このシリーズの記事では、ペレットから部品が成形されるまでの成形工程の各ステップについて解説します。本稿では、金型の開閉、部品の取り出し、そして金型からの部品の落下、真空吸引、あるいは金型からの部品取り出し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、金型の設計、サイクルタイム、そしてコストに直接影響を及ぼします。本稿では、ロボットを用いた金型からの部品取り出しについて考察します。

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策定することです。これにより、他の多くのメリットに加え、適切な自動化機器が確実に購入されます。ロボットには多くの種類があります。2つの業界標準があります。リニアそして明瞭なリニアロボットは一般的に安価で、金型からの部品取り出しが速く、プログラミングも容易です。しかし、部品の可動範囲が狭く、成形後の加工には適していません。リニアロボットは直線的に動くため、X、Y、Z平面に制限されることが多く、人間の腕のように自由な姿勢をとることができません。リニアロボットは、プレス機のオペレータ側、非オペレータ側、またはプレス機の端部（Lマウント）に設置できます。

多関節ロボットは多機能で、成形後の作業に特に有用であり、人間の腕のような柔軟性により狭いスペースにも設置できます。通常、機械横の床面、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、組み立てや梱包などの成形後の作業では、多関節ロボットは、作業を実行するために部品が必要な位置に合わせてカスタマイズされた軌道位置決めを可能にします。しかし、これらのロボットは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難しくなることがよくあります。また、一般的に高価で、金型から部品を取り出すのに時間がかかります。

EOATもう一つの重要な要素です。多くの場合、成形業者は最も安価な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のもう一つの考慮事項です。従来、リニアロボットは垂直から水平への90度の空気圧回転機能を備えており、これはほとんどのピックアンドプレース用途には十分です。しかし、成形後の処理や、金型から部品を取り出すだけの作業には、追加の自由度が必要になることがよくあります。多くの新しい自動化用途では、ダイドローには含まれないディテールを持つ部品が設計されており、ロボットは部品を金型から「揺らして」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軸の関節動作を実質的に追加するサーボリストが必要です。

ロボットと組み合わせる手首の種類は、金型設計に直接的な影響を与えます。例えば、ロボットが部品を取り出すのに十分な大きさの金型を開くために必要な直線クランプストローク、つまりデイライト（型開き距離）に影響します。インサート成形用の両持ち対向型手首設計は、デイライト開口部を25%削減し、プログラミングを簡素化し、型開き時間を短縮できるため、サイクルタイムの改善につながります。

リストの選択肢として考慮すべき事項としては、トルク要件、リストの重量、ペイロード（部品とランナー）の重量、そしてリスト、ペイロード、そして動作に必要な追加の可動範囲などが挙げられます。簡単に言えば、リスト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、過度のトルクや最小限の可動範囲が、この選択に大きな影響を与える場合もあります。これらの点は見落とされやすく、結果として部品の早期故障やオートメーションの完全な機能不全につながります。

許容範囲自動化セルの設計では、ロボットの動作位置決め許容誤差がもう一つの考慮事項です。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積み重ねが、最終部品プリントの管理許容値をはるかに超えることが多いため、通常、セル内の位置精度についてはこれに頼ることはできません。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にも留意してください。したがって、許容誤差が厳しい自動化セルの場合、ロボットを EOAT のキャリアのみと見なし、EOAT、金型、自動化治具が独立したシステムの動作部分であると考えることで、ロボットを許容誤差の積み重ねから除外する方が適切です。より厳しい許容誤差を確保するために、その 3 つの部分からなる独立したシステムの 3 つの部分間の適切なデータム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。

振動位置公差の維持は、しばしば最大の課題となります。機械のプラテンに取り付けられたロボットの下には可動部品があるため、位置公差の維持が困難であることは当然です。稼働中の成形機の力は正弦曲線を描きます。この正弦曲線がEOATで終わると、高周波振動となります。

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となり、質量が小さいほど高周波となります。振動の正弦曲線が固定盤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へと移動するにつれて、質量は指数関数的に減少し、振動が過度に増大します。解決策は、ロボットの大きさに比例した十分な質量を持つ支持脚を追加して振動を接地することです。これにより、振動が床の防振パッドへと伝達される経路が確保されます。支持脚が大きければ大きいほど質量が大きくなり、伝達が容易になり、振動が減少します。

これらの基本的なロボットの考慮事項は、成形チームが完全かつ一貫した成形プロセスを提供するのに役立ちます。