JPH07236999A - ホットプレス装置の実変位計測方法 - Google Patents
ホットプレス装置の実変位計測方法Info
- Publication number
- JPH07236999A JPH07236999A JP6054668A JP5466894A JPH07236999A JP H07236999 A JPH07236999 A JP H07236999A JP 6054668 A JP6054668 A JP 6054668A JP 5466894 A JP5466894 A JP 5466894A JP H07236999 A JPH07236999 A JP H07236999A
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- JP
- Japan
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- displacement
- hot press
- actual
- press
- hot
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- Control Of Presses (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ホットプレスの加工の際に装置固有の機械的
および熱的な影響を取り除いて正確に変位計測できるホ
ットプレス装置の実変位計測方法を提供すること。 【構成】 予め熱間負荷時の歪特性が既知の試料を用い
て加熱温度及び押圧力が異なる実験でホットプレス装置
固有の機械的および熱的影響による補正値を求めて演算
処理装置１５に入力する。この補正値で実際のプレスの
際に変位センサ１３で計測されるプレスシリンダ１０の
総合変位を補正して機械的および熱的影響を除いた実変
位を求める。これにより、被処理物に加わる正味の変位
が計測でき、この実変位を変位調節計１６に送り、サー
ボアンプ１７を介してサーボ弁１８を調整して油圧シリ
ンダ１０を制御でき、超塑性加工の場合のように歪速度
一定の押圧変位制御を高精度に行うことが可能となる。
および熱的な影響を取り除いて正確に変位計測できるホ
ットプレス装置の実変位計測方法を提供すること。 【構成】 予め熱間負荷時の歪特性が既知の試料を用い
て加熱温度及び押圧力が異なる実験でホットプレス装置
固有の機械的および熱的影響による補正値を求めて演算
処理装置１５に入力する。この補正値で実際のプレスの
際に変位センサ１３で計測されるプレスシリンダ１０の
総合変位を補正して機械的および熱的影響を除いた実変
位を求める。これにより、被処理物に加わる正味の変位
が計測でき、この実変位を変位調節計１６に送り、サー
ボアンプ１７を介してサーボ弁１８を調整して油圧シリ
ンダ１０を制御でき、超塑性加工の場合のように歪速度
一定の押圧変位制御を高精度に行うことが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ホットプレス装置の
実変位計測方法に関し、ホットプレス装置を用いて成形
する場合に装置固有の機械的な変形および熱的影響を取
り除いた被成形物への正味の変位（実変位）を計測でき
るようにし、ホットプレス時の変位制御などを可能とし
たものである。
実変位計測方法に関し、ホットプレス装置を用いて成形
する場合に装置固有の機械的な変形および熱的影響を取
り除いた被成形物への正味の変位（実変位）を計測でき
るようにし、ホットプレス時の変位制御などを可能とし
たものである。
【０００２】
【従来の技術】被処理物を加熱しながら軸方向に機械的
な押圧力を作用させるホットプレス装置はセラミックス
や金属などの各種材料の押圧焼結や拡散接合、さらには
金属類の超塑性加工などに用いられている。
な押圧力を作用させるホットプレス装置はセラミックス
や金属などの各種材料の押圧焼結や拡散接合、さらには
金属類の超塑性加工などに用いられている。
【０００３】このようなホットプレス装置を用いて加工
する場合には、処理目的に応じて押圧力又は押圧変位の
いずれかを主体に制御することが行われており、たとえ
ばセラミックス粉末などの押圧焼結は押圧力制御を主体
とするが、金属類の超塑性加工においては、被処理材の
歪速度を常に一定に保持する押圧変位制御を行うことが
多い。
する場合には、処理目的に応じて押圧力又は押圧変位の
いずれかを主体に制御することが行われており、たとえ
ばセラミックス粉末などの押圧焼結は押圧力制御を主体
とするが、金属類の超塑性加工においては、被処理材の
歪速度を常に一定に保持する押圧変位制御を行うことが
多い。
【０００４】これまで使われているホットプレス装置
は、図４に示すように、複数本のタイロッド１で連結さ
れた上下のプレスフレーム２，３を備えており、これら
プレスフレーム２，３の間に密閉容器４が配置され、密
閉容器４内にヒータ５を備えた加熱室６が設けられてい
る。この加熱室６内には、ダイス７内を上下する上下パ
ンチ８，９が配置され、上パンチ８はプレスフレーム２
に取付けられた油圧シリンダ１０に連結された上ラム１
１に支持され、、下パンチ９はプレスフレーム３に取付
けられた下ラム１２を介して支持されており、被処理物
Ｗをダイス７内の上下パンチ８，９の間に入れ、油圧シ
リンダ１０で押圧力を加えるようになっている。
は、図４に示すように、複数本のタイロッド１で連結さ
れた上下のプレスフレーム２，３を備えており、これら
プレスフレーム２，３の間に密閉容器４が配置され、密
閉容器４内にヒータ５を備えた加熱室６が設けられてい
る。この加熱室６内には、ダイス７内を上下する上下パ
ンチ８，９が配置され、上パンチ８はプレスフレーム２
に取付けられた油圧シリンダ１０に連結された上ラム１
１に支持され、、下パンチ９はプレスフレーム３に取付
けられた下ラム１２を介して支持されており、被処理物
Ｗをダイス７内の上下パンチ８，９の間に入れ、油圧シ
リンダ１０で押圧力を加えるようになっている。
【０００５】そして、押圧変位を計測するため、油圧シ
リンダ１０の外側に変位センサ１３が取付けられ、シリ
ンダロッド１０ａの移動量を検出することで押圧変位と
している。
リンダ１０の外側に変位センサ１３が取付けられ、シリ
ンダロッド１０ａの移動量を検出することで押圧変位と
している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のホッ
トプレス装置の変位センサ１３で検出している押圧変位
は被処理物Ｗへの正味の変位でなく、次の〜の影響
を合成した総合変位であり、変位センサ１３の検出信号
に基づいて押圧変位制御を行っても実際に被処理物Ｗへ
の歪速度を一定に保持することは出来ないという問題が
ある。
トプレス装置の変位センサ１３で検出している押圧変位
は被処理物Ｗへの正味の変位でなく、次の〜の影響
を合成した総合変位であり、変位センサ１３の検出信号
に基づいて押圧変位制御を行っても実際に被処理物Ｗへ
の歪速度を一定に保持することは出来ないという問題が
ある。
【０００７】 プレス荷重によるプレスフレーム２，
３の撓み。 引張荷重によるタイロッド１の伸び。 上下パンチ８，９や上下ラム１１，１２及び油圧シ
リンダ１０などのプレス軸方向の圧縮荷重による縮み。 と同様のプレス軸方向の加熱室６内の熱膨張。
３の撓み。 引張荷重によるタイロッド１の伸び。 上下パンチ８，９や上下ラム１１，１２及び油圧シ
リンダ１０などのプレス軸方向の圧縮荷重による縮み。 と同様のプレス軸方向の加熱室６内の熱膨張。
【０００８】この発明はかかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、ホットプレスの加工の際に被処理物
への変位を機械的な変形および熱的な影響を取り除いて
正確に計測することができるホットプレス装置の実変位
計測方法を提供しようとするものである。
てなされたもので、ホットプレスの加工の際に被処理物
への変位を機械的な変形および熱的な影響を取り除いて
正確に計測することができるホットプレス装置の実変位
計測方法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記従来技術が有する課
題を解決するため、この発明のホットプレス装置の実変
位計測方法は、ホットプレス装置のホットプレスに伴う
機械的変形の影響および熱影響を取り除いた実変位を計
測するに際し、予め熱間負荷時の歪特性が既知の試料を
用いて種々の状態のホットプレス装置固有の機械的変形
および熱影響による補正値を求めておき、実際のホット
プレスの際に計測されるプレスシリンダの変位を前記補
正値で補正して実変位を求めるようにしたことを特徴と
するものである。
題を解決するため、この発明のホットプレス装置の実変
位計測方法は、ホットプレス装置のホットプレスに伴う
機械的変形の影響および熱影響を取り除いた実変位を計
測するに際し、予め熱間負荷時の歪特性が既知の試料を
用いて種々の状態のホットプレス装置固有の機械的変形
および熱影響による補正値を求めておき、実際のホット
プレスの際に計測されるプレスシリンダの変位を前記補
正値で補正して実変位を求めるようにしたことを特徴と
するものである。
【００１０】
【作用】このホットプレス装置の実変位計測方法によれ
ば、予め熱間負荷時の歪特性が既知の試料を用いて温度
が異なるなどの種々の状態のホットプレス装置固有の機
械的変形および熱影響による補正値を求めておき、この
補正値で実際のホットプレスの際に変位センサ等で計測
されるプレスシリンダの変位を補正するようにしてお
り、ホットプレスに伴う機械的変形の影響および熱影響
を取り除いた実変位を求めるようにしている。
ば、予め熱間負荷時の歪特性が既知の試料を用いて温度
が異なるなどの種々の状態のホットプレス装置固有の機
械的変形および熱影響による補正値を求めておき、この
補正値で実際のホットプレスの際に変位センサ等で計測
されるプレスシリンダの変位を補正するようにしてお
り、ホットプレスに伴う機械的変形の影響および熱影響
を取り除いた実変位を求めるようにしている。
【００１１】これにより、被処理物に加わる正味の変位
が計測でき、超塑性加工の場合のように歪速度一定の押
圧変位制御を高精度に行うことが可能となる。
が計測でき、超塑性加工の場合のように歪速度一定の押
圧変位制御を高精度に行うことが可能となる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照しな
がら詳細に説明する。図１はこの発明のホットプレス装
置の実変位計測方法の一実施例にかかるブロック図であ
る。
がら詳細に説明する。図１はこの発明のホットプレス装
置の実変位計測方法の一実施例にかかるブロック図であ
る。
【００１３】このホットプレス装置の実変位計測方法で
は、予め熱負荷時の歪特性が既知の試料を用いて実際の
被処理物に対するホットプレス加工と同じ条件を含む種
々の条件での実験を行いホットプレス装置自体の機械的
な変形（上で述べた〜の影響）及び熱影響（上で述
べたの影響）を求めておき、これを補正値とする。
は、予め熱負荷時の歪特性が既知の試料を用いて実際の
被処理物に対するホットプレス加工と同じ条件を含む種
々の条件での実験を行いホットプレス装置自体の機械的
な変形（上で述べた〜の影響）及び熱影響（上で述
べたの影響）を求めておき、これを補正値とする。
【００１４】そして、これまでと同様に上ラム１１に押
圧力を加える油圧シリンダ１０のロッド１０ａの変位を
変位計１４の変位センサ１３で検出する。
圧力を加える油圧シリンダ１０のロッド１０ａの変位を
変位計１４の変位センサ１３で検出する。
【００１５】こうして計測された変位は、ホットプレス
装置自体の機械的変形の影響と熱的な影響を含む総合変
位であり、この総合変位を、その時のホットプレスでの
加工条件に対応した補正値で補正して実変位（正味の変
位）を求めるものである。
装置自体の機械的変形の影響と熱的な影響を含む総合変
位であり、この総合変位を、その時のホットプレスでの
加工条件に対応した補正値で補正して実変位（正味の変
位）を求めるものである。
【００１６】そこで、まず、熱負荷時の歪特性が既知の
試料を用いて行う補正値の算出について説明する。
試料を用いて行う補正値の算出について説明する。
【００１７】熱負荷時のホットプレス装置の各部の変形
状態は、図２に示すように、タイロッド１の伸びδ1 、
上下プレスフレーム２，３の撓みδ2 、上下ラム１１，
１２などのプレス軸方向の圧縮歪δ3 および加熱室６内
の上下ラム１１，１２などのプレス軸方向の熱膨張δ4
が合成された状態であり、これらの変形のうち機械的な
変形の影響を表わすδ1 、δ2 、δ3 においては、いず
れも油圧シリンダ１０のシリンダロッド１０ａの変位が
押圧力に比例して増加する（＋）のに対し、熱的な変形
の影響を表わすδ4 は、加熱室６の温度にほぼ比例して
減少（−）する。
状態は、図２に示すように、タイロッド１の伸びδ1 、
上下プレスフレーム２，３の撓みδ2 、上下ラム１１，
１２などのプレス軸方向の圧縮歪δ3 および加熱室６内
の上下ラム１１，１２などのプレス軸方向の熱膨張δ4
が合成された状態であり、これらの変形のうち機械的な
変形の影響を表わすδ1 、δ2 、δ3 においては、いず
れも油圧シリンダ１０のシリンダロッド１０ａの変位が
押圧力に比例して増加する（＋）のに対し、熱的な変形
の影響を表わすδ4 は、加熱室６の温度にほぼ比例して
減少（−）する。
【００１８】また、加熱室６内の上下ラム１１，１２
は、通常、加熱によって弾性係数が変化する。
は、通常、加熱によって弾性係数が変化する。
【００１９】そこで、これらの機械的な変形及び熱的な
変形の影響を予め求めるため、熱負荷時の歪特性が既知
の試料として弾性係数と熱膨張係数が加熱温度によって
既知の試料（標準試料）を用意し、実際のホットプレス
と同一の条件で押圧力を加えるとともに、所定の温度に
加熱保持し、油圧シリンダ１０のシリンダロッド１０ａ
に取付けた変位計１４の変位センサ１３で総合変位を求
める。
変形の影響を予め求めるため、熱負荷時の歪特性が既知
の試料として弾性係数と熱膨張係数が加熱温度によって
既知の試料（標準試料）を用意し、実際のホットプレス
と同一の条件で押圧力を加えるとともに、所定の温度に
加熱保持し、油圧シリンダ１０のシリンダロッド１０ａ
に取付けた変位計１４の変位センサ１３で総合変位を求
める。
【００２０】こうして求めた標準試料に対する総合変位
からそのときの押圧力Ｆと加熱温度θに対して計算で求
めることができる標準試料の押圧変位を差し引くことに
よってホットプレス装置の固有の押圧変位が求められ
る。
からそのときの押圧力Ｆと加熱温度θに対して計算で求
めることができる標準試料の押圧変位を差し引くことに
よってホットプレス装置の固有の押圧変位が求められ
る。
【００２１】このような標準試料に対する実験を加熱温
度θをパラメータにするとともに、押圧力Ｆを変えて行
なって固有の押圧変位量Σδとの関係を示したものが図
３のグラフである。
度θをパラメータにするとともに、押圧力Ｆを変えて行
なって固有の押圧変位量Σδとの関係を示したものが図
３のグラフである。
【００２２】したがって、油圧シリンダ１０のシリンダ
ロッド１０ａに取付けた変位センサ１３の総合変位か
ら、同一温度、押圧力の押圧変位量を補正値として差し
引くことで、標準試料への正味の変位（実変位）が計測
できる。
ロッド１０ａに取付けた変位センサ１３の総合変位か
ら、同一温度、押圧力の押圧変位量を補正値として差し
引くことで、標準試料への正味の変位（実変位）が計測
できる。
【００２３】このようにしてホットプレス装置の実変位
を求めることができるが、こうして求められる実変位
は、たとえば金属類の超塑性鍛造加工において、被処理
物を一定温度に加熱しておき、歪速度を一定に保持して
ホットプレスするよう押圧変位をプログラム制御する場
合に応用される。
を求めることができるが、こうして求められる実変位
は、たとえば金属類の超塑性鍛造加工において、被処理
物を一定温度に加熱しておき、歪速度を一定に保持して
ホットプレスするよう押圧変位をプログラム制御する場
合に応用される。
【００２４】すなわち、加工厚みＨの被処理物Ｗを一定
歪速度ｄε／ｄｔで超塑性加工を行う場合のプレスラム
の圧下速度Ｖは時間ｔに対して次式で表すことができ
る。
歪速度ｄε／ｄｔで超塑性加工を行う場合のプレスラム
の圧下速度Ｖは時間ｔに対して次式で表すことができ
る。
【００２５】 Ｖ＝−Ｈ／ｔ｛１−exp （（ｄε／ｄｔ）・ｔ）｝ そこで、この式を用いて、所定の加工ストロークにおけ
る平均圧下速度を求め、変位の時間変化を折れ線近似
し、これを設定値として、実変位をプログラム制御する
のに用いる。
る平均圧下速度を求め、変位の時間変化を折れ線近似
し、これを設定値として、実変位をプログラム制御する
のに用いる。
【００２６】実際のホットプレス装置の操業において
は、図１に示すように、ホットプレスの運転条件によっ
て定まる押圧力Ｆおよび加熱温度θに対応した装置固有
の押圧変位量（補正値）を図３に示したグラフの形式や
これを数式モデル化して予め演算処理装置１５にインプ
ットしておく。
は、図１に示すように、ホットプレスの運転条件によっ
て定まる押圧力Ｆおよび加熱温度θに対応した装置固有
の押圧変位量（補正値）を図３に示したグラフの形式や
これを数式モデル化して予め演算処理装置１５にインプ
ットしておく。
【００２７】そして、変位センサ１３で油圧シリンダ１
０のシリンダロッド１０ａの総合変位を検出し、変位計
１４の出力値と押圧力Ｆおよび加熱温度θとをオンライ
ンで演算処理装置１５に入力する。
０のシリンダロッド１０ａの総合変位を検出し、変位計
１４の出力値と押圧力Ｆおよび加熱温度θとをオンライ
ンで演算処理装置１５に入力する。
【００２８】この演算処理装置１５では、オンラインで
入力されるデータに基づいて総合変位と予めインプット
してある補正値とから被処理物Ｗの実変位を算出する。
入力されるデータに基づいて総合変位と予めインプット
してある補正値とから被処理物Ｗの実変位を算出する。
【００２９】こうして求められた実変位は変位調節計１
６に入力され、サーボアンプ１７を介してサーボ弁１８
を駆動し、ホットプレスの油圧シリンダ１０への油量を
調整して押圧変位をプログラムにしたがって制御する。
６に入力され、サーボアンプ１７を介してサーボ弁１８
を駆動し、ホットプレスの油圧シリンダ１０への油量を
調整して押圧変位をプログラムにしたがって制御する。
【００３０】このように実変位を用いてホットプレスの
押圧変位をプログラム制御することで、被処理物Ｗを高
精度に加工することができる。
押圧変位をプログラム制御することで、被処理物Ｗを高
精度に加工することができる。
【００３１】また、オンラインでの演算処理で被処理物
の真の押圧変位がリアルタイムで得られるので、絶対値
として正確な押圧変位制御を実現することができる。
の真の押圧変位がリアルタイムで得られるので、絶対値
として正確な押圧変位制御を実現することができる。
【００３２】さらに、従来の押圧焼結では、圧力制御を
主体としているが、今後は本発明による変位制御も組み
合わせて押圧制御を行うことにより、被処理物の成形精
度の向上を図ることができる。
主体としているが、今後は本発明による変位制御も組み
合わせて押圧制御を行うことにより、被処理物の成形精
度の向上を図ることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上、一実施例とともに具体的に説明し
たようにこの発明のホットプレス装置の実変位計測方法
によれば、予め熱間負荷時の歪特性が既知の試料を用い
て温度が異なるなどの種々の状態のホットプレス装置固
有の機械的変形および熱影響による補正値を求めてお
き、この補正値で実際のホットプレスの際に変位センサ
等で計測されるプレスシリンダの変位を補正するように
したので、ホットプレスに伴う機械的変形の影響および
熱影響を取り除いた実変位を求めることができる。
たようにこの発明のホットプレス装置の実変位計測方法
によれば、予め熱間負荷時の歪特性が既知の試料を用い
て温度が異なるなどの種々の状態のホットプレス装置固
有の機械的変形および熱影響による補正値を求めてお
き、この補正値で実際のホットプレスの際に変位センサ
等で計測されるプレスシリンダの変位を補正するように
したので、ホットプレスに伴う機械的変形の影響および
熱影響を取り除いた実変位を求めることができる。
【００３４】これにより、被処理物に加わる正味の変位
が計測でき、超塑性可能の場合のように歪速度一定の押
圧変位制御を高精度に行うことが可能となる。
が計測でき、超塑性可能の場合のように歪速度一定の押
圧変位制御を高精度に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のホットプレス装置の実変位計測方法
の一実施例にかかるブロック図である。
の一実施例にかかるブロック図である。
【図２】この発明のホットプレス装置の実変位計測方法
が適用されるホットプレス装置の変形状態の説明図であ
る。
が適用されるホットプレス装置の変形状態の説明図であ
る。
【図３】この発明のホットプレス装置の実変位計測方法
に用いる加熱温度をパラメータとした押圧力Ｆと押圧変
位量（補正値）との関係を示すグラフである。
に用いる加熱温度をパラメータとした押圧力Ｆと押圧変
位量（補正値）との関係を示すグラフである。
【図４】この発明のホットプレス装置の実変位計測方法
が適用されるホットプレス装置の概略構成図である。
が適用されるホットプレス装置の概略構成図である。
１ タイロッド ２，３ 上下プレスフレーム ４ 密閉容器 ５ ヒータ ６ 加熱室 ７ ダイス ８，９ 上下パンチ １０ 油圧シリンダ １０ａ シリンダロッド １１，１２ 上下ラム １３ 変位センサ １４ 変位計 １５ 演算処理装置 １６ 変位調節計 １７ サーボアンプ １８ サーボ弁 Ｗ 被処理物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｂ 21/32 // Ｂ２２Ｆ 3/14 Ｃ０４Ｂ 35/64
Claims (1)
- 【請求項１】 ホットプレス装置のホットプレスに伴う
機械的変形の影響および熱影響を取り除いた実変位を計
測するに際し、予め熱間負荷時の歪特性が既知の試料を
用いて種々の状態のホットプレス装置固有の機械的変形
および熱影響による補正値を求めておき、実際のホット
プレスの際に計測されるプレスシリンダの変位を前記補
正値で補正して実変位を求めるようにしたことを特徴と
するホットプレス装置の実変位計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6054668A JPH07236999A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | ホットプレス装置の実変位計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6054668A JPH07236999A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | ホットプレス装置の実変位計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07236999A true JPH07236999A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12977163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6054668A Pending JPH07236999A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | ホットプレス装置の実変位計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07236999A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6259897B1 (ja) * | 2016-12-02 | 2018-01-10 | 三菱長崎機工株式会社 | ネジ無しタイロッドを備えたプレス装置 |
| US20240269765A1 (en) * | 2021-06-11 | 2024-08-15 | Pva Industrial Vacuum Systems Gmbh | High-temperature joining furnace |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP6054668A patent/JPH07236999A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6259897B1 (ja) * | 2016-12-02 | 2018-01-10 | 三菱長崎機工株式会社 | ネジ無しタイロッドを備えたプレス装置 |
| US20240269765A1 (en) * | 2021-06-11 | 2024-08-15 | Pva Industrial Vacuum Systems Gmbh | High-temperature joining furnace |
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