JPH01181997A - 電動式粉末成形機 - Google Patents

電動式粉末成形機

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JPH01181997A
JPH01181997A JP63005704A JP570488A JPH01181997A JP H01181997 A JPH01181997 A JP H01181997A JP 63005704 A JP63005704 A JP 63005704A JP 570488 A JP570488 A JP 570488A JP H01181997 A JPH01181997 A JP H01181997A
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平 尊之
善治 稲葉
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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 この発明はダイによる押し型空間に成形材料である粉体
を充填し、これをパンチにより所定の形状に圧縮成形し
て機械部品などを得る粉末成形機に関する。
従来技術 成形部にダイ(固定金型)とパンチ(可動金型)を備え
た粉末成形機ではパンチの圧縮力が成形品における圧粉
の状態(密度、密度の均一性)に大きな影響があり、定
量の原料粉体を供給する成形方法では製品の寸法が不揃
いになり、また、所定寸法となるまで随時原料粉体を供
給する成形方法の場合は、製品に重量差が生じてしまう
しかし、従来の粉末成形機ではパンチの駆動を一定の作
動を繰返すだけの単純な油圧機構や単なる電動モーター
による駆動機構で行っているため、気温や装置自体の温
度、あるいはリンク機構の摩耗などの影響により設定し
た圧縮力を常時一定に維持して成形するのは困難である
また、パンチのストロークや圧縮力を調整できるように
するには複雑な機構を要する上その調整が煩雑で、粉体
や形状の変更など成形条件の変化に即応できない面があ
る。
この状況を少しでも緩和するためにそれぞれの成形条件
に合せダイ側を調整できるようにしたダイセッターを多
数準備し、交換して使用する場合があるが、ダイセラタ
ート自体、カムやエアシリンダなどの補助駆動手段を供
えた複雑な構成のもので高価である。また、これによっ
てもパンチの圧縮力を緻密にに制御することは困難であ
った。
発明が解決しようとする課題 この発明は、パンチの圧縮力を正確、かつ、自由に制御
できるようにし、また、パンチやダイを交換した際の種
々な調整が簡単な粉末成形機の提供を課題とする。
課題を解決するための手段 粉末成形機において成形部をダイとパンチを備えたもの
とし、パンチの駆動機構をサーボモータに連動連結する
と共にパンチの圧縮力を検出するセンサーを設け、該セ
ンサーの出力値が設定した圧縮力に相当するものとなる
ようにサーボモータを駆動する制御手段を設ける。
作用 制御手段はパンチの圧縮力に関する設定値とセンサーか
らの圧縮力検出値に基づいてサーボモータを駆動し、サ
ーボモータは回転運動を直線運動に変換する機構を介し
てパンチを駆動する。
実施例 第1図において粉末成形機1は上段壁2、中段壁3及び
下段壁4を備えたフレーム5を有し、これら壁を竪方向
に貫通する垂直な軸線Sに沿って、上方から下方へ順次
、上パンチ駆動用ボールスクリュー6、上パンチ7、ダ
イ8、下パンチ9、下パンチ駆動用ボールスクリュー1
0が配置されている。
上段壁2にはポールナツト11が回転自在に軸架される
と共に上パンチ駆動用のサーボモータ12が取り付けら
れており、これらはポールナツト11に固定したギア1
3と前記サーボモータ12の出力軸に固定されたギア1
4間にタイミングベルト15が掛けまわされて連動連結
されている。上パンチ駆動用ボールスクリュー6は前記
のポールナツト11に螺合されると共に下端に上バンチ
7を交換可能に固定している。
下段壁4には前記上段壁2の場合と同様に、ポールナツ
ト16が回転自在に軸架され、これに下パンチ駆動用ボ
ールスクリュー10が螺合されている。前記ボールスク
リュー10の上端には下パンチ9が交換可能に固定され
ている。そして、ポールナツト16にはギア17が固定
され、やはり下段壁4に取付けられた下パンチ駆動用の
サーボモータ18の出力軸におけるギア19とタイミン
グベルト20で連動連結されている。
前記において、上下のパンチ駆動用ボールスクリュー6
.10とこれがそれぞれ螺合したポールナツト11.1
6との一対はそれぞれが回転運動を直線運動に変換する
機構であり、サーボモータ12.18によりパンチを駆
動するための機構である。
中段壁3には上下に貫通した礼状のダイ装着部21が構
成され、ここにダイ8が装着されて固定部材22で交換
可能に固定されている。
ダイ8はやはり上下に貫通した礼状の押し型空間23を
備え、上下のパンチ7.9と対をなすものである。上下
のパンチ7.9はダイ8の押し型空間23へ精密に嵌合
し、かつ、ダイ8と相対的に上下移動ができるようにさ
れている。
上下のパンチ駆動用のサーボモータ12.18は共にA
Cサーボモータであり、これらはそれぞれが信号及び動
力線24でサーボアンプ25を経て制御装置26に接続
されている。
制御装置26は入力部、記憶部、比較部、出力部および
これらの作動を調整する制御部を備えた通常の構成を有
し、パンチを作動する通常の制御の他に次のフィードバ
ック制御処理が行なわれる。
すなわち、入力部にはポールナツト11に取付けたスト
レインゲージ34からの検出値とキイーボードなどから
のパンチの圧縮力に関する設定値が入力され、記憶部は
パンチの各種作動に関する作動プログラムを備えると共
に前記の入力された設定値を記憶する。そして、比較部
は制御部によるタイミングによって前記ゲージ27から
の検出値(圧縮力に換算後)と記′憶された設定値とを
比較し、パンチの圧縮力が設定値に到達しているか否か
を判断し、未到達の場合はサーボモーターの駆動を継続
し、設定値に到達したことが確認されたらサーボモータ
の駆動を停止する。
パンチの圧縮力の検出は、前記のようなストレインゲー
ジ34の他にロードセルなどでも可能であり、また、取
付ける位置もポールナツト11に限らず上パンチ7、下
パンチ9の駆動機構に関連する個所に可能である。
前記設定値の入力用キイーボード、圧縮力を検出するセ
ンサー、これらが接続される制御装置およびサーボアン
プなどがサーボモータ12.18の制御手段を構成して
いる。
第1図において符号27は原料粉体を投入するホッパー
で、可撓性のホース28で下方のフィードシュー29に
接続されている。フィードシュー29は底面が開放され
た容器で、ソレノイド30により中段壁3の上面を押し
型空間23の直上まで移動されて引戻されるものである
。また、符号31は成形品の突落し装置でソレノイド3
2により駆動される。下パンチ9を挟んで突落し装置3
1と反対側には成形品を外部に取出すシュート33が配
置されている。この成形品突落し装置31及びシ1−ト
33は中段壁3の上面側に設ける場合や上面、下面の両
側に設けることもある。
成形作動は、成形品に応じ選択された上パンチ7、下パ
ンチ9及びダイ8をそれぞれにセットしたのち、記憶さ
れた作動プログラムから制御装置26によって選択され
たプログラムに従い次のように行なわれる。
当初、上パンチ7が、中段壁3に固定されているダイ8
から上方に引抜かれ退避位置に移動しており、また、下
パンチ9はダイ8の押し型空間23に嵌入して押し型空
間3の底を形成している。
この成形材料受入れ状態が一確認されると、ソレノイド
30が作動されてフィードシュー29が押し型空間23
に移動して成形材料を押し型空間23に充填し、すぐに
元位置に引き戻される。ついで上パンチ駆動用のサーボ
モータ12が駆動されて、ギア14、タイミングベルト
15、ギア13を介してポールナツト11が回転され、
上パンチ7がダイ8の押し型空間23に嵌入される。こ
れにより、押し型空間23内部の成形材料がプレスされ
る。
この場合に、下パンチ9と上パンチ7の作動に様々の態
様を採用することができる。
下パンチ駆動用のサーボモータ18が電磁ブレーキなど
でロックされ、下バンチ9は一定位置に停止したままで
成形材料が上パンチ7の押圧力のみで成形される場合。
これは従来の成形とほとんど同じであるがパンチの圧縮
力に基づくフィードバック制御により成形品における圧
粉の密度は均一であり、成形品間の重量のばらつきはき
わめて少ない。
上パンチ駆動用のサーボモータ12と共に下パンチ駆動
用のサーボモータ18も駆動され、成形材料が上下から
押圧され成形される場合。強い押圧力が発揮され、また
両面から押圧されるので成形品において圧粉の密度が比
較的低い部分を上下方向の中心に設定することができる
。あるいは必要に応じて上パンチ7、下パンチ9の押圧
力に差を持たせこれを制御することにより、密度が低く
なる部分を成形品の上下方向の任意の位置に設定するこ
ともできる。この場合もパンチの圧縮力に関するフィー
ドバック制御を併用することで圧粉の密度や重量を各製
品間で等しくすることができる。
上パンチ7と下パンチ9を交互に作動させる場合。交互
押圧による一種の振動と内部の密度分布の移動によって
密度が高く、均一な成形品を得られ、パンチの圧縮力が
一定に制御されることにより製品間のばらつきも解消さ
れる。
上パンチ7による押圧を、複数回に分けた成形材料の供
給時ごとに、その都度行う場合。突き固め効果が生じて
複雑な形状をした細長い成形品においても圧粉密度の均
一な成形品を得ることができる。この場合、上パンチ7
は上下方向への細かな移動(振動)を繰返しながら徐々
に上方へ移動し、その間の成形材料供給時には押し型空
間23からぬけでて退避位置に戻るという作動を繰返す
ことになるが、パンチの圧縮力を設定値に関しフィード
バック制御することにより前記の各繰返しにおける圧縮
力を一定にして圧粉の密度が高度に均一な製品を得るこ
とができる。一方、圧粉の密度に所定の変化を持たせた
製品を得ることもできる。
上パンチ7及び/あるいは下パンチ9の圧縮力が設定値
に到達したことが確認されると両パンチ間の押圧力は若
干緩められ、ついで両バンチ7゜9は成形品を挟持した
まま下方(あるいは上方)に移動して成形品をダイ8の
押し型空間23から脱出させる。そして、上方パンチ7
は成形品を下パンチ9−ヒに残置したまま前記の退避位
置に移動し、成形品はこのとき付勢されるソレノイド3
2で作動される突落し装置31によって下バンチ9上か
らシュート33に落される。ついで不パンチ9は下パン
チ駆動用のサーボモータ18の駆動でダイ8の押し型空
間23に嵌入されて停止し、次回の成形サイクルへと移
動する。
なお、回転運動を直線運動に変換する機構としてはこの
他にもラックとピニオンによる機構も採用することがで
きる。また、粉末成形機におけるすべての駆動を制御装
置によるサーボモータで行なえば油汚れがなく、騒音や
振動の少ない快適な作業環境を実現できるし、パンチの
作動をサーボモータによる直接駆動とすれば効率が良〈
従来の同規模の油圧式成形機と比較して約3分の1の電
力消費で成形することができ、ランニングコストを削減
することができる。
発明の効果 パンチの圧縮力を、パンチの実際の圧縮力を検出してこ
れをフィードバックし、設定値までクローズトループで
制御するので、それぞれに圧粉の密度が均一で寸法精度
の高い成形品を得ることができる。
パンチの作動をサーボモータを介して制@装置で制御す
るので、ダイ及びパンチ(金型)を設定する際の複雑で
煩わしいメカニカルな設定が不要になり、迅速な型交換
が可能である。
これにより、粉末成形機の操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は一部を破断して示す正面図である。 1・・・粉末成形機、2・・・上段壁、3・−・中段壁
、4−・・下段壁、5・・・フレーム、6・・・上パン
チ駆動用ボールスクリュー、7・・・上パンチ、8・・
・ダイ、9−・・下パンチ、10・・・下パンチ駆動用
ボールスフリュー、11.16−・・ポールナツト、1
2・・・上!(ンチ駆動用のサーボモータ、13,14
,17゜19・・・ギア、15.20・・・タイミング
ベルト18・・・下パンチ駆動用のサーボモータ、21
・・・ダイ装着部、22・・・固定部材、23・・・押
し型空間、24・・・信号及び動力線、25・・・サー
ボアンプ、26二・・制御装置、27・・・ホッパー、
28・・・ホース、29・・・フィードシュー、30.
32・・・ソレノイド、31・・・突落し装置、33・
・・シュート、34・・・ストレインゲージ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 成形部にダイとパンチを備え、パンチの駆動機構をサー
    ボモータに連動連結すると共にパンチの圧縮力を検出す
    るセンサーを設け、該センサーの出力値が設定した圧縮
    力に相当するものとなるようにサーボモータを駆動する
    制御手段を設けたことを特徴とする粉末成形機。
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