JPH07124952A - 成形金型の交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形金型を自動的に交換する交換装置におい
て、交換装置の設置スペース及び設置コストを低減す
る。 【構成】 成形機上方の交換装置は、ユニット移動機構
１０と、このユニット移動機構に搭載されたランナ取出
ユニット１５、製品取出ユニット１６及び金型交換ユニ
ット１７とからなる。ユニット移動機構１０は、固定側
ダイプレート１の上面に固定された横ガイドレール１２
と、この上に移動可能に取付けられた中間支持部材１３
と、中間支持部材上に固定された縦ガイドレール１４と
から構成される。金型カセット５を交換する場合には、
ランナ取出ユニット１５及び製品取出ユニット１６を縦
ガイドレール１４の先端側に退避させ、金型交換ユニッ
ト１７を成形位置の上方に移動させる。金型交換ユニッ
ト１７は把持部１７ａによりＴ型ノブ５ｄを把持して、
金型カセット５を金型ステーションへ移送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は成形金型の交換装置に係
り、特に、成形機にセットされた金型を自動的に交換す
ることのできる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、成形機に金型をセットする場合に
は、チェーンブロックにより金型を吊上げ、成形機の上
方から成形機の固定側及び可動側ダイベースの間に金型
を下ろし、据え付けるようにしている。また、金型を載
置した台車を成形機の側方へ配置し、固定側及び可動側
ダイベースの間に金型を挿入する方法もある。ここで、
金型の取付構造として、母型を成形機に据え付けたまま
で金型本体（モールド）の周囲のみを交換できるように
したカセット式の金型が使用されている。このカセット
式金型においては、通常、金型カセットが軽量且つ小型
であることから、金型交換作業の自動化は比較的容易で
ある。例えば、金型カセットのみを成形機側方に配置し
た多関節ロボットにより自動的に交換するシステムが開
発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の成形金型の
交換方法において、チェーンブロックや台車を用いた金
型の交換作業では、チェーンブロックの取付けや台車の
移動等の多くの作業が必要であるため、作業時間が長く
なるとともに大きな作業スペースが必要であり、非効率
な生産体制にならざるを得ない。また、金型の交換時に
必ず人手が必要であり、多品種少量生産においては長時
間無人で成形機を稼働させることができないという問題
点がある。一方、ロボットを使用して金型カセットを自
動的に交換する場合には、成形機の側方に大きな多関節
ロボットを設置し、さらに交換用の金型を配置する必要
があるため成形機の周辺に大きな設置スペースを必要と
するとともに、多関節ロボットによる金型交換ではアー
ムの剛性と動作精度とをある程度両立させる必要がある
ため、ロボット及びその制御装置が高価になるという問
題点があった。そこで、本発明は上記問題点を解決する
ものであり、その課題は、成形機の周辺に大きな設置ス
ペースを必要とすることなく、しかも安価に構成できる
成形金型の自動交換装置を提供することにある。

【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、本発明が講じた手段は、成形機の成形位置から被成
形物を取り出すための把持部を備えた被成形物取出ユニ
ットと、被成形物取出ユニットを成形位置と成形機の外
部位置との間で移動可能に搭載するユニット移動機構
と、ユニット移動機構に成形位置と外部位置との間で移
動可能に搭載され、成形金型を交換するための把持部を
備えた金型交換ユニットとを設けるものである。

【０００５】ここで、金型交換ユニットを、ユニット移
動機構により成形位置の略上方に配置され得るように構
成し、金型交換ユニットの把持部を、成形位置の略上方
から成形位置に対して接離可能に構成することが望まし
い。この場合に、ユニット移動機構には、成形機の上方
に配置され、成形機の幅方向に伸びる第１の案内支持体
と、第１の案内支持体に沿って移動可能に取付けられ、
第１の案内支持体の延伸方向に対し角度を有する方向に
少なくとも成形位置の上方まで伸びる第２の案内支持体
とを設け、被成形物取出ユニット及び金型交換ユニット
を、第２の案内支持体に沿って移動可能に取付けること
が好ましい。

【０００６】また、上記外部位置を成形位置の両側に設
け、外部位置の一方を被成形物取出ユニットにより取出
された被成形物の収容位置に、外部位置の他方を金型交
換ユニットにより搬送される金型の受渡位置に各々設定
することが望ましい。

【０００７】

【作用】通常の成形サイクルにおいては、ユニット移動
機構により被成形物取出ユニットを成形位置に移動さ
せ、その把持部で成形後の被成形物を把持した後、被成
形物取出ユニットを外部位置まで移動させることによ
り、被成形物を外部位置に搬出する。金型交換時には、
ユニット移動機構により金型交換ユニットを成形位置に
移動させ、その把持部で成形金型を把持して引き出した
後、金型交換ユニットを外部位置まで移動させることに
より、金型を外部位置まで搬出する。そして、新たな金
型を金型交換ユニットの把持部に把持させた後、ユニッ
ト移動機構により金型を成形位置まで移送し、成形位置
に金型をセットする。

【０００８】

【実施例】次に、添付図面を参照して本発明に係る成形
金型の交換装置の実施例を説明する。図１には、射出成
形機の成形部の断面を示す。固定側ダイプレート１は成
形機に固定されており、母型の固定側部分３を取付け固
定している。可動側ダイプレート２は、対向する固定側
ダイプレート１に対して接離可能に設けられ、母型の可
動側部分４を取付け固定する。固定側部分３と可動側部
分４とからなる母型は、金型カセット５を上方から収容
し、図示しないロック機構（エアクランパ、プランジャ
等により構成される。）により固定するようになってい
る。

【０００９】金型カセット５は、内部に固定側のモール
ド半型を収容した固定側型部５ａと、内部に可動側のモ
ールド半型を収容した可動側型部５ｂと、受け板、エジ
ェクタプレート、スペーサ等からなる突出機構部５ｃ
と、金型カセット全体を把持するために設けられたＴ型
ノブ５ｄとを有する。

【００１０】固定側ダイプレート１の上部には、ユニッ
ト移動機構１０が支持部材１１を介して取付けられてい
る。ユニット移動機構１０は、成形機の幅方向に伸びる
横ガイドレール１２と、このガイドレール１２に沿って
スライド自在に取付けられた中間支持部材１３と、中間
支持部材１３上に取付けられ、成形機の射出方向に伸び
る縦ガイドレール１４と、中間支持部材１３を横ガイド
レール１２に沿って移動させる横駆動機構（図示せず）
と、後述する各ユニットを縦ガイドレール１４に沿って
移動させる縦駆動機構（図示せず）とを有する。

【００１１】横駆動機構及び縦駆動機構は、リニアモー
タ、ステップモータ等の原動機と、駆動チェーン又はギ
ア列等の機構部とからなり、移動位置を検知して所定の
動作を正確に実行するためのプログラム制御部により制
御される。プログラム制御部では、成形サイクル、成形
品の寸法、金型の交換サイクル等の入力値に応じて、予
め設定されたプログラムに基づいて上記ユニット移動機
構１０、上記ロック機構、後述するランナ取出ユニット
１５、製品取出ユニット１６及び金型交換ユニット１７
を動作させる。

【００１２】上記縦ガイドレール１４には、ランナ取出
ユニット１５、製品取出ユニット１６及び金型交換ユニ
ット１７がそれぞれスライド自在に取付けられている。
ランナ取出ユニット１５は、ランナをクランプするよう
に形成された把持部１５ａと、把持部１５ａを昇降させ
るシリンダ１５ｂとからなる。製品取出ユニット１６
は、製品を吸着保持するように形成された吸着保持部１
６ａと、吸着保持部１６ａを昇降させるシリンダ１６ｂ
とからなる。金型交換ユニット１７は、金型カセット５
のＴ型ノブ５ｄを把持するように形成された把持部１７
ａと、把持部１７ａを昇降させるシリンダ１７ｂとから
なる。

【００１３】成形金型の交換装置は、上記ユニット移動
機構１０と、このユニット移動機構１０に搭載されたラ
ンナ取出ユニット１５、製品取出ユニット１６及び金型
交換ユニット１７で構成される。以下に、この交換装置
を装着した成形機の動作を説明する。

【００１４】成形樹脂は図示しない樹脂供給部から固定
側ダイプレート１及び母型の固定側部分３を通して金型
カセット５内のモールドに供給される。樹脂の成形が完
了すると、可動側ダイプレート２の動きに応じてモール
ド部が可動側に開き、製品とランナとが切離される。次
に、金型カセット５の固定側型部５ａと可動側型部５ｂ
が開くとともに可動側ダイプレート２を通して金型カセ
ット５の突出機構部５ｃが押し出され、内蔵されたエジ
ェクタピン（図示せず）が製品を突き出す。

【００１５】このとき、ランナ取出ユニット１５と製品
取出ユニット１６は、金型カセット５の開いた部分の直
上に配置されるように、縦ガイドレール１４の所定位置
に待機している。金型カセット５が開いてランナと製品
が露出すると、ランナ取出ユニットの把持部１５ａが降
下してランナを把持し、再び上昇する。また、製品取出
ユニットの吸着保持部１６ａも降下して製品を吸着し、
再び上昇する。このようにしてランナと製品を成形機の
金型カセットの位置（以下、成形位置という。）から取
り出した後、中間支持部材１３が横ガイドレール１２上
を走行し、ランナと製品を保持したランナ取出ユニット
１５と製品取出ユニット１６を成形機の側方へ移動さ
せ、所定のランナ収容位置及び所定の製品収容位置でラ
ンナ及び製品を解放する。

【００１６】このようにして、ユニット移動機構１０並
びにランナ取出ユニット１５及び製品取出ユニット１６
は、成形サイクルに同期して成形位置から外部の収容位
置の間を繰り返し往復して、ランナ及び製品を成形位置
から取り出す。このとき、金型交換ユニット１７は、ユ
ニット移動機構１０によりランナ取出ユニット１５及び
製品取出ユニット１６とともに移動しているが、図１に
示すように、縦ガイドレール１４の基部に固定され、常
時、横ガイドレール１２の直上に配置されている。

【００１７】図２は、上記実施例において、金型交換ユ
ニット１７により金型カセット５の交換を行う状態を示
したものである。金型交換の際には、ランナ取出ユニッ
ト１５及び製品取出ユニット１６は縦ガイドレール１４
の先端部に移動し、金型交換ユニット１７が金型カセッ
ト５の直上位置、すなわち成形位置の直上に繰り出す。
このとき、母型に取付けられている金型カセット固定用
のロック機構が解除され、金型カセット５は上下方向に
取り出し自在になる。そして、把持部１７ａを降下させ
て、金型カセット５のＴ型ノブ５ｄを把持して上方へ引
き上げる。この状態で、中間支持部材１３は横ガイドレ
ール１２に沿って移動し、金型カセット５を成形機の外
部に持ち出す。

【００１８】図３は射出成形機の反射出方向から見た状
態を示し、横ガイドレール１２の端部まで中間支持部材
１３を移動させた後、金型カセット５を把持した把持部
１７ａを降下し、金型カセット５を回転テーブルを備え
た金型ステーション１８に収容する。この金型ステーシ
ョン１８は、複数の金型カセットを回転テーブル上に配
置したものである。把持部１７ａは、取り外した金型カ
セット５を回転テーブル上の空位置に載置して解放す
る。次に把持部１７ａは一旦上昇して、回転テーブルが
回転し、新たな金型カセット５が同位置に来て停止する
のを待ち、再び下降して新たな金型カセット５を把持し
て上昇する。

【００１９】新たな金型カセット５は、ユニット移動機
構１０により射出成形機の成形位置の直上まで移動さ
れ、そこで、把持部１７ａが下降することにより、母型
内に上方から挿入される。そして、上記ロック機構が新
たな金型カセット５をロックして固定することにより、
金型カセットの交換作業が完了する。

【００２０】このように、本実施例では、ランナ取出ユ
ニット１５及び製品取出ユニット１６を移動させるユニ
ット移動機構１０に金型交換ユニット１７を搭載してい
るので、金型交換用の新たな移動機構が不要であり、金
型交換のみに用いる装置の設置スペース及び設置コスト
の削減を図ることができる。

【００２１】また、この実施例では、金型交換を成形位
置の直上から行うようにしているので、交換装置にかか
る負荷を最小にすることができるため交換装置の剛性の
要求水準を引き下げることができるとともに、成形機の
上方に配置することにより交換装置としての設置スペー
スを実質的に０にしている。

【００２２】さらに、通常の製造工程においては、金型
交換ユニット１７を横ガイドレール１２の上方に待機さ
せておくことにより、ランナ及び製品の自動取出し作業
に支障を与えない。しかも、金型カセットの重量を支持
するための剛性を確保する必要性から、金型交換ユニッ
ト１７はランナ取出ユニット１５及び製品取出ユニット
１６よりも通常かなり重くなるが、この待機位置におい
ては、金型交換ユニット１７の重量に起因するユニット
移動機構１０の支持構造上及び駆動上の負担を共に最小
にすることができる。

【００２３】この実施例では、成形位置と金型ステーシ
ョン１８の間の金型カセット５の移動経路を、成形位置
から取り出されたランナ及び製品と同経路とすることが
できるので、成形機周囲の所要空間を拡大する必要が殆
どない。また、ユニット移動機構１０の制御に関して
も、ランナ及び製品の取り出しと同様の方法で良いため
制御機構を簡素化できる。ただし、金型ステーション１
８の設置位置は必然的にランナ収容位置及び製品収容位
置を回避して設定する必要があり、例えば、成形機の側
方において、縦ガイドレール１４の延伸方向に平行に金
型ステーション１８、ランナ収容位置及び製品収容位置
を順に並列させることが望ましい。

【００２４】次に、本発明の別の実施例を説明する。こ
の実施例は、図４に示すように、成形機の固定側ダイプ
レート上に、成形位置の両側に延伸した横ガイドレール
２２を設置した点で上記実施例とは異なる。

【００２５】この横ガイドレール２２に取付けられた中
間支持部材１３は、縦ガイドレール１４が成形位置の直
上に配置される位置Ａと、横ガイドレール２２の右端２
２ａにおいて、縦ガイドレール１４がランナ収容位置及
び製品収容位置１９の直上に配置される位置Ｂとの間を
往復移動し、ランナ及び製品を成形位置から取り出して
収容位置１９に収容する。

【００２６】製品の成形が終了して金型カセットを交換
する場合には、上記実施例と同様にランナ取出ユニット
１５及び製品取出ユニット１６を縦ガイドレール１４の
先端側に移動させ、金型交換ユニット１７を成形位置の
直上に繰り出して金型カセットの取り出しを行う。この
場合、金型カセットを取り出すと、中間支持部材１３は
横ガイドレール２２の左端２２ｂに向かって移動し、縦
ガイドレール１４が金型ステーション１８の直上に配置
される位置Ｃにおいて停止し、把持部１７ａを降下させ
て金型カセット５を金型ステーション１８に載置する。
そして、新たな金型カセットを把持して、再び位置Ａま
で復帰し、母型内に金型カセットを挿入する。

【００２７】このように本実施例では、通常のランナ及
び製品の取り出しにおいては中間支持部材１３が位置Ａ
と位置Ｂとの間を往復動作し、金型交換時においては、
位置Ａと位置Ｃとの間を往復するようにしたので、ラン
ナ及び製品の収容位置と金型ステーションとを成形機の
両側に配置することができるため、収容位置と金型ステ
ーションの配置の自由度を向上することができる。

【００２８】したがって、例えば、収容位置と金型ステ
ーションの位置を双方共に他方に邪魔されることなく横
ガイドレール２２の直下近傍に配置することが可能であ
るから、ランナ及び製品又は金型カセットの移動距離を
低減することができるとともに、縦ガイドレール１４の
ユニット支持のための実効的な長さを短縮することがで
き、ユニット移動機構の支持負担が減少して強度設計値
を低減できる。

【００２９】図５には、上記実施例を変形した実施例を
示す。この実施例では、上記実施例と同様の横ガイドレ
ール２２を設置しているが、この横ガイドレール２２に
は、中間支持部材１３とともに、中間支持部材２３がス
ライド自在に取付けられている。中間支持部材１３には
縦ガイドレール１４が取付けられ、縦ガイドレール１４
には、ランナ取出ユニット（図示せず）と製品取出ユニ
ット１６がスライド自在に取付けられている。一方、中
間支持部材２３には縦ガイドレール２４が取付けられ、
この縦ガイドレール２４には、金型交換ユニット１７が
スライド自在に取付けられている。

【００３０】この実施例では、共通の横ガイドレール２
２上に沿って移動する縦ガイドレール１４とは別個に、
金型交換ユニットを取付けた縦ガイドレール２４を架設
する必要があるものの、成形機稼働中のランナ及び製品
取り出し動作と金型交換時における金型着脱動作とを別
個の動作体で行うため、それぞれの動作中に他方のユニ
ットをも移送するという無駄を無くすことができる。ま
た、前述の実施例のように金型交換時において金型交換
ユニット１７を動作させるためにランナ取出ユニット１
５及び製品取出ユニット１６を退避させる必要がない。

【００３１】上述の各実施例においては、射出成形機の
幅方向に伸びる横ガイドレールと射出成形機の射出方向
に伸びる縦ガイドレールとを備えたＸ−Ｙ駆動系によ
り、ユニット移動機構１０を構成しているが、本発明の
ユニット移動機構はこのような駆動系に限定されるもの
ではなく、チェーン、リンク、カム等を用いた他の周知
機構系を用いることができる。

【００３２】また、上記各実施例においては、被成形物
取出ユニットとしてランナ取出ユニットと製品取出ユニ
ットを設けているが、成形機の構成、成形品の態様等に
より１の取出ユニットのみ又は３以上の取出ユニットを
設けてもよい。

【００３３】さらに、上記各実施例では金型カセットを
交換するようにしているが、交換の対象となる成形金型
としては、カセット式のものに限定されることなく、母
型全体を交換するようになっている形式の金型を上記金
型交換ユニットにより交換するようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、無人で
自動的に金型交換のできる成形金型の交換装置であっ
て、被成形物の取出ユニットと共通のユニット移動機構
を用いた簡易な機構により金型交換を行うことができる
ので、交換装置の設置スペースを低減することができ、
しかも安価に構成することができる。

【００３５】成形位置の上方から金型交換を行うことに
よって、金型交換ユニットの強度設計値を低減できると
ともに設置スペースをさらに低減することができる。

【００３６】ユニット移動機構により各ユニットを成形
位置の両側に設定された外部位置に移動できるようにす
ると、被成形物の収容位置と金型の受渡位置の設定の自
由度を向上でき、取り出し動作及び交換動作の最適化、
並びに工場スペースの効率的利用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成形金型の交換装置の実施例を成
形機の断面とともに示す概略左側面図である。

【図２】同実施例における金型交換時のユニット配置を
示す概略左側面図である。

【図３】同実施例における金型交換時の様子を示す概略
正面図である。

【図４】本発明に係る成形金型の交換装置の異なる実施
例の構成と動作を示す概略正面図である。

【図５】本発明に係る成形金型の交換装置の他の異なる
実施例の構成と動作を示す概略正面図である。

【符号の説明】

５ 金型カセット ５ｄ Ｔ型ノブ １２，２２ 横ガイドレール １３，２３ 中間支持部材 １４，２４ 縦ガイドレール １５ ランナ取出ユニット １６ 製品取出ユニット １７ 金型交換ユニット １７ａ 把持部 １８ 金型ステーション １９ ランナ収容位置又は製品収容位置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形機の成形位置から被成形物を取り出
   すための把持部を備えた被成形物取出ユニットと、該被
   成形物取出ユニットを前記成形位置と前記成形機の外部
   位置との間で移動可能に搭載するユニット移動機構と、
   該ユニット移動機構に前記成形位置と前記外部位置との
   間で移動可能に搭載され、成形金型を交換するための把
   持部を備えた金型交換ユニットとを有することを特徴と
   する成形金型の交換装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記金型交換ユニッ
   トは、前記ユニット移動機構により前記成形位置の略上
   方に配置され得るように構成され、前記金型交換ユニッ
   トの前記把持部は、前記成形位置の略上方から前記成形
   位置に対して接離可能に構成されている成形金型の交換
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記ユニット移動機
   構は、前記成形機の上方に配置され、前記成形機の幅方
   向に伸びる第１の案内支持体と、該第１の案内支持体に
   沿って移動可能に取付けられ、該第１の案内支持体の延
   伸方向に対し角度を有する方向に少なくとも前記成形位
   置の上方まで伸びる第２の案内支持体とを有し、前記被
   成形物取出ユニット及び前記金型交換ユニットは、該第
   ２の案内支持体に沿って移動可能に取付けられている成
   形金型の交換装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記外部位置は前記
   成形位置の両側に設けられ、前記外部位置の一方は前記
   被成形物取出ユニットにより取出された被成形物の収容
   位置に、前記外部位置の他方は前記金型交換ユニットに
   より搬送される金型の受渡位置に各々設定されている成
   形金型の交換装置。