JP3552769B2 - 成形品の切断装置及び切断方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばランナにより連結されて複数同時に作られているワークを一体に有して成る樹脂成形品からワークを切断して分離するための切断装置及び切断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ランナにより連結されて複数同時に作られているワークを一体に有して成る樹脂成形品としては、例えばプラスチックレンズ等がある。一般に、このプラスチックレンズでは射出成形され、この成形時の生産性を高めるために、各レンズ間をランナを介して互いに連結した状態で複数個一体に成形し、成形後にレンズとランナとの連結部分、すなわちゲート部で切断して個々に分離している。
また、このレンズのランナからの切断は、メタルソーや砥石を用いて切ったり、あるいは折り曲げて剪断する等の方法や、ニクロム線による加熱切断、超音波及びレーザー等による熱エネルギーを用いた切断方法が用いられている。
さらに、この切断方法を用いた場合では、樹脂材が冷却されて硬化された状態でないとレンズとランナとの間の切断がしにくい。しかし、成形直後のランナで接続されている成形品は、樹脂が柔らかくレンズとランナとの間の切断がしにくいことや、一定温度以下まで冷却されていないと、切断時にレンズに歪みが生じて精度を低下させる虞があることから冷却を必要とする。また、生産工程において、成形時間に比べて冷却に要する時間の方が多く必要とすると言うように、両者の間には時間差がある。このため、タクトタイムの関係から、従来では成形して冷却する位置と、冷却後に切断する位置とを別々の位置に設けておき、それぞれ別々の位置で独立して作業を行う方式がとられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、上記方式を採用した従来の樹脂成形で問題となることは、レンズのランナからの切断時に、メタルソーや砥石を用いて切断する方法によると、切り粉が発生して、これが周囲に飛散し、レンズの表面に付着する。このため、切断後にレンズの表面をクリーニングする必要が生じ、作業工数が増えてコストアップの要因となる問題点があった。
また、熱エネルギーを用いて切断する方法では、切断後に溶融材による糸引きが発生し、これがレンズ面に付着して不良品となったり、レンズ表面に付着しないまでも品質に悪影響を及ぼすと言う問題点があった。
さらに、成形の完全自動化がしにくく、自動化技術が遅れていると言う問題点もあった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は成形の完全自動化がし易く、生産性を飛躍的に向上させることができるようにした成形品の切断装置及び切断方法を提供することにある。
さらに、他の目的は、以下に説明する内容の中で順次明らかにして行く。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本発明にあっては、ランナを介して互いに連結されている複数のワークを一体に有している成形品から前記ワークを切断して分離する切断装置において、前記成形品を位置決めするための複数の保持手段を有して、前記保持手段内に前記成形品を位置決めさせて一時ストックし、前記保持手段を搬入位置から搬出位置まで放置冷却時間を持たせて順次移動させるためのストック手段と、前記搬出位置で前記保持手段内の前記成形品をクランプし、前記複数のワークをゲート部で切断して個々に分離する切断位置に搬送するための搬送手段とを備えた構成とすることによって達成される。
また、前記ストック手段を、前記保持手段が回転方向に並置されているインデックステーブルとして形成し、前記インデックステーブルの回転により前記保持手段を前記搬入位置から前記搬出位置に移動させる構成とすることもできる。
さらに、前記搬送手段に前記成形品のランナをクランプするクランプ部を設け、前記クランプ部でランナをクランプし、前記ストック手段より取り出してから前記ワークの切断に至るまでの間、前記ランナを保持し続ける構成とすることもできる。
さらに、また前記保持手段に、前記成形品のランナを受け入れて位置決めするための溝形状を備えた構成とすることもできる。
【０００６】
また、この目的は、本発明の方法にあっては、ランナを介して互いに連結されている複数のワークを一体に有している成形品から前記ワークを切断して分離する切断方法において、請求項１に記載の切断装置を使用して、射出成形機で成形された直後の成形品を、前記ストック手段の前記保持手段内に位置決めさせて一時ストックし、前記保持手段を搬入位置から搬出位置に移動させるまでの間に冷却させ、前記搬出位置で前記保持手段内の前記成形品を前記搬送手段により該成形品のランナを介しクランプして切断位置に搬送し、前記搬送手段による前記成形品のクランプ状態を保って、前記成形品の前記各ワークをゲート部で切断して個々に分離することによって達成することができる。
【０００７】
【作用】
これによれば、保持手段内に成形品を位置決めさせて一時ストックし、この保持手段を搬入位置から搬出位置に移動させる間で放置冷却させ、ここで冷却された成形品を切断位置で個々に切断して分離することができるので、同一製造ライン上において、成形から切断、収納までの一貫した作業が可能となる。これにより完全自動化が可能になる。
また、ストック手段を、保持手段が回転方向に並置されているインデックステーブルとして形成し、インデックステーブルの回転により保持手段を搬入位置から搬出位置に移動させる構成とした場合では、放置冷却させるまでの間、決められた位置に決められた姿勢で保持しておくことができ、搬入・搬出が簡単になる。
さらに、搬送手段に成形品のランナをクランプするクランプ部を設け、クランプ部でランナをクランプし、ストック手段より取り出してからワークの切断に至るまでの間、ランナを保持し続ける構成とした場合では、位置決め精度が良くなり、切断時の精度が向上する。
また、保持手段に、成形品のランナを受け入れて位置決めするための溝形状を備えた構成とした場合には、インデックステーブル等の移動時にも成形品が動くのを防止することができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明に係る成形品の切断装置の一実施例を示す概略構成配置図である。図１において、この切断装置は、大きくはストック・搬送部１、位置決め部２、切断部３、搬送整列部４で構成されている。
なお、本実施例では、成形品５０として、プラスチックレンズ５０ａ（以下、単に「レンズ５０ａ」と言う）を作る場合を一例としている。そして、成形直後の成形品５０は、図２に示すように、ランナ５１によって４つのワーク、すなわちレンズ５０ａが接続された状態で排出され、これが図示せぬ射出成形機側における搬送機構６１のチャック部６２でランナ５１の一部５１ａをクランプし、これを本発明の切断装置まで搬送して供給される。また、切断装置側では、ランナ５１とレンズ５０ａとが連結された部分、すなわちゲート部５２とレンズ５０ａとの境界部分を切断して個々のレンズ５０ａに分離する構造となっている。
【０００９】
さらに詳述すると、ストック・搬送部１は、ストック手段５と搬送手段６を有している。このうち、ストック手段５は図２にも示している。そこで、図２と共に説明すると、ストック手段５は図示せぬアクチュエータの制御により、搬入位置７１と搬出位置７２の下側で間欠的に回転されるインデックステーブル７を有している。そして、このインデックステーブル７上には成形直後の成形品５０が位置決めされて乗せられる複数個（本実施例では６個）の保持具８が、その回転方向に沿って、等間隔な状態で固定して設けられている。
【００１０】
また、各保持具８は、ランナ５１の略円柱の棒状をした水平基体５１ａを受け入れるための溝部８ａと、同じく略円柱の棒状をしたアーム部５１ｂを受け入れるための切欠部８ｂとが形成されている。なお、溝部８ａの底面形状は水平基体５１ａの外形形状に対応し、切欠部８ｂの底面形状はアーム部５１ｂの外形形状に対応している。したがって、水平基体５１ａの略中間部分より上方に向かって突出されている垂直基体５１ｃが搬送機構６１のチャック部６２でクランプされて搬入位置７１まで運ばれて来て保持具８上に乗せられると、溝部８ａ及び切欠部８ｂにより成形品５０がインデックステーブル７上に、決められた位置に決められた姿勢で配置され、またインデックステーブル７が回転されると、この状態で搬出位置７２まで移動される。なお、この搬入位置７１から搬出位置７２に移動されるまでの間の時間は、成形直後の成形品５０が切断加工されるのに適した温度以下まで冷えるのに要する時間だけ放置しておくことが可能な時間として設定されるもので、この時間を設定するにはインデックステーブル７の間欠回転速度の他に、インデックステーブル７上に配置される保持具８の数等で調整される。
【００１１】
搬送手段６は図３にも示している。そこで、図３と共に説明すると、搬送手段６は、インデックステーブル７上の搬出位置７２と位置決め部２との間に配設されており、サーボモータ９と、このサーボモータ９により回転される送りネジ１０と、送りネジ１０の回転により送られて搬出位置７２と位置決め部２との間を往復移動されるキャリッジ１１と、このキャリッジ１１上に取り付けられたＺ軸アクチュエータ１２及びサーボモータ１３等で構成されている。
このうち、Ｚ軸アクチュエータ１２の軸１２ａの下端には、成形品５０のランナ５１をクランプするためのチャック１４が取り付けられている。そして、このチャック１４は、Ｚ軸アクチュエータ１２の動作により図３中の矢印Ｕ−Ｄ方向、すなわち上下方向に往復移動可能になっている。
また、サーボモータ１３の出力軸１３ａにはタイミングギア１５が取り付けられているとともに、Ｚ軸アクチュエータ１２の軸１２ａにはタイミングギア１６が取り付けられている。加えて、タイミングギア１５とタイミングギア１６との間にはタイミングベルト１７が掛け渡されている。そして、サーボモータ１３が回転されると、タイミングギア１５，タイミングベルト１７，タイミングギア１６を介して軸１２ａを回転させ、この軸１２ａと共にチャック１４を図３中の矢印Ａ−Ｂ方向に回転させることができる。
【００１２】
位置決め部２は、搬送手段６における送りネジ１０の下側で、この送りネジ１０と同じＸ軸方向に沿って配置されており、その要部構造は図４にも示されている。そこで、図４と共に説明すると、位置決め部２は基台１８上に、左右に分かれて左右対称な状態で配置されている第１のクランプ手段２Ａと第２のクランプ手段２Ｂとを有している。また、第１と第２のクランプ手段２Ａ，２Ｂは、搬送手段６により搬送されて来る成形品５０のレンズ５０ａをクランプする治具部１９と、治具部１９をＸ軸に沿った図３中の矢印Ｃ−Ｄ方向に可動させるためのアクチュエータ２０とで構成されている。そして、この位置決め部２では、搬送手段６により成形品５０が搬送されて来て、第１のクランプ手段２Ａと第２のクランプ手段２Ｂとの間にレンズ５０ａが配置されると、アクチュエータ２０により治具部１９が互いに対向し合う方向に移動されて、レンズ５０ａを治具部１９との間にクランプすることができるもので、逆に治具部１９が互いに反対方向に移動されると、レンズ５０ａに対するクランプを解除することができる構造になっている。なお、本実施例では、レンズ５０ａをクランプする治具部１の面はＶ字状に形成されているが、この面の形状はワーク（本実施例ではレンズ５０ａ）の形状によって、クランプのし易い形状が選択される。また、治具部１９とアクチュエータ２０との間には図示せぬ緩衝用のバネが介在されており、このバネを介してアクチュエータ２０の動作力が治具部１９に伝えられる構成となっている。
【００１３】
切断部３は、位置決め部２に隣接して設けられており、位置決め部２でクランプされたレンズ５０ａと搬送手段６のチャック１４でクランプされているランナ５１との間で、そのゲート部５２とレンズ５０ａとの境界部分を切断することができる構造になっている。
なお、この切断部３には、図示しないがエア吹き付け手段が設けられており、切断時に、エア吹き付け手段から成形品５０の切断箇所にエアを吹き付けるようにしている。すなわち、エアを吹き付けることによって、成形品５０のランナ５１からの切断時に発生した切り粉等が周囲に飛散し、これがレンズ５０ａの表面に付着したりするのを防ぐとともに、切断部分をエアにより冷却して成形品の歪みを防ぐようにしているものである。
【００１４】
搬送整列部４は、レンズ取り出し部２１と、整列準備部２２と、整列部２３とで構成されている。
このうち、レンズ取り出し部２１は、図５にも示している。そこで、図５と共に説明すると、レンズ取り出し部２１は、装置のベース２４上に取り付けられたアクチュエータ２５と、このアクチュエータ２５上に配置されたアクチュエータ２６と、アクチュエータ２６上に配置されたアーム２７等を有し、アクチュエータ２５でアーム２７をＺ軸方向に往復移動させることができるとともに、アクチュエータ２６でアーム２７を水平方向に往復回転させ、このアーム２７の先端が位置決め部２上に配置された位置と整列準備部２２上に配置された位置とに切り替え配置させることができる構造になっている。また、アーム２７の回動先端側における下面にはエアチャック２８が設けられている。このエアチャック２８は、図６に図５のＥ部を拡大し断面して、その要部構造を示しているように、下面にレンズ５０ａを受け入れ可能な凹所２９を有し、また凹所２９内に通じる負圧路３０が設けられている。なお、この負圧路３０は図示せぬエアポンプ装置に通じており、エアチャック２８がレンズ５０ａの上側に配置された状態で負圧路３０を通して凹所２９内が負圧にされると、この凹所２９内にレンズ５０ａが吸引されて保持され、また吸引が解かれるとレンズ５０ａの自重で落下させることができる。なお、吸引を解いてレンズ５０ａを解放する場合は、負圧路３０を通して逆にエアを吹き出させて積極的に凹所２９内よりレンズ５０ａを排出させる構造としても差し支えないものである。
【００１５】
整列部２３は、図示しないが、先端にレンズ取り出し部２１におけるエアチャック２８と略同じ構造をしたエアチャック２８を有したアーム３１と、このアーム３１をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸とそれぞれ沿う方向に移動可能なアクチュエータ３２と、整列トレー３４が載置されたトレー位置決め部分３３とで構成されている。そして、この整列部２３では、アクチュエータ３２の動作により、アーム３１の先端が整列準備部２２上の位置とトレー位置決め部分３３上の位置とに移動可能になっており、アーム３１の先端に設けられたエアチャックで整列準備部２２上のレンズ５０ａを吸引チャックし、これをトレー位置決め部分３３の整列トレー３４まで運んで放し、整列トレー３４内に整列させて収納することができる構造になっている。
【００１６】
次に、このように構成された切断装置における全体の動作を説明する。まず、図示せぬ射出成形機で成形された直後の成形品５０が搬送機構６１により搬送されて来ると、これが搬入位置７１でインデックステーブル７上の保持具８に位置決め移載される。そして、この成形品５０がインデックステーブル７の間欠的な回転により搬出位置まで位置決め状態で放置されて搬送され、この間に成形品５０の冷却が行われる。
【００１７】
こうして、搬出位置７２まで搬送された成形品５０は、搬出位置７２でＺ軸アクチュエータ１２の動作により下降されて来る搬送手段６のチャック１４によりランナ５１がクランプされる。また、チャック１４によるクランプが完了するとＺ軸アクチュエータ１２の動作によりチャック１４が上昇され、続いてサーボモータ９と送りネジ１０の動作によりキャリッジ１１が位置決め部２側に向かって移動される。さらに、位置決め部２への移動が完了すると、Ｚ軸アクチュエータ１２の動作によりチャック１４が下降し、レンズ５０ａを位置決め部２における第１と第２のクランプ手段２Ａ，２Ｂの治具部１９，１９間に配置させ、アクチュエータ２０の動作によりレンズ５０ａをクランプする。続いて、クランプされているレンズ５０ａとゲート部５２との間の境界部近傍を切断部３により切断処理する。そして、この１個目の切断処理が完了したら、Ｚ軸アクチュエータ１２の動作によりチャック１４が成形品５０をクランプしたままの状態で一度上昇される。
【００１８】
続いて、整列部２３のレンズ取り出し部２１のアーム２７がアクチュエータ２５の動作により上昇された状態で、かつアクチュエータ２６の動作によりアーム２７の先端が位置決め部２上に移動された状態に切り替えられる。次いで、アクチュエータ２５が動作されてアーム２７が下降され、エアチャック２８が分離されたレンズ５０ａの上に隣接配置される。また、同時に負圧路３０を通してエアチャック２８の凹所２９内が負圧化されるとともに、位置決め部２によるレンズ５０ａのクランプが解かれる。すると、レンズ５０ａが凹所２９内に吸引チャックされる。続いて、アクチュエータ２５の動作によりアーム２７が上昇され、上昇が終わるとアクチュエータ２６の動作によりアーム２７の先端が整列準備部２２上に移動された状態に切り替えられる。次いで、アクチュエータ２５が動作されてアーム２７が下降され、下降が完了するとエアチャック２８の負圧が解かれ、レンズ５０ａが整列準備部２２上に移載される。
【００１９】
続いて、整列部２３側では、アクチュエータ３２の動作により、アーム３１の先端が整列準備部２２上の位置に移動された後、下降され、アーム３１の先端に設けられたエアチャックで整列準備部２２上のレンズ５０ａを吸引チャックする。続いてアーム３１が上昇し、これをトレー位置決め部分３３の整列トレー３４上まで運び、下降して放し、整列トレー３４内に整列させて収納する。
【００２０】
一方、１個目のレンズ５０ａの切断が終了して上昇されたチャック１４は、搬送整列部４のアーム２７がレンズ５０ａと共に整列準備部２２側に移動されると、サーボモータ１３の動作で成形品５０の向きを変え、分離されずに残っているレンズ５０ａが位置決め部２に対応する状態にして、再びアクチュエータ１２の動作により下降し、そのレンズ５０ａを位置決め部２にクランプさせ、２個目のレンズ５０ａを切断して分離する。そして、この分離されたレンズ５０ａは、１個目と同様にして搬送整列部４により処理され、整列トレー３４内に収容される。
以後、４個目のレンズ５０ａが切断されて分離されるまで、チャック１４は上昇，回転，下降を繰り返し、レンズ５０ａの分離が全て完了した時点で、サーボモータ９及び送りネジ１０の動作により搬出位置７２に向かって戻される。また、その戻される途中では、レンズ５０ａが無くなったランナ５１が図示せぬ廃却部内に廃棄され、排出位置７２まで戻されると同様の動作が繰り返される。
【００２１】
したがって、本実施例の成形品の切断装置によれば、保持具８（保持手段）内に成形品５０を位置決めさせて一時ストックし、この保持具８をインデックステーブル７により間欠的に回転させて搬入位置から搬出位置に移動させ、この移動されるまでの間で放置冷却させ、ここで冷却された成形品５０を切断部３で個々に切断して分離することができるので、同一製造ライン上において、成形から切断、収納までの一貫した作業が可能となる。これにより完全自動化が可能になり、生産性を飛躍的に向上させることができる。
また、ランナ５１の搬送から切断が終了するまでの間、しかも全てのレンズ５０ａの分離が完了するまで、チャック１４（クランプ部）によりランナ５１をクランプして保持させた状態にしているので、位置決め精度が良くなり、切断時の精度が向上することになる。
さらに、保持具８に、成形品５０のランナ５１を受け入れて位置決めするための溝部８ａを設けているので、インデックステーブル７の移動時にも成形品５０が動くのを防止することができる。
【００２２】
なお、上記実施例では、プラスチックレンズ５０ａを製作する場合について説明したが、これに限ることなく、広く一般に、樹脂成形品を切断する場合に適用することができるものである。また、ストック手段５をインデックステーブル７で構成した場合について説明したが、放置冷却時間が得られるものであれば、例えばベルトコンベア等であっても差し支えないものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、保持手段内に成形品を位置決めさせて一時ストックし、この保持手段を搬入位置から搬出位置に移動させる間で放置冷却させ、ここで冷却された成形品を切断位置で個々に切断して分離することができるので、同一製造ライン上において、成形から切断、収納までの一貫した作業が可能となる。これにより完全自動化が可能になり、生産性を飛躍的に向上させることができる。
また、ストック手段を、保持手段が回転方向に並置されているインデックステーブルとして形成し、このインデックステーブルの回転により保持手段を搬入位置から搬出位置に移動させる構成とした場合では、放置冷却させるまでの間、決められた位置に決められた姿勢で保持しておくことができ、搬入・搬出が簡単になる。
さらに、搬送手段に成形品のランナをクランプするクランプ部を設け、クランプ部でランナをクランプし、ストック手段より取り出してからワークの切断に至るまでの間、ランナを保持し続ける構成とした場合では、位置決め精度が良くなり、切断時の精度が向上する。
また、保持手段に、成形品のランナを受け入れて位置決めするための溝形状を備えた構成とした場合には、インデックステーブル等の移動時にも成形品が動くのを防止することができ、さらに位置決め精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る成形品の切断装置の一実施例を示す概略構成配置図である。
【図２】本実施例装置におけるストック・搬送部の要部構成を示す斜視図である。
【図３】本実施例装置における搬送手段の要部構成を示す斜視図である。
【図４】本実施例装置における位置決め部の要部構成を示す斜視図である。
【図５】本実施例装置におけるレンズ取り出し部の要部構成を示す斜視図である。
【図６】本実施例装置におけるエアチャックの要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ストック・搬送部
２ 位置決め部
３ 切断部
４ 搬送整列部
６ 搬送手段
７ インデックステーブル
８ 保持具
８ａ 溝部
５０ 成形品
５０ａ レンズ（ワーク）
５１ ランナ
５２ ゲート部
７１ 搬入位置
７２ 搬出位置

Claims (5)

1. ランナを介して互いに連結されている複数のワークを一体に有している成形品から前記ワークを切断して分離する切断装置において、
   前記成形品を位置決めするための複数の保持手段を有して、前記保持手段内に前記成形品を位置決めさせて一時ストックし、前記保持手段を搬入位置から搬出位置まで放置冷却時間を持たせて順次移動させるためのストック手段と、
   前記搬出位置で前記保持手段内の前記成形品をクランプし、前記複数のワークをゲート部で切断して個々に分離する切断位置に搬送するための搬送手段、
   とを備えたことを特徴とする成形品の切断装置。
2. 前記ストック手段を、前記保持手段が回転方向に並置されているインデックステーブルとして形成し、前記インデックステーブルの回転により前記保持手段を前記搬入位置から前記搬出位置に移動させる構成とした請求項１に記載の切断装置。
3. 前記搬送手段は前記成形品のランナをクランプするクランプ部を備え、前記ランナをクランプして前記ストック手段より取り出してから前記ワークの切断に至るまでの間、前記ランナを保持し続ける構成とした請求項１に記載の切断装置。
4. 前記保持手段は、前記成形品のランナを受け入れて位置決めするための溝形状を備えた請求項１に記載の切断装置。
5. ランナを介して互いに連結されている複数のワークを一体に有している成形品から前記ワークを切断して分離する切断方法において、
   請求項１に記載の切断装置を使用して、射出成形機で成形された直後の成形品を、前記ストック手段の前記保持手段内に位置決めさせて一時ストックし、前記保持手段を搬入位置から搬出位置に移動させるまでの間に冷却させ、前記搬出位置で前記保持手段内の前記成形品を前記搬送手段により該成形品のランナを介しクランプして切断位置に搬送し、前記搬送手段による前記成形品のクランプ状態を保って、前記成形品の前記各ワークをゲート部で切断して個々に分離することを特徴とする成形品の切断方法。

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