擠壓機及擠壓機的控制方法
【專利摘要】一種擠壓機及擠壓機的控制方法，該擠壓機能在擠壓工序中防止坯料噴出現象，并且具備簡略且廉價的結構的防止坯料的噴出的組件，該擠壓機對主液壓缸裝置（12）進行驅動，由軸桿（24）從陰模（16）擠壓裝填在擠壓筒（18）內的坯料（20）而成形產品（20A），其中，計測在將上述擠壓筒（18）的陰模側端面向上述陰模（16）的擠壓筒側端面推壓而形成的擠壓筒密封面上產生的擠壓工序中的間隙的間隙計測組件（60），設置在上述陰模（16）的擠壓筒側端面外緣部的端部工作臺（10）上，計測在擠壓工序中產生的間隙，當該計測的值處于預先確定的容許值的范圍內時，使擠壓速度的設定值下降并且發(fā)出警報，當該計測的值超過預先確定的容許值時，使上述擠壓工序停止。
【專利說明】擠壓機及擠壓機的控制方法
【技術領域】
[0001]與相關申請有關的相互參照
[0002]本發(fā)明基于2011年9月5日的日本專利申請“特愿2011-192212”的優(yōu)先權申請專利，那些內容作為參考文獻被加入本說明書中，在本申請中繼續(xù)。
[0003]本發(fā)明涉及鋁合金等的擠壓機及擠壓機的控制方法，特別是涉及能防止擠壓工序中的來自擠壓筒和陰模的間隙的金屬的漏出而使產品成品率提高的擠壓機及擠壓機的控制方法。
【背景技術】
[0004]以往的擠壓機具備由拉桿連結的端部工作臺和主液壓缸裝置，在端部工作臺側夾著陰模地配置了裝填坯料的擠壓筒，在主液壓缸裝置側，在與出入此液壓缸的活塞一體地被驅動的十字頭中安裝了軸桿。而且，將上述軸桿由通過主液壓缸裝置產生的擠壓力朝向被裝填在上述擠壓筒內的坯料進行加壓擠壓，從陰模擠壓成形規(guī)定形狀的產品。
[0005]在這樣的擠壓機中，因為在擠壓工序中擠壓筒內的坯料的長度逐漸變短，所以通常是在擠壓工序的開始時和擠壓工序的結束時前者的一方的擠壓作用力大。即，即使陰模的擠壓阻力(擠壓所需要的力)一定，由于擠壓筒和坯料的摩擦阻力隨著坯料的長度的減少而變小，所以作為整體擠壓作用力也逐漸下降。
[0006]擠壓作用力的變化，起因于坯料與擠壓筒內壁的摩擦力依賴于坯料長度地減少，但由于這樣的擠壓作用力的減少，所以產生了擠壓筒的相對于陰模的密封力的減少，在低于防止坯料的噴出的密封力的情況下，產生坯料從擠壓筒和陰模的密封面噴出的所謂的開花現象。此開花現象使產品成品率下降，并且因密封面的殘渣除去作業(yè)而使擠壓機的工作效率也下降。
[0007]因此，在擠壓作用力下降并低于防止坯料的噴出的密封力時，通過在上述十字頭上設置了對賦予擠壓筒和陰模之間的擠壓筒密封力的擠壓作用力的下降進行補充的機構，避免了坯料的噴出。
[0008](參照專利文獻I)
[0009]可是，在上述以往型的擠壓機中，由于為了防止坯料的噴出而做成了將對擠壓作用力的下降進行補充的組件設置在十字頭上的結構，所以引起設備的大型化和控制的復雜化，進而設備的制作成本變高了。
[0010]在先技術文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本特開平4-274821號公報
【發(fā)明內容】

[0013]發(fā)明所要解決的課題
[0014]本發(fā)明是為了解決上述課題而做出的，其目的在于提供一種能在擠壓工序中防止坯料噴出的現象，并且具備簡略且廉價的結構的防止坯料的噴出的組件的擠壓機及擠壓機的控制方法。
[0015]為了解決課題的手段
[0016]為了達到上述的目的，在本發(fā)明的第一方式中記載一種擠壓機，該擠壓機對主液壓缸裝置進行驅動，由軸桿從陰模擠壓裝填在擠壓筒內的坯料而成形產品，其特征在于，計測在將上述擠壓筒的陰模側端面向上述陰模的擠壓筒側端面推壓而形成的擠壓筒密封面上產生的擠壓工序中的間隙的間隙計測組件，經安裝構件設置在上述陰模的擠壓筒側端面外緣部的端部工作臺上。
[0017]為了達到上述的目的，在本發(fā)明的第二實施方式中記載一種擠壓機的控制方法，該擠壓機對主液壓缸裝置進行驅動，由軸桿從陰模擠壓裝填在擠壓筒內的坯料而成形產品，該擠壓機的控制方法的特征在于，計測在將上述擠壓筒的陰模側端面向上述陰模的擠壓筒側端面推壓而形成的擠壓筒密封面的擠壓工序中產生的間隙，當該計測的值處于預先確定的容許值的范圍內時，使擠壓速度的設定值下降并且發(fā)出警報，當該計測的值超過預先確定的容許值時，使上述擠壓工序停止。
[0018]發(fā)明的效果
[0019]由于做成了在擠壓工序中計測擠壓筒端面和陰模端面的間隙的結構，所以能作為陰模的壓縮應變進行檢測，能在擠壓筒密封面作用的狀態(tài)下將擠壓筒的變動作為坯料的噴出現象的前兆捕捉。而且，將計測擠壓筒和陰模的間隙的組件設置在上述陰模的擠壓筒密封面?zhèn)韧饩壊康亩瞬抗ぷ髋_上的結構，不會導致設備的大型化、成本高。
[0020]由于做成如下的結構:計測擠壓筒端面和陰模端面的間隙而與容許值對比，當處于容許值的范圍內時使擠壓速度停止并且發(fā)出警報，而且，當超過容許值時使擠壓工序下降，所以不會產生坯料的噴出現象。
[0021]因此，不會導致因伴隨噴出的材料的損失產生的產品成品率的下降、因伴隨噴出的殘渣處理的設備的停止產生的工作效率的下降。
[0022]本發(fā)明，也可以與附圖一起，通過下述的本發(fā)明的理想的實施方式的說明更充分地理解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明的實施方式的擠壓機的整體結構的剖視圖。
[0024]圖2是表示本發(fā)明的實施方式的間隙計測組件的結構的剖視圖。
[0025]圖3是表示圖2所示的間隙計測組件的主要部分的剖視圖。
[0026]圖4是表示另一個實施方式的間隙計測組件的結構的剖視圖。
[0027]圖5是表示圖4所示的間隙計測組件的主要部分的剖視圖。
【具體實施方式】
[0028]為了實施發(fā)明的方式
[0029]下面，參照附圖對本發(fā)明的擠壓機裝置及擠壓機的控制方法詳細地進行說明。
[0030]如圖1所示，擠壓機，將端部工作臺10和主液壓缸裝置12相向地配置，并將兩者由多個拉桿14連結。在端部工作臺10的內面?zhèn)葕A著形成了擠壓孔的陰模16地配置擠壓筒18，在擠壓筒18中裝填坯料20，通過將坯料20向陰模16進行擠壓加壓，與陰?？?6A相應的截面的產品被擠壓成形。
[0031]產生擠壓力的主液壓缸裝置12，將主壓頭12B內置在主液壓缸12A中而能將其向上述擠壓筒18推壓移動。在此主壓頭12B的前端部安裝了主十字頭22，在此主十字頭22的前面部中央以與上述擠壓筒18的坯料裝填孔18A同心地配置的方式在向擠壓筒18突出的狀態(tài)下安裝了擠壓桿24。
[0032]因此，如果對主液壓缸裝置12進行驅動，使十字頭22前進，則擠壓桿24被插入擠壓筒18的裝填孔18A內，對被裝填的坯料20的后端面進行加壓而擠出產品20A。
[0033]另外，在上述主液壓缸12A上與擠壓機軸心平行地安裝了側液壓缸裝置26，其桿26A與主十字頭22連結。由此構成為，作為擠壓工序的準備工序使擠壓桿24向與擠壓筒18接近的位置進行初期移動，擠壓加壓動作由主液壓缸裝置12及側液壓缸裝置26的兩者進行。
[0034]而且，擠壓機具備可變輸出型的油壓泵30，經油壓電路32向上述主液壓缸裝置12及側液壓缸裝置26供給輸出油壓。
[0035]可是，在擠壓工序中，由主液壓缸裝置12和側液壓缸裝置26進行擠壓作用，但擠壓作用力Fs由作用在陰模16上的擠壓所需要的力Fa和坯料20與擠壓筒18的坯料摩擦力Fb之和表示。坯料摩擦力Fb與坯料18的長度成比例地變化，擠壓開始時最大，隨著擠壓工序進行，坯料長度變短，與擠壓作用力Fs —起減少。
[0036]坯料摩擦力Fb，因為作為陰模16和擠壓筒18的密封力進行作用，所以如果坯料摩擦力Fb過分地減少，則低于防止坯料18從陰模16和擠壓筒18的密封面漏出(所謂的開花現象)的密封力。
[0037]在此，在實施方式的擠壓機中，如圖2及圖3所示，計測在擠壓筒18的陰模側端面和陰模16的擠壓筒側端面抵接而形成的密封面的擠壓工序中產生的間隙的間隙計測組件60，經安裝構件安裝在上述陰模16的擠壓筒側端面外緣部的端部工作臺上。
[0038]此間隙計測組件60，基本上由如下的部分構成:在固定于端部工作臺10上的上部夾條27的擠壓筒側下面上以軸線與擠壓方向平行的方式安裝的導向盒61 ;尖端與擠壓筒18的陰模側端面抵接，另一端滑動自由地設置在導向盒61內，做成了帶臺階的軸狀的間隙計測桿62 ;配置在導向盒61內，在軸線方向推動間隙計測桿62的線圈彈簧63 ;位移傳感器64及位移傳感器的固定螺母65。
[0039]用于間隙計測組件60的位移傳感器64，優(yōu)選渦電流式、光學式或者超聲波式等非接觸式。在實施方式中，做成了將由I個位移傳感器64構成的間隙計測組件60避開切斷廢料的切斷刀地設置在陰模16的上部的結構，但也可以是設置多個間隙計測組件60而將各自的計測值作為平均值輸出的結構。在設置多個間隙計測組件60時，例如，間隙計測組件60的一方，也可以是在圖2所示的下部夾條28的擠壓筒密封面?zhèn)仍O置穿插孔，埋入地安裝在陰模16的下方的結構。
[0040]如圖3所示，如果擠壓筒18從陰模16和擠壓筒18的端面抵接的狀態(tài)向反擠壓方向(附圖的右方向)移動，則間隙計測桿62被線圈彈簧63推動而與擠壓筒的動作聯動地向反擠壓方向移動。
[0041]10是位移傳感器64和間隙計測桿62的間隙，是在鐓鍛結束后擠壓筒18的陰模側端面和陰模16的擠壓筒側端面抵接而將形成了擠壓筒密封面時的間隙作為最小值，與伴隨擠壓工序的進行的坯料摩擦力Fb的減少相應地進行擴大變化的計測間隙的基準值。
[0042]I1是防止在擠壓工序中坯料18從陰模16和擠壓筒18的密封面漏出(所謂的開花現象)的密封力下降，擠壓筒18向反擠壓方向(與陰模16離開)后退而形成的與陰模16的間隙的容許值。
[0043]I2是在擠壓工序中擠壓筒18后退時的位移傳感器64和間隙計測桿62的間隙，是將陰模16和擠壓筒18的擠壓開始時的計測間隙的基準值Itl和容許值I1進行加法運算了的計測間隙的上限值。
[0044]而且，成為由間隙計測組件60計測擠壓工序中的計測間隙的基準值Itl的值而向擠壓機裝置輸出的結構，在計測的值處于容許值的范圍內時將擠壓速度控制成低速而減慢擠壓筒內的材料的流動，防止坯料的漏出。
[0045]接著，對這樣構成的擠壓機的控制方法進行說明。計測間隙的基準值Itl,在擠壓筒18前進移動而與陰模16抵接并且擠壓桿24推壓坯料20而鐓鍛結束了時的擠壓筒前進位置進行檢測，每次擠壓都進行改寫地存儲在擠壓機的控制器36中。另外，在更換陰模16、擠壓筒18時，每次都對計測間隙的基準值Itl進行檢測，作為新的數據進行改寫。
[0046]容許值I1是將預先規(guī)定的數值設定在控制器36中。例如，從將其數值范圍乘以
0.1?1.0mm或者0.7?0.8的比率的范圍設定為最佳的數值。
[0047]在本發(fā)明的擠壓機的控制方法中，當擠壓筒18和陰模16的間隙處于容許值I1的設定范圍內時，以從控制器36經放大器46向油壓泵30輸出而將擠壓速度的下降和警報輸出的方式進行控制以便間隙不變大。而且，在即使控制擠壓速度擠壓筒18和陰模16的間隙也超過了容許值I1的設定范圍的情況下，使擠壓工序停止。
[0048]在間隙計測組件60中，進行擠壓工序中的擠壓筒18和陰模16的間隙的計測，并且算出其變化率，與該算出的計測間隙的變化率相應地控制油壓泵30的輸出量。
[0049]另外，在油壓泵的控制中，也可以預先將陰模16和擠壓筒18的間隙作為參數進行設定，由基于此參數將擠壓速度以階梯狀減慢的控制的組件、如果陰模16和擠壓筒18的間隙改善則將擠壓速度以階梯狀加快的組件進行控制。
[0050]這樣，在本發(fā)明的控制方法中，通過正確地計測擠壓筒的相對于陰模16的擠壓筒側端面的位置，捕捉坯料從擠壓筒18和陰模16的間隙噴出的前兆，使擠壓速度下降，能防止坯料的噴出。
[0051]由圖4及圖5說明另一個實施方式的間隙計測組件。如圖4及圖5所示，對在計測擠壓筒18的陰模側端面和陰模16的擠壓筒側端面抵接而形成的密封面的擠壓工序中產生的間隙進行計測的間隙計測組件60，設置在上述陰模16的外緣部密封面?zhèn)取?br> [0052]此間隙計測組件60，基本上由如下的部分構成:以軸線成為與擠壓方向平行的方式安裝在固定于端部工作臺10上的上部夾條27的擠壓筒側端面上的位移傳感器64及位移傳感器的固定螺母65 ;以螺紋結合地設置在擠壓筒保持架19的陰模側端面上的軸線成為與擠壓方向平行的方式安裝，做成了帶臺階的軸狀的固定軸67 ;下端與擠壓筒18的密封面?zhèn)榷嗣娴纸樱硪欢擞缮鲜龉潭ㄝS67導向自由地設置的間隙計測板66 ;和配置在間隙計測板66內并且由固定軸67的另一端夾持，在軸線方向推動的線圈彈簧63。
[0053]用于間隙計測組件60的位移傳感器64，優(yōu)選渦電流式、光學式或者超聲波式等非接觸式。在實施方式中，做成將由一個位移傳感器64構成的間隙計測組件60避開切斷廢料的切斷刀地設置在陰模16的上部的結構，但也可以是設置多個間隙計測組件60而將各自的檢測值作為平均值輸出的結構。
[0054]關于與計測間隙的基準值Itl、容許值I1、計測間隙的上限值I2的關系及實測的間隙數據相應的擠壓機的控制方法，由上述的圖2及圖3說明。
[0055]在本發(fā)明的間隙計測組件60中，做成了沒有將間隙計測桿62及間隙計測板66直接安裝在擠壓筒18上地計測與位移傳感器64的間隙的結構。由于做成了這樣的結構，所以在更換擠壓筒18時，能不用卸下間隙計測桿62及間隙計測板66地進行，能有效地進行擠壓筒18的更換作業(yè)。
[0056]間隙計測桿62及間隙計測板66，由于一端由線圈彈簧63推壓在擠壓筒18的陰模16側端面上，所以即使擠壓筒18向反擠壓方向移動而與陰模16分離，也能可靠地計測其間隙。
[0057]計測間隙的基準值Itl的設定是如下進行的:預先例如使用Siebel的式子算出每個產品在擠壓工序中變動的作用在陰模16上的擠壓所需要的力Fa和坯料20與擠壓筒18的坯料摩擦力Fb，將其存儲在控制器36中。然后，基于在擠壓中設定的數據實時地求出Itl及I2，通過與實測數據對比，能進行防止坯料的噴出的控制。
[0058]另外，在間隙計測組件60中，在每個擠壓工序中都對計測間隙的基準值Itl (最小值)進行檢測，與此前的擠壓工序中的計測間隙(最小值)進行比較，在比較的值大于預先確定的規(guī)定的值時，也可以使用在擠壓筒18和陰模16的抵接面上具有夾設物，例如由廢料的切斷剩余產生的殘渣的結構。在此結構中，由于能在擠壓開始檢測擠壓筒18和陰模16的抵接面的殘渣，能在擠壓工序中防止起因于殘渣的坯料的噴出，所以能使擠壓機的工作效率提高。
[0059]如以上說明的那樣，在本發(fā)明的擠壓機裝置及擠壓機裝置的控制方法中，能在防止坯料的噴出上補充擠壓力而不會使擠壓筒密封力增大，由簡略且廉價的組件防止噴出。
[0060]而且，沒有由坯料的噴出產生的擠壓工序的中段，能使產品成品率、工作效率提聞。
[0061]本發(fā)明，通過參照由說明的目的選擇的特定的實施方式進行了說明，但不脫離本發(fā)明的基本的思想及范圍地能實施多個修正方式，這對領域技術人員來說是明白的。
[0062]符號的說明:
[0063]10:端部工作臺
[0064]12:主液壓缸裝置
[0065]16:陰模
[0066]18:擠壓筒
[0067]20:坯料
[0068]20A:產品
[0069]24:軸桿
[0070]60:間隙計測組件
[0071]61:導向盒
[0072]62:間隙計測桿[0073]63:線圈彈簧
[0074]64:位移傳感器
[0075]65:固定螺母
[0076]66:間隙計測板
[0077]67:固定軸
[0078]Itl:計測間隙的基準值
[0079]I1:容許值
[0080]I2:計測間隙的上限值。
【權利要求】
1.一種擠壓機，該擠壓機對主液壓缸裝置進行驅動，由軸桿從陰模擠壓裝填在擠壓筒內的坯料而成形產品，其特征在于， 計測在將上述擠壓筒的陰模側端面向上述陰模的擠壓筒側端面推壓而形成的擠壓筒密封面上產生的擠壓工序中的間隙的間隙計測組件，經安裝構件設置在上述陰模的擠壓筒側端面外緣部的端部工作臺上。
2.一種擠壓機的控制方法，該擠壓機對主液壓缸裝置進行驅動，由軸桿從陰模擠壓裝填在擠壓筒內的坯料而成形產品，該擠壓機的控制方法的特征在于， 計測在將上述擠壓筒的陰模側端面向上述陰模的擠壓筒側端面推壓而形成的擠壓筒密封面的擠壓工序中產生的間隙， 當該計測的值處于預先確定的容許值的范圍內時，使擠壓速度的設定值下降并且發(fā)出警報， 當該計測的值超過預先確定的容許值時，使上述擠壓工序停止。
【文檔編號】B21C51/00GK103781565SQ201280042888
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年8月1日 優(yōu)先權日:2011年9月5日
【發(fā)明者】山本武治, 藥師川敦, 中野幸次 申請人:宇部興產機械株式會社