JP3996918B2 - 成形システム - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機による成形品の生産管理を行う成形システムに関する。

射出成形機には、成形される成形品の数量を成形サイクル数等によりカウントし、所定数量の成形品が生産されたかどうかを管理する生産管理機能が搭載されている。又、射出成形機の金型から成形品を取り出すロボット等の成形品回収装置が設けられ、連続成形運転時では、成形品回収装置により金型から成形品を取り出し、コンテナなどに収納している。
ところが、成形品回収装置が成形品の回収ミスを起こした場合には、射出成形機上でカウントされる生産数と、実際に回収された成形品数が合致せず、生産数を正しく把握することができないという問題があった。この対策として、成形品回収装置にも生産管理機能を持たせ、該成形品回収装置に設定された生産数で生産管理を行うことも行われている。

図５は、射出成形機と成形品回収装置とからなり、成形品回収装置にも生産管理機能を持たせた成形システムの従来例のブロック図である。
射出成形機の制御装置１００は、射出成形機の制御を実行するプロセッサ１０４、射出成形機の射出スクリュ等の可動部を駆動するサーボモータを制御するサーボ制御部１０３、制御プログラムや各種設定値等を記憶するメモリ１０２、液晶やＣＲＴ等で構成される表示装置とキーボードやポインティングデバイス等の手動データ入力装置で構成される表示装置／ＭＤＩ１０１、生産数カウント機能、生産管理機能を有するＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）１０５、入出力回路（Ｉ／Ｏ）１０６等で構成され、これらはバス１０７で接続されている。又、メモリ１０２の不揮発性メモリ部には、成形品の生産数をカウントする生産数カウンタが設けられている。

まず、射出成形機の制御装置１００には表示装置／ＭＤＩ１０１を介して予め成形品の総生産数を入力し、メモリ１０２の不揮発性メモリ部に記憶させておく。そして、射出成形機を自動運転開始させると、ＰＬＣ１０５は、各成形サイクル毎、生産数カウンタをカウントアップし、成形される成形品の生産数を求める。なお、１回の成形で複数個の成形品が成形される場合には、生産数カウンタには、１回で成形される成形品数が成形サイクル毎加算される。そして、この成形品生産数が設定生産数に達すると自動運転を停止するよう制御される。

一方、成形品回収装置としてのロボットの制御装置２００には、ＰＬＣ２０１、入出力回路（Ｉ／Ｏ）２０２、表示装置／ＭＤＩ２０３、メモリ２０４等を備えている。表示装置／ＭＤＩ２０３より成形品の総生産数およびコンテナ収納成形品数を入力してメモリ２０４内の不揮発性メモリ部に設定記憶させておく。又、このメモリの不揮発性メモリ部には、総生産数およびコンテナ収納成形品数をカウントするカウンタが設けられている。ＰＬＣ２０１は、入出力回路（Ｉ／Ｏ）２０２を介して入力される成形品把持信号、成形品開放信号を検出することによって成形品が正常に取り出されたかを確認して、回収完了信号を出力し、不揮発性メモリに設けた総生産数用およびコンテナ収納数用カウンタをそれぞれカウントアップさせて計数する。そして、コンテナ収納数用カウンタのカウント値が、設定コンテナ収納成形品数に達する毎に、入出力回路（Ｉ／Ｏ）２０２を介してコンベア送り信号を出力し、所定数の成形品が回収されたコンテナを送り、新たな空のコンテナと入れ替える。

上述した従来の成形システムでは、射出成形機の制御装置１００と成形品回収装置の制御装置２００が独立し、成形品の生産数を計数するベースとなる事象が相違することから、射出成形機が把握している成形品の生産数と成形品回収装置が把握している生産数が合致しない場合がある。例えば、上述した図５の例で成形品の把持および開放が正常に行われなかったときには、回収完了信号は出力されず、生産数にカウントアップされることはない。一方、射出成形機では、成形サイクルをカウントすることによって成形品の生産数を求めているから、射出成形機でカウントした生産数と、成形品回収装置でカウントした生産数には食い違いが生じる。

このように、射出成形機側で、成形品回収装置が回収した成形品の生産数を把握できないことから、成形品回収装置で管理する必要があり、成形品回収装置に表示装置／ＭＤＩを設けて、該成形品回収装置にも生産数を入力する等の操作を必要とする。表示装置や入力装置を成形品回収装置にも備えるようにすることは、その分成形システムのコストを増大させる原因となる。又、作業員が操作する箇所が、射出成形機側と成形品回収装置側の２箇所となり、操作性もよくない。

そこで、射出成形機の制御部および成形品を取り出す取出機の制御部を端末装置に統合して、該端末装置で射出成形機の射出機構や型締め機構を制御すると共に取出機の把持機構や移送機構を制御し、かつ、表示部や操作部は端末装置のみに設けた成形システムが公知である（特許文献１参照）。

又、射出成形機と成形品回収装置以外にデータ処理装置、生産品質管理装置を設けて、成形品の測定データをコンピュータにより処理するデータ処理装置で形状精度について良品数、全良品測定データを求め、生産品質管理装置に入力され、成形品の良品数をカウントするようにしたシステムも知られている（特許文献２参照）。
さらに、機械に設けられた表示入力手段で入力されたデータを情報伝達手段によりロボットの制御部に転送するロボットと機械の結合システムも知られている（特許文献３参照）。

特開２００１−８８１８８号公報 特公平８−１８３５７号公報 特開２００１−１５４７１７号公報

図５で示したような、射出成形機の制御装置と成形品回収装置が独立しているようなシステムの場合において、成形品回収装置にも生産管理機能を持たせて成形品の生産数を管理させる場合、射出成形機の表示装置の表示画面上では、成形品回収装置が回収した成形品の数が把握できないことから、成形品回収装置の表示装置の画面上で成形品の回収数（生産数）の確認や、生産予定数の入力を行わなければならず作業の効率が悪い。又、表示装置や予定生産数等のデータを入力するための入力手段を成形品回収装置側にも設けねばならず、高価なものとなってしまう。

一方、特許文献１に記載された発明のように、射出成形機の制御部および成形品回収装置の制御部を端末装置に統合するシステムの場合には、表示装置や手動データ入力装置を共用でき１つ設けるだけでよいが、端末装置に射出成形機や成形品回収装置等の各制御機能を全て取り込まねばならず汎用性に欠ける。又、既存の成形システムからの変更が難しいという問題がある。又、同様に、特許文献２に記載の発明においては、射出成形機と成形品回収装置以外にデータ処理装置および生産品質管理装置を必要とし、システムが大掛かりとなり、単純に生産管理を行いたいような場合には適切ではない。
なお、特許文献３は、機械とロボットの制御部は独立しており、表示部のみを共有している点で特許文献１の構成に比べシンプルであり、特許文献１の欠点を解決する手段ではあるが、生産管理については何ら示唆されていない。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術を改善し、成形品回収装置で回収した成形品の数に基づいて生産管理を行い、簡単で安価で、かつ操作性よく管理できる成形システムを得ることにある。

本願請求項１に係る発明は、生産管理機能を備えた射出成形機と該射出成形機で成形された成形品を回収する成形品回収装置とからなる成形システムであって、前記成形品回収装置は、回収した成形品数をカウントする手段とカウントした成形品数を前記射出成形機の制御装置に出力する手段を具備し、前記射出成形機の制御装置は、入力された成形品数を受信する手段を具備し、該受信した成形品数に基づいて生産管理を行うことで正確に生産管理ができるようにした。又、請求項２に係る発明は、前記請求項１に係る発明において、前記射出成形機の制御装置と前記成形品回収装置を、通信手段で接続したものであり、請求項３に係る発明は、前記射出成形機の制御装置と前記成形品回収装置を、複数の入出力信号線で接続し、前記成形品数がコード信号で入出力されるものとした。
又、請求項４に係る発明は、前記各発明において、前記射出成形機の制御装置にのみ表示装置および手動データ入力装置を設けるようにしたものである。

成形品回収装置で回収した成形品数に基づいて射出成形機の制御装置で生産管理が行われることにより、正確な成形品数の管理が可能となる。又、射出成形機側のみで生産管理ば行えばよいことから、生産管理に必要な表示装置や手動データ入力装置等は、射出成形機の制御装置が備えるものを利用でき、操作位置が１箇所ですみ操作性がよく、安価に構成できるものである。又、生産管理機能を有する射出成形機の制御装置と成形品回収装置を接続するだけでシステムを簡単に構築できるものである。

以下、本発明のいくつかの実施形態について図面と共に説明する。
図１は、本発明を説明する上での参考形態のブロック図である。なお、本発明に関係する要部だけ表示している。符号１は、生産管理機能を有する射出成形機の制御装置であり、射出成形機の全体的制御を実行するプロセッサ１４、液晶又はＣＲＴ等で構成された表示装置とキーボードやポインティングディバイス等で構成された手動データ入力手段からなる表示装置／ＭＤＩ１１、ＲＯＭ，ＲＡＭ，書き替え可能な不揮発性メモリ等で構成されたメモリ１２、射出成形機の射出スクリュや型締装置の可動部を駆動するサーボモータを制御するサーボ制御部１３、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）１５、入出力回路（Ｉ／Ｏ）１６等がバス１７で接続されている。射出成形機の制御装置１におけるこれらの構成は従来の射出成形機の制御装置と変わりはない。

ただし、メモリ１２の不揮発性メモリには、成形品の総生産数をカウントする総生産カウンタと、成形品を収納するコンテナへの収納数を計数するコンテナ収納数用カウンタが設けられていると共に、表示装置／ＭＤＩ１１により設定される成形品の総生産数およびコンテナへの収納数が記憶されるようになっている。および、ＰＬＣ１５に従来の生産管理機能に加えて、後述する成形品回収装置（ロボットの制御装置）から出力される成形品回収完了信号に基づいて、総生産カウンタおよびコンテナ収納数用カウンタをカウントアップさせる生産数カウント機能が組み込まれている。又、入出力回路（Ｉ／Ｏ）１６には、ロボットの制御装置２から成形品回収完了信号が入力されるように接続されている。

一方、成形品回収装置としてこの参考形態ではロボットを用いるものとしている。このロボットの制御装置２は従来のロボットの制御装置と同一の構成であり、本発明に関係する要素のみ表している。ロボットの制御装置２が有するＰＬＣ２１に成形品を正常に回収したかを確認して回収完了信号を射出成形機の制御装置に出力する機能が組み込まれている。

成形品回収装置としてのロボットは、該ロボットのアーム先端に設けたハンドや吸着盤等により、型開きした金型内の成形品を把持（吸着）し、成形品を収容するコンテナ位置まで搬送して成形品を開放する。このハンドや吸着盤に対して、成形品を把持（吸着）したこと、および開放したことを検出するセンサが設けられており、該センサからの成形品把持（吸着）信号、および成形品をコンテナ内に回収する位置での成形品の開放信号を入出力回路（Ｉ／Ｏ）２２を介して受信し、正常に回収がなされたと判断されたとき、ＰＬＣ２１は、入出力回路（Ｉ／Ｏ）２２を介して射出成形機の制御装置１に成形品回収完了信号を出力するものである。

射出成形機を運転し成形品を連続成形するとき、まず、表示装置／ＭＤＩ１１より、成形品の総生産数、および該成形品を収納するコンテナへの収納数を入力しメモリ１２の不揮発性メモリ部に記憶する。又、総生産カウンタ、コンテナ収納数用カウンタをもクリアする。そして、射出成形機の連続成形運転を開始する。

射出成形機が金型内に樹脂を射出し、金型が開かれると、成形品回収装置であるロボットの制御装置２は、該金型内の成形品を取り出す作業を従来と同様に実行し、センサにより、成形品把持（吸着）および開放を検出する。ロボットの制御装置は入出力回路（Ｉ／Ｏ）２２を介してセンサからの信号を受信し、ロボットの制御装置２内のＰＬＣ２１は、成形品把持（吸着）信号を受信し、その後、成形品をコンテナ内に回収する位置で成形品の開放信号が入力され正常に回収がなされたかを確認し、正常に成形品の回収作業がなされたと確認されたときには、入出力回路（Ｉ／Ｏ）２２を介して成形品回収完了信号を射出成形機の制御装置１に送信する。

射出成形機の制御装置１は、この成形品回収完了信号を入出力回路（Ｉ／Ｏ）１６を介して受信すると、射出成形機の制御装置１のＰＬＣ１５は、この成形品回収完了信号に基づいて、メモリ１２内の不揮発性メモリに設けられている総生産カウンタおよびコンテナ収納数用カウンタをカウントアップする。そして、この総生産カウンタおよびコンテナ収納数用カウンタに記憶されたデータに基づいて生産管理を実行する。即ち、総生産カウンタの値が設定されている総生産数に達しているか、およびコンテナ収納数用カウンタの値が、設定コンテナへの収納数に達しているか判断し、いずれも設定値に達していなければ、このまま終了する。又、コンテナ収納数用カウンタの値が設定コンテナへの収納数に達すると、このカウンタをリセットすると共に、入出力回路１６を介してコンベア送り信号を出力し、成形品を収納するコンテナを空のコンテナに代える。

以下、上述した処理を実行し、コンテナに設定数の成形品が格納される毎に、新たなコンテナに代えて成形品を収納していく。そして、総生産カウンタの値が設定総生産数に達すると、コンベア送り信号を出力し、かつ射出成形機の運転を停止する。
以上のように、成形品の生産数は、成形品回収装置としてのロボットが成形品を正常に回収したときのみ計数して得られるものであり、コンテナに収納した成形品数を正確に把握することができる。又、総生産カウンタに記憶する成形品の生産数は、表示装置／ＭＤＩを操作して表示装置の表示画面に表示させて、その時点の成形品の生産数を把握することができる。

なお、１回の成形によって複数の成形品を成形するような場合には、各成形品毎にセンサを設け、更に、ロボットの制御装置２と射出成形機の制御装置１の入出力回路（Ｉ／Ｏ）２２，１６間をそのセンサ数だけ入出力信号線で接続し、各センサからの信号により正常に成形品が回収がなされたと確認できたセンサに対応する信号線のみにロボットの制御装置２のＰＬＣ２１は成形品回収完了信号を送信し、射出成形機の制御装置１のＰＬＣ１５は、信号線を介して送られて来た成形品回収完了信号の数だけ各カウンタをカウントアップするようにすればよい。

図２は、本発明の第１の実施形態の要部ブロック図である。この第１の実施形態では、生産管理機能を有する射出成形機の制御装置１と成形品回収装置としてのロボットの制御装置２にそれぞれ通信回路１８、２３が設けられていることが、参考形態と相違する。更に、この第１の実施形態では、射出成形機の制御装置１のメモリ１２には、成形品の総生産数を記憶する総生産数レジスタ、およびコンテナにすでに収納した収納数を記憶する成形品収納完了数記憶レジスタが設けられていると共に、総生産数、コンテナ収納数が設定記憶されるようになっている。又、ロボットの制御装置２におけるメモリ２４の不揮発性メモリ部には成形品の生産数をカウントする生産数カウンタが設けられている。なお、この図２に示す第１の実施形態では、図１に示した参考形態と同一の要素は同一の符号を付している。

まず、表示装置／ＭＤＩ１１より、成形品の総生産数、および該成形品を収納するコンテナへの収納数を入力し、メモリ１２の不揮発性メモリ部に記憶させておく。又、総生産数レジスタ、成形品収納完了数記憶レジスタをクリアすると共に、入出力回路１６を介してロボットの制御装置２の入出力回路２２に生産数カウンタをクリアするクリア指令信号を出力する。ロボットの制御装置２のＰＬＣ２１はこのクリア指令信号を受けると、メモリ２４の不揮発性メモリ部に設けられた総生産数カウンタをクリアする。そして、射出成形機の連続成形運転を開始する。

１成形サイクルが終了し、型開きがなされる毎に、ロボットは金型内の成形品を取り出し、コンテナに回収する作業を行う。このとき参考形態と同様に入出力回路２２を介して入力されるセンサからの信号によって、ロボットの制御装置２のＰＬＣ２１は、成形品が正常に回収されたか否か判断し、正常に回収されたときはロボットの制御装置２のメモリ２４における不揮発性メモリ部に設けられた生産数カウンタをカウントアップする。この場合、１回の成形で複数の成形品を成形し、各成形品毎にセンサが設けられている場合には、該各センサによって各成形品が正常に回収されたか確認し、正常に回収された成形品の数だけ生産数カウンタはカウントアップされることになる。

こうして生産数カウンタがカウントアップされた後、この生産数カウンタの値が、通信回路２３を介して射出成形機の制御装置１の通信回路１８に送信される。射出成形機の制御装置１のＰＬＣ１５は、通信回路１８で受信した生産数カウンタの値、即ち成形品の総回収数をメモリ１２内の不揮発性メモリ部に設けられた生産数レジスタに格納する。そして、ＰＬＣ１５は、この格納した生産数レジスタの値に基づいて生産管理を実行する。即ち、生産数レジスタの値が設定総生産数以上に達したか判断すると共に、この生産数レジスタの値から成形品収納完了数記憶レジスタの値（最初、この値は「０」）を減じ、その値が設定コンテナ収納数以上か判断する。設定総生産数以上に達しておらず、かつ、設定コンテナ収納数以上にも達していなければ、このまま処理を終了する。

以下、成形サイクル毎型開きが行われる毎に上述した動作処理がなされる。
そして、生産数レジスタの値から成形品収納完了数記憶レジスタの値（最初は「０」）を減じた値が、設定コンテナ収納数以上に達していることが判別されると、入出力回路１６よりコンベア送り信号を送出すると共に、成形品収納完了数記憶レジスタにこのときの生産数レジスタの値を格納する。又、コンベア送り信号が送出されることにより、コンベアが駆動されて新たな空のコンテナが成形品回収位置に位置決めされる。

以後、この新たなコンテナに回収された成形品が収納されることになり、また、射出成形機の制御装置１は、１成形サイクルの型開き開始時に、生産数カウンタの値（成形品の総回収数）を受け取る。そして、射出成形機の制御装置１内のＰＬＣ１５は、生産数レジスタに生産数カウンタの値（成形品の総回収数）を格納し、該生産数レジスタの値が設定総生産数以上かを判断するとともに、生産数レジスタの値から成形品収納完了数記憶レジスタの値（先にコンベア送り信号を出力したときの生産数レジスタの値であり、そのときまでの成形品の総回収数）を減じた値が、設定コンテナ収納数以上に達しているかが判断されることになる。即ち、成形品収納完了数記憶レジスタには、先にコンベア送り信号を出力したときの生産数レジスタの値が記憶されているものであるから、生産数レジスタの値からこの成形品収納完了数記憶レジスタの値を減じた値は、コンベア送り信号を出力し、空のコンテナに回収成形品を収納開始してからの成形品の回収数が求められることになり、この回収数が設定コンテナ収納数以上に達すると、コンベア送り信号を出力しコンテナを空のものに代えるようにしているものである。

以下、上述した動作処理を繰り返して、型開き時にコンテナに設定コンテナ収納数以上が収納されたことが判別される毎に、コンベアを送り、空のコンテナに代え、順次、コンテナに設定コンテナ収納数以上の成形品が収納されて送り出されることになる。そして、生産数レジスタの値が、設定総生産数以上になると、射出成形機の連続成形運転を停止する。なお、成形品の生産数を確認したいときには、表示装置／ＭＤＩ１１を操作して、その時点での総生産数を表示装置に表示させて確認することができるものである。

図３は、本発明の第２の実施形態の要部ブロック図である。この第２の実施形態は、第１の実施形態と概略同様であるが、通信回路１８，２３を設けずに入出力回路（Ｉ／Ｏ）１６，２２に成形品回収数データを送受する入出力信号線を接続するようにしたものである。この図３に示す第２の実施形態において第１の実施形態の要素と同一の要素は同一符号を付している。

即ち、この第２の実施形態は、通信回路１８，２３が設けられず、入出力回路（Ｉ／Ｏ）１６，２２間に設けられたバイナリのコード信号を伝達する入出力信号線を設けて、生産数カウンタの値（回収成形品数）をバイナリのコード信号で伝達する点が相違するのみであり、他は第１の実施形態と同一である。

図４は、この生産数カウンタの値（回収成形品数）をバイナリのコード信号で送受するときの説明図である。この例は６ビットのバイナリのコード信号で回収成形品数を伝達するもので、入出力信号線ＩＯ#1(1)、ＩＯ#2(2)、ＩＯ#3(4)、ＩＯ#4(8)、ＩＯ#5(16)、ＩＯ#6(32)は、それぞれ２⁰、２¹、２²，２³，２⁴，２⁵を表し、図４に示す例では、ＩＯ#2(2)、ＩＯ#5(16)、ＩＯ#6(32)が「ＯＮ」とされ、他は「ＯＦＦ」とされていることにより、ＩＯ#2(2)＝２、ＩＯ#5(16)＝１６、ＩＯ#6(32)＝３２で合計５０の回収成形品数を示すバイナリの信号を示している。

なお、上述した各実施形態では、回収成形品数がコンテナ収納数に達する毎にコンベア送り信号を出力しコンベアを駆動して、新たな空のコンテナを回収成形品の収納位置に移動させるようにしたが、複数のコンテナを用意しておき、回収成形品数がコンテナ収納数に達する毎に射出成形機の制御装置１より成形品回収装置としてのロボットの制御装置２にコンテナ切換指令を出力し、回収した成形品を収納するコンテナを選択切換るようにしてもよい。

又、上述した各実施形態では、成形品の生産予定数等の設定値を表示装置／ＭＤＩ１１からオペレータが直接入力するようにしているが、ホストコンピュータと各射出成形機とをネットワークで接続し、該ネットワークを介してホストコンピュータから成形品の生産予定数やコンテナ収納数等を設定するようにしてもよいものである。

更に、成形品回収装置に寸法測定装置など成形品の良否を判別する良否判別装置を組み込み、この良否判別結果に基づいて良成形品のみ回収し、成形品回収完了信号等を出力するようにしてもよいものである。

本発明の参考形態の要部ブロック図である。 本発明の第１の実施形態の要部ブロック図である。 本発明の第２の実施形態の要部ブロック図である。 本発明の第２の実施形態における入出力信号線による送受するバイナリデータの説明図である。 従来の成形システムのブロック図である。

符号の説明

１ 射出成形機の制御装置
２ ロボットの制御装置

Claims (4)

1. 生産管理機能を備えた射出成形機と該射出成形機で成形された成形品を回収する成形品回収装置とからなる成形システムであって、
   前記成形品回収装置は、回収した成形品数をカウントする手段とカウントした成形品数を前記射出成形機の制御装置に出力する手段を具備し、
   前記射出成形機の制御装置は、入力された成形品数を受信する手段を具備し、該受信した成形品数に基づいて生産管理を行うことを特徴とする成形システム。
2. 前記射出成形機の制御装置と前記成形品回収装置は、通信手段で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の成形システム。
3. 前記射出成形機の制御装置と前記成形品回収装置は、複数の入出力信号線で接続され、前記成形品数がコード信号で入出力されることを特徴とする請求項１に記載の成形システム。
4. 表示装置および手動データ入力装置が前記射出成形機の制御装置にのみ設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の成形システム。

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