(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーム材（Ｆ）を生産ライン上の射出成形機の成形型に供給するための射出成形機の成形型へのフォーム移送装置であり、
１軸自由度（Ｊ１）を有する支柱（１２）と、前記支柱に対して１軸自由度（Ｊ２）を有する第１アーム（１４）と、
前記第１アーム（１４）に対して１軸自由度（Ｊ３）を有する第２アーム（１５）と、
前記第２アーム（１５）の自由端部に取りつけられているハンド（２０）とからなり、
前記ハンド（２０）は、前記第１アーム（１４）に対する３軸自由度（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）を有し、６軸同時制御が行われる射出成形機の成形型へのフォーム移送装置において、
前記ハンド（２０）には、
前記３軸自由度（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）中の１軸である姿勢制御用第３軸（Ｋ３）の回転中心線を中心に回転可能な第２関節（１８）が設けられ、
前記第２関節（１８）には、取付用管（２１）が固定され、
前記取付管（２１）には、前記フォーム材（Ｆ）に突き刺さって前記フォーム材（Ｆ）を保持する針状の指（２５）と、
空気吸引口（３１）から吸引する吸着盤（３１）とが取り付けられている
ことを特徴とする射出成形機の成形型へのフォーム移送装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記射出成形機の成形型へのフォーム移送装置は、学習能力を有するロボットであることを特徴とする射出成形機の成形型へのフォーム移送装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記ハンド（２０）は、前記フォーム材（Ｆ）を供給するための供給部と前記成形型のキャビティー部との間で移動することを特徴とする射出成形機の成形型へのフォーム移送装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記ハンド（２０）は、前記キャビティー部に前記フォーム材（Ｆ）を直線上で押し込むように前記キャビティー部の近傍で前記６軸同時制御が行われることを特徴とする射出成形機の成形型へのフォーム移送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、射出成形機の成形型へのフォーム移送装置に関する。更に詳しくは、生産ライン上に配置されフォーム材（スポンジ状の多孔質材料）の姿勢を任意に変更しながら移送するための６軸制御ロボット（垂直多関節ロボット）を用いた射出成形機の成形型へのフォーム移送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、フォーム材が多用されている。フォーム材とは、スポンジ状の多孔質体であり、発泡成形等により大量に生産されている。フォームは、椅子の背もたれ・肘掛け、自動車のエアコン・ダンパー（風量調整用開閉緩衝扉）、その他多方面で使用されている。
【０００３】
生産性を高めるためには、生産ライン上におけるフォーム材の移送が円滑に行われなければならない。フォームを移送するために好適なハンドが知られている。このようなハンドとして、特開平２−２３７７８７号に示されているように、フォームに突き刺さってフォームを保持する針状の指を備えたロボットハンドも知られている。
【０００４】
剛体と異なり変形しやすいフォームは、このような公知のロボットハンドによりプログラム座標位置に移送されはするが、ハンドの指が引き抜かれたフォームは、その姿勢、位置を変えてしまう。このようなハンドは、更に、移送先の他の機械部位にフォームを挿入する動作を不得意としている。剛体は、挿入される側の機械部品のテーパー面等の案内面に誘導されて正規の挿入位置に正確に挿入されうるが、スポンジ状のフォーム材はある程度の押し込み力が与えられて押し込まれる必要がある。
【０００５】
この場合、フォーム材は微妙な運動を要求される。即ち、線形移動（線形変位）と同時に微小な回転変位を伴わせる必要である。たとえていうなら、人がフォームを指で持って穴に押し込んだり、斜め方向にそっと回転変位させたりする柔らかな運動が必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような技術的背景に基づいてなされたものであり、下記のような目的を達成する。
【０００７】
本発明の目的は、フォーム材を人の手でそっと扱うように移送させることができる射出成形機の成形型へのフォーム移送装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、フォーム材の姿勢制御を少なくとも３軸回転自由度により行うことにより前記目的を実現する射出成形機の成形型へのフォーム移送装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の更に他の目的は、２位置間では急速にフォーム材を移送し移送の始端部又は終端部ではその位置で姿勢制御を微妙に行うことができる射出成形機の成形型へのフォーム移送装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、人の手の動きをそのまま与えてフォーム材を移送することができるようにフォーム材の姿勢を保持しながら直線運動させるコストが低廉な射出成形機の成形型へのフォーム移送装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、人の手の動きをそのまま与えてフォーム材を移送することができるようにフォーム材の姿勢を保持しながら直線運動させ射出成形ラインに適用することができる射出成形機の成形型へのフォーム移送装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、人の手によるフォームの供給により生じる製品のばらつきを減少させる射出成形機の成形型へのフォーム移送装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために次のような手段を採る。
【００１４】
本発明１の射出成形機の成形型へのフォーム移送装置は、フォーム材（Ｆ）を生産ライン上の射出成形機の成形型に供給するためのフォーム移送装置であり、１軸自由度（Ｊ１）を有する支柱（１２）と、前記支柱に対して１軸自由度（Ｊ２）を有する第１アーム（１４）と、前記第１アーム（１４）に対して１軸自由度（Ｊ３）を有する第２アーム（１５）と、前記第２アーム（１５）の自由端部に取りつけられているハンド（２０）とからなり、前記ハンド（２０）は、前記第１アーム（１４）に対する３軸自由度（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）を有し、６軸同時制御が行われる射出成形機の成形型へのフォーム移送装置において、
前記ハンド（２０）には、前記３軸自由度（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）中の１軸である姿勢制御用第３軸（Ｋ３）の回転中心線を中心に回転可能な第２関節（１８）が設けられ、前記第２関節（１８）には、取付用管（２１）が固定され、前記取付管（２１）には、前記フォーム材（Ｆ）に突き刺さって前記フォーム材（Ｆ）を保持する針状の指（２５）と、空気吸引口（３１）から吸引する吸着盤（３１）とが取り付けられていることを特徴とする。
【００１８】
本発明２の射出成形機の成形型へのフォーム移送装置は、前記発明１において、学習能力を有するロボットであることを特徴としている。
【００２０】
本発明３の射出成形機の成形型へのフォーム移送装置は、前記発明１又は２において、前記ハンドは前記フォーム材を供給するための供給部と射出成形機のキャビティー部との間で移動することを特徴としている。
【００２１】
本発明４の射出成形機の成形型へのフォーム移送装置は、前記発明３において、前記ハンドは前記キャビティー部に前記フォーム材を直線上で押し込むように前記キャビティー部の近傍で６軸同時制御が行われることを特徴としている。
【００２３】
前記本発明は、次のように実施されることが好ましい。即ち、フォーム材は、異材質射出成形機の型の挿入穴に挿入される。前記ハンドは、学習型ロボットハンドである。即ち、人がハンドを持ってフォーム材を優しく一度だけ移送することにより次回からは一度の移送を記憶して運動する。姿勢の変更は、移送中にも行うことができる。移送先では、直線運動しながら回転運動することができる。直線運動は、多軸回転運動の合成により行わせることができる。本発明には慣用の６軸制御ロボットがそのまま使用されており、当然に、６軸同時制御が可能である。
【００２４】
ハンドがフォームを保持する手段は、挟み掴む２体の爪、針状の指、吸着盤などを用いることができる。多孔質でない基体に多孔質が固着されたものは吸引による吸着が可能であるから、吸着盤の使用が可能である。本発明のフォーム移送装置は、生産ライン上に配置される。生産ラインは、フォーム供給部、本発明のフォーム移送装置のハンドにフォームを渡す渡し台、フォーム供給部と渡し台との間を往復する転送手段、射出成形機、成形品を送り出す搬出コンベアから形成される。
【００２５】
【発明の作用及び効果】
この発明による射出成形機の成形型へのフォーム移送装置は、２位置間の急速移動のための３軸自由度と移動先での姿勢制御のための３軸自由度とが組み合わせられ、移動先で線形移動（直線補間による線形変位）と回転移動（変位）の６軸回転の合成により微妙な変位が行われ、このような微妙な変位によりフォーム（柔らかいが弾発力がある多孔質体）を適性な位置に常に正確に位置づけることができる。
急速に移動した任意の３次元座標位置でハンドは、６軸制御により３次元的に姿勢及び位置が微妙に制御される。したがって、移動経路の始端部の狭小な領域又は終端部の狭小な領域で、フォーム材の姿勢を自由に制御しながら、直線的に移動させ（６軸同時制御により直線補間を行う）、フォームを無理なく挿入位置に誘導し、場合によっては軽く（柔らかく）押し込んで挿入することができ、又、斜め位置に傾斜させて置き台に載置することもでき、更には、他のロボットハンドとの間で受け渡しすることができる。
【００２６】
例えば、インサート射出成形機のキャビティーに無理なく正確な位置に柔らかく押し込むことができる。従来は、このような押し込みを人手によっていたため、例えばフォームに硬い材料を一体にインサート射出成形する場合に、弾性的に変形しやすいフォームのキャビティー内の微妙な位置ずれによるフォームに無理な内部変形が起き、製品にばらつきが生じ不良品の発生率が高かったが、本発明のロボットハンドによるフォームの挿入精度は常に一定であり、不良品の発生率を極端に低く抑えることができる。
【００２７】
２位置間では、支柱と２体のアームとにより３次元座標位置間でフォーム材を急速に移送することができる。移送経路は、プログラムのパラメータの変更により、あるいはロボットの暗記学習と自発的学習により自由に変更し、移送時間を最短にすることができる。移送先例えば型内における回転によりワーク取出しからワーク供給までの時間を短縮し型冷えを防止した安定成形を可能とし、生産効率も同時に高めることができる。
【００２８】
６軸中の１軸特に最終軸を有する回転体は、フォームを保持する保持手段を複数箇所に備えており、この最終軸は保持手段の姿勢制御と複数保持手段の選択との両機能を有しており、メカが単純化されている。
【００２９】
本発明による射出成形機の成形型へのフォーム移送装置は、射出成形ライン上で用いれば好都合である。射出成形機のキャビティー部にフォームを誘導し、硬い材料をキャビティーに注入して硬い芯材にフォームを組み付けたダンパーの生産効率を高めることができる。
【００３０】
本発明による射出成形機の成形型へのフォーム移送装置は、結局、姿勢を変更しながら狭小な区域にフォームを移送することができ、変形しやすく落ち着きにくいフォームが、掴まれ離される際に、その姿勢が制御されて正規の位置に誘導され、特別な場合は、奥部に優しく押し込まれ得る。
【００３１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。図１，２，３は、本発明のフォーム移送装置の実施形態１をそれぞれに示す平面図、正面図、側面図である。図１は、本発明のフォーム移送装置の実施形態１の装置群の配置構成を示している。この装置群は、射出成形ラインを形成している。この射出成形ラインは、６軸制御ロボットＡと、射出成形機Ｂと、供給材料位置決め装置Ｃと、材料供給手段Ｄと、反転移送手段Ｅと、成形品搬出用コンベアＦとから形成されている。
【００３２】
６軸制御ロボットＡ
６軸制御ロボットＡは、基台１１上に設けられている。６軸制御ロボットＡは、図４に示すように、第１軸支持体１２と、第２軸支持体１３と、第１アーム１４と、第２アーム１５と、３軸移動制御体であるロボットハンド２０とから構成されている。第１軸支持体１２と第２軸支持体１３と第１アーム１４とで、ロボットハンド２０を３次元座標位置間を移動させる３次元移動制御手段を構成している。第１軸支持体１２内には、第１サーボモータ（図示せず）が設けられている。この第１サーボモータにより、第２軸支持体１３が移動制御用第１軸Ｊ１のまわりに回転運動する。
【００３３】
移動制御用第１軸Ｊ１は、鉛直方向に向いている。第２軸支持体１３内には、第２サーボモータ（図示せず）が設けられている。この第２サーボモータにより、第１アーム１４が移動制御用第２軸Ｊ２のまわりに回転運動する。第１アーム１４は、ある回転角度位置の鉛直面内で回転する。
【００３４】
第１アーム１４の自由端部に第３サーボモータ（図示せず）が設けられている。この第３サーボモータにより、第２アーム１５が移動制御用第３軸Ｊ３（符号Ｊは、鎖線で示す両アーム１４，１５の中心線の交点として記入）のまわりに回転運動する。第２アーム１５も、鉛直面内で回転する。移動制御用第３軸Ｊ３は、水平方向に向いている。
【００３５】
移動制御用第２軸Ｊ２及び移動制御用第３軸Ｊ３は、それぞれに水平方向に向いており、移動制御用第１軸Ｊ１にそれぞれに直交している。第１アーム１４と第２アーム１５との間には、第３軸支持体１６が介設されている。第３軸支持体１６は、第２アーム１５と同体に第３軸Ｊ３のまわりに回転する。第３軸支持体１６に姿勢制御用第１軸Ｋ１が設定されている。姿勢制御用第１軸Ｋ１は、第１アーム１４と第３軸支持体１６（又は第２アーム１５）が回転する平面上に設定されている。第２アーム１５の自由端部に、ロボットハンド２０が姿勢制御自在に設けられている。ロボットハンド２０は、第１関節１７と第２関節１８と６軸制御指１９とから構成されている。第２アーム１５の自由端部に第１関節１７が設けられている。第１関節１７は、第２アーム１５の自由端部に設定されている姿勢制御用第２軸Ｋ２のまわりに回転可能である。
【００３６】
第１関節１７の基端点Ｐは、姿勢制御用第２軸Ｋ２上にある。姿勢制御用第２軸Ｋ２は、前記点Ｐを通り水平向きに向いている。即ち、姿勢制御用第２軸Ｋ２は、姿勢制御用第１軸Ｋ１に直交している。基端点Ｐは、第２軸支持体１３の回転運動と第１アーム１４の回転運動と第２アーム１５の回転運動との３つの回転運動の合成により、曲線上又は直線上を運動することができる。基端点Ｐのこの運動を、この明細書において線形制御運動という。言い換えると、３つの軸Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の制御により点Ｐは、直線上で運動する。姿勢の制御又はその補正は、３軸Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３により行われる。実機では、この両３軸制御は、同時に行われる。
【００３７】
第１関節１７の自由端部に、第２関節１８が回転可能に設けられている。第２関節１８の回転軸心線は、姿勢制御用第３軸Ｋ３である。姿勢制御用第３軸Ｋ３は、姿勢制御用第２軸Ｋ２に直交し、第１アーム１４と第３軸支持体１６が回転する平面上に設定されている。第２関節１８と同体に、指１９が固定され設けられている。姿勢制御用第１軸Ｋ１のまわりの第２アーム１５の回転運動と姿勢制御用第２軸Ｋ２のまわりの第１関節１７の回転運動と姿勢制御用第３軸Ｋ３のまわりの６軸制御指１９の回転運動との３つの回転運動の合成（以下、この合成による回転運動を回転制御運動という）は、第２アーム１５の自由端部の近傍における６軸制御指１９の３軸姿勢制御を可能にしている。
【００３８】
実施形態１においては、第２アーム１５は、前記定義の線形制御運動と前記定義の回転制御運動を行わせるための部材を兼用している。実機では、線形制御運動と前記定義の回転制御運動の制御は、互いに関連させられ同時に行われる。図５，６は、ロボットハンド２０の詳細を示している。第２関節１８には、図５，６に示すように、取付用管２１が固定されている。４本の支持指２２が、取付用管２１に取りつけられて設けられている。支持指２２は、姿勢制御用第３軸Ｋ３に対して放射方向に向いている。
【００３９】
６軸制御指１９は、支持指２２に取りつけられ支持されている。６軸制御指１９は、矩形の板状に形成されている。エアシリンダ２３が、６軸制御指１９の４つの隅部に、取りつけられて設けられている。エアシリンダ２３は、図示されていないエア供給管が接続されている。エアシリンダ２３により２位置間で往復動作する動体（図示せず）に、それぞれに４本の把持爪２５が取りつけられている。６軸制御指１９には、成形品の形状に類似した押さえ板２６が取りつけられている。把持爪２５は、押さえ板２６を貫通している。把持爪２５は、往復動作する把持爪２５の往時にフォーム（発泡体）を突き刺し、押さえ板２６は把持爪２５の復時に把持爪２５に突き刺さり貫入しているフォームを把持爪２５から外すことができる。
【００４０】
第１関節１７と第２関節１８と６軸制御指１９とからなるロボットハンド２０（他の関節として兼用される第２アーム１５を含む）は、図５に示すように、２組が設けられている。第２関節１８及び取付用管２１は、２組において兼用されている。このような２組の間には、姿勢制御用第３軸Ｋ３のまわりに１２０度の角度間隔が開けられている。９０度４分割、６０度６分割など、分割の仕方は自由である。取付用管２１には、吸着盤３１が取りつけられて設けられている。吸着盤３１には空気吸引口３２から、空気圧が吸引される。吸着盤３１は、２組の６軸制御指１９との間に１２０度の角度間隔が開けられている。吸着盤３１は、図７に示すように、１組として２体が設けられている。
【００４１】
６軸制御指１９は、３軸Ｊ１，２，３のまわりの回転運動の合成により、直線を含む任意の位置に移動することができる。また、６軸制御指１９は、３軸Ｊ１，２，３のまわりの回転運動の合成と３軸Ｋ１，２，３のまわりの回転運動の合成との複合合成により、任意の３次元座標位置で、３軸回りの自転が可能である。各部材の回転自由度を更に高めることが可能であるが、本発明においては、任意の３次元座標位置である点Ｐ又は点Ｐの近傍で直交（又は斜交）３軸のまわりの回転を自由にする３軸回転自由度が６軸制御指１９に与えられていることが少なくとも要求されている。このような要求を満たす６軸制御ロボット（３軸＋３軸）は慣用手段であるから、サーボモータを用いたその学習機能の説明は省略する。
【００４２】
前記した６軸制御運動は、第２アーム１５の軸Ｊ３まわりの公転と第２アーム１５の軸Ｋ１まわりの自転を含み、第２アーム１５が兼用されている。即ち、ロボットハンド２０は、第１関節１７と第２関節１８と第３関節である第２アーム１５との３つの関節により、３軸自転運動を行うが、姿勢制御用第２軸Ｋ２のまわりに回転する第３関節を更に設け、この第３関節に、第１関節と第２関節を順に取り付けて、６軸制御指１９の３軸自転運動を行わせるように改変することができる。
【００４３】
射出成形機Ｂ
図１は、６軸制御ロボットＡと射出成形機Ｂの配置関係を示している。図１に示すロボットアームの運動位置は、第１アーム１４が鉛直方向に向いて立ち上がり、第２アーム１５が水平方向に向いている特定位置を示している（図２に示す特定位置から第２軸支持体１３は９０度回転している）。図１に示す特定位置の第２アーム１５の向きに直交する水平方向に可動側（以下、コア側という）型プレート４１が往復運動する。射出成形機Ｂは、コア側型プレート４１を含んでいる。射出成形機Ｂは、更に、固定側（以下、キャビ側という）型プレート４２と、コア側型プレート４１を案内する案内棒４３と、コア側型プレート４１を駆動するための駆動手段４４と、成形材料射出手段４５とを含んでいる。このような成形手段としては、慣用のインサート射出成形手段を適用することができる。
【００４４】
材料供給手段Ｄ
材料供給手段Ｄは、図４に示すように、材料を待機させるための待機手段Ｄ１と待機位置の材料を供給位置に供給するための供給手段Ｄ２とを備えている。待機手段Ｄ１は、台セット５１と、台セット５１の底部に固定されているロータリアクチュエータ５２と、補正継手５３と、台セット５１の天井に固定されている軸受セット５４と、軸受セット５４に回転自在に支持されている回転テーブル５５とを備えている。回転テーブル５５には、図８，９に示すように、直径方向に平行に２筋の長孔５６が設けられている。長孔５６の各一端は、回転テーブル５５の側周面位置で開放され、回転テーブル５５の軸方向に貫通している。このような１組とは別に他のもう１組の長孔５６が、１８０度異なる回転位置で回転テーブル５５に設けられている。即ち、１組の長孔５６は回転テーブル５５と同体に１８０度回転して、他の１組の回転前の位置に回転移動する。
【００４５】
供給手段Ｄ２は、図９に示すように、ラック５７を有する昇降案内柱５８を備えている。昇降案内柱５８は、柱支持板５９に支持され鉛直方向に延びている。線形運動モータ（リニアードモータ）６１が、昇降案内柱５８に支持されている。線形運動モータ６１は、駆動手段とこの駆動手段により回転駆動されラック５７を挟み込むピニオンセット（図示せず）をを内蔵している。線形運動モータ６１等から構成されるこのようなリニアードモータは、慣用手段である。線形運動モータ６１のケーシングに鉛直方向に延びる支持板６２が取りつけられている。支持板６２に、段積用フォーク６３が取りつけられて設けられている。段積用フォーク６３は、図８に示すように、フォーク状に開いた２体の部材から形成されている。
【００４６】
図８に示すように、２体の部材から形成されている段積用フォーク６３は、鉛直方向に運動する際に、回転テーブル５５の長孔５６を素通りすることができる。段積用フォーク６３上に多数段にワークであるフォームが段積みされる。線形運動モータ６１は、内蔵駆動手段の正負方向の回転により、昇降案内柱５８に案内されて昇降することができる。
【００４７】
反転移送手段Ｅ
図１０，１１は、反転移送手段Ｅを示している。装置壁の台上に反転移送用アーム６５が、回転自在に支持されている。反転移送用アーム６５は、図１０に示すように、２体が同軸に設けられ同体で回転する。２体の反転移送用アーム６５は、共通の回転軸６８を有し、リンク６９により結合されている。図１０，１１に示すように、反転移送用アーム６５の自由端部の片面側に挟み爪６６が設けられている。挟み爪６６は、２体の爪を備えている。挟み爪６６の２体の爪は、互いに反対方向に回転することができ、接近し合った回転位置でフォームに突き刺さる仕方でフォームを挟み込み保持することができる。このような挟み込みによりフォームの挟み爪６６に対する位置関係が不正確になってもよい。反転移送用アーム６５は、図９，１１に示すように、１８０度異なった回転位置間で往復回転する。
【００４８】
供給材料位置決め装置Ｃ
供給材料位置決め装置Ｃは、図１０に示されている。供給材料位置決め装置Ｃは、位置決め台７１と２組の可動側位置決手段７２と１体の固定側位置決手段７３とを備えている。固定側位置決手段７３は、図１０に示すように、位置決め台７１に固定されている。１組の可動側位置決手段７２は、２体の位置決め用可動体７４を有している。２体の位置決め用可動体７４は、互いに直交する向きに運動する。他の１組の可動側位置決手段７２の位置決め用可動体７４も、互いに直交する向きに運動する。位置決め台７１には、２筋の長孔７５が開けられている。
【００４９】
２筋の長孔７５と図７に示されている２筋の長孔５６とは、それぞれに２直線上に配置されている。反転移送用アーム６５及び挟み爪６６は、回転運動する際に、長孔７５を上下方向に素通りすることができる。固定側位置決手段７３は、１組の２体の位置決め用可動体７４にそれぞれに対向する１組の平行平面７６を有している。平行平面７６は、ともに鉛直面であり互いに直交している。固定側位置決手段７３は、他の１組の２体の位置決め用可動体７４にそれぞれに対向する他の１組の平行平面７６を有している。他の１組の平行平面７６も、ともに鉛直面であり互いに直交している。
【００５０】
成形品搬出用コンベアＦ
成形品搬出用コンベアＦは、図１，８に示されている。成形品搬出用コンベアＦの搬送ラインは、反転移送用アーム６５の回転面に平行に設定されている。図１２に示すように、成形品搬出用コンベアＦは、搬出用駆動モータ８１と、駆動スプロケット８２と従動スプロケット８３，８４とからなる動力伝達手段と、この動力伝達手段により駆動され周回するベルト８５とから構成されている。このようなベルト８５が、平行２条に設けられている。成形品搬出用コンベアＦは、搬出用に用いられる。成形品搬出用コンベアＦの手前に、冷却手段８６を持ったストッカ８７が設けられている。
【００５１】
次に、実施形態１の動作を説明する。実施形態１の生産ラインで生産されるものは、自動車エアコンの風洞内に設けられ風量を調整するためのダンパー（風量調整弁）である。ダンパーは、図１３に示すように、本体９１と軸９２と緩衝部材９３とから構成されている。緩衝部材９３は、本体の両面に接合されている。緩衝部材９３は、スポンジ状の発泡体であり発泡成形方法により生産されている。本体と軸は、硬い樹脂材料で一体に射出成形により生産され、過去には、本体９１と緩衝部材９３は、接着剤などにより接合されていた。
【００５２】
本発明による生産ラインにおいては、射出成形機のキャビティーに２体の緩衝部材９３を間隔を開けてインサートし、２体の緩衝部材の間に形成されるキャビティーに硬い材料の溶融樹脂を注入してダンパーを組み立てるインサート射出成形方法が採用されている。このようなインサート射出成形方法を含む生産ライン上で、２体１組の発泡体であるワーク即ちフォームの移送が行われる。図８に示す回転テーブル５５の右側部に２連にフォームＦが段積みされる。上面から見たフォームＦの位置が、仮想線ｆで示されている。
【００５３】
待機手段Ｄ１の回転テーブル５５が１８０度回転した状態が、図９に示されている。２連の最上層の１体のフォームＦは、反転移送手段Ｅの２体の反転移送用アーム６５により同時にそれぞれに供給材料位置決め装置Ｃへ反転移送される。この反転移送時、フォームＦは閉じた挟み爪６６により挟まれる。挟み爪６６に挟まれるフォームは変形するが、挟み爪６６により痛みつけられることはない。１体のフォームＦが反転移送される度に、１体のフォームの厚さ分の高さだけ最下層のフォームを押し上げる。最初の押し上げの際には、供給手段Ｄ２の２体の段積用フォーク６３は、回転テーブル５５の２筋の長孔６５をそれぞれに素通りする。
【００５４】
図９の回転テーブル５５の右側領域には、２連にフォームＦが積み上げられ待機する（図示せず）。反転移送用アーム６５による反転移送時、反転移送用アーム６５は概ね１８０度回転して、供給材料位置決め装置Ｃの位置決め台７１に開けられている２筋の長孔７５を上方から下方へ素通りする。反転移送用アーム６５の挟み爪６６に挟まれていた２体のフォームＦは、素通りの際に、位置決め台７１に下面側から押さえられているため、位置決め台７１上に取り残される。フォームが位置決め台７１の上面に接触する直前に、挟み爪６６は開く。挟み爪６６から抜ける際に、フォームは痛まない。
【００５５】
このように位置決め台７１に載置されたフォームは、図１０に仮想線で示す正規位置ｆに位置づけられることは滅多にない。即ち、爪から離されるフォームは自己の弾性で跳ねぎみに爪から離脱されるからである。２組の可動側位置決手段７２が動作して、２組の位置決め用可動体７４と固定側位置決手段７３とで２体のフォームを変位させ正規の位置ｆにそれぞれに誘導する。このような位置決めされロボットによる取り出される取出位置が、ロボットハンドにより両型プレートへ正確に転写されるので、同じ製品を生産することができる。例えば、キャビ側フォームには穴が開けられている。この穴の位置が１ｍｍずれると、樹脂注入時にフォームが引っ張られて破れてしまう。実機では、各寸法は０．５ｍｍ以内の許容誤差が認めらているが、手指によるフォームの装着の安定度は、０．５ｍｍを越えている。
【００５６】
次の工程の６軸制御ロボットＡにより２体のフォームが位置決め台７１上から除去されたならば、反転移送用アーム６５は往還する。６軸制御ロボットＡが起動され、第１アーム１４及び第２アーム１５の鉛直線に対する角度座標、移動制御用第１軸Ｊ１のまわりの角度座標、姿勢制御用第１軸Ｋ１のまわりの角度座標、姿勢制御用第２軸Ｋ２のまわりの角度座標、姿勢制御用第３軸Ｋ３のまわりの角度座標の６つの座標値が変動し、これら６座標値が最終的に定められるまで６軸制御指１９が運動する（第１ステップ）。
【００５７】
この第１ステップの移動位置の近傍領域において、姿勢制御用第１軸Ｋ１のまわりの角度座標、姿勢制御用第２軸Ｋ２のまわりの角度座標、姿勢制御用第３軸Ｋ３のまわりの角度座標の３つの座標値（以下、短くＫ軸座標値という）が変動して、６軸制御指１９の姿勢が制御される。第１ステップの６軸制御指１９は、水平面上に位置し、６軸制御指１９上の固定位置にある４本の把持爪２５は、位置決め台７１上の固定位置に位置づけられている１体のフォームＦ１の上面に対して鉛直方向に向いている。支持指２２の動作により１組の把持爪２５が動作してフォームＦ１に突き刺さり、１体のフォームＦ１（図１０で上方側のフォーム）が６軸制御指１９に保持される（第２ステップ）。
【００５８】
６軸制御により、６軸制御指１９は鉛直方向上方に運動する（第３ステップ）。次いで、図５に示す第２関節１８が１２０度回転して他方の６軸制御指１９が水平面上に位置する（第４ステップ）。６軸制御により、６軸制御指１９は他方のフォームＦ２の真上に移動する（第５ステップ）。６軸制御により、鉛直方向下方に６軸制御指１９が降下する（第６ステップ）。支持指２２の動作により他方の１組の把持爪２５が動作して他方のフォームＦ２に突き刺さり、１体のフォームＦ２（図９で下方側のフォーム）が６軸制御指１９に保持される（第７ステップ）。６軸制御により、６軸制御指１９は鉛直方向上方に運動する（第８ステップ）。
【００５９】
第２軸支持体１３が概ね９０度回転し、ロボットハンド２０は射出成形機Ｂの上方の位置に移動する（第９ステップ）。６軸制御により、ロボットハンド２０が降下する（第１０ステップ）。移動制御用第１軸Ｊ１、移動制御用第２軸Ｊ２、移動制御用第３軸Ｊ３に関する比較的に僅かの量の３軸制御（以下、Ｊ軸制御という）と比較的に多量のＫ軸制御とにより、６軸制御指１９は向きを変えて、コア側型プレート４１の移動方向に直交する鉛直面上に位置し、定められた３次元座標位置に停止する（第１１ステップ）。
【００６０】
６軸制御により、図１４に示すように、６軸制御指１９はコア側型プレート４１の移動方向に移動してキャビ側型プレート４２に接近し、キャビ側型プレート４２に取りつけられている成形型のキャビティー又は装着穴１１１に一方のフォームＦ１を押し込む（第１２ステップ）。この押し込み時には、Ｋ軸制御により、フォーム１の直線運動又は概ねの直線運動を制御する。このような直線運動は、人為的に運動させられたロボットハンドが学習して記憶することができるものであり、その精度は人手による精度よりも正確さが要求されているものである。人為的に運動させられたロボットハンドが学習した運動精度を高めることは、プログラムによっても可能であるし、人手による試行錯誤の多くの運動からもっともよいものを選択することができる。
【００６１】
この直線制御又は線形制御により、フォームＦ１は柔らかく装着穴１１１に挿入される。把持爪２５を後退させると、フォームＦ１が装着穴１１１（図１４）に取り残される（第１３ステップ）。６軸制御により、６軸制御指１９をキャビ側型プレート４２から後退させる（第１４ステップ）。第２関節１８を１２０度回転させる。６軸制御により、６軸制御指１９をコア側型プレート４１の方に移動させ、キャビ側型プレート４２に取りつけられている成形型のキャビティー又は装着穴（図示せず）に他方のフォームＦ２を押し込む（第１５ステップ）。この押し込み時には、Ｋ軸制御により、フォームＦ２の直線運動を制御する。
【００６２】
この直線制御により、フォームＦ２は柔らかく装着穴に挿入される。把持爪２５を後退させると、フォームＦ２が装着穴に取り残される（第１６ステップ）。６軸制御により、６軸制御指１９をコア側型プレート４１から後退させる（第１７ステップ）。６軸制御により、ロボットハンド２０を射出成形機Ｂの領域から後退させて、射出成形終了時まで、待機させる。コア側型プレート４１が前進して、型閉めが行われる。成形材料射出手段４５が動作し、型と両フォームＦ１，Ｆ２とで形成されているキャビティーに硬質樹脂が注入される。注入された溶融樹脂は、キャビティーに充満すると同時に両フォームＦ１，Ｆ２の表面の多数の小さい孔に侵入し、型内で樹脂が固化して、両フォームＦ１，Ｆ２と樹脂との接合が行われる。この場合、注入樹脂とフォームの表面材料は、フォームが融解し表層面部で両材料が融解・混合して融着している可能性がある。
【００６３】
型内に既に射出成形された成形品がある場合には、図５に示す吸着盤３１にその成形品を吸着させ保持させたままで（第１８ステップ）、前記工程を進める。射出成形中の時間を利用して成形済みの成形品を保持させたままで、ロボットハンド２０を射出成形機Ｂの領域から、成形品搬出用コンベアＦの始端部へ移動させる（第１９ステップ）。６軸制御により、６軸制御指１９を鉛直下方に降下させ、本体９１と緩衝部材９３を両側のベルト８５の間に挿入して、軸９２をベルト８５上に載置する（第２１ステップ）。ロボットハンド２０を第１ステップの位置に戻す。以下、前記ステップを繰り返す。
【００６４】
図１５は、ロボット制御を行う制御部の回路ブロックを示している。この回路ブロックは周知である。制御部は、制御装置本体１２１と制御盤１２２とから構成されている。制御盤は、ラダー式プログラマブルコントローラ１２３と別置型ロボット操作盤１２４とが内蔵されている。プログラマブルコントローラ１２３には、小型プログラマ１２５からプログラムが入力される。ロボット電源の入切、非常停止、各種モジュールの接続などの機能を備える別置型ロボット操作盤１２４には、ティーチング・ロボットプログラム編集用信号が教示操作盤１２６から入力される。制御装置本体１２１が備えるロボットコントローラ１２７は、プログラマブルコントローラ１２３とリンクユニット１２８を介して双方向に接続されている。
【００６５】
また、ロボットコントローラ１２７は、別置型ロボット操作盤１２４と双方向に接続されている。ロボットコントローラ１２７は、これと双方向に接続されるロボットハンド２０の運動を学習して記憶するためのハンドリング用システムが内蔵されている。上記の射出成形機は１個どりのものとして説明したが、２個どり又は２種取りのものに変更することができる。この場合、供給材料位置決め装置Ｃと、材料供給手段Ｄと、反転移送手段Ｅは、１連分を増設して２連にする。ロボットハンド２０の把持爪ももう１組増設する。ロボットハンドの形態は自由であるが、型のキャビティーにフォームを押し込むのに適した形態の爪、指、手を別途に用意して、交換自在に用いることが望ましい。
【００６６】
本発明の移送装置は、次のようなフォームの移動・変位方法により有効に利用される。型のキャビティーのような装着部にその内周面との摩擦力に抗して柔らかに直線上で移動させて押し込み、また、挿入後に押し引きを行ってフォームの内部変形を矯正する。図１６は、前記した異材質射出機を含む生産ラインにおいて、２枚のフォーム材の間に硬質の樹脂を射出成形により接合して組み立てる場合を具体的に示している。図１６は、コア側型プレートに設けられている金型（コア）２０１とフォームＦとの位置取合の関係が示している。フォームＦを挿入する金型２０１のキャビティー２０２の奥面から面に垂直に４本の断面円形のピン２０３が突出するように設けられている。４本のピン２０３に位置対応して、フォームＦに４つのピン穴２０４が開けられている。ピン穴２０４の直径は、ピン２０３の直径に等しいか僅かに大きい。
【００６７】
人手により複数のピン穴２０４に複数のピン２０３を同時に挿入することが困難であるため、少しタイミングをずらせて順次にピン２０３をピン穴２０４に挿入せざるをえない。このような人手によるフォームの装着は、図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、ピン２０３によりフォームがピンからそれぞれ対して非対称に張力を受けてフォームに無理な力を受け、図１７（ｃ）に示すように歪むように変形する。このような歪みを残したまま、図１７（ｄ）に示すように押し込まれる。図１７（ｄ）の状態のフォームＦから歪みが取り除かれているかどうかはその外見からは判断できない。このような歪みを残して高温の樹脂が射出され異材質射出成形が行われる場合には、高い頻度で不良品が発生する。
【００６８】
これに対して、本発明のロボットハンドは、図１８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すような工程により、フォームＦの装着が行われる。針２５に保持されたフォームＦのピン穴２０４は正確に位置対応してピン２０３に対向し、図１８（ｂ）に示すように、フォームＦは正確な位置取合でキャビティー２０２に装着され、無理な歪みは生じない。図１８（ｃ）示すように、フォームＦは、キャビティー２０２内でその自然厚みが保持されている。次の工程で針２５が抜かれても、フォームはフォームとキャビティーとの間の弱い摩擦力に保持されキャビティー内にとどまる。この場合、キャビティーとフォームとの間の摩擦力が、針とフォームとの間の摩擦力よりも僅かに大きくなるように設計されているから、両摩擦力がきわめて小さくても、フォームはキャビティー内に残存示している。し、引き抜き時に受ける歪みはきわめて小さい。ピン引き抜き時の反作用で、フォームはキャビティーの奥面に正確に弱い力で密着している。このような装着工程は、ロボットハンドによってしか得られない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるフォーム移送装置の実施形態１を示す平面図である。
【図２】図２は、図１の一部の正面図である。
【図３】図３は、図１の一部の側面図である。
【図４】図４は、図２の一部を示す正面図である。
【図５】図５は、ロボットハンドの一部を示す側面図である。
【図６】図６は、図５の一部の正面図である。
【図７】図７は、図５の他の一部の正面図である。
【図８】図８は、図１の一部の平面図である。
【図９】図９は、図１の１部の正面図である。
【図１０】図１０は、図１の一部の平面図である。
【図１１】図１１は、図１０の正面図である。
【図１２】図１２は、図８の一部の側面図である。
【図１３】図１３は、生産対象のダンパーを示す斜軸投影図である。
【図１４】図１４は、６軸制御ロボットの運動の１過程を示す正面図である。
【図１５】図１５は、制御回路を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、フォーム装着工程を示す斜軸投影図である。
【図１７】図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、従来の装着工程を示す断面図である。
【図１８】図１８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、本発明によるフォーム装着工程を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ…６軸制御ロボット
Ｊ１…移動制御用第１軸
Ｊ２…移動制御用第２軸
Ｊ３…移動制御用第３軸
Ｋ１…姿勢制御用第１軸
ｋ２…姿勢制御用第２軸
ｋ３…姿勢制御用第３軸
１４…第１アーム
１５…第２アーム
１９…６軸制御指
２０…３軸移動制御体（ロボットハンド）
２５…把持爪
【図１】
0003872850.tif 000002
【図２】
0003872850.tif 000003
【図３】
0003872850.tif 000004
【図４】
0003872850.tif 000005
【図５】
0003872850.tif 000006
【図６】
0003872850.tif 000007
【図７】
0003872850.tif 000008
【図８】
0003872850.tif 000009
【図９】
0003872850.tif 000010
【図１０】
0003872850.tif 000011
【図１１】
0003872850.tif 000012
【図１２】
0003872850.tif 000013
【図１３】
0003872850.tif 000014
【図１４】
0003872850.tif 000015
【図１５】
0003872850.tif 000016
【図１６】
0003872850.tif 000017
【図１７】
0003872850.tif 000018
【図１８】
0003872850.tif 000019