JPS5947626B2 - ダイカスト機のシヨツト圧力制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ダイカスト機のショット（射出）圧力制御方
法に関し、特に、各ショツト時のショットシリンダ油圧
を測定し、この油圧測定値を設定油圧値と比較しながら
ショット圧力が常に設定許容範囲内になるよう自動制御
するダイカスト機のショット圧力制御方法に関する。

一般、に、ダイカスト鋳造にあっては、ショットプラン
ジャの押湯速度および金型温度等と並んで、ショット圧
力（射出圧力）はダイカスト製品の品質に重要な影響を
有しており、これが適当でないと鋳造品の内部欠陥が生
じて強度不足が生じたり寸法精度が低下したりする。

しかして、ショット圧力すなわちショットシリンダ油圧
は、ショットシリンダに増圧力を供給するだめの増圧力
設定弁の開閉を調整することにより、鋳造品の形状およ
び肉厚等に合せて最適値に制御することができる。

しかし、従来の制御方法では、鋳造条件に合せて最適な
ショット圧力を設定しても、この設定が固定的に行なわ
れていたので、連続鋳造サイクルにおける各種の変化要
素に対しては適格に応答することができず、ショット圧
力が変化して許容範囲を越えた状態でショットが行なわ
れ、ダイカスト品の品質が不安定になるという欠点があ
った。

この変化要素としては、ショットシリンダに供給される
作動油の温度や粘性の変化、あるいはショットプランジ
ャのスリーブとチップとの摺動抵抗の変化などが挙げら
れる。

すなわち、これらの変化要素はショット圧力のバラツキ
となり、鋳造品の品質に大きな影響を及ぼすからである
。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、
充填押圧中のショット圧力を自動的に測定し、これを次
回のショットにフィードバックさせ、ショット圧力が常
に設定範囲内に入るようにその増圧力設定弁の開閉を自
動的に制御し、もってダイカスト品の品質を安定化させ
ることである。

本発明のショット圧力制御方法は、マイクロコンピュー
タを使用したシステムによって実施するのに適したもの
である。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明のショット圧力制御方法を実施するため
のダイカスト機の関連装置の配置を示す図である。

第１図において、固定プラテン１２には固定金型１４が
取付けられ、可動プラテン１６には可動金型１８が取付
けられている。

固定プラテン１２には、前記金型１４．１８によって形
成される鋳造品（キャビティ）２０へ溶湯を供給するた
めの給湯スリーブ２２が設けられ、該スリーブ内には加
圧注入用のショットプランジャ２４が摺動可能に嵌合さ
れ、その先端のチップ部２４Ａで押湯するようになって
いる。

ショットプランジャ２４は油圧作動のショットシリンダ
２６のピストンロッド２６Ａに取付けられ、該シリンダ
を作動することにより溶湯を加圧注入する。

ショットシリンダ２６には、ショットプランジャ２４を
低速駆動するだめの低速系、高速駆動するだめの高速系
、並びにショット完了直前でショット圧力を増圧するた
めの増圧系が接続されている。

低速系は、油圧ポンプ２８、低速ショット弁３０、およ
び低速ショット速度調整弁３２を備えている。

高速系は、高速アキュムレータ３４、高速ショット弁３
６、高速ショット速度調整弁３８、および逆止弁４０を
備えている。

増圧系は、ショット増圧用高圧ポンプ４２、増圧力設定
弁４４、逆止弁４６、増圧用アキュムレータ４８、増圧
立上り速度設定弁５０、および増圧開始弁５２を備えて
いる。

ショットシリンダ２６からの戻り油は、チェックバルブ
５４または前記低速ショット弁３０を介してタンク５６
へ戻されるようになっている。

図示の油圧回路は、油圧ポンプ２８からの油圧を調整す
るだめの調圧弁５８、並びに油圧ポンプ２８から高速ア
キュムレータ３４へ至る管路に接続された逆止弁６０を
備えている。

前記ショットシリンダ２６には、該シリンダ内の作動油
圧を測定するだめの圧力センサ６２が設けられている。

前記ショットプランジャ２４の側部には、該ショットプ
ランジャの位置を検出するためのショット位置検出用エ
ンコーダ６４が設けられ、これにより、ショットプラン
ジャ２４の先端（チップ２４Ａの先端）が予め設定され
た各点を通過する時期を検出するようになっている。

図示の例では、ショット開始点Ａ１ショットの低速から
高速への切替点Ｂ１プランジャ速度読取り開始点Ｃ１並
びにブレーキ開始点（プランジャ速度読取り終了点）Ｄ
が設定され、これらの各点を通過する時期が検出される
ようになっている。

なお、これらの各位置Ａ−Ｄはデジタル設定器等の公知
の手段で予め設定しておくことができる。

以上説明した装置は、マイクロコンピュータ等で制御す
ることにより、ショット圧力の自動制御を行なうことが
でき、その作動を以下第１図〜第３図を参照して説明す
る。

先ず、ショット開始点Ａからの距離ＬＢ、ＬＣ。

ＬＤの各点を、ショットの低速から高速への切替点Ｂ１
プランジャ速度読取り開始点Ｃ１ブレーキ開始点（プラ
ンジャ速度読取り終了点）Ｄとして、それぞれの点をデ
ジタル設定器などで設定しておく。

給湯スリーブ２２内にはショットに必要な所定量の溶湯
を供給しておく。

ショットプランジャ２４の先端がショット開始点Ａまで
戻された状態で、ショットシリンダ２６へ油圧ポンプ２
８からの圧油を前記低速系を通して流入させると、ショ
ットプランジャ２４はショット開始点Ａから低速で前進
し高速切替点Ｂまでの区間を第２図のプランジャ速度Ｖ
およびショットシリンダ油圧Ｐに示す如く比較的低速、
低圧で進行する。

エンコーダ６４によって高速切替点Ｂが検出されると、
高速ショット弁３６が開き、高速アキュムレータ３４か
ら高速ショット速度調整弁３８および逆止弁４０を通し
て圧油がショットシリンダ２６内へ流入し、ショットプ
ランジャ２４が加速されて高速度に達する。

高速進行中、プランジャ速度読取り開始込Ｃおよびブレ
ーキ開始点りが検出されると、この間の通過時間および
距離（ＬＤ−Ｌｃ）のデータからショットプランジャ速
度ＶＨが次式で求められる。

ＶＨ＝（ＬＤ −Ｌ ｃ ）／Ｔ （なおＴは設定位置Ｃ，Ｄ間を通過するに要したショツ
ト時間である。

）これがショットプランジャ速度の測定値で、これらの
計算は全てマイクロコンピュータで行われる。

なお、高速領域においては、第２図中のプランジャ速度
曲線Ｖおよびショットシリンダ油圧曲線Ｐで示される如
く、ジヨイントシリンダ油圧（ショット油圧）は余り上
昇していない。

ショットシリンダ油圧は圧力センサ６２によって測定さ
れるが、ショット開始点Ａから約２秒間の区間すなわち
第２図中の点Ａから点Ｘ１までの期間では作動油の突入
サージを逃がすために圧力の読取りは行なわない。

点Ｘ１からブレーキ開始点りまでの期間は、ショツト時
の異常圧力監視区間とし、この間に測定したショットシ
リンダ油圧が所定の設定値（例えば７５ ｋＥｌ／ｃｔ
ｒｌ ）を越えなかった否かを判定する。

これは、ショットプランジャ２４の摩耗などでショツト
時の抵抗が異常に大きくならなかったかどうかを確認す
るだめのものであり、異常に大きくなってＹＥＳ信号が
発せられれば異常表示を行なう。

ブレーキ開始点りを通過する瞬間またはその前後に設定
された時期に、第１図中の増圧開始弁５２を開き、ショ
ット増圧用高圧ポンプで蓄圧された増圧用アキュムレー
タ４８からの増圧力をショットシリンダ２６へ供給する
。

ショットシリンダ油圧の増圧は、増圧立上り速度設定弁
５０によって調整される所定の立上り傾斜でもって行な
われる。

ブレーキ開始点りを過ぎ、ショットプランジャ速度が減
速されて所定速度（例えば００６ｍ／ｓ）以下になった
時点、すなわち第２図中の点Ｅに達した時点で、タイマ
ーの作動開始を行なう。

タイマー作動開始後Ｔ１秒経過した時点Ｆで、圧力セン
サ６２によってショットシリンダ２６内の増圧力Ｐ１の
読取り（ショット圧力の読取り）を行なう。

こ＼で、Ｔ１秒間待つ理由は、高速から増圧へ切替える
際に発生するサージを測定しないようにするためである
。

点Ｆで測定した増圧力Ｐ１は予めマイクロコンピータ内
などに設定された増圧力設定値Ｐｏと比較され、その差
が許容範囲内（例えば増圧力設定値Ｐｏ±１０１＜ｇｌ
ｃｒＡ以内）であればＯＫと判定し、許容範囲を越えて
いればＮＧと判定し不良表示を行なう。

ＮＧの状態が予め設定したショット回数Ｎｏ連続して発
生した場合は、この設定回数における増圧力測定値Ｐ１
の平均値ＰＭを計算して再度設定値Ｐｏと比較する。

平均値ＰＭと設定値Ｐｏとの差が許容範囲（例えば±１
０ ｋｇ／ｃｒＡ ）以内であればＯＫとし、該許容範
囲を越えた場合にのみ次回ショットの増圧力の修正を行
なう。

増圧力Ｐ１の修正は第１図中の増圧力設定弁４４の開閉
を修正することによって行なう。

この増圧力設定弁としては、複数個の異なったパイロッ
トリリーフ弁を並列に接続したロジック弁を使用するこ
とが好ましい。

その場合、リリーフ弁として１０，２０，４０，８０，
１６０（ｋｇ／ｃＪ）のものを接続しておけば、それぞ
れのパイロット弁に制御信号を送って開閉制御すること
により、１０ｋｇ／ａｄから３１０に９７ｃｍの範囲で
１ｏＨｉｃｖｉおきに調整することができる。

゛第３図は以上説明したショット圧力制御の処
理手順の一例を示すフローチャートである。

第３図において、ステップ１０１でショット開始（点Ａ
）Ｌ、ステップ１０２の２秒間の時間経過を待ってステ
ップ１０３へ進む。

ステップ１０３で、ショット中の区間Ｘ１〜Ｄで異常油
圧が発生したか否かを判定し、発生すればＹＥＳ信号を
出すとともにステップ１０３Ａで異常表示を行ない、発
生しなければＮｏ信号を出す。

次いで、ステップ１０４で、点Ｃと点り間のショット速
度読取シを完了したか否かを判定し、ＹＥＳであればス
テップ１０５へ進み点Ｅにおいてプランジャ速度がほと
んど零（００６ｍ／ｓ以下）になったか否かを判定する
。

ステップ１０５の判定がＹＥＳであれば、ステップ１０
６でＴ１秒待った後、ステップ１０７へ進み点Ｆにおけ
るショットシリンダ油圧（増圧力）Ｐｌの測定を行なう
。

ステップ１０７で増圧力Ｐ１を測定すれば、これを分枝
ステップ１０７Ａで表示するとともに、ステップ１０８
へ進み、増圧力測定値Ｐ１と増圧力設定値Ｐｏとの比較
を行ない、その差が許容範囲（例えば±１０ ｋｇ／ｃ
ｒｔｔ ）以内であればＯＫ倍信号出し、許容範囲外で
あればＮＧ信号を出す。

ステップ１０８でＯＫ倍信号出れば、そのま＼ステップ
１０１へ戻って次回のショットを開始する。

ステップ１０８でＮＧ信号が出れば、分枝ステップ１０
８Ａで不良表示を行なうとともに、ステップ１０９へ進
み、ＮＧのショットが設定回数Ｎｏ連続して生じたか否
かを判定する。

未だＮｏ回連続していなければＮＧ信号を出し、そのま
＼ステップ１０１へ戻って次回のショットをくり返す。

ＮＧの連続回数がＮｏに達するとＹＥＳ信号を出し、ス
テップ１１０へ進んでこのＮＧそれぞれの増圧力Ｐ１の
平均値ＰＭを計算する。

次いでステップ１１１で増圧力の平均値ＰＭと増圧力設
定値Ｐｏとの比較を行ない、その差が許容範囲（例えば
±１０に９／ｃｄ）内であればＯＫ倍信号出し、許容範
囲を越えていればＮＧ信号を出す。

ステップ１１１の信号がＯＫであれば、そのままステッ
プ１０１へ戻って次回のショットをくり返す。

ステップ１１１の信号がＮＧであれば、ステップ１１２
へ進んで増圧力設定弁４４の開閉を修正して増圧力修正
を行った後、ステップ１０１へ戻り次回のショットを開
始する。

以上第３図に示した制御はマイクロコンピュータによっ
て自動的に処理するに適している。

以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、ダイカ
スト機のショット圧力（射出圧力）を自動制御により適
正な許容基準内に抑えることができ、もってダイカスト
品の品質向上および品質安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のショット圧力制御方法を実施するに好
適なダイカスト機の構造を示す説明図、第２図は第１図
のダイカスト機におけるショットプランジャ速度Ｖおよ
びショットシリンダ圧力Ｐの時間に対する変化を例示す
る図表、第３図は本発明のショット圧力制御方法を実施
する際の処理手順の一例を示すフローチャートである。 ２０・・・鋳造部（キャビティ）、２２・・・給湯スＩ
Ｊ−ブ、２４・・・ショットプランジャ、２６・・・シ
ョットシリンダ、３２・・・低速ショット速度調整弁、
３８・・・高速ショット速度調整弁、４４・・・増圧力
設定弁、４８・・・増圧用アキュムレータ、５０・−・
増圧立上り速度設定弁、５２・・・増圧開始弁、６２−
、圧力センサ、６４・・・プランジャ位置検出用エンコ
ーダ、Ａ・・・ショット開始点、Ｂ・・・低速高速切替
点、Ｃ・・・プランジャ速度読取り開始点、Ｄ・・・ブ
レーキ開始点、Ｅ・・・プランジャ速度低下の検出点、
Ｆ・・・増圧力読取り点、Ｐｌ・・・増圧力測定値、Ｐ
ｏ・・・増圧力設定値、ＰＭ・・・増圧力の平均値。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ダイカスト機のショット圧力制御方法において、シ
   ョットプシンジャ速度が所定の設定値以下になったとき
   から所定時間経過後にショットシリンダの油圧を測定し
   、該油圧測定値と油圧設定値とを比較し、その差が許容
   範囲を越えたとき次回ショツト時のショットシリンダ油
   圧が許容範囲内になるよう増圧力設定弁の開度を修正す
   ることを特徴とするダイカスト機のショット圧力制御方
   法。 ２ ダイカスト機のショット圧力制御方法において、シ
   ョットプランジャ速度が所定の設定値以下になったとき
   から所定時間経過後にショットシリンダの油圧を測定し
   、該油圧測定値と前記油圧設定値との差が許容範囲を越
   えたショットが連続して設定回数化じたとき、該設定回
   数の油圧測定値の平均値を演算し、該平均値が前記許容
   範囲外にあるときのみ次回ショットのショットシリンダ
   油圧が許容範囲内になるよう増圧力設定弁の開度を修正
   することを特徴とする。 ダイカスト機のショット圧力制御方法。