JPS597523B2 - 金属押出プレスにおけるラム速度制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属押出プレスにおけるラム速度制御方法及び
装置に関し、特に極めて低速度の押出しを可能とし、し
かも内部割れ等の欠陥の発生を防止し得て、押出しコス
トの低減を図９得るラム速度制御方法並びに装置を提供
するものである。

従来の熱間金属押出プレスでは、アルミニウムや銅、そ
れらの合金などからなる鋳、鍛造素材（ビレット）を加
熱した後、コンテナ内において一端を強力な液圧プレス
のラムにより該素材をダイス穴から押し出すことによっ
て、所望の押出製品を形成せしめているのであるが、こ
の押出工程の前記ラムの速度制御については、押出開始
後の所定時間、例えば２秒間はバルプ開度制御とし，そ
の後速度制御に切り換えるようにされていた。

なぜならば、ラムは押出し開始指令が入っても慣性によ
って若干遅れて動き出す傾向にあるために、速度制御機
構の速度設定値と速度検出値との偏差が大きくなって、
圧油の流量調節用のスロットルバルブが開きすぎる結果
となる。

だのために最初から速度制御一本で制御しようとすると
、ラムが大幅にオーバーシュートするからである。

しかしながら、上述のように当初バルブ開度制御とし、
２秒後に速度制御に切り換えた場合においてもなお、下
記の如き不具合が生じているのである。

即ち、（１）バルプ開度制御から速度制御に切り換える
とき、ラム速度が早い場合にはバルプは閉ま．りすぎ、
ついで開きすぎてオーバーシュートするし、（２）速度
制御に切り換えるとき、ラム速度が遅い場合には、バル
ブは開きすぎてオーバーシュートする。

また、（３）バルブ開度を一定に保持した場合に、ラム
速度は液圧圧力と材料硬さにより定まり、一定速度には
ならないのである。

ここにおいて、本発明はかかる事情に鑑みて為されたも
のであって、その要旨とするところは、金属押出プレス
におけるラムを作動せしめる高圧の圧液の供給を、バル
ブ手段の開度を所定の値に設定して行なうバルプ開度制
御とステム速度（ラム速度に同じ）に従ってバルブ手段
の開度を制御するステム速度制御との組合せによって制
御するにあたり、該バルプ開度制御による押出開始から
その後の前記ステム速度制御への切換えを、ステム速度
を検出して、その検出値に基づいて行なうようにしたこ
とにある。

そして、かかる手法の効果的な実現を図るために、本発
明は、金属押出プレスにおけるラムを作動せしめると高
圧の圧液の供給を制御するバルプ手段と、押出開始時に
おいて該バルプ手段の開度を所定の値に設定するバルブ
開度設定手段と、押出続行のだめのステム速度を設定す
るステム速度設定手段と、ステム速度を検出するだめの
ステム速度検出手段と、該ステム速度検出手段にて検出
された検出値に基づいて前記バルプ開度設定手段からの
入力を前記ステム速度設定手段からの入力に切り換える
切換機構と、前記バルブ開度設定手段からの入力または
前記ステム速度設定手段からの入力に基づいて前記バル
ブ手段の開度を制御せしめるバルブ開度制御機構とを含
む装置を、用いるものである。

これによって、前記した問題は悉く解消せしめられ得だ
のであって、かかる本発明に従えば、バルブ開度制御か
らステム速度制御への切換時において高圧の圧液の供給
が極めて円滑に行なわれ、所望のラム速度が得られるの
で、従来のようにオーバーシュートのために管に内部割
れを生起する虞もなくなり、不良品発生の減少によって
押出コストの低減が可能となったのである。

また従来は不可能であった３０ｍｍ／ｓ以下の押出速度
の低速制御が可能となる等の優れた効果を奏し得るので
ある。

以下，図面に示す実施例に基づいて、本発明に？るラム
速度制御方法及び装置を更に詳細に説明する。

先ず、図において、２は強力な水圧プレスであり、該水
圧プレス２のラム４の先端にはステム５が設けられ、ま
たその進退方向にラツク６が設けられている。

そしてラツク６に噛み合うピニオン８はステム速度（ラ
ム速度）検出用のタコジエネレータ１０を駆動せしめ得
るようになっており、これらラツク６、ピニオン８及び
タコジエネレータ１０はステム速度検出千段１２を形成
している。

また、２ ６ ０ 〜３ １ ７ ’ｑ／ｃｍ２の高圧
水の通路に設けられ、その流量を調節するスロットルバ
ルブ１４及びプレツシャ・インレット・バルブ（ＰＩバ
ルブ）１６を含むバルブ手段１８が設けられており、圧
力水はとのバルフ２手段１８を経由して前記水圧プレス
２に供給されている。

そしてスロットルバルプ１４の弁体２０に連動するラツ
ク２２とこれに噛み合うピニオン２４によってポテンシ
ョメータ２６が駆動されて、スロットルバルプ１４の開
度量が検出され得るようになっている。

なお、ＰＩバルプ１６はロッカーシャフト２８の操作に
より開閉され、その開度は一定に保たれている。

かかる構成において、本発明に従ってラム速度制御を行
なうにあたり、先ずバルプ開度設定手段である開度設定
器３０と、ステム速度設定手段である速度設定器４０と
に対して所望のバルプ開度及びステム速度を設定する。

次に、開度制御を行なう初期段階において、押出指令に
基づいて先ず開度設定器３０を断続するリレー３２とポ
テンショメータ２６を断続するリレー３４とを押出指令
と同時に励磁することにより、スロットルバルブ１４と
ＰＩバルブ１６を開き、高圧水を水圧プレス２内へ導《
。

すると、開度設定器３０の開度設定電圧ｅｉ１とポテン
ショメータ２６の開度量を表わす電圧ｅｆ１とがコンパ
レータ４１に供給される、コンパレータ４１は両電圧ｅ
ｉ１とｅｆとを比較し、スロットルバルプ１４の開度設
定値と実際の開度との差を表わすそれらの電圧差ｅｄを
、低速用サーボアンプ５２に供給する。

（なお、低速押出の場合適切な応答速度を得るために低
速用サーボアンプ５２を用いる。

この際リレー５６は消磁されている。また高速押出の場
合には高速用サーボアンプ５４を？用いる、この際リレ
ー５６は励磁される。

）そして、この低速用サーボアンプ５２は電圧差ｅｄを
増幅し、この電圧差ｅｄに対応した駆動電圧ｅ。

ヲサーボバルプ６０に供給する。

かくして、サーボバルブ６０は駆動電圧ｅ。

に応じて圧力油をシリンダ６２へ送り込み、シリンダ６
２はロツド６４をピン６６周りに揺動させることにより
、ロツド６４の中間部に枢着されているロツド６８が弁
体２０を移動せしめ、スロットルバルプ１４の開度量が
増減させられる。

そして弁体２０に連動したラツク２２、ピニオン２４が
ポテンショメータ２６を駆動し、スロットルバルブ１４
の開度量を示す電圧ｅｆ１がその開度に応じた大きさに
修正される。

そしてこの修正された電圧ｅｆ１が前記開度設定電圧ｅ
ｉ．とコンパレータ４１により比較される。

このような操作の繰返しによって、サーボバルプ６０、
シリンダ６２、及ヒスロットルバルプ１４は開度設定電
圧ｅｉ，と実際の開度量を表わす電圧ｅｆとが等しくな
るように駆動され、スロットルバルプ１４の開度量は開
度設定器３０にて設定された開度に等しくなるように修
正されるのである。

ここに、前記コンパレータ４１、低速用サーボアンプ５
２（又は高速用サーボアンプ５４）、サーボバルプ６０
及びシリンダ６２はバルプ開度制御機構７２を構成する
。

かくして前段のバルブ開度制御が行なわれるのである。

次に、このように開度を制御されたバルプ手段１８を通
って高圧水が水圧プレス２に供給されると、水圧プレス
２のラム速度が次第に高くなり、ステム速度検出用のタ
コジエネレータ１０の電圧ｅ，２がボルテージセンサ７
０に設定された速度値に到達すると、リレー４２．４４
が励磁され、前記リレー３２．３４は消磁される。

このボルテージセンサ７０とリレー３２，３４，４２，
４４は開度設定器３０からの入力を速度設定器４０から
の入力に切り換える切換機構７４を構成する。

そして、リレー４２．４４が励磁されると速度設定器４
０の速度設定電圧ｅｉ２とステム速度検出用のタコジエ
ネレータ１０のステム速度を表わす電圧ｅｆ２ とが前
述と同様にコンパレータ４１により比較され、その差を
表わす電圧差ｅｄが低速用サーボアンプ５２に供給され
る。

そして該サーボアンプ５２は電圧差ｅｄを増幅し、この
電圧差ｅｄに対応した駆動電圧ｅ。

をサーボバルブ６０に供給する。

そしてサーボバルブ６０は駆動電圧ｅ。

に応じて圧力油をシリンダ６２へ送り、シリンダ６２は
リンク装置を介してスロットルバルブ１４の開度量を増
減せしめる。

このようにして開度を定められたバルブ手段１８を通っ
て高圧水が水圧プレス２に供給されると、水圧プレス２
のラム速度がそれに応じて定まる。

そして、この時点のラム速度に対応するタコジエネレー
タ１０の電圧ｅｆ２が前記速度設定電圧ｅｉ２と比較さ
れる。

このような操作の繰返しによって、速度設定電圧ｅｉ２
と実際のステム速度を表わす電圧ｅｆ２，とが等しくな
るように前記バルブ開度制御機構７２が駆動され、ステ
ム速度は速度設定器４０にて設定された速度に等しくな
るように修正される。

かくの如《にして、後段のステム速度制御は前段のバル
ブ開度制御に引き続き円滑に行なわれるである。

このように、ラム速度制御は、先ず開度設定器３０に所
定の値を設定して、バルプ手段１８の開度の制御を行な
うバルプ開度制御から、速度設定器４０に所定の値を設
定してステム速度制御へ切換えるに際して、ステム速度
検出千段１２を用いてステム速度を検出して、その検出
値に基づいて切換えを行なうようにするものであるから
、バルプ開度制御から速度制御に切り換える時点でのス
テム速度は常に一定である。

従って従来例のタイマーを用いて前記切換えを行なうタ
イマー制御の場合に生起した早過ぎるラム速度のだめの
バルブの閉り過ぎ、又は遅過ぎるラム速度のだめのバル
プの開き過ぎなどのためにオーバーシュートするような
ことが完全に解消され得たのである。

従ってオーバーシュートのために管に内部割れを生起す
る虞もなくなり、不良品発生率の低減によって押出コス
トの低減が可能となった。

また従来は実施不可能であった３ ０ １１１１１／
ｓ以下の押出速度の低速制御が可能となり、特に１５ｍ
ｍ／ｓの極めて低速な押出作業の実現が可能となったの
である。

以上の説明において、金属押出プレスを一般に製造容易
な水圧プレスとしたのであるが本発明は必ずしもこれに
限定されるものではなく、油圧プレス其他の液圧プレス
で何等差支えない。

またバルフ手段トしてスロットルバルブ１４とＰＩバル
プ１６との組合せを用いたが、ラムを作動せしめ，る高
圧の圧液の供給を制御し得るバルブ手段であ−れば其他
のバルプであってもよいのである。

なお、本発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて当業
者の知識に基づいて種々なる変形・改良等を加えた態様
で実施し得るものであることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は本発明にかかる金属押出プレスにおけるラ
ム速度制御方法を好適に実施し得る装置の一例を略図及
びブロック図等にて示す説明図である。 ２・・・水圧−１レス、４・・・ラム、５・・・ステム
、１２・・・ステム速度検出手段、１８・・・バルブ手
段、３０・・・開度設定器（バルブ開度設定手段）、４
０・・・速度設定器（ステム速度設定手段）、７２・・
・切換機構、７４・・・バルブ開度制御機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属押出プレスにおけるラムを作動せしめる高圧の
   圧液の供給を、バルプ手段の開度を所定の値に設定して
   行なうバルブ開度制御とステム速度に従ってバルブ手段
   の開度を制御するステム速度制御との組合せによって制
   御する方法において、該バルプ開度制御による押出開始
   からその後の前記ステム速度制御への切換えを、ステム
   速度を検出して、その検出値に基づいて行なうようにし
   たことを特徴とする金属プレスにおけるラム速度制御方
   法。 ２ 金属押出プレスにおけるラムを作動せしめる高圧の
   圧液の供給を制御するバルプ手段と、押出開始時におい
   て該バルプ手段の開度を所定の値に設定するバルブ開度
   設定手段と、 押出続行のためのステム速度を設定するステム速度設定
   手段と、 ステム速度を検出するためのステム速度検出手段と、 該ステム速度検出手段にて検出された検出値に基づいて
   前記バルブ開度設定手段からの入力を前記ステム速度設
   定手段からの入力に切り換える切換機構と、 前記バルブ開度設定手段からの入力または前記ステム速
   度設定手段からの入力に基づいて前記バルブ手段の開度
   を制御せしめるバルブ開度制御機構とを、 含むことを特徴とする金属押出プレスにおけるラム速度
   制御装置。