビティの列に、第３番キャビティの成形品は第３番キャビティの列に、第４番キャビティの成形品は第４番キャビティの列に箱詰めされる。

以上のように、本実施例では、成形機から自由落下した成形品を検査、分別、箱詰めする一連の作業を連続的に短時間で行うことができる。

本実施例では、成形不良箇所の有無、及び成形品１０に転写されたキャビティ番号で成形品１０の分別を行っているが、成形品１０に転写された成形品識別番号や成形品形状、成形品の色で分別してもよい。

本実施例では、梱包箱に成形品１０を箱詰めしたが、パレット上またはコンベヤ上に整列させてもよい。

搬送用コンベヤ３は定速でもピッチ送りでもよい。定速の場合、位置識別用カメラ４で撮影してから、パラレルリンクロボット５が成形品１０を掴むまでの間に成形品１０が動く距離を、エンコーダもしくはコンベヤ速度からの算出により補正する。ピッチ送りの場合、位置識別用カメラ４で撮影する範囲の成形品１０を全て掴んだら、搬送用コンベヤ３を一定の距離だけ前進させる。

成形品移動装置として複数台のパラレルリンクロボットを用いてもよい。成形品移動装置と成形品分別装置のそれぞれに複数台のパラレルリンクロボットを用いてもよい。

成形品移動装置はパラレルリンクロボットでも多関節ロボットでもよい。また、画像処理検査用カメラ６を、成形品が自由落下する自由落下領域を撮影可能となるように固定するものとしてもよい。具体的には、搬送用コンベヤ３の代わりに、例えば受け皿に成形品を落下させ、受け皿上の成形品をロボットが掴む構成としてもよい。

図４に示すように、画像処理検査用カメラ６をパラレルリンクロボット５に固定してもよい。パラレルリンクロボット５が掴んでいる成形品１０を画像処理検査用カメラ６にかざす動作を省けるため、サイクルタイムを短縮できる。

画像処理検査用カメラ６が成形品１０を不良品と判断したら、その情報を射出成形機１に転送する。図５に示すように、射出成形機１は何ショット目の成形品が不良品だったかを生産管理工程データに登録する。作業者はどのような成形条件のときに不良品が発生しているか容易に確認することができる。

画像解析装置が何ショット目の成形品の画像解析を行なっているのかを正確に認識するため、搬送用コンベヤ３上にバケットを設置し、１ショット分の時間毎にコンベヤを前記バケットのピッチ分だけピッチ送りを行ってもよい。１ショット分の成形品が金型から前記バケット１つの中に自由落下するため、画像処理検査用カメラ６には１ショット目から順番に２ショット目、３ショット目・・・の成形品が搬送される。

１ 射出成形機
２ 金型
２ａ 固定側金型
２ｂ 可動側金型
３ コンベヤ
４ 位置識別用カメラ
５ パラレルリンクロボット
６ 画像処理検査用カメラ
７ 良品用梱包箱
８ 不良品回収箱
９ 架台
１０ 成形品
１１ １ショット目の第１番キャビティの成形品
１２ １ショット目の第２番キャビティの成形品
１３ １ショット目の第３番キャビティの成形品
１４ １ショット目の第４番キャビティの成形品
２１ ２ショット目の第１番キャビティの成形品
２２ ２ショット目の第２番キャビティの成形品
２３ ２ショット目の第３番キャビティの成形品
２４ ２ショット目の第４番キャビティの成形品

Claims (12)

1. 成形品を金型からの離型工程で自由落下させる射出成形システムにおいて、
   自由落下した成形品の画像を取り込む成形品撮影装置と、
   前記成形品撮影装置で撮影した画像の解析を行う画像解析装置と、
   前記画像解析結果に基づいて前記成形品を複数の所定領域のうちのいずれかに分別する成形品分別装置と、
   を備え、
   前記画像解析装置が、成形品外観の特徴を解析し、該解析の結果に基づいて前記成形品を分別させることを特徴とする射出成形システム。
2. 前記成形品撮影装置が前記成形品分別装置に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形システム。
3. 前記成形品撮影装置が自由落下する成形品の自由落下領域を撮影するように固定されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形システム。
4. 前記射出成形システムは、
   自由落下した成形品の画像を取り込み前記成形品の位置を認識する第一の成形品撮影装置と、
   前記成形品の画像を解析するために前記成形品を撮影する第二の成形品撮影装置と、
   前記第一の成形品撮影装置によって認識された前記成形品の位置で前記成形品を掴んで、第二の成形品撮影装置で前記成形品を撮影するための撮影位置に前記成形品を移動する、成形品移動装置とを備え、
   前記画像解析装置は前記第二の成形品撮影装置で撮影した画像の解析を行うことを特徴とする請求項１に記載の射出成形システム。
5. 前記第一の成形品撮影装置が、前記成形品移動装置に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の射出成形システム。
6. 前記第二の成形品撮影装置が自由落下する成形品の自由落下領域を撮影するように固定されていることを特徴とする請求項４に記載の射出成形システム。
7. 前記成形品外観の特徴が、成形不良箇所の有無、成形品に転写されたキャビティ番号、成形品に転写された成形品識別番号、成形品形状、成形品の色の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の射出成形システム。
8. 前記複数の所定領域のうちの少なくとも一つが、成形品搬送装置上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の射出成形システム。
9. 前記複数の所定領域のうちの少なくとも一つが、成形品を収納する収納箱内または収納容器内であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の射出成形システム。
10. 前記成形品分別装置が、前記所定領域にて前記成形品を整列させることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の射出成形システム。
11. 前記成形品移動装置と前記成形品分別装置が同一装置であることを特徴とする請求項４〜１０のいずれかに記載の射出成形システム。
12. 前記画像解析装置の解析の結果を射出成形機に出力する通信手段を備え、
    解析結果または分別結果を前記射出成形機の生産管理工程データに入力することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の射出成形システム。

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