JP7767953B2

JP7767953B2 - 押出プレス装置および押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法

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Publication number: JP7767953B2
Application number: JP2022013848A
Authority: JP
Inventors: 竜治青木; 敦薬師川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-02-01
Filing date: 2022-02-01
Publication date: 2025-11-12
Anticipated expiration: 2042-02-01
Also published as: JP2023112223A

Description

本発明は、押出プレス装置および押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法に関する。

押出プレス装置は、加工容易な金属材料、例えば、アルミニウム又はその合金（以後：アルミ材）をダイスに押圧させて、所定断面形状のアルミ製品を連続的にダイスから押し出す（押出成形）ことによりアルミ製品を製造する装置である。ダイスには、アルミ製品の断面形状を模した開口部が形成されており、押出成形された長尺のアルミ製品は所定の長さに切断されて個々のアルミ製品となる。

従来の押出プレス装置とその押出工程について図１を参照しながら説明する。図１は、詳細な構成の図示を割愛した押出プレス装置の構成の概要を示す概略断面側面図である。押出成形されるアルミ材は、製造するアルミ製品Ｗに見合った所定の直径の円筒形のビレットＢとして形成され、コンテナ１内のビレット収納部内に挿入される。このビレット収納部は、コンテナ１本体に挿入された、コンテナ１本体とは別体のコンテナライナー（図示せず）で構成される。

押出圧力を発生させるメインシリンダ４は、シリンダロッドを前進させるための油室のみを有する油圧シリンダを構成し、メインラム４ａがシリンダロッドに相当する。そして、このメインラム４ａに図示しないメインクロスヘッドを介して押出ステム３が取り付けられている。押出ステム３の先端には、フィックスダミーブロック（図示せず）が取り付けられている。メインポンプユニット５から油圧回路を介してメインシリンダ４の油室に供給される作動油によって、メインラム４ａの位置（ラム位置）がダイス２側に移動（前進／図１の右側）すると、押出ステム３も移動（前進）し、ビレットＢをダイス２に押圧させる。この押圧により、ビレットＢはコンテナ１内で加圧され、ダイス２の、アルミ製品Ｗの断面形状を模した開口部から連続的に押し出される。１０がエンドプラテン、１０ａがエンドプラテン１０に埋設され、ダイス２に作用する押圧力を受けるプレッシャーリングである。なお、図１では、図を簡単にするためにメインポンプユニット５を油圧ポンプとして図示している。

ここで、フィックスダミーブロックの温度監視について、特許文献１にフィックスダミーブロックの冷却装置が開示されている。これは、ビレットの押出時フィックスダミーブロックの押出作用面の温度がアルミニウム合金ビレット温度からの受熱によって上昇すると、ビレット表皮部分に含まれる不純物や残留空気などがメタルフローによる後方巻込みによって押出型材内部に流入するため、押出成形中にブリスタや不純物が巻込まれて押出成形材の製品歩留まりが低下するといった問題を解決するものである。

特開平０７－２０４７３２号公報

一方、フィックスダミーブロックは、ビレットを押圧する際、その反力を受けてビレット押圧部の外径が半径方向に拡径して、フィックスダミーブロックのビレット押圧部がコンテナ内周面に密着するように構成されている。フィックスダミーブロックの一例を図２に示す。コアブロック３１がビレット押圧時の反力を受けて圧縮されることにより、コアブロック３１の外周に形成されたテーパ面が外部リング３２を半径方向に拡径させる。この外部リング３２の半径方向への拡径により、外部リング３２の外周面がコンテナ内周面（コンテナライナー内周面）に密着し、フィックスダミーブロックから押出ステム側へビレットが漏れ出すことを防止する。

しかしながら、フィックスダミーブロックの温度が所定温度より低い場合、ビレットを押圧する際のフィックスダミーブロックの先端の拡径が不十分になる場合がある。このような、フィックスダミーブロックの先端の拡径が不十分な状態で押出工程を開始させると、ビレットがコンテナ内周面（コンテナライナー内周面）とフィックスダミーブロック外周面との隙間から押出ステム側に逆流し、押し詰まりやビレット挿入不良、押出ステムによるコンテナ引っ張りの要因となることがある。

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、フィックスダミーブロックの温度を計測・監視し、フィックスダミーブロックの温度が予め設定したフィックスダミーブロック下限温度より低い状態において、押出動作を行おうとした場合に、温度低下アラームを発信させる、押出プレス装置および押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、メインラムに接続されたメインクロスヘッドの前端面に配置された押出ステムの先端にフィックスダミーブロックが配置された押出プレス装置において、
前記メインラムが後退限位置にあるときの前記フィックスダミーブロックの位置を温度監視位置とすると共に、前記温度監視位置の前記フィックスダミーブロックの温度を計測可能に非接触式温度計測手段が配置されることを特徴とする押出プレス装置によって達成される。

また、本発明の上記目的は、メインラムに接続されたメインクロスヘッドの前端面に配置された押出ステムの先端にフィックスダミーブロックが配置された押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法であって、
前記メインラムが後退限位置にあるときの前記フィックスダミーブロックの位置を温度監視位置とすると共に、前記温度監視位置の前記フィックスダミーブロックの温度を計測可能に非接触式温度計測手段が配置され、
前記フィックスダミーブロックが前記温度監視位置にあるとき、前記非接触式温度計測手段により前記フィックスダミーブロックの温度を計測・監視し、前記フィックスダミーブロックの温度が予め設定したフィックスダミーブロック下限温度より低い状態において、押出動作を行おうとした場合に、温度低下アラームを発信させることを特徴とする、押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法によって達成される。

本発明に係る、押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法においては、前記押出動作が自動運転モードであって、該自動運転モードにおいては、自動運転開始操作時と、ビレットのコンテナ内への挿入完了時との２回、前記非接触式温度計測手段により前記フィックスダミーブロックの温度を計測・監視し、少なくともいずれか１回、前記フィックスダミーブロックの温度が前記フィックスダミーブロック下限温度より低い状態であるときに、前記温度低下アラームを発信させることが好ましい。

また、本発明に係る、押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法においては、前記押出動作が手動運転モードであって、該手動運転モードにおいては、前記フィックスダミーブロックが前記温度監視位置以外で、且つ、コンテナ内に挿入されていない位置にある状態が、予め設定した監視外時間を超えて継続した場合に、前記フィックスダミーブロックの温度監視を促す再温度監視アラームを発信するように構成されてもよい。

さらに、本発明に係る、押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法においては、前記押出動作が自動運転モードであって、該自動運転モードにおいて、前記フィックスダミーブロックの温度が前記フィックスダミーブロック下限温度より低下した場合、または、前記フィックスダミーブロックが前記温度監視位置以外で、且つ、前記コンテナ内に挿入されていない位置にある状態が、前記監視外時間を超えて継続した場合に、前記メインラムを前進させて、前記フィックスダミーブロックを前記コンテナ内に挿入させて、前記フィックスダミーブロックを前記コンテナ内で、予め設定した保温時間、保温させる保温自動サイクル機能を備えていてもよい。

本発明に係る、押出プレス装置は、メインラムに接続されたメインクロスヘッドの前端面に配置された押出ステムの先端にフィックスダミーブロックが配置された押出プレス装置において、
前記メインラムが後退限位置にあるときの前記フィックスダミーブロックの位置を温度監視位置とすると共に、前記温度監視位置の前記フィックスダミーブロックの温度を計測可能に非接触式温度計測手段が配置されるため、本発明に係る、押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法の実施に好適である。

そして、本発明に係る、押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法は、メインラムに接続されたメインクロスヘッドの前端面に配置された押出ステムの先端にフィックスダミーブロックが配置された押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法であって、
前記メインラムが後退限位置にあるときの前記フィックスダミーブロックの位置を温度監視位置とすると共に、前記温度監視位置の前記フィックスダミーブロックの温度を計測可能に非接触式温度計測手段が配置され、
前記フィックスダミーブロックが前記温度監視位置にあるとき、前記非接触式温度計測手段により前記フィックスダミーブロックの温度を計測・監視し、前記フィックスダミーブロックの温度が予め設定したフィックスダミーブロック下限温度より低い状態において、押出動作を行おうとした場合に、温度低下アラームを発信させるため、フィックスダミーブロックの温度が予め設定したフィックスダミーブロック下限温度より低い状態における押出動作の実施を防止して、ビレットがコンテナ内周面（コンテナライナー内周面）とフィックスダミーブロック外周面との隙間から押出ステム側に逆流することを防止し、押し詰まりやビレット挿入不良、押出ステムによるコンテナ引っ張りの発生を抑制することができる。

押出プレス装置の構成の概要を示す概略断面側面図である。フィックスダミーブロックの一例を示す断面図である。フィックスダミーブロックの温度監視位置を説明する図である。第１実施形態のフィックスダミーブロック温度監視方法を説明する側面図である。第２実施形態のフィックスダミーブロックの温度監視方法の保温自動サイクルを説明する側面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

［第１実施形態］
第１実施形態に係る押出プレス装置および押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法について図３及び図４を参照して説明する。まず、第１実施形態に係る押出プレス装置について図３を参照して説明する。図３はフィックスダミーブロックの温度監視位置を説明する図である。図３（ａ）に示すように、先端にフィックスダミーブロック３ａが配置された押出ステム３が、メインクロスヘッド２１の前端面に、押出ステム移動機構２２を介して配置されている。ここで、図３に示す押出プレス装置は、リアローディング型ショートストローク押出プレス装置である。リアローディング型ショートストローク押出プレス装置では、ビレットＢをコンテナ１内に挿入するとき、押出ステム３を、押出ステム移動機構２２により押出中心から移動させて（この場合は上方に移動）、コンテナ１と、メインクロスヘッド２１との間に形成させた空間の押出中心に、ビレット搬送装置でビレットＢを供給する。その後、ビレット供給装置に配置されたビレット挿入機構により、ビレットＢをコンテナ１内に挿入させる。

図３（ａ）は、メインクロスヘッド２１に接続されたメインラム（図示せず）が後退限位置にあり、且つ、押出ステム３が押出中心にある状態である。この状態において、自動運転開始操作を行うと、コンテナ１内へのビレット挿入が開始される。この状態におけるフィックスダミーブロック３ａの位置を温度監視位置とする。そして、この温度監視位置にあるフィックスダミーブロック３ａの温度を計測可能に、非接触式温度計測手段２３がタイロッド２４に配置されている。図３（ｂ）に、非接触式温度計測手段２３及びフィックスダミーブロック３ａの位置関係を示す。図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ－Ａ矢視図である。このように構成される押出プレス装置により、温度監視位置にあるフィックスダミーブロック３ａの温度を計測・監視させることができる。非接触式温度計測手段２３は、温度監視位置にあるフィックスダミーブロック３ａの温度計測が可能であれば、公知の非接触式の温度センサー等が適宜採用されればよい。

引き続き、第１実施形態に係る押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法について図４を参照して説明する。自動運転モードにおいては、自動運転開始操作時と、ビレットＢのコンテナ１内への挿入完了時との２回、非接触式温度計測手段によりフィックスダミーブロックの温度を計測・監視し、少なくともいずれか１回、前記フィックスダミーブロックの温度がフィックスダミーブロック下限温度より低い状態であるとき、温度低下アラームを発信させて、押出プレス装置のオペレーターにこれをアナウンスする。図４においては、非接触式温度計測手段２３及びタイロッド２４の図示を省略している。なお、フィックスダミーブロック下限温度は、フィックスダミーブロック３ａが押出動作時に十分な拡径が可能な温度が適宜、押出プレス装置の制御装置に設定されればよい。

具体的には、まず、図４（ａ）に示すように、自動運転開始操作がなされた後、フィックスダミーブロック３ａが温度監視位置にあるときに、非接触式温度計測手段２３によりフィックスダミーブロック３ａの１回目の温度計測を行う。その後、ビレット供給開始のために、図４（ｂ）に示すように、押出ステム移動機構２２により押出ステム３を上方へ移動させて、コンテナ１及びメインクロスヘッド２１の間にビレットＢを載置させたビレット供給装置を押出中心まで挿入させる。そして、ビレット供給装置のビレットＢ載置部に配置されたビレット挿入機構２５により、ビレットＢをコンテナ１内に挿入させる。

次に、図４（ｃ）に示すように、ビレット供給装置を押出中心から退避させ、図４（d）に示すように、押出ステム３を押出ステム移動機構２２により押出中心に戻す。このタイミングで、非接触式温度計測手段２３により、フィックスダミーブロック３ａの２回目の温度計測を行う。そして、２回の温度計測の少なくともいずれか１回、フィックスダミーブロック３ａの温度がフィックスダミーブロック下限温度より低い状態であるときに、温度低下アラームを発信させて、押出プレス装置のオペレーターにこれをアナウンスする。この時、同アラームを発信させた後、自動運転モードを解除させて押出プレス装置の運転を停止させてもよい。

次に、手動運転モードにおいても、押出動作を行おうとした場合に、フィックスダミーブロック３ａが温度監視位置にあるときに、非接触式温度計測手段２３によりフィックスダミーブロック３ａの温度の計測・監視を行い、フィックスダミーブロック３ａの温度がフィックスダミーブロック下限温度より低い状態であるときに、温度低下アラームを発信させて、押出プレス装置のオペレーターにこれをアナウンスすることは言うまでもない。ここで、手動運転モードにおいては、自動運転モードの場合と異なり、押出プレス装置の各装置がどのような位置関係でどのぐらい時間が経過しているかがオペレーターにはわからず、また、温度監視位置以外では、フィックスダミーブロック３ａの温度が把握できない。

そこで、手動運転モードにおいては、押出動作を行おうとした場合に、フィックスダミーブロック３ａが温度監視位置以外で、且つ、コンテナ１内に挿入されていない位置にある状態が、予め設定した監視外時間を超えて継続した場合に、フィックスダミーブロック３ａの温度監視をオペレーターに促す再温度監視アラームを発信させる。この再温度監視アラームにより、フィックスダミーブロック３ａの温度がフィックスダミーブロック下限温度より低い温度で、手動で押出動作を行わないようにオペレーターに促すことができる。なお、フィックスダミーブロック３ａがコンテナ１内に挿入されている状態を除外したのは、コンテナ１には、収納したビレットＢを加熱保温する加熱手段が内蔵されており、フィックスダミーブロック３ａがコンテナ１内に挿入されている間は、フィックスダミーブロック３ａの温度低下が抑制できるからである。監視外時間は、上述した条件下でのフィックスダミーブロック３ａの温度低下を鑑み、好適な時間が適宜、押出プレス装置の制御装置に設定されればよい。

これまで説明したように、自動運転モードや手動運転モードにおいて、温度監視位置にあるフィックスダミーブロック３ａの温度を非接触式温度計測手段２３により計測・監視することにより、温度低下アラームを発信させて、フィックスダミーブロック３ａの温度がフィックスダミーブロック下限温度より低い温度で、押出動作を行わないようにオペレーターに促すことができる。これにより、フィックスダミーブロックの温度が予め設定したフィックスダミーブロック下限温度より低い状態における押出動作の実施を防止して、ビレットがコンテナ内周面（コンテナライナー内周面）とフィックスダミーブロック外周面との隙間から押出ステム側に逆流することを防止し、押し詰まりやビレット挿入不良、押出ステムによるコンテナ引っ張りの発生を抑制することができる。

また、手動運転モードにおいては、フィックスダミーブロック３ａの温度監視をオペレーターに促す再温度監視アラームを発信させて、フィックスダミーブロック３ａの温度がフィックスダミーブロック下限温度より低い温度で、手動で押出動作を行わないようにオペレーターに促すことができる。これにより、フィックスダミーブロックの温度が予め設定したフィックスダミーブロック下限温度より低い状態における押出動作の実施を防止して、ビレットがコンテナ内周面（コンテナライナー内周面）とフィックスダミーブロック外周面との隙間から押出ステム側に逆流することを防止し、押し詰まりやビレット挿入不良、押出ステムによるコンテナ引っ張りの発生を抑制することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法について図５を参照して説明する。第２実施形態は、自動運転モードにおいて、フィックスダミーブロック３ａをコンテナ１内に挿入させて、フィックスダミーブロック３ａをコンテナ１内で、予め設定した保温時間、保温させる保温自動サイクル機能を備える点である。それ以外は第１実施形態と同じであるため、保温自動サイクル機能についてのみ説明する。

自動運転モードにおいて、フィックスダミーブロック３ａの温度がフィックスダミーブロック下限温度より低下した場合、または、フィックスダミーブロック３ａが温度監視位置以外で、且つ、コンテナ１内に挿入されていない位置にある状態が、予め設定した監視外時間を超えて継続した場合に、メインラムを前進させて、フィックスダミーブロック３ａをコンテナ１内に挿入させて、フィックスダミーブロック３ａをコンテナ１内で、予め設定した保温時間、保温させる保温自動サイクル機能を備える。保温自動サイクル機能を実施中の押出プレス装置を図５に示す。保温自動サイクル機能においては、予め設定した保温時間の経過後、押出プレス装置の操作盤等で復帰操作を行うことにより、フィックスダミーブロック３ａ他の構成を元の位置に戻すことができ、自動運転モードを再開させることができる。

このような保温自動サイクル機能を備えることにより、フィックスダミーブロック３ａの温度がフィックスダミーブロック下限温度より低い温度で、押出動作を行うことを回避できるだけでなく、自動運転モードにおける、温度低下アラームの発信を抑制することができ、温度低下アラームの発信時のオペレーターの作業時間を短縮することができる。なお、コンテナ１内にビレットが挿入されている状態においては、この保温自動サイクル機能は作動されない。

以上、発明を実施するための形態について、第１実施形態及び第２実施形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された内容を逸脱しない範囲で、色々な形で実施できることは言うまでもない。

第１実施形態において、自動運転モードにおいては、自動運転開始操作時と、ビレットＢのコンテナ１内への挿入完了時との２回、非接触式温度計測手段によりフィックスダミーブロックの温度を計測・監視するとしたが、いずれか１回の計測・監視であってもよい。

また、温度監視位置における、フィックスダミーブロック３ａの温度の計測を利用して、フィックスダミーブロック３ａの脱落監視を行わせてもよい。具体的には、フィックスダミーブロック３ａが何らかの原因で押出ステム３の先端から脱落した場合、非接触式温度計測手段２３は、フィックスダミーブロック３ａがない空間の温度を計測することになるため、その計測温度は、フィックスダミーブロック３ａが脱落していない場合と明らかに異なる温度となるはずである。これを活用して、フィックスダミーブロック脱落温度を予め設定して、温度監視位置での計測温度と比較することにより、フィックスダミーブロック３ａの脱落を判断させてもよい。

さらに、第１実施形態において、非接触式温度計測手段２３をタイロッド２４に配置させるとしたが、温度監視位置のフィックスダミーブロック３ａの温度が計測可能であれば、タイロッド２４以外に配置させる形態であってもよい。

１コンテナ、２ダイス、３押出ステム、３ａフィックスダミーブロック、４メインシリンダ、４ａメインラム、５メインポンプユニット、１０エンドプラテン、１０ａプレッシャーリング、
２１メインクロスヘッド、２２押出ステム移動機構、２３非接触式温度計測手段、２４タイロッド、２５ビレット挿入機構、
３１コアブロック、３２外部リング、
Ｂビレット、Ｗアルミ製品、

Claims

メインラムに接続されたメインクロスヘッドの前端面に配置された押出ステムの先端にフィックスダミーブロックが配置された押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法であって、
前記メインラムが後退限位置にあるときの前記フィックスダミーブロックの位置を温度監視位置とすると共に、前記温度監視位置の前記フィックスダミーブロックの温度を計測可能に非接触式温度計測手段が配置され、
前記フィックスダミーブロックが前記温度監視位置にあるとき、前記非接触式温度計測手段により前記フィックスダミーブロックの温度を計測・監視し、前記フィックスダミーブロックの温度が予め設定したフィックスダミーブロック下限温度より低い状態において、押出動作を行おうとした場合に、温度低下アラームを発信させることを特徴とする、押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法であって、
前記押出動作が自動運転モードであって、該自動運転モードにおいては、自動運転開始操作時と、ビレットのコンテナ内への挿入完了時との２回、前記非接触式温度計測手段により前記フィックスダミーブロックの温度を計測・監視し、少なくともいずれか１回、前記フィックスダミーブロックの温度が前記フィックスダミーブロック下限温度より低い状態であるときに、前記温度低下アラームを発信させることを特徴とする、押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法。
メインラムに接続されたメインクロスヘッドの前端面に配置された押出ステムの先端にフィックスダミーブロックが配置された押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法であって、
前記メインラムが後退限位置にあるときの前記フィックスダミーブロックの位置を温度監視位置とすると共に、前記温度監視位置の前記フィックスダミーブロックの温度を計測可能に非接触式温度計測手段が配置され、
前記フィックスダミーブロックが前記温度監視位置にあるとき、前記非接触式温度計測手段により前記フィックスダミーブロックの温度を計測・監視し、前記フィックスダミーブロックの温度が予め設定したフィックスダミーブロック下限温度より低い状態において、押出動作を行おうとした場合に、温度低下アラームを発信させることを特徴とする、押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法であって、
前記押出動作が手動運転モードであって、該手動運転モードにおいては、前記フィックスダミーブロックが前記温度監視位置以外で、且つ、コンテナ内に挿入されていない位置にある状態が、予め設定した監視外時間を超えて継続した場合に、前記フィックスダミーブロックの温度監視を促す再温度監視アラームを発信することを特徴とする、押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法。
メインラムに接続されたメインクロスヘッドの前端面に配置された押出ステムの先端にフィックスダミーブロックが配置された押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法であって、
前記メインラムが後退限位置にあるときの前記フィックスダミーブロックの位置を温度監視位置とすると共に、前記温度監視位置の前記フィックスダミーブロックの温度を計測可能に非接触式温度計測手段が配置され、
前記フィックスダミーブロックが前記温度監視位置にあるとき、前記非接触式温度計測手段により前記フィックスダミーブロックの温度を計測・監視し、前記フィックスダミーブロックの温度が予め設定したフィックスダミーブロック下限温度より低い状態において、押出動作を行おうとした場合に、温度低下アラームを発信させることを特徴とする、押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法であって、
前記押出動作が自動運転モードであって、該自動運転モードにおいては、前記フィックスダミーブロックの温度が前記フィックスダミーブロック下限温度より低下した場合、または、前記フィックスダミーブロックが前記温度監視位置以外で、且つ、前記コンテナ内に挿入されていない位置にある状態が、予め設定した監視外時間を超えて継続した場合に、前記メインラムを前進させて、前記フィックスダミーブロックを前記コンテナ内に挿入させて、前記フィックスダミーブロックを前記コンテナ内で、予め設定した保温時間、保温させる保温自動サイクル機能を備えることを特徴とする、押出プレス装置のフィックスダミーブロック温度監視方法。