(57)【要約】【課題】射出ユニットが射出成形機本体から分離された場合でも、射出ユニットの保守や修理作業における作業の危険性を低減することができる多材成形機を提供する。【解決手段】射出成形機と、射出成形機に機械的に接続可能とされる射出ユニットとを備えて多材成形を行う多材成形機であって、射出成形機と射出ユニットとが機械的に接続されていないことを検出した場合に、射出ユニットの動作を規制する。これにより、射出ユニットが射出成形機本体から分離された場合であっても、射出ユニットの保守や修理作業における作業の危険性を低減させることが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機と、該射出成形機に機械的に接続可能とされ、制御装置を備える射出ユニットと、を備えて多材成形を行う多材成形機であって、
前記射出ユニットの制御装置は、前記射出成形機と前記射出ユニットとが機械的に接続されているか否かを検出する接続検出手段と、前記射出ユニットの動作を規制する動作規制手段と、を備え、
前記動作規制手段は、前記接続検出手段によって前記射出成形機と前記射出ユニットとが機械的に接続されていないことを検出した場合に、前記射出ユニットの動作を規制する
ことを特徴とする多材成形機。
【請求項２】
前記動作規制手段は、前記射出ユニットの動作部を駆動する駆動手段の動力を遮断することで前記射出ユニットの動作を規制することを特徴とする請求項１記載の多材成形機。
【請求項３】
前記動作規制手段は、前記射出ユニットの動作部を駆動する駆動手段の速度が所定速度を超えないように制限することで前記射出ユニットの動作を規制することを特徴とする請求項１記載の多材成形機。
【請求項４】
前記射出成形機と前記射出ユニットとが所定範囲内のみで電気的に接続が可能な電気的接続手段を備え、
前記接続検出手段は、前記電気的接続手段の接続状態によって前記射出成形機と前記射出ユニットとが機械的に接続されているか否かを検出する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の多材成形機。
【請求項５】
前記電気的接続手段は、前記射出成形機と前記射出ユニットの物理的な形状が適合する場合にのみ接続が可能であることを特徴とする請求項４記載の多材成形機。
【請求項６】
前記電気的接続手段は少なくとも２系統以上の信号系統を有し、前記接続検出手段が系統毎に異なる信号の状態を検出した場合には、前記接続検出手段が前記射出成形機と前記射出ユニットとが機械的に接続されていないものと検出することを特徴とする請求項４記載の多材成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多材成形機に関し、特に射出成形機と射出ユニットとを備えて多材成形を行う多材成形機に関する。
【０００２】
射出成形機において、２色以上の材料や異なる材料を用いた成形を行うために、１つの射出成形機で複数の射出ユニットを備え、これらの複数の射出ユニットで順次射出を行って、２色以上の材料や異なる材料から一体の成形品を成形することが行われている。このような成形においては、複数の射出ユニットを金型のまわりに配置して、それぞれの射出ユニットには異なる材質の樹脂や、異なる色の樹脂が使用されて、それらの樹脂を金型内に射出することによって成形を行っている。
【０００３】
特許文献１には、汎用射出成形機と、汎用射出成形機の周囲に射出ユニットを設け、汎用射出成形機と射出ユニットとを機械的に接続して、汎用射出成形機の制御装置と射出ユニットの制御装置のいずれかが、汎用射出成形機と射出ユニットとを連携させて、汎用射出成形機と射出ユニットとの間で、動作開始信号と動作完了信号を送受信することで、汎用射出成形機と射出ユニットとを連携させて成形工程の一連の連続動作を行わせる技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、汎用の油圧駆動式射出成形機に、電動サーボモータを駆動源とする射出ユニットを付設して、電動サーボモータを駆動源とする射出ユニットを含め、油圧駆動式射出成形機の制御部が制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７９８７７号公報
【特許文献２】特開平１０−５８４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多材成形機において、追加して設けられた射出ユニットの保守や修理を行う際には、射出ユニットを射出成形機本体から分離しなければならない場合がある。特に、特許文献２等に示されている技術のように、射出ユニットを射出成形機の上部に射出方向に対して直交するように設けられたものにおいて、射出ユニットが射出成形機に機械的に接続されたままの状態で保守すると、装置全体のバランスが悪くなって装置が転倒するおそれがある。また、射出ユニットの大きさによっては、射出ユニットの高さが高くなってしまい、作業者が作業をする際にはしごや台に乗って作業をする必要があるため作業性が悪くなるおそれもある。
【０００７】
このため、危険性を低減させたり、作業性が悪くなることを防ぐためには、射出ユニットをいったん射出成形機本体から分離して、作業のしやすい位置に設置して作業することが望ましい。しかしながら、そのように射出ユニットを射出成形機本体から分離したときには、樹脂を射出するノズル部が露出することになるため、操作を誤るとノズルから高温の樹脂が飛散して危険な状態が発生するおそれがある。
【０００８】
また、射出ユニットを接続する射出成形機の仕様が多材成形に対応していなかったり、射出ユニットのスクリュ径、最大射出速度、最大射出圧力などの仕様が、接続対象となる射出成形機の型締力、プラテンの大きさ、最大射出速度等の使用に合わないと、所望の性能で多材成形を行うことができなかったり、成形不良を発生させる可能性もあった。
【０００９】
特許文献１や特許文献２に開示されている技術は、射出成形機と射出ユニットとを連携させて、ひとつの制御装置によって制御を行うことは開示されているが、射出ユニットの接続状況を検知して動作を行うことについては開示されていない。
【００１０】
そこで本発明は、射出ユニットが射出成形機本体から分離された場合でも、射出ユニットの保守や修理作業における作業の危険性を低減することができる多材成形機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の請求項１に係る発明では、射出成形機と、該射出成形機に機械的に接続可能とされ、制御装置を備える射出ユニットと、を備えて多材成形を行う多材成形機であって、前記射出ユニットの制御装置は、前記射出成形機と前記射出ユニットとが機械的に接続されているか否かを検出する接続検出手段と、前記射出ユニットの動作を規制する動作規制手段と、を備え、前記動作規制手段は、前記接続検出手段によって前記射出成形機と前記射出ユニットとが機械的に接続されていないことを検出した場合に、前記射出ユニットの動作を規制することを特徴とする多材成形機が提供される。
【００１２】
請求項１に係る発明では、接続検出手段によって射出成形機と射出ユニットとが機械的に接続されていないことを検出した場合に、射出ユニットの動作を規制するようにしたことによって、射出ユニットが射出成形機本体から分離された場合であっても、射出ユニットの保守や修理作業における作業の危険性を低減させることが可能となる。また、取外した射出ユニットの電源を完全にオフとするわけではないため、射出ユニットの保守や修理作業において、必要に応じて動作させることも可能となる。
【００１３】
本願の請求項２に係る発明では、前記動作規制手段は、前記射出ユニットの動作部を駆動する駆動手段の動力を遮断することで前記射出ユニットの動作を規制することを特徴とする請求項１記載の多材成形機が提供される。
請求項２に係る発明では、動作規制手段が射出ユニットの動作部を駆動する駆動手段の動力を遮断するために、射出ユニットの保守や修理作業における作業の危険性を低減させることが可能となる。
【００１４】
本願の請求項３に係る発明では、前記動作規制手段は、前記射出ユニットの動作部を駆動する駆動手段の速度が所定速度を超えないように制限することで前記射出ユニットの動作を規制することを特徴とする請求項１記載の多材成形機が提供される。
請求項３に係る発明では、動作規制手段が射出ユニットの動作部を駆動する駆動手段の速度を所定速度以下に抑えることによって、射出ユニットの保守や修理作業における作業の危険性を低減させることが可能となる。
【００１５】
本願の請求項４に係る発明では、前記射出成形機と前記射出ユニットとが所定範囲内のみで電気的に接続が可能な電気的接続手段を備え、前記接続検出手段は、前記電気的接続手段の接続状態によって前記射出成形機と前記射出ユニットとが機械的に接続されているか否かを検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の多材成形機が提供される。
請求項４に係る発明では、接続検出手段が、所定範囲のみで電気的に接続が可能な電気的接続手段を備えて、電気的接続手段の接続状態によって射出成形機と射出ユニットとが機械的に接続されているか否かを検出しているため、射出ユニットを射出成形機から分離する際には、電気的接続手段の接続を解除する必要があるため、確実に射出成形機本体と射出ユニットとの接続を解除することが可能となる。
【００１６】
本願の請求項５に係る発明では、前記電気的接続手段は、前記射出成形機と前記射出ユニットの物理的な形状が適合する場合にのみ接続が可能であることを特徴とする請求項４記載の多材成形機が提供される。
請求項５に係る発明では、電気的接続手段が、射出成形機側と射出ユニットの物理的な形状が適合する場合にのみ接続が可能とされているため、適合しない射出ユニットを誤って接続してトラブルが発生することを防止することが可能となる。
【００１７】
本願の請求項６に係る発明では、前記電気的接続手段は少なくとも２系統以上の信号系統を有し、前記接続検出手段が系統毎に異なる信号の状態を検出した場合には、前記接続検出手段が前記射出成形機と前記射出ユニットとが機械的に接続されていないものと検出することを特徴とする請求項４記載の多材成形機が提供される。
請求項６に係る発明では、電気的接続手段に少なくとも２系統以上の信号系統を備えて、系統毎に異なる信号の状態を検出した場合には、射出成形機と射出ユニットとが機械的に接続されていないものと検出するため、射出成形機と射出ユニットとの信号の信頼性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、射出ユニットが射出成形機本体から分離された場合でも、射出ユニットの保守や修理作業における作業の危険性を低減することができる多材成形機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の射出ユニットの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態における射出成形機と射出ユニットとの構成を示した図である。
【図３】本実施形態の接続／分離判断用プラグの断面形状の例を示した図である。
【図４】本発明の別の実施形態の接続／分離判断用プラグの断面形状の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の射出ユニット６０の構成を示すブロック図である。射出ユニット６０は機台上に射出装置のみを備えていることが一般的である。
【００２１】
射出装置は、主として樹脂を貯留するホッパ３２と、射出シリンダ３４と、射出シリンダ３４内に設けられたスクリュ３６と、射出シリンダ３４の先端に設けられたノズル３８と、射出シリンダ３４とノズル３８とを、図２の射出成形機５０上の図示しない金型に近づく方向と遠ざかる方向に移動させるためのボールねじ３９とから構成される。ホッパ３２内に貯留された樹脂は、射出シリンダ３４内に投入される。そして、図示しないヒータによって加熱されながら、計量用モータＭ４の回転によりスクリュ３６が回転され、樹脂が溶融しながら射出シリンダ３４の先端部方向に搬送される。このときの射出シリンダ３４の内部の圧力は、射出圧力センサＳ３によって検出される。
【００２２】
また、ノズル前後進用モータＭ５を回転させることによって、ボールねじ３９に沿って、射出シリンダ３４とその先端に設けられたノズル３８とが前後進する。ノズル３８を前進させることによって、ノズル３８が図２の射出成形機５０上の図示しない金型に接触する。ノズル３８が金型に接触して所定のノズルタッチ力が発生した後、射出用モータＭ３の駆動により、射出シリンダ３４内部の溶融された樹脂が金型内に射出される。これらの射出用モータＭ３、計量用モータＭ４、ノズル前後進用モータＭ５によって射出ユニット６０の駆動手段を構成している。これらのモータには、位置・速度検出器が設けられており、モータを所定の速度で動作させるためのフィードバック制御を行うことができるように構成されている。
【００２３】
各モータには、それぞれのモータを駆動するためのサーボアンプが接続されており、図１に示されているように、サーボアンプ３０ａが計量用モータＭ４を制御し、サーボアンプ３０ｂが射出用モータＭ３を制御し、サーボアンプ３０ｃがノズル前後進用モータＭ５を制御している。
サーボＣＰＵ２０には、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ２２やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ２１が接続されている。
【００２４】
各モータの動作状況等はサーボＣＰＵ２０に入力される。また、射出圧力センサＳ３の検出値は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル変換器）２３を通じてサーボＣＰＵ２０に入力される。
ＰＭＣＣＰＵ２４には、射出ユニット６０のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶したＲＯＭ２６および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ２５が接続されている。ＣＮＣＣＰＵ２７には、射出ユニット６０を全体的に制御する自動運転プログラム等を記憶したＲＯＭ２９および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ２８が接続されている。
【００２５】
液晶表示装置などで構成される表示装置を有するＬＣＤ／ＭＤＩ（表示装置付き入力装置）４２は、ＬＣＤ表示回路４１を介してバス２６に接続されている。さらに、不揮発性メモリで構成される成形データ保存用ＲＡＭ４０もバス２６に接続されている。この成形データ保存用ＲＡＭ４０には射出成形作業に関する成形条件と各種設定値、パラメータ、マクロ変数等が記憶されている。
【００２６】
以上の構成により、ＰＭＣＣＰＵ２４が射出ユニット６０全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣＣＰＵ２７がＲＯＭ２９の運転プログラムや成形データ保存用ＲＡＭ４０に格納された成形条件等に基づいて各モータに対して移動指令の分配を行ない、サーボＣＰＵ２０は、従来と同様に位置ループ制御、速度ループ制御、さらには電流ループ制御のサーボ制御を行い、いわゆるデジタルサーボ処理を実行する。
さらに、射出ユニット６０には、後述する接続／分離判断用プラグ６２が設けられており、Ｉ／Ｏ４４を通じてバス２６に接続されている。
【００２７】
図２は、本実施形態における射出成形機５０と射出ユニット６０との構成を示した図である。射出成形機５０には接続／分離判断用プラグ５２が設けられており、射出成形機５０の本体と接続／分離判断用プラグ５２との間はチェーン５４によって接続されている。また、射出ユニット６０は鉛直方向となって射出成形機５０に取り付けられており、射出ユニット６０に設けられた接続／分離判断用プラグ６２は、射出成形機５０に設けられている接続／分離判断用プラグ５２と接続可能とされている。一例として、射出成形機５０側の接続／分離判断用プラグ５２をオス形状とし、射出ユニット６０側の接続／分離判断用プラグ６２をメス形状とするとよい。もちろんオス形状とメス形状を逆にすることも可能である。接続／分離判断用プラグ６２は、図１において示したように、射出ユニット６０の制御装置１０に接続されている。そして、射出ユニット６０に設けられた接続／分離確認用プラグ６２が射出成形機５０に設けられた接続／分離確認用プラグ５２に接続されている場合には、射出ユニット６０の制御装置１０は射出ユニット６０と射出成形機５０とが正常に接続されていると判断し、射出成形機５０からの信号によって射出成形機５０と連携した多材成形を行う。
【００２８】
ここで、チェーン５４はその長さを適当な長さとして、射出ユニット６０が射出成形機５０の本体に取り付けられている状態で、射出ユニット６０に設けられた接続／分離判断用プラグ６２と、射出成形機５０に設けられている接続／分離判断用プラグ５２とが接続可能な程度の長さとする。これにより、射出ユニット６０を射出成形機５０の本体から取り外すときには、接続／分離判断用プラグ（５２，６２）の接続を解除する必要があるため、射出成形機５０と射出ユニット６０との接続を確実に解除することが可能となる。
【００２９】
また、射出成形機５０の本体側に設けられる接続／分離判断用プラグ５２は、射出ユニット６０を接続して多材成形を行う可能性がある射出成形機５０のみに設けることが望ましい。これにより、多材成形を行うことのない射出成形機５０に射出ユニット６０を誤って接続してトラブルが発生することを防止することが可能となる。
【００３０】
このような構成とすることによって、数値制御装置上で射出ユニットの動作を規制する方法を知らない操作者であっても、物理的にプラグを外すことによって、射出ユニット６０を射出成形機５０から取り外して、射出ユニット６０の樹脂の排出、保守、点検などの作業を行う場合に、確実に射出ユニットの動作を規制することができ、操作ミスによる危険を防止することが可能となる。すなわち、射出ユニット６０のＣＮＣＣＰＵ２７は、物理的に接続／分離判断用プラグ６２が外され、接続／分離判断用プラグ６２から信号が入力されていないことを検出した場合には、各モータの速度が所定速度を超えないように、各モータに対して移動指令を出力すればよい。取外した射出ユニットにおいて、内部の樹脂を排出するといった、射出ユニットを取外した後に別途動作をさせる必要がある場合であっても、モータの速度は所定速度以下となり安全に動作を行うことが可能となる。一方、取り外された射出ユニット６０の制御装置１０は通電させたいが、安全のためにモータを動作させたくない場合もある。この場合には、射出ユニット６０のＣＮＣＣＰＵ２７は、物理的に接続／分離判断用プラグ６２が外され、接続／分離判断用プラグ６２から信号が入力されていないことを検出した場合には、各モータに対する移動指令の出力を禁止したり、サーボアンプ（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）への電源供給を遮断したりすればよい。
【００３１】
図３は、接続／分離判断用プラグ（５２，６２）の断面形状の例を示した図である。接続／分離判断用プラグ（５２，６２）としては、図３に示されているように、接続部が物理的に形状が異なるプラグを複数種類用意しておき、射出成形機５０側の仕様と射出ユニット６０側の仕様が適合する場合にのみ射出成形機５０の本体側と射出ユニット６０側のプラグを接続可能として、接続された場合にのみ射出ユニット６０の動作が可能なようにする。これにより、射出成形機５０側と射出ユニット６０側のプラグの物理的形状を、両者の仕様が適合する場合に一致するように形成しておくことによって、仕様が異なる射出成形機５０と射出ユニット６０とが接続されることを防止することが可能となる。ここで、射出成形機５０の仕様としては、射出成形機５０の最大型締力、プラテンのサイズ、スクリュの径、最大射出速度、最大射出圧力等が挙げられる。また、射出ユニット６０の仕様としては、スクリュの径、最大射出速度、最大射出圧力等が挙げられる。
【００３２】
また、図４は別の実施形態における接続／分離判断用プラグ（５２，６２）の断面形状の例を示した図である。本実施形態においては、接続穴として、２つが組になったものを２組で合計４つの穴が設けられている。接続穴はそれぞれの組によって異なる信号系統を有しており、射出ユニット６０の制御装置１０には、それぞれの組によって異なる信号系統で信号が入力され、両者の信号の状態が適合する場合のみ射出成形機５０と射出ユニット６０が接続されていると判断する。これにより、射出ユニット６０の制御装置１０が、系統ごとに異なる信号の状態を検出した場合には、射出ユニット６０が射出成形機５０の本体と接続されていないと判断して、射出ユニット６０の動作を制限する。また、接続部が物理的に形状が異なるプラグを複数種類用意しておき、射出成形機５０側の仕様と射出ユニット６０側の仕様が適合する場合にのみ射出成形機５０の本体側と射出ユニット６０側のプラグを接続可能として、接続されていない場合にのみ射出ユニット６０の動作を制限する点については、図３に示されている実施形態と同様である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  制御装置
５０  射出成形機
５２  接続／分離判断用プラグ
５４  チェーン
６０  射出ユニット
６２  接続／分離判断用プラグ
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１】
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