JPH03181326A - Pellet formation device - Google Patents

Pellet formation device

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JPH03181326A
JPH03181326A JP1322010A JP32201089A JPH03181326A JP H03181326 A JPH03181326 A JP H03181326A JP 1322010 A JP1322010 A JP 1322010A JP 32201089 A JP32201089 A JP 32201089A JP H03181326 A JPH03181326 A JP H03181326A
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JP
Japan
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density
punch
pellet
pressure
value
Prior art date
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JP1322010A
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Japanese (ja)
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JPH0569578B2 (en
Inventor
Yoshihiro Suzuki
良宏 鈴木
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Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Original Assignee
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
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Publication date
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Publication of JPH0569578B2 publication Critical patent/JPH0569578B2/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

PURPOSE:To produce the green pellets of uniform density by feeding back the compared result between the measured value and the set value of the density of green pellet to a hydraulic unit and adjusting the formation pressure. CONSTITUTION:The control unit 13 for the hydraulic unit 12 which gives a constant upward pressure FU to an upper punch 2 at the bottom dead center of press is constituted of a pellet density measuring unit 14, a density setting unit 15, and the comparator 16 which feeds back the hydraulic pressure control signal based on the compared result between the measured value and the set value to the hydraulic unit 12. The control unit 17 for the motor 9 adjusting a floating die 3 is constituted of the lower load cell 18 for a lower punch 4, an FL/FU measuring unit 19 which measures the ratio between the downward pressure FL detected by the cell 18 just before the upper punch 2 starts pressing with the definite force at the bottom dead center of press and the upper pressing force FU, and FL/FU setting unit 20, and the comparator 21 which feeds back the motor control signal based on the compared result between the measured value and the set value to the motor 9.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この発明は、各種セラミックス粉末、二酸化ウラン粉末
、プルトニウムとウランの混合酸化物粉末等をペレット
状に成型する装置に関するものである。
The present invention relates to an apparatus for molding various ceramic powders, uranium dioxide powder, mixed oxide powder of plutonium and uranium, etc. into pellets.

【従来の技術】[Conventional technology]

グリーンペレットの例で説明すると、均一でばらつきの
ない焼結密度を有する核燃料ペレットを製造するには、
核燃料粉末を成型して得られたグリーンペレットの密度
が均一なものでなければならない。従来の成型装置を第
9図に示して簡1jに説明すると、固定した下バンチ4
にフローティングダイ3の貫通孔11が1% tifi
され、その貫通孔11の上方には、油圧ダンパー5が取
付いている上ラム1に保持された上パンチ2が上記貫通
孔li内に押下げ可能に配設されていて、下パンチ4上
方に当るフローティングダイ3の貫通孔11部分に充填
された粉末を上パンチ2と下パンチ4で押すことでグリ
ーンペレットとする。粉末充填量の調整は、調整用モー
タ9の正又は逆回転でフローティングダイ3を上下して
行うが、その調整用モータ9の制御装置IOは、上ラム
1に接続されている高さ検出器6と、高さ設定器7と、
その高さ検出器6で測定した値を高さ設定器7に設定し
た値と比較して、一定の範囲から外れているときは正逆
作動信号をモータ9にフィードバックするコンパレータ
8とから構成されていた。 この成型装置の動きを第1O図に示したカム線図で概説
すると、I、IIおよび■はそれぞれ上バンチ2の下面
、フローティングダイ3の上面および下パンチ4の上面
の軌跡である。粉末の充填工程■において、成型される
粉末が充填される貫通孔It内側個所の深さは■と■の
差である充填ff1aで示される。第1段目の圧縮工程
■ては静止するフローティングダイ3に対して上バンチ
2が上加圧jibだけ降下して上加圧を加え、第2段目
の圧縮工程■では上バンチ2とフローティングダイ3と
が相対的位置関係を一定に保ったままプレス下死点まで
降下したのち静止する。これは下バンチ4を下加圧量C
だけ押込んだと同じであるから下加圧を加えたことにな
る。押出工程■ではフローティングダイ3の上面が下バ
ンチ4上面と一致するところまで押出Eteだけ降下し
、一方、上バンチ2は上方に逃げる。 上ラム1の將下量だけ圧縮されたグリーンペレット高さ
hは高さ検出器6で検出され、コンパレータ8で設定値
と比較した結果に基づきモータ9は正または逆回転して
フローティングダイ3を上下方向に動かし、充、填fi
aの調整がなされる。その際、ペレット高さhの変化が
油圧ダンパー5の許容範囲Y内であると、上パンチ2に
過剰の加圧力が加わったとき、油圧ダンパー5は斜線部
分で示した油圧ダンパー作動領域のようにその圧力を逃
がし、常に一定の成型圧による成型を可能とする。ただ
し、上記した成型装置ではグリーンペレットの密度変化
に対しては無策であって、作業員がグリーンペレットの
密度測定結果に基づいて手作業で成型圧を調整せざるを
得なかった。
Taking the example of green pellets, in order to produce nuclear fuel pellets with uniform and consistent sintered density,
Green pellets obtained by molding nuclear fuel powder must have a uniform density. A conventional molding device is shown in FIG. 9 and briefly explained. A fixed lower bunch 4
The through hole 11 of the floating die 3 is 1% tifi
Above the through hole 11, an upper punch 2 held by an upper ram 1 to which a hydraulic damper 5 is attached is arranged so as to be able to be pushed down into the through hole li. The powder filled in the through hole 11 of the floating die 3 is pressed by the upper punch 2 and the lower punch 4 to form green pellets. The powder filling amount is adjusted by moving the floating die 3 up and down by rotating the adjustment motor 9 in the forward or reverse direction. 6, a height setting device 7,
The comparator 8 compares the value measured by the height detector 6 with the value set in the height setting device 7 and feeds back a forward/reverse operation signal to the motor 9 if the value is out of a certain range. was. The movement of this molding device is summarized using the cam diagram shown in FIG. 1O. I, II, and ■ are the trajectories of the lower surface of the upper bunch 2, the upper surface of the floating die 3, and the upper surface of the lower punch 4, respectively. In the powder filling step (2), the depth of the inner part of the through hole It filled with the powder to be molded is represented by filling ff1a, which is the difference between (2) and (2). In the first stage compression process (■), the upper bunch 2 descends by the upper pressure jib to apply upper pressure to the stationary floating die 3, and in the second stage compression process (■), the upper bunch 2 and the floating die The die 3 descends to the bottom dead center of the press while maintaining a constant relative positional relationship, and then comes to rest. This is the amount of downward pressure C on the lower bunch 4.
Since it is the same as pushing in only 1, this means applying downward pressure. In the extrusion process (2), the floating die 3 is lowered by an amount of extrusion Ete until the upper surface of the floating die 3 coincides with the upper surface of the lower bunch 4, while the upper bunch 2 escapes upward. The height h of the green pellet compressed by the lowering amount of the upper ram 1 is detected by the height detector 6, and based on the result of comparison with the set value by the comparator 8, the motor 9 rotates forward or backward to move the floating die 3. Move up and down, fill, fill
Adjustment of a is made. At that time, if the change in pellet height h is within the allowable range Y of the hydraulic damper 5, when excessive pressure is applied to the upper punch 2, the hydraulic damper 5 will move as shown in the hydraulic damper operating area shown by the diagonal line. This allows the pressure to be released and molding to be performed at a constant molding pressure. However, the above-mentioned molding apparatus is incapable of dealing with changes in the density of the green pellets, and an operator has no choice but to manually adjust the molding pressure based on the density measurement results of the green pellets.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

一般にダイに充填される粉末は偏流や偏析によりその粒
度分布が変わるため、一定の成型圧でプレスしても、得
られたグリーンペレットの密度は変化する。そこで従来
は上記したように作業員がグリーンペレットの密度測定
結果に基づいて手作業で成型圧を調整していたが、その
作業は仲々面倒であったし、油圧ダンパ一方式では成型
中に成型圧力を容易に変更することができなかったほか
、圧力逃がしに時間遅れが生じて規定値以上の圧力がグ
リーンペレットに加わる場合があった。 更に、従来の成型装置では、例えば嵩密度が下がったた
め或いはグリーンペレットの高さを増すために粉末の充
填Etaを増加させるべくフローティングダイ3を少し
上昇させると、下加圧、lcが大きくなって下バンチ4
による下加圧が増し、グリーンペレット下側の密度が局
所的に高くなるから、この状態で焼結すると下側の収縮
中が低く円錐台状の歪んだペレットとなるという欠点が
生じた。 本発明の目的は、粉末の充填量を変化させた場合でも成
型したグリーンペレットの上部と下部の密度バランスが
得られ、同峙にグリーンペレットの高さをほぼ一定にな
し得るし、また密度の均一性も確保できる成型装置を提
13!−することにある。
Generally, the particle size distribution of powder filled into a die changes due to drifting and segregation, so even if pressed at a constant molding pressure, the density of the obtained green pellets will change. In the past, workers manually adjusted the molding pressure based on the density measurement results of the green pellets as described above, but this work was rather troublesome, and with the hydraulic damper type, the molding pressure was reduced during molding. In addition to not being able to easily change the pressure, there were times when there was a time delay in releasing the pressure, resulting in pressure exceeding the specified value being applied to the green pellets. Furthermore, in conventional molding equipment, when the floating die 3 is slightly raised to increase powder filling Eta due to a decrease in bulk density or to increase the height of green pellets, the lower pressure, lc, increases. lower bunch 4
Since the lower pressure increases and the density of the lower side of the green pellet locally increases, sintering in this state has the disadvantage that the lower shrinkage is low and the pellet becomes distorted in the shape of a truncated cone. The purpose of the present invention is to obtain a density balance between the upper and lower parts of a molded green pellet even when the amount of powder packed is changed, to make the height of the green pellet almost constant, and to maintain a constant density. Propose a molding device that can ensure uniformity13! - It's about doing.

【課題を角rl決するための手段】[Means for resolving issues]

本発明の成型装置は、調整用モータによって上ド可能と
したフローティングダイの貫通孔下方には固定された下
パンチを摺動自在に嵌押し、該貫通孔上方には上ラムに
保持された上パンチを押込み可能として、上パンチと下
パンチで該貫通孔内に充填した粉末を圧縮可能としたプ
レスを備えたペレット成型装置であるという点ては従来
と変わりはないが、プレス下死点で上パンチに一足の上
用圧力F、を!j−えるための油圧ユニットを設けてい
る。その油圧ユニットの制御装置は、ペレットの密度測
定器と、密度設定器と、その測定値と設定値の比較結果
に基づき油圧制御信号を上記油圧ユニットにフィードバ
ックするコンパレータとで構成する。また、上記フロー
ティングダイ調整用モータの制御装置は、下パンチの下
方に設置したロードセルと、そのロードセルによってプ
レス下死点で上パンチが一定加圧を開始する直前に検出
した下加圧力F1.並びに上記上用圧力FUとの比を測
定するFL/FU測定器と、FL/FU設定値と、その
測定値と設定値との比較結果に基づきモータ制御信号を
上記調整用モータにフィードバックするコンパレータと
で構成するようにしたものである。 上記した密度設定器およびF L / F u設定器に
人力する上限■と下限りの値は、 H=A+α  L−A −Ji とする。但し、Aは目標値、■はペレット密度又はF 
t / F uの平均値の不偏分散である。測定値が上
限Hと下限りの範囲内にあるときはフィードバックさせ
ない方がよい。また、フローティングダイ調整用モータ
の制御装置は、下加圧量の上限を常時監視して、上限に
達した場合には成型装置を11動停止させるよ、うにす
るとよい。
In the molding device of the present invention, a lower punch fixed to the lower part of the through hole of the floating die, which can be raised by an adjustment motor, is slidably fitted, and a lower punch held by the upper ram is provided above the through hole. The pellet molding device is the same as the conventional one in that it is equipped with a press that allows the punch to be pushed in and compresses the powder filled in the through hole with the upper punch and lower punch, but Apply a foot of upper pressure F to the upper punch! A hydraulic unit is provided for The control device for the hydraulic unit includes a pellet density measuring device, a density setting device, and a comparator that feeds back a hydraulic control signal to the hydraulic unit based on the comparison result between the measured value and the set value. The control device for the floating die adjustment motor includes a load cell installed below the lower punch, and a lower pressing force F1 detected by the load cell just before the upper punch starts applying constant pressure at the bottom dead center of the press. Also, an FL/FU measuring device that measures the ratio to the upper pressure FU, an FL/FU set value, and a comparator that feeds back a motor control signal to the adjustment motor based on the comparison result between the measured value and the set value. It is made up of the following. The upper limit ■ and lower limit values manually input to the density setter and FL/Fu setter described above are H=A+α L−A −Ji. However, A is the target value, ■ is the pellet density or F
It is the unbiased variance of the mean value of t/F u. When the measured value is within the range between the upper limit H and the lower limit, it is better not to provide feedback. It is also preferable that the control device for the floating die adjustment motor constantly monitors the upper limit of the amount of downward pressurization, and stops the molding device 11 times when the upper limit is reached.

【作 用】[For use]

例えば粉末の性状が成型中に変化して嵩密度が低い(高
い)まま成型したためペレット高さhが代い(高い)と
、下加圧力F、は通常の値より下がり(上がる)、上用
圧力FUは一定でアルカラ、F t / F u rf
il、を下がる(上がる)。 このようにF L / F u値はペレットの上部と下
部の密度およびベレツト高さと相関関係があるから、F
 t / F u値に関する測定値と設定値との比較結
果をフローティングダイ昇降用モータにフィードバック
してフローティングダイを昇降させると、ペレットの上
部と下部の密度の均一化と同111にペレット高さも均
一化する。また油圧ユニット発生圧力制御装置はペレッ
ト密度に応して成型圧力を変えるからペレット密度を均
一化する。
For example, if the properties of the powder change during molding and the pellet height h changes (higher) due to molding with a lower (higher) bulk density, the lower pressing force F will decrease (increase) from the normal value and the upper Pressure FU is constant and Alcala, F t / F u rf
il, go down (go up). In this way, since the F L / F u value is correlated with the density of the upper and lower parts of the pellet and the pellet height, F
When the comparison result between the measured value and the set value regarding the t/Fu value is fed back to the floating die lifting motor and the floating die is raised and lowered, the density of the upper and lower parts of the pellet is made uniform and the pellet height is also made uniform. become Furthermore, the hydraulic unit generating pressure control device changes the molding pressure according to the pellet density, thereby making the pellet density uniform.

【実施例】【Example】

第1図に示した本発明の実施例において、第9図と同し
各部には同じ符号を付している。使用される非同時三段
圧縮式のウィズドロウ・メカニカルプレスは、調整用モ
ータ9によって上下可能としたフローティングダイ3の
貫通孔11下方に、固定された下バンチ4が摺動自在に
嵌押され、また上ラム1に保持された上パンチ2を上記
貫通孔11内に押下げ可能として、上バンチ2と下バン
チ4で該貫通孔ll内に充填した粉末を圧縮可能として
いるたけてなく、油圧ユニット12を設けて、プレス下
死点で上記上パンチ2に一定の上用圧力FUを与えるこ
とができるようになっている。 このプレスの動きを第2図に、カム線図を第3図に示し
、第9図と比較すると、粉末の充填工程■、第1段目の
圧縮工程■、第2段目の圧縮工程■および押出工程■で
は変わりはないが、第二段口の圧縮工程■に続いて、フ
ローティングダイ3が静止するプレス下死点で、上パン
チ2は加圧ユニット12で発生した一定圧力(P。 kg / cal )に押されて一定加圧jldだけ降
下し、一定加圧時間を押し続ける第三段口の圧縮工程■
がある。一定加圧量dを保証する上パンチ2の作動範囲
は4〜6IIIm程度、一定加圧時間tは0.5〜5秒
程度である。図中、Xは後述する加圧ユニット圧力制御
装置13により通常4〜6秒程度の成型サイクル中に2
〜6Ton/c4程度の範囲で適宜変更可能である一定
加圧作動範囲、斜線部分は一定加圧作動領域である。 上記した油圧ユニット■の圧力制御装置I3は、第1図
に示したように、成型されたペレットの密度を測定する
密度測定器14と、ペレットの密度設定器15と、上記
密度測定器14の出力と密度設定器15に設定した値と
を所定のサンプリングポイント毎に比較して、その結果
に応じて上記油圧ユニット12に加圧制御信号をフィー
ドバックするコンパレータ16とから構成されている。 密度設定器15に人力されるペレット密度の初期値は、
ペレット密度の平均値の不偏分散をV(この不偏分散は
、平均値の経時的変化がないと見做される短時間での測
定結果によるものである。)、目標値をAとするとき、
下式から求められる上限Hおよび下限りとする。 H=A+J覆−L−A−l;i ペレットの密度と成型圧力の関係を示した第5図の例で
は50パンチング毎に1回のサンプリングポイントとし
ている。第6図に示した加圧制御のフローチャートで説
明すると、ステップ!01でサンプリングポイントか否
かがI’ll別され、サンプリングポイントに当るとき
は、密度、1111定器14て測定されたグリーンペレ
ットの密度の1個又は複数個の平均値がステップ+02
で算出し、その結果をコンパレータ16に送って密度設
定器15に人力したペレット密度の初期値範囲(H,L
)とステップ+03および!04で比較し、範囲外にあ
る場合はステップ105および108で成型圧力を1ス
テツプ増加又は減少させる制御信号を抽圧ユニット12
にフィードバックすることで加圧ユニット12の発生圧
力P。kg / c−を調整する。第5図の例では2回
目のサンプリングポイントで設定値H以上となったため
に成型圧力を初期値から1ステツプ減少させている。ま
た第5図の例では3回目、4回目等のサンプリングポイ
ントでは設定範囲(HSL)内にある。 このような場合には本質的に制御不要範囲としてフィー
ドバックを行わない方が制御系の安定度の向上を図る点
で良い。尚、第5図には、下加圧力/上加圧力と下加圧
量の関係も併せて示しているが、この場合は5パンチン
グ毎に1回のサンプリングポイントとしている。 密度設定器15に人力されるペレット密度の設定値は、
上記した上限Hと下限りの二つに限られるものではない
。要すればH,H,・・・LlLl・・・と更に細分化
して多段のフィードバック制御を行ってもよい。例示す
ると、3つのグループに分けた場合の設定値(H,L)
(H+L+ )(H2、L2 )は、 A+Jv A±2にi   A+3Jvそのステップm
 (+)、(2)、(3)は、0.8162.09a3
.21%/V である。第7図は細分化した場合のフローチャートであ
って、ステップ107〜110が増えている。 再び第1図に戻って、つぎに、フローティングダイ調整
用モータ9の制御装置17について説明する。この制御
装置17は、F 1. / F u 1lII定器19
と、F L / F u設定器20と、上記F t /
 F u測定器の出力とF L/ F u設定器に設定
した値とを定められたサンプリングポイント毎に比較し
、その結果に応して調整用モータ9にモータ制御信号を
フィードバックするコンパレータ21とから構成されて
いる。ここで下側圧力F、とは、下パンチ4の下方に設
置したロードセル18の出力を示した第4図でいうと、
プレス下死点に至って第二段目の圧縮工程■が終り、上
バンチ2が一定加圧を開始する第三段目の圧縮工程■の
直前にサンプリングした出力を指す。また上棚圧力FU
とは、上記上パンチ2にかかる一定加圧すなわち油圧ユ
ニット11での発生圧力P□kg/cl#と、上パンチ
2の頭部面積5ocj(定数)の積P。XSo(kg)
と定義する。 F L/ F u設定器20に人力する上限Hおよび下
限りは、前記した式において、VはF L/ FUの平
均値の不偏分散とし、目標値Aは焼結後のペレットの直
径の上下差が零に近くて上棚圧力Fuと下加圧力FLの
バランスがとれているF 1. / F u値とする。 PoxSoおよびFl、/F 11の計算は装置内のマ
イコンによって計算される。第8図に示した下加圧量制
御のフローチャートで説明すると、F +、 / F 
u aPl定器19 テflF+定された1個又は複数
個の平均値がステップ202で算出され、その結果をコ
ンパレータ21に送って、F L/ F u設定器20
に人力した初期値範囲(H,L)とステップ203およ
び204で比較し、範囲外にある場合は、ステップ20
5および20Bで下加圧量を1ステツプ増加又は減少さ
せる制御信号をモータ9にフィードバックすることで、
フローティングダイ3を昇降して充填量換言すれば下加
圧量を調整する。本例ではステップ207で常に下加圧
量Cの上限を監視していて、もし下加圧量Cが上限に達
した場合は成型装置に供給される粉末がなくなったこと
を意味すると判断して、成型装置を自動停止させ、終了
としている。 上述した成型圧力と下加圧力(充填量)のフィードバッ
クは、亙いに干渉することなく、独立に作動すると共に
、動作ポイントが最適値からずれてきた場合は協調して
これを元に戻そうと働く。 以上は全て中−のダイセットであったが、複数のダイセ
ットを持つ成型機の場合には、個々のダイセットについ
て密度上下バランスのフィードバック制御を独立して設
ければよい。これによりダイセット間の充填量のばらつ
きを押さえられる。 ■発明の効果】 本発明は、F t / F uの計測値と設定値との比
較結果をフローティングダイ昇降用モータにフィードバ
ックしてフローティングダイを昇降させ充填量を増加減
少するようにしたから、成型中に粉末の性状が変化した
場合でもグリーンペレットの上部と下部の密度の偏差を
抑えること、換言すれば焼結ペレットの直径歪を減少す
ることに貢献するだけでなく、ペレットの高さを所定の
値に近づけることが同時にできる点で甚だ優れている。 また本発明は、グリーンペレット密度の計測値と設定値
との比較結果を油圧ユニットにフィードバックして成型
圧力を調節するようにしたから、均一な密度を持つグリ
ーンペレットが得られることになる。これらの効果が両
々相俟って製品の歩留まりを向上させることができる。 4、図面のffl′l 111−な説明第1図は本発明
になるペレット成型装置の説明図、第2図はその成型工
程を順番に示した説明図、第3図はそのカム線図、第4
図はロードセルの出力を示した図、第5図は成型工程中
のグリーンペレットの密度と成型圧力の関係および下加
圧力/上加圧力と下加圧量の関係を併せ示した図、第6
図はペレット密度制御のフローチャート、第7図は第6
図の制御を多段に行う場合のフローチャート、第8図は
ペレットの上部と下部の密度均一化のためのフローチャ
ート、第9図は従来のペレット成型装置の説明図、第1
0図はそのカム線図である。 1・・・上ラム、2・・・上パンチ、3・・・フローテ
ィングダイ、4・・・下パンチ、9・・・調整用モータ
、11・・・貫通孔、12・・・油圧ユニット、13・
・・油圧ユニットの制御装置、14・・・密度測定器、
15・・・密度設定器、1B・・・コンパレータ、17
・・・フローティングダイ調整用モータの制御装置、1
8・・・ロードセル、19・・・下側圧力Ft/上加圧
力FU測定器、20・・・F t / F u設定器、
21・・・コンパレータ。 第 U 図 ”薯 図 ■ ■ ■ ■ ■ 笛 図 第 図 一時間 第 図 第 図 第 7 図 笛 図
In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the same parts as in FIG. 9 are given the same reference numerals. In the non-simultaneous three-stage compression type with-draw mechanical press used, a fixed lower bunch 4 is slidably fitted and pressed below a through hole 11 of a floating die 3 that can be moved up and down by an adjustment motor 9. Further, the upper punch 2 held by the upper ram 1 can be pushed down into the through hole 11, so that the powder filled in the through hole 11 can be compressed by the upper punch 2 and the lower punch 4. A unit 12 is provided so that a constant upward pressure FU can be applied to the upper punch 2 at the bottom dead center of the press. The movement of this press is shown in Figure 2, the cam diagram is shown in Figure 3, and when compared with Figure 9, the powder filling process ■, the first compression process ■, and the second compression process ■ There is no change in the extrusion process (2), but following the compression process (2) at the second stage opening, at the bottom dead center of the press where the floating die 3 is stationary, the upper punch 2 is pressed against a constant pressure (P) generated by the pressure unit 12. kg/cal), the pressure drops by a constant pressure jld, and the compression process at the third stage is continued for a constant pressurization time■
There is. The operating range of the upper punch 2 that guarantees a constant pressurization amount d is about 4 to 6III m, and the constant pressurization time t is about 0.5 to 5 seconds. In the figure,
The constant pressure operation range can be changed as appropriate within the range of about 6 Ton/c4, and the shaded area is the constant pressure operation range. As shown in FIG. 1, the pressure control device I3 of the above-mentioned hydraulic unit It is comprised of a comparator 16 that compares the output with the value set in the density setter 15 at every predetermined sampling point and feeds back a pressurization control signal to the hydraulic unit 12 according to the result. The initial value of the pellet density manually entered into the density setting device 15 is:
When the unbiased variance of the average value of pellet density is V (this unbiased variance is based on the measurement results in a short time when it is assumed that there is no change in the average value over time), and the target value is A,
The upper limit H and lower limit are determined from the following formula. In the example of FIG. 5, which shows the relationship between pellet density and molding pressure, one sampling point is taken every 50 punches. To explain using the flowchart of pressurization control shown in FIG. 6, Step! It is determined whether or not it is a sampling point in step 01, and if it is a sampling point, the average value of one or more of the densities of the green pellets measured by the density 1111 measuring device 14 is determined by step +02.
and send the result to the comparator 16 to input the pellet density initial value range (H, L
) and step +03 and! 04, and if it is out of the range, the extraction pressure unit 12 sends a control signal to increase or decrease the molding pressure by one step in steps 105 and 108.
The generated pressure P of the pressurizing unit 12 is fed back to the pressurizing unit 12. Adjust kg/c-. In the example shown in FIG. 5, since the molding pressure exceeds the set value H at the second sampling point, the molding pressure is decreased by one step from the initial value. Further, in the example shown in FIG. 5, the third and fourth sampling points are within the set range (HSL). In such a case, it is better not to perform feedback as it is essentially a control-unnecessary range in order to improve the stability of the control system. Note that FIG. 5 also shows the relationship between the lower pressurizing force/upper pressurizing force and the lower pressurizing amount, but in this case, one sampling point is taken every five punches. The pellet density setting value manually entered into the density setting device 15 is as follows:
It is not limited to the above upper limit H and lower limit. If necessary, it may be further subdivided into H, H, . . . LlLl . . . to perform multi-stage feedback control. To give an example, the setting values (H, L) when divided into three groups
(H+L+) (H2, L2) is A+Jv A±2 to i A+3Jv its step m
(+), (2), (3) are 0.8162.09a3
.. 21%/V. FIG. 7 is a flowchart in the case of subdivision, and steps 107 to 110 are increased. Returning again to FIG. 1, the control device 17 for the floating die adjustment motor 9 will now be described. This control device 17 has F1. / F u 1l II regulator 19
, F L / F u setting device 20, and the above F t /
A comparator 21 that compares the output of the F u measuring device and the value set in the F L/F u setting device at each predetermined sampling point, and feeds back a motor control signal to the adjustment motor 9 according to the result. It consists of Here, the lower pressure F is referred to in FIG. 4, which shows the output of the load cell 18 installed below the lower punch 4.
It refers to the output sampled just before the third stage compression process (2) when the press reaches the bottom dead center and the second stage compression process (2) ends and the upper bunch 2 starts applying constant pressure. Also, upper shelf pressure FU
is the product P of the constant pressurization applied to the upper punch 2, that is, the pressure generated by the hydraulic unit 11, P□kg/cl#, and the head area 5ocj (constant) of the upper punch 2. XSo(kg)
It is defined as The upper limit H and lower limit manually input to the F L/Fu setting device 20 are determined by the above formula, where V is the unbiased variance of the average value of F L/FU, and the target value A is the upper and lower limits of the diameter of the pellet after sintering. F where the difference is close to zero and the upper shelf pressure Fu and lower pressing force FL are well balanced 1. / F u value. PoxSo and Fl, /F 11 are calculated by a microcomputer within the device. To explain with the flowchart of lower pressurization amount control shown in Fig. 8, F +, / F
u aPl setter 19 The average value of one or more of the set flF+ is calculated in step 202, and the result is sent to the comparator 21, and the F L/F u setter 20
The initial value range (H, L) manually entered is compared in steps 203 and 204, and if it is outside the range, step 20
By feeding back to the motor 9 a control signal that increases or decreases the amount of lower pressurization by one step at 5 and 20B,
The floating die 3 is raised and lowered to adjust the filling amount, in other words, the lower pressurization amount. In this example, the upper limit of the lower pressure amount C is constantly monitored in step 207, and if the lower pressure amount C reaches the upper limit, it is determined that it means that there is no more powder to be supplied to the molding device. , the molding device is automatically stopped and the process is finished. The above-mentioned feedback of molding pressure and lower pressure (filling amount) operates independently without excessive interference, and if the operating point deviates from the optimum value, they work together to return it to its original value. Work with. All of the above are medium-sized die sets, but in the case of a molding machine having a plurality of die sets, feedback control of the density upper and lower balance may be independently provided for each die set. This suppresses variations in filling amount between die sets. ■Effects of the Invention The present invention feeds back the comparison result between the measured value of Ft/Fu and the set value to the floating die lifting motor to raise and lower the floating die to increase or decrease the filling amount. Even if the properties of the powder change during molding, it not only helps to suppress the density deviation between the upper and lower parts of the green pellet, in other words, it contributes to reducing the diameter distortion of the sintered pellet, but also contributes to reducing the height of the pellet. It is extremely superior in that it can approach a predetermined value at the same time. Further, in the present invention, the comparison result between the measured value of the green pellet density and the set value is fed back to the hydraulic unit to adjust the molding pressure, so that green pellets having a uniform density can be obtained. Both of these effects can improve the yield of products. 4. ffl'l 111- Explanation of the drawings Fig. 1 is an explanatory diagram of the pellet molding apparatus according to the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the molding process in order, Fig. 3 is a cam diagram thereof, Fourth
The figure shows the output of the load cell, Figure 5 shows the relationship between the green pellet density and molding pressure during the molding process, the relationship between the lower pressurizing force/upper pressurizing force and the lower pressurizing amount, and Fig. 6
The figure is a flowchart of pellet density control, and Figure 7 is a flowchart of pellet density control.
Figure 8 is a flowchart for equalizing the density of the upper and lower parts of the pellet; Figure 9 is an explanatory diagram of a conventional pellet molding device;
Figure 0 is its cam diagram. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Upper ram, 2... Upper punch, 3... Floating die, 4... Lower punch, 9... Adjustment motor, 11... Through hole, 12... Hydraulic unit, 13.
... Hydraulic unit control device, 14... Density measuring device,
15... Density setter, 1B... Comparator, 17
...Floating die adjustment motor control device, 1
8...Load cell, 19...Lower pressure Ft/upper pressure FU measuring device, 20...Ft/Fu setting device,
21... Comparator. Fig. U "Sweet Diagram" ■ ■ ■ ■ ■ Flute Diagram Diagram 1 Time Diagram Diagram 7 Diagram Flute Diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、調整用モータによって上下可能としたフローティン
グダイの貫通孔下方には固定された下パンチを摺動自在
に嵌挿し、該貫通孔上方には上ラムに保持された上パン
チを押込み可能として、上パンチと下パンチで該貫通孔
内に充填した粉末を圧縮可能としたプレスを備えたペレ
ット成型装置において、プレス下死点で上記上パンチに
一定の上加圧力F_Uを与えるための油圧ユニットを設
け、その油圧ユニットの制御装置は、ペレットの密度測
定器と、密度設定器と、その測定値と設定値の比較結果
に基づき油圧制御信号を上記油圧ユニットにフィードバ
ックするコンパレータとで構成し、また、上記フローテ
ィングダイ調整用モータの制御装置は、下パンチの下方
に設置したロードセルと、そのロードセルによってプレ
ス下死点で上パンチが一定加圧を開始する直前に検出し
た下加圧力F_L並びに上記上加圧力F_Uとの比を測
定するF_L/F_U測定器と、F_L/F_U設定器
と、その測定値と設定値との比較結果に基づきモータ制
御信号を上記調整用モータにフィードバックするコンパ
レータとで構成したことを特徴とするペレット成型装置
。 2、密度設定器およびF_L/F_U設定器に入力され
る上限Hと下限Lの設定値は、Aを目標値、Vをペレッ
ト密度又はF_L/F_Uの平均値の不偏分散とすると
き、下式によって得る請求項1の成型装置。 H=A+√V L=A−√V 3、測定値が上限Hと下限Lの範囲内にあるときはフィ
ードバックを行なわなくした請求項1の成型装置。 4、フローティングダイ調整用モータの制御装置は、下
加圧量の上限を常時監視して、上限に達した場合には成
型装置を自動停止させるようにした請求項1の成型装置
[Claims] 1. A fixed lower punch is slidably inserted into the lower part of the through hole of the floating die which can be moved up and down by an adjustment motor, and a lower punch held by the upper ram is inserted above the through hole. In a pellet molding device equipped with a press in which the punch can be pushed in and the powder filled in the through hole can be compressed with an upper punch and a lower punch, a constant upper pressing force F_U is applied to the upper punch at the bottom dead center of the press. The control device for the hydraulic unit includes a pellet density measuring device, a density setting device, and a comparator that feeds back a hydraulic control signal to the hydraulic unit based on the comparison result between the measured value and the set value. The control device for the floating die adjustment motor is composed of a load cell installed below the lower punch, and a load cell that detects the lower pressure immediately before the upper punch starts applying constant pressure at the bottom dead center of the press. An F_L/F_U measuring device that measures the ratio of the pressurizing force F_L and the above-mentioned upper pressurizing force F_U, and an F_L/F_U setting device, and a motor control signal is sent to the above-mentioned adjustment motor based on the comparison result between the measured value and the set value. A pellet molding device characterized by comprising a feedback comparator. 2. The setting values of the upper limit H and lower limit L input to the density setter and F_L/F_U setter are determined by the following formula, where A is the target value and V is the unbiased variance of the pellet density or the average value of F_L/F_U. The molding apparatus according to claim 1, obtained by. H=A+√V L=A−√V 3. The molding apparatus according to claim 1, wherein the feedback is not performed when the measured value is within the range between the upper limit H and the lower limit L. 4. The molding apparatus according to claim 1, wherein the control device for the floating die adjustment motor constantly monitors the upper limit of the amount of downward pressurization and automatically stops the molding apparatus when the upper limit is reached.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002219600A (en) * 2001-01-25 2002-08-06 Tamagawa Machinery Co Ltd Computer numerical control press device
US6585507B1 (en) 2000-10-04 2003-07-01 Sanyasi R. Kalidindi Sampling die and press for compaction of powder sample
US7650687B2 (en) * 2004-09-03 2010-01-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Die attaching apparatus
KR20180112552A (en) * 2017-04-04 2018-10-12 주식회사 유니바이오 Oil press machine exhausting the sesame dregs into the form of pellet

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