JPH03106598A - 粉末材料からプレス品を製造するためのプレス機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 本発明は、プレス柱と、該プレス柱の内部に収納された
工具と、該工具に作用する少くとも１つのプレスダイと
、該プレス柱の伸びに依存してプレスヘッド部分を修正
するための修正装置と、を備えている、．粉末材料特に
セラミック材料からプレス品を所定の寸法に製造するた
めのプレス機に関する． 〈従来の技術〉 プレス品の高さは、粉末プレス又はサイジングプレスに
よって粉末材料特にセラミック材料からプレス品を製造
するための臨界な因子である．種々の要因、例えば充填
量、粉末のかぎ密度、工具及びプレス機の伸び挙動その
他によって、所望の厚みからの偏りが時に発生する。非
常に狭い限度内に公差域を制限することはもちろん試み
られているが、この試みには、特にプレス機の制御に関
連した多くの労苦が付随する。焼結工程の後には、被加
工物は，比較的強じんとなり、弾性度は、非常に制限さ
れたものとなるので、プレス機においての次のサイジン
ズ（大きさ較正）工程において被加工物の高さ及び／又
は厚みを変えることは、限られた程度において可能とな
るにすぎない。被加工物の高さが所望値と著しく相違し
ている場合には、所望の高さを得るためには、特に研削
によって被加工物を加工することが必要となる．プレス
品の高強度のため、ダイアモンド砥石車が必要となるが
，そのためには、余分な加工操作が必要となり，そのた
め工具のコストが対応した高価な要因となる． 所定の寸法のプレス品を製造するに当り、プレス柱の伸
びを勘案することは、以前から知られている（ＤＥ−Ｏ
Ｓ　　２９２４７０４）．この公知のプレス機において
は、測定ロッドが、プレスダイの前方に取付けてあり、
この測定ロッドの両端に配設した目盛に対しては，上部
又は下部のプレスダイに強く連結された測定ヘッドが相
対的に移動されるようになっている．この構成によれば
，２つの測定エレメントの間の相対的な関係は、プレス
加工の間のプレス柱の伸びによって変更されないので、
プレス品の高さを正確に定めることができる。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、プレス機が実際上剛性の挙動を示し、
従って所定の寸法に被加工物を無欠陥に作製することが
保証されるように，所定の寸法にプレス品を製造するた
めの簡単な構成のプレス機を提供することにある． 〈課題を解決するための手段〉 この課題は、本発明によれば，プレス柱と、該プレス柱
の内部に収納された工具と、該工具に作用する少くとも
１つのプレスダイと、該ブレス柱の伸びに依存してプレ
スヘッド部分を修正するための修正装置と、を備えてい
る，粉末材料特にセラミック材料からプレス品を所定の
寸法に製造するためのプレス機であって、該修正装置が
，プレス機の一部分特にプレス柱の一部分の伸びを測定
する測定ユニットと、増倍器とを備えており、該増倍器
は、修正信号を発生するために，該測定ユニットによっ
て見出された該プレス機又はプレス柱の前記一部分の伸
びの該プレス機の全変形に対する比に等しい修正因子を
有する修正信号を、該測定ユニットによって見出された
該プレス機又はプレス柱の前記一部分の伸びに掛算し、
該修正装置は、該修正信号の分だけ該プレス機の行程の
量を変更することを特徴とするプレス機によって解決さ
れる．本発明のその他の好ましい構成は、請求項２以下
に示される． 本発明は，その基本的なコンセプトとして、プレス加工
の間に発生するプレス機の弾性ひずみがプレス品の所望
の高さに対する実際の高さの偏よりの目安となる要因で
あることから出発する．この弾性ひずみの除去又は補償
に成功するならば、等量の充填材料から所定の大きさの
プレス品を簡単な手段によって製造することが可能とな
る．その場合、１回のプレス操作について、プレス柱の
伸びを測定し、他方のプレスエレメントの変形を勘案す
る修正値を用いた計算によって，プレス柱の伸びをプレ
ス機の全変形値に変換すればよい．その場合、プレス機
の行程長は、特に読出しヘッドと測定スケールとから威
る長さ測定系の読出しヘッドの走査によって，前記の全
変形に従って修正される．その場合，正確な行程長さは
，測定スケールによって読取れるのでプレス品は、その
所定の高さまで圧縮される．工具、アダプター、シリン
ダー及びプレス品自身の正の伸び及び負の伸び（すえ込
み変形）を勘案したプレス機の全変形の修正値は、前も
って経験的に定められ、次にプレス操作自身において常
数として用いられる．これが可能となるのは、変形がプ
レス力に比例し、従って全伸びがプレス柱の伸びと修正
値との積に等しいことによる．プレス機の予想される全
変形に対応する近似値を修正値として使用すればよい．
本発明によれば、プレス柱の伸びが行程の測定において
好ましくは使用される．圧力センサーの場合、抵抗ひず
み計装置は，好ましくは、プレスシリンダーのピストン
に配設される．その際に見出された値から全変形を定め
るための修正因子による修正が次に行なわれる．読出し
ヘッドは，全変形に対応して次に調節されるので，プレ
ス機の全変形は，プレス行程の間に補償される．その場
合，長さ測定系即ち測定ロッドと読出しヘッドとを，ブ
レスダイ自身の軸線中に収納し、それを中心位置に配置
し、横げたの偏より又は傾きによる誤りを除去すること
が望ましい。

本発明による修正ユニットは、機械的なものでも、また
油圧式又は電子式のものでもよい。油圧式の修正の場合
には、有効ピストン面の対応する比によって、また機械
的装置の場合には、かじ取りレバーのレバーアームを対
応して選択することによって、修正因子をそれぞれ勘案
する．特に好ましい修正形式は、電子式のものであり，
その場合、プレスカは、圧力センサーによって走査でき
，またプレス柱の伸びは距離センサーによって測定でき
る。圧力センサーの場合、距離値へのデータの変換は，
プレス機の全変更を勘案する因子による修正によって行
なう。このようにして定めた値は、読出しヘッドによる
測定値に加算される。この電子式の修正の利点は，修正
囚子ｋが全く問題なしに変形できることにある。

〈実施例〉 第１図の左側に、粉体の柱又はサイズについて未較正の
焼結されたブランクを示し，ここに｝１　ｍｍｔｅ　ｈ
，ｓは、焼結後の粉体の柱の最大の高さ及び最小の高さ
或いは部分高さを表わしている．第１図の右側は、プレ
ス後の、又は大きさについて較正した後の、即ち目標の
高さ　ｈ　ｓｅｌｌを備えた被加工物を示している． ？２図によるプレスカの曲線は、被加工物のプレス加工
又は大きさの較正の際に、高さｈ．．！と比較した場合
の仕上げサイズの高さｈ６．．からの偏差ｈ２が、被加
工物のプレス加工又は大きさの較正後に定めうろことを
示している。この偏差ｈ２は、プレス機械の弾性ひずみ
による誤差ｈ　１ｓｔと初期の高さｈ，．に対する仕上
げ時の大きさの偏差ｈ，とから成る．高さの差である偏
差ｈ．は、プログラムによる部分高さを減少させること
によって補正できるが、高さの差である偏差ｈ■、は補
正できず、機械加工が必要となる。この機械加工は、プ
レス加工後の被加工物を砥石車を用いて研削する場合に
は、複雑であるばかりか，コスト高ともなる． 第３図に示した無負荷状態及び負荷状態においてのプレ
ス機の比較からわかるように、プレス機の弾性ひずみは
，基本的に，次の３つの成分，即ち、第３図において、
柱の伸びＳ、工具の伸びＷ及びプレス品そのものの伸び
Ｔから成っている。

工具については、工具の上部と下部との間の関係におい
て、伸び及びすえ込みが生ずる．本明細書において、工
具という用語は、より広義に、アダプター，シリンダー
、アダプタープレートその他を含むように用いられてい
る．各回のプレス操作による柱の伸びを見出すことは比
較的容易であるが、工具、アダプター及び工具の場合に
はそれほど容易ではない．しかしプレス機の全ての変形
がプレス圧力に比例し、また相互にも比例することに留
意するならば、プレス機の全変形と，容易に測定可能な
柱の伸びとの間の関係を確立できる。

即ち Ｒ　，，，＝　ｋ　Ｘ　ｆｆ　Ｓ ここに党．．は，プレス機の全伸び，ＱＳは柱の伸び、
ｋは全変形と柱の伸びとの比、即ちＱｇ−／　Ｑ　Ｓか
ら導かれる補正値である．従って、プレス機の修正因子
は、容易に求められ，プレス加工の間に必要となる修正
のための一定値として次に使用できる．工程の長さを読
出すための読出しヘッドの変位においての全伸びの目安
値を見出すために各々のプレス操作中に定められた柱の
伸びの値は、前記の一定値を中心として修正され，それ
によって全変形が補正される．第４図による実施例は，
油圧一機械的修正装置を示し、１はプレス柱、２は、プ
レス柱１の伸びを受けいれるための油圧シリンダーユニ
ットである．油圧シリンダーユニット２はこの目的のた
めに、ロッド３上に支持されており、ロッド３は、プレ
ス機の底板４に連結してあり、プレス操作の間柱１の伸
びに関与しない．ここで、油圧シリンダーユニット２を
ロッド３に固定し、ピストンをプレス柱ｌに固着しても
，その逆にしてもよく，それによって、油圧シリンダー
ユニット２のピストンとシリンダーとの間の相対運動に
よって、プレス柱の伸びを定めることができる。油圧シ
リンダーユニット２の圧力室は、別の油圧シリンダーユ
ニット５に、油圧配管６を介し接続されている。

油圧シリンダーユニット５の有効ピストン面に対する油
圧シリンダーユニット２の有効ピストン面の比は，前記
のように定めたプレス機の修正因子ｋに対応しているの
で、油圧配管６によって互に連結された油圧シリンダー
ユニット２．５は、増倍器を形或している。これは、２
つの有効ピストン面の前述した調節の結果として、油圧
シリンダーユニット２によって受けいられた柱の伸びが
、プレス機の全変形を表わす修正済みの値に自動的に変
換されることを意味する。油圧シリンダーユニット５の
ピストン又はシリンダーは，ロッド７を介して読出しヘ
ッド８に連結されているので、プレス機の全変形を補償
するための読出しヘッド８の自動的な再調節が各々のプ
レス操作の間に行なわれる６読出しヘッド８は，その限
りにおいて．測定スケール９に対して相対的に移動され
るので，実際上剛性のプレス機が実呪される。

第４図からわかるように、逆止弁１ｌ及び膜リザーバ−
１２を備えた分岐配管１０は、油圧配管６から分岐され
ている．膜リザーバーｌ２は、油の漏れによる損失を補
償するために用いられる．測定スケール９及び読出しヘ
ッド８から或る測定ユニットは、プレスシリンダー１５
のピストン１４の中心孔１３中に挿入されるので、プレ
ス機の中心軸線上においてセンター位置決めされる。

そのため、ビームその他の傾倒による不正確は完全に除
かれる．別の結果は，構造上適切な測定ユニットの収納
である． 第５図の実施例は、柱の伸びａＳがプレス柱１に先端で
連結ｌ７されたかじ取りレバー１６によって受け入れら
れる機械的修正装置を示している。

レバー１６の他端は，！Ｉｉ節ロッド装Ｍｌ９に連結１
８され，この調節ロッド装置１９の先端は読出しヘッド
８に対して作用する．読出しヘッド８は，第４図の実施
例の場合と同様に、測定スケール９と共に、プレスダイ
のピストンロッドの中心孔中に収納されている．かじ取
りレバー１６は、第４図の実施例の柱３に対応する柱３
上に支持２０されている．なお，自在軸受２０は、この
支持形態によって修正因子ｋの所望の修正が得られるよ
うに配置されている．これは、自在軸受２０とヒンジ点
１７との間の距離に対する自在軸受２０とヒンジ点１８
との間の距離の比が予め定めたプレス機の修正因子ｋに
対応するようにかじ取りレバー１６のレバーアームを互
に関連付けることによって達せられる．修正因子ｋを変
更すべき場合は、これは、自在軸受２０を対応して移動
させ、それに連結されたレバーアームの有効長さを変更
することによって勘案されよう。

図示しない別の実施例によれば，電子修正装置によって
修正が行なわれる．プレス力は圧力センサーによって定
められる。この目的にとっては，プレス柱に配設した抵
抗ひずみ計装置が好ましくは用いられる．データは、装
置の特性曲線に対応した測定間隔に変換される．これら
の測定間隔には、修正因子ｋが乗算され、計算された測
定間隔は、位置測定系の実際の値に加算されるので、得
られた値は、読出しヘッド８による測定値に加算される
．

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）プレス柱と、該プレス柱の内部に収納された工具と
   、該工具に作用する少くとも１つのプレスダイと、該プ
   レス柱の伸びに依存してプレスヘッド部分を修正するた
   めの修正装置と、を備えている、粉末材料特にセラミッ
   ク材料からプレス品を所定の寸法に製造するためのプレ
   ス機であって、該修正装置が、プレス機の一部分特にプ
   レス柱の一部分の伸びを測定する測定ユニットと、増倍
   器とを備えており、該増倍器は、修正信号を発生するた
   めに、該測定ユニットによって見出された該プレス機又
   はプレス柱の前記一部分の伸びの該プレス機の全変形に
   対する比に等しい修正因子を有する修正信号を、該測定
   ユニットによって見出された該プレス機又はプレス柱の
   前記一部分の伸びに掛算し、該修正装置は、該修正信号
   の分だけ該プレス機の行程の量を変更することを特徴と
   するプレス機。 ２）該修正ユニットが、該修正信号を距離値に変換する
   ための変換器を備えている請求項１に記載のプレス機。 ３）該修正ユニットが、長さ測定用スケールのための読
   出しヘッドを含み、該読出しヘッドは、該修正信号の距
   離値だけ変位しうるようにした請求項１又は２記載のプ
   レス機。 ４）長さ測定用スケール及び変位可能な読出しヘッドを
   該プレスダイの軸線上に、好ましくは該プレスダイを付
   勢するプレスシリンダーユニットのピストンの内部に配
   設した請求項３記載のプレス機。 ５）該プレス柱の伸びが、少くとも１つの油圧シリンダ
   ーユニットによって油圧式に受けいれられ、該油圧シリ
   ンダーユニットのピストンとシリンダーとのどちらか一
   方が該プレス柱に連結され、他方は固定的に支持される
   ようにした請求項１〜４のいずれか一つに記載のプレス
   機。 ６）増倍器が、別の油圧シリンダーユニットによって形
   成され、伸びを測定する油圧シリンダーの有効ピストン
   面積の該増倍器の圧力付勢される有効ピストン面積に対
   する比を前記修正因子に等しくした請求項５に記載のプ
   レス機。 ７）増倍器が該プレス柱に連結された油圧シリンダーユ
   ニットと縦続して、その後方に配され、油漏れの損失を
   補償するための油圧媒体リザーバー、好ましくは膜リザ
   ーバーが前記２つの油圧シリンダーの油圧媒体室同士を
   連結する油圧配管中に配設された請求項５又は６記載の
   プレス機。 ８）前記別の油圧シリンダーユニットの変位可能な部分
   が該読出しヘッドを移動させる請求項５〜７のいずれか
   １項記載のプレス機。 ９）プレス機の底板上又は基部中に支持されたロッド上
   に、プレス柱の伸びを定める前記油圧シリンダーユニッ
   トを配置し、ピストンはプレス柱に連結し、或いはその
   逆の配置とした請求項５〜８のいずれか１項記載のプレ
   ス機。 １０）増倍器として用いられる前記別の油圧シリンダー
   ユニットが前記可動部分をリセットするための帰還ばね
   を備えている請求項５〜９のいずれか１項記載のプレス
   機。 １１）測定用スケールに対して相対的に該読出しヘッド
   を変位させるために調節ロッドに作用するかじ取りレバ
   ーによって該プレス柱の伸びを機械的に受けいれる請求
   項１〜４のいずれか１項記載のプレス機。 １２）かじ取りレバーの一端（１７）が該プレス柱に連
   結され、他端（１８）が調節ロッドに連結され、該かじ
   取りレバーは、プレス機の底板又は基部に支持されたロ
   ッドに、その両端の間において枢着された請求項１１記
   載のプレス機。 １３）前記増倍器がかじ取りレバーの支持点（２０）に
   よって形成され、該プレス柱への該かじ取りレバーの連
   結点と該自在軸受との間の距離に対する該調節ロッドの
   連結点と自在軸受との間の距離の比が前記修正因子に対
   応するようにした請求項１１又は１２記載のプレス機。 １４）圧力センサー好ましくは抵抗ひずみ計装置によっ
   て、又は距離センサーによって、伸びを測定し、この距
   離センサーには、必要ならば距離値に変換されている信
   号に前記修正因子を掛算して得た値を該読出しヘッドに
   よる測定値に加算するための増倍器が後置されている請
   求項１〜４のいずれか１項記載のプレス機。 １５）圧力センサーがプレスシリンダーのピストンのと
   ころに配設されている請求項１４記載のプレス機。