JP5270769B2 - テープ搬送装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、フープ成形など、連続したテープ上に成形品を成形するために、連続したテープをサイクル毎に射出成形機の金型内に搬送するテープ搬送装置を制御する制御装置に関する。

金属製の部品上に樹脂を射出して電子部品などを成形する成形方法に特許文献１や特許文献２に開示されるフープ成形がある。フープ成形ではリールに巻かれた金属製のテープをエアシリンダやモータなどの駆動装置を使用して毎成形サイクル所定量を金型間に搬送する。そして搬送されたテープ上に樹脂を射出して成形品を完成させた後、テープをリールに巻き取って回収する。このようにフープ成形ではテープの搬送と射出を繰り返すことにより連続した成形品を作ることができる。

フープ成形もフープ成形以外の一般的な射出成形と同じく、生産効率を向上させるために、金型に複数のキャビティを持ち、１回の射出で複数の成形品を成形するのが一般的である。例えば、４つのキャビティを持つ金型で成形を行う場合には、図４の破線で示されるように、金属テープ４２上には成形サイクル毎に４個ずつ成形品４４が作られていく。なお、金属テープ４２の長尺方向両側に金属テープ送り用のスプロケット孔が形成されている。

特開平５−３１７３２号公報 特開平８−３９６０４号公報

射出成形においては良品を成形するために、射出速度や位置、保圧の圧力や時間、計量位置などの成形条件を調整する。そして、調整された成形条件によって良品が成形されたかどうかは最終的に成形品の重量や寸法さらには強度などの物理量の評価によって判定されるが、成形条件調整の初期段階においては、実際に成形された成形品の外観検査によって条件調整が概ね妥当であるかが評価される。

具体的に外観検査では成形品にショート、バリ、焼け、シルバーなどが発生していないか確認が行なわれる。そして、例えばショートが発生していれば計量位置を大きくし、シルバーが発生していれば射出速度を下げるなどの成形条件の調整が行われる。特に複数キャビティを持つ金型の場合には、全てのキャビティで良品が成形されるようにするため、きめ細かな成形条件調整が必要となる。

一般的な成形においては、成形サイクル毎に成形品を取り出すことができる。したがって、成形条件調整とその結果得られた成形品を対応付けて回収することが容易であり、成形条件調整の妥当性の評価も容易に行うことができる。しかしながらフープ成形において、特に前述したように複数のキャビティを持つ金型の場合では、テープ上に連続した成形品が作られると成形サイクルの区切りを判別することが極めて困難であり、効率的な成形条件調整を行えなかった。

さらには横型射出成形機でフープ成形を行う場合には、成形が行われたテープは金型の上方あるいは下方に搬出されるが、いずれの場合にも成形品が搬送される場所は成形条件調整を行う作業者から簡単にアクセス可能な場所にはない。具体的に機械の上部は作業者の視線が届かないような高さであったり、機械の下部は作業者の安全確保のために保護カバーが設けられているため、成形サイクルが終了したばかりの成形品を目視確認することは容易ではなく、効率的な成形条件調整を行えなかった。

そこで本発明は、上記従来技術の問題的に鑑み、フープ成形において射出成形機の運転モードにしたがって成形サイクル毎のテープの搬送量を変更することが可能なテープ搬送装置の制御装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明は、連続したテープと該テープを成形サイクル毎にあらかじめ設定された搬送量だけ射出成形機の金型間に搬送するテープ搬送装置において、該テープ搬送装置は前記射出成形機の運転モードにしたがって成形サイクル毎の前記テープの搬送量を変更する搬送量変更手段を有することを特徴とするテープ搬送装置の制御装置である。
請求項２に係る発明は、前記射出成形機の運転モードは少なくとも連続成形運転モードと連続成形運転モード以外の運転モードを含むことを特徴とする請求項１に記載のテープ搬送装置の制御装置である。
請求項３に係る発明は、前記連続成形運転モード以外の運転モードにおける前記テープの搬送量は少なくとも前記連続成形運転モードにおける前記テープの搬送量よりも長いことを特徴とする請求項２に記載のテープ搬送装置の制御装置である。
請求項４に係る発明は、前記テープ搬送装置の制御装置の前記テープの搬送量を制御する機能を射出成形機の制御装置が有すること特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のテープ搬送装置の制御装置である。
請求項５に係る発明は、前記テープ搬送装置の制御装置は射出成形機の制御装置に接続された独立した制御装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のテープ搬送装置の制御装置である。

本発明により、フープ成形において目視検査による成形条件調整の妥当性評価が容易に行えるようになり、効率的な成形条件調整が可能となる。

本発明の実施形態を説明する図である。 成形サイクル毎にテープの隙間が形成された成形品を説明する図である。 本発明に係る処理を説明するフローチャートである。 テープ上に連続して射出された成形品を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施形態を説明する図である。射出成形機Ｍは、機台上（図示省略）に型締部Ｍｃ、および射出部Ｍｉを備える。射出部Ｍｉは樹脂材料（ペレット）を加熱溶融し、当該溶融樹脂を金型（可動側金型３５，固定側金型３６）のキャビティ内に射出するものである。型締部Ｍｃは主に金型（可動側金型３５，固定側金型３６）の開閉を行うものである。

射出部Ｍｉを説明する。射出シリンダ１の先端にはノズル２が取り付けられ、射出シリンダ１内には、スクリュ３が挿通されている。射出装置５内にはスクリュ３を射出シリンダ１内で前後進および軸周りに回転させる駆動機構などが設けられている。符号４は射出シリンダ１に樹脂を供給するホッパである。

次に、型締部Ｍｃを説明する。型締部Ｍｃは、型開閉用モータＭ１、リアプラテン３１、可動プラテン３０、タイバ３２、固定プラテン３３、トグルリンク機構３４、可動側金型３５，固定側金型３６を備える。リアプラテン３１と固定プラテン３３とは複数本のタイバ３２で連結されており、可動プラテン３０はタイバ３２にガイドされるように配置されている。可動プラテン３０に可動側金型３５，固定プラテン３３に固定側金型３６が取り付けられている。

トグルリンク機構３４は、型開閉用モータＭ１によって駆動されるボールねじ軸３８に取り付けられたクロスヘッド３９を進退させることによって、トグルリンク機構３４を作動させることができる。この場合、クロスヘッド３９を前進（図における右方向に移動）させると、可動プラテン３０が前進させられて型閉じおよび型締めが行われる。

型開閉用モータＭ１はサーボモータが好ましく、回転位置検出用の位置・速度検出器Ｐ１を備えている。位置・速度検出器Ｐ１によって検出された型開閉用モータＭ１の回転位置の検出信号はサーボアンプ１１を経由してサーボＣＰＵ１５に入力する。

金属テープ４２の搬送装置は、射出成形機Ｍの制御装置１０によって制御される搬送用のサーボモータであるテープ搬送用モータＭ２を備えている。金属テープ供給用リール４０に巻かれた金属テープ４２は可動側金型３５と固定側金型３６の間を通過して成形品回収用リール４１に巻き取られる。テープ搬送用モータＭ２には位置・速度検出器Ｐ２が取り付けられており、テープ搬送用モータＭ２の回転位置の検出信号はサーボアンプ１２を経由してサーボＣＰＵ１５に入力する。

射出成形機Ｍの制御装置１０は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣＣＰＵ２０、プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣＣＰＵ１７、及びサーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ１５を有し、バス１６を介して相互の入出力を選択することにより各マイクロプロセッサ間で情報伝達が行えるように構成されている。

サーボＣＰＵ１５には、位置ループ，速度ループ，電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ１３とデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１４が接続されている。サーボＣＰＵ１５には、サーボＣＰＵ１５からの指令に基づいて型開閉用モータＭ１，テープ搬送用モータＭ２を駆動するサーボアンプ１１，１２が接続され、各サーボモータＭ１，Ｍ２に取り付けられた位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２からの出力がサーボＣＰＵ１５に帰還されるようになっている。各サーボモータＭ１，Ｍ２の回転位置は、位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２からの位置のフィードバック信号に基づいてサーボＣＰＵ１５により算出され、各現在位置記憶レジスタに更新記憶される。

ＰＭＣＣＰＵ１７には射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶したＲＯＭ１８および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１９が接続され、ＣＮＣＣＰＵ２０には、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラム、本発明に関連した金属テープ４２を搬送する搬送装置を制御する制御プログラムなどの各種プログラムを記憶したＲＯＭ２１および演算データの一時記憶に用いられるＲＡＭ２２が接続されている。
成形データ保存用ＲＡＭ２３は、不揮発性のメモリであって、射出成形作業に関する成形条件と各種設定値，パラメータ，マクロ変数等を記憶する成形データ保存用のメモリである。表示装置／ＭＤＩ（手動データ入力装置）２５は表示回路２４を介してバス１６に接続され、機能メニューの選択および各種データ（テープ初期長さ、運転モードに応じた１成形サイクルあたりの金属テープ４２の搬送量、１成形サイクルあたりの時間（サイクル時間））の入力操作等が行える。例えば、後述する連続成形運転中のテープ搬送量（設定値）Ｆａｕｔｏや追加のテープ搬送量（設定値）Ｆａｄｄを入力することができる数値データ入力用のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設けられている。なお、表示装置としては、ＬＣＤ（液晶表示装置）、ＣＲＴ、その他の表示装置を用いたものでもよい。

以上の射出成形機の構成により、ＰＭＣＣＰＵ１７が射出成形機全体のシーケンスを制御し、ＣＮＣＣＰＵ２０がＲＯＭ２１の運転プログラムや成形データ保存用ＲＡＭ２３に格納された成形条件等に基づいて、型開閉用モータＭ１，テープ搬送用モータＭ２を含む各サーボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボＣＰＵ１５は各サーボモータに対して分配された移動指令と位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２を含む位置検出器で検出されたフィードバック信号等に基づいて、ディジタルサーボ処理を実行し、各サーボモータを駆動制御する。

射出成形機Ｍを用いた成形動作を説明する。型開閉用モータＭ１を正方向に回転させると、モータの駆動力は伝動機構を介してボールねじ軸３８の端部に取り付けられたプーリ３７を回転させ、ボールねじ軸３８が正方向に回転させられ、ボールねじ軸３８に螺合したクロスヘッド３９は前進（図１における右方向）させられ、トグルリンク機構３４が作動させられると、可動プラテン３０が前進させられる。

可動プラテン３０に取り付けられた可動側金型３５が固定側金型３６と接触すると（型閉状態）、型締工程に移行する。型締工程では、型開閉用モータＭ１を更に正方向に駆動することで、トグルリンク機構３４によって金型（可動側金型３５，固定側金型３６）に型締力が発生する。そして、射出部Ｍｉに設けられたスクリュ前後進用サーボモータ（図示せず）が駆動されてスクリュ３を軸方向に前進し、金型（３５，３６）内に形成されたキャビティ空間に射出シリンダ１から溶融樹脂が射出され、該キャビティ空間に溶融樹脂が充填される。

型開きを行う場合、型開閉用モータＭ１を逆方向に駆動すると、ボールねじ軸３８が逆方向に回転させられる。それに伴って、クロスヘッド３９が後退し、トグルリンク機構３４が屈曲する方向に作動し、可動プラテン３０がリアプラテン３１の方向に後退する。型開工程が完了すると、成形品４４を可動側金型３５から押し出すエジェクタピン（図示せず）を突き出すためのエジェクタ前後進モータ（図示せず）が作動する。これによって、エジェクタピンが可動側金型３５の内面から突きだされ、可動側金型３５内の成形品４４は可動側金型３５より突き出される。

金属テープ４２上に樹脂成形された成形品４４は、テープ搬送用モータＭ２を駆動することにより間欠的に搬送される。これによって、次回の成形サイクルにおいて金属テープ４２の成形前の部分が可動側金型３５と固定側金型３６の間に位置することになる。

金属テープ４２の搬送が行われると、射出成形機Ｍの制御装置１０は、金属テープ４２の搬送量をテープ搬送用モータＭ２に備えられた位置・速度検出器Ｐ２からのフィードバック情報（位置情報）によって取得できる。運転モードにしたがって間欠的に搬送される金属テープ４２の搬送量は予め設定されており、制御装置１０は運転モードに応じて予め設定された搬送量分だけ金属テープ４２を送るようテープ搬送用モータＭ２を駆動する。

次に、運転モードの一つである成形条件調整モードにおける金属テープ４２の搬送制御について説明する。図２に示されるように、成形条件調整中における金属テープ４２の搬送量を、連続成形中における金属テープ４２の搬送量に対し、例えば成形品４４の１個分だけ搬送量を増やす。これによって金属テープ４２上の成形品４４は成形サイクル毎に成形品１個分だけ隙間が形成されたテープが搬送される。この隙間によって、容易に成形サイクルの区切りを識別することが可能になる。

さらに、成形条件調整中に成形サイクルが終了したばかりの成形品４４を目視確認することが容易でない場合には、成形サイクルが終了したばかりの成形品を作業者が目視可能な位置までテープを搬送する。なお、作業者が目視可能な位置まで金属テープ４２を搬送すると、成形品４４が作られていない長さ分だけテープが無駄になるので、成形品４４を目視で検査した後は搬送装置を逆転させて金属テープ４２を巻き戻した後に、次回の成形サイクルを開始するようにしてもよい。

射出成形機Ｍの運転中の運転モードが連続成形運転モードであるか、あるいは成形条件調整モード（連続成形運転モード以外のモード）であるかの判別は、射出成形機Ｍの運転モードが自動運転モードであるか半自動運転モードであるかなど、既存の運転モードに基づいて行うことができる。あるいは、成形条件調整モードであることを指定するためのボタンやスイッチを新たに追加するのでもよい。

さらに、連続運転モードによる連続運転開始直後は成形が安定せず不良品となる場合があるため、目視検査による判定で良品が確認されるまでの間は、前述のボタンやスイッチを使用して連続運転中であっても、成形条件調整モードと同様に金属テープ４２の搬送量を増やし、良品が連続して成形されるようになったことを確認した時点で、連続運転モードの搬送量にしたがって金属テープ４２を搬送するようにしてもよい。

また、連続運転開始後、良品が得られるまでのサイクル数があらかじめ判っている場合には、その間のテープ搬送量を自動的に成形条件調整モードの搬送量としてもよい。これにより、成形品４４が成形された金属テープ４２をリールに回収した後であっても成形品間の隙間を確認することにより、良品が得られるまでのサイクルを容易に識別することができる。

なお、本発明では成形条件調整中であるか否かなど射出成形機Ｍの運転モードによって毎成形サイクルの金属テープ４２の搬送量を変化させるため、搬送装置にはサーボモータを使用することが望ましい。また、前記の搬送装置の搬送制御を射出成形機Ｍの制御装置１０が行ってもよいし、射出成形機Ｍの制御装置１０に接続され、射出成形機Ｍの運転モードを受信して金属テープ４２の搬送量を変更する制御を行う独立した制御装置であってもよい。

図３は本発明に係る処理を説明するフローチャートである。
●［ステップＳＡ０１］１成形サイクル運転を実行開始する。
●［ステップＳＡ０２］１成形サイクル終了か否か判断し、１成形サイクル終了の場合にはステップＳＡ０３へ移動し、１成形サイクル終了ではない場合にはステップＳＡ０１へ戻る。
●［ステップＳＡ０３］成形条件調整中であるか否か判断し、成形条件調整中である場合にはステップＳＡ０４へ移行し、成形条件調整中ではない場合にはステップＳＡ０５へ移行する。
●［ステップＳＡ０４］連続成形運転中のテープ搬送量（設定値）Ｆａｕｔｏに追加のテープ搬送量（設定値）Ｆａｄｄを加算した値を搬送量Ｆとする。
●［ステップＳＡ０５］連続成形運転中のテープ搬送量（設定値）Ｆａｕｔｏを搬送量Ｆとする。
●［ステップＳＡ０６］テープ搬送装置によって搬送量Ｆだけテープ（金属テープ）を搬送し、ステップＳＡ０１に戻り処理を継続する。

１ 射出シリンダ
２ ノズル
３ スクリュ
４ ホッパ
５ 射出装置

１０ 制御装置
１１ サーボアンプ
１２ サーボアンプ
１３ ＲＯＭ
１４ ＲＡＭ
１５ サーボＣＰＵ
１６ バス
１７ ＰＭＣＣＰＵ
１８ ＲＯＭ
１９ ＲＡＭ
２０ ＣＮＣＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ 成形データ保存用ＲＡＭ
２４ 表示回路
２５ 表示装置／ＭＤＩ（手動データ入力装置）

３０ 可動プラテン
３１ リアプラテン
３２ タイバ
３３ 固定プラテン
３４ トグルリンク機構
３５ 可動側金型
３６ 固定側金型
３７ プーリ
３８ ボールねじ軸
３９ クロスヘッド
４０ 金属テープ供給用リール
４１ 成形品回収用リール
４２ 金属テープ
４４ 成形品

Ｍ 射出成形機
Ｍｃ 型締部
Ｍｉ 射出部
Ｍ１ 型開閉用モータ
Ｍ２ テープ搬送用モータ

Ｐ１，Ｐ２ 位置・速度検出器

Ｆ 搬送量
Ｆａｕｔｏ 連続成形運転中のテープ搬送量（設定値）
Ｆａｄｄ 追加のテープ搬送量（設定値）

Claims (5)

1. 連続したテープと該テープを成形サイクル毎にあらかじめ設定された搬送量だけ射出成形機の金型間に搬送するテープ搬送装置において、該テープ搬送装置は前記射出成形機の運転モードにしたがって成形サイクル毎の前記テープの搬送量を変更する搬送量変更手段を有することを特徴とするテープ搬送装置の制御装置。
2. 前記射出成形機の運転モードは少なくとも連続成形運転モードと連続成形運転モード以外の運転モードを含むことを特徴とする請求項１に記載のテープ搬送装置の制御装置。
3. 前記連続成形運転モード以外の運転モードにおける前記テープの搬送量は少なくとも前記連続成形運転モードにおける前記テープの搬送量よりも長いことを特徴とする請求項２に記載のテープ搬送装置の制御装置。
4. 前記テープ搬送装置の制御装置の前記テープの搬送量を制御する機能を射出成形機の制御装置が有すること特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のテープ搬送装置の制御装置。
5. 前記テープ搬送装置の制御装置は射出成形機の制御装置に接続された独立した制御装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のテープ搬送装置の制御装置。

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