JP4016168B2 - Injection head holding structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、注入ヘッドの保持構造に関し、更に詳細には、作業ロボットを位置決め制御して発泡液を注出するノズルを発泡成形型の注入口に押し当て、この状態で該発泡液を前記発泡成形型へクローズド注入する注入ヘッドを、前記作業ロボットに姿勢変位自在に装着するための保持構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、発泡成形用材料(以下「発泡液」という)を発泡成形型の内部に画成されたキャビティに注入する手段としては、オープン注入法とクローズド注入法とに大別される。このうちオープン注入法は、上下に分割される金型を開放して、下型のキャビティ内に発泡液を注入し、次いで上型と下型とを型閉めして該キャビティ内で発泡反応を進行させるものである。またクローズド注入法は、発泡成形型の所要位置に設けた注入口に注入ヘッドを当接させ、予め型締めされた該成形型のキャビティ内へ発泡液の注入を行なうものである。何れの注入法にあっても、成形型のキャビティ内に注入された発泡液は、化学反応により白濁してクリーム状となった後に細かい気泡が発生して発泡を開始し、所要時間(ライジングタイム)後に該キャビティ内に充満して硬化することで発泡が完了する。
【0003】
このような発泡成形では、キャビティに注入した発泡液の発泡,硬化に所要の時間を要するため、一般的にはサイクルタイムを前提として、ターンテーブル等に設置した複数基の発泡成形型に対して1基の注入ヘッドを設け、各発泡成形型を順次注入位置に到来させながら該注入ヘッドで発泡液を注入することにより、生産効率の向上が図られている。従って前記注入ヘッドは、例えばコンピュータで作動制御される作業ロボットのアーム等に装着されて、この作業ロボットの自動運転下に、発泡成形型の注入口に接近当接して発泡液を注入し、注入が完了すると該成形型から離間退避するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記注入ヘッドは、位置再現精度が高い前記作業ロボットに装着されているので、注入位置に対する正確な位置決め制御がなされるが、該ロボットのアームに略完全に固定されて姿勢変位が不可能になっていた。また前記発泡成形型においては、近年に至り軽量化や低コスト化のために合成樹脂製とされていることから、若干の歪み,撓みおよび捻れ等が発生し易くなっている。このため同一形状の発泡成形型であっても、夫々の成形型毎に前記注入口の形成位置や形成角度に微妙な誤差を内在している。従って、前述したクローズド注入法においては、注入ヘッドのノズルが発泡成形型の注入口に当接した際に該ノズルと該注入口との間に隙間が画成されることがあり、注入される発泡液の一部がこの隙間から漏出する問題があった。すなわち、注入時に前記隙間から発泡液が漏出した場合には、適正量よりも少量の発泡液が注入されることとなるから、硬化が完了した発泡成型品の品質低下や製品不良を招来する。しかも、注入ヘッドにおける前記ノズルの注出口周囲には、付着した発泡液が硬化して徐々に成長するので、これが新たな隙間の形成の原因となって発泡液の漏出を防止し得なかった。
【0005】
【発明の目的】
本発明は、前述した課題を好適に解決するべく提案されたもので、ロボットのアームに対して注入ヘッドを姿勢変位自在に装着して、発泡成形型に設けた注入口に対して常に密着的な当接を図るよう構成することで、発泡液の漏出を好適に防止し得るようにした注入ヘッドの保持構造を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため本発明は、作業ロボットを位置決め制御して発泡液を注出するノズルを発泡成形型の注入口に押し当て、この状態で該発泡液を前記発泡成形型へクローズド注入する注入ヘッドを、前記作業ロボットに姿勢変位自在に装着するための保持構造であって、
前記作業ロボットのアームに固定的に設置され、前記ノズルの発泡液注入方向へ延出する複数の支持部材を備えた固定フレームと、
前記注入ヘッドを固定保持するための設置部が形成され、この設置部の近傍に穿設した挿通孔に遊挿した前記夫々の支持部材を介して、前記固定フレームの下方に設置される可動フレームと、
前記夫々の支持部材の先端部に固定され、前記可動フレームに形成した規制保持部に軸線を整列させた際に整合し得る規制部材と、
前記固定フレームと可動フレームとの間に弾力的に介装され、常には該可動フレームを発泡液注入方向の側へ付勢する付勢部材とからなり、
前記注入ヘッドが発泡成形型の注入口に当接していない状態では、前記付勢部材の作用下に夫々の規制部材と対応の規制保持部とが整合し、前記可動フレームの水平方向への移動を規制することで前記注入ヘッドを定常姿勢に保持し、
前記注入ヘッドを発泡成形型の注入口に当接させた際に、前記付勢部材の付勢力を越える反力が該注入ヘッドに作用すると、前記可動フレームが注入方向と逆らう方向へ変位して前記夫々の規制部材と規制保持部との整合を解除し、これにより前記可動フレームの水平方向への移動を許容して前記注入ヘッドを変位させるよう構成したことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る注入ヘッドの保持構造について、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。図1は、本発明の好適な一実施例に係る注入ヘッドの保持構造の概略正面図、図2は、図1に示した注入ヘッドの保持構造の概略平面図、図3は、図1に示した注入ヘッドの保持構造の概略側面図である。本実施例に係る注入ヘッドの保持構造は、例えば図5に示すような作業ロボット60における水平アーム64の先端部に、注入ヘッド40を姿勢変位自在に装着するものである。なお説明の便宜上、図2における右側を保持機構の「前方側」とすると共に左側を「後方側」とし、図3における上方を保持機構の「注入方向反対側または上方側」とすると共に下方を「注入方向側または下方側」とする。
【0008】
(作業ロボットについて)
前記作業ロボット60は、既に各種製造分野等で一般的に実用化されているアーム型式のものが例とされている。すなわち、設置基台61に対して水平旋回可能な本体62に揺動可能に枢支された垂直アーム63と、この垂直アーム63の先端部に連結されて長手方向の軸線を中心に回動可能な水平アーム64と、一方が水平アーム64の先端部に連結されて他方が該水平アーム64の軸線と直交する軸線を中心に回動可能な手首部65から構成され、この手首部65の回動側に本実施例の保持構造を介して注入ヘッド40を装着するようになっている。このような作業ロボット60は、前記垂直アーム63,水平アーム64および手首部65等の各構成部材自身が充分な剛性を有すると共に夫々の構成部材同志も高精度に連結支持されているので、流体アクチュエータやサーボモータ等の駆動制御のもとに、前記注入ヘッド40の3次元空間内での複雑な姿勢変位を正確かつ容易に行ない得るようになっている。
【0009】
(発泡成形型)
また発泡成形型50は、例えば図7に示すように、互いに密着的に型締めが可能である上型51と下型52からなるクローズド注入タイプの分割成形型であって、下型52に対して上型51を上方へ開放させることにより、内部に画成された所要形状のキャビティ53を露出させ得るようになっている。また上型51の所要位置には、例えばアルミニウム等を材質とし、注入ヘッド40のノズル42が当接する円錐面55を備えた漏斗型の注入口54が設けられ、流入路56を介して前記キャビティ53に連通している。従って、注入ヘッド40による発泡液の注入は、前記上型51と下型52とを型締めした状態で行われ、キャビティ53内で成形された発泡製品は、上型51と下型52とを開放して脱型するようになっている。
【0010】
(注入ヘッド)
本実施例の注入ヘッド40は、図示しない2本の供給管から別々に圧送される各発泡原料を混合させて発泡液を生成する混合室41を備えた2液混合タイプが例とされる。そして、前記混合室41の下方に発泡液を注出する注出口43を形成したアダプタ形式のノズル42を着脱可能に装着すると共に、前記混合室41の上方に混合液を注出するためのピストンを備えたシリンダ45が装備されている。すなわち注入ヘッド40は、前記シリンダ45における所要のピストン動作により、前記混合室41で生成された所定量の発泡液を前記ノズル42から注出するようになっている。また前記ノズル42は、例えばスチールを材質とし、発泡成形型50に設けた前記注入口54に密着的に当接し得るように、先端部に先細テーパ状の円錐面44を成形したものとされている。なおノズル42に関しては、注入口54の形状を前提として形状,サイズが異なる複数個が準備されており(例えば先端球面形状等)、該注入口54に適合するものを選択して交換装着するようになっている。
【0011】
(保持構造)
本実施例に係る注入ヘッドの保持構造は、図1〜図4に示すように、前記作業ロボット60の手首部65に固定される固定フレーム10と、前記注入ヘッド40を固定保持して前記固定フレーム10に対して前後方向および左右方向へのスライド移動と傾動とが可能に装着される可動フレーム11とから構成されている。すなわち前記注入ヘッド40は、固定フレーム10に対する可動フレーム11のスライド変位または傾動変位により、その姿勢変位が許容され得るようになっている。
【0012】
(固定フレーム)
前記固定フレーム10は、作業ロボット60の前記手首部65に固定される取付基台12がベースとなっている。この取付基台12は、前記手首部65にボルトで固定される基部13と、左右に所要間隔をおいて前記基部13の前端面から前方へ平行に延出する2本の取付片部14,14とが一体的に形成されている。また各取付片部14の下面には、前後に延在する左,右の保持部材15,15が固定され、各保持部材15,15の前端近傍および後端近傍には、該保持部材15,15に対して鉛直下方(注入方向側)へ延出する合計4本の支持棒(支持部材)16が固定されている。各支持棒16は、上下方向の略中央部を境として、上方側の太径部17と下方側の細径部18とが段付丸棒状に成形されている。また各支持棒16には、コイル状のスプリング(付勢部材)19が環装されると共に、円錐面状の第1凸面21および円錐面状の第2凸面22を形成した截頭円錐形状の規制部材20が、前記支持棒16の先端部16aに固定されている。
【0013】
(可動フレーム)
前記可動フレーム11は、前記左保持部材15の下方に位置する左保持片部25と、前記右保持部材15の下方に位置する右保持片部26と、これら左右の保持片部25,26を連結する連結杆部27からなり、これら左保持片部25,右保持片部26および連結杆部27が一体的に成形されている。そして、前記左保持片部25および右保持片部26の前端側および後端側には、前記各支持棒16の配設位置に対応して夫々の支持棒16の挿通を許容する挿通孔28が形成されている。これら挿通孔28の内径寸法は、図8に示すように、支持棒16における前記細径部18の外径寸法の略3倍程度に設定されており、各支持棒16は充分な間隙を以って遊貫するようになっている。また、各挿通孔28の上方側の開口端縁には、前記スプリング19の下端部を保持する凹部29が形成されると共に、該挿通孔28の下方側の開口端縁には、前記規制部材20の第1凸面21が整合する円錐面状の凹面31を形成した規制保持部30が凹設されている。
【0014】
また前記連結杆部27の左右中央部には、前記注入ヘッド40を固定保持するための設置部32が形成されている。この設置部32は、図4に示すように、前記連結杆部27に一体的に形成されて半円状の当接面33aを形成した第1保持部33と、この第1保持部33と別体に形成されて半円状の当接面34bを形成した第2保持部34とから構成され、前記注入ヘッド40の本体を前後から挟んで第2保持部34を第1保持部33にビス止めすることで、各当接面33a,34aが本体外面に密着して注入ヘッド40を可動フレーム11に固定保持するようになっている。なお設置部32は、前後,左右の各挿通孔28を結んだ対角線同志が交差する中心に位置している。換言すると各挿通孔28は、前記設置部32を中心とした同一円周上に位置しており、挿通孔28に遊貫する各支持棒16は設置部32に固定された注入ヘッド40を取り巻いて位置する。
【0015】
このように構成された可動フレーム11は、各支持棒16に環装されながら固定フレーム10と該可動フレーム11の間に弾力的に介装される前記スプリング19と前記各規制部材20により、前記固定フレーム10に対するスライド移動および傾動が規制されたり許容されるようになっている。例えば、前記注入ヘッド40が発泡成形型50の注入口54に当接していない状態においては、前記可動フレーム11は各スプリング19の付勢力により下方(注入方向側)へ付勢され、各規制保持部30と対応の規制部材20とが、凹面31と第1凸面21との密着のもとに整合している(図1および図6(a))。これにより可動フレーム11は、前後方向,左右方向および上下方向の移動と、前後方向および左右方向への傾動が規制されており、注入ヘッド40は定常姿勢に保持されている。
【0016】
一方前記注入ヘッド40が、4個のスプリング19の付勢力を越える押付力をもって発泡成形型50の注入口54に押付けられた状態においては、各スプリング19の付勢力に抗して注入ヘッド40および可動フレーム11が一体的に上方(注入方向反対側)へ移動変位するようになり、各規制部材20と規制保持部30との整合が解除される(図7)。これにより可動フレーム11は、各挿通孔28が支持棒16の細径部18に位置して所謂「フローティング状態」となるので、挿通孔28と支持棒16との間隙によって前後方向および左右方向への移動が可能となり、これに伴い注入ヘッド40は、鉛直姿勢の状態で前後および左右方向へスライド変位し得るようになっている(図6(b)および図8)。従って、例えば注入ヘッド40の形成位置に多少の誤差(ズレ)があったとしても、注入ヘッド40が注入口54側へ適宜変位して、該注入ヘッド40の軸心と該注入口54の軸心が一致するようになる(図9参照)。
【0017】
また、前述した可動フレーム11のフローティング状態においては、挿通孔28と支持棒16との間隙によって、前記可動フレーム11は前後方向および左右方向への傾動変位が許容されるので、前記注入ヘッド40の前後方向または左右方向への傾倒変位が可能となっている。これにより、例えば発泡成形型50に対する注入ヘッド40のり当接初期時点でノズル42と注入口54との当接部分の一部に隙間が形成された場合には、この隙間の位置に対応した側のスプリング19の付勢力のもとに、可動フレーム11の該スプリング19に対応した側が注入方向側へ変位するようになるから、注入ヘッド40全体が傾倒して前記隙間の部分が密着するようになる(図10および図11参照)。
【0018】
このように本実施例に係る注入ヘッドの保持構造では、発泡成形型50の注入口54に押付けられた注入ヘッド40が注入方向反対側へ移動変位して、可動フレーム11の規制保持部30と固定フレーム10の規制部材20との整合が解除された該可動フレーム11のフローティング状態では、注入ヘッド40の前後方向および左右方向へのスライド変位と、前後方向および左右方向への傾倒変位とが許容される。これにより、例えば発泡成形型50毎に前記注入口54の形成位置や形成角度に多少の誤差があったとしても、注入ヘッド40のノズル42が該注入口54に当接すると同時に該注入ヘッド40の姿勢が適宜変位し、ノズル42と注入口54との好適な整合密着がなされる。
【0019】
なお、前述のように構成された本実施例に係る注入ヘッドの保持構造では、注入口54の形成位置および形成角度の誤差に対して、前後方向,左右方向に0.1mm単位の精度で注入ヘッド40の姿勢を変位させ得ると共に、概ね最大±7mmの位置ズレまでに対応可能となっている。
【0020】
【実施例の作用】
次に、前述のように構成された本実施例に係る注入ヘッドの保持構造の作用につき説明する。
【0021】
本実施例に係る注入ヘッドの保持構造は、例えば図12に示すように、ターンテーブル66に設置した複数基(図示では6基)の発泡成形型50に、1基の注入ヘッド40で発泡液を順次クローズド注入するシステム等に好適に対応し得る。すなわち作業ロボット60は、機械剛性および位置再現精度が極めて高いので、該作業ロボット60の自動運転下に注入ヘッド40は注入位置に正確に位置決めされる。そして、各発泡成形型50毎に注入口54の形成位置や形成角度に微妙な誤差があった場合には、ノズル42が注入口54に当接すると同時に注入ヘッド40全体が適宜姿勢変位することにより、何れの成形型50における注入口54に対してもノズル42を隙間なく密着的に当接させ、発泡液の好適なクローズド注入がなされる。そこで次に、注入口54の設置形態に対する注入ヘッド40の姿勢変位につき具体的に説明する。
【0022】
(注入口の形成位置および形成角度に誤差がない場合)
前記作業ロボット60の位置決め作動のもとに、注入口54の成形位置および形成角度に誤差がない発泡成形型50に注入ヘッド40を押付けた場合(図7参照)には、注入口54にノズル42が当接した時点で両者40,54の軸心が一致するので、該注入ヘッド40の当接と同時に夫々の円錐面55,44の密着性が確保される。従って可動フレーム11は、スライド変位または傾斜変位することなくフローティング状態となり、注入ヘッド40は姿勢保持されたままとなる。
【0023】
(注入口の形成位置に誤差がある場合)
前記作業ロボット60の位置決め作動のもとに、注入口54の形成位置に誤差がある(形成角度に誤差はない)発泡成形型50に注入ヘッド40を押付けた場合(図9参照)には、注入口54にノズル42が当接した時点で両者40,54の軸心が一致していないので、該ノズル42は注入口54側へ移動して一時的に注入ヘッド40が傾倒状態となる。しかるに、注入ヘッド40が傾倒変位することによりノズル42と注入口54との間に隙間が画成されるから、可動フレーム11がフローティング状態となると同時に前記スプリング19の付勢力のもとにスライド変位し、注入ヘッド40が再び垂直に姿勢復帰して隙間がなくなる。すなわち注入ヘッド40が、元の位置にから斜め後方へスライド変位して該注入ヘッド40と注入口54との軸心が一致すると、該注入口54の円錐面55とノズル42の円錐面44の密着性が確保されるに至る。
【0024】
(注入口の形成角度に誤差がある場合)
前記作業ロボット60の位置決め作動のもとに、注入口54の形成角度に誤差がある(形成位置に誤差はない)発泡成形型50に注入ヘッド40を押付けた場合(図10および図11参照)には、注入口54にノズル42が当接した時点で両者40,54の軸心が一致していないので、ノズル42と注入口54との間に隙間が画成される。従って、可動フレーム11がフローティング状態に変位する過程において、この隙間の位置に対応した側のスプリング19の付勢力のもとに該可動フレーム11は傾斜変位して注入ヘッド40全体が傾倒変位する。そして、注入ヘッド40と注入口54との軸心が一致すると、該注入口54の円錐面55とノズル42の円錐面44の密着性が確保されるに至る。
【0025】
(注入口の形成位置および形成角度の何れにも誤差がある場合)
前記作業ロボット60の位置決め作動のもとに、注入口54の形成位置および形成角度の何れにも誤差がある発泡成形型50に注入ヘッド40を押付けた場合(図示せず)には、注入口54にノズル42が当接した時点で両者40,54の軸心が一致していないので、該ノズル42は注入口54側へ移動して一時的に注入ヘッド40が傾倒状態となる。しかも、ノズル42と注入口54との間に隙間が画成されているから、可動フレーム11がフローティング状態となると前記スプリング19の付勢力のもとにスライド変位する。そして、注入ヘッド40と注入口54との軸心が一致すると、該注入口54の円錐面55とノズル42の円錐面44の密着性が確保されるに至る。
【0026】
(注入ヘッドの定常姿勢への復帰)
前記注入ヘッド40による注入作業が終了すると、前記作業ロボット60の復帰作動のもとに、発泡成形型50から注入ヘッド40が離間退避される。すなわち、前記作業ロボット60による押付力が徐々に減少することにより、フローティング状態にあった可動フレーム11は、前記各スプリング19の付勢力のもとに注入方向側へ変位する。この際に、各規制保持部30に対応の規制部材20が整合するので、可動フレーム11の前後方向および左右方向への移動および傾動が再び規制され、注入ヘッド40は定常姿勢に保持される。そして前記各規制部材20は、第1凸面21および第2凸面22により対応の規制保持部30側へ先細形状に形成されていると共に、該規制保持部30は、凹面31により対応の規制部材20側へ拡開形状に形成されているので、両者20,30は近接しながら極めてスムーズに整合するようになる。殊に、各規制部材20に第2凸面22が形成されていることにより、可動フレーム11がスライド変位状態や傾斜変位状態のどのような姿勢にあったとしても、該可動フレーム11が定常姿勢にスムーズに復帰する。
【0027】
このように本実施例に係る注入ヘッドの保持構造では、発泡成形型50に設けられた注入口54の形成位置または形成角度に誤差があったとしても、前記作業ロボット60の位置決め作動のもとに注入ヘッド40を該注入口54へ押付けた際に、該注入ヘッド40が適宜姿勢変位して両者40,54との軸心が一致して密着性が確保される。従って、注入ヘッド40から注出される発泡液の漏出が防止されることに伴い、常に適正量(規定量)の発泡液が発泡成形型50のキャビティ53内へ注入され、品質の安定した発泡製品が得られる。
【0028】
なお前記実施例では、合計4本の支持棒16を具備した注入ヘッドの保持構造を例示したが、この支持棒16の配設数はこれに限定されるものではなく、注入ヘッド40を取り巻くように配設することを前提とすると、少なくとも3本以上であれば可動フレーム11の姿勢変位を好適に保持することが可能である。また各支持棒16の取付姿勢に関しては、注入方向側へ鉛直かつ平行に延出した状態を例示したが、この支持棒16の取付角度もこれに限定されるものではなく、例えば注入方向側に向けて互いに離間するハ字状に取り付けたり、逆に注入方向側に向けて互いに近接する逆ハ字状に取り付けるようにしてもよい。
【0029】
また前記実施例では、規制部材20における円錐面状の第1凸面21と規制保持部30における円錐面状の凹面31との密着により、固定フレーム10に対して可動フレーム11が位置決めされるようになっているが、前記第1凸面21および凹面31を互いに密着可能な球面形状としても、規制部材20と規制保持部30の好適な整合が図られて可動フレーム11の位置決めが可能である。
【0030】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係る注入ヘッドの保持構造によれば、発泡成形型に設けられた注入口の形成位置または形成角度に誤差があったとしても、作業ロボットの位置決め作動のもとに注入ヘッドを該注入口へ押付けた際に、該注入ヘッドが適宜姿勢変位することで両者の軸心が一致して密着性が確保される。従って、注入ヘッドから注出される発泡液の漏出が防止されることに伴い、常に適正量の発泡液が発泡成形型のキャビティ内へ注入され、品質の安定した発泡製品が得られる利点がある。
【0031】
また、本発明に係る注入ヘッドの保持構造では、注入ヘッドが発泡成形型の注入口に押付けられていない状態にあっては、移動フレームと固定フレームの間に弾力的に介装した付勢部材により、移動フレームに形成した各規制保持部と固定フレームに配設した対応の規制部材とが整合するようになるので、該可動フレームの前後方向および左右方向への移動および傾動が規制されて注入ヘッドを定常姿勢に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な一実施例に係る注入ヘッドの保持構造の概略正面図である。
【図2】図1に示す注入ヘッドの保持構造の概略平面図である。
【図3】図1に示す注入ヘッドの保持構造の概略側面図である。
【図4】本実施例に係る注入ヘッドの保持構造の各構成部材を示す分解斜視図である。
【図5】本実施例に係る注入ヘッドの保持構造を取付けた作業ロボットの概略構成図である。
【図6】(a)は規制部材と規制保持部との整合による可動フレームの規制状態を示し、(b)は規制部材と規制保持部との整合解除により可動フレームがフローティングした状態を示し、(c)は可動フレームが傾斜した状態を示す拡大断面図である。
【図7】形成位置および形成角度に誤差がない注入口に対して注入ヘッドを押付けた場合の保持構造の正面図である。
【図8】図7に示した状態において、可動フレームが前後および左右にスライド変位が可能であることを示す底面図である。
【図9】形成位置に誤差がある注入口に対して注入ヘッドを押付けた場合の保持構造の正面図である。
【図10】左側に傾斜した(形成角度に誤差がある)注入口に注入ヘッドを押付けた場合の保持構造の正面図である。
【図11】前側に傾斜した(形成角度に誤差がある)注入口に注入ヘッドを押付けた場合の保持構造の側面図である。
【図12】本実施例に係る注入ヘッドの保持構造を取付けた作業ロボットにより、複数基の発泡成形型に発泡液を順次注入可能に構成したシステムの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
10 固定フレーム
11 可動フレーム
16 支持棒(支持部材)
16a 先端部
19 スプリング(付勢部材)
20 規制部材
21 第1凸面
28 挿通孔
30 規制保持部
31 凹面
32 設置部
40 注入ヘッド
42 ノズル
50 発泡成形型
54 注入口
60 作業ロボット
64 アーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a holding structure for an injection head, and more specifically, presses a nozzle for pouring foaming liquid by controlling the positioning of a work robot against an injection port of a foaming mold, and in this state, the foaming liquid is injected into the foaming liquid. The present invention relates to a holding structure for mounting an injection head for closed injection into a mold on the work robot so as to be freely displaceable in posture.
[0002]
[Prior art]
For example, means for injecting a foam molding material (hereinafter referred to as “foaming liquid”) into a cavity defined in the foam mold is roughly classified into an open injection method and a closed injection method. Of these, the open injection method opens the mold divided into upper and lower parts, injects the foaming liquid into the cavity of the lower mold, and then closes the upper mold and the lower mold to perform the foaming reaction in the cavity. It is something to make progress. In the closed injection method, the injection head is brought into contact with an injection port provided at a required position of the foaming mold, and the foaming liquid is injected into the cavity of the mold that has been clamped in advance. Regardless of the injection method, the foaming liquid injected into the mold cavity becomes cloudy and creamy due to a chemical reaction, and then bubbles are generated and foaming starts. The foaming is completed by filling the cavity later and curing.
[0003]
In such foam molding, since it takes time to foam and cure the foamed liquid injected into the cavity, in general, on the premise of cycle time, for a plurality of foam molding dies installed on a turntable etc. Production efficiency is improved by providing one injection head and injecting the foaming liquid with the injection head while sequentially bringing each foaming mold to the injection position. Therefore, the injection head is mounted on, for example, an arm of a work robot controlled by a computer, and the automatic operation of the work robot is performed to inject and contact the foaming mold inlet and inject the foaming liquid. When the process is completed, the mold is moved away from the mold.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the injection head is mounted on the work robot with high position reproduction accuracy, accurate positioning control with respect to the injection position is performed. However, the injection head is almost completely fixed to the robot arm so that the posture cannot be displaced. It was. Further, since the foaming mold is made of a synthetic resin in recent years in order to reduce the weight and cost, some distortion, bending, and twisting are likely to occur. For this reason, even if it is a foaming mold of the same shape, a subtle error is inherent in the forming position and forming angle of the injection port for each forming mold. Therefore, in the above-described closed injection method, when the nozzle of the injection head comes into contact with the injection port of the foaming mold, a gap may be defined between the nozzle and the injection port, and the injection is performed. There was a problem that part of the foaming liquid leaked from this gap. That is, when the foaming liquid leaks from the gap during the injection, a smaller amount of the foaming liquid is injected than the appropriate amount, resulting in a deterioration in quality of the foamed molded product that has been cured and a defective product. In addition, since the attached foaming liquid is cured and gradually grows around the nozzle spout around the injection head, this has caused the formation of a new gap and cannot prevent the foaming liquid from leaking out.
[0005]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been proposed to suitably solve the above-described problems. An injection head is mounted on a robot arm so as to be freely displaceable, and is always in close contact with an injection port provided in a foam molding die. It is an object of the present invention to provide a holding structure for an injection head that can prevent leakage of foaming liquid by being configured so as to make a proper contact.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the intended purpose, the present invention presses a nozzle for pouring out the foaming liquid by controlling the positioning of the work robot and presses the foaming liquid in this state. A holding structure for mounting an injection head for closed injection into the foaming mold on the work robot in a freely displaceable posture,
A fixed frame that is fixedly installed on the arm of the working robot and includes a plurality of support members extending in the direction of foaming liquid injection of the nozzle;
A movable frame is formed below the fixed frame via the respective support members formed in the insertion holes formed in the vicinity of the installation portion, where an installation portion for fixing and holding the injection head is formed. When,
A regulating member that is fixed to the distal end portion of each of the supporting members and that can be aligned when the axis line is aligned with the regulating holding portion formed on the movable frame;
It is elastically interposed between the fixed frame and the movable frame, and always comprises a biasing member that biases the movable frame toward the foaming liquid injection direction.
When the injection head is not in contact with the injection port of the foaming mold, the respective restricting members and the corresponding restricting holding portions are aligned under the action of the biasing member, and the movable frame is moved in the horizontal direction. By holding the injection head in a steady posture,
When a reaction force exceeding the urging force of the urging member acts on the injection head when the injection head is brought into contact with the injection port of the foaming mold, the movable frame is displaced in a direction opposite to the injection direction. The arrangement is characterized in that the alignment between each of the restricting members and the restricting holding part is released, thereby allowing the movable frame to move in the horizontal direction and displacing the injection head.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a holding structure for an injection head according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings by way of a preferred embodiment. 1 is a schematic front view of an injection head holding structure according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of the injection head holding structure shown in FIG. 1, and FIG. It is a schematic side view of the holding structure of the injection head shown. The holding structure of the injection head according to the present embodiment is such that the
[0008]
(About work robot)
The
[0009]
(Foam mold)
The foam molding die 50 is a closed injection type split molding die composed of an
[0010]
(Injection head)
The
[0011]
(Retention structure)
As shown in FIGS. 1 to 4, the holding structure for the injection head according to the present embodiment is the fixed
[0012]
(Fixed frame)
The fixed
[0013]
(Movable frame)
The
[0014]
An
[0015]
The
[0016]
On the other hand, in a state where the
[0017]
Further, in the floating state of the
[0018]
As described above, in the injection head holding structure according to the present embodiment, the
[0019]
In the injection head holding structure according to this embodiment configured as described above, the
[0020]
[Effect of the embodiment]
Next, the operation of the injection head holding structure according to the present embodiment configured as described above will be described.
[0021]
For example, as shown in FIG. 12, the holding structure of the injection head according to the present embodiment is obtained by using a
[0022]
(When there is no error in the injection port formation position and formation angle)
When the
[0023]
(If there is an error in the injection port formation position)
Under the positioning operation of the
[0024]
(When there is an error in the formation angle of the inlet)
When the
[0025]
(When there is an error in both the injection port formation position and formation angle)
Under the positioning operation of the
[0026]
(Returning the injection head to a steady posture)
When the injection operation by the
[0027]
As described above, in the holding structure for the injection head according to the present embodiment, even if there is an error in the formation position or formation angle of the
[0028]
In the above embodiment, the holding structure of the injection head provided with a total of four
[0029]
In the embodiment, the
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the holding structure for the injection head according to the present invention, even if there is an error in the formation position or formation angle of the injection port provided in the foaming mold, the positioning operation of the work robot is performed. When the injection head is pressed against the injection port, the posture of the injection head is appropriately displaced, so that the axial centers of the two coincide with each other to ensure adhesion. Therefore, along with prevention of leakage of the foaming liquid poured out from the injection head, there is an advantage that an appropriate amount of foaming liquid is always injected into the cavity of the foaming mold and a foamed product with stable quality can be obtained.
[0031]
Further, in the injection head holding structure according to the present invention, when the injection head is not pressed against the injection port of the foaming mold, the biasing member is elastically interposed between the moving frame and the fixed frame. As a result, the regulation holding portions formed on the movable frame and the corresponding regulation members disposed on the fixed frame are aligned, so that the movement and tilting of the movable frame in the front-rear direction and the left-right direction are regulated and injection is performed. The head can be held in a steady posture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view of an injection head holding structure according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a schematic plan view of an injection head holding structure shown in FIG. 1. FIG.
3 is a schematic side view of the holding structure for the injection head shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing components of the holding structure for the injection head according to the present embodiment.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a working robot equipped with an injection head holding structure according to the present embodiment.
FIG. 6A shows the state of restriction of the movable frame due to the alignment between the restriction member and the restriction holding portion, and FIG. 6B shows the state where the movable frame is floated due to the release of the alignment between the restriction member and the restriction holding portion. (c) is an enlarged sectional view showing a state in which the movable frame is inclined.
FIG. 7 is a front view of a holding structure when an injection head is pressed against an injection port with no error in forming position and forming angle.
8 is a bottom view showing that the movable frame can be slidable back and forth and left and right in the state shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a front view of the holding structure when the injection head is pressed against an injection port with an error in the formation position.
FIG. 10 is a front view of the holding structure when the injection head is pressed against the injection port that is inclined to the left (the formation angle has an error).
FIG. 11 is a side view of the holding structure when the injection head is pressed against the injection port that is inclined forward (the formation angle has an error).
FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a system in which a foaming liquid can be sequentially injected into a plurality of foaming molds by a work robot equipped with a holding structure for an injection head according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Fixed frame
11 Movable frame
16 Support rod (support member)
16a tip
19 Spring (biasing member)
20 Regulatory members
21 First convex surface
28 Insertion hole
30 Restriction holding part
31 Concave
32 Installation section
40 injection head
42 nozzles
50 Foam mold
54 Inlet
60 working robot
64 arms
Claims (4)
前記作業ロボット(60)のアーム(64)に固定的に設置され、前記ノズル(42)の発泡液注入方向へ延出する複数の支持部材(16)を備えた固定フレーム(10)と、
前記注入ヘッド(40)を固定保持するための設置部(32)が形成され、この設置部(32)の近傍に穿設した挿通孔(28)に遊挿した前記夫々の支持部材(16)を介して、前記固定フレーム(10)の下方に設置される可動フレーム(11)と、
前記夫々の支持部材(16)の先端部(16a)に固定され、前記可動フレーム(11)に形成した規制保持部(30)に軸線を整列させた際に整合し得る規制部材(20)と、
前記固定フレーム(10)と可動フレーム(11)との間に弾力的に介装され、常には該可動フレーム(11)を発泡液注入方向の側へ付勢する付勢部材(19)とからなり、
前記注入ヘッド(40)が発泡成形型(50)の注入口(54)に当接していない状態では、前記付勢部材(19)の作用下に夫々の規制部材(20)と対応の規制保持部(30)とが整合し、前記可動フレーム(11)の水平方向への移動を規制することで前記注入ヘッド(40)を定常姿勢に保持し、
前記注入ヘッド(40)を発泡成形型(50)の注入口(54)に当接させた際に、前記付勢部材(19)の付勢力を越える反力が該注入ヘッド(40)に作用すると、前記可動フレーム(11)が注入方向と逆らう方向へ変位して前記夫々の規制部材(20)と規制保持部(30)との整合を解除し、これにより前記可動フレーム(11)の水平方向への移動を許容して前記注入ヘッド(40)を変位させるよう構成した
ことを特徴とする注入ヘッドの保持構造。The nozzle (42) for pouring the foaming liquid by controlling the positioning of the work robot (60) is pressed against the inlet (54) of the foaming mold (50), and in this state, the foaming liquid is injected into the foaming mold (50 A holding structure for mounting the injection head (40) closed injecting to the work robot (60) in a posture-displaceable manner,
A fixed frame (10) provided with a plurality of support members (16) that are fixedly installed on the arm (64) of the work robot (60) and extend in the direction of foaming liquid injection of the nozzle (42),
An installation portion (32) for fixing and holding the injection head (40) is formed, and the respective support members (16) loosely inserted into insertion holes (28) drilled in the vicinity of the installation portion (32). Through the movable frame (11) installed below the fixed frame (10),
A regulating member (20) fixed to the tip end portion (16a) of each of the support members (16) and capable of being aligned when the axis line is aligned with the regulating holding portion (30) formed on the movable frame (11); ,
From an urging member (19) that is elastically interposed between the fixed frame (10) and the movable frame (11), and constantly urges the movable frame (11) toward the foam liquid injection direction. Become
In a state where the injection head (40) is not in contact with the injection port (54) of the foaming mold (50), under the action of the urging member (19), the corresponding restriction member (20) and the corresponding restriction holding Part (30) is aligned, and the injection frame (40) is held in a steady posture by restricting movement of the movable frame (11) in the horizontal direction,
When the injection head (40) is brought into contact with the injection port (54) of the foaming mold (50), a reaction force exceeding the urging force of the urging member (19) acts on the injection head (40). Then, the movable frame (11) is displaced in the direction opposite to the injection direction to release the alignment between the respective restricting members (20) and the restricting holding portion (30), thereby the horizontal position of the movable frame (11). An injection head holding structure characterized in that the injection head (40) is displaced while allowing movement in a direction.
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