JP2541873B2 - ガラス壜成形機 - Google Patents

ガラス壜成形機

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融ガラスから生成されたゴブをプランジ
ャーでプレス加工することによってパリソンを成形し、
このパリソンにブロー加工を施すことによって所望形状
のガラス壜を成形するプレスブロー方式のガラス壜成形
機に関する。
〔従来技術〕
ガラス壜を大量に生産するガラス壜成形機としては、
プレスブロー方式の成形セクションを複数個有する独立
セクション型(IS型)のガラス壜成形機がある。
このIS型ガラス壜成形機の各成形セクションはプラン
ジャーメカニズムのプレス加工によってゴブをパリソン
に成形するパリソン成形手段と、このパリソンをブロー
加工によって所望形状のガラス壜に成形する仕上型成形
手段とから構成される。
このようなパリソン成形手段及び仕上型成形手段から
なる各成形セクションで成形されたガラス壜は、順番に
徐冷炉を通過し、最終的なガラス壜となる。この時、徐
冷炉の出口ではガラス壜に何らかの不良が発生していな
いかどうかの検査が行われ、不良のあるガラス壜は事前
に排出処理される。
一般に、ガラス壜の製造時に発生する不良は、パリソ
ン成形時に各成形セクションに供給されるゴブ重量の変
動に起因するものがほとんどである。従って、ゴブ重量
の変動を抑え、各成形セクションに供給されるゴブ重量
を一定に制御することによって、ガラス壜の不良発生を
大幅に抑制することができる。
ゴブ重量の変動を抑えるものとして、従来は特公昭59
−43426号公報に記載されたガラス壜成形機がある。こ
れは、粗型内のゴブに所定の圧力を印加してパリソンを
成形するプランジャーの最大ストローク値を差動変圧器
等のセンサで検出し、その最大ストローク値からゴブ重
量を算出し、そのゴブ重量の値が一定となるようにクレ
ーチューブの高さを自動的に制御するものである。この
他にもゴブ重量を一定に制御するものとして、特開平1
−242425号公報に示されたものがある。
〔発明が解決しようとする課題〕
プレス成形時のプランジャーの最大ストローク値は、
ゴブ成形前にスパウトに貯蔵さている溶融ガラスの温
度、すなわち粗型内のゴブ温度に依存する値である。そ
れは、ゴブの温度によってゴブの比重が異なるために、
同じ重量のゴブであっても、その絶対的な体積に相違が
生じるからである。
故に、同じ重量のゴブを粗型にセットし、パリソン成
形時におけるプランジャーの最大ストローク値を検出し
た場合、温度の高いゴブの最大ストローク値の方が、温
度の低いゴブの最大ストローク値よりも小さくなるた
め、従来のようにプランジャーの最大ストローク値を検
出し、その値に基づいてクレーチューブの高さを制御し
たとしてもゴブ重量を常に一定にすることは困難であ
る。
また、ガラス壜製造時に発生する不良の原因として
は、上述のゴブ重量の変動の他に、パリソン成形時のプ
ランジャーのプレスのタイミングやプランジャーと粗型
のセンター位置のずれ等がある。従って、ゴブ重量の変
動を抑え、各成形セクションに供給されるゴブ重量を一
定に制御できたとしても、プランジャーのプレスタイミ
ングやプランジャーと粗型のセンター位置を最適に制御
することができなければ、ガラス壜の不良発生を効率的
に抑制することはできない。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、ガラ
ス壜製造時に発生する不良原因をパリソン成形の段階で
除去することのできるガラス壜成形機を提供することを
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕 第1の本発明のガラス壜成形機は、クレーチューブ内
を直線移動するクレープランジャーによってスパウト内
の溶融ガラスをオリフィスから押し出し、それをシィヤ
ーで切断することによってゴブを成形するゴブ成形手段
と、このゴブ成形手段によって成形された前記ゴブを複
数のガラス壜成形セクションに分配するゴブ分配手段
と、前記ガラス壜成形セクションのそれぞれに設けら
れ、分配された前記ゴブを粗型とプランジャーとのプレ
ス加工によってパリソンに成形するパリソン成形手段と
から少なくとも構成されるガラス壜成形機において、前
記プランジャーの直線位置をその移動範囲全体にわたっ
て検出するプランジャー位置検出手段と、前記プレス加
工時における前記プランジャーの直線位置信号に基づい
て前記パリソン成形手段に分配された前記ゴブの重量を
検出するゴブ重量検出手段と、このゴブ重量検出手段で
検出された前記ゴブ重量が所定重量となるように前記ゴ
ブ成形手段を制御するゴブ重量制御手段とを設けたもの
である。
第2の本発明のガラス壜成形機は、クレーチューブ内
を直線移動するクレープランジャーによってスパウト内
の溶融ガラスをオリフィスから押し出し、それをシィヤ
ーで切断することによってゴブを成形するゴブ成形手段
と、前記ゴブを複数のガラス壜成形セクションに分配す
るゴブ分配手段と、前記ガラス壜成形セクションのそれ
ぞれに設けられ、分配された前記ゴブを粗型とプランジ
ャーとのプレス加工によってパリソンに成形するパリソ
ン成形手段とから少なくとも構成されるガラス壜成形機
において、前記プランジャーの直線位置をその移動範囲
全体にわたって検出するプランジャー位置検出手段と、
前記プレス加工時における前記プランジャー位置検出手
段の出力から前記パリソン成形手段を構成する粗型と前
記プランジャーとのセンター位置ずれを検出する位置ず
れ検出手段と、前記センター位置ずれがなくなるように
前記粗型と前記プランジャーとのセンター位置合わせを
行う位置合わせ手段とを設けたものである。
第3の本発明のガラス壜成形機は、クレーチューブ内
を直線移動するクレープランジャーによってスパウト内
の溶融ガラスをオルフィスから押し出し、それをシィヤ
ーで切断することによってゴブを成形するゴブ成形手段
と、前記ゴブを複数のガラス壜成形セクションに分配す
るゴブ分配手段と、前記ガラス壜成形セクションのそれ
ぞれに設けられ、分配された前記ゴブを粗型とプランジ
ャーとのプレス加工によってパリソンに成形するパリソ
ン成形手段とから少なくとも構成されるガラス壜成形機
において、前記プランジャーの直線位置をその移動範囲
全体にわたって検出するプランジャー位置検出手段と、
前記ゴブ分配手段から前記パリソン成形手段に前記ゴブ
が供給されたことを検出するゴブイン検出手段とを設
け、このゴブイン検出手段からの検出信号が発生してか
ら所定時間経過後に前記プランジャーによる前記プレス
加工を開始するようにしたものである。
第4の本発明のガラス壜成形機は、クレーチューブ内
を直線移動するクレープランジャーによってスパウト内
の溶融ガラスをオリフィスから押し出し、それをシィヤ
ーで切断することによってゴブを成形するゴブ成形手段
と、このゴブ成形手段によって成形された前記ゴブを複
数のガラス壜成形セクションに分配するゴブ分配手段
と、前記ガラス壜成形セクションのそれぞれに設けら
れ、分配された前記ゴブを粗型とプランジャーとのプレ
ス加工によってパリソンに成形するパリソン成形手段と
から少なくとも構成されるガラス壜成形機において、前
記プランジャーの直線位置をその移動範囲全体にわたっ
て検出するプランジャー位置検出手段と、前記プランジ
ャーの移動位置及び移動速度を示すプランジャー目標位
置速度信号と前記プランジャーの直線位置信号との比較
に応じて前記プランジャーを駆動制御するプランジャー
制御手段とを設けたものである。
〔作用〕
ガラス壜成形機はゴブ成形手段と、ゴブ分配手段と、
パリソン成形手段と、仕上型成形手段とから構成される
が、ガラス壜製造時の不良のほとんどがゴブ成形からパ
リソン成形までの間に生じることに鑑み、第1、第2、
第3及び第4の本発明ではゴブ成形手段、ゴブ分配手段
及びパリソン成形手段に改良を加えている。
ゴブ成形手段は、クレーチューブ内を直線移動するク
レープランジャーによってスパウト内の溶融ガラスをオ
リフィスから押し出し、それをシィヤーで切断すること
によってゴブを成形する。ゴブ分配手段はゴブ成形手段
によって成形されたゴブを複数のガラス壜成形セクショ
ンに分配する。パリソン成形手段はガラス壜成形セクシ
ョンのそれぞれに設けられ、分配されたゴブを粗型とプ
ランジャーとのプレス加工によってパリソンに成形す
る。
第1の本発明では、プランジャー位置検出手段はプラ
ンジャーの直線位置をその移動範囲全体にわたって検出
することによって、プランジャーの最大ストローク値は
もちろん、プランジャーのプレス加工時のプレススピー
ドを検出することができる。このプレス加工時のプレス
スピードに基づいて粗型内のゴブの温度を相対的に検出
することができるので、ゴブ重量検出手段はプレス加工
時におけるプランジャーの直線位置信号に基づいてプレ
ス成形時のプランジャーの最大ストローク値及び粗型内
のゴブ温度を算出し、パリソン成形手段に分配されたゴ
ブ本来の重量を検出することが可能となる。ゴブ重量制
御手段はこのゴブ重量検出手段で検出されたゴブ重量が
所定重量となるようにゴブ成形手段を制御する。これに
よって、スパウト内の溶融ガラスの温度が変動したとし
ても、常に一定重量のゴブを成形し、パリソン成形手段
に供給することが可能となる。なお、ゴブ重量制御手段
が制御するものは、クレーチューブのスパウト面からの
高さ、クレープランジャーの移動位置及び移動速度、シ
ィヤーのゴブ切断のタイミング等である。
第2の本発明では、プランジャー位置検出手段はプラ
ンジャーの直線位置をその移動範囲全体にわたって検出
することによって、プレス加工時のプランジャーの移動
状態を検出する。粗型とプランジャーとのセンター位置
が一致している場合は、プランジャーの移動状態はスム
ーズであり、何の変動も生じないが、センター位置にず
れがあると、プレス加工時のプランジャーの移動状態に
変動が生じる。従って、位置ずれ検出手段はプランジャ
ー位置検出手段からの直線位置信号に基づいて粗型とプ
ランジャーとのセンター位置ずれを検出することができ
る。位置合わせ手段はこの位置ずれ検出手段で検出され
たセンター位置ずれがなくなるように粗型とプランジャ
ーとのセンター位置合わせを行う。これによって、セン
ター位置ずれによって生じるガラス壜製造時の不良を大
幅に減少することができる。なお、粗型とプランジャー
とのセンター位置合わせを行う位置合わせ手段は、プラ
ンジャーをその移動方向と垂直な面上で移動制御するこ
とによって行う。
ゴブ分配手段からパリソン成形手段に供給されたゴブ
は温度か高く粘性が小さいため、粗型とプランジャーと
の間の空間に浸透し始める。この浸透量があまりにも大
きいとガラス壜製造時の不良原因となる。そこで、第3
の本発明では、ゴブイン検出手段でゴブがゴブ分配手段
からパリソン成形手段、すなわち粗型にセットされた時
点を検出し、その検出信号が発生してから所定時間経過
後にプランジャーによるプレス加工を行うようにした。
これによって、粗型とプランジャーとの間の空間に浸透
するゴブの浸透量が最適値に達した時点でプレス加工を
実行することが可能となり、プランジャーのプレスタイ
ミングを最適制御できる。なお、ゴブイン検出手段とし
ては、ゴブ分配手段からパリソン成形手段に供給される
ゴブの通過を光学的に検出するか、第1又は第2の本発
明のようにプランジャーの直線位置をその移動範囲全体
にわたって検出するプランジャー位置検出手段を設け、
ゴブが供給された際のプランジャーの位置変動に基づい
て検出すればよい。
第4の本発明では、プランジャー位置検出手段はプラ
ンジャーの直線位置をその移動範囲全体にわたって検出
し、プランジャー制御手段はその検出信号とプランジャ
ーの移動位置及び移動速度を示すプランジャー目標位置
速度信号との比較に応じてプランジャーを積極的に駆動
制御する。すなわち、第4の本発明は、上記第1、第2
及び第3の本発明のようにプランジャーの直線位置を検
出し、それに基づいてゴブ成形手段及びパリソン成形手
段を制御するだけではなく、プランジャー自身の移動状
態を目標位置速度信号に応じて駆動制御するものであ
る。これによって、製造するガラス壜の形(粗型形
状)、ゴブ重量、ゴブ温度等に応じた理想的な目標位置
速度信号をプランジャー制御手段に与え、プランジャー
の移動状態を最適制御することが可能となり、ガラス壜
製造時に発生する不良原因をパリソン成形の段階で除去
することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。
第1図は本発明のガラス壜成形機の全体構成の概略を
示す図である。本実施例ではゴブ成形手段と、ゴブ分配
手段と、3つのパリソン成形手段とを示す。尚、仕上型
成形手段の構成は省略する。
所定重量のゴブを次々と成形するゴブ成形手段の構成
について説明する。
スパウト1は溶融ガラスを貯蔵するための槽である。
スパウト1はゴブをパリソン成形手段に連続的に供給す
るために、常に所定量以上の溶融ガラスを貯蔵してい
る。従って、スパウト1内の溶融ガラスの量が所定量以
下になった場合は、溶融ガラスの炉から新たな溶融ガラ
スが供給される。
スパウト1内の溶融ガラスの温度及び溶融ガラスの液
面高さは炉からの溶融ガラスの供給時に急激に変動す
る。また、スパウト1内の溶融ガラスの液面高さはゴブ
供給動作の進行によって徐々に減少する。そこで、本実
施例では、スパウト1内の溶融ガラスの温度Tgを計測す
るために熱電対をスパウト1内に設け、溶融ガラスの液
面高さHgを測定するために浮きを利用した液面センサを
スパウト1の側壁に設けている。尚、これらのセンサの
図示は省略してある。液面センサからの液面高さHgが所
定値以下になったら炉から新たな溶融ガラスを供給す
る。
オリフィス2はスパウト1から押し出される溶融ガラ
スの直径を決定するものであり、スパウト1の出口下方
に取り付けられている。このオリフィス2の口径を変え
ることによってゴブの直径を任意の値に決定することが
できる。本実施例では、口径が1個のシングルオリフィ
スについて示す。尚、2個の開口を有するダブルオリフ
ィスを使用してもよいことはいうまでもない シィヤー3はオリフィス2から押し出される溶融ガラ
スを切断し、ゴブの長さを決定するものである。従っ
て、シィヤー3によるゴブ切断動作のタイミングを調整
することによってゴブ重量を制御することができる。
なお、オリフィス2がダブルオリフィスの場合は、シ
ィヤー3をそれぞれの開口に対して設け、それぞれの開
口に設けられたシィヤー3のゴブ切断動作タイミングを
別々に制御している。それは、オリフィス2にダブルオ
リフィスを使用した場合に、2個の開口から同じ量の溶
融ガラスが押し出されなければならないが、ダブルオリ
フィスの中心位置とクレーチューブ4の中心位置とクレ
ープランジャー5の中心位置がそれぞれ一致しない場
合、2個の開口から押し出される溶融ガラスの量が異な
るからである。故に、シィヤー3のゴブ切断動作のタイ
ミングを別々に制御することによって、それぞれの開口
から押し出された溶融ガラスから重量の同じゴブを成形
できる。
クレーチューブ4はスパウト1の底面からの高さに応
じてスパウト1内の溶融ガラスのオリフィス2への流れ
を調節し、オリフィス2の開口から押し出される溶融ガ
ラスの量を制御するものであり、溶融ガラスの均質化と
その温度の均一化のために所定速度で回転している。従
って、クレーチューブ4の高さを徐々に上昇させると、
ゴブ重量は徐々に増加し、逆にクレーチューブ4の高さ
を徐々に下降させると、ゴブ重量は徐々に減少する。な
お、オリフィス2にダブルオリフィスを使用した場合
は、2個の開口から同じ量の溶融ガラスが押し出される
ようにするために、ダブルオリフィスの中心位置とクレ
ーチューブ4の中心位置とを一致させる必要がある。
クレープランジャー5はクレーチューブ4の回転軸方
向に沿った直線往復運転を行い、この直線往復運動の位
置及び速度によってオリフィス2から押し出される溶融
ガラスの直径を制御している。すなわち、クレープラン
ジャー5の移動速度を大きくすると溶融ガラスの直径は
大きくなり、小さくすると溶融ガラスの直径も小さくな
る。従って、溶融ガラスの直径の大きい部分と小さい部
分とを形成し、その小さい部分をシィヤー3で切断す
る。なお、オリフィス2にダブルオリフィスを使用した
場合は、2個の開口から同じ量の溶融ガラスが押し出さ
れるようにするために、ダブルオリフィスの中心位置と
クレープランジャー5の中心位置とを一致させる必要が
ある。
シィヤー3はシィヤー駆動手段6に、クレーチューブ
4はクレーチューブ駆動手段7に、クレープランジャー
5はクレープランジャー駆動手段8によってそれぞれ駆
動される。これらの各駆動手段の詳細構成については後
述する。
ゴブ重量制御系9はプランジャー制御系10からのプラ
ンジャー現在位置信号とスパウト1内のセンサからの溶
融ガラスの温度Tg、溶融ガラスの液面高さHgを入力し、
その値に応じた制御信号をそれぞれの駆動手段(シィヤ
ー駆動手段6、クレーチューブ駆動手段7及びクレープ
ランジャー駆動手段8)に出力して、クレーチューブ
4、クレープランジャー5及びシィヤー6を制御する。
ゴブ重量制御系9はクレーチューブ4のスパウト1の
底面からの高さ、クレープランジャー8の移動速度及び
シィヤー6による切断タイミングをスパウト1内の溶融
ガラスの温度Tg及び液面高さHgに応じて適当に制御する
ことによって所定重量のゴブを成形することができる。
すなわち、溶融ガラスの温度が低い場合はその粘性が大
きいので、クレーチューブ4を高く設定し、クレープラ
ンジャー8の移動速度を大きく設定し、逆に溶融ガラス
の温度が高い場合はその粘性が小さいので、クレーチュ
ーブ4を低く設定し、クレープランジャー8の移動速度
を小さく設定する必要がある。同様に溶融ガラスの液面
高さHgが大きい場合はオリフィス2の開口付近における
溶融ガラスの圧力が高くなるので、クレーチューブ4を
低く設定し、クレープランジャー8の移動速度を小さく
設定し、逆に液面高さHgが小さい場合は溶融ガラスの圧
力は小さくなるので、クレーチューブ4を高く設定し、
クレープランジャー8の移動速度を大きく設定する必要
がある。
次に、ゴブ成形手段で成形されたゴブを各セクション
のパリソン成形手段に順次分配するゴブ分配手段の構成
について説明する。
スクープ4aは回転移動してその先端部分がトラフ4b、
4c及び4dのいずれかに結合されるようになっている。従
って、シィヤー3で切断された所定重量のゴブはスクー
プ4aの回転移動に応じて、トラフ4b、4c及び4dに順番に
供給される。トラフ4b、4c及び4dは断面形状がコの字型
の溝を有したレール状構造となっており、その溝が上方
を向いている。スクープ4aから供給されたゴブはこの溝
に沿って滑走移動する。デフレクタ4e、4f及び4gはトラ
フと同様なレール状構造であり、その溝が下方を向いて
いる。トラフ4bを滑走移動してきたゴブはこの溝に沿っ
て各セクションに導かれる。
デフレクタ4e、4f及び4gの先端部分にはゴブの通過を
検出するためのゴブイン検出手段(図示せず)が設けら
れており、ゴブがこのデフレクタ4e、4f及び4gを通過す
ることによって検出信号(ゴブイン信号)Giをプランジ
ャー制御系10に出力する。
次に、パリソン成形手段の構成について説明する。各
成形セクションにおけるパリソン成形手段の構成は同じ
なので、右側の成形セクションの構成について説明し、
他のセクションの説明は省略する。
各セクションのパリソン成形手段は、ガイドリング3
e、ネックリング3f、粗型3i、バッフル板3j及びプラン
ジャー3gから構成される。これらの各部材はそれぞれ密
着結合され、一体として所定形状の空間を構成するよう
になっている。従って、ガイドリング3e、ネックリング
3f、粗型3i及びバッフル板3jからなる空間にゴブ3hを供
給し、プランジャー3gにてプレスすることによってゴブ
3hを所定形状のパリソンに成形する。
ガイドリング3eはプランジャー3gの直径と同じ直径の
貫通孔を有し、プランジャー3gの直線移動に伴ってゴブ
3hがパリソン成形手段側からプランジャー駆動手段3aに
流出しないようにシールするものである。
ネックリング3fはガイドリング3eの周囲を覆い、プラ
ンジャー3gとの間にできる空間部分をガラス壜の首とし
て成形するための金型であり、対称形の2つの半金型で
構成されている。ネックリング3fは成形されたパリソン
を仕上型成形手段に転送する機能も有する。
プランジャー3gはシリンダロッド3cに結合されてい
る。シリンダロッド3cはプランジャー駆動手段3aによっ
て直線方向(上下方向)に移動する。シリンダロッド3c
の移動範囲全体にわたる絶対位置はプランジャー位置検
出手段3bにて検出される。従って、シリンダロッド3cの
移動に伴ってプランジャー3gが移動した量、すなわちプ
ランジャー3gの現在位置はプランジャー位置検出手段3b
で検出され、プランジャー制御系10に供給される。プラ
ンジャー駆動手段3aはプランジャー制御系からの制御信
号によって制御される。なお、プランジャー制御系10、
プランジャー駆動手段3a及びプランジャー位置検出手段
3bの詳細構成については後述する。
ゴブ3hは各セクションの上方に設けられたゴブ分配手
段から供給されたものであり、ガラス壜成形に必要なだ
けの所定重量を有する。
粗型3iはネックリング3fの周囲に密着結合された金型
であり、ネックリング3fとで滑らかな形状のパリソンを
成形する。粗型3iはネックリング3fと同様に分離可能な
対称形の2つの半金型で構成されている。
バッフル板3jはゴブ3hを粗型3i内に閉じ込めるために
粗型3iの上部に密着結合される。
パリソン成形手段の動作について説明する。
まず、ガイドリング1e、ネックリング1f及び粗型1iは
それぞれ密着結合され、図示のような所定形状の空間を
形成している。プランジャー1gは上昇し、その空間の中
間位置(ローディングポジション)に停止し、ゴブ分配
手段からのゴブ1hを保持する(左側の成形セクションの
状態である)。ゴブ2hを保持した後、バッフル板2jが粗
型2iの上部に密着結合する。プランジャー2cは徐々に上
昇する。ゴブ2hは粗型2i内の空間を流動する(中央の成
形セクションの状態である)。ゴブ3hが空間内に行き渡
り、充填状態となった時点でプランジャー3gの上昇は停
止する(右側の成形セクションの状態である)。そし
て、プランジャー3gが下降することによって、粗型3i内
には所定形状のパリソンが成形される。粗型3iは2つに
分離し、ネックリング3fはプレスにて成形されたパリソ
ンの首を保持しながらブロー成形用の仕上型(図示せ
ず)に移動させる。ネックリング3fはブロー成形手段に
パリソンを転送後に2つに分離し、パリソン成形手段側
の元の位置に戻る。以上の動作を各セクションのパリソ
ン成形手段は実行する。
第2図は第1図のゴブ成形手段の詳細構成を示す図で
ある。第2図において第1図と同じ構成のものには同一
の符号が付してあるので、その説明は省略する。
第1図のシィヤー駆動手段6は油圧シリンダ50と、直
線位置検出装置51とから構成される。
油圧シリンダ50はシリンダロッドの直線位置を油圧に
よって制御するものであり、シリンダロッド、シリンダ
及びその両側に設けられた油浸室とからなる。この油浸
室内の油圧をサーボバルブによって可変制御することに
よって、シリンダロッドを直線移動させる。
シリンダロッドはシィヤー3に機械的に結合されてい
る。従って、シリンダロッドを油圧にて駆動することに
よってシィヤー3の直線運動を制御することができる。
直線位置検出装置51はシリンダロッドの直線位置をア
ブソリュートに検出するものであり、油圧シリンダ50に
内蔵されている。直線位置検出装置51で検出されたシリ
ンダロッドすなわちシィヤー3の位置データはゴブ重量
制御系9の位置速度制御手段69に入力され、デジタルの
位置データに変換される。なお、この直線位置検出装置
の詳細については実開昭57−135917号公報、実開昭58−
136718号公報又は実開昭59−175105号公報等において開
示されている。
油圧シリンダ50はバルブ制御手段65からの制御信号に
よって駆動制御される。バルブ制御手段65の詳細構成に
ついては後述する。
第1図のクレーチューブ駆動手段7は以下のような構
成である。
チューブホルダ52は、クレーチューブ4を回転自在に
保持し、回転シャフト53の回転に伴って上下に移動す
る。
チューブホルダ52の他端にはクレーチューブ4を回転
駆動するチューブ駆動用のサーボモータ55が設けられて
いる。このサーボモータ55とクレーチューブ4は回転ベ
ルト54を介して結合されている。従って、クレーチュー
ブ4はサーボモータ55の回転に同期して回転する。
サーボモータ55は例えば同期型のACサーボモータであ
る。サーボモータ55には、その現在位置をアボソリュー
トに検出するための回転位置検出装置56が結合されてい
る。この回転位置検出装置56としては、例えば特開昭57
−70406号公報又は特開昭58−106691号公報に示された
ような誘導型の位相シフト型の回転位置センサを使用す
る。回転位置検出装置56の出力は位置速度制御手段69に
入力され、デジタルの位置データに変換される。
回転シャフト53は、クレーチューブ4のスパウト1の
底面からの高さを調節するものであり、1回転当たり1m
mの割合でチューブホルダ52を上下方向に移動させる。
ギアボックス57はハンドル58とサーボモータ59の回転
力を回転シャフト53の回転力に変換するものである。
サーボモータ59はサーボモータ55と同様に同期型のAC
サーボモータで構成され、減速機60及びクラッチ61を介
してギアボックス57に結合されている。減速機60はサー
ボモータ59の回転速度を減速するものであり、クラッチ
61はギアボックス57に対する駆動力伝達のオンオフを制
御するものである。従って、クラッチ61が接続されてい
るときはサーボモータ59の駆動力が回転シャフト53に伝
達され、接続されていないときはハンドル58からの駆動
力が伝達されるようになっている。
回転位置検出装置62は回転シャフト53に結合され、回
転シャフト53の回転位置を検出する。この回転位置検出
装置62は回転位置検出装置56と同じ構成のものを使用す
る。回転位置検出装置62の出力は回転位置検出装置56と
同様に位置速度制御手段69に入力され、デジタルの位置
データに変換される。
尚、サーボモータ55は電流制御手段67からの制御信号
によって駆動制御され、サーボモータ59は電流制御手段
66からの制御信号によって駆動制御される。電流制御手
段66及び67の詳細構成については後述する。
第1図のクレープランジャー駆動手段8は油圧シリン
ダ63と、そのシリンダロッドの直線位置をアブソリュー
トに検出する直線位置検出装置64とから構成される。
油圧シリンダ63はシリンダロッドの直線位置を油圧に
よって制御するものであり、そのシリンダロッドはクレ
ープランジャー5に機械的に結合されている。従って、
シリンダロッドを油圧にて駆動することによってクレー
プランジャー5の直線往復運動の速度等を制御すること
ができる。直線位置検出装置64は直線位置検出装置51と
同じ構成であり、油圧シリンダ63に内蔵されている。直
線位置検出装置64で検出されたシリンダロッドすなわち
クレープランジャー5の位置データはゴブ重量制御系9
の位置速度制御手段69に入力され、デジタルの位置デー
タに変換される。油圧シリンダ63はバルブ制御手段68か
らの制御信号によって駆動制御される。バルブ制御手段
68の詳細構成については後述する。
第1図のゴブ重量制御系9はバルブ制御手段65及び6
8、電流制御手段66及び67、位置速度制御手段69及びゴ
ブ重量制御手段70から構成される。
ゴブ重量制御手段70はスパウト1内のセンサから溶融
ガラスの温度信号Tg及び液面高さ信号Hgを入力すると共
に、プランジャー制御系10からプランジャー1g、2g及び
3gの現在位置を示す現在位置信号PPを入力し、これらの
信号に基づいてゴブ重量を一定に制御するための制御信
号、すなわち、シィヤー3、クレーチューブ4及びクレ
ープランジャー5のそれぞれの位置指令信号を位置速度
制御手段69にそれぞれ出力する。なお、本実施例ではス
パウト1内の溶融ガラスの温度信号Tgをセンサで検出し
ているが、プランジャーの現在位置信号に基づいて粗型
内にセットされたゴブの温度を演算するようにしてもよ
い。この演算方法の詳細については後述する。
位置速度制御手段69は直線位置検出装置51及び64、回
転位置検出装置56及び62からの位置データ及びゴブ重量
制御手段70からの位置指令信号を入力し、位置指令信号
と各検出装置からの位置データとの偏差を求め、その偏
差に応じた電流指令信号(トルク信号)をバルブ制御手
段65及び68、電流制御手段66及び67のそれぞれに出力す
る。
バルブ制御手段65及び68、電流制御手段66及び67は、
双方向の通信回線を介して位置速度制御手段69を基準に
マルチポイント接続されており、位置速度制御手段69か
らの電流指令信号(トルク信号)を入力し、それに基づ
いて油圧シリンダ50及び63、サーボモータ55及び59を駆
動する。
次に、第3図を用いてバルブ制御手段65,68、電流制
御手段66,67及び位置速度制御手段69の詳細構成につい
て説明する。なお、バルブ制御手段65,68と、電流制御
手段66,67はそれぞれ同じ構成なので、バルブ制御手段6
5と電流制御手段66の構成について説明し、バルブ制御
手段68と電流制御手段67の説明は省略する。
ゴブ重量制御手段70は油圧シリンダ及びサーボモータ
の目標位置を示す位置指令信号F0を位置速度制御手段69
の位置制御部71に出力する。また、ゴブ重量制御手段70
はシリアル通信インターフェイス73に接続されており、
バルブ制御手段65,68及び電流制御手段66、67との間で
各種データDNのやりとりを行う。さらに、ゴブ重量制御
手段70は位置センサ変換手段74に接続され、油圧シリン
ダ50,63及びサーボモータ55,59のそれぞれの現在位置を
示す位置データP5を入力する。これは、ハンドル58を操
作し、回転シャフト53を手動で回転移動させた場合にお
いても、回転シャフト53の回転位置データをゴブ重量制
御手段70が把握できるようにするためである。
位置速度制御手段69は位置制御部71と、速度制御部72
と、シリアル通信インターフェイス73と、位置センサ変
換手段74と、速度演算部75とから構成される。
位置制御部71はゴブ重量制御手段70及び位置センサ変
換手段74に接続されており、油圧シリンダ50,63及びサ
ーボモータ55,59の目標位置を示す位置指令信号F0と、
油圧シリンダ50,63及びサーボモータ55,59のそれぞれの
現在位置を示す位置データP5を入力する。
位置制御部71は速度制御部72に接続されており、位置
指令信号F0と位置データP5との間の位置偏差を求め、そ
の位置偏差に応じた速度指令信号F1を速度制御部72に出
力する。なお、位置センサ変換手段74は直線位置検出装
置56,62からの信号P3及びP2に基づいてサーボモータ55,
59の界磁の切換位置を制御するための位相信号P6を生成
し、シリアル通信インターフェイス73に出力している。
速度制御部72は位置制御部71及び速度演算部75に接続
されており、位置制御部71からの速度指令信号F1と油圧
シリンダ50,63及びサーボモータ55,59の現在速度を示す
速度信号F2とを入力する。速度信号F2は位置センサ変換
手段74の位置データP5を速度演算部75によって変換した
ものである。速度演算部75は位置センサ変換手段74の位
置データP5を入力し、所定の単位時間当たりの位置デー
タP5の変化量に基づいたデジタル演算により油圧シリン
ダのシリンダロッドの移動速度及びサーボモータの回転
速度を演算する。
速度制御部72はシリアル通信インターフェイス73に接
続されており、速度指令信号F1と速度信号F2との速度偏
差を求め、この速度偏差に応じた油圧シリンダ50,63及
びサーボモータ55,59の電流指令信号(トルク信号)T1
をシリアル通信インターフェイス73に出力する。
シリアル通信インターフェイス73はゴブ重量制御手段
70、速度制御部72及び位置センサ変換手段73に接続され
ており、ゴブ重量制御手段70からの各種データDN、速度
制御部72からの電流指令信号(トルク信号)T1を通信回
線を介してバルブ制御手段65、68及び電流制御手段66,6
7のシリアル通信インターフェイス65a、66a、67a及び68
aに伝送する。また、シリアル通信インターフェイス73
は位置センサ変換手段74からの位相信号P6を通信回線を
介して電流制御手段66、67のシリアル通信インターフェ
イス66a及び67aに伝送する。シリアル通信インターフェ
イス73はシリアル通信インターフェイス65a、66a、67a
及び68aとの間は双方向の通信回線でマルチポイント接
続されており、ゴブ重量制御手段70からの各種データDN
及びバルブ制御手段65、68及び電流制御手段66、67内で
それぞれ生成されたデータD1、D2、D3及びD4はゴブ重量
制御手段70とバルブ制御手段65、68及び電流制御手段6
6、67との間で相互にやりとりされる。
バルブ制御手段65はシリアル通信インターフェイス65
a、サーボアンプ65b、サーボバルブ65cから構成され
る。
シリアル通信インターフェイス65aは、位置速度制御
手段69のシリアル通信インターフェイス73及びサーボア
ンプ65bに接続されており、シリアル通信インターフェ
イス73からの電流指令信号T1をシリアル通信インターフ
ェイス68a,67a及び66aを介して受信し、それを電流指令
信号T2としてサーボアンプ65bに出力すると共に、サー
ボアンプ65b内の制御状態を示すステイタス信号等の各
種データD1をシリアル通信インターフェイス66a,67a及
び68aを介してシリアル通信インターフェイス73に送信
する。
サーボアンプ65bはシリアル通信インターフェイス65a
及びサーボバルブ65cに接続されており、電流指令信号T
2を入力し、それに基づいてパワートランジスタを駆動
し、サーボバルブ65cに駆動電流を供給する。
また、シリアル通信インターフェイス65aとサーボア
ンプ65bとの間はデータ線で接続されており、両者間で
各種データD1のやりとりが行えるようになっている。
サーボアンプ65bは、油圧シリンダ50のオーバーロー
ド、電源電圧低下、過電流、過電圧及びオーバーヒート
等の制御状態を検出する機能を有しており、また、これ
らの制御状態を示すサーボステイタス信号と、サーボア
ンプ65bの定格を示すIDコードと、制御対象となる油圧
シリンダの定格を示すシリンダ定格コード等の各種デー
タを格納するメモリを有する。サーボアンプ65b内のメ
モリに格納されているデータは、必要に応じて上記デー
タDN(D1)として、データ線及びシリアル通信インター
フェイス65a,66a,67a,68a及び73を介してゴブ重量制御
手段70に送信される。
なお、シリンダ定格コードは上記メモリ内のテーブル
として記憶されている。従って、通信回線を介して接続
される油圧シリンダの定格に応じたテーブル番号を選択
することによって、油圧シリンダ65bは定格の異なるシ
リンダを制御できるようになる。これによって、油圧シ
リンダを交換した場合でもテーブル番号を変更できるだ
けで油圧シリンダをその定格に応じた制御系に変更する
ことができる。
サーボバルブ65cはサーボアンプ65bから供給される電
流に応じて、油圧シリンダ50に油圧を供給するためのバ
ルブの開閉量を制御する。
電流制御手段66はシリアル通信インターフェイス66a
と電流制御部66bとから構成される。
シリアル通信インターフェイス66aは位置速度制御手
段69のシリアル通信インターフェイス73及び電流制御部
66bに接続されており、シリアル通信インターフェイス7
3からの電流指令信号(トルク信号)T1及び位相信号P6
をシリアル通信インターフェイス68a及び67aを介して受
信し、電流指令信号(トルク信号)T3及び位相信号P7と
して電流制御部66bに出力すると共に、電流制御部66b内
の制御状態を示すステイタス信号等の各種データD2をシ
リアル通信インターフェイス73に送信する。
電流制御部66bはシリアル通信インターフェイス66a及
びサーボモータ59に接続されており、電流指令信号(ト
ルク信号)T3及び位相信号P7を入力し、それに基づいて
3相のPWM信号を生成してパワートランジスタを駆動
し、サーボモータ59の各相(U相、V相、W相)に駆動
電流を供給する。このとき、電流検出アイソレータCTに
よってU相及びV相の電流値の電流フィードバック信号
T4が電流制御部66bにフィードバックされる。電流制御
部66bは、各相の電流指令信号(トルク信号)T3と各相
の電流フィードバック信号T4との偏差を増幅した駆動電
流をサーボモータ59に供給する。
また、シリアル通信インターフェイス66aと電流制御
部66bとの間はデータ線で接続されており、両者間で各
種データD2のやりとりが行えるようになっている。
電流制御部66bは、サーボモータ59のオーバーロー
ド、電源電圧低下、過電流、過電圧及びオーバーヒート
等の制御状態検出する機能を有しており、また、これら
の制御状態を示すサーボステイタス信号と、電流アンプ
の定格を示すIDコードと、制御対象となるサーボモータ
の定格を示すモータ定格コード等の各種データを格納す
るメモリを有する。
電流制御部66b内のメモリに格納されているデータ
は、必要に応じて上記データDN(D2)として、データ線
及びシリアル通信インターフェイス66a、67a、68a及び7
3を介してゴブ重量制御手段70に送信される。
なお、モータ定格コードは上記メモリ内にテーブルと
して記憶されている。従って、各電流制御部66b及び67b
は送信されてきたデータが自局に対するデータであるか
どうかを判別し、自局に対するデータの場合にはそれを
読み取り、そのデータに応じた制御を行う。例えば、サ
ーボモータの駆動に関するデータの場合は、そのデータ
に基づいて駆動電流をサーボモータに供給する。また、
サーボモータの定格を示すテーブル番号が送信されてき
た場合は、そのテーブル番号に応じて電流制御部66b及
び67bの駆動電流がそのサーボモータの定格に応じたも
のに変更される。
このように本実施例によれば、通信回線を介して接続
される油圧シリンダ50、63及びサーボモータ55,59の定
格に応じたテーブル番号を選択するだけで、サーボアン
プ65b,68b及び電流制御部66b、67bを定格の異なる油圧
シリンダ及びサーボモータを制御できるサーボアンプ及
び電流制御部に変換することができるようになる。これ
によって、油圧シリンダ及びサーボモータを交換した場
合でもテーブル番号を変更するだけでサーボアンプ及び
電流制御部をその油圧シリンダ及びサーボモータに応じ
た制御手段に変更することができる。
また、本実施例によれば、シリアル通信インターフェ
イス73からバルブ制御手段65,68のシリアル通信インタ
ーフェイス65a,68a及び電流制御手段66,67のシリアル通
信インターフェイス66a,67aに対して、電流指令信号
(トルク信号)T1、位相データP6及び各種データDNを同
時に送信することができ、油圧シリンダ50、63及びサー
ボモータ55,59を同時に制御することが可能となる。
なお、油圧シリンダ50、63及びサーボモータ55,59間
の同期位置決め制御を行うためには、位置速度制御手段
69と各バルブ制御手段65,68及び電流制御手段66,67との
間の応答速度を数十μsec程度にしなければならない。
そこで、シリアル通信インターフェイス73,65a,66a,67
a,68a間には、本願出願人が先に提案した特願平2−496
40号に記載の通信方式を適用する。
次に、本実施例のゴブ重量制御システムの動作を説明
する。
まず、第2図のようなゴブ重量制御システムを構成し
たら、油圧シリンダ50、63及びサーボモータ55,59の定
格を示すテーブル番号のデータDN(D1,D2,D3,D4)をゴ
ブ重量制御手段70からシリアル通信インターフェイス73
を介して、バルブ制御手段65、68のシリアル通信インタ
ーフェイス65a,68a及び電流制御手段66、67のシリアル
通信インターフェイス66a,67aに送信する。送信されて
きたテーブル番号データはシリアル通信インターフェイ
ス65a,66a,67a及び68aによってサーボアンプ65b,68b及
び電流制御部66b,67bに送信される。これによって、サ
ーボアンプ65b,68b及び電流制御部66b,67bでは油圧シリ
ンダ50、63及びサーボモータ55,59の定格を特定し、油
圧シリンダ50、63及びサーボモータ55,59の定格に応じ
たサーボアンプ及び電流制御部として機能する。
ゴブ重量制御手段70は油圧シリンダ50、63及びサーボ
モータ55,59の目標位置を示す位置指令信号F0を位置制
御部71に出力する。位置制御部71は位置指令信号F0及び
位置データP5に基づいた速度指令信号F1を速度制御部72
に出力する。速度制御部72は速度指令信号F1及び速度信
号F2に応じた電流指令信号(トルク信号)T1をシリアル
通信インターフェイス73に出力する。
シリアル通信インターフェイス73とシリアル通信イン
ターフェイス65a,66a,67a,68aとの間で送信が行われ、
シリアル通信インターフェイス65a,66a,67a,68aからサ
ーボアンプ65b,68b及び電流制御部66b,67bに対して電流
指令信号(トルク信号)T2,T7,T3,T5及び位相信号P7,P8
が出力される。サーボアンプ65b,68bは電流指令信号T2,
T7に基づいてサーボバルブ65c,68cの駆動電流を制御す
る。電流制御部66b,67bは電流指令信号(トルク信号)T
3,T5、電流フィードバック信号T4,T6及び位相信号P7,P8
に基づいてサーボモータ55,59の駆動電流を制御する。
油圧シリンダ50、63及びサーボモータ55,59に結合され
た直線位置検出装置51,64及び回転位置検出装置62,56の
出力P1,P4,P2,P3は位置速度制御手段69の位置センサ変
換手段74にフィードバックされる。従って、位置データ
P5は位置制御部71にフィードバックされ、位置ループを
構成する。また、速度信号F2は速度制御部72にフィード
バックされ、速度ループを構成する。
ゴブ重量制御手段70は以上の動作を繰り返して油圧シ
リンダ50、63の移動及びサーボモータ55,59の回転を制
御する。
この制御の途中で、オーバーロード、電源電圧低下、
過電流、過電圧及びオーバーヒート等の異常が発生した
場合、これらの制御状態を示すステイタス信号のデータ
がサーボアンプ65b,68b及び電流制御部66b,67bからシリ
アル通信インターフェイス65a,66a,67a,68a,73を介して
ゴブ重量制御手段70に送信される。ゴブ重量制御手段70
はこのステイタス信号のデータを受け、ステイタス信号
の種類に応じた処理を行う。
油圧シリンダ50、63及びサーボモータ55,59を定格の
異なる油圧シリンダ又はサーボモータに変更する場合
は、変更後の油圧シリンダ及びサーボモータの定格を示
すテーブル番号をサーボアンプ及び電流制御部に送信し
てやるだけで、サーボアンプ及び電流制御部は変更後の
油圧シリンダ及びサーボモータに応じた電流制御を行う
ことができる。
第4図は第1図のパリソン成形手段とプランジャー制
御系10の詳細構成を示す図である。第4図において第1
図と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、
その説明は省略する。なお、各セクションのパリソン成
形手段の構成は同じなので、本図では右側のものについ
て説明する。
プランジャー3gの直線移動及びプランジャーと粗型と
の間のセンター位置合わせを行うプランジャー駆動手段
は以下のような構成である。
油圧シリンダ76はシリンダロッド3c、シリンダ及びそ
の両側に設けられた油浸室からなり、この油浸室内の油
圧をサーボバルブで可変制御することによって、シリン
ダロッド3cを直線移動させる。シリンダロッド3cはプラ
ンジャー3gに機械的に結合されている。従って、シリン
ダロッド3cを油圧にて駆動することによってプランジャ
ー3gの直線運動を制御することができる。
直線位置検出装置77はシリンダロッド3cの直線位置を
アブソリュートに検出するものであり、油圧シリンダ76
に内蔵されており、第2図の直線位置検出装置51及び64
と同じ構成である。直線位置検出装置77で検出されたシ
リンダロッド3cすなわちプランジャー3gの位置データは
プランジャー制御系10に入力され、デジタルの位置デー
タに変換される。油圧シリンダ76はバルブ制御手段78か
らの制御信号によって駆動制御される。バルブ制御手段
78の詳細構成については後述する。
油圧シリンダ76を収納しているハウジング3dはテーブ
ル79上をX方向に移動可能なようにに設置されている。
サーボモータ80はボールネジを介してハウジング3dに結
合されている。従って、プランジャー3gはサーボモータ
80の回転に伴ってハウジング3dと共にX方向に移動す
る。同様に、テーブル79はY方向に移動可能なように配
置されており、サーボモータ81はボールネジを介してテ
ーブル79に結合されているので、サーボモータ81の回転
によってテーブル79はY方向に移動する。従って、サー
ボモータ80及び81を駆動制御することによって油圧シリ
ンダ76及びプランジャー3gをプランジャー3gの直線移動
方向と垂直なX−Y平面上で任意に移動させるができ、
プランジャーと粗型とのセンター位置合わせを容易に行
える。
サーボモータ80及び81は例えば同期型のACサーボモー
タで構成する。サーボモータ80及び81には、その現在位
置をアブソリュートに検出するための回転位置検出装置
82及び83が結合されている。この回転位置検出装置に
は、第2図の回転位置検出装置56及び62と同じ構成の位
相シフト型の回転位置センサを使用する。回転位置検出
装置82及び83の出力は位置速度制御手段86に入力され、
デジタルの位置データに変換される。
サーボモータ80は電流制御手段84からの制御信号によ
って駆動制御され、サーボモータ81は電流制御手段85か
らの制御信号によって駆動制御される。電流制御手段84
及び85の詳細構成については後述する。
第1図のプランジャー制御系10はバルブ制御手段78、
電流制御手段84及び85、位置速度制御手段86及びプラン
ジャー制御手段87から構成される。
プランジャー制御手段87はスパウト1内のセンサから
溶融ガラスの温度信号Tg及びゴブ通過検出手段88からの
ゴブイン信号Giを入力すると共に、プランジャー1g、2g
及び3gの現在位置を示す現在位置信号を入力し、これら
の信号に基づいてプランジャー1g、2g及び3gの動作タイ
ミング、及びプランジャー1g,2g,3gと粗型1i,2i,3iとの
センター位置合わせ等を制御する。
すなわち、プランジャー制御手段87はサーボモータ8
0,81及びプランジャー3gのそれぞれの位置指令信号を位
置速度制御手段86に出力する。なお、本実施例ではスパ
ウト1内の溶融ガラスの温度信号Tgをセンサで検出して
いるが、プランジャーの現在位置信号に基づいて粗型内
にセットされたゴブの温度を演算するようにしてもよ
い。なお、プランジャー制御手段87の具体的な制御動作
について後述する。
位置速度制御手段86は直線位置検出装置77及び回転位
置検出装置82,83からの位置データ及びプランジャー制
御手段87からの位置指令信号を入力し、位置指令信号と
各検出装置からの位置データとの位置偏差を求め、その
偏差ごとに応じた電流指令信号(トルク信号)をバルブ
制御手段78及び電流制御手段84,85のそれぞれに出力す
る。
バルブ制御手段78及び電流制御手段84,85は、双方向
の通信回線を介して位置速度制御手段86を基準にマルチ
ポイント接続されており、位置速度制御手段86からの電
流指令信号(トルク信号)を入力し、それに基づいて油
圧シリンダ76及びサーボモータ80,81を駆動する。
第5図を用いてバルブ制御手段78、電流制御手段84,8
5及び位置速度制御手段86の詳細構成について説明す
る。
プランジャー制御手段87は油圧シリンダ及びサーボモ
ータの目標位置を示す位置指令信号F3を位置速度制御手
段86の位置制御部89に出力する。また、プランジャー制
御手段87はシリアル通信インターフェイス91に接続され
ており、プランジャー制御手段87からの各種データDnを
シリアル通信インターフェイス91,84a,85a,78aを介して
バルブ制御手段78及び電流制御手段84,85に出力する。
位置速度制御手段86は位置制御部89と、速度制御部90
と、シリアル通信インターフェイス91と、位置センサ変
換手段92と、速度演算部93とから構成される。
位置制御部89はプランジャー制御手段87及び位置セン
サ変換手段92に接続されており、油圧シリンダ76及びサ
ーボモータ80,81の目標位置を示す位置指令信号F3と、
油圧シリンダ76及びサーボモータ80,81のそれぞれの現
在位置を示す位置データP9を入力する。
位置制御部89は速度制御部90に接続されており、位置
指令信号F3と位置データP9との間の偏差を求め、その位
置偏差に応じた速度指令信号F4を速度制御部90に出力す
る。なお、位置センサ変換手段92は直線位置検出装置76
からの信号PQに基づいてサーボモータ80,81の界磁の切
換位置を制御するための位相信号PRを生成し、シリアル
通信インターフェイス91に出力している。
速度制御部90は位置制御部89及び速度演算部93及びシ
リアル通信インターフェイス91に接続されおり、位置制
御部89からの速度指令信号F4と油圧シリンダ76及びサー
ボモータ80,81の現在速度を示す速度信号F5とを入力す
る。速度信号F5は位置センサ変換手段92の位置データP9
を速度演算部93によって変換したものである。速度演算
部93は位置センサ変換手段92の位置データP9を入力し、
所定の単位時間当たりの位置データP9の変化量に基づい
たデジタル演算により油圧シリンダのシリンダロッドの
移動速度及びサーボモータの回転速度を算出する。
速度制御部90はシリアル通信インターフェイス91に接
続されており、速度指令信号F4と速度信号F5との速度偏
差を求め、この速度偏差に応じた油圧シリンダ76及びサ
ーボモータ80,81の電流指令信号(トルク信号)T0をシ
リアル通信インターフェイス91に出力する。
シリアル通信インターフェイス91はプランジャー制御
手段87、速度制御部90及び位置センサ変換手段92に接続
されており、プランジャー制御手段87からの各種データ
Dn、速度制御部90からの電流指令信号(トルク信号)T0
を通信回線を介してバルブ制御手段78及び電流制御手段
84,85のシリアル通信インターフェイス78a、84a及び85a
に伝送する。また、シリアル通信インターフェイス91は
位置センサ変換手段92からの位相信号PRを通信回線を介
して電流制御手段84、85のシリアル通信インターフェイ
ス84a及び85aに伝送する。シリアル通信インターフェイ
ス91とシリアル通信インターフェイス78a、84a及び85a
との間は双方向の通信回線でマルチポイント接続されて
おり、プランジャー制御手段87からの各種データDn及び
バルブ制御手段78及び電流制御手段84,85内でそれぞれ
生成されたデータD5、DX及びDYはプランジャー制御手段
87とバルブ制御手段78及び電流制御手段84,85との間で
相互にやりとりされる。
バルブ制御手段78は第3図のバルブ制御手段65,68と
同じ構成であり、シリアル通信インターフェイス78a、
サーボアンプ78b、サーボバルブ78cから構成される。
シリアル通信インターフェイス78aは、位置速度制御
手段86のシリアル通信インターフェイス91及びサーボア
ンプ78bに接続されており、シリアル通信インターフェ
イス91からの電流指令信号T0をシリアル通信インターフ
ェイス84a,85aを介して受信し、それを電流指令信号TP
としてサーボアンプ78bに出力すると共に、サーボアン
プ78b内の制御状態を示すステイタス信号等の各種デー
タD5をシリアル通信インターフェイス91に送信する。
サーボアンプ78bはシリアル通信インターフェイス78a
及びサーボバルブ78cに接続されており、電流指令信号T
Pを入力し、それに基づいてパワートランジスタを駆動
し、サーボバルブ78cに駆動電流を供給する。
また、シリアル通信インターフェイス78aとサーボア
ンプ78bとの間はデータ線で接続されており、両者間で
各種データD5のやりとりが行えるようになっている。
サーボアンプ78bは、油圧シリンダ76のオーバーロー
ド、電源電圧低下、過電流、過電圧及びオーバーヒート
等の制御状態を検出する機能を有しており、また、これ
らの制御状態を示すサーボステイタスデータ、サーボア
ンプ78bの定格を示すIDコード、制御対象となる油圧シ
リンダの定格を示すシリンダ定格コード及び油圧シリン
ダのセクション番号等の各種データを格納するメモリを
有する。
サーボアンプ78b内のメモリに格納されているデータ
は、必要に応じて上記データDn(D5)として、データ線
及びシリアル通信インターフェイス78a,85a,84a及び91
を介してプランジャー制御手段87に送信される。なお、
シリンダ定格コードは上記メモリ内にテーブルとして記
憶されている。
従って、通信回線を介して接続される油圧シリンダの
定格に応じたテーブル番号を選択することによって、油
圧シリンダ78bは定格の異なる油圧シリンダを制御でき
るようになり、また、プランジャー制御手段87はどのセ
クションのプランジャーを制御しているのかを常に把握
することができる。これによって、油圧シリンダを交換
した場合でもテーブル番号を変更するだけで油圧シリン
ダをその定格に応じた制御系に変更することができる
し、不良の生じたセクションのプランジャー制御を中止
することもできる。
サーボバルブ78cはサーボアンプ78bから供給される電
流に応じて、油圧シリンダ76に油圧を供給するためのバ
ルブの開閉量を制御し、プランジャーの移動速度及び位
置決め位置等を制御する。
電流制御手段84は第3図の電流制御手段66と同じ構成
であり、シリアル通信インターフェイス84aと電流制御
部84bとから構成される。電流制御手段85は電流制御手
段84と同じ構成なので、説明は省略する。
シリアル通信インターフェイス84aは位置速度制御手
段86のシリアル通信インターフェイス91及び電流制御部
84bに接続されており、シリアル通信インターフェイス9
1からの電流指令信号(トルク信号)T0及び位相信号PR
を受信し、電流指令信号(トルク信号)TX及び位相信号
PSとして電流制御部84bに出力するとともに、電流制御
部84b内の制御状態を示すステイタス信号等の各種デー
タDXをシリアル通信インターフェイス91に送信する。
電流制御部84bはシリアル通信インターフェイス84a及
びサーボモータ80に接続されており、電流指令信号(ト
ルク信号)TX及び位相信号PSを入力し、それに基づいて
3相のPWM信号を生成してパワートランジスタを駆動
し、サーボモータ80の各相(U相、V相、W相)に駆動
電流を供給する。このとき、電流検出アイソレータCTに
よってU相及びV相の電流値の電流フィードバック信号
T8が電流制御部84bにフィードバックされる。電流制御
部84bは、各相の電流指令信号(トルク信号)TXと各相
の電流フィードバック信号T8との偏差を増幅した駆動電
流をサーボモータ80に供給する。
また、シリアル通信インターフェイス84aと電流制御
部84bとの間はデータ線で接続されており、両者間で各
種データDXのやりとりが行えるようになっている。
電流制御部84bは、サーボモータ80のオーバーロー
ド、電源電圧低下、過電流、過電圧及びオーバーヒート
等の制御状態を検出する機能を有しており、また、これ
らの制御状態を示すサーボステイタス信号と、電流アン
プの定格を示すIDコードと、制御対象となるサーボモー
タの定格を示すモータ定格コード等の各種データを格納
するメモリを有する。
電流制御部84b内のメモリに格納されているデータ
は、必要に応じて上記データDn(DX)として、データ線
及びシリアル通信インターフェイス84a及び91を介して
プランジャー制御手段87に送信される。
なお、モータ定格コードは上記メモリ内にテーブルと
して記憶されている。従って、各電流制御部84b及び85b
は送信されてきたデータが自局に対するデータであるか
どうかを判別し、自局に対するデータの場合にはそれを
読み取り、そのデータに応じた制御を行う。例えば、サ
ーボモータの駆動に関するデータの場合は、そのデータ
に基づいて駆動電流をサーボモータに供給する。また、
サーボモータの定格を示すテーブル番号が送信されてき
た場合は、そのテーブル番号に応じて電流制御部84b及
び85bの駆動電流がそのサーボモータの定格に応じたも
のに変更される。
このように本実施例によれば、通信回線を介して接続
される油圧シリンダ76及びサーボモータ80,81の定格に
応じたテーブル番号を選択するだけで、サーボアンプ78
b及び電流制御部84b、85bを定格の異なる油圧シリンダ
及びサーボモータを制御できるサーボアンプ及び電流制
御部に変換することができるようになる。これによっ
て、油圧シリンダ及びサーボモータを交換した場合でも
テーブル番号を変更するだけでサーボアンプ及び電流制
御部をその油圧シリンダ及びサーボモータに応じた制御
手段に変更することができる。
また、本実施例によれば、シリアル通信インターフェ
イス91からバルブ制御手段78のシリアル通信インターフ
ェイス78a及び電流制御手段84,85のシリアル通信インタ
ーフェイス84a,85aに対して、電流指令信号(トルク信
号)T0、位相データPR及び各種データDnを同時に送信す
ることができ、油圧シリンダ76及びサーボモータ80,81
を同時に制御することが可能となる。すなわち、サーボ
モータ80及び81の各軸がX軸及びY軸に対応付けられて
いるので、2軸の直線補間や円弧補間等を行うことが可
能となり、プランジャーと粗型とのセンター位置合わせ
を容易に行うことができる。
次に、本実施例のプランジャー制御システムの動作を
説明する。
まず、第4図のようなプランジャー制御システムを構
成したら、油圧シリンダ76及びサーボモータ80,81の定
格を示すテーブル番号のデータDn(DX,DY,D5)をプラン
ジャー制御手段87からシリアル通信インターフェイス91
を介して、バルブ制御手段78のシリアル通信インターフ
ェイス78a及び電流制御手段84、85のシリアル通信イン
ターフェイス84a,85aに送信する。送信されてきたテー
ブル番号データはシリアル通信インターフェイス78a,84
a及び85aによってサーボアンプ78b及び電流制御部84b,8
5bに送信される。これによって、サーボアンプ78b及び
電流制御部84b,85bでは油圧シリンダ76及びサーボモー
タ80,81の定格を特定し、油圧シリンダ76及びサーボモ
ータ80,81の定格に応じたサーボアンプ及び電流制御部
として機能する。
プランジャー制御手段87は油圧シリンダ76及びサーボ
モータ80,81の目標位置を示す位置指令信号F3を位置制
御部89に出力する。位置制御部89は位置指令信号F3及び
位置データP9に基づいた速度指令信号F4を速度制御部90
に出力する。速度制御部90は速度指令信号F4及び速度信
号F5に応じた電流指令信号(トルク信号)T0をシリアル
通信インターフェイス91に出力する。
シリアル通信インターフェイス91とシリアル通信イン
ターフェイス78a,84a,85aとの間で送信が行われ、シリ
アル通信インターフェイス78a,84a,85aからサーボアン
プ78b及び電流制御部84b,85bに対して電流指令信号(ト
ルク信号)TX,TY,TP及び位相信号PS,PTが出力される。
サーボアンプ78bは電流指令信号TPに基づいてサーボバ
ルブ78cの駆動電流を制御する。電流制御部84b,85bは電
流指令信号(トルク信号)TX,TY、電流フィードバック
信号T8,T9及び位相信号PS,PTに基づいてサーボモータ8
0,81の駆動電流を制御する。油圧シリンダ76及びサーボ
モータ80,81に結合された直線位置検出装置77及び回転
位置検出装置82,83の出力PX,PY,PQは位置速度制御手段8
6の位置センサ変換手段92にフィードバックされる。従
って、位置データP9は位置制御部89にフィードバックさ
れ、位置ループを構成する。また、速度信号F5は速度制
御部90にフィードバックされ、速度ループを構成する。
プランジャー制御手段87は以上の動作を繰り返して油
圧シリンダ76の移動及びサーボモータ80,81の回転を制
御する。なお、サーボモータ80,81の制御は油圧シリン
ダ76の制御と制御の間の短時間内に行えばよいので、第
1図のような各セクションのパリソン成形手段を双方向
の通信回線でマルチポイント接続することによって1個
のプランジャー制御手段87で同時に制御することも可能
である。
この制御の途中で、オーバーロード、電源電圧低下、
過電流、過電圧及びオーバーヒート等の異常が発生した
場合、これらの制御状態を示すステイタス信号のデータ
がサーボアンプ78b及び電流制御部84b,85bからシリアル
通信インターフェイス78a,84a,85aに送信される。この
ステイタス信号のデータはシリアル通信インターフェイ
ス91を介してプランジャー制御手段87に送信される。プ
ランジャー制御手段87はこのステイタス信号のデータを
受け、ステイタス信号の種類に応じた処理を行う。
油圧シリンダ76及びサーボモータ80,81を定格の異な
る油圧シリンダ又はサーボモータに変更する場合は、変
更後の油圧シリンダ及びサーボモータの定格を示すテー
ブル番号をサーボアンプ及び電流制御部に送信してやる
だけで、サーボアンプ及び電流制御部は変更後の油圧シ
リンダ及びサーボモータに応じた電流制御を行うことが
できる。
第6図は第2図の直線位置検出装置51、64及び及び第
4図の直線位置検出装置77の構成を示す図である。
直線位置検出装置は位相シフト方式によって油圧シリ
ンダのシリンダロッドの直線位置を検出するものであ
り、コイルアッセンブリ21と特殊加工の施されたシリン
ダロッド11(第1図のシリンダロッド1c,2c,3cに対応す
る)からなる。
コイルアッセンブリ21は、シリンダロッド11の軸方向
に所定間隔をもって配置された4個の1次コイル1A,1C,
1B,1Dと、これに対応して設けられた2次コイル2A,2C,2
B,2Dとからなる。コイルアッセンブリ21は、その内部に
形成される円筒空間がシリンダロッド11と同心となるよ
うにケーシング24に固定されている。
シリンダロッド11は、その周囲において、磁性体部25
と、その周囲の軸方向に交互に設けられた所定幅のリン
グ状に非磁性体部26とからなる磁気目盛り部11Sを具備
している。この磁性体部25と非磁性体部26とはコイルア
ッセンブリ21に形成された磁気回路に対して磁気抵抗の
変化を与えるような構成になっていればどのような材質
のもので構成してもよい。例えば、非磁性体部26を非磁
性体又は空気等で構成してもよい。また、鉄製のロッド
11にレーザ焼き付けを行うことにより、磁気的性質を変
化させることにより、互いに透磁率の異なる磁性体部25
と非磁性体部26とを交互に形成するようにしてもよい。
一例として一つのコイル長を「P/2」(Pは任意の
数)とすると、磁性体部25と非磁性体部26の交互配列に
おける1ピッチ分の間隔は「P」である。その場合、例
えば、磁性体部25と非磁性体部26の長さは等しく「P/
2」であってもよいし、また、必ずしも等しくなくても
よい。
本実施例において、コイルアッセンブリ21は4つの相
で動作するように構成されている。これらの相に便宜上
A,C,B,Dの符号を用いて区別する。
シリンダロッド11とコイルアッセンブリ21との位置関
係は、シリンダロッド11の磁性体部25の位置に応じてコ
イルアッセンブリ21の各相A〜Dに生じるリラクタンス
が90度ずつずれるようになっている。例えば、A相をコ
サイン(cos)相とすると、C相はマイナスコサイン
(−cos)相、B相はサイン(sin)相、D相はマイナス
サイン(−sin)相となるように構成されている。
第6図の実施例では、各相A〜D毎に個別に1次コイ
ル1A,1C,1B,1D及び2次コイル2A,2C,2B,2Dがそれぞれ設
けられている。各相A〜Dの2次コイル2A,2C,2B,2Dは
それぞれに対応する1次コイル1A,1C,1B,1Dの外側に巻
かれている。
各1次コイル1A,1C,1B,1D及び2次コイル2A,2C,2B,2D
の長さは、前述のように「P/2」である。第6図の例で
は、A相のコイル1A,2AとC相のコイル1C,2Cとが隣合っ
て設けられており、B相のコイル1B,2BとD相のコイル1
D,2Dも隣合って設けられている。また、A相とB相又は
C相とD相のコイル間隔は「P(n±1/4)」(nは任
意の自然数)である。
この構造によって、シリンダロッド11の直線変位に応
じて各相A〜Dにおける磁気回路のリラクタンスが距離
「P」を一周期として周期的に変化し、しかもそのリラ
クタンス変化の位相が各相A〜D毎に90度ずつずれるよ
うにすることができる。従って、A相とC相とでは180
度ずれ、B相とD相とでも180度ずれる。
1次コイル1A,1C,1B,1D及び2次コイル2A,2C,2B,2Dの
結線形式は第7図に示すようにする。第7図において、
A相とC相の1次コイル1A及び1Cは正弦信号sinωtで
互いに同相に励磁され、2次コイル2A及び2Cの出力は逆
相で加算されるように結線されている。同様に、B相と
D相の1次コイル1B及び1Dは余弦信号cosωtで互いに
同相に励磁され、2次コイル2B及び2Dの出力は逆相で加
算されるように結線されている。2次コイル2A,2C,2B,2
Dの出力は最終的に加算され、出力信号Yとして位相差
検出回路32に取り込まれる。
この出力信号Yは、シリンダロッド11における磁性体
部25の直線位置に応じた位相角φだけ基準交流信号(si
nωt,cosωt)を位相シフトしたものとなる。その理由
は、各相A〜Dのリラクタンスが90度ずつずれており、
かつ一方の対(A,C)と他方の対(B,D)の励磁信号の電
気的位相が90度ずれているためである。従って、出力信
号YはY=Ksin(ωt+φ)となる。ここで、Kは定数
である。
リラクタンス変化の位相φは磁性体部25の直線位置に
所定の比例係数(又は関数)に従って比例しているの
で、出力信号Yにおける基準信号sinωt(又はcosω
t)からの位相ずれφを測定することにより直線位置を
検出することができる。但し、位相ずれ量φが全角2π
のとき、直線位置は前述の距離Pに相当する。すなわ
ち、出力信号Yにおける電気的位相ずれ量φによれば、
距離Pの範囲内でアブソリュートな直線位置が検出でき
るのである。この電気的位相ずれ量φを測定することに
よって、距離Pの範囲内の直線位置をかなりの高分解能
で精度よく割り出すことが可能となる。
なお、ロッド11における磁気目盛り部11Sは磁性体部2
5と非磁性体部26に限らず、磁気抵抗変化を生ぜしめる
ことのできるその他の材質を用いてもよい。例えば、銅
等のように導電率の高い材質と鉄等のように導電率の低
い材質(非導電体でもよい)との組合せ(導電率の異な
る材質)により磁気目盛り部11Sを形成し、渦電流損に
応じた磁気抵抗変化を生ぜしめるようにしてもよい。そ
の場合、鉄等のロッド11の表面に銅メッキ等により良導
電体のパターンを形成するようにしてもよい。パターン
の形状等は磁気抵抗の変化を効率よく生ぜしめるもので
あれば、いかなる形状のものでもよい。
出力信号Yと基準信号sinωt(又はcosωt)との位
相ずれ量φを求めるための手段は適宜に構成することが
できる。第7図はこの位相ずれ量φをデジタル量で求め
るようにした第3図及び第5図の位置センサ変換手段74
及び92の回路例を示す図である。
第7図において、発振部31は基準の正弦信号sinωt
と余弦信号cosωtを発生する回路であり、位相差検出
回路32は位相ずれ量φを測定するための回路である。
クロック発振器33から発振されたクロックパルスCPが
カウンタ34でカウントされる。カウンタ34は例えばモジ
ュロMであり、そのカウント値がレジスタ45に与えられ
る。カウンタ34の4/M分周された出力からは、クロック
パルスCPを4/M分周したパルスPcが取り出され、1/2分周
用のフリップフロップ35のC入力に与えられる。
フリップフロップ35のQ出力から出力されるパルスPb
はフリップフロップ39に加わり、*Q(Qの前の*は反
転出力を意味する)出力から出力されたパルスPaはフリ
ップフロップ36に加わり、これらフリップフロップ36及
び39の出力がローパスフィルタ37,40及び増幅器38,41を
介して、正弦信号sinωtと余弦信号cosωtとして、コ
イルアッセンブリ21に供給される。
カウンタ34におけるMカウントがこれら基準信号sin
ωt,cosωtの2πラジアン分の位相角に相当する。す
なわち、カウンタ34の1カウント値は2π/Mラジアンの
位相角を示している。
コイルアッセンブリ21の出力信号Yは増幅器42を介し
てコンパレータ43に加わり、出力信号Yの正・負極性に
応じた方形波信号がコンパレータ43から出力される。こ
のコンパレータ43の出力信号の立ち上がりに応答して立
ち上がり検出回路44からパルスTsが出力され、このパル
スTsに応じてカウンタ34のカウント値をレジスタ45に書
き込む。その結果、位相ずれ量φに応じたデジタル値D
φがレジスタ45に取り込まれる。これによって、シリン
ダロッド11の直線位置をアブソリュートで、しかも高精
度に検出することが可能となる。
第8図は第2図の回転位置検出装置56,62及び第4図
の回転位置検出装置82,83の構成を示す図である。回転
位置検出装置は誘導型の位相シフト型位置センサからな
るアブソリュート型の位置センサである。尚、この位置
センサの詳細については特開昭57−70406号公報又は特
開昭58−106691号公報にて公知なので、ここでは簡単に
説明する。
回転位置検出装置は、複数の極A〜Dが円周方向に所
定間隔(一例として90度)で設けられたステータ46と、
各極A〜Dによって囲まれたステータ46の空間内に挿入
されたロータ47とを備えている。これらの極A〜Dは第
6図のA相〜D相に対応しているので、同じ符号を用い
ている。
ロータ47は、回転角度に応じて各極A〜Dのリラクタ
ンスを変化させる形状及び材質からなり、一例として偏
心円筒形である。ステータ46の各極A〜Dには、1次コ
イル1A〜1D及び2次コイル2A〜2Dがそれぞれ巻回されて
いる。そして、半径方向で対向する2つの極Aと極Cの
第1の対及び極Bと極Dの第2の対は差動的に動作する
ようにコイルが巻かれて、かつ差動的なリラクタンス変
化が生じるように構成されている。
第1の極の対A及びCに巻かれている1次コイル1A及
び1Cは、正弦信号sinωtで励磁され、第2の極の対B
及びDに巻かれている1次コイル1B及び1Dは余弦信号co
sωtで励磁されている。その結果、2次コイル2A〜2D
からは、それらの合成出力信号Yが得られる。この合成
出力信号Yは、基準信号となる1次交流信号(1次コイ
ルの励磁信号)sinωt又はcosωtに対して、ロータ47
の回転角度θに応じた電気的位相角度だけ位相シフトし
た信号Y=sin(ωt−θ)である。
従って、上述のような誘導型の位相シフト型回転位置
検出装置を用いる場合には、1次交流信号sinωt又はc
osωtを発生する発振回路と、合成出力信号Yの電気的
位相ずれθを測定し、ロータの位置データを算出する位
相差検出回路とを備える必要がある。この1次交流信号
の発振回路と位相差検出回路には第7図のものを用い
る。
次に、本実施例の動作を第9図のタイミングチャート
図を用いて説明する。
本図において、現在位置信号PPはプランジャー1gの現
在位置を示すものである。曲線C1,C2,C3は互いに重量が
等しく、その温度が異なるゴブを粗型1iにセットした場
合のプランジャーの現在位置信号PPの変化の様子を示し
たものである。曲線C1,C2,C3の順番にゴブの温度が高く
なっている。
まず、プランジャー1gが初期位置に停止している状態
から時刻t1〜t8の順番に説明する。
時刻t1:プランジャー制御手段87はプランジャー上げ
開始信号PUSの発生に応じてプランジャー1gの目標停止
位置(ローディング位置)Paを位置制御部89に出力す
る。プランジャー1gは初期位置からローディング位置Pa
まで徐々に上昇する。
時刻t2:プランジャー1gがローディング位置Paに到達
した時点であり、プランジャー制御手段87からゴブ重量
制御手段70に対して現在位置データPPと共にローディン
グ位置到達信号PLSが出力される。ゴブ重量制御手段70
はこのローディング位置到達信号PLSに応じてゴブ供給
処理を開始する。
時刻t3:ゴブ重量制御手段70からシィヤー駆動信号SST
が出力され、ゴブの成形が行われる。このシィヤー駆動
信号SSTの出力前にはゴブ重量制御手段70からクレープ
ランジャー駆動信号が出力されている。
時刻t4:ゴブ成形手段で成形されたゴブがゴブ分配手
段を通過することによって、ゴブ通過検出手段88からゴ
ブイン信号Giがプランジャー制御手段87に出力される。
この瞬間にプランジャーの現在位置信号PPの値が若干減
少する。第1図のプランジャー1gがこの状態を示してい
る。従って、プランジャー制御手段87はゴブイン信号Gi
の発生によって粗型にゴブがセットされたことを検出す
る。なお、プランジャーの現在位置信号PPの減少によっ
てもゴブインを検出するようにしてもよい。ゴブ1hがプ
ランジャー1gに達した時刻t4から所定時間T45が経過す
るまでプランジャーgはこの状態を維持する。これは、
ゴブ1hがプランジャー1gに達してからプランジャー1gと
粗型1iとの間の空間にゴブが徐々に浸透し、ゴブ1hがす
きまからはみ出す前に、バッフル板2jが完全に粗型に収
まるタイミングまで待つためである。従って、温度の高
いゴブは粘性が小さく、浸透する時間が速いので、温度
の低いゴブよりもこの所定時間T45は小さく設定され
る。なお、本実施例ではこの所定時間T45は温度に関係
なく一定の場合について説明する。
時刻t5:バッフル板2jが完全に粗型に収まった時点で
あり、プレス開始信号PSTが出力され、プランジャー駆
動手段1aはプランジャー1gのプレスを開始する。
時刻t6:プランジャー制御手段87はプレス開始後、所
定時間T56経過後のプレススピード検出信号PSPに基づい
てプランジャー1aの現在位置を検出する。この時の現在
位置の値はそれぞれのゴブの温度に依存する値である。
すなわち、温度の高いゴブは粘性が小さいため、曲線C1
のように時刻t6で大きな現在位置Pdを示すが、温度の低
いゴブは粘性か大きいため、曲線C3のように小さな現在
位置Pbを示す。曲線C2はゴブ温度が両者の大体中間であ
る。従って、プレススピード検出信号PSPで検出された
プランジャー1gの現在位置によって粗型1i内のゴブ温度
を知ることができる。
また、温度の低いゴブは温度の高いゴブに比べて、容
積が小さいため、同じ重量のゴブをプランジャー1gでプ
レスしたとしても、プランジャーの最大ストローク値が
ゴブ温度に依存してしまう。すなわち、温度の高いゴブ
は容量が大きいため、曲線C1のように時刻t6で大きな現
在位置Pdを示すが、プランジャーの最大ストローク値は
Pgとなり、小さい値となる。逆に、温度の低いゴブは容
量が小さいため、曲線C3のように時刻t6では小さな現在
位置Pbを示すが、プランジャーの最大ストローク値はPe
となり、大きな値となる。曲線C2はゴブ温度が両者の大
体中間であるため、最大ストローク値も中間の値Pfとな
る。従って、ゴブ重量制御手段87はプレススピード検出
信号PSPで検出されたプランジャー1gの現在位置信号PP
によって粗型1i内のゴブ温度を検出し、そのゴブ温度に
応じてプランジャーの最大ストローク値を修正し、修正
した値に基づいてゴブ重量を制御する。なお、プランジ
ャーの最大位置はプランジャー最大位置検出信号PMXの
出力されている時間T67の間に行われる。
時刻t7:プランジャー制御手段87はプランジャー下げ
開始信号に応じてプランジャーを初期位置に戻して停止
させる。
プランジャー制御手段は以上の動作を繰り返す。な
お、プランジャーの位置検出動作はプランジャー位置検
出信号PDTの出力されている時刻T18、即ちプランジャー
上げ信号PUSの立上り時点t1からプランジャー下げ開始
信号の立下り時点t8までの間で行われる。
第10図はプランジャーと粗型との間のセンター位置合
わせを行う場合のプランジャーの現在位置信号を示す図
である。
図において、曲線C4はプランジャーと粗型との間のセ
ンター位置合わせか正常な場合の現在位置信号PPを示
し、曲線C5は位置合わせが不完全な場合の現在位置信号
PPを示す。位置合わせが不完全な曲線C5の場合は、プレ
ス開始信号PSTが出力した時点t5から最大ストローク値P
fに到達するまでの間に現在位置の上昇しない部分、す
なわちプランジャーのプレススピードに変動がある。こ
れは、プランジャーと粗型との間の中心位置がずれてい
るために、プランジャーと粗型内面との間で接触する
か、プランジャーが粗型内面付近を上昇するために起こ
る現象である。従って、このようなプランジャーのプレ
ススピードに変動が生じた場合は、サーボモータ80及び
81を駆動制御し、この変動が生じないように(プランジ
ャーの現在位置信号PPが曲線C4となるように)プランジ
ャーをX−Y平面上で移動させる。これによって、プラ
ンジャーと粗型との間のセンター位置合わせを行うこと
ができる。
なお、上述のようにゴブ重量制御及びセンター位置合
わせが終了した時点で、プランジャーの移動が理想的な
曲線C4となるように油圧シリンダ76を積極的に制御して
もよい。すなわち、上述の実施例ではプレス開始信号PS
Tの出力に応じて油圧シリンダ76をの駆動を始め、粗型
とプランジャーとの間の空間にゴブが充填されプランジ
ャーが停止するまで油圧シリンダを一定電流で駆動して
いるが、例えば第9図の曲線C2又は第10図の曲線C4に基
づいて位置速度制御手段86に目標位置信号を出力し、プ
ランジャーを曲線C2又はC4通りに移動させてもよい。ま
た、この時に目標位置信号を溶融ガラス温度Tgに応じて
変化させてもよい。さらに、油圧シリンダ76の代わりに
ブレーキ内蔵型の空気圧シリンダを使用し、目標位置の
制御をブレーキのオン・オフ制御によって行なってもよ
い。
なお、上述の実施例では、ゴブ重量制御系とプランジ
ャー制御系とを別々に分離した場合について説明した
が、両者を合体させてもよい。すなわち、プランジャー
制御手段87の機能をゴブ重量制御手段70に内蔵し、電流
制御手段84,85及びバルブ制御手段78を位置速度制御手
段69に双方向の通信回線を介して接続してもよい。
実施例では、シィヤー3の動作タイミング、クレーチ
ューブ4の高さ、クレープランジャー5の移動位置及び
移動速度を制御する場合について説明したが、第4図の
ようにサーボモータを用いてシィヤー3、クレーチュー
ブ4、クレープランジャー5等をX−Y平面上で移動可
能とし、それらの間の中心位置合わせを行うようにして
もよい。
実施例では、スパウト1内の溶融ガラス温度及び液面
高さを検出し、それに基づいてゴブ重量を制御する場合
について説明したが、スパウト内の溶融ガラス温度及び
液面高さを一定に保持する手段を設けてもよい。スパウ
ト周囲に設けたガスバーナーで加熱し、エアで冷却す
る。
実施例では、駆動手段として油圧バルブ及びサーボモ
ータを例に説明したが、これ以外の駆動手段を用いても
よいことはいうまでもない。また、油圧バルブの変わり
に空気圧バルブを用いてもよいし、油圧バルブをサーボ
モータで置き換えても、サーボモータを油圧パルブで置
き換えてもよい。
本実施例では、コスト的にも安価で単純なハードウェ
アで構成され、データを高速に送信できる新規なシリア
ル通信方式を採用している。このシリアル通信方式の詳
細については、本願出願人が先に出願した特願平2−49
640号に記載されているので、その説明は省略する。
実施例では、クレープランジャー駆動手段及びシィヤ
ー駆動手段として油圧バルブを例に説明したが、従来の
ようにクレープランジャーカム及びシィヤーカムを用い
てもよい。この場合、クレープランジャーカム及びシィ
ヤーカムに回転位置検出装置を取り付け、その回転位置
を制御するようにすればよい。但し、本実施例の油圧バ
ルブは移動ストロークを任意に変更できるが、クレープ
ランジャーカムやシィヤーカムの場合はカム自体を交換
しなければならない。
なお、サーボモータは同期型サーボモータに限らず誘
導型ACサーボモータであってもよい。その場合は、位相
信号を生成する必要はない。また、ACサーボモータに限
らず、DCサーボモータ等のその他のタイプのものでもよ
いは言うまでもない。また、直線位置検出装置及び回転
位置検出装置も誘導式位相シフト型センサに限らず、光
学式アブソリュートエンコーダやインクリメンタルエン
コーダ又はその他のタイプのセンサを使用してもよい。
さらに、通信回線は電気ケーブルに限らず、光ケーブ
ルを用いてもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ガラス壜製造時に発生する不良原因
をパリソン成形の段階で完全に除去することのできると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のガラス壜成形機の全体構成の概略を示
す図、 第2図は第1図のゴブ成形手段の詳細構成を示す図、 第3図は第2図のバルブ制御手段、電流制御手段及び位
置速度制御手段の詳細構成を示す図、 第4図は第1図のパリソン成形手段とプランジャー制御
系の詳細構成を示す図、 第5図は第4図のバルブ制御手段、電流制御手段及び位
置速度制御手段の詳細構成を示す図、 第6図は第2図及び第4図の油圧シリンダ及び直線位置
検出装置の構成を示す図、 第7図は第3図及び第5図の位置センサ変換手段の構成
を示す図、 第8図は第2図及び第4図の回転位置検出装置の構成を
示す図、 第9図は本発明の動作を説明するためのタイミングチャ
ート図、 第10図はプランジャーと粗型との間のセンター位置合わ
せを行う場合のプランジャーの現在位置信号を示す図で
ある。 1…スパウト、2…オリフィス、3…シィヤー、4…ク
レーチューブ、5…クレープランジャー、6…シィヤー
駆動手段、7…クレーチューブ駆動手段、8…クレープ
ランジャー駆動手段、9…ゴブ重量制御系、10…プラン
ジャー制御系、50,63,76…油圧シリンダ、51,64,77…直
線位置検出装置、55,59,80,81…サーボモータ、56,62,8
2,83…回転位置検出装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶野 正夫 愛知県名古屋市緑区有松町大字桶狭間字 武路87―262 (72)発明者 吉田 高 愛知県名古屋市東区百人町24 (72)発明者 ▲榊▼原 浩人 愛知県高浜市呉竹町2―3―17 (72)発明者 小川 則幸 愛知県豊田市堤町東住吉20―1 (72)発明者 宇井 幹尚 愛知県東加茂郡足助町大字月原字樋ノ沢 1

Claims (24)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クレーチューブ内を直線移動するクレープ
    ランジャーによってスパウト内の溶融ガラスをオリフィ
    スから押し出し、それをシィヤーで切断することによっ
    てゴブを成形するゴブ成形手段と、 このゴブ成形手段によって成形された前記ゴブを複数の
    ガラス壜成形セクションに分配するゴブ分配手段と、 前記ガラス壜成形セクションのそれぞれに設けられ、分
    配された前記ゴブを粗型とプランジャーとのプレス加工
    によってパリソンに成形するパリソン成形手段とから少
    なくとも構成されるガラス壜成形機において、 前記プランジャーの直線位置をその移動範囲全体にわた
    って検出するプランジャー位置検出手段と、 前記プレス加工時における前記プランジャーの直線位置
    信号に基づいて前記パリソン成形手段に分配された前記
    ゴブの重量を検出するゴブ重量検出手段と、 このゴブ重量検出手段で検出された前記ゴブ重量が所定
    重量となるように前記ゴブ成形手段を制御するゴブ重量
    制御手段とを設けたことを特徴とするガラス壜成形機。
  2. 【請求項2】前記ゴブ重量検出手段は、前記プランジャ
    ー直線位置信号から求まる前記プレス加工時のプレスス
    ピードに基づいて算出した前記粗型内のゴブの温度と、
    前記プランジャーの直線位置信号の最大ストローク値と
    に基づいて前記ゴブ重量を検出することを特徴とする請
    求項1に記載のガラス壜成形機。
  3. 【請求項3】前記ゴブ重量検出手段は、前記スパウト内
    に設けられた温度検出器によって検出された溶融ガラス
    の温度と、前記プランジャーの直線位置信号の最大スト
    ローク値とに基づいて前記ゴブ重量を検出することを特
    徴とする請求項1に記載のガラス壜成形機。
  4. 【請求項4】前記ゴブ重量制御手段は、前記スパウト内
    の溶融ガラスの液面高さを検出し、その液面高さに基づ
    いて前記ゴブ重量が所定重量となるように前記ゴブ成形
    手段を制御することを特徴とする請求項1に記載のガラ
    ス壜成形機。
  5. 【請求項5】前記ゴブ重量制御手段は、 前記クレーチューブの前記スパウト底面からの高さを制
    御するクレーチューブ高さ制御手段、前記クレープラン
    ジャーの移動位置及び移動速度を制御するクレープラン
    ジャー制御手段及び前記シィヤーの動作タイミングを制
    御するシィヤー制御手段の中の少なくとも1つを制御す
    ることによってゴブ重量を制御することを特徴とする請
    求項1に記載のガラス壜成形機。
  6. 【請求項6】前記クレーチューブ高さ制御手段は、 前記クレーチューブを保持するチューブホルダと、 回転によって前記チューブホルダを上下に移動させ、前
    記クレーチューブの前記スパウト底面からの高さを変化
    させる回転シャフトと、 この回転シャフトを回転駆動するシャフト用サーボモー
    タと、 前記回転シャフトの回転位置を検出するシャフト回転位
    置検出手段と、 このシャフト回転位置検出手段からの前記回転位置信号
    及び前記ゴブ重量を制御するための前記クレーチューブ
    の高さを示す目標位置信号を入力し、これらの信号に基
    づいた制御信号を出力するクレーチューブ位置制御手段
    と、 このクレーチューブ位置制御手段からの制御信号に応じ
    た駆動電流を前記シャフト用サーボモータに供給するシ
    ャフト電流制御手段とから構成されることを特徴とする
    請求項5に記載のガラス壜成形機。
  7. 【請求項7】前記クレープランジャー制御手段は、 前記クレープランジャーを直線駆動する油圧又は空気圧
    のクレープランジャー用シリンダと、 このクレープランジャー用シリンダの直線位置を検出す
    るクレープランジャー直線位置検出手段と、 このクレープランジャー直線位置検出手段からの直線位
    置信号及び前記ゴブ重量を制御するための前記クレープ
    ランジャーの目標位置速度信号を入力し、これらの信号
    に基づいた制御信号を出力するクレープランジャー位置
    速度制御手段と、 このクレープランジャー位置速度制御手段からの制御信
    号に応じて前記クレープランジャー用シリンダを駆動す
    るクレープランジャーバルブ制御手段とから構成される
    ことを特徴とする請求項5に記載のガラス壜成形機。
  8. 【請求項8】前記シィヤー制御手段は、 前記シィヤーを直線駆動する油圧又は空気圧のシィヤー
    用シリンダと、 このシィヤー用シリンダの直線位置を検出するシィヤー
    直線位置検出手段と、 このシィヤー直線位置検出手段からの直線位置信号及び
    前記ゴブ重量を制御するための前記シィヤーの目標位置
    信号を入力し、これらの信号に基づいた制御信号を出力
    するシィヤー位置制御手段と、 このシィヤー位置制御手段からの制御信号に応じて前記
    シィヤー用シリンダを駆動するシィヤーバルブ制御手段
    とから構成されることを特徴とする請求項5に記載のガ
    ラス壜成形機。
  9. 【請求項9】前記クレーチューブを回転駆動するチュー
    ブ用モータと、 このモータの回転速度を検出するチューブ回転速度検出
    手段と、 このチューブ回転速度検出手段からの回転速度信号及び
    前記ゴブ重量を制御するための前記クレーチューブの目
    標回転速度信号を入力し、これらの信号に基づいた制御
    信号を出力するクレーチューブ回転速度制御手段と、 このクレーチューブ回転速度制御手段からの制御信号に
    応じた駆動電流を前記チューブ用モータに供給するチュ
    ーブ電流制御手段とから構成されるクレーチューブ回転
    制御手段をさらに設けたことを特徴とする請求項5に記
    載のガラス壜成形機。
  10. 【請求項10】前記スパウト内の前記溶融ガラスの温度
    及び液面高さを一定に保持する手段を設けたことを特徴
    とする請求項1に記載のガラス壜成形機。
  11. 【請求項11】クレーチューブ内を直線移動するクレー
    プランジャーによってスパウト内の溶融ガラスをオリフ
    ィスから押し出し、それをシィヤーで切断することによ
    ってゴブを成形するゴブ成形手段と、 前記ゴブを複数のガラス壜成形セクションに分配するゴ
    ブ分配手段と、 前記ガラス壜成形セクションのそれぞれに設けられ、分
    配された前記ゴブを粗型とプランジャーとのプレス加工
    によってパリソンに成形するパリソン成形手段とから少
    なくとも構成されるガラス壜成形機において、 前記プランジャーの直線位置をその移動範囲全体にわた
    って検出するプランジャー位置検出手段と、 前記プレス加工時における前記プランジャー位置検出手
    段の出力から前記パリソン成形手段を構成する粗型と前
    記プランジャーとのセンター位置ずれを検出する位置ず
    れ検出手段と、 前記センター位置ずれがなくなるように前記粗型と前記
    プランジャーとのセンター位置合わせを行う位置合わせ
    手段とを設けたことを特徴とするガラス壜成形機。
  12. 【請求項12】前記位置合わせ手段は、 前記プランジャーの移動方向に垂直なX−Y平面上をX
    軸及びY軸方向に移動させる位置合わせ用サーボモータ
    と、 この位置合わせ用サーボモータの回転位置を検出するモ
    ータ回転位置検出手段と、 このモータ回転位置検出手段からの前記回転位置信号及
    び前記プランジャーの目標位置信号を入力し、これらの
    信号に基づいた制御信号を出力するプランジャー位置速
    度制御手段と、 このプランジャー位置速度制御手段からの制御信号に応
    じた駆動電流を前記位置合わせ用サーボモータに供給す
    る位置合わせ電流制御手段とから構成されることを特徴
    とする請求項11に記載のガラス壜成形機。
  13. 【請求項13】前記位置ずれ検出手段は前記プレス加工
    時の前記プランジャー直線位置信号の変動によって前記
    センター位置ずれを検出することを特徴とする請求項11
    に記載のガラス壜成形機。
  14. 【請求項14】クレーチューブ内を直線移動するクレー
    プランジャーによってスパウト内の溶融ガラスをオリフ
    ィスから押し出し、それをシィヤーで切断することによ
    ってゴブを成形するゴブ成形手段と、 前記ゴブを複数のガラス壜成形セクションに分配するゴ
    ブ分配手段と、 前記ガラス壜成形セクションのそれぞれに設けられ、分
    配された前記ゴブを粗型とプランジャーとのプレス加工
    によってパリソンに成形するパリソン成形手段とから少
    なくとも構成されるガラス壜成形機において、 前記プランジャーの直線位置をその移動範囲全体にわた
    って検出するプランジャー位置検出手段と、 前記ゴブ分配手段から前記パリソン成形手段に前記ゴブ
    が供給されたことを検出するゴブイン検出手段とを設
    け、 このゴブイン検出手段からの検出信号が発生してから所
    定時間経過後に前記プランジャーによる前記プレス加工
    を開始するようにしたことを特徴とするガラス壜成形
    機。
  15. 【請求項15】前記ゴブイン検出手段は、前記ゴブ分配
    手段から前記パリソン成形手段に供給される前記ゴブの
    通過を光学的に検出することによって前記ゴブが前記パ
    リソン成形手段に供給されたことを検出することを特徴
    とする請求項14に記載のガラス壜成形機。
  16. 【請求項16】前記ゴブイン検出手段は、前記ゴブ分配
    手段から前記パリソン成形手段に前記ゴブが供給された
    際の前記プランジャー位置検出手段の位置変動に基づい
    て前記ゴブが前記パリソン成形手段に供給されたことを
    検出することを特徴とする請求項14に記載のガラス壜成
    形機。
  17. 【請求項17】前記所定時間は、前記プランジャー直線
    位置信号から求まる前記プレス加工時のプレススピード
    に基づいて算出した前記粗型内のゴブの温度又は前記ス
    パウト内に設けられた温度検出器によって検出された溶
    融ガラスの温度に基づいて決定されることを特徴とする
    請求項14に記載のガラス壜成形機。
  18. 【請求項18】クレーチューブ内を直線移動するクレー
    プランジャーによってスパウト内の溶融ガラスをオリフ
    ィスから押し出し、それをシィヤーで切断することによ
    ってゴブを成形するゴブ成形手段と、 このゴブ成形手段によって成形された前記ゴブを複数の
    ガラス壜成形セクションに分配するゴブ分配手段と、 前記ガラス壜成形セクションのそれぞれに設けられ、分
    配された前記ゴブを粗型とプランジャーとのプレス加工
    によってパリソンに成形するパリソン成形手段とから少
    なくとも構成されるガラス壜成形機において、 前記プランジャーの直線位置をその移動範囲全体にわた
    って検出するプランジャー位置検出手段と、 このプランジャー位置検出手段からの直線位置信号及び
    前記プランジャーの目標位置速度信号を入力し、これら
    の信号の比較に応じて前記プランジャーを駆動制御する
    プランジャー制御手段とを設けたことを特徴とするガラ
    ス壜成形機。
  19. 【請求項19】前記プランジャー制御手段は、 前記プランジャーを直線駆動する油圧又は空気圧のプラ
    ンジャー用シリンダと、 前記プランジャー位置検出手段からの直線位置信号及び
    前記プランジャーの目標位置速度信号を入力し、これら
    の信号に基づいた制御信号を出力するプランジャー位置
    速度制御手段と、 このプランジャー位置速度制御手段からの制御信号に応
    じて前記プランジャー用シリンダを駆動するプランジャ
    ーバルブ制御手段とから構成されることを特徴とする請
    求項18に記載のガラス壜成形機。
  20. 【請求項20】前記プランジャー位置検出手段は、 所定の交流信号により励磁される1次コイルを少なくと
    も有するコイル部と、 前記プランジャーに結合されたロッドの移動に伴って前
    記コイル部の磁気回路における磁気抵抗が変化するよう
    に、このロッドの軸方向に沿って設けられた磁気目盛り
    部と、 この磁気目盛り部と前記コイル部との間の相対的位置関
    係によって生じる前記コイル部の磁気回路の磁気抵抗変
    化に基づき、前記ロッドの位置を示すデータを前記コイ
    ル部から取り出す位置検出回路と、 を具えるものであることを特徴とする請求項1、11、14
    又は18に記載のガラス壜成形機。
  21. 【請求項21】請求項7に記載のクレープランジャー直
    線位置検出手段又は請求項8に記載のシィヤー直線位置
    検出手段は、 所定の交流信号により励磁される1次コイルを少なくと
    も有するコイル部と、 前記プランジャーに結合されたロッドの移動に伴って前
    記コイル部の磁気回路における磁気抵抗が変化するよう
    に、このロッドの軸方向に沿って設けられた磁気目盛り
    部と、 この磁気目盛り部と前記コイル部との間の相対的位置関
    係によって生じる前記コイル部の磁気回路の磁気抵抗変
    化に基づき、前記ロッドの位置を示すデータを前記コイ
    ル部から取り出す位置検出回路とを具えるものであるこ
    とを特徴とするガラス壜成形機。
  22. 【請求項22】前記コイル部が、複数の1次コイル及び
    2次コイルを有するものであり、 前記位置検出回路が、位相のずれた複数の基準交流信号
    によって前記各1次コイルを個別に励磁する回路と、前
    記各1次コイルに対応する2次コイルの出力を合計し
    て、前記ロッドの相対的直線位置に従って前記基準交流
    信号を位相シフトした出力信号を発生する出力回路と、
    前記基準交流信号の所定の1つと前記出力回路からの出
    力信号との位相差を検出し、検出した位相差データを前
    記ロッド位置データとして出力する回路とを有するもの
    であることを特徴とする請求項20又は21に記載のガラス
    壜成形機。
  23. 【請求項23】請求項6に記載のシャフト回転位置検出
    手段、請求項9に記載のチューブ回転速度検出手段又は
    請求項12に記載のモータ回転位置検出手段は、サーボモ
    ータの位置を絶対位置にて検出するアブソリュート型の
    位置センサであり、巻線部と、この巻線部に対して相対
    的に変位し、前記巻線部における磁気抵抗をその相対位
    置に応じて変化させる部材とを有し、前記巻線部を位相
    のずれた複数の1次交流信号によって励磁し、サーボモ
    ータの絶対位置に対応する電気的位相ずれを持つ出力交
    流信号を発生する位相シフト型位置センサで構成される
    ことを特徴とするガラス壜成形機。
  24. 【請求項24】請求項6に記載のシャフト電流制御手
    段、請求項7に記載のクレープランジャーバルブ制御手
    段、請求項8に記載のシィヤーバルブ制御手段、請求項
    9に記載のチューブ電流制御手段、請求項12に記載の位
    置合わせ電流制御手段及び請求項19に記載のプランジャ
    ーバルブ制御手段の中から少なくとも2以上を双方向の
    通信回線を介して接続し、これらを同一の位置速度制御
    手段によって制御するように構成したことを特徴とする
    ガラス壜成形機。
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