JP2017019241A - 射出成形システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で精度よくインサート品を挿入することが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、インサート品移動手段によって保持された状態のインサート品を映す鏡面部材とインサート位置補正手段とを備え、インサート位置補正手段は、インサート品撮影手段による、鏡面部材に映ったインサート品の撮影画像に基づいて、インサート品とインサート移動手段との位置ずれ量を算出し、位置ずれ量に基づいて金型内へのインサート品のインサート位置を補正する。これにより、インサート品を撮影するための撮影手段が１台で済むようになるため、射出成形システムの構成が簡単になる。
【選択図】図２

Description

本発明は射出成形システムに関し、特に射出成形機の金型内にインサート品を挿入してから射出成形を行う射出成形システムに関する。

射出成形システムにおいて用いられている射出成形機において、金型内にインサート品を挿入してから金型を閉じて射出成形を行うインサート成形が行われている。
このとき、インサート品を保持する際に目標の保持位置に対してずれた状態で保持してしまうことがあり、もしそのまま金型内にインサート品を挿入すると、インサート品の位置や傾きがずれた状態で挿入されてしまい、成形不良が発生する場合があった。そのため、これらのインサート成形におけるインサート品のインサート動作をインサート装置で自動で行う場合は、従来以下のような手順で行っていた。

まず、インサート品の載置箇所付近に第１のカメラを配置してインサート品を撮影し、撮影したインサート品保持位置情報をインサート装置に出力する。インサート品保持位置情報が送られてきたインサート装置は、インサート品保持位置情報に基づいてインサート品を保持する。

次に、所定の位置に配置された第２のカメラ付近に、インサート品を保持したインサート装置を移動させ、インサート品を保持した状態のインサート装置を、第２のカメラによって撮影する。そして、撮影結果からインサート装置のハンド部とインサート品の基準となる位置からの位置ずれ量を計測して補正量を算出する。その後、金型内にインサート品を挿入する際に、補正量を加味した位置にインサート装置を制御してインサート品を挿入する。

特許文献１は、工作機械において用いられるワークの位置決め方法であって、搬送手段によって搬送されたワークをロボットによって把持してカメラで撮像して、ワークの位置値と姿勢を検出する技術が開示されている。

特開平３−２２８５８９号公報

しかしながら、従来技術においては、第１のカメラと第２のカメラの２つのカメラを用いてインサート品の補正を行っているため、２台のカメラを用意する必要があり構成が複雑となるおそれがあった。

そこで本発明は、簡単な構成で精度よくインサート品を挿入す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、金型内にインサート品を挿入してからインサート成形の射出成形を行う射出成形システムであって、前記インサート品を保持して前記金型内に挿入するためのインサート品移動手段と、前記インサート品移動手段に設けられ、前記インサート品を撮影するインサート品撮影手段と、前記インサート品撮影手段で撮影した前記インサート品の画像データから、前記インサート品移動手段が保持する前記インサート品の保持位置情報を算出するインサート品保持位置算出手段と、前記インサート品移動手段によって保持された状態の前記インサート品を映す鏡面部材と、インサート位置補正手段と、を備え、前記インサート位置補正手段は、前記インサート品撮影手段による、前記鏡面部材に映った前記インサート品の撮影画像に基づいて、前記インサート品と前記インサート品移動手段との位置ずれ量を算出し、該位置ずれ量に基づいて前記金型内への前記インサート品のインサート位置を補正す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に係る発明では、インサート品移動手段によって保持された状態のインサート品を鏡面部材によって映して、その画像をインサート品移動手段に設けられたインサート品撮影手段で撮影して、撮影された画像に基づいてインサート品とインサート移動手段との位置ずれ量を算出して、金型内へのインサート品のインサート位置を補正するようにしたことによって、インサート品を撮影するための撮影手段が１台で済むようになるため、射出成形システムの構成が簡単になる。また、１台の撮影手段であっても、適切にインサート品のインサート位置を補正することができ、インサート品を正しい位置に挿入することができて、成形不良を減少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、前記インサート品移動手段がロボットであ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、前記インサート位置補正手段によって補正した前記インサート品のインサート位置の補正値データを、射出成形機の成形に関する物理量と共に各ショット数ごとに記憶させるインサート位置補正値記憶手段を備えたことを特徴とした請求項１又は２に記載の射出成形システムが提供される。

請求項３に係る発明では、インサート品のインサート位置の補正値データを、射出成形機の成形に関する物理量とともに各ショット数ごとに記憶するようにしたことによって、後ほど成形品の成形履歴の調査が必要となった際に、インサート品の挿入位置情報を各ショット数毎に確認することが可能となる。

本願の請求項４に係る発明では、表示装置を備え、前記表示装置に、前記インサート位置補正手段によって補正した前記補正値データ又は前記補正値データのグラフを表示することを特徴とした請求項３に記載の射出成形システムが提供される。
請求項４に係る発明では、位置補正手段によって補正した補正値データ又は補正値データのグラフを表示するようにしたことによって、表示装置での表示によって、ショット数と補正値データとの関係を確認することが可能となる。

本願の請求項５に係る発明では、前記補正値データがあらかじめ設定した許容値を超えた場合にアラームを出力することを特徴とした請求項３又は４に記載の射出成形システムが提供される。
請求項５に係る発明では、補正値データがあらかじめ設定した許容値を超えた場合にアラームを出力するようにしたことによって、多関節ロボットのハンドやカメラ位置などに異常が発生したことを検知して、作業者に警告を与えたり、成形を停止させたりすることが可能となる。

本願の請求項６に係る発明では、前記鏡面部材は、前記金型の外周面のうちの少なくとも１つ以上の面に設けた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、鏡面部材を金型の外周面のうちの少なくとも１つ以上の面に設けるようにしたことによって、インサート品を金型内にインサートする直前の位置においてインサート品の位置補正をかけることができるため、他の位置に鏡面部材を設けることに比較して、インサート装置の移動が最小距離となるように射出成形システムを構築することが可能となり、射出成形サイクルの時間をより短縮することが可能となる。

本発明により、簡単な構成で精度よくインサート品を挿入す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。 本発明の実施形態における多関節ロボット、インサート品、金型付近を示す模式図である。 鏡面部材の設置箇所を変更した変形例である。 表示器に表示された各ショット毎の補正値と成形品の重量の関係を示した表の例である。

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、型締装置と射出装置とから構成されており、ホッパに貯留された樹脂がシリンダ内に供給され、シリンダ内部に配置されたスクリュによって樹脂を攪拌、搬送し、シリンダ先端部に設けられたノズルから、シリンダ内で加熱溶融された樹脂が射出される。

型締装置には金型４０（固定側金型及び可動側金型）が設けられ、両金型４０を型閉じした後、射出装置から金型４０内に樹脂が射出され、その後金型４０を型締することによって成形を行い、その後突出装置によって、成形された成形品が金型内から突き出される。
２０は射出成形機１０に載置された多関節ロボットであり、その先端部には、カメラ３２と、ハンド３４が設けられており、ハンド３４によってインサート品３６が保持されている。

射出成形機１０には射出成形機の制御装置６０と、インサート品保持位置算出手段６２と、インサート位置補正手段６４と、インサート位置補正値記憶手段６６とが接続されている。また、多関節ロボット２０には、多関節ロボットの制御装置５０が接続されている。なお、本実施形態においては、インサート品保持位置算出手段６２、インサート位置補正手段６４、インサート位置補正値記憶手段６６は、射出成形機１０に接続されているが、多関節ロボット２０に接続するようにしてもよい。また、７０は射出成形機１０に設けられている表示器である。

図２は、本実施形態における多関節ロボット２０、インサート品３６、金型４０付近を示す模式図である。先に説明したように、多関節ロボット２０の先端部には、カメラ３２とハンド３４が設けられている。金型４０内に挿入されるインサート品３６は、あらかじめ所定位置に載置されており、載置位置においてハンド３４によって保持される。ハンド３４によるインサート品３６の保持の際には、カメラ３２によってインサート品３６を撮影して、撮影した際の画像データに基づいて、ハンド３４によってインサート品３６を保持する際の位置情報を決定して、ハンド３４によるインサート品３６の保持を行う。

ハンド３４によってインサート品３６を保持した後、多関節ロボット２０によって、インサート品３６を保持したハンド３４を鏡面部材８０の前まで移動させる。そして、鏡面部材８０の前で、鏡面部材８０に映ったインサート品３６を保持したハンド３４の像を撮影し、インサート品３６とハンド３４との位置や傾きのずれ量を撮影した画像データをもとに算出する。そして、その後多関節ロボット２０によって、インサート品３６を保持したハンド３４を金型４０のところに移動させ、先に算出した位置や傾きのずれ量を加味して、金型４０内にインサート品３６を挿入する。

これにより、仮にハンド３４がインサート品３６を保持する際にずれが生じても、金型４０内に挿入する際にずれを補正して挿入することが可能となる。なお、金型４０の設置位置はあらかじめ設定されているため、金型４０内にインサート品３６を挿入する際には、カメラ３２による撮影等の必要なく挿入を行うことが可能である。また、鏡面部材８０の配置位置は適宜の箇所に配置すればよいが、多関節ロボット２０のハンド３４がインサート品３６を保持して金型４０の内部に入れるまでの間のルート付近に配置するようにすることが好ましい。

図３は、本実施形態において鏡面部材８０の設置箇所を変更した変形例である。本変形例においては、鏡面部材８０を、金型４０の側面部の一面に設けている。特に、鏡面部材８０を設ける面を、金型４０内にインサート品３６を挿入する際に金型４０の手前で待機する際の待機位置の近傍に設けるようにすると、ハンド３４が待機位置で待機する時に、ハンド３４とインサート品３６とのずれ量を算出するための画像取得が可能となる。これにより、多関節ロボット２０が撮影のために特別な動作や姿勢を行う必要がなくなり、ロボット動作の無駄を排除することが可能となる。

また、鏡面部材は、平面形状の一面の鏡面部材としているが、画像を拡大して確認するなどの目的のために、凹面状や凸面状の鏡面部材を用いることも可能である。また、鏡面部材を複数組み合わせて成形品を映すようにすることも可能である。複数の鏡面部材を組み合わせることによって、成形品を種々の角度から撮影することが可能となり、特にインサート品が複雑な形状をしている場合などに、精度よく金型４０内にインサート品３６を挿入することが可能となる。

図４は、表示器７０に表示された、各ショット毎の補正値と成形品の重量の関係を示した表の例である。これらの補正値と成形品の重量は、インサート位置補正値記憶手段６６において、各ショット毎に補正値と成形品の重量とを対応させてともに記憶されている。このようなデータを取得しておくことによって、後ほど成形品の履歴の調査が必要となった場合に、各ショット毎のインサート品の挿入位置情報や成形品の物理量データを確認することが可能となる。

また、図４に示されたような表形式の表示に代えて、グラフ形式として表示器７０で表示するようにすることもできる。
さらに、あらかじめ補正値の許容値を設定しておき、補正値が設定された許容値を超えた際にはアラームを出力するようにすることもできる。これにより、多関節ロボット２０のハンド３４やカメラ３２の位置などに異常が発生したことを検出して、作業者に警告を与えたり、成形動作を停止させたりすることが可能となる。また、許容値を超えた際にアラームを出力することに代えて、各ショット毎の補正値が特定の傾向を示した際にアラームを出力するようにすることもできる。

また、インサート品３６とハンド３４との位置ずれ量や傾きのずれ量を算出するにあたり、ハンド３４の位置は多関節ロボット２０の現在位置情報から求めてもよく、このような場合、インサート品３６を鏡面部材８０に映した状態で撮影して、インサート品３６の位置や傾きを画像データから算出すればよい。
さらに、本実施形態における、金型４０内に挿入するインサート品３６として、中子を用いることも可能である。

１０ 射出成形機
２０ 多関節ロボット
３２ カメラ
３４ ハンド
３６ インサート品
４０ 金型
５０ 多関節ロボットの制御装置
６０ 射出成形機の制御装置
６２ インサート品保持位置算出手段
６４ インサート位置補正手段
６６ インサート位置補正値記憶手段
７０ 表示器
８０ 鏡面部材

型締装置には金型４０（固定側金型及び可動側金型）が設けられ、両金型４０を型閉じした後、射出装置から金型４０内に樹脂が射出され、その後突出装置によって、成形された成形品が金型内から突き出される。
２０は多関節ロボットであり、その先端部には、カメラ３２と、ハンド３４が設けられており、ハンド３４によってインサート品３６が保持されている。

Claims (6)

1. 金型内にインサート品を挿入してからインサート成形の射出成形を行う射出成形システムであって、
   前記インサート品を保持して前記金型内に挿入するためのインサート品移動手段と、
   前記インサート品移動手段に設けられ、前記インサート品を撮影するインサート品撮影手段と、
   前記インサート品撮影手段で撮影した前記インサート品の画像データから、前記インサート品移動手段が保持する前記インサート品の保持位置情報を算出するインサート品保持位置算出手段と、
   前記インサート品移動手段によって保持された状態の前記インサート品を映す鏡面部材と、
   インサート位置補正手段と、を備え、
   前記インサート位置補正手段は、
   前記インサート品撮影手段による、前記鏡面部材に映った前記インサート品の撮影画像に基づいて、前記インサート品と前記インサート品移動手段との位置ずれ量を算出し、該位置ずれ量に基づいて前記金型内への前記インサート品のインサート位置を補正する
   ことを特徴とした射出成形システム。
2. 前記インサート品移動手段がロボットであ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. 前記インサート位置補正手段によって補正した前記インサート品のインサート位置の補正値データを、射出成形機の成形に関する物理量と共に各ショット数ごとに記憶させるインサート位置補正値記憶手段を備えたことを特徴とした請求項１又は２に記載の射出成形システム。
4. 表示装置を備え、
   前記表示装置に、前記インサート位置補正手段によって補正した前記補正値データ又は前記補正値データのグラフを表示することを特徴とした請求項３に記載の射出成形システム。
5. 前記補正値データがあらかじめ設定した許容値を超えた場合にアラームを出力することを特徴とした請求項３又は４に記載の射出成形システム。
6. 前記鏡面部材は、前記金型の外周面のうちの少なくとも１つ以上の面に設けた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。