JP4076068B2 - 成型品取出機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、樹脂成形機から成型品を取出す成型品取出機、詳しくは保持部材を高速移動から減速停止させる際に保持部材の振動を収束させた後に停止制御させて次動作への移行を円滑に実行することができる機能を有した成型品取出機に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の成型品取出機としては、樹脂成形機の固定側取付盤上面に固定される本体フレーム上を樹脂成形機の軸線方向（前後方向）と直交方向（左右方向）へ往復移動する左右走行体と、左右走行体に設けられた前後フレーム上を前後方向へ往復移動する前後走行体と、該前後走行体にて上下方向へ昇降する上下フレームを備え、該上下フレームの下部に設けられたチャックを三次元方向へ移動制御して樹脂成形機から成型品を取出している。
【０００３】
上記した成型品取出機により、例えば截頭円錐形状や截頭角錐形状等の各種異形状からなるプラスチック製容器としての成型品を、樹脂成形機の操作側または反操作側に設定された成型品解放位置に配置された搬出コンベヤーやコンテナー等の搬出集積装置上に取出された先の成型品に重ね合わせて多段積みして集積する際には、先に取出された成型品に対して次に取出される成型品の前後方向及び左右方向を一致させて取出す必要がある。
【０００４】
しかしながら、保持部材を高速移動させて成型品取出しを行う成型品取出機にあっては、高速移動するチャックが目的位置手前に近づいた際にはチャックの移動を急激に減速させながら停止制御しているが、高速移動するチャックを急激に減速させて停止させる際には停止したチャックが負荷イナーシャにより大きく振動し、この振動が収束するのに時間がかかっていた。
【０００５】
チャックが振動している間は、成型品の解放動作や金型内から成型品を抜き出す動作へ移行できず、チャックを高速移動させて取出し時間を短縮しようとしているにも拘らず、反対に全体としての取出し時間が長くなる問題を有している。
【０００６】
特に、上記した異形形状の容器である成型品を高速で取出す際には、チャックが振動している間は、集積された容器に対して取出される容器を重ね合わせることが困難で、短時間に段積みできず、成型品取出し作業を非効率化していた。
【０００７】
本発明は、上記した従来の欠点を解決するために発明されたものであり、その課題とする処は、チャックが金型間に侵入したり、解放位置へ移動された際にその振動を抑制して成型品の取出し時間を大幅に短縮することができる成型品取出機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の成型品取出機は、保持部材を移動制御して樹脂成形機から成型品を取出す成型品取出機において、保持部材を所定の方向へ移動するサーボモータと、該サーボモータに設けられて保持部材の移動位置を検出する位置検出器と、保持部材の振動を検出する振動検出手段と、保持部材の移動開始時には保持部材を高速移動制御し、位置検出器からの位置検出信号に基づいて保持部材が停止位置前の低速開始位置に移動したとき、保持部材を減速制御して低速移動制御すると共に低速移動時に振動検出手段からの検出信号に基づいて保持部材の振動が収束した際に保持部材を所定の目的位置に停止制御させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を図に従って説明する。
図１において、成型品取出機１の本体フレーム３は、樹脂成形機（図示せず）の軸線方向（前後方向）と直交する方向（左右方向）へ延出して金型上方と樹脂成形機の操作側または反操作側に至る長さで、その基部３ａが樹脂成形機の固定側取付盤５の上面に固定される。
【００１０】
そして本体フレーム３上には左右走行体７が左右方向へ往復移動するように支持され、該左右走行体７に、前後方向へ延出して設けられた前後フレーム９には前後走行体１１が前後方向へ往復移動するように支持される。該前後走行体１１には、下部に成型品Ｗを保持する保持部材としてのチャック１３が設けられた上下フレーム１５が昇降するように支持される。
【００１１】
本体フレーム３に対して左右走行体７、前後フレーム９に対して前後走行体１１及び該前後走行体１１に対して上下フレーム１５は数値制御可能なサーボモータ１７・１９・２１により夫々の方向へ移動される。該サーボモータ１７・１９・２１の回転運動を左右走行体７、前後走行体１１及び上下フレーム１５の直線往復移動へ変換する駆動機構としては、夫々のフレームに回転するように支持され、一端部にサーボモータ等の電動モータ（図示せず）が連結された送りねじを、夫々の走行体に設けられたナットに噛み合わせて各走行体を往復移動させる送りねじ駆動機構、フレームの長手方向両端部に回転するように支持され、一方がサーボモータ等の電動モータに連結された一対の回転体に張設したベルトの一部を夫々の走行体に固定した無端ベルト駆動機構、各フレームの両端部に夫々の端部が固定された有端ベルトに対し、夫々の走行体に設けられたサーボモータ等の電動モータに連結された回転体を噛み合わせた有端ベルト駆動機構等やサーボモータ自体を固定子と可動子からなるリニアモータで構成した何れの機構であってもよい。
【００１２】
各サーボモータ１７・１９・２１には振動検出手段を構成する、例えば３相ロータリーエンコーダ４３・４５・４７が設けられ、サーボモータ１７・１９・２１の回転に伴ってチャック１３が正常に移動している場合には、例えばＡ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ａ、――の順に位置検出信号を出力し、反対にチャック１３が振動している際にはＡ−Ｂ、Ｂ−Ａ、Ａ−Ｃ、Ｃ−Ａ――――の順に位置検出信号を出力することになる。
【００１３】
また、上下フレーム１５の下部に設けられるチャック１３は、上下フレーム１５の下部に取り付けられるチャック板１３ａに、負圧発生装置（図示せず）に接続されて成型品Ｗを吸着保持する多数の吸着部材や成型品Ｗをクランプするやエアーシリンダー等からなる多数のチャッキング部材１３ｂを設けた構成からなる。そして該チャック１３は上下フレーム１５の下部に対し、例えばチャック板１３ａの保持面を、金型のパーティング面に相対する垂直保持位置と、解放位置にてチャック板１３ａの保持面が下方を向く水平保持解除位置との間で反転回動させる反転姿勢制御部材２３や、垂直状態のチャック板１３ａを、金型のパーティング面に相対する位置とパーティング面に直交する位置との間で水平回動させる水平姿勢制御部材（図示せず）を介して取り付けてもよい。
【００１４】
樹脂成形機の操作側又は反操作側は成型品解放位置に設定され、該解放位置には、例えば成型品Ｗを多段積みして搬出する搬出コンベヤーやコンテナー内又はトレイ２７に成型品Ｗを多段集積させるコンテナー集積装置等の集積搬出装置２５が配置される。
【００１５】
図２において、制御手段３０のＣＰＵ３１にはプログラムメモリ３３及び作業メモリ３５が設けられ、プログラムメモリ３３は成型品取出機１を取出し動作させるためのプログラムデータやチャック１３を移動させる際の移動制御プログラムデータ、チャック１３を高速移動から低速移動させる際にチャック１３の振動状態を検出するための制振プログラムデータ等を記憶する。
【００１６】
また、作業メモリ３５はチャックの各移動位置である待機位置、チャック１３が型開した金型間に下降した下降位置、チャック１３が可動金型に近接して相対する前進位置、可動金型からチャック１３に保持された成型品Ｗを抜き出す後退位置、チャック１３が型開した金型間から上方へ抜け出す上昇位置及びチャック１３による成型品Ｗの保持を解除する解放位置の各位置データを記憶する位置データ記憶領域３５ａ、各位置間におけるチャック１３の現在位置を記憶する現在位置データ領域３５ｂ、各位置間におけるチャックの移動速度を高速から低速へ切換える低速開始位置データを記憶する減速位置データ領域３５ｃ及び各位置間においてチャック１３を移動させるための各サーボモータ１７・１９・２１に関する高速駆動制御データ及び低速駆動制御データを記憶する駆動制御データ領域３５ｄを有している。
【００１７】
駆動制御データ領域３５ｄに記憶される高速駆動制御データ及び低速駆動制御データとしては、各サーボモータ１７・１９・２１の駆動タイミングを決定する駆動パルスの周波数データや進みステップデータ及び運転速度形状データ等からなり、各サーボモータ１７・１９・２１を高速駆動するには周波数データとしては高周波数、進みステップデータとしては１より大きい値に、反対に減速駆動するには周波数データとしては低周波数、進みステップデータとしては１より小さい値に設定すればよい。
【００１８】
ＣＰＵ３１には左右駆動制御回路３７、前後駆動制御回路３９及び上下駆動制御回路４１が夫々接続され、これら各駆動制御回路３７・３９・４１には対応するサーボモータ１７・１９・２１が夫々接続される。そして左右駆動制御回路３７、前後駆動制御回路３９及び上下駆動制御回路４１はロータリーエンコーダ４３・４５・４７からの位置検出信号に基づいて各サーボモータ１７・１９・２１を閉ループで移動制御させる。
【００１９】
ＣＰＵ３１には成形機用インターフェース４９を介して樹脂成形機の制御装置５１が接続され、制御装置５１からは成形作業の終了時に型開動作が完了した際に型開完了信号が、また可動金型内に装着されたエゼクタ機構の駆動により該金型内に保持された成型品Ｗの突き出しが完了した際にエゼクト完了信号が夫々入力される。また、ＣＰＵ３１は制御装置５１に対し、チャック１３が型開した金型間から金型外へ抜け出すタイミングで成形開始信号を出力する。
【００２０】
次に、成型品取出機１による成型品の取出し作用及び多段集積作用を説明する。
先ず、サーボモータ１７及び１９を駆動制御してチャック１３を、金型上方の待機位置に待機させた状態で、樹脂成形機から型開完了信号が入力されると、サーボモータ２１を駆動制御して上下フレーム１５を下降させてチャック１３を下降位置へ移動させた後、サーボモータ１９を駆動制御して前後走行体１１を前方へ移動してチャック１３を型開した可動金型のパーティング面に近接する前進位置へ移動させる。
【００２１】
該状態にて駆動されるエゼクタ機構により可動金型内から成型品Ｗをチャック１３に向かって突き出して保持させた後、サーボモータ１９を逆転駆動してチャック１３を可動金型内から成型品Ｗを抜き出す後退位置へ移動させる。そしてサーボモータ２１を逆転駆動してチャック１３を、型開した金型間から抜け出す上方位置へ移動させる。
尚、成型品取出機１はチャック１３が型開した金型間から抜け出るタイミングで樹脂成形機へ成形開始指令信号を出力して次の成形作業を実行させる。
【００２２】
次に、成型品Ｗを保持したチャック１３を解放位置へ移動させた後、該位置にてサーボモータ２１を駆動制御してチャック１３を、集積搬出装置２５上に取出された先の成型品Ｗ0上方に近接させた状態で反転姿勢制御部材２３を作動してチャック１３を反転回動させた状態で保持を解除し、先に取出された成型品Ｗ0に成型品Ｗを重ね合わせて多段積みさせる。
【００２３】
上記した成型品の取出し動作時にチャック１３を、待機位置から下降位置、後退位置から上方位置、上方位置から解放位置、該解放位置から先に段積みされた成型品上方に近接する段積み位置へ移動させる際、以下のようにチャック１３を移動制御する。
【００２４】
即ち、図３に示すように、上記した各位置間にてチャック１３を移動開始させる際には駆動制御データ領域３５ｄに記憶された高速駆動制御データにより各サーボモータ１７・１９・２１を高速駆動させる。該高速駆動データとしては各サーボモータ１７・１９・２１を駆動制御するための駆動パルスを高周波にしたり、進みステップを１より大きく設定することにより実現させる。
【００２５】
そして各サーボモータ１７・１９・２１に設けられたロータリーエンコーダ４３・４５・４７からの位置検出信号に基づいてチャック１３の現在位置を現在位置データ領域３５ｂに記憶させながら移動し、該チャック１３が予め設定されて低速位置データ領域３５ｃに記憶された低速開始位置に到達すると、各駆動制御回路３７・３９・４１はサーボモータ１７・１９・２１を駆動制御する制御データを駆動制御データ領域３５ｄに記憶された低速駆動制御データに切換えてチャック１３を低速駆動させる。
【００２６】
その際の低速駆動制御データとしてはサーボモータ１７・１９・２１を駆動制御するための駆動パルスを低周波にしたり、送りステップを１より小さい値に設定することにより実現させる。
【００２７】
チャック１３を高速移動から低速移動へ切換えた際に、チャック１３は負荷イナーシャにより振動する傾向がある。このため、ＣＰＵ３１はそれぞれのロータリーエンコーダ４３・４５・４７から出力される位置検出信号の相状態に基づいてチャック１３が振動しているか否かを判別する。
【００２８】
即ち、ロータリーエンコーダ４３・４５・４７から出力される位置検出信号の相が、例えば上記したようにＡ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ａ、−−−−の順に遷移する際にはチャック１３は非振動状態であると判断し、反対にＡ−Ｂ、Ｂ−Ａ、Ａ―Ｃ、Ｃ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ａ、Ａ−Ｂ―――−のように遷移する場合には振動していると判断する。
【００２９】
そしてチャック１３が非振動状態の場合には、ＣＰＵ３１はそれぞれのサーボモータ１７・１９・２１を減速制動してチャック１３を所定の停止位置に停止するように制御する。反対に、チャック１３が振動している場合には、低速駆動状態を、ロータリーエンコーダ４３・４５・４７から出力される位置検出信号の相状態が、例えば上記したようにＡ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ａ、−−−−の順になるまで継続してチャック１３の振動を収束させた後、それぞれのサーボモータ１７・１９・２１を減速制動してチャック１３を所定の停止位置に停止するように制御する。
これによりチャック１３を減速制動して停止させる際には、非振動状態で停止させることができ、次動作への以降を円滑に実行させることができる。
【００３０】
特に、チャック１３を下降制御して保持した成型品Ｗを先に取出された成型品Ｗ0に重ね合わせて多段集積する場合にあっては、図４に破線で示すようにチャック１３自体が振動すると、保持した成型品Ｗを先に取出された成型品Ｗ0に重ね合わせることが困難になる。
【００３１】
また、チャック１３を待機位置から下降位置や下降位置から前進位置へ移動させる際にも、高速移動するチャック１３を急激に減速停止させると、チャック１３自体が大きく振動して固定金型に接触したり、可動金型内に保持された成型品に接触してチャック１３や成型品が損傷するおそれがある。
【００３２】
本実施形態は、上記した何れの場合であっても、チャック１３を所定の位置に停止させる際に、停止位置の手前に設定された低速開始位置から低速移動させてチャック１３の振動を収束させた後に減速制動して所定の停止位置に停止させることができ、停止後における次動作への移行を円滑に実行させることができる。これにより成型品の取出し不良や成型品の取出し時間を全体として短縮することができる。
【００３３】
上記説明は、チャック１３を左右方向、前後方向及び上下方向の三次元方向へ移動制御して金型内から成型品を取出して樹脂成形機の操作側又は反操作側に配置された集積搬出装置に先に取出された成型品Ｗ0に重ね合わせて段積み集積するものとしたが、成型品取出機としては、チャック１３を左右方向及び前後方向の二次元方向へ移動制御して横取出しする構造、チャック１３を金型と解放位置との間で旋回移動させると共に前後方向へ移動制御して旋回取出しする構造や、チャック１３を上記した三次元方向又は二次元方向へ移動制御して成型品を樹脂成形機の型締め側又は射出装置側に取出す構造であってもよい。
【００３４】
上記説明は、チャック１３が待機位置から下降位置へ、下降位置から前進位置へ、また解放位置において上方位置から集積搬出装置に載置された先に取出された成型品の上方に近接する位置へそれぞれ移動させる際に移動開始時には高速移動させた後に所定の低速開始位置に到達した際にチャック１３の振動状態を検出して振動が収束している場合に減速制動して停止させるものとしたが、本発明は、主に集積搬出装置上に取出された先の成型品に対して次に取出される成型品を重ね合わせる際に重ね合わせ作業を円滑に行うために、保持部材を高速移動させて所定の低速開始位置に到達した際に低速移動制御しながらチャック振動状態を検出し、振動が収束している場合に始めて減速制動して停止させる移動制御に付いてのみ適用してもよい。
【００３５】
上記説明は、ロータリーエンコーダ４３・４５・４７から出力される位置検出信号の相状態の遷移に基づいてチャック１３が振動しているか否かを判別するものとしたが、本発明の振動検出手段としては、それぞれのサーボモータ１７・１９・２１に印加される駆動電流値を検出する駆動電流検出手段としてもよい。即ち、それぞれのサーボモータ１７・１９・２１に印加される駆動電流は、チャック１３が例えば移動方向へ振動している際には小さくなったりマイナスになったりする一方、移動方向と逆方向へ振動している場合には大きくなるように遷移する。駆動電流検出手段により駆動電流値の変化を検出し、印加される駆動電流値が大きく変化する場合にはチャックが振動していると判別し、駆動電流値が所定の変動範囲内になるまで、チャックの低速移動を継続させて振動を収束させてもよい。
【００３６】
上記した振動検出手段としては、動電形振動センサー、圧電形振動センサー等をチャックや昇降フレームに設けた構成であってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、チャックが金型間に侵入したり、解放位置へ移動された際にその振動を抑制して成型品の取出し時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】成型品取出機の全体斜視図である。
【図２】チャックを移動制御する制御手段の電気的ブロック図である。
【図３】チャックの移動モードを示す説明図である。
【図４】成型品の段積み状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１−成型品取出機、１３−保持部材としてのチャック、１７・１９・２１−サーボモータ、３０−制御手段

Claims (5)

1. 保持部材を移動制御して樹脂成形機から成型品を取出す成型品取出機において、
   保持部材を所定の方向へ移動するサーボモータと、
   該サーボモータに設けられて保持部材の移動位置を検出する位置検出器と、
   保持部材の振動を検出する振動検出手段と、
   保持部材の移動開始時には保持部材を高速移動制御し、位置検出器からの位置検出信号に基づいて保持部材が停止位置前の低速開始位置に移動したとき、保持部材を減速制御して低速移動制御すると共に低速移動時に振動検出手段からの検出信号に基づいて保持部材の振動が収束した際に保持部材を所定の目的位置に停止制御させる制御手段と、
   を備えた成型品取出機。
2. 請求項１の制御手段は、保持部材を樹脂成形機の軸線方向、軸線直交方向及び上下方向へ移動制御して成型品を取出すと共に、
   少なくとも保持部材が下方へ移動する際に、移動開始時においては保持部材を高速移動制御し、位置検出器からの位置検出信号に基づいて保持部材が停止位置前の低速開始位置に移動したとき、保持部材を減速制御して低速移動制御すると共に低速移動時に振動検出手段からの検出信号に基づいて保持部材の振動が収束した際に保持部材を所定の目的位置に停止制御する成型品取出機。
3. 請求項１の制御手段は、成型品解放位置に移動した保持部材を下方へ移動させる際に、移動開始時に保持部材を高速移動制御し、位置検出器からの位置検出信号に基づいて保持部材が停止位置前の低速開始位置に移動したとき、保持部材を減速制御して低速移動制御すると共に低速移動時に振動検出手段からの検出信号に基づいて保持部材の振動が収束した際に保持部材を所定の目的位置に停止制御する成型品取出機。
4. 請求項１において、振動検出手段は、サーボモータに印加される電流値を検出する電流検出部材からなると共に、
   制御手段は、保持部材の低速移動制御時に印加電流値が所定幅以上で変化する際には保持部材が振動していると判断して低速移動制御を継続する一方、印加電流値の変化が所定幅以下のときには保持部材の振動が収束したと判断して保持部材を所定の目的位置に停止制御する成型品取出機。
5. 請求項１において、振動検出手段は、サーボモータの回転位置を検出する位置検出器からなると共に、
   制御手段は、保持部材の低速移動制御時に位置検出器からの位置検出信号が正逆方向へ変化する際には保持部材が振動していると判断して低速移動制御を継続する一方、位置検出信号が一定方向へのみ変化する際には保持部材の振動が収束したと判断して保持部材を所定の目的位置に停止制御する成型品取出機。

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