JPH08300425A - 成形品取出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短時間の内に成形品の取出し作業を行うこと
ができ、しかも、移動速度の安定性や位置決め精度の確
かな成形品取出装置を提供すること。 【構成】 水平軌道構成部材２に固設した長尺固定子７
と水平移動部材８に固設した走行子１０とにより第１の
リニアモータを構成すると共に、水平移動部材８に固設
した固定子１７と垂直軌道構成部材３に固設した長尺走
行子１５とにより第２のリニアモータを構成する。制御
装置によって第１，第２のリニアモータの位置および速
度をフィードバック制御することにより、垂直軌道構成
部材３の先端に取り付けられているチャック４を射出成
形機型締部５の成形品取出し位置Ｐ１とストッカ位置Ｐ
４との間で往復移動させて成形品２０の取出しを行わせ
る。ボールネジやナットおよびサーボモータ等による駆
動手段を不要とし、動力伝達機構の慣性による動力の損
失をなくして素早い動作を得ると共に、フィードバック
制御によって移動速度の安定性や位置決め精度を確保す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は成形品取出装置の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】成形品を把持するチャックを射出成形機
型締部とストッカとの間で往復移動させて金型内の成形
品を取り出すようにした成形品取出装置として、ボール
ネジとナットの組み合わせによってサーボモータの回転
運動を直線運動に変換して往復動作を行わせるようにし
たもの、および、エアシリンダを利用してチャックの往
復動作を行わせるようにしたものが公知である。

【０００３】サーボモータによって直線運動を実現する
構成の場合、一般的にいって構成が複雑であり、また、
特に、ボールナットの側をサーボモータで回転させる場
合では、回転運動を直線運動に変換するボールナットの
慣性によって生じる動力の損失が大きいため、移動速度
の立上りが鈍い。しかも、減速比が大きいため、要求さ
れる直線移動速度を得るためにはその何倍もの周速でボ
ールネジを回転させなければならず、この結果、ボール
ネジやボールおよびナット等に低負荷高速回転による磨
耗や焼けが生じ、ボールネジ等の損傷を防止するために
サーボモータの回転速度を制限する必要が生じる。結果
的に、最終的な直線移動速度を大きくすることは困難で
あり、成形品の取り出しに要する時間が長くなるといっ
た問題がある。また、ボールネジのリードを大きくして
減速比を小さくすれば、必要とされる推力を得ることが
難しく、ボールネジやボールおよびナット等からなる動
力伝達機構に高負荷による損傷が生じる恐れもある。

【０００４】一方、エアシリンダによって往復移動を実
現する構成の場合、空気圧を上げたり高速用シリンダを
採用したりすることにより高速動作が可能となり、ま
た、各軸に設けられたメカニカルストッパの位置等を調
整することによりエアシリンダのストロークを調整する
ことも可能ではあるが、移動速度や位置決め精度を正確
に制御することは困難であり、供給される空気圧の変動
によって移動速度や推力が変化したりするといった問題
もある。気圧調整装置の付いたアキュムレータやエアト
ランスフィルタ等も市販されてはいるが、集合配管によ
って多数のエアシリンダ等に圧搾空気を供給する関係
上、必ずしも、個々のエアシリンダに供給される空気の
圧力が安定的に保持されるとは限らず、空気圧の変動が
生じる場合がか多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の欠点を解消し、短時間の内に成形品の取出し
作業を行うことができ、しかも、移動速度や位置決め精
度を正確に制御することのできる成形品取出装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、往復移動のた
めの駆動手段をリニアモータにより構成したことを特徴
とする構成により前記目的を達成した。

【０００７】更に、成形品を把持するチャックを平面内
の任意位置に移動させるため、射出成形機型締部の近傍
に配備した長尺固定子と前記長尺固定子に沿って移動す
る走行子とからなる第１のリニアモータと、前記第１の
リニアモータの長尺固定子に直交して配備された長尺走
行子と前記第１のリニアモータの走行子に設けられて前
記長尺走行子を移動させる固定子とからなる第２のリニ
アモータとを配備し、第２のリニアモータの長尺走行子
の先端にチャックを取り付ける。

【０００８】また、移動速度や位置決め精度をより正確
に制御するため、前記各走行子の移動位置を検出する各
々の直線位置検出手段を設け、射出成形機を制御する制
御装置により、前記直線位置検出手段からのフィードバ
ック信号に基いて設定目標値と一致するように前記第
１，第２のリニアモータの走行子の位置のフィードバッ
ク制御を行うと共に、前記チャックの開閉制御を行うよ
うにする。

【０００９】または、射出成形機を制御する制御装置と
独立した駆動制御装置を設け、射出成形機からの成形品
取出信号により前記駆動制御装置を駆動して、前記第
１，第２のリニアモータの走行子の位置のフィードバッ
ク制御および前記チャックの開閉制御を行わせるように
する。

【００１０】

【作用】リニアモータを駆動してチャックに送りを掛け
て射出成形機機構部とストッカとの間で往復移動させ、
成形品の取出し作業を繰り返し行わせる。リニアモータ
の直線運動がチャックの送りに直接利用されるので、ボ
ールネジやナットおよびサーボモータの組み合わせによ
って回転運動を直線運動に変換する場合とは相違し、動
力伝達機構の慣性による動力の損失がなく、素早い立上
りが得られるので高加速の動作が実現される。また、機
械的な動力伝達機構を介さずに推力が直接伝達されるの
で、動力伝達機構の磨耗や損傷といった問題が解消さ
れ、定常的な高速運転が可能となる。この結果、成形品
の取出しに必要とされる所用時間が短縮され、射出成形
機のハイサイクル運転が実現される。また、リニアモー
タを駆動手段として利用しているので、空気圧を駆動源
とするエアシリンダに比べて移動速度や位置決め精度を
遥かに正確に制御することができ、移動速度や推力も安
定的に保持することができる。

【００１１】第１のリニアモータの走行子は射出成形機
型締部の近傍に配備された長尺固定子に沿って移動する
ことにより、第２のリニアモータの長尺走行子の中心軸
を射出成形機型締部に接離する方向に移動させる。ま
た、第２のリニアモータの長尺走行子は第１のリニアモ
ータの走行子に設けられた固定子に沿って移動し、第２
のリニアモータの固定子と接離する方向にチャックを移
動させる。従って、第２のリニアモータの長尺走行子の
先端に取り付けられたチャックは、射出成形機型締部の
近傍の平面内で任意方向に移動可能であり、射出成形機
機構部とその近傍に配備されたストッカとの間を自由に
往復することができる。

【００１２】直線位置検出手段は各走行子の現在位置を
検出し、射出成形機を制御する制御装置は、直線位置検
出手段からのフィードバック信号に基いて設定目標値と
一致するように前記第１，第２のリニアモータの走行子
の位置のフィードバック制御を行い、チャックを射出成
形機型締部からストッカへ、また、ストッカから射出成
形機型締部へと移動させると共に、チャックの開閉制御
を行う。

【００１３】また、成形品取出装置のための駆動制御装
置を設けた場合は、前記往復移動およびチャックの開閉
制御に必要とされる一連のシーケンス動作を駆動制御装
置に記憶させておき、射出成形機からの成形品取出し信
号によって駆動制御装置の駆動を開始させることによ
り、前記と同様の処理動作を行わせるようにする。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の一実施例の成形品取出装置１の概
略を示す正面図、図２は同成形品取出し装置１の要部を
示す部分断面図であり、図１の矢視Ａ−Ａ′について示
している。

【００１５】成形品取出装置１は、図１に示す通り、射
出成形機型締部５の近傍に配備された水平軌道構成部材
２、および、水平軌道構成部材２と直交して設けられた
垂直軌道構成部材３と、垂直軌道構成部材３の先端に取
り付けられたチャック４により構成されている。

【００１６】水平軌道構成部材２は射出成形機のステー
ショナリープラテン６の金型取付面と面一または多少手
前に突出して、その一端をステーショナリープラテン６
の上面に固定して水平に取り付けられている。そして、
水平軌道構成部材２の表面中央部には、図２に示すよう
に、第１のリニアモータの一部を構成する長尺固定子７
（コイルまたは永久磁石列）が水平軌道構成部材２のス
パン全長に亘って一体的に取り付けられ、その両側に
は、更に、水平軌道構成部材２に沿って移動する水平移
動部材８をガイドするためのガイドレール９が一体的に
平行配備されている。

【００１７】また、矩形状に形成された水平移動部材８
の裏面には、前述の長尺固定子７に対応して設けられた
走行子１０（永久磁石列またはコイル）が一体的に取り
付けられ（長尺固定子７がコイルで構成されているとき
には、走行子１０は永久磁石列で構成され、逆に長尺固
定子７が永久磁石列で構成されているときは走行子１０
はコイルで構成されている）、更に、その両側には、水
平軌道構成部材２のガイドレール９に摺動自在に嵌合し
たレール把持体１１が一体的に取り付けられている。つ
まり、本実施例における第１のリニアモータは、長尺固
定子７と走行子１０とからなる。

【００１８】また、長尺固定子７に対する走行子１０の
位置を検出するための第１の直線位置検出手段１２は、
長尺固定子７に沿って水平軌道構成部材２の表面に固設
された長尺のスリット板１３および該スリット板１３を
挟持するようにして水平移動部材８の裏面に固設された
フォトカプラ１４等によって構成される。つまり、水平
軌道構成部材２に対する水平移動部材８の移動によって
フォトカプラ１４の位置をスリット板１３のスリットが
横切る度にフォトカプラ１４の受光部が明転または暗転
し、これに伴ってフォトカプラ１４から出力される信号
の立上りまたは立下りをフィードバックパルスとして検
出することによって長尺固定子７に対する走行子１０の
相対位置、つまり、水平軌道構成部材２に対する水平移
動部材８の位置を検出するものであって、スリット板１
３の両端が開いているか閉じているかを別にすれば、そ
の作用原理は通常のサーボモータにおけるパルスコーダ
と全く同様であり、従って、水平軌道構成部材２に対す
る水平移動部材８の位置および速度制御に関しても、通
常のサーボモータと全く同様の制御方式を適用すること
ができる。

【００１９】既に述べた通り、垂直軌道構成部材３は水
平軌道構成部材２に直交して設けられ、その裏面中央部
には、図２に示すように、第２のリニアモータの一部を
構成する長尺走行子１５（コイルまたは永久磁石列）が
垂直軌道構成部材３のスパン全長に亘って一体的に取り
付けられ、その両側には、水平移動部材８に対する垂直
軌道構成部材３の上下移動をガイドするためのガイドレ
ール１６が一体的に平行配備されている。

【００２０】また、図１に示す通り、垂直軌道構成部材
３の先端にはチャック４が設けられ、成形品２０の離型
および把持操作が行えるようになっている。チャック４
には固定側金型１９のキャビティ２１内の成形品２０を
把持し、これを手前に引いてキャビティ２１から離型さ
せるに必要とされる従来通りの機能が備わっている。

【００２１】一方、水平移動部材８の表面には、前述の
長尺走行子１５（垂直軌道構成部材３）を上下移動させ
るために設けられた固定子１７（永久磁石列またはコイ
ル）が上下方向に向けて一体的に取り付けられ、更に、
その両側には、垂直軌道構成部材３のガイドレール１６
に摺動自在に嵌合したレール把持体１８が一体的に取り
付けられている。つまり、本実施例における第２のリニ
アモータは固定子１７と長尺走行子１５とからなり、第
２のリニアモータの固定子１７は、水平移動部材８を介
して第１のリニアモータの走行子１０に一体的に取り付
けられていることになる。なお、長尺走行子１５がコイ
ルで構成されているときには、固定子１７は永久磁石列
で構成され、逆に長尺走行子１５が永久磁石列で構成さ
れているときには、固定子１７はコイルで構成されてい
る。

【００２２】なお、垂直軌道構成部材３に取り付けられ
た長尺走行子１５やガイドレール１６等と水平移動部材
８に取り付けられた固定子１７やレール把持体１８等と
の対応関係を明確にするため、図２を図１の矢視Ｂ−
Ｂ′の断面図として利用し、図２を図１の矢視Ｂ−Ｂ′
として見たときの各部の符号を図２のなかに（）を付し
て示す。要するに、図２を図１の矢視Ａ−Ａ′として見
る場合には（）の付いていない方の符号を読んで部材名
称との関連を確認し、また、図２を図１の矢視Ｂ−Ｂ′
として見る場合には（ ）の付いている方の符号を読ん
で部材名称との関連を確認すればよいということであ
る。固定子１７と長尺走行子１５とからなる第２のリニ
アモータも、前述した第１のリニアモータの場合と同
様、長尺走行子（１５）に沿って垂直軌道構成部材３の
裏面（図１を基準）に固設された長尺のスリット板（１
３′）や該スリット板（１３′）を挟持するようにして
水平移動部材（８）の表面（図１を基準）に固設された
フォトカプラ（１４′）等によって構成される第２の直
線位置検出手段（１２′）を有し、固定子（１７）に対
する長尺走行子（１５）の相対移動位置を検出して、前
記した水平軌道構成部材２に対する水平移動部材８の場
合と同様、水平移動部材８に対する垂直軌道構成部材３
の位置および速度制御が通常のサーボモータと全く同様
の制御方式によって達成できるようになっている。

【００２３】例えば、図３に示すように、射出成形機の
制御装置により、設定された移動経路プログラム（チャ
ック４の往復動作の経路）と、該移動経路を分割して各
区間毎に任意に設定された移動速度（無論、移動経路全
般を通じて等速度であってもよい）とに基いてパルス分
配を行って各軸毎、つまり、第１，第２のリニアモータ
毎の位置指令を出力するようようにし、直線位置検出手
段１２，１２′から帰還されるフィードバックパルスを
各軸の位置指令である分配パルスから減じて各軸毎の位
置偏差を求めて各軸の速度指令として出力すると共に
（位置ループ）、直線位置検出手段１２，１２′から帰
還されるフィードバックパルスをｆ／ｖ変換して得た各
軸の現在速度を各軸の速度指令から減じて各軸の速度偏
差を求めて各軸のトルク指令として出力し（速度ルー
プ）、このトルク指令を増幅して第１，第２のリニアモ
ータを駆動することにより、チャック４に関する位置お
よび速度の制御を行うようにする。

【００２４】チャック４の往復動作の経路としては、図
１に示すＰ４−Ｐ３−Ｐ２−Ｐ１（往路），Ｐ１−Ｐ２
−Ｐ３−Ｐ４（復路）等の経路が一般的である。この場
合、まず、第２のリニアモータを駆動して長尺走行子１
５（垂直軌道構成部材３）に送りを掛けることにより、
図１にＰ４で示す待機位置からＰ３の位置までチャック
４を移動させた後、第１のリニアモータを駆動して走行
子１０（水平移動部材８）に送りを掛けることにより、
図１のＰ２位置まで、タイバー２２を避けるようにして
チャック４を移動させ、更に、第２のリニアモータを駆
動して長尺走行子１５（垂直軌道構成部材３）に送りを
掛けることにより、金型中心のＰ１位置までチャック４
を下ろして停止させ、チャック４による成形品２０の把
持および手前への微小移動による離型操作によってキャ
ビティ２１から成形品２０を取り出し、前記とは逆の経
路、即ち、Ｐ２−Ｐ３−Ｐ４の順にチャック４を移動さ
せて待機位置に復帰させ、チャック４を開いてストッカ
に成形品２０を回収し、該チャック４を前後方向の元位
置に復帰させることになる。

【００２５】図１に示した移動経路はほんの一例であ
る。本実施例の成形品取出装置１は、エアシリンダ等を
用いた従来型の製品取出装置とは相違し、水平軌道構成
部材２や垂直軌道構成部材３のストロークエンドまでチ
ャック４を移動させなくてもプログラムされた適宜位置
でチャック４を停止させることができるので、水平軌道
構成部材２および垂直軌道構成部材３を隣接する２辺と
して構成される長方形の平面内に成形品取り出し位置
（例えばＰ１）および成形品回収位置（例えばＰ４）が
ありさえすれば、成形品取り出し位置や成形品回収位置
の配置関係はどのようなものであっても一向に差支えな
い。

【００２６】また、必ずしも、図１に示す例のように各
移動区間で第１，第２のリニアモータを独立させて個別
に駆動する必要はなく、前述した制御方式によれば、成
形品回収位置から成形品取り出し位置に至る任意の移動
経路プログラムに従って直線補間や円弧補間等を実施す
ることにより、直線移動，円弧移動を問わず任意の移動
経路を得ることができる。これは射出成形機周辺の障害
物等を避けてチャック４を移動させるような場合に便利
な機能である。

【００２７】以上に述べたようなチャック４の往復動作
およびその開閉動作のためのシーケンスプログラムは射
出成形機の制御装置に記憶させておき、成形サイクルに
おける型開き完了段階で射出成形機の制御装置によりこ
れを行わせるようにするか、または、成形品取出装置１
専用の駆動制御装置を設けてこのシーケンスプログラム
を記憶させ、射出成形機の型開き完了時点で出力される
成形品取出し信号によって成形品取出装置１専用の駆動
制御装置を作動させることにより、成形品取出装置１専
用の駆動制御装置でこのシーケンスを実行させるように
する。

【００２８】成形品回収位置となる位置決め目標位置Ｐ
４等は飽くまで設定目標位置であるから、制御装置に組
み込まれたプログラムにより、連続成形作業中にその目
標位置を自動的に切り替えることも可能である。例え
ば、長時間の連続成形作業においては大容量の容器状ス
トッカ等に成形品２０を連続的に投入するような場合が
あるが、そのような場合、成形品回収位置Ｐ４を低い位
置に設定すると成形品２０がストッカ内に大量に溜まっ
たときにチャック２０が回収済み成形品２０の山に干渉
する恐れがあり、また、成形品回収位置Ｐ４を高い位置
に設定すると、ストッカが空に近いような状態で成形品
２０の落下距離が長くなり、落下時の衝撃によって成形
品２０に損傷が生じるといった危険がある。このような
場合、射出成形機のショット数カウンタが所定数を数え
る毎に成形品回収位置Ｐ４を上方に所定量ずつずらして
行くようなプログラムを作成すれば問題を解消しえる。

【００２９】また、水平軌道構成部材２を長く構成して
該水平軌道構成部材２に沿って複数のストッカを配備す
るようにすれば、前記と同様、射出成形機のショット数
カウンタが所定数を数える毎にＰ３の位置をストッカ幅
に対応してずらして行くことで、ストッカが満杯になり
次第となりのストッカへの投入を開始するといったこと
もできる。これらの操作は、チャックの位置決め位置が
エアシリンダ等のストロークエンドによって規制される
従来型の製品取出装置においては全く不可能である。

【００３０】また、本実施例の成形品取出装置１は、チ
ャック４を移動させる各軸の駆動手段の全てが動力伝達
において非接触式のリニアモータによって構成されてい
るので、サーボモータやボールネジ等を利用した従来型
の製品取出装置とは異なり、動力伝達手段における摩擦
によって生じる焼けや磨耗は一切なく、また、動力の中
継に用いられるボールネジ等に角運動量を与えるための
動力損失といったものも全くないので、移動開始時の速
度の立上りを素早くすることができ、成形サイクルの長
短に直接の影響を与える成形品取出所用時間を大幅に短
縮することができる。

【００３１】しかも、各リニアモータは位置および速度
を制御装置によってフィードバック制御されているの
で、位置決め精度や移動速度の安定性も確実に保証され
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明の成形品取出し装置は、成形品を
把持するチャックを射出成形機型締部とストッカとの間
で往復移動させるための駆動手段をリニアモータによっ
て構成しているので、ボールネジやナットおよびサーボ
モータ等の組み合わせによって回転運動を直線運動に変
換して往復動作を行わせる場合とは相違し、動力伝達機
構の慣性による動力の損失がなく、素早い立上りが得ら
れるので高加速の動作が実現される。また、機械的な動
力伝達機構を介さずに推力が直接伝達されるので、動力
伝達機構の磨耗や損傷といった問題が解消され、定常的
な高速運転が可能となる。この結果、成形品の取出しに
必要とされる所用時間が短縮され、射出成形機のハイサ
イクル運転が実現される。

【００３３】また、リニアモータを駆動手段として利用
しているので、空気圧を駆動源とするエアシリンダ式の
成形品取出し装置に比べて移動速度や位置決め精度を遥
かに正確に制御することができ、移動速度や推力も安定
的に保持することができる。しかも、移動速度や位置決
め精度が保証される結果、ゲートカットや袋詰め等の後
工程に利用される他の周辺装置との連携も容易となり、
信頼性の高いシステムの構築が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の成形品取出装置の概略を示
す正面図である。

【図２】図１の矢視Ａ−Ａ′および矢視Ｂ−Ｂ′につい
て示す断面図である。

【図３】位置および速度の制御を一例で示す機能ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 成形品取出装置 ２ 水平軌道構成部材 ３ 垂直軌道構成部材 ４ チャック ５ 射出成形機型締部 ６ ステーショナリープラテン ７ 長尺固定子 ８ 水平移動部材 ９ ガイドレール １０ 走行子 １１ レール把持体 １２ 直線位置検出手段 １２′ 直線位置検出手段 １３ スリット板 １３′ スリット板 １４ フォトカプラ １４′ フォトカプラ １５ 長尺走行子 １６ ガイドレール １７ 固定子 １８ レール把持体 １９ 固定側金型 ２０ 成形品 ２１ キャビティ ２２ タイバー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形品を把持するチャックを射出成形機
   型締部とストッカとの間で往復移動させて金型内の成形
   品を取り出すようにした成形品取出装置において、前記
   往復移動のための駆動手段をリニアモータにより構成し
   たことを特徴とする成形品取出装置。
2. 【請求項２】 射出成形機型締部の近傍に配備した長尺
   固定子と前記長尺固定子に沿って移動する走行子とから
   なる第１のリニアモータと、前記第１のリニアモータの
   長尺固定子に直交して配備された長尺走行子と前記第１
   のリニアモータの走行子に設けられて前記長尺走行子を
   移動させる固定子とからなる第２のリニアモータと、前
   記第２のリニアモータの長尺走行子の先端に取り付けら
   れたチャックとを備えたことを特徴とする請求項１記載
   の成形品取出装置。
3. 【請求項３】 前記各走行子の移動位置を検出する各々
   の直線位置検出手段を設け、射出成形機を制御する制御
   装置により、前記直線位置検出手段からのフィードバッ
   ク信号に基いて設定目標値と一致するように前記第１，
   第２のリニアモータの走行子の位置のフィードバック制
   御を行うと共に、前記チャックの開閉制御を行うように
   した請求項２記載の射出成形機の成形品取出装置。
4. 【請求項４】 前記各走行子の移動位置を検出する各々
   の直線位置検出手段と、該直線位置検出手段からのフィ
   ードバック信号に基いて設定目標値と一致するように前
   記第１，第２のリニアモータの走行子の位置のフィード
   バック制御を行うと共に、前記チャックの開閉を行う駆
   動制御装置とを設け、射出成形機からの成形品取出信号
   により前記駆動制御装置を駆動するようにした請求項２
   記載の射出成形機の成形品取出装置。