JP5761824B2 - 成形品取出し機における吸着圧制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、成形品取出し機において成形品を吸着保持して所定個所に取出すチャックに設けられる吸着パッドの吸着圧制御方法に関する。

本出願人は、特許文献1に示す成形品取出し機を提案した。該成形品取出し機は、電気ケーブルを介して接続され、チャックの移動位置を設定する各種入力手段及び入力された移動位置を表示する表示手段を備えた操作ボックスにあって、該成型品取出機には、負圧を発生する負圧発生装置、負圧発生装置と吸着パッドとを接続する吸着系、負圧発生装置による負圧を可変調整する負圧調整部材、吸着系の実吸着圧を検出して電気信号を出力する吸着圧検出器を設けると共に操作ボックスには、吸着パッドによる成型品の吸着圧を設定する吸着圧設定手段、吸着圧検出器からの電気信号に基づいて吸着系の実吸着圧を表示する吸着圧表示手段、吸着パッドによる成型品の吸着良否を判別するための不良吸着圧を設定する不良吸着圧設定手段、吸着パッドによる成型品の吸着時に実吸着圧が不良吸着圧以下の場合に警告する警告手段及び吸着圧設定手段により設定された吸着圧に基づいて負圧調整部材を制御して実吸着圧を所望の吸着圧に可変制御すると共に成型品吸着時の実吸着圧が不良吸着圧以下の時に警告手段を作動制御する制御手段により構成される。

該成形品取出し機の制御手段は、吸着パッドの実吸着圧が、予め設定された吸着検知圧に達したか否かに基づいて成形品の吸着状態を判別しているが、成形品が正常に吸着された後においても、真空発生装置の駆動を継続して真空（負圧）吸引状態を継続している。このため、真空発生装置の稼働時間が長くなってエアーの消費量及び消費電力が増大して成形コストが高コスト化する問題を有している。なお、圧縮空気の通過に伴って負圧を発生させる形式の負圧発生装置にあっても、負圧を発生させるには、圧縮空気を発生させるためのブロア装置の運転を継続する必要があり、エアー消費量及び消費電力の増大が避けら
れなかった。

また、成形品が正常に吸着された後においても、真空発生状態が継続して吸着圧が高くなる結果、成形品に吸着痕が形成されて不良品化する恐れがある。これにより成形品の不良化率が高くなって成形コストが増大する問題を有している。

特許第３８９７２８６公報

解決しようとする問題点は、成形品が正常に吸着された後においても、真空吸引状態が継続されることにより真空発生装置の稼働時間が長くなってエアーの消費量及び消費電力が増大して成形コストが高コスト化する点にある。また、成形品が正常に吸着された後においても、真空発生状態が継続されることにより吸着圧が高くなって成形品に吸着痕が形成され、成形品の不良化率が高くなる点にある。

本発明は、樹脂成形機から成形品を吸着パッドにより吸着保持して所定の開放位置に取出す成形品取出し機において、負圧（真空）手段と吸着パッドの負圧流路に設けられた吸着圧検知手段により吸着パッドによる成形品の実吸着圧を検出し、該実吸着圧が予め設定された吸着検知圧に達した際に吸着パッドに成形品が吸着保持されたと判断する、上記実吸着圧が、吸着検知圧より高い負圧の吸着停止閾値圧に達した際に、負圧手段の駆動を停止制御する
負圧手段の駆動停止後の実吸着圧が、吸着検知圧より高く、かつ吸着停止閾値圧より低い負圧の再駆動閾値圧に達した際に負圧手段を再駆動すると共に成形品取出し機を駆動制御する各種制御ユニットが収容された制御ボックスに着脱可能に取付けられる操作ペンダントに表示部材を設け、該表示部材に上記実吸着圧、吸着検知圧、吸着停止閾値圧、再駆動閾値圧の内、少なくともに実吸着圧及び吸着検知圧を表示することを主要な特徴とする。

本発明は、樹脂成形機から成形品を吸着パッドにより吸着保持して所定の開放位置に取出す成形品取出し機において、負圧（真空）手段と吸着パッドの負圧流路に設けられた吸着圧検知手段により吸着パッドによる成形品の実吸着圧を検出し、該実吸着圧が予め設定された吸着検知圧に達した際に吸着パッドに成形品が吸着保持されたと判断し、上記実吸着圧が負圧手段の最大負圧より低い値で、吸着検知圧より高く、かつ成形品への吸着痕形成を回避する負圧の吸着停止閾値圧に達した際に、負圧手段の駆動を停止制御する一方、負圧手段の駆動停止後の実吸着圧が、上記吸着検知圧より高く、上記吸着停止閾値圧より低い負圧の再駆動閾値圧に達すると負圧手段を再駆動すると共に、成形品取出し機を駆動制御する各種制御ユニットが収容された制御ボックスに着脱可能に設けられた操作ペンダントの表示部材に上記実吸着圧及び吸着検知圧を表示する際に、上記吸着検知圧を、表示部材に表示されたウィンドウを操作した後に表示部材に表示された数値設定ボタンにより所望の負圧が上記吸着停止閾値圧より低い負圧であることを条件に設定可能にする一方、吸着検知圧が吸着停止閾値圧より高い負圧の場合には設定を禁止することを主要な特徴とする。

成形品取出し機の概略を示す斜視図である。 吸着パッドの負圧回路を示す説明図である。 操作ペンダントの概略を示す斜視図である。 制御概略を示す電気的ブロック図である。 吸着圧設定前の画像を示す説明図である。 吸着圧設定後の画像を示す説明図である。 吸着圧制御フローの一部を示すフローチャートである。 吸着圧制御フローの一部を示すフローチャートである。 実吸着圧が吸着検知圧に達した状態の画像を示す説明図である。 実吸着圧が吸着閾値圧に達した状態の画像を示す説明図である。 実吸着圧が吸着閾値圧より高くなった際の画像を示す説明図である。 吸着圧設定モード時の変更画像を示す説明図である。 吸着閾値圧の設定画像を示す説明図である。

実吸着圧が予め設定された吸着検知圧に達した際に吸着パッドに成形品が吸着保持されたと判断する、上記実吸着圧が、吸着検知圧より高い負圧の吸着停止閾値圧に達した際に、負圧手段の駆動を停止制御する、負圧手段の駆動停止後の実吸着圧が、吸着検知圧より高く、かつ吸着停止閾値圧より低い負圧の再駆動閾値圧に達した際に負圧手段を再駆動すると共に表示部材に上記実吸着圧、吸着検知圧、吸着停止閾値圧、再駆動閾値圧の内、少なくともに実吸着圧及び吸着検知圧を表示することを最良の形態とする。

表示部材に上記実吸着圧及び吸着検知圧を表示する際に、上記吸着検知圧を、表示部材に表示されたウィンドウを操作した後に表示部材に表示された数値設定ボタンにより所望の負圧が上記吸着停止閾値圧より低い負圧であることを条件に設定可能にする一方、吸着検知圧が吸着停止閾値圧より高い負圧の場合には設定を禁止することを最良の形態とする。

図２に示すように、吸着パッド１７の負圧回路１９は、例えばエアーブロー装置等の圧縮空気発生装置２１、該圧縮空気発生装置２１の前段側（吸着パッド１７側）に接続され、圧縮空気が通過する際にベルヌーイの法則に基づいて負圧を発生させる負圧発生装置２３、該負圧発生装置２３の前段側に接続され、例えばダイヤフラムやピエゾ素子、バイモルフ素子の圧電素子等からなる歪ゲージにより構成される吸着圧検知器２５、圧縮空気発生装置２１の前段側に分岐接続され、後述する負圧破壊するために噴射される圧縮空気の圧力を調整する噴射空気圧調整器２７、該噴射空気圧調整器２７の前段側と吸着パッド１７及び吸着圧検知器２５の間に分岐接続され、電磁ソレノイド等から構成される噴射空気開閉弁２９により構成される。上記部材の内、負圧発生装置２３、吸着圧検知器２５、噴射空気圧調整器２７、噴射空気開閉弁２９は、上記した走行体５上に搭載される。

図３に示すように、負圧回路１９の制御手段３１は、樹脂成形機の操作側または反操作側の床面に設置され、成形品取出し機１を駆動制御する各種制御ユニット（図示せず）が収容された制御ボックス３３に着脱可能に取付けられる操作ペンダント３５に収容される。該操作ペンダント３５は、主にチャック１５の移動位置を設定したり、吸着圧を設定したりするモードに切換える各種モード切換キー３５ａ、設定キー３５ｂ及び入力キー３５ｃと設定された各種データを確認する液晶タッチパネルからなる表示部材３５ｄが設けられている。

尚、上記した各種モード切換キー３５ａ、設定キー３５ｂ及び入力キー３５ｃは、物理的な部材の他に、表示部材３５ｄに表示されるキー又は釦の画像をタッチ操作することにより所定動作させる形式であってもよい。

図４に示すように、制御手段３１のＣＰＵ３７は、プログラム記憶手段３９及び作業記憶手段４１を有し、プログラム記憶手段３９には、吸着制御プログラム、吸着圧表示プログラム、吸着検知圧設定プログラム、吸着停止閾値圧設定プログラム等の各種プログラムデータが記憶されている。また、作業記憶手段４１は、検出される実吸着圧を所定のサンプリングタイム毎に順次記憶するシフトレジスタ等の実吸着圧記憶領域４１ａ、予め設定される吸着検知圧を記憶する吸着検知圧記憶領域４１ｂ、予め設定される吸着停止閾値圧を記憶する吸着停止閾値圧記憶領域４１ｃ等を有している。実吸着圧記憶領域４１ａには、吸着パッド１７による成形品の吸着時における実際の吸着圧データが記憶される。吸着検知圧記憶領域４１ｂには、後述する吸着検知圧設定モード時に設定され、吸着パッド１７が成形品を吸着保持したと判定するための吸着検知圧データが記憶される。吸着停止閾値記憶領域４１ｃには、後述する吸着停止閾値圧設定モード時に設定され、吸着パッド１７による成形品の吸着保持時に圧縮空気発生装置２１をＯＦＦ制御するための吸着停止閾値圧データが記憶される。

また、ＣＰＵ３７には、入出力手段４３を介して上記した圧縮空気発生装置２１及び吸着圧検知器２５が接続されている。該入出力手段４３は、圧縮空気発生装置２１をＯＮ−ＯＦＦ制御する際にＣＰＵ３７から出力される制御信号をＤ／Ａ変換したり、吸着検知器２５から出力される電気信号をＡ／Ｄ変換したりする。

ＣＰＵ３７には、表示部材３５ｄが表示制御手段４５を介して接続される。ＣＰＵ３７は、例えばモード切換キー３５ａにより吸着圧設定モードに切換えられた際に、吸着圧設定プログラムに基づいて表示部材３５ｄに図５に示す画像を表示させる。該画像中には、設定された吸着検知圧を数値表示する吸着検知圧表示ウィンドウ４７ａ、設定された吸着停止閾値圧を数値表示する吸着停止閾値圧表示ウィンドウ４７ｂ、稼働中の実吸着圧を数値表示する実吸着圧表示ウィンドウ４７ｃ、テンキー設定釦４７ｄ、プラス釦４７ｅ、マイナス釦４７ｆ及び設定された吸着検知圧及び吸着停止閾値圧と稼働中の実吸着圧を関連してグラフ画像表示するグラフ表示ウィンドウ４７ｇが配列される。なお、グラフ表示ウィンドウ４７ｇに表示される実吸着圧は、吸着圧の変化に基づいて変位する針画像として表示される。

次に、成形品の吸着制御方法を説明する。
先ず、作業者は、成形品の形状や重量等に基づいて吸着検知圧及び吸着停止閾値圧をそれぞれ設定する。この吸着検知圧は、吸着パッド１７による成形品の吸着時に実吸着圧が所定値に達した際に、成形品を吸着保持したと判断するための吸着圧で、例えば負圧発生装置２５の最大負圧が−７０ＫＰｓの場合、例えば−４０ＫＰｓに設定される。また、吸着停止閾値圧は、圧縮空気発生装置２１を停止制御する際の吸着圧で、吸着検知圧が上記−４０ＫＰｓの場合には、上記吸着検知圧より高い負圧値の、例えば−６０ＫＰｓに設定される。

尚、上記操作により設定される吸着検知圧及び吸着停止閾値圧は、常に吸着検知圧が吸着停止閾値圧より低い負圧であることが条件で、反対の吸着圧が設定された際には、ＣＰＵ３７は、設定値の入力を禁止すると共にエラーメッセージを表示する等の設定禁止処理を実行する。

上記吸着検知圧及び吸着停止閾値圧の設定は、以下のように行う。
操作ペンダント３５のモード切換キー３５ａの操作により吸気圧設定モードに切換えると、ＣＰＵ３７は、表示部材３５ｄに図５に示す画像を表示させる。そして吸着検知圧を設定するには、該画像中の吸着検知圧表示ウィンドウ４７ａがタッチ操作されると、ＣＰＵ３７は、吸着検知圧設定プログラムに基づいてタッチ操作されるプラス釦４７ｅ、マイナス釦４７ｆまたはテンキー設定釦４７ｄのタッチ操作により表示されるテンキー（図示せず）のタッチ操作により設定された所望の吸着検知圧を吸着検知圧記憶領域４１ｂに記憶させると共に吸着検知圧表示ウィンドウ４７ａに、設定された吸着検知圧を表示させる。また、ＣＰＵ３７は、グラフ表示ウィンドウ４７ｇに、吸着検知圧記憶領域４１ｂに記憶された吸着検知圧データをグラフ表示させる。

吸着停止閾値圧を設定するには、吸気圧設定モード時に図５に示す画像中の吸着停止閾値圧表示ウィンドウ４７ｂがタッチ操作されると、ＣＰＵ３７は、吸着停止閾値圧設定プログラムに基づいてタッチ操作されるプラス釦４７ｅ、マイナス釦４７ｆまたはテンキー設定釦４７ｄのタッチ操作により表示されるテンキーのタッチ操作により設定された所望の吸着停止閾値圧を吸着停止閾値圧記憶領域４１ｃに記憶させると共に吸着停止閾値圧表示ウィンドウ４７ｂに、設定された吸着停止閾値圧を表示させる。また、ＣＰＵ３７は、グラフ表示ウィンドウ４７ｇに、吸着停止閾値圧記憶領域４１ｃに記憶された吸着停止閾値圧データを上記吸着検知圧データと色違いでグラフ表示させる。（図６参照）

次に、吸着圧制御方法を説明する。
図７及び８に示すように、樹脂成形機により成形された成形品を成形品取出し機１により取出す際に、ステップ７１により、走行体５、前後走行体１１及び上下ユニット１３をそれぞれ移動制御してチャック１５を、樹脂成形機における金型内に保持された成形品に近接した状態で相対させる。このとき、圧縮空気発生装置２１が駆動状態で、負圧発生装置２３は、供給される圧縮空気により負圧形成されている。従って、吸着パッド１７は、接続された負圧回路１９により外気を吸引している。

次に、ステップ７３により、前後走行体１１の前進移動に伴って吸着パッド１７の先端が成形品に当接される。これにより吸着パッド１７の開口部が閉鎖されて負圧状態になり、成形品を吸着させる。そしてステップ７５により、吸着パッド１７に至る流路の負圧を予め設定されたサンプリングタイム毎に吸着圧検知器２５により検出し、吸着圧に応じた電気信号の信号レベルに対応してＡ／Ｄ変換された実吸着圧データを実吸着圧記憶領域４１ａに順次記憶し、実吸着圧記憶領域４１ａに記憶された実吸着圧データに基づいて実吸着圧表示ウィンドウ４７ｃに数値表示させると共にグラフ表示ウィンドウ４７ｇに変位する針画像として表示させる。

次に、ステップ７７により、吸着パッド１７による成形品の吸着の進展に伴って吸着圧検出器２５により検出される実吸着圧が吸着検知圧記憶領域４１ｂに記憶された吸着検知圧に達したか否かを判定し、該ステップ７７がＹＥＳ（図９参照）のとき、ステップ７９により、成形品取出し機１の制御ユニットに駆動指示信号を出力して、例えば前後走行体１１を後退移動させて吸着パッド１７に吸着保持された成形品を金型内から抜き出す所定の取出し動作を行わせる。反対に、該ステップ７７がＮＯのとき、ステップ７７に戻る。

上記した吸着パッド１７による成形品の吸着保持時においては、圧縮空気発生装置２１の駆動が継続されることにより吸着パッド１７による成形品の吸着圧（負圧）が徐々に高くなる。このため、次にステップ８１により、吸着圧検知器２５により検出される実吸着圧が吸着停止閾値圧記憶領域４１ｃに記憶された吸着停止閾値圧に達したか否かを判定し、該ステップ８１がＹＥＳ（図１０参照）のとき、ステップ８３により、圧縮空気発生装置２１にＯＦＦ制御信号を出力して駆動を停止させる。反対に、ステップ８１がＮＯのとき、ステップ８１に戻る。

圧縮空気発生装置２１の駆動が停止されると、負圧形成が中断されるため、吸着パッド１７による成形品の実吸着圧が徐々に低くなる。このため、次にステップ８５により、吸着圧検知器２５により検出される実吸着圧が吸着停止閾値圧記憶領域４１ｃに記憶された吸着停止閾値圧より、予めプログラムされた所定圧、例えば１０ＫＰｓ低くなった再駆動閾値圧に達したか否かを判定し、該ステップ８５がＹＥＳ（図１１参照）のとき、ステップ８７により、圧縮空気発生装置２１にＯＮ制御信号を出力して再駆動させる。これにより再駆動される圧縮空気発生装置２１により負圧形成が再開されることにより吸着パッド１７による成形品の実吸着圧が、実吸着圧記憶領域４１ａに記憶された吸着検知圧以下になるのを規制して吸着保持状態を維持させる。反対に、上記ステップ８５がＮＯのとき、ステップ８５に戻る。

次に、ステップ８９により、実吸着圧が吸着停止閾値圧に達したか否かを判定し、該ステップ８９がＹＥＳのとき、ステップ91により、圧縮空気発生装置２１をＯＦＦ制御した後に、ステップ９３によりチャック１５が所定の開放位置へ移動したか否かを判定する。なお、上記ステップ８９がＮＯのときには、ステップ８７に戻る。また、上記ステップ９３がＮＯのとき、ステップ８９に戻る。上記動作の繰り返しにより成形品の吸着保持時には、実吸着圧が吸着検知圧と吸着停止閾値圧の間、従って吸着閾値圧以上になるのを回避し、圧縮空気発生装置２１の稼働時間を低減すると共に成形品が過度に吸着されて吸着痕が形成されるのを防止する。

次に、ステップ９３がＹＥＳのとき、ステップ９５により、圧縮空気発生装置２１が駆動しているか否かを判定し、該ステップ９５がＹＥＳのとき、ステップ９７により、噴射空気開閉弁２９に開信号を出力して吸着パッド１７から圧縮空気を噴射させて吸着パッド１７の負圧を強制的に破壊し、成形品の吸着保持を解除させる。反対に、ステップ９５がＮＯのときには、ステップ９９により、圧縮空気発生装置２１をＯＮ制御してステップ９７に移る。

本実施例は、吸着パッド１７による成形品の吸着保持時においては、実吸着圧が吸着検知圧と吸着停止閾値圧の間になるように圧縮空気発生装置２１を駆動制御することにより圧縮空気発生装置２１の稼働時間を低減して圧縮空気の消費量を低減すると共に成形品が、吸着停止閾値圧以上の過度の吸着圧で吸着されることによる吸着痕の発生を防止することができる。

上記説明は、負圧発生装置内において圧縮空気を通過させる際に負圧を発生させるとして説明したが、負圧発生装置を使用せずに真空ポンプ等の真空発生装置を使用して成形品を負圧吸引する方法であってもよい。この場合にあっては、成形品の吸着保持時に、実吸着圧が吸着検知圧と吸着停止閾値圧の間になるように真空発生装置をＯＮ−ＯＦＦ制御すればよい。

上記説明は、成形品の吸着保持時に、真空発生装置のＯＦＦ制御後にＯＮ制御するタイミングをプログラムに依然する方法としたが、ＯＮ制御する再駆動閾値圧に付いても、ＯＦＦ制御する吸着停止閾値圧と同様に、任意に設定する方法であってもよい。即ち、図１２に示すように、吸着圧設定モード時に、表示部材３５ｄに表示される画像中に再駆動閾値圧設定釦１２１を表示する。なお、該画像においては、図５に示す吸着停止閾値圧表示ウィンドウ４７ｂの表示を省略する。

そして再駆動閾値圧設定釦１２１がタッチ操作されると、図１３に示す吸着停止閾値圧設定画像中に、吸着停止閾値圧表示ウィンドウ１２３ａ及び再駆動閾値圧表示ウィンドウ１２３ｂをそれぞれ表示させる。吸着パッド１７による成形品の吸着保持に伴って実吸着圧が吸着検知圧を超えて高くなった際に、圧縮空気発生装置２１をＯＦＦ制御するための吸着停止閾値圧を設定するには、吸着停止閾値圧表示ウィンドウ１２３ａをタッチ操作した後に、上記と同様にして吸着圧を設定する。

一方、圧縮空気発生装置２１がＯＦＦ制御されて負圧発生が規制されると、時間の経過に伴って実吸着圧が低くなり、吸着パッド１７による成形品の吸着が解除される恐れがある。このため、実吸着圧が吸着停止閾値圧が低くなった際に、圧縮空気発生装置２１をＯＮ制御して負圧を発生させる必要がある。再駆動閾値圧は、圧縮空気発生装置２１をＯＮ制御する際の吸着圧で、吸着検知圧より高く、かつ吸着停止閾値圧より低い値で任意に設定される。再駆動閾値圧を設定するには、再駆動閾値圧表示ウィンドウ１２３ｂをタッチ操作した後に、上記と同様にして吸着圧を設定する。

尚、図１２及び１３に示す表示部材３５ｄにおいて、実施例と同一の部材に付いては、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

１ 成形品取出し機
３ 本体フレーム
５ 走行体
９ 前後フレーム
１１ 前後走行体
１３ 上下ユニット
１５ チャック
１７ 吸着パッド
１９ 負圧回路
２１ 圧縮空気発生装置
２３ 負圧発生装置
２５ 吸着圧検知器
２７ 噴射空気圧調整器
２９ 噴射空気開閉弁
３１ 制御手段
３３ 制御ボックス
３５ 操作ペンダント
３５ａ モード切換キー
３５ｂ 設定キー
３５ｃ 入力キー
３５ｄ 表示部材
３７ ＣＰＵ
３９ プログラム記憶手段
４１ 作業記憶手段
４１ａ 実吸着圧記憶領域
４１ｂ 吸着検知圧記憶領域
４１ｃ 吸着停止閾値圧記憶領域
４３ 入出力手段
４５ 表示制御手段
４７ａ 吸着検知圧表示ウィンドウ
４７ｂ 吸着停止閾値圧表示ウィンドウ
４７ｃ 実吸着圧表示ウィンドウ
４７ｄ テンキー設定釦
４７ｅ プラス釦
４７ｆ マイナス釦
４７ｇ グラフ表示ウィンドウ

Claims (1)

1. 樹脂成形機から成形品を吸着パッドにより吸着保持して所定の開放位置に取出す成形品取出し機において、
   負圧（真空）手段と吸着パッドの負圧流路に設けられた吸着圧検知手段により吸着パッドによる成形品の実吸着圧を検出し、
   該実吸着圧が予め設定された吸着検知圧に達した際に吸着パッドに成形品が吸着保持されたと判断し、
   上記実吸着圧が負圧手段の最大負圧より低い値で、吸着検知圧より高く、かつ成形品への吸着痕形成を回避する負圧の吸着停止閾値圧に達した際に、負圧手段の駆動を停止制御する一方、負圧手段の駆動停止後の実吸着圧が、上記吸着検知圧より高く、上記吸着停止閾値圧より低い負圧の再駆動閾値圧に達すると負圧手段を再駆動すると共に、
   成形品取出し機を駆動制御する各種制御ユニットが収容された制御ボックスに着脱可能に設けられた操作ペンダントの表示部材に上記実吸着圧及び吸着検知圧を表示する際に、
   上記吸着検知圧を、表示部材に表示されたウィンドウを操作した後に表示部材に表示された数値設定ボタンにより所望の負圧が上記吸着停止閾値圧より低い負圧であることを条件に設定可能にする一方、吸着検知圧が吸着停止閾値圧より高い負圧の場合には設定を禁止することを特徴とする吸着圧制御方法。

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