JP2016168752A - 成形品取出しシステム - Google Patents

Abstract

【課題】成形機への取付け負荷の軽減と振動の伝達防止を図ることが可能であって、且つ、装置自体の小型化・軽量化を図りつつ、成形機と組み合せて設置する際に大幅な省スペース化が可能な成形品取出しシステムを提供する。【解決手段】この成形品取出しシステム２は、成形機１から成形品Ｗを取出す成形品取出しシステムであって、長手方向が垂直方向となるように配設されたアーム部１０と、前記アーム部１０に支持されて垂直方向に移動可能なチャック部２０と、を備え、前記チャック部２０は、一軸もしくは複数軸の回転機構２４、２６による回転移動が可能で前記成形品Ｗを保持する保持部２２を有し、前記アーム部１０および前記チャック部２０は、前記成形機１における前記成形品の取出し部１Ｄの下方位置に配設されており、前記チャック部２０が前記アーム部１０の上方に移動した位置において、前記保持部２２が前記成形品Ｗを保持する位置が設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、成形品取出しシステムに関し、さらに詳細には、成形機から成形品を取出す成形品取出しシステムに関する。

従来より、射出成形機等の成形機の金型から成形品を吸着等により保持して取出す成形品取出し装置が用いられている。

一例として、特許文献１記載の成形品取出し装置が提案されている。当該装置の概略構成を図６、７に示す。先ず、符号１０１は射出成形機であり、例えばホッパーより供給された樹脂ペレットを溶融させて溶融樹脂をスクリューにより成形金型へ圧送して射出成形が行われる。次に、符号１０２は成形品取出し装置であり、成形機１０１の本体上、より具体的にはダイプレート１１０上に取付けられて、成形金型より成形品を保持して取出すものである。取出しを行う構成の例として、成形機１０１の長手方向（スクリューによる樹脂圧送方向と一致）に直交する方向に設けられた搬送路としてのトラバースレール部１０３と、トラバースレール部１０３に直交する配置で当該トラバースレール部１０３に沿って移動可能に支持されたキックレール部１０４とが設けられている。すなわち、キックレール部１０４は成形機１０１の長手方向に対して略平行に配設されている。

さらに、キックレール部１０４には、成形金型より成形品を保持して取出す取出しアームとしてメインアーム１０５やサブアーム１０６が移動可能に設けられている。キックレール部１０４はトラバースレール部１０３に沿って移動可能に設けられており、メインアーム１０５やサブアーム１０６が成形機１０１本体側の位置と当該本体側の位置から離間したトラバースレール部１０３端部側の位置との間で往復移動可能に構成されている。ここで、メインアーム１０５やサブアーム１０６の下端部には、チャック板１０５ａやハンド１０６ａが各々設けられている。なお、サブアーム１０６は成形品によっては省略される場合もある。

このような構成によって、射出成形機１０１における樹脂成形後、型開きした成形金型間に例えばメインアーム１０５を進入させて、成形品を例えばアーム先端部に設けたハンド１０６ａにより保持して成形金型より取出し、トラバースレール部１０３に沿ってキックレール部１０４が成形機１０１本体から離間する位置に移動して成形品を搬送する作用が得られる。

特開２００３−０３３９５２号公報

ここで、特許文献１に例示されるような従来の成形品取出し装置においては、重量物である成形品取出し装置が、成形機の本体上、より具体的にはダイプレート上に固定される構成である。したがって、ダイプレートへの負荷が極めて大きくなるという問題や、成形品取出し装置が駆動される際に発生する振動が全てダイプレートに伝達してしまうという問題等が生じる。特に、成形品取出し装置において発生する振動がダイプレートを通じて成形機本体に伝達されることにより、成形品の成形精度に悪影響を与えてしまう原因となる。

これらの問題に対して、従来は、ダイプレートをより強固で頑丈な構造にすることによって、大きな負荷を受け止め、且つ、振動の伝達を防止しようとする解決アプローチが取られてきた。しかし、当然のことながら、成形機自体の大型化や重量増を招来するとういう新たな問題が生じることとなるため、相反する技術的課題となっていた。

また、一方で、成形機の長手方向に直交するトラバースレール部と、トラバースレール部に直交するキックレール部とを備える、いわゆるトラバース方式と称される従来の構成は、図６、７に例示されるように、成形機に対して上方向と横方向に大きく張り出す構成であった。そのため、成形機自体の寸法よりも極めて大きな設置空間が必要となり、省スペース化が困難という問題があった。

同時に、成形品取出し装置自体も大型で重量があったため、運送や設置工事が大がかりな作業となってしまい、コストが高額となってしまうという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、成形機自体の大型化や重量増を図ることなく、成形機への取付け負荷の軽減と振動の伝達防止を図ることが可能であって、且つ、装置自体の小型化・軽量化を図りつつ、新たな取出し方法の実現により、成形機と組み合せた状態で設置する際に大幅な省スペース化が可能な成形品取出しシステムを提供することを目的とする。

本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

本発明に係る成形品取出しシステムは、成形機から成形品を取出す成形品取出しシステムであって、長手方向が垂直方向となるように配設されたアーム部と、前記アーム部に支持されて垂直方向に移動可能なチャック部と、を備え、前記チャック部は、一軸もしくは複数軸の回転機構による回転移動が可能で前記成形品を保持する保持部を有し、前記アーム部および前記チャック部は、前記成形機における前記成形品の取出し部の下方位置に配設されており、前記チャック部が前記アーム部の上方に移動した位置において、前記保持部が前記成形品を保持する位置が設定されていることを要件とする。

本発明によれば、成形機における成形品の取出し部の下方位置に設置して、成形品を成形機の下方へ取出すことが可能となる。したがって、成形機のダイプレートに固定する構成の解消が可能となるため、成形機自体の大型化や重量増を図ることなく、成形機への取付け負荷の軽減と振動の伝達防止を図ることが可能となる。また、成形機と組み合せた状態で設置する際の省スペース化が可能となる。さらに、装置構成の小型化、軽量化、簡素化が可能となるため、運送・設置作業の大幅な軽減を図ることが可能となる。

成形機および本発明の実施形態に係る成形品取出しシステムの例を示す斜視図（概略図）である。 図１の成形機および成形品取出しシステムの正面図（概略図）である。 図１の成形品取出しシステムの例を示す斜視図（概略図）である。 図１の成形品取出しシステムのチャック部を垂直方向の下方位置に移動させた状態を示す斜視図（概略図）である。 図１の成形品取出しシステムのチャック部の動作を説明するための説明図である。 成形機および従来の実施形態に係る成形品取出しシステムの例を示す側面図（概略図）である。 図６の成形機および成形品取出しシステムの正面図（概略図）である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。本実施形態に係る成形品取出しシステム２を成形機１に対して固定した構成例として、図１に斜視図（概略図）を示し、図２に正面図（概略図）を示す。また、図３は、本実施形態に係る成形品取出しシステム２の主要部の斜視図（概略図）である。ここで、各図において直交座標としてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を用い、このうち、垂直方向をＺ軸と平行な方向（以下「Ｚ軸方向」と称する）とし、水平方向をＸ軸と平行な方向（以下「Ｘ軸方向」と称する）、およびＹ軸と平行な方向（以下「Ｙ軸方向」と称する）として設定している。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

図１、２において、符号１は成形機であり、符号２は成形機から成形品を取出す成形品取出しシステムである。一例として、成形機１は一般的な射出成形機であって、ホッパー等（不図示）から供給された樹脂材料を溶融させて溶融樹脂をスクリュー等（不図示）により成形用の金型１ａ、１ｂ（２枚型の場合の例であり、３枚型であってもよい）内へ圧送して成形を行う装置である。より具体的には、この成形機１は、樹脂の射出を行う射出部１Ａと型締めする型締部１Ｂとを備えると共に、これらを下部で支持する支持脚部１Ｃを備えて構成されている。ここで、支持脚部１Ｃは、脚部１ｃ、梁部１ｄ等を有して構成される下部構造を指す名称として用いる。なお、成形機１は、上記の射出成形機に限定されるものではなく、他の成形機であってもよい。

一方、成形品取出しシステム２は、成形機１による成形動作が終了した際に、型開きした金型１ａ、１ｂより成形品を取出し、所定位置まで移動させる装置である。より具体的には、図３に示すように、長手方向が垂直方向（図中のＺ軸方向）となるように配設されたアーム部１０と、アーム部１０に支持されて垂直方向（Ｚ軸方向）に移動可能なチャック部２０とを備えて構成されている。さらに、チャック部２０には、成形品を吸着もしくは挟持等の手段によって保持する保持部２２が設けられている。

ここで、本実施形態に係る成形品取出しシステム２に特徴的な構成として、アーム部１０およびチャック部２０は、成形機１における成形品の取出し部１Ｄの下方位置に配設されている（図１参照）。すなわち、チャック部２０がアーム部１０の垂直方向上方に移動した位置において、チャック部２０に設けられた保持部２２が取出し部１Ｄにおいて（型開きした金型１ａ、１ｂの所定位置において）成形品を保持するように保持位置が設定されている。

また、本実施形態においては、アーム部１０は、複数（ここでは二つ）の第１アーム部１２および第２アーム部１４を有して構成されている。すなわち、第１アーム部１２が、垂直方向（Ｚ軸方向）に移動可能に第２アーム部１４によって支持され、且つ、チャック部２０が、垂直方向（Ｚ軸方向）に移動可能に第１アーム部１２によって支持された構成となっている。

これによれば、成形機１における成形品の取出し部１Ｄの下方位置という設置高さの制約を受ける装置構造において、装置高さを抑えつつ、チャック部２０の移動距離を大きくすることが可能となり、チャック部２０の必要移動距離を確保することが可能となる。したがって、より高い位置で成形品の保持が可能となり、且つ、保持した成形品をより低い位置まで移動させることが可能となる。なお、図３は、チャック部２０の保持部２２が垂直方向（Ｚ軸方向）の上端位置に到達した状態として図示している。一方、チャック部２０の保持部２２が垂直方向（Ｚ軸方向）の下端位置に到達した状態を図４に示す（図の簡素化のため一部の構成は不図示）。

なお、アーム部１０は、上記の構成に限定されるものではなく、三つ以上のアーム部によって構成してもよい（不図示）。それによって、より一層、チャック部２０の移動距離を大きくすることが可能となる。ただし、装置構成上、チャック部２０の移動距離が小さくても構わない場合にはアーム部１０を一つのアーム部のみ（例えば、第１アーム部１２のみ）で構成してもよい（不図示）。

なお、第１アーム部１２によるチャック部２０の支持・駆動構造については特に限定されるものではなく、従来のレールによる支持構造とエアシリンダやサーボモータ等による駆動構造とを採用することができる。

同様に、第２アーム部１４による第１アーム部１２の支持・駆動構造についても特に限定されるものではなく、従来のレールによる支持構造とエアシリンダやサーボモータ等による駆動構造とを採用することができる。

ここで、チャック部２０および保持部２２について説明する。保持部２２は、吸着もしくは挟持等の動作によって成形品を保持する機構を有しており、本実施形態においては、この保持部２２が、複数軸（ここでは二軸）の回転機構による回転移動が可能に構成されている。より具体的には、回転機構として、図５の部分拡大図に示すように、第１回転軸ｓ１を回転中心として保持部２２を矢印Ａ方向に回転移動させる姿勢制御部２４が設けられている（図５（ａ）、５（ｂ）参照）。また、第２回転軸ｓ２を回転中心として保持部２２を矢印Ｂ方向に回転移動させるロータリーチャック２６が設けられている（図５（ｂ）、５（ｃ）参照）。

本実施形態においては、一例として、姿勢制御部２４はエアシリンダおよび位置センサ（いずれも不図示）を有して構成されている。また、ロータリーチャック２６はエアシリンダおよび位置センサ（いずれも不図示）を有して構成されている。ただし、これらの構成に限定されるものではなく、サーボモータや、ラックとギヤ等による駆動機構を用いて構成してもよい（不図示）。

なお、チャック部２０において保持部２２を移動させる機構は上記に限定されるものではなく、三軸の回転機構による回転移動が可能な構成としてもよい（不図示）。あるいは、装置構成上、複数軸の回転機構による回転移動の必要が無い場合には一軸の回転機構による回転移動が可能な構成としてもよい（不図示）。また、変形例として、チャック部２０における保持部２２が、一軸もしくは複数軸の回転機構による回転移動と、直線移動とが可能なように構成してもよい（不図示）。

次に、成形品取出しシステム２は、アーム部１０を支持する取付台４０を有して構成されている。ここで、本実施形態においては、アーム部１０を水平方向（図中Ｘ軸方向）に移動可能に支持するキックアーム部３０が設けられている（図３参照）。したがって、アーム部１０（本実施形態においては、第２アーム部１４）は、キックアーム部３０を介して取付台４０に支持される構成となっている。ただし、装置構成上、アーム部１０を水平方向（Ｘ軸方向）に移動させる必要が無い場合にはキックアーム部３０を設けない構成としてもよい（不図示）。

一例として、取付台４０は、アーム部１０（本実施形態においては、アーム部１０を支持するキックアーム部３０）を水平方向（図中Ｙ軸方向）に移動可能に支持する構成としている。ただし、装置構成上、アーム部１０を水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる必要が無い場合にはアーム部１０（本実施形態においては、アーム部１０を支持するキックアーム部３０）を移動不能に取付台４０に固定する構成としてもよい（不図示）。

ここで、本実施形態に特徴的な構成として、取付台４０は、成形機１の支持脚部１Ｃ（一例として、梁部１ｄ）に連結されている（図１参照）。すなわち、取付台４０は、図６、７に例示される従来装置の構成と相違してダイプレートではなく支持脚部１ＣのＹ軸方向における両端に位置する梁部１ｄ、１ｄ（図２参照）に掛け渡されて連結されている。なお、変形例として取付台４０は、成形機１に対して所定の位置決めを目的とする連結を行い、成形品取出しシステム２の自重を接地面（地面）に対して支持させる支持脚を別に設ける構成としてもよい（不図示）。

上記の構成によれば、成形品取出しシステム２を成形機１に連結する際の連結位置を二点支持とし、且つ、指示点間距離を従来よりも極めて広く取ることができる。したがって、連結構造が安定化するため、振動発生を防止することができる。また、連結位置を地面に近い位置（支持脚部１Ｃの下端部位置）に設定することができるため、より一層、振動発生を防止する効果を高めることができる。また、連結構造を簡素化することができ、成形品取出しシステム２の装置重量を軽減することができる。

さらに、従来のように成形機１上（ダイプレート上）に成形品取出しシステム２が固定される構成を解消することができる。その結果、成形機１のダイプレートへの負荷が極めて大きくなるという問題や、成形品取出しシステム２が駆動される際に発生する振動が全てダイプレートに伝達してしまうという前述の問題を解消することができる。したがって、成形品取出しシステム２において発生する振動がダイプレートを通じて成形機１本体に伝達されることにより、成形品の成形精度に悪影響を与えてしまう問題を解消することができる。

このように、成形機１におけるダイプレートをより強固で頑丈な構造にすることなく、成形品取出しシステム２を成形機１に連結することが可能となり、且つ、振動の伝達防止が可能となるため、前述の相反する技術的課題の解決が可能となる。

次に、成形品取出しシステム２は、図１〜３に示すようにニッパ部５０を備えて構成されている。当該ニッパ部５０は、成形機１から取出された成形品Ｗより製品部Ｗａと不要樹脂部（スプール）Ｗｂとを分離するための切断処理を行う機構である。したがって、成形品Ｗの所定位置の切断を行う切断刃５２が設けられている。ただし、装置構成上、成形品Ｗの切断を行う必要が無い場合にはニッパ部５０を設けない構成としてもよい（不図示）。

一例として、ニッパ部５０は、取付台４０を位置決めの基準として、当該取付台４０に連結されている。ただし、この構成に限定されるものではなく、例えば、成形機１の支持脚部１Ｃ等に連結される構成としてもよい。

ここで、チャック部２０（保持部２２）による成形品Ｗの保持・移動動作を説明しながら、併せて、ニッパ部５０の配設位置について説明する。

チャック部２０（保持部２２）の保持・移動動作については、先ず、チャック部２０の保持部２２を図５（ａ）に示す状態とし、当該チャック部２０を垂直方向（Ｚ軸方向）の所定位置（図３に示す位置）まで上昇させて、当該保持部２２によって成形機１の取出し部１Ｄにおいて型開きした金型１ａ、１ｂから成形品Ｗを保持させる（ステップ１）。

次いで、当該チャック部２０を垂直方向（Ｚ軸方向）の所定位置（図３に示す位置と図４に示す位置との中間位置）まで下降させる（ステップ２）。なお、この下降動作は、第１アーム部１２に対するチャック部２０の下降、もしくは、第２アーム部１４に対する第１アーム部１２の下降、またはその両方によって行われる。

次いで、図５（ａ）から図５（ｂ）に示す状態となるように姿勢制御部２４によって保持部２２を矢印Ａ方向に回動させる（ステップ３）。

次いで、図５（ｂ）から図５（ｃ）に示す状態となるようにロータリーチャック２６によって保持部２２を矢印Ｂ方向に回動させる（ステップ４）。

その状態で、チャック部２０を垂直方向（Ｚ軸方向）の所定位置（図４に示す位置）まで下降させる（ステップ５）。

次いで、図５（ｃ）から図５（ｂ）に示す状態となるようにロータリーチャック２６によって保持部２２を矢印Ｂ方向に回動させる（ステップ６）。この時点で、保持部２２が移動（到達）した位置を第１移動位置とする。

上記の動作によって保持部２２が移動した位置（第１移動位置）をニッパ部５０の配設位置として設定する。

上記の動作に続く動作として、成形品Ｗを保持した保持部２２が第１移動位置に移動したとき、成形品Ｗの所定部位をニッパ部５０の切断刃５２によって切断を行い、製品部Ｗａを分離する（ステップ７）。すなわち、当該第１移動位置が製品部Ｗａを排出する位置となる。

次いで、図５（ｂ）から図５（ｃ）に示す状態（ただし、この時点では製品部Ｗａは分離されている）となるように保持部２２を矢印Ｂ方向に回動させる（ステップ８）。次いで、当該保持部２２によって保持されている不要樹脂部（スプール）Ｗｂの保持を停止して解放する（ステップ９）。この時点で、保持部２２が移動（到達）した位置を第２移動位置とする。すなわち、第２移動位置が不要樹脂部（スプール）Ｗｂを排出する位置となる。

なお、成形品Ｗの種類（態様）によっては、第１移動位置において第１製品部（不図示）を分離して排出し、第２移動位置において第２製品部（不図示）を排出する構成としてもよい。

また、一連の動作は上記に限定されるものではなく、例えば、ステップ３およびステップ４の順序を逆にする、あるいは、それらを同時に行う等、種々の変形例が考えられる。

ここで、本実施形態においては、図１、２に示すように、保持部２２が移動する第１移動位置（すなわちニッパ部５０配設位置でもある）の下方位置に、第１搬送・収納部６０を備えている。また、保持部２２が移動する第２移動位置の下方位置に、第２搬送・収納部６２を備えている。一例として、第１搬送・収納部６０、および第２搬送・収納部６２は、ベルトコンベアを用いて構成されるが、これに限定されるものではなく、シューター、収納ボックス等を用いて構成してもよい。ただし、装置構成上、成形品Ｗの搬送・収納動作を行う必要が無い場合には第１搬送・収納部６０、および第２搬送・収納部６２の両方もしくは一方を設けない構成としてもよい（不図示）。

上記の構成によれば、図６、７に示す従来のトラバース方式と比較して、特に、成形機の上方向への張り出しが解消できるため、前述の成形機自体の寸法よりも極めて大きな設置空間が必要となる問題の解決が可能となる。すなわち、成形機１と成形品取出しシステム２とを組み合わせて設置する際の省スペース化が可能となる。

また、従来のようなトラバースレール部が不要となり、且つ、第１搬送・収納部６０および第２搬送・収納部６２を例えば取付台４０等に連結しない分離設置が可能となるため、装置構造の小型化、軽量化、簡素化が可能となり、運送・設置作業の大幅な軽減が可能となる。さらに、従来装置のように成形機のダイプレートへの負荷が極めて大きくなるという問題の解消にも寄与する。

以上、説明した通り、本発明に係る成形品取出しシステムによれば、成形機における成形品の取出し部の下方位置という高さの制約を受ける位置に設置して、且つ、チャック部（保持部）を下方から取出し部の位置へ到達させることが可能となる。したがって、成形品を成形機の下方へ取出すことが可能となる。

これにより、成形機上（ダイプレート上）に成形品取出しシステムが固定される構成を解消することができるため、成形機のダイプレートへの負荷が極めて大きくなるという問題や、成形品取出しシステムが駆動される際に発生する振動が全てダイプレートに伝達してしまうという問題の解決が可能となる。さらに、成形機の上方向への張り出しが解消できるため、成形機と成形品取出しシステムとを組み合わせて設置する際の省スペース化が可能となる。

また、成形品取出しシステムの小型化、軽量化、簡素化が可能となるため、運送・設置作業の大幅な軽減とそれに伴うコストダウンが可能となる。

なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１ 成形機
１Ｃ 支持脚部
１Ｄ 取出し部
２ 成形品取出しシステム
１０ アーム部
１２ 第１アーム部
１４ 第２アーム部
２０ チャック部
２２ 保持部
２４ 姿勢制御部（回転機構）
２６ ロータリーチャック（回転機構）
３０ キックアーム部
４０ 取付台
５０ ニッパ部
５２ 切断刃
６０ 第１搬送・収納部
６２ 第２搬送・収納部
Ｗ 成形品

Claims (6)

1. 成形機から成形品を取出す成形品取出しシステムであって、
   長手方向が垂直方向となるように配設されたアーム部と、
   前記アーム部に支持されて垂直方向に移動可能なチャック部と、を備え、
   前記チャック部は、一軸もしくは複数軸の回転機構による回転移動が可能で前記成形品を保持する保持部を有し、
   前記アーム部および前記チャック部は、前記成形機における前記成形品の取出し部の下方位置に配設されており、
   前記チャック部が前記アーム部の上方に移動した位置において、前記保持部が前記成形品を保持する位置が設定されていること
   を特徴とする成形品取出しシステム。
2. 前記アーム部を支持する取付台をさらに備え、
   前記取付台は、前記成形機の支持脚部に連結されていること
   を特徴とする請求項１記載の成形品取出しシステム。
3. 前記アーム部は、第１アーム部および第２アーム部を有して構成されており、
   前記第１アーム部は、垂直方向に移動可能に前記第２アーム部によって支持されており、
   前記チャック部は、前記第１アーム部によって支持されていること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の成形品取出しシステム。
4. 前記アーム部を水平方向に移動可能に支持するキックアーム部をさらに備え、
   前記アーム部は、前記キックアーム部を介して前記取付台に支持されていること
   を特徴とする請求項２記載の成形品取出しシステム。
5. 前記保持部が移動する一の位置にニッパ部を備えると共に、
   前記ニッパ部の下方位置に第１搬送・収納部をさらに備えること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の成形品取出しシステム。
6. 前記保持部が移動する他の位置の下方位置に第２搬送・収納部をさらに備えること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の成形品取出しシステム。

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