JPH04193509A

JPH04193509A - 金型

Info

Publication number: JPH04193509A
Application number: JP32309090A
Authority: JP
Inventors: Zenji Inaba; 善治稲葉; Susumu Ito; 進伊藤; Takayuki Taira; 平　尊之; Kikuo Watanabe; 渡辺　菊夫; Akira Koketsu; 晃纐纈; Toshio Matsukura; 利夫松倉; Kaoru Maeda; 薫前田; Hiroshi Yonekubo; 広志米久保; Kenji Haga; 健二芳賀; Kazunari Tokuda; 一成徳田
Original assignee: Fanuc Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp; Fanuc Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-13
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: JP2673839B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明はロボットを使用した中子交換に好適な中子を
備えた金型に関する。

従来技術射出成形機など金型を使用する成形機では、多種少量生
産の場合に金型の中子だけを交換して金型交換に要する
時間の短縮を計ることがある。

また、このために中子交換ロボットの利用が考えられて
いる。この種のロボットはアームが製品取り出し装置に
類似した動きをし、中子交換に際しては可動プラテン、
固定プラテンにそれぞれ取り付けられた金型の母型から
中子を取り外して中子ストッカに格納した後、さらに中
子ストッカから新たに用いる中子を取り出してそれぞれ
の金型の母型に装着する。

しかし、ロボットのハンドで把持した中子を母型の装着
孔の位置へ姿勢正しく正確に搬送し、この装着孔へ適正
に嵌合させるには、ロボットのアームに高い剛性を持た
せると共に緻密な制御が必要で高価なものとなる。この
ような事態を少しでも避けるため、可動側中子と固定側
中子をあらかじめ一体に組み付けておき、これをまず可
動側母型に共に装着し、ついで、可動側プラテンを移動
して固定側中子を固定側母型に装着し、最後に双方の中
子の組み付けを解く手段が考えられているが、一体に組
付けた中子の前後寸法が長いので、装着に際して可動プ
ラテンと固定プラテンの間を大きく開ける必要があり、
中子交換のサイクルタイムが長くなる難点がある。

発明が解決しようとする課題この発明はロボットを使用する中子交換において、ロボ
ットによる中子の搬送を中子装着位置においてそれ程厳
しく制御する必要がない金型の提供を課題とする。

課題を解決するための手段可動側金型および固定側金型をそれぞれ母型と中子で構
成する。

各母型のパーティング面に相手側金型の中子を仮固定す
る仮固定杆と位置決めピンを設ける。

仮固定杆は先端が鉤状部に形成され母型のパーティング
面から出没自在に設けられる。

位置決めピンは、パーティング面から相手方に突出して
設けられる。

それぞれの中子はパーティング面側にフランジを備える
ものとし、そのパーティング面側に仮固定杆先端部の鉤
状部が係合する係合孔と上記位置決めピンが嵌合する位
置決め孔が形成される。

各母型には、さらに上記仮固定杆の出没とその突出した
位置で鉤状部を回転させる手段および装着された中子を
本固定する手段を備える。

作用仮固定杆と位置決めピンによる相手側中子の仮固定によ
って、該中子がこれを装着すべきもう一方の金型のパー
ティング面上で正確に決定される。

実施例第２図は、射出成形機において本発明を実施する部分を
機構的に示したものであり、射出成形機の型締部１に対
し、中子交換装置２、中子ストッカ３ａ、３ｂが配置さ
れている。

型締部１は通常の構成で、固定プラテン４、可動プラテ
ン５およびリアプラテン６を備え、固定プラテン４とリ
アプラテン６はタイバー７で結合され、可動プラテン５
はこのタイバー７に前後方向へ移動可能に装着されてい
る。

可動プラテン５はリアプラテン６と型締め機構８で結合
され、この型締め機構８はリアプラテン６に取り付けら
れた型締め用サーボモータ９で駆動される。

固定プラテン４には固定側金型１０ａが、また、可動プ
ラテン５には可動側金型１０ｂがそれぞれクランプ１１
（第１図）で取り付けられており、これらの金型１０　
（ａ、　ｂ）は母型１２　（ａ、　　ｂ）と中子１３　
（ａ、　　ｂ）で構成され、それぞれの中子１３は母型
１２に対して着脱自在となっている。

中子１３　（ａ、　　ｂ）は、いずれも外形寸法が同一
に形成され、第３図に示すようにそれぞれ、円柱状の本
体１４　（ａ、　　ｂ）とそのパーティング面側に形成
されたフランジ１５（ａ、ｂ）を備える。

なお、フランジ１５ａは上記本体１４の中心軸を２軸（
前後方向）とした場合にＹ軸方向に長く形成され、７ラ
ンジ１５ｂはＸ軸方向に長く形成されている。

中子の本体１４　（ａ、　ｂ）の背面側と腹面側には前
後に所定間隔をおいた底面が平らで上記Ｘ軸方向にのび
る係合溝１６　（ａ、　　ｂ）　、１７　（ａ。

ｂ）が形成されている。また、フランジ１５（ａ。

ｂ）にはＺ軸方向に貫通した仮固定用の保合孔１８　（
ａ、　　ｂ）とその近傍に位置決め孔１９（ａ。

ｂ）が上下位置に形成されると共に該フランジ１５　（
ａ、　　ｂ）の上下端面に本固定用の係合孔２０（ａ、
　　ｂ）がＹ軸方向に形成されている。仮固定用の係合
孔１８　（ａ、ｂ）のパーティング面側にはいずれも突
縁２１が形成されている（第５図）。

そして、中子１３ａと同１３ｂは、第３図のようにフラ
ンジ１５ａと１５ｂが直交する形で型締めされるように
パーティング面のキャビティとコアが形成されている。

母型１２　（ａ、　　ｂ）は第３図に可動側のもの１２
ｂを示すように、中央部の中子装着孔２２ｂと該孔２２
ｂの内部に突出するように配置されたロックピン２３、
仮固定杆２４ｂおよび位置決めピン２５ｂを備えている
。

中子装着孔２２ｂは、第４図のように上記した中子１３
ｂの形態に合致した構造を有し、フランジ１５ｂが嵌合
される凹部にロックピン２３ｂが本固定用エアアクチュ
エータ２６ｂで駆動され８人するようになっている。本
固定用エアアクチュエータ２６ｂはこの実施例において
中子を本固定する手段である。

仮固定杆２４ｂは先端が鉤状部２７に形成された杆体で
途中にピニオンギア２８が固定されており、仮固定用の
エアアクチュエータ２９ｂでＺ軸方向へ前後移動可能と
されている。また、母型１２ｂには先端部をラックギア
３０に形成したプランジャ３１を有する回動用のエアア
クチュエータ３２ｂが取り付けられており、ラックギア
３０は上記のピニオンギア２８と噛合している。なお、
ピニオンギア２８はＺ軸方向に長く、ラックギア３０と
の噛合関係において仮固定杆２４の前後移動に対応でき
るようになっている。

すなわち、仮固定用のエアアクチュエータ２９、ピニオ
ンギア２８、回動用のエアアクチュエータ３２、ブラシ
ジャ３１およびラックギア３０などは、この実施例にお
いて、仮固定杆２４の出没とその突出した位置で鉤状部
２７を回動するための手段を構成している。そして、こ
の手段によって仮固定杆２４ｂは第４図のように母型１
２ｂのパーティング面から突出し約９０°回動じた位置
と、上記パーティング面から完全に引き込んだ退避位置
（仮固定ねじ２４ｂのホームポジション）とに位置する
ことができる。

位置決めビン２５は先端部がテーパーに形成され、第４
図のように母型１２ｂのパーティング面に固定側金型１
０ａに向け、突出して固定されている。

固定側の母型１２ａに付いては図示と説明を省略するが
、仮固定杆２４ａ１０ツクピン２３ａの位置が可動側の
場合と相対的に９０°変位するだけで他に格別具なると
ころはない。

中子交換装置２は円筒座標系のロボットで基体部３３上
に本体部３４が型締め部１の前後方向（上記のＺ軸方向
）と平行に移動するように取り付けられており、本体部
３４に伸縮自在なアーム３５が水平回動可能に装着され
、アーム３５の先端に開閉可能な把持型ハンド３６が取
付けられている。アーム３５の高さは型締め部１を正面
から見た場合に上下のタイバー７．７間にあり、アーム
３５を収縮させるとハンド３６の先端が平面視における
型締め部１のタイバー７．７の外側に位置するよう構成
されている。アーム３５のホームポジションは本体部３
４が基体部３３における上記前後方向の中央おいて型締
め部１に向かって正面を指し、アーム長を収縮した位置
Ｈであり、また、アーム３５の旋回範囲は正面から右９
０°、左９０°である。そして、型締め部１が型開き状
態にあるとき、アーム３５をホームポジションにおいて
伸長させると先端のハンド３６は正面から固定および可
動金型１０　（ａ、　　ｂ）の間に進入し中子装着位置
Ａに到達する。また、アーム３５を収縮させてそのまま
左に回動するとハンド３６の先端は可動側中子取り出し
位１１Ｂに到達し、右に回動すると固定側中子取り出し
位１１ｃ、に到達する。

中子ストッカ３　（ａ、　　ｂ）は型締め部１に向いた
垂直な回転面に沿って配置された複数の把持装置３７　
（ａ、　　ｂ）を回転軸３８で支持した構造であり、把
持装置３７　（ａ、　　ｂ）はハンド３６と同様に開閉
可能な鋏状の構造となっている。

そして、固定側の中子１３ａを格納する中子ストッカ３
ａでは、第２図のように中子１３ａの本体１４ａにおけ
る前方の係合溝１６ａの個所を把持してこれらの中子１
３ａを格納しており、可動側の中子１３ｂを格納する中
子ストッカ３ｂでは、本体１４ｂにおける後方の係合溝
１７ｂの個所を把持してこれらの中子１３ｂを格納して
いる。なお、中子ストッカ３　（ａ、　　ｂ）は回転す
ることにより選択した中子１３　（ａ、ｂ）を中子取り
出し位置Ｃ，Ｈに配置する。

以上において、型締め用サーボモータ９の駆動、中子交
換装置２の駆動、中子ストッカ３　（ａ、　ｂ）の駆動
および母型１２　（ａ、　　ｂ）における本固定用エア
アクチュエータ２６、仮固定用エアアクチュエータ２９
および回動用エアアクチュエータ３２などの駆動は射出
成形機が備えたＮＣ装置（数値制御装置）の制御下に置
かれている。

中子１３　（ａ、　　ｂ）の交換作動はＮＣ装置を中子
交換モードとすることにより、該装置に格納された中子
交換プログラムに基づいて次のように行われる。なお、
このモードの初期状態として、仮固定杆２４　（ａ、　
　ｂ）および中子交換装置２のハンド３６はそれぞれホ
ームポジションにあり、母型１２　（ａ、　　ｂ）にお
けるロックピン２３（ａ。

ｂ）は装着されている中子１３　（ａ、　　ｂ）の本固
定用係合孔１８　（ａ、　　ｂ）に係合した位置にある
。

さらに、中子ストッカ３　（ａ、ｂ）は前回に現在使用
の中子を取り出した時の位置を維持しており、中子取り
出し位置Ｂ、　　Ｃにある把持装置３７　（ａ。

ｂ）は何も把持していない（第１図では説明の都合上、
中子が図示されている）。

可動プラテン５が金型タッチ位置にあることが確認され
ると、固定側母型１２ａにおける左右の仮固定用エアア
クチュエータ２９ａが駆動されて仮固定杆２４が突出さ
れ、ついで回動用エアアクチュエータ３２が正方向に駆
動される。これにより、左右の仮固定杆２４ａ先端部の
鉤状部２７か可動側中子１３ｂのフランジ１５ｂにおけ
る仮固定用係合孔１８ｂに進入し、かつ、回動して突縁
２１を係合した後、引き付けるので、可動側中子１３ｂ
は固定側母型１２ａのパーティング面に仮固定された状
態となる。

可動側母型１２ｂの本固定用エアアクチュエータ２６ｂ
が逆方向に作動されてロックピン２３ｂによる可動側中
子１３ｂと母型１２ｂの本固定が解除される。

型締め用サーボモータ９が駆動されて可動側金型１０ｂ
を後退させ、固定側金型１０ａに対し中子１３ｂの前後
長Ｌ１に間隔Ｌ２を加えた長さよりわずかに大きな間隔
Ｌ３を持った位置（中子交換位置）とする（第６図）。

なお、この場合、ＮＣ装置の内部では上記の確認作業な
ども含め、ＰＭＣ用ＣＰＵが中子交換プログラムによる
指令に基づいてＮＣ用ＣＰＵと共に種々の処理をして各
部を作動し、また、モータの駆動が必要な場合には、最
終的にＮＣ用ＣＰＵが適切なパルス分配を行い、サーボ
回路を介して上記の型締め用サーボモータ９などを駆動
することになるが、この間の信号のやり取りや処理の方
式あるいは内容は従来どおりなので、以下作動のみを説
明し、ＮＣ装置内部の処理に関する説明は省略する。

アーム３５がホームポジションＨから伸長して中子装着
位置Ａに到達し、固定側母型１２ａに仮固定状態となっ
ている中子１３ｂをハンド３６で把持する。把持位置は
中子１３ｂの本体１４における前方の係合溝１６ｂ個所
である。

回動用エアアクチュエータ３２ａおよび仮固定用エアア
クチュエータ２９ａが逆方向に駆動されて固定側母型１
２ａと可動側中子１３ｂとの仮固定が解除される。

ロボットの本体部３４が左にＬ２移動して、中子１３ｂ
を母型１２ａのパーティング面かられずかに離した後、
アーム３５が可動側中子１３ｂと共に収縮され、可動側
中子１３ｂを型締め部１から取り出す。

アーム３５はそのまま左に９０°回動じて上記の中子１
３ｂを中子取り出し位置Ｂとする。

中子ストッカ３ｂの中子取り出し位置Ｂにある把持装置
３７ｂを開放する。

アーム３５が伸長して把持していた中子１３ｂを上記の
把持装置３７ｂに受は渡す。把持装置３７ｂは該中子１
３ｂの後部係合溝１７ｂを把持し、中子交換装置２のハ
ンド３６は該中子１３ｂの把持を解く。

アーム３５がその位置で収縮し、型締め部１に向きを換
えて、すなわち、ホームポジションＨから左にＬ２だけ
変位した位置に待機する。これにより、可動側中子１３
ｂの取り出しか終了する。

可動プラテン５が再度金型タッチ位置とされる。

固定側中子１３ａが可動側における上下の仮固定杆２４
ｂによって上記と同様にして、可動側母型１２ｂのパー
ティング面に仮固定される。

ロックピン２３ａによる本固定か解除され可動プラテン
５が後退し、固定側中子１３ａが固定側母型１２ａから
取り出される。

中子交換装置２のアーム３５が上記の位置から伸長して
中子１３ａを把持する。アーム３５のハンド３６は中子
１３ａの後部係合溝１７ａを把持する。

可動側母型における仮固定用エアアクチュエータ２９ｂ
および回動用エアアクチュエータ３２ｂがこ逆方向に回
動され、可動側母型１２ｂと固定側中子１３ａの仮固定
が解除される。

ロボットの本体部３４が右にＬ２移動して中子１３ａを
可動側母型１２ｂのパーティング面から引き離す。

アーム３５が収縮し、かつ右に回動して把持した中子１
３ａを中子ストッカ３ａの把持装置３７ａに移転する。

これにより、固定側中子１３ａの取り出しが終了する。

中子ストッカ３ａの把持装置３１ａは前部の係合溝１６
ａを把持する。

アーム３５は向きを型締め部１の方向としホームポジシ
ョン位置Ｈで、待機する。

ついで、中子ストッカ３　（ａ、　　ｂ）が回転されて
次に使用する可動側金型１３　（ａ、　　ｂ）が取り出
し位置Ｂ、　　Ｃにそれぞれ搬送される。

アーム３５が右に９０°回動されて中子取りａし位置Ｃ
とされ、ついで伸長してハンド３６で固定側中子１３ａ
（新）を把持する。中子ストッカ３ａの取り出し位置Ｃ
にある把持装置３７ａは把持を解く。ハンド３６の中子
把持位置は後部の係合溝１７ａである。

アーム３５は中子１３ａと共に収縮してホームポジショ
ンＨに戻り、ついで伸長する。中子１３ａは中子装着位
置Ａとなる。

本体部３４が左にＬ２だけ移動し、固定側中子１３ａの
フランジ１５ａを可動側母型１２ｂのパーティング面に
押し当てる。このとき、フランジ１５ａの位置決め孔１
９ａには可動側母型１２ｂのパーティング面における位
置決めピン２５ｂが嵌入し、固定側中子１３ａの位置と
姿勢を正しく矯正する。

可動側母型１２ｂにおける上下の仮固定用エアアクチュ
エータ２９ｂおよび回動用エアアクチュエータ３２が正
方向に駆動されて仮固定杆２４ｂが固定側中子１３ｂを
可動側母型１２ｂのパーティング面に引き付は仮固定す
る（第７図）。

アーム２９が収縮し、そのままホームポジションＨから
左へＬ２だけ変位した位置で待機する。

可動プラテン５が固定側中子１３ａともに金型タッチ位
置まで前進され、固定側中子１３ａを固定側母型１２ａ
に装着する。固定側中子１３ａは中子装着孔２２ａに嵌
合される。

可動側の仮固定用エアアクチュエータ２９ｂおよび回動
用エアアクチュエータ３２が逆方向に駆動されて仮固定
杆２４ｂが退避位置とされ、同時に固定側母型１２ａに
おける本固定用エアアクチュエータ２６ａが作動してロ
ックピン２３ａを固定側中子１３ａの係合孔１９ａに係
合する。

これにより固定側中子１３ａ（新）は固定側母型１２ａ
に固定される。

可動プラテン５が再度中子交換位置とされる。

アーム３５が左に９０°回転してハンド３６を中子取り
出し位置Ｂとした後、その位置で伸長してハンド３６で
中子１３ｂ（新）を把持する。把持位置は前部の係合溝
１６ｂである。

中子ストッカ３ｂの取り出し位置Ｂにある把持装置３７
ｂが開いて中子１３ｂの把持を解く。

アーム３５は収縮しついで型締め部１側に向きを変えて
可動側中子１３ｂと共に伸長し該中子１３ｂを中子装着
位置Ａとする。

本体部３４が右にＬ２だけ移動される。可動側中子１３
ｂのフランジ１５ｂは固定側母型１２ａのパーティング
面に当接し、その位置決め孔１９ｂに固定側母型１２ａ
リバーテイング面に固定された位置決めピン２５ａが嵌
入する。このピン２５ａは上記のように先端部がテーパ
ーに形成されているので、中子１３ｂの位置が多少ずれ
ていても、このピン２５ａとの嵌合でその位置が矯正さ
れる。

固定側母型１２ａにおける仮固定用エアアクチュエータ
２９ａおよび回動用エアアクチュエータ３２が正方向に
駆動されて左右の仮固定杆２４ａが可動側中子１３ｂを
固定側母型１２ａのバーテインク面に引き付は仮固定す
る。

ハンド３６が開いて中子１３ｂの把持を解き、アーム３
５は収縮してホームポジションＨに戻る。

可動プラテン５が中子交換位置から金型タッチ位置に前
進し、可動側中子１３ｂを可動側母型１２ｂの中子装着
孔２２ｂに嵌合する。

可動側の本固定エアアクチュエータ２６ｂが正方向に作
動されてロックピン２３ｂが中子１３ｂの本固定用係合
孔２０ｂに係合され、中子１３ｂが母型１２ａに固定さ
れる。同時に固定側母型１２ａにおける仮固定用エアア
クチュエータ２９ａおよび回動用エアアクチュエータ３
２ａが逆方向に駆動されて、可動側中子１３ｂと固定側
母型１２ａの仮固定が解除される。

これにより可動側中子１３ｂ（新）の取り付けが終了す
る。

以上により１、中子交換の全過程が終了する。

母型１２　（ａ、　　ｂ）に中子１３　（ａ、　　ｂ）
が装着されておらず、新たに中子１３　（ａ、　　ｂ）
を装着する場合は、上記において現在使用の中子１３（
ａ、　　ｂ）を取り去ってから以後の作動と同様である
。

以上の作動において、中子（ａ、　　ｂ）は脱着の際に
相手側の金型における母型のパーティング面に仮固定さ
れるから、母型から取り外す場合にはロボットのハンド
３６で把持しやすく、また、装着する際には仮固定の位
置までハンド３６で搬送すれば、中子は仮固定の作動に
よって正しい位置に正しい姿勢で配置される。

また、中子交換に際して可動プラテン５が移動される範
囲は金型タッチ位置と中子交換位置でその距離は一方の
中子１３ａまたは１３ｂの上記したＺ軸方向の長さより
少し大きい程度（Ｌ３）である。

以上はｌ実施例装置に基づく説明である。

本発明の実施に際して、中子１３　（ａ、　　ｂ）の仮
固定には出没駆動されるはねじ杆や磁力の断続が自在な
電磁石を利用することもできる。

本発明は、射出成形機に限らず、中子を備えた金型を使
用する成形機において使用することができる。

中子交換装置２におけるアーム３５の伸縮と回動、可動
プラテン５の移動および中子ストッカの移動はオーバラ
ップさせることもできる。

発明の効果中子交換装置としてのロボットによる中子の交換を比較
的簡単に、また、正確に行える。

中子交換に際して、可動プラテンが移動する距離が小さ
いので、中子交換サイクルが短縮される。

取り扱う中子が固定側と可動側に個別であるからロボッ
トのアームにそれ程の強度が要求されず、結局、上記と
共に安価な装置で中子交換を行なわせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は断面で示す要部の正面図（一部を省略している
）、第２図は全体的な機構を示す平面図、第３図は斜視
図、第４図は斜視図、第５図は要部の断面図、第６図は
一部を省略して示す要部の平面図、第７図は一部を省略
して示す要部の平面図である。１・・・型締め部、２・・・中子交換装置、３・・・中
子ストッカ、１２・・・母型、１３・・・中子、２４・
・・仮固定杆、Ａ・・・中子装着位置、Ｂ、　　Ｃ・・
・中子取り出し位置。特許出願人　ファナック株式会社オリンパス光学工業株式会社第　１　図第５呪ヘ手　　続　　補　　正　　書平成４年２月１０日

Claims

【特許請求の範囲】

可動側金型および固定側金型をそれぞれ母型と中子で構
成し、各母型のパーティング面に相手側金型の中子を仮
固定する先端が鉤状部に形成された仮固定杆を出没自在
に設けると共にパーティング面から相手方に突出した位
置決めピンを設け、それぞれの中子のパーティング面側
にフランジを形成してそのパーティング面側に仮固定杆
先端部の鉤状部が係合する係合孔と上記位置決めピンが
嵌合する位置決め孔が形成され、また各母型に上記仮固
定杆の出没とその突出した位置で鉤状部を回転させる手
段および装着された中子を本固定する手段を備えている
ことを特徴とした金型。