(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティーチングされた位置にアームを移動させる作業用位置決め機構と、
前記アームに取付けるスプレイノズルと、
前記スプレイノズルに代わって前記アームに取付けることが可能なダミーノズルとを有し、
前記ダミーノズルは、
前記アームに設けられる着脱可能なケーシングと、
前記ケーシングに収容され、前記スプレイノズルの噴霧中心と同じ方向に延びる光軸に沿ってレーザ光を照射するレーザ指示器と、
を具備し、
前記レーザ指示器は、前記スプレイノズルが平吹きタイプまたは丸吹きタイプの場合にサークル状の照射パターンのレーザ光を出力することを特徴とするスプレイ装置。
【請求項２】
前記スプレイノズルは成形機の金型に離型剤を噴霧するためのものであり、
前記ダミーノズルが前記アームに取付けられた状態で前記成形機が作動することを防ぐための防護手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のスプレイ装置。
【請求項３】
前記ダミーノズルの向きを前記スプレイノズルの向きと一致させるための位置決め手段を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスプレイ装置。
【請求項４】
ティーチングされた位置にアームを移動させる作業用位置決め機構を備えたスプレイ装置の操作方法であって、
レーザ指示器を備えたダミーノズルを前記アームに取付けること、
前記レーザ指示器によってレーザ光を金型に照射すること、
前記レーザ光が前記金型のティーチングすべき位置を照らしたときにティーチングのための入力操作を行なうこと、
前記ティーチング終了後に前記アームから前記ダミーノズルを取外し、該アームにスプレイノズルを取付けること、
前記ティーチングによって得られた位置情報に基いて前記スプレイノズルにより前記金型に離型剤を噴霧すること、
を具備し、
前記スプレイノズルが平吹きタイプまたは丸吹きタイプの場合に、サークル状の照射パターンのレーザ光を前記金型に向けて出力することを特徴とするスプレイ装置の操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばダイキャスト成形機や射出成形機等の成形機において、金型に離型剤等の塗布を行なうスプレイ装置と、その操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイキャスト成形機等の成形機では、成形された製品が金型の内面に固着することを防ぐために、適宜のタイミングで金型の内面に離型剤が塗布されている。手作業による離型剤の塗布は作業に熟練を要するだけでなく非能率であり安全性の点でも問題であるため、離型剤の塗布をスプレイ装置によって自動化することが望まれている。
【０００３】
例えば下記の特許文献１に開示されているように、金型スプレイロボットを用いたスプレイ方法および装置を用いることにより、金型の内面に離型剤を塗布することが知られている。また特許文献２に開示されているような静電型塗油装置も知られている。
【０００４】
ロボット等の作業用位置決め機構のアームにスプレイノズルを設け、このスプレイノズルによって離型剤を塗布する場合、スプレイノズルを金型内面の所定位置まで移動させるために、事前にティーチング（ロボットティーチング）が実施される。従来のダイキャスト成形機におけるスプレイ装置のティーチングでは、金型に対するスプレイノズルの位置を目視によって確認しながら、ティーチングの入力操作を行なっている。あるいは、スプレイノズルから離型剤を噴霧させ、噴霧状態を目視しながらティーチングの入力操作が行なわれることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−５２０１３号公報
【特許文献２】特開２００６−２９７３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のようにスプレイノズルの位置を目視によって確認しながらティーチングの入力操作を行なう場合、ノズルを見る角度によってはノズルの位置が正確に反映されないことがある。また、スプレイノズルから離型剤を噴霧しながらティーチングを行なう場合には、ティーチングの際に余分な離型剤が金型に付着してしまうため、離型剤が無駄に使用され、しかもスプレイノズルの噴霧中心を正確に把握することが難しいなどの問題がある。
【０００７】
従って本発明の目的は、ティーチングを正確に行なうことができるスプレイ装置と、その操作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ティーチングされた位置にアームを移動させる作業用位置決め機構と、前記アームに取付けるスプレイノズルと、前記スプレイノズルに代わって前記アームに取付けることが可能なダミーノズルとを有している。前記ダミーノズルは、前記アームに設けられる着脱可能なケーシングと、前記ケーシングに収容されたレーザ指示器とを具備している。このレーザ指示器は、前記スプレイノズルの噴霧中心と同じ方向に延びる光軸に沿ってレーザ光を照射する。
【０００９】
前記スプレイノズルの一例は、ダイキャスト成形機等の成形機の金型に離型剤を噴霧するためのものであり、前記ダミーノズルが前記アームに取付けられた状態で前記成形機が作動することを防ぐための防護手段（例えば警告表示ランプや警報器、あるいは成形機の作動を禁止するインターロック）を備えているとよい。
【００１０】
前記レーザ指示器は、点状に集光されたレーザ光を照射するモード以外に、前記スプレイノズルが平吹きタイプか丸吹きタイプかに応じて、サークル状の照射パターンのレーザ光を出力することができるように切換え手段を備えていてもよい。また、前記ダミーノズルの形態によっては、ダミーノズルの向きを前記スプレイノズルの向きと一致させるための位置決め手段（例えば凸部と凹部との嵌合構造）を備えていてもよい。
【００１１】
前記スプレイ装置の操作方法は、前記アームに前記ダミーノズルを取付けること、前記レーザ指示器によってレーザ光を金型に照射すること、前記レーザ光が金型のティーチングすべき位置を照らしたときにティーチングのための入力操作を行なうこと、前記ティーチング終了後に前記アームから前記ダミーノズルを取外し、該アームに前記スプレイノズルを取付けること、前記ティーチングによって得られた位置情報に基いて前記スプレイノズルにより前記金型に離型剤を噴霧することなどを具備している。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ロボット等の作業用位置決め機構に設けられたスプレイノズルに関する位置情報をティーチングの際に正確に入力することができるため、離型剤等を金型の所定の位置に正確に噴霧することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】成形機の一例を模式的に示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るスプレイ装置を備えた成形機を模式的に示す側面図。
【図３】図２に示されたスプレイ装置の一部の側面図。
【図４】図２に示されたスプレイ装置のアームの一部とダミーノズルを分解して示す断面図。
【図５】図４に示されたダミーノズルをアームに取付けた状態の側面図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るダミーノズルをアームから取外した状態を一部断面で示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の第１の実施形態について、図１から図５を参照して説明する。  
図１は、成形機の一例であるダイキャスト成形機１０を模式的に示している。ダイキャスト成形機１０は、固定ダイプレート１１と、移動ダイプレート１２と、互いに平行に延びる４本のタイバー１３，１４（２本のみ示す）と、ダイプレート駆動機構１５などを含んでいる。ダイプレート駆動機構１５は、移動ダイプレート１２をタイバー１３,１４に沿って水平方向に移動させる機能を有している。この成形機１０は、操作パネル１６を有するコントローラ１７によって操作される。
【００１５】
固定ダイプレート１１に固定側金型２０が取付けられている。移動ダイプレート１２に移動側金型２１が取付けられている。これら金型２０，２１間に、成形品のためのキャビティ２２が形成されている。キャビティ２２は、溶湯通路２３を介して溶湯供給機構（図示せず）に連通している。成形工程において、成形品の材料である溶融金属が、加圧された状態でキャビティ２２に供給されることにより、ダイキャスト製品が成形される。
【００１６】
前記成形工程が行なわれる前と、成形工程が複数回繰返されたのちに、図２に示すスプレイ装置３０によって、金型２０，２１の内面２０ａ，２１ａに離型剤が塗布される。スプレイ装置３０は、作業用位置決め機構の一例である多関節ロボット３１を含んでいる。ロボット３１のアーム３５の先端に、補助アーム３６を介してノズルユニット４０が設けられている。
【００１７】
図３にノズルユニット４０が示されている。本実施形態のノズルユニット４０は、Ｌ形のノズルベース４１と、ノズルベース４１の先端に設けられたスプレイノズル４２と、スプレイノズル４２をノズルベース４１に固定するためのリングナット４３などを含んでいる。リングナット４３は、スプレイノズル４２に対して軸線Ｘ１回りに手で回転させることができる。軸線Ｘ１はスプレイノズル４２の噴霧中心である。
【００１８】
ノズルベース４１に雄ねじ部４１ａ（図４に示す）が設けられている。前記リングナット４３をこの雄ねじ部４１ａにねじ込んで締付けることにより、スプレイノズル４２をノズルベース４１に固定することができる。逆に、リングナット４３を雄ねじ部４１ａから外す方向に回転させれば、スプレイノズル４２をノズルベース４１から取外すこともできる。すなわちこのスプレイノズル４２はノズルベース４１に対して着脱可能である。
【００１９】
本実施形態の場合、静電型のノズルユニット４０が採用されている。このためこのスプレイ装置３０は、直流高電圧を発生させるための電源装置５０と、例えば油性の離型剤を供給するための離型剤供給源５１とを備えている。電源装置５０は、電源コード５２を介してノズルユニット４０に接続されている。離型剤供給源５１は、離型剤供給管５３を介してノズルユニット４０に接続されている。
【００２０】
電源装置５０によって発生した負電位をノズルユニット４０に与えるとともに、金型２０，２１を正電位側に接地させることにより、離型剤供給源５１から供給される離型剤がマイナスの電荷を帯びてスプレイノズル４２から噴霧されるようになっている。なお、静電型のノズルユニット４０に代わって、圧縮空気等のガスを用いるスプレイ装置が採用されてもよい。
【００２１】
前記ロボット３１は、コントローラ１７によって制御される。コントローラ１７は、ロボット３１の動きをつかさどる制御用コンピュータプログラムと、制御に使用するデータ等が格納されたメモリなどを有し、予めティーチングされた位置情報に基いてアーム３５を移動させながら、ノズルユニット４０から噴霧する離型剤を金型２０，２１の内面２０ａ，２１ａに塗布するようになっている。このためコントローラ１７には、金型２０，２１の内面２０ａ，２１ａに対するスプレイノズル４２の位置情報が予めティーチングによって入力されている。
【００２２】
ティーチングを行なう際に、図４と図５に示すダミーノズル６０が使用される。すなわち前記スプレイノズル４２をノズルベース４１から取外し、ダミーノズル６０をノズルベース４１に取付けるようにしている。図４は、ダミーノズル６０をノズルベース４１から取外した状態を示し、図５はダミーノズル６０をノズルベース４１に取付けた状態を示している。
【００２３】
前記ダミーノズル６０は、スプレイノズル４２と類似した円筒形のケーシング６１と、ケーシング６１に収容されたレーザ指示器６２（いわゆるレーザポインタ）と、ケーシング６１をノズルベース４１に固定するためのリングナット６３などを含んでいる。リングナット６３は、ノズルベース４１の前記雄ねじ部４１ａにねじ込むことができる。またリングナット６３を雄ねじ部４１ａから外す方向に回転させれば、ダミーノズル６０をノズルベース４１から取外すことができる。すなわちこのダミーノズル６０は、ノズルベース４１に対して着脱自在である。
【００２４】
レーザ指示器６２をケーシング６１に収納し、ノズルベース４１に取付けた状態において、レーザ指示器６２の光軸Ｘ２（図５に示す）は、ノズルベース４１にスプレイノズル４２を取付けたときのスプレイノズル４２の前記軸線Ｘ１（図３に示す）と合致するように、レーザ指示器６２が配置されている。
【００２５】
レーザ指示器６２には、レーザ光を発生させるレーザモジュールと、電源としての小形乾電池（図示せず）などが収容され、レーザ照射スイッチ６５を操作したときに、レーザ光がレーザ出射部６６から光軸Ｘ２に沿って出力されるようになっている。
【００２６】
レーザ指示器６２の一例では、レーザ光の照射パターンを切換えるための切換え手段として、例えばロータリ式の操作部６７を操作することにより、光軸Ｘ２（図５に示す）に沿って集光された点状の照射パターンＰ１を出力するモードと、円形に拡散するサークル形照射パターンＰ２を出力するモードと、楕円形に拡散するサークル形照射パターンＰ３を出力するモードとを選択可能としている。
【００２７】
スプレイノズル４２の種類に関わらず点状の照射パターンＰ１で照射させてもよいが、例えばスプレイノズル４２が丸吹きタイプの場合に、円形に拡散する照射パターンＰ２を選択してもよい。あるいは、スプレイノズル４２が平吹きタイプの場合に、楕円形に拡散する照射パターンＰ３を選択してもよい。
【００２８】
ロボット３１のティーチングを行なう際に、前記レーザ指示器６２を備えたダミーノズル６０をノズルベース４１に取付けることにより、補助アーム３６を介してダミーノズル６０をロボット３１のアーム３５に取付ける。そしてレーザ指示器６２から出力したレーザ光を金型の内面に照射する。このレーザ光が照射されている金型内面の位置を目視によって確認しながら、レーザ光がティーチングすべき位置を照らしたときに、ティーチングのための入力操作を行うことにより、その位置情報をコントローラ１７のメモリに記憶する。
【００２９】
本実施形態のダミーノズル６０を用いたティーチングでは、レーザ指示器６２から照射された明瞭なレーザ光の投射位置を目視によって容易に確認することができるため、金型内面に対するダミーノズル６０の位置情報すなわちスプレイノズル４２の位置情報をコントローラ１７に正確に入力することができる。
【００３０】
前記ティーチング終了後、ダミーノズル６０をノズルベース４１から取外す。そしてスプレイノズル４２をノズルベース４１に取付ける。そののち操作パネル１６のスタートスイッチを操作することにより、成形機１０による成形工程が開始される。
【００３１】
操作パネル１６には、ダミーノズル６０が取付けられたまま成形機１０が作動してしまうことを防ぐために、防護手段が設けられている。防護手段としては、例えば、ダミーノズル６０が取付けられていることを操作パネル１６のディスプレイ部に表示するランプでもよいし、あるいは、ダミーノズル６０が取付けられたまま成形機１０のスタートスイッチが操作されたときに警報音を出すものでもよい。また、この防護手段が作動したときに成形機１０の作動を禁止するためのインターロック機構が備えられているとよい。
【００３２】
前記成形工程においては、成形品の材料である溶融金属が、加圧された状態でキャビティ２２に供給されることにより、ダイキャスト製品が成形される。そして成形工程毎に離型剤塗布工程が行なわれる。離型剤塗布工程では、図２に示すように金型２０，２１を開け、ロボット３１によって金型２０，２１間にノズルユニット４０を挿入し、スプレイノズル４２から離型剤を金型２０，２１の内面２０ａ，２１ａに噴霧する。
【００３３】
本実施形態によれば、ロボット３１のティーチングを行なう際に、ダミーノズル６０のレーザ指示器６２を利用して正確な位置情報が入力されるため、離型剤塗布工程において離型剤を噴霧するスプレイノズル４２の位置を正確に再現することができ、離型剤を金型内面の適正な位置に塗布することができる。
【００３４】
以上説明したように本実施形態のスプレイ装置３０の操作方法は、少なくとも下記の工程を具備している。  
（１）レーザ指示器６２を備えたダミーノズル６０をロボット３１のアーム３５に取付けること、  
（２）レーザ指示器６２によってレーザ光を金型に照射すること、  
（３）レーザ光が金型のティーチングすべき位置を照らしたときにティーチングのための入力操作を行なうこと、  
（４）ティーチング終了後にアーム３５からダミーノズル６０を取外し、アーム３５にスプレイノズル４２を取付けること、  
（５）前記ティーチングによって得られた位置情報に基いてスプレイノズル４２により前記金型に離型剤を噴霧すること。
【００３５】
図６は本発明の第２の実施形態に係るダミーノズル７０を示している。このダミーノズル７０は、Ｌ型のケーシング７１の先端部分にレーザ指示器６２を収容している。リングナット７２を補助アーム３６の雄ねじ部３６ａにねじ込むことにより、ダミーノズル７０のケーシング７１を補助アーム３６に固定することができる。すなわちこのダミーノズル７０は、補助アーム３６を介してロボット３１のアーム３５に着脱可能となっている。補助アーム３６はアームの一部をなしている。
【００３６】
またダミーノズル７０がスプレイノズルと同じ方向を向くことができるように、補助アーム３６とダミーノズル７０のいずれか一方に、位置決め手段として機能する位置決めピン等の凸部７５を設け、他方に凸部７５が嵌合する凹部７６を形成している。それ以外の構成と作用等については前記第１の実施形態のダミーノズル６０と同様であるため、説明を省略する。
【００３７】
なお本発明を実施するに当たって、スプレイノズルやダミーノズル、ケーシング、レーザ指示器等の具体的な形状や配置等を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。また作業用位置決め機構として、多関節ロボット以外に、例えば３軸（ＸＹＺ軸）に沿って移動可能な汎用型位置決め機構が採用されてもよい。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  ティーチングされた位置にアームを移動させる作業用位置決め機構と、
前記アームに取付けるスプレイノズルと、
前記スプレイノズルに代わって前記アームに取付けることが可能なダミーノズルとを有し、
前記ダミーノズルは、
前記アームに設けられる着脱可能なケーシングと、
前記ケーシングに収容され、前記スプレイノズルの噴霧中心と同じ方向に延びる光軸に沿ってレーザ光を照射するレーザ指示器と、
を具備したことを特徴とするスプレイ装置。
［２］  前記スプレイノズルは成形機の金型に離型剤を噴霧するためのものであり、
前記ダミーノズルが前記アームに取付けられた状態で前記成形機が作動することを防ぐための防護手段を備えていることを特徴とする［１］に記載のスプレイ装置。
［３］  前記レーザ指示器は、前記スプレイノズルが平吹きタイプまたは丸吹きタイプの場合にサークル状の照射パターンのレーザ光を出力することを特徴とする［１］に記載のスプレイ装置。
［４］  前記ダミーノズルの向きを前記スプレイノズルの向きと一致させるための位置決め手段を備えていることを特徴とする［１］に記載のスプレイ装置。
［５］  ティーチングされた位置にアームを移動させる作業用位置決め機構を備えたスプレイ装置の操作方法であって、
レーザ指示器を備えたダミーノズルを前記アームに取付けること、
前記レーザ指示器によってレーザ光を金型に照射すること、
前記レーザ光が前記金型のティーチングすべき位置を照らしたときにティーチングのための入力操作を行なうこと、
前記ティーチング終了後に前記アームから前記ダミーノズルを取外し、該アームにスプレイノズルを取付けること、
前記ティーチングによって得られた位置情報に基いて前記スプレイノズルにより前記金型に離型剤を噴霧すること、
を具備したことを特徴とするスプレイ装置の操作方法。
［６］  前記スプレイノズルが平吹きタイプまたは丸吹きタイプの場合に、サークル状の照射パターンのレーザ光を前記金型に向けて出力することを特徴とする［５］に記載のスプレイ装置の操作方法。
【符号の説明】
【００３８】
１０…ダイキャスト成形機
２０，２１…金型
３０…スプレイ装置
３１…ロボット（作業用位置決め機構）
３５…アーム
４０…ノズルユニット
４２…スプレイノズル
６０，７０…ダミーノズル
６１，７１…ケーシング
６２…レーザ指示器
【図１】
0005574827.tif 000002
【図２】
0005574827.tif 000003
【図３】
0005574827.tif 000004
【図４】
0005574827.tif 000005
【図５】
0005574827.tif 000006
【図６】
0005574827.tif 000007