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発明の名称 樹脂成型品の表面位置検出方法および装置、ならびに樹脂成型品の品質管理方法および装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−26024(P2001−26024A)
公開日 平成13年1月30日(2001.1.30)
出願番号 特願2000−188060(P2000−188060)
出願日 平成12年6月22日(2000.6.22)
代理人 【識別番号】100087701
【弁理士】
【氏名又は名称】稲岡 耕作 (外2名)
発明者 リヒャルト ヘルプスト
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】プラスチック成型品(12;92;120;142)の表面部分(32;128,130;143)の位置を決定するための方法であって、a) 流体(52;78;122,124,126;152)用の少なくとも1つの流出口(36;114,116)を有するセンサ素子(30;96,98;110,112)を設け、前記流出口(36;114,116)を前記表面部分(32;128,130;143)の基準位置(118)の領域に配置する工程と、b) 前記流体(52;78;122,124,126;152)を前記流出口(36;114,116)から流出させる工程と、c) 前記流出口(36;114,116)から流出する前記流体(52;78;122,124,126;152)の量に固有のパラメータを決定する工程とを特徴とする方法。
【請求項2】前記流出口(36;114)が、前記基準位置(118)に直接配置されていることを特徴とする請求項1の方法。
【請求項3】センサ表面が、前記センサ素子(30)として利用され、前記表面部分(32)の基準形状に対して相補形状となっていることを特徴とする請求項1または2の方法。
【請求項4】前記流出口(36)から流出した前記流体(52;78)は、前記センサ表面(30)に形成された少なくとも1つの流入口(56)によって排出されることを特徴とする請求項3の方法。
【請求項5】複数の流出口(36)が、前記センサ表面(30)上に分布していることを特徴とする請求項3または4の方法。
【請求項6】前記パラメータが、前記の分布している流出口(36)毎に個別に決定されることを特徴とする請求項5の方法。
【請求項7】排出把持装置(10;70;140)の把持面が、前記センサ表面(30)として利用されることを特徴とする請求項3ないし6の何れかの方法。
【請求項8】少なくとも1つのニードルノズルが、前記センサ素子(110;110,112)として使用されることを特徴とする請求項1または2の方法。
【請求項9】2つのニードルノズルが、前記センサ素子(110,112)として使用され、その流出口(114,116)が正対して対向配置されていることを特徴とする請求項8の方法。
【請求項10】前記プラスチック製品(12;92;142)が、前記表面部分(32;143)の位置決定の際に冷却されることを特徴とする請求項1ないし4の何れかの方法。
【請求項11】前記プラスチック製品(92)の前記表面部分(32)が、少なくとも1つの流出口(36)を有する空間的に隣接するセンサ素子(96,98)の領域に位置することを特徴とする請求項1ないし10の何れかの方法。
【請求項12】前記パラメータが、前記流出口(36)に接続された中空キャビティ(38)の領域内の圧力として決定されることを特徴とする請求項1ないし11の何れかの方法。
【請求項13】気体、好ましくは空気が、前記流体(52;78;122,124,126;152)として供給されることを特徴とする請求項1ないし12の何れかの方法。
【請求項14】決定された前記パラメータの関数として、設定信号が生成されることを特徴とする請求項1ないし13の何れかの方法。
【請求項15】前記プラスチック成型品(12;92;120)の形状精度を制御するために、前記表面部分(32;128,130)の位置が決定されることを特徴とする請求項1ないし14の何れかの方法。
【請求項16】前記プラスチック成型品(142)の空間位置を制御するために、前記表面部分(143)の位置が決定されることを特徴とする請求項1ないし14の何れかの方法。
【請求項17】プラスチック成型品(12;92;120;142)の表面部分(32;128,130;143)の位置を決定するための装置であって、流体(52;78;122,124,126;152)用の少なくとも1つの流出口(36;114,116)を有し、前記流出口(36;114,116)が前記表面部分(32;128;130;143)の基準位置(118)の領域に配置されているセンサ素子(30;96,98;110,112)と、前記流体(52;78;122,124,126;152)を前記流出口(36;114,116)から流出させるための手段と、前記流出口(36;114,116)から流出する前記流体(52;78;122,124,126;152)の量に固有のパラメータを決定するための計測手段(54;80)とを特徴とする装置。
【請求項18】前記流出口(36;114)が、前記基準位置(118)に直接配置されていることを特徴とする請求項17の装置。
【請求項19】前記センサ素子(30)が、前記表面部分(32)の基準形状に対して相補形状となっているセンサ表面を有することを特徴とする請求項17または18の装置。
【請求項20】前記流出口(36)から流出した前記流体(52;78)を排出するために、少なくとも1つの流入口(56)が、前記センサ表面(30)に形成されていることを特徴とする請求項19の装置。
【請求項21】複数の流出口(36)が、前記センサ表面(30)上に分布していることを特徴とする請求項19または20の装置。
【請求項22】前記計測手段(54)が、前記の分布している流出口(36)毎に個別に前記パラメータを決定するために設けられていることを特徴とする請求項21の装置。
【請求項23】前記センサ表面(30)が、排出把持装置(10;70;140)の把持面であることを特徴とする請求項19ないし22の何れかの装置。
【請求項24】前記センサ素子(110;110,112)に少なくとも1つのニードルノズルが設けられていることを特徴とする請求項17または18の装置。
【請求項25】前記センサ素子(110,112)に2つのニードルノズルが設けられ、その流出口(114,116)が正対して対向配置されていることを特徴とする請求項24の装置。
【請求項26】前記プラスチック製品(12;92;142)を冷却するための手段(28)を備えていることを特徴とする請求項17ないし25の何れかの装置。
【請求項27】少なくとも1つの流出口(36)を有する空間的に隣接する複数のセンサ素子(96,98)を備えていることを特徴とする請求項17ないし26の何れかの装置。
【請求項28】前記計測手段(54)が、圧力センサを含むことを特徴とする請求項17ないし27の何れかの装置。
【請求項29】前記流体(52;78;122,124,126;152)が気体、特に空気であることを特徴とする請求項17ないし28の何れかの装置。
【請求項30】決定された前記パラメータの関数として設定信号を生成するための手段(62)を備えていることを特徴とする請求項17〜28の何れかの装置。
【請求項31】プラスチック2次成型品(12;92;120)の品質の制御、特に、その形状精度の制御のための方法であって、前記プラスチック製品(12;92;120)の前記品質に固有のパラメータを決定し、前記の固有のパラメータの決定が、排出把持装置(10;70)によって前記プラスチック製品(12;92;120)を成型装置の中空キャビティから離型する一方で行われることを特徴とする方法。
【請求項32】プラスチック2次成型品(12;92;120)の品質の制御、特に、その形状精度の制御のための装置であって、前記プラスチック製品(12;92;120)の前記品質に固有のパラメータを決定するための手段(30,36,54;30,36,80)を備え、前記手段(30,36,54;30,36,80)が、前記プラスチック製品(12;92;120)を成型装置の中空キャビティから離型するための排出把持装置(10;70)上に配置されていること特徴とする装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック成型品(樹脂成型品)の表面部分の位置検出方法に関する。さらに、本発明は、プラスチック成型品の表面部分の位置検出装置に関する。さらに、本発明は、より一般的には、プラスチック成型品の品質管理、特にプラスチック成型品の形状精度に関する品質管理に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】プラスチック成型品の製造方法および装置は、従来技術において周知である。例えば、この様なプラスチック製品は、射出成型または深絞り成型によって製造される。しかし、以下「成型」と総称するこれらの方法の共通の特徴は、原料プラスチックを成型工程などのために加熱しなければならないということである。すなわち、様々な製造工程を可能とするために、原料プラスチックを軟化あるいは液状化しなければならない。そして、これは、製造または成型したてのプラスチック製品が、固化してその最終形状となる前に、先ず冷却しなければならないということを意味する。
【0003】さらに、プラスチック製品の成型に使用されるこれらのプラスチック材料が、加熱の際にかなり膨張し、その後の冷却の際に収縮するということも周知である。結果的に、成型したてのプラスチック製品は、成型工程後などの冷却の際に収縮して、その形状が変化する。製造対象のプラスチック製品の寸法によって、さらに、使用する特定のプラスチック材料によって、この作用はの重要性が異なる。
【0004】しかし、数多くの用途分野において、製造したプラスチック製品の形状は、ある一定の非常に厳密な許容誤差以内でなけらばならない。もちろん、所望の品質を確保するためには、成型工程後などのプラスチック製品の冷却時に生じる形状変化を厳密に考慮しなけれらばならない。したがって、プラスチック製品の形状精度の制御が必要となる。これは、表面部分の位置を制御することによって達成される。ここで、「表面部分」という用語は、プラスチック製品の全表面を含むものである。制御の結果によって、例えば、必要な補正処理を行うことができる。
【0005】プラスチック成型品の表面部分の位置に関する正確な情報が必要な他の用途分野は、プラスチック射出成型装置の金型内の中空キャビティからプラスチック製品を離型する際に生じる。離型の際に、プラスチック製品は、未だ暖かく、不注意により変形し易いので、プラスチック製品を細心の注意をもって取り出す必要がある。排出把持装置によって離型を行う場合には、未だ暖かいプラスチック製品の意図しない変形を防止するために、排出把持装置の把持および保持動作を注意深く設定、制御しなければならない。大抵の事例において、この様な場合の排出把持装置は、冷却時のプラスチック製品の収縮の関数として再調整しなければならない。これに対応する制御は、把持装置が離型対象のプラスチック成型品に係合する場合、プラスチック成型品の表面位置を決定可能な入力信号を必要とする。
【0006】さらに、プラスチック製品の表面または表面部分の位置に関する情報は、しばしば、その後の工程、特に、様々なプラスチック製品の組立やその機械加工に必要とされる。この様な場合、形状精度の制御はそれほど重要ではない。しかし、表面部分の位置から、プラスチック製品の厳密な空間位置を正確に演算し、例えば、別のプラスチック製品と正確に相互接続させることができる。したがって、本発明の目的は、プラスチック成型品の表面部分の位置を簡単かつ高精度で検出できるような、冒頭に記載の種類の方法および装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】冒頭に記載の方法によれば、この目的は、以下の工程、すなわち、a) 少なくとも1つの流体流出口を有するセンサ素子を設け、流出口を表面部分の基準位置領域に配置する工程と、b) 流体を流出口から流出させる工程と、c) 流出口から流出する流体量に固有のパラメータを決定する工程とによって達成される。
【0008】冒頭に記載の装置によれば、この目的は、表面部分の基準位置領域に配置された少なくとも1つの流体流出口を有するセンサ素子と、流体を流出口から流出させるための手段と、流出口から流出する流体量に固有のパラメータを決定するための測定手段により達成される。さらに別の方法によれば、この目的は、品質に固有のプラスチック製品のパラメータを決定することで達成され、固有パラメータの決定は、排出把持装置によってプラスチック製品を成型装置の中空キャビティから離型する一方で行われる。
【0009】さらに別の装置によれば、この目的は、プラスチック製品の品質に固有のパラメータを決定する手段によって達成され、この手段は、プラスチック製品を成型装置の中空キャビティから離型するための排出把持装置上に設けられている。本件出願の範囲内において、「流体」という用語は、あらゆる気体や液体物質を意味するものと解釈される。この様な物質は、最小の空間へと拡散し、この様な物質を使用することによって、所定の基準輪郭に対するプラスチック成型品の最小偏差の検出または位置の最小偏差の検出が可能となるという共通の利点を有する。位置検出対象の表面部分は、単純な一体的な面(plane integral surface)である。しかし、凹部や孔を備えたものであってもよい。例えば、本発明を利用して、プラスチック製品の表面の孔の寸法や位置を決定することもできる。
【0010】本発明に係る方法および装置は、所定の基準輪郭や基準位置に対する表面部分の偏差が、常に、プラスチック製品の領域内における空間の形成あるいは増加をもたらすという考えに基づいている。流体を導入することによって、この様な空間の存在と、適用可能であればその寸法を簡単に決定できる。例えば、基準輪郭に対して相補形状のセンサ表面と検査対象のプラスチック製品の表面との間の空間に流入する流体量は、プラスチック製品の形状精度の尺度となる。流出口からセンサ表面に全く流体が流入しない場合、これは、プラスチック製品の表面が、所定の基準輪郭に厳密に対応していることを示す。
【0011】流体によるプラスチック成型品の形状精度の制御は、基本的に、製造工程の如何なる時点においても実行可能である。しかし、製造工程において可能な限り早く品質管理を実施することが有利である。なぜなら、この状態において、製造工程内の欠陥を早い段階で発見し、必要であればそれに対処できるからである。この様な理由により、もちろん別個に利用することもできるが、本発明の別の態様においては、成型装置の金型内の中空キャビティからプラスチック製品を離型する際に、形状精度の制御や、より一般的には、品質管理を済ませる。したがって、本発明の更に別の態様では、排出把持装置により金型内の中空キャビティからプラスチック成型品を離型する際のある時点において、プラスチック成型品の品質管理を行う。
【0012】本発明の好適な実施形態の説明で更に詳細に説明される適切な計測手段を利用することによって、流出口から流体が流出したか、そして適用可能であれば、どれだけの量の流体が流出口から流出したかを、簡単かつ非常に正確に決定することができる。流出口から流出した流体量が、所定の基準輪郭または基準位置と比較したプラスチック製品の偏差の尺度となることを考慮すれば、本発明の方法および本発明の装置によって、プラスチック成型品の表面部分の位置や、より一般的には、品質や位置を、非常に簡単であると同時に非常に正確に決定することができる。
【0013】本発明の目的は、この様にして完全に解決される。さらに、本発明の方法および本発明の装置は、流出口から流出する流体の圧力を適宜に設定することによって、流体が流出口から流出する時にプラスチック製品の表面に衝突する流体の力も決定できるという利点を有する。この圧力を制御することによって、プラスチック成型品の成型誤差を流体により補正することがある範囲内で可能となる。必要であれば、プラスチック製品に圧力を部分真空としてかけてもよい。
【0014】この様な方法および装置は、特に、いわゆる予備成型物などの比較的肉厚のプラスチック製品や、化粧品(特にクリーム)用に使用する瓶などの肉厚プラスチック容器の形状精度の制御に適している。なぜなら、この様なプラスチック製品は、比較的肉厚であるために冷却が非常に遅く、成型後などにプラスチック製品の形状精度を比較的長期間監視しなければならないからである。これは、連続的に実施されるこの方法により非常に好適に達成される。
【0015】他方、この様な方法および装置は、大型の肉薄プラスチック製品の形状精度の制御にも好適に使用される。その理由は、基準輪郭からの比較的小さな偏差がプラスチック製品内で生じた時には、流出口から流出する流体量が既に変化しているからである。例えば、コンパクトディスクボックスに対する冷却時の好ましくない膨出や湾曲作用を好適に検出することができる。本発明の好適な実施形態において、流出口は、基準位置に直接配置されている。
【0016】この方策は、流出口からの極少量の流体の逸出によっても、基準輪郭または基準位置からの偏差に対する信号が生成されるという利点を有する。流体が流出口から全く流出しない場合のみ、基準状態が厳密に満たされる。しかし、これとは対照的に、本発明の方法の実施の際に、流出口から流体を連続的に流出させることも可能である。この様な場合、予期せぬ基準流動からの流体流動の偏差が、プラスチック製品の基準状態からの偏差の尺度となる。この方策は、基準状態に一致するか否かに関する的確な是非決定を簡単に行えるという利点を有する。したがって、使用される測定技術によって、プラスチック製品の基準状態からの偏差を確認しやすい。
【0017】本発明の別の好適な実施形態において、センサ表面が、センサ素子として利用され、その表面部分が、表面部分の基準形状に対して相補形状となっている。これに対応する装置においては、センサ素子が、表面部分の基準形状に対して相補形状となったセンサ表面を有する。この方策は、プラスチック製品の形状精度の制御に特に適している。また、この方策は、表面部分が所与の要件を満たしているかについての決定を、一度の測定で得ることができるという利点を有する。したがって、この方策は、形状精度が確保されたか否かを示す結果を非常に迅速に与える。
【0018】前記の方策の別の好適な実施形態において、流出口から流出した流体は、センサ表面に形成された少なくとも1つの流入口によって排出される。したがって、流出口から流出した流体を排出するために、少なくとも1つの流入口が表面部分に設けられる。この方策は、少なくとも1つの流出口から比較的高圧または大量に流出する流体による、意図しない望ましくないプラスチック製品の変形を回避できるという利点を有する。さらに、この方策は、流体が、センサ表面とプラスチック製品表面との間に存在する空間を定常的に流れ、制御中に検出される空間を迅速に満たすので、迅速に空間の検出が行われるという利点を有する。したがって、この方策は、リアルタイム条件の下で長時間に亘りプラスチック製品を連続制御するための非常に有用な可能性を提供する。
【0019】本発明の更に好適な実施形態において、複数の流出口がセンサ表面上に分布(分散)している。この方策は、この様にしてセンサ表面とプラスチック製品表面との間の個々の独立した空間を検出し、考慮に入れることができるという利点を有する。全体的に見て、形状精度に対する制御精度がかなり向上する。もう1つの利点は、全体として見た場合に、複数の流出口の配設が流出口直径の増加に相当し、複数の流出口から流体が低圧で流出するという利点を有する。これも、プラスチック製品の意図しない変形の回避に役立つ。
【0020】前記の方策の更に別の実施形態において、パラメータは、分散された流出口毎に個別に決定される。請求項の装置においては、分散された流出口毎に個別にパラメータを決定するための計測手段が設けられている。この方策は、プラスチック製品の偏差が、製品上の特定のスポットに対応して個々に局在するという利点を有する。結果的に、この方策は、プラスチック製品の形状精度についての概略を与えるだけでなく、個々の偏差の大きさと位置を決定することもできるという利点を有する。
【0021】本発明の更に別の実施形態によれば、排出把持装置の把持面が、センサ表面として利用される。この方策は、プラスチック成型品の形状精度の制御が、例えば射出金型の中空キャビティからの離型の直後に実行されるという利点を有する。結果的に、製造工程における如何なる機能不良にも迅速に対応できる。さらに、この方策は、流体流出量に固有のパラメータ、すなわち、プラスチック製品の形状精度に固有のパラメータを、排出把持装置による把持工程のための設定信号として直接利用できるという利点を有する。この様にして、細心の注意をもって注意深く排出把持装置の動作を制御することができ、さらに、プラスチック製品の収縮の関数としてこの様な動作を調節できる。
【0022】本発明の更に別の実施形態において、少なくとも1つのニードルノズルが、センサ素子として利用される。本装置の範囲内において、「ニードルノズル」という用語は、検査対象のプラスチック製品の表面部分の寸法に比べて非常に小さな流出口端部を有するセンサ素子を意味するものと解釈される。この方策は、プラスチック製品の形状とは独立して表面部分の位置を決定できるという利点を有する。この様にして、異なる表面形状あるいは異なる表面部分形状を有する異なるプラスチック製品上でセンサ素子を利用することが可能となる。したがって、本発明の装置は、複数の状態で使用できるようになっている。
【0023】本発明の更に別の実施形態において、2つのニードルノズルが、センサ素子として利用され、その流出口が直径方向に対向配置されている。本発明のこの実施形態において、センサ素子の計測範囲は、ニードルノズル流出口の間隔とされる。表面部分の位置を決定するために、プラスチック製品は、2つの流出口の間に位置させなければならない。この方策は、2つの測定値を生成し、表面部分の位置をこれらの測定値から決定するという利点を有する。この実施形態は、この冗長性により信頼性が高まる。さらに、例えば、平均値を計算することによって、測定誤差を低減することができる。
【0024】本発明の更に別の実施形態において、プラスチック製品は、表面部分の位置決定の際に冷却される。したがって、本発明の装置によれば、プラスチック製品の冷却のための手段が設けられている。この方策は、好ましくは成型工程の直後などに実施される制御された冷却時に、形状精度、すなわち所定の許容誤差について、プラスチック成型品を監視するという利点を有する。これは、冷却時の収縮プロセスの監視に関して特に有利である。また、更に冷却を実施することによって、プラスチック成型品は迅速にその最終形状に至る。
【0025】本発明の別の実施形態において、プラスチック製品の表面部分は、それぞれ少なくとも1つの流出口を有する空間的に隣接するセンサ素子の領域に位置する。したがって、本発明の装置には、それぞれ少なくとも1つの流出口を有する複数の空間的に隣接するセンサ素子が設けられている。この方策は、表面部分の位置決定が、移動中のプラスチック製品に対しても連続的に行われるという利点を有する。これは、例えば、搬送工程において、プラスチック製品の位置を決定するために使用してもよい。あるいは、この方策を用いて、制御下の形状変化の最中に、プラスチック製品の形状精度の監視を行ってもよい。
【0026】本発明の更に別の好適な実施形態によれば、パラメータは、流出口に接続された中空キャビティの領域内の圧力として決定される。したがって、計測手段は圧力センサを含む。この方策は、圧力センサが工業技術分野において充分知られており、比較的安価に利用できるという利点を有する。同時に、圧力センサによって、流体流出量に固有のパラメータを、非常に簡単かつ正確、安価に決定することができる。
【0027】本発明の更に別の実施形態によれば、流体は気体であり、好ましくは空気である。気体が、液体と比べて迅速かつ均一に利用可能な空間内で拡散するということを考慮すると、この方策は、表面部分位置の高速かつ正確な評価が可能であるという利点を有する。さらに、気体、特に空気の利用は、この流体自体が位置決定後に気化状態であり、プラスチック製品に付着している残滓を洗浄する必要がないという利点を有する。空気の利用は、コスト的な理由で好ましい。
【0028】本発明の別の実施形態において、設定信号が、決定されたパラメータの関数として生成される。したがって、本発明の装置は、この様な設定信号を生成する手段を備えている。この方策は、排出把持装置の把持動作の制御に関して有利であり、この制御は、対応する駆動装置を制御する信号としての設定信号に基づくものである。さらに、設定信号は、例えば、検査対象のプラスチック製品に関して所定の許容誤差の範囲外の形状偏差が検出された場合に、製造工程を直ちに中断するなど、更に好ましい対応策を開始するものであってもよい。
【0029】本発明の方法の別の実施形態において、プラスチック成型品の形状精度を制御するために、表面部分の位置が決定される。この方策は、センサ表面として構成されたセンサ素子の利用に際して既になされた配慮を更に進展させる。しかし、センサ素子とプラスチック製品の対応表面との間に相対移動が起こった場合に、ニードルノズルとして構成されたセンサ素子を用いて、プラスチック製品の形状精度の制御を行うこともできる。この様にすれば、上記の方策は、プラスチック成型品の品質管理のために、非常に簡単かつ非常に効果的な手段を提供するという利点を有する。
【0030】前記の方策の別の実施形態において、プラスチック成型品の空間位置を制御するために、表面部分の位置が決定される。この場合においても、センサ素子をセンサ表面または1以上のニードルノズルとして構成することができる。前述の方策のように、この実施形態も、例えば、把持動作や組立動作を非常に簡単かつ非常に効果的に制御できる可能性を提供するという利点を有する。
【0031】本発明の既述の別態様によれば、プラスチック成型品の品質は、好ましくは、排出把持装置により金型の中空キャビティからプラスチック製品を離型する際に、品質に固有のパラメータを決定することで監視される。この方策は、上記の方策と組み合わせて、あるいは、単独で利用され、プラスチック成型品の品質が、生産工程の非常に早い時期に評価できるという利点を有する。
【0032】したがって、生産工程におけるシステム上の誤差や機能不良に迅速に対応することができる。したがって、欠陥プラスチック製品や低品質の製品により生じるコストを実質的に低減することができる。さらに、この方策は、品質管理を生産工程に組み込み、プラスチック製品の製造時に生産速度を全体的に高めるという利点を有する。したがって、プラスチック射出成型装置の生産性が、実質的に向上する。
【0033】なお、上記および下記の特徴は、言うまでもなく特定の所与の組み合わせのみに限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく、その他の組み合わせ、または、単独で利用可能である。
【0034】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態は、図面に示されており、これについて以下の説明において更に説明する。図1において、本発明に係る装置は、その全体が参照番号10で示されている。本発明の好適な実施形態における装置10は、排出把持装置であり、プラスチック製品12を製造後に成型装置(図示せず)内の金型から離型するために使用される。
【0035】形状精度制御対象のプラスチック製品12は、ボトルなどの容器の閉栓に使用されるスクリューキャップとして描かれている。しかし、スクリューキャップ12は、一例に過ぎず、本発明をこの用途に限定するものではない。本発明は、考え得る如何なるタイプのプラスチック製品と共に使用することができる。排出把持装置10は、ほぼ漏斗状の受口14を有し、その円錐状の座部16は、図1に示すように外方に広がっている。座部16の基部18にピストン20が設けられており、概略的にしか示されていない駆動装置24によって孔22内で変位可能となっている。孔22は、座部16の基部18に開口している。結果的に、ピストン20を矢印26方向に移動させることによって、座部16内の容積が増加し、部分真空が生成される。この様な部分真空によって、スクリューキャップ12は、漏斗状の受口14の座部16内に引き込まれ、しっかりと保持される。
【0036】参照番号28は、受口14内に座部16を中心に同心配置された1つの環状チャネルを示す。環状チャネル28は、受口14、更にその内側に保持されたスクリューキャップ12を冷却する冷却液を受け入れるためのものである。参照番号30は、図示の事例において、座部16の円錐状に広がっている内壁に相当するセンサ表面を示す。図1から分かるように、排出把持装置10の受口14にスクリューキャップ12が保持されている場合、センサ表面30は、スクリューキャップ12の外側面32に接する。スクリューキャップ12の側面32は、図1において明瞭にするために誇張して示されている状態に変形する。この様な変形は、成型後の冷却時のスクリューキャップ12の収縮の結果として起こる。
【0037】センサ表面30は、表面32の基準形状に対して相補形状に形成されている。しかし、スクリューキャップ12の変形によって、表面32は、センサ表面30に完全に沿わない。結果的に、センサ表面30と表面32との間に空間34ができ、その寸法は、基準形状に対するスクリューキャップ12の形状偏差の尺度となる。スクリューキャップ12の形状精度の制御のために、排出把持装置10には、複数の流出口36が設けられており、それぞれ流体、例えば空気を受け入れる中空キャビティに接続されている。個々のキャビティは、そのうちの2つだけが図1に示されているが、図示の例においては、円筒形の孔38で構成され、1つのピストン40が、概略的に示されている駆動装置42の作用によって矢印44方向に沿って各孔38内を移動するようになっている。さらに、孔38は、バルブ46を介して環状チャネル48に接続されている。環状チャネル48は、受口14の外面に開口しているダクト50に接続されている。したがって、孔48は、ダクト50およびバルブ46を介して空気で満たされ、この場合、空気は矢印52方向に流れる。
【0038】参照番号54は、各孔38内の圧力を個別に決定する圧力センサを示す。参照番号56は、流出口36と同様に空間34に開口している流入口を示す。流入口56は、それぞれ1つのバルブ58を介して環状チャネル60に接続されている。環状チャネル60は、周囲環境への排出ダクト(図示せず)を有する。したがって、空間34に流入する空気は、流入口56、バルブ58、環状チャネル60を介して排出される。
【0039】参照番号62は、排出把持装置10の機能、すなわち本発明の方法の実行を制御するための電子回路を示す。回路62には、圧力センサ54からの測定信号(図示せず)が供給される。さらに、回路62は、バルブ46、58を制御する制御信号を生成可能である。制御信号は、バルブ46、58において矢示されている。一例として上記に示されている装置は、以下のように動作する。
【0040】排出把持装置10は、それ自体公知のように、射出成型装置(図示せず)内で射出成型されたスクリューキャップ12を射出成型装置金型の中空キャビティから掴み出す。スクリューキャップ12は、受口14内に引き出され、ピストン20によって生成された部分真空によってその内部にしっかりと保持される。環状チャネル28内を循環する上記の冷媒により、排出把持装置10内における成型スクリューキャップ12の冷却が促進される。冷却工程によって、スクリューキャップ12は収縮、変形して、空間34が形成される。
【0041】排出把持装置10が、受口14内でスクリューキャップ12を把持するとすぐに、電子回路62は、制御信号を生成し、孔38内で圧力が増大するように、孔38内のピストン40を矢印44方向に移動させる。結果的に、孔38内の空気の一部は、空間34内に押しやられる。そして、空気が、流出口36を介して空間34に流入する。空間34が小さいほど、流出口36を介して孔38から流出する空気は少なくなる。孔38の容積は既知であるため、圧力センサ54によって測定される孔38内の圧力は、空間34の寸法の尺度となる。
【0042】スクリューキャップ12の望ましくない更なる変形の危険性があるほど孔38内の圧力が高くなると、電子回路62は、ピストン40を引き戻すことによって圧力を低下させるか、あるいは、空間34内の空気を逸出させるためにバルブ58を開く。ピストン40の動作中に、孔38の流出口36から全く空気が流出しない場合は、スクリューキャップ12の表面32が、排出把持装置10のセンサ表面30に密着しており、流出口36を密閉していることを示す。上記のように、センサ表面30が、表面32の基準形状に対して相補形状に形成されていることを考慮すると、これは、スクリューキャップ12の表面32が、所定の基準輪郭に完全に相応していることの尺度となる。
【0043】以下の別の実施形態の説明において、図1で既に説明したものと同様の番号は同様の構成部材を示す。図2において、排出把持装置は、その全体が参照番号70で示されている。排出把持装置70は、その大部分が、図1で既に説明した排出把持装置10と対応している。この2つのシステムは、流体、好ましくは空気がどの様にして空間34に導入されそこから排出されるかという点で異なる。この目的のために、排出把持装置70は、前記の実施形態とは対照的に、供給チャネル72と排出チャネル74とを有する。供給チャネル72は、受口14の外側のフランジ76を介して圧縮空気コンプレッサ(図示せず)に連結されている。したがって、加圧流体に曝される空間は、供給チャネル72である。
【0044】前記の実施形態と同様に、スクリューキャップ12の表面32が所定の基準輪郭からずれていれば、供給チャネル72を満たす空気は、流出口36を介して空間34に流入する。スクリューキャップ12などのプラスチック製品については、通常、空間34は対称形状であるので、この様な状態において、空間34に導入された空気を排出するための流入口56は、排出口36の直径方向反対側に設けるだけでよい。前述の実施形態と異なる別の点は、排出把持装置70において、空気の流動量に固有のパラメータ、すなわち、排出チャネル74から周囲環境へと矢印78方向に流出する空気量を決定するということである。この目的のために、空気体積メータ80が、排出チャネル74の途中に設けられている。スクリューキャップ12の形状精度の制御は、本質的に、決定されたパラメータ、すなわち、この事例では、計測された空気体積を利用して実行される。
【0045】図3は、本発明の更に別の実施形態、すなわち、プラスチック予備成型品を二次成型する二次成型装置を示し、その全体が参照番号90で示されている。二次成型装置90は、本質的に円錐形状に狭まる座部16を有するほぼ漏斗状の受口14を有する。この実施形態における座部16は、予備成型プラスチック製品92を上端部を閉鎖した管状に圧縮するために使用される。この目的のために、プラスチック製品92は、矢印94方向に沿って受口14の座部16内に吸引または圧入される。ただし、二次成型装置90の機能は、単なる例示と解釈される。あるいは、二次成型装置90は、前記の実施形態の事例と同様、排出把持装置としても使用することができる。
【0046】上記の実施形態とは対照的に、二次成型装置90の特徴は、この事例の受口14が、参照番号96、98で示されている個々の部分に分割されていることである。個々の部分96、98は、互いに隣接しており、その分離線は、破線100で示されている。部分96、98は、それぞれ、漏斗状の座部16の内面上のセンサ表面30として構成されており、プラスチック製品92の表面32を受けるようになっている。空間的に隣接する各センサ表面32には、複数の流出口36が設けられており、排出把持装置10の場合と同様に、孔38として構成された中空キャビティに接続されている。各孔38は、ピストン40を受け入れ、このピストンは、概略的にしか示されていない駆動装置42によって変位するようになっている。ピストン40は、流体で満たされた孔38に圧力をかけるために使用される。さらに、各孔38は、それぞれが有する圧力センサ54と接続されている。
【0047】前記の実施形態とは対照的に、二次成型装置90により、表面32の広い範囲に亘って定常的にプラスチック製品92の形状精度を制御できる。さらに、上記の装置は、表面32の形状精度の制御を可能とする一方、プラスチック製品92を矢印94方向に継続的に押圧することによって変形させる。図4は、参照番号110、112で示される2つのニードルノズルを示し、その流出口114、116は、正対して対向配置されている。2つの流出口114、116の間の対称面は、参照番号118により示されている。この実施形態において、対称面118は、基準輪郭に対応しており、これに基づいて、コンパクトディスクボックス(部分的に図示)の上部120が、理想的な状態で成型される。ただし、図4においては、上部120に膨出があり、2つのニードルノズル110、112によって検出される。
【0048】参照番号122は、2つのニードルノズル110、112により案内され、2つの流出口114、116において矢印124、126方向に排出される気流を示す。参照番号128、130は、上部120の2つの表面部分を示す。図4から分かるように、上部120の膨出によって、ニードルノズル110からの気流122は、ニードルノズル112からの気流よりも流れ易くなる。逆に、上部120が逆方向に膨出すれば、ニードルノズル112からの気流122は、ニードルノズル110からの気流よりも流れ易くなる。上部120の形状が所定の基準輪郭118に厳密に従っている場合のみ、2つの流出口114、116から流れる気流122は、全く同じになる。したがって、流出口114、116から流出する気流122間の差は、上部120の形状精度の尺度となる。
【0049】図示の装置は、上部120が膨出した時に、気流122が乱されることなく流出口114、116から流出するように、表面部分128、130から正対して対向配置されている2つの流出口114、116間の間隔がそれほど大きくないものと仮定する。しかし、基準輪郭118から2つの流出口114、116までの距離hがD/4(Dは、2つの流出口114、116の直径)よりも小さければ、正常な動作が保証される。2つの流出口114、116の距離は、上部120の厚さだけ大きくされる。しかし、上部120が一方向へ大きく膨出することによって、ニードルノズル110、112から流出する気流122に影響を及ぼす最大距離を越えても、他方のニードルノズル112、110がこの膨出に固有の測定値を与える。
【0050】図5の実施形態は、ニードルノズル10が1つだけ利用されているという点で、図4の実施形態と本質的に異なる。ニードルノズル110の流出口114は、厳密に基準輪郭118上に配置されており、この場合、表面部分128の基準位置に正確に対応している。図5に示す状態とは逆に、上部120に膨出がない場合には、ニードルノズル110の流出口114は、表面部分128によって封鎖される。この場合、空気は、流出口114から矢印124方向に全く流れない。しかし、図5に示す状態においては、ニードルノズル110の流出口114と上部120の表面部分128との間には間隙が存在し、空気は、矢印124方向へと逸出する。逸出空気量が、表面部分128の位置、すなわち、CDボックスの上部120の膨出の尺度となる。
【0051】図4および図5に示す装置は、上部120の膨出を決定する代わりに、ニードルノズル110、112のそれぞれの位置に対するプラスチック製品の空間位置も決定できることが容易に分かる。この種の用途が、図6の実施形態に示されている。この実施形態において、プラスチック製品の取出、保持のための把持装置が、全体として参照番号140で示されている。把持装置140は、実質的に、図1および図2の実施形態の把持装置10、70に対応している。
【0052】図6において、把持装置114は、クリーム瓶形状の肉厚容器であるプラスチック製品142を保持している。この様なクリーム瓶は、例えば、化粧品業界で使用される。把持装置140の漏斗状の座部16の把持内壁は、図1および図2の実施形態と非常によく似ていて、クリーム瓶142の側方面143の位置を決定するためのセンサ表面として形成されている。そして、把持装置40の位置に対するクリーム瓶142の空間位置が決定される。
【0053】クリーム瓶142の空間位置を決定するために、把持装置40には、2つの別個のチャネル144、146が設けられており、それぞれ空気体積メータ80を備えている。チャネル144、146は、共通環状チャネル148とポンプ150を介して空気で満たされている。空気は、矢印152方向にチャネルシステムへと流入する。図6に示す状態において、クリーム瓶142は、把持装置140の受口14内で傾いている。ポンプ150によって空気が定常的に環状チャネル148に供給されると、チャネル144、146から流入する空気量の差が、クリーム瓶142の傾斜位置の尺度となる。




 

 


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