JP2017001305A - 射出成形システム - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形機の射出装置に特別な装置を備えることなく、パージの完了を検知できる射出成形システムを提供する。【解決手段】射出成形システムにおいて、パージ動作によってパージされた成形材料の状態を検出するセンサと、センサを移動するための移動手段と、センサの検出信号を取得してパージされた成形材料を分析するパージ材料分析手段を備え、センサの検出信号によりパージが完了したか否かを判定してパージ動作を完了させる。これにより、必要最低限のパージ量でパージ動作を完了させることが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は射出成形システムに関し、特に射出成形機における加熱筒内の成形材料のための自動パージ動作を行うことが可能な射出成形システムに関する。

射出成形機では、機台上に射出ユニットと型締ユニットを対向して配置し、型締ユニットで金型の型閉じ、型締めを行い、射出ユニットによって金型内に溶融された樹脂を射出して、その後金型に保持圧力をかけて成形品を成形する。成形後の成形品は、金型から取り出すために、金型を開いて、突出し装置によって成形品を金型内から突き出すことによって成形品を生成する。

このような射出工程において、射出成形機では１台の機械において多種の成形材料を成形することが一般的である。そのように多種の成形材料を用いる場合には、成形材料や成形材料の色を変更する必要があり、変更の際には射出成形を停止させて金型から射出ノズルを離した状態で加熱筒内の成形材料変更作業であるパージを行う。パージにあたっては、加熱筒内に残っている成形材料が温度によって粘度が変化したり、加熱筒や射出スクリュ、射出ノズルなどの金属表面での接着抵抗が異なるため、パージに必要な時間やパージ量が異なってくる。

このように成形材料によってパージに必要な時間やパージ量が異なってくるため、特にパージを、射出成形機が備えている自動パージ機能によって行う場合などは、成形材料の置き換えが完了したかどうかを確認する必要がある。従来、この成形材料の置き換えが完了したかどうかの判断については、作業者の目視等によって行っていた。そのため、作業者が成形材料の置き換えが完了したかどうかの確認作業を行う作業が発生して、その分工数が増加する状況となっていた。

作業者が成形材料の置き換え完了の確認を行う代わりに、所定の回数のパージを行ったり、特許文献１に開示されているように、あらかじめ樹脂が安定するのに必要な樹脂量や、樹脂替えを行う際に樹脂が完全に入れ替わるまでの樹脂量との比較を行うことによって、樹脂替え状態を判別する方法もあった。

また、特許文献２には、ノズルに透明窓を設け、透明窓に光を照射させた際の反射光を色識別素子を介して取り込んだ後デジタル信号に変換し、取り込んだデジタル信号を色定量値に演算し、色の変化によって色替動作を完了させるか否かを判定させる技術が開示されている。
さらに、特許文献３及び４には、射出成形機の自動パージを実行し、パージした樹脂を自動廃棄する技術が開示されている。

特開平１１−２７７６０７号公報 特開平３−６９３３０号公報 特開２０１２−６２９７号公報 特開平５−１６１７５号公報

従来技術や特許文献１に開示されている技術は、作業者が成形材料の置き換え完了の確認を行う代わりに、所定の回数のパージを行ったり、あらかじめ樹脂が安定するのに必要な樹脂量や、樹脂替えを行う際に樹脂が完全に入れ替わるまでの樹脂量との比較を行っているが、確実に樹脂の置き換えを行うために大量のパージを行う場合などもあり、成形材料を無駄に排出するおそれがあった。

特許文献２に開示されている技術は、ノズルに透明窓を設け、透明窓に光を照射させた際の反射光を用いて色替動作の完了を判定しているが、ノズルに透明窓を設けた特別なものを使用する必要があり、また、成形時の高圧に耐えられるような透明窓を設けなければならないことがあった。また、樹脂が透明窓の内側内部に付着して劣化して変色すると、透明窓に光を照射させても内部の樹脂の色情報を得ることが困難になる場合もあった。
特許文献３及び４に開示されている技術は、パージされた樹脂を自動廃棄するにあたって、専用のパージ材料廃棄装置が必要であった。

そこで本発明は、必要最低限のパージ量でパージ動作を終了させることができる射出成形システムを提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、金型と、該金型内に成形材料を射出するための加熱筒及びノズルと、制御を行うための制御部を備えた射出成形機を備え、前記加熱筒内の成形材料の排出・入れ替えのためのパージ動作を自動で行うことが可能な射出成形システムにおいて、前記パージ動作によってパージされた成形材料の状態を検出するセンサと、該センサを移動するための移動手段と、前記センサの検出信号を取得して前記パージされた成形材料を分析するパージ材料分析手段と、前記パージ材料分析手段の分析結果に基づき、パージが完了したか否かを判定して前記射出成形機の前記制御部に判定結果を出力するパージ完了判定手段と、を備え、前記パージ完了判定手段の判定結果に基づいて前記パージ動作を完了させることを特徴とした射出成形システムが提供される。
請求項１に係る発明は、パージ動作によってパージされた成形材料の状態をセンサで検出して、パージの完了を検知するようにしたため、射出装置に特別な装置を用いることなく、パージの完了を検知することが可能となり、必要最低限のパージ量でパージ動作を完了させることが可能となる。

本願の請求項２に係る発明では、前記センサは前記パージ動作によってパージされた材料を撮影する撮影装置であり、前記パージ材料分析手段は前記撮影装置が撮影した画像データを分析することを特徴とした請求項１に記載の射出成形システムが提供される。
本願の請求項３に係る発明では、前記画像データの色相、彩度、明度のうち少なくとも１つ以上を分析に使用することを特徴とした請求項２に記載の射出成形システムが提供される。

請求項２及び３に係る発明は、センサとしてパージされた材料を撮影する撮影装置を用い、撮影した画像データの色相、彩度、明度等を分析することによってパージ材料を分析してパージの完了を検知することが可能となる。これにより、パージ動作の開始によって流れ出す樹脂の画像データと、樹脂が抜けきった際の画像データとの変化を捉えることによってパージ完了を判断させることが可能となる。

本願の請求項４に係る発明では、前記センサは前記パージ動作によってパージされた材料の温度を計測する温度計測用センサであり、前記パージ材料分析手段は前記温度計測用センサで計測された温度計測データを分析することを特徴とした請求項１に記載の射出成形システムが提供される。
本願の請求項５に係る発明では、前記射出成形機の加熱筒やノズルの設定温度を変更した際に、前記パージ材料分析手段は、前記温度計測データがあらかじめ設定された設定温度に対する許容温度内に到達したか否かを分析することを特徴とした請求項４に記載の射出成形システムが提供される。

請求項４及び５に係る発明では、センサとしてパージされた材料の温度を計測する温度計測用センサを用い、計測された温度計測データを分析することによってパージ材料を分析してパージの完了を検知することが可能となる。これにより、パージ動作の開始によって流れ出す樹脂の温度計測データと、樹脂が流れ落ちた後の温度計測データとの変化を捉えることによってパージ完了を判断させることが可能となる。

本願の請求項６に係る発明は、前記パージ材料分析手段の分析結果に対して少なくとも１つの判定基準を有し、該判定基準に基づく判定結果に基づいて設定を自動変更する設定自動変更手段をさらに備え、前記設定自動変更手段は、自動パージ開始から自動パージ完了までの間に設定を自動変更することを特徴とした請求項１〜５のいずれかに記載の射出成形システムが提供される。
請求項６に係る発明では、設定自動変更手段を備えて、設定を自動変更することによって、パージ材料分析手段の分析結果に基づいて、設定を自動的に変更することが可能となり、作業者の労力を低減させることが可能となる。

本願の請求項７に係る発明では、前記センサはパージされた成形材料から発生するガスを検出するガス検出器であり、前記パージ材料分析手段は前記ガス検出器で検出されたガス成分を分析することを特徴とした請求項１に記載の射出成形システムが提供される。
請求項７に係る発明では、センサとしてパージされた材料から発生するガスを検出するガス検出器を用い、ガス検出器で検出されたガス成分を分析することによってパージ材料を分析してパージの完了を検知することが可能となる。これにより、パージ動作の開始によって発生するガスのガス成分と、樹脂が流れ落ちた後や、樹脂の種類が変わった際のガス成分の変化を捉えることによってパージ完了を判断させることが可能となる。

本願の請求項８に係る発明では、前記金型内部から射出成形された成形品を取り出す成形品取出手段が前記移動手段に搭載可能であることを特徴とした請求項１〜７のいずれかに記載の射出成形システムが提供される。
本願の請求項９に係る発明では、前記移動手段がロボットであることを特徴とした請求項１〜８のいずれかに記載の射出成形システムが提供される。

請求項８及び９に係る発明では、ロボット等の移動手段に成形品取出手段が搭載されているため、成形材料の状態を検出するためのセンサと成形品取出手段が同一の移動手段に搭載されることになり、センサと成形品取出手段の移動にそれぞれ別の移動手段を設ける必要がなく、射出成形システムの構成を簡単化することが可能となる。

本願の請求項１０に係る発明では、パージ材料廃棄手段と、パージ動作の時間を計時するパージ動作計時手段とをさらに備え、前記パージ動作の開始後に所定の時間が経過したら、パージされた材料を前記パージ材料廃棄手段が前記射出成形機外に廃棄することを特徴とした請求項１〜９のいずれかに記載の射出成形システムが提供される。
本願の請求項１１に係る発明では、パージ材料廃棄手段と、パージ動作の回数を計数するパージ回数計数手段とをさらに備え、前記パージ動作の開始後にあらかじめ設定された所定のパージ回数に到達したら、パージされた材料を前記パージ材料廃棄手段が前記射出成形機外に廃棄することを特徴とした請求項１〜１０のいずれかに記載の射出成形システムが提供される。

請求項１０，１１に係る発明では、パージ開始後に所定の時間やあらかじめ設定された所定のパージ回数に到達したときに、パージされた材料をパージ材料廃棄手段が射出成形機外に廃棄するようにしたことによって、パージされた材料を定期的に射出成形機外に廃棄することが可能となり、射出成形機内にパージされた材料が溜まって、ノズルや加熱筒に付着することが防止できる。また、操作者によるパージ材料廃棄の工数を削減することが可能となる。

本願の請求項１２に係る発明では、前記パージ材料廃棄手段を、前記移動手段に脱着可能に装着していることを特徴とした請求項１０又は１１に記載の射出成形システムが提供される。
請求項１２に係る発明では、パージ材料廃棄手段を、移動手段に脱着可能に装着しているため、１台の移動手段で、成形品取出手段、パージ材料の分析のためのセンサ、パージ材料廃棄手段等を交互に脱着可能に装着することが可能となり、射出成形システムの構成を簡便化することが可能となる。

本願の請求項１３に係る発明では、あらかじめ設定されたパージ開始からの所定時間あるいは所定のパージ回数に到達してもパージが完了しなかった場合にアラームを出力することを特徴とした請求項１〜１２のいずれかに記載の射出成形システムが提供される。
請求項１３に係る発明では、なんらかの異常や樹脂替え時の、樹脂切り替え忘れや樹脂供給停止忘れといった人為的ミスによる樹脂の過剰な廃棄等を防止することが可能となる。

本発明により、必要最低限のパージ量でパージ動作を終了させることができる射出成形システムを提供することができる。

本発明の第１の実施形態の射出成形システムの構成を示した図である。 本発明の第２の実施形態の射出成形システムの構成を示した図である。 本発明の第３の実施形態の射出成形システムの構成を示した図である。 本発明の第４の実施形態の射出成形システムの構成を示した図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、本実施形態の射出成形システムの構成を示した図である。射出成形機１０は、型締装置１２と射出装置１４とから構成されている。型締装置１２の構成としては、従来周知の構成を用いることができるため、説明を省略する。射出装置１４は、主として樹脂を貯留するホッパ１５と、ホッパ１５に貯留された樹脂が供給される加熱筒１６と、加熱筒１６内部に配置され加熱筒１６内の樹脂を撹拌、搬送するスクリュ１７と、加熱筒１６先端部に設けられ、加熱筒１６内で加熱溶融された樹脂を射出するノズル１８とから構成されている。

２０は射出成形機１０の型締装置１２に載置された多関節ロボットであり、その先端部には、パージ材料廃棄用ハンド２４と、センサとして用いられるカメラ３２が取り付けられている。また、２２は成形品取出用ハンドであり、パージ材料廃棄用ハンド２４をはずして代わりに多関節ロボット２０に装着することが可能とされている。また、４０はノズル１８からパージされて、機台上に蓄積したパージ材である。

射出成形機１０及び多関節ロボット２０には、パージ材料分析手段５２、パージ動作計時手段５４、パージ回数計数手段５６、パージ完了判定手段５８、射出成形機の制御装置６０、多関節ロボットの制御装置６２が接続されている。

多関節ロボット２０に成形品取出用ハンド２２が装着されているときは、多関節ロボット２０は金型が型開きする箇所に移動して、成形後の成形品を取り出す動作を行う。また、パージ材４０を射出成形機１０外に廃棄するときは、成形品取出用ハンド２２に代えて多関節ロボット２０の先端部にパージ材料廃棄用ハンド２４を装着して、パージ材料廃棄用ハンド２４によってパージ材を射出成形機１０外に廃棄する。また、カメラ３２によってパージされる樹脂の分析を行うときは、ノズル１８からパージされる樹脂の近傍で、樹脂の撮像が適正に行える位置に多関節ロボット２０を移動させてセンシングを行う。

ここで、射出成形機１０の加熱筒１６のパージ動作としては以下のような方法が一般的に用いられる。それぞれの方法は、パージ動作が行われる時期や目的によって使い分けられる。
（１）加熱筒１６内の樹脂をほぼ出し切る
その日の射出成形機の動作を終了した後などに行われる。加熱筒１６内に樹脂を残留させたまま動作を終了すると、加熱筒１６内において冷却固化工程や次回のヒートアップ工程において大量の樹脂が劣化してしまうおそれがある。

（２）劣化しにくい樹脂に置き換える
射出成形機の成形に用いていた樹脂が劣化しやすい樹脂の場合などに、後から劣化しにくい樹脂を送り込むことによって、先の樹脂を排出し、加熱筒１６内に劣化しにくい樹脂を残すことによって、加熱筒１６内において樹脂を劣化させることを防ぐ。
（３）次に使用する樹脂に置き換える
射出成形機の動作の停止をするのではなく、異なる樹脂材料を用いて連続して成形を行う場合には、次に用いる樹脂を加熱筒１６内に所定の期間送り込むことによって、先の樹脂を排出する。

本実施形態においては、カメラ３２によってノズル１８からパージ動作で排出されて流れ落ちる溶融樹脂を撮影することによって分析を行う。パージ動作が開始されると、溶融樹脂がノズル１８から流れ出して、ノズル１８の下方に設けられたパージ材料受けにパージされた樹脂材料が堆積していく。

ここで、パージ動作として加熱筒１６内の樹脂を出し切る動作を行う場合には、加熱筒１６内部の樹脂が減少して、パージ動作によって排出される樹脂の量も減少すると、カメラ３２によって撮影される画像が、樹脂が流れ落ちる画像から、樹脂がなくなることによって、樹脂の動きが停止して、樹脂の背後の画像が撮影されるようになる。このように、樹脂の動きが停止したことを、パージ材料分析手段５２及びパージ完了判定手段５８によって判定することによって、パージ完了と判断することが可能となる。

また、樹脂の色相、彩度、明度の違いによって分析することも可能である。この場合には、パージ開始によって流れ出す樹脂の色相、彩度、明度のデータを読み取り、樹脂が抜けきった際に、これらの色相、彩度、明度のデータの変化をカメラ３２によって捉えることによって、パージ材料分析手段５２及びパージ完了判定手段５８によってパージ完了と判断することが可能となる。

さらに、市販の色差計を用いて樹脂の色相、彩度、明度に関するデータを取得することも可能である。この場合、カメラ３２の代わりに色差計を多関節ロボット２０に備えさせて計測を行う。計測されたデータをBluetooth（登録商標）等でパソコンに送信して、パソコンを介して色相、彩度、明度に関するデータをパージ材料分析手段５２が取得してもよい。市販の色差計によるデータ取得のためにボタン操作が必要な場合は、エア駆動等でボタンを押すことが可能なロボットハンド構成にすることで自動計測をすることが可能である。

パージ動作として、劣化しにくい樹脂に置き換えたり、次に成形に使用する樹脂に置き換える場合には、樹脂の動きの停止によって判定することは困難であるが、樹脂の色や種類が変わることによって、色相、彩度、明度が変化する。そのため、あらかじめ基準値を設定しておき、カメラ３２によって撮影される画像が、あらかじめ設定された基準値を超えて、その後値が安定したことを捉えることによって、パージ材料分析手段５２及びパージ完了判定手段５８によってパージ完了と判断することが可能となる。

（第２の実施形態）
図２は、本実施形態の射出成形システムの構成を示した図である。図１に示された第１の実施形態との相違点は、センサとしてカメラ３２に代えて温度計３４を用いている点である。
本実施形態においては、温度計３４によってノズル１８からパージ動作で排出されて流れ落ちる溶融樹脂の温度を計測することによって分析を行う。温度計３４としては、非接触方式の温度計を用いることもできるし、流れ落ちる樹脂に直接接触して計測する温度計を用いることもできる。

パージ動作が開始されると、溶融樹脂がノズル１８から流れ出して、ノズル１８の下方に設けられたパージ材料受けにパージされた樹脂材料が堆積していく。パージ動作が開始されると、流れ落ちる樹脂によって、温度計３４によって計測される温度が上昇することによって、パージ動作が開始されたことが判定できる。

ここで、パージ動作として加熱筒１６内の樹脂を出し切る動作を行う場合には、加熱筒１６内部の樹脂が減少すると、加熱筒１６内で樹脂が加熱される時間が短くなることで樹脂の温度が低下したり、樹脂が抜けきって流れ落ちる樹脂がなくなると、計測対象となる樹脂がなくなったり、非接触方式の温度計を用いている場合には、樹脂の背後の別部材の温度を測定することとなるため、温度計３４によって計測される温度が大きく低下することとなる。このことをパージ材料分析手段５２及びパージ完了判定手段５８によって判定することによって、パージ完了と判断することが可能となる。

また、パージ動作として、劣化しにくい樹脂に置き換えたり、次に成形に使用する樹脂に置き換える場合には、通常樹脂の種類によって、射出成形時の適正温度が異なっているため、それぞれの樹脂に対応した設定温度の違いにより、樹脂の置き換えに連れて温度計３４によって計測される温度が設定温度の違いによって変化する。そのため、温度計３４で計測された温度が、あらかじめ設定された設定温度に対する許容温度内に到達し、さらに温度が安定したことを捉えることによって、パージ材料分析手段５２及びパージ完了判定手段５８によってパージ完了と判断することが可能となる。

（第３の実施形態）
図３は、本実施形態の射出成形システムの構成を示した図である。本実施形態においては、設定自動変更手段を備えて、設定の変更を行っている。
本実施形態は、設定温度３００℃のポリカーボネートを設定温度２００℃のポリプロピレンに置換する例を示している。温度計３４としては非接触式温度計を使用し、多関節ロボット２０の位置を設定して、ノズル１８の先端とパージされた樹脂材料が堆積するパージ受けとの間の領域を計測領域として温度の計測を行う。

本実施形態では、設定自動変更手段５５をさらに備えており、以下のような各判定基準に基づいて設定の変更をするようにセットされている。
・第１の判定基準−自動パージ開始後に計測温度が１００℃以下となったかどうかを判定する。前の樹脂であるポリカーボネートが抜けたものとして、次の樹脂であるポリプロピレンの自動供給を開始する。
・第２の判定基準−第１の判定基準を用いた第１の設定変更後に、計測温度が２９０℃以上となったかどうかを判定する。２９０℃以上となった場合には、全ヒータの設定温度を２８０℃に変更する。

・第３の判定基準−第２の判定基準を用いた第２の設定変更後に、計測温度が２９０℃以下となったかどうかを判定する。２９０℃以下となった場合には、全ヒータの設定温度を２１０℃に変更して、自動パージを一時停止する。
・第４の判定基準−第３の判定基準を用いた第３の設定変更後に、計測温度が２２０℃以下となったかどうかを判定する。２２０℃以下となった場合には、全ヒータの設定温度を次の樹脂であるポリプロピレンの成形温度である２００℃に変更して自動パージを再開する。
また、設定自動変更手段５５から出力された信号に基づいてポリプロピレンの自動供給を開始できるように、自動パージ開始前に、ポリプロピレンを供給するホッパローダを加熱筒１６に取り付けておく。

次に、本実施形態における自動パージの実行プロセスを説明する。
（１）設定温度３００℃のままで自動パージを開始する。
（２）加熱筒１６内のポリカーボネートが抜けてノズル１８の先端から流れ出なくなると、非接触式温度計で計測される温度がポリカーボネートの温度に代わって、ポリカーボネートの背後の別部材の温度を計測するため、計測温度が急激に低下する。計測温度が１００℃以下になると、設定自動変更手段５５の第１の判定基準に基づいて、ポリプロピレンの加熱筒への供給を開始する。

（３）ポリプロピレンが加熱筒１６に充填されてノズル先端から流れ出てくると、温度計３４の計測温度として２９０℃以上の温度が計測される。そこで、設定自動変更手段５５の第２の判定基準に基づいて全ヒータの設定温度を２８０℃に変更する。
（４）温度計３４の計測温度が２９０℃以下になったら、第３の判定基準に基づいて全ヒータの設定温度を２１０℃に変更し、自動パージを一時停止する。温度変化には時間がかかるため、自動パージを一時停止させることで無駄に成形材料がパージされることを防止している。なお、次の樹脂として熱安定性の悪い成形材料に置換する場合は、樹脂を滞留させないために、（４）のプロセスの間は自動パージを低速で実施したり、間欠的に自動パージを実施するようにしてもよい。

（５）温度計３４の計測温度が２２０℃以下になったら、第４の判定基準に基づいて全ヒータの設定温度をポリプロピレンの成形温度である２００℃に変更し、自動パージを再開する。
（６）温度計３４の計測温度が２１０℃に到達したら、パージ完了判定手段５８にパージ完了と判定させてパージ動作を停止させる。
なお、この自動パージのプロセス中に、自動金型交換装置等で金型を交換しておけば、すぐにポリプロピレンの成形を開始することが可能となる。

なお、成形材料を置換する際に、前の成形材料を確実に抜くために１，２種類のパージ専用材を流してから次の成形材料に置換する場合がある。この場合は、色が材料ごとに変化するため、第１の実施形態のカメラ３２による画像を用いて、色変化に基づいた設定温度変更をするように設定自動変更手段を用いてもよい。

（第４の実施形態）
図４は、本実施形態の射出成形システムの構成を示した図である。図１に示された第１の実施形態との相違点は、センサとしてカメラ３２に代えてガスセンサ３６を用いている点である。
本実施形態においては、ガスセンサ３６によってノズル１８からパージ動作で排出されて流れ落ちる溶融樹脂から発生するガスをノズル１８の上方で検出してガス成分の分析を行う。ガスセンサ３６としては、赤外線ガス分析計、レーザ方式ガス分析計などを用いることができる。樹脂によって発生するガスは異なるが、これらの分析計を用いることによって、溶融樹脂から発生するＨＣｌ、ＮＨ_３、Ｏ_２、ＣＯ、ＣＯ_２、ＣＨ_４、ＮＯ_ｘ、ＳＯ_２などのガスの分析を行うことができる。

本実施形態は、特にパージ動作として、劣化しにくい樹脂に置き換えたり、次に成形に使用する樹脂に置き換える場合に有効である。樹脂が置き換わることによって流れ出る樹脂の種類が変わると、樹脂から発生するガス成分が変化し、変化後のガス成分に安定したことを捉えることによって、パージ材料分析手段５２及びパージ完了判定手段５８によってパージ完了と判断することが可能となる。

また、それぞれの実施形態においては、センサとして機能するカメラ３２、温度計３４、ガスセンサ３６とパージ材料分析手段５２とを一体として一体型センサと構成すると、多関節ロボット２０によって一体型センサを把持してセンシングすることが可能となるため、射出成形システムの構成をより簡単に構築することが可能となる。さらに、データ出力の形式を無線形式とすると、ケーブルを這わせる必要がなくなるため、センサを計測位置まで移動させるときに、射出成形機１０の高温部とケーブルとが接触することを気にする必要がなくなり、多関節ロボット２０の動作のプログラミングにおいて、ケーブルの接触を考慮して行う必要がなくなる。

各実施形態において、パージ動作計時手段５４によって、パージ動作の開始後の経過時間を計測して、あらかじめ定められた所定の時間が経過するごとに、多関節ロボット２０に装着されたパージ材料廃棄用ハンド２４によって、ノズル１８の下方で射出成形機１０の機台上に溜まったパージされた材料を射出成形機１０の外に廃棄するようにすることもできる。このような構成とすると、ノズル１８の下方で射出成形機１０の機台上にパージされた材料が溜まってノズル１８や加熱筒１６に付着することを防止することが可能となり、従来作業者が行っていた、火傷の危険を伴うパージ材料を廃棄する作業工程を削減することも可能となる。

また、パージ動作計時手段５４による経過時間の計測に代えて、パージ回数計数手段５６によって、パージ動作の開始からのパージ回数を計数し、あらかじめ定められた所定の回数に到達するたびに、多関節ロボット２０に装着されたパージ材料廃棄用ハンド２４によって、パージされた材料を射出成形機１０の外に廃棄するようにすることもできる。この場合においても、ノズル１８の下方で射出成形機１０の機台上にパージされた材料が溜まってノズル１８や加熱筒１６に付着することを防止することが可能となり、従来作業者が行っていた、火傷の危険を伴うパージ材料を廃棄する作業工程を削減することも可能となる。いずれの場合においても、多関節ロボット２０に、成形品取出用ハンド２２とパージ材料廃棄用ハンド２４とを交換可能に取り付ける構成とすると、複数台のロボットを設けることなく、１台の多関節ロボット２０によって成形品取出し、パージ材料分析、パージ材料の廃棄を行うことが可能となる。

パージ動作計時手段５４及びパージ回数計数手段５６の別の利用方法として、パージ動作計時手段５４によるパージ動作の開始後の経過時間があらかじめ設定された所定の時間経過したり、パージ回数計数手段５６によるパージ動作の開始からのパージ回数の計数結果があらかじめ設定された所定の回数に到達しても、それぞれの実施形態においてセンサとして機能するカメラ３２、温度計３４、ガスセンサ３６とパージ材料分析手段５２によって、パージが完了したと判定されなかった場合には、アラームを出力して操作者に報知を行うようにすることもできる。このように構成すると、射出成形機１０に発生したなんらかの異常や樹脂替え時の、樹脂切り替え忘れや樹脂供給停止忘れといった人為的ミスによる樹脂の過剰な廃棄等を防止することが可能となる。

なお、これらの実施形態においては、１台の多関節ロボット２０の先端部に、成形品取出用ハンド２２とパージ材料廃棄用ハンド２４を交換可能に取り付ける形式としているが、必ずしもこのような構成にしなくてもよく、成形品取出用ハンド２２とパージ材料廃棄用ハンド２４とをそれぞれ別のロボットに装着して動作を行わせることも可能である。
また、これらの実施形態においては、パージ動作計時手段５４やパージ回数計数手段５６を備えた構成として記載しているが、パージ動作の開始後の経過時間やパージ動作の開始後のパージ回数は必ずしも測定しなければならないものではなく、それらの測定を行わなくとも、これらの実施形態を実施することは可能である。そのため、測定を行わない場合は、パージ動作計時手段５４やパージ回数計数手段５６を備えないようにすることもできる。

１０ 射出成形機
１２ 型締装置
１４ 射出装置
１５ ホッパ
１６ 加熱筒
１７ スクリュ
１８ ノズル
２０ 多関節ロボット
２２ 成形品取出用ハンド
２４ パージ材料廃棄用ハンド
３２ カメラ
３４ 温度計
３６ ガスセンサ
４０ パージ材
５２ パージ材料分析手段
５４ パージ動作計時手段
５６ パージ回数計数手段
５８ パージ完了判定手段
６０ 射出成形機の制御装置
６２ 多関節ロボットの制御装置

Claims (13)

1. 金型と、該金型内に成形材料を射出するための加熱筒及びノズルと、制御を行うための制御部を備えた射出成形機を備え、
   前記加熱筒内の成形材料の排出・入れ替えのためのパージ動作を自動で行うことが可能な射出成形システムにおいて、
   前記パージ動作によってパージされた成形材料の状態を検出するセンサと、
   該センサを移動するための移動手段と、
   前記センサの検出信号を取得して前記パージされた成形材料を分析するパージ材料分析手段と、
   前記パージ材料分析手段の分析結果に基づき、パージが完了したか否かを判定して前記射出成形機の前記制御部に判定結果を出力するパージ完了判定手段と、を備え、
   前記パージ完了判定手段の判定結果に基づいて前記パージ動作を完了させることを特徴とした射出成形システム。
2. 前記センサは前記パージ動作によってパージされた材料を撮影する撮影装置であり、前記パージ材料分析手段は前記撮影装置が撮影した画像データを分析することを特徴とした請求項１に記載の射出成形システム。
3. 前記画像データの色相、彩度、明度のうち少なくとも１つ以上を分析に使用することを特徴とした請求項２に記載の射出成形システム。
4. 前記センサは前記パージ動作によってパージされた材料の温度を計測する温度計測用センサであり、前記パージ材料分析手段は前記温度計測用センサで計測された温度計測データを分析することを特徴とした請求項１に記載の射出成形システム。
5. 前記射出成形機の加熱筒やノズルの設定温度を変更した際に、前記パージ材料分析手段は、前記温度計測データがあらかじめ設定された設定温度に対する許容温度内に到達したか否かを分析することを特徴とした請求項４に記載の射出成形システム。
6. 前記パージ材料分析手段の分析結果に対して少なくとも１つの判定基準を有し、該判定基準に基づく判定結果に基づいて設定を自動変更する設定自動変更手段をさらに備え、前記設定自動変更手段は、自動パージ開始から自動パージ完了までの間に設定を自動変更することを特徴とした請求項１〜５のいずれかに記載の射出成形システム。
7. 前記センサはパージされた成形材料から発生するガスを検出するガス検出器であり、前記パージ材料分析手段は前記ガス検出器で検出されたガス成分を分析することを特徴とした請求項１に記載の射出成形システム。
8. 前記金型内部から射出成形された成形品を取り出す成形品取出手段が前記移動手段に搭載可能であることを特徴とした請求項１〜７のいずれかに記載の射出成形システム。
9. 前記移動手段がロボットであることを特徴とした請求項１〜８のいずれかに記載の射出成形システム。
10. パージ材料廃棄手段と、パージ動作の時間を計時するパージ動作計時手段とをさらに備え、
    前記パージ動作の開始後に所定の時間が経過したら、パージされた材料を前記パージ材料廃棄手段が前記射出成形機外に廃棄することを特徴とした請求項１〜９のいずれかに記載の射出成形システム。
11. パージ材料廃棄手段と、パージ動作の回数を計数するパージ回数計数手段とをさらに備え、
    前記パージ動作の開始後にあらかじめ設定された所定のパージ回数に到達したら、パージされた材料を前記パージ材料廃棄手段が前記射出成形機外に廃棄することを特徴とした請求項１〜１０のいずれかに記載の射出成形システム。
12. 前記パージ材料廃棄手段を、前記移動手段に脱着可能に装着していることを特徴とした請求項１０又は１１に記載の射出成形システム。
13. あらかじめ設定されたパージ開始からの所定時間あるいは所定のパージ回数に到達しても、前記パージ完了判定手段の判定結果としてパージの完了とならない場合にアラームを出力することを特徴とした請求項１〜１２のいずれかに記載の射出成形システム。