(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出プレスの脱気制御方法において
第１及び第２のアップセットの完了位置でのメインラムのアップセット圧力Ｐ２が、一回前の押出のビレットを押出す際の押出終了直前圧力の押出最終圧力Ｐ１を超えないで、ビレットを潰すのに必要な圧力以上で、ダイスから製品が出ない圧力以下であって、
前記アップセット圧力Ｐ２を、一回前の押出工程において検出された前記押出最終圧力Ｐ１に対して予め任意設定された係数Ｆを乗じた圧力とし、次の押出のために前記アップセット圧力Ｐ２が自動設定されることを特徴とする押出プレスの脱気制御方法。
【請求項２】
前記第１のアップセット開始後に、前記メインラムの前端にメインクロスヘッドを介して取り付けられた押出ステムの先端のダミーブロック先端の、ビレットに当たった位置Ｘ２から、前記第１のアップセットが完了した位置までの移動量であるビレット潰し量Ｘ４が、あらかじめビレットとコンテナ内筒の体積差から計算により求められ、
前記第１のアップセットの完了、又は、押出の開始を、
前記ダミーブロックが、前記位置Ｘ２から前記ビレット潰し量Ｘ４移動したビレット潰し位置に到達したこと、及び、前記メインラムの圧力が前記アップセット圧力Ｐ２になったこと、の両方の条件を満たすことにより判断することを特徴とする請求項１に記載の押出プレスの脱気制御方法。
【請求項３】
前記第２アップセットを開始する際、脱気工程のための後退位置まで後退させた前記ダミーブロックの移動速度を、前記ダミーブロックの前記後退位置から前記ビレット潰し位置まで移動する段階と、前記ビレット潰し位置から前記ダイス側へ移動する段階と、の２段階において、前者の段階における前記ダミーブロックの移動速度を、後者の段階における、予め設定されるアップセット速度よりも高速となる１００％速度にしたことを特徴とする請求項２に記載の押出プレスの脱気制御方法。
【請求項４】
前記係数Ｆを略０．８とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の押出プレスの脱気制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非鉄金属のビレットをダイスから押出して形材に成形する押出プレス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】
従来アップセットはビレットをコンテナに挿入し、メインラムを前進させて（アップセット速度）でビレットをダイスに押付ける。その後、メインラムの圧力がオペレータにより設定した、アップセット圧力まで上がる。
バープサイクルに入り、メインラムとコンテナが後退し、コンテナ内に溜まったエアーを取り除く。
バープサイクル後、メインラムが前進して（アップセット速度）再度メインラム圧力が、アップセット圧力まで上がったところで、押出に入るという構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４８０１７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
押出プレスのアップセット完了信号はメインラムの圧力と設定値を比較して行っているが、この設定値は、製品によりオペレータが都度変更している。そのため、誤設定や設定忘れにより、エアー爆発の発生や製品の飛び出しが発生する。
【０００６】
また、バープサイクル前と後でアップセット動作が各々あるが、同一の動作を行っているため時間がかかる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
押出プレスの脱気制御方法において
第１及び第２のアップセットの完了位置でのメインラムのアップセット圧力Ｐ２が、一回前の押出のビレットを押出す際の押出終了直前圧力の押出最終圧力Ｐ１を超えないで、ビレットを潰すのに必要な圧力以上で、ダイスから製品が出ない圧力以下であって、
前記アップセット圧力Ｐ２を、一回前の押出工程において検出された前記押出最終圧力Ｐ１に対して予め任意設定された係数Ｆを乗じた圧力とし、次の押出のために前記アップセット圧力Ｐ２が自動設定されるようにした。
【０００８】
前記第１のアップセット開始後に、前記メインラムの前端にメインクロスヘッドを介して取り付けられた押出ステムの先端のダミーブロック先端の、ビレットに当たった位置Ｘ２から、前記第１のアップセットが完了した位置までの移動量であるビレット潰し量Ｘ４が、あらかじめビレットとコンテナ内筒の体積差から計算により求められ、
前記第１のアップセットの完了、又は、押出の開始を、
前記ダミーブロックが、前記位置Ｘ２から前記ビレット潰し量Ｘ４移動したビレット潰し位置に到達したこと、及び、前記メインラムの圧力が前記アップセット圧力Ｐ２になったこと、の両方の条件を満たすことにより判断するようにした。
【０００９】
前記第２アップセットを開始する際、脱気工程のための後退位置まで後退させた前記ダミーブロックの移動速度を、前記ダミーブロックの前記後退位置から前記ビレット潰し位置まで移動する段階と、前記ビレット潰し位置から前記ダイス側へ移動する段階と、の２段階において、前者の段階における前記ダミーブロックの移動速度を、後者の段階における、予め設定されるアップセット速度よりも高速となる１００％速度にした。また、前記係数Ｆを略０．８としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
圧力設定は、１回前の押出の押出最終圧力を検知し、その値に対する％設定とし自動設定を可能とする。誤設定や設定忘れによるエアー爆発の発生や製品の飛び出しが防止できる。
【００１１】
ビレット径、コンテナ内径、ビレット長からビレットの潰し量を計算し、位置によるアップセット完了判断が可能になる。これにより、位置によりアップセット完了が見られるようになったので圧力の誤検知による誤判断がなくなった。
【００１２】
バープサイクル前のアップセット完了位置を記憶し、バープサイクル後のアップセット動作については、この完了位置までは１００％速度で、位置到達後は設定速度へ切り替えることでアップセット時間短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の押出プレスの全体概形図である。
【図２】本発明のダミーブロックによるビレットの潰し量の概形図である。
【図３】本発明の第１アップセット、第２アップセットの状況を示した図である。
【図４】従来の第１アップセット、第２アップセットの状況を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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がその先端にダミーブロック１３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。
【００１６】
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へ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。
【００１７】
次に本発明の押出プレスの脱気制御方法について述べる。
押出プレスの脱気方法は
コンテナ５の内径よりも小径としたビレット６をコンテナ５内に収納した後、コンテナ５内でビレット６をビレット６後方の押出ステム７でダイス４に押圧する。これを第１アプセットという。これによりビレット６が押し潰されて中央が膨れた太鼓状に変形し、コンテナ５とビレット６の間、特に、コンテナ５内壁のダイス側端面部に空気が圧縮されて滞留する。前記コンテナ５内に滞留した圧縮空気を排出するために、押出ステム７とコンテナ５とを僅かに後退させ、ダイス４端面とコンテナ５端面との間に隙間を設け、圧縮空気を排出する。この工程をバープサイクルという。この後に再度コンテナ５と押出ステム７を前進させる。これを第２アップセットという。その後押出を開始する。このようにして、圧縮されたコンテナ５内の空気を排出する工程を脱気工程という。
【００１８】
本発明のアップセット圧力（Ｐ２）は、１回前の押出の押出最終圧力（Ｐ１）を検出し、その値に対して％設定とし、アプセット圧力（Ｐ２）を求める。このアップセット圧力（Ｐ２）により、アップセット完了および押出の開始の自動設定をすることになる。
すなわち、式で表すとアップセット圧力（Ｐ２）は以下の式から求められる。
Ｐ２＝ＦｘＰ１
となる。Ｆはアップセット圧力（Ｐ２）と１回前の押出の押出最終圧力（Ｐ１）との関係を示す係数で、メインラムの圧力がＰ２になるまでビレットに圧力を加えてビレットを潰すものである。
Ｆの値は過去のデータ、及び経験から例えば略０．８であると考えられている。
その根拠を以下に示す。
従来の押出プレスではデータをとってみるとアップセットの設定圧はプレッシャースイッチで８ＭＰａに固定することが多く、またこの圧力ではダイスから押出材がでることはない。一方押出易い製品では押出時の最終圧力は１０ＭＰａとなっていることが多い。
以上のことにより、アップセットの設定圧力は押出の最終圧力の略８０％くらいが最適であると考えられる。
すなわち、アップセット時に製品が出ない様、押出終了直前圧力の略８０％程度（任意設定可能）に自動設定する。
【００１９】
以上のように、アップセット圧力の圧力制御により第１アップセットの潰し量を一定にすることが出来る様になった。その結果バープサイクル後の第２アップセットでは、ダミーブロック１３を第１アップセットでビレット６を潰した位置まで１００％速度で移動させることができるようになった。（図３参照）ビレット６を潰した位置まで１００％速度で到達すると、ダミーブロック１３は従来のアップセットのときの移動速度になりメインラム圧力がＰ２に達した時、押出を開始する。
【００２０】
まず、図２を参照して、本発明のダミーブロック１３の位置を計算により求め、アップセットを行う時のダミーブロック１３の位置の制御について説明する。
まず、ダミーブロック１３はメインラム９後退限の位置から前進を開始し、コンテナ５内に侵入する。その後ビレット６と接触する。接触した時サイドシリンダ１０の圧力が上昇するので、ダミーブロック１３がビレット６に接触したことがわかる。
次に、ビレット６到達位置（Ｘ２）を記憶して、メインラム９押出後退限からダイス４の位置までの距離（Ｘ１）から計算してビレット長（Ｘ３）を測長する。
ビレット６の長さは、Ｘ３＝Ｘ１−Ｘ２となる。
ビレット径（Ｙ１）、コンテナ内径（Ｙ２）、ビレット長さ（Ｘ３）からビレットの潰し量（位置）（Ｘ４）を計算することにより、位置によるアップセット完了判断を可能とすることができる。
潰し量（Ｘ４）は以下の式から求まる。
Ｘ４＝Ｘ３ｘ（（Ｙ２／２）２ｘπ―（Ｙ１／２）２ｘπ）／（Ｙ２／２）２ｘπ
＝Ｘ３ｘ（１−（Ｙ１）２／（Ｙ２）２）
上記で記憶したビレット到達位置（Ｘ２）に潰し量（Ｘ４）を加えた値Ｘ２＋Ｘ４がダミールロック先端のアップセット完了位置になる。
バープサイクルが開始されると押出ステム７は後退するが後退する距離はＸ４よりもやや大きい。
【００２１】
図３、図４で時間軸に記載したａ、ｂ、ｃ−１、ｃ−２、ｄは図中で示したような動作をする時間である。
本発明の効果について図３、図４を参照して説明する。
図３（３−１）は本発明で横軸が時間で縦軸がメインラムの圧力をとったものである。
また、図３（３−２）は本発明で横軸が時間で縦軸がダミーブロック１３（メインラム９）の移動速度をとったものである。
また、図４は従来のアップセットのメインラム９の圧力と速度を表したものである。
これらをみるとわかるように、メインラム９の圧力の波形は大差がないが、メインラム９の速度はバープサイクル後のアップセットで（ｃ−１）大きな違いがみられる。すなわち（ｃ−１）のタイミングでは、メインラム９が高速で前進していることが分かる。これは前もってビレットをＸ４の長さだけ潰しておいたために、この区間はビレット６を潰す圧力が必要ないため、メインラム９が高速で前進出来るためである。これによってアップセットの時間は短縮が図られることになる。
【００２２】
バープサイクル前の第１アップセット完了位置（Ｘ５＝Ｘ２＋Ｘ４）を記憶し、バープ後の第２アップセット動作については、この第１アップセット完了位置までは１００％速度で、位置到達後は設定速度へ切り替えることでアップセット時間短縮が可能となる。
【００２３】
第１アップセットの完了となるか、あるいは押出の開始をするのかの条件は、ダミーブロックが潰し位置（Ｘ２＋Ｘ４）に到達したかということ、あるいはメインラム圧が設定圧力Ｐ２になったかの条件で決定され、潰し位置とメインラム圧のいずれか１つでも条件を満たしているか、または潰し位置とメインラム圧の両方が条件を満たしているかの３通りの条件で決定することが出来る。
【００２４】
本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。
圧力設定は、前回押出の押出限手前の圧力を検知し、その値に対する％設定とし自動設定を可能とする。誤設定や設定忘れによるエアー爆発の発生や製品の飛び出しが防止できる。
【００２５】
ビレット径、コンテナ内径、ビレット長からビレットの潰し量を計算し、位置によるアップセット完了判断が可能になる。これにより、位置によりアップセット完了が見られるようになったので圧力の誤検知による誤判断がなくなった。
【００２６】
バープサイクル前のアップセット完了位置を記憶し、バープサイクル後のアップセット動作については、この完了位置までは１００％速度で、位置到達後は設定速度へ切り替えることでアップセット時間短縮が可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
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
１３  ダミーブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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