JP2020023041A - 構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
好ましくは、前記記載の方法であって、前記位置決め台は、第1及び第2回転軸を中心に回動可能に構成され、前記第1回転軸及び第2回転軸は、互いに直交し、前記係止部は、第1係止部と、第2係止部を備え、前記傾斜工程は、第1回転軸回動工程と、第2回転軸回動工程を備え、前記第1回転軸回動工程では、前記第1回転軸を中心に前記位置決め台を回動させることによって前記対象部材を滑らせて第1係止部に当接させ、前記第2回転軸回動工程では、前記第2回転軸を中心に前記位置決め台を回動させることによって前記対象部材を滑らせて第2係止部に当接させる、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記対象部材は、一対の基体が細長い補強部材に係合されて構成される、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記傾斜工程の後に、基***置修正工程を備え、前記基***置修正工程では、前記補強部材の長手方向に沿った前記一対の基体の間の位置ズレを修正する、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記傾斜工程の後に、補強部材位置修正工程を備え、前記補強部材修正工程では、前記一対の基体に対する、前記補強部材の位置ズレを修正する、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記傾斜工程の前に取り出し工程を備え、前記取り出し工程では、複数の前記対象部材が積み重ねられて構成された対象部材スタックの最上部に位置する前記対象部材を取り出して、前記位置決め台上に移動する、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記傾斜工程の後に保持工程を備え、前記保持工程では、前記対象部材が位置決めされた状態で前記対象部材をマニピュレータで保持して移動させる、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記傾斜工程の前に加温工程を備え、前記加温工程では、前記対象部材を加温する、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記加温工程は、前記対象部材スタックの状態で前記対象部材を加温することによって行う、方法である。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る樹脂製パネル1(「構造体」の一例)は、平面視において略矩形状の樹脂成形体2に覆われたパネルである。
樹脂製パネル1は、図3に示す製造システム20を用いて製造可能である。製造システム20では、コア材3及び表皮材4の補充と、重ね置き装置16上に載置された成形体本体26a(図41を参照)の取り出しのみが人力で行われ、その他の工程が自動で行われる。このため、製造システム20は、少ない人数(例えば一人)のオペレーター21で運用可能である。また、製造システム20では、製造ラインが略U字状に配置されており、比較的小さいスペースに設置可能である。
製造システム20を用いて、以下の製造工程を実施することによって、樹脂製パネル1を製造することができる。本実施形態の樹脂製パネル1の製造方法は、部材補充工程と、コア材受け渡し工程と、表皮材受け渡し工程と、成形工程と、成形体取り出し工程と、保持工程と、分離工程と、バリ処理工程と、本体処理工程を備える。保持工程と、分離工程と、バリ処理工程は、搬送ライン13aに沿って同一直線上で行われる。以下、各工程について詳細に説明する。
部材補充工程では、部材供給ライン7を用いて、コア材3及び表皮材4を補充する。図4〜図5に示すように、製造システム20には、等価な2つの部材供給ライン7が設けられており、各部材供給ライン7には、コア材搬送台22と、表皮材搬送台23が上下方向に離間されて設けられている。コア材搬送台22及び表皮材搬送台23は、それぞれ、X軸に沿って、例えばネジ送り機構によって、移動可能に構成されている。
コア材受け渡し工程では、コア材搬送台22上のコア材3を挿入装置9に受け渡す。コア材受け渡し工程は、コア材取り出し工程と、コア材位置決め工程と、コア材保持工程と、コア材受け渡し完了工程を備える。
コア材取り出し工程(「取り出し工程」の一例)では、複数のコア材3(「対象部材」の一例)が積み重ねられて構成されたコア材スタック(「対象部材スタック」の一例)の最上部に位置するコア材3を取り出して、位置決め装置8の位置決め台8a上に移動する。この工程は、マニピュレータ5を用いて行うことができる。
コア材位置決め工程では、マニピュレータ5及び位置決め装置8を用いて、コア材3の位置決めを行う。コア材位置決め工程は、傾斜工程と、基***置修正工程と、補強部材位置修正工程を備える。なお、位置決め装置8には、図示しないセンサが設けられており、位置決め台8a上にコア材3又は表皮材4が存在しているかどうかが検出可能になっており、不存在が検出されると、コア材取り出し工程を再度行ったり、警告を発したりすることができるようになっている。
傾斜工程は、位置決め装置8を用いて行うことができる。図9Aに示すように、位置決め装置8は、位置決め台8aと、係止部8bと、回動機構8cを備える。図4に示すように、回動機構8cは、台座8d上に固定されている。回動機構8cは、ベース8c1と、第1回転部材8c2と、第2回転部材8c3を備える。回動機構8cは、第1及び第2回動機構を備える。第1回転部材8c2は、ベース8c1に対して、Y軸に平行な第1回転軸8c4を中心に回転する(第1回動機構)。第2回転部材8c3は、第1回転部材8c2に対して、第1回転軸8c4に直交する第2回転軸8c5を中心に回転する(第1回動機構)。回動機構8cは、例えば、二軸ロボットによって構成される。位置決め台8aは、第2回転部材8c3に連結されている。このため、回動機構8cに駆動されて位置決め台8aが傾斜する。係止部8bは、第1係止部8b1と、第2係止部8b2を備える。このような構成の位置決め装置8は、厚みや剛性などの特性がコア材3とは大きく異なる部材(例:表皮材4)の位置決めにも利用可能である。
ところで、コア材3は、基体3a,3bとこれを連結する補強部材3cで構成されており、基体3a,3bの寸法ばらつき等が原因で、図10Bに示すように、基体3a,3bと、補強部材3cの位置関係が、補強部材3cの長手方向に沿ってずれる場合がある。このようなズレは、位置決め台8aを傾斜させただけでは解消しない場合がある。
補強部材修正工程では、基体3a,3bに対する補強部材3cの位置ズレを修正する。この工程は、図7A及び図7Cに示す補強部材位置決め機構24eを用いて行うことができる。
コア材保持工程(「保持工程」の一例)では、コア材3が位置決めされた状態でコア材3をマニピュレータ5で保持して移動させる。マニピュレータ5によるコア材3の保持及び移動は、コア材取り出し工程と同様の方法で行うことができる。
コア材受け渡し完了工程では、マニピュレータ5がコア材3を挿入装置9に受け渡す。これによって、コア材の受け渡しが完了する。
表皮材受け渡し工程では、表皮材搬送台23上の表皮材4を挿入装置9に受け渡す。表皮材受け渡し工程は、表皮材取り出し工程と、表皮材位置決め工程と、表皮材保持工程と、表皮材受け渡し完了工程を備える。
表皮材取り出し工程では、複数の表皮材4(「対象部材」の一例)が積み重ねられて構成された表皮材スタックの最上部に位置する表皮材4を取り出して、位置決め装置8の位置決め台8a上に移動する。この工程は、マニピュレータ5を用いて行うことができる。
図14に示すように、表皮材位置決め工程では、コア材位置決め工程の傾斜工程と同様の操作を行うことによって、表皮材4の位置決めを行う。
表皮材保持工程では、表皮材4が位置決めされた状態で表皮材4をマニピュレータ5で保持して移動させる。この工程は、マニピュレータ5を用いて行うことができる。
表皮材受け渡し完了工程では、マニピュレータ5が表皮材4を挿入装置9に受け渡す。これによって、表皮材4の受け渡しが完了する。
図18〜図22に示すように、成形工程では、成形機10及び挿入装置9を用いて、図21に示す成形体26を形成する。図18に示すように、成形機10は、一対のシート形成装置64と、第1及び第2金型71,72と、下バリ挟持装置78を備える。
図21に示すように、成形体26は、成形体本体26aを取り囲むように設けられた切断ライン26cを介して成形体本体26aと大バリ26b(「バリ」の一例)が連結されて構成されている。従って、成形体本体26aの全周に渡って切断ライン26cに沿って成形体26を切断することによって、成形体26を成形体本体26aと大バリ26bに分離することができる。
図18に示すように、シート形成装置64は、ホッパー62と、押出機63と、アキュームレータ67と、Tダイ68を備える。押出機63とアキュームレータ67は、連結管75を介して連結される。アキュームレータ67とTダイ68は、連結管77を介して連結される。以下、各構成について詳細に説明する。
ホッパー62は、原料樹脂61を押出機63のシリンダ63a内に投入するために用いられる。原料樹脂61の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂であり、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。原料樹脂61は、粉砕機18で大バリ26bが粉砕されて製造された再生原料を含んでもよい。原料樹脂61は、ホッパー62からシリンダ63a内に投入された後、シリンダ63a内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂になる。また、シリンダ63a内に配置されたスクリューの回転によってシリンダ63aの先端に向けて搬送される。スクリューは、シリンダ63a内に配置され、その回転によって溶融樹脂を混練しながら搬送する。スクリューの基端にはギア装置が設けられており、ギア装置によってスクリューが回転駆動される。
原料樹脂は、シリンダ63aの樹脂押出口から押し出され、連結管75を通じてアキュームレータ67内に注入される。アキュームレータ67は、シリンダ67aとその内部で摺動可能なピストン67bを備えており、シリンダ67a内に溶融樹脂61aが貯留可能になっている。そして、シリンダ67a内に溶融樹脂61aが所定量貯留された後にピストン67bを移動させることによって、連結管77を通じて溶融樹脂61aをTダイ68内に設けられたスリットから押し出して垂下させて溶融状態の第1及び第2樹脂シート73a,73bを形成する。
樹脂シート73a,73bは、金型71,72間に導かれる。金型71,72は、型閉じの際に当接するパーティング面で分割可能になっており、金型71,72によって成形体26が形成される。つまり、成形工程では、分割可能な一対の金型71,72を用いて成形体26が形成される。
次に、図18〜図21を用いて、成形工程について説明する。成形工程は、表皮材装着工程、垂下工程、賦形工程、コア材溶着工程、型閉じ工程を備える。
表皮材装着工程では、挿入装置9のメス型突起9c1によって保持されている表皮材4を、金型71のオス型突起71eに移動させることによって、表皮材4を金型71に装着する。
垂下工程では、図20に示すように、金型71,72間に、溶融樹脂61aをTダイ68のスリットから押し出して垂下させて形成した樹脂シート73a,73bを垂下する。樹脂シート73aは、コア材3と表皮材4の間に垂下される。樹脂シート73bは、挿入装置9と金型72の間に垂下される。本実施形態では、Tダイ68から押し出された樹脂シート73a,73bをそのまま使用するダイレクト真空成形が行われるので、樹脂シート73a,73bは、成形前に室温にまで冷却されて固化されることがなく、固化された樹脂シート73a,73bが成形前に加熱されることもない。
賦形工程では、金型71,72によって樹脂シート73a、73bを減圧吸引して樹脂シート73a,73bを賦形する。金型71では、樹脂シート73aは、キャビティの内面71bの外形に沿った形状に賦形される。樹脂シート73bは、キャビティの内面72bに沿った形状に賦形される。樹脂シート73a,73bを賦形するタイミングは、ずれていてもよく、例えば、コア材溶着工程の後に樹脂シート73bを賦形したり、型締め工程において樹脂シート73bを賦形したりしてもよい。
コア材溶着工程では、コア材3を樹脂シート73aに溶着させる。コア材3は、挿入装置9を樹脂シート73aに向かって移動させることによって、樹脂シート73aに溶着させることができる。コア材3を樹脂シート73aに溶着させた後、挿入装置9を金型71,72の移動軌跡外の位置に移動させる
型閉じ工程では、金型71,72を図20中の矢印C1,C2の方向に移動させることによって、金型71,72を閉じる。これにより、突起71f1及び71g1に対応する部位において樹脂シート73a,73bが圧縮及び溶着されて図21に示す成形体26が形成される。
図19、図21及び図22を用いて、第1切断工程について説明する。
成形体取り出し工程では、図23に示すように、下バリ挟持装置78の挟持部材78a,78bで下バリ26bbを挟持した状態で、挟持装置12を用いて、成形体26を金型71,72から取り出して、保持装置13にまで移送する。
保持工程では、成形体26を保持装置13に保持させる。
図25に示すように、保持装置13は、保持台13bと、回動機構13cと、保持機構13eを備える。図3に示すように、回動機構13cは、搬送台13d上に固定されており、搬送台13dは、搬送ライン13aに沿って移動可能に構成されている。
まず、図27Aに示すように、保持台13bを平面状態にし、保持面13fが成形体26と略平行になるように保持面13fを立設させ、全ての保持機構13eを準備状態にする。この状態で成形体26を保持面13fに近づける。
分離工程では、成形体26から成形体本体26aを分離して、保持台13b上に大バリ26bを残す。分離工程は、第2切断工程と、搬送工程を備える。この工程は、マニピュレータ6を用いて行うことができる。
マニピュレータ6は、図30に示すヘッド27を先端に備える。図30に示すように、ヘッド27は、ベース27aと、吸着パッド27bと、撮像部27cと、カッター27dを備える。各部材は、ベース27aによって保持される。
第2切断工程は、図21に示す上ライン26cu及び下ライン26cbに沿って成形体26を切断して、成形体26を成形体本体26aと大バリ26bに分離することによって行う。
搬送工程は、吸着パッド27bで成形体本体26aを吸着保持してコンベア28に搬送することによって行う。中央保持機構13ecが押さえ状態になっていると、成形体本体26aを搬送することができないので、図32に示すように、予め中央保持機構13ecを準備状態又は待機状態にした上で搬送工程を行う。成形体本体26aを搬送した後に、中央保持機構13ecを押さえ状態にして、押さえ部13e3で中央バリ26bcを押さえる。中央保持機構13ecは、搬送工程の前までは、押さえ部13e3で成形体本体26aを押さえており、搬送工程後は、押さえ部13e3で中央バリ26bcを押さえる。成形体本体26aと中央バリ26bcは厚さが異なっており、このような厚さが異なる2種類の部材を適切に押さえることを可能にするために、中央保持機構13ecを構成するクランプシリンダの下限リミットスイッチを作動させないようにしている。
バリ処理工程は、分離工程において保持台13b上に残された大バリ26bの処理を行う。バリ処理工程は、折り畳み工程と、排出工程と、上昇工程と、投入工程を備える。
折り畳み工程では、大バリ26bを扱いやすいように、保持台13b上に載置された大バリ26bを折り畳む。折り畳み工程は、予備畳み工程と、戻し工程と、本畳み工程を備える。折り畳み工程の開始時点において、大バリ26bは、基台13b1と、一対の連結部材13b2と、一対のアーム13b3をまたがるように載置されている。
排出工程では、保持装置13からバリ投入装置17に向けて大バリ26bが排出される。
図36に示すように、奥壁17b1には、排出工程でのバリ受け17aの位置よりも高い位置に、粉砕機18への投入口17b11が設けられている。上昇工程では、バリ受け17aを投入口17b11に向けて上昇させる。バリ受け17aは、リフターによって略垂直方向に上昇する。粉砕機18の投入口が高い位置にある場合、コンベアを用いてバリを投入口まで搬送するには広いスペースが必要であるが、本実施形態では、バリ受け17aを略垂直方向に上昇させることによって、狭いスペースで大バリ26bを粉砕機18に投入することを可能にしている。
投入工程では、バリ受け17aを投入口17b11にまで上昇させた後に、バリ受け17aを傾斜させて投入口17b11を通じて大バリ26bを粉砕機18に投入する。粉砕機18では、大バリ26bを粉砕して、再生原料を生成する。
本体処理工程では、成形体本体26aに対して、検査工程と、プレス工程と、重ね置き工程と、後工程を行う。図37に示すように、検査工程と、プレス工程と、重ね置き工程は、それぞれ、検査装置14と、プレス装置15と、重ね置き装置16によって実施される。成形体本体26aは、コンベア28及び送り装置29を用いて、搬送される。図37A及び図37Cでは、検査装置14の上方において、成形体本体26aがコンベア28上に載置されており、かつ重ね置き装置16上には、前のサイクルで製造された成形体本体26aが載置されている。
検査工程では、検査装置14を用いて、コンベア28上に搬送された成形体本体26aの検査を行う。ここでは、重量検査及び表皮材ズレ検査を行う。
プレス工程では、プレス装置15を用いて、成形体本体26aをプレスして成形体本体26aの平面性を向上させる。図39に示すように、プレス装置15は、下壁15aと、上壁15bと、加圧装置15cを備える。加圧装置15cは、ベース15c1と、ロッド15c2を備える。ロッド15c2は、ベース15c1からの突出量が調節可能に構成されている。下壁15aと上壁15bの間に成形体本体26aを配置した状態でロッド15c2を伸ばして上壁15bを成形体本体26aに押し付けることによって、プレス工程を実施することができる。
重ね置き工程では、重ね置き装置16を用いて、複数の成形体本体26aの重ね置きを行う。図40に示すように、重ね置き装置16は、一対のシリンダユニット16aを備える。各シリンダユニット16aは、第1ベース16a1と、第1ロッド16a2と、第2ベース16a3と、第2ロッド16a4と、スタックガイド16a5を備える。第1ベース16a1は、図示しない部材に固定されている。第1ロッド16a2は、コンベア28の幅方向に延び、第1ベース16a1から突出量が調整可能になっている。第2ベース16a3は、第1ロッド16a2に固定されている。第2ロッド16a4は、高さ方向に延び、第2ベース16a3から突出量が調整可能になっている。スタックガイド16a5は、第2ロッド16a4に固定されている。このような構成によって、スタックガイド16a5は、上下方向及びコンベア28の幅方向に移動可能になっている。
後工程では、スタックガイド16a5上の成形体本体26aを一枚ずつ取り出し、小バリ26eを除去すると共に、パーティングラインPLに残留している細かなバリを除去することによって、樹脂製パネル1を得る。この工程は、オペレーター21が実施することができる。
12:挟持装置、13:保持装置、13a:搬送ライン、13b:保持台、13b1:基台、13b2:連結部材、13b3:アーム、13b4:回転軸、13b5:回転軸、13c:回動機構、13c1:ベース、13c2:第1回転部材、13c3:第2回転部材、13c4:第1回転軸、13c5:第2回転軸、13d:搬送台、13e:保持機構、13e1:ベース、13e2:ロッド、13e3:押さえ部、13eb:下保持機構、13ec:中央保持機構、13eu:上保持機構、13f:保持面、13f1:保持面、13f2:保持面、13f3:保持面、13g:下バリプレート、13h:上バリプレート、14:検査装置、14a:秤量台、14b:秤量装置、14c:センサ、14d:昇降装置、14d1:ベース、14d2:ロッド、15:プレス装置、15a:下壁、15b:上壁、15c:加圧装置、15c1:ベース、15c2:ロッド、16:重ね置き装置、16a:シリンダユニット、16a1:第1ベース、16a2:第1ロッド、16a3:第2ベース、16a4:第2ロッド、16a5:スタックガイド、17:バリ投入装置、17a:バリ受け、17a1:底壁、17a2:側壁、17b:囲い、17b1:奥壁、17b11:投入口、17b2:側壁、18:粉砕機、
20:製造システム、21:オペレーター、22:コア材搬送台、23:表皮材搬送台、24:ヘッド、24a:ベース、24a1:部材装着面、24b:吸着パッド、24b1:吸着面、24c:ニードルグリッパ、24d:オス型保持部、24d1:オス型突起、24d11:軸部、24d12:膨径部、24d2:筒部、24d3:ベース、24e:補強部材位置決め機構、24e1:第1ベース、24e2:第1ロッド、24e3:第2ベース、24e4:第2ロッド、25:センサ、26:成形体、26a:成形体本体、26b:大バリ、26bb:下バリ、26bc:中央バリ、26bu:上バリ、26c:切断ライン、26cb:下ライン、26cl:左ライン、26cr:右ライン、26cu:上ライン、26d:成形品、26e:小バリ、26f:パーティングライン、26fb:下ライン、26fl:左ライン、26fr:右ライン、26fu:上ライン、26g:識別形状、26h:折り目、27:ヘッド、27a:ベース、27b:吸着パッド、27c:撮像部、27d:カッター、28:コンベア、29:送り装置、29a:ベース、29b:ロッド、29c:先端部、30:ヒーター
61:原料樹脂、61a:溶融樹脂、62:ホッパー、63:押出機、63a:シリンダ、64:シート形成装置、67:アキュームレータ、67a:シリンダ、67b:ピストン、68:Tダイ、
71:第1金型、71b:内面、71d:ピンチオフ部、71e:オス型突起、71f:本体部、71f1:突起、71f1l:左ライン突起、71f1r:右ライン突起、71g:可動部、71g1:突起、72:第2金型、72b:内面、72d:ピンチオフ部、73a:第1樹脂シート、73b:第2樹脂シート、75:連結管、77:連結管、78:下バリ挟持装置
PL:パーティングライン
Claims (9)
- 構造体の製造方法であって、
傾斜工程を備え、
前記傾斜工程では、位置決め台を傾斜させることによって、前記位置決め台上に載置された対象部材を滑らせて係止部に当接させることによって、前記対象部材を位置決めする、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記位置決め台は、第1及び第2回転軸を中心に回動可能に構成され、
前記第1回転軸及び第2回転軸は、互いに直交し、
前記係止部は、第1係止部と、第2係止部を備え、
前記傾斜工程は、第1回転軸回動工程と、第2回転軸回動工程を備え、
前記第1回転軸回動工程では、前記第1回転軸を中心に前記位置決め台を回動させることによって前記対象部材を滑らせて第1係止部に当接させ、
前記第2回転軸回動工程では、前記第2回転軸を中心に前記位置決め台を回動させることによって前記対象部材を滑らせて第2係止部に当接させる、方法。 - 請求項1又は請求項2に記載の方法であって、
前記対象部材は、一対の基体が細長い補強部材に係合されて構成される、方法。 - 請求項3に記載の方法であって、
前記傾斜工程の後に、基***置修正工程を備え、
前記基***置修正工程では、前記補強部材の長手方向に沿った前記一対の基体の間の位置ズレを修正する、方法。 - 請求項3又は請求項4に記載の方法であって、
前記傾斜工程の後に、補強部材位置修正工程を備え、
前記補強部材修正工程では、前記一対の基体に対する、前記補強部材の位置ズレを修正する、方法。 - 請求項1〜請求項5の何れか1つに記載の方法であって、
前記傾斜工程の前に取り出し工程を備え、
前記取り出し工程では、複数の前記対象部材が積み重ねられて構成された対象部材スタックの最上部に位置する前記対象部材を取り出して、前記位置決め台上に移動する、方法。 - 請求項1〜請求項6の何れか1つに記載の方法であって、
前記傾斜工程の後に保持工程を備え、
前記保持工程では、前記対象部材が位置決めされた状態で前記対象部材をマニピュレータで保持して移動させる、方法。 - 請求項1〜請求項7の何れか1つに記載の方法であって、
前記傾斜工程の前に加温工程を備え、
前記加温工程では、前記対象部材を加温する、方法。 - 請求項6を引用する請求項8に記載の方法であって、
前記加温工程は、前記対象部材スタックの状態で前記対象部材を加温することによって行う、方法。
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