JP2020151952A - 射出成形機の検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形機に備わるネジナット機構に対して、煩雑な準備作業を要することなく十分な検査を行うことのできる射出成形機の検査装置及び検査方法を提供する。【解決手段】この検査装置は、ネジ及びナットを有し、ネジ及びナットの相対的な回転運動をネジ又はナットと連結された可動部の並進運動に変換するネジナット機構を備える射出成形機の検査装置である。そして、可動部（２３Ａ）の並進運動をガイドするガイド部（ＧＢ）を基準とした可動部の角度、ガイド部を基準とした可動部の位置、又はこれら両方を計測する計測器（１１０、１２０）を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、射出成形機の検査装置及び検査方法に関する。

射出形成機は、例えば型締装置などに、モータの回転運動を並進運動に変換するネジナット機構を備える。特許文献１には、このネジナット機構のネジ軸の撓みを検出する検査装置が開示されている。

特開２０１７−１４９１２４号公報

ネジの外周は平坦でないため、ネジとナットとの角度又は位置ズレを計測することは容易でない。このため、特許文献１の技術では、ネジの先端に外周が平坦な延長軸をつなぎ、この延長軸とナットとの角度、並びに、ナットに対する延長軸の変位を計測している。

しかしながら、ネジナット機構のネジに延長軸を取り付けるには、例えば、射出成形機の幾つかの部分を分解しなければならないといった、煩雑な作業を要する場合がある。また、延長軸と射出成形機の他の部位とが干渉する場合には、ネジナット機構の並進区間の全域に渡る十分な計測が困難となり、一部の区間でしか計測できないという課題が生じる。延長軸と射出形成機の他の部位との干渉を無くすには、その分、射出成形機にスペースを確保する必要が生じ、射出成形機が大型化するという課題が生じる。

本発明は、射出成形機に備わるネジナット機構に対して、煩雑な準備作業を要することなく十分な検査を行うことのできる射出成形機の検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

本発明に係る射出成形機の検査装置は、
ネジ及びナットを有し、前記ネジ及び前記ナットの相対的な回転運動を前記ネジ又は前記ナットと連結された可動部の並進運動に変換するネジナット機構を備える射出成形機の検査装置であって、
前記可動部の並進運動をガイドするガイド部を基準とした前記可動部の角度、前記ガイド部を基準とした前記可動部の位置、又はこれら両方を計測する計測器を備える構成とした。

本発明に係る射出成形機の検査方法は、
発光器と受光器とを備える上記の検査装置を用いた射出成形機の検査方法であって、
前記可動部に前記受光器を取り付け、
前記固定部にフレームを介して前記発光器を取り付け、
前記可動部が複数の位置で静止した各状態において前記発光器から出射された光線を前記受光器で検出し、
前記静止した状態における前記受光器の検出結果に基づき、あおり調整部を介して前記発光器から出射される光線を、前記ガイド部と平行な角度に調整した後、
前記可動部が並進運動しているときに前記発光器の光線を前記受光器で検出する方法とした。

本発明によれば、射出成形機に備わるネジナット機構に対して、煩雑な準備作業を要することなく十分な検査を行うことのできる射出成形機の検査装置及び検査方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る射出成形機及びその検査装置を示す図である。 図１のトグルサポートを示す斜視図である。 図１のネジナット機構を示す一部破断側面図である。 図１のクロスヘッドのガイド構成を示す一部破断側面図である。 クロスヘッドに受光装置を取り付けた状態を示す正面図である。 トグルサポートのガイドバー支持部に発光装置を取り付けた状態を示す正面図である。 トグルサポートとクロスヘッドとに発光装置と受光装置とが取り付けられた状態を示す側面図である。 検査装置の準備段階で行われる光軸合せ処理を説明する図であり、（Ａ）は、その第１工程、（Ｂ）は第２工程を示す。 検査中の第１タイミングの状態（Ａ）と第２タイミングの状態（Ｂ）を示す図である。 検査中の第３タイミングの状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る射出成形機及びその検査装置を示す図である。図２は、図１のトグルサポートを示す斜視図である。図３は、図１のネジナット機構を示す一部破断側面図である。図４は、図１のクロスヘッドのガイド構成を示す一部破断側面図である。以下、図１の紙面の左方を射出成形機１の後方、紙面の右方を射出成形機１の前方、紙面に垂直な奥側と手前側とを射出成形機１の左右、紙面の上下を射出成形機１の上下方向として説明する。

図１の射出成形機１は、検査対象の一例であり、成形材料を溶融及び射出する射出装置１１と、射出装置１１を搬送する可塑化移動装置１２と、金型１５の開閉及び加圧（型締め）を行う型締装置２０と、固化した成形品を金型１５から押し出すエジェクタ装置１３と、これらを駆動制御する制御部１７とを備える。金型１５は固定金型１５Ａと可動金型１５Ｂとを有する。

射出装置１１は、成形材料を加熱するシリンダ１１ａと、シリンダ１１ａ内で回転及び進退して成形材料を送るスクリュ１１ｂと、スクリュ１１ｂを回転駆動する計量用モータ１１ｃと、スクリュ１１ｂを進退させる射出用モータ１１ｄと、投入された成形材料をシリンダ１１ａに供給するホッパ１１ｅとを備える。シリンダ１１ａは、先端に射出ノズル１１ｆを有する。ホッパ１１ｅはシリンダ１１ａに固定されている。さらに、射出装置１１は、シリンダ１１ａを支持するブラケット１７１と、計量用モータ１１ｃを支持するフレーム１７２と、射出用モータ１１ｄを支持する図示しないフレームと、計量用モータ１１ｃの動力をスクリュ１１ｂに伝達するタイミングベルト１８４と、射出用モータ１１ｄの動力をフレーム１７２に伝達するタイミングベルト１８７及びネジナット機構（ボールネジ１８５及びナット１８９）とを備える。射出用モータ１１ｄを支持するフレームは、シリンダ１１ａを支持するブラケット１７１と相対位置が固定されるように連結されている。計量用モータ１１ｃを支持するフレーム１７２と、シリンダ１１ａを支持するブラケット１７１とは、ガイド１８１に沿って移動可能に、かつ、互いの距離が可変に支持されている。スクリュ１１ｂの後端は、フレーム１７２に回転自在に支持されている。

このような構成において、計量用モータ１１ｃが回転駆動すると、その回転運動がタイミングベルト１８４を介してスクリュ１１ｂに伝達され、スクリュ１１ｂが回転する。射出用モータ１１ｄが回転駆動すると、その回転運動がタイミングベルト１８７、ボールネジ１８５及びナット１８９を介して直線運動に変換され、フレーム１７２がガイド１８１に沿って移動する。その結果、スクリュ１１ｂがシリンダ１１ａ内で進退する。さらに、計量用モータ１１ｃ及びフレーム１７２が、スクリュ１１ｂの進退に追従して、ブラケット１７１に対して相対移動する。

可塑化移動装置１２は、可塑化移動用モータ１２ａと、ネジナット機構（ボールネジ１２ｂ及びナット１２ｃ）と、射出装置１１のブラケット１７１及びフレーム１７２を並進移動可能に支持するガイド１８１とを備える。ガイド１８１及び可塑化移動用モータ１２ａは、射出装置フレーム１０２を介して成形機フレーム１０１に支持されている。ボールネジ１２ｂは、射出装置フレーム１０２に回転自在に支持されている。ナット１２ｃはスプリング１２ｄを介してブラケット１７１に接続されている。可塑化移動用モータ１２ａの駆動によりボールネジ１２ｂが回転すると、ナット１２ｃ及びナット１２ｃに連結されたブラケット１７１が、ボールネジ１２ｂの軸方向に移動する。これにより、ブラケット１７１がガイド１８１に沿って移動し、射出装置１１（シリンダ１１ａ、スクリュ１１ｂ、フレーム１７２、計量用モータ１１ｃ、射出用モータ１１ｄ）が、スクリュ１１ｂの軸方向に移動する。この移動により、シリンダ１１ａの射出ノズル１１ｆを、金型１５に圧接又は離間させることができる。

エジェクタ装置１３は、成形品を押し出すための図示略のエジェクトピンと、エジェクトピンを駆動するエジェクト用モータ１３１とを備え、可動プラテン２２に取り付けられている。エジェクト用モータ１３１が駆動することで、可動金型１５Ｂのキャビティにエジェクトピンが前進し、可動金型１５Ｂから成形品が押し出される。

型締装置２０は、固定金型１５Ａを支持する固定プラテン２１と、可動金型１５Ｂを支持する可動プラテン２２と、可動プラテン２２に動力を伝達するトグル機構２３と、型締用モータ２４Ｄと、トグル機構２３に型締用モータ２４Ｄの回転動力を並進動力に変換して伝達するネジナット機構２４と、トグル機構２３及びネジナット機構２４を支持するトグルサポート２５とを備える。ネジナット機構２４は、ネジ（例えばボールネジ）２４Ａと、ナット２４Ｂとを有する。可動プラテン２２は、金型１５の開閉方向に進退可能にガイドされている。

トグルサポート２５は、タイロッド２７（図２）を介して固定プラテン２１と連結されている。図３に示すように、トグルサポート２５の中央の貫通孔２５ａには、ネジナット機構２４のネジ２４Ａが回転可能に通されている。トグルサポート２５の後方（図１の左方）には、ネジナット機構２４に回転動力を与える型締用モータ２４Ｄが配置されている。型締用モータ２４Ｄ及びネジ２４Ａはトグルサポート２５に支持されている。

トグル機構２３には、ネジナット機構２４から動力を受けて、ネジ２４Ａの軸方向に並進運動するクロスヘッド２３Ａが含まれる。クロスヘッド２３Ａには、ナット２４Ｂが組み込まれ、ネジ２４Ａが回転することでナット２４Ｂを介してクロスヘッド２３Ａに動力が伝達される。クロスヘッド２３Ａは、ネジ２４Ａの軸方向に並進運動する。

図２及び図４に示すように、トグルサポート２５には、クロスヘッド２３Ａの並進運動を案内するガイドバーＧＢが設けられている。ガイドバーＧＢは、一端と他端とがトグルサポート２５の後方壁部２５ｆと、前方（図１の右方）の支持部２５ｇとに支持されている。クロスヘッド２３Ａには、ガイドバーＧＢが通される貫通孔ＴＨと、貫通孔ＴＨの内側でガイドバーＧＢに摺動するメタルブッシュＭＢとが設けられている。

型締用モータ２４Ｄが回転駆動すると、この回転運動がネジナット機構２４を介して直線運動に変換され、クロスヘッド２３Ａへ伝達される。直線運動の方向は、金型１５の開閉方向と一致する。クロスヘッド２３Ａが移動すると、トグル機構２３が動作して可動プラテン２２が進退し、金型１５を開閉する。

トグルサポート２５の後方壁部２５ｆと前方の支持部２５ｇとの間には、後方壁部２５ｆから支持部２５ｇまで連続する側壁部２５ｈが設けられている。ネジナット機構２４は、トグルサポート２５の後方壁部２５ｆと側壁部２５ｈとに、後方と左右とが囲まれており、作業員はネジナット機構２４の後部に近接することが困難である。

制御部１７は、例えばコンピュータで構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリなどの記憶媒体と、入力インターフェースと、出力インターフェースとを有する。制御部１７は、記憶媒体に記憶されたプログラムをＣＰＵに実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御部は、入力インターフェースで外部からの信号を受信し、出力インターフェースで外部に信号を送信する。

＜成形サイクル＞
制御部１７は、各部を駆動制御して、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程及び突き出し工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。成形品を得るための一連の動作、基本的には、計量工程の開始から突き出し工程の完了までの動作を成形サイクルと呼ぶ。ただし、成形サイクル時間の短縮を目的として、計量工程が、前回の冷却工程中に行われる場合、あるいは、型締工程の間に行われる場合などには、型閉工程の開始から突き出し工程の完了までの動作を成形サイクルと呼んでもよい。

計量工程は、スクリュ１１ｂの回転により、成形材料を溶融させながらシリンダ１１ａの前部（射出ノズル１１ｆ側）へ送る工程である。計量工程では、成形材料がシリンダ１１ａの前部に蓄積されるにつれ、スクリュ１１ｂが後退される。スクリュ１１ｂが計量完了位置まで後退し、スクリュ１１ｂの先端と射出ノズル１１ｆとの間に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。型閉工程は、可動プラテン２２を前進させ、可動金型１５Ｂを固定金型１５Ａにタッチさせる工程である。昇圧工程は、型締用モータ２４Ｄをさらに駆動してクロスヘッド２３Ａを型閉完了位置から型締位置までさらに前進させる工程である。昇圧工程により、金型１５に型締力が加えられる。型締工程は、型締用モータ２４Ｄを駆動して、クロスヘッド２３Ａの位置を型締位置に維持する工程である。型締工程では、昇圧工程で発生させた型締力が維持される。

充填工程は、スクリュ１１ｂを設定移動速度で前進させ、シリンダ１１ａの前部に蓄積された液状の成形材料を金型１５のキャビティに充填させる工程である。保圧工程は、射出用モータ１１ｄを駆動してスクリュ１１ｂを前方に押し、シリンダ１１ａ内に残る成形材料に圧力を加えることで、スクリュ１１ｂの先端部における成形材料の圧力（「保持圧力」とも呼ばれる）を設定圧に保つ工程である。保圧工程において、金型１５のキャビティ内に射出された成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティの入口が固化した成形材料で塞がれる。冷却工程では、金型１５のキャビティ内の成形材料の固化が行われる。冷却工程中に計量工程が行われてもよい。脱圧工程は、クロスヘッド２３Ａを型締位置から型開開始位置まで後退させることにより、可動プラテン２２を後退させ、金型１５の型締力を減少させる工程である。型開工程は、クロスヘッド２３Ａを設定移動速度で型開開始位置から型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン２２を後退させ、可動金型１５Ｂを固定金型１５Ａから離間させる工程である。突き出し工程は、エジェクタピンを設定移動速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、成形品を可動金型１５Ｂから突き出し、その後、エジェクタピンを設定移動速度で後退させ、元の待機位置まで後退させる工程である。

一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程及び突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程及び冷却工程は、型締工程の間に行われる。型締工程の開始は充填工程の開始と一致してもよい。脱圧工程の終了は型開工程の開始と一致する。なお、成形サイクル時間の短縮を目的として、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、型締工程の間に行われてもよい。この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。

＜検査装置＞
図５は、クロスヘッドに受光器を取り付けた状態を示す正面図である。図６は、トグルサポートのガイドバー支持部に発光装置を取り付けた状態を示す正面図である。図７は、トグルサポートとクロスヘッドとに発光器と受光器とが取り付けられた状態を示す側面図である。図７において、トグルサポート２５の側壁部２５ｈは仮想線で表している。

検査装置１００は、図１に示すように、発光装置１１０と、受光装置１２０と、検査中に受光装置１２０から計測データを収集するデータ収集部１３０と、収集された計測データに基づきネジナット機構２４の劣化に関する計算を行う計算部１４０と、計算部１４０により計算された劣化に関する情報を例えば表示により出力する出力部１５０とを備える。データ収集部１３０は、例えば制御部１７からクロスヘッド２３Ａの並進方向の位置情報を受け、この位置情報と計測データとを対応づけて収集する。なお、クロスヘッド２３Ａの位置情報は、制御部１７から取得するのではなく、別途用意された計測器を用いて計測されたデータに代替されてもよい。発光装置１１０及び受光装置１２０が、本発明に係る計測器の一例に相当する。

発光装置１１０は、図６及び図７に示すように、レーザなどの指向性の高い光線を出射する発光器１１１と、射出成形機１の固定部に取り付け可能なフレーム１１２と、フレーム１１２に対して発光器１１１の角度を上下左右（上下に延びる軸を中心とする回転方向及び左右に延びる軸を中心とする回転方向)に調整可能なあおり調整部１１３とを備える。フレーム１１２は、具体的には、トグルサポート２５の前方の支持部（固定部に相当）２５ｇに嵌合しかつネジ１１２ｎにより止着可能に構成されている。フレーム１１２が固定された状態で、発光器１１１は、ガイドバーＧＢの延長線の上方に配置され、ガイドバーＧＢの軸方向に光線を出射可能に配置される。なお、フレーム１１２は、ネジ止着に限られず、例えば磁力により固定される構造としてもよい。

受光装置１２０は、図５及び図７に示すように、発光装置１１０の光軸を光軸方向に離間した２箇所でそれぞれ計測する２組の受光器１２２Ａ、１２２Ｂと、これらを支持するフレーム１２５とを有する。受光装置１２０は、光軸方向に離間した２個所で、光軸の上下左右方向の位置を検出することで、光軸の位置及び角度を計測できる。発光装置１１０に近い方の受光器１２２Ａは、例えばビームスプリッター１２３Ａとビームスプリッター１２３Ａを反射した光線を検出する受光部１２４Ａとを含む。受光部１２４Ａは、入射する光スポットの位置を検出可能なＰＳＤ（Position Sensing Detector）である。あるいは、受光部１２４Ａは、二次元上の光軸の位置を検出可能なＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）又はＣＣＤ（Charged-Coupled Devices）などのイメージセンサである。このような構成により、受光器１２２Ａは、入射された光線の上下左方の２次元方向の位置を検出でき、さらに、光線の一部をもう一方の受光器１２２Ｂへ送ることができる。もう一方の受光器１２２Ｂは、上記受光器１２２Ａと同様の構成である。なお、受光器１２２Ｂにおいては、ビームスプリッター１２３Ｂが全反射ミラーに代替されてもよいし、ビームスプリッター１２３Ｂが省略され、かつ、受光部１２４Ｂへ直接に光線が入射されるように受光部１２４Ｂが配置されてもよい。

受光装置１２０のフレーム１２５は、受光器１２２Ａ、１２２Ｂの入射窓が、ガイドバーＧＢの延長線の上方に位置するように、クロスヘッド２３Ａに取り付け可能である。具体的には、フレーム１２５は、２つに分離する第１部材１２５ａと第２部材１２５ｂとを含み、第１部材１２５ａと第２部材１２５ｂとがクロスヘッド２３Ａの肉抜き孔ＮＨを通る連結部材を介して連結され、第１部材１２５ａと第２部材１２５ｂとがクロスヘッド２３Ａを挟み込むように固定される構成としてもよい。あるいは、フレーム１２５は、磁力で固定される構成としてもよい。

＜検査方法＞
図８は、検査装置の準備段階で行われる光軸合せ処理を説明する図であり、（Ａ）は、その第１工程、（Ｂ）は第２工程を示す。これら第１工程及び第２工程は、順番が逆になってもよい。図８において、トグルサポート２５の側壁部２５ｈは仮想線で表している。

ネジナット機構２４のネジ２４Ａ及びナット２４Ｂの間には、一般的なネジナット機構と同様にクリアランスが設けられている。このため、両者に動力が加わっていない静止状態においては、ネジ２４Ａ及びナット２４Ｂの角度は、ナット２４Ｂの並進方向の位置によらず、所定角度に維持される。例えば、静止状態において、ナット２４Ｂの前面と、ネジ２４Ａの中心軸とは直交する。さらに、ネジ２４Ａ及びナット２４Ｂの静止状態において、ネジ２４Ａの中心軸を基準とした、軸方向に直交する方向のナット２４Ｂの位置は、ネジ２４Ａの軸方向の位置によらず、一定となる。例えば、静止状態において、ナット２４Ｂの中心軸は、ネジ２４Ａの中心軸からクリアランス分低く位置される。さらに、ネジ２４Ａ及びナット２４Ｂに動力が加わっていない静止状態においては、ガイドバーＧＢと、ネジナット機構２４のネジ２４Ａとは、互いの中心軸がほぼ平行に保たれる。

ネジナット機構２４の検査を行うには、先ず、準備段階として、作業員は、クロスヘッド２３Ａを前方に移動させた状態で、受光装置１２０をクロスヘッド２３Ａに取り付ける。加えて、作業員は、発光装置１１０をトグルサポート２５の前方の支持部２５ｇに取り付ける。取付け後、ネジ２４Ａの軸方向に見て、発光器１１１と受光器１２２Ａ、１２２Ｂの入射窓とは重なった配置となる。

次に、図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示すように、クロスヘッド２３Ａが前方と後方とに位置し、かつ、駆動力が加えられていない静止状態の複数のタイミングで、作業員は、発光装置１１０及び受光装置１２０を動作させる。そして、作業員は、各タイミングで計測された一方の受光器１２２Ａの計測結果から、発光装置１１０の光軸のずれ角度を目算する。ここで、光軸のずれ角とは、ガイドバーＧＢの中心軸に平行な角度からのずれを意味する。静止状態では、先に説明したように、ガイドバーＧＢの中心軸に対してクロスヘッド２３Ａの角度及び変位量は、クロスヘッド２３Ａの並進方向の位置によらず一定である。このため、光軸のずれ角がゼロであれば、図８（Ａ）のときと図８（Ｂ）のときとで、受光部１２４Ａが計測する光軸の位置Ｐ１、Ｐ２は一致し、ずれ角があれば、それに応じて計測された光軸の位置Ｐ１、Ｐ２が変化する。そしてクロスヘッド２３Ａの並進方向の位置の差と、受光器１２２Ａが計測した光軸位置Ｐ１、Ｐ２の変化量及び変化方向とから、光軸がガイドバーＧＢの中心軸に対してどれだけずれているか計算できる。なお、このような計算を、計算部１４０が行い、出力部１５０からその計算結果が出力される構成としてもよい。

光軸のずれ角が判明したら、作業員は、あおり調整部１１３を用いて発光器１１１の角度を調整し、ずれ角を修正する。調整後、作業員は、再度、クロスヘッド２３Ａを動かして受光装置１２０による光軸位置の計測を行い、ずれ角が修正されているか確認してもよい。このような準備工程により、発光装置１１０から出射される光線の光軸が、ガイドバーＧＢの中心軸と平行に調整される。静止状態でガイドバーＧＢとネジ２４Ａとは平行なので、光軸はネジ２４Ａの中心軸と平行に調整されたことになる。なお、発光装置１１０の光軸を調整する際には、クロスヘッド２３Ａを静止状態とする位置として、金型１５が閉じて可動金型１５Ａと固定金型１５Ｂとの間の圧力がゼロ以上となる昇圧位置以外を適用するとよい。型締力が発生していない型開閉区間では、クロスヘッド２３Ａの位置及び傾きは、自重でガイドバーＧＢに支持されている状態の位置及び傾きになる。しかし、型締力が発生する区間、すなわち可動金型１５Ａ及び固定金型１５Ｂの接触位置以降の区間では、クロスヘッド２３Ａの位置及び傾きは、上下左右の軸力のバランスによる位置及び傾きになる。このため、型締力が発生するクロスヘッド２３Ａの位置を適用して発光装置１１０の光軸調整を行うと、光軸がネジ２４Ａの中心軸と平行な関係から逸脱してしまう恐れがある。型締力が発生しないクロスヘッド２３Ａの位置を適用することで、光軸のズレの恐れを低減できる。

図９（Ａ）、図９（Ｂ）は検査中の第１タイミングと第２タイミングの状態を示す図である。図１０は、検査中の第３タイミングの状態を示す図である。図９、図１０において、トグルサポート２５の側壁部２５ｈは仮想線で表している。

ネジナット機構２４の検査は、例えば成形サイクルの型閉工程、型開工程、型締工程の期間に行ってもよいし、成形停止中に、検査用に金型１５を開閉動作させて行ってもよい。ネジナット機構２４の検査は、ネジナット機構２４に動力が加わった状態、例えば射出成形時の通常のスピードで駆動されかつ射出成形時の通常の負荷が加えられた状態で実行される。すなわち、クロスヘッド２３Ａが後方位置（図９（Ａ））から前方に移動し（図９（Ｂ））、さらに移動して可動金型１５Ｂに大きな荷重を加える型締位置（図１０）に至る期間にわたって、発光装置１１０及び受光装置１２０が動作する。そして、この間に、発光装置１１０と受光装置１２０とにより、ガイドバーＧＢを基準としたクロスヘッド２３Ａの上下左右方向の位置及び角度が計測される。ガイドバーＧＢの中心軸とネジ２４Ａの中心軸とは平行でかつ互いに固定された関係にあり、ガイドバーＧＢとナット２４Ｂとは互いに固定された関係にある。このため、発光装置１１０と受光装置１２０との計測値は、ネジ２４Ａの中心軸ａｘ１に対するナット２４Ｂの中心軸ａｘ２の上下左右方向の位置及び角度へ換算することができる。受光装置１２０の計測結果は、ナット２４Ｂの前後方向の位置情報とともにデータ収集部１３０に収集される。

この検査期間において、例えば、図９（Ａ）に示すように、ネジ２４Ａの中心軸ａｘ１と、ナット２４Ｂの中心軸ａｘ２とが一致していれば、２つの受光部１２４Ａ、１２４Ｂによる光軸の検出位置Ｐ１１、Ｐ１２に、それが表れる。例えば、２つの受光器１２２Ａ、１２２Ｂの配置が標準的であれば、光軸の検出位置Ｐ１１、Ｐ１２は、各受光部１２４Ａ、１２４Ｂの座標において同じ値をとる。ここで、標準的な配置とは、２つの受光器１２２Ａ、１２２Ｂが中心軸ａｘ２に沿った方向に並び、中心軸ａｘ２からの２つの受光器１２２Ａ、１２２Ｂまでの距離及び角度が同一である配置を意味する。

また、図９（Ｂ）に示すように、ナット２４Ｂの中心軸ａｘ２とネジ２４Ａの中心軸ａｘ１とが軸の直交方向に離間していたとする。この場合、受光部１２４Ａ、１２４Ｂによる光軸の検出位置Ｐ１３、Ｐ１４は、離間する前と比べて、各受光部１２４Ａ、１２４Ｂの座標において、同期して、同じ量及び同じ方向に変化する。

また、図９（Ｃ）に示すように、ナット２４Ｂの中心軸ａｘ２がネジ２４Ａの中心軸ａｘ１に対して傾くと、２つの受光部１２４Ａ、１２４Ｂによる光軸の検出位置Ｐ１５、Ｐ１６は、各受光部１２４Ａ、１２４Ｂの座標において、互いに異なる量、あるいは、互いに異なる方向に変化する。あるいは、検出位置Ｐ１５、Ｐ１６は、互いに異なる量及び互いに異なる方向に変化する。

したがって、検査期間にデータ収集部１３０が収集したデータには、クロスヘッド２３Ａが並進方向のどの位置のあるときに、ナット２４Ｂがネジ２４Ａに対して、どれだけ上下左右方向に変位し、どれだけ傾いたかが示される。ネジ２４Ａに対するナット２４Ｂの位置ずれ、並びに、ネジ２４Ａに対するナット２４Ｂの傾斜は、ネジ２４Ａの劣化の進み度合と所定の関係を有する。計算部１４０は、これらの関係式と、データ収集部１３０が収集したデータとから、ネジ２４Ａの軸方向における各部位が、どれだけ劣化しているか、どのような劣化速度を有しているか、あるいは、これら両方を計算する。そして、出力部１５０は、この計算結果を出力する。なお、出力部１５０は、劣化度又は劣化速度が予め定められた閾値を超えたときに、警告を発するように構成されてもよい。作業員は、出力部１５０の出力から、ネジ２４Ａの軸方向における各部位の劣化度及び寿命を判断することができる。

以上のように、本実施形態の射出成形機１の検査装置１００及び検査方法によれば、ガイドバーＧＢを基準とするクロスヘッド２３Ａの位置及び角度が計測される。これらの計測値は、ネジ２４Ａの中心軸ａｘ１とナット２４Ｂの中心軸ａｘ２との位置ズレ及び傾斜角度を表わし、これらの計測値からネジ２４Ａの劣化度又は寿命を判断することができる。したがって、外周が平坦でないネジ２４Ａとナット２４Ｂとの位置ズレ又は傾斜角度を計測するために、外周が平坦な延長棒をネジ２４Ａに接続するなどの煩雑な作業を要することなく、ネジ２４Ａの劣化度又は寿命を判断可能な計測データを得ることができる。また、外周が平坦な延長棒等をネジ２４Ａに接続し、延長棒とナットとの角度を計測する構成を採用した場合、例えば延長棒がエジェクタ装置１３又は射出成形機１の他の部分と干渉する範囲では、検査不能になる。すなわち、延長棒を取り付けると、ネジナット機構２４の並進区間の全域の移動ができなくなり、延長棒が他の部位と干渉しない範囲でしか検査ができない。また、延長棒を取り付けたまま成形サイクルを実行することができない。一方、クロスヘッド２３Ａと、可動プラテン２２との距離を長く設計するなど、延長棒を取り付けても、他の部品と干渉しないようにすることも可能である。しかし、この場合、成形プロセスに無駄なスペースが生じ、射出成形機が大型化するという課題が生じる。しかしながら、本実施形態の検査装置１００によれば、射出成形機１に取り付ける部品（発光装置１１０及び受光装置１２０）が、大きな範囲を占めることがないので、これらがエジェクタ装置１３などの他の部分と干渉することがなく、例えば型締装置２０の動作範囲の全域等、広い範囲で計測を行うことができる。したがって、ネジ２４Ａの軸方向の広い範囲にわたって各部の劣化度及び寿命を判断することができる。さらに、本実施形態の検査装置１００によれば、射出成形機１に取り付ける部品（発光装置１１０及び受光装置１２０）が、大きな範囲を占めることがなく、射出成形機１の他の部品と干渉しないので、射出成形機の大型化が抑制される。

さらに、本実施形態の射出成形機１の検査装置１００によれば、計測データを収集するデータ収集部１３０と、収集されたデータに基づき計算されたネジナット機構２４の劣化度又は劣化速度を出力する出力部１５０とを備える。したがって、射出成形機１のユーザは、出力部１５０の出力に基づき、ネジナット機構２４の交換の要否又は交換時期を判断することができる。これにより、予期しないネジナット機構２４の故障等により成形品の生産計画に誤算が生じるといった事態を抑制できる。

さらに、本実施形態の検査装置１００によれば、ネジナット機構２４の計測を行う機器として、発光装置１１０と受光装置１２０とが採用されている。さらに、発光器１１１と受光器１２２Ａ、１２２Ｂとがネジ２４Ａの軸線方向に重なる配置で、受光装置１２０がクロスヘッド２３Ａに取り付け可能で、発光装置１１０が固定部であるトグルサポート２５の一部に取り付け可能に構成されている。このような構成により、ガイドバーＧＢを基準とした計測を容易に実現でき、さらに、計測機器の小型化及び取付け容易性が実現される。

さらに、本実施形態の射出成形機１の検査装置１００によれば、発光装置１１０は、発光器１１１と、固定用のフレーム１１２と、あおり調整部１１３とを備える。したがって、作業員は、あおり調整部１１３を操作して、発光器１１１の光軸がガイドバーＧＢと平行になるように容易に調整することができる。そして、これにより、ガイドバーＧＢを基準としたクロスヘッド２３Ａ又はナット２４Ｂの位置及び角度の計測が実現される。

さらに、本実施形態の射出成形機１の検査方法によれば、作業員は、クロスヘッド２３Ａが複数の箇所に移動しかつ静止状態のときに、発光装置１１０の光軸を受光装置１２０で検出し、この検出結果に基づいて、光軸がガイドバーＧＢと平行になるように調整する。さらに、この調整の後に、クロスヘッド２３Ａが並進運動しているときに、発光装置１１０の光軸を受光装置１２０で検出して計測データを取得している。このような方法により、光軸調整用と計測用とで受光装置１２０を複数セット用意したり、受光装置１２０を違う場所に取り付けたりする必要なく、発光装置１１０の光軸の調整と、ネジ２４Ａ及びナット２４Ｂの位置ズレ又は傾斜角度の計測とを行うことができる。したがって、準備作業の一段の容易化及び短縮化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、トグル機構２３に型締用モータ２４Ｄの動力を伝達するネジナット機構２４を検査対象とした例を示した。しかし、検査対象は、例えば、可塑化移動装置１２に備わるネジナット機構（ボールネジ１２ｂ及びナット１２ｃ）、射出装置１１に備わるネジナット機構（ボールネジ１８５及びナット１８９）など、別の部分としてもよい。また、上記実施形態では、ガイドバーＧＢを基準とするクロスヘッド２３Ａ（又はナット２４Ｂ）の上下左右方向の位置及び角度を計測するために、ネジ２４Ａの軸方向に光線を出射する発光装置１１０と光線の位置を検出する受光装置１２０とを適用した例を示した。しかし、ガイドバーＧＢを基準とするクロスヘッド２３Ａの位置又は角度を計測する計測器としては、この構成に限られない。例えば、計測器としては、ガイドバーＧＢの一部と対向するようにクロスヘッド２３Ａに固定された複数のセンサであって、ガイドバーＧＢ上の軸方向及び周方向に離間した複数点の距離をそれぞれ計測する複数のセンサ（反射型距離計、透過型距離計、接触型距離系など）が適用されてもよい。このような構成でも、ガイドバーＧＢを基準としたクロスヘッド２３Ａとの上下左右方向の位置及び角度を検出することができる。

また、上記実施形態では、可動部の位置又は角度の計測基準となるガイド部として、クロスヘッド２３ＡのガイドバーＧＢを適用した例を示した。しかし、計測基準とするガイド部は、例えば、ガイドレールであってもよい。また、計測基準とするガイド部は、可動部が摺動してガイドされる摺動面であってもよい。ガイド部は、可動部を３軸方向のうち２軸方向の移動を規制するようにガイドする構成に限られず、可動部を３軸方向のうち１軸方向の移動を規制するようにガイドする構成であってもよい。このような場合でも、ガイド部を基準とする計測により、規制された方向についてのガイド部を基準とした可動部の位置又は角度を計測することができる。

また、上記実施形態では、ナット２４Ｂが並進運動するネジナット機構２４を検査対象とした例を示したが、可動部がネジに連結され、ナットの回転によりネジ及び可動部が並進運動するネジナット機構に対しても、同様に本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、ガイド部を基準とした可動部の位置及び角度の両方を計測する構成を示したが、いずれか一方のみの計測としてもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 射出成形機
１１ 射出装置
１２可塑化移動装置
１５ 金型
１３ エジェクタ装置
２０ 型締装置
２１ 固定プラテン
２２ 可動プラテン
２３ トグル機構
２４ ネジナット機構
２４Ａ ネジ
２４Ｂ ナット
２４Ｄ 型締用モータ
２５ トグルサポート
２５ｆ 後方壁部
２５ｇ 支持部
２５ｈ 側壁部
ＧＢ ガイドバー
ＭＢ メタルブッシュ
１００ 検査装置
１１０ 発光装置
１１１ 発光器
１１２ フレーム
１１３ あおり調整部
１２０ 受光装置
１２２Ａ、１２２Ｂ 受光器
１２３Ａ、１２３Ｂ ビームスプリッター
１２４Ａ、１２４Ｂ 受光部
１２５ フレーム

Claims (6)

1. ネジ及びナットを有し、前記ネジ及び前記ナットの相対的な回転運動を前記ネジ又は前記ナットと連結された可動部の並進運動に変換するネジナット機構を備える射出成形機の検査装置であって、
   前記可動部の並進運動をガイドするガイド部を基準とした前記可動部の角度、前記ガイド部を基準とした前記可動部の位置、又はこれら両方を計測する計測器を備える、
   射出成形機の検査装置。
2. 前記可動部が並進運動しているときに前記計測器により計測された結果を収集するデータ収集部と、
   前記データ収集部により収集された計測結果に基づき前記ネジナット機構の劣化に関する情報を出力する出力部と、
   を更に備える請求項１記載の射出成形機の検査装置。
3. 前記計測器は、光線を出射する発光器と、前記光線を検出する受光器とを含み、
   前記発光器と前記受光器の入射窓とが、前記ネジの軸方向に見て互いに重なる配置で、一方が前記可動部に、もう一方が前記射出成形機の固定部に、それぞれ取付け可能に構成されている、
   請求項１又は請求項２記載の射出成形機の検査装置。
4. 前記受光器は、前記光線の位置を検出するポジションセンサ、画像を検出するイメージセンサ、又は、これら両方を含む、
   請求項３記載の射出成形機の検査装置。
5. 前記固定部に固定可能でありかつ前記発光器を支持するフレームと、前記フレームに対する前記発光器の角度を変更可能なあおり調整部と、
   を更に備える、
   請求項３又は請求項４に記載の射出成形機の検査装置。
6. 請求項５記載の射出成形機の検査装置を用いた射出成形機の検査方法であって、
   前記可動部に前記受光器を取り付け、
   前記固定部に前記フレームを介して前記発光器を取り付け、
   前記可動部が複数の位置で静止した各状態において前記発光器から出射された光線を前記受光器で検出し、
   前記静止した状態における前記受光器の検出結果に基づき、前記あおり調整部を介して前記発光器から出射される光線を、前記ガイド部と平行な角度に調整した後、
   前記可動部が並進運動しているときに調整後の前記発光器の光線を前記受光器で検出する、
   射出成形機の検査方法。

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