(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体をアクチュエータによりベルト伝動装置を介して駆動し、移動体に支持したチャックにより加工品を加工機から取り出す取出機において、
移動体の実移動量を計測し、実移動量と予め設定した目標移動量との誤差を算出し、誤差がタイミングベルトの歯ピッチの整数倍であるとき、ベルト伝動装置の歯跳びを診断し、アラームを発生することを特徴とする取出機の異常診断方法。
【請求項２】
移動体の実移動量をストロークの全区間で計測する請求項１記載の取出機の異常診断方法。
【請求項３】
移動体の実移動量をストロークの端部で計測する請求項１記載の取出機の異常診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種加工機から各種加工品を取り出す取出機において、移動体の位置決め異常を診断する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、射出成形機用の取出機は、移動体をアクチュエータによりベルト伝動装置を介して駆動し、移動体に支持したチャックにより樹脂成形品を金型から抜き取って成形機の外部に取り出すように構成されている。この取出機は成形機とリンクして動作するため、取出機の異常又は故障は成形機の稼働率に大きな影響を及ぼす。特に、移動体の位置決め異常はチャッキングミスを併発するため、従来、移動体の実移動量を計測し、実移動量が目標移動量と相違するときに、位置決め異常を診断して、アラームを発生する方法が採られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の異常診断方法によると、位置決め異常がどの箇所でどんな原因で発生したかを詳しく特定することができなかった。特に、ベルト伝動装置におけるタイミングベルト及びタイミングプーリ間の歯跳びは、位置決め誤差の直接的な原因となるが、これを事後に目視により発見することは困難であった。このため、復旧に手間取り、取出機及び成形機のダウンタイムが長くかかる問題点があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記課題を解決し、ベルト伝動装置の歯跳びを容易に発見でき、位置決め異常の発生箇所及び原因を詳しく特定でき、もってダウンタイムを短縮することができる取出機の異常診断方法を提供することにある。
【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、本発明の取出機の異常診断方法は、移動体をアクチュエータによりベルト伝動装置を介して駆動し、移動体に支持したチャックにより加工品を加工機から取り出す取出機において、移動体の実移動量を計測し、実移動量と予め設定した目標移動量との誤差を算出し、誤差がタイミングベルトの歯ピッチの整数倍であるとき、ベルト伝動装置の歯跳びを診断し、アラームを発生することを特徴とする。
【０００６】
ここで、加工機には、前記射出成形機のほか、工作機械、表面加工機等の各種機械が含まれる。加工品には、樹脂成形品のほか、板金成形品、機械加工品、表面加工品等の各種製品又は半製品が含まれる。加工品を取り出すチャックとしては、特に限定されないが、真空引きにより加工品を吸着するもの、爪の開閉により加工品を把持するもの等を例示できる。チャックが複数方向に移動する取出機の場合は、各方向毎に設けられた複数基のチャック移動機構のうち所要の一部又は全部の機構において本発明の異常診断方法が実施される。
【０００７】
チャック移動機構において、移動体とは、チャックを直接又は間接的に支持し、所定のストロークで運動（例えば直線運動又は回転運動）する部材を含む。移動体を駆動するアクチュエータとしては、モータやエアシリンダ等を例示できる。ベルト伝動装置は、アクチュエータの動力を移動体に伝える装置であって、高精度位置決めが可能な歯付きのタイミングベルトとタイミングプーリとで構成される。そして、移動体の目標移動量が取出機の運転条件に基づいて予め設定され、アクチュエータが目標移動量に相当する制御量で制御される。
【０００８】
これに対し、移動体の実移動量は目標移動量と比較可能な電気量値として計測される。その計測箇所は、ストロークの始端部、中間部、終端部等、一定区間であれば特に限定されない。しかし、歯跳びがストロークのどの部位で発生してもこれを的確に診断できる点で、移動体の実移動量をストロークの全区間で計測するのが好ましい。また、歯跳びが走行抵抗の大きいストローク始端部又は慣性力の大きいストローク終端部で発生しやすいことから、移動体の実移動量をストロークの端部で計測するのが好ましい。
【０００９】
実移動量と目標移動量との誤差、つまり移動体の位置決め誤差がタイミングベルト（又はタイミングプーリ）の歯ピッチの整数倍であるとき、位置決め異常の原因がベルト伝動装置の歯跳びにあると診断される。そして、この診断結果を報知するために、ランプ、ブザー、音声、表示等の各種手段を用いてアラームが出力される。また、実移動量と目標移動量との誤差が歯ピッチの整数倍でないときには、歯跳び以外の原因による位置決め異常を報知するために、歯跳び診断時のアラームとは異なる内容のアラームを発生するのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を射出成形機用の取出機に具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、この取出機１のメインフレーム２は射出成形機３の上に左右方向に延びるように固定されている。メインフレーム２の上には左右移動体４が支持され、左右移動体４に前後方向に長いサブフレーム５が固定されている。サブフレーム５には前後移動体６が支持され、前後移動体６に上下移動体８が支持されている。上下移動体８には旋回体９が支持され、旋回体９に複数のチャック１０が装着されている。そして、チャック１０が前後、上下、左右方向に移動し、成形機３の金型１１から樹脂成形品を抜き取り、機外に取り出すようになっている。
【００１１】
チャック１０の前後方向の移動機構は、前後移動体６と、前後移動体６を案内するガイド１９と、前後移動体６を駆動するサーボモータ２０と、サーボモータ２０の動力を前後移動体６に伝達するベルト伝動装置２１とから構成されている。図２に示すように、チャック１０の左右方向の移動機構は、左右移動体４と、左右移動体４を案内するガイド１３と、左右移動体４を駆動するサーボモータ１４と、サーボモータ１４の動力を左右移動体４に伝達するベルト伝動装置１５とから構成されている。
【００１２】
図３に示すように、チャック１０の上下方向の移動機構には、上下移動体８を高速駆動する倍速機構が採用されている。上下移動体８は柱状に形成され、ガイド２２を介し昇降体２３に支持されている。昇降体２３はガイド２４を介し前後移動体６に支持され、サーボモータ２５によりベルト伝動装置２６を介して駆動される。昇降体２３には上下に長いベルト伝動装置２７が設けられ、その片側の一部はジョイント２８で前後移動体６に結合され、反対側の一部はジョイント２９で上下移動体８に結合されている。そして、昇降体２３の移動によりベルト伝動装置２７を介して上下移動体８が昇降体２３の２倍の速度で駆動される。
【００１３】
なお、チャック１０の上下方向の移動機構に、サーボモータ及びエアシリンダの２つのアクチュエータを用いた倍速機構を採用してもよい。チャック１０の旋回機構では、旋回体９がサーボモータ３０（図１参照）によって駆動される。各機構において、ガイド１３，１９，２２，２４には転がり案内を用いたＬＭガイド（直線運動ガイド）が使用されている。また、ベルト伝動装置１５，２１，２６，２７は、図４に左右方向の装置１５を例示するように、サーボモータ１４の出力軸１４ａに結合された歯付きのタイミングプーリ１７と、これに噛み合う歯付きのタイミングベルト１６とから構成されている。図中、Ｐはタイミングベルト１６の歯ピッチを示す。
【００１４】
左右移動体４、前後移動体６、上下移動体８、旋回体９は取出機１の制御装置によってそれぞれ同様にサーボ制御される。例えば、チャック１０の左右方向の移動機構においては、図５に示すように、制御装置３１が運転条件に基づく指令値をサーボ制御部３２に出力し、サーボ制御部３２がサーボモータ１４を駆動するとともに、これに付属のエンコーダ３３からの信号を監視しつつ、左右移動体４を予め設定された目標移動量及び目標速度で制御するようになっている。
【００１５】
左右移動体４とメインフレーム２（又はガイド１３）との間には、リニアエンコーダ等を用いた位置検出器３４（図２参照）が設けられ、左右移動体４の実移動量をストロークの全区間で計測し、その計測信号を制御装置３１に出力する。制御装置３１には、目標移動量、ベルト歯ピッチ等の各種設定値を入力する入力装置３５と、設定値、計測値等を記憶する記憶装置３６と、記憶データ、アラーム等を表示する表示装置３７と、ランプ、ブザー等の報知手段を備えた警報装置３８とが接続されている。
【００１６】
次に、取出機１の異常診断方法について説明する。取出機１の自動運転に際しては、図６に示す診断プログラムが前後方向、左右方向、上下方向の各移動機構において実行される。前工程の終了信号に基づきその工程の開始指令が確認されると（ステップＳ１）、サーボモータ１４，２０，２５が駆動され（ステップＳ２）、移動体４，６，８が各方向に移動される。そして、移動体４，６，８の実移動量が位置検出器３４によって計測され（ステップＳ３）、停止指令が確認されるまで（ステップＳ４）、サーボモータ１４，２０，２５が継続して駆動される。
【００１７】
サーボモータ１４，２０，２５の回転数が目標移動量の相当値に達すると、停止指令が出力され、サーボモータ１４，２０，２５が停止される（ステップＳ５）。そして、移動体４，６，８の全ストローク区間の実移動量が予め設定された目標移動量と比較され（ステップＳ６）、両者が一致している場合には、移動体４，６，８がストローク終端の停止位置に正しく位置決めされたと診断され、その工程が正常に終了する。
【００１８】
一方、図７に示すように、実移動量と目標移動量とが不一致である場合には、両者の誤差を算出し（ステップＳ７）、その誤差がタイミングベルト１６の歯ピッチの整数倍であるか否かが判別される（ステップＳ８）。そして、誤差が整数倍である場合は、ベルト伝動装置の歯跳びが診断され、これを報知するためのアラーム１が出力される（ステップＳ９）。また、誤差が整数倍でない場合は、歯跳び以外の原因による位置決め異常が発生したと診断され、これを報知するためのアラーム２が出力される（ステップＳ１０）。
【００１９】
従って、この実施形態の異常診断方法によれば、次のような作用効果が得られる。
（ａ）事後に発見し難いベルト伝動装置１５，２１，２６，２７の歯跳びを、実移動量と目標移動量との誤差に基づき演算により容易に診断することができる。
（ｄ）特に、実移動量をストロークの全区間で計測するので、どの部位で歯跳びが発生した場合でも、これを的確に発見できる。
（ｃ）このため、移動体の位置決め異常が歯跳びによるものか、その他の部品不良によるものかを判別でき、異常箇所及び原因を詳しく特定することができる。
（ｄ）その結果、早期の復旧が可能となり、取出機及び成形機のダウンタイムを短縮することができる。
【００２０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）図８に示すように、ストローク端のベルト固定具３９に位置検出器４０を取り付け、その可動スケール４１をバネ４２で付勢し、移動体４によって押動されたスケール４１の変位量から移動体４の実移動量をストロークの終端部で計測し、スケール４１に予め設定した停止位置までの目標移動量と実移動量との誤差を算出し、この誤差に基づいて歯跳びを診断すること。こうすれば、ストローク終期の慣性力によるベルト伝動装置の歯跳びを的確に診断することができる。
（２）図８の位置検出器４０をストロークの両端に設置し、移動体４の往路の終端部及び復路の終端部でそれぞれ実移動量を計測すること。
【００２１】
（３）図９に示すように、移動体４の走行開始位置から所定の時間（例えば加速時間）を設定するとともに、この設定時間分のモータ回転数から目標移動量を予め設定し、設定時間経過後に移動体４の実移動量を位置検出器３４によりストロークの始端部で計測し、実移動量と目標移動量との誤差を算出し、この誤差に基づいて歯跳びを診断すること。こうすれば、ストローク初期の走行抵抗によるベルト伝動装置の歯跳びを的確に診断することができる。
（４）前記実施形態の異常診断方法を、工作機械、表面加工機、梱包機械、食品加工機等の各種加工機から各種加工品を取り出す取出機に適用すること。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明に係る異常診断方法によれば、ベルト伝動装置の歯跳びを容易に発見でき、位置決め異常の発生箇所及び原因を詳しく特定でき、もってダウンタイムを短縮することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異常診断方法が実施される取出機の全体を示す斜視図である。
【図２】同取出機におけるチャックの左右方向移動機構を示す正面図である。
【図３】同取出機におけるチャックの上下方向移動機構を示す正面図である。
【図４】ベルト伝動装置を示す図２の要部拡大図である。
【図５】同取出機の異常診断システムを示すブロック図である。
【図６】本発明に係る異常診断方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図７】実移動量の計測方法を説明する図２の端部拡大図である。
【図８】実移動量の別の計測方法を説明する図２の端部拡大図である。
【図９】実移動量のさらに別の計測方法を説明する図２の端部拡大図である。
【符号の説明】
１    取出機
３    射出成形機
４    左右移動体
６    前後移動体
８    上下移動体
９    旋回体
１０    チャック
１４    サーボモータ
１５    ベルト伝動装置
１６    タイミングベルト
１７    タイミングプーリ
２０    サーボモータ
２１    ベルト伝動装置
２５    サーボモータ
２６    ベルト伝動装置
２７    ベルト伝動装置
３０    サーボモータ
３１    制御装置
３４    位置検出器
４０    位置検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004694739.tif 000008
【図８】
0004694739.tif 000009
【図９】
0004694739.tif 000010