JPS61150715A - アルミニウムビレツト供給装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、アルミニウム形材押出用ビレット供給装置に
関するものであり、さらに詳しく述べるならば、加熱炉
で加熱が完了したビレットを適時に押出機に供給する装
置に関するものである。

（従来の技術） 周知のように、アルミニ・シム形材押出用ビレットは低
周波にて加熱され、所定温度に加熱されたビレットは、
押出機の１サイクル終了時押出機に供給される。さらに
、押出機のダイス型換えがあった場合はダイス型換えが
終了した時にビレットが押出機に供給される。

押出機の１サイクルは主ラムがその後退端から前進を開
始し再び後退端に戻る時間として把握することができる
。押出機の１サイクルはビレットの長さによって異なり
、また同一長さのビレットであってもダイスの型の種類
により巽なり、さらに崗−型のダイスであっても何番目
のビレットの押出すかによっても異なる。換言すると、
良好な品質と高い押出生産性を満足するようにラム速度
を変更するために押出機の１サイクルは多様に変化する
。

ビレット加熱用低周波誘導式加熱炉は押出機の近くに設
置されており、該加熱炉から押出機へのビレット供給は
一般に、前端ビレットを加熱炉からブツシャ棒等により
押出し、このビレットをコンベヤ等の適切な搬送手段に
より押出機のビレットローダに載せ、ビレットローダ−
によってビレットをコンテナに装入可能な位置に移送す
ることにより、行なわれている。

一般に押出ビレットサイクルは、（１）単動ブレスサイ
クルの場合、（ａ）フラットダイスサイクル、＜ｂ＞ブ
リッジダイサイクルまたは（Ｃ）前記サイクルのバーブ
サイクルの何れかとなり、また（２）復動ブレスサイク
ルの場合、前記（ａ）、（ｂ）または（Ｃ）に付は加え
てビレット形状（ホＯ−またはソリッド）およびマンド
レルの形状（フローティングまたはフィクスドマンドレ
ル）によるサイクルが行なわれる。

フラットダイスサイクルでは１サイクル中に、（Ｔ）コ
ンテナシール、ビレットとダミーブロックをローダヘチ
ャージ、（ｆｆ）ビレットローダがブレス中心まで上昇
、（ＩＩＩ）メインラム前進、ビレットローダ下降、（
ｒＶ）ビレットとダミーブロックをステムによりコンテ
ナ内に押込みアプセット、ビレットローダ下降、押出開
始、（Ｖ）押出終了、（ＶＩ）コンテナストリップすな
わち開放、（ＶＨ）コンテナオープン、メインラムリタ
ーン、（■）メインシャ下降、（ＩＸ　）メインシャ上
昇が逐次行なわれる。

ブリッジダイサイクルでは１＋ｊイクル中に、（Ｉ）コ
ンテナシール、ビレットとダミーブロックをローダヘチ
ャージ、（ＩＦ）ビレットをダイスの中心まで上昇、（
ＩＩＩ）メインラム前進、ビレットローダ下降、（ＩＶ
）ビレットとダミーブロックをステムによりコンテナ内
に押込みアプセット、ビレットローダ下降、押出開始、
（Ｖ）押出終了、（ＶＩ）メインラムパーシャルリター
ン、（Ｖ［）コンテナストリップ、（■）コンテナオー
プン、メインラム後退が行なわれる。

上述の如き押出サイクルは詳しく研究され、自動制御に
より１サイクルの全動作を高精度で行なう押出機は農産
されていると言うものの、押出サイクルと加熱炉および
加熱ビレットの搬送サイクルどを高精度で整合させる研
究は少ない。

押出１サイクル終了時に、ビレットがビレットローダ上
になければ押出機の稼動に無駄が生じ。

また押出１サイクル終了前にビレットがビレットローダ
上にあると、ビレットが冷却され、単に熱エネルギが無
駄になるばかりでなく、加熱炉において良好な品質と高
い押出生産性の両者を満足するように定められたビレッ
トの温度を保つことができなくなる。

（発明が解決しようとする問題点） 従来、押出機のオペレータが押出機の１サイクル所要時
間を予測して、ビレットを加熱炉から抽出するタイミン
グを決定していたために、押出機のオペレータの作業は
かなり複雑なものとなっていた。さらに、押出機のオペ
レータは押出機がビレット装入可能となる時点よりも若
干余裕をもつように加熱炉からの抽出タイミングを決め
る傾向があったため、ビレットの不所望の冷却が起こっ
た。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、押出中のラム速度を測定し、この測定値
に基づいて押出終了時刻をマイクロコンピュータで予測
させ、適時にビレット搬出指令を発生させるためのビレ
ット搬出指令方法を°鋭意研究した。

第２図は押出機およびビレット搬出装置の動作時間分析
チャートであり、白枠は変動時間、斜線枠は固定時間を
意味する。

同図において、押出機のサイクルでは、（１）「押出中
」はラムが前進してバッフを残して停止するまでの時間
であって、前述の理由から１回の抽出の都度変動し、 （２）「押出端」は主ラムの前進が停止した後高圧１；
保持された主シリンダ内の圧力を低圧へ減圧する時間で
あって、押出機によって一率に決まり、（３）「ラム後
退」は、押出端を残してからラムの後退が開始しそして
ラムが後退端に達した時に終了する時間であり、押出機
によって一率に決まり、 （４）「コンテナ開」はラム後退と同時に開始し、ラム
後退中にコンテナがダイスから所定距離路れた時に終了
する時間であり、同様に押出機により一率に決まり、ま
た （５）　　コンテナ開はラムが後退端に達した時にコン
テナが閉じられるように開始時期が定められるコンテナ
閉移動期間であり、同様に押出機により一率に決まる。

一方、ビレットの搬送サイクルでは、 （６）「ビレット搬出Ｊは、加熱炉の前端に位置するビ
レットを炉外に抽出するための動作が行なわれるサイク
ルであって、加熱炉の測温計からの信号を基準温度と比
較し、両温度が等しい時にビレットのストッパに開放指
令が与えられた時間から開始し、先端ビレット押出しの
ためのブツシャ棒がストッパ開放と相前後して前進を開
始し、そしてブツシャ棒が後退端に達した時に終了する
。

但し、ブツシャ棒が所定の前進端に到達した時にビレッ
トの搬出が完了するから、本方法ではこの搬出完了時点
をもって「ビレット搬出」の完了時とする。ビレット搬
出時間長は、加熱炉に入っているビレットの合計長さに
より若干変化するが、このビレット搬出時間長に対して
前記変化量は相対的に多くないから固定時間として扱う
ことができる。

なお、本発明者は昭和５９年１２月１８日付特許出願に
て、加熱炉内のビレット合計長さを常に検出するマイク
ロコンピュータ装置を提案した。

この装置を使用すると、「ビレット搬出時間Ｊを可変時
間として扱うことが可能である。しかし上述の理由によ
りビレット搬出時間を固定として扱っても実用上支障が
ないから以下の説明ではそのように扱うものとする。

■　「ビレットシュート」は加熱炉から押出されたビレ
ットがシュート部分を移動する時間であり、固定期間と
して扱われる。

（８）「ビレット移載」はシュータ部に達したビレット
を移載装置によりビレットローダに移し変えてビレット
ローダの所定部分に載せる時間であり、固定時間である
。

■　「ビレットローダ上昇」はビレット【】−ダがビレ
ットを受取った後上昇を開始してダイス中心部で停止す
るまでの時間であり、固定時間である。

上述した固定時間の合計を押出機に関しては【２、ビレ
ット搬送についてはで３とする。

ビレット搬送の固定時間長（ｔ３）＜押出機の固定時間
長（ｔ２）ならば、押出機の動作サイクルのうちで１２
時間内の何れか一定時間から搬送サイクルを開始すると
、ビレツ［〜を適時に押出機に供給できるので、搬出時
期はｔ　２−ｔ　３により一率に決まる。一方、ｔ３＞
ｔ２ならば押出機の「押出中」にビレットの搬送を開始
しないと、ビレットは適時に押出機に供給できなくなる
。そこで「押出中」にビレット搬送開始時間を決定しな
ければならない。しかしながら、「押出中」は変φ力時
間であるから、ビレットを適時に押出機に供給するため
には、「押出中」に押出終了時間を予測しな（〕ばなら
ない。

第１（Ａ）図において、１は押出機のシリンダ、２はス
テム、３はコンテナ、４はエンドプラテン、５はビレッ
トローダ、６はシュート、７は移載具、８はブツシャ棒
、９は加熱炉、１０はリニアスケール、１１はリニアス
ケール１０を押出機に取付ける取付治具、１２はビレッ
ト搬出用リミットスイッチ（ＬＳ）である。ステム２が
ダイス（図示せず）に向かって前進している時にステム
と連動する適当な部材がビレット搬出用リミットスイッ
チ１２を付勢するとともに、該リミットスイッチ１２の
取付位置をリニアスケール１０の任意の位置に変えられ
るようにして、ビレット搬出開始時期を決定する。すな
わち第１図のビレット搬出用ＬＳ（ヒツト）があった時
に、搬出タイマをスター］・させ、搬出タイマが所定時
間（ｔ（１）を経過した時に、ビレット搬出を実行する
。ここで。

［ビレット搬出用ＬＳヒツト」の始まりから「押出中」
終りまでの時間を１１とすると、ｔ３＜ｔ１＋ｔ２であ
ることがビレット搬出開始時期決定の前提となる。すな
わちｔ３＞ｔ１＋ｔ２であると、ビレット搬出用リミッ
トスイッチ１２の取付位置が押出方向前方になりすぎて
、搬出指令発生タイミングが遅くなってしまう。一方、
ｔ３＝ｔ１＋ｔ２であると、搬出指令があった時直ちに
搬出を開始しなければならず、搬出動作の余裕がなくな
る。このような理由によってｔＱの時間のより余裕すな
わち待ち時間をもって搬出のためのタイマをカウントす
る。この時間（ｔｌ＋）は押出機がビレット装入可能状
態となった時とほぼ同時にビレットが押出機に搬送され
ているために必要な搬出待ら時間となる。すなわら、こ
の時間ｔ。

−〇のときから、搬出の準備が行なわれており、ｔｏ＝
ｔ、の時にビレット搬出が開始されるように、ｔ、０時
間搬出の待機が行なわれる。上述の各ｔｏ、ｔ１　、ｔ
２．ｔ３の関係をまとめると、ｔ３＞ｔ２　　　・・・
（１）、 ［３パ、ｔ１＋ｔ２・・・（２）、 ｔ　（１＝ｊ　ｔ　＋ｔ　２−ｔ３　・”（３）となる
６上記（１）、　（２）、　＋３１式によるとｔｏはあ
る範囲の値で定められる。水沫においてはｔ（１を一定
値とする必要があるから、以下ｔｏの絶対値を求める方
法を説明する。

ｊ　ａ　＝ｔ　２　＋　（Ｌｔ　／’Ｖ＋　（Ｌ２−１
）／　（Ａｖ　ｘＶ））−ｔ　３・・・（４）（４）式
はｔｏの一定を求める数式の一例を示す。

式中、　　　　・ ＬＬ−’＃出出指令リミットスイッチ（１−８）１２の
位置からラム速度変更点までの距離。

Ｌ２−終速度変更点から押出機ラム前進端までの距離。

１−バッフの厚さ。

■−押出ラム速度。

ＡＶ−押出終速度変更係数、ＡＶ＝Ｏ＜〜く１である。

（４）式の第２項中１１／Ｖはラム速度変更点までの時
間となり、（Ｌ２−４）／　（Ａｙ　ｘＶ）はラム速度
変更点からバッフを残すまでの時間であり、それぞれの
変数により一定の値となる。

（５式は低速押出の場合の１．計算式である。

なお＋４）　、　（５１式のＶは押出開始からリミット
スイッチ付勢までの時間から計算される。また、（４）
（５）式の第２項はリミットスイッチ付勢からラムの前
進が終了するまでの時間長であって、ラム付勢時に予測
される値である。

さらに、上述の例ではリミットスイッチを用いてラムの
速度を決定する方法を説明したが、エンコーダその他任
意の手段でラムの位置またはラム速度を検出する装置を
用いることができる。以下、ラム位置検出に基づく水沫
を説明する。

本発明は、上記したラム前進終了予測時間をビレット搬
送に利用する方法および装置を提供するものであって、
その特徴とするところは、アルミニウム形材押出用ビレ
ットを該ビレットの加熱炉から押出機に供給するために
、押出ラムの走行検知器１２、押出計画本数設定部、ビ
レット搬送装置（６，７，・８．９）、および制御部を
含んでなり、さらに該制御部を用いて、検知器１２から
の信号を受けて押出機のラム速度を算出し、押出機から
の信号を受けてダイス交換復の押出回数を算出し、押出
機検出ラム速度を用いてラム前進終了時間を予測演算し
、該予測演算開始後の時間を加算し、押出機動作固定時
間およびビレット搬送装置動作時間記憶手段、および予
測演簀時間より、押出機がビレット装入可能状態となっ
た時とほぼ同時にビレットが押出機に搬送されているた
めに必要な搬出待ち時間長を演算し、ビレット搬出待ち
時間演算手段の演算時間と加算時間を比較して該演算時
間と加算時間が等しくなった時に搬出指令を発生してビ
レット搬送装置を付勢し、算出された押出回数と押出計
画本数を°比較し、最終押出時には搬出指令をダイス交
換完了信号が押出機から入力されるまで搬出信号を遅延
させ、最終押出以外には搬送指令を即時にビレット搬送
装置に与えるところにある。

以下、第１（Ｂ）図に基づいて本発明の制御装置を説明
する。

リミットスイッチ１２、エンコーダその他の測定器を用
いて押出機のラムの走行を検知し、実た押出機の１サイ
クルをラムの移動スタートからの時間によりラム速度を
検出する。また、押出機のサイクル数は加算されて押出
回数としてマイクロコンピュータに記憶される。

また、マイクロコンピュータのキーボードを用いて押出
計画本数を入力する。押出計画本数とは押出機にセット
された１つのダイスを用いて押出すビレットの本数を意
味する。さらに、キーボードを用いて前回の押出の時の
バッフの長さを入力することもできる。加えて、押出終
期にラム速度を減速する場合は係数＜Ａｖ　）または絶
対値で減速後のラム速度を入力することもできる。

マイクロコンピュータには押出機の動作固定時間長（【
２）がプログラム上設定され、または外部入力により設
定更新され数値変数として記憶されている。ここで動作
固定時間長（【２）とは、ラムの前進が停止してからご
レットローダ上昇開始までの期間において押出機の動作
のうち押出機のダイスによりほぼ一定となる動作時間の
合計を意味する。かかる動作のうちラム前進以外の全動
作は実用上は全動作が固定時間であると考えられる。但
し、超高精度の制御を行なううえで変動時間と扱うこと
が必要な何らかの動作については、その動作完了時間を
押出の都度エンコーダ等で測定し、この完了時間をラム
速度の検出により予測される押出時間に加算しても水沫
は実施できる。

しかし、通常はその必要がないのでかかる加算作用は第
１（Ｂ）図には示さない。

また、ビレット搬出固定時間長くｔ３）が同様に数値変
数として記憶される。ここでビレット搬出固定時間長（
ｔ３）とはビレット搬出装置の始動からビレットローダ
上昇開始までの間にビレット搬出装置が行なう動作のう
ち、該装置の設計および使用上はぼ一定と考えられる時
間である。ここで、ビレット搬出装置とは加熱炉からの
搬出に直接関与するものと間接的に関与するもの、例え
ばストッパ（ストッパはビレットを止めておくだけでビ
レットを搬出しないが、その開放時間はビレット搬出タ
イミングに影響する）を含む。ブツシャの動作時間を固
定と扱うか否かについては上述したが、変動時間とする
場合には、その動作時間を検知又は予測して得られた値
をラム速度検出により与えられた時間より減算する。こ
の演算は通常必要でないため第１（８）図の機能には示
していない。

本発明では上述の情報を演算した後タイマ（時間加算手
段）を作動させ、後述される所定時期に加熱炉からビレ
ットを抽出する装置に搬出指令を与える。それぞれの情
報は次のように処理される。

（イ）　押出回数−押出計画本数と比較され、最終回押
出の時はマイクロコンピュータの搬出指令が次回押出時
のダイス交換完了があるまで保持される。すなわち最終
回数押出の時はラム速度による演算処理は行なわれてい
ても、ビレット搬送装置は作動されない。

（ロ）　押出計画本数−押出回数と比較される。

なお、事故等の場合を考慮して、搬出指令発生後押出計
画本数の変更有無を必ず入力するようプログラムしても
よい。

（ハ）　押出機動作固定時間長（＋２）およびビレット
搬出固定時間長（＋３） ＋２．＋３は上式（４）または（Ｓによるｔｏ計算に利
用される。さらに（１）、　＋２）、　（３）の計算に
用いてｔｏ＞Ｏであることの確認を行なってもよい。通
常ｔｏ≧０であるようにリミットスイッチ１２の位置が
定められているので、ｔＱ＞Ｏの確認は不要である。し
かし、水沫をｔａ血ｔ２　（例えば＋３≦１．３ｔ　２
　）になるような押出機に用いる場合はｔｏ＜Ｏとなる
ことが押出ラム速度によりありうる。この場合はｔｏ＜
Ｏをディスプレイに表示してビレットの搬出をマニュア
ルで行なえるように本装置を構成してもよい。

水沫におけるビレット搬送指令は、ラム速度の検出が押
出末期（例えばラムが終速度で前進中）に行われるほど
高精度になる。この場合高速押出しが行なわれるとｔ（
１＜Ｑとなることも起こりうるためｔ（１≧Ｏの判断が
重要になる。

（・作　用） 上記（１１、（２）、　（３１式を満足する時点でラム
の速行速度を検出するとともにタイマがスタートされか
つビレット搬出時間が演算されるために、ビレット搬送
遅れまたはビレットの過度の冷却が避けられる。さらに
、押出回数およびダイス変換完了の情報を用いて、ビレ
ット搬送装置が搬送に着手する時期を決定するために、
ダイス交換時のビレットの過度の冷却も避けられる。

（実施例） マイクロコンピュータに書込まれるプログラムを第３図
により説明する。

プログラム処理がスタートすると、押出計画本数、前回
押出バツツ厚さく−り、ラム終速度（Ａｖ　）等の変数
に変更があれば（ステップ１−Ｎｏ）　、その変数が入
力される（ステップ２）、次に押出が開始される（ステ
ップ３）。さらに、上記変数には（４）式のＬｌ　、Ｌ
２が含まれることがある。

ステップ４では、ビレット搬出指令用リミットスイッチ
１２（第３図）の付勢による入力があるかどうかを検知
し、該リミットスイッチの通過状態となるまでステップ
４→ステツプ５のループをたどる。ステップ５がＹＥＳ
となった時はステップ６でビレット搬出時間ｔｏの計算
を（４）式により行なう。続いてタイマカウントをスタ
ートしくステップ７）、タイマを加痺しくステップ８）
、ｔａ待時間達した時に（ステップ９）、次回も同一ダ
イスを使用するとの条件が充たされているときは搬出指
令を発生する（ステップ１１）。次回は同一ダイスを使
用しないときは押出終了（ステップ１３）、ダイス変換
終了（ステップ１４）後に搬出指令が発生される（ステ
ップ１６）。

（発明の効果） 本発明によると、押出機のビレット搬出持ち時間がなく
なり、生産性が向上する。

また、ビレット搬出中に冷却される温度差が予測できる
ため所望の加工温度にビレットが得られるようにビレッ
トを加熱でき、この結果生産性と品質の向上が達成され
る。

さらに、オペレータは形材の形状、表面欠陥検査など自
動化困難な作業に集中できる。

【図面の簡単な説明】

第１（Ａ）図は押出機およびビレット搬送装置の概念図
、第１（Ｂ）図は本発明装置の機能ブロック図、第２図
は押出機およびビレット搬出の時間チャート、第３図は
プログラムのフローチャートである。 １・・・シリンダ、２・・・ステム、３・・・コンテナ
、４・・・エンドプラテン、５・・・ビレットローダ、
６・・・シュート、９・・・加熱炉、１２・・・リミッ
トスイッチ。 第２図 ロ＝コ変動する時間 ｚＺ固定時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルミニウム形材押出用ビレットを該ビレットの加
   熱炉から押出機に供給するために、押出ラムの走行また
   は走行速度の検知器、押出計画本数設定部、ビレット搬
   送装置、および制御部を含んでなり、さらに該制御部が
   、（イ）前記検知器からの信号を受けて押出機のラム速
   度を定める手段、（ロ）押出機からの信号を受けてダイ
   ス交換後の押出回数を算出する手段、（ハ）押出機動作
   固定時間長記憶手段、（ニ）ビレット搬送装置動作時間
   長記憶手段、（ホ）検出ラム速度を用いてラム前進終了
   時間を予測演算する手段、（ヘ）該予測演算手段（ホ）
   による演算開始後時間を加算する時間加算手段、（ト）
   各記憶手段（ハ）、（ニ）の記憶時間および予測演算手
   段（ホ）の予測時間より、押出機がビレット装入可能状
   態となった時とほぼ同時にビレットが押出機に搬送され
   ているために必要な搬出待ち時間長を演算する手段、（
   チ）ビレット搬出待ち時間演算手段の演算時間と加算時
   間を比較し、該演算時間と加算時間が等しくなった時に
   搬出指令を発生して前記動作時間長にて動作するビレッ
   ト搬送装置を付勢する指令発生手段、（リ）押出機回数
   算出手段（ロ）により算出された押出回数と押出計画本
   数を比較する手段、および（ヌ）最終押出時には搬出指
   令をダイス交換完了信号が押出機から入力されるまで搬
   出信号を遅延させ、最終押出以外には前記搬送指令手段
   （チ）の指令を即時にビレット搬送装置に与える手段を
   含んでなるビレット供給装置。 ２、前機制御装置がさらに（ヌ）押出機動作固定時間長
   設定変更手段、（ル）ビレット搬送装置動作時間長設定
   変更手段を含んでなる特許請求の範囲第１項記載の装置
   。 ３、前記ラム前進終了時間予測演算手段（ホ）が、検出
   ラム速度によりラムが前進する時間と、該検出ラム速度
   より減速されたラム速度でラムが前進する時間との合計
   時間をラム前進終了時間とするために、前記制御装置が
   、（オ）ラム終速度変更時点記憶手段、（ワ）ラム終速
   度変更係数記憶手段をさらに含んでなる特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の装置。 ４、前記ラム前進速度変更時間の設定変更手段およびラ
   ム終速度変更係数設定変更手段をさらに含んでなる特許
   請求の範囲第３項記載の装置。