JPH0569578B2 - - Google Patents
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- JPH0569578B2 JPH0569578B2 JP1322010A JP32201089A JPH0569578B2 JP H0569578 B2 JPH0569578 B2 JP H0569578B2 JP 1322010 A JP1322010 A JP 1322010A JP 32201089 A JP32201089 A JP 32201089A JP H0569578 B2 JPH0569578 B2 JP H0569578B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
- Glanulating (AREA)
Description
この発明は、各種セラミツクス粉末、二酸化ウ
ラン粉末、プルトニウムとウランの混合酸化物粉
末等をペレツト状に成型する装置に関するもので
ある。
ラン粉末、プルトニウムとウランの混合酸化物粉
末等をペレツト状に成型する装置に関するもので
ある。
グリーンペレツトの例で説明すると、均一でば
らつきのない焼結密度を有する核燃料ペレツトを
製造するには、核燃料粉末を成型して得られたグ
リーンペレツトの密度が均一なものでなければな
らない。従来の成型装置を第９図に示して簡単に
説明すると、固定した下パンチ４にフローテイン
グダイ３の貫通孔１１が嵌挿され、その貫通孔１
１の上方には、油圧ダンパー５が取付いている上
ラム１に保持された上パンチ２が上記貫通孔１１
内に押下げ可能に配設されていて、下パンチ４上
方に当るフローテイングダイ３の貫通孔１１部分
に充填された粉末を上パンチ２と下パンチ４で押
すことでグリーンペレツトとする。粉末充填量の
調整は、調整用モータ９の正又は逆回転でフロー
テイングダイ３を上下して行うのが、その調整用
モータ９の制御装置１０は、上ラム１に接続され
ている高さ検出器６と、高さ設定器７と、その高
さ検出器６で測定した値を高さ設定器７に設定し
た値と比較して、一定の範囲から外れているとき
は正逆作動信号をモータ９にフイードバツクする
コンパレータ８とから構成されていた。 この成型装置の動きを第１０図に示したカム線
図で概説すると、、およびはそれぞれ上パ
ンチ２の下面、フローテイングダイ３の上面およ
び下パンチ４の上面の軌跡である。粉末の充填工
程において、成型される粉末が充填される貫通
孔１１内側個所の深さはとの差である充填量
ａで示される。第１段目の圧縮工程では静止す
るフローテイングダイ３に対して上パンチ２が上
加圧量ｂだけ降下して上加圧を加え、第２段目の
圧縮工程では上パンチ２とフローテイングダイ
３とが相対的位置関係を一定に保つたままプレス
下死点まで降下したのち静止する。これは下パン
チ４を下加圧量ｃだけ押込んだと同じであるから
下加圧を加えたことになる。押出工程ではフロ
ーテイングダイ３の上面が下パンチ４上面と一致
するところまで押出量ｅだけ降下し、一方、上パ
ンチ２は上方に逃げる。 上ラム１の降下量だけ圧縮されたグリーンペレ
ツト高さｈは高さ検出器６で検出され、コンパレ
ータ８で設定値と比較した結果に基づきモータ９
は正または逆回転してフローテイングダイ３を上
下方向に動かし、充填量ａの調整がなされる。そ
の際、ペレツト高さｈの変化が油圧ダンパー５の
許容範囲Ｙ内であると、上パンチ２に過剰の加圧
力が加わつたとき、油圧ダンパー５は斜線部分で
示した油圧ダンパー作動領域のようにその圧力を
逃がし、常に一定の成型圧による成型を可能とす
る。ただし、上記した成型装置ではグリーンペレ
ツトの密度変化に対しては無策であつて、作業員
がグリーンペレツトの密度測定結果に基づいて手
作業で成型圧を調整せざるを得なかつた。
らつきのない焼結密度を有する核燃料ペレツトを
製造するには、核燃料粉末を成型して得られたグ
リーンペレツトの密度が均一なものでなければな
らない。従来の成型装置を第９図に示して簡単に
説明すると、固定した下パンチ４にフローテイン
グダイ３の貫通孔１１が嵌挿され、その貫通孔１
１の上方には、油圧ダンパー５が取付いている上
ラム１に保持された上パンチ２が上記貫通孔１１
内に押下げ可能に配設されていて、下パンチ４上
方に当るフローテイングダイ３の貫通孔１１部分
に充填された粉末を上パンチ２と下パンチ４で押
すことでグリーンペレツトとする。粉末充填量の
調整は、調整用モータ９の正又は逆回転でフロー
テイングダイ３を上下して行うのが、その調整用
モータ９の制御装置１０は、上ラム１に接続され
ている高さ検出器６と、高さ設定器７と、その高
さ検出器６で測定した値を高さ設定器７に設定し
た値と比較して、一定の範囲から外れているとき
は正逆作動信号をモータ９にフイードバツクする
コンパレータ８とから構成されていた。 この成型装置の動きを第１０図に示したカム線
図で概説すると、、およびはそれぞれ上パ
ンチ２の下面、フローテイングダイ３の上面およ
び下パンチ４の上面の軌跡である。粉末の充填工
程において、成型される粉末が充填される貫通
孔１１内側個所の深さはとの差である充填量
ａで示される。第１段目の圧縮工程では静止す
るフローテイングダイ３に対して上パンチ２が上
加圧量ｂだけ降下して上加圧を加え、第２段目の
圧縮工程では上パンチ２とフローテイングダイ
３とが相対的位置関係を一定に保つたままプレス
下死点まで降下したのち静止する。これは下パン
チ４を下加圧量ｃだけ押込んだと同じであるから
下加圧を加えたことになる。押出工程ではフロ
ーテイングダイ３の上面が下パンチ４上面と一致
するところまで押出量ｅだけ降下し、一方、上パ
ンチ２は上方に逃げる。 上ラム１の降下量だけ圧縮されたグリーンペレ
ツト高さｈは高さ検出器６で検出され、コンパレ
ータ８で設定値と比較した結果に基づきモータ９
は正または逆回転してフローテイングダイ３を上
下方向に動かし、充填量ａの調整がなされる。そ
の際、ペレツト高さｈの変化が油圧ダンパー５の
許容範囲Ｙ内であると、上パンチ２に過剰の加圧
力が加わつたとき、油圧ダンパー５は斜線部分で
示した油圧ダンパー作動領域のようにその圧力を
逃がし、常に一定の成型圧による成型を可能とす
る。ただし、上記した成型装置ではグリーンペレ
ツトの密度変化に対しては無策であつて、作業員
がグリーンペレツトの密度測定結果に基づいて手
作業で成型圧を調整せざるを得なかつた。
【発明が解決しようとする課題】
一般にダイに充填される粉末は偏流や偏折によ
りその粒度分布が変わるため、一定の成型圧でプ
レスしても、得られたグリーンペレツトの密度は
変化する。そこで従来は上記したように作業員が
グリーンペレツトの密度測定結果に基づいて手作
業で成型圧を調整していたが、その作業は仲々面
倒であつたし、油圧ダンパー方式では成型中に成
型圧力を容易に変更することができなかつたほ
か、圧力逃がしに時間遅れが生じて規定値以上の
圧力がグリーンペレツトに加わる場合があつた。 更に、従来の成型装置では、例えば崇密度が下
がつたため或いはグリーンペレツトの高さを増す
ために粉末の充填量ａを増加させるべくフローテ
イングダイ３を少し上昇させると、下加圧量ｃが
大きくなつて下パンチ４による下加圧が増し、グ
リーンペレツト下側の密度が局所的に高くなるか
ら、この状態で焼結すると下側の収縮率が低く円
錐台状の歪んだペレツトとなるという欠点が生じ
た。 本発明の目的は、粉末の充填量を変化させた場
合でも成型したグリーンペレツトの上部と下部の
密度バランスが得られ、同時にグリーンペレツト
の高さをほぼ一定になし得るし、また密度の均一
性も確保できる成型装置を提供することにある。
りその粒度分布が変わるため、一定の成型圧でプ
レスしても、得られたグリーンペレツトの密度は
変化する。そこで従来は上記したように作業員が
グリーンペレツトの密度測定結果に基づいて手作
業で成型圧を調整していたが、その作業は仲々面
倒であつたし、油圧ダンパー方式では成型中に成
型圧力を容易に変更することができなかつたほ
か、圧力逃がしに時間遅れが生じて規定値以上の
圧力がグリーンペレツトに加わる場合があつた。 更に、従来の成型装置では、例えば崇密度が下
がつたため或いはグリーンペレツトの高さを増す
ために粉末の充填量ａを増加させるべくフローテ
イングダイ３を少し上昇させると、下加圧量ｃが
大きくなつて下パンチ４による下加圧が増し、グ
リーンペレツト下側の密度が局所的に高くなるか
ら、この状態で焼結すると下側の収縮率が低く円
錐台状の歪んだペレツトとなるという欠点が生じ
た。 本発明の目的は、粉末の充填量を変化させた場
合でも成型したグリーンペレツトの上部と下部の
密度バランスが得られ、同時にグリーンペレツト
の高さをほぼ一定になし得るし、また密度の均一
性も確保できる成型装置を提供することにある。
本発明の成型装置は、調整用モータによつて上
下可能としたフローテイングダイの貫通孔下方に
は固定された下パンチを摺動自在に嵌挿し、該貫
通孔上方には上ラムに保持された上パンチを押込
み可能として、上パンチと下パンチで該貫通孔内
に充填した粉末を圧縮可能としたプレスを備えた
ペレツト成型装置であるという点では従来と変わ
りはないが、プレス下死点で上パンチに一定の上
加圧力FUを与えるための油圧ユニツトを設けて
いる。その油圧ユニツトの制御装置は、ペレツト
の密度測定器と、密度設定器と、その測定値と設
定値の比較結果に基づき油圧制御信号を上記油圧
ユニツトにフイードバツクするコンパレータとで
構成する。また、上記フローテイングダイ調整用
モータの制御装置は、下パンチの下方に設置した
ロードセルと、そのロードセルによつてプレス下
死点で上パンチが一定加圧を開始する直前に検出
した下加圧力FL並びに上記上加圧力FUとの比を
測定するFL／FU測定器と、FL／FU設定器と、そ
の測定値と設定値との比較結果に基づきモータ制
御信号を上記調整用モータにフイードバツクする
コンパレータとで構成するようにしたものであ
る。 上記した密度設定器およびFL／FU設定器に入
力する上限Ｈと下限Ｌの値は、 Ｈ＝Ａ＋√ Ｌ＝Ａ−√ とする。但し、Ａは目標値、Ｖはペレツト密度又
はFL／FUの平均値の不偏分散である。測定値が
上限Ｈと下限Ｌの範囲内にあるときはフイードバ
ツクさせない方がよい。また、フローテイングダ
イ調整用モータの制御装置は、下加圧量の上限を
常時監視して、上限に達した場合には成型装置を
自動停止させるようにするとよい。
下可能としたフローテイングダイの貫通孔下方に
は固定された下パンチを摺動自在に嵌挿し、該貫
通孔上方には上ラムに保持された上パンチを押込
み可能として、上パンチと下パンチで該貫通孔内
に充填した粉末を圧縮可能としたプレスを備えた
ペレツト成型装置であるという点では従来と変わ
りはないが、プレス下死点で上パンチに一定の上
加圧力FUを与えるための油圧ユニツトを設けて
いる。その油圧ユニツトの制御装置は、ペレツト
の密度測定器と、密度設定器と、その測定値と設
定値の比較結果に基づき油圧制御信号を上記油圧
ユニツトにフイードバツクするコンパレータとで
構成する。また、上記フローテイングダイ調整用
モータの制御装置は、下パンチの下方に設置した
ロードセルと、そのロードセルによつてプレス下
死点で上パンチが一定加圧を開始する直前に検出
した下加圧力FL並びに上記上加圧力FUとの比を
測定するFL／FU測定器と、FL／FU設定器と、そ
の測定値と設定値との比較結果に基づきモータ制
御信号を上記調整用モータにフイードバツクする
コンパレータとで構成するようにしたものであ
る。 上記した密度設定器およびFL／FU設定器に入
力する上限Ｈと下限Ｌの値は、 Ｈ＝Ａ＋√ Ｌ＝Ａ−√ とする。但し、Ａは目標値、Ｖはペレツト密度又
はFL／FUの平均値の不偏分散である。測定値が
上限Ｈと下限Ｌの範囲内にあるときはフイードバ
ツクさせない方がよい。また、フローテイングダ
イ調整用モータの制御装置は、下加圧量の上限を
常時監視して、上限に達した場合には成型装置を
自動停止させるようにするとよい。
例えば粉末の性状が成型中に変化して崇密度が
低い（高い）まま成型したためペレツト高さｈが
低い（高い）と、下加圧力FLは通常の値より下
がり（上がる）、上加圧力FUは一定であるから、
FL／FU値は下がる（上がる）。このようにFL／FU
値はペレツトの上部と下部の密度およびペレツト
高さと相関関係があるから、FL／FU値に関する
測定値と設定値との比較結果をフローテイングダ
イ昇降用モータにフイードバツクしてフローテイ
ングダイを昇降させると、ペレツトの上部と下部
の密度の均一化と同時にペレツト高さも均一化す
る。また油圧ユニツト発生圧力制御装置はペレツ
ト密度に応じて成型圧力を変えるからペレツト密
度を均一化する。
低い（高い）まま成型したためペレツト高さｈが
低い（高い）と、下加圧力FLは通常の値より下
がり（上がる）、上加圧力FUは一定であるから、
FL／FU値は下がる（上がる）。このようにFL／FU
値はペレツトの上部と下部の密度およびペレツト
高さと相関関係があるから、FL／FU値に関する
測定値と設定値との比較結果をフローテイングダ
イ昇降用モータにフイードバツクしてフローテイ
ングダイを昇降させると、ペレツトの上部と下部
の密度の均一化と同時にペレツト高さも均一化す
る。また油圧ユニツト発生圧力制御装置はペレツ
ト密度に応じて成型圧力を変えるからペレツト密
度を均一化する。
第１図に示した本発明の実施例において、第９
図と同じ各部には同じ符号を付している。使用さ
れる非同時三段圧縮式のウイズドロウ・メカニカ
ルプレスは、調整用モータ９によつて上下可能と
したフローテイングダイ３の貫通孔１１下方に、
固定された下パンチ４が摺動自在に嵌挿され、ま
た上ラム１に保持された上パンチ２を上記貫通孔
１１内に押下げ可能として、上パンチ２と下パン
チ４で該貫通孔１１内に充填した粉末を圧縮可能
としているだけでなく、油圧ユニツト１２を設け
て、プレス下死点で上記上パンチ２に一定の上加
圧FUを与えることができるようになつている。 このプレスの動きを第２図に、カム線図を第３
図に示し、第９図と比較すると、粉末の充填工程
、第１段目の圧縮工程、第２段目の圧縮工程
および押出工程では変わりはないが、第二段
目の圧縮工程に続いて、フローテイングダイ３
が静止するプレス下死点で、上パンチ２は油圧ユ
ニツト１２で発生した一定圧力（POKg／cm2）に
押されて一定加圧量ｄだけ降下し、一定加圧時間
ｔ押し続ける第三段目の圧縮工程がある。一定
加圧量ｄを保証する上パンチ２の作動範囲は４〜
６mm程度、一定加圧時間ｔは0.5〜５秒程度であ
る。図中、Ｘは後述する油圧ユニツト圧力制御装
置１３により通常４〜６秒程度の成型サイクル中
に２〜6Ton／cm2程度の範囲で適宜変更可能であ
る一定加圧作動範囲、斜線部分は一定加圧作動領
域である。 上記した油圧ユニツト１１の圧力制御装置１３
は、第１図に示したように、成型されたペレツト
の密度を測定する密度測定器１４と、ペレツトの
密度設定器１５と、上記密度測定器１４の出力と
密度設定器１５に設定した値とを所定のサンプリ
ングポイント毎に比較して、その結果に応じて上
記油圧ユニツト１２に油圧制御信号をフイードバ
ツクするコンパレータ１６とから構成されてい
る。密度設定器１５に入力されるペレツト密度の
初期値は、ペレツト密度の平均値の不偏分散をＶ
（この不偏分散は、平均値の経時的変化がないと
見做される短時間での測定結果によるものであ
る。）、目標値をＡとするとき、下式から求められ
る上限Ｈおよび下限Ｌとする。 Ｈ＝Ａ＋√ Ｌ＝Ａ−√ ペレツトの密度と成型圧力の関係を示した第５
図の例では50パンチング毎に１回のサンプリング
ポイントとしている。第６図に示した油圧制御の
フローチヤートで説明すると、ステツプ101でサ
ンプリングポイントか否かが判別され、サンプリ
ングポイントに当るときは、密度測定器１４で測
定されたグリーンペレツトの密度の１個又は複数
個の平均値がステツプ102で算出し、その結果を
コンパレータ１６に送つて密度設定器１５に入力
したペレツト密度の初期値範囲（Ｈ、Ｌ）とステ
ツプ103および104で比較し、範囲外にある場合は
ステツプ105および106で成型圧力を１ステツプ増
加又は減少させる制御信号を油圧ユニツト１２に
フイードバツクすることで油圧ユニツト１２の発
生圧力POKg／cm2を調整する。第５図の例では２
回目のサンプリングポイントで設定値Ｈ以上とな
つたために成型圧力を初期値から１ステツプ減少
させている。また第５図の例では３回目、４回目
等のサンプリングポイントでは設定範囲（Ｈ、
Ｌ）内にある。このような場合には本質的に制御
不要範囲としてフイードバツクを行わない方が制
御系の安定度の向上を図る点で良い。尚、第５図
には、下加圧力／上加圧力と下加圧量の関係も併
せて示しているが、この場合は５パンチング毎に
１回のサンプリングポイントとしている。 密度設定器１５に入力されるペレツト密度の設
定値は、上記した上限Ｈと下限Ｌの二つに限られ
るものではない。要すればＨ、H1、Ｌ、……Ｌ、
L1……と更に細分化して多段のフイードバツク
制御を行つてもよい。例示すると、３つのグルー
プに分けた場合の設定値（Ｈ、Ｌ）（H1、Ｌ）
（H2、L2）は、 Ａ±√ Ａ±２√ Ａ±３√ そのステツプ量(1)、(2)、(3)は、 0.81√ 2.09√ 3.21√ である。第７図は細分化した場合のフローチヤー
トであつて、ステツプ107〜110が増えている。 再び第１図に戻つて、つぎに、フローテイング
ダイ調整用モータ９の制御装置１７について説明
する。この制御装置１７は、FL／FU測定器１９
と、FL／FU設定器２０と、上記FL／FU測定器の
出力とFL／FU設定器に設定した値とを定められ
たサンプリングポイント毎に比較し、その結果に
応じて調整用モータ９にモータ制御信号をフイー
ドバツクするコンパレータ２１とから構成されて
いる。ここで下加圧力FLとは、下パンチ４の下
方に設置したロードセル１８の出力を示した第４
図でいうと、プレス下死点に至つて第二段目の圧
縮工程が終り、上パンチ２が一定加圧を開始す
る第三段目の圧縮工程の直前にサンプリングし
た出力を指す。また上加圧力FUとは、上記上パ
ンチ２にかかる一定加圧すなわち油圧ユニツト１
１での発生圧力POKg／cm2と、上パンチ２の頭部
面積SOcm2（定数）の積PO×SO（Kg）と定義する。 FL／FU設定器２０に入力する上限Ｈおよび下
限Ｌは、前記した式において、ＶはFL／FUの平
均値の不偏分散とし、目標値Ａは焼結後のペレツ
トの直径の上下差が零に近くて上加圧力FUと下
加圧力FLのバランスがとれているFL／FU値とす
る。PO×SOおよびFL／FUの計算は装置内のマイ
コンによつて計算される。第８図に示した下加圧
量制御のフローチヤートで説明すると、FL／FU
測定器１９で測定された１個又は複数個の平均値
がステツプ202で算出され、その結果をコンパレ
ータ２１に送つて、FL／FU設定器２０に入力し
た初期値範囲（Ｈ、Ｌ）とステツプ203および204
で比較し、範囲外にある場合は、ステツプ205お
よび206で下加圧量を１ステツプ増加又は減少さ
せる制御信号をモータ９にフイードバツクするこ
とで、フローテイングダイ３を昇降して充填量換
言すれば下加圧量を調整する。本例ではステツプ
207で常に下加圧量ｃの上限を監視していて、も
し下加圧量ｃが上限に達した場合は成型装置に供
給される粉末がなくなつたことを意味すると判断
して、成型装置を自動停止させ、終了としてい
る。 上述した成型圧力と下加圧力（充填量）のフイ
ードバツクは、互いに干渉することなく、独立に
作動すると共に、動作ポイントが最適値からずれ
てきた場合は協調してこれを元に戻そうと働く。 以上は全て単一のダイセツトであつたが、複数
のダイセツトを持つ成型機の場合には、個々のダ
イセツトについて密度上下バランスのフイードバ
ツク制御を独立して設ければよい。これによりダ
イセツト間の充填量のばらつきを押さえられる。
図と同じ各部には同じ符号を付している。使用さ
れる非同時三段圧縮式のウイズドロウ・メカニカ
ルプレスは、調整用モータ９によつて上下可能と
したフローテイングダイ３の貫通孔１１下方に、
固定された下パンチ４が摺動自在に嵌挿され、ま
た上ラム１に保持された上パンチ２を上記貫通孔
１１内に押下げ可能として、上パンチ２と下パン
チ４で該貫通孔１１内に充填した粉末を圧縮可能
としているだけでなく、油圧ユニツト１２を設け
て、プレス下死点で上記上パンチ２に一定の上加
圧FUを与えることができるようになつている。 このプレスの動きを第２図に、カム線図を第３
図に示し、第９図と比較すると、粉末の充填工程
、第１段目の圧縮工程、第２段目の圧縮工程
および押出工程では変わりはないが、第二段
目の圧縮工程に続いて、フローテイングダイ３
が静止するプレス下死点で、上パンチ２は油圧ユ
ニツト１２で発生した一定圧力（POKg／cm2）に
押されて一定加圧量ｄだけ降下し、一定加圧時間
ｔ押し続ける第三段目の圧縮工程がある。一定
加圧量ｄを保証する上パンチ２の作動範囲は４〜
６mm程度、一定加圧時間ｔは0.5〜５秒程度であ
る。図中、Ｘは後述する油圧ユニツト圧力制御装
置１３により通常４〜６秒程度の成型サイクル中
に２〜6Ton／cm2程度の範囲で適宜変更可能であ
る一定加圧作動範囲、斜線部分は一定加圧作動領
域である。 上記した油圧ユニツト１１の圧力制御装置１３
は、第１図に示したように、成型されたペレツト
の密度を測定する密度測定器１４と、ペレツトの
密度設定器１５と、上記密度測定器１４の出力と
密度設定器１５に設定した値とを所定のサンプリ
ングポイント毎に比較して、その結果に応じて上
記油圧ユニツト１２に油圧制御信号をフイードバ
ツクするコンパレータ１６とから構成されてい
る。密度設定器１５に入力されるペレツト密度の
初期値は、ペレツト密度の平均値の不偏分散をＶ
（この不偏分散は、平均値の経時的変化がないと
見做される短時間での測定結果によるものであ
る。）、目標値をＡとするとき、下式から求められ
る上限Ｈおよび下限Ｌとする。 Ｈ＝Ａ＋√ Ｌ＝Ａ−√ ペレツトの密度と成型圧力の関係を示した第５
図の例では50パンチング毎に１回のサンプリング
ポイントとしている。第６図に示した油圧制御の
フローチヤートで説明すると、ステツプ101でサ
ンプリングポイントか否かが判別され、サンプリ
ングポイントに当るときは、密度測定器１４で測
定されたグリーンペレツトの密度の１個又は複数
個の平均値がステツプ102で算出し、その結果を
コンパレータ１６に送つて密度設定器１５に入力
したペレツト密度の初期値範囲（Ｈ、Ｌ）とステ
ツプ103および104で比較し、範囲外にある場合は
ステツプ105および106で成型圧力を１ステツプ増
加又は減少させる制御信号を油圧ユニツト１２に
フイードバツクすることで油圧ユニツト１２の発
生圧力POKg／cm2を調整する。第５図の例では２
回目のサンプリングポイントで設定値Ｈ以上とな
つたために成型圧力を初期値から１ステツプ減少
させている。また第５図の例では３回目、４回目
等のサンプリングポイントでは設定範囲（Ｈ、
Ｌ）内にある。このような場合には本質的に制御
不要範囲としてフイードバツクを行わない方が制
御系の安定度の向上を図る点で良い。尚、第５図
には、下加圧力／上加圧力と下加圧量の関係も併
せて示しているが、この場合は５パンチング毎に
１回のサンプリングポイントとしている。 密度設定器１５に入力されるペレツト密度の設
定値は、上記した上限Ｈと下限Ｌの二つに限られ
るものではない。要すればＨ、H1、Ｌ、……Ｌ、
L1……と更に細分化して多段のフイードバツク
制御を行つてもよい。例示すると、３つのグルー
プに分けた場合の設定値（Ｈ、Ｌ）（H1、Ｌ）
（H2、L2）は、 Ａ±√ Ａ±２√ Ａ±３√ そのステツプ量(1)、(2)、(3)は、 0.81√ 2.09√ 3.21√ である。第７図は細分化した場合のフローチヤー
トであつて、ステツプ107〜110が増えている。 再び第１図に戻つて、つぎに、フローテイング
ダイ調整用モータ９の制御装置１７について説明
する。この制御装置１７は、FL／FU測定器１９
と、FL／FU設定器２０と、上記FL／FU測定器の
出力とFL／FU設定器に設定した値とを定められ
たサンプリングポイント毎に比較し、その結果に
応じて調整用モータ９にモータ制御信号をフイー
ドバツクするコンパレータ２１とから構成されて
いる。ここで下加圧力FLとは、下パンチ４の下
方に設置したロードセル１８の出力を示した第４
図でいうと、プレス下死点に至つて第二段目の圧
縮工程が終り、上パンチ２が一定加圧を開始す
る第三段目の圧縮工程の直前にサンプリングし
た出力を指す。また上加圧力FUとは、上記上パ
ンチ２にかかる一定加圧すなわち油圧ユニツト１
１での発生圧力POKg／cm2と、上パンチ２の頭部
面積SOcm2（定数）の積PO×SO（Kg）と定義する。 FL／FU設定器２０に入力する上限Ｈおよび下
限Ｌは、前記した式において、ＶはFL／FUの平
均値の不偏分散とし、目標値Ａは焼結後のペレツ
トの直径の上下差が零に近くて上加圧力FUと下
加圧力FLのバランスがとれているFL／FU値とす
る。PO×SOおよびFL／FUの計算は装置内のマイ
コンによつて計算される。第８図に示した下加圧
量制御のフローチヤートで説明すると、FL／FU
測定器１９で測定された１個又は複数個の平均値
がステツプ202で算出され、その結果をコンパレ
ータ２１に送つて、FL／FU設定器２０に入力し
た初期値範囲（Ｈ、Ｌ）とステツプ203および204
で比較し、範囲外にある場合は、ステツプ205お
よび206で下加圧量を１ステツプ増加又は減少さ
せる制御信号をモータ９にフイードバツクするこ
とで、フローテイングダイ３を昇降して充填量換
言すれば下加圧量を調整する。本例ではステツプ
207で常に下加圧量ｃの上限を監視していて、も
し下加圧量ｃが上限に達した場合は成型装置に供
給される粉末がなくなつたことを意味すると判断
して、成型装置を自動停止させ、終了としてい
る。 上述した成型圧力と下加圧力（充填量）のフイ
ードバツクは、互いに干渉することなく、独立に
作動すると共に、動作ポイントが最適値からずれ
てきた場合は協調してこれを元に戻そうと働く。 以上は全て単一のダイセツトであつたが、複数
のダイセツトを持つ成型機の場合には、個々のダ
イセツトについて密度上下バランスのフイードバ
ツク制御を独立して設ければよい。これによりダ
イセツト間の充填量のばらつきを押さえられる。
本発明は、FL／FUの計測値と設定値との比較
結果をフローテイングダイ昇降用モータにフイー
ドバツクしてフローテイングダイを昇降させ充填
量を増加減少するようにしたから、成型中に粉末
の性状が変化した場合でもグリーンペレツトの上
部と下部の密度の偏差を抑えること、換言すれば
焼結ペレツトの直径歪を減少することに貢献する
だけでなく、ペレツトの高さを所定の値に近づけ
ることが同時にできる点で甚だ優れている。また
本発明は、グリーンペレツト密度の計測値と設定
値との比較結果を油圧ユニツトにフイードバツク
して成型圧力を調節するようにしたから、均一な
密度を持つグリーンペレツトが得られることにな
る。これらの効果が両々相俟つて製品の歩留まり
を向上させることができる。
結果をフローテイングダイ昇降用モータにフイー
ドバツクしてフローテイングダイを昇降させ充填
量を増加減少するようにしたから、成型中に粉末
の性状が変化した場合でもグリーンペレツトの上
部と下部の密度の偏差を抑えること、換言すれば
焼結ペレツトの直径歪を減少することに貢献する
だけでなく、ペレツトの高さを所定の値に近づけ
ることが同時にできる点で甚だ優れている。また
本発明は、グリーンペレツト密度の計測値と設定
値との比較結果を油圧ユニツトにフイードバツク
して成型圧力を調節するようにしたから、均一な
密度を持つグリーンペレツトが得られることにな
る。これらの効果が両々相俟つて製品の歩留まり
を向上させることができる。
第１図は本発明になるペレツト成型装置の説明
図、第２図はその成型工程を順番に示した説明
図、第３図はそのカム線図、第４図はロードセル
の出力を示した図、第５図は成型工程中のグリー
ンペレツトの密度と成型圧力の関係および下加圧
力／上加圧力と下加圧量の関係を併せ示した図、
第６図はペレツト密度制御のフローチヤート、第
７図は第６図の制御を多段に行う場合のフローチ
ヤート、第８図はペレツトの上部と下部の密度均
一化のためのフローチヤート、第９図は従来のペ
レツト成型装置の説明図、第１０図はそのカム線
図である。 １……上ラム、２……上パンチ、３……フロー
テイングダイ、４……下パンチ、９……調整用モ
ータ、１１……貫通孔、１２……油圧ユニツト、
１３……油圧ユニツトの制御装置、１４……密度
測定器、１５……密度設定器、１６……コンパレ
ータ、１７……フローテイングダイ調整用モータ
の制御装置、１８……ロードセル、１９……下加
圧力FL／上加圧力FU測定器、２０……FL／FU設
定器、２１……コンパレータ。
図、第２図はその成型工程を順番に示した説明
図、第３図はそのカム線図、第４図はロードセル
の出力を示した図、第５図は成型工程中のグリー
ンペレツトの密度と成型圧力の関係および下加圧
力／上加圧力と下加圧量の関係を併せ示した図、
第６図はペレツト密度制御のフローチヤート、第
７図は第６図の制御を多段に行う場合のフローチ
ヤート、第８図はペレツトの上部と下部の密度均
一化のためのフローチヤート、第９図は従来のペ
レツト成型装置の説明図、第１０図はそのカム線
図である。 １……上ラム、２……上パンチ、３……フロー
テイングダイ、４……下パンチ、９……調整用モ
ータ、１１……貫通孔、１２……油圧ユニツト、
１３……油圧ユニツトの制御装置、１４……密度
測定器、１５……密度設定器、１６……コンパレ
ータ、１７……フローテイングダイ調整用モータ
の制御装置、１８……ロードセル、１９……下加
圧力FL／上加圧力FU測定器、２０……FL／FU設
定器、２１……コンパレータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 調整用モータによつて上下可能としたフロー
テイングダイの貫通孔下方には固定された下パン
チを摺動自在に嵌挿し、該貫通孔上方には上ラム
に保持された上パンチを押込み可能として、上パ
ンチと下パンチで該貫通孔内に充填した粉末を圧
縮可能としたプレスを備えたペレツト成型装置に
おいて、プレス下死点で上記上パンチに一定の上
加圧力FUを与えるための油圧ユニツトを設け、
その油圧ユニツトの制御装置は、ペレツトの密度
測定器と、密度設定器と、その測定値と設定値の
比較結果に基づき油圧制御信号を上記油圧ユニツ
トにフイードバツクするコンパレータとで構成
し、また、上記フローテイングダイ調整用モータ
の制御装置は、下パンチの下方に設置したロード
セルと、そのロードセルによつてプレス下死点で
上パンチが一定加圧を開始する直前に検出した下
加圧力FL並びに上記上加圧力FUとの比を測定す
るFL／FU測定器と、FL／FU設定器と、その測定
値と設定値との比較結果に基づきモータ制御信号
を上記調整用モータにフイードバツクするコンパ
レータとで構成したことを特徴とするペレツト成
型装置。 ２ 密度設定器およびFL／FU設定器に入力され
る上限Ｈと下限Ｌの設定値は、Ａを目標値、Ｖを
ペレツト密度又はFL／FUの平均値の不偏分散と
するとき、下式によつて得る請求項１の成型装
置。 Ｈ＝Ａ＋√ Ｌ＝Ａ−√ ３ 測定値が上限Ｈと下限Ｌの範囲内にあるとき
はフイードバツクを行なわなくした請求項１の成
型装置。 ４ フローテイングダイ調整用モータの制御装置
は、下加圧量の上限を常時監視して、上限に達し
た場合には成型装置を自動停止させるようにした
請求項１の成型装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1322010A JPH03181326A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | ペレット成型装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1322010A JPH03181326A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | ペレット成型装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03181326A JPH03181326A (ja) | 1991-08-07 |
| JPH0569578B2 true JPH0569578B2 (ja) | 1993-10-01 |
Family
ID=18138914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1322010A Granted JPH03181326A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | ペレット成型装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03181326A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6585507B1 (en) | 2000-10-04 | 2003-07-01 | Sanyasi R. Kalidindi | Sampling die and press for compaction of powder sample |
| JP2002219600A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-06 | Tamagawa Machinery Co Ltd | コンピュータ数値制御プレス装置 |
| KR100546419B1 (ko) * | 2004-09-03 | 2006-01-26 | 삼성전자주식회사 | 다이 어태치 장치, 이를 세정하는 세정 시스템 및 그세정방법 |
| KR102015169B1 (ko) * | 2017-04-04 | 2019-08-27 | 주식회사 유니바이오 | 탈지박을 펠릿 형태로 배출시키는 착유기 |
-
1989
- 1989-12-12 JP JP1322010A patent/JPH03181326A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03181326A (ja) | 1991-08-07 |
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