JP2019132282A

JP2019132282A - ラドル給湯装置及びアーム駆動制御システム

Info

Publication number: JP2019132282A
Application number: JP2018012146A
Authority: JP
Inventors: 進藤　浩二; Koji Shindo; 浩二進藤
Original assignee: Ube Machinery Corp Ltd
Current assignee: Ube Machinery Corp Ltd
Priority date: 2018-01-29
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2019-08-08

Abstract

【課題】アーム駆動軸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。そのため、アーム駆動軸方向の装置の幅を小さくしてコンパクト化し、かつ、アーム駆動軸の回転に係るバックラッシュを低く抑えたラドル給湯装置を提供する。【解決手段】ラドル給湯装置１において、第１の減速機３２を直交軸タイプにすることにより、アーム駆動軸３４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。さらに、第２の減速機３３をバックラッシュが７ａｒｃｍｉｎｕｔｅ以下のものを使用し、第１の減速機の出力軸の回転角度を検出し、その回転角度に基づいて、モータ３１の回転角度を制御して、アーム駆動軸を動作させる制御装置を備えた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。【選択図】図２

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。

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。

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。

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。

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。

特許第５５４５７３４号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の一態様であるラドル給湯装置を説明する図である。本発明の詳細部分を説明する図である。従来技術の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図である。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）

Claims

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。
前記第１の減速機は、ベベルギヤを備えた減速機である請求項１記載のラドル給湯装置。
前記第１の減速機は、ウォームギヤを備えた減速機である請求項１記載のラドル給湯装置。
前記第２の減速機は、遊星歯車機構を備えた減速機である請求項１〜３項のいずれか１項に記載のラドル給湯装置。
前記第２の減速機は、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請求項１〜３項のいずれか１項に記載のラドル給湯装置。
前記第２の減速機は、ボール減速機である請求項１〜３項のいずれか１項に記載のラドル給湯装置。
前記第２の減速機は、波動歯車装置である請求項１〜３項のいずれか１項に記載のラドル給湯装置。
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。