JPH06126741A - 被加工物の加熱供給方法及び加熱供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被加工物を簡易な方法で迅速に高精度及び高
均一に温度制御し、実用的な加工サイクルで高品質の加
工品を製造する。 【構成】 加熱板プレート１２を備えたマガジンボック
ス１０内に樹脂板を積層状態で収容し、リフトシリンダ
２２によりその積層体を上部マガジン３１内に導入す
る。上部マガジン３１にはトーチ３３から供給される加
熱空気を吹き出す吹出口を備えた内面壁３４が設けら
れ、積層体の上面からクランプ部４６により受け爪３６
に係止される取出位置まで引き出される樹脂板を加熱す
る。取出位置にある樹脂板は搬送ロボット６０のクラン
プ体６２により加熱プレート５１上に移送され、ここで
赤外線ランプ５２により放射加熱される。赤外線放射温
度計５３で樹脂板が所定温度範囲内に昇温されたことを
確認するとクランプ体６２が樹脂板を加工機まで移送す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被加工物を加工装置に加
熱状態で供給するための加熱供給方法及び加熱供給装置
に係り、特に樹脂材料をプレス機投入の前段で所望の温
度に加熱するために好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からプレス機等で樹脂材料を加工す
る場合には、予め材料を所定温度まで加熱して軟化させ
た後にプレス機の金型内にセットする自動装置が種々用
いられている。例えば素材を加熱皿に載置し、軟化温度
に達した後にシュート上を滑らせて金型内に投入するも
のや、加熱プレート上に素材を載置し、プレートを金型
上まで移動させた後に素材を投入するものなどである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の装
置では、加熱炉や加熱皿からプレス投入までの間に材料
の表面温度が低下して温度分布が不均一となること、或
いは加熱プレート上に載置した素材の上面温度が低下す
ることなどにより、プレス加工時点における被加工物の
温度が不適切になったり、温度のばらつきが発生し、加
工品の精度や材質が悪化するという問題点があった。特
に熱伝導率の低い樹脂材料を比較的低温に制御する場合
には材料全体を均一に加熱することが困難であり、高温
加熱や長時間加熱を行わざるを得ず、材質の悪化や加工
サイクルの低速化を招いていた。さらに、樹脂板の表面
に印刷層を形成したものをプレス加工する場合には、素
材を高温まで加熱すると印刷層自体の損傷や印刷層と保
護シートとの癒着などが発生し、加熱温度が低い場合に
は加工部分において樹脂板又は印刷層にクラックが発生
するなど、素材自体の温度許容幅が狭い上に加工条件も
厳しいためにプレス加工が不可能であった。そこで本発
明は上記問題点に鑑み、被加工物を均一かつ高精度に温
度調節できる加熱供給方法及び装置を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に加熱容器内に複数収容された被加工物を個々に取り出
して加熱された状態で加工装置に供給する加熱供給方法
において、本発明が講じた第１の手段は、加熱容器から
被加工物を個々に取り出す際に、分離された被加工物に
対し温度調整された加熱気体を吹き付けるものである。
また第２の手段は、加熱容器から加工装置へ供給するま
での搬送期間中において被加工物に加熱光線を照射して
温度調整を行うものである。第１の方法を実現する装置
には、加熱容器における被加工物の取出位置に設けられ
た加熱気体吹付部と、所定温度に調整された加熱気体を
加熱気体吹付部に供給する加熱気体生成手段と、被加工
物を加熱容器の収容部から個々に分離して取出位置にセ
ットする被加工物分離手段と、該取出位置から被加工物
を取り出し、加工装置まで搬送する搬送手段とを設け
る。ここに、被加工物分離手段には、加熱容器の収容部
から被加工物を個々に引き出す引出機構と、引き出した
被加工物を取出位置に保持する位置決め手段とを設ける
ことが望ましい。また第２の方法を実現する装置には、
加熱容器から被加工物を取り出し、加工装置まで搬送す
る搬送手段と、搬送経路中に設けられた、被加工物に加
熱光線を照射する加熱照射手段と、被加工物の表面温度
を検知する放射温度検出器と、放射温度検出器の検出温
度に従って加熱光線の照射量を調整する制御手段とを設
ける。

【０００５】

【作用】かかる手段によれば、加熱容器から個々に取り
出される被加工物に温度調整された加熱気体を吹き付け
ることにより、複雑な機構を要することなく、被加工物
の温度を迅速に均一化することができる。搬送途中にお
いて被加工物に加熱光線を照射して温度調整を行うこと
により被加工物の加熱温度を迅速に調整して加工温度を
高精度に制御することができる。

【０００６】

【実施例】次に、図面を参照して本発明に係る加熱供給
方法を実現する加熱供給装置の実施例を説明する。この
実施例は表面に印刷層を形成した樹脂板をプレス加工す
る際に用いるものであり、図１に示すように、樹脂板を
積層した状態で収容し、所定温度に加熱する加熱容器と
してのマガジンボックス１０と、このマガジンボックス
１０をスライド自在に搭載する架台２０と、マガジンボ
ックス１０の上方に配置され、樹脂板を１枚ずつ取り出
すための取出機構３０と、取出機構３０により取り出さ
れた樹脂板を搬送途中で最終的な温度調整を行うための
照射温度調整部５０と、樹脂板をマガジンボックス１０
からプレス機（図示せず）まで搬送するための搬送ロボ
ット６０とから概略構成される。

【０００７】マガジンボックス１０では、断熱壁１１で
囲まれた内面側にヒータ１３を内蔵した加熱板プレート
１２が積層された樹脂板を加熱保温するようになってい
る。四周の加熱板プレート１２は水平方向に移動可能に
取付けられ、樹脂板の面積に応じて積層体の側面に密着
するように位置決めされる。またマガジンボックス１０
の底面部には積層された樹脂板を載置するとともに上下
に移動可能に取付けられた移動底板１４が設けられてい
る。架台２０には、図２にも示すように底盤２１上に案
内レール２３が設けられ、この案内レール２３に従って
可動台２４が前後方向に移動するようになっている。ま
た、マガジンボックス１０の定位置に合わせてリフトシ
リンダ２２が設置されており、そのリフトロッド２２ａ
は移動底板１４を押上げて積層された樹脂板をリフトア
ップするようになっている。

【０００８】取出機構３０には、図１及び図２に示すよ
うに、矩形断面の貫通空間を備えた上部マガジン３１が
架台２０の支持枠２５上に取付けられ、マガジンボック
ス１０の収容空間にその貫通空間が連通するように配置
される。上部マガジン３１には配管３２を通じて供給さ
れた圧縮空気（２．２−２．５kg/cm²）を加熱するトー
チ３３が接続されており、このトーチ３３から供給され
る熱風は上部マガジン３１の内面壁３４の表面から吹き
出すようになっている。また、上部マガジン３１の上方
には、支柱４２にアーム４３を介して取付けられた引出
機構が配置されており、この引出機構は、アーム４３に
取付けられた２本のガイドシャフト４５と、このガイド
シャフト４５の下端に取付けられ、先端に吸着カップ４
７を備えたクランプ部４６と、クランプ部４６をガイド
シャフト４５に従い昇降させるシリンダ４４とを備え
る。

【０００９】照射温度調整部５０は、上部マガジン３１
の上端位置と略一致した高さの平面に固定された加熱プ
レート５１と、その上方に配置され、加熱プレート５１
に向かって赤外線を照射する赤外線ランプ５２と、加熱
プレート５１の表面側からの光を受けて温度を検出する
赤外線放射温度計５３とからなる。搬送ロボット６０
は、駆動部本体に支持された案内レール６１に沿って移
動する２つのクランプ体６２，６３を備え、クランプ体
６２は上部マガジン３１から加熱プレート５１までの搬
送を、クランプ体６３は加熱プレート５１からプレス機
の金型までの搬送を受け持つ。

【００１０】トーチ制御部４８は、配管３２の空気圧を
計測する供給圧検出部４８ａと、上部マガジン３１から
吹き出す空気の温度を検出してトーチ３３の加熱量を制
御する温度調整部４８ｂとからなり、空気圧変動やエア
供給停止を監視しつつ上部マガジン３１内の温度を常に
一定に保つようになっている。また、ヒータ制御部７０
は、マガジンボックス１０のヒータ１３を制御する温度
調節部７１と、加熱プレート５１のヒータ５３を制御す
る温度調節部７２とを有している。照射制御部５４は、
赤外線放射温度計５３の検出信号を受容する温度調整部
５４ａと、温度調整部５４ａの出力に応じて赤外線ラン
プ５２の照度を調整する光量調整部５４ｂと、温度調整
部５４ａの出力に応じて搬送ロボット６０及び後段のプ
レス機を制御するシーケンサ５４ｃとからなる。

【００１１】次に、上記実施例の動作を説明する。印刷
面を保護シートで被覆した樹脂板を予め比較的低温（第
１温度）で長時間余熱しておく。次にその樹脂板をマガ
ジンボックス１０に積層した状態で収容し、内部を第１
温度よりプレス時の目標加工温度に近い第２温度に保っ
た状態で、マガジンボックス１０を上部マガジン３１の
直下に移動させる。リフトシリンダ２２により移動底板
１４を上昇させ、上層の樹脂板を上部マガジン３１の内
部に導入する。ここで図３に示すように、上部マガジン
３１の内面壁３４には近接センサ４１が取付けられてお
り、樹脂板１の積層体上面が所定の高さになるようにリ
フト量が制御される。内面壁３４には多数の吹出口４０
が形成され、導入部３９から供給される加熱空気を樹脂
板積層体に向けて吹き付けるようになっている。また、
内面壁３４の対向面のそれぞれに挿入された２本の保持
枠３５には各々一対の受け爪３６が取付けられ、他の対
向面のそれぞれに挿入された２本の保持枠３７には各々
複数の突起３８が形成されている。

【００１２】次に、クランプ部４６を下降させて吸着カ
ップ３７を樹脂板積層体の表面に吸着させ、クランプ部
４６を上昇させる。吸着された樹脂板１は上側の受け爪
３６の位置より僅か上方まで引き上げられた後、吸着を
解除されて図３に示すように受け爪３６の上面に支持さ
れた状態となる。ここで、加熱状態で積層された樹脂板
は相互に密着している場合が多いが、クランプ部４６に
より引き上げられる途中で受け爪３６及び突起３８に樹
脂板の周縁がぶつかり、最終的に吸着カップ３７により
吸着されている最上層の樹脂板１枚のみが分離される。
分離された樹脂板は内面壁３４のほぼ全体に形成された
吹出口４０から吹き出す加熱空気によってその表裏全体
が加熱される。加熱温度は目標加工温度より僅かに高い
第３の温度である。

【００１３】次に、搬送ロボット６０のクランプ体６２
が上部マガジン３１の上方に移動して分離された最上層
の樹脂板を吸着保持し、加熱プレート５１上まで搬送し
て樹脂板を離脱する。加熱プレート５１上に載置された
樹脂板は裏面側から加工温度近傍の第４の温度で加熱さ
れると同時に、表面側から赤外線ランプ５２により放射
加熱され、目標加工温度の近傍で一定の幅をもつ所定の
温度範囲内になるまで加熱される。このとき、加工サイ
クル内で赤外線放射温度計５３の計測した温度が上記温
度範囲内に収束しない場合には、シーケンサ５４ｃがプ
レス機に対しプレス停止信号を送出する。なお、図示し
ないプレス機の金型も目標加工温度よりも若干低い温度
に加熱されて樹脂板の冷却防止を図っている。

【００１４】印刷面を備えた樹脂板のプレス成形におい
ては、特に深絞り等の加工を行う場合に、温度が不適切
であると樹脂や印刷層にクラックが形成されたり、表面
にしみや肌荒れが発生したりするため、加工時における
温度条件が非常に厳しい。しかも、印刷層の劣化を招来
するために材料を長時間高温で保持することもできず、
熱伝導率も悪いことから均一かつ高精度の加熱は不可能
であった。この実施例では、上部マガジン内で全周から
加熱した圧縮空気を吹き付けることにより受け爪に支持
された樹脂板のほぼ全表面を加熱して温度の均一性を確
保するとともに、プレス直前で表裏から同時加熱を行う
こと及び加熱速度の大きい放射式加熱により最終的な温
度調整を行うことにより加工温度の精度を向上させてい
るので、簡単な機構で上記樹脂板の高品位加工が可能と
なった。また、取出位置にある最上層の樹脂板１以外の
上層の樹脂板も、上部マガジンの内面壁に取付けた突起
３８に引っ掛けられることにより相互間に隙間が形成さ
れ、この隙間に加熱空気が導入されて迅速かつ均一に昇
温される。

【００１５】このように、本実施例によれば樹脂板の全
表面から効率のよい加熱を行うことによって、必要以上
の高温に晒すことなくしかも短時間に高精度かつ均一な
昇温を行うことができたため、高品位の製品を高速で
（充分に早い加工サイクルで）加工することができ、品
質のばらつきも大幅に減少させることができた。本発明
は、容器からの被加工物の取り出しに始まり、搬送して
加工装置への導入に終わる搬送期間中に、従来のような
伝導加熱に頼ることなく対流式加熱及び放射式加熱を行
うことに特徴があり、被加工物の形状や搬送方法に影響
されることなく迅速かつ適切に被加工物を昇温できるこ
とから、広い応用範囲と大きな効果とを有するものであ
る。

【００１６】本実施例は本発明の実施形態の一例に過ぎ
ず、各構成要素に対し機能的に均等な種々の変更が可能
である。例えば取出機構として、個々に多孔を備えた搬
送帯上に被加工物を突き出す可動ロッドを採用し、搬送
帯上に載置された被加工物に向けて加熱気体を吹き付け
るようにしてもよい。照射温度調整部としては、加熱プ
レート５１を移動させながら温度調整する構成としても
よく、さらに加熱プレート５１を用いることなく、搬送
による被加工物の移動中に放射温度計で温度を計測しつ
つ表裏両面に赤外線を照射して最終的な温度調整を行う
ことも可能である。また、加熱される被加工物としては
樹脂板に限らず種々の形状、材質のものが適用でき、こ
の場合には特に被加工物の形状に従って本実施例と異な
る周知の機構を適宜選定すべきである。また、特に被加
工物の温度均一性は要求されるが加工温度の許容幅が大
きい場合や搬送経路中での保温が可能な場合には照射温
度調整部は不要であり、被加工物の熱伝導率が高い場合
など温度均一性が容易に得られる場合には、気体による
加熱を省略しても良い。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は加熱容器
から被加工物を個々に取り出す際に加熱気体を吹き付け
ること及び加熱容器から加工装置に搬送するまでの間に
加熱光線により温度調整を行うことに特徴を有するの
で、以下の効果を奏する。 加熱容器から個々に取り出される被加工物に温度調
整された加熱気体を吹き付けることにより、複雑な加熱
機構を必要とせずに被加工物の温度を迅速に均一化する
ことができる。 搬送途中において被加工物に加熱光線を照射して温
度調整を行うことにより被加工物の加熱温度を迅速に制
御して高精度の加工温度を実現できる。 被加工物分離手段により取出位置にて被加工物が個
々に分離された状態となり、ここに加熱気体が吹き付け
られることにより、加熱容器の容積や加熱時間をとらず
に均一な加熱ができる。 搬送途中で被加工物は加熱照射手段により放射加熱
を受け、放射温度検出器の検出温度に従って加熱光線の
照射量を調整する制御手段により迅速に最終的な温度調
整が行われるので、加熱時間をとらずに加工温度のばら
つきを押さえ、高精度の温度管理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加熱供給装置の実施例の構成を示
す説明図である。

【図２】同実施例のマガジンボックス周辺を示す斜視図
である。

【図３】（ａ）は上部マガジンの横断面図、（ｂ）は上
部マガジンの縦断面図である。

【符号の説明】

１ 樹脂板 １０ マガジンボックス ３０ 取出機構 ３１ 上部マガジン、３３ トーチ、３６ 受け爪、４
０ 吹出口、４６ クランプ部 ５０ 照射温度調整部 ５１ 加熱プレート、５２ 赤外線ランプ、５３ 赤外
線放射温度計、５４ 照射制御部 ６０ 搬送ロボット ６２，６３ クランプ体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱容器内に複数収容された被加工物を
   個々に取り出して加熱状態で加工装置に供給する加熱供
   給方法において、 加熱容器から被加工物を個々に取り出す際に、分離され
   た被加工物に対し温度調整された加熱気体を吹き付ける
   ことを特徴とする被加工物の加熱供給方法。
2. 【請求項２】 加熱容器内に複数収容された被加工物を
   個々に取り出して加熱状態で加工装置に供給する加熱供
   給方法において、 加熱容器から加工装置へ供給するまでの搬送期間中にお
   いて被加工物に加熱光線を照射して温度調整を行うこと
   を特徴とする被加工物の加熱供給方法。
3. 【請求項３】 加熱容器内に複数収容された被加工物を
   個々に取り出して加熱状態で加工装置に供給する加熱供
   給装置において、 加熱容器における被加工物の取出位置に設けられた加熱
   気体吹付部と、所定温度に調整された加熱気体を加熱気
   体吹付部に供給する加熱気体生成手段と、被加工物を加
   熱容器の収容部から個々に分離して取出位置にセットす
   る被加工物分離手段と、該取出位置から被加工物を取り
   出し、加工装置まで搬送する搬送手段とを備えたことを
   特徴とする被加工物の加熱供給装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記被加工物分離手
   段は、加熱容器の収容部から被加工物を個々に引き出す
   引出機構と、引き出した被加工物を取出位置に保持する
   位置決め手段とを有することを特徴とする被加工物の加
   熱供給装置。
5. 【請求項５】 加熱容器内に複数収容された被加工物を
   個々に取り出して加熱状態で加工装置に供給する加熱供
   給装置において、 加熱容器から被加工物を取り出し、加工装置まで搬送す
   る搬送手段と、搬送経路中に設けられた、被加工物に加
   熱光線を照射する加熱照射手段と、被加工物の表面温度
   を検知する放射温度検出器と、放射温度検出器の検出温
   度に従って加熱光線の照射量を調整する制御手段とを備
   えたことを特徴とする被加工物の加熱供給装置。