JPH08247865A - プレス成型体の自動測定方法とその自動測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 成型体の圧密度を高精度で自動検出可能とし
省力化とともに成型体の検出性能、信頼性を向上する。 【構成】 成形金型６内の充填粉末（超硬合金粉末等）
を少なくとも上加圧ロール１３で加圧される上パンチ１
１によつて成型体２０に加圧成型するプレス成型方法又
はプレス成型機において、上加圧ロール１３側の負荷
（プレス圧）をロードセル２１で測定して測定信号２１
ａを出力し、コントローラー２２で各成型体のプレス圧
検出信号２２ａを出力して、表示する表示器２３とを具
備したことに特徴を有し、さらに、コントローラーは、
成型体の不良品を判断して停止信号２２ｂを出力し、停
止信号で装置を停止するスイッチ２４を具備し、成型体
２０の不良品を判断して払出変更信号２２ｄを出力し、
払出変更信号で払出プレートを移動する作動器２６を具
備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種のプレス成型機に
おいて、超硬合金粉末等の各種の粉末を成型金型に充填
して、少なくとも上加圧ロールで加圧される上パンチに
よつて充填粉末を加圧成型する際に、各成型体のプレス
圧（圧密度）を自動的に検出するプレス成型体の自動測
定方法及びその自動測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、超硬合金粉末等の各種の粉末は、
ロータリー型等の各種のプレス成型機で所定形状の成型
体に連続的に加圧成型されている。通常、当初に加工す
る成型体の所定の圧密度及び形状に対応させてプレス成
型機の加圧成型機構を調整し、この成型金型に定量の粉
末を充填して、成型金型内の充填粉末を少なくとも上加
圧ロールで加圧される上パンチにより所定の圧密度及び
形状の成型体に加圧成型し、この充填−加圧成型−成型
体の払出等の工程を連続的に繰り返して、連続して成型
加工されている。また、当初の装置調整や加工中に粉末
の充填量や加圧力の過不足が生じ易く成型体の圧密度や
形状のバラツキができるため、成型後に、成型体（製
品）の形状（主に高さ）とともに重量を抜き取り検査し
て、その製品の強度や脆性に大きく影響する圧密度を検
査して品質管理されている。なお、成型体は焼結、切削
等の加工をして各種の刃先や機器の部品等に使用され
る。

【０００３】また、各成型体の加圧成型時に、上パンチ
側に付設した近接センサーで加工テーブルとの距離を測
定し、この測定信号で各成型体の高さを自動的に検出し
て、省力化とともに成型体の品質を高めるプレス成型体
の自動測定装置を開発して提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】超硬合金粉末等の粉末
の加圧成型において、前記のような抜き取り検査は、手
数を要し全ての成型体を検査することができない。ま
た、当初の装置調整や加工中の調整に手数を要し歩留ま
りが低下するなど省力化とともに品質向上に限界がある
などの課題がある。また、従来のプレス成型体の自動測
定装置は、前記のように各成型体の成型高さを検出して
重量は検出されないため、成型体に重要な圧密度の検出
精度に限界があるなどの課題がある。

【０００５】本発明は、前記のような課題に対処するた
めに開発されたものであつて、その目的とする処は、ロ
ードセルで測定した上加圧ロール側の負荷の測定信号に
基づき、コントローラーでプレス圧検出信号を出力しま
た停止信号や払出変更信号を出力して、各成型体の圧密
度を高精度で自動検出可能とし省力化とともに成型体の
検出性能、信頼性を向上したプレス成型体の自動測定方
法とその自動測定装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、超硬合金粉末
等の粉末を成形金型に充填して、成形金型内の充填粉末
を少なくとも上加圧ロールで加圧される上パンチによつ
て成型体に加圧成型するプレス成型方法又はプレス成型
機において、成型時に上加圧ロール側に負荷される各成
型体のプレス圧をロードセルで測定して測定信号を出力
し、コントローラーで測定信号に基づき各成型体のプレ
ス圧検出信号を出力して、プレス圧検出信号によつて各
成型体のプレス圧を検出することにより、各成型体ごと
の圧密度を自動的に精度良く検出可能にしている。

【０００７】また、コントローラーでロードセルの測定
信号に基づきプレス圧検出信号に出力し、プレス圧検出
信号に基づき各成型体のプレス圧を表示する表示器を具
備して、各成型体ごとのプレス圧（圧密度）を容易に精
度良く読み取り可能とし、さらに、コントローラーでロ
ードセルの測定信号に基づき成型体の不良品を判断して
停止信号を出力し、停止信号で装置を停止するスイッチ
を具備して、不良品の検出、除去や装置の調整を容易と
し、コントローラーで成型体の不良品を判断して払出変
更信号装置を出力し、払出変更信号で払出プレートを移
動する作動器を具備して、不良品の自動払出を可能と
し、総合的に装置の操作性や加工能率、成型体の品質を
さらに高めている。

【０００８】

【作用】プレス成型機の成型機構やコントローラーを加
工する成型体の圧密度や形状等に対応させて調整しこの
成型データを入力して作動すると、ロードセルで上加圧
ロール側の負荷が測定され、この負荷測定は各成型体の
圧密度に対応したプレス圧を精度良く測定した測定信号
として出力され、コントローラーで前記の測定信号に基
づき各成型体のプレス圧検出信号が出力されて、プレス
圧検出信号で各成型体のプレス圧（圧密度）が自動的に
高精度で検出され優れた検出性能、信頼性が得られる。
従ってまた、当初や加工中の調整が容易となり製品の歩
留まりが高められるなど高品質の成型体に能率良く成型
加工される。

【０００９】また、コントローラーから出力されるプレ
ス圧検出信号に基づき、表示器に各成型体のプレス圧が
精度良く表示されて、各成型体ごとの圧密度に対応した
プレス圧が高精度で容易に読み取られる。コントローラ
ーは前記の測定信号に基づき成型体の不良品を判断して
装置の停止信号を出力し、この停止信号でスイッチが作
動して装置が自動的に停止され、不良品の検出、除去や
装置の調整が容易になる。さらに、コントローラーは成
型体の不良品を判断して払出変更信号装置を出力し、こ
の払出変更信号に基づき作動器が払出プレートを移動し
て、不良品が自動的に分離されて払い出され加工能率が
さらに高められるなど、総合的に装置の操作性や加工能
率、成型体の品質をさらに高める。

【００１０】

【実施例】図１ないし図４に本発明の一実施例を示す。
図１（Ａ）は本発明のプレス成型機（ロータリー型）の
Ｘ−Ｘ部分の縦断機構図、図１（Ｂ）は成型体のプレス
圧特性図、図２は全体構造を示す平面視機構図、図３は
上、下加圧ロールの調整機構図、図４は各工程の展開機
構図である。

【００１１】図中１は中心軸、２は複数の上パンチ１１
の嵌挿穴２ａと中心穴２ｃを有し中心軸に装着し回転さ
れる上パンチホルダー、３は複数の成形金型６を有し中
心軸に装着し回転される加工テーブル、４は複数の下パ
ンチ１２の嵌挿穴４ａを有し中心軸に装着し回転される
下パンチホルダー、５は中心軸に固着し上パンチホルダ
ーの中心穴２ｃ内に配置した上パンチの上側ストローク
カム、１１はキネ部１１ａとロール１１ｂ付き上パン
チ、１２はキネ部１２ａ付き下パンチ、１３は上パンチ
の上加圧ロール、１４は上パンチの支持軸、１７（１７
ａないし１７ｄ）は下パンチの下側ストロークカム、１
８ａないし１８ｃは下側ストロークカムの調整ネジ、１
９は成型体２０の払出プレート、１９ａは成型体のシュ
ート、１９ｂは不良品容器、２１はロードセル、２２は
コントローラー、２３は表示器、２４は警報機、２５は
装置を停止するスイツチ、２６は払出プレートの作動
器、ａ〜ｆは加圧加工の各加工エリア（工程）である。

【００１２】さらに詳述すると、図示の実施例はロータ
リー型のプレス成形機であり、上パンチホルダー２に
は、複数（図示例は６個）の切欠溝２ｂ付き嵌挿穴２ａ
と中心穴２ｃを設けて、各嵌挿穴２ａに上パンチ１１の
キネ部１１ａをそれぞれ上下のみ自在に嵌挿し、加工テ
ーブル３は、嵌挿穴２ａに対応させて複数（図示例は６
個）の嵌着穴を定間隔に設け、各嵌着穴に成形溝６ａ付
き成形金型６を着脱可能に装着し、また、下パンチホル
ダー４は、各成形金型６に対応させて複数（図示例は６
個）の嵌挿穴４ａを定間隔で設け、各嵌挿穴４ａに下パ
ンチ１２のキネ部１２ａをそれぞれ上下のみ自在に嵌挿
して、中心軸１に上パンチホルダー２と加工テーブル３
及び下パンチホルダー４を適宜の上下間隔を置き回転可
能に装着して、これらをノツクピン等（図示省略）で相
互に連結して適宜の駆動手段（図示省略）で中心軸１を
中心とし同期して回転駆動Ｒされ、１回転で充填エリア
ａ−充填量の調整エリアｂ−加圧前エリアｃ−加圧成型
エリアｄ−抜き上げエリアｅ−取出エリアｆのサイクル
を繰り返す構造になつている。

【００１３】また、上側ストロークカム５は、図１
（Ａ），図２及び図４に示すように平面視リング状に形
成し、その上周面５ａで各上パンチ１１のキネ部１１ａ
の中間部に突設したロール１１ｂをガイドして、各上パ
ンチ１１を適度に上下ストロークＹし、加圧成型エリア
ｄでその上周面５ａがキネ部１１ａのロール１１ｂから
下方に適度に離れて、各上パンチ１１の加圧を自在にす
る構造になつている。

【００１４】下側ストロークカム１７は、図２及び図４
（展開図）に示すように各下パンチ１２のキネ部１２ａ
の回転軌跡下に対応させて配置した押上カム１７ａ、引
下げカム１７ｂ、渡りカム１７ｃ、加圧前カム１７ｄか
らなり、各カムの高さを調整ネジ１８ａ，１８ｂ，１８
ｃで調節して、各下パンチ１２を適度に上下ストローク
Ｙしかつこれを調整可能にした構造になつている。

【００１５】上加圧ロール１３は、図３に示すように支
持軸１４に装着し適宜の手段で適度の角度に調整して固
定される偏心カム１３ａと、偏心カムの周囲に嵌装した
回転自在のロール１３ｂ等からなり、下加圧ロール１５
は、支持軸１６に装着し適宜の手段で適度の角度に調整
して固定される偏心カム１５ａと、偏心カムの周囲に嵌
装した回転自在のロール１５ｂ等からなり、上加圧ロー
ル１３及び下加圧ロール１５は、加圧成型エリアｄの上
下側で上パンチ１１のキネ部１１ａと下パンチ１２のキ
ネ部１２ａの上下端部に対設され、図示のように偏心カ
ム１３ａ，１５ａを適度の角度に調整して固定すること
により、成形高さｈ１の成型体２０ａないし成形高さｈ
２の成型体２０ｂの範囲内で成型体の高さサイズを調整
可能にしている。図中Ｌ１１，Ｌ１２は上パンチ１１と
下パンチ１２の長さを示す。

【００１６】払出プレート１９は、払出エリアｆにおけ
る加圧テーブル３の取出側上に適宜の手段で矢示のよう
に移動変更可能に配置され、１点鎖線で示す位置で正常
の成型体２０を受けてシュート１９ａに払い出し、点線
で示す位置に切り換えられて成型体の不良品を不良品容
器１９ｂに払い出す構造になつている。

【００１７】さらに、上加圧ロール１３の支持軸１４の
端部上と軸１ａとの間にロードセル２１を配置するとと
もに、ロードセル２１にコントローラー２２（マイクロ
プロセッサー）を連設し、コントローラー２１に表示器
２３、装置のスイッチ２４、必要に応じ警報機（ブザー
や警報ランプ等）２５、さらにシュート１９ａの作動器
２６（適宜の機構、具体例は省略）を連結して、ロード
セル２１は、加圧成型エリアｄに配置した上加圧ロール
１３側の負荷を支持軸１４を介して測定し、この測定信
号２１ａは、各成型体２０の成型ごとに成型体のプレス
圧を付加した連続の電流信号としてコントローラー２２
に入力される。また、コントローラー２２は、成型体に
対応した標準のプレス圧力やその上下限値等の成型デー
タ２１ｂが予め入力され、前記の測定信号２１ａを演算
して連続の電圧信号に変換し成型体の上下限値等ととも
にプレス圧検出信号２２ａとして表示器２３に入力す
る。また、ロードセル２１は、上加圧ロール１３近くの
支持軸１４上に設けたり、又は上加圧ロール自体の負荷
を直接的に測定する配置にすることも可能である。

【００１８】表示器２３は、プレス圧検出信号２２ａを
入力して、図１（Ｂ）に示すような各成型体のプレス圧
特性曲線として上下限値等とともに表示する。また、コ
ントローラー２２は、成型体２０の不良品を判断して停
止信号２２ｂをスイッチ２４に入力し、停止信号でスイ
ッチ２４が作動して装置を停止する。また、必要に応じ
不良品を判断して警報信号２２ｃを警報器２５に入力し
ブザー等で警報する。さらに、不良品を判断して払出変
更信号２２ｄを作動器２６に入力しシュート１９ａを点
線の位置に移動して切り換え成型体の不良品を不良品容
器１９ｂに払い出す構造になつている。

【００１９】図示のプレス成形機において、成型する成
型体の所定の圧密度、形状に対応させて、下パンチ１２
の下側ストロークカム１７で下パンチ１２の上下ストロ
ークＹを適度に調節して成形金型６への粉末の充填量を
調整するとともに、上加圧ロール１３及び下加圧ロール
１５の作動高さを偏心カム１３ｂ，１５ｂで適度に調節
し、また、コントローラー２２に成型する成形体に対応
した成型データ２１ｂを入力して作動すると、上パンチ
ホルダー２と加工テーブル３及び下パンチホルダー４が
適宜の速度で同期回転Ｒされ、図４に示すように払出エ
リアｆで、上パンチ１１が加工テーブルの上方に上昇
し、下パンチ１２が加工テーブルの上面まで上昇して、
成型体２０が適宜の手段で加工テーブル上に移行され払
出プレート１９で加工テーブルの外周縁部からシュート
１９ａに払い出される。

【００２０】次に、充填エリアａになると、下パンチ１
２が下降し成形金型６の下部内に配置されて、適宜の充
填手段で粉末が矢示のように成形孔内に充填された後、
充填調整エリアｂで、下パンチ１２が少し上昇して充填
粉末を押し上げ、適宜の手段で加工テーブル上に出た粉
末を除去して計量する。加圧前エリアｃでは、上側スト
ロークカム５の上面５ａの大きい下降斜面で、上パンチ
１１が下降して成形金型６内の充填粉末上に達し、上パ
ンチ１１のロール１１ｂが上面５ａから離れ、上加圧ロ
ール１３で上パンチ１１を加圧して下降することが可能
となる。加圧成型エリアｄになると、下加圧ロール１５
で下パンチ１２が少し上昇され、上加圧ロール１３で上
パンチ１１が加圧されて下降し、成形金型６内の充填粉
末が上下から加圧成型されて所定形状の成型体２０に成
型される。

【００２１】さらに、抜上エリアｅで、上パンチ１１が
上昇し下パンチ１２が少し遅れて上昇して払出エリアｆ
となり、これらの１回転サイクルで６個組の各加圧機構
が順次に充填工程ａ−充填量の調整工程ｂ−加工前工程
ｃ−加圧成型工程ｄ−抜上工程ｅ−払出工程ｆを繰り返
して、連続して多量の成型体２０に効率良く加圧加工さ
れる。

【００２２】また、前記の加圧成型中に、上加圧ロール
１３の支持軸１４に配置したロードセル２１は、上加圧
ロール側の負荷を連続的な電流値として精度良く測定し
測定信号２１ａとして出力する。この測定信号は、上加
圧ロールやその支持軸等にかかる通常の負荷に、成形時
における各成型体２０の内圧つまりその圧密度に対応し
たプレス圧を正確に加算した連続の電流値信号となりコ
ントローラーに入力される。コントローラー２２は、加
工する成型体の所定の圧密度に対応したプレス圧やその
上限値及び下限値等の加工データ２１ｂが予め入力さ
れ、測定信号２１ａを成型体の圧密度に対応したプレス
圧の電圧信号に演算処理し、プレス圧検出信号２２ａと
してその上下限値とともに表示器２３に入力する。

【００２３】表示器２３は、前記のプレス圧検出信号２
２ａに基づき図１（Ｂ）に示すような各成型体２０のプ
レス圧特性曲線やその上限値及び下限値等を表示する。
この特性曲線において、実線は成型体に対応した標準上
限値及び標準下限値とその範囲内のプレス圧特性曲線で
あり、点線は１点鎖線の上限線又は下限線を越えた成型
体の不良品を示している。

【００２４】ロードセル２１の測定信号２１ａは、前記
のように上加圧ロール１３側で上パンチ１１を介し成型
時の負荷、即ち各成型体２０の内圧つまり各プレス圧を
連続した電流値として精度良く測定した信号となつて、
この測定プレス圧は各成型体の圧密度に対応したものと
なり、コントローラー２２は測定信号２１ａに基づきプ
レス圧検出信号２２ａとして出力し、表示器２３に図１
（Ｂ）のようなプレス圧特性曲線が上下限線とともに表
示されて、各成型体２０のプレス圧（圧密度）が精度良
く読み取られ各成型体の圧密度の優れた検出精度、信頼
性が得られる。また、圧密度の検出は各成型体の形状検
出も兼ねられ、この検出結果に基づき当初や加工中の調
整が容易になり歩留まりや品質が著しく高められる。

【００２５】また、コントローラー２２は、図１（Ｂ）
のプレス圧特性曲線から明らかなように成型体の上下限
線を越えた不良品の判断も可能であつて、停止信号２２
ｂや警報信号２２ｃ、払出変更信号２２ｄを出力する。
停止信号２２ｂでスイツチ２４が作動して装置が停止さ
れ、警報信号２２ｃで警報機２４が作動して警報を発
し、不良品ごとの検出、除去や装置の調整が容易にな
る。さらに、払出変更信号２２ｄで作動器２６が作動し
て払出プレート１９を移動し、不良品を自動的に分離し
て払い出し加工能率が高められるなど、総合的に装置の
操作性や加工能率、成型体の品質をさらに高める。

【００２６】図示の実施例は、ロータリー型のプレス成
形機になつているが、本発明は、成形金型内の充填粉末
を少なくとも上加圧ロールで加圧される上パンチによつ
て成型体に成型する各種のプレス成型機に適用される。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、前述のようにプレス成型機の
成型機構やコントローラーを成型する成型体の圧密度や
形状等に対応させて調整し成型データを入力して作動す
ると、ロードセルで上加圧ロール側に負荷される各成型
体のプレス圧が精度良く連続して測定され測定信号とし
て出力され、コントローラーで測定信号に基づくプレス
圧検出信号として出力され、この検出で各成型体の圧密
度が自動的に精度良く検出されて、当初や加工中の調整
が容易になり能率良く加工され製品の歩留まり品質が高
められるなど、省力化とともに検出性能、信頼性が著し
く向上される。

【００２８】また、コントローラーで出力されるプレス
圧検出信号に基づき表示器に各成型体ごとのプレス圧が
自動的に精度良く表示されて、各成型体の圧密度を自動
的に精度良く随時に読み取ることができ、コントローラ
ーは停止信号を出力して、スイッチを作動して装置が停
止され、不良品の除去や装置の調整が容易になり、さら
に、コントローラーは不良品の払出変更信号を出力し、
作動器で払出プレートを移動されて、不良品の自動払出
しや装置の調整を容易にするなど、総合的に装置の操作
性や成型体の品質がさらに高めている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構造を示すＸ−Ｘ部分
の縦断機構図（Ａ）と各成型体のプレス圧力特性図
（Ｂ）

【図２】実施例の全体構造を示す平面機構図

【図３】上下加圧ロールの調整図

【図４】各工程の展開機構図である。

【符号の説明】

６ 成型金型 １１ 上パンチ １３ 上加圧ロール１３ １９ 払出プレート ２０ 成型体 ２１ ロードセル ２１ａ 測定信号 ２２ コントローラー ２２ａ プレス圧検出信号 ２２ｂ 停止信号 ２２ｄ 払出変更信号 ２３ 表示器 ２４ スイッチ（装置） ２６ 作動器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超硬合金粉末等の粉末を成形金型に充填
   して、成形金型内の充填粉末を少なくとも上加圧ロール
   で加圧される上パンチによつて成型体に加圧成型するプ
   レス成型方法において、成型時に上加圧ロール側に負荷
   される各成型体のプレス圧をロードセルで測定して測定
   信号を出力し、コントローラーで前記の測定信号に基づ
   き各成型体のプレス圧検出信号を出力して、該プレス圧
   検出信号によつて各成型体のプレス圧を検出することを
   特徴とするプレス成型体の自動測定方法。
2. 【請求項２】 超硬合金粉末等の粉末を成形金型に充填
   して、成形金型内の充填粉末を少なくとも上加圧ロール
   で加圧される上パンチによつて成型体に加圧成型するプ
   レス成型機において、上加圧ロール側で各成型体の成型
   時に負荷されるプレス圧を測定して測定信号を出力する
   ロードセルと、該測定信号に基づき各成型体のプレス圧
   検出信号を出力するコントローラーと、該プレス圧検出
   信号を入力して各成型体のプレス圧を表示する表示器と
   を具備したことを特徴とするプレス成型体の自動測定装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のプレス成型体の自動測定
   装置において、前記のコントローラーはロードセルの測
   定信号に基づき成型体の不良品を判断して停止信号を出
   力し、該停止信号によつて装置を停止するスイッチを具
   備したことを特徴とするプレス成型体の自動測定装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３記載のプレス成型
   体の自動測定装置において、前記のコントローラーはロ
   ードセルの測定信号に基づき成型体の不良品を判断して
   払出変更信号を出力し、該払出変更信号によつて払出プ
   レートを変移する作動器を具備したことを特徴とするプ
   レス成型体の自動測定装置。