JPS642447B2 - - Google Patents

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JPS642447B2
JPS642447B2 JP25498484A JP25498484A JPS642447B2 JP S642447 B2 JPS642447 B2 JP S642447B2 JP 25498484 A JP25498484 A JP 25498484A JP 25498484 A JP25498484 A JP 25498484A JP S642447 B2 JPS642447 B2 JP S642447B2
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JP
Japan
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feedback system
extrusion
value
pressure
speed
Prior art date
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Expired
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JP25498484A
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JPS61135416A (ja
Inventor
Akio Isozaki
Hiroshi Shinagawa
Akiji Isonaka
Tomoyuki Fukunaga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Aluminum Co Ltd
Ube Corp
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルミニウム等の押出プレスに係り、
特に定速押出閉ループ制御系を改良し、マイナル
ープのフイードバツク制御系を付加した押出プレ
スに関する。
〔従来の技術〕
定速押出によつて得られる押出製品の良否は、
ビレツトの温度、押出速度、および押出圧力によ
つて決定される。しかし、ビレツトの温度を別に
すれば、従来の押出プレスでは押出速度のみを制
御し、押出圧力等その他については特に制御して
いない。
従来形の押出プレスの制御系が第5図に示され
る。第5図において、ラム1は油圧ポンプ2から
作動油が供給されて、図示しないビレツトに大き
な圧力を作用させて押出作業を行う。油圧ポンプ
2には積分作用を行う調節器3から増幅器4を介
して制御信号が入力される。一方ラム1には速度
検出器5が設けられており、これによつて検出さ
れたラム1の速度に対応した周波数を有する信号
が変換器6を介して電圧値に変換され比較器7へ
入力される。速度検出器5は、例えば、パルス発
振器を備えており、ラム1の押出速度が周波数に
変換される。
比較器7には一方の入力に速度設定器8によ
り、あらかじめ設定された一定値が入力されてお
り、この値と変換器6を介して加えられる他方の
入力の差が調節器3に入力される。調節器3は積
分制御の機能を有し、一定の押出速度で押出成形
が行われるように増幅器4を介して油圧ポンプ2
を制御する。
このように従来は閉ループを利用し、ラム1の
速度を常に監視し、フイードバツクしつつラム1
の速度制御を行つている。また従来は、押出圧力
の制御は行わず、圧力に関しては、押出される材
料まかせの制御がなされていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の押出プレスでは、ラムの速度のみを一定
に保つて押出を行つていたので、第6図に示すよ
うに、押出の速度は一定に保てるが、押出時の圧
力は破線で示すように、途中において尖頭値が現
れていた。
このような押出は、押出速度が一定なので、押
出製品の表面の仕上がりは良いが、圧力が高くな
り過ぎると、押出用ダイスから押出される押出製
品が必要以上の力で押出されることになり、押出
される瞬間の力が微妙に変わり、その結果、押出
製品の寸法が微妙に変わり、押出製品の寸法精度
が不充分になるという問題点があつた。
また、従来形の押出プレスは速度フイードバツ
ク系だけ設けられているため、押出条件により、
実際速度が設定速度よりも低いと無制限にポンプ
吐出量を増加させる事となり、圧力は油圧の圧力
安全弁であるリリーフ弁設定以上となり、油圧は
リリーフ弁より吹いて、熱および音となりエネル
ギ損失となり、ダイス、マンドレル等の押出工具
に、常に設備最大の力が加わつて強度の低い工具
は寿命低下、ひいては破損の恐れがある。さらに
ポンプ定格出力に対してポンプを駆動する電動機
定格出力の選定は、省エネルギおよび押出の速度
−圧力の必要範囲の観点から電動機出力が小さめ
になつており、電動機の過電流をもたらす。それ
らを単なる安全装置としての保護装置で防止する
ようにした場合には、ポンプおよび電動機停止、
すなわち押出停止となり、満足な押出を続行する
ことは不可能となる。本発明はこれらの問題点を
解決しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、前述のような従来形における問題点
を改善した押出プレスを提供するもので、その手
段は、メジヤループとしての押出速度のフイード
バツク系と押出速度以外の少なくとも1つ以上の
マイナループのフイードバツク系を組み合わせて
備え、前記マイナループのフイードバツク系には
押出圧力を制御するフイードバツク系を含むよう
にし、前記メジヤループおよび前記マイナループ
のフイードバツク系は、各制御値の出力をそれぞ
れ検出する手段、前記各制御値の制限値をそれぞ
れ設定する手段、および前記各制御値の検出値を
前記設定された制限値と比較調節する手段を具備
し、前記マイナループのフイードバツク系の制御
値の検出値が前記設定された制限値よりも小さい
時は前記メジヤループのフイードバツク系による
制御を行い、前記マイナループのフイードバツク
系の制御値の検出値が前記設定された制限値に達
した場合、前記マイナループのフイードバツク系
による制御を行うようにした、制御回路を備えた
押出プレス、によつて行われる。
〔作用〕
本発明においては、押出作業時にメジヤループ
としての押出速度のフイードバツク系による制御
のほかに、マイナループとしての他の制御値に関
するフイードバツク系による制御が行われる。こ
れにより、マイナループのフイードバツク系の制
御値がそれぞれ設定された制限値よりも小さい時
は押出速度に関する制御が行われ、マイナループ
のフイードバツク系の制御値が設定された制限値
に達した場合は、当該制御値に関する制御が行わ
れる。この結果、押出製品の表面の仕上がりが良
好でかつ寸法精度の高いものが得られる。さら
に、エネルギ消費の少ない、工具の寿命の長い、
かつ電動機の過電流を防止できる押出プレスが実
現可能となる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
第1図には本発明の第1の実施例としての押出
プレスの制御回路のブロツク図が示される。図中
第5図と同一部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。
この実施例の押出プレスの制御回路は、ラム1
を駆動する油圧ポンプ2、増幅器4、調節器3、
比較器7、速度設定器8、速度検出器5、変換器
6、圧力−電圧変換器9、比較器10、圧力設定
器11、リミツタ12、および比較器13を具備
する。
速度設定器8で設定された速度指令信号は比較
器7で変換器6からの速度フイードバツク信号と
の差が求められ、調節器3に加えられる。調節器
3の出力は比較器13でリミツタ12からの信号
との差が求められ増幅器4に加えられ増幅され
る。増幅器4の出力は油圧ポンプ2に連結された
サーボモータ(図示せず)を駆動する。油圧ポン
プ2によつて駆動されたラム1の速度は速度検出
器5で検出され、速度に対応する周波数を有する
信号が得られる。この信号は変換器6によつて電
圧値に変換され比較器7に入力される。
圧力−電圧変換器9は油圧ポンプ2の圧力を検
出して電圧値Vに変換し、比較器10に入力す
る。比較器10には圧力制限値を設定する圧力設
定器11の出力が印加される。圧力設定器11の
出力としてはあらかじめ設定された押出材料に応
じた制限圧力値に対応する電圧値V0が供給され
る。この電圧値V0とVが比較され、その結果が
圧力制限器としてのリミツタ12に入力される。
リミツタ12では、圧力が所定圧より低い場合は
何ら出力せず、圧力が所定圧を超えた場合、その
超えた値に比例して制御信号を出力する。リミツ
タ12からの出力は調節器3にも送られるが、調
節器3の出力値と比較器13において比較され、
所定の押出圧力になるように油圧ポンプ2の圧力
の制御を行う。
この結果、第2図の破線に示されるように押出
圧力は一定となり、第6図のような尖頭値は現れ
ないようになる。特に第2図に符号t2で示され
る成形途中においては、一定圧力を保持する。そ
の代り、時間帯t2では押出速度が実線のように
変化する。成形初期のt1と成形終了前のt3の
時間帯では押出速度が一定になるように制御され
る。これにより、速度制御と圧力制御が総合的に
行われることになり、押出製品の表面の仕上がり
も良く、寸法精度も著しく向上される。
本発明の第2の実施例としての押出プレスの制
御回路のブロツク図が第3図に示される。この制
御回路は、速度調節器23、圧力調節器26、張
力調節器27、電流調節器28、サーボ増幅器2
4、油圧ポンプ22、電動機(EM)30、ラム
21、速度検出器25、圧力検出器29、マンド
レル張力検出器31、電流検出器32を具備す
る。
速度調節器23は速度設定器(図示せず)から
の速度指令信号と速度検出器25の出力を受けて
比較し出力を圧力調節器26へ供給する。この制
御系はメジヤループであり、速度指令に対する速
度フイードバツク信号との偏差に応じて一定速度
となるよう演算し、圧力調節器26へ出力され、
マイナループのいずれもが制限値以下であれば、
そのまま油圧ポンプサーボ増幅器24へ入力され
て、油圧ポンプは一定速度となるような流量に吐
出制御される。
圧力調節器26は速度調節器23からの出力、
圧力設定器(図示せず)からの圧力制限値の信
号、および圧力検出器29からの圧力フイードバ
ツク信号を受け、出力を張力調節器27へ供給す
る。この制御系はマイナループであり、速度調節
器23の出力を入力とし、検出圧力値が制限値以
下であれば、そのまま速度調節器23の出力が張
力調節器27に出力されるが、検出圧力値が制限
値を超えれば、制限値を超えないように速度調節
器出力を制限して張力調節器27に出力される。
張力調節器27は圧力調節器26の出力、張力
設定器(図示せず)からの張力制限値信号、およ
びマンドレル張力検出器31からのマンドレル張
力フイードバツク信号を受けて、出力を電流調節
器28へ供給する。この制御系はマイナループで
あり圧力調節器26の出力を入力とし、マンドレ
ル張力が制限値以下であれば、そのまま圧力調節
器26の出力が電流調節器28に出力される。も
しマンドレル張力が制限値を超えれば、制限値を
超えないように圧力調節器26の出力を制限して
電流調節器28に供給する。
電流調節器28は張力調節器27の出力、電流
設定器(図示せず)からの電流制限値信号、およ
び電流検出器32からの電流フイードバツク信号
を受けて、出力をサーボ増幅器24へ供給する。
この制御系はマイナループであり、張力調節器2
7の出力を入力とし、油圧ポンプ駆動電動機30
の電流が制限値以下であれば、そのまま張力調節
器27の出力が油圧サーボ増幅器24へ出力され
るが、制限値を超える場合は、制限値を超えない
ように、張力調節器27の出力を制限して油圧ポ
ンプサーボ増幅器24へ出力される。
速度検出器25はラム21の押出速度を検出し
て信号変換して(例えば電圧値へ)速度調節器2
3へ供給される。圧力検出器29はラム21にお
ける押出圧力を検出して信号変換して圧力調節器
26へフイードバツクされる。張力検出器31は
マンドレル張力を検出して信号変換して張力調節
器27へフイードバツクする。電流検出器32は
油圧ポンプ駆動電動機30の電流値を検出し電流
調節器28へフイードバツクする。
上述のように、この制御回路は、速度フイード
バツク系をメジヤループとして、さらに押出圧
力、マンドレル張力、電動機電流をフイードバツ
クして、これらが設定値を超えないよう制限する
マイナループを備えた制御系である。通常は速度
制御によつて、一定速度に保たれるがマイナルー
プのいずれかが制限値に達した場合に各々の調節
器が動作して速度調節器23の出力信号を制限す
ることにより、油圧ポンプ吐出量を押えて、結果
としては押出速度が低下するが、押出を停止させ
ることなく、制限状態での押出が可能となり、制
限値以下となれば自動的に一定速度の押出が続行
される。
上述の制御回路における制御特性図が第4図に
示される。圧力は油圧リリーフ弁設定圧力を受け
て圧力調節器26によつて制限され、速度は油圧
ポンプ吐出量に対応し、速度指令(設定値)によ
り制限される。上記圧力および速度により制限さ
れた範囲は長方形の領域により示されるが、電流
調節器により油圧ポンプ電動機定格運転曲線によ
つて制御され、第4図の右上隅の部分が除かれ、
結局左下りの斜線で囲まれた部分が押出(速度−
圧力)可能範囲となる。油圧ポンプ電動機の定格
は次式で表される。
定格(kW)=P×Q/600×η ここにPは圧力(Kg/cm2)、Qは油圧ポンプ吐
出量(/min)、ηは効率である。
この他、第4図には示されていないが、マンド
レル張力が制限値を超えないように、油圧ポンプ
吐出量(押出速度)を制御する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、表面の仕上がりが良好で、か
つ寸法精度の高い押出製品が得られる。さらにエ
ネルギ消費の少ない、工具の寿命の長い、電動機
の過電流を防止できる押出プレスが実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例としての押出プ
レスの制御回路のブロツク図、第2図は第1図の
回路の特性図、第3図は本発明の第2の実施例と
しての押出プレスの制御回路のブロツク図、第4
図は第3図の回路の特性図、第5図は従来形の押
出プレスの制御回路のブロツク図、および第6図
は第5図の回路の特性図である。 1……ラム、2……油圧ポンプ、3……調節
器、4……増幅器、5……速度検出器、6……変
換器、7……比較器、8……速度設定器、9……
圧力−電圧変換器、10……比較器、11……圧
力設定器、12……リミツタ、13……比較器、
21……ラム、22……油圧ポンプ、23……速
度調節器、24……サーボ増幅器、25……速度
検出器、26……圧力調節器、27……張力調節
器、28……電流調節器、29……圧力検出器、
30……電動機、31……マンドレル張力検出
器、32……電流検出器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 メジヤループとしての押出速度のフイードバ
    ツク系と押出速度以外の少なくとも1つ以上のマ
    イナループのフイードバツク系を組み合わせて備
    え、前記マイナループのフイードバツク系には押
    出圧力を制御するフイードバツク系を含むように
    し、 前記メジヤループおよび前記マイナループのフ
    イードバツク系は、各制御値の出力をそれぞれ検
    出する手段、前記各制御値の制限値をそれぞれ設
    定する手段、および前記各制御値の検出値を前記
    設定された制限値と比較調節する手段を具備し、 前記マイナループのフイードバツク系の制御値
    の検出値が前記設定された制限値よりも小さい時
    は前記メジヤループのフイードバツク系による制
    御を行い、前記マイナループのフイードバツク系
    の制御値の検出値が前記設定された制限値に達し
    た場合、前記マイナループのフイードバツク系に
    よる制御を行うようにした、制御回路を備えた押
    出プレス。 2 前記マイナループのフイードバツク系とし
    て、押出圧力を制御するフイードバツク系、マン
    ドレル張力を制御するフイードバツク系、および
    油圧ポンプ駆動電動機の電流を制御するフイード
    バツク系を備え、前記押出圧力を制御するフイー
    ドバツク系は、押出圧力を検出する手段、押出圧
    力の制限値を設定する手段、および押出圧力の検
    出値を押出圧力の設定された制限値と比較調節す
    る手段を具備し、前記マンドレル張力を制御する
    フイードバツク系は、マンドレル張力を検出する
    手段、マンドレル張力の制限値を設定する手段、
    およびマンドレル張力の検出値をマンドレル張力
    の設定された制限値と比較調節する手段を具備
    し、前記油圧ポンプ駆動電動機の電流を制御する
    フイードバツク系は、電動機の電流を検出する手
    段、電動機の電流の制限値を設定する手段、およ
    び電動機の電流の検出値を電動機の電流の設定さ
    れた制限値と比較調節する手段を具備する特許請
    求の範囲第1項に記載の押出プレス。
JP25498484A 1984-12-04 1984-12-04 押出プレス Granted JPS61135416A (ja)

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JP25498484A JPS61135416A (ja) 1984-12-04 1984-12-04 押出プレス

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JPS61135416A JPS61135416A (ja) 1986-06-23
JPS642447B2 true JPS642447B2 (ja) 1989-01-17

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5325694A (en) * 1993-03-15 1994-07-05 Granco Clark, Inc. Extrusion billet taper quenching system
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