(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型上を移動可能とされた保持機構によりインサート部品を金型内の所定位置に挿入した後、前記保持機構の一端に配設した変位センサによって前記インサート部品の表面高さを非接触で検出し且つ前記変位センサを移動させて前記インサート部品の表面高さを複数箇所において検出し、該検出データと予め設定された規準値とを判定器によって比較して前記インサート部品の挿入状態の合否を判定するインサート検出方法。
【請求項２】
金型上を移動可能とされインサート部品を保持して金型内の所定位置に挿入する保持機構と、前記保持機構の一端に配設され、前記インサート部品上の複数箇所に移動されて前記インサート部品の高さを検出することにより前記インサート部品の変位状態を非接触で検出する変位センサと、前記変位センサから得られる検出データと規準値とを比較して前記インサート部品の挿入状態の合否を行う判定器とを備えたことを特徴とするインサート検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型を用いてインサート成形する際に、インサート部品が正規の位置にインサートされているか否かを確認するインサート検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金型を用いてインサート成形する場合、金型内の所定位置にインサート部品を挿入した後、樹脂を注入して成形する。そして、インサート部品は人手によって挿入され、挿入状態の確認は目視や触感で行っていた。
しかし、成形品を量産するためロボット等が使用されるようになると、挿入状態の確認を目視や触感で行うことは非効率であり、確実性にも欠けるので改善が必要になった。このような観点から、インサート成形に関して下記のような種々の提案が行われている。
【０００３】
特開昭６３−２２０９６７号公報に開示されたインサート検出装置は、金型内のインサート部品を挿入する位置に通気孔を形成し、この孔の他端に真空吸引装置を連結するとともに、負圧の検出器を設けたものである。この装置では、成形時に正規の位置にインサート部品を挿入すると、インサート部品によって通気孔が閉塞されるので、真空吸引装置で吸引すると負圧が発生する。
一方、インサート部品が正規の位置に挿入されなかった場合は、通気孔が開放されるので真空吸引装置で吸引しても負圧が発生しない。
そして、検出器によって負圧の発生の有無および負圧の程度が検出され、この検出結果によってインサート部品の挿入の有無や位置ずれ等が検知される。
【０００４】
実公平５−２３３００号公報に開示されたワークのインサート確認装置は、金型に挿入されたインサート部品を確認する第１センサと、この第１センサがエアシリンダに対して正常な位置に有るか否かを検知するための第２センサとの組み合わせによりインサート状態を確認し得る構成になっている。第１センサは接触形の構成であり、エアシリンダの駆動によりインサート部品に接触してインサート状態を確認する。また、第２センサも接触形に構成され、第１センサを固定した金具の位置を検出する。
そして、エアシリンダをインサート部品の位置に向けて駆動した場合の第１センサからの信号と、第２センサからの信号との論理積をとることによって、インサート部品の挿入状態が正常であるか否かを認識する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開昭６３−２２０９６７号公報に開示されたインサート検出装置は、金型に通気孔を形成する必要があり、金型自体の構成が複雑で金型製造が面倒である。そのうえ、真空吸引装置や検出器が必要であるから、インサート検出装置としても構成が複雑になってしまう。
一方、実公平５−２３３００号公報に開示されたワークのインサート確認装置は、第１センサが接触形であるため、インサートワークが変形しやすいもの、例えば薄い金属板で構成した配線材や端子などの場合は、正確な検出を行うことができない。その上、インサート部品が第１センサの接触により変形したり傷付けられることもあり、対象とするインサート部品が、接触によっても変形したり傷付かないものに限定されていた。
【０００６】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は金型に挿入されたインサート部品の挿入状態の合否判定を、金型の構造を複雑化することなく、しかもインサート部品を非接触で確実に検出できるインサート検出方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる前記目的は、下記構成により達成される。
（１）  金型上を移動可能とされた保持機構によりインサート部品を金型内の所定位置に挿入した後、前記保持機構の一端に配設した変位センサによって前記インサート部品の表面高さを非接触で検出し且つ前記変位センサを移動させて前記インサート部品の表面高さを複数箇所において検出し、該検出データと予め設定された規準値とを判定器によって比較して前記インサート部品の挿入状態の合否を判定するインサート検出方法。
（２）  金型上を移動可能とされインサート部品を保持して金型内の所定位置に挿入する保持機構と、前記保持機構の一端に配設され、前記インサート部品上の複数箇所に移動されて前記インサート部品の高さを検出することにより前記インサート部品の変位状態を非接触で検出する変位センサと、前記変位センサから得られる検出データと規準値とを比較して前記インサート部品の挿入状態の合否を行う判定器とを備えたことを特徴とするインサート検出装置。
【０００８】
本発明のインサート検出方法及び装置によれば、インサート部品を金型に挿入し、インサート部品上に変位センサーを位置決めすると、変位センサーによってインサート部品の表面との距離が検出される。この検出データは判定器において規準値と比較され、合格範囲内であれば次の樹脂注入工程に移行し、不合格と判定された場合は、交換等の修正が行われる。
非接触型の変位センサーを用いることにより、接触によりインサート部品を変形させたり傷付けたりすることなく、インサート部品の挿入の適否や変形等を検出できる。また、金型に通気孔等を形成する必要はなく、金型の簡略化を図ることもできる。
非接触型の変位センサーとしては、光波、電波、音波を放射してその反射波を受容して変位を検出する構成のものを用いることができる。光を利用した変位センサーとしては、レーザ光を利用したものが好ましく、例えば、株式会社キーエンス製のＣＣＤ変位センサーＬＫ−０３０、ＬＫ−０８０、ＬＫ−５００を用いることができる。
なお、本発明における保持機構とは、インサート部品を把持、吸着、磁着等により保持するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したインサート検出装置及びインサート検出方法の実施形態を説明する。図１はインサート検出装置の構成を示す斜視図、図２は金型とインサート部品の構成を示す斜視図、図３は金型へのインサート部品の挿入状態を示す斜視図、図４はインサート検出方法を示すフローチャート、図５はインサート部品の形状を示す側面図、図６はインサート部品の検出位置を示す側面図、図７は成形された製品の外観例を示す斜視図である。
【００１０】
先ず、図１を参照して本実施形態におけるインサート検出装置１の構成を説明する。  インサート検出装置１は、金型２内の所定位置にインサート部品３を挿入するためのロボット４と一体になっている。ロボット４は、床等に固定された支柱５と、その一端に横方向に固定された固定アーム６と、固定アーム６の先端に回動自在に取り付けられた回動アーム７と、回動アーム７の先端から下方に向けて固定されたガイドアーム８と、ガイドアーム８の下端に突出するとともに、ガイドアーム８により上下方向にガイドされるハンド部９等により構成されている。ハンド部９はインサート部品３を把持するものであるが、ハンド部９としてはインサート部品３の材質や形状に合わせて真空吸着や磁着を行うパッドや開閉爪などが採用される。
【００１１】
ハンド部９の先端には、インサート部品３が正規に挿入されているか否かを検出する変位センサ１１が配設されている。本実施形態の場合、変位センサ１１には、ＣＣＤレーザ（株式会社キーエンス製のＣＣＤ変位センサーＬＫ−０３０）が適用されている。ＣＣＤレーザは、波長６７０ｎｍ程度のレーザ光を放射するとともに反射光を検出し、スポット径（基準距離にて）約３０μｍの微小な範囲について変位を検出できる。したがって、変位センサ１１にＣＣＤレーザを適用することにより、検出対象となるインサート部品３に非接触で、挿入の有無等を検出することができる。
変位センサ１１は、信号線１２を介して判定器１３に接続され、検出データを送信できるようになっている。判定器１３は、変位センサ１１から供給される検出データと規準値とを比較して合否結果を表示するセンサ表示部１３ａと、規準値や検出位置等を設定する際に使用される操作部１３ｂとを備えている。
なお、判定器１３の動作や規準値の設定については、後にインサート検出方法とともに説明する。
【００１２】
次に、図２〜図６を参照して金型２やインサート部品３について説明する。
金型２は、実際には上金型と下金型が使用されるのであるが、本実施形態では金型２として下金型が図示されている。金型２には、樹脂注入を行うための凹部２ａが形成され、その内部にインサート部品３であるバスバー３ｂを挿入するようになっている。
バスバー３ｂは金属板を打ち抜き等により回路形状に形成したものであり、金型２内の突部２ｂに載置するように挿入する。なお、バスバー３ｂの側面形状および平面形状については、図５および図６に示した。バスバー３ｂの一端は、合成樹脂製の固定部材３ｃに固着されるとともに、先端が固定部材３ｃから突出している。この突出部分は、製品として完成した状態で外部接続端子となる。
【００１３】
金型２へのインサート部品３の挿入と、挿入状態の検出動作は次のように行われる。図１に示したロボット４の設置位置に、金型２が搬送されてくる。ロボット４の回動アーム７は、図１に示した矢印Ａ，Ｂ方向に回動するので、金型２の搬送に同期して回動アーム７を図示しない部品供給部の上部に回動させる。そして、ハンド部９は矢印Ｃ，Ｄ方向に上下するので、ハンド部９を降下させて部品供給部からバスバー３ｂを把持する。次に、ハンド部９を上昇させ、更に回動アーム７を金型２上に復動させて、図２に示すように凹部２ａ上にバスバー３ｂを位置させる。
次に、ハンド部９を降下させてハンド部９からバスバー３ｂを放すと、図３に示すように金型２内の突部２ｂに載置するようにしてバスバー３ｂが挿入される。以上に述べたバスバー３ｂの挿入動作は、図４に示すフローチャートのステップＳ１の動作に相当する。
【００１４】
図３に示したように、バスバー３ｂを挿入した段階で、バスバー３ｂが正規に挿入されているか否か、或いはバスバー３ｂに変形等が有るか否か等を検出するのであるが、この動作はステップＳ２に相当する。検出に際しては、変位センサ１１の高さは一定に設定される。したがって、バスバー３ｂに浮きがなければ、変位センサ１１とバスバー３ｂとの間には、図５に示すように距離Ｒが介在することになり、浮きがあれば距離Ｒは短縮される。
変位センサ１１は、前記のようにレーザ光を放射するとともに、反射したレーザ光を受光し、その時間差によってバスバー３ｂの挿入の有無等を検出するのであるから、距離Ｒが短縮すれば時間差も短縮され、標準時間（規準値）との比較により浮き状態と判別できる。また、バスバー３ｂの一部が、例えば折れ曲がり等により変形している場合は、変位センサ１１から放射したレーザ光の反射方向が変化する。この場合は、変位センサ１１の受光量が減少するので、バスバー３ｂの変形をも検出することができる。
【００１５】
以上のように、本実施形態ではバスバー３ｂの挿入の有無だけでなく変形等まで検出でき、図６に示すようにバスバー３ｂの複数箇所ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅについて検出を行うようになっている。複数箇所ａ〜ｅについての浮きや変形の検出は、変位センサ１１の高さを変更することなく、複数箇所ａ〜ｅ上に移動させることにより行われる（ステップＳ２）。
なお、前記検出動作は、非検出物の形態により自在に変更できる。本実施形態のようにポイント毎に検出するのであれば、変位センサ１１の移動でよいが、平らな面について検出を行う場合は一方向にスキャンする方法が好ましい。要するに、変位センサ１１による検出は、インサート部品の材質や形状等により変更できるものである。
【００１６】
位置ａの検出データは、ステップＳ３に示すように信号線１２を介して判定器１３に送信される。判定器１３には、複数位置ａ〜ｅについて予め設定された規準値が格納され、ステップＳ４に示すように位置ａの検出データと規準値とのデータ比較が行われる。ところで、先に変位センサ１１の高さが一定に設定されていることを記載したが、これは凹部２ａの底面を規準にして設定されたものであり、規準値もこの高さを規準にしている。したがって、位置ａが浮いていれば前記距離Ｒが短縮するのであるが、これは言い換えれば凹部２ａの底面から位置ａまでの距離が増加していることを意味する。
したがって、規準値と位置ａの検出データとを比較することにより、バスバー３ｂの浮き程度を知ることができ、合格範囲であれば位置ｂの検出に移行し、不合格であればステップＳ５に示すように修正作業に移行する。修正には、バスバー３ｂの押し込みや交換等がある。
【００１７】
以上のようにして、位置ａ〜ｅの検査が終了すると、全ポイントについて合格と判定され、ステップＳ６に示すように成形工程に移行する。成形は、図３に示す状態に図示しない上金型を被せ樹脂を注入して行われる。この結果、図７に示すような製品１５が成形されるのであるが、その内部には上部に示したバスバー３ｂが埋設され、その先端が切り欠き部に示したように接続端子になる。
【００１８】
本実施形態のように、バスバー３ｂの複数箇所ａ〜ｅについて挿入の適否と変形等を検出することにより、例えばｂ位置で不合格になったとすると、次の検査は行われず修正に移行する。したがって、バスバー３ｂが例えば浮き状態で、言い換えれば挿入不良のままで次の成形工程に移行して不良品を生産したり、上下金型間に適正に挿入されなかったバスバー３ｂを挟む等の不都合は全く生じない。これは、製品の歩留り向上と工程の無駄を省くとともに、省資源と省エネルギーが行われることになり、低コスト化を図ることができる。また、バスバー３ｂや金型を損傷することがない。
なお、ＣＣＤセンサに関する諸元については前記に限定されるものではなく、更にスポット径の大きいもの等を利用できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインサート検出装置は、金型上を移動可能とされインサート部品を保持して金型に挿入する保持機構と一体に変位センサを設け、変位センサとインサート部品との変位を複数箇所において非接触で検出して得た検出データを判定器に供給し、判定器において規準値と比較してインサート部品の挿入状態等について合否を判定するものであるから、インサート部品に接触による損傷を与えることがなく、また金型に通気孔等の加工を施す必要がないので、製品の歩留り向上、金型の簡略化等を図ることができる。
また、インサート検出方法は、金型に挿入されたインサート部品上に変位センサーを位置決めし、変位センサーによってインサート部品の表面との距離を検出し、これを検出データとして判定器に供給し、判定器において規準値と比較して合格範囲内と判定された場合は次の樹脂注入工程に移行し、不合格と判定された場合は、交換等の修正を行うものである。
したがって、インサート部品が不良のまま樹脂成形されることがなく、製品不良の発生を未然に防止できるので、製品の生産歩留りが向上する。また、不良となる製品に使用される樹脂等の材料、工数の無駄を省くことができるので、省資源と省エネルギーが行われることになり、生産コストを低減させることができる。
インサート検出方法においても、変位センサーはインサート部品に非接触であるから、インサート部品を損傷する恐れは全くない。また、検出データは複数箇所における変位センサーとインサート部品との距離により得られるので、インサート部品の形状が複雑であっても、良否の検出を確実に行うことができる。
また、金型については、通気孔等を形成する必要はなく、金型の簡略化を図ることもできる。また、上下金型間に適正に挿入されなかったインサート部品を挟むことを防止でき、閉型時のインサート部品及び金型の損傷を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インサート検出装置の構成を示す斜視図である。
【図２】金型とインーサート部品の構成を示す斜視図である。
【図３】金型へのインーサート部品の挿入状態を示す斜視図である。
【図４】インサート検出方法を示すフローチャートである。
【図５】インサート部品の形状を示す側面図である。
【図６】インサート部品の検出位置を示す側面図である。
【図７】成形された製品の外観例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  インサート検出装置
２  金型
２ａ  凹部
２ｂ  突部
３  インサート部品
３ｂ  バスバー
４  ロボット
９  ハンド部
１１  変位センサ
１２  信号線
１３  判定器
１３ａ  センサ表示部
１３ｂ  操作部
１５  製品
ａ〜ｅ  複数の検出位置
【図１】
0003705473.tif 000002
【図２】
0003705473.tif 000003
【図３】
0003705473.tif 000004
【図４】
0003705473.tif 000005
【図５】
0003705473.tif 000006
【図６】
0003705473.tif 000007
【図７】
0003705473.tif 000008