JPH11236227A - ガラス成形機及びその制御方法 - Google Patents

ガラス成形機及びその制御方法

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JPH11236227A
JPH11236227A JP4395798A JP4395798A JPH11236227A JP H11236227 A JPH11236227 A JP H11236227A JP 4395798 A JP4395798 A JP 4395798A JP 4395798 A JP4395798 A JP 4395798A JP H11236227 A JPH11236227 A JP H11236227A
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秀樹 黒岩
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/16Gearing or controlling mechanisms specially adapted for glass presses

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小さい加圧力を発生させることができ、微小な
成形品を成形することができるようにする。 【解決手段】金型装置10と、該金型装置10を収容す
るケーシング36と、前記金型装置10に対して移動自
在に配設された可動プレート52と、該可動プレート5
2を移動させる駆動手段と、前記可動プレート52の移
動に伴って金型装置10に加圧力を加える加圧ロッド5
1と、前記ケーシング36内を密閉し、前記可動プレー
ト52の移動に伴って変形する密閉手段と、前記ケーシ
ング36内に負圧を形成する負圧形成手段とを有する。
加圧ロッド51は、前記可動プレート52の移動に伴っ
て金型装置10に加圧力を加える。そして、前記密閉手
段は、前記ケーシング36内を密閉した状態に保ちなが
ら可動プレート52の移動に伴って変形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス成形機及び
その制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラス製のレンズ等の成形品を成
形するためのガラス成形機においては、上型コアと下型
コアとの間に成形品の原型であるプレフォームがセット
され、該プレフォームを加圧装置によって加圧するよう
になっている。そして、該加圧装置を駆動するために各
種の駆動方式が提供されているが、油圧駆動方式の加圧
装置においては、油圧シリンダの動作を油圧制御弁によ
って制御し、金型装置を作動させるようになっている。
【0003】ところが、油圧を利用して加圧装置を駆動
するようになっているので、成形品に油が付着すること
があり、特に、成形品がレンズ等の光学部品である場合
には、成形品の品質を低下させてしまう。一方、電動方
式の加圧装置においては、電動サーボモータを駆動して
回転を発生させ、回転運動をボールねじ等によって直線
運動に変換し、金型装置を作動させるようになってい
る。
【0004】ところが、前記電動サーボモータ、ボール
ねじ等の駆動部の構造が複雑になるので、金型装置の作
動に誤差が生じてしまうことがあり、高精度な制御を行
うために複雑に動作する制御装置が必要になる。そこ
で、空圧駆動方式の加圧装置が提供されている。この場
合、シール部等の摩擦抵抗、及びそれに起因するスティ
ックスリップ現象による影響が加圧力に与えられるの
で、空圧サーボアクチュエータ、及び高精度な位置制
御、加圧力制御等が可能な制御装置を配設するようにし
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のガラス成形機においては、数百〔kgf〕から数
〔ton〕の加圧力が発生させられるようになっている
ので、数〔kgf〕から数十〔kgf〕程度の小さい加
圧力を発生させようとすると、例えば、シール部等の摩
擦抵抗による影響を無視することができず、その結果、
加圧力にばらつきが生じてしまう。したがって、微小な
成形品を成形することができない。
【0006】本発明は、前記従来のガラス成形機の問題
点を解決して、小さい加圧力を発生させることができ、
微小な成形品を成形することができるガラス成形機及び
その制御方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明のガ
ラス成形機においては、金型装置と、該金型装置を収容
するケーシングと、前記金型装置に対して移動自在に配
設された可動プレートと、該可動プレートを移動させる
駆動手段と、前記可動プレートの移動に伴って金型装置
に加圧力を加える加圧ロッドと、前記ケーシング内を密
閉し、前記可動プレートの移動に伴って変形する密閉手
段と、前記ケーシング内に負圧を形成する負圧形成手段
とを有する。
【0008】本発明の他のガラス成形機においては、さ
らに、前記駆動手段は空圧シリンダである。本発明の更
に他のガラス成形機においては、さらに、前記空圧シリ
ンダは、シリンダ圧力が高くなったときに前記可動プレ
ートと金型装置との間の距離を長くする。
【0009】本発明の更に他のガラス成形機において
は、さらに、前記密閉手段は、一端が前記ケーシング
に、他端が前記可動プレートに固定されたベローズであ
る。本発明のガラス成形機の制御方法においては、金型
装置を収容するケーシング内に負圧を形成し、該負圧に
よって発生させられた力を可動プレートに加え、前記力
と対向する推力を発生させ、前記力及び推力に基づい
て、前記ケーシング内を密閉するための密閉手段を変形
させ、可動プレートを移動させる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の
第1の実施の形態におけるガラス成形機の概略図、図2
は本発明の第1の実施の形態における空圧シリンダの拡
大図である。図において、10はケーシング36内に収
容され、該ケーシング36の下プレート37上に載置さ
れた金型装置であり、該金型装置10は、下型コア1
1、該下型コア11と対向させて、かつ、上下方向に移
動自在に配設された上型コア12、並びに前記下型コア
11及び上型コア12を包囲し、かつ、該上型コア12
を案内するスリーブ状の胴型13を備える。
【0011】前記下型コア11は、大径のヘッド部11
a、及び該ヘッド部11aと一体に形成された小径の軸
部11bから成り、該軸部11bの先端に図示されない
成形面が形成される。また、前記上型コア12は、大径
のヘッド部12a、及び該ヘッド部12aと一体に形成
された小径の軸部12bから成り、該軸部12bの先端
に図示されない成形面が形成される。なお、該成形面は
レンズの形状に対応させて形成される。したがって、加
圧工程において加圧が行われると、プレフォーム15は
成形面に従って変形させられ、レンズが成形される。
【0012】そして、前記ケーシング36の上プレート
35の中央には開口40が形成され、該開口40の周縁
に沿って密閉手段としてのベローズ33が立ち上げられ
て形成され、該ベローズ33の上端に、金型装置10に
対して移動自在に可動プレート52が配設される。この
場合、ケーシング36内に形成される成形室20は、前
記ベローズ33及び可動プレート52によって密閉さ
れ、負圧形成手段としての図示されない真空ポンプによ
って真空に保たれ、負圧にされる。前記ベローズ33は
可動プレート52の移動に伴って変形、すなわち、伸縮
し、前記可動プレート52は成形室20内を真空に保っ
たまま上下方向に移動する。この場合、例えば、シール
部等が不要になるので、摩擦抵抗によって加圧力にばら
つきが生じることはない。したがって、微小なレンズを
成形することができる。
【0013】ところで、前記ケーシング36の上方に加
圧装置50が配設される。該加圧装置50は、前記可動
プレート52、該可動プレート52の下面から下方に向
けて延在させられる加圧ロッド51、及び前記可動プレ
ート52を上下方向に移動させるための複数の駆動手段
としての空圧シリンダ53から成る。前記加圧ロッド5
1は、開口40を抜けて下方に延び、上型コア12に対
して接離させられ、可動プレート52の移動に伴って金
型装置10に加圧力を加える。
【0014】そして、前記空圧シリンダ53は、前記上
プレート35に固定されたシリンダ部53a、及び前記
可動プレート52に固定されたロッド部53bから成
り、前記シリンダ部53aに図示されないバルブを介し
て供給された圧縮空気によって駆動される。前記ロッド
部53bは、前記シリンダ部53a内において摺(しゅ
う)動自在に配設されたヘッド71、及び該ヘッド71
と一体に形成されたロッド72から成る。
【0015】前記シリンダ部53a内は、前記ヘッド7
1によってロッド側空気室54とヘッド側空気室55と
に区画され、前記ロッド側空気室54はラインL1を介
して大気に開放される。一方、ヘッド側空気室55はラ
インL2を介して空圧サーボ弁61に接続され、該空圧
サーボ弁61によって前記ヘッド側空気室55内の圧力
を制御することができる。そのために、前記ラインL2
に圧力検出器70が配設され、該圧力検出器70によっ
てヘッド側空気室55内のシリンダ圧力を検出すること
ができる。前記空圧サーボ弁61は、図示されないスプ
ールを作動させることによって、ラインL2、L3間を
連通させてヘッド側空気室55と空圧源62とを連結す
る位置A、ラインL2、L4間を連通させてヘッド側空
気室55内を大気に開放する位置B、中立位置N、及び
それらの中間位置を採り、シリンダ圧力を調整する。ま
た、前記ヘッド71の外周には、静圧部73が形成さ
れ、該静圧部73にラインL5が接続され、該ラインL
5を介して前記静圧部73に静圧軸受圧力が加えられ
る。
【0016】図3は本発明の第1の実施の形態における
加圧装置の動作を示す図、図4は本発明の第1の実施の
形態における加圧力線図である。前述されたように、成
形室20はケーシング36、ベローズ33及び可動プレ
ート52によって密閉されているので、成形室20内を
真空にすると、成形室20内外の圧力差によって可動プ
レート52に下向きの力FV が加わる。ここで、ベロー
ズ33の受圧面積をAV とし、大気圧と真空との圧力差
を1.0とすると、前記力FV は、 FV =1.0×AV になる。
【0017】ところで、ベローズ33には、前記可動プ
レート52及び加圧ロッド51の自重Wが常に加わる。
また、空圧シリンダ53は、空圧サーボ弁61(図1)
によって調整されたシリンダ圧力Pが加わると、前記力
V に対向させて推力FC を発生させる。すなわち、シ
リンダ圧力Pが高くなったときに可動プレート52と金
型装置10との間の距離を長くする。この場合、ヘッド
71(図2)の受圧面積をAとすると、前記推力F
C は、 FC =P×A になる。
【0018】したがって、図4に示されるように、ヘッ
ド側空気室55内に発生させられたシリンダ圧力Pを制
御することによって前記推力FC を変化させたとき、前
記加圧ロッド51が金型装置10を押す力、すなわち、
加圧力Fは次の式(1)によって計算することができ
る。 F=FV +W−FC =FV +W−P×A ……(1) 次に、前記シリンダ圧力Pの制御回路について説明す
る。
【0019】図5は本発明の第1の実施の形態における
シリンダ圧力の制御回路を示す図である。図において、
81は制御装置であり、該制御装置81は、加圧力指令
ref をシリンダ圧力指令Pref に変換する変換部8
2、前記シリンダ圧力指令Pref と圧力検出器70によ
って検出されたシリンダ圧力検出値PS との偏差ΔPを
演算する演算部83、及び前記偏差ΔPを補償する補償
部84から成り、任意の加圧力指令Fref に対応する制
御出力PC を出力する。
【0020】したがって、任意に設定された加圧力指令
ref に対応させて制御出力PC を出力し、前記加圧力
F(図3)を発生させることができる。なお、前記変換
部82においては、加圧力指令Fref に対応するシリン
ダ圧力指令Pref を次の式(2)によって計算すること
ができる。 Pref =(FV +W−Fref )/A ……(2) 次に、前記制御出力PC は、サーボ増幅器86によって
増幅され、スプール駆動信号S1として空圧サーボ弁6
1に送られる。そして、該空圧サーボ弁61は、前記ス
プール駆動信号S1を受けて前記加圧力指令Fref に対
応するシリンダ圧力Pを発生させる。
【0021】このように、前記力FV 及び推力FC はオ
フセット式に加わるので、数〔kgf〕から数十〔kg
f〕程度の小さい加圧力Fを発生させることができるだ
けでなく、加圧力Fを最大の値から零近傍の値まで一様
に制御することができる。なお、加圧力Fの最大の値は
ベローズ33の直径によって決まる。したがって、ベロ
ーズ33及び空圧シリンダ53の各直径を適宜設定する
ことによって、加圧力Fを制御することができる範囲を
変更することができる。
【0022】また、駆動手段として摩擦抵抗の小さい空
圧シリンダ53、及び密閉手段として摩擦抵抗が無いベ
ローズ33が使用されるので、加圧力Fにばらつきが生
じることはない。したがって、微小なレンズを成形する
ことができる。なお、ベローズ33を使用しているの
で、ばね定数によって加圧力Fにばらつきが生じるが、
ばね定数が小さく、ストロークが短いものを使用するこ
とによって、前記ばらつきを無視することができる程度
に小さくすることができる。
【0023】次に、第2の実施の形態について説明す
る。図6は本発明の第2の実施の形態における空圧シリ
ンダの第1の状態図、図7は本発明の第2の実施の形態
における空圧シリンダの第2の状態図である。図におい
て、153は可動プレート52(図1)を移動させる駆
動手段としての空圧シリンダ(例えば、ベロフラムシリ
ンダ(商品名))、153aはシリンダ部、153bは
ロッド部であり、該ロッド部153bは、周縁が前記シ
リンダ部153aのほぼ中央に固定された密閉手段とし
てのベローズ171、端面が該ベローズ171に固定さ
れたヘッド172、該ヘッド172に固定されたロッド
173、及びスプリング174を備える。前記シリンダ
部153aは、前記ヘッド172によってヘッド側空気
室175とロッド側空気室176とに区画され、前記ス
プリング174は、ヘッド172をヘッド側空気室17
5側に付勢する。そして、該ヘッド側空気室175内に
空圧サーボ弁61によって調整されたシリンダ圧力P
(図5)が形成される。なお、L2はラインである。
【0024】この場合、空圧シリンダ153に摺動部が
ないので摩擦抵抗を無くすことができる。したがって、
加圧力Fにばらつきが生じることがないので、微小なレ
ンズを成形することができる。なお、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づ
いて種々変形させることが可能であり、それらを本発明
の範囲から排除するものではない。
【0025】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ガラス成形機においては、金型装置と、該金型装
置を収容するケーシングと、前記金型装置に対して移動
自在に配設された可動プレートと、該可動プレートを移
動させる駆動手段と、前記可動プレートの移動に伴って
金型装置に加圧力を加える加圧ロッドと、前記ケーシン
グ内を密閉し、前記可動プレートの移動に伴って変形す
る密閉手段と、前記ケーシング内に負圧を形成する負圧
形成手段とを有する。
【0026】この場合、ケーシング内に負圧を形成する
とともに、駆動手段によって可動プレートを移動させる
と、加圧ロッドは、前記可動プレートの移動に伴って金
型装置に加圧力を加える。そして、前記密閉手段は、前
記ケーシング内を密閉した状態に保ちながら可動プレー
トの移動に伴って変形する。この場合、密閉手段に摩擦
抵抗が無いので、加圧力にばらつきが生じることはな
い。したがって、微小な成形品を成形することができ
る。
【0027】本発明の他のガラス成形機においては、さ
らに、前記駆動手段は空圧シリンダである。この場合、
空圧シリンダは摩擦抵抗が小さいので、加圧力にばらつ
きが生じることはない。したがって、微小な成形品を成
形することができる。本発明の更に他のガラス成形機に
おいては、さらに、前記空圧シリンダは、シリンダ圧力
が高くなったときに前記可動プレートと金型装置との間
の距離を長くする。
【0028】この場合、小さい加圧力を発生させること
ができるだけでなく、加圧力を最大の値から零近傍の値
まで一様に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるガラス成形
機の概略図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態における空圧シリン
ダの拡大図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態における加圧装置の
動作を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態における加圧力線図
である。
【図5】本発明の第1の実施の形態におけるシリンダ圧
力の制御回路を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態における空圧シリン
ダの第1の状態図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態における空圧シリン
ダの第2の状態図である。
【符号の説明】
10 金型装置 33、171 ベローズ 36 ケーシング 51 加圧ロッド 52 可動プレート 53、153 空圧シリンダ F 加圧力 FC 推力 FV 力 P シリンダ圧力
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年2月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)金型装置と、(b)該金型装置を
    収容するケーシングと、(c)前記金型装置に対して移
    動自在に配設された可動プレートと、(d)該可動プレ
    ートを移動させる駆動手段と、(e)前記可動プレート
    の移動に伴って金型装置に加圧力を加える加圧ロッド
    と、(f)前記ケーシング内を密閉し、前記可動プレー
    トの移動に伴って変形する密閉手段と、(g)前記ケー
    シング内に負圧を形成する負圧形成手段とを有すること
    を特徴とするガラス成形機。
  2. 【請求項2】 前記駆動手段は空圧シリンダである請求
    項1に記載のガラス成形機。
  3. 【請求項3】 前記空圧シリンダは、シリンダ圧力が高
    くなったときに前記可動プレートと金型装置との間の距
    離を長くする請求項2に記載のガラス成形機。
  4. 【請求項4】 前記密閉手段は、一端が前記ケーシング
    に、他端が前記可動プレートに固定されたベローズであ
    る請求項1に記載のガラス成形機。
  5. 【請求項5】 (a)金型装置を収容するケーシング内
    に負圧を形成し、(b)該負圧によって発生させられた
    力を可動プレートに加え、(c)前記力と対向する推力
    を発生させ、(b)前記力及び推力に基づいて、前記ケ
    ーシング内を密閉するための密閉手段を変形させ、可動
    プレートを移動させることを特徴とするガラス成形機の
    制御方法。
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