注射成型系统的制作方法

本发明涉及一种注射成型系统，特别是涉及一种能够进行用于注射成型机中的加热筒内的成型材料的自动清除动作的注射成型系统。

背景技术：

在注射成型机中，在机台上相对地配置注射单元和合模单元，通过合模单元来进行金属模具的闭合、合模。通过注射单元在金属模具内注射熔融的树脂，然后对金属模具施加保持压力来使成型品成型。打开金属模具，通过顶出装置将成型后的成型品从金属模具内顶出。

在这样的注射工序中，一般在一台注射成型机中对多种成型材料进行成型。在这样使用多种成型材料时，需要变更成型材料或变更成型材料的颜色。在变更成型材料，或者变更成型材料的颜色时停止注射成型，在使注射喷嘴已从金属模具离开的状态下进行作为加热筒内的成型材料变更作业的清除。残留在加热筒内的成型材料由于温度粘度发生变化，或者在加热筒或注射螺杆、注射喷嘴等的金属表面的粘接阻抗不同，因此清除所需要的时间或清除量不同。

如此由于成型材料的不同，清除所需要的时间或清除量不同，所以在通过注射成型机具备的自动清除功能进行清除等情况下，需要确认成型材料的替换是否已完成。以往，关于该成型材料的替换是否已完成的判断，由作业者通过目视等来进行。因此，需要由作业者进行成型材料的替换是否已完成的确认作业，成为工时增加的状况。

具有进行预定次数清除的方法，从而取代由作业者进行成型材料替换完成的确认。如日本特开平11-277607号公报所公开的那样，具有如下的方法：将已清除的树脂量与预先树脂稳定所需要的树脂量、或者在进行树脂替换时直到树脂完全替换为止的树脂量进行比较，由此来判别树脂替换状态。

另外，在日本特开平3-69330号公报中公开了以下的技术：在喷嘴上设置透明窗，经由颜色识别元件取得向透明窗照射光时的反射光，然后将其转换为数字信号，将取得的数字信号运算为颜色定量值，通过基于颜色定量值的颜色变化来判定是否完成了颜色替换动作。

并且，在日本特开2012-6297号公报以及日本特开平5-16175号公报中公开了以下技术：执行注射成型机的自动清除，并自动废弃已清除的树脂。

现有技术或日本特开平11-277607号公报所公开的技术存在为了切实地进行树脂的替换而大量清除树脂的情况等，有可能无用地排出成型材料。

日本特开平3-69330号公报所公开的技术在喷嘴上设置透明窗，为了使用向透明窗照射光时的反射光来判定颜色替换动作完成，需要使用用于在喷嘴上设置透明窗的特殊材料。另外，有时必须设置可耐受成型时的高压的透明窗。另外，还存在当树脂附着在透明窗的内侧内部而恶化变色时，即使向透明窗照射光也难以得到内部的树脂的颜色信息的情况。

日本特开2012-6297号公报以及日本特开平5-16175号公报所公开的技术在自动废弃已清除的树脂时需要专用的清除材料废弃装置。

技术实现要素：

因此本发明的目的在于，提供一种能够以所需最低限度的清除量来结束清除动作的注射成型系统。

本发明的注射成型系统具备：注射成型机，并能够自动地进行用于加热筒内的成型材料的排出/替换的清除动作，所述注射成型机具备金属模具、用于向该金属模具内注射成型材料的所述加热筒以及喷嘴、用于进行控制的控制部，所述注射成型系统具备：传感器，其检测通过所述清除动作已清除的成型材料的状态；移动单元，其用于移动该传感器；清除材料分析单元，其取得所述传感器的检测信号来分析所述已清除的成型材料；清除完成判定单元，其基于所述清除材料分析单元的分析结果，判定清除是否完成来向所述注射成型机的所述控制部输出判定结果，基于所述清除完成判定单元的判定结果来完成所述清除动作。

由此，无需在注射装置中使用用于检测清除完成的特殊装置就可检测清除的完成，能够以所需最低限度的清除量来完成清除动作。

可以使所述传感器是拍摄通过所述清除动作已清除的材料的拍摄装置，所述清除材料分析单元对所述拍摄装置拍摄到的图像数据进行分析。

可以在分析中使用所述图像数据的色调、饱和度、亮度中的至少一个以上。

由此，能够通过捕获由于清除动作的开始而流出的树脂的图像数据与完全排出了树脂时的图像数据之间的变化来判断清除完成。

可以使所述传感器是测量通过所述清除动作已清除的材料的温度的温度测量用传感器，所述清除材料分析单元分析通过所述温度测量用传感器测量到的温度测量数据。

可以在变更了所述注射成型机的加热筒和喷嘴的设定温度时，所述清除材料分析单元分析所述温度测量数据是否达到了针对预先设定的设定温度的允许温度内。

由此，能够通过捕获由于清除动作的开始而流出的树脂的温度测量数据与树脂流落后的温度测量数据之间的变化来判断清除完成。

可以还具备设定自动变更单元，其对于所述清除材料分析单元的分析结果具有至少一个判定基准，根据基于该判定基准的判定结果自动变更设定，所述设定自动变更单元在从自动清除开始到自动清除完成的期间自动变更设定。

由此，具备设定自动变更单元，通过自动变更设定，能够基于清除材料分析单元的分析结果来自动地变更设定，能够减低作业者的劳力。

可以使所述传感器是检测从已清除的成型材料产生的气体的气体检测器，所述清除材料分析单元对所述气体检测器检测到的气体成分进行分析。

由此，能够通过捕获由于清除动作的开始而产生的气体的气体成分与树脂流落后或树脂的种类变化时的气体成分之间的变化来判断清除完成。

可以使所述移动单元上能够搭载从所述金属模具内部取出注射成型的成型品的成型品取出单元。

所述移动单元可以是机器人。

由此，可以将用于检测成型材料的状态的传感器与成型品取出单元搭载在同一个移动单元上，无需对传感器和成型品取出单元的移动分别设置独立的移动单元，从而简化了注射成型系统的结构。

还可以具备：清除材料废弃单元；以及对清除动作的时间进行计时的清除动作计时单元，在所述清除动作开始后如果经过了预定时间，所述清除材料废弃单元向所述注射成型机外废弃已清除的材料。

还可以具备：清除材料废弃单元；以及对清除动作的次数进行计数的清除次数计数单元，在所述清除动作开始后如果达到了预先设定的预定清除次数，所述清除材料废弃单元向所述注射成型机外废弃已清除的材料。

由此，能够防止在注射成型机内积存已清除的材料，从而附着在喷嘴或加热筒上。另外，能够消减操作者废弃已清除材料的工时。

可以将所述清除材料废弃单元可拆装地安装在所述移动单元上。

由此，因为在移动单元上可拆装地安装了清除材料废弃单元，所以通过一台的移动单元就可将成型品取出单元、用于分析清除材料的传感器、清除材料废弃单元等交互地进行拆卸安装，从而能够简化注射成型系统的结构。

即使达到了预先设定的从开始清除起的预定时间或预定清除次数，在清除未完成时可以输出警报。

由此，能够防止由于某些异常或在替换树脂时忘记替换树脂或忘记停止树脂供给这样的人为错误而造成的树脂的过度废弃等。

通过本发明，能够提供一种能够以所需最低限度的清除量来结束清除动作的注射成型系统。

附图说明

通过参照附图对以下的实施例进行说明，本发明的上述以及其他的目的和特征会变得明确。在这些附图中：

图1表示本发明实施方式的注射成型系统的结构。

图2表示本发明实施方式的注射成型系统的结构。

图3表示本发明实施方式的注射成型系统的结构。

图4表示本发明实施方式的注射成型系统的结构。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1表示本发明实施方式的注射成型系统的结构。注射成型机10由合模装置12和注射装置14构成。作为合模装置12的结构，因为能够使用目前众所周知的结构，所以省略说明。注射装置14主要由以下构成：贮存树脂的料斗15；加热筒16，对其供给在料斗15中贮存的树脂；螺杆17，其配置在加热筒16的内部，搅拌并输送加热筒16内的树脂；喷嘴18，其设置在加热筒16的前端部，注射在加热筒16内加热熔融后的树脂。

在注射成型机10的合模装置12上安装多关节机器人20。在多关节机器人20的前端部安装清除材料废弃用手24、作为传感器使用的照相机32。另外，可以将清除材料废弃用手24拆除，作为替代在多关节机器人20上安装成型品取出用手22。另外，40是从喷嘴18清除出从而积蓄在机台上的清除材料。

在注射成型机10以及多关节机器人20上连接清除材料分析单元52、清除动作计时单元54、清除次数计数单元56、清除完成判定单元58、注射成型机的控制装置60、多关节机器人的控制装置62。

当在多关节机器人20上安装了成型品取出用手22时，多关节机器人20进行移动到金属模具打开的部位，将成型后的成型品取出的动作。另外，在向注射成型机10外废弃清除材料40时，在多关节机器人20的前端部安装清除材料废弃用手24来取代成型品取出用手22，通过清除材料废弃用手24向注射成型机10外废弃清除材料。另外，在通过照相机32对已清除的树脂进行分析时，在从喷嘴18清除出的树脂的旁边，使多关节机器人20移动到能够恰当地进行树脂拍摄的位置来进行传感。

在此，作为注射成型机10的加热筒16的清除动作，一般使用如下的方法。根据进行清除动作的时期或目的来区分使用各个方法。

(1)几乎全部排出加热筒16内的树脂

在结束了本日的注射成型机的动作后等进行。当在加热筒16内残留有树脂而结束动作时，在加热筒16内在冷却固化工序或下次的加热工序中可能有大量的树脂发生恶化。

(2)替换为不容易恶化的树脂

在注射成型机的成型中使用的树脂是容易恶化的树脂等情况下，通过之后送入不容易恶化的树脂来排出先前的树脂。通过在加热筒16内残留不容易恶化的树脂来防止加热筒16内的树脂恶化。

(3)替换为下次使用的树脂

在不停止注射成型机的动作而使用不同的树脂材料连续进行成型时，通过以预定的期间向加热筒内送入下次使用的树脂来排出先前的树脂。

在本实施方式中，通过照相机32拍摄通过清除动作从喷嘴18排出而流落的熔融树脂来进行分析。当清除动作开始时，熔融树脂从喷嘴18流出，被清除的树脂材料堆积在在喷嘴18的下方设置的清除材料接收装置中。

在此，在作为清除动作进行将加热筒16内的树脂全部排出的动作时，加热筒16内部的树脂减少，当通过清除动作排出的树脂的量也减少时，在通过照相机32拍摄到的图像中，树脂的运动停止，成为拍摄树脂背后的图像。如此，通过使用清除材料分析单元52以及清除完成判定单元58判定树脂的运动停止，能够判断为清除完成。

另外，也可以根据树脂的色调、饱和度、亮度的不同来进行分析。此时，读取由于清除开始而流出的树脂的色调、饱和度、亮度的数据，在完全排出树脂时，通过照相机32捕获这些色调、饱和度、亮度的数据变化，由此能够通过清除材料分析单元52以及清除完成判定单元58判断清除完成。

并且，也可以使用市场上销售的色差计来取得与树脂的色调、饱和度、亮度相关的数据。此时，在多关节机器人20上具备色差计来取代照相机32从而进行测量。也可以通过Bluetooth(注册商标)等向个人计算机发送测量到的数据，使清除材料分析单元52经由个人计算机取得与色调、饱和度、亮度相关的数据。在为了通过市场上销售的色差计取得数据而需要按键操作时，能够通过构成为以空气驱动等方式可按动按键的机器人手来进行自动测量。

作为清除动作，在替换为不容易恶化的树脂，或者替换为下次成型中使用的树脂时，难以通过树脂的运动停止来进行判定。此时，由于树脂的颜色或种类改变，色调、饱和度、亮度发生变化。因此，能够预先设定色调、饱和度、亮度等的基准值，通过捕获由照相机32拍摄到的图像超过预先设定的基准值，然后值稳定的情况，能够通过清除材料分析单元52以及清除完成判定单元58判定清除完成。

图2表示本发明实施方式的注射成型系统的结构。与图1所示的第一实施方式的不同点在于，作为传感器使用温度计34来取代照相机32。

在本实施方式中，通过温度计34测量通过清除动作从喷嘴18排出并流落的熔融树脂的温度来进行分析。作为温度计34，能够使用非接触方式的温度计，也能够使用直接接触流落的树脂来进行测量的温度计。

当清除动作开始时，熔融树脂从喷嘴18流出，被清除的树脂材料堆积在在喷嘴18的下方设置的清除材料接收装置中。当清除动作开始时，由于流落的树脂导致温度计34测量的温度上升，由此能够判定清除动作已开始。

在此，在作为清除动作进行将加热筒16内的树脂全部排出的动作时，当加热筒16内部的树脂减少时，在加热筒16内加热树脂的时间变短，由此树脂的温度降低。当树脂完全被排出从而流落的树脂消失时，特别是在使用非接触方式的温度计时，因为变为测定树脂背后的其他部件的温度，所以通过温度计34测量的温度大幅降低。通过由清除材料分析单元52以及清除完成判定单元58对该情况进行判定，能够判断为清除完成。

另外，作为清除动作在替换为不容易恶化的树脂，或者替换为下次成型中使用的树脂时，通常由于树脂种类的不同，注射成型时的适当温度不同。由于与各个树脂对应的设定温度不同，随着树脂的替换由温度计34测量的温度由于设定温度的不同而发生变化。因此，通过捕获温度计34测量到的温度达到针对预先设定的设定温度的允许温度内，并且温度稳定的情况，能够通过清除材料分析单元52以及清除完成判定单元58判断为清除完成。

图3表示本发明实施方式的注射成型系统的结构。在本实施方式中具备设定自动变更单元，进行设定的变更。

本实施方式表示作为树脂将设定温度300℃的聚碳酸酯置换为设定温度200℃的聚丙烯的例子。作为温度计34使用非接触式温度计，并设定多关节机器人20的位置，将喷嘴18的前端与被清除的树脂材料进行堆积的清除接收器之间的区域作为测量区域来进行温度的测量。

在本实施方式中还具备设定自动变更单元55，设置为基于以下那样的各判定基准来进行设定的变更。

第一判定基准：在自动清除开始后判定测量温度是否为100℃以下。使先前的树脂即聚碳酸酯为排出的树脂，开始自动供给下一个树脂即聚丙烯。

第二判定基准：在使用第一判定基准的第一设定变更后，判定测量温度是否为290℃以上。在为290℃以上时，将全部加热器的设定温度变更为280°C。

第三判定基准：在使用第二判定基准的第二设定变更后，判定测量温度是否为290℃以下。在为290℃以下时，将全部加热器的设定温度变更为210℃，暂时停止自动清除。

第四判定基准：在使用第三判定基准的第三设定变更后，判定测量温度是否为220℃以下。在为220℃以下时，将全部加热器的设定温度变更为下一个树脂即聚丙烯的成型温度即200℃，来重新开始自动清除。

另外，在自动清除开始前，在加热筒16上安装用于供给聚丙烯的斗式进料器，以便能够根据从设定自动变更单元55输出的信号开始自动供给聚丙烯。

然后，对本实施方式的自动清除的执行过程进行说明。

(1)保持设定温度300℃开始自动清除。

(2)当加热筒16内的聚碳酸酯被排出不从喷嘴18的前端流出时，关于通过非接触温度计测量的温度，测量聚碳酸酯背后的其他部件的温度来取代聚碳酸酯的温度，测量温度急剧降低。当测量温度为100℃以下时，基于设定自动变更单元55的第一判定基准，开始向加热筒供给聚丙烯。

(3)当聚丙烯被填充到加热筒16内并从喷嘴前端流出时，作为温度计34的测量温度，测量290℃以上的温度。因此，基于设定自动变更单元55的第二判定基准，将全部加热器的设定温度变更为280℃。

(4)如果温度计34的测量温度为290℃以下，则基于第三判定基准，将全部加热器的设定温度变更为210℃，并暂时停止自动清除。因为温度变化需要花费时间，所以通过暂时停止自动清除来防止无用地清除成型材料。在作为下一个树脂置换为热稳定性差的成型材料时，为了使树脂不滞留，可以在(4)的过程期间以低速执行自动清除，或者间歇地执行自动清除。

(5)如果温度计34的测量温度为220℃以下，则基于第四判定基准，将全部加热器的设定温度变更为聚丙烯的成型温度即200℃，并重新开始自动清除。

(6)如果温度计34的测量温度达到210℃，则清除完成判定单元58判定为清除完成，停止清除动作。

在该自动清除的过程中，如果通过金属模具自动更换装置等更换金属模具，则能够立即开始聚丙烯的成型。

此外，在置换成型材料时，为了切实地排出先前的成型材料，存在以下的情况：在流过1、2种的清除专用材料后置换为下一个成型材料。此时，因为针对每个材料颜色发生变化，所以可以使用设定自动变更单元，从而使用第一实施方式的照相机32的图像根据颜色变化来进行设定温度变更。

图4表示本发明实施方式的注射成型系统的结构。与图1所示的实施方式的不同点在于，作为传感器使用气体传感器36来替代照相机32。

在本实施方式中，通过气体传感器36在喷嘴18的上方检测从熔融树脂产生的气体来进行气体成分的分析，该熔融树脂是通过清除动作从喷嘴排出并流落的熔融树脂。作为气体传感器36，能够使用红外线气体分析计、激光方式气体分析计等。由于树脂的不同产生的气体不同，通过使用这些分析计能够进行从熔融树脂产生的HCI、NH₃、O₂、CO、CO₂、CH₄、NO_X、SO₂等气体的分析。

本实施方式特别是在作为清除动作替换为不容易恶化的树脂，或者替换为在下次成型中使用的树脂的情况下有效。在通过替换树脂由此流出的树脂种类变化时，通过捕获从树脂产生的气体成分发生变化，并且变化后的气体成分变得稳定的情况，能够通过清除材料分析单元52以及清除完成判定单元58判断为清除完成。

另外，在各个实施方式中，在使作为传感器发挥功能的照相机32、温度计34、气体传感器36与清除材料分析单元52成为一体从而构成一体型传感器时，能够通过多关节机器人20抓持一体型传感器来进行传感。由此，能够更简单地构筑注射成型系统的结构。并且，在使数据输出的形式为无线形式时，不需要铺设线缆。在将传感器移动到测量位置时，不需要注意注射成型机10的高温部与线缆的接触。另外，在多关节机器人20的动作的程序设计中，不需要考虑线缆的接触。

在各实施方式中，通过清除动作计时单元54来测量清除动作开始后的经过时间，在每次经过预先设定的预定时间时，通过在多关节机器人20上安装的清除材料废弃用手24，能够向注射成型机10外废弃在喷嘴18的下方残留在注射成型机10的机台上的已清除的材料。在设为这样的结构时，能够防止在喷嘴18的下方在注射成型机10的机台上残留已清除的材料从而附着在喷嘴18或加热筒16上。另外，还能够削减目前由作业者进行的伴随着烧伤危险将清除材料进行废弃的作业工序。

另外，能够通过清除次数计数单元56对从清除动作开始起的清除次数进行计数，由此来替代通过清除动作计时单元54对经过时间的测量。此时，在每次达到预先设定的预定次数时，通过在多关节机器人20上安装的清除材料废弃用手24，向注射成型机10外废弃已清除的材料。由此，能够防止在喷嘴18的下方在注射成型机10的机台上残留已清除的材料从而附着在喷嘴18或加热筒16上。另外，还能够削减目前由作业者进行的伴随着烧伤危险将清除材料进行废弃的作业工序。无论在任何情况下，当设为在多关节机器人20上可更换地安装成型品取出用手22和清除材料废弃用手24的结构时，不用设置多台机器人，通过一台多关节机器人20就能够取出成型品，并进行清除材料分析、清除材料的废弃。

清除动作计时单元54以及清除次数计数单元56也能够通过其他的使用方法进行使用。即使清除动作计时单元54测量到的清除动作开始后的经过时间经过了预先设定的预定时间，或者清除次数计数单元56计数得到的从清除动作开始起的清除次数的计数结果达到预先设定的预定次数，在各个实施方式中通过作为传感器发挥功能的照相机32、温度计34、气体传感器36和清除材料分析单元52未判定为清除已完成时，能够输出警报来向操作者进行报告。在为这样的结构时，能够防止由于在注射成型机10中发生的某些异常或在替换树脂时忘记替换树脂或忘记停止树脂供给这样的人为错误而造成的树脂的过度废弃等。

在这些实施方式中，采取在一台多关节机器人20的前端部上可更换地安装成型品取出用手22和清除材料废弃用手24的形式，但是也可以不必是这样的结构。也可以将成型品取出用手22和清除材料废弃用手24分别安装在不同的机器人上来使其进行动作。

另外，在这些实施方式中，记载了具备清除动作计时单元54或清除次数计数单元56的结构，但是并非必须测定清除动作开始后的经过时间或清除动作开始后的清除次数，即使不进行这些测定也能够实施这些实施方式。在不进行测定时，能够不具备清除动作计时单元54和清除次数计数单元56。