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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-17
(45)【発行日】2024-09-26
(54)【発明の名称】演算装置および射出成形システム
(51)【国際特許分類】
   B29C 45/76 20060101AFI20240918BHJP
   B29C 45/40 20060101ALI20240918BHJP
   B29C 45/42 20060101ALI20240918BHJP
【FI】
B29C45/76
B29C45/40
B29C45/42
【請求項の数】 14
(21)【出願番号】P 2023543509
(86)(22)【出願日】2021-08-24
(86)【国際出願番号】 JP2021030897
(87)【国際公開番号】W WO2023026347
(87)【国際公開日】2023-03-02
【審査請求日】2024-03-13
(73)【特許権者】
【識別番号】390008235
【氏名又は名称】ファナック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003683
【氏名又は名称】弁理士法人桐朋
(72)【発明者】
【氏名】関 直朗
(72)【発明者】
【氏名】山脇 拓人
【審査官】田村 佳孝
(56)【参考文献】
【文献】特開平08-020051(JP,A)
【文献】特開2001-212854(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29C 45/76
B29C 45/40
B29C 45/42
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
可動金型(30)からエジェクタピン(58)を突出する突出動作を実行させる射出成形機(12)に用いられるパラメータを演算する演算装置(72)であって、
前記エジェクタピンを型閉じ方向(DA)に駆動するエジェクタロッド(54)の位置を取得する位置取得部(78)と、
成形品を把持する把持装置(18)が前記成形品から受ける負荷を取得する負荷取得部(80)と、
前記突出動作中に取得される前記負荷の大きさが閾値を超えたときの前記エジェクタロッドの位置に基づいて、前記突出動作の実行開始時における前記エジェクタロッドの駆動開始位置を決定する決定部(82、821)と、
を備える演算装置。
【請求項2】
請求項1に記載の演算装置であって、
前記決定部は、前記負荷の大きさが前記閾値を超えたときの前記エジェクタロッドの位置を、前記駆動開始位置として決定する、演算装置。
【請求項3】
請求項1に記載の演算装置であって、
前記決定部は、前記負荷の大きさが前記閾値を超えたときの前記エジェクタロッドの位置を含む許容範囲内で、前記駆動開始位置を決定する、演算装置。
【請求項4】
請求項1~3のいずれか1項に記載の演算装置であって、
決定された前記駆動開始位置となるように、前記エジェクタロッドを駆動する駆動力を発生する駆動源の設定を変更する設定変更部(84、841)
を備える、演算装置。
【請求項5】
請求項4に記載の演算装置であって、
前記射出成形機は、前記可動金型を開く型開き動作、または、前記把持装置に把持される前記成形品を前記型閉じ方向に引く引き動作と同期させて前記突出動作を実行し、
前記決定部は、前記負荷の大きさが前記閾値を超えたときの前記エジェクタロッドの位置に基づいて、前記型開き動作または前記引き動作と同期させて前記突出動作を実行し始めるときの前記エジェクタロッドの同期動作開始位置を決定する、演算装置。
【請求項6】
請求項5に記載の演算装置であって、
前記設定変更部(841)は、前記突出動作中に前記閾値より大きい第2閾値を超える負荷が取得された場合には、前記第2閾値を超える負荷の方向に基づいて、前記同期動作開始位置を変更する、演算装置。
【請求項7】
請求項6に記載の演算装置であって、
前記設定変更部は、前記負荷の方向が型開き方向(DB)に対応する方向を示す場合には、現在設定されている前記同期動作開始位置を、前記型閉じ方向に所定量ずらし、前記負荷の方向が前記型閉じ方向に対応する方向を示す場合には、現在設定されている前記同期動作開始位置を、前記型開き方向に所定量ずらす、演算装置。
【請求項8】
請求項1~7のいずれか1項に記載の演算装置であって、
ユーザの操作に応じて、前記閾値を変更する変更部(92)
を備える、演算装置。
【請求項9】
請求項6に従属する請求項8に記載の演算装置であって、
前記変更部は、ユーザの操作に応じて、前記第2閾値を変更する、演算装置。
【請求項10】
請求項7に従属する請求項8に記載の演算装置であって、
前記変更部は、ユーザの操作に応じて、前記所定量を変更する、演算装置。
【請求項11】
請求項1~10のいずれか1項に記載の演算装置であって、
前記演算装置は、前記射出成形機の制御装置(26)に備えられる、演算装置。
【請求項12】
請求項1~10のいずれか1項に記載の演算装置であって、
前記演算装置は、前記把持装置を有する取出装置(14)の制御装置(98)に備えられる、演算装置。
【請求項13】
請求項1~10のいずれか1項に記載の演算装置であって、
前記演算装置は、前記射出成形機および前記把持装置を有する取出装置に接続された外部機器(100)の制御装置(102)に備えられる、演算装置。
【請求項14】
請求項1~13のいずれか1項に記載の演算装置と、前記射出成形機と、前記把持装置を有する取出装置と、を備える射出成形システム(10)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出成形機に用いられるパラメータの演算に関する。
【背景技術】
【0002】
射出成形機では、金型から成形品を突出する突出動作が実行される。特開2001-212854号公報には、突出動作を実行するためのエジェクタ装置が開示されている。このエジェクタ装置では、エジェクタロッドが、成形品を金型から離型させる方向に、エジェクタプレートを駆動することで、エジェクタプレートに支持されるエジェクタピンが成形品を金型から突出する。
【発明の概要】
【0003】
しかし、エジェクタロッドとエジェクタプレートとの間に隙間がある。このため、エジェクタロッドがエジェクタプレートに接触するまでの区間、エジェクタピンは空走する。この空走区間が長くなればなるほど、1つの成形品の製造に要する射出成形機のサイクルが長期化するという課題がある。
【0004】
本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。
【0005】
本発明の第1の態様は、可動金型からエジェクタピンを突出する突出動作を実行させる射出成形機に用いられるパラメータを演算する演算装置であって、前記エジェクタピンを型閉じ方向に駆動するエジェクタロッドの位置を取得する位置取得部と、成形品を把持する把持装置が前記成形品から受ける負荷を取得する負荷取得部と、前記突出動作中に取得される前記負荷の大きさが閾値を超えたときの前記エジェクタロッドの位置に基づいて、前記突出動作の実行開始時における前記エジェクタロッドの駆動開始位置を決定する決定部と、を備える。
【0006】
本発明の第2の態様は、上記の演算装置と、前記射出成形機と、前記把持装置を有する取出装置と、を備える射出成形システムである。
【0007】
本発明の態様によれば、成形品にエジェクタピンの負荷が付与される状態で、突出動作を開始することができる。したがって、突出動作の実行開始時から即座に成形品を取り出すことができ、その結果、射出成形機のサイクルが長期化することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1図1は、射出成形システムの構成を示す模式図である。
図2図2は、突出装置の構成を示す模式図である。
図3図3は、エジェクタピンが突き出ている様子を示す図である。
図4図4は、成形品が取り出される様子を示す図である。
図5図5は、第1実施形態による射出成形機の一部の構成を示すブロック図である。
図6図6は、第1実施形態による演算装置の演算処理の流れを示すフローチャートである。
図7図7は、第2実施形態による射出成形機の一部の構成を示すブロック図である。
図8図8は、型開き動作と突出動作との様子を示すタイミングチャートである。
図9図9は、図8とは異なる型開き動作と突出動作との様子を示すタイミングチャートである。
図10図10は、第2実施形態による演算装置の演算処理の流れを示すフローチャートである。
図11図11は、変形例1の演算装置を示すブロック図である。
図12図12は、変形例4の射出成形システムを示すブロック図である。
図13図13は、変形例5の射出成形システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
〔実施形態〕
図1は、射出成形システム10の構成を示す模式図である。射出成形機12は、成形品を成形する機器である。射出成形機12は、水平方向に延在する設置面上に設置可能な横型射出成形機であってもよいし、水平と交差する方向に延在する設置面上に設置可能な縦型射出成形機であってもよい。図1は、射出成形機12が横型射出成形機である場合の例を示している。射出成形システム10は、射出成形機12と、取出装置14とを備える。
【0010】
射出成形機12は、成形品を成形する機器である。射出成形機12は、サイクルごとに成形品を繰り返し成形する。1つのサイクルにおいて、射出成形機12は、型閉じ動作、射出動作、保圧動作、計量動作、型開き動作および突出動作を実行する。
【0011】
型閉じ動作は、金型16を閉じる動作である。射出動作は、金型16のキャビティに成形材料を射出する動作である。保圧動作は、金型16のキャビティに射出された成形材料に圧力を付与する動作である。計量動作は、次の成形サイクルの準備として成形材料を計量する動作である。型開き動作は、金型16を開く動作である。突出動作は、金型16から成形品を突出する動作である。
【0012】
取出装置14は、成形品を把持し、把持した成形品を取り出す装置である。取出装置14は、把持動作と、取出動作とを実行する。把持動作は、成形品を把持する動作である。把持動作は、一般的には射出成形機12の突出動作よりも後に実行されるが、本実施形態では射出成形機12の突出動作よりも前に実行される。取出動作は、金型16から成形品を取り出す動作である。取出動作は、射出成形機12の突出動作よりも後に実行される。
【0013】
本実施形態では、取出装置14として、ロボットを用いるが、ロボットに限定されない。取出装置14は、把持動作を実行する把持装置18を有する。把持装置18は、エンドエフェクタとも称される。把持装置18は、指または爪等を用いて成形品をチャックする装置であってもよいし、負圧または磁力等を用いて成形品を吸着する装置であってもよい。
【0014】
射出成形機12は、金型16と、型締装置20と、射出装置22と、突出装置24と、制御装置26とを有する。
【0015】
金型16は、成形品を成形するための型枠である。金型16は、固定金型28と可動金型30とを有する。固定金型28および可動金型30は、型締装置20の固定プラテン32と可動プラテン34との間に配置される。固定金型28は、可動プラテン34に向く固定プラテン32の面上に設けられる。可動金型30は、固定プラテン32に向く可動プラテン34の面上に設けられる。
【0016】
型締装置20は、型閉じ動作および型開き動作を実行する装置である。型締装置20は、固定プラテン32と、可動プラテン34と、リアプラテン36と、複数のタイバー38とを有する。
【0017】
固定プラテン32とリアプラテン36とは、射出成形機12の機台40に間隔をあけて設置される。固定プラテン32とリアプラテン36との間には、複数のタイバー38が配置される。複数のタイバー38は、互いに間隔をあけて略平行に配置される。複数のタイバー38の各々の一端部は固定プラテン32に取り付けられ、複数のタイバー38の各々の他端部はリアプラテン36に取り付けられる。複数のタイバー38の各々は、可動プラテン34を貫通する。
【0018】
可動プラテン34は、固定プラテン32とリアプラテン36との間に配置される。可動プラテン34は、ガイドレール42をスライド可能なスライド部44に設置される。ガイドレール42は、タイバー38と略平行な状態で、射出成形機12の機台40に設置される。可動プラテン34は、スライド部44のスライドに応じて、型閉じ方向DAおよび型開き方向DBの双方向へ移動可能である。
【0019】
型締装置20が型閉じ動作を実行すると、可動プラテン34は、駆動源から伝達される駆動力によって型閉じ方向DAに移動する。この可動プラテン34の移動に応じて、可動金型30は、固定金型28に押し付けられることで金型16に型締力が付与される。一方、型締装置20が型開き動作を実行すると、可動プラテン34は、駆動源から伝達される駆動力によって型開き方向DBに移動する。この可動プラテン34の移動に応じて、可動金型30は、固定金型28から離間する。駆動源は、モータであってもよいし、コンプレッサーであってもよい。コンプレッサーは、油圧式コンプレッサーであってもよいし、空圧式コンプレッサーであってもよい。本実施形態では、駆動源がモータである場合について説明する。
【0020】
射出装置22は、射出動作、保圧動作および計量動作を実行する装置である。射出装置22は、インラインスクリュ式の射出装置であってもよいし、プランジャ式の射出装置であってもよい。図1は、射出装置22がインラインスクリュ式の射出装置である場合の例を示している。射出装置22は、ノズル46と、シリンダ48と、スクリュー50と、ホッパ52と、を有する。
【0021】
ノズル46は、金型16に向くシリンダ48の端部に取り付けられる。ノズル46は、アダプタを介して、シリンダ48の端部に取り付けられてもよい。ノズル46は、シリンダ48の内部と連通する。シリンダ48の内部には、スクリュー50が挿通される。シリンダ48には、ホッパ52が接続される。ホッパ52からシリンダ48の内部に成形材料が供給される。
【0022】
シリンダ48およびスクリュー50は、金型16に向かって延びている。スクリュー50は、回転可能である。また、スクリュー50は、ノズル46に向かって前進し、かつ、ノズル46から後退可能である。射出装置22が射出動作を実行すると、スクリュー50は、シリンダ48内を非回転の状態で前進する。射出装置22が保圧動作を実行すると、スクリュー50に背圧が付与される。この場合、スクリュー50は、静止していてもよい。射出装置22が計量動作を実行すると、スクリュー50は、シリンダ48内を回転しながら後退する。なお、スクリュー50は、非回転の状態で後退してもよい。
【0023】
突出装置24は、突出動作を実行する装置である。図2は、突出装置24の構成を示す模式図である。突出装置24は、エジェクタロッド54と、エジェクタプレート56と、エジェクタピン58とを有する。エジェクタロッド54の数は1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。エジェクタピン58の数は1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。図2の例では、エジェクタロッド54の数が1つであり、エジェクタピン58の数が2つである場合が示されている。2つのエジェクタピン58は同じ構成であるため、以下、1つのエジェクタピン58のみに関して説明する。
【0024】
エジェクタロッド54およびエジェクタプレート56は、可動金型30の内部に形成された空間に配置される。エジェクタロッド54およびエジェクタプレート56は、型閉じ方向DAおよび型開き方向DBの双方向へ移動可能である。
【0025】
エジェクタピン58は、固定金型28に向くエジェクタプレート56の面から型閉じ方向DAに向かって延びている。エジェクタピン58は、可動金型30の型閉じ方向DAに沿って形成されたピン孔60に挿通される。エジェクタピン58は、エジェクタプレート56に固定されており、エジェクタプレート56と一緒に型閉じ方向DAまたは型開き方向DBに移動可能である(図2および図3参照)。
【0026】
突出動作の開始時におけるエジェクタピン58の先端は、可動金型30のピン孔60に位置する(図2参照)。突出動作完了時におけるエジェクタピン58の先端は、可動金型30から突出する。つまり、突出動作の開始時から完了時までの間に、エジェクタピン58の先端は、可動金型30のキャビティ面61から固定金型28に向けて突出する(図3参照)。なお、可動金型30のキャビティ面61とは、金型16のキャビティを構成する可動金型30の面のことをいう。
【0027】
突出装置24が突出動作を実行すると、エジェクタロッド54は、駆動源から伝達される駆動力によって型閉じ方向DAに移動し、エジェクタプレート56を押す。エジェクタプレート56は、エジェクタロッド54に押されて型閉じ方向DAに移動する。これにより、エジェクタプレート56に固定されるエジェクタピン58が可動金型30から突出し、成形品が可動金型30から離れる(図4参照)。駆動源は、モータであってもよいし、コンプレッサーであってもよい。コンプレッサーは、油圧式コンプレッサーであってもよいし、空圧式コンプレッサーであってもよい。本実施形態では、駆動源がモータである場合について説明する。
【0028】
突出動作が完了した後、エジェクタロッド54は、駆動源から伝達される駆動力によって型開き方向DBに移動する。この場合、エジェクタプレート56は、バネ(図示せず)の弾性力によって型開き方向DBに移動する。これにより、エジェクタプレート56に固定されるエジェクタピン58は可動金型30のピン孔60に引っ込む。
【0029】
制御装置26は、射出成形機12を制御する装置である。制御装置26は、型締装置20を制御することで、型締装置20に型閉じ動作または型開き動作を実行させる。また、制御装置26は、射出装置22を制御することで、射出装置22に射出動作、保圧動作または計量動作を実行させる。さらに、制御装置26は、突出装置24を制御することで、突出装置24に突出動作を実行させる。
【0030】
型開き動作と突出動作とは同期して実行されなくてもよいし、同期して実行されてもよい。以下、型開き動作と突出動作とが同期して実行されない場合を第1実施形態とし、型開き動作と突出動作とが同期して実行される場合を第2実施形態として説明する。
【0031】
(第1実施形態)
本実施形態の射出成形機12では、型開き動作と突出動作とが同期することなく別々に実行される。制御装置26は、まず、型締装置20に型開き動作を実行させる。型開き動作の完了後、取出装置14による把持動作が実行され、成形品が把持装置18に把持される。その後、制御装置26は、突出装置24に突出動作を実行させる。
【0032】
突出動作が実行されている期間、成形品は把持装置18に把持されている。この期間における把持装置18の位置は、不動の状態であってもよいし、フローティングの状態であってもよい。不動の状態とは、外力を受けても把持装置18の位置が変化せずに維持される状態である。一方、フローティングの状態とは、外力に応じて把持装置18の位置が変化し得る状態である。
【0033】
図5は、第1実施形態による射出成形機12の一部の構成を示すブロック図である。制御装置26は、モータ制御部62を有する。モータ制御部62は、射出成形機12に備えられるモータを制御する。このモータ制御部62は、第1モータ制御部64と、第2モータ制御部66とを含む。
【0034】
第1モータ制御部64は、突出装置24に備えられたピン駆動用モータ68を制御することで、突出装置24に突出動作を実行させる。ピン駆動用モータ68は、エジェクタピン58を駆動するためのモータである。具体的には、ピン駆動用モータ68は、エジェクタピン58を型閉じ方向DAに押すための駆動力をエジェクタロッド54に付与するモータである。ピン駆動用モータ68の駆動によって発生するモータ駆動力は、エジェクタロッド54に伝達される。エジェクタロッド54に伝達されるモータ駆動力によって、エジェクタロッド54がエジェクタプレート56を押す。これにより、エジェクタプレート56に固定されるエジェクタピン58が型閉じ方向DAに移動する。つまり、第1モータ制御部64は、ピン駆動用モータ68を制御することで、エジェクタロッド54を駆動し、エジェクタプレート56を介して、エジェクタピン58を型閉じ方向DAに移動させる。
【0035】
第2モータ制御部66は、型締装置20に備えられた金型駆動用モータ70を制御することで、型締装置20に型開き動作または型閉め動作を実行させる。金型駆動用モータ70は、可動金型30を駆動するためのモータである。金型駆動用モータ70の駆動によって発生するモータ駆動力は、可動プラテン34に伝達される。可動プラテン34に伝達されるモータ駆動力によって、可動プラテン34と可動金型30とが型閉じ方向DAまたは型開き方向DBに移動する。つまり、第2モータ制御部66は、金型駆動用モータ70を制御することで、可動プラテン34を駆動し、可動プラテン34に設けられる可動金型30を型閉じ方向DAまたは型開き方向DBに移動させる。
【0036】
本実施形態の制御装置26には、演算装置72がさらに備えられる。演算装置72は、突出動作に用いられるパラメータを演算する。演算装置72は、情報処理部74と、記憶部76とを有する。情報処理部74は、例えば、CPU、GPU等のプロセッサによって構成される。記憶部76は、RAM等の揮発性メモリと、ROM、フラッシュメモリ、ハードディスク等の不揮発性メモリとを含む。記憶部76の少なくとも一部が、プロセッサに備えられていてもよい。
【0037】
情報処理部74は、位置取得部78と、負荷取得部80と、決定部82と、設定変更部84とを有する。位置取得部78、負荷取得部80、決定部82および設定変更部84は、記憶部76に記憶されているプログラムを情報処理部74が処理することで実現されてもよい。また、位置取得部78、負荷取得部80、決定部82および設定変更部84の少なくとも1つが、ASIC、FPGA等の集積回路によって実現されてもよい。また、位置取得部78、負荷取得部80、決定部82および設定変更部84の少なくとも1つが、ディスクリートデバイスを含む電子回路によって構成されてもよい。
【0038】
位置取得部78は、位置センサ86から出力される信号に基づいて、エジェクタロッド54の位置を取得する。また、位置取得部78は、エジェクタロッド54の位置を示す位置情報を記憶部76に記憶する。位置センサ86としては、例えば、エンコーダ、リニアスケール、カメラ等が挙げられる。エンコーダは、ピン駆動用モータ68に備えられてもよい。
【0039】
負荷取得部80は、負荷取得用センサ90から出力される信号に基づいて、突出動作中に成形品を把持する把持装置18が成形品から受ける負荷を取得する。また、負荷取得部80は、取得した負荷を示す負荷情報を記憶部76に記憶する。負荷取得用センサ90は、取出装置14に備えられる。負荷取得用センサ90は、取出装置14が有する把持装置18に備えられてもよい。
【0040】
負荷取得用センサ90は、取出動作を実行するために用いられる取出用モータのトルクを検出するトルクセンサであってもよい。この場合、負荷取得部80は、トルクセンサから出力される信号に基づいて、突出動作中における取出用モータのトルクを取得する。
【0041】
負荷取得用センサ90は、取出動作を実行するために用いられる取出用モータに出力される電流(駆動電流)を検出する電流センサであってもよい。この場合、負荷取得部80は、電流センサから出力される信号に基づいて、突出動作中における取出用モータの電流を取得する。負荷取得部80は、電流センサから出力される信号に基づいて、突出動作中における取出用モータのトルクまたは電圧(駆動電圧)を演算して取得してもよい。
【0042】
負荷取得用センサ90は、取出動作を実行するために用いられる取出用モータの位置を検出する位置センサであってもよい。この場合、負荷取得部80は、位置センサから出力される信号に基づいて、突出動作中における取出用モータの位置を取得する。突出動作時に成形品を把持する把持装置18の位置がフローティングの状態である場合、負荷取得部80は、突出動作中における取出用モータの位置を、把持装置18が成形品から受ける負荷として捉え易い。
【0043】
負荷取得用センサ90は、取出動作時に発生する取出荷重を検出する力センサであってもよい。この場合、負荷取得部80は、力センサから出力される信号に基づいて、突出動作中における取出荷重を取得する。
【0044】
負荷取得用センサ90は、成形品の歪みを検出する歪センサであってもよい。この場合、負荷取得部80は、歪センサから出力される信号に基づいて、突出動作中における成形品の歪みを取得する。
【0045】
負荷取得用センサ90は、取出動作を実行するために付与される油圧、空圧等の流体圧を検出する圧力センサであってもよい。この場合、負荷取得部80は、圧力センサから出力される信号に基づいて、突出動作中における流体圧を取得する。
【0046】
負荷取得部80は、以上で述べたトルク、電流、電圧、位相、取出荷重、成形品の歪みおよび流体圧のうちの少なくとも1つを、突出動作中に成形品を把持する把持装置18が成形品から受ける負荷として取得し得る。また、負荷取得部80は、トルク、電流、電圧、位相、取出荷重、成形品の歪みおよび流体圧以外の物理量を、突出動作中に成形品を把持する把持装置18が成形品から受ける負荷として取得し得る。要するに、負荷取得部80は、突出動作中に成形品を把持する把持装置18が成形品から受ける負荷として、1種類以上の物理量を取得し得る。
【0047】
負荷取得部80が取得する負荷は、把持装置18に把持される成形品が、突出動作中に移動するエジェクタピン58によって押された時点から次第に大きくなる。
【0048】
決定部82は、負荷取得部80で取得された負荷を閾値と比較する。負荷の大きさが閾値を超えると、決定部82は、位置取得部78によって記憶部76に記憶された位置情報に基づいて、負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッド54の位置を検出する。また、決定部82は、検出した位置を、突出動作の実行開始時におけるエジェクタロッド54の駆動開始位置として決定する。
【0049】
設定変更部84は、決定された駆動開始位置となるように、エジェクタロッド54の駆動源の設定を変更する。駆動源は、本実施形態では、ピン駆動用モータ68である。すなわち、設定変更部84は、決定部82で決定された駆動開始位置になるように、ピン駆動用モータ68を制御するモータ制御部62(第1モータ制御部64)の設定を変更する。
【0050】
次に、第1実施形態による演算装置72の演算方法を説明する。図6は、第1実施形態による演算装置72の演算処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態による演算装置72の演算処理は、試運転時、1番目のサイクル時等に実行される。
【0051】
固定金型28と可動金型30との間に配置された把持装置18によって、可動金型30のキャビティ面61に付着する成形品が把持され、かつ、突出装置24による突出動作が開始されたときに、演算装置72の演算処理が開始される。
【0052】
ステップS1において、位置取得部78は、エジェクタロッド54の位置の取得を開始する。負荷取得部80は、把持装置18が成形品から受ける負荷の取得を開始する。エジェクタロッド54の位置、および、成形品から受ける負荷の取得が開始されると、演算処理はステップS2に進む。
【0053】
ステップS2において、決定部82は、ステップS1で取得された負荷を閾値と比較する。ここで、負荷の大きさが閾値を超えた場合、演算処理はステップS3に進む。
【0054】
ステップS3において、決定部82は、負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッド54の位置に基づいて、エジェクタロッド54の駆動開始位置を決定する。本実施形態では、決定部82は、負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッド54の位置を、エジェクタロッド54の駆動開始位置として決定する。エジェクタロッド54の駆動開始位置が決定されると、演算処理はステップS4に進む。
【0055】
ステップS4において、設定変更部84は、ステップS3で決定された駆動開始位置になるように、駆動源の設定を変更する。本実施形態では、設定変更部84は、ステップS3で決定された駆動開始位置になるように、ピン駆動用モータ68を制御するモータ制御部62(第1モータ制御部64)の設定を変更する。駆動源の設定が変更されると、演算処理は終了する。
【0056】
以上説明したように、演算装置72は、成形品を把持する把持装置18から受ける負荷を取得する。この負荷が取得されるということは、エジェクタロッド54がエジェクタプレート56を押し、エジェクタプレート56に固定されるエジェクタピン58が成形品を押している状態にあることを意味する。つまり、エジェクタピン58は、空走する状態ではない。
【0057】
演算装置72は、取得した負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッド54の位置を、突出動作の実行開始時におけるエジェクタロッド54の駆動開始位置として決定する。これにより、エジェクタピン58からの負荷が成形品に付与される状態で、突出動作を開始することができる。したがって、突出動作の実行開始時から即座に成形品を取り出すことができ、その結果、射出成形機12のサイクルが長期化することを抑制することができる。
【0058】
さらに、本実施形態の演算装置72は、決定したエジェクタロッド54の駆動開始位置になるように、エジェクタロッド54を駆動する駆動力を付与する駆動源(ピン駆動用モータ68)の設定を変更する。これにより、作業者に設定変更作業を行わせることなく、突出動作の開始位置を自動的に設定することができる。
【0059】
(第2実施形態)
本実施形態の射出成形機12では、型開き動作と突出動作とを同期させる同期動作が実行される。
【0060】
制御装置26は、まず、型締装置20に1次の型開き動作を実行させて、固定金型28と可動金型30との間に、把持装置18を配置するための空間を確保する。1次の型開き動作の完了後、取出装置14による把持動作が実行され、成形品が把持装置18に把持される。その後、制御装置26は、型締装置20および突出装置24に同期動作を実行させる。すなわち、制御装置26は、型締装置20に2次の型開き動作を実行させながら、突出装置24に突出動作を実行させる。突出動作が実行されている期間は、成形品は把持装置18に把持された状態にある。なお、同期動作では、2次の型開き動作の完了タイミングと、突出動作の完了タイミングとは、同じであってもよいし、異なってもよい。
【0061】
図7は、第2実施形態による射出成形機12の一部の構成を示すブロック図である。図7では、第1実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本実施形態では、第1実施形態と重複する説明は省略する。
【0062】
本実施形態の演算装置72では、第1実施形態の決定部82に代えて、決定部821が新たに備えられる。
【0063】
決定部821は、第1実施形態と同様にして、エジェクタロッド54の駆動開始位置を決定する。また、決定部821は、位置取得部78で取得される位置に基づいて、エジェクタロッド54の同期動作開始位置を決定する。
【0064】
同期動作開始位置は、型開き動作と同期させて突出動作を実行し始めるときのエジェクタロッド54の位置である。同期動作開始位置は、デフォルトでは駆動開始位置と同じ位置にされ、その後、適宜変更される。
【0065】
同期動作開始位置が駆動開始位置と同じ位置である場合(図8参照)、制御装置26は、エジェクタロッド54の駆動開始位置から、型締装置20および突出装置24に同期動作を実行させる。一方、同期動作開始位置が駆動開始位置と異なる位置である場合(図9参照)、制御装置26は、まず、1次の突出動作を突出装置24に実行させて、エジェクタロッド54を駆動開始位置から同期動作開始位置に移動させる。その後、制御装置26は、型締装置20および突出装置24に同期動作を実行させる。図9では、1次の突出動作と2次の突出動作とが断続的に実行されているが、1次の突出動作と2次の突出動作とが連続的に実行されてもよい。
【0066】
本実施形態の演算装置72では、第1実施形態の設定変更部84に代えて、設定変更部841が新たに備えられる。
【0067】
設定変更部841は、第1実施形態と同様にして、決定された駆動開始位置となるように、エジェクタロッド54の駆動源の設定を変更する。
【0068】
駆動開始位置は、負荷取得部80で取得される負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッド54の位置である。したがって、通常、同期動作の開始時において、把持装置18には適度な負荷(閾値程度の負荷)が加わっている。しかし、射出成形機12の突出動作中にエジェクタピン58と成形品との相対位置が変化する場合がある。例えば、成形品の弾性係数(弾性率)が相対的に小さい場合、エジェクタピン58の先端と成形品との相対位置が変化する。このような場合、突出動作中において、閾値を大きく越えた負荷が把持装置18に生じる場合がある。そこで、設定変更部841は、突出動作中に、閾値よりも大きい第2閾値を超える負荷が負荷取得部80で取得された場合には、第2閾値を超える負荷の方向に基づいて同期動作開始位置を再設定する。
【0069】
突出動作中に、把持装置18を引っ張る方向に第2閾値を超える負荷が生じる場合、負荷取得部80で取得される負荷の方向は、型開き方向DBに対応する方向を示す。この場合、設定変更部841は、現在設定されている同期動作開始位置を、可動金型30の型閉じ方向DAに所定量ずらす。
【0070】
逆に、突出動作中に、把持装置18を押す方向に第2閾値を超える負荷が生じる場合、負荷取得部80で取得される負荷の方向は、型閉じ方向DAに対応する方向を示す。この場合、設定変更部841は、現在設定されている同期動作開始位置を、可動金型30の型開き方向DBに所定量ずらす。
【0071】
このように、設定変更部841は、突出動作中に第2閾値を超える負荷の方向に基づいて同期動作開始位置を再設定する。これにより、射出成形機12の運転中にエジェクタピン58と成形品との相対位置が変化しても、突出動作中に、把持装置18に把持される成形品に適度な負荷が加わる状態を維持することができる。
【0072】
次に、第2実施形態による演算装置72の演算方法を説明する。図10は、第2実施形態による演算装置72の演算処理の流れを示すフローチャートである。図10では、第1実施形態において説明したステップと同等のステップには同一の符号が付されている。なお、本実施形態では、第1実施形態と重複する説明は省略する。
【0073】
本実施形態による演算装置72の演算処理は、射出成形機12で繰り返し実行されるサイクルごとに実行される。また、本実施形態による演算装置72の演算処理では、第1実施形態のステップS3に代えてステップS30が備えられ、第1実施形態のステップS4に代えてステップS40が備えられる。さらに、本実施形態による演算装置72の演算処理では、ステップS5~ステップS8が新たに加わる。
【0074】
ステップS30において、決定部821は、負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッド54の位置に基づいて、エジェクタロッド54の駆動開始位置および同期動作開始位置を決定する。本実施形態では、決定部821は、負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッド54の位置を、エジェクタロッド54の駆動開始位置として決定する。また、決定部821は、エジェクタロッド54の駆動開始位置と同じ位置を、エジェクタロッド54の同期動作開始位置として決定する。駆動開始位置および同期動作開始位置が決定されると、演算処理はステップS40に進む。
【0075】
ステップS40において、設定変更部841は、ステップS30で決定された駆動開始位置および同期動作開始位置になるように、駆動源の設定を変更する。本実施形態では、設定変更部841は、ステップS30で決定された駆動開始位置および同期動作開始位置になるように、ピン駆動用モータ68を制御するモータ制御部62(第1モータ制御部64)の設定を変更する。駆動源の設定が変更されると、演算処理はステップS5に進む。
【0076】
ステップS5において、設定変更部841は、突出動作中に負荷取得部80で取得される負荷を、ステップS2の閾値よりも大きい第2閾値と比較する。ここで、負荷の大きさが第2閾値を超えていない場合、演算処理は終了する。逆に、負荷の大きさが第2閾値を超えている場合、演算処理はステップS6に進む。
【0077】
ステップS6において、設定変更部841は、第2閾値を超えた負荷の方向を認識する。ここで、第2閾値を超えた負荷の方向が型閉じ方向DAに対応する方向を示す場合、演算処理はステップS7に進む。逆に、第2閾値を超えた負荷の方向が型開き方向DBに対応する方向を示す場合、演算処理はステップS8に進む。
【0078】
ステップS7において、設定変更部841は、現在設定されている同期動作開始位置から、可動金型30の型開き方向DBに所定量ずれるように、現在設定されている同期動作開始位置を再設定する。同期動作開始位置が再設定されると、演算処理はステップS40に戻る。
【0079】
ステップS8において、設定変更部841は、現在設定されている同期動作開始位置から、可動金型30の型閉じ方向DAに所定量ずれるように、現在設定されている同期動作開始位置を再設定する。同期動作開始位置が再設定されると、演算処理はステップS40に戻る。
【0080】
以上説明したように、演算装置72は、突出動作中の負荷の方向に基づいて、同期動作開始位置を再設定する。これにより、突出動作中にエジェクタピン58と成形品との相対位置が変化しても、突出動作時に、把持装置18に過負荷が生じることを抑制することができる。
【0081】
〔変形例〕
上記の実施形態は、下記のように変形してもよい。
【0082】
(変形例1)
図11は、変形例1の演算装置72を示すブロック図である。図11では、実施形態(第1実施形態および第2実施形態)において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は省略する。
【0083】
本変形例の演算装置72は、変更部92をさらに有する。変更部92は、ユーザ操作に応じて、決定部82で用いられる閾値を変更する。この変更部92には操作部94が接続される。
【0084】
操作部94は、ユーザ操作に応じて入力された値を変更部92に出力する。操作部94の具体例として、マウス、キーボード等が挙げられる。表示画面上に配置されるタッチパネル等によって、操作部94が構成されてもよい。ユーザ操作に応じて入力された値が操作部94から変更部92に出力された場合、変更部92は、決定部82で現在設定されている閾値を、ユーザ操作に応じて入力された値に変更する。
【0085】
このように、変更部92は、ユーザ操作に応じて、決定部82で用いられる閾値を変更することで、射出成形機12、金型16、取出装置14等の種類に応じて、突出動作の開始時におけるエジェクタピン58の突出量を調整することができる。
【0086】
本変形例は、第2実施形態に適用し得る。この場合、変更部92は、ユーザの操作に応じて、設定変更部841で用いられる第2閾値を変更してもよい。また、変更部92は、ユーザの操作に応じて、現在設定されている同期動作開始位置を型閉じ方向DAまたは型開き方向DBにずらす所定量を変更してもよい。このようにしても、射出成形機12、金型16、取出装置14の種類等に応じて、同期動作を調整することができる。
【0087】
(変形例2)
決定部82または決定部821は、負荷取得部80で取得された負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッド54の位置を含む許容範囲内において、エジェクタロッド54の駆動開始位置を決定してもよい。許容範囲は、ピン駆動用モータ68の位置から型閉じ方向DAに所定距離ずれた第1位置から、ピン駆動用モータ68の位置から型開き方向DBに所定距離ずれた第2位置までの範囲である。
【0088】
決定部82または決定部821は、金型16等の種類に応じて、負荷取得部80で取得された負荷の大きさが閾値を超えたときのピン駆動用モータ68の位置からオフセットする距離(オフセット距離)および方向(オフセット方向)を決定してもよい。この場合、例えば、金型等の複数の種類の各々に対応するオフセット距離およびオフセット方向を示す情報が記憶部76に記憶される。決定部82または決定部821は、ユーザ操作に応じて操作部94から入力される種類に対応するオフセット距離およびオフセット方向に基づいて、突出動作の実行開始時におけるエジェクタロッド54の駆動開始位置(同期動作開始位置)を決定する。
【0089】
(変形例3)
第2実施形態では、引き動作と突出動作とを同期させる同期動作が実行されてもよい。引き動作は、把持装置18に把持される成形品を型閉じ方向DAに引く動作である。この場合、制御装置26は、取出装置14による引き動作に同期して、突出装置24に突出動作を実行させる。
【0090】
(変形例4)
図12は、変形例4の射出成形システム10を示すブロック図である。図12では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は省略する。
【0091】
本変形例の射出成形システム10では、射出成形機12と取出装置14とが通信線96に接続される。通信線96は、有線であってもよいし、無線であってもよい。射出成形機12の制御装置26と取出装置14の制御装置98とは通信線96を介して各種の情報を相互に送受信する。
【0092】
本変形例では、演算装置72は、射出成形機12の制御装置26に備えられる実施形態に代えて、取出装置14の制御装置98に備えられる。
【0093】
演算装置72の位置取得部78(図5参照)は、通信線96を介して位置センサ86から出力される信号を受信する。位置取得部78は、この信号に基づいて、実施形態と同様に、ピン駆動用モータ68の位置を取得し得る。
【0094】
演算装置72の負荷取得部80(図5参照)は、通信線96を介して負荷取得用センサ90から出力される信号を受信する。負荷取得部80は、この信号に基づいて、実施形態と同様に、突出動作中の取出装置14が受ける負荷を取得し得る。
【0095】
第1実施形態の場合、演算装置72の設定変更部84(図5参照)は、決定部82(図5参照)で決定された駆動開始位置に変更する命令を、通信線96を介して第1モータ制御部64(図5参照)に与える。これにより、設定変更部84は、決定部82で決定された駆動開始位置になるように、エジェクタロッド54の駆動源の設定を変更し得る。第2実施形態の場合、演算装置72の設定変更部841(図7参照)は、決定部821(図7参照)で決定された駆動開始位置または同期動作開始位置に変更する命令を、通信線96を介して第1モータ制御部64(図7参照)に与える。これにより、設定変更部841は、決定部821で決定された駆動開始位置または同期動作開始位置になるように、エジェクタロッド54の駆動源の設定を変更し得る。
【0096】
このように、演算装置72が取出装置14に備えられても、実施形態と同様に、成形品にエジェクタピン58の負荷が付与される状態で、突出動作を開始することができる。したがって、突出動作の実行開始時から即座に成形品を取り出すことができ、その結果、射出成形機12のサイクルが長期化することを抑制することができる。
【0097】
(変形例5)
図13は、変形例5の射出成形システム10を示すブロック図である。図13では、変形例4において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態および変形例4と重複する説明は省略する。
【0098】
本変形例の射出成形システム10は、射出成形機12および取出装置14とは異なるパーソナルコンピュータ等の外部装置100をさらに備える。外部装置100は、通信線96に接続される。外部装置100の制御装置102は、通信線96を介して、射出成形機12の制御装置26および取出装置14の制御装置98と各種の情報を送受信する。
【0099】
本変形例では、演算装置72は、外部装置100の制御装置102に備えられても、取出装置14の制御装置98に備えられる変形例4の場合と同様にして演算処理を実行し得る。これにより、成形品にエジェクタピン58の負荷が付与される状態で、突出動作を開始することができる。したがって、突出動作の実行開始時から即座に成形品を取り出すことができ、その結果、射出成形機12のサイクルが長期化することを抑制することができる。
【0100】
なお、射出成形システム10とは異なる1または2以上の他の射出成形システムの射出成形機および取出装置が通信線96に接続されていてもよい。この場合、制御装置102は、射出成形システム10の射出成形機12と、1または2以上の他の射出成形システムの射出成形機とに用いられるパラメータを管理してもよい。また、制御装置102に備えられる演算装置72は、射出成形機12に備えられるエジェクタロッド54の駆動開始位置と、1または2以上の他の射出成形機に備えられるエジェクタロッドの駆動開始位置とを決定してもよい。
【0101】
〔発明〕
上記の実施形態および変形例から把握しうる発明として、以下、第1の発明および第2の発明を記載する。
【0102】
(第1の発明)
第1の発明は、可動金型(30)からエジェクタピン(58)を突出する突出動作を実行させる射出成形機(12)に用いられるパラメータを演算する演算装置(72)であって、エジェクタピンを型閉じ方向(DA)に駆動するエジェクタロッド(54)の位置を取得する位置取得部(78)と、成形品を把持する把持装置(18)が成形品から受ける負荷を取得する負荷取得部(80)と、突出動作中に取得される負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッドの位置に基づいて、突出動作の実行開始時におけるエジェクタロッドの駆動開始位置を決定する決定部(82、821)と、を備える。
【0103】
これにより、成形品にエジェクタピンの負荷が付与される状態で、突出動作を開始することができる。したがって、突出動作の実行開始時から即座に成形品を取り出すことができ、その結果、射出成形機のサイクルが長期化することを抑制することができる。
【0104】
決定部は、負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッドの位置を、駆動開始位置として決定してもよい。これにより、負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッドの位置以外が駆動開始位置として決定される場合に比べて、射出成形機のサイクルが長期化することを抑制することができる。
【0105】
決定部は、負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッドの位置を含む許容範囲内で、駆動開始位置を決定してもよい。これにより、射出成形機、金型、取出装置等の種類に応じて、突出動作の開始時におけるエジェクタピンの突出量を調整することができる。
【0106】
演算装置は、決定された駆動開始位置となるように、エジェクタロッドを駆動する駆動力を発生する駆動源の設定を変更する設定変更部(84、841)を備えてもよい。これにより、作業者に設定変更作業を行わせることなく、突出動作の開始位置を自動的に設定することができる。
【0107】
射出成形機は、可動金型を開く型開き動作、または、把持装置に把持される成形品を型閉じ方向に引く引き動作と同期させて突出動作を実行し、決定部は、負荷の大きさが閾値を超えたときのエジェクタロッドの位置に基づいて、型開き動作または引き動作と同期させて突出動作を実行し始めるときのエジェクタロッドの同期動作開始位置を決定してもよい。
【0108】
設定変更部(841)は、突出動作中に閾値より大きい第2閾値を超える負荷が取得された場合には、第2閾値を超える負荷の方向に基づいて、同期動作開始位置を変更してもよい。これにより、突出動作時において把持装置に過負荷が生じることを抑制することができる。
【0109】
設定変更部は、負荷の方向が型開き方向(DB)に対応する方向を示す場合には、現在設定されている同期動作開始位置を、型閉じ方向に所定量ずらし、負荷の方向が型閉じ方向に対応する方向を示す場合には、現在設定されている同期動作開始位置を、型開き方向に所定量ずらしてもよい。これにより、突出動作時において把持装置に過負荷が生じることを抑制することができる。
【0110】
演算装置は、ユーザの操作に応じて、閾値を変更する変更部(92)を備えてもよい。これにより、射出成形機、金型、取出装置等の種類に応じて、突出動作の開始時におけるエジェクタピンの突出量を調整することができる。
【0111】
変更部は、ユーザの操作に応じて、前記第2閾値を変更してもよい。これにより、射出成形機、金型、取出装置の種類等に応じて、同期動作を調整することができる。
【0112】
変更部は、ユーザの操作に応じて、前記所定量を変更してもよい。これにより、射出成形機、金型、取出装置の種類等に応じて、同期動作を調整することができる。
【0113】
演算装置は、射出成形機の制御装置(26)に備えられてもよい。これにより、制御装置(26)以外の制御装置に演算装置を備えなくても、射出成形機のサイクルが長期化することを抑制することができる。
【0114】
演算装置は、把持装置を有する取出装置(14)の制御装置(98)に備えられてもよい。これにより、射出成形機の制御装置(26)に演算装置を備えなくても、射出成形機のサイクルが長期化することを抑制することができる。
【0115】
演算装置は、射出成形機および把持装置を有する取出装置に接続された外部機器(100)の制御装置(102)に備えられてもよい。これにより、射出成形機および取出装置に演算装置を備えなくても、射出成形機のサイクルが長期化することを抑制することができる。
【0116】
(第2の発明)
第2の発明は、射出成形システム(10)であって、上記の演算装置と、射出成形機と、把持装置を有する取出装置と、を備える。上記の演算装置を備えているため、成形品にエジェクタピンの負荷が付与される状態で、突出動作を開始することができる。したがって、突出動作の実行開始時から即座に成形品を取り出すことができ、その結果、射出成形機のサイクルが長期化することを抑制することができる。
【符号の説明】
【0117】
10:射出成形システム 12:射出成形機
14:取出装置 16:金型
18:把持装置 20:型締装置
22:射出装置 24:突出装置
26、98、102:制御装置 28:固定金型
30:可動金型 34:可動プラテン
54:エジェクタロッド 58:エジェクタピン
62:モータ制御部 68:ピン駆動用モータ
70:金型駆動用モータ 72:演算装置
78:位置取得部 80:負荷取得部
82、821:決定部 84、841:設定変更部
86:位置センサ 90:負荷取得用センサ
92:変更部 100:外部装置
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13