JPH0557497A - Ｎｃ粉末成形機 - Google Patents
Ｎｃ粉末成形機Info
- Publication number
- JPH0557497A JPH0557497A JP22424091A JP22424091A JPH0557497A JP H0557497 A JPH0557497 A JP H0557497A JP 22424091 A JP22424091 A JP 22424091A JP 22424091 A JP22424091 A JP 22424091A JP H0557497 A JPH0557497 A JP H0557497A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- punch
- die
- lower punches
- punches
- powder
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- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/005—Control arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フレーム枠や動力伝達部材がプレス反力で弾
性変形し、それによって上下パンチ間の距離が開いて
も、厚み精度の高い成形品が得られるＮＣ粉末成形機を
提供する。 【構成】 上パンチ８と下パンチ１２をサーボモータ
５、９で回転させるボールネジ６、１０を用いて上下運
動させる。また、上下パンチの行程位置をリニアスケー
ル１４、１５によって検出する。この検出は、リニアス
ケールをダイ３１との相対位置が変化しないダイ固定ベ
ース３で支持し（図は取付けステイ１６を用いての支
持）、パンチの位置検出及びこの検出信号を制御盤２８
内のＮＣ装置にフィードバックして行うパンチの位置制
御をダイを基準にして行う。この構成によるとプレス反
力による上下パンチの離反量がパンチストロークの増加
によって補われ、下死点でのパンチ間距離が一定して成
形品の厚み精度が高まる。
性変形し、それによって上下パンチ間の距離が開いて
も、厚み精度の高い成形品が得られるＮＣ粉末成形機を
提供する。 【構成】 上パンチ８と下パンチ１２をサーボモータ
５、９で回転させるボールネジ６、１０を用いて上下運
動させる。また、上下パンチの行程位置をリニアスケー
ル１４、１５によって検出する。この検出は、リニアス
ケールをダイ３１との相対位置が変化しないダイ固定ベ
ース３で支持し（図は取付けステイ１６を用いての支
持）、パンチの位置検出及びこの検出信号を制御盤２８
内のＮＣ装置にフィードバックして行うパンチの位置制
御をダイを基準にして行う。この構成によるとプレス反
力による上下パンチの離反量がパンチストロークの増加
によって補われ、下死点でのパンチ間距離が一定して成
形品の厚み精度が高まる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイと上下パンチを用
いて鉄粉、超硬合金粉末、アルミニウム合金粉末などを
所定の形状、寸法をもつように圧縮成形するための粉末
成形機に関する。
いて鉄粉、超硬合金粉末、アルミニウム合金粉末などを
所定の形状、寸法をもつように圧縮成形するための粉末
成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の一般的な粉末成形機は、フレーム
枠の中に定ストローク駆動の上下パンチを組込み、ダイ
の中で上下パンチを接近させて原料粉末を圧縮する際に
パンチに加わる反力をフレーム枠で受けるようにしてあ
る。特開昭６４−２７７９５号公報に示されるように、
圧縮荷重に対応する荷重を検出し、その荷重に応じるよ
うにパンチ駆動用のモータを制御する構造にしてフレー
ム枠を省いたものもあるが、主流をなしているのは、前
者のフレーム枠で反力を受けるタイプの成形機である。
枠の中に定ストローク駆動の上下パンチを組込み、ダイ
の中で上下パンチを接近させて原料粉末を圧縮する際に
パンチに加わる反力をフレーム枠で受けるようにしてあ
る。特開昭６４−２７７９５号公報に示されるように、
圧縮荷重に対応する荷重を検出し、その荷重に応じるよ
うにパンチ駆動用のモータを制御する構造にしてフレー
ム枠を省いたものもあるが、主流をなしているのは、前
者のフレーム枠で反力を受けるタイプの成形機である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】成形部に固定又は可動
のダイと可動の上下パンチを備える粉末成形機では、パ
ンチの行程位置並びにダイの挙動が圧粉成形品の厚み精
度に大きな影響を及ぼし、これ等の管理が悪いと原料粉
末の性状（造粒固さ、流動性）により製品の寸法が不揃
いになる。
のダイと可動の上下パンチを備える粉末成形機では、パ
ンチの行程位置並びにダイの挙動が圧粉成形品の厚み精
度に大きな影響を及ぼし、これ等の管理が悪いと原料粉
末の性状（造粒固さ、流動性）により製品の寸法が不揃
いになる。
【０００４】上述した従来のフレーム枠付き成形機は、
成形品の厚みが決まる最終加圧段階では加圧力が数トン
にもなるため、その反力でフレーム枠に伸びによる弾性
変位が、動力伝達部に圧縮による弾性変位が各々生じ
る。これに対し、パンチストロークは一定しており、従
って、パンチ先端の位置がフレーム枠及び動力伝達部の
弾性変位により常時変動して正確に再現されず、このた
めに、上下パンチ間の寸法で決まる製品の厚み寸法を常
時一定に維持するのが難しかった。
成形品の厚みが決まる最終加圧段階では加圧力が数トン
にもなるため、その反力でフレーム枠に伸びによる弾性
変位が、動力伝達部に圧縮による弾性変位が各々生じ
る。これに対し、パンチストロークは一定しており、従
って、パンチ先端の位置がフレーム枠及び動力伝達部の
弾性変位により常時変動して正確に再現されず、このた
めに、上下パンチ間の寸法で決まる製品の厚み寸法を常
時一定に維持するのが難しかった。
【０００５】圧縮荷重に基いてパンチの位置制御を行う
成形機も、原料粉末の性状等が圧縮荷重の変動要因とな
るので製品厚みが一定せず、従って、いずれの成形機も
厚み精度が重視される製品、例えばクランプで上から押
え付けて使用する切削工具等については焼結後の研磨修
正を必要とし、生産性に影響すると云う課題を有してい
た。
成形機も、原料粉末の性状等が圧縮荷重の変動要因とな
るので製品厚みが一定せず、従って、いずれの成形機も
厚み精度が重視される製品、例えばクランプで上から押
え付けて使用する切削工具等については焼結後の研磨修
正を必要とし、生産性に影響すると云う課題を有してい
た。
【０００６】本発明は、加圧成形時の反力（以下プレス
反力と云う）でフレーム枠や動力伝達部に弾性変位が生
じても、圧縮終了点における上下パンチ先端位置の変動
が起こらず、製品の厚み寸法が常時一定する成形機を実
現して提供しようとするものである。
反力と云う）でフレーム枠や動力伝達部に弾性変位が生
じても、圧縮終了点における上下パンチ先端位置の変動
が起こらず、製品の厚み寸法が常時一定する成形機を実
現して提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、ＮＣ（数値制御）装置を用いて、上下パ
ンチをサーボモータを駆動源とする駆動機構で動かし、
パンチ位置検出センサからの信号で上記サーボモータの
クローズドループ制御を行ってパンチの上死点（圧縮開
始点）と下死点（圧縮終了点）の位置を制御する。ま
た、上記センサは、プレス反力の影響が出ると発明の目
的とする効果が得られないので、ダイとの相対位置が変
化しないダイ固定ベース等の部材に取付けてセンサによ
る各パンチの位置検出と位置制御をダイを基準にして行
う。
解決するため、ＮＣ（数値制御）装置を用いて、上下パ
ンチをサーボモータを駆動源とする駆動機構で動かし、
パンチ位置検出センサからの信号で上記サーボモータの
クローズドループ制御を行ってパンチの上死点（圧縮開
始点）と下死点（圧縮終了点）の位置を制御する。ま
た、上記センサは、プレス反力の影響が出ると発明の目
的とする効果が得られないので、ダイとの相対位置が変
化しないダイ固定ベース等の部材に取付けてセンサによ
る各パンチの位置検出と位置制御をダイを基準にして行
う。
【０００８】
【作用】センサをダイ固定ベース等に取付けてパンチの
位置検出と位置制御をダイ基準に行うと、フレーム枠や
動力伝達部材の弾性変位によるパンチの位置ずれ量が自
動的に補正される（プレス反力によるパンチ先端の後退
量相当分パンチストロークが大きくなる）ため、下死点
における上下パンチ間の距離が一定して製品厚みが均一
になる。
位置検出と位置制御をダイ基準に行うと、フレーム枠や
動力伝達部材の弾性変位によるパンチの位置ずれ量が自
動的に補正される（プレス反力によるパンチ先端の後退
量相当分パンチストロークが大きくなる）ため、下死点
における上下パンチ間の距離が一定して製品厚みが均一
になる。
【０００９】なお、粉末成形機では、一般に成形圧力を
コントロールした方が製品強度の均一化が図れて有利と
考えられていたが、このようなコントロールを行う装置
では製品の厚み精度が犠牲になる。これに対し、本発明
の装置では、下パンチの上死点（圧縮開始点）がダイ基
準に定まってキャビティに対する原料粉末の充填量が一
定し、一方、パンチによる粉末圧縮量もダイ基準のパン
チ位置制御により一定し、そのために、厚み精度はもと
より、圧縮密度も均一化されて強度、厚み精度の双方に
優れる製品が得られる。
コントロールした方が製品強度の均一化が図れて有利と
考えられていたが、このようなコントロールを行う装置
では製品の厚み精度が犠牲になる。これに対し、本発明
の装置では、下パンチの上死点（圧縮開始点）がダイ基
準に定まってキャビティに対する原料粉末の充填量が一
定し、一方、パンチによる粉末圧縮量もダイ基準のパン
チ位置制御により一定し、そのために、厚み精度はもと
より、圧縮密度も均一化されて強度、厚み精度の双方に
優れる製品が得られる。
【００１０】圧縮密度の一定した成形品は焼結時の収縮
量も一定し、従って、厚みをコントロールする本発明の
装置を用いて焼結時の収縮量を見込んだ寸法に成形すれ
ば、従来必要とした焼結後の厚みの研磨修正が不要にな
る。
量も一定し、従って、厚みをコントロールする本発明の
装置を用いて焼結時の収縮量を見込んだ寸法に成形すれ
ば、従来必要とした焼結後の厚みの研磨修正が不要にな
る。
【００１１】
【実施例】図１に本発明の一実施例の概要を示す。この
ＮＣ粉末成形機１は、上部ベース２上に固定されたサー
ボモータ５の回転運動が、プーリ１７、ベルト１８、プ
ーリ１９経由でボールネジ６に伝わってボールネジ６が
回転する。そのボールネジ６は、ベアリング２０により
上部ベース２に定位置回転自在に軸架されており、一
方、ボールネジ上のナット２９に取付けた上ラム７は上
下方向のスライドガイド（図示せず）によって回り止め
されているので、ボールネジの回転運動が直線運動に変
換されて上ラム７に伝わり、上ラム７及びその下部に着
脱可能に取付けられた上パンチ８が上下往復運動を行
う。
ＮＣ粉末成形機１は、上部ベース２上に固定されたサー
ボモータ５の回転運動が、プーリ１７、ベルト１８、プ
ーリ１９経由でボールネジ６に伝わってボールネジ６が
回転する。そのボールネジ６は、ベアリング２０により
上部ベース２に定位置回転自在に軸架されており、一
方、ボールネジ上のナット２９に取付けた上ラム７は上
下方向のスライドガイド（図示せず）によって回り止め
されているので、ボールネジの回転運動が直線運動に変
換されて上ラム７に伝わり、上ラム７及びその下部に着
脱可能に取付けられた上パンチ８が上下往復運動を行
う。
【００１２】下パンチの駆動も同様にして行われる。即
ち、下部ベース４に固定されたサーボモータ９の回転運
動がプーリ２１、ベルト２２、プーリ２３経由でボール
ネジ１０に伝わり、ベアリング２４により下部ベース４
に定位置回転自在に軸架されているそのボールねじ１０
の回転運動がナット３０により直線運動に変換されて、
上ラムと同様にスライドガイド（これも図示せず）に回
り止めされている下ラム１１とその上部に着脱可能に取
付けられている下パンチ１２が上下往復運動を行う。
ち、下部ベース４に固定されたサーボモータ９の回転運
動がプーリ２１、ベルト２２、プーリ２３経由でボール
ネジ１０に伝わり、ベアリング２４により下部ベース４
に定位置回転自在に軸架されているそのボールねじ１０
の回転運動がナット３０により直線運動に変換されて、
上ラムと同様にスライドガイド（これも図示せず）に回
り止めされている下ラム１１とその上部に着脱可能に取
付けられている下パンチ１２が上下往復運動を行う。
【００１３】また、ダイ固定ベース３にはダイ３１が着
脱可能に取付けられ、このダイ３１に下パンチ１２が嵌
合されて原料粉末Ｐの充填空間（キャビティ）を形成し
ている。ここに給粉シュー１３が退避点から前進して来
て原料粉末を充填する。ダイ固定ベース３にはさらに取
付けステイ１６が固定されており、この取付けステイ１
６に上ラム７と下ラム１１の位置検出を行うリニアスケ
ール１４、１５が取付けられている。そのリニアスケー
ル１４、１５は、上下のラムに取付けた被測定子２５、
２６の位置を検出して検出信号を制御盤２８に内蔵され
ているＮＣ装置に送る。
脱可能に取付けられ、このダイ３１に下パンチ１２が嵌
合されて原料粉末Ｐの充填空間（キャビティ）を形成し
ている。ここに給粉シュー１３が退避点から前進して来
て原料粉末を充填する。ダイ固定ベース３にはさらに取
付けステイ１６が固定されており、この取付けステイ１
６に上ラム７と下ラム１１の位置検出を行うリニアスケ
ール１４、１５が取付けられている。そのリニアスケー
ル１４、１５は、上下のラムに取付けた被測定子２５、
２６の位置を検出して検出信号を制御盤２８に内蔵され
ているＮＣ装置に送る。
【００１４】上部ベース２、ダイ固定ベース３、下部ベ
ース４は、４本のタイロッド２７により互いに連結固定
されている。この構成では、タイロッド２７の剛性が不
足すると、このタイロッドのプレス反力による弾性変形
（伸び）によりダイ固定ベース３が圧縮方向に変位する
が、ダイ固定ベースが動いてもダイ３１とリニアスケー
ル１４、１５の相対位置は変化せず、従って、両リニア
スケールの出力信号の和が設定値に達したところで上下
パンチを停止させる制御を行えば、下死点での上下パン
チ間距離は常に一定になる。
ース４は、４本のタイロッド２７により互いに連結固定
されている。この構成では、タイロッド２７の剛性が不
足すると、このタイロッドのプレス反力による弾性変形
（伸び）によりダイ固定ベース３が圧縮方向に変位する
が、ダイ固定ベースが動いてもダイ３１とリニアスケー
ル１４、１５の相対位置は変化せず、従って、両リニア
スケールの出力信号の和が設定値に達したところで上下
パンチを停止させる制御を行えば、下死点での上下パン
チ間距離は常に一定になる。
【００１５】ダイ固定ベース３を可動に支持して圧縮中
に押し下げられるようにしたときにも同じことが云え
る。
に押し下げられるようにしたときにも同じことが云え
る。
【００１６】また、ダイ固定ベース３がプレス反力を受
ける成形機の強度メンバーから独立して固定されている
場合には、取付けステイ１６をダイ固定ベース３以外の
固定部材で支持してもよい。このときには、ダイ固定ベ
ース３が定位置に保たれるので、ＮＣ制御は、リニアス
ケール１４の出力が設定値に達したところで上パンチ８
を止め、同様にリニアスケール１５の出力が設定値に達
したところで下パンチ１２を止めるように行ってもよ
い。
ける成形機の強度メンバーから独立して固定されている
場合には、取付けステイ１６をダイ固定ベース３以外の
固定部材で支持してもよい。このときには、ダイ固定ベ
ース３が定位置に保たれるので、ＮＣ制御は、リニアス
ケール１４の出力が設定値に達したところで上パンチ８
を止め、同様にリニアスケール１５の出力が設定値に達
したところで下パンチ１２を止めるように行ってもよ
い。
【００１７】図中３２、３３は、必要に応じて設けるロ
ードセルである。これがあると、成形終了時の圧縮荷重
から形成品の圧縮密度を求めて下パンチ１２とダイ３１
の圧縮開始時の相対位置を自動調整することができる。
ードセルである。これがあると、成形終了時の圧縮荷重
から形成品の圧縮密度を求めて下パンチ１２とダイ３１
の圧縮開始時の相対位置を自動調整することができる。
【００１８】なお、上下のラムの回り止めは、ラムにプ
レートを固定してそのプレートをタイロッド２７にスラ
イド自在に係合させると云った方法で簡単に行える。
レートを固定してそのプレートをタイロッド２７にスラ
イド自在に係合させると云った方法で簡単に行える。
【００１９】以上の如く構成したＮＣ粉末成形機は、制
御盤２８に内蔵されているＮＣ装置に、上下パンチ８、
１２、給粉シュー１３の動作順序、移動量、移動速度な
どを様々に組合わせたプログラムを記憶させ、その中か
ら必要なプログラムを選択する。成形品に応じて変わる
粉末充填深さ、成形厚みなどの条件と上下パンチの長さ
などは追加情報として入力し、これ等の情報を盛込んだ
プログラムに従ってサーボモータ５、９に回転指令を与
え、リニアスケール１４、１５からのパンチ位置フィー
ドバック信号に基くクローズドループ制御を行いながら
キャビティ内の粉末を圧縮成形して所望の成形品を得
る。この成形機は勿論自動運転が可能である。
御盤２８に内蔵されているＮＣ装置に、上下パンチ８、
１２、給粉シュー１３の動作順序、移動量、移動速度な
どを様々に組合わせたプログラムを記憶させ、その中か
ら必要なプログラムを選択する。成形品に応じて変わる
粉末充填深さ、成形厚みなどの条件と上下パンチの長さ
などは追加情報として入力し、これ等の情報を盛込んだ
プログラムに従ってサーボモータ５、９に回転指令を与
え、リニアスケール１４、１５からのパンチ位置フィー
ドバック信号に基くクローズドループ制御を行いながら
キャビティ内の粉末を圧縮成形して所望の成形品を得
る。この成形機は勿論自動運転が可能である。
【００２０】なお、例示の構造の試作機では、上下パン
チの下死点の繰返し精度誤差が０．００３mm以内にな
り、製品厚みの誤差が０．０１０mmに収まった。
チの下死点の繰返し精度誤差が０．００３mm以内にな
り、製品厚みの誤差が０．０１０mmに収まった。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の成形機は、
パンチの位置検出と位置制御をダイ基準に行うため、プ
レス反力による成形品の厚み変動が無くなる。即ち、上
下パンチを上死点から定ストローク移動させる従来の成
形機では、タイロッド等のフレーム枠や動力伝達部のプ
レス反力による弾性変位によりパンチ先端が目標点に届
かないが、本発明によれば、ダイとの相対位置が予め定
められた関係になるようにパンチの位置制御が行われて
プレス反力での上下パンチ離反量がパンチストロークの
伸びによって補正されるので、成形品の厚みが高精度か
つ均一なものになる。
パンチの位置検出と位置制御をダイ基準に行うため、プ
レス反力による成形品の厚み変動が無くなる。即ち、上
下パンチを上死点から定ストローク移動させる従来の成
形機では、タイロッド等のフレーム枠や動力伝達部のプ
レス反力による弾性変位によりパンチ先端が目標点に届
かないが、本発明によれば、ダイとの相対位置が予め定
められた関係になるようにパンチの位置制御が行われて
プレス反力での上下パンチ離反量がパンチストロークの
伸びによって補正されるので、成形品の厚みが高精度か
つ均一なものになる。
【００２２】また、粉末充填時のダイと下パンチの位置
関係が一定して圧縮密度のばらつきが無くなるので製品
強度も均一化される。
関係が一定して圧縮密度のばらつきが無くなるので製品
強度も均一化される。
【００２３】このほか、成形機の強度メンバーの剛性不
足が成形品の厚み精度に影響しないので、成形機の小
型、軽量化が図れ、経済的にも有利になる。
足が成形品の厚み精度に影響しないので、成形機の小
型、軽量化が図れ、経済的にも有利になる。
【図１】本発明の一実施例の概要を示す部分破断正面図
１ ＮＣ粉末成形機 ２ 上部ベース ３ ダイ固定ベース ４ 下部ベース ５、９ サーボモータ ６、１０ ボールネジ ７ 上ラム ８ 上パンチ １１ 下ラム １２ 下パンチ １３ 給粉シュー １４、１５ リニアスケール １６ 取付けステイ １７、１９、２１、２３ プーリ １８、２２ ベルト ２０、２４ ベアリング ２５、２６ 被測定子 ２７ タイロッド ２８ 制御盤 ２９、３０ ナット ３１ ダイ ３２、３３ ロードセル Ｐ 原料粉末
Claims (1)
- 【請求項１】 粉末成形部にダイと上下パンチを備え、
上下パンチの各々をサーボモータで駆動するパンチ数と
同数の駆動機構に別々に連結して上下運動させると共
に、上下パンチの各々の行程位置をセンサで検出し、各
センサの出力値が設定値に達するところまで制御手段か
ら上記サーボモータに駆動指令を与えて粉末材料を圧縮
する粉末成形機において、上記センサをダイとの相対位
置が変化しない部材で支持してパンチの位置検出及び位
置制御がダイ基準に行われるようにしたことを特徴とす
るＮＣ粉末成形機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22424091A JPH0557497A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | Ｎｃ粉末成形機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22424091A JPH0557497A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | Ｎｃ粉末成形機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0557497A true JPH0557497A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16810692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22424091A Pending JPH0557497A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | Ｎｃ粉末成形機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0557497A (ja) |
Cited By (11)
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| WO2004007184A1 (ja) * | 2002-07-15 | 2004-01-22 | Mitsubishi Materials Corporation | 粉末成形方法および粉末成形装置 |
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-
1991
- 1991-09-04 JP JP22424091A patent/JPH0557497A/ja active Pending
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