JP5781675B1 - 射出成形システム - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形システムにおいて、成形品を成形し、成形された成形品を挿入部品としてさらなる成形品を成形する工程を効率化する。【解決手段】２つの金型ＭＡ１、ＭＡ２、ＭＢ１、ＭＢ２を配設したターンテーブル１６、２６を備えた第１および第２の射出成形機１、２と、直線レール３４、４４上を移動して、第１の射出成形機１の受渡位置１６ｂに位置する金型ＭＡ１、ＭＡ２から一次成形品Ｅ２を取り出して第２の射出成形機２の受渡位置２６ｂに位置する金型ＭＢ１、ＭＢ２に挿入する２つの搬送ロボット３、４と、第１および第２の射出成形機１、２の射出成形工程を同期させ、射出成形工程と同期して搬送ロボット３に第１の射出成形機１から第２の射出成形機２に一次成形品Ｅ２を搬送させ、搬送の間に搬送ロボット４を第２の射出成形機２から第１の射出成形機１に移動させる。【選択図】図２

Description

本発明は、第１および第２の射出成形機と第１の射出成形機で成形された一次成形品を第２の射出成形機に搬送するロボットとを備えた射出成形システムに関する。

近年、複数の射出成形機を同期制御して各射出成形機において成形品をそれぞれ成形し、成形された複数の成形品を用いて完成品を製造する技術が知られている。例えば、特許文献１は、複数の射出成形機においてそれぞれ成形品を成形し、複数の射出成形機の冷却完了時のうち最も遅い時を検出すると、各射出成形機を一斉に開型し、取り出しロボットを同期制御して成形品を同時に取り出して、組立機に挿入する技術を開示している。

また、所定間隔で２つの金型を配設したターンテーブルを備え、ターンテーブルを回転させ２つの金型を成形位置に交互に位置させて射出成形工程を実施する射出成形機が知られている。このような射出成形機では、一方の金型を成形位置に位置させて射出成形工程を行っている間に、他方の金型から成形品を取り出すことにより、効率よく射出成形工程を繰り返すことができる。また、このような射出成形機を、成形した成形品を部品（一次成形品）として用いて、次なる射出成形工程を行うことによりさらなる成形品（二次成形品）を得るインサート成形技術および多色成形技術に応用することが期待されている。

特開平０４−１５１２２３号公報

ここで、複数の射出成形機を用いて複数段階の射出成形工程を行うインサート成形および多色成形を実施するために、複数の射出成形機による複数段階の射出成形工程および複数の射出成形機間の一次成形品の受け渡しを、より効率よく簡単な制御で実現することが求められる。

本射出成形システムは、成形位置と受渡位置にそれぞれ金型を位置させるように、回転方向に所定角度離れた位置に２つの前記金型を配設したターンテーブルを備えた第１および第２の射出成形機と、前記第１の射出成形機と前記第２の射出成形機との間に敷設された直線レール上を往復移動して、前記第１の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型から一次成形品を取り出して前記第２の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型に前記一次成形品を挿入する２つの搬送ロボットと、前記第１の射出成形機と前記第２の射出成形機の射出成形工程を同期させ、該射出成形工程と同期して一方の前記搬送ロボットに前記第１の射出成形機から前記第２の射出成形機に前記一次成形品を搬送させ、該搬送の間に他方の前記搬送ロボットを前記第２の射出成形機から前記第１の射出成形機に移動させるように前記第１の射出成形機と前記第２の射出成形機および前記２つの搬送ロボットを制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。

「２つの前記金型」は、同一の成形物を成形するための金型であってもよく、異なる成形物を成形するための金型であってもよい。また、第１の射出成形機のターンテーブルに配設される金型（一次金型）と、第２の射出成形機のターンテーブルに配設される金型（二次金型）は、要求される一次成形品と二次成形品に応じて選択される。

「成形位置」は、金型を用いた射出成形工程が実施される所定位置である。

「射出成形工程」は、成形位置において各射出成形機に実施される工程を意味する。例えば、射出成形工程には、樹脂材料を金型に充填する充填工程、樹脂材料を金型内で固化させる工程などの金型を用いて成形品を成形するために必要な工程が含まれる。

「受渡位置」は、成形位置から回転方向に所定角度離れた位置であり、第１の射出成形機においては、金型を位置させて、第１の射出成形機における射出成形工程によって成形された成形品を金型から取り出す動作が実施される所定位置であり、第２の射出成形機においては、金型を位置させて、第２の射出成形機における射出成形工程のための一次成形品を金型に挿入する動作が実施される所定位置である。

また、上記「所定角度」は、第１の射出成形機においては、成形位置における射出成形工程中に、受渡位置における金型から成形品の取り出しを円滑に実施可能に位置させることができるものであれば任意の角度としてよい。また、上記「所定角度」は、第２の射出成形機においては、成形位置における射出成形工程中に、受渡位置における一次成形品の挿入を円滑に実施可能に、受渡位置と成形位置を離間して位置させることができるものであれば任意の角度としてよい。例えば、第１および２の射出成形機において所定角度を１８０度とし、受渡位置と成形位置をターンテーブルの軸を挟んで対向する位置に設けることが好ましい。

なお、上記「第１および第２の射出成形機」は、回転方向に所定角度離れた位置に２つの金型を配設したターンテーブルを備え、射出成形工程を同期できるものであれば、種々の射出成形機を採用できる。例えば、第１および第２の射出成形機として、射出成形工程の同期や２つの搬送ロボットの設置を容易にするために、実質的に構成や機能が共通する射出成形機を採用することが好ましい。ただし、第１および第２の射出成形機として、構成や機能が異なる射出成形機を採用してもよい。また、ターンテーブルは一つの回転方向に所定角度回転（正転）して、２つの金型を受渡位置と成形位置に位置させ、一つの回転方向の逆回転方向に所定角度回転（反転）して２つの金型を受渡位置と成形位置に位置させるものとすることができる。また、ターンテーブルは一つの方向にのみ回転して、２つの金型を受渡位置と成形位置に交互に位置させるものであってもよい。

なお、上記「２つの搬送ロボット」は、第１の射出成形機と第２の射出成形機との間に敷設された直線レール上を互いに干渉しないように往復移動して、第１の射出成形機の受渡位置に位置する金型から一次成形品を取り出して第２の射出成形機の受渡位置に位置する金型に一次成形品を挿入できるものであれば、任意の構成や機能の搬送ロボットを採用できる。例えば、２つの搬送ロボットは、射出成形工程との同期や設置を容易にするために、構成や機能を共通させることが好ましい。ただし、２つの搬送ロボットは、構成や機能が異なるものであってもよい。

また、本射出成形システムにおいて、前記第１および第２の射出成形機における前記ターンテーブルの回転と前記一方の搬送ロボットによる搬送と前記他方の搬送ロボットの移動とが共通の期間に行われることが好ましい。

「共通の期間に行われる」とは、第１および第２の射出成形機の各ターンテーブルの回転と一方の搬送ロボットによる搬送と他方の搬送ロボットによる移動の各開始時と各終了時が実質的に一致していることを意味する。また、ターンテーブルの回転速度および搬送ロボットによる搬送速度および移動速度は、安定して成形品を搬送できる速度を維持しつつ、効率よく成形品を搬送できるようにできるだけ大きい速度になるように適宜設定される。

また、本射出成形システムにおいて、前記射出成形工程と同期して前記第１の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型に挿入部品を挿入する挿入装置をさらに備えてもよい。

なお、上記「挿入装置」は、射出成形工程と同期して第１の射出成形機の受渡位置に位置する金型に挿入部品を挿入することができるものであれば、任意の構成とすることができる。例えば、挿入装置を、開閉する把持部を備えたアームを有するものとし、アームをアクチュエータで回転させることにより、機外から受渡位置に挿入部品を把持した状態で搬送し、受渡位置において把持部を開いて挿入部品を金型に挿入させることができる。

また、本射出成形システムにおいて、前記射出成形工程と同期して前記第２の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型から二次成形品を取り出して回収する回収装置をさらに備えてもよい。

なお、上記「回収装置」は、射出成形工程と同期して第２の射出成形機の受渡位置に位置する金型から二次成形品を取り出して回収することができるものであれば、任意の構成とすることができる。例えば、回収装置を開閉する把持部を備えたアームを有するものとし、アームをアクチュエータで回転させることにより、受渡位置において把持部の開閉動作により二次成形品を把持して金型から取り出し、受渡位置から所定の回収位置に二次成形品を把持した状態で搬送することができる。

本射出成形システムによれば、成形位置と受渡位置にそれぞれ金型を位置させるように、回転方向に所定角度離れた位置に２つの金型を配設したターンテーブルを備えた第１および第２の射出成形機と、第１の射出成形機と第２の射出成形機との間に敷設された直線レール上を往復移動して、第１の射出成形機の受渡位置に位置する金型から一次成形品を取り出して第２の射出成形機の受渡位置に位置する金型に一次成形品を挿入する２つの搬送ロボットと、第１の射出成形機と第２の射出成形機の射出成形工程を同期させ、射出成形工程と同期して一方の搬送ロボットに第１の射出成形機から第２の射出成形機に一次成形品を搬送させ、搬送の間に他方の搬送ロボットを第２の射出成形機から第１の射出成形機に移動させるように第１の射出成形機と第２の射出成形機および２つの搬送ロボットを制御する制御装置とを備えている。このため、比較的簡単な制御で、第１および第２の射出成形機においてターンテーブルを用いて効率よく成形品を成形しつつ、タイムラグを発生させないように、第１の射出成形機で成形した一次成形品を第２の射出成形機に搬送することができ、インサート成形または多色成形の生産効率化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る射出成形システムの概略構成図（側面図）。 図１の射出成形システムの概略構成図（平面図）。 図１の射出成形システムの動作タイミングチャート。

図１は、本発明の一実施形態の射出成形システム１０を示す側面図である。図１は型開き状態を示す図である。図２は、本実施形態の射出成形システム１０の概略構成を示す平面図である。本実施形態の射出成形システム１０は、竪型射出成形機である第１の射出成形機１と、射出成形機１と金型や成形材料が異なる以外は同じ構成を有する第２の射出成形機２と、射出成形機１で成形された一次成形品Ｅ２を射出成形機２に搬送する第１の搬送ロボット３および第２の搬送ロボット４と、搬送ロボット３、４がそれぞれその上を移動する直線レール３４、４４と、射出成形機１の一次受渡位置１６ｂに配置された一次固定金型ＭＡ２（または一次固定金型ＭＡ１）に挿入アーム５１で初期挿入部品Ｅ１を挿入する挿入装置５と、初期挿入部品Ｅ１を供給する供給装置７と、射出成形機２の二次受渡位置２６ｂから射出成形機２で成形された二次成形品Ｅ３を回収アーム６１で取り出して回収する回収装置６と、不図示のランナ回収装置と、これらの各装置の動作を同期させる制御装置８を備える。

図１では、主要構成部材の配置を説明し易くするために、側面板や保護カバー等は外した状態で図示されている。本実施形態における射出成形システム１０は、公知の射出成形機１、２に公知の挿入装置５と公知の回収装置６と公知のランナ回収装置（不図示）と公知の各金型ＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３、ＭＢ１、ＭＢ２、ＭＢ３を採用しており、これらの従来同様の機構についてはその説明を適宜省略する。各図において、対応する要素は共通の符号により示される。なお、以下、第１の射出成形機１において一次成形品を成形するための固定金型を一次固定金型と称し、この一次成形品を挿入部品として用いて第２の射出成形機２において二次成形品を成形するための固定金型を二次固定金型と称する。

本実施形態の射出成形機１は、図１と図２に示すように、射出装置１１と、射出装置１１を上部で支持する可動プラテン１４Ａを有する型締装置１２と、回転方向に１８０度離れた位置に２つの一次固定金型ＭＡ１、ＭＡ２を配設したターンテーブル１６とを備える。型締装置１２は、可動プラテン１４Ａと、可動プラテン１４Ａと４本のタイバー１４Ｂを介して連結されたバックプラテン１４Ｃと、バックプラテン１４Ｃに連結された油圧シリンダ１３から構成される。可動プラテン１４Ａの下面には一次可動金型ＭＡ３が取り付けられている。本体下方側の箱形状の基台１５内には油圧シリンダ１３が設けられており、油圧シリンダ１３がバックプラテン１４Ｃを介して可動プラテン１４Ａを上下動することにより、可動プラテン１４Ａに固定された一次可動金型ＭＡ３と、後述の成形位置に配置された一次固定金型ＭＡ１（またはＭＡ２）とを型開閉することができる。なお、射出装置１１は可動プラテン１４Ａに連動して上下動し、一次固定金型ＭＡ１（またはＭＡ２）と一次可動金型ＭＡ３を型締した状態で、射出装置１１の射出シリンダ１１Ａが一次可動金型ＭＡ３に接続されて溶融樹脂を型締された金型内に射出する。

また、基台１５の上には、回転軸１６Ｃを中心に水平面内で回動するターンテーブル１６が配されており、ターンテーブル１６上には回転中心を挟んで互いに対向する位置に２つの一次固定金型ＭＡ１、ＭＡ２が配されている。基台１５内に配置されたサーボモータである電動モータ１９の駆動軸１９Ａには、プーリ１８が取り付けられており、プーリ１８とターンテーブル１６の側面には無端状の伝動ベルト１７が架け渡されている。電動モータ１９は、１８０度単位でターンテーブル１６を回動するように駆動され、１８０度右回り回転（正転）または１８０度左回り回転（反転）して、ターンテーブル１６上に固定された２つの一次固定金型ＭＡ１、ＭＡ２を、一次成形位置１６ａと一次受渡位置１６ｂとに交互に位置させる。

なお、ターンテーブル１６において、一次固定金型ＭＡ１、ＭＡ２が位置決めされて射出装置１１による射出成形工程が実行される位置を一次成形位置１６ａ、一次固定金型ＭＡ１、ＭＡ２が位置決めされて該一次固定金型ＭＡ１、ＭＡ２から一次成形品Ｅ２の取り出しなどの受渡動作が行われる位置を一次受渡位置１６ｂと称する。また、本実施形態では、一次受渡位置１６ａにおいて初期挿入部品Ｅ１の挿入動作も行われる。初期状態（初期位置）では、一次固定金型ＭＡ１が一次成形位置１６ａに位置するとともに一次固定金型ＭＡ２が一次受渡位置１６ｂに位置している。また、第１の射出成形機１は、不図示の制御部を備え、該制御部に設定された制御プログラムに従って所望の工程を実施する。

第２の射出成形機２は、金型や成形材料が異なる以外は第１の射出成形機１と実質的に同じ構成と機能を有する。また、本実施形態では、第１および第２の射出成形機１、２は、Ｙ方向負の向きに装置の前面を向けるように並べて配置されている。なお、第２の射出成形機２で用いる固定金型を、二次固定金型ＭＢ１、ＭＢ２と称し、可動金型を二次可動金型ＭＢ３と称する。また、ターンテーブル２６上の、二次固定金型ＭＢ１、ＭＢ２が位置決めされて第２の射出成形機２に備えられた射出装置（不図示）による射出成形工程が実行される位置を二次成形位置２６ａ、二次固定金型ＭＢ１、ＭＢ２が位置決めされて該二次固定金型ＭＢ１、ＭＢ２からの二次成形品Ｅ３の取り出しなどの受渡動作が行われる位置を二次受渡位置２６ｂと称する。本実施形態では、二次受渡位置２６ｂにおいて一次成形品Ｅ２の挿入動作も行われる。初期状態（初期位置）では、二次固定金型ＭＢ１が二次成形位置２６ａに位置するとともに二次固定金型ＭＢ２が二次受渡位置２６ｂに位置している。

ここでは、一次固定金型ＭＡ１、ＭＡ２は同じ一次成形品Ｅ２を成形するための型であり、二次固定金型ＭＢ１、ＭＢ２は、同じ二次成形品Ｅ３を成形するための型である。一次固定金型ＭＡ１、ＭＡ２と二次固定金型ＭＢ２、ＭＢ２の組み合わせは、所望の成形品に応じて選択可能される。

図１に示すように、第１の射出成形機１の基台１５には、第１の射出成形機１の前面に向かって（図１に示すＹ軸の負の向き）突出する付設台３９が取り付けられており、付設台３９から立設した柱部３８の異なる高さから水平方向にレール支持部３５、４５が設けられ、レール支持部３５、４５の各上面には直線レール３４、４４が取り付けられている。第２の射出成形機２にも、第１の射出成形機１と同じ構成で対応する位置に対応する構成が設けられており、第１および第２の射出成形機１、２の間に直線レール３４、４４が橋架されている。

なお、図２では、説明のために第１および第２の射出成形機１、２の各射出装置および各型締装置の図示を省略し、第１および第２の搬送ロボット３、４を簡略化して図示している。また、図２では、第１および第２の搬送ロボット３、４が図中で互いに重ならないように、第２の搬送ロボット４と直線レール４４の位置をＹ軸方向にずらし、後述の把持部４１の伸びる向きと把持部３１、４１の支持部３３、４３の形状を異ならせている。また、図１は図２のＸ軸負の向きに射出成形システム１０を示すものであるが、第１および第２の射出成形機２の構成が同じであるため、図１では、説明のために第２の射出成形機２に代えて第１の射出成形機１を図示している。

第１の搬送ロボット３は、直線レール３４上を走行する軸受部３４Ａと、軸受部３４Ａに連結された支持部３３と、成形品を把持する把持部３１と、支持部３３に取り付けられ一次成形品Ｅ２を把持可能な位置に把持部３１を位置決めする位置決め部材３２Ａ、３２Ｂとを備える。同様に、第２の搬送ロボット４は、直線レール４４上を走行する軸受部４４Ａと、軸受部４４Ａに連結された支持部４３と、成形品を把持する把持部４１と、支持部４３に取り付けられ一次成形品Ｅ２を把持可能な位置に把持部４１を位置決めする位置決め部材４２Ａ、４２Ｂとを備える。また、第１および第２の搬送ロボット３、４は、それぞれ不図示の制御部と不図示の駆動手段を備え、各制御部が制御プログラムに従って各駆動手段を制御することにより、第１および第２の搬送ロボット３、４の直線レール３４、４４上の往復移動と、把持部３１、４１に備えられた複数の指部の開閉動作による成形品の把持（および解放）と、把持部３１、４１の上下動を行う。

本実施形態では、第１の搬送ロボット３が走行する直線レール３４と、第２の搬送ロボット４が走行する直線レール４４を別途設けている。このため、第１および第２の搬送ロボット３、４が、任意のタイミングで一次受渡位置１６ｂと二次受渡位置２６ｂの間を干渉することなく移動することができ、第１および第２の搬送ロボット３、４が１つの直線レールを走行するように構成した場合よりも、効率よく円滑に一次成形品を第１の射出成形機１から第２の射出成形機２に搬送することができる。また、直線レール上を移動する搬送ロボットを用いたことにより、回転アームを回転させることによって成形品を搬送する搬送ロボットを用いた場合よりも、同じ移動距離を搬送させる場合に設置面積を小さくできる。また、搬送ロボットを移動させる機構を比較的簡易な構造で実現することできるため、様々な大きさや種類の射出成形機に設置しやすい。

なお、第１および第２の搬送ロボット３、４および直線レール３４、４４およびその支持機構は、第１の射出成形機１の一次受渡位置１６ｂと第２の射出成形機２の二次受渡位置２６ｂの間を第１および第２の搬送ロボット３、４が互いに干渉しないで直線レール３４、４４をそれぞれ往復移動し、第１および第２の搬送ロボット３、４が一次受渡位置１６ｂからの一次成形品Ｅ２の取り出しと第２の射出成形機２の二次受渡位置２６ｂにおける一次成形品Ｅ２の挿入とができるように構成されているものであれば、任意の機構および駆動手段を採用してよい。

また、第１および第２の搬送ロボット３、４を実質的に共通の構造とすることが好ましい。例えば、位置決め部材３２Ａ、３２Ｂと位置決め部材４２Ａ、４２Ｂ、支持部３３と支持部４３、および、把持部３１と把持部４１などの互いに対応する構成を、共通部品により構成することができる。この場合には、把持部３１、４１の位置決めや把持動作の制御をより簡易に実現することができ、第１および第２の搬送ロボット３、４の製造の省コスト性を高めることができる。なお、この場合には、各把持部３１、４１が受渡位置１６ｂ（２６ｂ）に向かって延びる向きが共通となるが、直線レール３４、４４上においてすれ違う際に、例えば、位置決め部材３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂおよび把持部３１、４１などを上下動することによって垂直方向に互いに干渉しない位置に位置させるように第１および第２の搬送ロボット３、４を構成すればよい。または、直線レール３４、４４上においてすれ違う際に、位置決め部材３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂおよび把持部３１、４１などを回転させることによって互いに干渉しない位置に位置させるように第１および第２の搬送ロボット３、４を構成すればよい。

また、射出成形システム１０において、第１および第２の射出成形機１、２、第１および第２の搬送ロボット３、４、挿入装置５、回収装置６、供給装置７および不図示のランナ回収装置（射出成形システム１０を構成する各装置）はそれぞれ独立した制御部（不図示）を備えている。作業者が各装置に必要な動作等をそれぞれ記録した制御プログラムを各装置の各制御部に予め登録して、該各装置の各制御部が登録された制御プログラムを実行することにより、各装置が必要な動作等を実施する。

制御装置８は、第１および第２の射出成形機１、２、第１および第２の搬送ロボット３、４、挿入装置５、回収装置６、供給装置７および不図示のランナ回収装置（射出成形システム１０を構成する各装置）の各制御部と信号線によって接続されている。ここでは、第１の射出成形機１に内蔵された制御部が制御装置８の機能を兼ね備えている。制御装置８は、射出成形システム１０を構成する各装置のそれぞれの制御部に対して、それぞれ登録された制御プログラムの実行開始の指令信号を一斉送信することにより、各装置の制御プログラムを同期制御する。また、制御プログラムの開始後は、各装置は、各制御部にそれぞれ登録された制御プログラムに従って各工程を実施する。このように、制御装置８が各装置の動作を同期させるために各装置に制御プログラムの実行開始を指示する指令信号を送信し、その後は、特に同期信号を用いないで各装置にそれぞれ備えられた制御部に登録された制御プログラムに従って各装置に各工程を実行させる場合には、各装置の既存の機能を利用することで制御装置８の機能を簡略化でき、簡易な構成かつ簡単な制御で各装置の同期を実現できる。

なお、制御装置８は、射出成形システム１０を構成する各装置の動作を所望のタイミングで同期させることができるものであれば、いかなる方法を採用してよい。例えば、所定の間隔で各装置に同期信号を送信してもよい。この場合には、各装置の工程をより正確に同期させることができる。また、各装置の各制御部とは別個に制御装置８を設けてもよく、各装置のいずれかの制御部が制御装置８としての機能を兼ね備えたものとしてもよい。

次に、図３のタイミングチャートを用いて、射出成形システム１０の動作を説明する。

まず、制御装置８は、時刻ｔ１に、第１および第２の射出成形機１、２、第１および第２の搬送ロボット３、４、挿入装置５、回収装置６、供給装置７、不図示のランナ回収装置（第１の射出成形機１におけるランナ回収を行う一次側ランナ回収装置、第２の射出成形機２におけるランナ回収を行う二次側ランナ回収装置）に各制御プログラムの開始を指令する指令信号を一斉に送信する。すると、各装置は、各制御部に登録された制御プログラムに従った各工程を同時に開始する。また、射出成形システム１０を構成する各装置は、時刻ｔ１以降については、個々に備えられた制御部により、所定の工程をそれぞれ繰り返すように制御される。

なお、図３におけるｔ１−ｔ１６は初期期間であり、この初期期間では、第１の射出成形機１によって成形される一次成形品Ｅ２を第２の射出成形機２の挿入部品として用いて二次成形品Ｅ３を成形するために、まず、先行して第１の射出成形機１において一次成形品Ｅ２を成形し、第１の射出成形機１によって成形された一次成形品Ｅ２を第２の射出成形機２に搬送し、第２の射出成形機２において、一次成形品Ｅ２を挿入部品として第１回目の射出成形工程を実施する。また、初期期間の後は、図３に示すｔ１６からｔ２６の期間を一つの周期Ｃとして、射出成形システム１０を構成する上記各装置が、周期Ｃに対して登録された所定の工程を繰り返す繰り返し期間である。

まず、周期Ｃにおける各装置の所定の工程について説明する。

第１の射出成形機１は、図３に示すように、周期Ｃにおいて、第１の回転工程Ｐ１、第１の射出成形工程Ｑ１、第２の回転工程Ｐ２、第２の射出成形工程Ｑ２を実行する。詳細には、第１の射出成形機１は、ターンテーブル１６を１８０度回転（反転）する第１の回転工程Ｐ１を実施することにより一次固定金型ＭＡ２を一次受渡位置１６ｂに位置させるとともに一次固定金型ＭＡ１を一次成形位置１６ａに位置させる。次に、一次固定金型ＭＡ１と一次可動金型ＭＡ３からなる金型を用いて、型閉じ、型締、射出、保圧、冷却、型開き、固定金型ＭＡ１からの一次成形品Ｅ２の取り外し（成形品の突き出し）からなる第１の射出成形工程Ｑ１を実行して、一次成形品Ｅ２を成形する。続いて、第１の射出成形機１は、ターンテーブル１６を１８０度回転（正転）する第２の回転工程Ｐ２を実施することにより一次固定金型ＭＡ１を一次受渡位置１６ｂに位置させるとともに一次固定金型ＭＡ２を一次成形位置１６ａに位置させる。続いて、第１の射出成形機１は、一次固定金型ＭＡ２と一次可動金型ＭＡ３からなる金型を用いて、型閉じ、型締、射出、保圧、冷却、型開き、一次固定金型ＭＡ２からの一次成形品の取り外しからなる第２の射出成形工程Ｑ２を実施して一次成形品Ｅ２を成形する。

第２の射出成形機２は、図３に示すように、周期Ｃにおいて、第３の回転工程Ｐ３、第３の射出成形工程Ｑ３、第４の回転工程Ｐ４、第４の射出成形工程Ｑ４を実行する。詳細には、第２の射出成形機２は、ターンテーブル２６を１８０度回転（反転）する第３の回転工程Ｐ３を実施することにより二次固定金型ＭＢ２を二次受渡位置２６ｂに位置させるとともに二次固定金型ＭＢ１を二次成形位置２６ａに位置させる。次に、二次固定金型ＭＢ１と二次可動金型ＭＢ３からなる金型を用いて、型閉じ、型締、射出、保圧、冷却、型開き、二次固定金型ＭＢ１からの二次成形品の取り外し（成形品の突き出し）からなる第３の射出成形工程Ｑ３を実施して二次成形品Ｅ３を成形する。次に、ターンテーブル２６を１８０度回転（正転）する第４の回転工程Ｐ４を実施することにより二次固定金型ＭＢ１を二次受渡位置２６ｂに位置させるとともに二次固定金型ＭＢ２を二次成形位置２６ａに位置させる。続いて、二次固定金型ＭＢ２と二次可動金型ＭＢ３からなる金型を用いて、型閉じ、型締、射出、保圧、冷却、型開き、二次固定金型ＭＢ２からの二次成形品の取り外しからなる第４の射出成形工程Ｑ４を実施して二次成形品Ｅ３を成形する。なお、第１〜第４の射出成形工程Ｑ１〜Ｑ４における射出成形のための各動作に関連するパラメータは所望の成形品に応じて設定される。

第１の搬送ロボット３は、周期Ｃにおいて、二次受渡位置２６ｂから一次受渡位置１６ｂに移動する移動工程Ｒ１（時刻ｔ１６からｔ１７参照）と、一次受渡位置１６ｂにおいて一次固定金型ＭＡ２から一次成形品Ｅ２を取り出す取出工程Ｒ２（時刻ｔ１７からｔ１８参照）と、一次受渡位置１６ｂから二次受渡位置２６ｂに一次成形品Ｅ２を搬送する搬送工程Ｒ３（時刻ｔ２１からｔ２２参照）と、二次受渡位置２６ｂにおいて二次固定金型ＭＢ１に一次成形品Ｅ２を挿入する挿入工程Ｒ４（時刻ｔ２４からｔ２５参照）とを予め設定した時間間隔で実行する。

第２の搬送ロボット４は、周期Ｃにおいて、一次受渡位置１６ｂから二次受渡位置２６ｂに一次成形品Ｅ２を搬送する搬送工程Ｓ１（時刻ｔ１６からｔ１７参照）と、二次受渡位置２６ｂにおいて二次固定金型ＭＢ１に一次成形品Ｅ２を挿入する挿入工程Ｓ２（時刻ｔ１９からｔ２０参照）と、二次受渡位置２６ｂから一次受渡位置１６ｂに移動する移動工程Ｓ３（時刻ｔ２１からｔ２２参照）と、一次受渡位置１６ｂにおいて一次固定金型ＭＡ２から一次成形品Ｅ２を取り出す取出工程Ｓ４（時刻ｔ２２からｔ２３参照）とを予め設定した時間間隔で実行する。

挿入装置５は、周期Ｃの半周期を１つの周期として、一次受渡位置１６ｂに位置する固定金型ＭＡ１、ＭＡ２に初期挿入部品を挿入する初期挿入工程（時刻ｔ１９からｔ２０および時刻ｔ２４からｔ２５参照）を予め設定した時間間隔で実行する。また、回収装置６は、一周期Ｃの半周期を１つの周期として、二次受渡位置２６ｂに位置する二次固定金型ＭＢ１、ＭＢ２から二次成形品を回収する回収工程（時刻ｔ１７からｔ１８および時刻ｔ２２からｔ２３参照）を予め設定した時間間隔で繰り返す。また、一次側ランナ回収装置（および二次側ランナ回収装置）は、一周期Ｃの半周期を１つの周期として、一次受渡位置１６ｂ（二次受渡位置２６ｂ）に位置する固定金型ＭＡ１、ＭＡ２（二次固定金型ＭＢ１、ＭＢ２）からランナを回収するランナ回収工程（時刻ｔ１８からｔ１９および時刻ｔ２３からｔ２４参照）を予め設定した時間間隔で実行する。なお、初期挿入工程、挿入工程Ｒ４、Ｓ２、取出工程Ｒ２、Ｓ４、回収工程およびランナ回収工程は、各射出成形工程Ｑ１（Ｑ３），Ｑ２（Ｑ４）の期間内に実行され、各目的を達成するものであれば、実行タイミングを適宜調整してよい。

次に、時刻ｔ１からｔ１６の初期期間における各装置の動作について説明する。初期工程の事前準備として、時刻ｔ０からｔ１の間に、初期挿入部品Ｅ１が一次受渡位置１６ｂに位置する一次固定金型ＭＡ２に手動で挿入される。また、予め作成しておいた一次成形品Ｅ２が二次受渡位置２６ｂに位置する二次固定金型ＭＢ２に手動で挿入される。なお、この段階における初期挿入部品Ｅ１の一次固定金型ＭＡ２への挿入は、挿入装置５によって行ってもよい。また、時刻ｔ１の時点では、一次固定金型ＭＡ１と二次固定金型ＭＢ１は、何も挿入部品等が挿入されず空の状態である。

なお、初期期間においても、繰り返し期間においても、第２の射出成形機２と第２の搬送ロボット４がｔ１からｔ１１まで待機期間とされ、回収装置６と二次側ランナ回収装置がｔ１からｔ１６まで待機期間とされることを除いて、第１の射出成形機１、第２の射出成形機２、第１の搬送ロボット３、第４の搬送ロボット３、挿入装置５、回収装置６、一次側ランナ回収機、二次側ランナ回収機は、それぞれ所定のタイミングで所定の動作を繰り返し実行している。例えば、時刻ｔ１からｔ６は、周期Ｃの後半周期（時刻ｔ２１からｔ２６）に対応する共通動作が、第１の射出成形機１、第１の搬送ロボット３、挿入装置５で実行される。例えば、時刻ｔ６からｔ１１は、周期Ｃの前半周期（時刻ｔ１６からｔ２１）に対応する共通動作が、第１の射出成形機１、第１の搬送ロボット３、挿入装置５、一次側ランナ回収装置で実行される。時刻ｔ１１からｔ１６は、周期Ｃの後半周期（時刻ｔ２１からｔ２６）に対応する共通動作が、第１および第２の射出成形機１、２、第１および第２の搬送ロボット３、４、挿入装置５、回収装置６、一次側ランナ回収装置で実行される。

初期期間では、第１の射出成形機１は、時刻ｔ１からｔ２の期間に、第２の回転工程Ｐ２を行って、初期挿入部品Ｅ１が挿入された一次固定金型ＭＡ２を一次成形位置１６ａに位置させ、空の一次固定金型ＭＡ１を一次受渡位置１６ｂに位置させる。次に、時刻ｔ２からｔ６の期間に、第１の射出成形機１は、一次成形位置１６ａにおいて第２の射出成形工程Ｑ２を実施して一次成形品Ｅ２を成形する。一方、時刻ｔ４からｔ５の期間に、挿入装置５は、一次受渡位置１６ｂに位置する空の一次固定金型ＭＡ１に供給装置７から供給された初期挿入部品Ｅ１を挿入する。また、時刻ｔ１２の期間に、第１の搬送ロボット３は、一次受渡位置１６ｂに位置する一次固定金型ＭＡ１が空であるため何も持たずに一次受渡位置１６ｂから二次受渡位置２６ｂに移動し（搬送工程Ｒ３に相当）、時刻ｔ２−ｔ６の期間は二次受渡位置２６ｂにおいて待機する。

また、第１の射出成形機１は、時刻ｔ６からｔ７の期間に第１の回転工程Ｐ１を行って、時刻ｔ７からｔ１１の間に第１の射出成形工程Ｑ１を実施して一次成形品Ｅ２を成形する。

一方、第１の搬送ロボット３は、時刻ｔ６からｔ７の期間に移動工程Ｒ１を行い、時刻ｔ７からｔ８の期間に取出工程Ｒ２を行う。一次側ランナ回収装置は、時刻ｔ８からｔ９の期間に、一次受渡位置１６ｂに位置する一次固定金型ＭＡ１からランナを回収する。挿入装置５は、時刻ｔ９からｔ１０の期間に、一次受渡位置１６ｂに位置する空になった一次固定金型ＭＡ１に供給装置７から供給された初期挿入部品Ｅ１を挿入する。

その後、第１の射出成形機１は、時刻ｔ１１からｔ１２の期間に、第２の回転工程Ｐ２を行い、時刻ｔ１２からｔ１６の期間に第２の射出成形工程Ｑ２を行う。また、時刻ｔ１４からｔ１５の期間に、挿入装置５は、一次受渡位置１６ｂに位置する空の一次固定金型ＭＡ１に供給装置７から供給された初期挿入部品Ｅ１を挿入する。

第２の射出成形機２は、時刻ｔ１１からｔ１２の期間に、第４の回転工程Ｐ４を実行する。次に、時刻ｔ１２からｔ１６の期間に、第２の射出成形機２は、二次成形位置２６ａにおいて第４の射出成形工程Ｑ４を実施して二次成形品Ｅ３を成形する。なお、第２の射出成形機２は、第１の射出成形機１によって時刻ｔ２からｔ６に成形される一次成形品Ｅ２を挿入部品として用いるために、時刻ｔ１からｔ１１の期間は待機期間となっている。

一方、第１の搬送ロボット３は、時刻ｔ１１からｔ１２の期間に搬送工程Ｒ３を行い、時刻ｔ１４からｔ１５の期間に空の二次固定金型ＭＢ１に一次成形品Ｅ２を挿入する挿入工程Ｒ４を行なう。

また、第２の搬送ロボット４は、時刻ｔ１１からｔ１２の期間に移動工程Ｓ３を行い、その後時刻ｔ１２からｔ１３の期間に取出工程Ｓ４を行い、一次受渡位置１６ｂにおいて一次成形品Ｅ２を保持した状態で待機する。続いて、時刻ｔ１３からｔ１４の間に、一次側ランナ回収装置は、一次受渡位置１６ｂに位置する一次固定金型ＭＡ２からランナを回収する。時刻ｔ１４からｔ１５の間に、挿入装置５は、一次受渡位置１６ｂに位置する空になった一次固定金型ＭＡ２に供給装置７から供給された初期挿入部品Ｅ１を挿入する。以上のようにして、時刻ｔ１からｔ１６までの初期期間が終了する。

本射出成形システム１０によれば、成形位置と受渡位置にそれぞれ固定金型を位置させるように、回転方向に所定角度離れた位置に２つの固定金型を配設したターンテーブルを備えた第１および第２の射出成形機１、２と、第１の射出成形機１と第２の射出成形機２との間に敷設された直線レール３４、４４上を往復移動して、第１の射出成形機１の一次受渡位置１６ｂに位置する固定金型から一次成形品Ｅ２を取り出して第２の射出成形機２の二次受渡位置２６ｂに位置する固定金型に一次成形品Ｅ２を挿入する２つの搬送ロボット３、４と、第１の射出成形機１と第２の射出成形機２の射出成形工程を同期させ、射出成形工程と同期して一方の搬送ロボット３（または４）に第１の射出成形機１から第２の射出成形機２に一次成形品を搬送させ、搬送の間に他方の搬送ロボット４（または３）を第２の射出成形機２から第１の射出成形機１に移動させるように第１の射出成形機１と第２の射出成形機２および２つの搬送ロボット３、４を制御する制御装置８とを備えている。このため、比較的な簡単な制御で、第１および第２の射出成形機１、２においてターンテーブル１６、２６を用いて効率よく成形品を成形しつつ、第２の射出成形機２の射出成形工程にタイムラグを発生させないように、２つの搬送ロボット３、４が第１の射出成形機１で成形した一次成形品Ｅ２を第２の射出成形機２に交互に搬送することができ、インサート成形または多色成形の生産効率化を図ることができる。

また、本射出成形システム１０において、第１および第２の射出成形機１、２におけるターンテーブル１６、２６の回転Ｐ１、Ｐ３が第１の搬送ロボット３による移動Ｒ１と第２の搬送ロボット４の搬送Ｓ１とが共通の期間に行われ、第１および第２の射出成形機１、２におけるターンテーブル１６、２６の回転Ｐ２、Ｐ４が第２の搬送ロボット４による移動Ｓ３と第１の搬送ロボット３の搬送Ｒ３とが共通の期間に行われている。このように、ターンテーブル１６、２６の回転Ｐ１、Ｐ３と第１および第２の搬送ロボット３、４の搬送（移動）のタイミングを共通化することにより、同期タイミングが明確であり、複数の装置の制御プログラムの動作の同期を図りやすい。また、直感的に理解しやすいタイミングで一次成形品Ｅ２および二次成形品Ｅ３の移動を行うことができ、各装置が意図した動作を行っているか作業者が確認しやすい。また、第１の射出成形機１による射出成形工程Ｑ１、Ｑ２と第２の射出成形機２による射出成形工程Ｑ３、Ｑ４がそれぞれ共通の期間に行われるため、その間に、一次成形品Ｅ２の取出および挿入Ｒ２、Ｒ４、Ｓ２、Ｓ４のタイミングを容易かつ着実に確保することができる。また、二次成形品Ｅ３の回収、ランナ回収、初期挿入部品の挿入などのタイミングも同様に容易かつ着実に確保することができる。

また、本射出成形システム１０において、射出成形工程Ｑ１、Ｑ２と同期して第１の射出成形機１の一次受渡位置１６ｂに位置する一次固定金型ＭＡ１、ＭＡ２に挿入部品Ｅ１を挿入する挿入装置５をさらに備えたため、初期挿入部品を挿入して一次成形品を成形し、一次成形品を挿入部品として用いて二次成形品を成形する工程をさらに効率化することができる。

また、本射出成形システム１０において、射出成形工程Ｑ３、Ｑ４と同期して第２の射出成形機の二次受渡位置２６ｂに位置する二次固定金型ＭＢ１、ＭＢ２から二次成形品Ｅ３を取り出して回収する回収装置６をさらに備えたため、二次成形品を回収する工程をさらに効率化することができる。

また、射出成形機１、２、搬送ロボット３、４、挿入装置５、回収装置６、ランナ回収装置などの各装置において、共通の周期Ｃで所定の基本動作を単純なタイミングで繰り返すように制御プログラムを登録し、制御装置８では、各装置に制御プログラムの開始時期を同期させるための指令信号を送信する制御のみを行っている。このため、複雑な制御装置を用意しなくても、簡易な制御方法により、一次成形品を挿入部品として用いた二次成形品の成形を行うことができる。また、各装置は、既存の機能によって実行可能な工程を繰り返し実行するように制御プログラムを登録するだけでよく、各装置にインサート成形や多色成形のための高度な機能や構成を追加する必要がない。この結果、省コストかつ簡易に一次成形品を挿入部品として用いた二次成形品を成形することができる。また、既存の装置や機能を利用することで、作業者に対しても、設置作業、メンテナンス作業、操作理解などの負担を最小限にすることができる。

これに対し、特許文献１に記載された装置においては、２台の射出成形機の全ての成形品の冷却完了時のうち最も遅い時を検出すると、各射出成形機を一斉に開型し、取り出しロボットを同期制御して成形品を同時に取り出して、組立機に導入するため、２台の射出成形機の射出成形工程と次なる射出成形工程との間に取り出しのためのタイムラグが生じてしまい、より生産の効率化が求められる。また、組立機を別途設ける必要があり、２台の射出成形機と組立機を連動制御するための高度な制御システムが要求されるため、設置コストが高い。

また、２つの搬送ロボット３、４を直線レール３４、４４上を移動する構成としたことにより、搬送ロボット３、４および直線レール３４、４４の支持機構を比較的コンパクトかつ簡易な構成とすることができ、既存の射出成形機１、２への設置を比較的省コストかつ簡易に行うことができる。

なお、本実施形態に限定されず、本発明の効果を奏するものであれば、射出成形システムにかかる第１および第２の射出成形機として様々なタイプの射出成形機を用いることができる。

また、第１および第２の射出成形機１、２に実質的に同じ機能を有する射出成形機を用いた場合には、第１および第２の射出成形機１、２の設定方法や機能が共通しているため、各工程の設定、制御装置８との接続をより容易に行うことができる。また、第１および第２の射出成形機１、２は、互いに対応する構成を有するため、両者の受渡位置の高さが等しくなり、２つの直線レール３４、４４を取り付けやすく、２台の搬送ロボット３、４による挿入および取出動作などを類似の動作とすることができるため、容易かつ円滑に２台の搬送ロボット３、４による挿入および取出動作を実現することができる。なお、第１および第２の射出成形機１、２が「実質的に同じ構成や機能を有する」とは、例えば、使用可能な型の種類と大きさ、回転テーブルの大きさと制御可能な回転速度、実施可能な射出成形工程の種類などが共通するように射出成形機の主要な構成や機能が実質的に共通している射出成形機を意味する。例えば、同型の射出成形機として、同機種や後継機種の射出成形機があげられる。また、本発明の効果を奏する範囲であれば、第１および第２の射出成形機の構成や機能を完全に共通化させる必要はなく、第１および第２の射出成形機の構成や機能を異ならせてもよい。

また、一次固定金型ＭＡ１、ＭＡ２は、一次可動金型ＭＡ３と型開閉可能であれば、互いに異なる形状の一次成形品を成形するものであってもよい。また、二次固定金型ＭＢ１、ＭＢ２は、二次可動金型ＭＢ３と型開閉可能であり、一次固定金型ＭＡ２により成形された一次成形品Ｅ２、一次固定金型ＭＡ１により成形されたＥ２をそれぞれ初期挿入部品として用いるものであれば、互いに異なる形状の二次成形品を成形するものであってもよい。本発明の効果を奏するものであれば、金型としてその他の種々の金型を採用してよい。

以上説明した本発明は、この発明の精神および必須の特徴的事項から逸脱することなく他のいろいろな形態で実施することができる。したがって、本明細書に記載した実施例は例示的なものであり、これに限定して解釈されるべきものではない。

１ 第１の射出成形機
２ 第２の射出成形機
３ 第１の搬送ロボット
４ 第２の搬送ロボット
５ 挿入装置
６ 回収装置
７ 供給装置
８ 制御装置
１０ 射出成形システム
１６、２６ ターンテーブル
１６ａ 一次成形位置
１６ｂ 一次受渡位置
２６ａ 二次成形位置
２６ｂ 二次受渡位置
３、４、４４ 直線レール
Ｅ１ 初期挿入部品
Ｅ２ 一次成形品
Ｅ３ 二次成形品
ＭＡ１、ＭＡ２ 一次固定金型
ＭＡ３ 一次可動金型
ＭＢ１、ＭＢ２ 二次固定金型
ＭＢ３ 二次可動金型

Claims (4)

1. 成形位置と受渡位置にそれぞれ金型を位置させるように、回転方向に所定角度離れた位置に２つの前記金型を配設したターンテーブルを備えた第１および第２の射出成形機と、
   前記第１の射出成形機と前記第２の射出成形機との間に敷設された直線レール上を往復移動して、前記第１の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型から一次成形品を取り出して前記第２の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型に前記一次成形品を挿入する２つの搬送ロボットと、
   前記第１の射出成形機と前記第２の射出成形機の射出成形工程を同期させ、該射出成形工程と同期して一方の前記搬送ロボットに前記第１の射出成形機から前記第２の射出成形機に前記一次成形品を搬送させ、該搬送の間に他方の前記搬送ロボットを前記第２の射出成形機から前記第１の射出成形機に移動させるように前記第１の射出成形機と前記第２の射出成形機および前記２つの搬送ロボットを制御する制御装置と、
   を備えたことを特徴とする射出成形システム。
2. 前記第１および第２の射出成形機における前記ターンテーブルの回転と前記一方の搬送ロボットによる搬送と前記他方の搬送ロボットの移動とが共通の期間に行われることを特徴とする請求項１記載の射出成形システム。
3. 前記射出成形工程と同期して前記第１の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型に挿入部品を挿入する挿入装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の射出成形システム。
4. 前記射出成形工程と同期して前記第２の射出成形機の前記受渡位置に位置する前記金型から二次成形品を取り出して回収する回収装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の射出成形システム。