真空吸着装置及び真空吸着装置を備える成形品取出機
【課題】真空手段の作動及び停止を行なうための圧力設定を成形品毎に行なうことなく、簡単な制御で真空手段によるエネルギー消費量を軽減するとともに、成形品の落下を防止する真空吸着装置を提供する。
【解決手段】吸着部材に真空圧を作用させる真空手段と、真空手段と吸着部材との連通又は連通の遮断を行なう圧力保持弁と、配管を介して吸着部材内の圧力を検出する圧力検出器と、真空手段及び圧力保持弁の作動を制御する制御手段とを備える。制御手段は、圧力保持弁を開き、真空手段を作動させて、吸着部材によりワークを吸着しているときに、圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となった場合には、圧力保持弁を閉じ、真空手段の作動を停止させ、その後、圧力検出器で検出した圧力が一定幅低下した場合には、圧力保持弁を開き、真空手段を作動させる制御を行なう。
【解決手段】吸着部材に真空圧を作用させる真空手段と、真空手段と吸着部材との連通又は連通の遮断を行なう圧力保持弁と、配管を介して吸着部材内の圧力を検出する圧力検出器と、真空手段及び圧力保持弁の作動を制御する制御手段とを備える。制御手段は、圧力保持弁を開き、真空手段を作動させて、吸着部材によりワークを吸着しているときに、圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となった場合には、圧力保持弁を閉じ、真空手段の作動を停止させ、その後、圧力検出器で検出した圧力が一定幅低下した場合には、圧力保持弁を開き、真空手段を作動させる制御を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形機で成形された成形品等のワークを吸着して移動させるために用いられる真空吸着装置、及び、この真空吸着装置を備えた成形品取出機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の成形品取出機としては、例えば、吸着部材を有する吸着ヘッドを成形機の金型から成形機外の開放位置まで移動させるアーム機構部と、前記吸着部材内を真空（負圧）にする真空吸着装置とを備えるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この種の成形品取出機は、成形機に付設されており、アーム機構部を作動させて、吸着ヘッドを待機位置から成形機の金型内に進入させて吸着ヘッドにより成形品を吸着保持するようになっている。そして成形品取出機は、続いて、成形品を吸着したままの吸着ヘッドを成形機外の開放位置まで移動させ、開放位置で吸着ヘッドの成形品の吸着保持を解除し、その後、吸着ヘッドを元の待機位置に復帰移動させる動作を行う。
【０００４】
一方、成形品取出機に備える真空吸着装置は、例えば、圧縮空気供給源と配管接続すると共に吸着ヘッドの吸着部材とも配管接続する真空発生器と、圧縮空気供給源と真空発生器との間の配管に設けられ、圧縮空気の真空発生器への流通を遮断可能とする切換弁とを備えるものがある。
【０００５】
このような真空吸着装置は、吸着ヘッドを金型内に進入させる所定タイミングで切換弁を開いて真空発生器を作動させ、吸着ヘッドの吸着部材を成形品に接触させることにより吸着部材内を真空状態にして、吸着部材により成形品を吸着するようになっている。
【０００６】
そして、吸着部材で成形品を吸着したまま、即ち、吸着部材内を真空状態に維持したまま、アーム機構部を作動させることにより、吸着ヘッドで保持された成形品を開放位置まで移動させることができる。吸着ヘッドが開放位置まで移動すると、切換弁を閉じて真空発生器を停止することにより成形品の吸着が解除されて、成形品が吸着ヘッドから離れる。このようにして、吸着部材によって成形品を吸着保持したまま成形品を成形機の金型から成形機外の開放位置まで移動させることができる。
【０００７】
また、特許文献１に開示されている成形品取出機では、真空発生器と吸着部材間の配管に、配管での空気の流通を遮断可能とする圧力保持弁を設けるとともに、この圧力保持弁と吸着部材間の配管内圧力を検出して吸着部材内の負圧を検出する圧力検出器を設けている。
【０００８】
特許文献１の成形品取出機は、吸着部材に成形品が吸着されている状態のときに圧力検出器で検出される圧力が第１圧力設定値に達すると、圧力保持弁を閉状態にして吸着部材内の真空状態を保持させると共に、圧縮空気供給源と真空発生器との間の配管に設けた切換弁を閉状態にして真空発生器に対する圧縮空気の供給を遮断させるようになっている。
【０００９】
また、特許文献１の成形品取出機は、圧力検出器で検出される圧力が第１圧力設定値よりも高い（真空度が低い）第２圧力設定値になったときには、圧力保持弁を開状態にすると共に切換弁を開状態にして真空発生器に圧縮空気を供給し、吸着部材内の真空度を上げて、吸着部材の吸着力を上げるようになっている。
【００１０】
このように、特許文献１に開示されている成形品取出機では、成形品の取出動作を行なうために、真空発生器により吸着部材内を真空引きして成形品を吸着する際に、切換弁及び圧力保持弁を断続的に閉状態にするようにしている。その結果、特許文献１の成形品取出機は、吸着部材内を真空状態に維持したまま、圧縮空気供給源から真空発生器への圧縮空気の供給を断続的に遮断することができるので、圧縮空気の消費量を低減して真空発生に要するエネルギー消費を低減することができる。
【特許文献１】特開２００６−６８９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した成形品取出機は、切換弁及び圧力保持弁の開閉動作を行なうために、第１圧力設定値と第２圧力設定値を設定している。これら設定値は、吸着部材による成形品の吸着を確実にするために、作業者が成形品の形状・大きさ等に応じて成形品毎に設定を変更する必要があり、作業者による圧力設定の作業が煩雑となる。
【００１２】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、真空手段によるエネルギー消費量を軽減するために吸着部材によりワークを吸着した状態で真空手段を断続的に停止させる場合であっても、真空手段の作動及び停止を行なうための圧力設定をワークとなる成形品毎に行なうことなく、簡単な制御でワークに対して吸着状態を適切に検出してワークの落下を防止できる真空吸着装置及び真空吸着装置を備える成形品取出機を提供することを目的とする
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る真空吸着装置は、ワークを吸着する吸着部材と、配管を介して前記吸着部材と接続され、前記吸着部材に真空圧を作用させる真空手段と、前記真空手段と前記吸着部材との間の配管に設けられ、前記真空手段と前記吸着部材との連通又は連通の遮断を行なう圧力保持弁と、前記圧力保持弁と前記吸着部材との間の前記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、前記真空手段及び前記圧力保持弁の作動を制御する制御手段とを備えている。そして、本発明に係る真空吸着装置は、前記制御手段が、前記圧力保持弁を開き、前記真空手段を作動させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となった場合には、前記圧力保持弁を閉じると共に前記真空手段の作動を停止させ、前記圧力保持弁を閉じ、かつ、前記真空手段を停止させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が前記圧力保持弁を開状態から閉状態としたときの圧力から一定幅低下した場合には、前記圧力保持弁を開くと共に前記真空手段を作動させる動作を繰り返すように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の真空吸着装置は、上記構成を有することにより、前記吸着部材でワークを確実に保持しながら、前記真空手段によりエネルギー消費量を軽減でき、しかも、前記吸着部材でワークを吸着している状態のときに、前記真空手段の断続的な作動制御及び前記圧力保持弁の断続的な開閉制御を作業者の負担なく簡単に行なうことができる。
【００１５】
本発明の真空吸着装置では、前記圧力保持弁を開いて前記真空手段を作動させているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となったときは、前記吸着部材内の真空状態が安定し、前記吸着部材によるワークの吸着が確実に行なわれていると判断できる。従って、本発明の真空吸着装置は、前記真空手段の作動を停止させ、かつ、前記圧力保持弁を閉じるタイミングを前記圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となったときとしている。そして、ワークの形状等によって前記吸着部材による安定した吸着力は異なるが、本発明の真空吸着装置は、前記吸着部材内の圧力が所定時間一定になったときを吸着力が安定したときと判断するので、前記真空手段の作動及び停止のための圧力設定値を作業者がワークの形状等に応じて設定する煩雑な作業を行なうことなく、前記真空手段の作動制御と前記圧力保持弁の開閉制御を簡単に行なうことができ、作業者の負担を軽減できる。
【００１６】
そして、本発明の真空吸着装置では、前記圧力保持弁を閉じても、前記真空手段を停止させるので、前記吸着部材とワークとの間の微小な隙間等により空気が進入し、前記吸着部材内の圧力が徐々に上昇して真空度が低下していく。そのため、本発明の真空吸着装置では、前記吸着部材によるワークの吸着を確実に維持できる圧力の範囲として、前記圧力保持弁を閉じたときの圧力から一定幅低下した圧力、即ち、前記圧力保持弁を閉じたときの圧力に対して所定の圧力差を設定している。そして、本発明の真空吸着装置は、検出圧力がこの圧力差になったときに、前記圧力保持弁を開いて前記真空手段を作動させて、前記吸着部材内の真空度を上げるようにしている。
【００１７】
このように本発明の真空吸着装置は、作業者がわざわざワークの形状等に応じて煩雑な圧力を設定する必要がなく、しかも、ワークの種類に係らず同じ圧力差で前記真空手段の再作動と前記圧力保持弁の開動作を自動的に制御することができるので、作業者の負担を軽減できる。
【００１８】
また、本発明の真空吸着装置は、前記構成に加えて、前記真空手段が、圧縮空気供給源と、前記圧縮空気供給源から圧縮空気を供給して負圧を発生させる真空発生器と、前記圧縮空気供給源と前記真空発生器との間に設けられ、前記真空発生器への圧縮空気の供給及び遮断を行なう切換弁とを備える構成とすることが好ましい。
【００１９】
本発明の真空吸着装置は、このように前記真空手段が前記圧縮空気供給源、前記真空発生器及び前記切換弁を備える構成としているので、前記圧力検出器で検出した圧力値に基づいて前記切換弁と前記圧力保持弁の開閉動作を行うだけで、前記吸着部材内の真空度の制御を簡単に行なうことができる。さらに、本発明の真空吸着装置は、前記真空手段の消費エネルギーとして、圧縮空気供給源からの圧縮空気の消費量を低減することができる。
【００２０】
さらに、本発明に係る成形品取出機は、成形品を吸着する吸着部材を有する真空吸着装置と、前記吸着部材を成形機の金型から成形機外の開放位置まで移動させるアーム機構部とを備える成形品取出機であって、前記真空吸着装置は、配管を介して前記吸着部材と接続され、前記吸着部材に真空圧を作用させる真空手段と、前記真空手段と前記吸着部材との間の配管に設けられ、前記真空手段と前記吸着部材との連通又は連通の遮断を行なう圧力保持弁と、前記圧力保持弁と前記吸着部材との間の前記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、前記真空手段及び前記圧力保持弁の作動を制御する制御手段とを備える。そして、本発明に係る成形品取出機は、前記制御手段が、前記圧力保持弁を開き、前記真空手段を作動させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となった場合には、前記圧力保持弁を閉じると共に前記真空手段の作動を停止させ、前記圧力保持弁を閉じ、かつ、前記真空手段を停止させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が前記圧力保持弁を開状態から閉状態としたときの圧力から一定幅低下した場合には、前記圧力保持弁を開くと共に前記真空手段を作動させる動作を繰り返すように構成されている。
【００２１】
本発明の成形品取出機は、上述した本発明の真空吸着装置を備えるので、前記真空手段の作動制御を簡単に行って、成形品を吸着した位置から吸着を解除する位置まで確実に前記吸着部材により成形品を吸着させることができ、しかも、前記真空手段によるエネルギー消費量を軽減できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、前記真空手段の作動及び停止のための圧力設定をワーク毎に行なうことなく、簡単な制御で自動的に行なうことができる。従って、作業者に負担をかけず、前記真空手段によりエネルギー消費量を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施の形態による成形品取出機１は、成形機５上に設置されて型開き後の金型５１から成形品を成形機操作盤５２のある側である操作側へ取出す装置である。図１に示す成形品取出機１は、いわゆるトラバース型であって、ＸＹＺ各軸のアーム２１，２２，２３よりなるアーム機構部２と、成形機５の成形品を吸着保持するための真空吸着装置３（図２参照）とを備える。
【００２４】
アーム機構部２の上下方向に延びるアーム２３の下端部には、真空吸着装置３の一部を構成し成形品を吸着保持する吸着ヘッド３０が取り付けられており、この吸着ヘッド３０は成形品との接触面が円形の複数の吸着部材３１を備えている。成形品は、吸着部材３１に吸着されるようになっている。
【００２５】
そして、この成形品取出機１は、基本動作として、成形機５の金型５１が型開きされると、アーム機構部２を作動させることにより、図１に示す待機位置（Ａ）にある吸着ヘッド３０を金型５１内の成形品取出位置（Ｂ）まで進入させ、吸着部材３１を金型５１内の成形品に吸着させる。なお、この成形品取出位置（Ｂ）が吸着開始位置（Ｂ）となる。
【００２６】
次に、成形品を吸着した状態の吸着ヘッド３０を金型５１外の成形品回収位置である所定の開放位置（Ｃ）まで移動させた後、成形品の吸着を解除して成形品を吸着ヘッド３０から開放させる。吸着ヘッド３０から成形品が開放されると、再度、吸着ヘッド３０を所定の待機位置（Ａ）に復帰させ、上述した成形品取出位置（Ｂ）において吸着ヘッド３０に成形品を吸着させて、開放位置（Ｃ）まで搬送するという動作を繰り返し行う。
【００２７】
本実施の形態では、さらに、図２の真空吸着装置３のブロック図に示すように、真空吸着装置３は、吸着部材３１の他に、圧縮空気供給源３２と、切換弁３３と、真空発生器３４と、圧力保持弁３５と、圧力検出器３６と、真空制御部３７とを備える。圧縮空気供給源３２と切換弁３３、切換弁３３と真空発生器３４、そして、真空発生器３４と圧力保持弁３５は、それぞれ配管３８で接続されている。なお、本実施の形態では、圧縮空気供給源３２と切換弁３３と真空発生器３４とにより本願発明に係る真空手段を構成している。
【００２８】
本実施の形態では、アーム２３の下端に取り付けられた板状の吸着ヘッド３０に成形品を吸着させる吸盤状の吸着部材３１が複数設けられている。各吸着部材３１の内部は、前記真空発生器３４による真空引きによって負圧状態にされる。
【００２９】
切換弁３３は、圧縮空気供給源３２と真空発生器３４間における配管３８に設けられ、圧縮空気供給源３２から真空発生器３４への圧縮空気流路を開閉するものである。この切換弁３３としては、例えば、電磁弁等で構成される。真空吸着装置３は、切換弁３３を開状態とすることによって真空発生器３４に対して圧縮空気供給源３２から圧縮空気が供給されるようになっている。一方、真空吸着装置３は、切換弁３３を閉状態とすることによって圧縮空気供給源３２から真空発生器３４への圧縮空気の供給が遮断されて、真空発生器３４による真空の発生を停止させるようになっている。
【００３０】
なお、圧縮空気供給源３２と切換弁３３間の配管３８には、調圧機器を設置してもよい。この調圧機器は、真空発生器３４に供給する圧縮空気供給源３２からの圧縮空気を所望の圧力に可変調整するものである。この調圧機器としては、例えば、ダイヤフラム、吸気用電磁弁及び排気用電磁弁等で、入力される電気信号に比例して空気圧を無段階に制御可能な構造からなる。
【００３１】
真空発生器３４は、圧縮空気供給源３２から供給される圧縮空気により負圧を発生させて吸着部材３１を真空状態にするものであり、エゼクター式の真空発生器を使用している。すなわち、真空発生器３４は、供給された圧縮空気をノズルに通過させて、さらにディフューザーを通過させる際に、ベルヌーイの法則に基づいて負圧を発生させる構造を有する。また、本実施の形態では、真空発生器３４は、吸着部材３１により成形品を吸着保持する前に真空発生器３４に圧縮空気を供給して、成形品が吸着可能な所定の負圧を発生させておく。この負圧を吸着開始圧力Ｐ０としており、本実施の形態では、図３の圧力変化を示すグラフのように、例えば、成形品が吸着されていない状態の吸着部材３１に対して−５３ｋＰａの負圧が発生するように設定される。
【００３２】
圧力保持弁３５は、真空発生器３４と吸着部材３１間の配管に設けられている。圧力保持弁３５は、真空発生器３４により吸着部材３１の内部が所定の真空度となったときに閉状態とすることで、吸着部材３１と真空発生器３４との配管３８を気密状態に遮断する。そして、圧力保持弁３５の閉動作により、成形品が吸着された状態の吸着部材３１内の真空状態が保持される。また、圧力保持弁３５を開状態とすることによって吸着部材３１と真空発生器３４との配管が連通されると、真空発生器３４で発生させた負圧により吸着部材３１内が吸引される。
【００３３】
なお、この圧力保持弁３５としては、例えば、電磁弁等で構成される。電磁弁としては、常開型電磁弁、常閉型電磁弁のいずれも使用可能であるが、圧力保持弁３５が閉作動されるのは吸着部材３１が成形品吸着状態のときに限られるので、圧力保持弁３５は、常開型電磁弁を使用することが好ましい。
【００３４】
圧力検出器３６は、圧力保持弁３５と吸着部材３１間の配管３８内の圧力を検出するものであって、吸着部材３１内の負圧を検出するために用いられる。この圧力検出器３６としては、例えば、アナログ式またはデジタル式の負圧センサが用いられる。圧力検出器３６は、この圧力検出器３６に備えられる圧電素子が受けた外圧に応じて電気信号を出力し、この電気信号を大気圧時のものと比較することにより吸着部材３１における負圧を検出するようなっている。なお、この圧力検出器３６は、図２に示すように、成形品取出機１の基本動作等を制御するロボット制御用コントローラ４（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）にも信号接続されており、圧力検出器３６で検出した圧力の検出信号は、ロボット制御用コントローラ４にも出力される。また、ロボット制御用コントローラ４は、ＰＬＣの他、成形品取出機１に内蔵されるマイクロコンピュータにより構成することもでき、また、成形品取出機１を遠隔操作する操作用コントローラ（図示せず）に内蔵されてもよい。
【００３５】
さらに、本実施の形態による成形品取出機１は、図２に示すように、成形品の吸着状況を記憶する記憶手段９１と、この記憶手段９１に記憶されている情報を表示される表示部９２とを備えている。表示部９２は、例えば、液晶モニタにより構成することができる。本実施の形態では、ロボット制御用コントローラ４は、圧力検出器３６で検出した圧力を記憶手段９１に記憶させると共に、圧力検出結果に基づいて、例えば、図３に示すような吸着部材３１が成形品を吸着しているときの圧力変化を表示部９に表示させたり、現在の吸着部材３１の圧力を表示させたりするようにしている。このように、吸着部材３１の吸着状況を表示部９に表示させることにより、オペレータは、吸着部材３１の吸着状況を直ぐに把握することができる。
【００３６】
真空制御部３７は、切換弁３３と圧力保持弁３５と圧力検出器３６とにそれぞれ信号接続されている。さらに、真空制御部３７は、成形品取出機１の基本動作等を制御するロボット制御用コントローラ４にも信号接続されている。
【００３７】
真空制御部３７は、吸着部材３１が成形品を吸着している状態のときに、圧力検出器３６で検出された圧力が所定時間（Ｔ１）一定になると圧力保持弁３５を閉状態にして吸着部材３１の負圧状態を保持させると共に、切換弁３３を閉状態にして真空発生器３４に対する圧縮空気の供給を遮断する制御を行なう。
【００３８】
図３は、真空吸着装置３が作動しているときの吸着部材３１内部での負圧変化を示すグラフであり、本実施の形態では、上述した所定時間（Ｔ１）一定となった圧力は、図３においてＰ１で示している。なお、負圧は、大気圧を０としたゲージ圧力（ｋＰａ）で示している。
【００３９】
また、真空制御部３７では、図３に示すように、圧力保持弁３５を閉状態にしたときの圧力Ｐ１に対して、この圧力Ｐ１よりも真空度の低い側となる所定の圧力差Ｐｘを予め設定している。真空制御部３７は、切換弁３３と圧力保持弁３５とを閉状態とした後、圧力検出器３６で検出される圧力が圧力Ｐ１に対して所定の圧力差Ｐｘとなるまで真空度が低下して圧力Ｐ２となったときには、圧力保持弁３５を開状態にすると共に切換弁３３を開状態にして真空発生器３４に対する圧縮空気の供給を行わせ、吸着部材３１を真空引きする制御を行なう。
【００４０】
本実施の形態では、図３に示すように、吸着力が安定したときの圧力Ｐ１は、−９３ｋＰａとなっており、また、差圧Ｐｘは１３ｋＰａに設定されている。従って、本実施の形態では、真空引きを再度行なう圧力Ｐ２は−８０ｋＰａとなる。なお、差圧Ｐｘは、吸着力が低下していったとき、成形品を落下させることなく吸着することができる圧力の範囲内で設定されている。真空引きによる吸着を行なう場合、成形品を確実に吸着できる吸着力は、成形品の重量で変化するため、例えば、成形機で成形される成形品のうち、最も重い成形品に合せて差圧Ｐｘを設定することができる。
【００４１】
真空制御部３７は、アーム機構部２の動作により、吸着ヘッド３０が成形品を取り出すために成形機５の金型５１に向けて移動を開始したときに、ロボット制御用コントローラ４から出力された取り出し開始の指令信号に基づいて切換弁３３と圧力保持弁３５とを開いて吸着部材３１の真空引きを開始する。
【００４２】
具体的には、ロボット制御用コントローラ４は、待機位置（Ａ）の吸着部材３１が成形品を取り出すために取出位置（Ｂ）に向かって移動するようにアーム機構部２の作動を開始すると、真空制御部３７に対して、取り出し開始の指令信号を出力する。
【００４３】
真空制御部３７は、ロボット制御用コントローラ４から取り出し開始の指令信号を受け取ると、切換弁３３に対して開状態にする吸引ＯＮ信号を出力するとともに、圧力保持弁３５に対して開状態にする遮断ＯＦＦ信号を出力する。
【００４４】
真空制御部３７は、吸着部材３１が成形品に吸着したときから吸着部材３１が開放位置（Ｃ）で成形品を開放するときまでは、上述した切換弁３３の開閉動作と圧力保持弁３５の開閉動作とを繰り返し行なう。
【００４５】
具体的には、真空制御部３７は、ロボット制御用コントローラ４から取り出し開始の指令信号が出力されてから取り出し終了の指令信号が出力されるまでの間は、上述したように圧力検出器３６で検出した圧力に基づいて、切換弁３３の開閉動作と圧力保持弁３５の開閉動作の制御を行なう。
【００４６】
即ち、切換弁３３が吸引ＯＮ信号により開状態となっており、かつ、圧力保持弁３５が遮断ＯＦＦ信号により開状態となっているときに、圧力検出器３６による検出圧力Ｐｔが所定の時間（Ｔ１）一定となったときには、真空制御部３７は、切換弁３３に対して閉状態にする吸引ＯＦＦ信号を出力するとともに、圧力保持弁３５に対して閉状態にする遮断ＯＮ信号を出力する。
【００４７】
また、切換弁３３及び圧力保持弁３５が閉状態となっているときに、圧力Ｐ１から圧力差Ｐｘとなる圧力Ｐ２となったときには、真空制御部３７は、切換弁３３に対して開状態にする吸引ＯＮ信号を出力するとともに、圧力保持弁３５に対して開状態にする遮断ＯＦＦ信号を出力する。
【００４８】
これにより、吸着部材３１により成形品を吸着している間は、圧縮空気供給源３２から真空発生器３４への圧縮空気の供給量をできるだけ少なくできる。しかも、吸着部材３１は、取出位置（Ｂ）となる成形機５の金型５１内で成形品を吸着した後、成形機５外の開放位置（Ｃ）まで移動する間は、この成形品を確実に吸着保持することができる。
【００４９】
また、ロボット制御用コントローラ４は、アーム機構部２を作動して吸着部材３１が取出位置（Ｂ）から開放位置（Ｃ）に到達すると、真空制御部３７に対して、取り出し終了の指令信号を出力する。
【００５０】
真空制御部３７は、ロボット制御用コントローラ４から取り出し終了の指令信号を受け取ると、切換弁３３に対して閉状態にする吸引ＯＦＦ信号を出力するとともに、圧力保持弁３５に対して開状態にする遮断ＯＦＦ信号を出力する。
【００５１】
なお、真空吸着装置３には、噴射圧調圧機器や噴射用開閉バルブ等を設けた空気噴射回路を圧縮空気供給源３２から吸着部材３１に至るように設けてもよい。この場合、開放位置（Ｃ）において吸着部材３１から成形品を開放する際に成形品の吸着解除を迅速に行うためこの空気噴射回路を通して吸着部材３１から空気を噴射させる。
【００５２】
次に、前記真空吸着装置３における動作を図３及び図４に基づいて説明する。なお、図４は、真空吸着装置３の動作フローを示すフローチャートである。
【００５３】
まず、成形機５の金型５１が型開きされると、成形品取出機１において成形品の取出動作が実行され（ステップＳ１）、アーム機構部２を作動させて待機位置（Ａ）にある吸着部材３１を成形機５の金型５１内の成形品取出位置（Ｂ）に進入させる（図１参照）。
【００５４】
また、成形品の取出動作が実行されたと同時に、真空制御部３７の指令信号により、真空吸着装置３において、切換弁３３を開状態にすると共に圧力保持弁３５を開状態にする（ステップＳ２）。切換弁３３及び圧力保持弁３５が開状態になると、真空発生器３４に圧縮空気供給源３２から圧縮空気が供給され、真空発生器３４内でこの圧縮空気により負圧が発生して吸着部材３１内を吸引する。
【００５５】
真空発生器３４により吸着部材３１内を吸引している間の配管３８の圧力を圧力検出器３６で検出し、検出圧力Ｐｔが吸着開始圧力Ｐ０以下、即ち、吸着を開始できる負圧が生じているかどうかを真空制御部３７において判定する（ステップＳ３）。本実施の形態では、吸着開始圧力Ｐ０が−５３ｋＰａであるので、検出圧力Ｐｔが−５３ｋＰａ以下となっているかどうかを判定する。検出圧力Ｐｔが吸着開始圧力Ｐ０以下の場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、吸着部材３１を成形品に接触させて吸着を開始する（ステップＳ４）。
【００５６】
金型５１から離型された成形品が吸着部材３１に吸着保持されると、アーム機構部２を作動させて成形品を吸着保持した吸着部材３１を成形品取出位置（Ｂ）から金型５１外の所定の成形品回収位置（Ｃ）に移動させる（図１参照）。この成形品取出位置（Ｂ）から成形品回収位置（Ｃ）までは、吸着部材３１により成形品が吸着された状態になっている。吸着部材３１により成形品を吸着し続ける場合、真空制御部３７によって切換弁３３と圧力保持弁３５が次のように制御される。
【００５７】
圧力検出器３６による検出圧力Ｐｔが所定時間（Ｔ１）一定であるかどうかを真空制御部３７において判定する（ステップＳ５）。検出圧力Ｐｔが所定時間（Ｔ１）一定となった場合には（ステップＳ５でＹｅｓ）、吸着部材３１の成形品に対する吸着力が十分得られていると判定して、真空制御部３７の指令信号により、切換弁３３を閉状態にすると共に圧力保持弁３５を閉状態にする（ステップＳ６）。
【００５８】
切換弁３３及び圧力保持弁３５が閉状態となることにより、吸着部材３１内の真空状態が維持されると共に、真空発生器３４に対する圧縮空気の供給が遮断される（図３参照）。即ち、圧力保持弁３５を閉状態にすることで、吸着部材３１と真空発生器３４との配管が気密状態に遮断されて、成形品吸着状態の吸着部材３１における真空状態が保持される。その結果、切換弁３３を閉状態にしても圧力保持弁３５を閉じることで、負圧不足により吸着部材３１から成形品が落下することが防止される。
【００５９】
そして、ロボット制御用コントローラ４から吸着解除の指令信号が真空制御部３７に対して出力されているかどうかを真空制御部３７で判定する（ステップＳ７）。吸着解除を行なう場合には（ステップＳ７でＹｅｓ）、真空制御部３７の指令信号により、切換弁３３を閉状態にすると共に圧力保持弁３５を開状態にして、成形品の取出しを終了する（ステップＳ１１）。
【００６０】
また、吸着解除を行なわない場合には（ステップＳ７でＮｏ）、圧力検出器３６による検出圧力Ｐｔが圧力Ｐ１から圧力差Ｐｘ以上高くなっているかどうかを真空制御部３７において判定する（ステップＳ８）。検出圧力Ｐｔが圧力Ｐ１から圧力差Ｐｘ以上高くなっている場合には（ステップＳ８でＹｅｓ）、真空度が低下していると判定して、真空制御部３７の指令信号により、切換弁３３を開状態にすると共に圧力保持弁３５を開状態にして、吸着部材３１内を吸引する（ステップＳ９）。
【００６１】
次に、ロボット制御用コントローラ４から吸着解除の指令信号が真空制御部３７に対して出力されているかどうかを真空制御部３７で判定する（ステップＳ１０）。吸着解除を行なわない場合には（ステップＳ１０でＮｏ）、ステップＳ５に戻り、真空制御部３７により吸着力が一定になったかどうかの判定を行なう。また、吸着解除を行なう場合には（ステップＳ１０でＹｅｓ）、真空制御部３７の指令信号により、切換弁３３を閉状態にすると共に圧力保持弁３５を開状態にして、成形品の取出しを終了する（ステップＳ１１）。
【００６２】
以上のように、本実施の形態の成形品取出機１によれば、作業者がわざわざ成形品の形状等に応じて様々な圧力値を設定する必要がなく、しかも、成形品の種類に係らず同じ圧力差Ｐｘで真空手段である切換弁３３の再作動と圧力保持弁３５の開動作を自動的に制御することができるので、作業者の負担を軽減できる。
【００６３】
なお、前記各実施形態の成型品取出機１は、アーム２１，２２，２３によるアーム機構部２として吸着部材３１をＸＹＺ各軸に移動させるトラバース型のものとしているが、アーム機構部２として吸着部材３１を二次元方向、旋回移動させる形式のものであってもよい。
【００６４】
また、前記成形品取出機１が付設される成形機５としては、型締め、型開き動作が行われるものであれば、竪型式、横型式のどちらでもよく、また、その成形品は、樹脂製のみならず、アルミニウム等の金属製等であってもよい。
【００６５】
なお、本発明の真空吸着装置は、成形品取出機に適用した前記実施の形態に限らず、ワークを吸着保持して搬送する種々の搬送装置にも適用できる。また、真空吸着装置は、本実施の形態では、真空手段として真空発生器を用いて、この真空発生器に圧縮空気供給源から圧縮空気を供給して真空を発生させるようにしたが、真空手段として真空ポンプを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態における成形品取出機の全体構成を示す斜視図である。
【図２】成形品取出機に備える真空吸着装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】真空吸着装置が作動しているときの吸着部材での負圧の変化を示すグラフである。
【図４】真空吸着装置３の動作フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１ 成形品取出機
２ アーム機構部
２１，２２，２３ アーム
３ 真空吸着装置
３０ 吸着ヘッド
３１ 吸着部材
３２ 圧縮空気供給源
３３ 切換弁
３４ 真空発生器
３５ 圧力保持弁
３６ 圧力検出器
３７ 真空制御部
３８ 配管
４ ロボット制御用コントローラ（ＰＬＣ）
５ 成形機
５１ 金型
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形機で成形された成形品等のワークを吸着して移動させるために用いられる真空吸着装置、及び、この真空吸着装置を備えた成形品取出機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の成形品取出機としては、例えば、吸着部材を有する吸着ヘッドを成形機の金型から成形機外の開放位置まで移動させるアーム機構部と、前記吸着部材内を真空（負圧）にする真空吸着装置とを備えるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この種の成形品取出機は、成形機に付設されており、アーム機構部を作動させて、吸着ヘッドを待機位置から成形機の金型内に進入させて吸着ヘッドにより成形品を吸着保持するようになっている。そして成形品取出機は、続いて、成形品を吸着したままの吸着ヘッドを成形機外の開放位置まで移動させ、開放位置で吸着ヘッドの成形品の吸着保持を解除し、その後、吸着ヘッドを元の待機位置に復帰移動させる動作を行う。
【０００４】
一方、成形品取出機に備える真空吸着装置は、例えば、圧縮空気供給源と配管接続すると共に吸着ヘッドの吸着部材とも配管接続する真空発生器と、圧縮空気供給源と真空発生器との間の配管に設けられ、圧縮空気の真空発生器への流通を遮断可能とする切換弁とを備えるものがある。
【０００５】
このような真空吸着装置は、吸着ヘッドを金型内に進入させる所定タイミングで切換弁を開いて真空発生器を作動させ、吸着ヘッドの吸着部材を成形品に接触させることにより吸着部材内を真空状態にして、吸着部材により成形品を吸着するようになっている。
【０００６】
そして、吸着部材で成形品を吸着したまま、即ち、吸着部材内を真空状態に維持したまま、アーム機構部を作動させることにより、吸着ヘッドで保持された成形品を開放位置まで移動させることができる。吸着ヘッドが開放位置まで移動すると、切換弁を閉じて真空発生器を停止することにより成形品の吸着が解除されて、成形品が吸着ヘッドから離れる。このようにして、吸着部材によって成形品を吸着保持したまま成形品を成形機の金型から成形機外の開放位置まで移動させることができる。
【０００７】
また、特許文献１に開示されている成形品取出機では、真空発生器と吸着部材間の配管に、配管での空気の流通を遮断可能とする圧力保持弁を設けるとともに、この圧力保持弁と吸着部材間の配管内圧力を検出して吸着部材内の負圧を検出する圧力検出器を設けている。
【０００８】
特許文献１の成形品取出機は、吸着部材に成形品が吸着されている状態のときに圧力検出器で検出される圧力が第１圧力設定値に達すると、圧力保持弁を閉状態にして吸着部材内の真空状態を保持させると共に、圧縮空気供給源と真空発生器との間の配管に設けた切換弁を閉状態にして真空発生器に対する圧縮空気の供給を遮断させるようになっている。
【０００９】
また、特許文献１の成形品取出機は、圧力検出器で検出される圧力が第１圧力設定値よりも高い（真空度が低い）第２圧力設定値になったときには、圧力保持弁を開状態にすると共に切換弁を開状態にして真空発生器に圧縮空気を供給し、吸着部材内の真空度を上げて、吸着部材の吸着力を上げるようになっている。
【００１０】
このように、特許文献１に開示されている成形品取出機では、成形品の取出動作を行なうために、真空発生器により吸着部材内を真空引きして成形品を吸着する際に、切換弁及び圧力保持弁を断続的に閉状態にするようにしている。その結果、特許文献１の成形品取出機は、吸着部材内を真空状態に維持したまま、圧縮空気供給源から真空発生器への圧縮空気の供給を断続的に遮断することができるので、圧縮空気の消費量を低減して真空発生に要するエネルギー消費を低減することができる。
【特許文献１】特開２００６−６８９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した成形品取出機は、切換弁及び圧力保持弁の開閉動作を行なうために、第１圧力設定値と第２圧力設定値を設定している。これら設定値は、吸着部材による成形品の吸着を確実にするために、作業者が成形品の形状・大きさ等に応じて成形品毎に設定を変更する必要があり、作業者による圧力設定の作業が煩雑となる。
【００１２】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、真空手段によるエネルギー消費量を軽減するために吸着部材によりワークを吸着した状態で真空手段を断続的に停止させる場合であっても、真空手段の作動及び停止を行なうための圧力設定をワークとなる成形品毎に行なうことなく、簡単な制御でワークに対して吸着状態を適切に検出してワークの落下を防止できる真空吸着装置及び真空吸着装置を備える成形品取出機を提供することを目的とする
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る真空吸着装置は、ワークを吸着する吸着部材と、配管を介して前記吸着部材と接続され、前記吸着部材に真空圧を作用させる真空手段と、前記真空手段と前記吸着部材との間の配管に設けられ、前記真空手段と前記吸着部材との連通又は連通の遮断を行なう圧力保持弁と、前記圧力保持弁と前記吸着部材との間の前記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、前記真空手段及び前記圧力保持弁の作動を制御する制御手段とを備えている。そして、本発明に係る真空吸着装置は、前記制御手段が、前記圧力保持弁を開き、前記真空手段を作動させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となった場合には、前記圧力保持弁を閉じると共に前記真空手段の作動を停止させ、前記圧力保持弁を閉じ、かつ、前記真空手段を停止させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が前記圧力保持弁を開状態から閉状態としたときの圧力から一定幅低下した場合には、前記圧力保持弁を開くと共に前記真空手段を作動させる動作を繰り返すように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の真空吸着装置は、上記構成を有することにより、前記吸着部材でワークを確実に保持しながら、前記真空手段によりエネルギー消費量を軽減でき、しかも、前記吸着部材でワークを吸着している状態のときに、前記真空手段の断続的な作動制御及び前記圧力保持弁の断続的な開閉制御を作業者の負担なく簡単に行なうことができる。
【００１５】
本発明の真空吸着装置では、前記圧力保持弁を開いて前記真空手段を作動させているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となったときは、前記吸着部材内の真空状態が安定し、前記吸着部材によるワークの吸着が確実に行なわれていると判断できる。従って、本発明の真空吸着装置は、前記真空手段の作動を停止させ、かつ、前記圧力保持弁を閉じるタイミングを前記圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となったときとしている。そして、ワークの形状等によって前記吸着部材による安定した吸着力は異なるが、本発明の真空吸着装置は、前記吸着部材内の圧力が所定時間一定になったときを吸着力が安定したときと判断するので、前記真空手段の作動及び停止のための圧力設定値を作業者がワークの形状等に応じて設定する煩雑な作業を行なうことなく、前記真空手段の作動制御と前記圧力保持弁の開閉制御を簡単に行なうことができ、作業者の負担を軽減できる。
【００１６】
そして、本発明の真空吸着装置では、前記圧力保持弁を閉じても、前記真空手段を停止させるので、前記吸着部材とワークとの間の微小な隙間等により空気が進入し、前記吸着部材内の圧力が徐々に上昇して真空度が低下していく。そのため、本発明の真空吸着装置では、前記吸着部材によるワークの吸着を確実に維持できる圧力の範囲として、前記圧力保持弁を閉じたときの圧力から一定幅低下した圧力、即ち、前記圧力保持弁を閉じたときの圧力に対して所定の圧力差を設定している。そして、本発明の真空吸着装置は、検出圧力がこの圧力差になったときに、前記圧力保持弁を開いて前記真空手段を作動させて、前記吸着部材内の真空度を上げるようにしている。
【００１７】
このように本発明の真空吸着装置は、作業者がわざわざワークの形状等に応じて煩雑な圧力を設定する必要がなく、しかも、ワークの種類に係らず同じ圧力差で前記真空手段の再作動と前記圧力保持弁の開動作を自動的に制御することができるので、作業者の負担を軽減できる。
【００１８】
また、本発明の真空吸着装置は、前記構成に加えて、前記真空手段が、圧縮空気供給源と、前記圧縮空気供給源から圧縮空気を供給して負圧を発生させる真空発生器と、前記圧縮空気供給源と前記真空発生器との間に設けられ、前記真空発生器への圧縮空気の供給及び遮断を行なう切換弁とを備える構成とすることが好ましい。
【００１９】
本発明の真空吸着装置は、このように前記真空手段が前記圧縮空気供給源、前記真空発生器及び前記切換弁を備える構成としているので、前記圧力検出器で検出した圧力値に基づいて前記切換弁と前記圧力保持弁の開閉動作を行うだけで、前記吸着部材内の真空度の制御を簡単に行なうことができる。さらに、本発明の真空吸着装置は、前記真空手段の消費エネルギーとして、圧縮空気供給源からの圧縮空気の消費量を低減することができる。
【００２０】
さらに、本発明に係る成形品取出機は、成形品を吸着する吸着部材を有する真空吸着装置と、前記吸着部材を成形機の金型から成形機外の開放位置まで移動させるアーム機構部とを備える成形品取出機であって、前記真空吸着装置は、配管を介して前記吸着部材と接続され、前記吸着部材に真空圧を作用させる真空手段と、前記真空手段と前記吸着部材との間の配管に設けられ、前記真空手段と前記吸着部材との連通又は連通の遮断を行なう圧力保持弁と、前記圧力保持弁と前記吸着部材との間の前記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、前記真空手段及び前記圧力保持弁の作動を制御する制御手段とを備える。そして、本発明に係る成形品取出機は、前記制御手段が、前記圧力保持弁を開き、前記真空手段を作動させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となった場合には、前記圧力保持弁を閉じると共に前記真空手段の作動を停止させ、前記圧力保持弁を閉じ、かつ、前記真空手段を停止させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が前記圧力保持弁を開状態から閉状態としたときの圧力から一定幅低下した場合には、前記圧力保持弁を開くと共に前記真空手段を作動させる動作を繰り返すように構成されている。
【００２１】
本発明の成形品取出機は、上述した本発明の真空吸着装置を備えるので、前記真空手段の作動制御を簡単に行って、成形品を吸着した位置から吸着を解除する位置まで確実に前記吸着部材により成形品を吸着させることができ、しかも、前記真空手段によるエネルギー消費量を軽減できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、前記真空手段の作動及び停止のための圧力設定をワーク毎に行なうことなく、簡単な制御で自動的に行なうことができる。従って、作業者に負担をかけず、前記真空手段によりエネルギー消費量を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施の形態による成形品取出機１は、成形機５上に設置されて型開き後の金型５１から成形品を成形機操作盤５２のある側である操作側へ取出す装置である。図１に示す成形品取出機１は、いわゆるトラバース型であって、ＸＹＺ各軸のアーム２１，２２，２３よりなるアーム機構部２と、成形機５の成形品を吸着保持するための真空吸着装置３（図２参照）とを備える。
【００２４】
アーム機構部２の上下方向に延びるアーム２３の下端部には、真空吸着装置３の一部を構成し成形品を吸着保持する吸着ヘッド３０が取り付けられており、この吸着ヘッド３０は成形品との接触面が円形の複数の吸着部材３１を備えている。成形品は、吸着部材３１に吸着されるようになっている。
【００２５】
そして、この成形品取出機１は、基本動作として、成形機５の金型５１が型開きされると、アーム機構部２を作動させることにより、図１に示す待機位置（Ａ）にある吸着ヘッド３０を金型５１内の成形品取出位置（Ｂ）まで進入させ、吸着部材３１を金型５１内の成形品に吸着させる。なお、この成形品取出位置（Ｂ）が吸着開始位置（Ｂ）となる。
【００２６】
次に、成形品を吸着した状態の吸着ヘッド３０を金型５１外の成形品回収位置である所定の開放位置（Ｃ）まで移動させた後、成形品の吸着を解除して成形品を吸着ヘッド３０から開放させる。吸着ヘッド３０から成形品が開放されると、再度、吸着ヘッド３０を所定の待機位置（Ａ）に復帰させ、上述した成形品取出位置（Ｂ）において吸着ヘッド３０に成形品を吸着させて、開放位置（Ｃ）まで搬送するという動作を繰り返し行う。
【００２７】
本実施の形態では、さらに、図２の真空吸着装置３のブロック図に示すように、真空吸着装置３は、吸着部材３１の他に、圧縮空気供給源３２と、切換弁３３と、真空発生器３４と、圧力保持弁３５と、圧力検出器３６と、真空制御部３７とを備える。圧縮空気供給源３２と切換弁３３、切換弁３３と真空発生器３４、そして、真空発生器３４と圧力保持弁３５は、それぞれ配管３８で接続されている。なお、本実施の形態では、圧縮空気供給源３２と切換弁３３と真空発生器３４とにより本願発明に係る真空手段を構成している。
【００２８】
本実施の形態では、アーム２３の下端に取り付けられた板状の吸着ヘッド３０に成形品を吸着させる吸盤状の吸着部材３１が複数設けられている。各吸着部材３１の内部は、前記真空発生器３４による真空引きによって負圧状態にされる。
【００２９】
切換弁３３は、圧縮空気供給源３２と真空発生器３４間における配管３８に設けられ、圧縮空気供給源３２から真空発生器３４への圧縮空気流路を開閉するものである。この切換弁３３としては、例えば、電磁弁等で構成される。真空吸着装置３は、切換弁３３を開状態とすることによって真空発生器３４に対して圧縮空気供給源３２から圧縮空気が供給されるようになっている。一方、真空吸着装置３は、切換弁３３を閉状態とすることによって圧縮空気供給源３２から真空発生器３４への圧縮空気の供給が遮断されて、真空発生器３４による真空の発生を停止させるようになっている。
【００３０】
なお、圧縮空気供給源３２と切換弁３３間の配管３８には、調圧機器を設置してもよい。この調圧機器は、真空発生器３４に供給する圧縮空気供給源３２からの圧縮空気を所望の圧力に可変調整するものである。この調圧機器としては、例えば、ダイヤフラム、吸気用電磁弁及び排気用電磁弁等で、入力される電気信号に比例して空気圧を無段階に制御可能な構造からなる。
【００３１】
真空発生器３４は、圧縮空気供給源３２から供給される圧縮空気により負圧を発生させて吸着部材３１を真空状態にするものであり、エゼクター式の真空発生器を使用している。すなわち、真空発生器３４は、供給された圧縮空気をノズルに通過させて、さらにディフューザーを通過させる際に、ベルヌーイの法則に基づいて負圧を発生させる構造を有する。また、本実施の形態では、真空発生器３４は、吸着部材３１により成形品を吸着保持する前に真空発生器３４に圧縮空気を供給して、成形品が吸着可能な所定の負圧を発生させておく。この負圧を吸着開始圧力Ｐ０としており、本実施の形態では、図３の圧力変化を示すグラフのように、例えば、成形品が吸着されていない状態の吸着部材３１に対して−５３ｋＰａの負圧が発生するように設定される。
【００３２】
圧力保持弁３５は、真空発生器３４と吸着部材３１間の配管に設けられている。圧力保持弁３５は、真空発生器３４により吸着部材３１の内部が所定の真空度となったときに閉状態とすることで、吸着部材３１と真空発生器３４との配管３８を気密状態に遮断する。そして、圧力保持弁３５の閉動作により、成形品が吸着された状態の吸着部材３１内の真空状態が保持される。また、圧力保持弁３５を開状態とすることによって吸着部材３１と真空発生器３４との配管が連通されると、真空発生器３４で発生させた負圧により吸着部材３１内が吸引される。
【００３３】
なお、この圧力保持弁３５としては、例えば、電磁弁等で構成される。電磁弁としては、常開型電磁弁、常閉型電磁弁のいずれも使用可能であるが、圧力保持弁３５が閉作動されるのは吸着部材３１が成形品吸着状態のときに限られるので、圧力保持弁３５は、常開型電磁弁を使用することが好ましい。
【００３４】
圧力検出器３６は、圧力保持弁３５と吸着部材３１間の配管３８内の圧力を検出するものであって、吸着部材３１内の負圧を検出するために用いられる。この圧力検出器３６としては、例えば、アナログ式またはデジタル式の負圧センサが用いられる。圧力検出器３６は、この圧力検出器３６に備えられる圧電素子が受けた外圧に応じて電気信号を出力し、この電気信号を大気圧時のものと比較することにより吸着部材３１における負圧を検出するようなっている。なお、この圧力検出器３６は、図２に示すように、成形品取出機１の基本動作等を制御するロボット制御用コントローラ４（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）にも信号接続されており、圧力検出器３６で検出した圧力の検出信号は、ロボット制御用コントローラ４にも出力される。また、ロボット制御用コントローラ４は、ＰＬＣの他、成形品取出機１に内蔵されるマイクロコンピュータにより構成することもでき、また、成形品取出機１を遠隔操作する操作用コントローラ（図示せず）に内蔵されてもよい。
【００３５】
さらに、本実施の形態による成形品取出機１は、図２に示すように、成形品の吸着状況を記憶する記憶手段９１と、この記憶手段９１に記憶されている情報を表示される表示部９２とを備えている。表示部９２は、例えば、液晶モニタにより構成することができる。本実施の形態では、ロボット制御用コントローラ４は、圧力検出器３６で検出した圧力を記憶手段９１に記憶させると共に、圧力検出結果に基づいて、例えば、図３に示すような吸着部材３１が成形品を吸着しているときの圧力変化を表示部９に表示させたり、現在の吸着部材３１の圧力を表示させたりするようにしている。このように、吸着部材３１の吸着状況を表示部９に表示させることにより、オペレータは、吸着部材３１の吸着状況を直ぐに把握することができる。
【００３６】
真空制御部３７は、切換弁３３と圧力保持弁３５と圧力検出器３６とにそれぞれ信号接続されている。さらに、真空制御部３７は、成形品取出機１の基本動作等を制御するロボット制御用コントローラ４にも信号接続されている。
【００３７】
真空制御部３７は、吸着部材３１が成形品を吸着している状態のときに、圧力検出器３６で検出された圧力が所定時間（Ｔ１）一定になると圧力保持弁３５を閉状態にして吸着部材３１の負圧状態を保持させると共に、切換弁３３を閉状態にして真空発生器３４に対する圧縮空気の供給を遮断する制御を行なう。
【００３８】
図３は、真空吸着装置３が作動しているときの吸着部材３１内部での負圧変化を示すグラフであり、本実施の形態では、上述した所定時間（Ｔ１）一定となった圧力は、図３においてＰ１で示している。なお、負圧は、大気圧を０としたゲージ圧力（ｋＰａ）で示している。
【００３９】
また、真空制御部３７では、図３に示すように、圧力保持弁３５を閉状態にしたときの圧力Ｐ１に対して、この圧力Ｐ１よりも真空度の低い側となる所定の圧力差Ｐｘを予め設定している。真空制御部３７は、切換弁３３と圧力保持弁３５とを閉状態とした後、圧力検出器３６で検出される圧力が圧力Ｐ１に対して所定の圧力差Ｐｘとなるまで真空度が低下して圧力Ｐ２となったときには、圧力保持弁３５を開状態にすると共に切換弁３３を開状態にして真空発生器３４に対する圧縮空気の供給を行わせ、吸着部材３１を真空引きする制御を行なう。
【００４０】
本実施の形態では、図３に示すように、吸着力が安定したときの圧力Ｐ１は、−９３ｋＰａとなっており、また、差圧Ｐｘは１３ｋＰａに設定されている。従って、本実施の形態では、真空引きを再度行なう圧力Ｐ２は−８０ｋＰａとなる。なお、差圧Ｐｘは、吸着力が低下していったとき、成形品を落下させることなく吸着することができる圧力の範囲内で設定されている。真空引きによる吸着を行なう場合、成形品を確実に吸着できる吸着力は、成形品の重量で変化するため、例えば、成形機で成形される成形品のうち、最も重い成形品に合せて差圧Ｐｘを設定することができる。
【００４１】
真空制御部３７は、アーム機構部２の動作により、吸着ヘッド３０が成形品を取り出すために成形機５の金型５１に向けて移動を開始したときに、ロボット制御用コントローラ４から出力された取り出し開始の指令信号に基づいて切換弁３３と圧力保持弁３５とを開いて吸着部材３１の真空引きを開始する。
【００４２】
具体的には、ロボット制御用コントローラ４は、待機位置（Ａ）の吸着部材３１が成形品を取り出すために取出位置（Ｂ）に向かって移動するようにアーム機構部２の作動を開始すると、真空制御部３７に対して、取り出し開始の指令信号を出力する。
【００４３】
真空制御部３７は、ロボット制御用コントローラ４から取り出し開始の指令信号を受け取ると、切換弁３３に対して開状態にする吸引ＯＮ信号を出力するとともに、圧力保持弁３５に対して開状態にする遮断ＯＦＦ信号を出力する。
【００４４】
真空制御部３７は、吸着部材３１が成形品に吸着したときから吸着部材３１が開放位置（Ｃ）で成形品を開放するときまでは、上述した切換弁３３の開閉動作と圧力保持弁３５の開閉動作とを繰り返し行なう。
【００４５】
具体的には、真空制御部３７は、ロボット制御用コントローラ４から取り出し開始の指令信号が出力されてから取り出し終了の指令信号が出力されるまでの間は、上述したように圧力検出器３６で検出した圧力に基づいて、切換弁３３の開閉動作と圧力保持弁３５の開閉動作の制御を行なう。
【００４６】
即ち、切換弁３３が吸引ＯＮ信号により開状態となっており、かつ、圧力保持弁３５が遮断ＯＦＦ信号により開状態となっているときに、圧力検出器３６による検出圧力Ｐｔが所定の時間（Ｔ１）一定となったときには、真空制御部３７は、切換弁３３に対して閉状態にする吸引ＯＦＦ信号を出力するとともに、圧力保持弁３５に対して閉状態にする遮断ＯＮ信号を出力する。
【００４７】
また、切換弁３３及び圧力保持弁３５が閉状態となっているときに、圧力Ｐ１から圧力差Ｐｘとなる圧力Ｐ２となったときには、真空制御部３７は、切換弁３３に対して開状態にする吸引ＯＮ信号を出力するとともに、圧力保持弁３５に対して開状態にする遮断ＯＦＦ信号を出力する。
【００４８】
これにより、吸着部材３１により成形品を吸着している間は、圧縮空気供給源３２から真空発生器３４への圧縮空気の供給量をできるだけ少なくできる。しかも、吸着部材３１は、取出位置（Ｂ）となる成形機５の金型５１内で成形品を吸着した後、成形機５外の開放位置（Ｃ）まで移動する間は、この成形品を確実に吸着保持することができる。
【００４９】
また、ロボット制御用コントローラ４は、アーム機構部２を作動して吸着部材３１が取出位置（Ｂ）から開放位置（Ｃ）に到達すると、真空制御部３７に対して、取り出し終了の指令信号を出力する。
【００５０】
真空制御部３７は、ロボット制御用コントローラ４から取り出し終了の指令信号を受け取ると、切換弁３３に対して閉状態にする吸引ＯＦＦ信号を出力するとともに、圧力保持弁３５に対して開状態にする遮断ＯＦＦ信号を出力する。
【００５１】
なお、真空吸着装置３には、噴射圧調圧機器や噴射用開閉バルブ等を設けた空気噴射回路を圧縮空気供給源３２から吸着部材３１に至るように設けてもよい。この場合、開放位置（Ｃ）において吸着部材３１から成形品を開放する際に成形品の吸着解除を迅速に行うためこの空気噴射回路を通して吸着部材３１から空気を噴射させる。
【００５２】
次に、前記真空吸着装置３における動作を図３及び図４に基づいて説明する。なお、図４は、真空吸着装置３の動作フローを示すフローチャートである。
【００５３】
まず、成形機５の金型５１が型開きされると、成形品取出機１において成形品の取出動作が実行され（ステップＳ１）、アーム機構部２を作動させて待機位置（Ａ）にある吸着部材３１を成形機５の金型５１内の成形品取出位置（Ｂ）に進入させる（図１参照）。
【００５４】
また、成形品の取出動作が実行されたと同時に、真空制御部３７の指令信号により、真空吸着装置３において、切換弁３３を開状態にすると共に圧力保持弁３５を開状態にする（ステップＳ２）。切換弁３３及び圧力保持弁３５が開状態になると、真空発生器３４に圧縮空気供給源３２から圧縮空気が供給され、真空発生器３４内でこの圧縮空気により負圧が発生して吸着部材３１内を吸引する。
【００５５】
真空発生器３４により吸着部材３１内を吸引している間の配管３８の圧力を圧力検出器３６で検出し、検出圧力Ｐｔが吸着開始圧力Ｐ０以下、即ち、吸着を開始できる負圧が生じているかどうかを真空制御部３７において判定する（ステップＳ３）。本実施の形態では、吸着開始圧力Ｐ０が−５３ｋＰａであるので、検出圧力Ｐｔが−５３ｋＰａ以下となっているかどうかを判定する。検出圧力Ｐｔが吸着開始圧力Ｐ０以下の場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、吸着部材３１を成形品に接触させて吸着を開始する（ステップＳ４）。
【００５６】
金型５１から離型された成形品が吸着部材３１に吸着保持されると、アーム機構部２を作動させて成形品を吸着保持した吸着部材３１を成形品取出位置（Ｂ）から金型５１外の所定の成形品回収位置（Ｃ）に移動させる（図１参照）。この成形品取出位置（Ｂ）から成形品回収位置（Ｃ）までは、吸着部材３１により成形品が吸着された状態になっている。吸着部材３１により成形品を吸着し続ける場合、真空制御部３７によって切換弁３３と圧力保持弁３５が次のように制御される。
【００５７】
圧力検出器３６による検出圧力Ｐｔが所定時間（Ｔ１）一定であるかどうかを真空制御部３７において判定する（ステップＳ５）。検出圧力Ｐｔが所定時間（Ｔ１）一定となった場合には（ステップＳ５でＹｅｓ）、吸着部材３１の成形品に対する吸着力が十分得られていると判定して、真空制御部３７の指令信号により、切換弁３３を閉状態にすると共に圧力保持弁３５を閉状態にする（ステップＳ６）。
【００５８】
切換弁３３及び圧力保持弁３５が閉状態となることにより、吸着部材３１内の真空状態が維持されると共に、真空発生器３４に対する圧縮空気の供給が遮断される（図３参照）。即ち、圧力保持弁３５を閉状態にすることで、吸着部材３１と真空発生器３４との配管が気密状態に遮断されて、成形品吸着状態の吸着部材３１における真空状態が保持される。その結果、切換弁３３を閉状態にしても圧力保持弁３５を閉じることで、負圧不足により吸着部材３１から成形品が落下することが防止される。
【００５９】
そして、ロボット制御用コントローラ４から吸着解除の指令信号が真空制御部３７に対して出力されているかどうかを真空制御部３７で判定する（ステップＳ７）。吸着解除を行なう場合には（ステップＳ７でＹｅｓ）、真空制御部３７の指令信号により、切換弁３３を閉状態にすると共に圧力保持弁３５を開状態にして、成形品の取出しを終了する（ステップＳ１１）。
【００６０】
また、吸着解除を行なわない場合には（ステップＳ７でＮｏ）、圧力検出器３６による検出圧力Ｐｔが圧力Ｐ１から圧力差Ｐｘ以上高くなっているかどうかを真空制御部３７において判定する（ステップＳ８）。検出圧力Ｐｔが圧力Ｐ１から圧力差Ｐｘ以上高くなっている場合には（ステップＳ８でＹｅｓ）、真空度が低下していると判定して、真空制御部３７の指令信号により、切換弁３３を開状態にすると共に圧力保持弁３５を開状態にして、吸着部材３１内を吸引する（ステップＳ９）。
【００６１】
次に、ロボット制御用コントローラ４から吸着解除の指令信号が真空制御部３７に対して出力されているかどうかを真空制御部３７で判定する（ステップＳ１０）。吸着解除を行なわない場合には（ステップＳ１０でＮｏ）、ステップＳ５に戻り、真空制御部３７により吸着力が一定になったかどうかの判定を行なう。また、吸着解除を行なう場合には（ステップＳ１０でＹｅｓ）、真空制御部３７の指令信号により、切換弁３３を閉状態にすると共に圧力保持弁３５を開状態にして、成形品の取出しを終了する（ステップＳ１１）。
【００６２】
以上のように、本実施の形態の成形品取出機１によれば、作業者がわざわざ成形品の形状等に応じて様々な圧力値を設定する必要がなく、しかも、成形品の種類に係らず同じ圧力差Ｐｘで真空手段である切換弁３３の再作動と圧力保持弁３５の開動作を自動的に制御することができるので、作業者の負担を軽減できる。
【００６３】
なお、前記各実施形態の成型品取出機１は、アーム２１，２２，２３によるアーム機構部２として吸着部材３１をＸＹＺ各軸に移動させるトラバース型のものとしているが、アーム機構部２として吸着部材３１を二次元方向、旋回移動させる形式のものであってもよい。
【００６４】
また、前記成形品取出機１が付設される成形機５としては、型締め、型開き動作が行われるものであれば、竪型式、横型式のどちらでもよく、また、その成形品は、樹脂製のみならず、アルミニウム等の金属製等であってもよい。
【００６５】
なお、本発明の真空吸着装置は、成形品取出機に適用した前記実施の形態に限らず、ワークを吸着保持して搬送する種々の搬送装置にも適用できる。また、真空吸着装置は、本実施の形態では、真空手段として真空発生器を用いて、この真空発生器に圧縮空気供給源から圧縮空気を供給して真空を発生させるようにしたが、真空手段として真空ポンプを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態における成形品取出機の全体構成を示す斜視図である。
【図２】成形品取出機に備える真空吸着装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】真空吸着装置が作動しているときの吸着部材での負圧の変化を示すグラフである。
【図４】真空吸着装置３の動作フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１ 成形品取出機
２ アーム機構部
２１，２２，２３ アーム
３ 真空吸着装置
３０ 吸着ヘッド
３１ 吸着部材
３２ 圧縮空気供給源
３３ 切換弁
３４ 真空発生器
３５ 圧力保持弁
３６ 圧力検出器
３７ 真空制御部
３８ 配管
４ ロボット制御用コントローラ（ＰＬＣ）
５ 成形機
５１ 金型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを吸着する吸着部材と、
配管を介して前記吸着部材と接続され、前記吸着部材に真空圧を作用させる真空手段と、
前記真空手段と前記吸着部材との間の配管に設けられ、前記真空手段と前記吸着部材との連通又は連通の遮断を行なう圧力保持弁と、
前記圧力保持弁と前記吸着部材との間の前記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、
前記真空手段及び前記圧力保持弁の作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記圧力保持弁を開き、前記真空手段を作動させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となった場合には、前記圧力保持弁を閉じると共に前記真空手段の作動を停止させ、前記圧力保持弁を閉じ、かつ、前記真空手段を停止させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が前記圧力保持弁を開状態から閉状態としたときの圧力から一定幅低下した場合には、前記圧力保持弁を開くと共に前記真空手段を作動させる動作を繰り返すことを特徴とする真空吸着装置。
【請求項２】
前記真空手段は、
圧縮空気供給源と、
前記圧縮空気供給源から圧縮空気を供給して負圧を発生させる真空発生器と、
前記圧縮空気供給源と前記真空発生器との間に設けられ、前記真空発生器への圧縮空気の供給及び遮断を行なう切換弁とを備えることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着装置。
【請求項３】
成形品を吸着する吸着部材を有する真空吸着装置と、前記吸着部材を成形機の金型から成形機外の開放位置まで移動させるアーム機構部とを備える成形品取出機であって、
前記真空吸着装置は、
配管を介して前記吸着部材と接続され、前記吸着部材に真空圧を作用させる真空手段と、
前記真空手段と前記吸着部材との間の配管に設けられ、前記真空手段と前記吸着部材との連通又は連通の遮断を行なう圧力保持弁と、
前記圧力保持弁と前記吸着部材との間の前記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、
前記真空手段及び前記圧力保持弁の作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記圧力保持弁を開き、前記真空手段を作動させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となった場合には、前記圧力保持弁を閉じると共に前記真空手段の作動を停止させ、前記圧力保持弁を閉じ、かつ、前記真空手段を停止させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が前記圧力保持弁を開状態から閉状態としたときの圧力から一定幅低下した場合には、前記圧力保持弁を開くと共に前記真空手段を作動させる動作を繰り返すことを特徴とする真空吸着装置を備える成形品取出機。
【請求項１】
ワークを吸着する吸着部材と、
配管を介して前記吸着部材と接続され、前記吸着部材に真空圧を作用させる真空手段と、
前記真空手段と前記吸着部材との間の配管に設けられ、前記真空手段と前記吸着部材との連通又は連通の遮断を行なう圧力保持弁と、
前記圧力保持弁と前記吸着部材との間の前記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、
前記真空手段及び前記圧力保持弁の作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記圧力保持弁を開き、前記真空手段を作動させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となった場合には、前記圧力保持弁を閉じると共に前記真空手段の作動を停止させ、前記圧力保持弁を閉じ、かつ、前記真空手段を停止させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が前記圧力保持弁を開状態から閉状態としたときの圧力から一定幅低下した場合には、前記圧力保持弁を開くと共に前記真空手段を作動させる動作を繰り返すことを特徴とする真空吸着装置。
【請求項２】
前記真空手段は、
圧縮空気供給源と、
前記圧縮空気供給源から圧縮空気を供給して負圧を発生させる真空発生器と、
前記圧縮空気供給源と前記真空発生器との間に設けられ、前記真空発生器への圧縮空気の供給及び遮断を行なう切換弁とを備えることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着装置。
【請求項３】
成形品を吸着する吸着部材を有する真空吸着装置と、前記吸着部材を成形機の金型から成形機外の開放位置まで移動させるアーム機構部とを備える成形品取出機であって、
前記真空吸着装置は、
配管を介して前記吸着部材と接続され、前記吸着部材に真空圧を作用させる真空手段と、
前記真空手段と前記吸着部材との間の配管に設けられ、前記真空手段と前記吸着部材との連通又は連通の遮断を行なう圧力保持弁と、
前記圧力保持弁と前記吸着部材との間の前記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、
前記真空手段及び前記圧力保持弁の作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記圧力保持弁を開き、前記真空手段を作動させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が所定時間一定となった場合には、前記圧力保持弁を閉じると共に前記真空手段の作動を停止させ、前記圧力保持弁を閉じ、かつ、前記真空手段を停止させている状態で、前記吸着部材により前記ワークを吸着しているときに、前記圧力検出器で検出した圧力が前記圧力保持弁を開状態から閉状態としたときの圧力から一定幅低下した場合には、前記圧力保持弁を開くと共に前記真空手段を作動させる動作を繰り返すことを特徴とする真空吸着装置を備える成形品取出機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１１０８６３（Ｐ２０１０−１１０８６３Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８５９６１（Ｐ２００８−２８５９６１）
【出願日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【出願人】（０００１３８４７３）株式会社ユーシン精機 (117)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【出願人】（０００１３８４７３）株式会社ユーシン精機 (117)
【Ｆターム（参考）】
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