JP4971736B2

JP4971736B2 - 金属切削屑圧縮機およびその制御方法

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Publication number: JP4971736B2
Application number: JP2006260311A
Authority: JP
Inventors: 貴佐志田
Original assignee: Yuken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Yuken Kogyo Co Ltd
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP2008080342A

Description

本発明は、例えば金属切削加工時に生じる切削屑の塊を圧縮して所定形状に固めるための切削屑圧縮機に関するものである。

金属切削加工工程では、工作機から有用な金属の切削屑が大量に排出されるが、この金属切削屑は再利用のために回収される。しかし切削加工で生じる切削屑は、リボン状、螺旋・コイル状、渦巻き状、縮れ・カール状、チップ状など様々な形態、寸法をしており、そのままでは扱いが煩雑となるため、従来からこれら金属切削屑は圧縮機を用いて所定形状に固められている。

このような金属切削屑圧縮機としては、ホッパーから投入された金属切削屑が収容された加圧成形室内で油圧シリンダー等による加圧で圧縮成形され、加圧圧縮後の成形品が押し出し機構等により成形室外へ排出される構成のものが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。

特開平８−３００１９１号公報

しかしながら、圧縮機に投入される金属切削屑は、前述のように様々な大きさ、形態をしており、その嵩比重も均一ではないため、例えばカール状のものなど嵩比重の軽い切削屑が多い場合は加圧成形前に比重調整を行う必要があり、成形室投入前に切削屑を細かく破砕処理するための寸断装置をホッパー内に組み込んだり、またホッパー投入前に破砕機を用いて処理していた。また、嵩比重の重い金属切削屑の場合は成形室内への過充填が生じ、排出不可能な厚さの圧縮成形品となってしまう恐れがあった。

このように、従来は様々な嵩比重の金属切削屑を処理するためには、嵩比重の軽い切削屑の比重調整用に大きな付帯設備の増加は避けられず、また投入される金属切削屑の嵩比重に応じて充填量や加圧力等の各種設定をその都度変更するなどの煩雑な手間が必要になり、圧縮機としての単体装置で対応可能な切削屑の種類を狭めていただけでなく、切削屑以外の異物が投入された際も検出が困難で、成形品中に混入して再利用効率を低下せしめていた。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、破砕機などの大きな付帯設備を必要とすることなく、様々な嵩比重の金属切削屑に幅広く対応して従来より効率的に圧縮成形と排出ができる金属切削屑圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る金属切削屑圧縮機は、投入された金属切削屑を圧縮側へ送るホッパーと、ホッパーから送られてきた切削屑を収容する加圧成形室と、加圧成形室内の切削屑を加圧成形する加圧シリンダー機構と、加圧成形後の成形品を加圧成形室外へ押し出し排出する排出シリンダー機構とを備えた金属切削屑圧縮機において、ホッパーに投入された切削屑を前記加圧成形室内に送る前に予備圧縮する予備圧縮シリンダー機構と、予備圧縮後の切削屑塊を押し出しながら前記加圧成形室内へ充填する充填シリンダー機構と、各シリンダー機構の流体圧駆動を制御する制御部とを備え、前記充填シリンダー機構における切削屑塊の押し出し充填中に押し出し充填プランジャに生じる圧力を測定する圧力測定装置と、前記押し出し充填プランジャの移動量を測定するエンコーダ装置とを有し、
前記制御部は、前記圧力測定装置の測定結果から予め定められた圧力値を超える異常高圧を検出すると共に、前記エンコーダ装置からの測定結果から該異常高圧が検出された時点の前記押し出し充填プランジャの位置を求めて記憶し、次サイクルの充填シリンダー機構駆動開始時に、前サイクルの異常高圧検出の際の記憶に基づいて、前記押し出し充填プランジャの前進駆動を圧力制御から位置制御に切り換え、該位置制御により前進駆動される押し出し充填プランジャが前記位置に達した時点で加圧シリンダー機構を駆動させて加圧成形を開始させるものである。

また、請求項２に記載の発明に係る金属切削屑圧縮機の制御方法は、予備圧縮シリンダー機構によりホッパーに投入された金属切削屑を予備圧縮する予備圧縮工程と、充填シリンダー機構により予備圧縮後の切削屑塊を押し出しながら加圧成形室内へ充填する充填工程と、加圧シリンダー機構により加圧成形室内に充填された切削屑塊を加圧成形する加圧成形工程と、排出シリンダー機構により加圧成形後の成形品を加圧成形室外へ押し出し排出する排出工程とを備え、制御部により各シリンダー機構の流体圧駆動を制御する金属切削屑圧縮機の制御方法であって、前記充填工程における切削屑塊の押し出し充填中に押し出し充填プランジャに生じる圧力を測定する圧力測定工程と、前記押し出し充填プランジャの移動量をエンコーダ装置で測定するプランジャ移動量測定工程と、前記圧力測定工程における測定結果から予め定められた圧力を超える異常高圧を検出する工程と、該異常高圧が検出された時点の前記押し出し充填プランジャの位置を求めて記憶する位置記憶工程と、次サイクルの充填工程開始時に、前サイクルの充填工程における異常高圧検出の際の記憶に基づいて、前記押し出し充填プランジャの前進駆動を圧力制御から位置制御に切り換える充填切換工程とを備え、次サイクル充填工程にて前記位置制御により押し出し充填プランジャを前記記憶位置に達するまで前進駆動させて該位置で停止させると共に、該押し出し充填プランジャ停止直後に加圧シリンダー機構を駆動させて加圧成形を開始させるものである。

さらに、請求項３に記載の発明に係る金属切削屑圧縮機の制御方法は、請求項２に記載の金属切削屑圧縮機の制御方法において、前記次サイクル充填工程にて、前記押し出し充填プランジャが前記記憶位置に達する前に異常高圧が検出された際に、該検出時点における押し出し充填プランジャの位置を求めて前記記憶位置を補正する位置補正工程をさらに備えているものである。

本発明の金属切削屑圧縮機およびその制御方法においては、ホッパーから投入された金属切削屑を加圧成形する前に予め予備圧縮を行うことによって、嵩比重の軽い金属切削屑に関してはある程度重い嵩比重に調整された切削屑塊として充分な量の切削屑を加圧成形室内へ充填でき、装置投入前に破砕機等による比重調整を行う必要なく良好な加圧成形品を形成できると共に、予備圧縮による切削屑塊を加圧成形室内へ押し出し充填する際の圧力測定と押し出し充填プランジャの移動量測定を行うことのより、これら測定結果に基づき、押し出し充填の際に金属切削屑の嵩比重が重いことに起因する異常高圧を検出してその時点の該プランジャ位置を求め、記憶することができ、次サイクルにおける押し出し充填時にその記憶位置を基準にプランジャの前進駆動を圧力制御から位置制御に切り換えて行うことができるため、金属切削屑が嵩比重の重いものであっても、加圧成形室内への充填量を前記位置制御により制限し、過充填による排出不能な成形品の形成を防ぐことができるため、嵩比重の軽いものから重いものまで広範囲に亘る金属切削屑に対して従来より効率的に加圧成形、排出が行えるという効果がある。

本発明は、ホッパーから投入された金属切削屑を加圧シリンダー機構にて加圧成形室内で圧縮成形して成形品として排出シリンダー機構にて装置外へ排出する金属切削屑圧縮機において、投入された金属切削屑を加圧成形する前に予め予備圧縮シリンダー機構にて予備圧縮を行い、この予備圧縮による切削屑塊を充填シリンダー機構にて押し出し充填プランジャで加圧成形室内へ押し出し充填するものであり、この切削屑塊の押し出し充填が行われる際に、圧力測定装置で押し出し充填プランジャに生じる圧力を測定し、エンコーダ装置で押し出し充填プランジャの移動量を測定するものである。

従って、本発明の金属切削屑圧縮機では、制御部がこれら測定結果に基づいて押し出し充填の際に予め定められた圧力を超える異常高圧を検出してその時点の該プランジャ位置を求め、記憶することによって、次サイクルにおける押し出し充填時に前サイクルで異常高圧が検出された際に特定され記憶された前記位置を基準として押し出し充填プランジャの前進駆動を圧力制御から位置制御に切り換えて行い、結果として効率的な圧縮成形を行うことができる。

このような本発明の金属切削屑圧縮機においては、まず予備圧縮が行われるため、投入された金属切削屑がカール状などの嵩比重の軽いものであっても、この予備圧縮により切削屑塊とされることによってある程度嵩比重が調整されているため、充填シリンダー機構における押し出し充填プランジャの前進駆動を、この切削屑塊が全て加圧成形室内に押し出されるようにプランジャ前端が加圧成形室開口に達するまで圧力制御により行うことにより、従来のような投入前の破砕機による比重調整を必要とすることなく充分な量の切削屑が加圧成形室に充填でき、効率的に加圧成形品を製造することができる。

しかし、嵩比重の重い切削屑が投入された場合、同様に予備圧縮を行うと、より嵩比重の重い切削屑塊となり、この切削屑塊を全て加圧成形室内へ送ると、過充填で排出不能な厚みの成形品となる危険がある。そこで、このような嵩比重の重い切削屑塊の押し出し充填の場合、適度な分量が送り込まれた時点で押し出し充填プランジャの駆動を停止してそれ以上の切削屑塊の押し出し充填を止め、加圧シリンダー機構の駆動を開始して加圧成形を行ってしまえば、過充填は回避されるので上記のような排出不能な厚みの成形品となることはない。

まず、予備圧縮でより嵩比重の重い切削屑塊が形成され、これを加圧成形室内へ押し出し充填する工程では、押し出し充填プランジャの前進に伴って切削屑塊はさらに押し潰されていきプランジャ側に生じる圧力は押し出し開始当初に比べて高くなっていく。即ち、このような嵩比重の重い切削屑塊の押し出しの際には、ある程度の位置まで進むと押し出し充填プランジャに対して非常に高い圧力が生じる。

従って、このような高圧力を検出すれば、その高圧力が検出されたものと同じ供給源の金属切削屑は嵩比重の重いものであって、一度の予備圧縮で得られた切削屑塊を加圧成形室内へ全部は押し出し充填しない方が良いことが判断できる。そこで本発明においては、このような高圧力を予め定めておき、前記圧力測定装置による圧力測定で予め設定しておいた圧力を超えた場合を異常高圧として検出すると共に、前記エンコーダ装置による押し出し充填プランジャの移動量から該異常高圧が検出された時点の押し出し充填プランジャの位置を求め、記憶しておくものである。

これにより、供給ロットが同じであれば次のサイクルで投入される切削屑は前サイクルと同様の嵩比重の重いものであると予想されるので、次サイクルの押し出し充填の際も、押し出しプランジャが前回と同程度の位置まできた時点で切削屑塊の充填を停止して加圧成形室内に充填済みの分に対してのみ加圧成形を行うようにすれば良いため、次サイクルの充填シリンダー機構の駆動においては、位置制御により、自動的に前記記憶された位置まで押し出しプランジャを前進駆動させて該位置に達した時点で駆動を停止させ、その直後に加圧シリンダー機構の駆動を開始して加圧成形を行う構成とすることによって、嵩比重の重い切削屑が順次投入されても、成形品の排出異常を生じることなく、良好な圧縮成形を効率的に行うことができる。

従って、本発明の金属切削屑圧縮機においては、充填シリンダー機構によって嵩比重が重い金属切削屑であっても、従来の直接加圧成形室に切削屑が充填される場合のように嵩比重が重い切削屑が過充填されて排出不能な程の厚さに成形されてしまうことは無くなり、また嵩比重の軽い金属切削屑に対しても破砕機等の大きな付帯設備を備える必要なく、広範囲の嵩比重の切削屑に対して滞りなく順次圧縮成形品の成形、排出が行える。

また、本発明の金属切削屑圧縮機の制御方法は、前記請求項１に記載の金属切削屑圧縮機の制御方法であり、制御部によって各シリンダー機構の流体圧駆動を制御し、金属切削屑の予備圧縮工程から加圧成形室内への押し出し充填工程、加圧成形工程、排出工程を順次切り換えて行うものである。

さらに本発明による制御方法においては、充填工程にて、圧力測定工程として切削屑塊を押し出し充填中に押し出し充填プランジャに生じる圧力を測定して予め定められた圧力を超える異常高圧を検出し、プランジャ移動量測定工程として、前記押し出し充填プランジャの移動量をエンコーダ装置で測定し、前記異常高圧検出時に該異常高圧が検出された時点の前記押し出し充填プランジャの位置を求めて記憶するものであり、この記憶位置に基づいて、次サイクルの充填工程前の充填切換工程にて、前記押し出し充填プランジャの前進駆動を圧力制御から位置制御に切り換え、次サイクル充填工程では該位置制御により前進駆動される押し出し充填プランジャが前記位置に達した時点で加圧シリンダー機構を駆動させて加圧成形を開始させるものである。

このような本発明の金属切削屑圧縮機の制御方法によれば、嵩比重の軽いものに関しては、装置投入前に破砕機による比重調整を行う必要なく、予備圧縮工程によりある程度嵩比重が重く調整された切削屑塊として充分な量を加圧成形室内へ押し出し充填して良好な加圧成形品を行うことができると共に、一度の予備圧縮で得られた切削屑塊を加圧成形室内へ全部押し出すと過充填となって排出不能な圧縮成形品となる恐れがある嵩比重の重いものに対しては、過充填となる前に加圧成形室内への切削屑塊の押し出し充填を止めて加圧成形を始めることができるものである。

即ち、投入された嵩比重の重い切削屑が予備圧縮工程で予備圧縮されて得られた切削屑塊を充填工程において押し出し充填プランジャで押し出すと、その前進に伴って切削屑塊が押し潰されていってプランジャ側に生じる圧力が高くなっていき、該プランジャがある程度の位置まで進んだ時点で非常に高い圧力が生じることから、このような高圧力を予め設定しておき、圧力測定工程による圧力測定でこの設定圧力を超えた場合を異常高圧として検出することによって、この切削屑塊は嵩比重が重くて過充填になりうるものであると判断してそれ以上の押し出し充填を制限することが可能となる。

このように異常高圧が検出された場合、供給ロットが同じであれば次のサイクルで投入される切削屑も前サイクルと同様の嵩比重の重いものであると予想され、次サイクルの押し出し充填の際も、押し出しプランジャが前回と同程度の位置まできた時点で切削屑塊の充填を停止して加圧成形室内に充填済みの分に対してのみ加圧成形を行うようにすれば良いため、制御部は、エンコーダ装置による押し出し充填プランジャの移動量から該異常高圧が検出された時点の押し出し充填プランジャの位置を求め、記憶しておくことによって、次サイクルの充填工程においては、位置制御に切り換えて、自動的に前記記憶された位置まで押し出しプランジャを前進駆動させ、該位置で駆動を停止させ、その直後に加圧成形工程を開始させて加圧成形を行う。従って、本発明の制御方法によれば、嵩比重の重い切削屑が順次投入されても、成形品の排出異常を生じることなく、良好な圧縮成形を効率的に行うことができる。

なお、先のサイクルにおける押し出し充填で異常高圧が検出された金属屑塊については、異常高圧が検出された時点で押し出し充填プランジャの前進駆動を停止させ、加圧シリンダー機構を駆動させて異常高圧検出時に既に加圧成形室内に充填されていた金属屑塊について加圧成形して排出し、その後、残りの金属屑塊をそのまま圧力制御で押し出し充填して加圧成形すればよい。

また、異常高圧が検出されたサイクルの次のサイクルでの押し出し充填で記憶された所定位置に達するまで位置制御で押し出し充填プランジャを前進駆動させてから停止し、その時点で加圧成形室内に充填された金属屑塊について加圧成形を行うが、残った金属屑塊は、その後再び押し出し充填プランジャをその前端が加圧成形室開口に達するまで前進駆動させて加圧成形室内に押し出し充填し、加圧成形して排出し、次のサイクルへ進む。

さらに、同じロットからの金属切削屑でも、全く均一な嵩であるとは限らないことから、異常高圧検出サイクルの次サイクルにて、押し出し充填プランジャの前進駆動が前サイクルで記憶した所定位置まで達するより前にまた異常高圧が検出されてしまうこともある。この場合、この検出位置を新たな位置制御のための記憶すべき位置として補正する補正工程を設ければよい。

本発明の一実施例としての金属切削屑圧縮機および該圧縮機による加圧成形工程を以下に説明する。図１は、本圧縮機の概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図２は本圧縮機による金属切削屑の加圧成形品形成工程の説明図であり、（ａ）〜（ｆ）は金属切削屑の投入から加圧成形品排出までの各過程を順に示す本圧縮機の正面断面図である。図３は、本発明の圧縮機による加圧成形を行う場合の制御工程を説明するフローチャート図である。

本実施例による金属切削屑圧縮機１は、ホッパーから送られてきた切削屑２０を予備圧縮するための予備圧縮シリンダー機構２と、予備圧縮後の切削屑塊２１を加圧成形室９内へ押し出し充填するための充填シリンダー機構５と、該充填シリンダー機構５によって加圧成形室９内に充填された切削屑塊２１を加圧成形する加圧シリンダー機構と、加圧成形後の成形品２２を加圧成形室外へ押し出し排出する排出シリンダー機構とを備えたものである。

各シリンダー機構において、予備圧縮室３内に送られた切削屑２０を圧縮するための予備圧縮板４を端部に備えたロッドおよび予備圧縮後の切削屑塊２１を加圧成形室９内へ押し出し充填する押し出し充填プランジャ６、また加圧成形室９内に充填された切削屑塊２１を加圧する加圧成形プランジャ１０、さらに成形品２２を加圧成形室９外へ押し出し排出する排出プランジャ１２は、油圧ポンプ・モータ装置１５から供給される作動油によって駆動されるものであり、この油圧ポンプ・モータ装置１５からの作動油の油路を電磁切換弁で切り換えることによって各シリンダー機構の駆動を順次切り換えることができ、これら駆動系や電磁切換弁を含む油圧回路の制御が制御部１６によって行われる。

なお本実施例においては、予備圧縮は略垂直方向に沿って予備圧縮板４が予備圧縮室３の底面に向かって金属切削屑を下方へ押圧するものとし、押し出し充填は略水平方向に沿って行われるもの、即ち押し出し充填プランジャ６が予備圧縮室３の底部を右側から左側へ幅方向に沿って移動しつつ押し出し充填するものとした。また加圧成形は略垂直方向に沿って加圧プランジャ１０が下方へ予備圧縮済みの切削屑塊を下方へ加圧するものとし、加圧成形品は水平方向に沿って右側から左側へ移動する排出プランジャ１２によって加圧成形室９の底部から左側排出口から外側へ排出されるものである。

また本圧縮機１においては、充填シリンダー機構５に、その押し出し充填プランジャ６の移動量を測定するエンコーダ装置７が装着されており、さらに押し出し充填中に該プランジャ６に生じる圧力を測定する圧力測定装置（不図示）が設けられており、制御部１６には、予め異常高圧検出のための圧力値が設定され、前記圧力測定装置からの測定結果に基づいて前記設定された圧力値を超えた場合を異常高圧として検出し、その検出時点におけるエンコーダ装置７により測定された押し出し充填プランジャ６の移動量から該プランジャ６の位置、ここでは予備圧縮室４の底部の左右水平方向上の位置を求めて記憶する。

以上の構成を備えた本実施例の圧縮機１による金属切削屑の加圧成形工程は、図２および図３に示すように、まず金属切削屑２０が予備圧縮室３内に収容された状態（図２（ａ））から予備圧縮工程１００が開始される。即ち、制御部１６が、予備圧縮シリンダー機構２の駆動を開始するように、油圧ポンプ・モータ装置１５や油圧回路（不図示）内の対応する電磁切換弁等を駆動制御して予備圧縮板４を下降させるようにそのロッドを油圧駆動させる（図２（ｂ））。予備圧縮板４の先端縁が予備圧縮室低部に達したら予備圧縮シリンダー機構２の駆動を停止させ、予備圧縮工程完了とする。

本実施例では、予備圧縮板４の側断面形状は、先端縁の予備圧縮室底面に達した時点で、三角形状の一角が欠けた多角形状としており、該多角形状面積は、側断面形状が略四角形状の押し出し充填プランジャ６の通過可能なものである。従って、予備圧縮によって金属切削屑は予備圧縮室内底部に押し潰されて略多角柱形状の切削屑塊２１となっている。

制御部１６は、予備圧縮シリンダー機構２の駆動停止後は、充填工程１１０を開始する。即ち、充填シリンダー機構５の駆動を開始させ、前記エンコーダ装置７によるプランジャ移動量測定と圧力測定装置による圧力測定を行い、前記設定圧力を超える異常高圧の有無を検出（１１２）しながら押し出し充填プランジャ６を前進駆動させる。

制御部１６は、充填工程１１０においてまず充填切換シーケンス１１１により押し出し充填プランジャ６の前進駆動を圧力制御か位置制御で行うかを決定する。第１サイクルにおいてはまず圧力制御を選択して押し出し充填プランジャ６を前進駆動させる。この充填シリンダー機構５には圧力スイッチ（不図示）が設けられており、押し出し充填プランジャ６の前端が加圧成形室９内に連通する予備圧縮室底部の右端の開口部に達して圧力感応部（不図示）で検知された時点で電磁切換弁を切り換えて押し出し充填プランジャ６の前進駆動を停止させる信号を発する（１１４）ものとした。

従って、押し出し充填プランジャ６の圧力制御による前進駆動において、投入された金属切削屑が嵩比重の軽いものであれば、前記設定圧力値を超える異常高圧の検出はなく、異常高圧の検出がなければ圧力スイッチ検知１１４まで押し出し充填プランジャ６の前進が続けられる。押し出し充填プランジャ６の前端が加圧成形室９に連通する開口部まで達し、圧力スイッチ検知１１４の信号発生により押し出し充填プランジャ６の前進駆動が停止された時点では、直前の予備圧縮工程１００において圧縮された切削屑塊２１全てが加圧成形室９内に押し出されて充填された状態（図２（ｃ））となって充填工程１１０は完了する。

制御部１６は、充填工程１１０の完了後、加圧工程１２０を開始させる。即ち、加圧シリンダー機構８の油圧駆動を制御して、加圧プランジャ１０を加圧成形室９の底部に向けて所定位置まで下降駆動させ、切削屑塊２１の加圧成形を行う（図２（ｄ））。この加圧成形工程１２０が完了したら、制御部１６は成形品排出工程１３０を開始する。即ち、排出シリンダー機構１１の駆動を開始させ、排出プランジャ１２による成形品２２の押し出し排出を行う。

但し、前の加圧工程１２０における加圧プランジャ１０の下降駆動による切削屑塊２１の加圧成形は、排出プランジャ１２がその前端が加圧成形室９の左側端に達した状態にて該排出プランジャ１２上で行われるものとした。従って、成形品排出工程１３０は、まず排出プランジャ１２を右側へ後退駆動させることによって開始される。この排出プランジャ１２の後退により、成形品２２は、加圧成形室９の底面に落下し、排出位置に来る（図２（ｅ））。この後、排出プランジャ１２を左側へ向けて前進駆動させることによって、成形品２２が押し出されて加圧成形室９から外側へ排出される。この時の排出プランジャ１２の前進駆動の停止は、圧力スイッチ等を利用したものでよい。また、排出異常の有無を検出する構成としても良い。

また、充填工程１１０において、予備圧縮された金属切削屑２０が嵩比重の重いものであった場合、押し出し充填プランジャ６の前進駆動中に、圧力スイッチ検知１１４前に異常高圧が検出される。制御部１６は、その検出時点における押し出し充填プランジャ６のエンコーダ装置の測定による移動量に基づいてプランジャ位置を求め特定し（１１３）、記憶しておく。異常高圧検出後は、押し出し充填プランジャ６の前進駆動を停止し、加圧工程１２０に進み、その時点で加圧成形室９内に充填されていた切削屑塊２１を加圧成形し、排出工程１３で排出し、次いで再び押し出し充填プランジャ６を前進駆動させて予備圧縮室３の底部に残っている切削屑塊２１を、加圧成形室９へ押し出し充填し、加圧成形、排出を順次行って、第１サイクルを終了する。

次の第２サイクルにおいて、予備圧縮室３内に収容された金属切削屑２０が、第１サイクルのものと供給源が同じで同一ロットのものである場合、その金属切削屑２０の嵩比重は第１サイクルのものと同様に重いものであるとし、予備圧縮工程１００後の充填工程１１０では、制御部１６は、充填切換シーケンスにて第１サイクルにおける異常高圧の検出結果に基づき、押し出し充填プランジャ６の前進駆動を位置制御で行うように切り換え、押し出し充填プランジャ６の停止位置を第１サイクルで記憶された前記位置に設定する。

これによって、第２サイクルにおける充填工程は、位置制御による押し出し充填プランジャ６の前進駆動が開始される。なお、この前進駆動においても第１サイクルと同様に、圧力測定装置による圧力測定に基づく異常高圧検出１１５と、エンコーダ装置７によるプランジャ移動量の測定を同時に行う。制御部１６は、押し出し充填プランジャ６を前記設定位置に来るまで（１１７）前進駆動させ、該位置に達した時点で停止させ、充填工程１１０から加圧工程１２０へ駆動制御を切り換えて、第１サイクルと同様に加圧成形後、成形品排出工程１３０に進んで成形品２２を排出する。

以上のように、本実施例の圧縮機１においては、加圧成形すべき金属切削屑が嵩比重が重く、加圧成形室９内への過充填により排出不能な厚さの成形品となってしまう恐れがあるものでも、予備圧縮後の充填工程における押し出し充填量を、前サイクルの異常高圧検出結果に基づいて次サイクル以降そのロット分が終了するまで制限して過充填を防ぐことができるため、成形品の排出不能もなく、従来より金属切削屑の加圧成形品製造工程は効率的になる。

なお、第２サイクルにおける充填工程１１０にて押し出し充填プランジャ６が設定位置に達する前に異常高圧が検出された場合には、設定値補正工程１１６にてその検出位置を前回の記憶された設定位置に対して補正すれば、押し出し充填量の調整を行うことができる。

また、本金属切削屑圧縮機によれば、予備圧縮後の切削屑塊の押し出し充填の際に行っている圧力測定を利用して、異物混入に起因する異常高圧も検出することができる。即ち、予備圧縮工程後の充填工程における異常高圧検出により、従来は困難であった切削屑中の異物混入の検知も可能となる。

なお、投入された金属切削屑が比較的嵩比重の重いものであっても、充填工程１１０において異常高圧の検出に至ることなく、加圧工程１２０へ進んで加圧成形され、成形品排出工程１３０にて、排出が困難となってしまうことも考えられる。そこで、この成形品排出工程１３０においても、排出異常検出工程１３１を設けることによって、異常検出の際には次の充填工程１１０における位置制御への切り換え信号として利用できる。この場合、制御部１６は、次の充填工程における位置制御のための押し出し充填プランジャ６のストローク位置の設定を、充填工程１１０における異常高圧検出時の位置特定１１３とは別に設けたストローク値設定工程１３２にて行う。例えば全ストローク距離の１／２、１／３等、予め選択しておいた設定値を充填切換シーケンス１１１へ記憶させる構成が簡便である。したがって、充填工程１１０において異常高圧検出１１２に設定された高圧力以下ではあっても、排出困難となり得るような嵩比重の重い切削屑の投入が続く場合も、これ以降の充填工程１１０での位置制御により過充填を防いで成形品の排出不能状態を回避することができる。

本発明の一実施例による金属切削屑圧縮機の概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。本実施例の圧縮機による金属切削屑の加圧成形品形成工程の説明図であり、（ａ）〜（ｆ）は金属切削屑の投入から加圧成形品排出までの各過程を順に示す本圧縮機の正面断面図である。本実施例の圧縮機による加圧成形を行う場合の制御工程を説明するフローチャート図である。

符号の説明

１：金属切削屑圧縮機
２：予備圧縮シリンダー機構
３：予備圧縮室
４：予備圧縮板
５：充填シリンダー機構
６：押し出し充填プランジャ
７：エンコーダ装置
８：加圧シリンダー機構
９：加圧成形室
１０：加圧プランジャ
１１：排出シリンダー機構
１２：排出プランジャ
１５：油圧ポンプ・モータ装置
１６：制御部
２０：金属切削屑
２１：切削屑塊
２２：成形品

Claims

投入された金属切削屑を圧縮側へ送るホッパーと、ホッパーから送られてきた切削屑を収容する加圧成形室と、加圧成形室内の切削屑を加圧成形する加圧シリンダー機構と、加圧成形後の成形品を加圧成形室外へ押し出し排出する排出シリンダー機構とを備えた金属切削屑圧縮機において、
ホッパーに投入された切削屑を前記加圧成形室内に送る前に予備圧縮する予備圧縮シリンダー機構と、予備圧縮後の切削屑塊を押し出しながら前記加圧成形室内へ充填する充填シリンダー機構と、各シリンダー機構の流体圧駆動を制御する制御部とを備え、
前記充填シリンダー機構における切削屑塊の押し出し充填中に押し出し充填プランジャに生じる圧力を測定する圧力測定装置と、前記押し出し充填プランジャの移動量を測定するエンコーダ装置とを有し、
前記制御部は、前記圧力測定装置からの測定結果から予め定められた圧力値を超える異常高圧を検出すると共に、前記エンコーダ装置からの測定結果から該異常高圧が検出された時点の前記押し出し充填プランジャの位置を求めて記憶し、次サイクルの充填シリンダー機構駆動開始時に、前サイクルでの異常高圧検出の際に記憶に基づいて、前記押し出し充填プランジャの前進駆動を圧力制御から位置制御に切り換え、該位置制御により前進駆動される押し出し充填プランジャが前記位置に達した時点で加圧シリンダー機構を駆動させて加圧成形を開始させるものであることを特徴とする金属切削屑圧縮機。
予備圧縮シリンダー機構によりホッパーに投入された金属切削屑を予備圧縮する予備圧縮工程と、充填シリンダー機構により予備圧縮後の切削屑塊を押し出しながら加圧成形室内へ充填する充填工程と、加圧シリンダー機構により加圧成形室内に充填された切削屑塊を加圧成形する加圧成形工程と、排出シリンダー機構により加圧成形後の成形品を加圧成形室外へ押し出し排出する排出工程とを備え、制御部により各シリンダー機構の流体圧駆動を制御する金属切削屑圧縮機の制御方法であって、
前記充填工程における切削屑塊の押し出し充填中に押し出し充填プランジャに生じる圧力を測定する圧力測定工程と、
前記押し出し充填プランジャの移動量をエンコーダ装置で測定するプランジャ移動量測定工程と、
前記圧力測定工程における測定結果から予め定められた圧力を超える異常高圧を検出する工程と、
該異常高圧が検出された時点の前記押し出し充填プランジャの位置を求めて記憶する位置記憶工程と、
次サイクルの充填工程開始時に、前サイクルの充填工程における異常高圧検出の際の記憶に基づいて、前記押し出し充填プランジャの前進駆動を圧力制御から位置制御に切り換える充填切換工程とを備え、
次サイクル充填工程にて前記位置制御により押し出し充填プランジャを前記記憶位置に達するまで前進駆動させて該位置で停止させると共に、該押し出し充填プランジャ停止直後に加圧シリンダー機構を駆動させて加圧成形を開始させることを特徴とする請求項１に記載の金属切削屑圧縮機の制御方法。
前記次サイクル充填工程にて、前記押し出し充填プランジャが前記記憶位置に達する前に異常高圧が検出された際に、該検出時点における押し出し充填プランジャの位置を求めて前記記憶位置を補正する位置補正工程をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の金属切削屑圧縮機の制御方法。