JP2013189341A - びんのテイクアウト機構 - Google Patents

Abstract

【課題】びんによる不良品の発生と掴み不良によるトラブルの発生とをともに防止する。
【解決手段】びんのテイクアウト機構は、びん１を掴んで型より搬出する左右一対の把持部２０Ａ，２０Ｂ、各把持部２０Ａ，２０Ｂを駆動軸３１の往復動に連動させて開閉動作させる開閉駆動機構３、駆動軸３１を往復動させる往復動機構４、往復動機構４の動作を制御する制御装置８を備える。往復動機構４は、駆動軸３１を往復動させるエアシリンダ５を有し、空気圧回路６の主回路６０および補助回路７よりエアシリンダ５へ圧力空気が供給可能である。制御装置８は開いた状態の各把持部２０Ａ，２０Ｂが閉じた状態へ移行してびん１を設定された圧力より小さい圧力で掴むように主回路６０によって圧力空気をエアシリンダ５へ供給させた後、各把持部２０Ａ，２０Ｂがびん１を設定された圧力で掴む状態へ移行するように補助回路７によって圧力空気を主回路６０へ供給させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、びんを製造する製びん機において、成形後のびんを掴んで型より搬出するのに用いられるびんのテイクアウト機構に関する。

ガラスびんの製造に用いられる製びん機は、複数のセクションにおいて粗型工程と仕上型工程とが順次実施されて、次々にガラスびんを成形するものである。例えば、軽量細口びんなどの成形に適用されるナロー・ネック・プレス＆ブロー方式では、図４に示す成形手順を経てガラスびん１が成形される。

まず、ゴブＧが粗型９内に受け入れられると（図４（１））、バッフル９０が降りてプランジャ９１が上昇を開始し、ゴブＧが型内で加圧される（図４（２））。この加圧によって粗型９内にガラスが行きわたり、口型９２と粗型９に沿った形状のパリソンＰが成形される（図４（３））。パリソンＰが成形されると、粗型９が開き、パリソンＰは口型９２で支えられた状態でインバート装置９３により上下反転させられて仕上型９４へ移される（図４（４））。パリソンＰは粗型９に接していた表面が硬化しているが、パリソンＰの内部が高温であるため、数秒経過する間にパリソンＰの内部の温度が伝わって表面の硬化層が軟化する（図４（５））。仕上型９４にブローヘッド９５がセットされると、パリソンＰの内部に圧縮空気が吹き込まれ、仕上型９４および底型９６によりパリソンＰがびん１に成形される（図４（６））。

びん１の成形が完了すると、ブローヘッド９５が退いて仕上型９４が開放された後、びん１はその口部１０がテイクアウトトング２の左右一対の把持部２０Ａ，２０Ｂに掴まれ、宙づり状態でデッドプレート９７の上方位置まで移送される（図４（７）（８））。デッドプレート９７の上方には、デッドプレート９７に開設された孔より冷却空気が導出され、この冷却空気に触れてびん１の底が冷却される。びん１の底の形状が安定されるまで冷却されると、テイクアウトトング２の把持部２０Ａ，２０Ｂが開き、びん１はデッドプレート９７上に載置される（図４（９））。デッドプレート９７上のびん１は図示しないプッシャによりコンベヤ９８上へ押し出され、コンベヤ９８に乗って徐冷工程へ運ばれる（図４（１０））。

テイクアウトトング２は、図５に示されるように、びん１の口部１０を掴む左右一対の把持部２０Ａ，２０Ｂを備え、各把持部２０Ａ，２０Ｂを開閉駆動機構３により開閉動作させるものである。開閉駆動機構３は、主軸３０を介して図示しないエアシリンダのピストンロッドと連動して往復動する駆動軸３１と、駆動軸３１に連なるリンク機構３２と、駆動軸３１およびリンク機構３２を復帰動作させる復帰バネ３３とを含むもので、前記エアシリンダに供給された圧力空気によりピストンが押し下げられるとき、そのピストンに掛かる空気圧に応じた圧力が各把持部２０Ａ，２０Ｂに伝わってびん１が掴まれる（例えば、特許文献１参照）。

ＷＯ２０１１／０２４６０１号公報

前記テイクアウトトング２の各把持部２０Ａ，２０Ｂを閉動作させてびん１を掴むための圧力は、エアシリンダの空気圧回路に設けられたニードル弁などで圧力空気の流量を制御するなどして調整可能であるが、各把持部２０Ａ，２０Ｂに強い圧力を作用させると、各把持部２０Ａ，２０Ｂが閉じてびん１を掴んだときの衝撃でびん１にびりが発生し、不良品を発生させるおそれがある。一方、各把持部２０Ａ，２０Ｂに弱い圧力を作用させると、びん１への衝撃は小さくなるが、びん１を掴む力が不十分であるため、掴み不良が生じ、びん１がテイクアウトトング２より脱落してトラブル発生の要因となる。

この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、びんを強く掴むことが可能であって、しかも、びんを掴んだときの衝撃が小さくなるように、各把持部の動作を制御することにより、びりによる不良品の発生と掴み不良によるトラブルの発生とをともに防止したびんのテイクアウト機構を提供することを目的とする。

この発明によるびんのテイクアウト機構は、成形後のびんを設定された圧力で掴んで型より搬出するための左右一対の把持部を備えたテイクアウトトングと、テイクアウトトングの各把持部を駆動軸の往復動に連動させて開閉動作させる開閉駆動機構と、前記駆動軸を往復動させる往復動機構と、往復動機構の動作を制御する制御装置とから成る。前記往復動機構は、前記駆動軸をピストンロッドにより往復動させるエアシリンダと、圧力空気発生源よりエアシリンダへ圧力空気を供給してテイクアウトトングの各把持部が閉じる方向へ駆動軸を往動させるとともに、エアシリンダより圧力空気を排出させてテイクアウトトングの各把持部が開く方向へ駆動軸を復動させる空気圧回路とを含む。前記空気圧回路は、エアシリンダへ圧力空気を供給するための主回路に、エアシリンダへ圧力空気を追加して供給するための補助回路が逆止め弁を介して連通されている。前記制御装置は、各把持部が開いた状態から閉じた状態へ移行してびんを設定された圧力より小さい圧力で掴むように前記主回路によって圧力空気をエアシリンダへ供給するステップと、各把持部がびんを設定された圧力で掴む状態へ移行するように圧力空気を前記補助回路から主回路へ追加供給するステップとを順次実行させて、エアシリンダのピストンロッドを往動させる。

上記した構成のびんのテイクアウト機構によりびんを設定された圧力で型より搬出するとき、圧力空気発生源よりエアシリンダへ圧力空気を供給してピストンロッドを往動させる。開閉駆動機構の駆動軸はピストンロッドに連動してテイクアウトトングの各把持部が閉じる方向へ往動するもので、各把持部が開いた状態から閉じた状態へ移行してびんを掴む。この把持部の閉動作において、制御装置は、まず、各把持部が開いた状態から閉じた状態へ移行してびんを設定された圧力（以下「設定値」という。）より小さい圧力で掴むように主回路によって圧力空気をエアシリンダへ供給するので、各把持部が閉じてびんを掴んだときの衝撃は小さく、びんにびりを発生させない。つぎに制御装置は、各把持部がびんを設定値の圧力で掴む状態へ移行するように補助回路によって圧力空気を主回路へ供給するので、びんは各把持部により強く掴まれ、掴み不良が生じることがなく、びんがテイクアウトトングより脱落することがない。なお、掴んだびんを離すときは、エアシリンダ内の圧力空気を排出させてテイクアウトトングの各把持部に作用する圧力を解除する。

この発明の好ましい一実施態様においては、前記エアシリンダは、単動シリンダにより構成されており、ひとつのシリンダ室へ圧力空気が導入されることによりピストンロッドが往動し、前記シリンダ室より圧力空気が排出されることによりエアシリンダに組み込まれた復帰バネのバネ圧でピストンロッドが復動する。なお、エアシリンダは単動シリンダに限らず、複動シリンダを用いることもできる。

この発明の他の好ましい一実施態様においては、前記空気圧回路の主回路は、エアシリンダへの圧力空気の供給と供給停止の各動作を切り換える方向切換弁と、びんを設定された圧力より小さい圧力で掴むように圧力空気の流量を調整するスピードコントローラとを含み、補助回路は、びんを設定された圧力で掴む状態へ移行するように圧力空気の圧力を調整するレギュレーターと、エアシリンダへの圧力空気の供給と供給停止の各動作を切り換える方向切換弁とを含むものである。

この実施態様によると、主回路のスピードコントローラによる圧力空気の流量調整によって各把持部は開いた状態から閉じた状態へ移行してびんを設定値より小さい圧力でゆっくりと掴んだ後、補助回路のレギュレータによる圧力空気の圧力調整によって各把持部はびんを設定値の圧力で強く掴む状態へ移行する。

この発明の好ましい実施態様においては、前記制御装置は、主回路によるエアシリンダへの圧力空気の供給を開始させた後、所定の時間が経過したときに、補助回路による主回路への圧力空気の追加供給を開始させるものである。

この実施態様によると、主回路によってエアシリンダへの圧力空気の供給を開始させると、各把持部が開いた状態から閉じた状態へ移行してびんを設定値より小さい圧力で掴む。所定の時間が経過したとき、補助回路によって主回路への圧力空気の追加供給を開始させると、各把持部はびんを設定値の圧力で掴む状態となる。

この発明によれば、開いた状態の各把持部を閉じてびんを掴んだとき、びんを設定値より小さい圧力で弱く掴むので、びんを掴んだときの衝撃でびんにびりが発生することがなく、不良品を発生させるおそれがない。また、各把持部によりびんを弱く掴んだ後にびんを設定値の圧力で強く掴むので、掴み不良が生じるおそれはなく、びんがテイクアウトトングより脱落してトラブルを発生させることもない。

この発明の一実施例であるびんのテイクアウト機構の構成を示すブロック図である。 制御装置による制御の流れを示すフローチャートである。 把持部に作用させる圧力の制御例を示す説明図である。 びんの成形手順を示す説明図である。 テイクアウトトングの構成を示す正面図である。

図１は、製びん機の各セクションに組み込まれたびんのテイクアウト機構の全体の構成を示している。図示例のびんのテイクアウト機構は、成形後のびん１の口部１０を掴んでびん１を仕上型より搬出するための左右一対の把持部２０Ａ，２０Ｂを備えたテイクアウトトング２と、テイクアウトトング２の両方の把持部２０Ａ，２０Ｂを駆動軸３１の往復動と連動させて左右に開閉動作させる開閉駆動機構３と、前記駆動軸３１を上下方向へ往復動させる往復動機構４と、往復動機構４の動作を制御する制御装置８とから成るものである。なお、テイクアウトトング２の構成は図５に示したものと同様であり、ここでは説明を省略する。

前記往復動機構４は、圧力空気発生源４０とエアシリンダ５と空気圧回路６とで構成されている。圧力空気発生源４０はエアコンプレッサなどで構成され、大気圧の空気を吸い込んで圧縮することにより圧力を発生し、その圧力空気を吐出する。前記エアシリンダ５には単動シリンダが用いられており、圧力空気発生源４０より空気圧回路６を介してエアシリンダ５のシリンダ室５０へ圧力空気が供給されることによりテイクアウトトング２の各把持部２０Ａ，２０Ｂが閉じる方向へピストンロッド５１が往動し、前記シリンダ室５０より空気圧回路６へ圧力空気が排出されることによりエアシリンダ５内に組み込まれた復帰バネ５２のバネ圧によりテイクアウトトング２の各把持部２０Ａ，２０Ｂが開く方向へピストンロッド５１が復動するものである。ピストンロッド５１はテイクアウトトング２の前記駆動軸３１に連繋されており、駆動軸３１はピストンロッド５１と連動して往復動する。

空気圧回路６は、主回路６０と補助回路７とを含むものであり、圧力空気発生源４０よりエアシリンダ５へ圧力空気を供給するための主回路６０に、圧力空気発生源４０よりエアシリンダ５へ圧力空気を追加して供給するための補助回路７が逆止め弁７０を介して連通されている。なお、逆止め弁７０は主回路６０から補助回路７へ圧力空気が導入するのを阻止するためのものである。

空気圧回路６の主回路６０は、圧力空気発生源４０で発生した圧力空気の圧力を調整するためのレギュレーター６１と、エアシリンダ５への圧力空気の供給と供給停止の各動作を切り換える第１の方向切換弁６２と、圧力空気の流量を調整してエアシリンダ５のピストンロッド５１の動作速度を制御するスピードコントローラ６３とを含んでいる。また、補助回路７は、エアシリンダ５へ追加供給される圧力空気の圧力を調整するレギュレーター７１と、エアシリンダ５への圧力空気の供給と供給停止の各動作を切り換える第２の方向切換弁７２とを含んでいる。

主回路６０のスピードコントローラ６３は、各把持部２０Ａ，２０Ｂが開いた状態から閉じた状態へ移行してびん１を設定値Ｐ２より小さい値Ｐ１の圧力でゆっくりと掴むように圧力空気の流量を調整する。また、補助回路７のレギュレーター７１は、各把持部２０Ａ，２０Ｂがびん１を設定値Ｐ２の圧力で掴む状態へ移行するように圧力空気の圧力を調整する。なお、Ｐ２は把持部２０Ａ，２０Ｂによりびん１を掴んで持ち上げたときに掴み不良によってびん１が脱落することがない大きさの値に設定され、また、Ｐ１は把持部２０Ａ，２０Ｂが開いた状態から閉じた状態へ移行してびん１を掴んだときにその衝撃でびん１にびりを生じさせることがない大きさの値に設定されるもので、これらの値Ｐ１，Ｐ２は実験により最適な値に定められる。

前記制御装置８は、図３に示すように、主回路６０によるエアシリンダ５への圧力空気の供給を開始させた後、所定の時間Ｔが経過したときに、補助回路７による主回路６０への圧力空気の追加供給を開始させる。図中、ｔ１は主回路６０により圧力空気の供給が開始された時点、ｔ２は補助回路７により圧力空気の供給が開始された時点、ｔ３は圧力空気の供給が停止された時点をそれぞれ示している。

第１、第２の各方向切換弁６２，７２は、第１、第２の各電磁弁６４，７４により切換動作が制御される。各電磁弁６４，７４にはパイロットエアー用のレギュレーター４１で圧力調整された圧力空気発生源４０からの圧力空気がパイロットエアーとして供給されており、各電磁弁６４，７４は制御装置８からの制御信号ｉ，ｊを受けて電磁ソレノイドが付勢または消勢されることにより弁の開閉動作が実行される。

第１の電磁弁６４が開動作してパイロットエアーが第１の方向切換弁６２に供給されると、第１の方向切換弁６２は空気圧回路６の主回路６０を開き、圧力空気がエアシリンダ５へ供給される。一方、第１の電磁弁６４が閉動作してパイロットエアーが第１の方向切換弁６２に供給されなくなると、第１の方向切換弁６２は空気圧回路６の主回路６０を閉じ、エアシリンダ５への圧力空気の供給が止まるとともに、エアシリンダ５より排出された圧力空気が第１の方向切換弁６２より排気される。

また、第２の電磁弁７４が開動作してパイロットエアーが第２の方向切換弁７２に供給されると、第２の方向切換弁７２は空気圧回路６の補助回路７を開き、圧力空気が主回路６０へ追加供給される。一方、第２の電磁弁７４が閉動作してパイロットエアーが第２の方向切換弁７２に供給されなくなると、第２の方向切換弁７２は空気圧回路６の補助回路７を閉じ、主回路６０への圧力空気の供給が止まる。

前記制御装置８は、制御の主体となるマイクロプロセッサ、プログラムやデータを記憶させるメモリなどを含むもので、制御信号ｉ，ｊによって第１、第２の各電磁弁６４，７４の動作を制御し、テイクアウトトング２の各把持部２０Ａ，２０Ｂを開閉動作させる。

図２は、制御装置８のマイクロプロセッサによる制御の流れを示すもので、図中、「ＳＴ」は「ＳＴＥＰ」の略であり、制御の流れにおける各手順を示している。
同図のＳＴ１において、びん１の仕上型での成形工程が完了すると、制御装置８は第１の電磁弁６４を開動作させるための制御信号ｉを第１の電磁弁６４へ出力する（ＳＴ２）。第１の電磁弁６４が前記制御信号ｉを受けて開動作すると、パイロットエアーが第１の方向切換弁６２に供給され、第１の方向切換弁６２は空気圧回路６の主回路６０を開き、圧力空気発生源４０より空気圧回路６の主回路６０によってエアシリンダ５のシリンダ室５０へ圧力空気が供給される。図３のｔ１はこの圧力空気の供給開始時点を示しており、これにより、ピストンロッド５１が往動して駆動軸３１および開閉駆動機構３がこれに連動し、テイクアウトトング２の各把持部２０Ａ，２０Ｂは開いた状態から閉じた状態へ移行し、びん１の口部１０を掴む。この場合、主回路６０のスピードコントローラ６３によってびん１を設定値Ｐ２より小さい圧力Ｐ１でゆっくりと掴むように圧力空気の流量が調整されているので、各把持部２０Ａ，２０Ｂが閉じてびん１を掴んだときの衝撃は小さく、びん１にびりを発生させない。

制御装置８は第１の電磁弁６４へ制御信号ｉを与えると同時に、マイクロプロセッサの内部タイマを始動させる（ＳＴ３）。各把持部２０Ａ，２０Ｂが閉じてびん１を掴むのに要する時間Ｔが経過したとき、タイマがタイムアップしてＳＴ４の判定が「ＹＥＳ」となり、次に制御装置８は、第２の電磁弁７４へ弁を開動作させるための制御信号ｊを出力する（ＳＴ５）。第２の電磁弁７４が前記制御信号ｊを受けて開動作すると、パイロットエアーが第２の方向切換弁７２に供給され、第２の方向切換弁７２は空気圧回路６の補助回路７を開き、圧力空気発生源４０より空気圧回路６の補助回路７を介して主回路６０へ圧力空気が供給される。図３のｔ２はこの圧力空気の追加供給開始時点を示している。補助回路７のレギュレーター７１によって、各把持部２０Ａ，２０Ｂがびん１を設定値Ｐ２の圧力で掴む状態へ移行するように圧力空気の圧力が調整されているので、閉じた状態の各把持部２０Ａ，２０Ｂはびん１の口部１０を強く掴み、掴み不良によってびん１がテイクアウトトング２より脱落することがない。

びん１がデッドプレート上の所定の位置まで移送され、ＳＴ６の判定が「ＹＥＳ」になると、制御装置８は、第１、第２の各電磁弁６４，７４へそれぞれの弁を閉動作させるための制御信号ｉ，ｊを出力する（ＳＴ７）。第１、第２の各電磁弁６４，７４が前記制御信号ｉ，ｊを受けて閉動作すると、第１、第２の各方向切換弁６２，７２へのパイロットエアーの供給が停止され、第１、第２の各方向切換弁６２，７２は空気圧回路６の主回路６０および補助回路７を閉じ、エアシリンダ５のシリンダ室５０への圧力空気の供給が停止される。図３のｔ３は圧力空気の供給停止時点を示しており、これにより、シリンダ室５０より圧力空気が排出されて第１の方向切換弁６２より排気されるとともに、エアシリンダ５に組み込まれた復帰バネ５２のバネ圧でピストンロッド５１が復動して駆動軸３１および開閉駆動機構３がこれに連動するもので、テイクアウトトング２の各把持部２０Ａ，２０Ｂは閉じ状態から開いた状態へ移行し、びん１の口部１０が各把持部２０Ａ，２０Ｂより解放される。

１ びん
２ テイクアウトトング
３ 開閉駆動機構
４ 往復動機構
５ エアシリンダ
６ 空気圧回路
７ 補助回路
８ 制御装置
１０ 口部
３１ 駆動軸
４０ 圧力空気発生源
５１ ピストンロッド
５２ 復帰バネ
６０ 主回路
６１，７１ レギュレーター
６２，７２ 方向切換弁
６３ スピードコントローラ
６４，７４ 電磁弁
７０ 逆止め弁

Claims (4)

1. 成形後のびんを設定された圧力で掴んで型より搬出するための左右一対の把持部を備えたテイクアウトトングと、テイクアウトトングの各把持部を駆動軸の往復動に連動させて開閉動作させる開閉駆動機構と、前記駆動軸を往復動させる往復動機構と、往復動機構の動作を制御する制御装置とから成るびんのテイクアウト機構であって、
   前記往復動機構は、前記駆動軸をピストンロッドにより往復動させるエアシリンダと、圧力空気発生源よりエアシリンダへ圧力空気を供給してテイクアウトトングの各把持部が閉じる方向へ駆動軸を往動させるとともに、エアシリンダより圧力空気を排出させてテイクアウトトングの各把持部が開く方向へ駆動軸を復動させる空気圧回路とを含み、前記空気圧回路は、エアシリンダへ圧力空気を供給するための主回路に、エアシリンダへ圧力空気を追加して供給するための補助回路が逆止め弁を介して連通されており、
   前記制御装置は、各把持部が開いた状態から閉じた状態へ移行してびんを設定された圧力より小さい圧力で掴むように前記主回路によって圧力空気をエアシリンダへ供給するステップと、各把持部がびんを設定された圧力で掴む状態へ移行するように圧力空気を前記補助回路から主回路へ追加供給するステップとを順次実行させて、エアシリンダのピストンロッドを往動させることを特徴とするびんのテイクアウト機構。
2. 前記エアシリンダは、単動シリンダにより構成されており、ひとつのシリンダ室へ圧力空気が導入されることによりピストンロッドが往動し、前記シリンダ室より圧力空気が排出されることによりエアシリンダに組み込まれた復帰バネのバネ圧でピストンロッドが復動するものである請求項１に記載されたびんのテイクアウト機構。
3. 前記空気圧回路の主回路は、エアシリンダへの圧力空気の供給と供給停止の各動作を切り換える方向切換弁と、びんを設定された圧力より小さい圧力で掴むように圧力空気の流量を調整するスピードコントローラとを含み、補助回路は、びんを設定された圧力で掴む状態へ移行するように圧力空気の圧力を調整するレギュレーターと、エアシリンダへの圧力空気の供給と供給停止の各動作を切り換える方向切換弁とを含むものである請求項１に記載されたびんのテイクアウト機構。
4. 前記制御装置は、主回路によるエアシリンダへの圧力空気の供給を開始させた後、所定の時間が経過したときに、補助回路による主回路への圧力空気の追加供給を開始させるものである請求項１に記載されたびんのテイクアウト機構。

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