JP2022148984A - 成形品取出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形品取出ロボットを制御するコントローラが金型とチャック部とを照合する構成によって、設備費用を抑えた簡易な構成にしつつ、より効率的な制御を可能にして、ヒューマンエラーが防止できる構成の成形品取出装置を提供する。【解決手段】成形品取出装置１は、成形品取出ロボット３におけるチャック部３２が金型の識別番号に対応する固有番号を有しており、コントローラ２は、前記識別番号および前記固有番号に対応した設定条件データを格納したデータベースにアクセス可能な構成であり、チャック部３２における識別部３２ａを認識し、認識した特定番号と前記周辺機器に設定されている前記設定条件データにおける前記固有番号とを照合し、照合結果に応じて制御する構成である。【選択図】図１

Description

本発明は、成形品取出装置に関する。

射出成形機（以下、成形機と略す）は、加熱溶融させた樹脂材料を金型内に射出注入して冷却し固化させる成形サイクルを繰り返して成形品を生産する装置であり、複雑な形状の成形品を短時間で大量生産することができる。オペレータは、成形機に取り付けた金型に適合するチャック部を成形品取出ロボットに取り付けて、金型に関連付けられた設定を行い、成形品を生産する。チャック部のチャック板には成形品を取り出すためのロボットハンドや吸着パッドなどが備わっている。

従来、成形機が金型とチャックチャック板とをセットで自動交換する方法が提案されている（特許文献１：特開平３－１３６８２３号公報）。また、オペレータがチャック板の位置を目視確認し易いように制御装置との間で調整信号を無線交信可能な操作ペンダントが提案されている（特許文献２：特開２００７－０６２０２３号公報）。

特開平３－１３６８２３号公報 特開２００７－０６２０２３号公報

特許文献１は設備費用が嵩むなどの理由から実用性に乏しい。特許文献２はオペレータが金型とチャック部の組み合わせを誤認することは考慮していない。従来、成形品の生産切替に際し、オペレータは、所望の成形品を成形する金型に対応するチャック部を取り付けたうえで、金型に関連付けられた周辺機器の設定を行っている。この一連の作業は、オペレータの負担が大きくて確認ミスが生じやすいことから、オペレータの確認ミスに起因して成形品不良が生じることや設備の破損を招く等の問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、成形品取出ロボットを制御するコントローラが金型とチャック部とを照合する構成によって、設備費用を抑えた簡易な構成にしつつ、より効率的な制御を可能にして、ヒューマンエラーが防止できる構成の成形品取出装置を提供することを目的とする。

一実施形態として以下に開示する解決策により、前記課題を解決する。

本発明に係る成形品取出装置は、成形機の金型から成形品を取り出して開放するためのチャック部が取り付けられた成形品取出ロボットと、前記成形品取出ロボットを制御するコントローラを備え、前記チャック部は前記金型の識別番号に対応する固有番号を有し、前記コントローラは、前記識別番号および前記固有番号に対応した設定条件データを格納したデータベースにアクセス可能な構成であり、前記チャック部は前記固有番号に対応した識別部を有しており、前記コントローラは、前記識別部を認識することで前記成形品取出ロボットに取り付けた前記チャック部における前記固有番号のうちの特定番号を認識し、認識した前記特定番号と前記成形品取出ロボットに設定されている前記設定条件データにおける前記固有番号とを照合し、照合結果に応じて、前記成形品取出ロボットに設定されている前記設定条件データを前記データベースにおける前記設定条件データのうちの前記特定番号に一致する前記固有番号を有する特定条件データに変更可能な構成であることを特徴とする。

この構成によれば、コントローラによってチャック部における特定番号が認識され、データベースにおける設定条件データのうちの当該特定番号に一致する固有番号を有する特定条件データに対応するように複数の周辺機器が制御することができる。つまり、成形品取出ロボットを制御するコントローラが金型とチャック部とを照合するので、設備費用を抑えた簡易な構成にしつつ、より効率的な制御を可能にして、ヒューマンエラーの防止ができる。

前記コントローラは前記設定条件データに基づいて周辺機器を制御する構成であり、前記照合結果に応じて、前記周辺機器に設定されている前記設定条件データを前記データベースにおける前記設定条件データのうちの前記特定番号に一致する前記固有番号を有する前記特定条件データに変更可能な構成であることが好ましい。この構成によれば、コントローラによって成形品取出ロボットのみならず複数の周辺機器の合理的な制御ができる。

一例として、前記コントローラは、認識した前記特定番号と既に設定されている前記設定条件データにおける前記固有番号とが一致する場合は既に設定されている前記設定条件データを維持する構成であり、また、認識した前記特定番号と既に設定されている前記設定条件データにおける前記固有番号とが一致しない場合は既に設定されている前記設定条件データを前記データベースにおける前記設定条件データのうちの前記特定番号に一致する前記固有番号を有する前記特定条件データに変更する構成である。これにより、コントローラは成形機と独立して各周辺機器の制御系をより効率的に一元管理することができる。

前記コントローラは、前記特定条件データへの変更確認メッセージを表示し、オペレータに承認入力された後、前記設定条件データを前記特定条件データに変更して前記周辺機器を制御する構成であることが好ましい。この構成により、所望の成形品を成形する金型およびチャック部の組み合わせが正しいことをオペレータによって承認された後、周辺機器の設定条件データを特定条件データに変更して制御するので、ヒューマンエラーの防止ができる。ヒューマンエラー防止の観点からは、前記コントローラは、前記成形品取出ロボットに取り付けた前記チャック部における前記固有番号のうちの前記特定番号を認識し、認識した前記特定番号と前記成形機に取り付けられている前記金型における前記識別番号とが対応していることを確認した後、前記周辺機器を制御する構成であることがより好ましい。

前記識別部は、チャック板の形状、チャック板に設けた一次元コード、二次元コード、ＲＦ－ＩＤ、ＩＣチップ、コネクタ、その他既知の識別手段が適用できる。一例として、前記識別部は、前記成形品取出ロボットに取り付けた状態の前記チャック部におけるチャック板よりも上方位置で前記成形品取出ロボットに接続される。一例として、前記識別部は、前記チャック部に接続された圧縮エア供給用のチューブに繋がっている構成である。これにより、既存のチャック部に手を加えることなく識別部を設けて成形品取出ロボットに接続することが容易にできる。

一例として、前記識別部は前記固有番号に対応した配線を有するコネクタである。この構成により、各コネクタ端子の配線構成によって必要数の固有番号を設定することが簡易にできる。

本発明によれば、成形品取出ロボットを制御するコントローラが金型とチャック部とを照合する構成によって、設備費用を抑えた簡易な構成にしつつ、成形品取出ロボットや周辺機器のより効率的な制御を可能にして、ヒューマンエラーが防止できる構成の成形品取出装置が実現できる。

図１は本発明の実施形態に係る成形品取出装置の構成を模式的に示す構成図である。 図２は本実施形態に係る成形品取出装置のネットワークを模式的に示す構成図である。 図３Ａ～図３Ｄは本実施形態に係るチャック板の例を示す外観図である。 図４は本実施形態に係るコントローラの動作手順の一例を示すフローチャート図である。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に詳しく説明する。図１と図４に示すように、成形品取出装置１は、成形機８０を制御しない構成であって、成形機８０と独立して各機器を制御する構成のコントローラ２を備える。機器は、一例として、成形品取出ロボット３、材料乾燥機５、材料搬送機６および金型温度調節機７であり、これらの機器とコントローラ２とはネットワーク接続されている。なお、上記の構成に限定されず、粒断機、混合機、ゲートカット機、良否判定機、包装機、その他既知の成形品生産用の機器を含んだ構成にする場合がある。

コントローラ２は、一例として作業者が手持ち可能な端末であり、ボタン、ジョグダイヤルおよびタッチパネルを有するディスプレイ装置を入出力部２４として配されている。コントローラ２は、ＣＰＵ２１と、二次記憶装置であるデータベース２２とが内蔵されており、インストールされた制御プログラム４によってコンピュータ制御を行う機能を有する。データベース２２は、フラッシュメモリなど外部記憶装置（三次記憶装置）に保存しておくこともできる。制御プログラム４のファームウエアは、一例として、Ｃ言語やアセンブラ等の言語で構成されており、マイクロソフト社のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）等のＯＳ上で動作し、Ｗｅｂブラウザおよびコマンドラインからアップデートすることが可能である。なお、上記の構成に限定されず、市販のファームウエアや既知のファームウエアが適用可能である。

データベース２２は、成形品取出ロボット３の制御に必要な金型毎の動作パターン、教示ポイント、動作速度、タイマーデータ、その他既知の動作データが金型メモリに格納されており、また、金型温度調節機７の制御に必要な金型温度、金型予備加熱時間、その他既知の動作データが格納されており、材料乾燥機５の制御に必要な樹脂材料乾燥温度、予備乾燥時間、その他既知の動作データが格納されており、そして、材料搬送機６の制御に必要な搬送時間、その他既知の動作データが格納されている構成である。一例として、データベース２２は、コントローラ２に備わっている。データベース２２は、コントローラ２がアクセス可能な接続状態になっていれば必要な制御動作が達成できる。したがって、物理的な配置場所に依らず、データベース２２はコントローラ２に属している。

成形品取出ロボット３は、一例として、デジタルサーボモータによって７軸の動作が可能なアーム部３１が配されており、アーム部３１のアーム本体３１ｂにおける下側位置に配されたロボットハンドなどのチャック部３２によって成形品を把持し取り出して開放する構成である。一点鎖線で囲んだエリアＥは、アーム本体３１ｂに配された取付部３１ａとチャック部３２における識別部３２ａとの配置関係を示している。ここで、取付部３１ａはコネクタＡであり、識別部３２ａはコネクタＢであり、コネクタＡとコネクタＢとが接続されることで、コントローラ２は識別部３２ａを認識する。識別部３２ａは、チャック部３２への圧縮エア供給用のチューブに紐部３２ｃによって紐づけされており、チャック板３２ｂよりも上方位置に識別部３２ａが取り付けられる。チャック部３２の固有番号が１，０００通りの場合は、コネクタＢが１６本の端子またはソケットを有する構成で対応できる。

図２の例では、コントローラ２に内蔵された制御部２５と成形品取出ロボット３に内蔵された制御部３５とが信号接続されている。また、制御部２５と材料乾燥機５に内蔵された制御部５５とが信号接続されており、制御部２５と材料搬送機６に内蔵された制御部６５とが信号接続されており、且つ、制御部２５と金型温度調節機７に内蔵された制御部７５とが信号接続されている。つまり、成形品取出ロボット３と材料乾燥機５と材料搬送機６と金型温度調節機７とコントローラ２とはネットワーク接続されている。また、金型８１を交換すると、成形機８０は金型８１の識別番号を示す識別信号をコントローラ２に送信する。そしてコントローラ２は、成形サイクル毎に成形機８０に内蔵された制御部８５から送信されるサイクル信号を受信して各機器を制御する。ここで、成形機８０はコントローラ２の制御対象から除外される。なお、コントローラ２に内蔵された制御部２５と成形機８０に内蔵された制御部８５との信号接続を利用して成形品管理データやその他既知のデータのやり取りが可能な構成にする場合がある。

コントローラ２は、入出力部２４の設定画面で金型番号若しくは金型名称を選択し、生産開始時間を任意に入力するだけの簡単な操作により、各周辺機器の条件設定を一括して行う。成形品取出ロボット３、材料乾燥機５、材料搬送機６および金型温度調節機７は、コントローラ２からの指令によって自動運転状態となり、コントローラ２に一元管理される。

材料乾燥機５は、一例として、ヒータであたためたエアによって粒状またはペレット状の樹脂材料を乾燥する構成である。また、材料搬送機６は、材料乾燥機５によって乾燥された樹脂材料を成形機８０に供給する構成である。金型温度調節機７は、成形機８０の金型側に接続された配管内の液体を熱媒体として金型８１を加熱または冷却する構成である。上記の構成に加えて、成形品をストックするストック機や、成形品を袋詰めする包装機や、スプルやランナを粒状またはペレット状に粒断する粒断機をコントローラ２にネットワーク接続する場合がある。この構成によれば、コントローラ２から各周辺機器に必要な動作条件データをデータ転送してリアルタイムで成形に関わる各周辺機器の制御が容易にできる。信号接続方式は、例えば有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ、ＵＳＢ接続、その他既知のネットワーク接続が挙げられる。

図３Ａは、成形品を吸着するエア吸着部とメインスプールを把持するロボットハンドとがチャック板３２ｂに配された構成例である。図３Ｂは、成形品を把持する複数のロボットハンドがチャック板３２ｂに配された構成例である。図３Ｃは、成形品を上下方向から把持するチャック機がチャック板３２ｂに配された構成例である。図３Ｄは、成形品を左右方向または前後方向から把持するチャック機がチャック板３２ｂに配された構成例である。なお、上記以外に既知のチャック部が適用できる。

図４は本実施形態に係るコントローラ２の動作手順を示すフローチャート図である。引き続き、コントローラ２の動作手順について、以下に説明する。

オペレータはステップＳ１においてチャック部３２をアーム本体３１ｂに取り付ける。識別部３２ａ（コネクタＢ）が取付部３１ａ（コネクタＡ）に取り付けられると、コネクタＢに配設されているジャンパ線にて信号接続されるのでステップＳ２に遷移する。ステップＳ２においてコントローラ２はチャック部識別信号によってチャック部３２の特定番号を認識する。コントローラ２がチャック部識別信号を認識するタイミングは、一例として、コネクタＢを取り付けたとき、外部スイッチをＯＮしたとき、チャック板３２ｂの取付確認センサが取付確認信号を送信したとき、入出力部２４が金型メモリ切替画面に遷移したときのいずれか一種以上である。

ステップＳ２に続いてステップＳ３においてコントローラ２は認識した前記特定番号と前記周辺機器に設定されている前記設定条件データにおける前記固有番号とを照合する。そして、ステップＳ４に遷移し、前記特定番号と前記固有番号とが一致するときは、番号一致メッセージを入出力部２４のディスプレイに表示するステップＳ５に遷移してオペレータに知らせる。他方、前記特定番号と前記固有番号とが一致しないときは、ステップＳ６に遷移してデータベース２２から前記設定条件データのうちの前記特定番号に一致する前記固有番号を有する特定条件データを取り出す。そして、ステップＳ７に遷移して前記特定条件データへの変更確認メッセージを入出力部２４のディスプレイに表示してオペレータに知らせる。そして、ステップＳ８に遷移してオペレータに変更承認を求めて、入出力部２４のタッチパネルやボタンによってオペレータに承認入力された場合は、ステップＳ９に遷移して前記設定条件データを前記特定条件データに変更する。他方、オペレータに承認入力されなかった場合は、ステップＳ１０に遷移して前記周辺機器に設定されている前記設定条件データを維持する。

ステップＳ９において、前記設定条件データを前記特定条件データに変更する項目としては、成形品取出ロボット３の金型メモリに格納された金型毎の動作パターン、教示ポイント、動作速度、タイマーデータ、その他既知の動作データ、材料乾燥機５の記憶部に格納された温度設定データ等の乾燥条件データ、材料搬送機６の記憶部に格納された輸送時間設定データ等の輸送条件データ、金型温度調節機７の記憶部に格納された温度設定データ等の温度条件データ、その他既知の周辺機器の設定条件データが挙げられる。

本実施形態によれば、成形品取出ロボット３を制御するコントローラ２が金型８１とチャック部３２とを実質的に照合し、また、オペレータの承認入力を経て周辺機器を制御するので、ヒューマンエラーが防止できる。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が可能である。

１ 成形品取出装置
２ コントローラ
３ 成形品取出ロボット
４ 制御プログラム
５ 材料乾燥機
６ 材料搬送機
７ 金型温度調節機
２２ データベース
２４ 入出力部
２５ 制御部
３１ アーム部、３１ａ 取付部（コネクタＡ）、３１ｂ アーム本体
３２ チャック部、３２ａ 識別部（コネクタＢ）、３２ｂ チャック板、３２ｃ 紐部
８０ 成形機
８１ 金型

Claims (5)

1. 成形機の金型から成形品を取り出して開放するためのチャック部が取り付けられた成形品取出ロボットと、前記成形品取出ロボットを制御するコントローラを備え、前記チャック部は前記金型の識別番号に対応する固有番号を有し、前記コントローラは、前記識別番号および前記固有番号に対応した設定条件データを格納したデータベースにアクセス可能な構成であり、前記チャック部は前記固有番号に対応した識別部を有しており、前記コントローラは、前記識別部を認識することで前記成形品取出ロボットに取り付けた前記チャック部における前記固有番号のうちの特定番号を認識し、認識した前記特定番号と前記成形品取出ロボットに設定されている前記設定条件データにおける前記固有番号とを照合し、照合結果に応じて、前記成形品取出ロボットに設定されている前記設定条件データを前記データベースにおける前記設定条件データのうちの前記特定番号に一致する前記固有番号を有する特定条件データに変更可能な構成であること
   を特徴とする成形品取出装置。
2. 前記コントローラは前記設定条件データに基づいて周辺機器を制御する構成であり、前記照合結果に応じて、前記周辺機器に設定されている前記設定条件データを前記データベースにおける前記設定条件データのうちの前記特定番号に一致する前記固有番号を有する前記特定条件データに変更可能な構成であること
   を特徴とする請求項１記載の成形品取出装置。
3. 前記識別部は、前記固有番号に対応した配線を有するコネクタであること
   を特徴とする請求項１または２記載の成形品取出装置。
4. 前記識別部は、前記成形品取出ロボットに取り付けた状態の前記チャック部におけるチャック板よりも上方位置で前記成形品取出ロボットに接続されること
   を特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載の成形品取出装置。
5. 前記コントローラは、認識した前記特定番号と既に設定されている前記設定条件データにおける前記固有番号とが一致する場合は既に設定されている前記設定条件データを維持する構成であり、また、認識した前記特定番号と既に設定されている前記設定条件データにおける前記固有番号とが一致しない場合は既に設定されている前記設定条件データを前記データベースにおける前記設定条件データのうちの前記特定番号に一致する前記固有番号を有する前記特定条件データに変更する構成であること
   を特徴とする請求項１～４のいずれか一項記載の成形品取出装置。

Images