JP6582585B2 - 押出プレスの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は鉄系金属または非鉄金属のビレットをダイスから押出して形材に成形する方法に関するものである。

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。

従来においては、フィックスダミーブロックが脱落するとビレットが押出できないだけでなく、アルミがダミー取り付け部や押出ステムにめり込んで、復旧も大変なことになり最悪、押出ステム切断等、押出ステムも使用不可となることもある。

従来では、光電センサーを用いてフィックスダミーブロックを検出している。光電センサーは投光器と受光器が１組となり、メインラムの後退限の位置でフィックスダミーブロックを検知する。光電センサーが遮光するとフィックスダミーブロックがついていると判断する。また、光電センサーが入光するとフィックスダミーブロックが脱落していると判断する。
しかし、光電センサーだと、光軸を合わせるのが困難で、振動による影響も受ける。かつ、油を塗るので蒸気が発生し、かつ熱のゆらぎが発生するという問題がある。
また、フィックスダミーブロックのねじの緩んだ場合、厳密な検出が困難である。

特開平１０−５８５１号公報

従来においては、フィックスダミーブロックの脱落を光電センサーで検知しようとしていたが、フィックスダミーブロックの脱落を精度よく判断することが出来なかった。
さらには、フィックスダミーブロックのねじの緩んだ場合では検出できないということがあった。

押出プレスの制御方法において、押出プレスの制御装置に、
メインラムの後退限位置における、
フィックスダミーブロック端面からダイス端面までの距離Ｘ１と、
ビレット長さＸ２とを入力して、
前記フィックスダミーブロックを前進させて前記ビレットに当たるまでの距離Ｘ３を、前記制御装置内にて、Ｘ３＝Ｘ１−Ｘ２の関係式から予め算出させると共に、
前記メインラムの前進動作中に、前記後退限位置からの前進中の前記メインラムの位置までの距離Ｘ４を前記制御装置により監視させて、
前記メインラムを前進させているサイドシリンダの油圧が上昇する時点で、
Ｘ３＜Ｘ４
の条件を満たす位置に前記メインラムが到達しているとき、前記フィックスダミーブロックが脱落したと判定し、前記メインラムの前進を停止させるようにした。

押出プレスの制御方法において、押出プレスの制御装置に、
メインラムの後退限位置における、
フィックスダミーブロック端面からダイス端面までの距離Ｘ１と、
ビレット長さＸ２とを入力して、
前記フィックスダミーブロックを前進させて前記ビレットに当たるまでの距離Ｘ３を、前記制御装置内にて、Ｘ３＝Ｘ１−Ｘ２の関係式から予め算出させると共に、
前記メインラムの前進動作中に、前記後退限位置からの前進中の前記メインラムの位置までの距離Ｘ４を前記制御装置により監視させて、
前記メインラムを前進させているサイドシリンダの油圧が上昇する時点で、
Ｘ３＞Ｘ４
の条件を満たす位置に前記メインラムが到達しているとき、前記フィックスダミーブロックの接合ねじが緩んでいると判定し、前記メインラムの前進を停止させるようにした。

前記制御装置に、誤差吸収幅Ｘ６を入力して、
前記サイドシリンダの油圧が上昇する時点で、
Ｘ３−Ｘ６＞Ｘ４
の条件を満たす位置に前記メインラムが到達しているとき、前記フィックスダミーブロックの接合ねじが緩んでいると判定し、前記メインラムの前進を停止させるようにした。

１）従来の様な光電センサーを使わなくても、精度よくフィックスダミーブロックの脱落が検知できるようになり、安定した生産が行われるようになる。
２）フィックスダミーブロックと押出ステムとの接合ねじが緩んでいることも検知できるようになる。
３）従来の様な光電センサーと併用することにより、より確実にフィックスダミーブロックの脱落が検知できるようになる。

本発明の押出プレスの全体概形図である。 本発明のフィックスダミーブロックが正常に押出ステムに接合した時の模式 図である。 （ａ）メインラムが後退限に位置した状態の模式図である。 （ｂ）ラムが前進してフィックスダミーブロックがビレットに圧着した状態の模式 図である。 本発明のフィックスダミーブロックが脱落した時の模式図である。 （ａ）メインラムが後退限に位置した状態の模式図である。 （ｂ）メインラムが前進して押出ステムがＸ４の距離だけ前進した状態の模式図で ある。 本発明のフィックスダミーブロックの接合ねじが緩んでいる状態の模式図で ある。 （ａ）メインラムが後退限に位置した状態の模式図である。 （ｂ）メインラムが前進してフィックスダミーブロックがビレットに圧着した状態 の模式図である。 （ｂ）本発明のフィックスダミーブロックの接合ねじが緩んでいる状態の模 式図に誤差吸収幅を記入した図である。

本発明に係る押出プレスの実施形態を、鉄系金属または非鉄金属のうちアルミニウムを一例として、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９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８が配置され、コンテナ８内にビレット７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材が押出成形される。

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３を内蔵し、これをコンテナ８に向けて加圧移動可能としている。このメインラム３の前端部にはコンテナ８のビレット装填穴と同芯配置されるように押出ステム６がその先端にフィックスダミーブロック５を密接させて、コンテナ８に向けて突出状態でメインクロスヘッド１２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１２を前進させると、押出ステム６がコンテナ８のビレット装填穴に挿入され、装填されたビレット７の後端面を加圧して押出材を押出すのである。

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１２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６をコンテナ８に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、図３、図４は、ダイス４、コンテナ８、ビレット７、フィックスダミーブロック５、押出ステム６の位置関係を拡大して表現したものである。ダイス４にはコンテナ８がコンテナシリンダ１４により圧接されている。ビレット７はコンテナ８内に装填されている。

図２は本発明のフィックスダミーブロック５が正常に押出ステム６に接合した時の模式図である。
図２（ａ）は、メインラム３が後退限に位置した状態の模式図である。
ビレット７がコンテナ８の中に装填されて、メインラム３が後退限にある時の状態である。メインラム３が後退限にある時、あるいはメインラム３が前進する時には、押出ステム６とフィックスダミーブロック５は一体であるから、同じ状態になっている。
この状態の時
フィックスダミーブロック５端面からダイス４端面までの距離をＸ１、
ビレット７長さをＸ２、
フィックスダミーブロック５がビレット７に当たるまでの距離をＸ３とすると、
Ｘ１＝Ｘ２＋Ｘ３の関係式が成り立つ。
また、フィックスダミーブロック５の長さをＸ８とした。

図２（ｂ）は、メインラム３が前進してフィックスダミーブロック５がビレット７に圧着した状態の模式図である。
図２（ａ）の状態から、メインラム３または押出ステム６が前進を開始して、フィックスダミーブロック５がコンテナ８内でビレット７と正常に圧接した時の状態である。
この状態の時、メインラム３の後退限からの現在のメインラム３の位置までの距離をＸ４とすると、
Ｘ４＝Ｘ３＝Ｘ１−Ｘ２
の関係が成り立つ。

図３は本発明のフィックスダミーブロック５が脱落した時の模式図である。
本発明のフィックスダミーブロック５が脱落する場合は、フィックスダミーブロック５がバイオネットタイプ（フィックスダミーブロック５に花びら状の突起がついていて、その突起を押出ステム６端面の穴に挿入して、ねじった後ピンを差し込んだ状態のタイプ）のものである。また、フィックスダミーブロック５を押出ステム６に装着し忘れた場合のことも本発明の対象になる。
図３（ａ）は、メインラム３が後退限に位置した状態の模式図である。フィックスダミーブロック５が脱落しているので、押出ステム６がむき出しの状態になっている。
また、図３（ａ）はメインラム３が後退限に位置した状態であるので、この図の場合、フィックスダミーブロック５が脱落しているので、メインラム３が移動できる範囲はＸ３とＸ８を加えたものである。フィックスダミーブロック５が正常に押出ステムに接合した時よりもストロークがＸ８だけ長くなる。

図３（ｂ）は、メインラム３が前進して押出ステム６がＸ４の距離だけ前進した状態の模式図である。
メインラム３の後退限で、
フィックスダミーブロック５端面からダイス４端面までの距離をＸ１、
ビレット長さをＸ２、
フィックスダミーブロック５がビレット７に当たるまでの距離をＸ３とすると、
Ｘ３＝Ｘ１−Ｘ２となり、
メインラム３の後退限からの現在のメインラム３の位置までの距離をＸ４とすると、
メインラム３が前進している動作中に
Ｘ３＜Ｘ４
の条件を満たす位置を検出したとき、フィックスダミーブロック５が脱落したと判定するようにした、押出プレスの制御方法。

図４は本発明のフィックスダミーブロック５の接合ねじ１５が緩んだ時の模式図である。
本発明のフィックスダミーブロック５の接合ねじ１５が緩んだ場合は、フィックスダミーブロック５が押出ステム６側に装着されている接合ねじ１５によって押出ステム６に装着されている場合である。
図４（ａ）は、メインラム３が後退限に位置した状態の模式図である。フィックスダミーブロック５の接合ねじがＸ７ほど緩んでいるので、正常な状態と比べて、フィックスダミーブロック５はＸ７ほど前に出ている。
図４（ａ）は、メインラム３が後退限に位置した状態である。この図の場合、フィックスダミーブロック５の接合ねじが緩んでいるので、メインラム３が移動できる範囲はＸ３とＸ７を加えたものである。フィックスダミーブロック５が正常に押出ステム６に接合した時よりもストロークがＸ７だけ短くなる。

メインラム３の後退限で、
フィックスダミーブロック５端面からダイス４端面までの距離をＸ１、
ビレット長さをＸ２、
フィックスダミーブロック５がビレット７に当たるまでの距離をＸ３とすると、
Ｘ３＝Ｘ１−Ｘ２となり、
メインラム３の後退限からの現在のメインラム３の位置までの距離をＸ４とすると、
フィックスダミーブロック５がビレット７に接触する時点で、
Ｘ３＞Ｘ４
の条件を満たすとき、フィックスダミーブロック５と押出ステム６との接合ねじ１５が緩んでいると判定するようにした、押出プレスの制御方法。
なお、この条件を検出する位置は、フィックスダミーブロック５がビレット７に接触する時点でサイドシリンダ１０の油圧の圧力が上昇した時の位置である。

図５（ｂ）は本発明のフィックスダミーブロック５の接合ねじが緩んだ時の模式図に誤差吸収幅を記入した図である
誤差吸収幅とは
１）ビレット７長さの測定誤差
２）ビレット７端面からの測定誤差
３）計測システムに含まれる測定誤差
４）ビレット７の変形による測定誤差
などを含む誤差が最大５ｍｍ程度となるが、この誤差による誤検知が生じないようにするための値である。

図５（ｂ）は、本発明のフィックスダミーブロック５の接合ねじ１５が緩んでいる状態の模式図に誤差吸収幅を記入したものである。
フィックスダミーブロック５の接合ねじ１５の緩みは、接合ねじ１５の長さ７０ｍｍ程度まで考えられるが、接合ねじ１５の緩みは、フィックスダミーブロック５の芯のずれに繋がること、ディスカードの長さが変動することから、誤差吸収幅は出来るだけ小さい値としたいため、最大誤差５ｍｍ程度より少し大きい７〜１０ｍｍ程度とする。
また、誤差吸収幅はフィッスクダミーブロックが緩んで隙間が生じるから早く当たるほうに誤差吸収幅が加算される。
誤差吸収幅は図５（ｂ）のように加算されるので、フィックスダミーブロック５がビレット７に接触する時点では、
Ｘ３−Ｘ６＞Ｘ４
が成立する時に、フィックスダミーブロック５の接合ねじ１５の緩みがあると判定される、押出プレスの制御方法。
なお、バイオネットタイプの場合も誤差吸収幅の加算によるフィックスダミーブロック５の脱落の判定もできる。

１）従来の様な光電センサーを使わなくても、精度良くフィックスダミーブロックの脱落が検知できるようになり、安定した生産が行われるようになる。
２）フィックスダミーブロックが押出ステムとの接合ねじが緩んでいることも検知できるようになる。
３）従来の様な光電センサーと併用することにより、より確実にフィックスダミーブロックの脱落が検知できるようになる。

１ エンドプラテン
２ メインシリンダ
３ メインラム
４ ダイス
５ フィックスダミーブロック
６ 押出ステム
７ ビレット
８ コンテナ
９ タイロッド
１０ サイドシリンダ
１１ サイドシリンダロッド
１２ メインクロスヘッド
１３ コンテナホルダー
１４ コンテナシリンダ
１５ 接合ねじ

Claims (3)

1. 押出プレスの制御方法において、押出プレスの制御装置に、
   メインラムの後退限位置における、
   フィックスダミーブロック端面からダイス端面までの距離Ｘ１と、
   ビレット長さＸ２とを入力して、
   前記フィックスダミーブロックを前進させて前記ビレットに当たるまでの距離Ｘ３を、前記制御装置内にて、Ｘ３＝Ｘ１−Ｘ２の関係式から予め算出させると共に、
   前記メインラムの前進動作中に、前記後退限位置からの前進中の前記メインラムの位置までの距離Ｘ４を前記制御装置により監視させて、
   前記メインラムを前進させているサイドシリンダの油圧が上昇する時点で、
   Ｘ３＜Ｘ４
   の条件を満たす位置に前記メインラムが到達しているとき、前記フィックスダミーブロックが脱落したと判定し、前記メインラムの前進を停止させる
   ことを特徴とする押出プレスの制御方法。
2. 押出プレスの制御方法において、押出プレス装置の制御装置に、
   メインラムの後退限位置における、
   フィックスダミーブロック端面からダイス端面までの距離Ｘ１と、
   ビレット長さＸ２とを入力して、
   前記フィックスダミーブロックを前進させて前記ビレットに当たるまでの距離Ｘ３を、前記制御装置内にて、Ｘ３＝Ｘ１−Ｘ２の関係式から予め算出させると共に、
   前記メインラムの前進動作中に、前記後退限位置からの前進中の前記メインラムの位置までの距離Ｘ４を前記制御装置により監視させて、
   前記メインラムを前進させているサイドシリンダの油圧が上昇する時点で、
   Ｘ３＞Ｘ４
   の条件を満たす位置に前記メインラムが到達しているとき、前記フィックスダミーブロックの接合ねじが緩んでいると判定し、前記メインラムの前進を停止させることを特徴とする押出プレスの制御方法。
3. 前記制御装置に、誤差吸収幅Ｘ６を入力して、
   前記サイドシリンダの油圧が上昇する時点で、
   Ｘ３−Ｘ６＞Ｘ４
   の条件を満たす位置に前記メインラムが到達しているとき、前記フィックスダミーブロックの接合ねじが緩んでいると判定し、前記メインラムの前進を停止させることを特徴とする請求項２に記載の押出プレスの制御方法。

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