JP2004149350A - 粗型成形装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粗型成形装置は、制御装置31と、プランジャを粗型内に侵入させるよう駆動するサーボモータ33と、プランジャの先端位置を検出する位置検出器34とを備えている。この構成において、制御装置31は、プランジャの単位時間あたりの変位量が閾値よりも小さくなったときに、サーボモータ33によるプランジャの駆動力を減少させ、パリソンへの押圧力を減少させる。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、IS型マシンと呼称されるガラスびん成形機の粗型成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、ガラスびんの成形方式の一つとして、プレス・アンド・ブロー方式(以下、「P&B方式」と称する)が知られている。このP&B方式では、先ず、プランジャを用いてゴブ(溶融ガラスの塊)からパリソンを成形するといった粗型成形が行われ、次いで、ブロー(圧縮空気の吹き込み)により仕上げ成形が行われる。粗型成形に用いられる粗型成形装置としては、プランジャがサーボモータによって駆動制御される構成が従来から知られている。この粗型成形装置では、サーボモータによってプランジャをローディング位置まで上昇させ、粗型内にゴブが投入された後、再び、サーボモータによってプランジャをローディング位置から上昇させてゴブをプレス成形することで、パリソンを粗型形成する構成となっている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
一方、ゴブをプレスしてパリソンの成形が完了した後に、プランジャによる加圧があると、縦焼き傷や、口合目びり、天びりといった製品欠点が発生することが知られている。そこで、上記粗型成形装置にあっては、プランジャによるゴブのプレス開始時からパリソンの成形が完了するまでの時間が所定時間として予め設定されており、プレス開始時から所定時間が経過するごとに、プランジャを駆動するサーボモータの回転トルク値を減少させて、パリソンに余分な圧力が加わるのを防止している。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−7351号公報(第1頁、第3図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の所定時間は、製品欠点に結びつくため、適切な値に設定される必要があるが、この設定は、操作者の長年の勘に基づいてなされており、経験が浅い者にとっては、適切な値を設定することが困難であるといった問題があった。
【0006】
また、プレス開始時からパリソンの成形が完了するまでに要する時間は、ゴブの粘性や質量などによって変化するものであるものの、上記のように従来の粗型成形装置においては、この時間が一定時間として扱われており、ゴブの粘性や質量によっては、パリソン成形完了後も余分な圧力が加わってしまうといった問題もあった。
【0007】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、パリソン成形完了時を正確に判断し、プランジャによって余分な圧力がパリソンに加わるのを防止することのできる粗型成形装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、プランジャを粗型内に侵入させる駆動手段を備え、当該粗型に投入されたゴブを当該プランジャの侵入によってプレスしてパリソンを成形する粗型成形装置において、前記プランジャの前記粗型への侵入速度を検出し、当該侵入速度が所定の閾値よりも小さくなったときに、前記プランジャに対する前記駆動手段の駆動力を減少させることを特徴とする。
【0009】
より具体的には、請求項1に記載の発明は、プランジャを粗型内に侵入させる駆動手段を備え、当該粗型に投入されたゴブを当該プランジャの侵入によってプレスしてパリソンを成形する粗型成形装置において、前記プランジャの前記粗型への侵入速度を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された侵入速度が所定の閾値よりも小さくなったときに、前記プランジャに対する前記駆動手段の駆動力を減少させる制御手段とを具備することを特徴とする。
【0010】
ここで、前記検出手段は、前記侵入速度として、前記プランジャの一定時間あたりの変位量を検出する変位量検出手段を備える構成が望ましい。
【0011】
次いで、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の粗型成形装置において、前記閾値は、前記プランジャの侵入速度として、パリソンの成形が完了したとされるときに取り得る値に設定されることを特徴とする。
【0012】
また、請求項3に記載の発明は、プランジャを粗型内に侵入させる駆動手段を備え、当該粗型に投入されたゴブを当該プランジャの侵入によってプレスしてパリソンを成形する粗型成形装置において、前記プランジャの前記粗型への侵入速度を検出し、当該侵入速度が所定の閾値よりも小さくなったときの前記プランジャの位置を上死点として検出し、当該上死点が所定の範囲外である場合に報知すべき旨を示す信号を出力することを特徴とする。
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の粗型成形装置において、前記閾値は、前記プランジャの侵入速度として、パリソンの成形が完了したとされるときに取り得る値に設定され、前記所定の範囲は、製品欠点が発生し得ないパリソンが成形され得るときの上死点によって規定されることを特徴とする。
【0014】
なお、プランジャを粗型内に侵入させる駆動手段を備え、当該粗型に投入されたゴブを当該プランジャの侵入によってプレスしてパリソンを成形する粗型成形装置の制御方法において、前記プランジャの前記粗型への侵入速度を検出し、侵入速度が所定の閾値よりも小さくなったか否かを判別する第1の過程と、前記第1の過程における判別結果が肯定的である場合に、前記プランジャに対する前記駆動手段の駆動力を減少させる第2の過程とを具備することを特徴とする制御方法もあり得る。
【0015】
また、プランジャを粗型内に侵入させる駆動手段を備え、当該粗型に投入されたゴブを当該プランジャの侵入によってプレスしてパリソンを成形する粗型成形装置の制御方法において、前記パリソンが成形されたときの前記プランジャの位置を上死点として検出し、当該上死点が所定の範囲外であるか否かを判別する第1の過程と、前記第1の過程における判別結果が肯定的である場合に、報知すべき旨を示す信号を出力する第2の過程とを具備することを特徴とする制御方法もあり得る。
【0016】
さらにまた、プランジャを粗型内に侵入させる駆動手段を備え、当該粗型に投入されたゴブを当該プランジャの侵入によってプレスしてパリソンを成形する粗型成形装置を制御するためのコンピュータを、前記プランジャの前記粗型への侵入速度を検出し、侵入速度が所定の閾値よりも小さくなったか否かを判別する手段、および、前記第1の過程における判別結果が肯定的である場合に、前記プランジャに対する前記駆動手段の駆動力を減少させる手段として機能させるためのプログラムもあり得る。
【0017】
また、プランジャを粗型内に侵入させる駆動手段を備え、当該粗型に投入されたゴブを当該プランジャの侵入によってプレスしてパリソンを成形する粗型成形装置を制御するためのコンピュータを、前記パリソンが成形されたときの前記プランジャの位置を上死点として検出し、当該上死点が所定の範囲外であるか否かを判別する手段、および、前記第1の過程における判別結果が肯定的である場合に、報知すべき旨を示す信号を出力する手段として機能させるためのプログラムもあり得る。
【0018】
さらに、上記プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていても良い。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる粗型成形装置の構成を概略的に示す断面図である。この粗型成形装置は、ガラスびんを成形するためのガラスびん成形機に設けられるものであり、ゴブ(溶融ガラスの塊)から粗型を成形するための装置である。具体的には、図1に示すように、粗型成形装置100は、ゴブGが投入される粗型1を備えている。この粗型1の上部(図面上方)には、粗型1の蓋として機能するバッフル7が設けられ、また、粗型1の下部(図面下方)には、口型3とガイドリング5とが設けられている。さらに、この粗型成形装置100は、粗型1の内側に侵入自在に構成されたプランジャ9を備えている。詳述すると、このプランジャ9の下端9aには、スプリットリング11を介してプランジャアダプタ13が接続され、このプランジャアダプタ13には、サーボモータ33(図3参照)で駆動される出力軸15が接続されており、この出力軸15の上下動作に従って、プランジャ9の上端9bが粗型1の内側奥部に侵入する構成となっている。この出力軸15は、例えばエアシリンダやシリンダロッドなどから構成されるものである。
【0020】
かかる構成の粗型成形装置100がパリソンを成形する場合について簡単に説明すると、図1に示すように、粗型1にゴブGが投入されると、粗型成形装置100は、バッフル7にて粗型1の上部に蓋をし、図2に示すように、サーボモータの駆動によってプランジャ9を上昇させてゴブGをプレスする。これにより、ゴブGが粗型1、バッフル7、口型3、ガイドリング5に密着して口部21aを含めたパリソン21が同時成形される。
【0021】
次いで、プランジャ9を駆動するための制御系について説明する。図3は、この制御系の機能的構成を示すブロック図である。この図において、制御装置31は、この制御系の各部の動作を制御するものであり、例えば、MPU(Micro Processing Unit)やROM、RAMなどを備え、各種演算やデータの一時的格納を行う。また、制御装置31のROMには、MPUによって実行される制御プログラムが格納されている。この制御プログラムには、所定の位置間を、設定された移動速度でプランジャ9を移動・変位させるためのプログラムが含まれている。なお、この制御プログラムは、例えばCD(Compact Disc)などの可搬型記録媒体やインターネットなどの電気通信回線を介して接続された外部コンピュータのハードディスクなどから制御装置31のROMにインストールされても良く、また、予めROMに記録されていても良い。
【0022】
さて、制御装置31は、さらに上位の制御装置(不図示)から起動信号a0が入力される構成となっている。この起動信号a0は、この制御装置31に対して各種指令を与えるものであり、この指令毎に、ローディング信号a01と、アップ指令信号a02と、ダウン指令信号a03との3つに大別される。
【0023】
ローディング指令信号a01は、プランジャ9をホームポジションであるダウン位置からローディング位置(ゴブGが粗型1に投入されるまで待機する位置)まで上昇させる旨を指示する信号であり、アップ指令信号a02は、プランジャ9をローディング位置から上昇させ、ゴブGをプレスすべく粗型1の内部へ侵入させる旨を指示する信号である。また、ダウン指令信号a03は、粗型1の内部に侵入しているプランジャ9をダウン位置まで下降させる旨を指示する信号である。制御装置31は、これらの指令信号a01〜a03のいずれかを起動信号a0として受け取ると、サーボモータ33を駆動してプランジャ9を上下動させるために、モータドライバ32にサーボモータ33の回転量(すなわち、プランジャ9の変位量X)を指示する指令信号a1を出力する。
【0024】
モータドライバ32は、制御装置31からの指令信号a1に従ってサーボモータ33を駆動するものであり、励磁電流a2をサーボモータ33に供給してサーボモータ33を回転駆動する。また、モータドライバ32からは、サーボモータ33に供給した励磁電流の電流値が励磁電流値a3として制御装置31に出力される構成となっており、これにより、制御装置31は、サーボモータ33によるプレス圧力を検出することができるようになっている。
【0025】
サーボモータ33は、上述のように、出力軸15を駆動して、プランジャ9を上下動させるものであり、モータドライバ32からの励磁電流の電流値に応じた回転量だけモータを回転駆動し、出力軸15、すなわち、プランジャ9を上下に変位させる。また、サーボモータ33は、モータの回転量を検出するロータリーエンコーダ(不図示)を備え、モータの回転量に応じたパルス数の信号をエンコード信号a4として位置検出器34に出力する。位置検出器34は、エンコード信号a4に基づいてプランジャ9の位置(例えば、上端9bの位置)を検出し、位置検出信号a5としてプレス中差分検知装置35に間欠的に出力する。
【0026】
プレス中差分検知装置35は、位置検出信号a5が入力されるごとに、この位置検出信号a5を制御装置31に、そのまま出力する一方で、プランジャ9の上昇過程にあっては、前回入力された位置検出信号a5と今回入力された位置検出信号a5との差分から、プランジャ9の変位量Xを算出し、この変位量Xが閾値Xthよりも小であれば、プレス完了信号a6を制御装置31に出力する。ここで、閾値Xthは、プランジャ9の上端9bが位置変位していないとみなせる程度の値に設定されている。すなわち、プランジャ9の変位量Xが閾値Xthよりも小であることは、プランジャ9が上死点に達したことを意味するため、プレス中差分検知装置35は、プレスが十分に行われた旨を示すプレス完了信号a6を制御装置31に出力する。制御装置31は、プレス完了信号a6を受け取ると、パリソン21に余分な圧力が加わるのを防止するために、回転トルクを下げる指令を指令信号a1としてモータドライバ32に出力する。なお、上死点とは、プランジャ9によるゴブGのプレスが十分に行われ、パリソン21の成形が完了したときに、プランジャ9(の上端9b)が位置する点であり、ゴブGの粘性や重量によって変化するものである。
【0027】
さて、制御装置31は、プレス中差分検知装置35からの位置検出信号a5により、プランジャ9が、上死点からホームポジションであるダウン位置まで下降したことを検知すると、上位の制御装置などに対してプレス終了信号a7を出力する。さらにまた、制御装置31は、プレス中差分検知装置35からの位置検出信号a5に基づいてプランジャ9の上死点位置を検知し、この上死点の位置が規定範囲を外れている場合に、上位の制御装置に対して位置不良警報信号a8を出力する。この位置不良警報信号a8は、成形されたパリソン21が不良である可能性が高いことを示す信号であるが、これについては後述する。設定値入力装置36は、操作者が制御装置31に対して各種指示(例えば、上述の閾値Xthの入力設定)を与える際に使用する操作子である。
【0028】
次いで、粗型成形装置100の動作について説明する。粗型成形装置100の制御装置31は、ROMに記憶されている制御プログラムに従ってパリソン21を成形するための制御処理を実行する。この制御処理について図4を参照して説明する。図4は、プランジャ9の位置と時間との関係をプランジャ9によるプレス圧力の関係と共に示す図である。
【0029】
図4に示すように、制御装置31は、先ず、起動信号a0としてローディング信号a01を受け取ると、サーボモータ33を駆動させてプランジャ9をローディング位置Rまで上昇させるための指令信号a1をモータドライバ32に出力する(時刻T1)。これにより、プランジャ9がダウン位置からローディング位置Rまで上昇し、次の指示があるまで静止する。そして、プランジャ9がローディング位置Rに到達した後、ゴブローディング(粗型1へのゴブGの投入)が行われ、制御装置31がアップ指令信号を起動信号a0として受け取ると、プランジャ9を粗型1内に侵入させるための指令信号a1をモータドライバ32に出力する(時刻T2)。これにより、モータドライバ32は、サーボモータ33を比較的大きいトルク値で回転駆動させてプランジャ9を粗型1内に侵入させた後、トルク値を次第に減少させてプレス圧が微小になるように制御する。これにより、ゴブGがプレスされてパリソン21が成形される。
【0030】
パリソン21の成形が完了すると、プランジャ9が上死点に達するためプランジャ9の変位量Xが閾値Xthよりも小さくなり、プレス中差分検知装置35からプレス完了信号a6が制御装置31に出力される。そして、制御装置31は、プレス完了信号a6を受け取ると、プランジャ9によってパリソン21へ余分な圧力が加わるのを防止するために、回転トルクを下げる指令を指令信号a1としてモータドライバ32に出力する(時刻T3)。モータドライバ32は、この指令信号a1を受け取ると、励磁電流a2の電流値をより小さくしてサーボモータ33の回転トルク値をより小さくする。このときのトルク値は、プランジャ9が静止した姿勢で支持される程度の値であり、これにより、プランジャ9が上死点に達したタイミングで、プランジャ9によるプレスを静止させることができ、余分な圧力がパリソン21に加わるのが防止されるのである。
【0031】
次いで、制御装置31は、ダウン指令信号a03を受け取ると、プランジャ9を粗型1の内部からダウン位置まで降下させる旨を指令する信号を指令信号a1としてモータドライバ32に出力する(時刻T4)し、プランジャ9がダウン位置まで降下したときに、プレス完了信号a7を上位の制御装置に出力して、ガラス瓶の粗型成形が完了する。
【0032】
ここで、本実施形態にあっては、プランジャ9が上死点に達したときの位置を検出し、この検出位置に基づいてパリソン21の製品品質が判断される。詳述すると、上述したように、上死点は、ゴブGの質量などに応じて変化するものである。従って、パリソン形成完了時の上死点の位置を検出し、この検出位置が所定範囲内であるかを判別することにより、不良なパリソン21を選別することができるのである。具体的には、制御装置31は、プレス中差分検知装置35からプレス完了信号a6を受け取ったときの位置検出信号a5に基づいて上死点を検出し、この上死点が所定範囲内にあるかを判別する。この所定範囲は、通常用いられる質量のゴブGを用いてパリソンを成形したときに上死点として取り得る範囲を示すものであり、検出された上死点が所定範囲を逸脱することは、ゴブGの質量が大幅に逸脱していることなどを示し、パリソン21として十分な品質が保証できないことを意味する。そこで、制御装置31は、検出した上死点が所定範囲を逸脱している場合には、パリソン21の品質が保証されない旨を報知すべく、位置不良警報信号a8を上位の制御装置に出力する。これにより、十分な品質を保証できないものを、粗型成形の段階で選別することができ、ガラスびん成形における歩留まりを大きくすることができるのである。
【0033】
以上説明したように、本実施形態によれば、プランジャ9が上死点に達したことが正確に検出される構成となっているため、パリソン成形完了時が正確に判断される。また、このように正確に判断されたパリソン成形完了時に、プランジャ9によるパリソン21への押圧力を減圧する構成となっているため、プランジャ9によって余分な圧力がパリソンに加わるのを防止することができ、これにより、口合目びりや天びりといった製品欠点の発生を防止することができる。
【0034】
なお、上述した実施形態は、本発明の一態様を示すものであって、あくまでも例示であり、本発明の範囲内で任意に変形・応用が可能であることは言うまでもない。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パリソン成形完了時を正確に判断し、プランジャによって余分な圧力がパリソンに加わるのを防止することのできる粗型成形装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる粗型成形装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図2】同粗型成形装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図3】同粗型成形装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図4】同プランジャの位置と時間との関係をプランジャによるプレス圧力の関係と共に示す図である。
【符号の説明】
1 粗型
9 プランジャ
21 パリソン
31 制御装置
33 サーボモータ
34 位置検出器
35 プレス中差分検知装置
100 粗型成形装置
Claims (4)
- プランジャを粗型内に侵入させる駆動手段を備え、当該粗型に投入されたゴブを当該プランジャの侵入によってプレスしてパリソンを成形する粗型成形装置において、
前記プランジャの前記粗型への侵入速度を検出し、当該侵入速度が所定の閾値よりも小さくなったときに、前記プランジャに対する前記駆動手段の駆動力を減少させる
ことを特徴とする粗型成形装置。 - 前記閾値は、
前記プランジャの侵入速度として、パリソンの成形が完了したとされるときに取り得る値に設定される
ことを特徴とする請求項1に記載の粗型成形装置。 - プランジャを粗型内に侵入させる駆動手段を備え、当該粗型に投入されたゴブを当該プランジャの侵入によってプレスしてパリソンを成形する粗型成形装置において、
前記プランジャの前記粗型への侵入速度を検出し、当該侵入速度が所定の閾値よりも小さくなったときの前記プランジャの位置を上死点として検出し、当該上死点が所定の範囲外である場合に報知すべき旨を示す信号を出力する
ことを特徴とする粗型成形装置。 - 前記閾値は、
前記プランジャの侵入速度として、パリソンの成形が完了したとされるときに取り得る値に設定され、
前記所定の範囲は、
製品欠点が発生し得ないパリソンが成形され得るときの上死点によって規定される
ことを特徴とする請求項3に記載の粗型成形装置。
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