JP2019132282A - Ladle water heater and arm drive control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶湯を注湯するアームを備えたラドル給湯装置において、モータと減速機を連結する組合せ方により、最終出力の目的であるアーム駆動軸の回転に係るバックラッシュを低く抑え、かつ ラドル給湯装置全体のコンパクト化を可能とした、アーム駆動システムを備えたラドル給湯装置に関する。 The present invention relates to a ladle hot water supply apparatus having an arm for pouring molten metal. By combining the motor and the speed reducer, the backlash associated with the rotation of the arm drive shaft, which is the purpose of the final output, is kept low. The present invention relates to a ladle hot water supply apparatus equipped with an arm drive system that enables downsizing of the entire hot water supply apparatus.
さらに、本発明は、モータと減速機を連結する組合せ方により、最終出力の目的であるアーム駆動軸の回転に係るバックラッシュを低く抑え、かつ ラドル給湯装置全体のコンパクト化を可能とした、アーム駆動システムを備えたラドル給湯装置のアーム駆動制御システムにおいて、前記モータの回転角度を制御して、前記アーム駆動軸を動作させる、アーム動作制御装置を備えたアーム駆動制御システムに関する。 Further, according to the present invention, by combining the motor and the speed reducer, the backlash associated with the rotation of the arm drive shaft, which is the purpose of the final output, is reduced, and the entire ladle water heater can be made compact. The present invention relates to an arm drive control system provided with an arm operation control device that controls the rotation angle of the motor to operate the arm drive shaft in an arm drive control system of a ladle hot water supply device provided with a drive system.
図3に、従来技術において用いられているラドル給湯装置及びアーム駆動制御システムを説明するための構成を示す。 FIG. 3 shows a configuration for explaining a ladle water heater and an arm drive control system used in the prior art.
この構成は、モータ41の出力軸と減速機42の入力軸を連結し、減速機42の出力軸とアーム駆動軸43を連結し、減速機42は平行軸タイプであり、減速機42の出力軸とアーム駆動軸43は直列直線上に連結され、減速機42のバックラッシュは7arcminute以下であり、モータ41の左右回転によりアーム44を駆動させる、アーム駆動システムを備えたことを特徴とするラドル給湯装置である。
In this configuration, the output shaft of the
また、上述のアーム駆動システムを備えたラドル給湯装置のアーム駆動制御システムにおいて、減速機42の出力軸に第1の歯車45を備え、第1の歯車45と第2の歯車46を噛み合わせ、第2の歯車46の中心に第2の歯車46と結合締結された軸47を設け、軸47の回転角度をエンコーダ48により検出し、検出した軸47の回転角度に基づいて、モータ41の回転角度を制御して、アーム駆動軸43を動作させる、アーム動作制御装置を備えたことを特徴とするアーム駆動制御システムである。
Further, in the arm drive control system of the ladle water heater provided with the arm drive system described above, the output shaft of the
上述した背景技術においては、アーム駆動軸の方向の装置の幅が大きくなり、ラドル給湯装置及びアーム駆動制御システムとして、広い設置スペースが必要になる、という問題がある。 In the above-described background art, there is a problem that the width of the device in the direction of the arm drive shaft increases, and a large installation space is required as a ladle hot water supply device and an arm drive control system.
そのため、ラドル給湯装置及びアーム駆動制御システムにおいて、アーム駆動軸の方向の装置の幅を小さくしてコンパクト化し、アーム駆動軸の回転に係るバックラッシュを低く抑えることが必要である、という課題がある。 Therefore, in the ladle hot water supply device and the arm drive control system, there is a problem that it is necessary to reduce the width of the device in the direction of the arm drive shaft to make it compact, and to keep backlash related to the rotation of the arm drive shaft low. .
請求項1記載の発明は、溶湯を注湯するアームを備えたラドル給湯装置において、モータの出力軸と第1の減速機の入力軸を連結し、第1の減速機の出力軸と第2の減速機の入力軸を連結し、第2の減速機の出力軸とアーム駆動軸を連結し、第1の減速機は直交軸タイプであり、第2の減速機は平行軸タイプであり、第2の減速機の出力軸と前記アーム駆動軸は直列直線上に連結され、第1の減速機のバックラッシュは40arcminute以下であり、第2の減速機のバックラッシュは7arcminute以下であり、モータの左右回転によりアームを駆動させる、アーム駆動システムを備えたことを特徴とするラドル給湯装置である。 According to the first aspect of the present invention, in the ladle hot water supply apparatus having an arm for pouring molten metal, the output shaft of the motor and the input shaft of the first reduction gear are connected, and the output shaft of the first reduction gear and the second The input shaft of the speed reducer, the output shaft of the second speed reducer and the arm drive shaft are connected, the first speed reducer is an orthogonal axis type, and the second speed reducer is a parallel axis type, The output shaft of the second speed reducer and the arm drive shaft are connected on a straight line, the backlash of the first speed reducer is less than 40 armature, the backlash of the second speed reducer is less than 7 armature, the motor A ladle hot water supply apparatus comprising an arm drive system that drives an arm by rotating left and right.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第1の減速機が、ベベルギヤを備えた減速機であるラドル給湯装置である。 A second aspect of the present invention is the ladle hot water supply apparatus according to the first aspect, wherein the first speed reducer is a speed reducer provided with a bevel gear.
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第1の減速機が、ウォームギヤを備えた減速機であるラドル給湯装置である。 A third aspect of the present invention is the ladle hot water supply apparatus according to the first aspect, wherein the first speed reducer is a speed reducer provided with a worm gear.
請求項4記載の発明は、請求項1〜3記載の発明のいずれか1項の発明において、前記第2の減速機が、遊星歯車機構を備えた減速機であるラドル給湯装置である。 A fourth aspect of the present invention is the ladle hot water supply apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the second speed reducer is a speed reducer provided with a planetary gear mechanism.
請求項5記載の発明は、請求項1〜3記載の発明のいずれか1項の発明において、前記第2の減速機が、平歯車と差動歯車を組合せた機構を備えた減速機であるラドル給湯装置である。 A fifth aspect of the present invention is the speed reducer according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the second speed reducer includes a mechanism in which a spur gear and a differential gear are combined. It is a ladle water heater.
請求項6記載の発明は、請求項1〜3記載の発明のいずれか1項の発明において、前記第2の減速機が、ボール減速機であるラドル給湯装置である。 A sixth aspect of the present invention is the ladle hot water supply apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the second speed reducer is a ball speed reducer.
請求項7記載の発明は、請求項1〜3記載の発明のいずれか1項の発明において、前記第2の減速機が、波動歯車装置であるラドル給湯装置である。 A seventh aspect of the present invention is the ladle hot water supply apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the second speed reducer is a wave gear device.
請求項8記載の発明は、モータの出力軸と第1の減速機の入力軸を連結し、第1の減速機の出力軸と第2の減速機の入力軸を連結し、第2の減速機の出力軸とアーム駆動軸を連結し、第1の減速機は直交軸タイプであり、第2の減速機は平行軸タイプであり、第2の減速機の出力軸と前記アーム駆動軸は直列直線上に連結され、第1の減速機のバックラッシュは40arcminute以下であり、第2の減速機のバックラッシュは7arcminute以下であり、モータの左右回転によりアームを駆動させる、アーム駆動システムを備えたラドル給湯装置のアーム駆動制御システムにおいて、第1の減速機の出力軸の回転角度を検出し、検出した第1の減速機の出力軸の回転角度に基づいて、前記モータの回転角度を制御して、前記アーム駆動軸を動作させる、アーム動作制御装置を備えたことを特徴とするアーム駆動制御システムである。 According to an eighth aspect of the present invention, the output shaft of the motor and the input shaft of the first reducer are connected, the output shaft of the first reducer and the input shaft of the second reducer are connected, and the second reduction gear is connected. The output shaft of the machine and the arm drive shaft are connected, the first reducer is an orthogonal shaft type, the second reducer is a parallel shaft type, and the output shaft of the second reducer and the arm drive shaft are Connected on a straight line, the backlash of the first speed reducer is 40 arminute or less, the backlash of the second speed reducer is 7 arminute or less, and has an arm drive system that drives the arm by rotating the motor left and right In the arm drive control system of the ladle water heater, the rotation angle of the output shaft of the first speed reducer is detected, and the rotation angle of the motor is controlled based on the detected rotation angle of the output shaft of the first speed reducer. And Operating the drive shaft, a arm drive control system comprising the arm operation controller.
本発明によれば、溶湯を注湯するアームを備えたラドル給湯装置において、モータの出力軸と第1の減速機の入力軸を連結し、第1の減速機の出力軸と第2の減速機の入力軸を連結し、第2の減速機の出力軸とアーム駆動軸を連結し、第2の減速機の出力軸と前記アーム駆動軸は直列直線上に連結され、モータの左右回転によりアームを駆動させる、アーム駆動システムを備えたことを特徴とするラドル給湯装置であり、第1の減速機は直交軸タイプであり、第2の減速機は平行軸タイプであるため、アーム駆動軸の方向の装置の幅を小さくしてコンパクト化が可能となる、という効果がある。 According to the present invention, in a ladle hot water supply apparatus having an arm for pouring molten metal, the output shaft of the motor and the input shaft of the first reduction gear are connected, and the output shaft of the first reduction gear and the second reduction gear are connected. The input shaft of the machine is connected, the output shaft of the second reducer and the arm drive shaft are connected, and the output shaft of the second reducer and the arm drive shaft are connected on a straight line. A ladle water heater having an arm drive system for driving an arm, wherein the first speed reducer is an orthogonal axis type and the second speed reducer is a parallel axis type. There is an effect that the apparatus can be made compact by reducing the width of the device in the direction of.
さらに、本発明のラドル給湯装置は、第1の減速機は直交軸タイプであり、第2の減速機は平行軸タイプであり、第2の減速機の出力軸と前記アーム駆動軸は直列直線上に連結され、第1の減速機のバックラッシュは40arcminute以下であり、第2の減速機のバックラッシュは7arcminute以下であり、モータの左右回転によりアームを駆動させる、アーム駆動システムを備えたラドル給湯装置のアーム駆動制御システムにおいて、第1の減速機の出力軸の回転角度を検出し、検出した第1の減速機の出力軸の回転角度に基づいて、前記モータの回転角度を制御して、前記アーム駆動軸を動作させる、アーム動作制御装置を備えたことを特徴とするアーム駆動制御システムを構築することにより、アーム駆動軸の回転に係るバックラッシュを低く抑えることが可能となる、という効果がある。 Furthermore, in the ladle hot water supply apparatus of the present invention, the first speed reducer is an orthogonal axis type, the second speed reducer is a parallel axis type, and the output shaft of the second speed reducer and the arm drive shaft are in a straight line in series. A ladle with an arm drive system coupled to the top, wherein the backlash of the first reducer is less than 40 arminute, the backlash of the second reducer is less than 7 arminute, and the arm is driven by left and right rotation of the motor In the arm drive control system of the hot water supply device, the rotation angle of the output shaft of the first reduction gear is detected, and the rotation angle of the motor is controlled based on the detected rotation angle of the output shaft of the first reduction gear. The arm drive control system for operating the arm drive shaft is provided with an arm drive control system. It is possible to suppress the backlash low, there is an effect that.
本発明をより詳細に説明するために、以下、本発明を実施するための形態を、好適な例を挙げて、適宜図面を用いて説明する。
ここでは、例えばダイカストマシン10に、溶湯保温炉21を設置した場合の、ラドル給湯装置1を備えた一態様について、図1を用いて説明する。
ラドル給湯装置1は、例えば、コールドチャンバー式ダイカストマシンに自動的に溶湯22を供給する装置であり、ラドル給湯装置1本体の構成は、
(1)溶湯22を汲み出すラドル2
(2)ラドル2を溶湯保温炉21からダイカストマシン10の注湯位置まで搬送するアーム3(ここでは、例えば、アームは合計2本有り)
(3)ラドル2およびアーム3を駆動するためのモータ(図示せず)、減速機(図示せず)およびチェーン(図示せず)
から成っている。
動作は手動およびダイカストマシン10本体との連動自動運転のいずれも可能となっている。
図1に示すように、鋳造に用いられるダイカストマシン10は、射出スリーブ11を有する射出装置(図示せず)と、この射出装置の射出スリーブ11内に溶湯22を供給するためのラドル2とを備える。射出装置の射出スリーブ11は、金型(図示せず)のキャビティに連通している。
射出スリーブ11の上面部には、ラドル2から溶湯22を射出スリーブ11内に供給するための注湯口12が形成されている。射出スリーブ11は、例えば、円筒状に形成されている。このように構成された射出スリーブ11内に供給された溶湯22は、プランジャチップ13が金型のキャビティ側へ前進することによって、キャビティ内へ射出されて充填される。
射出スリーブ11に供給される溶湯22は、射出スリーブ11から離れた所定位置に設置された溶湯保温炉21内に溶融状態で貯留されている。溶湯保温炉21内に貯留された溶湯22は、アーム3の先端に取り付けられたラドル2により、溶湯保温炉21から汲み出されて射出スリーブ11内に払い出されて供給される。
そして、金型のキャビティ内へ射出されて充填が完了した後、例えば、型締、型開、押出、取出し、冷却、後処理の工程を経て、製品の鋳造が繰り返し行われる。
In order to describe the present invention in more detail, a mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate with a suitable example.
Here, for example, an embodiment provided with the ladle hot water supply device 1 in the case where the molten metal heat-retaining
The ladle hot water supply device 1 is a device that automatically supplies the
(1) Raddle 2 for pumping
(2)
(3) Motor (not shown), speed reducer (not shown), and chain (not shown) for driving the
Consists of.
The operation can be performed either manually or in conjunction with the
As shown in FIG. 1, a
A
The
Then, after being injected into the cavity of the mold and filling is completed, the casting of the product is repeatedly performed through, for example, mold clamping, mold opening, extrusion, taking out, cooling, and post-processing steps.
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態を図に基づいて説明する。
図2に示すように、本発明に係るラドル給湯装置1は、モータ31、第1の減速機32、第2の減速機33、アーム駆動軸34、アーム3、ラドル2、エンコーダ35から構成されており、例えば、ダイカストマシンに適用されるものである。
<First Embodiment>
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 2, the ladle water heater 1 according to the present invention includes a
モータ31の出力軸と第1の減速機32の入力軸は連結されており、第1の減速機32の出力軸と第2の減速機33の入力軸は連結されており、第2の減速機33の出力軸とアーム駆動軸34は連結されており、アーム駆動軸34の左右回転運動により、アーム3が駆動する制御システムになっている。
The output shaft of the
第1の減速機32は直交軸タイプとなっており、ベベルギヤを備えた減速機(以下、単にベベルギヤと略して称することもある)やウォームギヤを備えた減速機(以下、単にウォームギヤと略して称することもある)を適用可能であり、その他、必要に応じて、適宜、好適なギヤを選定することが可能である。
第2の減速機33は平行軸タイプとなっており、遊星歯車機構、平歯車と差動歯車を組合せた機構、ボール減速機、波動歯車装置を適用可能であり、その他、必要に応じて、適宜、好適なギヤを選定することが可能である。
The
The
第1の減速機32は、バックラッシュが40arcminute以下のものを選定して使用するのが好ましい。
例えば、サーボモータ用(高機能モータ用)として極一部、バックラッシュが1.5arcminuteのものが存在するが、減速比が1/200であり、さらに高価格となる。本発明に係る第1の減速機32には、減速比1/800のものが必要であり、さらに低価格のものが好ましい。
したがって、好適には、第1の減速機32としては、一般産業用のバックラッシュが40arcminute以下で、低価格のものを選定するのが良い。
なお、本実施形態では、第1の減速機32として、バックラッシュが20〜40arcminuteのベベルギヤを使用している。
The
For example, there are a part of servo motors (for high-function motors) with a backlash of 1.5 armature, but the reduction ratio is 1/200, which further increases the price. The
Therefore, it is preferable to select a low-cost
In the present embodiment, a bevel gear having a backlash of 20 to 40 armature is used as the
第2の減速機33は、バックラッシュが7arcminute以下のものを選定して使用するのが好ましい。第2の減速機33の出力軸とアーム駆動軸34は直列直線上に連結されており、アーム駆動軸34の左右回転運動により、アーム3が駆動する制御システムになっているため、バックラッシュを7arcminute以下としてアーム3を駆動することが可能である。
なお、本実施形態では、第2の減速機33として、バックラッシュが0.5arcminuteの遊星歯車機構を使用している。
It is preferable to select and use a
In the present embodiment, a planetary gear mechanism having a backlash of 0.5 armature is used as the
本発明に係るラドル給湯装置のアーム駆動制御システムにおいては、第1の減速機32の出力軸にエンコーダ35を備えている。このエンコーダ35により、第1の減速機32の出力軸の回転角度を検出し、検出した第1の減速機32の出力軸の回転角度に基づいて、モータ31の回転角度を制御して、アーム駆動軸34を動作させることができるアーム動作制御装置を備えたアーム駆動制御システムを構成することが可能である。
アーム駆動制御システムには、例えば、オープンループ制御やクローズドループ制御など、適宜、好適な制御方法を採用することが可能である。
なお、エンコーダ35は、アーム駆動軸34を制御することが可能であれば、取付け位置は、適宜、好適な位置に設置可能である。
In the arm drive control system of the ladle hot water supply apparatus according to the present invention, the
For the arm drive control system, for example, a suitable control method such as open loop control or closed loop control can be appropriately employed.
In addition, if the
第1の減速機32に直交軸タイプを採用することにより、アーム駆動軸の方向の装置の幅を小さくしてコンパクト化が可能となる、という作用効果がある。
また、第2の減速機33のバックラッシュを7arcminute以下にすることにより、アーム駆動軸の回転に係るバックラッシュを低く抑えることが可能となる、という作用効果がある。
さらに、第1の減速機32の出力軸にエンコーダ35を備えることにより、バックラッシュを低く抑えたアーム駆動制御システムを構成することが可能となる、という作用効果がある。
By adopting an orthogonal axis type for the
Further, by setting the backlash of the
Furthermore, by providing the
本発明によれば、溶湯を注湯するアームを備えたラドル給湯装置において、モータの出力軸と第1の減速機の入力軸を連結し、第1の減速機の出力軸と第2の減速機の入力軸を連結し、第2の減速機の出力軸とアーム駆動軸を連結し、第2の減速機の出力軸と前記アーム駆動軸は直列直線上に連結され、モータの左右回転によりアームを駆動させる、アーム駆動システムを備えたことを特徴とするラドル給湯装置であり、第1の減速機は直交軸タイプであり、第2の減速機は平行軸タイプであるため、アーム駆動軸の方向の装置の幅を小さくしてコンパクト化が可能となる、という優れた作用効果がある。 According to the present invention, in a ladle hot water supply apparatus having an arm for pouring molten metal, the output shaft of the motor and the input shaft of the first reduction gear are connected, and the output shaft of the first reduction gear and the second reduction gear are connected. The input shaft of the machine is connected, the output shaft of the second reducer and the arm drive shaft are connected, and the output shaft of the second reducer and the arm drive shaft are connected on a straight line. A ladle water heater having an arm drive system for driving an arm, wherein the first speed reducer is an orthogonal axis type and the second speed reducer is a parallel axis type. There is an excellent effect that the apparatus can be made compact by reducing the width of the device in the direction of.
さらに、本発明のラドル給湯装置は、第1の減速機は直交軸タイプであり、第2の減速機は平行軸タイプであり、第2の減速機の出力軸と前記アーム駆動軸は直列直線上に連結され、第1の減速機のバックラッシュは40arcminute以下であり、第2の減速機のバックラッシュは7arcminute以下であり、モータの左右回転によりアームを駆動させる、アーム駆動システムを備えたラドル給湯装置のアーム駆動制御システムにおいて、第1の減速機の出力軸の回転角度を検出し、検出した第1の減速機の出力軸の回転角度に基づいて、前記モータの回転角度を制御して、前記アーム駆動軸を動作させる、アーム動作制御装置を備えたことを特徴とするアーム駆動制御システムを構築することにより、アーム駆動軸の回転に係るバックラッシュを低く抑えることが可能となる、という優れた作用効果がある。 Furthermore, in the ladle hot water supply apparatus of the present invention, the first speed reducer is an orthogonal axis type, the second speed reducer is a parallel axis type, and the output shaft of the second speed reducer and the arm drive shaft are in a straight line in series. A ladle with an arm drive system coupled to the top, wherein the backlash of the first reducer is less than 40 arminute, the backlash of the second reducer is less than 7 arminute, and the arm is driven by left and right rotation of the motor In the arm drive control system of the hot water supply device, the rotation angle of the output shaft of the first reduction gear is detected, and the rotation angle of the motor is controlled based on the detected rotation angle of the output shaft of the first reduction gear. The arm drive control system for operating the arm drive shaft is provided with an arm drive control system. It is possible to suppress the backlash low, there is an excellent effect that.
以上のように、本発明によれば、優れた作用効果があるラドル給湯装置及びアーム駆動制御システムを提供でき、ダイカストマシンにおいて、ラドル給湯装置のコンパクト化とアーム駆動軸の回転に係るバックラッシュを低く抑えるという分野で利用、貢献することができるものである。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a ladle hot water supply device and an arm drive control system having excellent operational effects, and in a die casting machine, the backlash associated with the downsizing of the ladle hot water supply device and the rotation of the arm drive shaft can be achieved. It can be used and contributed in the field of keeping it low.
1 ラドル給湯装置
2 ラドル
3 アーム
10 ダイカストマシン
11 射出スリーブ
12 注湯口
13 プランジャチップ
21 溶湯保温炉
22 溶湯
31 モータ
32 第1の減速機
33 第2の減速機
34 アーム駆動軸
35 エンコーダ
41 モータ(従来技術)
42 減速機(従来技術)
43 アーム駆動軸(従来技術)
44 アーム(従来技術)
45 第1の歯車
46 第2の歯車
47 軸
48 エンコーダ(従来技術)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ladle hot-
42 Reducer (prior art)
43 Arm drive shaft (prior art)
44 Arm (prior art)
45
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