JP6221850B2 - 押出プレスの製品頭出し装置 - Google Patents

Description

本発明は押出プレス装置に係り、押出開始直後に押出される押出製品の頭出しの自動化を行うことに関する。

一般に、金属材料、例えばアルミニウム又はその合金材料等によるビレットを押出プレ
ス装置により押出す場合、油圧シリンダで駆動されるメインラムの先端部に押出ステムが取り付けられており、ダイスにコンテナを押し付けた状態で、ビレットを押出ステムなどでコンテナ内に収納する。そして、メインラムを更に油圧シリンダの駆動により前進させることにより、ビレットが押出ステムにて押圧される。そこで、ダイスの出口部から、成形された製品が押出される。

この従来の押出プレスでは、押出プレスの押し始めは、押出材がプラテン内で詰まらないように、押出材先端を専用工具を使って人が把持し、プラテン出口まで案内して取り出していた。

また、特許文献１によると、以下の発明が開示されている。
押出プレスのプラテンに設けられている長手方向（前後方向）の穴の中にガイドチューブが設けられている。プラテンの穴の内面に取り付けられている２本のリニアガイドレールにスライド自在に支持されている。
ダイスから押し出された押出材は、ガイドチューブの中を前進し、その先端部がガイドチューブの前端から顔を出すと、光電センサーによって検知され、その信号は、コントローラに伝達され、ガイドチューブが所定の速度で押出製品の移動方向に前進する。
ガイドチューブが、出端に到達すると、押出材の押し出しを一時停止する一方、ガイドチューブを初期位置に後退させると、プラテン出口に押出材の先端のみが残される。
その後、押出材の先端は、所定の長さに切断され、リフターによって持ち上げられ、プラーでチャックされ押出が開始される。

特願平１０−１４６８７６号公報

上記のように、従来は、押出開始直後の頭出し作業を人力で行っていたため、押出プレスの完全自動化を図る上でネックになっていた。また、押出プレスの容量が大きくなると、押出材の断面が大きくなってくるため、人力による頭出し作業にも限界がある。また、かなりの重労働になる。

また、特許文献１の発明では、従来型の押出プレスでは以下のような課題があった。
ダイスで成形された押出製品がガイドチューブの中を通過する時には、激しく曲がったり、擦れあったりするために押出製品をプラーでうまくチャックすることは容易ではない。また、製品が複数本出しのような場合では、曲がったり、擦れあったりする状況が、さらに激しくなり、プラーで押出製品をチャックすることは非常に難しくなり、人力を必要とする状況も発生し、生産性を低下させることにつながる。
特に複数本出の製品を頭出しする際には、上記のような課題があった。

エンドプラテン後方にプラー装置が侵入できるように配置させた、押出開始時に使われる押出プレスの製品頭出し装置で、エンドプラテン後方で押出製品をガイドして、プラー装置に押出製品を引き渡す製品頭出し装置において、
ダイス背面に押出される押出製品をガイドして、複数本出しの押出製品を互いに干渉しないように上下左右に配列させるフローガイドを有する製品ガイドヘッド装置と、製品ガイドヘッド装置をプラー装置が侵入した時は上昇させ、押出開始時には下降させる機能を有したアームから構成されるようにした。

アームの先端には製品ガイド機能を有する製品ガイドヘッド装置を装備し、製品ガイドヘッド装置は製品本数によって対応可能とした。

フローガイドは、チェーンと駆動レバーを組合せることにより、フローガイドを開いたり、閉じたりするようにした。

製品ガイドヘッド装置と押出製品とは同調して移動するようにした。

製品ガイドヘッド装置はガイド機構によってダイスの背面から待機位置まで移動可能にした。

製品ガイドヘッド装置に製品検知センサーと監視カメラと監視ライトを備え、押出される押出製品を監視しながら、フローガイドで正常に押出製品をガイドできない時に、自動運転中に手動介入ができるようにした。

１）複数本出し用の製品ガイドを設けたので、複数本出し製品の頭出し作業の自動運転が出来る。
２）プラテン内からの製品ガイドは外に出せるため、プラテン後方からのダイスのチェックの妨げにならない。
３）複数本出しダイス用に製品ガイドのヘッドを容易に交換できる。
４）プラテン出口に製品ガイドと組合せてプラーへ受け渡すので確実に自動運転ができる。
５）手動介入運転で自動運転継続が向上する。

本発明の押出プレスの全体概形図である。 本発明の製品頭出し装置の正面図である。 ａ）製品頭出し装置が押出プレスの中心へ移動した図である。 ｂ）製品頭出し装置が待機位置へ移動した図である。 本発明の製品頭出し装置の全体概観図である。 ａ）押出開始時に製品ガイドヘッドがエンドプラテン内に挿入された図で ある。 ｂ）製品頭出し完了時に製品ガイドヘッドが後退した図である。 ｃ）プラーへ押出製品を受け渡した時の図である。 本発明の製品頭出し装置の製品ガイドヘッド装置の詳細図である。 本発明の頭出し中のフローガイド装置の図である 本発明のフローガイドを展開して押出製品を横一列に並べた時の図である。 本発明のフローガイドの図である。 （ａ）１本出、３本で、その他の複数本出の場合の図である。 （ｂ）２本出の場合の図である。 （ｃ）４本出の場合の図である。 （ｄ）６本出の場合の図である。 本発明のプラテン出口のローラガイド装置の詳細図である。 本発明のローラガイド装置の詳細図である。 本発明のキャニスターガイド装置の詳細図である。 本発明の自動運転の動作フローを示す。

本発明に係る押出プレスの製品頭出し装置の実施形態を、図面を参照しながら以下詳細に説明する。

最初に、本発明の押出プレスの概要について図１を用いて説明する。
図１に示すように、本発明に用いる押出プレスはエンドプラテン１とメインシリンダ２を対向して配置し、両者を複数のタイロッド３によって連結している。エンドプラテン１の内側面には押出穴が形成されたダイス４を挟んでコンテナ５が配置され、コンテナ５内にビレット６を装填し、これをダイス４に向けて押出加圧することでダイス穴に応じた断面の押出製品が押出成形される。

押出作用力を発生させるメインシリンダ２は、メインラム９を内蔵し、これをコンテナ５に向けて加圧移動可能としている。このメインラム９の前端部にはコンテナ５のビレット装填穴と同芯配置されるように押出ステム７がその先端に図示しないダミーブロックを密接させて、コンテナ５に向けて突出状態でメインクロスヘッド７を介して取付けられている。したがって、メインシリンダ２を駆動してメインクロスヘッド７を前進させると、押出ステム７がコンテナ５のビレット装填穴に挿入され、装填されたビレット６の後端面を加圧して押出製品を押出すのである。

なお、前記メインシリンダ２には押出軸心と平行に複数のサイドシリンダ１０が取付けられており、そのシリンダロッド１１がメインクロスヘッド８に連結されている。これによって押出工程の準備工程として押出ステム７をコンテナ５近接させた位置に初期移動させ、押出加圧動作はメインシリンダ２及びサイドシリンダ１０の両者を用いて行なわせる構成となっている。

図２（ａ）に本発明の製品頭出し装置３０のうち製品ガイドヘッド２０が押出プレス中心位置へ移動したものと、図２（ｂ）に製品ガイドヘッド２０が待機位置に移動したものとを示す。
製品ガイドヘッド２０が押出プレス中心に移動したときの形態と製品ガイドヘッド２０が待機位置に移動したものとの形態は、油圧シリンダ３５を作動させてそれぞれの形態にしたものである。
製品ガイドヘッド２０が押出プレス中心位置へ移動した時は、製品ガイドヘッド２０がエンドプラテン１の穴の中に位置している場合である。他方、製品ガイドヘッド２０が待機位置に移動した時はプラー装置７０が侵入してくる時で、プラー装置７０のスペースを確保している状態である。

図３に本発明の製品頭出し装置３０の全体概観図を示す。
（ａ）押出開始時に製品ガイドヘッド２０がエンドプラテン１内に挿入された図である。
（ｂ）製品頭出し完了時に製品ガイドヘッド２０が後退した図である。
（ｃ）プラー装置７０が侵入するために製品ガイドヘッド２０が待機位置に移動した時の 図である。
図３（ａ）に押出開始時に製品ガイドヘッド２０がエンドプラテン１内に挿入された状態を示す。押出開始後、押出製品２３と同調して製品ガイドヘッド２０が後退する。頭出し装置メインフレーム３１における製品ガイドヘッド２０の後退は、リニアガイド３６を用いてモータ３３によりチェーン３２を駆動して行う。最終的に、頭出し装置メインフレーム３１の後退限に到達して停止する。（図３（ｂ））
その後、プラー装置７０が侵入して来るので干渉しないように、油圧シリンダ３５により製品ガイドヘッド２０は、図３（ｃ）の位置に上昇する。製品ガイドヘッド２０が上昇するのは、後退しながらの方が望ましい。

図４に本発明の製品頭出し装置３０の製品ガイドヘッド装置２０の概観を示す。
製品ガイドヘッド２０は片側のみ開口したチューブ２６と交換ヘッド装置２９とフロ−ガイド駆動モータ２８と駆動ロッド２７から構成される。また、交換ヘッド装置２９は駆動レバー２２、チェーン２１、フローガイド装置４０、製品検知センサ２４、監視カメラ２５、フローガイドから構成される。
フローガイド４１またはフローガイド４２Ａ、４２Ｂは駆動レバー２２の端面から開放口までの部分までの長さがある。
押出製品２３は図面に向かってフローガイドの右端の方から侵入する。押出製品２３の侵入時、フローガイドの開口部には製品検出センサ２４が装備され、押出製品２３の侵入を検知する。押出製品２３を検知すると製品ガイドヘッド２０は反ダイス４方向に同調させる。
製品ガイドヘッド２０の移動速度Ｖは押出ステム７の速度をｖ、ビレット６の断面積Ｓ１、押出製品２３の全断面積をＳ２とすると、Ｖ＝ｖｘＳ１/Ｓ２にて計算させて、フローガイドの速度とモータ３３の回転数を制御して製品速度と同調させる。

押出製品２３がフローガイドの中を進んで行くと交換ヘッドのつなぎ目の近傍に監視カメラ２５が装備されており、その監視カメラ２５により押出製品２３の先端を監視可能となっている。もし、ダイス４の詰まり等で予定の本数の押出製品２３が出てこなかったら、手動にして製品ガイドヘッド２０を待機位置に移動させて、人力で製品の頭出しを行うことになる。そのために、この監視カメラ２５で押出製品２３を監視できるようになっている。
製品ガイドヘッド装置２０がエンドプラテン１の外に出たら、フローガイド駆動モータ２８によりフローガイド駆動ロッド２７を駆動してフローガイド部分を両側に開いて押出製品２３が横一列に並ぶようにする。

図５は本発明の頭出し中のフローガイド装置５０の図である。
図５に示したものは、４本出のフローガイド装置５０である。２個のフロ−ガイドｂ４２にそれぞれ、さん４３を取付けて、４個の空間にしている。それぞれの分割された空間の中にはダイス４の形が見える。このダイスより、図示するような形の押出製品４４が排出される。２個のフロ−ガイド４２Ａ、４２Ｂは面で接触させるのではなく、線で接触させるようにした。
フローガイドｂ４２の周囲にはチェーン３２が巻かれており、このチェーン３２は駆動レバー２２により保持されている。駆動レバー２２はフローガイド駆動モーター２８によりフローガイド駆動ロッド２７を駆動し、歯車を介して駆動レバー２２を開閉することにより、それと同時にフローガイド４２Ａ、４２Ｂの開閉を行うようになっている。
ここで、チェーン３２はバネ鋼のように変形できる弾性体であれば、チェーンに限るものではない。

図６に本発明のフローガイド装置４０を開いて押出製品を横一列に並べた時の図を示す。
フローガイド駆動モータ２８によりフローガイド駆動ロッド２７を駆動し、フローガイド駆動ロッド２７に装着された歯車を回転させる。フローガイド駆動ロッド２７に装着された歯車は歯車Ｂ４６である。歯車Ｂ４６を右か左に回転させると歯車Ｄ４８は歯車Ｂと同じ回転方向、歯車Ａ４５は歯車Ｂ４６と逆方向に回転する。
すなわち、歯車Ａ４５と歯車Ｄ４８のそれぞれを駆動レバー２２の回転中心とを連結させると、フローガイド駆動モータ２８を駆動させると駆動レバー２２は開いたり、閉じたりという動作を行うことになる。
押出製品４４はダイス４の位置からフローガイドに案内されて横一列のフローガイドの空間に入っていくことになる。即ち４本の押出製品４４が横一列に並ぶことになる。
展開する目的は、押出製品４４を横一列に並べることにより押出中に押出製品同志の干渉による損傷を防ぎ、プラー装置７０で掴み易くするためである。

図７は本発明のフローガイドの図である。
（ａ）１本出、３本出、その他の複数本出の場合の図である。
（ｂ）２本出の場合の図である。
（ｃ）４本出の場合の図である。
（ｄ）６本出の場合の図である。
図７は図６の頭出し中のフローガイドで、フローガイドの形態がわかるように、チェーン２１とフローガイドのみを取出して示したものである。
半円のフローガイド４２Ａ、４２Ｂのうち図（ｃ）、図（ｄ）では半円の中に仕切りがある。これはさん（仕切り）と言う。４本出、６本出の場合、このさんによってフローガイドの中が区切られる。また、このさんは自由に取外しが出来る様にした。
２本出、４本出、６本出の場合には、フローガイドの周りにチェーン２１が装備されているが、１本出、３本出、複数本出の場合には、チェーン２１が装備されることなく、チューブのままである。これは、１本出、３本出、複数本出の場合にはフローガイドを開かないからである。

図８は本発明のエンドプラテン１出口のローラガイド装置５０の設置図である。
図８（ａ）にエンドプラテン１出口のローラガイド装置５０の正面図を、図８（ｂ）にエンドプラテン１出口のローラガイド装置５０の側面図を示す。
正面図と側面図でわかるように、キャニスターガイド装置６０はエンドプラテン１の上部とエンドプラテン１の下部にそれぞれ２個ずつ装着されており、それぞれのキャニスターガイド用シリンダ６４とガイドロッド６６により、左右に移動することができる。
また、側面図からわかるように、上側ローラガイド装置５０のローラガイド用シリンダ５５のロッド先端金具にキャニスターガイド用シリンダ６４とガイドロッド６６が装着しているのでキャニスターガイド装置６０は上下にも移動することができる。

図９は本発明のローラガイド装置５０の詳細図である。
エンドプラテンの反ダイス側の上下左右にローラガイド装置５０が装備されている。上側のものが上側ローラガイド装置５１、下側のものが下側ローラガイド装置５２、左右のものがそれぞれ左側サイドローラ装置５４、右側サイドローラ装置５３と呼ぶ
これらは、エンドプラテンの中から排出された押出製品６３を真ん中の方へ集める目的で装備されている。

図１０は本発明のキャニスターガイド装置６０の詳細図である。
キャニスターガイド装置６０はエンドプラテン１出口のローラガイド装置５０の上下部分に装備されている。図８でも説明したように、キャニスターガイド装置６０は上下左右に移動することができる。下部のものを下側キャニスターガイド６１、上部のものを上側キャニスターガイド６２と呼ぶ。
また、図１０に示すように、上下では形状が異なる。下側キャニスターガイド６１は押出製品６３の進行方向をガイドするように溝がつけてある。
一方、上側キャニスターガイド６２は押出製品６３を上部からとプレス中心側をガイドする形状になっている。
上下のキャニスターガイドによって、押出製品６３は一列に揃えられることによって、プラー装置７０のチャックにより容易に押出製品６３をチャックできるようになる。
製品ガイドヘッド装置２０が開いて、押出製品６３を横一列にした後、製品ガイドヘッド２０は待機位置に退避する。その後、押出しを継続すると、前記、横一列となった押出製品６３がキャニスターガイド装置６０によってプラー装置７０で容易にチャックできるような配列にする。
そこで製品ガイドヘッド装置２０のアーム３４が上昇し、製品ガイドヘッド２０が上昇した後、プラー装置７０が侵入し押出製品６３をチャックすることになる。
尚、エンドプラテン１の出口ガイドの各動作部には押出製品６３を検知するセンサを備え、動作するストロークを自動的に制御することを可能としている。

図１１に本発明の自動運転の動作フローを示す。

本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。
１）複数本出し用の製品ガイドを設けたので、複数本出し製品の頭出し作業の自動運転が出来る。
２）プラテン内からの製品ガイドは外に出せるため、プラテン後方からのダイスのチェックの妨げにならない。
３）複数本出しダイス用に製品ガイドのヘッドを容易に交換できる。
４）プラテン出口に製品ガイドと組合せてプラーへ受け渡すので確実に自動運転ができる。
５）手動介入運転で自動運転継続が向上する。

１ エンドプラテン
２ メインシリンダ
３ タイロッド
４ ダイス
５ コンテナ
６ ビレット
７ 押出ステム
８ メインクロスヘッド
９ メインラム
１０ サイドシリンダ
１１ サイドシリンダロッド
２０ 製品ガイドヘッド装置
２１ チェーン
２２ 駆動レバー
２３ 押出製品
２４ 製品検知センサ
２５ 監視カメラ
２６ チューブ
２７ フローガイド駆動ロッド
２８ フローガイド駆動モータ
２９ 交換ヘッド装置
３０ 製品頭出し装置
３１ 頭出し装置メインフレーム
３２ チェーン
３３ 駆動モータ
３４ アーム
３５ 油圧シリンダ
４０ フローガイド装置
４１ フローガイド
４２Ａ、４２Ｂ フローガイド
４３ さん
４４ 押出製品
４５ 歯車Ａ
４６ 歯車Ｂ
４７ 歯車Ｃ
４８ 歯車Ｄ
５０ ローラガイド装置
５１ 上側ローラガイド装置
５２ 下側ローラガイド装置
５３ 右側サイドローラガイド装置
５４ 左側サイドローラガイド装置
５５ ローラガイド用シリンダ
５６ ガイドロッド
５７ ブッシュ
６０ キャニスターガイド装置
６１ 下側キャニスターガイド
６２ 上側キャニスターガイド
６３ 押出製品
６４ キャニスターガイド用シリンダ
６５ ブッシュ
６６ ガイドロッド
７０ プラー装置
７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ 製品検知センサ
７２Ａ、７２Ｂ，７２Ｃ、７２Ｄ、７２Ｅ、７２Ｆ、７３Ｇ、７２Ｈ 製品検知センサ

Claims (6)

1. エンドプラテン後方にプラー装置が侵入できるように配置させた、押出開始時に使われる押出プレスの製品頭出し装置で、エンドプラテン後方で押出製品をガイドして、プラー装置に押出製品を引き渡す製品頭出し装置において、
   ダイス背面に押出される押出製品をガイドして、複数本出しの押出製品を互いに干渉しないように上下左右に配列させるフローガイドを有する製品ガイドヘッド装置と、製品ガイドヘッド装置をプラー装置が侵入した時は上昇させ、押出開始時には下降させる機能を有したアームから構成されることを特徴とする製品頭出し装置。
2. アームの先端には製品ガイド機能を有する製品ガイドヘッド装置を装備し、製品ガイドヘッド装置は製品本数によって対応可能としたことを特徴とする請求項１に記載の製品頭出し装置。
3. フローガイドは、チェーンと駆動レバーを組合せることにより、フローガイドを開いたり、閉じたりすることを特徴とする請求項１に記載の製品頭出し装置。
4. 製品ガイドヘッド装置と押出製品とは同調して移動することを特徴とする請求項１に記載の製品頭出し装置。
5. 製品ガイドヘッド装置はガイド機構によってダイスの背面から待機位置まで移動可能なことを特徴とする請求項１に記載の製品頭出し装置。
6. 製品ガイドヘッド装置に製品検知センサーと監視カメラと監視ライトを備え、押出される押出製品を監視しながら、フローガイドで正常に押出製品をガイドできない時に、自動運転中に手動介入ができるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の製品頭出し装置。

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