(57)【要約】【課題】金型内の所定位置へのインサート部品の装着不良を確実に検出することにより、金型の破損を確実に防止する。【解決手段】シリンダ２０（押し出し手段）による保持部３０の押し出し力を解放すると、アーム部１０の撓りにより基部２１に加わる負荷を支える力が無くなり、アーム部１０の撓りが復元しながら基部２１が前方に移動して、保持部３０が基部２１に相対接近する。よって、シリンダ２０による押し出し力を解放したときに保持部３０と基部２１との相対接近が検出されれば、インサート部品Ｗが金型１内の所定位置に正常に装着されかったとみなすことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームでインサート部品を金型に装着するにあたり、インサート部品が金型の所定位置に装着されたか否かを確認するための方法であって、
ロボットアームが、アーム部と、インサート部品を保持可能な保持部と、アーム部に固定された基部に対して保持部を金型へ向けて押し出す押し出し手段とを備え、インサート部品を保持した保持部を基部に対して所定量押し出すことにより、金型の所定位置にインサート部品を装着するものであり、
押し出し手段により、保持部を基部に対して前記所定量だけ押し出すステップと、押し出し手段による保持部の押し出し力を解放し、そのときに保持部が基部に相対接近するか否かを検出するステップと、前記検出結果に基づいてインサート部品の装着不良の有無を判別するステップとを順に経て行われる金型へのインサート部品の装着状態確認方法。
【請求項２】
押し出し手段がシリンダである請求項１記載の金型へのインサート部品の装着状態確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型内の所定位置にインサート部品が正常に装着されたか否かを確認するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インサート成形は、金型内の所定位置にインサート部品を装着した後、金型を型締めし、金型で形成されたキャビティに溶湯を射出することにより、インサート部品を射出材料と一体に成形する方法であり、例えば、エンジンのシリンダボアに設けられるライナをシリンダブロックと一体成形する場合に適用される。
【０００３】
例えば特許文献１に示されているインサート成形方法では、インサート部品としてのライナを、ロボットアームにより金型内の所定位置（シリンダ形成部分）に取り付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９７９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このとき、インサート部品が金型内の所定位置に正確に配されていないと、型締め時にインサート部品が金型の他の部分（成形ピン等）と干渉し、金型が破損する恐れがある。特に、エンジンのシリンダブロックは形状が複雑であり、金型構造が複雑となるため、ライナを金型内に正確に配置しないと他の部分と干渉する恐れが高い。さらに、軽自動車等の小型エンジン（例えば３気筒エンジン）のシリンダブロックの場合、金型構造がより細かくなるため、ライナを正確に配置することが重要となる。
【０００６】
インサート部品が金型内に正常に配置されたか否かを確認する方法として、例えば、金型内部の所定位置におけるインサート部品の有無を検出するセンサを設ける方法が考えられる。しかし、複雑な形状の金型内部にかかるセンサを配置することは難しく、仮に金型内部にセンサを配置できたとしても、センサが直接溶湯と接触する構造となるため、耐熱性の極めて高いセンサが必要となり、現実的ではない。
【０００７】
また、ロボットアームでインサート部品を装着する場合、ロボットアームの先端部にインサート部品を金型へ向けて押し出すシリンダを設け、このシリンダの押し出し量によりインサート部品の装着の良否を確認する方法も考えられる。例えば、図１に示すように、ロボットアーム１００のアーム部１０の先端部にシリンダ２０を設け、シリンダ２０の押し出しピン２２でインサート部品Ｗを保持した保持部３０を金型１へ向けて押し出し、インサート部品Ｗを金型１の所定位置に装着する場合、図２に示すようにインサート部品Ｗが金型１に正常に装着されれば、シリンダ２０により保持部３０が前端位置まで押し出される。一方、図４に示すように、インサート部品Ｗと金型１との間に異物Ｍが挟まると、インサート部品Ｗが所定位置まで達せず、押し出しピン２２及び保持部３０は前端位置の手前で止まる。従って、例えばシリンダ２０に押し出しピン２２が前端位置に達したときにＯＮとなるセンサ４０を設ければ、このセンサ４０がＯＮになればインサート部品Ｗが正常に装着され、このセンサ４０がＯＦＦであれば装着不良が生じているとみなすことができる。
【０００８】
しかし、インサート部品Ｗと金型１との間に異物Ｍが挟まった場合でも、図３に示すようにアーム部１０が撓ってシリンダ２０自体が金型１に対して後退すると、押し出しピン２２が前端位置まで達してセンサ４０がＯＮとなり、インサート部品Ｗが正常に装着されたと誤認される恐れがある。
【０００９】
本発明の解決すべき課題は、金型内の所定位置へのインサート部品の装着不良を確実に検出することにより、金型の破損を確実に防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、ロボットアームでインサート部品を金型に装着するにあたり、インサート部品が金型の所定位置に装着されたか否かを確認するための方法であって、ロボットアームが、アーム部と、インサート部品を保持可能な保持部と、アーム部に固定された基部に対して保持部を金型へ向けて押し出す押し出し手段とを備え、インサート部品を保持した保持部を基部に対して所定量押し出すことにより、金型の所定位置にインサート部品を装着するものであり、押し出し手段により、保持部を基部に対して前記所定量だけ押し出すステップと、押し出し手段による保持部の押し出し力を解放し、そのときに保持部が基部に相対接近するか否かを検出するステップと、前記検出結果に基づいてインサート部品の装着不良の有無を判別するステップとを順に経て行われるものである。
【００１１】
保持部を基部に対して所定量だけ押し出したとき、インサート部品と金型との間に異物が挟まり、この分だけロボットアームが撓って基部が金型に対して後退していると（図３参照）、基部には、ロボットアームの撓りによる負荷が加わり、この負荷を、押し出し手段による押し出し力で支えている状態となる。従って、押し出し手段による保持部の押し出し力を解放すると、ロボットアームの撓りによる負荷を支える力が無くなり、ロボットアームの撓りが復元しながら基部が前方に移動して、保持部が基部に相対接近する。すなわち、押し出し手段による押し出しを解放したときに保持部と基部との相対接近が検出されれば、インサート部品が何らかの原因（異物の挟み込み等）により金型内の所定位置に正常に装着されかったと判別することができる。
【００１２】
例えば、押し出し手段をシリンダで構成すれば、シリンダ内を加圧することにより保持部を押し出した後、シリンダ内の圧力を抜くことにより、押し出し力を解放することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、金型内の所定位置へのインサート部品の装着不良を確実に検出することができるため、装着不良のまま型締めが行われて金型が破損する事態を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】インサート部品を金型に装着するロボットの断面図である（基準位置）。
【図２】インサート部品が金型の所定位置に正常に装着された状態を示す断面図である。
【図３】インサート部品と金型との間に異物が挟まった状態（ロボットアームが撓った状態）を示す断面図である。
【図４】インサート部品と金型との間に異物が挟まった状態（保持部が基部に相対接近した状態）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
本実施形態では、エンジンのシリンダブロックをダイカスト法により射出成形（インサート成形）する場合を示す。この射出成形で使用される金型は、図１に示すように、固定型１と、移動中子２と、可動型（図示省略）とを有する。固定型１にはインサート部品としてのライナＷが装着される円柱状の突出部１ａが設けられ、移動中子２にはシリンダブロックの冷却路等を成形するための成形ピン３が設けられる。移動中子２は昇降可能に設けられ、図１では下方端位置に配置されている。
【００１７】
上記構成の金型による射出成形は、鉄製のライナＷを固定型１の突出部１ａに装着した後、固定型１と可動型とを型締めし、金型内部に形成されたキャビティに溶湯（溶融アルミニウム）を射出することにより行われる。以下、ライナＷを固定型１の突出部１ａに装着する装置及び方法を中心に説明する。
【００１８】
図１に示すロボットアーム１００は、ライナＷを固定型１の突出部１ａに装着するものであり、アーム部１０と、押し出し手段としてのシリンダ２０と、ライナＷを保持可能な保持部３０とを有する。尚、本実施形態では、シリンダ２０の押し出し方向を水平方向（図中の左右方向）とする場合を示しており、固定型１に接近する側（図中右側）を前方、固定型１から離反する側（図中左側）を後方と言う。
【００１９】
アーム部１０は、複数の関節部（図示例では２箇所）を有し、基端部に駆動部１１が接続され、先端部にシリンダ２０が取付けられる。駆動部１１でアーム部１０を駆動することにより、シリンダ２０を３次元的に自在に移動させることができる。
【００２０】
シリンダ２０は、アーム部１０の先端部に固定された基部２１と、基部２１の内部から前方に突出させた押し出しピン２２とを備え、油圧等により押し出しピン２２を基部２１に対して固定型１へ向けて押し出すことができる。基部２１には、押し出しピン２２の前方端位置を検出するためのセンサ４０が設けられ、図示例では、押し出しピン２２のフランジ部２２ａの前方端位置を検出する位置にセンサ４０が配置される。
【００２１】
保持部３０は、押し出しピン２２の先端部に取り付けられ、ライナＷを着脱自在に保持するための保持手段（図示省略）が設けられる。保持手段は、例えばライナＷの後方端部をチャックするチャック部で構成される。
【００２２】
次に、上記構成のロボットアーム１００によるインサート部品Ｗの金型への装着方法を説明する。
【００２３】
まず、駆動部１１でアーム部１０を動かして、保持部３０で保持したライナＷを、固定型１から水平方向に突出した突出部１ａの突出方向延長線上に配置する（図１参照）。このとき、押し出しピン２２は後方端位置にある。また、押し出しピン２２の押し出しストロークＳは、ライナＷの前方端部と固定型１との水平方向距離Ｌと等しくなるように設定される。以下、この状態を基準位置と言う。
【００２４】
この基準位置から、シリンダ２０により押し出しピン２２を前方に押し出し、ライナＷを固定型１に接近させ、ライナＷの内周面と突出部１ａの外周面とを嵌合させる。押し出しピン２２が所定量（押し出しストロークＳ）だけ押し出されたら、押し出しピン２２が前方端位置に達し、センサ４０が押し出しピン２２のフランジ部２２ａを検知してＯＮとなる。もし、センサ４０がＯＮとならなければ、ライナＷの装着に不具合が生じたとみなし、装着工程を中断して実際の装着状態を確認する。センサ４０がＯＮとなったことが検出されれば、押し出しピン２２が基部２１に対して所定量だけ押し出されたとみなし、その後の装着工程を続行する。
【００２５】
次に、シリンダ２０の押し出しピン２２の押し出し力を解放すると共に、このときに基部２１と保持部３０とが水平方向で相対接近するか否かを検出する。具体的には、基部２１の内部空間の圧力（フランジ部２２ａの後方の空間の圧力）を抜き、押し出しピン２２を水平方向に自由移動可能な状態とし、このときに基部２１に設けたセンサ４０がＯＮからＯＦＦに切り替わるか否かを検出する。
【００２６】
すなわち、図２に示すようにライナＷが固定型１の突出部１ａに正常に装着されていれば、シリンダ２０にアーム部１０の撓りによる負荷は加わっていないため、シリンダ２０の押し出し力を解放しても、基部２１が移動することはない。従って、押し出しピン２２は前方端位置のままとなっており、センサ４０はＯＮの状態で維持されている。
【００２７】
一方、図３に示すように、ライナＷと固定型１との間に異物Ｍが挟まり、アーム部１０が撓って基部２１が基準位置から後退している場合、この状態からシリンダ２０の押し出し力を解放すると、アーム部１０の撓りが復元すると共に、基部２１が前方に移動する（図４参照）。このとき、保持部３０は定位置に留まっているため、保持部３０がシリンダ２０に相対接近し、押し出しピン２２が基部２１の内部に退入してフランジ部２２ａがセンサ４０の検出可能部よりも後退し、センサ４０がＯＮからＯＦＦに切り替わる。
【００２８】
そして、保持部３０と基部２１とが相対接近するか否か、すなわちセンサ４０がＯＮからＯＦＦに切り替わるか否かの検出結果に基づいて、ライナＷの装着不良の有無を判別する。すなわち、シリンダ２０の押し出し力を解放したときにセンサ４０がＯＮの状態のままで維持されれば、ライナＷが固定型１の突出部１ａに正常に装着されたと判別され、シリンダ２０の押し出し力を解放したときにセンサ４０がＯＮからＯＦＦに切り替わったことが検出されたら、ライナＷの装着に不具合が生じていると判別される。特に、本実施形態のように、シリンダ２０の押し出し方向を水平方向とすれば、シリンダ２０の押し出し力を解放したときに、保持部３０や基部２１が自重で移動することにより相対接近する事態が回避されるため、ライナＷの装着不良の有無をより正確に判別することができる。
【００２９】
上記の判別結果に基づいて、その後の工程（型締め等）を行うか否かが選択される。すなわち、ライナＷが金型内の所定位置に正常に装着されたと判定されれば、保持部３０によるライナＷのチャックを解放し、アーム部１０を金型の外部に移動させた後、移動中子２を上昇させると共に、可動型を固定型１に接近させて型締めを行う。一方、ライナＷの装着に不具合が生じていると判定されれば、型締め等を行わずに、実際のライナＷの金型への取付状態を確認する。これにより、ライナＷの装着状態が不良のまま型締めが行われることがなく、移動中子２の成形ピン３等がライナＷに干渉する事態が回避されるため、金型の破損を確実に防止できる。
【００３０】
本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、押し出し手段がシリンダのように加圧手段を利用したものである場合を示しているが、これに限らず、保持部を押し出し可能で、且つ、押し出し力を解放したときにアーム部の撓りの復元力により保持部と基部との相対接近を許容する構成であればよい。例えば、バネ等の弾性力や電磁石等の磁力により押し出し手段を構成することができる。
【００３１】
また、上記の実施形態では、センサ４０により押し出しピン２２のフランジ部２２ａの前方端位置を検出することにより、基部２１の保持部３０への相対接近を確認しているが、これに限らず、例えば基部２１と保持部３０との距離を直接的に測定する測定手段を設けても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１     固定型
２     移動中子
３     成形ピン
１０   アーム部
１１   駆動部
２０   シリンダ（押し出し手段）
２１   基部
２２   押し出しピン
３０   保持部
４０   センサ
１００ ロボットアーム
Ｗ     ライナ（インサート部品）
Ｍ     異物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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