JP7370851B2

JP7370851B2 - 竪型成形機

Info

Publication number: JP7370851B2
Application number: JP2019233405A
Authority: JP
Inventors: 宏治樽家; 祥子下谷
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2023-10-30
Anticipated expiration: 2039-12-24
Also published as: JP2021102273A

Description

本発明は、成形材料を金型内に射出して成形品を成形する竪型成形機に関する。

従来より、複数の下側金型を搭載したロータリーテーブルを間欠回転させることで、複数の下側金型を交番的に上側金型と対向する位置に停止させるようにした成形機が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、上記構成のような成形機には、金型の状態を検知する金型センサが搭載されるのが一般的である。

特開２００８－２８４７７８号公報

上記構成の成形において、ロータリーテーブル上の複数の金型それぞれに対応付けて金型センサを設置すると、金型センサの数が増加してコストアップの原因となる。また、ロータリーテーブルと共に金型センサが回転すると、金型センサと制御装置とを接続する信号線の配索が複雑になるという課題がある。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の金型を支持して回転するロータリーテーブルを備える竪型成形機において、金型センサの数を抑えると共に、制御装置への信号線の配索を容易にする技術を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、上側金型及び下側金型を含む金型の型締を行う型締装置と、型締された前記金型のキャビティ内に成形材料を射出する射出装置と、前記型締装置及び前記射出装置を制御する制御装置とを備えた竪型成形機において、前記型締装置は、複数の前記金型を周方向に離間した位置で支持して回転するロータリーテーブルと、前記ロータリーテーブルの上方に配置された可動ダイプレートと、前記可動ダイプレートを上下動させて、成形位置の前記上側金型及び前記下側金型を型締する開閉モータと、前記ロータリーテーブル外に配置されて、前記ロータリーテーブルに支持された複数の前記金型のうち、特定位置の前記金型の状態を検知する金型センサとを備え、前記成形位置と異なる出入位置において、前記下側金型に対して物品を出し入れする出入装置と、所定数の成形品を連続成形する自動成形指示及び成形品の種類が入力される入力装置とを備え、前記特定位置は、前記出入位置であり、前記金型センサは、前記下側金型内の成形品に向けてレーザ光を出力する発光部と、前記発光部から出力され且つ成形品で反射されたレーザ光を受光する受光部とを備え、前記制御装置は、前記自動成形指示が前記入力装置に入力された場合に、前記入力装置に入力された成形品の種類に対応する成形品閾値範囲を特定し、前記発光部にレーザ光の出力を開始させてから前記受光部がレーザ光を受光するまでの往復時間が前記成形品閾値範囲内の場合に、成形品を検知し、成形品が検知された場合に、当該成形品を前記出入装置に取り出させてから、前記型締装置及び前記射出装置に前記連続成形させることを特徴とする。

本発明によると、複数の金型を支持して回転するロータリーテーブルを備える竪型成形機において、金型センサの数を抑えると共に、制御装置への信号線の配索が容易になる。

第１実施形態に係る射出成形機の側面図である。ロータリーテーブル及び金型搬出入装置の概略平面図である。射出成形機のハードウェア構成図である。実施例１に係る搬出処理のフロチャートである。搬出処理中の金型の状態を示す図である。実施例２に係る自動成形処理のフロチャートである。自動成形処理中の金型の状態を示す図である。成形品及びインサートの種類と閾値範囲との対応関係を示す図である。金型センサから出力される検知信号（電圧値）の推移を示す図である。第２実施形態に係る射出成形機の側面図である。実施例３に係る製品取出処理のフロチャートである。製品取出処理中の金型の状態を示す図である。

以下、本発明に係る射出成形機１０を図面に基づいて説明する。なお、以下に記載する本発明の実施形態は、本発明を具体化する際の一例を示すものであって、本発明の範囲を実施形態の記載の範囲に限定するものではない。従って、本発明は、実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る射出成形機１０の側面図である。図２は、ロータリーテーブル２２及び金型搬出入装置４０の概略平面図である。図３は、射出成形機１０のハードウェア構成図である。

射出成形機１０は、金型１１内に可塑化樹脂（成形材料）を射出して、射出成形品（成形品）を成形する成形機である。図１～図３に示すように、射出成形機１０は、型締装置２０と、射出装置３０と、金型搬出入装置４０と、ロボットアーム（取出装置、出入装置）４５と、制御装置５０とを主に備える。

図１に示すように、射出成形機１０に搭載される金型１１は、上側金型１２と、複数の下側金型１３ａ、１３ｂ（以下、これらを総称して、「下側金型１３」と表記する。）とで構成される。図５（Ａ）に示すように、上側金型１２と、複数の下側金型１３ａ、１３ｂのうちの１つとが組み合わされることによって、金型１１の内部にキャビティ１４が形成される。そして、キャビティ１４内に可塑化樹脂が射出されることによって、射出成形品Ｍが成形される。

型締装置２０は、金型１１の開閉及び型締を行う。図１及び図３に示すように、型締装置２０は、上側金型１２を支持する可動ダイプレート２１と、複数の下側金型１３ａ、１３ｂを支持するロータリーテーブル２２と、テーブル回転モータ２３と、開閉モータ（開閉機構）２４とを主に備える。

可動ダイプレート２１は、ロータリーテーブル２２の上方において、昇降可能に構成されている。可動ダイプレート２１は、上側金型１２を固定するマグクランプ（クランプ装置）２１ａを備える。マグクランプ２１ａは、例えば、電圧が印加されたときに上側金型１２をクランプする電磁石である。すなわち、後述する制御装置５０がマグクランプ２１ａに電圧を印加すると、上側金型１２が可動ダイプレート２１の下面に固定される。一方、制御装置５０がマグクランプ２１ａに対する電圧の印加を停止すると、可動ダイプレート２１に対する上側金型１２の固定が解除（以下、「アンクランプ」と表記する。）される。

ロータリーテーブル２２は、可動ダイプレート２１（換言すれば、上側金型１２）の下方に配置されている。ロータリーテーブル２２は、周方向に離間した所定位置において、複数の下側金型１３ａ、１３ｂを支持する。より詳細には、複数の下側金型１３ａ、１３ｂは、ロータリーテーブル２２の上面に等間隔（すなわち、１８０°間隔）に配置される。

また、ロータリーテーブル２２は、下側金型１３を固定するマグクランプ（クランプ装置）２２ａ、２２ｂを備える。マグクランプ２２ａ、２２ｂは、例えば、電圧が印加されたときに下側金型１３をクランプする電磁石である。すなわち、後述する制御装置５０がマグクランプ２２ａ、２２ｂに電圧を印加すると、下側金型１３がロータリーテーブル２２上の所定位置に固定される。一方、制御装置５０がマグクランプ２２ａ、２２ｂに対する電圧の印加を停止すると、ロータリーテーブル２２に対する下側金型１３の固定が解除される。

さらに、図２に示すように、ロータリーテーブル２２は、テーブル回転モータ２３の駆動力が伝達されて水平面上で回転することによって、上側金型１２に対面する成形位置、射出成形品を取り出す成形品取出位置（出入位置）、及び金型搬出入装置４０との間で金型を搬出入する金型交換位置の間で、下側金型１３を移動させる。

成形位置と成形品取出位置とは、１８０°の間隔を隔てた位置である。すなわち、下側金型１３ａ、１３ｂの一方が成形位置に配置されているとき、他方が成形品取出位置に配置される。一方、金型交換位置は、成形位置から反時計回りに２７０°（成形品取出位置から反時計回りに９０°）の間隔を隔てた位置である。但し、成形位置、成形品取出位置、及び金型交換位置の具体的な位置関係は、前述の例に限定されない。

また、可動ダイプレート２１は、トグルリンク機構（図示省略）を介して開閉モータ２４の駆動力が伝達されることによって、上位置及び下位置の間を昇降する。可動ダイプレート２１の位置は、例えば、エンコーダセンサ（図示省略）によって特定される。

図５（Ａ）に示すように、可動ダイプレート２１が下位置まで下降すると、上側金型１２と成形位置の下側金型１３とが型閉される。そして、可動ダイプレート２１がさらに下降すると、上側金型１２と下側金型１３とが型締される。これにより、上側金型１２と成形位置の下側金型１３との間に、キャビティ１４が形成される。

一方、図５（Ｃ）に示すように、可動ダイプレート２１が上位置まで上昇すると、上側金型１２と成形位置の下側金型１３とが型開される。さらに、図５（Ａ）に示す状態で可動ダイプレート２１のマグクランプ２１ａに対する電圧の印加を停止して、可動ダイプレート２１を上位置まで上昇させると、図５（Ｂ）に示すように、上側金型１２及び成形位置の下側金型１３を型閉した状態で、可動ダイプレート２１を上側金型１２から離間させることができる。

型締装置２０は、金型センサ２７をさらに備える。金型センサ２７は、ロータリーテーブル２２に支持された複数の金型１１のうち、特定位置の金型１１の状態を検知する。特定位置とは、例えば、成形位置、製品取出位置（出入位置）である。

詳細は後述するが、「金型１１の状態」とは、例えば、金型１１と周辺の構成要素（例えば、可動ダイプレート２１）との関係、金型１１を構成する上側金型１２及び下側金型１３の関係、金型１１の内部における物品（例えば、射出成形品Ｍ、インサートＩ）の有無などである。

金型センサ２７は、例えば、レーザ光を出力する発光部２７ａと、発光部２７ａから出力され且つ対象物（例えば、金型１１、射出成形品Ｍ、インサートＩ）で反射されたレーザ光を受光する受光部２７ｂとを備える。また、金型センサ２７は、信号線によって制御装置５０に有線接続されている。そして、金型センサ２７は、受光部２７ｂで受光したレーザ光の強度を示す検知信号（例えば、電圧値）を、制御装置５０に出力する。

なお、レーザ光は、指向性の高い光である。但し、レーザ光は可視光に限定されず、赤外線、ミリ波などの電磁波全般を含む。また、金型センサ２７は反射型センサに限定されず、発光部２７ａ及び受光部２７ｂが対象物を挟んで配置された透過型センサであってもよい。さらに、金型センサ２７は、発光部２７ａ及び受光部２７ｂの組み合わせに限定されず、カメラ、磁気センサ、機械式センサなどであってもよい。

金型センサ２７は、ロータリーテーブル２２の外に配置されている。すなわち、金型センサ２７は、ロータリーテーブル２２の回転に伴って回転しない。金型センサ２７は、例えば、可動ダイプレート２１の下面（図５参照）、或いはロータリーテーブル２２を支持する台座（図７、図１２参照）に、基台２８を介して支持されてもよい。また、金型センサ２７は、昇降モータ２９の駆動力が伝達されて昇降（基台２８が伸縮）可能に構成されていてもよい。

射出装置３０は、ホッパ（図示省略）から供給された樹脂を、可塑化し、計量し、キャビティ１４内に射出する。第１実施形態に係る射出装置３０は、型締装置２０の上方に配置されている。より詳細には、射出装置３０は、先端にノズル３２が形成された加熱シリンダ３１と、射出装置３０を上下方向に移動させるノズルタッチモータ３３とを主に備える。

射出装置３０が下降すると、型締された金型１１に加熱シリンダ３１の先端のノズル３２が接続される。この状態で加熱シリンダ３１から射出された可塑化樹脂は、金型１１のキャビティ１４に充填される。一方、射出装置３０が上昇すると、ノズル３２が金型１１から離間する。すなわち、第１実施形態に係る射出成形機１０は、射出装置３０が上下方向に移動する、所謂「竪型」である。

金型搬出入装置４０は、型締装置２０から上側金型１２及び下側金型１３ａ、１３ｂを搬出し、型締装置２０に上側金型１７及び下側金型１８ａ、１８ｂを搬入する装置である。図２及び図３に示すように、金型搬出入装置４０は、上側金型１７と、複数の下側金型１８ａ、１８ｂとを支持して回転するロータリーテーブル４１と、テーブル回転モータ４２と、ロータリーテーブル２２、４１の間で各金型１２、１３ａ、１３ｂ、１７、１８ａ、１８ｂを搬送するコンベア４３とを主に備える。

上側金型１７は、上側金型１２の代わりとなる金型である。下側金型１８ａ、１８ｂは、下側金型１３ａ、１３ｂの代わりとなる金型である。すなわち、上側金型１７と、複数の下側金型１８ａ、１８ｂのうちの１つとが型締されると、内部にキャビティが形成される。上側金型１７及び下側金型１８ａ、１８ｂは、上側金型１２及び下側金型１３ａ、１３ｂと同一形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。

ロータリーテーブル４１は、ロータリーテーブル２２に支持される下側金型１３の数より１つ多くの金型を支持可能に構成されている。すなわち、ロータリーテーブル４１上には、型閉された上側金型１７及び下側金型１８ａと、下側金型１８ｂと、ロータリーテーブル２２から搬出される金型１１を受け入れる受入領域４４とが周方向に離間して配置されている。

ロータリーテーブル４１は、テーブル回転モータ４２の駆動力が伝達されて回転する。受入領域４４をコンベア４３に対面させて、ロータリーテーブル２２から金型を搬出する向きにコンベア４３を回転させると、ロータリーテーブル２２からロータリーテーブル４１に金型が受け渡される。一方、ロータリーテーブル４１上の金型をコンベア４３に対面させて、ロータリーテーブル４１から金型を搬出する向きにコンベア４３を回転させると、ロータリーテーブル４１からロータリーテーブル２２に金型が受け渡される。

ロボットアーム４５は、成形取出位置（出入位置）で型開された下側金型１３に対して、射出成形品Ｍを取り出し、インサートＩを挿入する。ロボットアーム４５は、例えば、相対回動が可能な複数のアームと、アームの先端で物品を把持可能な把持爪とを備える。ロボットアーム４５は周知の構成を採用することができるので、詳しい説明は省略する。

制御装置５０は、射出成形機１０全体の動作を制御する。制御装置５０は、表示入力装置（入力装置）５４から出力される操作信号を取得する。制御装置５０は、取得した操作信号に基づいて、各アクチュエータ（テーブル回転モータ２３、４２、開閉モータ２４、昇降モータ２９、ノズルタッチモータ３３、コンベア４３、ロボットアーム４５）を駆動させ、マグクランプ２１ａ、２２ａ、２２ｂに金型１１をクランプさせ、金型センサ２７に金型１１の状態を検知させる。

制御装置５０は、例えば、演算手段であるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）５１、各種プログラムを記憶するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）５２、及び演算手段の作業領域となるＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）５３を備える。そして、ＲＯＭ５２に記憶されたプログラムをＣＰＵ５１が読み出して実行することによって、後述する各処理を実現してもよい。

但し、制御装置５０の具体的な構成はこれに限定されず、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。

表示入力装置５４は、オペレータに報知すべき各種情報を表示するディスプレイ、及びオペレータによる操作を受け付けるボタン、スイッチ、ダイヤルなどを備えるユーザインタフェースである。また、表示入力装置５４は、ディスプレイに重畳されたタッチパネルを備えてもよい。オペレータの操作を受け付けて、受け付けた操作に対応する操作信号を制御装置５０に出力する。

（実施例１）
図４及び図５を参照して、実施例１に係る搬出処理を説明する。図４は、実施例１に係る搬出処理のフロチャートである。図５は、搬出処理中の金型１１の状態を示す図である。搬出処理は、成形位置で型閉された上側金型１２及び下側金型１３を、コンベア４３を介してロータリーテーブル４１に搬出する処理である。

搬出処理の開始時点において、可動ダイプレート２１は、上側金型１２をクランプした状態で、上位置に配置されているものとする。そして、制御装置５０は、テーブル回転モータ２３を駆動することによって、搬出対象の下側金型１３を成形位置に移動させたタイミングで、図４に示す成形処理を開始する。

実施例１に係る金型センサ２７は、基台２８を介して可動ダイプレート２１の下面に支持されている。すなわち、金型センサ２７は、可動ダイプレート２１と共に上下方向に移動する。また、金型センサ２７は、成形位置（＝特定位置）において、可動ダイプレート２１及び上側金型１２が離間したか否かを検知する。さらに、金型センサ２７は、可動ダイプレート２１にクランプされた上側金型１２にレーザ光を照射可能な高さに、昇降モータ２９によって予め調整される。

まず、制御装置５０は、開閉モータ２４を駆動して可動ダイプレート２１を下位置まで下降させる（Ｓ１１）。これにより、図５（Ａ）に示すように、可動ダイプレート２１にクランプされた上側金型１２と、成形位置の下側金型１３とが型閉される。

次に、制御装置５０は、可動ダイプレート２１のマグクランプに対する電圧の印加を停止することによって、可動ダイプレート２１に上側金型１２のクランプを解除させる（Ｓ１２）。また、制御装置５０は、成形位置の上側金型１２をアンクランプした後に、発光部２７ａにレーザ光の出力を開始させる（Ｓ１３）。

次に、制御装置５０は、開閉モータ２４を駆動して可動ダイプレート２１を上位置まで上昇させる（Ｓ１４）。このとき、上側金型１２が適切にアンクランプされていれば、図５（Ｂ）に示すように、金型１１が型閉された状態で可動ダイプレート２１が上側金型１２から離間する。この場合、発光部２７ａから出力されたレーザ光は、上側金型１２に反射されないので、受光部２７ｂで受光されない。

すなわち、制御装置５０は、可動ダイプレート２１が上位置に到達したタイミングで、金型センサ２７から検知信号が出力されない（電圧値が閾値電圧Ｖ_ｔｈ未満）場合に、可動ダイプレート２１及び上側金型１２の離間を検知する（Ｓ１５：Ｙｅｓ）。

そして、制御装置５０は、金型センサ２７によって可動ダイプレート２１及び上側金型１２の離間が検知された場合に（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、テーブル回転モータ２３を駆動して、型閉された金型１１を成形位置から搬出する（Ｓ１６）。そして、制御装置５０は、上側金型１２のアンクランプを検知した後に、発光部２７ａにレーザ光の出力を停止させて（Ｓ１７）、成形処理を終了する。

より詳細には、制御装置５０は、テーブル回転モータ２３を駆動して、型閉された金型１１を成形位置から金型交換位置に移動させる。また、制御装置５０は、テーブル回転モータ４２を駆動して、ロータリーテーブル４１の受入領域４４をコンベア４３に対面させる。そして、制御装置５０は、コンベア４３を駆動して、金型交換位置の金型１１を、ロータリーテーブル４１の受入領域４４に移動させる。

一方、可動ダイプレート２１の下面に設けられた凹部に上側金型１２が嵌まり込んでいる場合、或いは可動ダイプレート２１と上側金型１２とが粘着している場合、マグクランプに対する電圧の印加を停止しても、可動ダイプレート２１から上側金型１２が離間しない可能性がある。

この状態で可動ダイプレート２１を上位置に移動させると、図５（Ｃ）に示すように、上側金型１２が可動ダイプレート２１と共に上昇して、金型１１が型開される。この場合、発光部２７ａから出力されたレーザ光は、上側金型１２に反射されて、受光部２７ｂで受光される。

すなわち、制御装置５０は、可動ダイプレート２１が上位置（所定の位置）に到達したタイミングで、金型センサ２７から検知信号が出力された（電圧値が閾値電圧Ｖ_ｔｈ以上）場合に、可動ダイプレート２１及び上側金型１２の離間を検知しない（Ｓ１５：Ｎｏ）。

そして、制御装置５０は、金型センサ２７によって可動ダイプレート２１及び上側金型１２の離間が検知されない場合に（Ｓ１５：Ｎｏ）、ステップＳ１６の処理を実行せずに、成形位置の金型１１の異常を表示入力装置５４を通じて報知する（Ｓ１８）。また、制御装置５０は、ステップＳ１９の処理を実行して、成形処理を終了する。

実施例１によれば、可動ダイプレート２１及び上側金型１２を確実に離間させてから、型閉された金型１１を成形位置から搬出することができる。換言すれば、上側金型１２を成形位置に残したまま、下側金型１３が単独で成形位置から搬出されるのを防止することができる。

（実施例２）
図６～図９を参照して、実施例２に係る射出成形機１０の動作を説明する。図６は、実施例２に係る自動成形処理のフロチャートである。図７は、自動成形処理中の金型１１の状態を示す図である。図８は、成形品及びインサートの種類と閾値範囲との対応関係を示す図である。図９は、金型センサ２７から出力される検知信号（電圧値）の推移を示す図である。

自動成形処理は、所定数の射出成形品Ｍを自動的に連続成形する処理である。制御装置５０は、表示入力装置５４に自動成形指示が入力されたタイミングで、図６に示す自動成形処理を開始する。また、自動成形処理の開始時点において、製品取出位置（出入位置）に下側金型１３が配置されているものとする。

実施例２では、特に、インサートＩを成形材料で被覆した射出成形品Ｍを連続成形する自動成形指示が入力された場合について説明する。また、制御装置５０は、自動成形指示の入力と合わせて、射出成形品Ｍの種類、インサートＩの種類、下側金型１３の種類（高さ）などを、表示入力装置５４を通じてオペレータから取得する。

インサートＩとは、成形材料で被覆される対象物である。インサートＩは、例えば、電極などの金属材料、抵抗器、コンデンサ、ダイオードなどの電気部品などである。また、インサートＩを成形材料で被覆した射出成形品Ｍとは、インサートＩの一部を樹脂で被覆し、他の一部（例えば、電極、端子）を樹脂から露出させた成形品である。

実施例２に係る金型センサ２７は、基台２８を介してロータリーテーブル２２の台座（図示省略）に支持されている。すなわち、金型センサ２７は、ロータリーテーブル２２の周囲に固定されている。また、金型センサ２７は、出入位置（＝特定位置）において、下側金型１３内における物品（例えば、インサートＩ、射出成形品Ｍ）の有無を検知する。さらに、金型センサ２７は、表示入力装置５４を通じて入力された射出成形品Ｍ、インサートＩ、及び下側金型１３の種類に応じて、射出成形品Ｍ及びインサートＩにレーザ光が照射可能な高さに、昇降モータ２９によって予め調整される。

実施例２に係るＲＡＭ５３は、成形品の種類と成形品閾値範囲との対応関係を示すテーブル（図８（Ａ））と、インサートの種類とインサート閾値範囲との対応関係を示すテーブル（図８（Ｂ））とを記憶している。なお、図８に示す対応関係は、テーブルの形式で記憶されていることに限定されず、関数の形式で記憶されていてもよいし、その都度演算して求めてもよい。

成形品閾値範囲とは、発光部２７ａにレーザ光の出力を開始させてから、対応する射出成形品Ｍで反射したレーザ光を受光部２７ｂが受光するまでの想定時間の範囲（下限値及び上限値のセット）である。インサート閾値範囲とは、発光部２７ａにレーザ光の出力を開始させてから、対応するインサートＩで反射したレーザ光を受光部２７ｂが受光するまでの想定時間の範囲である。

まず、制御装置５０は、図８に示すテーブルに基づいて、表示入力装置５４を通じて入力された射出成形品Ｍに対応する成形品閾値範囲と、表示入力装置５４を通じて入力されたインサートＩに対応するインサート閾値範囲とを特定する（Ｓ２１）。また、制御装置５０は、成形品閾値範囲及びインサート閾値範囲を特定した後に、発光部２７ａにレーザ光の出力を開始させる（Ｓ２２）。

次に、制御装置５０は、金型センサ２７によって下側金型１３内における物品の有無を検知する（Ｓ２３、Ｓ２４）。より詳細には、制御装置５０は、図９に示すように、発光部２７ａにレーザ光の出力を開始させた時刻ｔ_０と、受光部２７ｂがレーザ光を受光した時刻ｔ_１、ｔ_２との差分である往復時間を演算する。なお、受光部２７ｂがレーザ光を受光した時刻ｔ_１、ｔ_２とは、金型センサ２７から出力される電圧値が閾値電圧Ｖ_ｔｈに達した時刻である。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、下側金型１３内の射出成形品Ｍと金型センサ２７との距離Ｌ_１は、下側金型１３内のインサートＩと金型センサ２７との距離Ｌ_２より短い。そのため、図９の上段及び中段に示すように、射出成形品Ｍに反射したレーザ光の受光時刻ｔ_１は、インサートＩに反射したレーザ光の受光時刻ｔ_２より短くなる。すなわち、下側金型１３内に射出成形品Ｍが存在する場合の往復時間は、下側金型１３内にインサートＩが存在する場合の往復時間より短くなる。

一方、図７（Ｃ）に示すように、下側金型１３内に物品が存在しない場合、発光部２７ａから出力されるレーザ光が反射されないので、受光部２７ｂで受光されない。その結果、図９の下段に示すように、金型センサ２７から出力される電圧値は、閾値電圧Ｖ_ｔｈを超えることがない。

制御装置５０は、往復時間が成形品閾値範囲内の場合に、下側金型１３内の射出成形品Ｍを検知する（Ｓ２３：Ｙｅｓ）。また、制御装置５０は、往復時間がインサート閾値範囲内の場合に、下側金型１３内のインサートＩを検知する（Ｓ２３：Ｎｏ＆Ｓ２４：Ｙｅｓ）。さらに、制御装置５０は、所定の時間が経過しても受光部２７ｂがレーザ光を受光しない場合に、下側金型１３内の物品を検知しない（Ｓ２３：Ｎｏ＆Ｓ２４：Ｎｏ）。

そして、制御装置５０は、金型センサ２７によって射出成形品Ｍを検知した場合に（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、下側金型１３に保持された射出成形品Ｍをロボットアーム４５に取り出させる（Ｓ２５）。次に、制御装置５０は、下側金型１３に対してロボットアーム４５にインサートＩを挿入させる（Ｓ２６）。

また、制御装置５０は、下側金型１３内における物品の有無を検知した後に、発光部２７ａにレーザ光の出力を停止させる（Ｓ２７）。そして、制御装置５０は、型締装置２０及び射出装置３０に所定数の射出成形品Ｍを連続成形させて（Ｓ２８）、自動成形処理を終了する。

より詳細には、制御装置５０は、テーブル回転モータ２３を駆動して下側金型１３を成形位置に移動させ、開閉モータ２４を駆動して金型１１を型閉及び型締し、射出装置３０に可塑化樹脂を射出させ、開閉モータ２４を駆動して金型１１を型開し、テーブル回転モータ２３を駆動して下側金型１３を出入位置に移動させ、ロボットアーム４５に射出成形品Ｍを取り出させ、ロボットアーム４５にインサートＩを挿入させる処理を、所定数の射出成形品Ｍが成形されるまで繰り返す。

また、制御装置５０は、金型センサ２７によって物品を検知しない場合に（Ｓ２３：Ｎｏ＆Ｓ２４：Ｎｏ）、ステップＳ２５の処理を実行せずに、ステップＳ２６以降の処理を実行する。さらに、制御装置５０は、金型センサ２７によってインサートＩを検知した場合に（Ｓ２３：Ｎｏ＆Ｓ２４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２５、Ｓ２６の処理を実行せずに、ステップＳ２７以降の処理を実行する。

従来の射出成形機１０では、自動成形処理の開始する前に、射出成形品Ｍ及びインサートＩが下側金型１３に保持されていないことを、オペレータが目視確認する必要がある。これに対して、実施例２によれば、自動成形処理の開始時点における下側金型１３の状態に応じて、ロボットアーム４５に適切な処理（Ｓ２５、Ｓ２６）を実行させる。これにより、オペレータの作業負担を軽減することができる。

［第２実施形態］
図１０は、第２実施形態に係る射出成形機１０Ａの側面図である。なお、第１実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。第２実施形態に係る射出成形機１０Ａは、同じ数の上側金型１２及び下側金型１３を有する点、エジェクト装置（昇降装置）６０をさらに備える点で、第１実施形態と相違する。

射出成形機１０Ａは、成形位置で射出成形品Ｍを成形した金型１１を、型閉した状態で製品取出位置に移動させる。すなわち、射出成形機１０Ａには、成形位置及び製品取出位置の両方で、上側金型１２及び下側金型１３のセットが配置されている。

より詳細には、射出成形機１０Ａは、開閉モータ２４を駆動して成形位置の金型１１を型締し、射出装置３０に可塑化樹脂を射出させ、開閉モータ２４を駆動して可動ダイプレート２１を上側金型１２から離間させ、テーブル回転モータ２３を駆動して型閉された金型１１を製品取出位置に移動させる。

エジェクト装置６０は、製品取出位置の金型１１を型開すると共に、型開した下側金型１３から射出成形品Ｍを離間させる。図１２に示すように、エジェクト装置６０は、複数の型開ピン６１と、複数の型開ロッド６３と、エジェクトロッド６４とを備える。

型開ピン６１は、下側金型１３の上面から出没する。より詳細には、複数の型開ピン６１は、下側金型１３の周方向に離間した位置で上下方向に貫通する複数の貫通孔それぞれに配置されている。そして、型開ピン６１は、下側金型１３の上面から突出し、下側金型１３の内部に没入する。また、型開ピン６１の下端には、型開ピン６１より直径が大きいフランジ６２が設けられている。

複数の型開ロッド６３は、複数の型開ピン６１それぞれに対応付けて設けられている。型開ロッド６３は、例えば、モータ（図示省略）の駆動力がボールねじ機構を介して伝達されて、上位置及び下位置の間を昇降する。型開ロッド６３の位置は、例えば、エンコーダセンサ（図示省略）によって特定される。

型開ロッド６３が上位置まで上昇すると、対応する型開ピン６１のフランジ６２に当接して、型開ピン６１を押し上げる。これにより、型開ピン６１が下側金型１３の上面から突出して、製品取出位置の金型１１を型開させる。一方、型開ロッド６３が下位置まで下降すると、対応する型開ピン６１のフランジ６２から離間する。これにより、型開ピン６１が下側金型１３の内部に没入して、製品取出位置の金型１１を型閉させる。

エジェクトロッド６４は、キャビティ１４の位置で下側金型１３を上下方向に貫通する貫通孔に対して挿抜される。エジェクトロッド６４は、モータ（図示省略）の駆動力が伝達されて昇降する。エジェクトロッド６４が上昇すると、図１２（Ａ）に示すように、キャビティ内の射出成形品Ｍを押し上げる。これにより、エジェクトロッド６４の上端に支持された射出成形品Ｍがロボットアーム４５によって取出し可能になる。

（実施例３）
図１１及び図１２を参照して、実施例３に係る製品取出処理を説明する。図１１は、実施例３に係る製品取出処理のフロチャートである。図１２は、製品取出処理中の金型１１の状態を示す図である。製品取出処理は、製品取出位置の金型１１から射出成形品Ｍを取り出すと共に、射出成形品Ｍを取り出した後の金型１１を成形位置に搬入する処理である。

制御装置５０は、テーブル回転モータ２３を駆動することによって、キャビティ１４に射出成形品Ｍが保持された金型１１を製品取出位置に移動させたタイミングで、図１１に示す製品取出処理を開始する。

実施例３に係る金型センサ２７は、基台２８を介してロータリーテーブル２２の台座（図示省略）に支持されている。すなわち、金型センサ２７は、ロータリーテーブル２２の周囲に固定されている。また、金型センサ２７は、製品取出位置（＝特定位置）において、金型１１が型開されたこと及び型閉されたことを検知する。金型センサ２７は、型閉された上側金型１２にレーザ光を照射可能な高さに、昇降モータ２９によって予め調整される。

まず、制御装置５０は、射出成形品Ｍを成形した金型１１が製品取出位置に到達した後に、発光部２７ａにレーザ光の出力を開始させる（Ｓ３１）。次に、制御装置５０は、モータを駆動して型開ロッド６３及びエジェクトロッド６４を上昇させる（Ｓ３２）。

モータの駆動力が型開ロッド６３及びエジェクトロッド６４に適切に伝達されると、図１２（Ａ）に示すように、型開ピン６１が下側金型１３から突出して下側金型１３から上側金型１２が離間すると共に、キャビティ１４から射出成形品Ｍがエジェクトされる。この場合、発光部２７ａから出力されたレーザ光は、上側金型１２に反射されないので、受光部２７ｂで受光されない。

すなわち、制御装置５０は、型開ロッド６３を上位置に移動させる分だけモータを駆動したタイミングで、金型センサ２７から検知信号が出力されない（電圧値が閾値電圧Ｖｔｈ未満）場合に、金型１１の型開を検知する（Ｓ３３：Ｙｅｓ）。そして、制御装置５０は、金型センサ２７によって金型１１の型開が検知された場合に（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、エジェクトロッド６４に支持された射出成形品Ｍをロボットアーム４５に取り出させる（Ｓ３４）。

次に、制御装置５０は、モータを駆動して、型開ロッド６３及びエジェクトロッド６４を下降させる（Ｓ３５）。型開ロッド６３の下降に伴って型開ピン６１が下側金型１３内に没入すると、上側金型１２が下降して型閉される。この場合、発光部２７ａから出力されたレーザ光は、上側金型１２に反射されて、受光部２７ｂで受光される。

すなわち、制御装置５０は、型開ロッド６３を下位置に移動させる分だけモータを駆動したタイミングで、金型センサ２７から検知信号が出力された（電圧値が閾値電圧Ｖｔｈ以上）場合に、金型１１の型閉を検知する（Ｓ３６：Ｙｅｓ）。

そして、制御装置５０は、金型センサ２７によって金型１１の型閉が検知された場合に（Ｓ３６：Ｙｅｓ）、テーブル回転モータ２３を駆動して、型閉された金型１１を製品取出位置から成形位置に搬入する（Ｓ３７）。そして、制御装置５０は、金型１１の型閉を検知した後に、発光部２７ａにレーザ光の出力を停止させて（Ｓ３８）、成形処理を終了する。

一方、ステップＳ３２において、モータの駆動力が型開ロッド６３及びエジェクトロッド６４に適切に伝達されないと、型開ピン６１が下側金型１３から突出せずに、金型１１が型開されない。この場合、発光部２７ａから出力されたレーザ光は、上側金型１２に反射されて、受光部２７ｂで受光される。すなわち、制御装置５０は、型開ロッド６３を上位置に移動させる分だけモータを駆動したタイミングで、金型センサ２７から検知信号が出力された（電圧値が閾値電圧Ｖｔｈ以上）場合に、金型１１の型開を検知しない（Ｓ３３：Ｎｏ）。

そして、制御装置５０は、金型センサ２７によって金型１１の型開が検知されない場合に（Ｓ３３：Ｎｏ）、ステップＳ３４～Ｓ３７の処理を実行せずに、製品取出位置の金型１１の異常を表示入力装置５４を通じて報知する（Ｓ３９）。また、制御装置５０は、ステップＳ３８の処理を実行して、成形処理を終了する。

また、ステップＳ３５において、フランジ６２が下側金型１３の壁面に引っ掛かると、型開ピン６１が下側金型１３内に没入せず、金型１１が型開されたままとなる。この場合、発光部２７ａから出力されたレーザ光は、上側金型１２に反射されないので、受光部２７ｂで受光されない。すなわち、制御装置５０は、型開ロッド６３を下位置に移動させる分だけモータを駆動したタイミングで、金型センサ２７から検知信号が出力されない（電圧値が閾値電圧Ｖｔｈ未満）場合に、金型１１の型閉を検知しない（Ｓ３６：Ｎｏ）。

そして、制御装置５０は、金型センサ２７によって金型１１の型閉が検知されない場合に（Ｓ３６：Ｎｏ）、ステップＳ３７の処理を実行せずに、製品取出位置の金型１１の異常を表示入力装置５４を通じて報知する（Ｓ３９）。また、制御装置５０は、ステップＳ３８の処理を実行して、成形処理を終了する。

実施例３によれば、製品取出位置の金型１１が確実に型開されてから、エジェクトロッド６４に支持された射出成形品Ｍをロボットアーム４５に取り出させることができる。また、実施例３によれば、製品取出位置の金型１１が確実に型閉されてから、成形位置に搬入することができる。

第１及び第２実施形態によれば、実施例１～３の作用効果が得られることに加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

第１及び第２実施形態によれば、特定位置の金型１１の状態を金型センサ２７によって検知するので、ロータリーテーブル２２に支持された複数の金型１１それぞれに対応付けて金型センサ２７を設ける場合と比較して、金型センサ２７の個数を削減することができる。

また、第１及び第２実施形態によれば、ロータリーテーブル２２外に金型センサ２７を設置することによって、ロータリーテーブル２２と共に金型センサ２７が回転しない。その結果、金型センサ２７と制御装置５０とを接続する信号線の配索が容易になる。

さらに、第１及び第２実施形態によれば、金型１１の状態を検知する前にレーザ光の出力を開始し、金型１１の状態を検知した後にレーザ光の出力を停止する。換言すれば、必要な時以外はレーザ光を出力させない。これにより、レーザ光の光路から金型１１が外れたときに、周囲のオペレータの目にレーザ光が入射するのを防止できる。

また、成形機の具体例は、射出成形機に限定されない。成形機の他の例として、溶湯金属（成形材料）を金型に射出して、成形品を成形するダイカストマシンにも本発明を適用することができる。

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。例えば、実施例１～３は、単独で実施することに限定されず、任意の組み合わせで組み合わせてもよい。

１０…射出成形機（成形機）、１１…金型、１２…上側金型、１３…下側金型、１４…キャビティ、２０…型締装置、２１…可動ダイプレート、２１ａ，２２ａ，２２ｂ…マグクランプ（クランプ装置）、２２，４１…ロータリーテーブル、２３…エジェクトダイプレート、２３、４２…テーブル回転モータ、２４…開閉モータ、２７…金型センサ、２７ａ…発光部、２７ｂ…受光部、２８…基台、２９…昇降モータ、３０…射出装置、３１…加熱シリンダ、３２…ノズル、３３…ノズルタッチモータ、４０…金型搬出入装置、４３…コンベア、４５…ロボットアーム（取出装置、出入装置）、５０…制御装置、５１…ＣＰＵ、５２…ＲＯＭ、５３…ＲＡＭ、５４…表示入力装置、６１…型開ピン、６２…フランジ、６３…型開ロッド、６４…エジェクトロッド

Claims

上側金型及び下側金型を含む金型の型締を行う型締装置と、型締された前記金型のキャビティ内に成形材料を射出する射出装置と、前記型締装置及び前記射出装置を制御する制御装置とを備えた竪型成形機において、
前記型締装置は、
複数の前記金型を周方向に離間した位置で支持して回転するロータリーテーブルと、
前記ロータリーテーブルの上方に配置された可動ダイプレートと、
前記可動ダイプレートを上下動させて、成形位置の前記上側金型及び前記下側金型を型締する開閉モータと、
前記ロータリーテーブル外に配置されて、前記ロータリーテーブルに支持された複数の前記金型のうち、特定位置の前記金型の状態を検知する金型センサとを備え、
前記成形位置と異なる出入位置において、前記下側金型に対して物品を出し入れする出入装置と、
所定数の成形品を連続成形する自動成形指示及び成形品の種類が入力される入力装置とを備え、
前記特定位置は、前記出入位置であり、
前記金型センサは、
前記下側金型内の成形品に向けてレーザ光を出力する発光部と、
前記発光部から出力され且つ成形品で反射されたレーザ光を受光する受光部とを備え、
前記制御装置は、前記自動成形指示が前記入力装置に入力された場合に、
前記入力装置に入力された成形品の種類に対応する成形品閾値範囲を特定し、
前記発光部にレーザ光の出力を開始させてから前記受光部がレーザ光を受光するまでの往復時間が前記成形品閾値範囲内の場合に、成形品を検知し、
成形品が検知された場合に、当該成形品を前記出入装置に取り出させてから、前記型締装置及び前記射出装置に前記連続成形させることを特徴とする竪型成形機。
上側金型及び下側金型を含む金型の型締を行う型締装置と、型締された前記金型のキャビティ内に成形材料を射出する射出装置と、前記型締装置及び前記射出装置を制御する制御装置とを備えた竪型成形機において、
前記型締装置は、
複数の前記金型を周方向に離間した位置で支持して回転するロータリーテーブルと、
前記ロータリーテーブルの上方に配置された可動ダイプレートと、
前記可動ダイプレートを上下動させて、成形位置の前記上側金型及び前記下側金型を型締する開閉モータと、
前記ロータリーテーブル外に配置されて、前記ロータリーテーブルに支持された複数の前記金型のうち、特定位置の前記金型の状態を検知する金型センサとを備え、
前記成形位置と異なる出入位置において、前記下側金型に対して物品を出し入れする出入装置と、
インサートを成形材料で被覆した成形品を連続成形する自動成形指示及びインサートの種類が入力される入力装置とを備え、
前記特定位置は、前記出入位置であり、
前記金型センサは、
前記下側金型内のインサートに向けてレーザ光を出力する発光部と、
前記発光部から出力され且つインサートで反射されたレーザ光を受光する受光部とを備え、
前記制御装置は、前記自動成形指示が前記入力装置に入力された場合に、
前記入力装置に入力されたインサートの種類に対応するインサート閾値範囲を特定し、
前記発光部にレーザ光の出力を開始させてから前記受光部がレーザ光を受光するまでの往復時間が前記インサート閾値範囲内の場合に、インサートを検知し、
インサートが検知されない場合に、前記出入位置の前記下側金型に対して、前記出入装置にインサートを挿入させてから、前記型締装置及び前記射出装置に前記連続成形させ、
インサートが検知された場合に、前記出入装置によるインサートの挿入を省略して、前記型締装置及び前記射出装置に前記連続成形させることを特徴とする竪型成形機。
前記特定位置は、前記成形位置であり、
前記可動ダイプレートは、前記成形位置の前記上側金型をクランプするクランプ装置を備え、
前記金型センサは、前記可動ダイプレート及び前記上側金型が離間したか否かを検知し、
前記制御装置は、
前記クランプ装置に前記上側金型のクランプを解除させて、前記開閉モータに前記可動ダイプレートを上昇させ、
前記金型センサによって前記可動ダイプレート及び前記上側金型の離間が検知された場合に、前記ロータリーテーブルを回転させて、型閉された前記金型を前記成形位置から搬出することを特徴とする請求項１に記載の竪型成形機。
前記入力装置に入力された成形品の種類に応じて、成形品にレーザ光を照射可能な高さに、前記金型センサを昇降させる昇降モータを備えることを特徴とする請求項１に記載の竪型成形機。
前記成形位置と異なる製品取出位置において、前記下側金型に対して前記上側金型を昇降させる昇降装置と、
前記製品取出位置で型開された前記金型から成形品を取り出す取出装置とを備え、
前記特定位置は、前記製品取出位置であり、
前記金型センサは、前記製品取出位置の前記金型が型開されたか否かを検知し、
前記制御装置は、
前記昇降装置に前記上側金型を上昇させ、
前記金型センサによって型開が検知された場合に、前記取出装置に前記下側金型から成形品を取り出させることを特徴とする請求項１に記載の竪型成形機。
前記成形位置と異なる製品取出位置において、前記下側金型に対して前記上側金型を昇降させる昇降装置と、
前記製品取出位置で型開された前記金型から成形品を取り出す取出装置とを備え、
前記特定位置は、前記製品取出位置であり、
前記金型センサは、前記製品取出位置の前記金型が型閉されたか否かを検知し、
前記制御装置は、
前記昇降装置に前記上側金型を上昇させ、
前記取出装置に前記下側金型から成形品を取り出させ、
前記昇降装置に前記上側金型を下降させ、
前記金型センサによって型閉が検知された場合に、前記ロータリーテーブルを回転させて、型閉された前記金型を前記成形位置に搬入することを特徴とする請求項１又は５に記載の竪型成形機。