JP2013000762A - 押出プレス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数台の可変容量型の油圧ポンプが並列に接続されて押出プレスの油圧シリンダに作動油を供給し、予め設定した作動速度に基づき油圧ポンプの必要吐出量を求めて前記油圧ポンプを選択的に駆動制御する押出プレスにおいて、前記選択的に駆動制御される油圧ポンプの選択順序が、所定の成形サイクル数を完了したときに順送りするプログラムで制御される。
【選択図】図2
Description
作動速度(速度の設定値)が能力速度の0〜25%の範囲、即ち必要油量が全ポンプの最大吐出量の0〜25%の範囲では、No.1の油圧ポンプ1台を駆動(オンロード)し、更に吐出量制御器によりその吐出量を0〜100%の範囲で制御し、No.1油圧ポンプのみから必要油量を供給してステムを作動させる。このとき、No.2〜4の油圧ポンプは停止(アンロード)して無負荷回転状態とする。そして、停止(アンロード)している油圧ポンプにおいては、油圧回路のアンロードだけでなく、油圧ポンプを駆動する電動機自身を停止させることで省エネルギーを図っている。
また、前記作動速度(速度の設定値)が能力速度の75〜100%の範囲、即ち必要油量が全油圧ポンプの最大吐出量の75〜100%の範囲では、吐出量を最大としたNo.1〜3の油圧ポンプと、不足分を補うように吐出量を0〜100%の範囲で制御されるNo.4油圧ポンプとにより必要油量を供給する。(特許文献1参照)
図8に示すように、無負荷前進及び後退は100%の最大速度で、アプセットは80%で、No.1〜4の全ての油圧ポンプが駆動(オンロード)され均一に稼動できる。
設定で、No.1油圧ポンプが駆動(オンロード)され、No.1油圧ポンプでは最大吐出量の40%となるように流量制御される。
押出工程において残余となるNo.2〜4の油圧ポンプは停止(アンロード)の状態である。
このため、油圧回路を構成する油圧機器や油圧ポンプを駆動する電動機、制御機器など動作回数が特定の油圧ポンプに偏って作用し動的疲労が不均一となり、前記各構成機器の動的・熱的疲労度合及び余寿命にバラツキが生じるという問題があった。
また、押出プレスに用いる高電圧(例えば、3.3KV又は6.6KV)で高容量(例えば、100KW以上)の油圧ポンプ駆動用の電動機を、油圧ポンプのアンロード状態に応じて連続的に停止する制御方法は、電動機の巻線が発熱(熱的疲労)して焼損するといった問題や、停止した後には連続運転を行って所定のインターバル(時間間隔)で制御する必要があり、実機においての現実的な対応は困難であった。
本発明の請求項3に係る押出プレスは、請求項2に記載の発明において、前記電動機の停止制御は、前回の停止から所定の連続運転時間を経過した場合、又は、検出した前記電動機の巻線温度が所定の設定温度より低いときに行なうことを特徴とする。
本発明の押出プレス装置では、押出工程(ステムでビレットをダイスから押出す工程)において必要吐出量を供給し残余の油圧ポンプがアンロード状態にあるとき、前記残余の油圧ポンプを駆動する電動機が停止制御されるので、無駄な電力を削減することができる。また、電動機の特性を考慮し、前回の停止から所定の連続運転時間を経過した場合、又は、検出した前記電動機の巻線温度が所定の設定温度より低いときに行なう制御としたので、熱的疲労を生じることなく駆動と停止を工程中に行なうことができる。
図に示す10A〜10Dは可変容量型油圧ポンプ、11A〜11Dは油圧ポンプを駆動する電動機である。12A〜12Dは可変容量型油圧ポンプの吐出量制御手段で、流量制御信号によって油圧ポンプの傾転角を制御し吐出量を調整する。そして、いずれの可変容量型油圧ポンプ10A〜10Dは、同一の最大吐出量で設定されている。13は油圧回路を構成する各機器等にパイロット圧力を供給する定吐出容量型の油圧ポンプである。
作動速度(速度の設定値)が能力速度の0〜25%未満の範囲、即ち必要油量が全ポンプの最大吐出量の0〜25%未満の範囲では、予め定めた所定の1台(例えば、11A)の油圧ポンプ1台を駆動(オンロード)し、更に吐出量制御器によりその吐出量を0〜100%の範囲で制御し、前記選定した1台(例えば、11A)の油圧ポンプのみから必要油量を供給してステムを作動させる。このとき、残余(例えば、11B〜11D)3台のポンプは停止(アンロード)して無負荷回転状態とする。
また、前記作動速度(速度の設定値)が能力速度の75%以上〜100%の範囲、即ち必要油量が全油圧ポンプの最大吐出量の75%以上〜100%の範囲では、全油圧ポンプを駆動(オンロード)し、吐出量を最大とした予め定めた3台(例えば、11A〜11C)の油圧ポンプと、不足分を補うように吐出量を0〜100%の範囲で制御される1台(例えば、11D)の油圧ポンプとにより必要油量を供給する。
以上のように、押出プレスの作動速度設定器で設定された設定値に基づいて油圧ポンプを選択的に駆動するとともに、油圧ポンプの吐出量を制御することにより必要油量が供給される構成となっている。
プログラム1では、初めに油圧ポンプ11A、次いで11B(閾値25%)、そして11C(閾値50%)、最後に11D(閾値75%)の順で駆動(オンロード)する。
プログラム2では、初めに油圧ポンプ11B、次いで11C(閾値25%)、そして11D(閾値50%)、最後に11A(閾値75%)の順で駆動(オンロード)する。
プログラム3では、初めに油圧ポンプ11C、次いで11D(閾値25%)、そして11A(閾値50%)、最後に11B(閾値75%)の順で駆動(オンロード)する。
プログラム4では、初めに油圧ポンプ11D、次いで11A(閾値25%)、そして11B(閾値50%)、最後に11C(閾値75%)の順で駆動(オンロード)する。
以上のように、ポンプ選択回路1から4に順送りされ、再び1の回路から順送りを繰り返す制御となっている。
成形サイクル数は成形サイクル毎、即ち製品1本ずつであっても複数本の押出後であってもよく、成形する製品の全数量(押出本数)とダイスの交換寿命等から好適な数値で設定する。
例えば、電源電圧が3.3KVの場合、配線保護器(ヒューズとディスコネクトスイッチ)31A〜31D、真空電磁接触器32A〜32D及び電動機11A〜11Dにより動力回路が構成され、電動機11A〜11Dの起動停止はプログラマブルロジックコントローラ(PLC)33出力に接続された真空電磁接触器32A〜32Dにより制御される。
電磁切替弁14A〜14Dは、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)33出力に接続され、選択制御中の停止、アンロード、電動機起動時(略無負荷状態とし起動負荷を軽減させる)の操作信号にもとづいて動作する。
電動機11A〜11Dの温度検出は、巻き線の温度データに拘ることなく、例えば、電動機のフレームに温度検出センサを取り付け、検出した温度データが用いられる構成であってもよい。電動機フレームにセンサを取り付けた場合の温度データは、巻き線部との温度差を考慮しプログラマブルロジックコントローラ(PLC)33内で演算を行なって用いられる。
タッチパネル34等のデータ入力手段を備え、油圧ポンプ10A〜10Dの選択制御に必要な設定速度、押出工程完了直前までに再起動させるに最適なタイミングを得るビレット長、ディスカードの厚み等の押出条件が入力され、このデータにもとづいて押出プレスは運転操作される。
図4において、レベル1は電動機温度(巻き線またはフレーム)が低く、起動停止が規定時間内でも可能な状態を、レベル2は電動機温度(巻き線またはフレーム)が上昇中で起動停止を行なうと温度上昇勾配がきつくなる状態を、レベル3は電動機温度(巻き線またはフレーム)が高く通常の温度上昇上限を超えてしまい起動停止が不可な状態をいう。
一方で、温度検出センサ35A〜35Dを有する場合には、図5で示すように温度レベルに応じた判断を付加し、電動機の温度レベルが3の範囲にある場合は、選択制御による停止は不可とする。レベル1の範囲にある場合は、連続運転時間が20分未満であっても停止可能とする。また、レベル2の範囲にある場合は、連続運転20分以上で停止が可能となる。
図6において、記号二重丸(◎)は各油圧ポンプの駆動(オンロード)状態を、記号白丸(○)は各油圧ポンプの停止(アンロード)状態を、記号バツ(×)は各油圧ポンプの無回転停止状態を示している。また、成形サイクル本数設定は1本(本数の設定サイクル完了で順送り)として設定し、1サイクルを10分とした。図6に示す順送り番号は、図2に示すポンプ選択回路1〜4のプログラムである。
図6(a)で示すように押出速度の設定が25%未満であり起動(オンロード)する油圧ポンプは1台で、製品を1本押出す毎に起動する油圧ポンプが11A、11Bと順送りされることを示している。図6(b)では押出速度の設定が25%以上50%未満であり起動(オンロード)する油圧ポンプは2台で、製品を1本押出す毎に起動する油圧ポンプの組み合わせが順送りされることを示している。
11A〜11D 電動機
12A〜12D 吐出量制御手段
14A〜14D 電磁式切替弁
15 リリーフ弁
20 メインシリンダ
21 サイドシリンダ
32A〜32D 真空電磁接触器
35A〜35D 温度検出センサ
Claims (3)
- 複数台の可変容量型の油圧ポンプが並列に接続されて押出プレスの油圧シリンダに作動油を供給し、予め設定した作動速度に基づき油圧ポンプの必要吐出量を求めて前記油圧ポンプを選択的に駆動制御する押出プレスにおいて、
前記選択的に駆動制御される油圧ポンプの選択順序が、所定の成形サイクル数を完了したときに順送りするプログラムで制御されることを特徴とする押出プレス。 - 押出工程において前記必要吐出量を供給し残余の油圧ポンプがアンロード状態にあるとき、前記残余の油圧ポンプを駆動する電動機が停止制御されることを特徴とする請求項1に記載の押出プレス。
- 前記電動機の停止制御は、前回の停止から所定の連続運転時間を経過した場合、又は、検出した前記電動機の巻線温度が所定の設定温度より低いときに行なうことを特徴とする請求項2に記載の押出プレス。
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