JPH07112461A - 対象物の取り出し機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形品のような対象物を、より早く安定して
取り出すことができ、設備寿命を延ばせる対象物の取り
出し機を提供すること。 【構成】 回転送り手段４５の回転により、円筒カム６
０ａのカム曲線ＣＣＶに従って回転運動と直線運動を行
うことで対象物を取り出すためのスイング型のアーム１
００を備える取り出し機であり、上記円筒カム６０ａ
は、上記回転運動の加減速度と、直線運動の加減速度が
共に最小となるカム曲線ＣＣＶを備える対象物の取り出
し機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対象物を移動体から移
動するロボットに関し、特にたとえば成形機の移動型の
ような金型から、成形品等の対象物を取り出すのに用い
て最適な、対象物の取り出し機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の射出成形機は、たとえば移動型と
固定型を備える。この移動型と固定型の間で成形された
成形品は、移動型が固定型から離れる時に、ロボットで
ある取り出し機により、移動型から取り出すようになっ
ている。

【０００３】具体的には、この種の取り出し機は、成形
品を着脱自在に保持するスイング式のアームを備えてい
る。このスイング式のアームは、ボールスクリューを回
転することにより、円筒カムの案内溝のカム曲線に従っ
て、回転運動と直進運動の両運動を行うことができる。
これにより、スイング式のアームは、回転方向に回転
（スイング）できるとともに直進方向に移動できるよう
になっている。

【０００４】このようなスイング式のアームは、移動型
を固定型から離して成形品を取り出す際に、円筒カムの
カム溝のカム曲線に従って案内されて、直進方向に移動
しつつ第１方向に回転して、これらの移動型と固定型の
間に進入して成形品を保持する。そして、スイング式の
アーム（以下スイングアームという）は、第１方向とは
逆の第２方向に回転してこの直進方向とは反対方向に直
進移動することにより、対象物を移動型と固定型から取
り出して遠ざけることができるようになっている。

【０００５】図１２は、従来の取り出し機における上述
した円筒カムの展開図を示している。この円筒カムは、
たとえば円筒面の半径Ｒが７０ｍｍであり、スイングア
ームのスイング角が９０度（π／２ラジアン）である場
合の円筒カムである（従来例ではスイング長がπ／２×
７０＝１０９．９６ｍｍである）。

【０００６】破線で示す従来のカム曲線ＳＬ１は、直線
部と曲線部がつながっているカム曲線である。すなわ
ち、このカム曲線ＳＬ１は、０点から直動方向（直線方
向あるいは直進方向、横軸に示す）で約２５ｍｍのＡ点
までの直線部ＳＴと、Ａ点からＢ点までの曲線部ＣＶ
と、そして回転方向（縦軸）一定（１０９．９６ｍｍ）
の直線部ＳＴ１と、がつながったものである。この曲線
部ＣＶは、半径γの円弧もしくは円周の一部でありたと
えば半径γは３０ｍｍである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の取り出し機のカム曲線ＳＬ１は、次のような
問題がある。スイング式のアームは、回転方向の角速度
と、直進方向の速度を持っている。ボールスクリューが
一定の角速度で回転している時に、スイングアームの回
転方向（縦軸）の角速度は、０点からＡ点まで一定であ
り、Ａ点から急減速し、Ｂ点で角速度が零となる。

【０００８】また、スイングアームの直線方向（横軸方
向）の速度は、０点からＡ点まで一定であり、Ａ点から
急加速してＢ点で直線方向の速度が一定になる（ω／２
π×Ｌ、ただしωはボールスクリューの角速度（ラジア
ン）であり、Ｌはボールスクリューのリードである。）

【０００９】したがって、回転方向の角速度と、直線方
向の速度はともに、Ａ点からＢ点の間で、急減速または
急加速するために、これらの減速度と加速度による慣性
力や、慣性トルクが、スイングアームに作用し、このス
イングアームに振動が生じるという問題がある。つま
り、スイングアームの質量をＭとし、ボールスクリュー
の軸周りの慣性モーメントをＩとすると、慣性力は数式
１となり、慣性トルクは数式２となる。

【００１０】

【数１】

【００１１】

【数２】

【００１２】そして、数式３の直線方向の加速度と数式
４の回転方向の角減速度が大きいために、数式１の慣性
力と数式２の慣性トルクは共に大きくなってしまう。

【００１３】

【数３】

【００１４】

【数４】

【００１５】したがって、このスイングアームの振動に
より、成形品の取り出し動作が不安定になり、取り出し
機もしくは取り出し装置としての設備寿命が短くなると
いう問題があった。

【００１６】そこで、本発明は上記問題を解決するため
に、成形品のような対象物を、より早く安定して取り出
すことができ、設備寿命を延ばせる対象物の取り出し機
を提供することを目的としている。

【００１７】

【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、回転送り手段の回転により、円筒カムのカム曲
線に従って回転運動と直線運動を行うことで対象物を取
り出すためのスイング型のアームを備える取り出し機に
おいて、上記円筒カムは、上記回転運動の加減速度と、
直線運動の加減速度が共に最小になるカム曲線を備える
対象物の取り出し機により、達成される。

【００１８】本発明にあっては、好ましくは前記回転送
り手段は、ボールスクリューである。また、本発明にあ
っては、好ましくは前記カム曲線は、前記円筒カムの内
面に形成された溝によりなる。さらに、前記対象物は、
好ましくは成形品である。

【００１９】

【作用】上記構成によれば、回転運動の加減速度と、直
線運動の加減速度が共に最小になるカム曲線に従ってス
イングアームを回転運動と直線運動することができ、ス
イングアームに慣性力や慣性トルクが発生しない。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本
発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々
の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明
において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、こ
れらの態様に限られるものではない。

【００２１】図１は、本発明の取り出し機の好ましい実
施例を示す図であり、図２は図１の取り出し機の側面図
である。図１と図２における取り出しロボットともいう
取り出し機９０は、この例では射出成形機１０において
成形される成形品Ｆを取り出すために用いられている。

【００２２】まず、射出成形機１０について説明する。
射出成形機１０は、可動盤１２と固定盤１４を有してい
る。可動盤１２は可動型２を備えていて、固定盤１４は
固定型４を備えている。この可動盤１２は、駆動手段１
３０により第１方向である矢印Ｚ方向に移動可能であ
る。

【００２３】一方、固定型４には、図示しない通路が形
成されていて、この通路を通して成形しようとする材料
を、可動型２と固定型４の間のキャビティ１６に注入す
ることができる。

【００２４】成形品Ｆとしては、たとえばディスク状の
成形品であり、たとえば光ディスク、特に光磁気ディス
クのような回転型情報記録媒体として用いられる。

【００２５】次に、取り出しロボット９０について説明
する。図１と図２において、取り出しロボット９０は、
対象物である成形品Ｆを着脱自在に保持する保持手段と
しての取り出しアーム１００と、この取り出しアーム１
００を移動することにより成形品Ｆを成形機１０の移動
型２から取り出すための移動手段９２と、可動盤１２の
位置を検出するための位置センサ６０と、そして制御装
置２０を備えている。

【００２６】まず、取り出しアーム１００について説明
する。図１と図２に示すように、この取り出しアーム１
００は、ナット５０と、基部１０１と、延長部分１０２
と、そして取り出しヘッド１０４を備えている。

【００２７】図２に示すように、この延長部分１０２
は、基部１０１に対して、所定角度傾いて形成されてい
る。延長部分１０２の先端部には、成形品Ｆを着脱可能
に保持する取り出しヘッド１０４を備えている。この取
り出しヘッド１０４は、たとえば真空吸着により成形品
Ｆを着脱自在に保持することができるようになってい
る。

【００２８】また、基部１０１は、ナット５０に直接固
定もしくは固着されている。このナット５０は、後で説
明するボールスクリュー４５に対してかみ合うようにな
っている。

【００２９】次に、移動手段９２について説明する。図
１と図２に示すように、移動手段９２は、上述したよう
に、移動型２から成形品Ｆを移動し、もしくは外して別
の所に移すためのものである。移動手段９２は、駆動部
１１０を備えている。この駆動部１１０を駆動すること
により、取り出しアーム１００を図１の第１方向Ｚに沿
って直線移動し、しかも図２の第２方向Ｅに沿ってスイ
ングもしくは回転もしくは揺動して移動することができ
るようになっている。

【００３０】移動手段９２は、図１に示すように、取り
出しアーム１００をＺ方向（第１方向）にそって、所定
のストロークＳ分移動するとともに、この移動手段９２
は、図２に示すように、取り出しアーム１００を回転方
向Ｅ（第２方向）に所定のスイング角αだけスイング、
もしくは回転あるいは揺動することができるようになっ
ている。このスイング角αは図示例では９０度（２／π
ラジアン）である。

【００３１】このようにして、移動手段９２は、取り出
しアーム１００を第１方向Ｚに直線移動し、かつ第２方
向Ｅに回転移動することにより、成形品Ｆを可動型２か
ら取り出すことができるようになっている。そこで、こ
の取り出しアーム１００を以下ではスイングアームとい
う。

【００３２】移動手段９２の駆動部１１０は、次のよう
な構成となっている。モータ４０の出力軸４１にはプー
リ４２が固定されていて、このプーリ４２ともう１つの
プーリ４３の間にベルト４４が設定されている。プーリ
４３には、ボールスクリュー４５が連結されていて、モ
ータ４０を駆動することにより、このボールスクリュー
４５を矢印Ｒ方向に回転することができる。ボールスク
リュー４５の回転方向は、言い換えればボールスクリュ
ー４５の左端からみて反時計方向である。

【００３３】このボールスクリュー４５の一端部側と他
端部側は、サポート部材４６，４７により支持されてい
る。図１に示すように、保持手段であるスイングアーム
１００のナット５０は、このボールスクリュー４５に直
接かみ合っている。このボールスクリュー４５は、スイ
ングアーム１００とナット５０を第１方向Ｚにそって直
線移動して案内する第１ガイド手段である。

【００３４】このボールスクリュー４５を、ボールスク
リュー４５の左端からみて反時計方向に回転すると、取
り出しアーム１００と一体となっているナット５０を、
図１において左側に第１方向Ｚにそって移動することが
できるようになっている。また、このボールスクリュー
４５をその反対方向に回転すると、取り出しアーム１０
０と一体となっているナット５０を、図１において右側
に第１方向Ｚにそって移動することができるようになっ
ている。

【００３５】ナット５０には、上述した取り出アーム１
００の基部１０１が固定されている。さらに、このナッ
ト５０には支持部材５２が固定されていて、この支持部
材５２にはカムフォロワー５４が設定されている。

【００３６】円筒カム６０ａは、ボールスクリュー４５
に平行に配置されている。円筒カム６０には、カム溝６
２が形成されている。カム溝６２には、カムフォロワー
５４が案内されるようになっている。このカム溝６２
は、図１に特に示すように、第１カム溝案内部７０と第
２カム溝案内部７２を有している。

【００３７】第１カム溝案内部７０は、図１に示すよう
に、左斜め下方向に向けて形成されている。また、第２
カム溝案内部７２は、図１に示すように、水平方向もし
くはボールスクリュー４５に平行な方向に形成されてい
る。これらの第１カム溝案内部７０と第２カム溝案内部
７２は、接続部７３を介して滑らかに接続されている。
この円筒カム６０とカムフォロワー５４は、スイングア
ーム１００とナット５０を第２方向Ｅにそって回転移動
して案内する第２ガイド手段を構成している。

【００３８】上記位置センサ６０は、たとえばリニアエ
ンコーダ等の直線型の位置を検出するセンサである。つ
まり、位置センサ６０は、固定型４を基準として可動型
２の位置を検出できるようになっている。

【００３９】制御装置２０は、可動盤１２の駆動手段１
３０とモータ４０に接続されていて、駆動手段１３０と
モータ４０を制御するようになっている。また、位置セ
ンサ６０は、制御装置２０に接続されていて、位置セン
サ６０により得られる可動型２の位置情報は、制御装置
２０に与えるようになっている。

【００４０】次に、上記円筒カム６０ａについて、さら
に詳しく説明する。図４と図５を参照して、円筒カム６
０ａの第１カム溝案内部７０と第２カム溝案内部７２お
よび接続部７３が画成しているカム曲線ＣＣＶについて
説明する。

【００４１】図６は、この円筒カム６０ａの展開図であ
り、カム曲線ＣＣＶを示しているとともに、比較のため
に従来のカム曲線ＳＬ１も合わせて示している。図６の
展開図の横軸は、スイングアーム１００の直動方向（直
進方向、図１の矢印Ｚ方向）であり、縦軸は、スイング
アーム１００の回転方向である。

【００４２】このカム曲線ＣＣＶの特徴は、カム曲線の
始点０点から曲線部分の終点Ｃ点までの間で、回転方向
の角減速度（後出の数式４を参照）および直進方向の加
速度（後出の数式３を参照）が、ともに最小の値をとる
ことである。つまり、カム曲線ＣＣＶは、スイングアー
ム１００の運動において、回転運動が一定減速度運動で
あり、直進運動が一定加速度運動を行うようなカム曲線
になっている。

【００４３】このカム曲線ＣＣＶの例では、回転方向の
初角速度は数式５となり、直進方向の初速度は数式６と
なる。

【００４４】

【数５】

【００４５】

【数６】

【００４６】スイングアーム１００の回転角度が９０度
（π／２ラジアン）となるすべてのカム曲線のうちの、
図６のカム曲線ＣＣＶは数式３の加速度と数式４の角減
速度が最小となる曲線である。

【００４７】数式３の加速度と数式４の角減速度が最小
となるために、慣性力や慣性トルクをともに最小にする
ことができ、スイングアーム１００を高速直線運動と高
速回転運動しても、慣性力や慣性トルクによるスイング
アーム１００の振動の発生を最小にすることができる。
したがって、スイングアーム１００による安定した成形
品Ｆの取り出し動作が行える。

【００４８】しかも、図６において、従来のカム曲線Ｓ
Ｌ１と本発明の実施例のカム曲線ＣＣＶを比較すると、
次のような本発明の実施例のカム曲線ＣＣＶを用いるこ
とにうより、次のようなメリットがある。

【００４９】すなわち、本発明の実施例のカム曲線ＣＣ
Ｖでは、従来のカム曲線ＳＬ１に比べて約１０ｍｍ程度
（５２．９１ｍｍ−４２．４９ｍｍ）分早く、スイング
アーム１００は、回転動作を終えてＢ点よりも左側のＣ
点において直線動作に早く移行することができる。した
がって、スイングアーム１００は、従来に比べてさらに
早く成形品Ｆの取り出し動作を行えるという特徴があ
る。

【００５０】このように、本発明の実施例の図６に示す
カム曲線ＣＣＶを用いることにより、従来のカム曲線Ｓ
Ｌ１に比べて、スイングアーム１００の振動を最小にし
つつさらに早く成形品を取り出すことができる。

【００５１】次に、この本発明の実施例の円筒カム６０
ａの典型的はカム曲線ＣＣＶの導出について説明する。
なお、この導出に用いられる記号の定義と条件は、図７
の一覧表で示している。そして、図４と図５において
は、記号θ、Ｘ、Ｌ、φ、Ｒ、Ｃ２を示している。

【００５２】図４に示すように、記号θは、ボールスク
リュー４５のナット５０の原点からの回転角（ラジアン
単位）であり、記号Ｘは、ボールスクリュー４５のナッ
ト５０の原点ＯＲからの直線移動距離（直線移動量）で
ある。また、記号Ｌは、ボールスクリュー４５のリード
であり、記号φはボールスクリュー４５の回転角（ラジ
アン単位）である。

【００５３】さらに、記号Ｒは円筒カム６０ａの半径で
あり、Ｃ１とＣ２は定数である。記号ωは、ボールスク
リュー４５の角速度（φ＝ωｔ）であり、記号ｔは時刻
である。

【００５４】また、図７に示すように、図４のボールス
クリュー４の回転角φが一定速度で回転する時に、ナッ
ト５０の回転角θは、一定角減速度で回転し、直線部分
で速度が零となり、図４の直線移動距離Ｘは、一定加速
度で移動し、直線部分から一定速度となる。

【００５５】次に、このような記号の定義と条件によ
り、円筒カム６０ａのカム曲線ＣＣＶの導出をする。記
号θ、Ｘ、φの間には、図７に示す定義より数式７が成
り立つ。

【００５６】

【数７】 φは一定速度で回転することにすれば、数式８となる。

【００５７】

【数８】 したがって、数式９を得る。

【００５８】

【数９】 以下に回転角θ＝θ（ｔ）を求める。ｔ＝０の時の回転
方向の初角速度を数式１０とおく。

【００５９】

【数１０】 θ（ｔ）は、一定減速度運動として、θ（ｔ＝Ｔ）＝０
とすると、数式１１を得る。

【００６０】

【数１１】 積分してθ（ｔ＝０）＝０を使うと、数式１２を得る。

【００６１】

【数１２】 したがって、数式１３とおくと、数式１４が得られる。

【００６２】

【数１３】

【００６３】

【数１４】 したがって、数式１２の回転角θ（ｔ）は数式１５とな
る。

【００６４】

【数１５】 φ＝ωｔを使って回転角θ（ｔ）をボールスリュー４５
の回転角φで表すと、数式１６が得られる。

【００６５】

【数１６】 数式１６を数式７に代入して直線移動距離Ｘ（ｔ）を求
めると、数式１７になる。

【００６６】

【数１７】 数式１６が求める回転角θ（ｔ）（図５を参照）であ
り、数式１７が求める直線移動距離Ｘ（ｔ）（図４を参
照）である。ただし、φ＝ωｔを媒介変数として表現し
た式である。φ＝ωｔを考慮して、回転方向の角速度を
数式１８に示し、回転方向の角減速度を数式１９に示
す。また、φ＝ωｔを考慮して、直進方向の速度を数式
２０に示し、直進方向の加速度を数式２１に示す。

【００６７】

【数１８】

【００６８】

【数１９】

【００６９】

【数２０】

【００７０】

【数２１】

【００７１】数式１９の回転方向の角減速度と、数式２
１の直進方向の加速度は、ともに一定値となり、これら
の最小値である。ｔ＝０の時と、ｔ＝Ｔ＝（２／π）×
（Ｃ２／Ｃ１）の時には、回転方向の初角速度は、数式
２２となり、直進方向の初速度は数式２３になる。そし
て、数式２４の回転方向の初角速度と数式２５の直進方
向の初速度が得られる。

【００７２】

【数２２】

【００７３】

【数２３】

【００７４】

【数２４】

【００７５】

【数２５】 数式２４と数式２５は、ボールスクリューによる直線運
動のみの時の速度Ｌ／２π×ωに滑らかに接続すること
を示している。なお、数式１８の回転方向の角速度は、
図８に示されている。また、数式１９の回転方向の角速
度は、図９に示されている。さらに、数式２０の直線方
向の速度は、図１０に示されている。そして、数式２１
の直線方向の減速度は、図１１に示されている。

【００７６】ここで、定数Ｃ１，Ｃ２の一例を示す。定
数Ｃ２は数式２６であるとすると、定数Ｃ１は、回転方
向の角度θ（ｔ）の初速を表す定数であるが、一例とし
て、ボールスクリュー４５のナット５０がπ／２回転す
るためには、ボールスクリュー４５が２回転プラスπ／
２回転するとすれば、数式２７で表せる。

【００７７】

【数２６】

【００７８】

【数２７】

【００７９】従って、回転方向の角度θ（ｔ）は数式２
８となり、直進方向の移動距離Ｘ（ｔ）は数式２９とな
る。

【００８０】

【数２８】

【００８１】

【数２９】

【００８２】動作 次に、上述した実施例における動作例を、図３のフロー
チャートに示すステップＳＴ１ないしステップＳＴ１２
に基づいて説明する。まず、ステップＳＴ１おいては、
図１の可動盤１２と固定盤１４が閉まっている。この時
に、樹脂がキャビティに注入されて、成形品Ｆが成形さ
れる。

【００８３】また、可動盤１２と固定盤１４が閉まって
いる時には、スイングアーム１００は、図１と図２に示
すように、２点鎖線で示す初期位置であるポジションＡ
に位置している。この初期状態では、図１のカムフォロ
ワー５４は、カム溝６２の第１カム溝案内部７０に位置
している。すなわち、カムフォロワー５４は、図４の原
点（回転方向の角度θ（ｔ）と直線方向の移動距離Ｘ
（ｔ）の原点）に位置している。

【００８４】制御装置２０の指令により、駆動手段１３
０が駆動されると、可動盤１２が固定盤１４から離れ始
める（ステップＳＴ２）。このように可動盤１２が固定
盤１４から離れ始めると、位置センサ６０がエンコーダ
値をパルス出力する。したがって、制御装置２０は、位
置センサ６０から可動盤１２の位置情報であるエンコー
ダ値を得る。

【００８５】一方、制御装置２０の指令により、駆動手
段１３０が駆動されるのと同時に、もしくは異なる時
に、モータ４０が駆動される。このモータ４０の回転力
は、２つのプーリ４２，４３とベルト４４を介して、ボ
ールスクリュー４５に伝達されて、ボールスクリュー４
５が図１の矢印Ｒ方向に回転する。そして、制御装置２
０は、位置センサ６０により検出された可動型２の位置
情報から、スイングアーム１００を移動したい目標位置
である目標値を算出する（ステップＳＴ３）。

【００８６】この目標値に基づいて、制御装置２０は、
モータ４０にサーボ制御信号を与えて、目標値に対応す
る回転角だけモータ４０をサーボ制御駆動する（ステッ
プＳＴ４）。このモータ４０のサーボ制御駆動により、
ボールスクリュー４５が図１のＲ方向に回転する。した
がって、スイングアーム１００とナット５２は、図１の
第１方向である左方向（矢印Ｚ方向）にそって移動して
ポジションＡの状態からポジションＢの方向に直線運動
して進むとともに、スイングアーム１００とナット５２
は、図２において第２方向Ｅである時計方向にそって、
ポジションＡの状態からポジションＢの方向に回転運動
する。

【００８７】この際に、カムフォロワー５４は、図１の
第１カム溝案内部７０から接続部７３を経て第２カム溝
案内部７２に移動する。つまり、図１においては、カム
フォロワー５４は右上から左下方向へ移動する。カムフ
ォロワー５４は、接続部７３を経て第２カム溝案内部７
２に入ったのちは、スイングアーム１００とナット５０
は、スイング運動もしくは回転運動はせず、図１の第１
方向である左方向（矢印Ｚ方向）に直線運動するのみで
あり、スイングアーム１００とナット５０は、図１のポ
ジションＣに直線移動する。つまり、スイングアーム１
００は、回転方向の加減速度と直線方向の加減速度が共
に最小となるように、図６のカム曲線ＣＣＶに従って運
動する。

【００８８】このあと、取り出しヘッド１０４は、図１
に示すように可動型２へ接近し、スイングヘッド１０４
が成形品Ｆに接触すると（ステップＳＴ５）、図示しな
いエジェクトピンが動作して成形品Ｆを可動型２から排
出する（ステップＳＴ６）。そうでなく、スイングヘッ
ド１０４が成形品Ｆが到着していない場合には、ステッ
プＳＴ３に戻る。この排出された成形品Ｆは、スイング
ヘッド１０４側に吸着して保持される（ステップＳＴ
７）。

【００８９】成形品Ｆがスイングヘッド１０４側に吸着
して保持されたことが確認されると、制御装置２０は、
駆動手段１３０に信号を与えて、可動盤１２を固定盤１
４側に移動して成形機１０を閉じ始める（ステップＳＴ
８）。可動盤１２が固定盤１４側に移動して成形機１０
が閉じ始めると、位置センサ６０からエンコーダ値であ
る可動盤１２の位置情報が制御装置２０に与えられる。

【００９０】制御装置２０は、この位置情報から、スイ
ングアーム１０４とナット５０を移動したい目標位置に
対応する目標値を算出する（ステップＳＴ９）。そし
て、制御装置２０は、駆動手段１３０にサーボ位置制御
信号を与えて、モータ４０をサーボ位置制御（ステップ
ＳＴ１０）する。

【００９１】このサーボ位置制御信号によりモータ４０
が逆回転されると、スイングアーム１００とナット５０
は、上述したのとは逆の順序をたどる。すなわち、図１
のカムフォロワー５４は、第２カム溝案内部７２から接
続部７３を経て第１カム溝案内部７０に移動する。つま
り、図１においては、カムフォロワー５４は左下から右
上方向へ移動する。

【００９２】カムフォロワー５４が第２カム溝案内部７
２により案内されている間は、取り出しアーム１００
は、図１の右方向にのみ直線運動して移動し、スイング
運動もしくは回転運動はしない。

【００９３】カムフォロワー５４が第２カム溝案内部７
２に案内されると、スイングアーム１００は、さらに図
１の右方向に移動するとともに、図１と図２のポジショ
ンＢからポジションＡの方向に回転動作を行う。これに
より、スイングアーム１００の取り出しヘッド１０４
は、成形品Ｆを保持したままで、可動型２と固定型４の
間から出て、取り出しアーム１００がポジションＡに到
着する。つまり、スイングアーム１００は、回転方向の
加減速度と直線方向の加減速度が共に最小となるよう
に、図６のカム曲線ＣＣＶに従って運動する。

【００９４】成形機１０の可動盤１２が閉じたら（ステ
ップＳＴ１１）、成形品Ｆを取り出しアーム１００から
排出して（ステップＳＴ１２）、一連の取り出し動作が
終了する。

【００９５】なお、本発明の実施例では、いわゆるスイ
ングアーム１００を直接ボールスクリューもしくはボー
ルネジ４５に螺合するナット５０に固着している。この
ために、カムフォロワー５４がカム溝案内部７０に対し
て加える力の方向（以下圧力角という）は、従来のよう
に第１の方向Ｚばかりでなく、ボールスクリュー５０の
回動方向Ｒに係わる力の合力になっているので、この回
動方向Ｒに係わる力の成分がカムフォロワー５４の進行
方向と一致している限り、第１方向Ｚの移動が微小量で
あっても、取り出しアーム１００のスイングを大きく振
るようにすることができる。

【００９６】したがって、回動方向Ｒに係わる力の成分
をカムフォロワー５４の進行方向と一致させるために
は、スイングアーム１００が、矢印Ｒ方向の回動動作
と、矢印Ｚ方向の直線動作を重複する部分に注目して、
取り出しアーム１００の回転方向Ｒを、ボールスクリュ
ーもしくはボールネジ５０の螺旋溝の螺旋回転進行（以
下、旋回という）の方向に合わせればよい。

【００９７】具体的には、直線進行方向Ｚに対してスイ
ングアーム１００を右回動させる場合には、ボールスク
リューもしくはボールネジ４５の螺状溝を右旋回方向に
形成し、直線進行方向Ｚに対してアーム１００を左回動
させる場合には、ボールスクリューもしくはボールネジ
４５の螺状溝を左旋回方向にすればよい。

【００９８】成形機が型開き動作を開始した後に、スイ
ングヘッドは、早期に可動型と固定型の間に入り込み、
その後可動型の直線運動に追従する動作をすることがで
きる。そして、型開き動作中でも、成形品の取り出し動
作ができ、射出成形のサイクルの中の取り出し時間を短
くすることができ、生産能力が増大する。１本のボール
スクリューで回転運動と直進運動の動力を得ることがで
きるために、構造がシンプルで信頼性が高い。

【００９９】従来の方式では、円筒カムとカムフォロワ
ーにおける圧力角の問題があるために、型開きの早期に
スイングヘッドを型内に入り込ませるようなカムとする
ことが難しい。これに対して、本発明の実施例では、非
常に早期にスイングヘッドを型内に入り込ませることが
できる。

【０１００】上述したように、円筒カムとカムフォロワ
ーにおける圧力角が小さくて圧力角の制約がなく、第１
方向の移動が微小量であっても、取り出しアームのスイ
ングを大きく振るようにすることができるので、取り出
しアームのスイングをする直動区間を短くとることがで
きるからである。

【０１０１】以上説明したように、本発明の実施例のス
イング型の取り出し機もしくは取り出し装置では、ボー
ルスクリューとナットおよび円筒カムを主要構成部品と
して、ボールスクリューの回転から回転運動と直進運動
の両運動を得ることにより、高速に取り出し動作を行う
ことができる。そして、この取り出し機では、回転方向
の加減速度と直進方向の加減速度が共に最小になるよう
に円筒カムを用いている。

【０１０２】つまり、回転運動と直線運動を同時に行う
スイング型の取り出し機のスイングアームの運動では、
円筒カムのカム曲線に従って、回転運動は一定角減速度
運動であり、直進運動は一定加速度運動を行うようにな
っている。

【０１０３】これにより、慣性力と慣性トルクを共に最
小にできるために、スイングアームが高速動作をして
も、スイングアームの振動が発生せず、安定した成形品
の取り出し動作が可能である。また、本発明の実施例の
カム曲線を用いると、従来のカム曲線と比較して、約１
０ｍｍ程度早く直線動作に移行しているために、早く成
形品の取り出し動作を行える。

【０１０４】ところで、本発明は上記実施例に限定され
ない。たとえば、本発明は、対象物としては、成形品に
限らず、他の分野の物を取り出すのに適用することがで
きる。回転送り手段は、ボールスクリューもしくはボー
ルネジに限らず、他のものを適用することができる。

【０１０５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、成
形品のような対象物を、より早く安定して取り出すこと
ができ、設備寿命を延ばせる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロボットの好適な実施例と成形機を示
す図。

【図２】図１の成形機とロボットの側面図。

【図３】図１と図２の実施例における動作例を示すフロ
ー図。

【図４】本発明の実施例における円筒カムやボールスク
リュー等を示す図。

【図５】図４の円筒カムやボールスクリュー等の側面
図。

【図６】本発明の実施例における好ましいカム曲線と従
来のカム曲線を比較して示す図。

【図７】本発明の実施例における各記号と定義を示す
図。

【図８】カム曲線を導出する際の回転方向の角速度を示
す図。

【図９】カム曲線を導出する際の回転方向の減速度を示
す図。

【図１０】カム曲線を導出する際の直線方向の速度を示
す図。

【図１１】カム曲線を導出する際の直線方向の加速度を
示す図。

【図１２】従来のカム曲線を示す図。

【符号の説明】

２ 可動型 ４ 固定型 ２０ 制御装置 ４０ モータ ４５ ボールスクリュー（第１のガイド手段） ５４ カムフォロワー（第２のガイド手段） ６０ 位置センサ ６０ａ 円筒カム（第２のガイド手段） ６２ ガイド溝 ９０ 取り出しロボット ９２ 移動手段 １００ 取り出しアーム １０４ 取り出しヘッド １３０ 駆動手段 Ｆ 成形品（対象物） Ａ，Ｂ ポジション ＣＣＶ カム曲線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転送り手段の回転により、円筒カムの
   カム曲線に従って回転運動と直線運動を行うことで対象
   物を取り出すためのスイング型のアームを備える取り出
   し機において、 上記円筒カムは、上記回転運動の加減速度と、直線運動
   の加減速度が共に最小になるカム曲線を備えることを特
   徴とする対象物の取り出し機。
2. 【請求項２】 前記回転送り手段は、ボールスクリュー
   である請求項１に記載の対象物の取り出し機。
3. 【請求項３】 前記カム曲線は、前記円筒カムの内面に
   形成された溝によりなる請求項１に記載の対象物の取り
   出し機。
4. 【請求項４】 前記対象物は、成形品である請求項１に
   記載の対象物の取り出し機。