(57)【要約】【課題】ワークの金型内への投入及びワークの金型から取出しを一連の行程にて効率良く行なわせる。【解決手段】Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の三次元方向に移動可能なように形成された三次元方向移動装置１の、そのＺ方向である上下方向への移動が可能なように形成された昇降部材１１の最下端部に設けられるものであって、直交する２軸が、それぞれ独立に回転運動をする２軸回転機構部２と、当該２軸回転機構部２を形成する一方の回転軸２２に取付ブラケット３を介して取付けられるものであって電磁石または高圧エアにて作動するワーク投入機構部５と、同じく上記取付ブラケット３を介して上記２軸回転機構部２に取付けられるものであって電磁石または高圧エアにて作動するワーク取出機構部６と、からなる。【選択図】              図１
2004306213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の三次元方向に移動可能なように形成された三次元方向移動装置の、そのＺ方向である上下方向への移動が可能なように形成された昇降部材の最下端部に設けられるものであって、直交する２軸が、それぞれ独立に回転運動をする２軸回転機構部と、当該２軸回転機構部を形成する一方の回転軸に取付けられるものであって電磁石または高圧エアにて作動するワーク投入機構部と、同じく上記２軸回転機構部の一方の回転軸に上記ワーク投入機構部と並列に取付けられるものであって電磁石または高圧エアにて作動するワーク取出機構部と、からなることを特徴とするワーク投入及び取出装置。
【請求項２】
請求項１記載のワーク投入及び取出装置において、上記ワーク投入機構部を電磁石による吸着機構にて形成させるとともに、ワーク取出機構部を高圧エアにて作動するマニピュレータ機構にて形成させるようにしたことを特徴とするワーク投入及び取出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒状の金属製部材を基礎に、当該金属製部材を金型内に設置するとともに、当該金属製部材の一部に所定のプラスチック材をインジェクション成形手段にて設けるようにしたインサート方式のインジェクション成形手段において、上記金属製部材の金型内への投入を担うとともに、プラスチック材の取付けられた、すなわち、インジェクション成形の行われたワークの金型からの取出しを担うワーク投入及び取出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インジェクション成形手段においては、インジェクション成形の行われた成形品、すなわち、ワークの金型からの取出し作業は、例えば特開２００３−１３４７号公報に記載の如く、ロボット機構等を基礎とした自動取出装置にて行われるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１３４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものは、インジェクション成形手段にて成形加工されたワークを金型から取り出して、所定のパレット等へと搬送するのが主な目的となっているものである。従って、上記従来のものにおいては、インサート金具等を成形金型内の所定の位置へ投入するとともに、別の金型にて成形加工の行われたワークを取出して所定の位置へと搬送する装置については見当たらない。このような観点から、ワークの金型内への自動投入及び成形されたワークの金型からの自動取出しを、一連の行程にて行わせることのできるようにしたワーク投入及び取出装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明においては、成形機を形成する金型内へワークを投入するとともに、成形されたワークを上記金型から取出すワーク投入及び取出装置に関して、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の三次元方向に移動可能なように形成された三次元方向移動装置の、そのＺ方向である上下方向への移動が可能なように形成された昇降部材の最下端部に設けられるものであって、直交する２軸が、それぞれ独立に回転運動をする２軸回転機構部と、当該２軸回転機構部を形成する一方の回転軸に取付けられるものであって電磁石または高圧エアにて作動するワーク投入機構部と、同じく上記２軸回転機構部の一方の回転軸に上記ワーク投入機構部と並列に取付けられるものであって電磁石または高圧エアにて作動するワーク取出機構部と、からなるようにした構成を採ることとした。
【０００６】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、一連の行程により、金型内へのワークの投入、並びにワークの金型からの取出作業を円滑に行うことができるようになる。すなわち、搬送ライン等にて送られて来たワークを上記ワーク投入機構部にて取上げて金型の所定の位置へと投入するとともに、もう一方のワーク取出機構部を介して、別の金型にて所定の成形加工の成されたワークを掴み取って、他のワーク収納パレット等へと搬送することができるようになる。このような一連の作業を、連続的に、かつ、効率良く行うことができるようになる。
【０００７】
次に、請求項２記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項１記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項１記載のワーク投入及び取出装置に関して、上記ワーク投入機構部を電磁石による吸着機構にて形成させるとともに、ワーク取出機構部を、高圧エアにて作動するマニピュレータ機構にて形成させるようにした構成を採ることとした。
【０００８】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいても、上記請求項１記載のものと同様、ワークの金型内への投入及び所定の成形加工の行われたワークの金型からの取出作業が、一連の作業（行程）にて円滑に行われるようになる。特に、本発明のものにおいては、ワーク投入部側を電磁石機構にて作動する吸着機構を主に形成させるようにしたので、ワークの金型内への投入作業を、より正確に行わせることができるようになる。すなわち、鉄系金属にて形成されるワークを電磁石にて吸着した状態にて、金型のワーク挿入部まで近接した状態で上記ワーク投入機構部を移動させ、このような状態において、上記電磁石の磁力を消去させることによって上記金属製ワークを金型のワーク投入部へと投入させることができるようになる。従って、ワークの金型内への投入を正確に行うことができるようになる。また、一方、ワークの取出作業に当たっては、金型内にて所定の成形加工（インサート成形加工）の行われたワークを、金型装置に設けられたワーク押出用のエジェクターピン等を作動させることによって金型の外側あるいは上方部等に飛び出させるようにし、このように金型外に飛出させたワークをワーク取出機構部を形成するマニピュレータ機構にて掴み取ることによって、ワークの金型からの取出作業を円滑に行うことができるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１及び図２を基に説明する。本発明の実施の形態にかかるものは、図１に示す如く、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向に移動が可能なように形成された三次元方向移動装置１と、当該三次元方向移動装置１を形成する、そのＺ方向である上下方向への移動が可能なように形成された昇降部材１１の下端部に設けられるものであって直交する２軸が独立に回転運動をする２軸回転機構部２と、当該２軸回転機構部２の下端部に設けられるものであって当該２軸回転機構部２を形成する一方の回転軸２２に取付けられる取付ブラケット３と、当該取付ブラケット３に取付けられるものであって電磁石または高圧エア等にて作動するとともにワークの金型７への投入を担うワーク投入機構部５と、当該ワーク投入機構部５と並列に上記取付ブラケット３のところに設けられるものであって電磁石または高圧エアにて作動するとともに、上記ワークを金型７から取出す役目を果たすワーク取出機構部６と、これらワークの投入作業及び取出作業を制御するものであってマイクロコンピュータを基礎に形成される制御手段４と、からなることを基本とするものである。
【００１０】
このような基本構成からなるものにおいて、上記ワーク投入機構部５は、本実施の形態においては、電磁石機構にて作動するようになっているものである。すなわち、本ワーク投入機構部５は、図２に示す如く、制御手段４からの信号（指令）に基づいて通電されて適宜磁界の形成される電磁石部５１と、当該電磁石部５１への通電あるいは非通電によって適宜磁化あるいは非磁化のなされる吸着部５５と、からなることを基本とするものである。このような基本構成からなるものにおいて、本ワーク投入機構５の周辺部には、磁性体金属からなるワーク９の接近を検出する近接センサ５９、及び上記吸着部５５に吸着されたワーク９を金型７へ落し込むように作動するプッシュオフ機構５７が設けられるようになっている。上記近接センサ５９は、磁性体の接近に応じてコイルに磁界を発生させ、この磁界の生成による磁力の変化を検出して磁性体金属からなるワーク９の存在を確認するようになっているものである。また、上記プッシュオフ機構５７は、エアシリンダにて駆動されるプッシュロッドから成るものである。このプッシュロッドの作動により、残留磁気の影響にて、未だ吸着部５５に吸着されたままの状態にあるワーク９を吸着部５５から引き離して金型７内へ落下させるようになっているものである。そして、これら一連のものの、その作動態様は次のような行程にて形成されるようになっているものである。まず、ワーク投入機構部５を鉄系金属部材からなるワーク９のところに限りなく近づけさせる。そして、このような状態において、上記ワーク投入機構部５を形成する電磁石部５１を磁化させて、上記ワーク９を吸着部５５のところに吸着させる。なお、このとき、上記近接センサ５９を作動させてワーク９の吸着部５５への吸着状態を確認させる。このようにワーク９を吸着させた状態において、ワーク投入機構部５を金型７のキャビティ空間部７７上へと移動させるとともに、上記キャビティ空間部７７に出来る限り近接させて、上記ワーク投入機構部５の磁化を消去させる。それと同時に、上記プッシュオフ機構５７を作動させる。そうすると、ワーク９は吸着部５５から離れて金型７の所定のキャビティ空間部７７内へと投下（投入）されるようになる。
【００１１】
次に、ワーク取出機構部６について説明する。このものは、図２に示す如く、取付ブラケット３のところに、上記ワーク投入機構部５と並列に取付けられるようになっているものである。そして、本ワーク取出機構部６は、高圧エアが導入されることによって所定の作動をするアクチュエータ６１と、当該アクチュエータ６１からの力の伝達によって作動してワーク９を掴み取るように作動するマニピュレータ機構６６と、からなることを基本とするものである。なお、このような基本構成からなるものにおいて、本実施の形態においては、補助的なものとして、ワーク９’の一部を掴み取るための補助マニピュレータ機構６２が設けられるようになっている。この補助マニピュレータ機構６２も高圧エアにて作動するアクチュエータ機構等によって駆動されるようになっているものである。具体的には、上記ワーク投入機構部５による金型７へのワーク９の投入作業が終了した後、上記制御手段４からの指令に基づき、上記ワーク取出機構部６を、別の金型７’であってワークへの所定のインジェクション成形加工が完了したものを有するところへと移動させる。このような状態において、上記金型７’のキャビティ空間部７７’から、ワーク９’をエジェクタ機構等を介して上方に持ち上げさせる（飛出させる）。この上方に持ち上げられたワーク９’の本体部を上記ワーク取出機構部６を形成するマニピュレータ機構６６にて掴み取るとともに、ワーク９’に形成されたゲートバリ９９’を補助マニピュレータ機構６２にて掴み取るようにする。このようにしてワーク９’の金型７’からの取出し作業が行われる。
【００１２】
なお、本実施の形態においては、上記各機構部５、６に関して、作動空間確保等の観点から、ワーク投入機構部５側に関しては電磁石方式を採用するとともに、ワーク取出機構部６側に関しては高圧エアにて作動するマニピュレータ方式を採用することとした。しかしながら、必ずしも、これらの方式に限定されるものではなく、この逆の方式であっても良いし、あるいはいずれの側も電磁石にて作動させる方式を採るようにしても良い。または、いずれの側についても、高圧エアにて作動するマニピュレータ方式を採用するようにしても良い。
【００１３】
次に、これら各機構部５、６が並列に取付けられる取付ブラケット３は、図２に示す如く、文鎮型の形態からなるものであり、その中央部のところには、上記ワーク投入機構部５及びワーク取出機構部６をバランス良く保持する取付部３２が設けられ、この取付部３２のところが、後に述べる２軸回転機構部２を形成するものであって、その下端部に設けられた一方の回転軸２２のところに取付けられるようになっているものである。すなわち、上記各機構部５、６を保持する取付ブラケット３は、上記２軸回転機構部２の一方の回転軸２２の中心であるＯ２点を中心にして揺動運動をすることができるようになっているものである。
【００１４】
次に、このような取付ブラケット３を介して上記各機構部５、６の取付けられる２軸回転機構部２について説明する。このものは、三次元方向移動装置１を形成する昇降部材１１の最下端部にベース部２１を介して取付けられるものであって、上記昇降部材１１の長手方向軸線と同じ軸線（Ｏ１Ｏ１）上に一方の回転軸を有するとともに、当該一方の回転軸（Ｏ１Ｏ１）に対して直角な方向に形成される回転中心Ｏ２を中心にして回転運動をする回転軸２２を有するようになっているものである。そして、このもう一方の回転軸２２のところに、当該回転軸２２と一体となって回転運動あるいは揺動運動をする取付ブラケット３が、その取付部３２を介して取付けられるようになっているものである。
【００１５】
そして、このような２軸回転機構部２が、そのベース部２１を介して、例えば図１に示す如く、三次元方向移動装置１を形成する昇降部材１１の下端部のところに一体的に取付けられるようになっているものである。この三次元方向移動装置１は、図１に示す如く、既存のレール式の移動装置からなるものであり、ＸＸ方向に配置された第一のレール１５を基礎に形成されるものであって、当該第一のレール１５に対して直角の方向であるＹＹ方向に配置される第二のレール１３及び当該第二のレール１３に対して直角の方向であるＺＺ方向に配置される昇降部材１１、からなるものである。
【００１６】
このような基本構成からなるものにおいて、上記第二のレール１３は、上記第一のレール１５上をＸＸ方向に往復直線運動するとともに、本第二のレール１３をＹＹ方向に往復直線運動させる第一の駆動装置１４に抱かれた状態で配設されるようになっているものである。また、上記第二のレール１３に対して直角の方向であるＺＺ方向に配設される昇降部材１１は、上記第二のレール１３上をＹＹ方向に往復直線運動をするとともに、上記昇降部材１１をＺＺ方向に往復直線運動させる第二の駆動装置１２に抱かれた状態で配設されるようになっているものである。このような三次元方向移動装置１を形成する昇降部材１１の下端部に、２軸回転機構部２を介して取付ブラケット３並びにワーク投入機構部５及びワーク取出機構部６が取付けられるようになっているものである。その結果、上記各機構部５、６は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の三次元方向に駆動されるようになる。
【００１７】
次に、これら三次元方向移動装置１の作動並びに当該三次元方向移動装置１を形成する昇降部材１１の下端部に設けられたワーク投入機構部５及びワーク取出機構部６の作動等を制御する制御手段４について説明する。このものは、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）を基礎に形成されるコンピュータからなるものであり、本実施の形態においては、上記三次元方向移動装置１を形成する各部の作動制御、２軸回転機構部２の作動制御、ワーク投入機構部５の作動制御、及びワーク取出機構部６の作動制御のすべてを、コンピュータのＲＯＭ機構に予め記憶させておいたデータに基づいて行わせるようになっているものである。すなわち、本実施の形態においては、コンピュータＲＯＭにすべてのデータを予め打ち込んでおくことによって行なわれるティーチングプログラミング制御にて、上記各制御が行われるようになっているものである。このような制御方式を採ることによって、各機構部５、６等においてはセンサー機構を廃止することができるようになる。
【００１８】
次に、このような構成からなる本実施の形態のものについての、その作動態様等について説明する。まず、ワーク９の金型７への投入に当たっては、制御手段４からの指令に基づき、ワーク投入機構部５が搬送ライン上等に送られて来たワーク９を受取りに行く。そして、電磁石部５１を作動させて吸着部５５を磁化させる。このような状態において、鉄系金属からなるワーク９を上記吸着部５５にて吸着する（図２参照）。このような状態において、上記ワーク９を吸着した状態のワーク投入機構部５を金型７に設けられたキャビティ空間部７７の上方まで移動させるとともに、上記キャビティ空間部７７に限りなく近づけさせる。このような状態において、上記電磁石部５１への通電を止めて吸着部５５の磁力を消去させる。また、これと同時に、上記プッシュオフ機構５７を作動させる。そうすると、上記ワーク９は吸着部５５から離れてキャビティ空間部７７へと落下し、そこへ投下されることとなる。このように、本実施の形態においては、ワーク投入機構部５が電磁石機構にて形成されるようになっており、ワーク９を掴むためのマニピュレータ機構等が設けられていないので、金型７のキャビティ空間部７７周りに余分なスペースを確保する必要がなくなる。従って、吸着部５５を所定のキャビティ空間部７７に限りなく近づけることができるようになり、ワーク９の投入を精度良く行うことができるようになる。なお、このような一連の行程において、本ワーク投入機構部５がワーク９を受け取りに行ったときに、もし仮に、上記吸着部５５のところにワーク９が正常に吸着されていないような場合には、上記近接センサ５９が作動をして金型７へのワーク投入作業等を停止させる。
【００１９】
次に、このようにしてワーク９のキャビティ空間部７７への投入が済んだ後に、ワーク取出機構部６を、図２に示す如く、別の金型７’であって所定のインジェクション成形加工の済んだ状態のところへ、具体的にはその上方部へと移動させる。この状態においては、上記金型７’のキャビティ空間部７７’からは所定の成形加工の行われたワーク９’が、エジェクタ機構等を介して金型７’の上方に持上げられた状態となっている。従って、この持上げられたワーク９’の本体部を、ワーク取出機構部６を形成するものであって高圧エアにて作動するマニピュレータ機構６６にて掴み取るとともに、ワーク９’の一部に形成されたゲートバリ９９’を補助マニピュレータ機構６２にて掴み取るようにする。そして、このようにして掴み取ったワーク９’を所定の場所に運んで上記ゲートバリ９９’を含む各種バリを取り除く。このようなバリ取り作業の済んだ後に、上記ワーク９’を所定のパレット等へと運んで、そこへ収納させる。なお、本実施の形態においては、ワーク取出機構部６は、高圧エアにて作動するアクチュエータ６１にて駆動されるマニピュレータ機構６６を基礎に形成されるようになっており、金型７’のキャビティ空間部７７’の周りにはマニピュレータ作動用の所定のスペースが必要とされる。しかしながら、上記ワーク９’の取出しに当たっては、一般に、エジェクタ機構等にてワークを上方等に飛出させる方式が採られているので、上記マニピュレータ機構６６を金型７’側へ極端に近づける必要がない。従って、本実施の形態においては、作動の確実な高圧エアにて駆動されるマニピュレータ方式を採用することとしている。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、成形機を形成する金型内へワークを投入するとともに、成形されたワークを上記金型から取出すワーク投入及び取出装置に関して、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の三次元方向に移動可能なように形成された三次元方向移動装置の、そのＺ方向である上下方向への移動が可能なように形成された昇降部材の最下端部に設けられるものであって、直交する２軸が、それぞれ独立に回転運動をする２軸回転機構部と、当該２軸回転機構部を形成する一方の回転軸に取付けられるものであって電磁石または高圧エアにて作動するワーク投入機構部と、同じく上記２軸回転機構部に取付けられるものであって電磁石または高圧エアにて作動するワーク取出機構部と、からなるようにした構成を採ることとしたので、一連の行程により、金型内へのワークの投入、並びにワークの金型からの取出作業を円滑に行うことができるようになった。
【００２１】
特に、本発明においては、上記ワーク投入機構部を電磁石による吸着機構にて形成させるとともに、ワーク取出機構部を高圧エアにて作動するマニピュレータ機構にて形成させるようにした構成を採ることとしたので、ワークの金型内への投入作業を、より正確に行わせることができるようになった。すなわち、本発明のものにおいては、鉄系金属にて形成されるワークを電磁石にて吸着した状態にて、金型のワーク挿入部まで近接した状態で上記ワーク投入機構部を移動させ、このような状態において、上記電磁石の磁力を消去させることによって上記金属製ワークを金型のワーク投入部へと投入させることができるようになり、ワークの金型内への投入を正確に行うことができるようになった。また、ワークの取出作業に当たっては、金型内にて所定の成形加工（インサート成形加工）の行われたワークは、金型装置に設けられたワーク押出用のエジェクターピン等を介して金型の外側あるいは上方部等に飛び出させられるようになっているので、このように金型外に飛出させられた（持ち上げられた）ワークをワーク取出機構部を形成するマニピュレータ機構にて掴み取ることによって、ワークの金型からの取出作業を円滑に行うことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の主要部を成すワーク投入機構部及びワーク取出機構部周りの構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１    三次元方向移動装置
１１  昇降部材
１２  第二の駆動装置
１３  第二のレール
１４  第一の駆動装置
１５  第一のレール
２  ２軸回転機構部
２１  ベース部
２２  一方の回転軸
３  取付ブラケット
３２  取付部
４  制御手段
５  ワーク投入機構部
５１  電磁石部
５５  吸着部
５７  プッシュオフ機構
５９  近接センサ
６  ワーク取出機構部
６１  アクチュエータ
６２  補助マニピュレータ機構
６６  マニピュレータ機構
７  金型
７’  金型
７７  キャビティ空間部
７７’  キャビティ空間部
９  ワーク
９’  ワーク
９９’  ゲートバリ


























【図１】
2004306213.tif 000003
【図２】
2004306213.tif 000004