JPH09142853A

JPH09142853A - 製瓶機の粗型成形装置

Info

Publication number: JPH09142853A
Application number: JP7324010A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nagai; 裕之永井; Atsuyuki Yamawaki; 敦行山脇
Original assignee: Yamamura Glass KK
Current assignee: Yamamura Glass KK
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 1997-06-03
Anticipated expiration: 2015-11-17
Also published as: JP3691887B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プランジャの動作を安定させ、成形不良の発
生を防止する。【解決手段】粗型装置を構成するプランジャ駆動装置
は、プランジャ１を往復昇降動作させることにより成形
型内に対して出没動作させる駆動機構２１を有する。前
記駆動機構２１は、位置検出器４５が一体に組み込まれ
た交流サーボモータ２３を駆動源とし、動力変換機構２
４により交流サーボモータ２３の正逆回転を往復運動に
変換する。動力変換機構２４にはプランジャ１が連繋さ
れ、制御装置は、前記位置検出器４５より入力した位置
検出信号に基づいて前記交流サーボモータ２３を介して
プランジャ１の動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ゴブが投入される成
形型内に対し、プランジャを往復動させて出没動作させ
ることにより、成形型とプランジャとの間で前記ゴブを
加圧してパリソンを成形する製瓶機の粗型成形装置に関
連し、殊にこの発明は、前記プランジャの駆動源の駆動
を制御してプランジャの動作を制御するためのプランジ
ャ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に製瓶機は、粗型成形装置と仕上型
成形装置とから成る。瓶の成形に際し、ゴブをまず粗型
成形装置の成形型内へ投入し、この成形型内に対してプ
ランジャを出没動作させることにより前記ゴブを加圧し
てパリソンを型成形する。しかる後、前記パリソンを仕
上型成形装置へ移送し、瓶形状の仕上げを行う。前記粗
型成形装置では、プランジャの駆動源として、エアーシ
リンダ機構が用いられており、プランジャはエアーシリ
ンダ機構の往復動作と一体動作して成形型に対して出没
動作する。

【０００３】図４（１）〜（７）には、粗型成形装置に
よるパリソンＡの成形過程と、時間経過に対するプラン
ジャ１の往復動作位置（以下、「動作特性」という）と
を対応させて示してある。この粗型成形装置は、プラン
ジャ１と、プランジャ１の駆動源であるエアーシリンダ
２とを含み、パリンソＡの口部を成形するための口型３
と、パリソンＡの胴部を成形するための粗型４と、パリ
ソンＡの底部を成形するためのバッフル５とで成形型が
構成される。

【０００４】図４（１）は、プランジャ１の待機状態を
示し、プランジャ１の先端部がエアシリンダ２のヘッド
部よりわずかに突き出ている。この待機状態のとき、エ
アシリンダ２のヘッド部上に前記口型３がセットされ
る。なお、プランジャ１が待機している位置を原点とす
る。前記エアシリンダ２の内部には、ばね６とスペーサ
７とが組み込まれており、この待機状態では、エアシリ
ンダ２の第１室２ａへ空気を導入することにより、ばね
６のばね力に抗してピストン８を下方へ押し下げてい
る。

【０００５】図４（２）は、ゴブ投入時の状態を示して
おり、前記口型３上には粗型４がセットされている。エ
アシリンダ２の第１室２ａより空気を抜くと、前記ばね
６の復元力でピストン８はスペーサ７がストッパ９に当
たる位置まで上昇し、プランジャ１の先端部は口型３お
よび粗型４の内部へわずかに進入する。なお、このとき
のプランジャ１の位置をローディングポジションＬＰと
いう。

【０００６】ゴブ投入後には、図４（３）に示すよう
に、粗型４上にバッフル５がセットされる。このときプ
ランジャ１はローディングポジションＬＰで静止してい
る。

【０００７】図４（４）は、ゴブａの加圧状態を示す。
前記エアシリンダ２の第２室２ｂへ空気を導入すると、
ピストン８が上昇し、プランジャ１は粗型４内へ深く進
入してゆく。これによりゴブａの一部が口型３内へ導か
れ、パリソンＡが形づくられる。

【０００８】図４（５）は、パリソンＡを加圧成形して
いる状態を示す。このとき前記ピストン８は上死点に達
しており、プランジャ１による加圧状態を所定時間継続
させると共に、この間、プランジャ１内へ冷却空気を送
ってパリソンＡを冷却する。

【０００９】パリソンＡを成形し終えると、図４（６）
に示すように、ピストン８を降下させ、プランジャ１を
粗型４および口型３内より引き抜く。

【００１０】図４（７）は、前記ピストン８が原点に戻
った状態を示す。このときバッフル５は除かれ、次いで
粗型２が開放されており、パリソンＡは反転移送装置１
０により口型３とともに仕上型成形装置（図示せず）へ
移送される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記した粗型成形装置
では、プランジャ１の駆動源としてエアーシリンダ機構
が用いられているため、プランジャ１の往復動作が安定
せず、前記した動作特性が毎回一定しない。このためパ
リソンＡの品質を均一化できないばかりでなく、成形不
良を発生させるという問題がある。この成形不良の発生
要因を究明するには、プランジャ１の往復動作を分析す
る必要があるが、時間経過に対するプランジャ１の位置
を検出できないため、成形不良の要因を究明するのが困
難である。

【００１２】またゴブは、温度変化により粘度が変化
し、これがため粗型成形装置へのゴブの供給重量も毎回
変化するが、従来の粗型成形装置では、駆動源としてエ
アーシリンダ機構が用いてあるため、このゴブの重量変
化に対応してプランジャ１の動作特性を補正できず、ゴ
ブの重量変化に起因する成形不良の発生を防止できな
い。

【００１３】さらに従来の粗型成形装置では、エアシリ
ンダ２に組み込まれたばね６とスペーサ７とでプランジ
ャ１のローディングポジションＬＰを設定しているた
め、成形品が変わる都度、これらメカ機構の変換や調整
に手数を要し、作業者の作業負担が大きなものとなる。

【００１４】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、プランジャの駆動源としてエアーシリンダ機構
に代えてサーボモータを用いることにより、プランジャ
の動作を安定させ、成形不良の発生を防止しかつ作業者
の作業負担を軽減させた製瓶機の粗型成形装置を提供す
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、ゴブが投入
される成形型内に対し、プランジャを往復動作させて出
没動作させることにより、成形型とプランジャとの間で
前記ゴブを加圧してパリソンを成形する製瓶機の粗型成
形装置において、前記プランジャの駆動源であるサーボ
モータと、前記プランジャの位置を検出する位置検出器
と、前記サーボモータと前記プランジャとの間に介装さ
れ前記サーボモータの正逆回転をプランジャの往復運動
に変換する動力変換機構と、前記位置検出器より位置検
出信号を入力して前記サーボモータを介してプランジャ
の動作を制御する制御装置とを備えたものである。

【００１６】請求項２の発明にかかる製瓶機の粗型成形
装置では、前記制御装置は、前記位置検出器より入力し
た位置検出信号によりプランジャの加圧終端位置を求め
る位置計測手段と、前記位置計測手段で求められたプラ
ンジャの加圧終端位置に基づきプランジャの時間経過に
対する目標位置を設定する設定手段と、前記設定手段に
より設定された目標位置に基づいて前記サーボモータを
介してプランジャの動作を制御する制御手段とを備えて
いる。

【００１７】

【作用】サーボモータの正逆回転は動力変換機構により
往復運動に変換され、これによりプランジャは往復動し
て成形型内に対して出没動作する。このときプランジャ
の往復動作位置が位置検出器で検出され、制御装置は位
置検出器より入力した位置検出信号に基づきサーボモー
タの駆動制御を介してプランジャの動作を制御する。

【００１８】請求項２の粗型成形装置では、プランジャ
の加圧終端位置は計測手段により監視されており、ゴブ
の重量変化によりプランジャの加圧終端位置が変化した
とき、設定手段は計測手段で求められた加圧終端位置に
基づきプランジャの時間経過に対する目標位置を新たに
設定する。そして制御手段は前記設定手段により設定さ
れた目標位置に基づきサーボモータの駆動制御を介して
プランジャの動作を制御し、ゴブの重量変化に対応させ
る。

【００１９】

【実施例】図１は、この発明の粗型成形装置を構成する
プランジャ駆動装置の具体例を示す。図示例のプランジ
ャ駆動装置は、２個のプランジャ１，１を昇降自由に支
持する一体化された一対のシリンダ２２，２２と、各プ
ランジャ１を個別に往復昇降動作させる駆動機構２１，
２１とを有する。

【００２０】各駆動機構２１は、この実施例では交流サ
ーボモータ２３を駆動源としており、交流サーボモータ
２３の正逆回転を往復運動に変換する動力変換機構２４
を有する。この動力変換機構２４にプランジャ１が連繋
されており、前記交流サーボモータ２３を駆動したと
き、前記動力変換機構２４を介してプランジャ１が昇降
動作する。前記交流サーボモータ２３にはインクリメン
タル型のロータリエンコーダより成る位置検出器４５が
一体に組み込まれており、前記検出器４５からは位置検
出信号としてパルス信号が出力される。なお図中、４は
粗型、３は口型、５はバッフルであって、粗型４および
口型３の型内に対して前記プランジャ１が出没動作す
る。

【００２１】前記動力変換機構２４は、歯車機構２８と
ボールネジ機構２９とから成る。前記歯車機構２８は、
交流サーボモータ２３の出力軸３２に装着された第１の
ギヤ３０と、この第１のギヤ３０に噛み合う第２のギヤ
３１とを含む。第２のギヤ３１にはボールネジ機構２９
のボールネジ３３が軸止され、このボールネジ３３は軸
受３５により回転自由に支持されている。

【００２２】前記ボールネジ３３は、冷却空気をプラン
ジャ１へ送り込むことが可能なよう内部が中空となって
いる。このボールネジ３３のねじ部にはナット３４が噛
み合っており、このナット３４はボールネジ３４の正逆
回転により昇降動作する。ナット３４には中空ロッド３
７の下端が一体連結され、中空ロッド３７はナット３４
と一体に往復昇降動作する。前記ボールネジ３３は、中
空ロッド３７の内孔に同軸状に挿入配備されており、ボ
ールネジ３３の内孔と中空ロッド３７の内孔とは連通し
ている。

【００２３】前記中空ロッド３７の上端にはピストン３
６を介して前記プランジャ１が連結されており、前記ピ
ストン３６がシリンダ２２の内部を往復摺動するとき、
シリンダ２２のヘッド部より突き出た前記プランジャ１
の先端部が前記口型３および粗型４の型内に対して出没
動作する。

【００２４】図２は、上記プランジャ駆動装置の動作を
制御するための電気制御系を示す。同図の制御装置４０
は、ＭＰＵ，専用ＬＳＩより成る演算制御部４１を含
み、さらにタイマ４２やメモリ４３などを含んでいる。
この制御装置４０には、製瓶機全体の動作タイミングを
規定するアップタイミング信号ＰＬ１およびダウンタイ
ミング信号ＰＬ２が入力され、前記制御装置４０は、こ
れらアップタイミング信号ＰＬ１およびダウンタイミン
グ信号ＰＬ２と位置検出器４５から入力した位置検出信
号とに基づきモータドライバー４４へ各種指令信号を出
力する。前記モータドライバー４４は、これら指令信号
を受けて前記交流サーボモータ２３へ励磁電流を流し、
交流サーボモータ２３の駆動を制御する。

【００２５】前記制御装置４０の演算制御部４１は、位
置検出器４５より位置検出信号としてのパルス信号を取
り込み、交流サーボモータ２３の正逆回転方向および回
転角度（回転数）を検出して、プランジャ１の往復動作
位置を求める。なお位置検出器４５は、インクリメンタ
ル型のロータリエンコーダに代えて、絶対回転角度の検
出が可能なアブソリュート型のロータリエンコーダを用
いてもよい。

【００２６】前記メモリ４３は、プログラムを記憶する
プログラムメモリと、各種データの読み書きに供される
データメモリとを含む。このデータメモリには、後記す
るプランジャ１の動作特性に関わる各種データ、すなわ
ち動作特性曲線を規定する目標位置データやプランジャ
１の加圧終端位置（詳細は後述する）などのデータが格
納される。演算制御部４１はプログラムに従ってデータ
メモリに対するデータの読み書きを行いながら所定の演
算・制御を実行する。なおタイマ４２は、プランジャ１
の動作特性における原点からの時間経過を計測し、また
オペレータターミナル４６は、通信回線４７を介して制
御装置４０に対するデータの設定や動作の点検などを行
う。

【００２７】図３は、プランジャ１の動作特性の一例と
前記アップタイミング信号ＰＬ１およびダウンタイミン
グ信号ＰＬ２との関係を示す。以下、同図により上記粗
型成形装置の動作を詳細に説明する。なお、同図におい
て、アップタイミング信号ＰＬ１はプランジャ１の上昇
タイミングを規定する信号であり、ダウンタイミング信
号ＰＬ２はプランジャ１の降下タイミングを規定する信
号である。

【００２８】また図中、Ｌはプランジャ１の動作特性曲
線であり、時間経過に対するプランジャ１の往復動作位
置を示す。この動作特性曲線Ｌにおいて、Ｓ１で示す第
１の領域は位置および速度制御の対象領域であり、また
Ｓ２で示す第２の領域は推力制御の対象領域である。第
１の領域Ｓ１に含まれる動作特性曲線Ｌは、プランジャ
１の実際の往復動作位置を示すと同時に、プランジャ１
の目標動作位置を示す。成形に先立ち、成形型に応じて
複数個の位置Ｐ１〜Ｐ６を初期設定し、各設定位置Ｐ１
〜Ｐ６を通る理想曲線を演算により当てはめることによ
り前記目標動作位置、すなわち第１の領域Ｓ１に含まれ
る動作特性曲線Ｌを決定するが、２回目の成形以降は、
後記するプランジャ１の加圧終端位置を用いて動作特性
曲線Ｌを補正する。

【００２９】上記の設定位置Ｐ１〜Ｐ６のうち、設定位
置Ｐ１はローディングポジョンＬＰを、設定位置Ｐ２は
プランジャ１を減速させる変速点を、設定位置Ｐ３は位
置および速度制御から推力制御に切り替える加圧成形開
始点を、設定位置Ｐ４は初期目標点を、設定位置Ｐ５は
推力制御から位置および速度制御に切り替えるプランジ
ャ１の引抜開始点を、設定位置Ｐ６は位置および速度制
御から推力制御に切り替えるプランジャ１の降下停止点
を、それぞれ示す。また図中、ＰＰはプレスポジション
であって、一定の推力制御下でプランジャ１による加圧
状態が保持される位置である。

【００３０】いまダウンタイミング信号ＰＬ２がＯＮか
らＯＦＦに立ち下がったとき、制御装置４０はサーボド
ライバー４４を介して交流サーボモータ２３を正転さ
せ、原点位置にあるプランジャ１を動作特性曲線Ｌに沿
って平均速度Ｖ１で上昇動作させる。この動作特性曲線
Ｌに沿う制御は位置検出器４５からの位置検出信号とタ
イマ４２からの計時出力とに基づいて行われる。制御装
置４０は、プランジャ１が設定位置Ｐ１に達したことを
位置検出器４５からの位置検出信号により検出したと
き、サーボドライバー４４へ停止指令信号を与え、交流
サーボモータ２３の駆動を停止させてプランジャ１の上
昇を停止させる。プランジャ１はこの停止状態をしばら
く維持し、この間に口型３および粗型４がセットされる
ことになる。

【００３１】アップタイミング信号ＰＬ１がＯＦＦから
ＯＮに立ち上がったとき、粗型４内にゴブが投入される
と共に、制御装置４０はサーボドライバー４４を介して
交流サーボモータ２３を再度正転させ、ローディングポ
ジションＬＰにあるプランジャ１を動作特性曲線Ｌに沿
って平均速度Ｖ２で上昇動作させる。このプランジャ１
の上昇開始時に粗型４上にバッフル５がセットされ、プ
ランジャ１の粗型４内への進入によりゴブの一部が口型
３内へ導かれてパリソンが形づくられてゆく。

【００３２】プランジャ１が設定位置Ｐ２に達したと
き、制御装置４０はサーボドライバー４４を介して交流
サーボモータ２３の回転速度を下げ、プランジャ１を平
均速度Ｖ２からＶ３（Ｖ３＜Ｖ２）へ切り替える。ここ
での減速により後記する速度Ｖ４を極力小さくし得、プ
ランジャ１の慢性の影響を減殺できる。プランジャ１の
速度は次第に小さくなり、設定位置Ｐ３に達したとき、
制御装置４０は位置および速度制御から推力制御に切り
替え、それ以後、サーボドライバー４４は交流サーボモ
ータ２３へ流す電流を制限することによりプランジャ１
に上向きの一定の推力を付与し、その推力による加圧力
をパリソンに作用させる。

【００３３】この推力制御下で、プランジャ１は一定速
度Ｖ４でわずかに上昇した後、加圧終端位置であるプレ
スポジションＰＰで停止してパリソンを加圧し続ける。
このプレスポジションＰＰは位置検出器４５から入力し
た位置検出信号から求められ、演算制御部４１はその計
測結果をメモリ４３に格納する。

【００３４】アップタイミング信号ＰＬ１がＯＮからＯ
ＦＦに立ち下がったとき、制御装置４０はプランジャ１
に下向きの一定の推力を付与し、プランジャ１を一定速
度Ｖ５で下降させる。プランジャ１が設定位置Ｐ５に達
したとき、制御装置４０は、推力制御から位置および速
度制御に切り替え、サーボドライバー４４を介して交流
サーボモータ２３を逆転させ、プランジャ１を平均速度
Ｖ６で降下させる。プランジャ１が設定位置Ｐ６に達し
たとき、制御装置４０は位置および速度制御から推力制
御に再度切り替え、それ以後、サーボドライバー４４に
より交流サーボモータ２３へ流す電流を制限することに
より、プランジャ１に下向きの一定の推力を付与して原
点に復帰させる。

【００３５】ところで前記プレスポジションＰＰは、ゴ
ブ重量の変動に応じて毎回変化するもので、この変動量
は微小であって、しかも１０分〜３０分という比較的ゆ
るやかな周期をもって変動する。そこでこの実施例で
は、次回の動作に先立ち、演算制御部４１は、前記メモ
リ４３に格納されたプレスポジションＰＰを用いて前記
設定位置Ｐ１〜Ｐ６のうち、設定位置Ｐ２〜Ｐ５を新た
に設定しなおし、第１の領域Ｓ１に含まれる動作特性曲
線Ｌを新たに算出する。この場合、前記設定位置Ｐ２〜
Ｐ５はプレスポジションＰＰより所定の正負のオフセッ
ト値をそれぞれ加算することにより求められるもので、
これら設定位置データや動作特性曲線Ｌを規定する目標
位置データはメモリ４３に格納される。かくしてダウン
タイミング信号ＰＬ２がＯＮからＯＦＦに立ち下がった
とき、新たに設定された動作特性曲線Ｌに沿ってプラン
ジャ１の上昇動作が制御される。

【００３６】

【発明の効果】この発明は上記の如く、プランジャの駆
動源としてエアーシリンダ機構に代えてサーボモータを
用いるようにしたから、プランジャの動作を安定させる
ことができ、動作特性は毎回一定となる。このためパリ
ソンの品質を均一化でき、成形不良の発生を防止でき
る。また成形品が変わっても、エアーシリンダ機構を用
いた従来例のように、メカ機構の変換や調整が不要であ
り、作業者の作業負担が軽減される。

【００３７】請求項２の発明では、プランジャの加圧終
端位置を計測手段により監視し、ゴブの重量変化により
プランジャの加圧終端位置が変化したとき、設定手段は
計測手段で求められた加圧終端位置に基づきプランジャ
の時間経過に対する目標位置を新たに設定するから、ゴ
ブの重量変化に対応してプランジャの動作特性を補正で
き、ゴブの重量変化に起因する成形不良の発生を防止で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】粗型成形装置を構成するプランジャ駆動機構の
概略構成を示す正面図である。

【図２】プランジャ駆動機構の電気制御系を示すブロッ
ク図である。

【図３】プランジャの動作特性とタイミング信号との関
係を示す説明図である。

【図４】粗型成形装置によるパリソンの成形過程と、時
間経過に対するプランジャの往復動作位置とを対応させ
て示した説明図である。

【符号の説明】

１プランジャ３口型４粗型５バッフル２３交流サーボモータ２４動力変換機構４０制御装置４１演算制御部４５位置検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴブが投入される成形型内に対し、プラ
ンジャを往復動させて出没動作させることにより、成形
型とプランジャとの間で前記ゴブを加圧してパリソンを
成形する製瓶機の粗型装置において、前記プランジャの駆動源であるサーボモータと、前記プランジャの位置を検出する位置検出器と、前記サーボモータと前記プランジャとの間に介装され前
記サーボモータの正逆回転をプランジャの往復運動に変
換する動力変換機構と、前記位置検出器より位置検出信号を入力して前記サーボ
モータを介してプランジャの動作を制御する制御装置と
を備えて成る製瓶機の粗型成形装置。
【請求項２】前記制御装置は、前記位置検出器より入
力した位置検出信号によりプランジャの加圧終端位置を
求める計測手段と、前記計測手段で求められたプランジャの加圧終端位置に
基づきプランジャの時間経過に対する目標位置を設定す
る設定手段と、前記設定手段により設定された目標位置に基づいて前記
サーボモータを介してプランジャの動作を制御する制御
手段とを備えている請求項１に記載された製瓶機の粗型
成形装置。