JPS6043294B2 - 樹脂成型における金型開閉作動制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は樹脂成型における金型開閉作動制御方式に関
する。

この種の制御方式は、金型から成型品が完全に排出さ
れ、金型に残留樹脂がないことを確認して新たに次の樹
脂成型を行うように制御し、残留樹脂がある場合は工程
を停止せしめるように制御するのに用いられる。

かかる制御方式としては、リミットスイッチを使用し
た製品との接触式による残留樹脂確認装置を用いたもの
がある。

ところがこの方式だと製品に直接接触するものであるの
で、製品形状によつては適正に検知できないことがあり
、また連続使用すると装置破損を起こし易いという問題
がある。 このため、無接触の確認装置としてはかりを
用いる重量式のものや、静電式のものを使用した方式も
あるが、重量式確認装置は応答速度が遅く、かつ振動や
風など外からの影響を受け易いという問題がある。

静電式確認装置は、帯電性が無いかもしくは弱い樹脂は
検出できず、かつ形状が小さい製品も検出不可能である
という問題がある。静電式のものには、指向性がないた
め、外乱の影響を受け易いということもある。 そこで
本発明の目的は、製品には接触しない無接触方式であつ
て、安定性・確実性がありかつ半永久的に用いることが
でき、しかも全樹脂に適用可能で、形状の小さい物体も
検出でき、かつ指向性があつて外乱の影響を受けにくい
制御方式を提供することにある。

合わせて、複数個取りにおいて静電式以上に確実のある
装置として開発することをも目的とするものである。
上記目的を達成すべく、本発明においては、すべての物
質がその表面から赤外線（つまり幅射エネルギ）を放出
していることに着目し、かかる赤外線を検出することに
より残留樹脂の有無を確認する方式をとる。

即ち、絶対ｏ度（Ｏ’に■−２７３℃）以上の温度の物
質はすべてその表面から赤外線を放出し、その赤外線は
光と同じ速さて直線方向に進むものであるが、この赤外
線つまり幅射エネルギの放出量は温度が高くなると多く
なると同時に、同温度でも物質によつて異なるものなの
で、かかる物質問の赤外線の相違を利用して確認を行う
のである。物質によつて異なるこの放出比率を幅射率と
いい、これは理想的な発熱体である黒体を１．０とし、
これに対して同温度でいかなる比率のエネルギを放出す
るかにより定めるものである。かかる幅射率は例えばプ
ラスチックでは約Ｏ、９５Ｎ鉄では約０．６０である。
従つて合成樹脂と金属とでは顕著に異なるので、これを
利用することができるのである。よつてこの原理を成形
品の確認に用いる時は、計測部分をスポットとしてとら
え、その部分の幅射率の差を検知すれば、該スポット内
に樹脂が残留しているか否かを検出できることになる。

上記の如く、同温度では金型に対して樹脂は約１．５倍
の温度として検出されるからである。かかる確認のため
には、スポットを公知の赤外温度で測定すればよいので
あるが、赤外温度計はその温度を絶対的に表示しなけれ
ばならないものであるのに対し、本発明ては金型と樹脂
との差をとらえればよいので相対的な温度差の検出でよ
く、装置を簡単にすることができるものである。

以下、本発明の実施の一例について図面を参照しつつ説
明する。本方式は、第１図に示すように金型１内に合成
樹脂から成る製品２が残留しているか否かを、センサー
３でスポット的に検知する装置として具体化することが
できる。

このスポットは符号Ｓで示す。センサー３としては、ジ
ャパン●センサー・コーポレイシヨンのサーモ・スポッ
ト◆センサー′ＶＳＳなどを用いることができる。かか
るセンサー３はレンズによりスポットＳの大きさを任意
に変えることがてき、かつ被検出体である金型１の位置
から任意の距離に配設できるので便利である。勿論、か
かる距離によりスポットＳの大きさを変えることも可能
である。また、かかるセンサー３としては、絶対的な温
度表示は要さず、相対的温度差を検出できるものであれ
ばよい。この点、精密な温度表示を要するものに比して
コスト的にも格段に有利である。センサー３に検出され
たエネルギーは、第２図の装置４の入力部４１に入力信
号として入る。

この装置４はセンサー３からの信号に基いて制御指令を
発するもので、そのブロック図は第３図に示す。この装
置４は入力信号であるセンサー３の温度検出から金型の
温度分をカットして、樹脂によるエネルギー分のみを取
出し、このエネルギー分を比較することによつて各種制
御信号を出すものである。今第３図のブロック図を参照
して説明すると、センサー３て検出された検出温度は、
温度信号ｔとして入力端子に入るが、これはまず増巾器
５に入力する。

この信号ｔは増巾器５の増巾部ＧＡＩＮによつて増巾さ
れるとともに、カット預化ＥＶＥＬにより金型１のａ温
度以下の入力をカットして、樹脂によるエネルギー分の
みを出力として取り出す。なお増巾器５への入力はモニ
タ６により視認できるが、これは未だレベルカットされ
ていないが入力による作動とレベルカット位置を視認で
きるようになつている。このモニタ６のメータは第２図
にも符号６で示す。このようにカット刊化ＥＶＥＬによ
りレベルカットされた出力は、金型１のみの検出温度が
入力ｔとして入つている場合は全部がカットされること
になるので出力はない。

この時はコンパレータ７によりロウ・レベルの信号ｔ″
が出力される。金型１に樹脂が残留する時はその分の兎
ネルギーが出力信号としてコンパレータ７に入り、この
コンパレータ７によつてハイ●レベルの信号ｔ″となる
。これらの信号ｔ゛はフリップフロップ回路ＦＦ−１を
介してリレーＲＹ−１に入る。又信号ｔ″は検出表示ラ
ンプ４２にも入力して検出を明示する。リレーＲＹ−１
は型閉指令を出すものであるが、出力が出ている間、つ
まり樹脂がある間はリレーＲＹ−１が働かず、型閉指令
は出ないように設定しておく。空打ちを防止すべく、出
力が無い状態から有る状態に変化し、更に出力無しの状
態へと変化した時にのみこのリレーＲＹ−１が作動して
型閉指令が出るようにしておく。金型１に樹脂が充填さ
れて成型や完了すると、金型が開いて製品が取出され、
次の型成形工程に入るわけであるが、かかる型開きがな
されると成形機からは型開き完了信号ｆが発せられ、装
置４゛に入力される。

この信号ｆは、製品が排出されない内に型閉じ指令が出
てしまうことを防ぐための２つのタイマＴＭ−１及びＴ
Ｍ−２を作動させる役割りを果たす。即ち、型開きが完
了して製品が正常に排出されると、次の工程に移るため
リレーＲＹ−１が型閉じ信号を出してかまわないのであ
るが、製品力車卜出されない場合でも時間の経過により
温度が下がり、結局無出力→出力有り→出力無しという
変化として検知され、リレーＲＹ−１が作動して型閉指
令が出てしまうことがあり得るｌので、これを防ぐので
ある。また、タイマＴＭ一１，ＴＭ−２は以下詳述する
ように各々異常時に取出し機（ロボット）の作動指令を
発し、またインターロックを指令すべく作動を行うもの
である。即ち、型開き完了信号ｆは第３図に示すように
タイマＴＭ−１とタイマＴＭ−２とに入力する。

タイマＴＭ−１の時間はタイマーＴＭ−２の時間より短
く設定しておくので、まずタイマＴＭ−１のセット時間
が経過するが、この時間になつても製品が排出されない
で型開き完了信号ｆが入力し続けている時は、このタイ
マＴＭ−１、フリップフロップ回路ＦＦ−２等を介して
型開き完了信号ｆがリレーＲＹ−２に入力されてこのリ
レーＲＹ一２が作動する。この時には取出し指令を発し
てロボットの作動指令を出すようにしておくのである。
かかるロボットの作動指令にも拘らず製品が排出されて
いない時は、タイマＴＭ−２のセット時間経過後にイン
ターロックが働き、型閉じ信号を出さないようにする。
つまり、タイマＴＭ−２の時間が経過しても・なおかつ
製品が残るなどして型開き完了信号ｆがある時は、これ
がフリップフロップ回路ＦＦ−４を介してインターロッ
ク指令をなすべく構成するのである。製品の排出が適正
になされた時は、装置４からは型閉じ指令ｃを発して成
形機により金型１を閉じさせて成型を行わせるのである
が、この信号ｃは成形機自動型開閉回路へシリーズに入
れる。

この信号はリレーＲＹ−１によりなされるものであるこ
とは前記したとおりである。成形機が型閉じを完了する
と、成形機から型閉じ完了信号ｅが発せられ、これが装
置４に入力すると、すべての制御はリセットされ、新た
に次の動作に備えるようにされる。

また、異常時にのみ取出し機を用いる場合は、通常は製
品を自動落下させる形式をとつている時に落下しない場
合などにその取出し機を作動させるように構成したい場
合に限り、取出し機作動回路にシリーズに入れて作動さ
せるようにできる。

このような場合の作動は第８図及び第９図を用いて後述
する。装置４の構成は上記したとおりであるので、次に
、この装置の作用について、第４図以下を参照し、正常
時及び異常時にわけて説明する。

まず第４図に示すのは、取出し機を使用しない場合であ
つて、成形が正常に行われている時の作動を示す動作チ
ャート図である。

図のａは温度信号ｔ″の温度入力、ｂは型開き完了信号
Ｆ．ｃはタイマＴＭ−１、ｄはタイマＴＭ−２、ｅはリ
レーＲＹ−１による型閉じ指令信号Ｃ．．ｆは型閉じ完
了信号ｅの動作を各々示すものである。先きの工程が正
常に終了して、新たな工程に入り金型１が閉じ型閉じ完
了信号ｅが入力し終つた後暫くすると、金型１内には樹
脂が充填されて温度入力ｔ″が装置４に入る。

これは図のＴ１の時点である。前記したとおり、温度入
力ｔは金型１の分そカットされるが、信号として機能す
るのは樹脂のエネルギによる入力分の有型によりコンパ
レータ７が発する信号ｔ″である。成型が終了して金型
１が開くと、成形機から型開き完了信号ｆが入力される
。図のＴ２の時点である。この信号ｆは同時にタイマＴ
Ｍ−１，ＴＭ−２に入力するので、同時点Ｔ２で各タイ
マＴＭ−１，ＴＭ−２が作動し始め、設定時間の間作動
し続ける。金型１から成型された製品が正常に排出され
ると、スポットＳからは樹脂がなくなりセンサー３はも
はや樹脂分のエネルギーを感知しなくなつて、温度入か
″はロウ・レベルとなる。図のＴ３の時点である。この
時点Ｔ３においては、温度入力ｔ″がない状態→ある状
態一ない状態と変化したのであるから、リレーＲＹ−１
が作動して型閉じ結合が発せられる。これにより金型１
が閉じられると、その時点Ｔ４で型閉じ完了信号ｆが成
形機から発され、再び上記したサイクルがくり返される
のである。図中Ｆをもつて１サイクルを示す。タイマＴ
Ｍ−１，ＴＭ−２はその各設定時間が経過すると作動停
止するが、正常時には特に機能しない。第５図に示すの
は製品の取出しのため常に取出し機を用いる場合の正常
動作時の動作チャート図である。

図の内ｂ″は取出し機の動作ｂ″を示す図であつて、型
開き完了信号ｆの入力開始と同時点Ｔ２で取出し機が作
動しはじめる。この取出し機がスポットＳに入つた時点
、つまり時点Ｔ５に僅かに遅れた時点Ｔ２″で、センサ
ー３はこれに遮られて検出をカットされるので、信号ｔ
″は入力しなくなる。しかし取出し機は型開き完了信号
ｆの入力の間作動するので、かかる取出し機が完全に作
動し終がないと信号ｆも入力しつづけるわけであ″り、
従つてこの信号ｆの入力が止んだ時点Ｔ３でリレーＲＹ
−１は信号なし→信号あり→信号なしの変化を読み取つ
て、型閉じ指令を出すことになるのである。その他の作
動については第４図の場合と同様である。次に、成形の
作動に異常がある場合、つまり金型１から製品の排出が
なされなかつた場合又は金型１に樹脂が入らずに空打ち
された場合について説明する。

第６図は、取出機を使用しない時における、かかる異常
な場合の動作チャート図である。

第６図Ａ，ａ″はともに温度入力を示すが、ａは金型１
に樹脂が入らず空打ちの場合を示す。

従つてセンサー３は樹脂温度は感知せず、チャート図も
ゼロレベル（ロウレベル）でフラットのままである。ａ
″は製品が排出されなかつた場合であつて、この時は樹
脂が入つた時点Ｔ１以降温度入力が引続いて入力する。

Ａ，ａ″いずれの場合も、金型１が開いて型開き完了信
号ｆがＴ２時点で入力しても型開き完了信号ｆは入力し
続ける。

ａの場合はもともと排出すべき製品がないのであるから
それを取出し得ず、一方ａ″の場合は何らかの異常によ
り取出しがなされないものであるからである。この時、
型開き完了信号ｆの入力開始時点Ｔ２と同時点で、２つ
のタイマＴＭ−１，ＴＭ−２が作動しはじめる。取出し
機を使用している時はタイマＴＭ−１，ＴＭ−２が作動
しはじめる。取出し機を使用している時はタイマＴＭ−
１の作動完了時に前記した如くリレーＲＹ−２により取
出し指令が出、ロボット（取出し機）に作動を指令する
のであるが、この第６図の場合はかかる取出し機を用い
ていないので、タイマＴＭ−１のセット時間が完了して
も製品は取出されず、型開き完了信号ｆは停止しない。
（取出し機をタイマＴＭ一２の時間終了とともに作動さ
せる例は第８図を用いて後述する）。従つて、タイマＴ
Ｍ−２のセット時間が完了したＴ５時点で、型開き信号
ｆはこのタイマＴＭ−２とフリップフロップＦＦ−３，
ＦＦ−４等を介してリレーＲＹ−２を作動させてインタ
ーロック指令をなす。かかるインターロックにより、装
置は停止するわけである。インターロックの動作′は図
のｄ″示す。インターロックされると、それはランプ４
５により表示される。この間、リレーＲＹ−１を作動さ
せる信号は検知されないので、型閉じ指令は出ない。次
に、第７図を参照して、製品の取出しに常に取出し機を
用いている例における異常時について説明する。

図のＡ，ａ″の各々空打ちの場合と、成型された製品が
排出されない場合の温度信号の入力を示すものであり、
これは第６図におけると同様である。

但し、第７図のａ″においては、型開き完了信号ｆ″の
入力開始時点Ｔで取出し機が働き始め、この時センサー
３が検知するスポットＳ内に一時的に取出し機のアーム
が入るため、スポットＳの温度が下がり、図のａ″の間
は温度入力はゼロとなる。この時、温度入力が一時的に
無→有→無の状態となるので、空打ちでない場合はリレ
ーＲＹ−１が作動して型閉じ指令が出ることになるが、
これを避けるため、取出し機が戻つた時点以降て型閉じ
指令は回路につながるように構成しておく。（これは第
５図の場合と同じである）。図の場合、時点Ｔ２″以降
、取出し機が働くが、何らかの異常により取出し機によ
つても製品が取出せなかつた時は、型閉じ完了信号ｆが
入力しつづけ、結局第６図の時と同様にタイマＴＭ−２
の“セット時間完了後、インターロックされることにな
る。

第７図が常に取出し機により製品の排出をなす場合であ
るのに対し、第８図に示すのは、自動落下するように構
成したものなど、通常時は特に取出し機は用いないが、
自動落下により製品の排出がなせなかつたような時にの
み取出し機を作動させる場合を示す。

正常時には型開き完了信号ｆの入力開始と同時に、製品
は型から落下するなどして時点Ｔ５において温度入力は
ロウ・レベルになる筈である（第４図参照）が、かかる
排出が正常にされないと、型開き完了信号ｆは入力し続
け、これによりタイマＴＭ−１のセット時間終了時Ｔ６
にリレーＲＹ−２が作動して取出し機（ロボット）の作
動指令が発せられる。

取出し機が作動すると、既述したとおり温度入力は一時
点にロウ・レベルになるが、この時は前記と同様の構成
によりリレーＲＹ−１は作動しないようにしておき、取
出し機が製品を排出してはじめてリレーＲＹ−１により
型閉じ指令を発さしめるようにしておく。よつて取出し
機が製品を排出すると、時点Ｔ７で型閉じ指令が出、こ
れが完了して型閉じ完了信号が入力停止して１サイクル
が完了する。上記は取出し機により排出がなされた場合
であるが、タイマＴＭ−１のセット時間終了時Ｔ６で取
出し指令が出され、取出し機が作動したにも拘らず、な
おかつ製品が排出されなかつた時を第９図に示す。

この場合は、取出し機が戻つた後も型開き完了信号ｆは
入力しつづけるので、結局タイマＴＭ−２のセット時間
終了時にインターロックが働くことになる。取出し機に
より温度入力のロウレベルの時間ｂ″及び、それによる
一時的型閉じ信号ｆ″は前記したものと同様である。（
前記と同様にｆ″の間は、取出し機が戻つていないので
、実際は指令はなされない）。上記のように、この装置
４を用いることにより、各状態における正常又は異常を
検出して、金型の開閉作動を制御することができるので
ある。

なお、第４図中４２は電源への接続部、４３は取付け用
の金具、４４は検出表示ランプ、４５はインタ・ロック
表示ランプ、４６はレベル設定ダイヤル、４７は感度調
整、４８はタイマＴＭ−１の寺間設定ダイヤル、４９は
タイマＴＭ−２の時間設定ダイヤルである。上述のとお
り、本発明においては、樹脂成型に用いる金型内に樹脂
が残留しているか否かは成型用金型をスポットにて温度
検知し、該検知温度から金型の温度をカットすることに
より残留樹脂の有無を判別して次工程への制御作動を行
うことを特徴とする金型開閉作動制御を行うので、製品
には接触しない無接触式であり、従つて安定性・確実性
に富み、半永久的に使用することができる。

かつ全樹脂に適用可能であり、小形状のものも検出可能
である。また、指向性があつて、外乱の影響を受けにく
いものであり、複数取りにおいても、従来よりも確実性
あるものとして適用することもできるものである。なお
当然のことではあるが、本発明は上記した実施例にのみ
限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方式の適用法を略示する説明図である
。 第２図は本発明の方式を適用した装置の一例、第３図は
該装置例のブロック図である。第４図乃至第９図は各々
この例の各状態における動作を示すチャート図である。
１・・・金型、２・・・樹脂（製品）、３・・・センサ
ー、４・・・装置、Ｓ・・・スポット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 樹脂成形に用いる金型内に樹脂が残留しているか否
   かを検出すべく、成型用金型をスポットにて温度検知し
   、該温度検知から金型の温度をカットし、それにより残
   留樹脂の有無を判別して次工程への制御動作を行うこと
   を特徴とする樹脂成型における金型開閉作動制御方式。