この一連の記事では、ペレットが部品へと変化する成形プロセスの各ステップについて解説します。この記事では、金型の開閉、部品の排出、そして部品が金型から落下、吸引、またはピックアップされるかといった自動化に焦点を当てます。成形機のロボット機能とエンドオブアームツール（EOAT）の組み合わせは、金型設計、サイクルタイム、コストに直接影響を与えます。ここでは、ロボットを使用して金型から部品をピックアップする方法について解説します。

あらゆるプロジェクトの目標の一つは、関係者全員がコミュニケーションを取り、協力して最善の計画を立案することです。多くの利点に加えて、これにより適切な自動化機器が購入されることが保証されます。ロボットには多くの種類があります。業界標準は2つあります。リニアそして関節式リニアロボットは一般的に安価で、金型からの部品の取り出しが速く、プログラミングも容易です。ただし、部品の可動範囲が狭く、成形後の加工にはあまり適していません。リニアロボットは直線的に移動するため、多くの場合、X、Y、Z 平面に制限され、人間の腕のような位置の自由度はありません。リニアロボットは、プレス機のオペレーター側、非オペレーター側、またはプレス機の端（L マウント）に設置できます。

多関節ロボットは多機能で、成形後の加工に特に適しており、人間の腕のような柔軟性を持つため、狭いスペースにも設置可能です。通常、機械の横の床面、または機械に固定されたプラテン上に設置されます。例えば、組み立てや包装などの成形後の加工では、多関節ロボットは、部品が作業を実行するために必要な位置に合わせて軌道位置決めを行うことができます。しかし、これらのロボットはより広い設置スペースを必要とし、軌道位置決めのためプログラミングがより複雑になる場合が多くあります。また、一般的に高価であり、金型からの部品の取り出し速度も遅くなります。

EOATもう一つ重要な要素は、価格です。成形業者はしばしば最も安価なEOAT構成を選択しますが、その結果、プロセス許容範囲内で動作するために必要な公差を維持できない不正確な設計になる可能性があります。

手首の動きロボットに関するもう一つの考慮事項は、回転方向です。従来、リニアロボットには、垂直から水平への90度の空気圧回転機能が備わっており、これはほとんどのピックアンドプレース用途で十分です。しかし、成形後の作業や、単に部品を金型から取り出すためには、より多くの自由度が必要になることがよくあります。最近の自動化アプリケーションの多くは、金型の図面にはない詳細な設計が施された部品を使用しており、ロボットが部品を金型から「揺らしながら」取り出す必要があります。これには、リニアロボットの垂直アームの先端に2軸の関節運動を追加するサーボリストが必要です。

ロボットに装着する手首の種類は、金型設計に直接影響を与える可能性があります。例えば、金型開口距離（デイライト）に影響します。デイライトとは、ロボットが部品を取り出すのに十分なほど金型を開くために必要な直線クランプストローク量のことです。インサート成形用の対向する2つの手首を設計することで、デイライトの開口距離を25%削減し、プログラミングを簡素化し、金型開口時間を短縮できるため、サイクルタイムの短縮につながります。

手首の選択肢を検討する際には、トルク要件、手首の重量、ペイロード（部品とランナー）の重量、そして手首、ペイロード、および動作に必要な追加の日照量を考慮する必要があります。要するに、手首の選択は主にアプリケーションの要件によって決まりますが、場合によっては過剰なトルクや最小限の日照量要件が選択に大きな影響を与えることもあります。これらの事実はしばしば見落とされ、結果として部品の早期故障や自動化システムの完全な機能不全につながる可能性があります。

許容誤差自動化セル設計においては、他にも考慮すべき点があります。ロボットには所定の動作位置決め許容誤差があります。しかし、セル全体の許容誤差の累積が最終部品の設計図で管理される許容誤差をはるかに超えることが多いため、セル内の位置精度に関しては、この許容誤差に頼ることは通常できません。また、ロボットは移動する機械の上に設置されていることも考慮する必要があります。したがって、厳しい許容誤差が求められる自動化セルでは、ロボットをEOATのキャリアとしてのみ考え、EOAT、金型、自動化治具が独立したシステムの動作部品であるとみなすことで、ロボットを許容誤差の累積から除外する方が望ましいです。より厳しい許容誤差を確保するために、この3つの部品からなる独立したシステムの3つの部品間で適切な基準位置を確保するために、位置決めピンがよく使用されます。

振動位置公差における最大の課題は、多くの場合、振動です。機械プラテンに取り付けられたロボットの下には可動式の機械部品があるため、位置公差を維持するのが難しいのは当然です。稼働中の成形機の力は正弦曲線を描きます。その正弦曲線がEOATで終わると、高周波振動になります。

理由：成形機の正弦曲線運動は金属の塊を介して伝達され、質量が大きいほど低周波になり、質量が小さいほど高周波になります。この振動の正弦曲線は、固定プラテンからロボットライザー、トラバースビーム、キックストローク、垂直アーム、そしてEOATへと伝わるにつれて質量が指数関数的に減少し、振動が過剰に増加します。解決策は、ロボットに比例した十分な質量を持つサポート脚を追加することで振動を接地することです。これにより、振動を床の防振パッドに伝達する経路が確保されます。脚が大きいほど質量が大きく、移動が容易になり、振動は少なくなります。

これらの基本的なロボットに関する考慮事項は、成形チームが完全かつ一貫性のある成形プロセスを提供するのに役立ちます。