JP2006123450A - インサート部材投入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インサート部材をキャビティ内の所定の位置へ正確に設置させるようにする。
【解決手段】インサート部材９を保持した状態で当該インサート部材９を金型５に設けられたキャビティ５５内の所定の位置に固定する役目を果たすインサート保持治具１と、インサート保持治具１の本体部１２をマニピュレータ２２にて掴んだ状態で上記金型５に設けられた治具収容部５１内へ上記インサート保持治具１の先端部に形成された導入部１１を導入させる導入装置２と、インサート保持治具１の導入部１１が上記金型５に設けられた治具収容部５１内に導入された状態において、上記インサート保持治具１を上記治具収容部５１内へ押込むように作動するプッシャ装置３と、導入装置２の作動制御及びプッシャ装置３の押込み操作制御を行なう制御手段６と、からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インサート部材を金型に形成されたキャビティ内の所定の位置へ設置するインサート部材投入装置に関するものであり、特に、上記インサート部材を、別途設けられたインサート保持治具上に搭載した状態で、当該インサート保持治具を印籠（いんろう）合わせ状態に形成された金型側の治具収容部内へ嵌合させることによって、上記インサート部材のキャビティ内における位置決めを行なわせるようにしたインサート部材投入装置に関するものである。

一般に、インジェクション成形加工等において、金型に形成されたキャビティ内へインサート部材を投入する作業は、インジェクション成形加工に携わる作業者が専ら手作業等にて上記インサート部材を所定のキャビティ内へ設置することによって行なわれていた。ところで、このような人手による作業は、作業上の危険性が伴うとともに人件費が嵩み、その結果、プラスチック製成形品の製造コストの上昇をまねくと言う問題点があった。このような問題点を解決するために、上記インサート部材を、ロボット等を介して機械的に所定の位置に設置するようにしたものが、例えば特開２０００−２９６５３４号公報等により、既に公知となっている。
特開２０００−２９６５３４号公報

ところで、上記従来のもの（公知のもの）は、インサート部材を保持するチャックアームを、基盤となるチャック固定板上に設けるとともに、このようなチャック固定板を基礎として、これに対して直角な方向に複数本のガイドピンを設け、一方、インサート部材の投入される金型側には上記ガイドピンと係合する凹陥部を設け、これら複数本のガイドピンと凹陥部とを係合させることによって、チャックにて保持されたインサート部材を金型側の所定の位置に設置させるようにしているものである。従って、このものは、チャックアームを保持するチャック固定板、更には当該チャック固定板を基礎に形成される複数本のガイドピン等の取付精度を確保する必要があり、インサート部材投入装置としては、精度向上を図るためには、大掛かりなものとならざるを得ないと言う問題点がある。このような問題点を解決するために、インサート部材を保持するインサート保持治具と、当該インサート保持治具の収容される治具収容部との間の嵌合状態を印籠（いんろう）合わせ状に形成させるとともに、このようなインサート保持治具の上記治具収容部への収容作業を、インサート保持治具の上記治具収容部内への導入操作と、これに続いて行なわれる押込み操作との２段階操作方式からなるようにしたインサート部材投入装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。

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記載の発明である第一の発明においては、金型に形成されるキャビティ内の所定の位置へ、所定の形態からなるインサート部材を設置する役目を果たすインサート部材投入装置に関して、インサート部材を保持するとともに、当該インサート部材を保持した状態で当該インサート部材を上記キャビティ内の所定の位置に固定する役目を果たすインサート保持治具と、当該インサート保持治具の一部を掴んだ状態で上記金型に設けられた治具収容部内へ上記インサート保持治具の先端部に形成された導入部を導入させる導入装置と、上記インサート保持治具の導入部が上記金型に設けられた治具収容部内に導入された状態において、上記インサート保持治具を上記金型に設けられた治具収容部内へ押込むように作動するプッシャ装置と、からなるようにした構成を採ることとした。

また、請求項２記載の発明である第二の発明においては、請求項１記載のインサート部材投入装置に関して、上記インサート保持治具の導入部側の形態をテーパ状の形状からなるようにするとともに、当該導入部以外の部分と上記治具収容部との間の嵌合状態を印籠（いんろう）合わせ状に形成させるようにした構成を採ることとした。

また、請求項３記載の発明である第三の発明においては、請求項１記載のインサート部材投入装置に関して、上記導入装置を形成するマニピュレータによるインサート保持治具の把持操作、及び当該導入装置にて把持された状態の上記インサート保持治具の導入部を金型に形成された治具収容部内へ導入させる導入操作、更には、これに続いて行なわれるものであって上記インサート保持治具全体を上記治具収容部内へ収容させるプッシャ装置の押込み操作を制御する制御手段を設けるようにした構成を採ることとした。

第一の発明によれば、インサート部材は、当該インサート部材がインサート保持治具上に取付けられた状態で、このようなインサート保持治具が印籠（いんろう）合わせ状に形成された金型の治具収容部内に設置されることとなるので、インサート部材は、金型内の所定の位置に精度良く設置されることとなる。そして、このような設置作業、すなわち投入作業は、２段階方式、具体的には、上記インサート保持治具を導入装置のマニピュレータにて把持した状態で上記インサート保持治具の先端部に形成された導入部を上記治具収容部内に臨ませるとともに、このような状態において、上記インサート保持治具全体を上記治具収容部内へ押込むことによって、インサート保持治具の治具収容部内への設置（投入）を行なわせるようにしたので、インサート部材のキャビティ内への投入作業が、円滑に、かつ、効率良く行われるようになる。

また、第二の発明によれば、インサート保持治具の先端部に形成される導入部はテーパ状の形状を有するようになっているので、インサート保持治具導入部の治具収容部開口部への導入作業が比較的円滑に行なわれるようになる。そして、このようにしてインサート保持治具の先端部に形成された導入部が治具収容部の開口部のところに臨んだ状態において、インサート保持治具を治具収容部内へ別途設けられたプッシャ装置を用いて押し込むようにしたので、上記インサート保持治具は、印籠（いんろう）合わせ状に形成された治具収容部内へ、その全体が円滑に収容されるようになる。そして、このようにして収容された状態においては、インサート保持治具と治具収容部との間は印籠（いんろう）合わせ状に形成されていることより、両者の嵌合は精度良く行なわれることとなる。その結果、インサート部材のキャビティ内への位置決めが精度良く行なわれることとなる。

また、第三の発明によれば、導入装置を形成するマニピュレータに挟持された状態のインサート保持治具の上記治具収容部内への導入操作、更には、これに続いて行なわれるプッシャ装置による上記インサート保持治具の収容操作等は、制御手段からの指令（信号）に基づいて規則正しく行なわれることとなるので、インサート保持治具の治具収容部内への収容作業は、円滑に、かつ、正確に行われることとなる。特に、上記導入装置による導入操作並びにこれに引き続いて行なわれるプッシャ装置による押し込み操作等を、上記制御手段を形成するＲＯＭ手段に予め入力されたデータ、すなわち、ティーチングデータを基に行なわせるようにすることによって、上記一連の操作（作動）を自動制御することができるようになる。その結果、本装置の無人化運転をすることができるようになり、生産性の向上を図ることができるようになる。

本発明を実施するための最良の形態について、図１ないし図３を基に説明する。本実施の形態にかかるものの、その構成は、図１に示す如く、インサート部材９を保持するとともに、当該インサート部材９を保持した状態で当該インサート部材９を金型５に設けられたキャビティ５５内の所定の位置に固定する役目を果たすインサート保持治具１と、当該インサート保持治具１の本体部１２をマニピュレータ２２にて掴んだ状態で上記金型５に設けられた治具収容部５１内へ上記インサート保持治具１の先端部に形成された導入部１１を導入させる導入装置２と、上記インサート保持治具１の導入部１１が上記金型５に設けられた治具収容部５１内に導入された状態において、上記インサート保持治具１を上記治具収容部５１内へ押込むように作動するプッシャ装置３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、上記導入装置２を形成するマニピュレータ２２による上記インサート保持治具１の把持（挟持）操作、及び当該マニピュレータ２２にて把持（挟持）された状態の上記インサート保持治具１の導入部１１を金型５に形成された治具収容部５１内へ導入させる導入操作、更には、これに続いて行なわれるものであって上記インサート保持治具１全体を上記治具収容部５１内へ収容させるプッシャ装置３の押込み操作は、コンピュータ装置を主に形成される制御手段６にて自動制御されるようになっているものである。

そして更に、上記インサート保持治具１を治具収容部５１内へ正確に収容させる導入装置２及びプッシャ装置３は、図２に示す如く、取付ブラケット７８を介して三次元方向移動装置７を形成する昇降部材７１の先端部のところに取付けられるようになっているものである。これによって、上記導入装置２及びプッシャ３は、全体が上下方向に往復直線運動をすることができるようになる。そして、このような導入装置２及びプッシャ装置３を保持する取付ブラケット７８は、上記昇降部材７１の下端部のところに２軸回転機構７７を介して、２軸方向への回転運動が可能なように取付けられるようになっているものである。なお、このような三次元方向移動装置７は、図２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７２を基礎に形成されるものであって、当該第一のレール７２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７３及び当該第二のレール７３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７１からなるものである。

このような基本構成からなるものにおいて、上記第二のレール７３は、上記第一のレール７２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７３をＸＸ方向に往復直線運動させる第一の駆動装置７５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７３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７１は、上記第二のレール７３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７１をＺＺ方向に往復直線運動させる第二の駆動装置７６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７を形成する昇降部材７１の下端部に、２軸回転機構７７を介して取付ブラケット７８が取付けられるとともに、当該取付ブラケット７８のところに導入装置２及びプッシャ装置３が取付けられるようになっているものである。その結果、これら導入装置２及びプッシャ装置３は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の三次元方向に駆動されるようになるとともに２軸回転機構７７を介して３６０°自由な方向に、その向きが変えられるようになる。

次に、このような三次元方向移動装置７を形成する昇降部材７１の下端部のところに、２軸回転機構７７及び取付ブラケット７８を介して取付けられる導入装置２及びプッシャ装置３について説明する。まず、導入装置２は、図１及び図２に示す如く、マニピュレータ２２を主に形成されるものであって、このマニピュレータ２２の把持（挟持）作動をもってインサート保持治具１が把持（挟持）されるようになっているものである。なお、このようなマニピュレータ２２は、高圧エアにて駆動されるアクチュエータあるいは電磁ソレノイド機構からなるアクチュエータ等にて駆動されるようになっているものである。また、プッシャ装置３も上記導入装置２と同様、高圧エアにて駆動されるエアアクチュエータあるいは電磁ソレノイド機構からなるアクチュエータを基礎に形成されるものであって、図１に示す如く、プッシュロッド３３が上記アクチュエータにて駆動されることによって、インサート保持治具１の後端部１２２を前方へ押し出すことができるようになっているものである（図３参照）。

次に、これら導入装置２あるいはプッシャ装置３の作動並びに三次元方向移動装置７を形成する昇降部材７１の作動、更には当該昇降部材７１の下端部に設けられた２軸回転機構７７の作動等を制御する制御手段６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７を形成する各部の作動制御、２軸回転機構７７の作動制御、導入装置２を形成するマニピュレータ２２の作動制御、及びプッシャ装置３を形成するプッシュロッド３３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、各作動装置２、３等において、センサー機構を設けないで済むようになる。

次に、上記構成からなるインサート部材９及びインサート保持治具１等の挿入される金型５について説明する。本金型５は、図１に示す如く、インサート部材９の投入されるキャビティ５５、及び当該キャビティ５５への上記インサート部材９の投入位置を正確に割り出させるためのものであって上記インサート保持治具１の投入される治具収容部５１を有する構成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、上記治具収容部５１は、例えば図３の（Ｂ）に示すように、インサート保持治具１の本体部１２が上記治具収容部５１内に収容された状態において、インサート保持治具１の本体部１２と上記治具収容部５１との間は、印籠（いんろう）合わせ状態となるように、両者１２、５１間の嵌合精度が設定されるようになっているものである。

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、図３を主に説明する。まず、インサート部材９の金型５のキャビティ５５への投入に当たっては、制御手段６からの指令に基づき、導入装置２が、インサート部材９の装着されたインサート保持治具１を保持するように作動する。具体的には、図２に示す三次元方向移動装置７を形成する昇降部材７１の先端部に設けられた２軸回転機構７７等が制御手段６のＲＯＭ部に予め入力されたティーチングデータに基づいて作動するとともに、上記導入装置２を形成するマニピュレータ２２が上記インサート保持治具１の本体部１２のところを把持（挟持）するように作動する（図１参照）。次に、このような状態において、インサート部材９の搭載されたインサート保持治具１の、その先端部に形成された導入部１１を、図３の（Ａ）に示す如く、金型５に形成された治具収容部５１の開口部５１１のところに臨ませるようにする。

そして、このようにインサート保持治具１の先端部に形成された導入部１１が治具収容部５１の開口部５１１のところに導入された状態において、上記導入装置２を形成するマニピュレータ２２による上記インサート保持治具１の把持（挟持）状態を解放させる。そして、次に、図３の（Ｂ）に示す如く、その先端部である導入部１１が治具収容部５１のところに臨んだ状態のインサート保持治具１の後端部１２２のところを、プッシャ装置３のプッシュロッド３３にて前方へ押し込むように作動させる。そうすると、上記治具収容部５１の開口部５１１のところにインサート保持治具１の先端部に形成された導入部１１が臨んだ状態で置かれているインサート保持治具１は、上記導入部１１がテーパ状に形成されているところから、本インサート保持治具１全体は、図３の（Ｂ）に示す如く、自動調芯作用を受けて、自動的に治具収容部５１内へと滑り込んで行くようになる。このようにして、最終的には、図３の（Ｂ）に示す如く、インサート保持治具１の本体部１２は、完全に上記治具収容部５１内へ収容されることとなる。そして、このようにインサート保持治具１が治具収容部５１内に収容された状態において、インサート保持治具１の本体部１２と治具収容部５１との間の嵌合状態は印籠（いんろう）合わせ状に形成されているところから、インサート保持治具１の治具収容部５１への位置決めは精度良く行なわれることとなる。その結果、インサート保持治具１上に搭載されるインサート部材９のキャビティ５５内への位置決めも正確に行なわれることとなる。

このように、本実施の形態のものにおいては、インサート部材９を保持するインサート保持治具１を、金型５に設けられるものであってインサート保持治具１との間において印籠（いんろう）合わせ状に形成された治具収容部５１内へ設置させるようにするとともに、その設置作業を２段階方式、具体的には、マニピュレータ２２にて把持された状態の上記インサート保持治具１を形成する導入部１１の上記治具収容部５１の開口部５１１への導入操作と、これに続くプッシャ装置３による治具収容部５１内への押込み操作と、からなるようにしたので、インサート部材９のキャビティ５５内への投入作業が円滑に行われるようになった。

また、上記インサート保持治具１の先端部に形成される導入部１１をテーパ状の形態からなるようにしたので、上記インサート保持治具１の導入部１１の治具収容部５１の開口部５１１への導入作業が円滑に行なわれるようになった。このようにしてインサート保持治具１の先端部に形成された導入部１１が治具収容部５１の開口部５１１のところに臨んだ状態において、インサート保持治具１を治具収容部５１内へ別途設けられたプッシャ装置を３用いて押し込むようにしたので、上記インサート保持治具１は、印籠（いんろう）合わせ状に形成された治具収容部５１内へ、その全体が円滑に収容されるようになった。そして、このようにして収容された状態においては、インサート保持治具１と治具収容部５１との間は印籠（いんろう）合わせ状に形成されていることより、両者の嵌合は精度良く行なわれることとなり、その結果、インサート部材９のキャビティ５５内への位置決めが精度良く行なわれるようになった。

また、三次元方向移動装置７を形成する昇降部材７１の先端部に設けられたマニピュレータ２２にて挟持された状態のインサート保持治具１の上記治具収容部５１内への導入操作、更には、これに続いて行なわれるプッシャ装置３による上記インサート保持治具１の収容操作等は、制御手段６からの指令（信号）に基づいて規則正しく行なわれるようになっているので、インサート保持治具１の治具収容部内５１への収容作業は、円滑に、かつ、正確に行われるようになった。そして、上記制御手段６による制御は、本制御手段６を形成するＲＯＭ機構に予め記憶させておいたデータ、すなわち予め打ち込んでおいたティーチングデータに基づいて行なわれるようになっているので、各作動装置２、３等において、センサー機構を設ける必要がなくなった。

本発明の全体構成を示すスケルトン図である。 本発明の全体構成を示す展開斜視図である。 本発明におけるインサート保持治具の治具収容部内への導入作動を示す説明図である。

符号の説明

１ インサート保持治具
１１ 導入部
１２ 本体部
１２２ 後端部
２ 導入装置
２２ マニピュレータ
３ プッシャ装置
３３ プッシュロッド
５ 金型
５１ 治具収容部
５１１ 開口部
５５ キャビティ
６ 制御手段
７ 三次元方向移動装置
７１ 昇降部材
７２ 第一のレール
７３ 第二のレール
７５ 第一の駆動装置
７６ 第二の駆動装置
７７ ２軸回転機構
７８ 取付ブラケット
９ インサート部材

Claims (3)

1. インサート部材を保持するとともに、当該インサート部材を保持した状態で当該インサート部材を金型に設けられたキャビティ内の所定の位置に固定する役目を果たすインサート保持治具と、当該インサート保持治具の一部を掴んだ状態で金型に設けられた治具収容部内へ上記インサート保持治具の先端部に形成された導入部を導入させる導入装置と、上記インサート保持治具の導入部が上記金型に設けられた治具収容部内に導入された状態において、上記インサート保持治具を上記金型に設けられた治具収容部内へ押込むように作動するプッシャ装置と、からなるようにしたことを特徴とするインサート部材投入装置。
2. 請求項１記載のインサート部材投入装置において、上記インサート保持治具の導入部側の形態をテーパ状の形状からなるようにするとともに、当該導入部以外の部分と上記治具収容部との間の嵌合状態を印籠合わせ状に形成させるようにしたことを特徴とするインサート部材投入装置。
3. 請求項１記載のインサート部材投入装置において、上記導入装置によるインサート保持治具の把持操作、及び当該導入装置にて把持された状態のインサート保持治具の導入部を金型に形成された治具収容部内へ導入させる導入操作、更には、これに続いて行なわれるものであって上記インサート保持治具全体を上記治具収容部内へ収容させるプッシャ装置の押込み操作を制御する制御手段を設けるようにしたことを特徴とするインサート部材投入装置。

Images