JPH0557491A - 振動圧縮成形機 - Google Patents

振動圧縮成形機

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JPH0557491A
JPH0557491A JP3250335A JP25033591A JPH0557491A JP H0557491 A JPH0557491 A JP H0557491A JP 3250335 A JP3250335 A JP 3250335A JP 25033591 A JP25033591 A JP 25033591A JP H0557491 A JPH0557491 A JP H0557491A
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molding
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威雄 中川
Hideaki Tsuru
英明 鶴
Zenji Inaba
善治 稲葉
Takayuki Taira
尊之 平
Masaki Muranaka
正樹 村中
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    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
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    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形粉末に対し振動をパンチから直接に付加
することができる圧縮成形機の提供。 【構成】 パンチ移動機構をサーボモーターで駆動す
る。サーボモーターの制御系にサーボモーターの駆動に
微小振幅の振動を付加する振動付加手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、各種金属やセラミッ
クなどの粉末をダイとパンチが構成する成形空間で圧縮
して成形するプレスタイプの粉末成形機に関する。
【0002】
【従来の技術】金属その他の粉末を圧縮して成形する圧
縮成形では、成形空間に充填された成形粉末の密度や圧
縮時の成形粉末の密度分布が、成形品である圧粉体の強
度に大きく影響する。そして、充填時における粉体密度
の向上や圧縮時の密度分布の均一化には、成形粉末の充
填時あるいは圧縮の時に振動を付加すると効果のあるこ
とが知られている。このため、ダイプレートやパンチの
基部に加振器を装着するものがある。しかし、加振器の
ように外部から振動を付加する方法は、ダイとパンチの
摺動面など機械的な接触個所に悪影響を与えたり、成形
空間自体も振動していることから内部の成形粉末に対す
る振動の効果が直接的でなく効率が悪い難点がある。ま
た、パンチが複数に分割された多段式の圧縮成形機を用
いる場合、部分的な圧縮が可能であるにもかかわらず、
振動を部分的に付与することができない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、成形粉末
に対する振動がパンチから直接に付加される圧縮成形機
の提供を課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】成形粉末を圧縮するパン
チを備える。パンチはサーボモーターによる駆動機構に
よって移動される。サーボモーターの制御装置およびサ
ーボモーターの駆動に微小振幅の振動を付加する振動付
加手段を設ける。
【0005】
【作用】サーボモーターは、制御装置に入力された加工
プログラム、設定データに基づいたパンチの移動を行
う。振動付加手段は、サーボモーターの駆動に振動要素
を付加する。
【0006】
【実施例】図1は、縦型の振動圧縮成形機1(以下、単
に成形機という)を示し、中央部にダイ2、上パンチ
3、下パンチ4を備え、パンチ移動機構5は上パンチ3
に対しては倍力構造のクランク機構6と上ねじナット機
構7が、また、下パンチ4に対しては下ねじナット機構
8が採用されている。ねじナット機構7,8はいずれも
ボールねじ9とこれに螺合したボールナット10で構成
されている。ダイ2はべース11に支持されたダイプレ
ート12の中央に交換可能に支持され、上下に貫通した
孔を有する。なお、ダイプレート12の上面には成形粉
体を供給するフィーダー13が配置され、図のホームポ
ジション位置からダイ2の位置まで往復移動可能とされ
ている。ベース11には平行な2本のガイドバー14,
14が、上記のダイプレート12を貫通して垂直に立設
され、上端が上機枠15で連結されている。そして、上
機枠15とベース11との間には、上方から中機枠1
6、上可動機枠17、下可動機枠18がそれぞれ水平
に、かつ、上記のガイドバー14,14に摺動自在に装
置されて配置されている。
【0007】上機枠15と中機枠16はクランク式移動
機構6で結合され、この機構6は、上機枠15上に取付
けられたリンク駆動サーボモーター19で駆動される。
中機枠16と上可動機枠17は上ねじナット機構7で結
合され、この機構7はそのボールナット10が中機枠1
6に取り付けられたサーボモーターS1で駆動されるこ
とにより、中機枠16に対し、上可動機枠17を上下に
移動する。上可動機枠17の下面には上パンチ3がその
基部に圧力センサー20を介して固定されている。下機
枠18は、ベース11に対し下ねじナット機構8で結合
され、そのボールナット10がベース11に固定された
サーボモーターS2によって駆動され、上下に移動す
る。また、下機枠18の上面には下パンチ4が圧力セン
サー21を介して固定されている。なお、上記のサーボ
モーターS1,S2はそれぞれブレーキを備える。
【0008】クランク式移動機構6の駆動側軸22、従
動側軸23、上パンチ3、下パンチ4およびダイ2は、
成形機1のほぼ中央に縦方向に設定された一本の圧縮軸
線aに沿って同軸に配置されており、上パンチ3と下パ
ンチ4はダイ2の孔中でパンチ面を対向させることがで
きるようになっている。また、リンク駆動サーボモータ
ー19、サーボモーターS1,S2およびフィーダー8
は制御装置24のサーボアンプに接続され、圧力センサ
ー20,21の検出出力は制御装置24のコンピュータ
ー内蔵数値制御装置(CNC)に接続されている。
【0009】制御装置24は通常のものでROMに格納
されたシステムプログラムにより、RAMに入力された
加工プログラムを稼働し、手動入力装置(MDI)から
入力された設定データあるいは圧力センサー20,21
からの検出出力に基づいて、リンク駆動サーボモーター
19や上可動機枠17、下可動機枠18を移動するため
のサーボモーターS1,S2を駆動する。また、フィー
ダー13のアクチュエータに対してオン・オフ信号を出
す。制御装置24は、また、図2のように構成され、振
動付加手段としてサーボアンプに発振器25が接続され
ている。発振器25は、5〜10Hz程度の一定な振幅
の振動電圧Aを発生するもので、この電圧はサーボアン
プの内部においてサーボモーターS1,S2に対する移
動指令信号Bに重畳され、振動移動指令信号Cとなる。
移動指令信号Bは、CNCからサーボアンプに伝達され
る。なお、発振器25は通常の構成を備え、出力電圧の
周波数、波形、振幅を任意に調整できるものである。
【0010】成形機1による成形作動は次のように行わ
れる。制御装置24に加工プログラムと上・下パンチ
3,4の位置に関するデータあるいは、圧縮力に関する
データを入力し、発振器25の周波数、正弦波、方形波
といった出力波形の形状、出力の大きさ(振幅)出力開
始タイミング、出力時間、をセットする。作動の当初、
成形機1は上パンチ3が上限位置に、下パンチ4がその
パンチ面をダイプレート12の上面に一致させた、それ
ぞれのホームポジション位置にある。
【0011】サーボモーターS2が駆動されて、ねじナ
ット機構8を介して下パンチ4が下降され、図のように
成形空間26を形成する。フィーダー13がダイ2の位
置まで往復移動されて上記の成形空間25の内部に成形
粉体が充填される。ついで、上パンチ3に対する移動指
令が出され、上パンチ3はその信号波形に応じた作動で
粉体を圧縮する。この時、移動指令信号Bと同時にタイ
マーをスターとさせ、出力開始タイミングに到達すると
設定された出力時間だけ、上記の信号波形に発振器25
からの振動電圧Aが重畳されるので、開始時間を調整す
ることで上パンチ3が成形空間26に到達するときには
すでに上パンチ3はに振動しており、成形空間26内部
の粉体は圧縮の当初から加振され、粉体密度が向上し、
また、密度分布も均一にされる。さらに、出力時間を設
定できるので、無駄な加振をしなくてもすむ。
【0012】さらに、圧縮時においても振動は付与さ
れ、粉体は均一に、かつ、密度高く圧縮される。上パン
チ3による振動の付加は、ダイ2には振動が付加されて
おらず上パンチ3に対して固定の状態にあるので効率良
く行われる。このように上パンチ3は粉体へ直接に振動
を加える。さらに、出力する振動波形の形状、周波数も
自由に選択できるため粉体の組成によらず均一に圧縮で
きる。
【0013】圧縮過程が終了すると、上パンチ3はホー
ムポジションに戻って振動が停止され、ついで、下パン
チ4も上記のホームポジションに戻り、成形空間26内
部の圧粉体(成形品)がダイプレート12の上面に押出
される。このようにして、粉体密度が高く、その密度分
布が均一な圧粉体を得られる。
【0014】上記の実施例では、下ねじナット機構8は
上ねじナット機構7と同じ構成を備えるから、圧縮時
に、必要に応じサーボモーターS2、ねじナット機構8
を介して下パンチ4にも振動を付加することができる。
したがって、圧縮時の振動付加は第1、第2のパンチ
3,4のそれぞれ単独で、または、双方で同時に行うこ
ともできる。上記のねじナット機構は、ボールねじ・ナ
ットを採用しているが三角ねじ、台形ねじ、ローラねじ
といった他の形状、種類のものであっても構わない。
【0015】また、上・下のねじナット機構7,8は、
サーボモーターS1,S2によって上下の可動機枠1
7,18の位置を上下に調整し、その位置を定める手段
として用いることができる。これにより、下パンチ4の
位置を上下して成形品の寸法を調整したり、上パンチ3
の位置を調整して、成形品の寸法が変更されても圧縮完
了時にはクランク機構が伸びきった状態(倍力効率が最
も高い)として作動させることができる。さらに、上記
の振動を付加しての圧縮は、圧力センサー20,22の
検出出力を用いて入力振動と出力振動の差を比較し、必
要に応じて入力波形を調整することができる。また、こ
の検出出力をあらかじめ設定した圧縮力に一致させるフ
ィードバック制御し、その出力波形を表示装置(CR
T)やプリンタによる印刷物でモニタできるので、再現
性の確保と目による確認が可能である。
【0016】以上は実施例である。振動付加手段はサー
ボモーターS1,S2の制御系に付加するものであれば
良いので、振動付加手段として、上・下パンチ3,4の
位置に関するデータを小刻みな振動の形に設定した加工
プログラムを用いることができる。これによると発振器
も必要ではなく加工プログラムの実行として、振動がパ
ンチから直接に粉体へ伝達される。
【0017】リンク駆動サーボモーター19の制御系に
振動付加手段を接続することもあり、さらに、上・下の
ねじナット機構7,8をリンク式など他の構造で置き換
えることもできる。
【0018】パンチが複数の部分パンチで構成される多
段の場合には、各部分パンチごとに振動付加手段を設
け、必要に応じて振動の付加停止が可能なようにする。
【0019】なお、付加する振動の周波数、振幅はサー
ボモーターで振動させる必要がある部分(サーボモータ
ーS1については、上パンチ3、上可動機枠17および
上ねじナット機構など)の質量と成形機1の機構上の応
答性によって限界がある。
【0020】
【発明の効果】パンチによって成形粉末に対し振動を直
接加えられるので、振動付加の効率がよい。また、パン
チが多段の場合には必要な部分にのみ振動を付加するこ
とができる。
【0021】圧粉体の粉末密度が高く、また、その密度
分布が均一となるので、強度の高い成形品を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】機構的に示した正面図。
【図2】制御装置の機構図。
【符号の説明】
1 縦型圧縮成形機 2 ダイ 3 上パンチ 4 下パンチ 5 パンチ移動機構 7 上ねじナ
ット機構 8 下ねじナット機構 12 ダイプレ
ート 13 フィーダー 19 リンク
駆動サーボモーター 24 制御装置 25 成形空
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平 尊之 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 フアナツク株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 村中 正樹 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 フアナツク株式会社商品開発研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サーボモーターで駆動されるパンチ移動
    機構を有し、制御装置で制御される該サーボモーターの
    制御系にサーボモーターの駆動に微小振幅の振動を付加
    する振動付加手段を備えていることを特徴とした振動圧
    縮成形機。
JP3250335A 1991-09-04 1991-09-04 振動圧縮成形機 Expired - Fee Related JP2662910B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004174596A (ja) * 2002-11-29 2004-06-24 Nano Control:Kk 粉末プレス装置および粉末プレス方法
CN102950789A (zh) * 2011-08-26 2013-03-06 东北大学 一种实现粉体高密度振压成形的设备

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JP2004174596A (ja) * 2002-11-29 2004-06-24 Nano Control:Kk 粉末プレス装置および粉末プレス方法
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