(57)【要約】【課題】  従来、リリーフバルブは経年変化により徐々にポペット、シート面等の磨耗が発生するが、これにより圧力と漏れ油量の関係が変化し、押出立上り時の遅延が発生し生産性低下を引き起こす。また、オペレータには、圧力と漏れ油量を生産運転中に把握することは困難であるため、生産性低下に気付かず運転を続けていた。【解決手段】  コンテナの移動手段を備え、メインシリンダ装置により前記コンテナに装填されたビレットを押出ステムによりダイスから押出して形材を成形する押出プレスにおいて、  リリーフバルブの経年変化による特性の変化を通常生産運転において計測し、計測した特性をグラフ化し、特性変化のレベルに応じて押出立上げ時の制御パラメータを自動的に変更するようにした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナの移動手段を備え、メインシリンダ装置により前記コンテナに装填されたビレットを押出ステムによりダイスから押出して形材を成形する押出プレスにおいて、
リリーフバルブの経年変化による特性の変化を通常生産運転において計測し、計測した特性をグラフ化し、特性変化のレベルに応じて押出立上げ時の制御パラメータを自動的に変更するようにしたことを特徴とする押出プレスの押出制御方法。
【請求項２】
初期状態との変化をビジュアル化し、メンテナンス時期を警報するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の押出プレスの押出制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は押出プレスにおけるリリーフ特性計測及び押出立上げ制御パラメータの変更に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、金属材料、例えばアルミニウム又はその合金材料等によるビレットを押出プレ
ス装置により押出す場合、油圧シリンダで駆動されるメインラムの先端部に押出ステムが取り付けられており、ダイスにコンテナを押し付けた状態で、ビレットを押出ステムなどでコンテナ内に収納する。そして、メインラムを更に油圧シリンダの駆動により前進させることにより、ビレットが押出ステムにて押圧される。そこで、ダイスの出口部から、成形された製品が押出される。
【０００３】
押出プレスの駆動源は油圧で、油圧部品は押出プレスの駆動に対して重要な役割を果たしている。また、押出プレスの圧油の使用圧力は、例えば３０ＭＰａと高い為に、油圧部品の耐久性は生産性には重要な要因である。
しかし、実際には油圧部品の消耗は激しく油圧部品のメンテや交換などが頻繁に行われているのが実情である。そのため、油圧部品の劣化があっても徐々に劣化が進行するので、そのまま使用していることが多い。そのため、押出の立上り 時間が遅くなり生産性が低下することも多くある。
油圧部品のなかでも、リリーフバルブは押出プレス全体の油の圧力を設定する油圧部品で、重要な役目を果たしている。また、リリーフバルブは高価なため、頻繁に交換することができず、劣化が進んでも、そのまま使用するという場合が多くある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１１７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リリーフバルブは経年変化により徐々にポペット、シート面等の磨耗が発生するが、これにより圧力と漏れ油量の関係が変化し、押出立上り時の遅延が発生し生産性低下を引き起こす。また、オペレータには、圧力と漏れ油量を生産運転中に把握することは困難であるため、生産性低下に気付かず運転を続けることになる。
そのため、リリーフバルブの特性が変化してきても押出立上げ時の制御パラメータは一緒であるため、押出の立上り 時間が遅くなり、生産性が低下してもやむを得なかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
コンテナの移動手段を備え、メインシリンダ装置により前記コンテナに装填されたビレットを押出ステムによりダイスから押出して形材を成形する押出プレスにおいて、
リリーフバルブの経年変化による特性の変化を通常生産運転において計測し、計測した特性をグラフ化し、特性変化のレベルに応じて押出立上げ時の制御パラメータを自動的に変更するようにした。
【０００７】
初期状態との変化をビジュアル化し、メンテナンス時期を警報するようにした。
【発明の効果】
【０００８】
押出初期の立上げ制御時のポンプ吐出指令、圧力及び実速度よりリリーフバルブの圧力−漏れ油量の特性を通常の生産運転中に自動計測する。一般的には、加圧金型をセットし、手動で加圧し吐出量と圧力の関係、圧力上昇時間計測等で特性を計測している。
計測した特性をタッチパネル等にグラフ表示することによりオペレータ等にリリーフバルブの劣化を視覚で伝えることができる。
計測した特性を、予めレベル分けした劣化程度に応じて立上げ時の制御パラメータを変更することにより、劣化分の漏れ油量を補う様にポンプ吐出割合を増加させ、これにより、劣化が進んでも生産性を大きく低下させることなく生産を継続できる。
このため、高価なリリーフバルブを限界まで使用することができ、頻繁に交換する必要がなくなり、コストダウンを実現できる。
また、頻繁に行うメンテも省略できる。  
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の押出プレスの全体概形図である。
【図２】初期のリリーフバルブの流量―圧力特性、及び一般的な押出圧力と速度の関            係の図である。
【図３】劣化初期のリリーフバルブの流量―圧力特性、及び一般的な押出圧力と速度            の関係の図である。
【図４】劣化後期のリリーフバルブの流量―圧力特性、及び一般的な押出圧力と速度            の関係の図である。
【図５】リリーフバルブ特性計測方法の図である。
【図６】特性計測方法により求めたリリーフバルブの特性図
【図７】リリーフバルブの特性計測方法で得られた特性の閾値のイメージを示す図で            ある。
【図８】漏れ量を補足する為に、圧油の設定値（吐出量）を時間とともに直線的に増            加させた図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る押出プレスのリリーフバルブの特性計測及び押出立上げ制御パラメータの変更について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１１】
最初に、本発明の押出プレスの概要について図１を用いて説明する。
図１に示すように、本発明に用いる押出プレスはエンドプラテン１とメインシリンダ２を対向して配置し、両者を複数のタイロッド３によって連結している。エンドプラテン１の内側面には押出穴が形成されたダイス４を挟んでコンテナ５が配置され、コンテナ５内にビレット６を装填し、これをダイス４に向けて押出加圧することでダイス穴に応じた断面の押出材が押出成形される。
【００１２】
押出作用力を発生させるメインシリンダ２は、メインラム９を内蔵し、これをコンテナ５に向けて加圧移動可能としている。このメインラム９の前端部にはコンテナ５のビレット装填穴と同芯配置されるように押出ステム７がその先端に図示しないダミーブロックを密接させて、コンテナ５に向けて突出状態でメインクロスヘッド８を介して取付けられている。したがって、メインシリンダ２を駆動してメインクロスヘッド８を前進させると、押出ステム７がコンテナ５のビレット装填穴に挿入され、装填されたビレット６の後端面を加圧して押出材を押出すのである。
【００１３】
なお、前記メインシリンダ２には押出軸心と平行に複数のサイドシリンダ１０が取付けられており、そのシリンダロッド１１がメインクロスヘッド８に連結されている。これによって押出工程の準備工程として押出ステム７をコンテナ５近接させた位置に初期移動させ、押出加圧動作はメインシリンダ２及びサイドシリンダ１０の両者を用いて行なわせる構成となっている。
【００１４】
まず、はじめに経年変化による押出プレスのリリーフバルブの流量と圧力特性と、押出圧力と速度変化を示す。
【００１５】
初期のリリーフバルブの流量―圧力特性、及び一般的な押出圧力と速度の関係を図２に示す。
油圧力の上昇に伴って、設定値の近傍でリリーフバルブが漏れ始める。この圧力よりもさらに圧力が上がると漏れ油量が徐々に増えていき、設定圧力になると一気に油を吹くことになる。その後、油の圧力値が下降し始めると漏れ量も減少していき、最初に油を漏れ始めた圧力値になると、漏れ量がゼロになる。
初期のリリーフバルブであると、流量と圧力の特性が非常にシャープな形で表れる。
また、図２（ｂ）で押出圧力を実線、速度カーブを破線で示すと、押出圧力とメインラム９の速度との関係は、メインラム速度は立上り が早く、かつ押出圧力も上昇が早く、所定の設定速度への到達が良好である。
【００１６】
劣化初期のリリーフバルブの流量―圧力特性、及び一般的な押出圧力と速度の関係を図３に示す。
油圧力の上昇に伴って、油が漏れ始めるが初期のリリーフバルブよりも低い圧力で漏れ始める。また、設定圧力に届くまでに漏れる油の増加量もなだらかである。その後、油の圧力値が下降し始めても、油の漏れる量はなだらかに減少していき、初期のリリーフバルブほど、流量と圧力の特性がシャープな形で表れない。
また、図３（ｂ）で押出圧力を実線、速度カーブを破線で示すと、押出圧力とメインラム９の速度との関係は、押出圧力の設定値に達する時間が長くなるとともに、メインラム速度も立上り が遅くなり、所定の設定速度への到達に時間を要する。押出圧力と速度カーブともに矢印のようにピークが遅れている。
【００１７】
劣化後期のリリーフバルブの流量―圧力特性、及び一般的な押出圧力と速度の関係を図４に示す。
油圧力の上昇に伴って、油が漏れ始める開始圧力は劣化初期のリリーフバルブよりもさらに低い圧力で漏れ始める。また、設定圧力に届くまでに吹く油の量はピークに達する。
また、図４（ｂ）で押出圧力を実線、速度カーブを破線で示すと、押出圧力とメインラムの速度との関係は、押出圧力は徐々にしか上がらず、設定圧力に達することができない。またメインラム速度も押出圧力と同様に、徐々にしか上がらず、設定速度に達することができない。
【００１８】
リリーフバルブの特性計測方法を図５に示す。
横軸に時間をとって、縦軸に油の圧力、メインラム９の速度、油圧ポンプの吐出量をとって押出開始の時のそれぞれの特性をグラフに表した。
図中、設定速度Ａとは、製品に応じたメインラム９の移動速度である。また、ポンプ吐出指令Ｂとはメインラム９が設定速度Ａで動くときに必要な油圧ポンプの吐出量のことである。
また、点Ｃは各計測位置における余剰の油の量である。点Ｄは各計測位置における実測のメインラム９の速度から計算上出した、必要な吐出量（％）である。
押出中の最大圧力点１を検出し、このポイントより計測を開始する。最大圧力点である１より−１ＭＰａ毎の、各ポイント（１〜ｎ）で、圧力とポンプ吐出指令Ｃの吐出量（％）と実速度を読み取る。（各吐出量は最大吐出量に対する％表示である。）
【００１９】
設定速度Ａに対する計算上で求まるポンプ吐出量Ｂを算出。
メインラム速度≦設定速度Ａの場合
Ｙ軸＝（圧力とポンプ吐出指令Ｃの吐出量−メインラム速度に相当するポンプ吐出量Ｄ）／（１００−メインラム速度に相当するポンプ吐出量Ｄ）ｘ１００％
Ｘ軸＝プロット時の圧力
なお、ポンプ吐出量の計測はポンプ吐出指令値（吐出量の目標値）Ｂ（％）まで行う。
以上をグラフにプロットすると図６の特性が得られる。
このグラフが図２の流量―圧力特性のグラフと同等のものである。
【００２０】
図７に前述のリリーフバルブの特性計測方法で得られた特性の閾値のイメージを示す。
（１）の領域は初期のリリーフバルブの特性で、（２）の領域は劣化初期のリリーフバルブの特性で、（３）の領域は劣化後期のリリーフバルブの特性である。
この図でもわかるように、劣化が進んだリリーフバルブは低い圧力で漏れが開始すると同時に、リリーフ量のピークも下がってくる。
【００２１】
図８は、図７で求めた特性を基に、初期のリリーフバルブ、劣化初期のリリーフバルブ、劣化後期のリリーフバルブのそれぞれにおいて、圧力に応じて漏れ量が増加するのを補足する為に、圧油の設定値（吐出量）を時間とともに直線的に増加させた図である。
吐出量指令である電圧信号の時間当たりの増加量を設定する。
この増加量の係数が漏れ量を補足して、立ち上げ時の遅延を防止し、押出プレスの初期の運転を行うことができるのである。
例えば、この係数は以下の様になる。
（１）の場合は０−１０Ｖになるまでにかかる時間が４０秒
（２）の場合は０−１０Ｖになるまでにかかる時間が３０秒
（３）の場合は０−１０Ｖになるまでにかかる時間が２０秒
というふうになる。
生産運転中に、例えば５０ｍｓのサンプリングタイムで図７のどの領域に入っているかを前記の演算で求め、劣化が進んで例えば図７で領域（１）から領域（２）になったとすると吐出指令の加算値を、０−１０Ｖになるまでにかかる時間が４０秒であるものを、０−１０Ｖになるまでにかかる時間が３０秒となるように自動的に設定するのである。
【００２２】
本発明の請求項２は、リリーフバルブの劣化が進んで、図７の（１）の領域から（２）の領域へ、あるいは（２）の領域から（３）の領域に移った場合に、メンテナンスを行うように警報を出すのである。
【００２３】
本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。
押出初期の立上げ制御時のポンプ吐出指令、圧力及び実速度よりリリーフバルブの圧力−漏れ油量の特性を通常の生産運転中に自動計測する。一般的には、加圧金型をセットし、手動で加圧し吐出量と圧力の関係、圧力上昇時間計測等で特性を計測している。
計測した特性をタッチパネル等にグラフ表示することによりオペレータ等にリリーフバルブの劣化を視覚で伝えることができる。
計測した特性を、予めレベル分けした劣化程度に応じて立上げ時の制御パラメータを変更することにより、劣化分の漏れ油量を補う様にポンプ吐出割合を増加させ、これにより、劣化が進んでも生産性を大きく低下させることなく生産を継続できる。
このため、高価なリリーフバルブを限界まで使用することができ、頻繁に交換する必要がなくなり、コストダウンを実現できる。
また、頻繁に行うメンテも省略できる。
【符号の説明】
【００２４】
１  エンドプラテン
２  メインシリンダ
３  タイロッド
４  ダイス
５  コンテナ
６  ビレット
７  押出ステム
８  メインクロスヘッド
９  メインラム
１０  サイドシリンダ
１１  サイドシリンダロッド
１２  コンテナホルダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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