(57)【要約】【課題】スリーブに供給される溶湯量が設定された量でなくても、プランジャを適正に制御できるダイカストマシンを構成する。【解決手段】スリーブＡから金型ＣのキャビティＣｓに溶湯ｍを導くランナ部Ｃｒに溶湯センサＳｍを備え、プランジャチップ６を充填方向に作動させた状況で、溶湯センサＳｍで溶湯ｍを検出した場合には、この検出タイミングでのプランジャチップ６の位置から溶湯量を求め、充填の適否を判別し、この判別結果に基づいてプランジャチップ６を制御する制御ユニットＧを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャの作動によってスリーブ内の溶湯をランナ部から金型のキャビティに充填する溶湯充填経路を備えると共に、
前記プランジャが充填方向に作動を開始した後に前記ランナ部に配置した溶湯センサが溶湯を検出した際には、この検出タイミングにおけるプランジャ位置を基準にした任意の速度変更位置でプランジャの作動速度を高速化するプランジャ速度制御手段を備えているダイカストマシン。
【請求項２】
前記検出タイミングにおけるプランジャ位置に基づいて停止目標位置を設定し、この停止目標位置で前記プランジャの作動を停止するプランジャ位置制御手段を備えている請求項１記載のダイカストマシン。
【請求項３】
プランジャの作動によってスリーブ内の溶湯をランナ部から金型のキャビティに充填する溶湯充填経路を備えると共に、
前記プランジャが充填方向に作動を開始した後に前記ランナ部に配置した溶湯センサが溶湯を検出した際には、この検出タイミングにおけるプランジャ位置に基づいて停止目標位置を設定し、この停止目標位置で前記プランジャの作動を停止するプランジャ位置制御手段を備えているダイカストマシン。
【請求項４】
前記プランジャ位置制御手段は、前記検出タイミングにおけるプランジャ位置からスリーブに供給された溶湯量を取得し、この溶湯量の溶湯を前記キャビティに充填し終える際の前記プランジャの到達位置を算出し、
この到達位置が基準停止位置より前記充填方向の上手側であることを判別した場合には、その到達位置を前記停止目標位置に設定し、
この到達位置が基準停止位置より前記充填方向で下手側であることを判別した場合には、この到達位置より前記充填方向で上手側に前記停止目標位置を設定する請求項３記載のダイカストマシン。
【請求項５】
前記プランジャ位置制御手段は、適正量の溶湯が供給されたスリーブ内のプランジャを充填方向に作動させ前記溶湯センサが溶湯を検出したタイミングでのプランジャ位置を適正プランジャ位置として記憶し、この適正量の溶湯をキャビティに充填し終えた際のプランジャ位置を基準停止位置として記憶しており、
前記検出タイミングでのプランジャ位置が、前記適正プランジャ位置より前記充填方向で上手側であることを判別した場合には、前記基準停止位置を基準にしてプランジャ位置と適正プランジャ位置との差だけ上手側にプランジャの停止目標位置に設定し、
前記検出タイミングでのプランジャ位置が、前記適正プランジャ位置より前記充填方向で下手側であることを判別した場合には、前記基準停止位置を基準にしてプランジャ位置と適正プランジャ位置との差だけ下手側に設定した到達位置より前記充填方向で上手側にプランジャの停止目標位置に設定する請求項３記載のダイカストマシン。
【請求項６】
前記プランジャ位置制御手段によって前記到達位置より前記充填方向で下手側に前記停止目標位置が設定された場合には、成形不良であることを示す情報を出力する情報出力手段を備えている請求項４又は５記載のダイカストマシン。
【請求項７】
溶湯が充填された後の金型の分割開放により、キャビティ内の成形物とスリーブ端部の空間に形成された成形物とを一体的に取り出す取出制御部を備えると共に、
前記プランジャ位置制御手段で設定された前記停止目標位置が前記基準停止位置より前記充填方向で上手側であり、この停止目標位置と基準停止位置との差が設定値を超えることを判定した場合には、前記取出制御部は、前記停止目標位置でプランジャを停止した後に、設定時間が経過した後に、前記金型の分割開放を行う請求項４又は５記載のダイカストマシン。
【請求項８】
プランジャの作動によってスリーブ内の溶湯をランナ部から金型のキャビティに充填する溶湯充填経路を備えると共に、
前記プランジャが充填方向に作動を開始した後に前記ランナ部に配置した溶湯センサが溶湯を検出した際には、この検出タイミングにおけるプランジャ位置に基づいてスリーブに供給された溶湯量を取得し、これ以降にスリーブに供給される溶湯量を供給目標値に近づける制御を行う溶湯供給制御部が備えられているダイカストマシン。
【請求項９】
前記溶湯供給制御部は、溶湯供給手段による前記スリーブに対する溶湯の供給量の調節を行う請求項８記載のダイカストマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プランジャの作動によってスリーブ内の溶湯を金型のキャビティに充填するダイカストマシンに関し、詳しくは、プランジャを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカストマシンにおいてプランジャの制御に関連する技術として特許文献１〜４に示されるものが存在する。特許文献１では、射出シリンダ１１で作動する射出ストライカ１１ｂを射出スリーブ１０に嵌挿し、ピストンロッド１１ａの作動量位置から射出ストライカ１１ｂの位置を計測する磁気スケール１２ｅを備え、射出シリンダ１１に作用する圧力を計測する圧力計測器２５を備えている。
【０００３】
この特許文献１では低速射出に続いて高速射出が行われ、金型のキャビティ１８に溶湯が充填されることで溶湯に作用する圧力が上昇する。このように圧力が上昇した状態を継続させ、溶湯が凝固する際の圧力上昇を検知する。また、このように溶湯が凝固する際には、射出ストライカ１１ｂのストロークが少し変動する。このような現象から冷却時間を判定する点が記載されている。
【０００４】
また、この特許文献１では従来例として、射出ストライカの位置をリミットスイッチからの電気信号に基づいて判別し、この判別結果から高速射出を行う制御形態が示されている。
【０００５】
特許文献２では、射出スリーブ３に注湯された溶湯を、射出シリンダ６で駆動される射出プランジャ５でキャビティ１に充填する基本構成が示され、射出プランジャ５のストロークを検出するストローク検出センサ１３を備えている。
【０００６】
この特許文献２では、低速射出ストロークにおいて射出プランジャ５を低速で作動させ、ストローク検出センサ１３によって設定位置に達したことを判別した場合に、高速射出ストロークで射出プランジャ５を高速で作動させる制御形態が示されている。このような制御を実現するために、最初の複数のショットにおいて射出プランジャ５を原点Ａとして射出を行うことによって充填完了時点ストロークＳｆを求め、これから平均ストロークを求める。更に、この平均ストロークから高速射出領域を設定する点が記載されている。
【０００７】
特許文献３では、射出スリーブ５の下側の給湯口９Ａに接続する給湯管１０から射出スリーブ５に溶湯の供給を行いセンサ８によって１００％充填されたことを検知した後に、射出プランジャ１４を作動させて金型のキャビティに溶湯を送り込む点が記載されている。
【０００８】
特許文献４では、射出シリンダ７のピストンロッド８の先端にプランジャ９を備え、ピストンロッド８の作動量を計測する磁気スケール２１を備え、射出シリンダ７にはヘッド圧力を計測する圧力センサ３１と、ロッド圧力を計測する圧力センサ３２とを備えている。
【０００９】
この特許文献４では溶湯をキャビティに充填完了した後に凝固収縮完了するまでにおけるプランジャチップ１１のストローク増分が、不良成形品と良成形品とで異なることに着目して成形品の良否の判別を行うものである。
【００１０】
【特許文献１】特開平４−９４８５６号公報  （〔実施例〕、第１図、第３図）
【特許文献２】特開平５−１３１２５９号公報  （〔００３２〜００７１〕、図１〜図６）
【特許文献３】特開昭６２‐１１０８５５号公報
【特許文献４】特開平２‐１８２３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ダイカストマシンによる鋳造では、特許文献１、２にも示されるように、スリーブに溶湯が供給された場合には、初期においてはプランジャを低速で作動させ、プランジャが所定位置に達した時点でプランジャの作動速度を低速から高速に切り換えている。このように作動速度を切り換える理由としては、作動の初期には溶湯に空気や潤滑油が混入する不都合を回避し、この後の高速化によりキャビティに溶湯が供給される際には溶湯の凝固が始まる以前にキャビティ内に溶湯を確実に充填させるためである。尚、溶湯の凝固が起こった場合には、スリーブ内で発生した破断チル相を巻き込んで成形物の品質を悪化させるものとなる。
【００１２】
ここで、スリーブに対してラドルから溶湯を供給するダイカストマシンを考えると、ラドルは所定の炉内から溶湯を汲み上げた後に、スリーブに供給する作動を行うため、供給される溶湯量にバラツキを発生しやすい。
【００１３】
また、プランジャの作動速度を低速度から高速度に切り換えるタイミングは、金型のキャビティにランナ部から導くゲート部に対してスリーブからの溶湯が達した時点であることが望ましい。その理由は、ゲート部に溶湯の先端が達している場合には、溶湯がスリーブ内の充満した状態であることから空気や潤滑油の混入の可能性が低く、鋳造欠陥を招来しがたいためである。
【００１４】
しかしながら、前述したようにスリーブに供給される溶湯の量にバラツキがある場合には、プランジャの作動量を精度高く計測するセンシング系を備えたものであっても、プランジャを高速化するポイントを決め難く改善の余地がある。
【００１５】
また、キャビティに溶湯を充填した後にプランジャの作動を停止するタイミングを考えると、特許文献１に記載されるようにプランジャの駆動系に作用する圧力を計測し、この計測結果に基づいてプランジャを停止するタイミングを設定する構成を採用しても良い。
【００１６】
このような構成であっても、圧力センサを用いるものでは、圧力センサを必要とするばかりでなく、例えば、スリーブに供給された溶湯の量が極端に少ない場合には、キャビティには溶湯が完全に充填されない状況にあるにも拘わらず、プランジャが機械的なストロークエンドに達し、この状況において圧力センサが圧力上昇を計測することも考えられ、必要とする制御が行われないことが想像される。
【００１７】
尚、キャビティに対して溶湯を完全に充填し終えた後にもプランジャの作動を継続した場合には、スリーブから過大の圧力が作用する結果、本来、溶湯が廻り込むことのない部位に溶湯が廻り込みバリを発生することや、プランジャチップの後方側（ロッド側）に溶湯が廻り込む現象に繋がるものであった。
【００１８】
本発明の目的は、スリーブに供給される溶湯量から高品質の成形物を得ることが可能なダイカストマシンを合理的に構成する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の特徴は、プランジャの作動によってスリーブ内の溶湯をランナ部から金型のキャビティに充填する溶湯充填経路を備えると共に、前記プランジャが充填方向に作動を開始した後に前記ランナ部に配置した溶湯センサが溶湯を検出した際には、この検出タイミングにおけるプランジャ位置を基準にした任意の速度変更位置でプランジャの作動速度を高速化するプランジャ速度制御手段を備えている点にある。
【００２０】
この構成により、溶湯センサが溶湯を検出した場合には、この検出タイミングでのプランジャ位置を基準にした速度変更位置でプランジャ速度制御手段がプランジャの作動速度を高速化することが可能となる。つまり、溶湯がキャビティに達するまでは低速でプランジャを作動させることで空気や潤滑湯が溶湯に混入する不都合を抑制でき、この後、高速でプランジャを作動させて溶湯を高速で充填することで、充填途中で溶湯の一部がキャビティ内で凝固して充填を妨げる不都合を抑制する。その結果、スリーブに供給される溶湯量が設定された量でなくバラツキがあっても、プランジャの速度を適正に制御することで高品質の成形物を製造するダイカストマシンが構成された。
【００２１】
本発明は、前記検出タイミングにおけるプランジャ位置に基づいて停止目標位置を設定し、この停止目標位置で前記プランジャの作動を停止するプランジャ位置制御手段を備えても良い。この構成によると、スリーブに供給された溶湯の量にバラツキがある場合でも、検出タイミングに基づいてスリーブに供給された溶湯の量を正確に把握でき、プランジャ位置制御手段が、キャビティに溶湯を完全に充填した時点でプランジャの作動を停止できる。
【００２２】
本発明の特徴は、プランジャの作動によってスリーブ内の溶湯をランナ部から金型のキャビティに充填する溶湯充填経路を備えると共に、前記プランジャが充填方向に作動を開始した後に前記ランナ部に配置した溶湯センサが溶湯を検出した際には、この検出タイミングにおけるプランジャ位置に基づいて停止目標位置を設定し、この停止目標位置で前記プランジャの作動を停止するプランジャ位置制御手段を備えている点にある。
【００２３】
この構成により、スリーブに供給された溶湯の量にバラツキがある場合でも、検出タイミングにおけるプランジャ位置に基づいてスリーブに供給された溶湯の量を正確に把握でき、プランジャ位置制御手段が、キャビティに溶湯を完全に充填した時点でプランジャの作動を停止できる。その結果、スリーブに供給される溶湯量が設定された量でなくても、プランジャを適正な位置で停止させ高品質の成形物を製造するダイカストマシンが構成された。
【００２４】
本発明は、前記プランジャ位置制御手段が、前記検出タイミングにおけるプランジャ位置からスリーブに供給された溶湯量を取得し、この溶湯量の溶湯を前記キャビティに充填し終える際の前記プランジャの到達位置を算出し、この到達位置が基準停止位置より前記充填方向の上手側であることを判別した場合には、その到達位置を前記停止目標位置に設定し、この到達位置が基準停止位置より前記充填方向で下手側であることを判別した場合には、この到達位置より前記充填方向で上手側に前記停止目標位置を設定しても良い。
【００２５】
この構成によると、溶湯量に基づいて算出された到達位置が基準停止位置より充填方向の上手側である場合には、その到達位置を停止目標位置に設定することによって溶湯に過剰な圧力を作用させることがない。これとは逆に、溶湯量に基づいて算出された到達位置が基準位置より充填方向で下手側である場合には、到達位置より上手側に停止目標位置を設定することで、プランジャを機械的な限界まで不必要に作動させることがない。特に、スリーブの端部に残留した溶湯を凝固させ、この凝固部分をロボットハンド等で掴む形態で鋳造物を取り出すダイカストマシンでは、溶湯量が少ない場合でも、この凝固部分に必要とする厚みを与えることが可能となり、鋳造物の取り出しを確実に行える。
【００２６】
本発明は、前記プランジャ位置制御手段は、適正量の溶湯が供給されたスリーブ内のプランジャを充填方向に作動させ前記溶湯センサが溶湯を検出したタイミングでのプランジャ位置を適正プランジャ位置として記憶し、この適正量の溶湯をキャビティに充填し終えた際のプランジャ位置を基準停止位置として記憶しており、前記検出タイミングでのプランジャ位置が、前記適正プランジャ位置より前記充填方向で上手側であることを判別した場合には、前記基準停止位置を基準にしてプランジャ位置と適正プランジャ位置との差だけ上手側にプランジャの停止目標位置に設定し、前記検出タイミングでのプランジャ位置が、前記適正プランジャ位置より前記充填方向で下手側であることを判別した場合には、前記基準停止位置を基準にしてプランジャ位置と適正プランジャ位置との差だけ下手側に設定した到達位置より前記充填方向で上手側にプランジャの停止目標位置に設定しても良い。
【００２７】
この構成によると、プランジャ位置制御手段は、検出タイミングにおけるプランジャ位置に基づいて適正プランジャ位置より充填方向での上手側に停止目標位置を設定すること、又は、適正プランジャより充填方向での下手側に設定した到達位置より充填方向で上手側に目標停止位置を設定することができる。これにより、溶湯に過剰な圧力を作用させることや、プランジャを機械な限界まで不必要に作動させることがない。特に、スリーブの端部に残留した溶湯を凝固させ、この凝固部分をロボットハンド等で掴む形態で鋳造物を取り出すダイカストマシンでは、溶湯量が少ない場合でも、この凝固部分に必要とする厚みを与えることが可能となり、鋳造物の取り出しを確実に行える。
【００２８】
本発明は、前記プランジャ位置制御手段によって前記到達位置より前記充填方向で下手側に前記停止目標位置が設定された場合には、成形不良であることを示す情報を出力する情報出力手段を備えても良い。この構成によると、金型から成形物を取り出す以前に不良品であることを把握できる。
【００２９】
本発明は、溶湯が充填された後の金型の分割開放により、キャビティ内の成形物とスリーブ端部の空間に形成された成形物とを一体的に取り出す取出制御部を備えると共に、前記プランジャ位置制御手段で設定された前記停止目標位置が前記基準停止位置より前記充填方向で上手側であり、この停止目標位置と基準停止位置との差が設定値を超えることを判定した場合には、前記取出制御部は、前記停止目標位置でプランジャを停止した後に、設定時間が経過した後に、前記金型の分割開放を行っても良い。この構成によると、スリーブ端部の空間に残留する溶湯が凝固した後にスリーブの端部を開放することが可能となり、例えば、溶湯が完全に凝固しない状態でスリーブ端部の空間を開放した場合のように、この部分の溶湯が破裂する現象を回避できる。
【００３０】
本発明の特徴は、プランジャの作動によってスリーブ内の溶湯をランナ部から金型のキャビティに充填する溶湯充填経路を備えると共に、前記プランジャが充填方向に作動を開始した後に前記ランナ部に配置した溶湯センサが溶湯を検出した際には、この検出タイミングにおけるプランジャ位置に基づいてスリーブに供給された溶湯量を取得し、これ以降にスリーブに供給される溶湯量を供給目標値に近づける制御を行う溶湯供給制御部が備えられている点にある。
【００３１】
この構成により、溶湯センサの検出タイミングにおける、プランジャの位置からスリーブへの溶湯の供給量を把握でき、この供給量に基づいて、これ以降、スリーブに供給される溶湯量を供給目標値に一致させる、又は、近似させることが可能となる。その結果、スリーブに対して適正な量の溶湯を供給することで、不良品の発生率及び設備の停止時間を低減して高品質の成形物を製造するダイカストマシンが構成された。
【００３２】
本発明は、前記溶湯供給制御部は、溶湯供給手段による前記スリーブに対する溶湯の供給量の調節を行っても良い。この構成によると、溶湯供給手段によってスリーブに供給される溶湯量の調節により適正な量の溶湯の供給が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔ダイカストマシン〕
図１に示すように、筒状のスリーブＡと、このスリーブＡに供給された溶湯ｍを押し出すプランジャユニットＢと、スリーブＡから押し出された溶湯ｍが溶湯充填経路を介して充填される金型Ｃと、スリーブＡに溶湯ｍを供給する溶湯供給機構Ｄと、金型Ｃの分割を連結とを行う金型駆動機構Ｅと、分割された金型Ｃから成形物（鋳造物）を取り出すロボットハンドＦと、これらを制御する制御ユニットＧとを備えてダイカストマシンが構成されている。
【００３４】
スリーブＡは、先端側（射出側）にフランジＡｆが形成され、後端側の上面に溶湯供給口Ａｐが形成され、内部に筒状の空間Ａｓが形成されている。例えば、このスリーブＡは断熱材と鋼材とを積層した筒状の素材や、鋼材の内面に滑動層等を形成した筒状の素材や、主にセラミックスで形成された筒状の素材が用いられる。
【００３５】
金型Ｃは、スリーブＡのフランジＡｆに連結する固定型１と、この固定型１から分離可能な可動型２とで構成されている。固定型１と可動型２との対向面にキャビティＣｓが形成され、このキャビティＣｓに対してスリーブＡからの溶湯ｍを案内する溶湯充填経路としてのランナ部Ｃｒとゲート部Ｃｇとが形成されている。
【００３６】
金型Ｃのランナ部Ｃｒには溶湯ｍの存否を電気的に判別する溶湯センサＳｍを備えている。この溶湯センサＳｍは、導電性セラミックで成る複数の電極を備えることにより、この電極に溶湯ｍが接触して導通する現象から溶湯ｍの存在を電気的に判別する。尚、この溶湯センサＳｍとして温度変化を計測する熱電対等の温度センサを用いることや、静電容量から溶湯ｍの存否を判別するもの等を用いても良い。
【００３７】
固定型１は、図１に示すように、固定盤３１に支持され、可動型２は可動盤３２に支持され、この可動盤３２を移動させるための油圧シリンダで成る金型アクチュエータ４がリンクハウジング３３に支持されている。固定盤３１と可動盤３２とリンクハウジング３３とは互いに平行する姿勢で配置されると共に、固定盤３１とリンクハウジング３３とは装置に固定され相対的な位置関係は維持される。図面には示していないが、固定盤３１とリンクハウジング３３との間に複数のガイドロッドが平行姿勢で備えられ、可動盤３２は、ガイドロッドに案内される状態で固定盤３１に対し接近・離間方向に平行移動する。金型アクチュエータ４は、そのピストンロッド４ｂがリンクハウジング３３に垂直に貫通する姿勢で、そのシリンダ部４ａの端部がリンクハウジング３３に支持され、このピストンロッド４ｂの先端と可動盤３２との間にリンク機構が備えられている。
【００３８】
このリンク機構は、可動盤３２に対して揺動自在に支持された一対の揺動リンク３４と、リンクハウジング３３に固設された一対のブラケット３５とに対して揺動自在にホルダ３６が支持されると共に、このホルダ３６とピストンロッド４ｂの先端のクロスブラケット３７とを連結リンク３８で連結した構造を有している。金型アクチュエータ４はシリンダ部４ａに供給する作動油を電磁弁４Ｖで制御することで往復作動が行われる。このリンク機構と金型アクチュエータ４とで金型駆動機構Ｅが構成されている。
【００３９】
このような構成から、金型アクチュエータ４のピストンロッド４ｂを伸長させることでリンク機構の作動により図１に示す如く、固定盤３１に対して可動盤３２が接近し、可動型２が固定型１に連結する連結位置に達する。これとは逆に金型アクチュエータ４のピストンロッド４ｂを収縮させた場合には、リンク機構の作動により図１１に示す如く、可動型２が固定型１から離間する分離位置に達する。この金型駆動機構Ｅでは、金型アクチュエータ４として電動モータを用いて良く、金型アクチュエータ４からの駆動力を可動型２にリンク機構を介して伝える構成に代えて、ギヤ機構を介して駆動力を伝える構成であっても良い。
【００４０】
プランジャユニットＢは、スリーブＡに内嵌されるプランジャチップ６（プランジャの一例）と、これに連結するロッド７と、このロッド７を往復作動させる複動型の油圧シリンダで成るプランジャアクチュエータ８とを備えている。このプランジャアクチュエータ８は供給される作動油が電磁弁８Ｖで制御されることによって充填方向へ向けて設定速度で作動させ、任意の位置で停止させ、図１に示す待機位置まで戻す作動が可能となる。
【００４１】
電磁弁８Ｖは、プランジャアクチュエータ８の作動方向の切換を行うために作動油の流動方向の切換を行うだけではなく、充填方向にプランジャチップ６を作動させる際に、作動油の供給量の調節を行えるように開度を変更できる構造のものや、間歇的に作動油の供給と停止とを繰り返すことが可能な構造のものが用いられ、これによりプランジャチップ６の作動速度を任意に設定できるものにしている。
【００４２】
このプランジャユニットＢは、ロッド７に対し、このプランジャチップ６の作動方向に沿う姿勢の帯状のゲージ９を固定し、このゲージ９の情報を取得するゲージセンサＳｐを備えることによりプランジャチップ６の位置（ストローク）を電気信号として取得するストローク計測系を備えている。
【００４３】
尚、ストローク計測系としてはゲージ９に光学的な情報を記録しておき、この情報をゲージセンサＳｐで光学的に読み取る構成のものや、ゲージ９に磁気情報を記録しておき、この磁気情報をゲージセンサＳｐで取得するもの等を使用できる。
【００４４】
前記溶湯供給機構Ｄは、炉（図示せず）に貯留された溶湯ｍをラドル１１で汲み上げ、このラドル１１を移動させ、溶湯供給口Ａｐに注ぎ込む作動を行う移送機構１２を備えている。尚、移送機構１２として屈曲自在な複数のアームを示しているが、これに代えてラドル１１を炉と溶湯供給口Ａｐとの間でレール等に案内される形態で直線的に往復作動させる機構によって構成しても良い。このラドル１１と移送機構１２とで本発明の溶湯供給手段が構成されている。
【００４５】
前記ロボットハンドＦは、関節で連結された複数のアーム１３の先端にハンド部１４を備えた構造を有している。
【００４６】
制御ユニットＧは、金型駆動機構Ｅの金型アクチュエータ４を制御する電磁弁４Ｖ、プランジャユニットＢのプランジャアクチュエータ８を制御する電磁弁８Ｖ、前記溶湯供給機構Ｄ、ロボットハンドＦ夫々に制御信号を出力する出力信号系を備えると共に、ゲージセンサＳｐ、溶湯センサＳｍからの信号を取得する入力信号系を備え、また、処理情報を表示するモニタ２０を備えている。
【００４７】
この制御ユニットＧは、マイクロプロセッサ、メモリ等を備えたマイコンとして構成されたものであり、溶湯供給機構Ｄを制御する溶湯供給制御部２１と、プランジャユニットＢの電磁弁８Ｖを制御するプランジャ制御部２２と、金型駆動機構Ｅの電磁弁４Ｖを制御する金型制御部２３と、ロボットハンドＦを制御する取出制御部２４と、モニタ２０に情報を表示する情報表示制御部２５（情報出力手段の一例）とを備えている。
【００４８】
また、プランジャ制御部２２は、プランジャチップ６の作動速度を設定するプランジャ速度制御手段２２Ａと、プランジャチップ６の停止位置を設定するプランジャ位置制御手段２２Ｂとを備えている。
【００４９】
〔制御形態〕
これら溶湯供給制御部２１、プランジャ制御部２２、金型制御部２３、取出制御部２４、情報表示制御部２５夫々はソフトウエアで構成されている。これらのソフトウエアが機能する鋳造処理ルーチンを図２のように示している。
【００５０】
鋳造を行う際には、制御ユニットＧがイニシャライズにおいてキャビティＣｓとランナ部Ｃｒとの容積の情報を取得し、スリーブＡの内径と、プランジャチップ６が停止すべき基準停止位置Ｘ（図３を参照）との情報とを保存する。そして、プランジャチップ６を図３に示す待機位置に設定した状態で予め設定された量の溶湯ｍをラドル１１からスリーブＡの溶湯供給口Ａｐに供給する。このように溶湯が供給された直後に、プランジャユニットＢによって金型Ｃへの溶湯ｍの射出を開始する（＃１０１〜＃１０３ステップ）。
【００５１】
キャビティＣｓとランナ部Ｃｒとの容積の情報は、金型Ｃに対応して制御ユニットＧに予め記憶されているものであり、＃１０１ステップでは金型Ｃに対応した情報が読み出され、メモリやレジスタに記憶される。
【００５２】
また、溶湯をスリーブＡの溶湯供給口Ａｐに供給する制御は、溶湯供給制御部２１が行う。具体的には、プランジャチップ６を待機位置にセットした状態において、溶湯供給機構Ｄの移送機構１２とラドル１１とを制御することで、炉（図示せず）から設定量の溶湯ｍをラドル１１で汲み上げ、このラドル１１を溶湯供給口Ａｐまで移動させ、ラドル１１を反転させてラドル内の溶湯ｍを溶湯供給口ＡｐからスリーブＡの内部に流し込む制御が行われる。
【００５３】
この溶湯供給機構Ｄは、ラドル１１による溶湯ｍの汲み上げ量を調節できるように構成されている。このような構成から、スリーブＡに対する溶湯ｍの実供給量が供給目標値から設定量以上少ない場合には、後述する＃１０７ステップにおいて補正情報が保存される。
【００５４】
尚、この実施形態では、スリーブＡに対する溶湯ｍの実供給量が供給目標値から設定量以上少ない場合に補正情報を設定しているが、スリーブＡに対する溶湯ｍの実供給量が供給目標値から設定量以上多い場合にも補正値を設定するように処理形態を設定しても良い。
【００５５】
このように補正情報が保存された場合には、溶湯供給制御部２１が補正情報に基づいてスリーブＡに供給する溶湯ｍの量を調節し、その結果、スリーブＡに対して供給目標値に近い量の溶湯ｍが供給される。
【００５６】
このスリーブＡから溶湯ｍの射出を開始する場合には、プランジャ制御部２２が電磁弁８Ｖを電気的に操作することでプランジャアクチュエータ８に対して単位時間あたりに決まった量の作動油が供給される。これにより、これによりプランジャチップ６は溶湯ｍを充填する方向（充填方向）に向けて設定速度で作動を開始する。
【００５７】
この制御では、作動初期においてプランジャ速度制御手段２２Ａがプランジャアクチュエータ８を比較的低速で作動させ、図４に示すように、溶湯センサＳｍが溶湯ｍを検出した検出タイミングにおけるゲージセンサＳｐからの信号を取得することでプランジャチップ６の位置情報（プランジャ位置・以降、検出位置Ｐと称する）を取得して保存し、更に、この検出位置Ｐから溶湯量を算出し、溶湯量の適否を判別する（＃１０４〜＃１０６ステップ）。
【００５８】
溶湯量は検出位置Ｐの情報と、スリーブの内径の情報と、ランナ部Ｃｒの容積の情報とに基づいた演算によって算出されるものであり、この溶湯量はスリーブＡに対する溶湯ｍの実供給量である。
【００５９】
判別処理（＃１０５ステップ）では、（１）前記検出位置Ｐを保存し、（２）この検出位置Ｐに基づいてスリーブＡの溶湯ｍをキャビティＣｓに完全に充填する際に、プランジャチップ６が達する到達位置Ｒ（図４を参照）を算出し、（３）到達位置Ｒと基準停止位置Ｘとの比較から適否の判定を行う。
【００６０】
適否の判定では、図６に示すように、到達位置Ｒが充填方向で基準停止位置Ｘの上手側に位置する場合は適正であり、図７に示すように、到達位置Ｒが基準停止位置Ｘより充填方向であっても、その差が設定距離Ｕを超えない場合にも適正であると判別する。これ以外（到達位置Ｒが基準停止位置Ｘより充填方向で設定距離Ｕを超える場合）は不適正と判定する。
【００６１】
また、このダイカストマシンでは、理想的な量（供給目標値に対応した量）の溶湯ｍがスリーブＡに供給された状況で溶湯ｍをキャビティＣｓに完全に充填し終えた際のプランジャチップ６の位置情報が基準停止位置Ｘとして制御ユニットＧに設定されている。前記設定距離Ｕとは、スリーブＡの端部に残留する溶湯ｍが凝固した状態で図１１に示す如く、ロボットハンドＦで掴み得る最低限の厚さ（所謂、ビスケット部Ｈａの厚さ）が確保されるように、この最低限の厚さを反映させた値である。
【００６２】
到達位置Ｒは、検出位置Ｐに対応する溶湯量の溶湯ｍをキャビティＣｓに完全に供給し終えたタイミングでのプランジャチップ６の位置である。この到達位置Ｒを算出するには、溶湯センサＳｍの位置からゲート部Ｃｇまでの容積の情報と、キャビティＣｓの容積の情報とに基づいて、この溶湯量の溶湯ｍをキャビティＣｓに完全に充填し終えた際におけるプランジャチップ６の位置を到達位置Ｒとして算出する。
【００６３】
このように、基準停止位置Ｘと到達位置Ｒとの比較によって溶湯量の適否が判別され、溶湯量が不適正である（供給目標値に対応する量より少ない）と判別された場合には、基準停止位置Ｘを停止目標に設定すると共に、溶湯量と規定量との差が補正情報として保存される（＃１０７ステップ）。
【００６４】
この補正情報を保存する際の処理として、供給量が不適正であるとのの判断が連続して設定回数継続した場合に、補うべき量の平均値を補正情報を保存するように処理の条件を設定しても良い。
【００６５】
次に、溶湯量が適正であると判別された場合には制御情報を設定する。この制御情報の設定では、（１）速度変更点Ｑ（速度変更位置）を設定し、（２）到達位置Ｒを停止目標位置Ｓに設定し、（３）停止目標位置から圧力保存時間を設定する制御情報が設定される（＃１０８ステップ）。
【００６６】
速度変更点Ｑとは、図５に示すように、検出位置Ｐ（溶湯センサＳｍが溶湯ｍを検出したタイミングでのプランジャチップ６の位置）を基準にして溶湯ｍがゲート部Ｃｇに達するまでプランジャチップ６を作動させた位置を指す。
【００６７】
そして、プランジャチップ６が速度変更点Ｑ（速度変更位置）に達したことをゲージセンサＳｐからの信号に基づいて判別したタイミングで、電磁弁８Ｖを制御してプランジャアクチュエータ８に単位時間内に供給される作動油量を増大させてプランジャチップ６の作動速度の高速度化が図られる。
【００６８】
この制御はプランジャ速度制御手段２２Ａが実現する。このように充填方向への作動の初期にプランジャチップ６を低速で作動させることで、スリーブＡの空間Ａｓに存在する空気が溶湯ｍに混入する不都合を解消する。次に、溶湯ｍがゲート部Ｃｇに達したタイミングでプランジャチップ６を高速で作動させることで、充填途中で溶湯ｍの一部がキャビティ内で凝固して充填を妨げる不都合を抑制し、湯ジワやヒケ巣等の鋳造欠陥の招来を抑制している。
【００６９】
この速度制御でプランジャチップ６の作動速度を制御する場合には、低速作動時、高速作動時の何れの場合も、前記ゲージセンサＳｐからの情報を短い時間周期でフィードバックし、このフィードバックされた情報に基づいて電磁弁８Ｖを制御することでプランジャチップ６の作動速度を目標速度に維持する。
【００７０】
停止目標位置Ｓとは、図８に示すように、スリーブＡの溶湯ｍをキャビティＣｓに完全に供給した際におけるプランジャチップ６の停止位置である。つまり、前述したようにプランジャチップ６の検出位置ＰからスリーブＡに供給された溶湯ｍの量が算出されるので、この溶湯量と、ランナ部Ｃｒの容積と、キャビティＣｓの容積と、スリーブＡの内径とから停止目標位置Ｓが算出される。
【００７１】
前述したように、スリーブＡに供給された溶湯ｍの量がキャビティＣｓに充填するに充分でない場合（規定量に達していない場合）には、この＃１０８ステップの処理が行われないため、図９に示すように、到達位置Ｒが停止目標位置Ｓとして設定される。この後、後述する＃１１２ステップでの処理によってプランジャチップ６の作動を停止した場合には、図１０に示すように、キャビティＣｓに対して溶湯ｍが完全に充填されないものの、ビスケット部Ｈａの厚さは必要とするだけ確保される。
【００７２】
凝固時間とは、プランジャチップ６を停止させた後に、キャビティＣｓに充填された溶湯ｍと、スリーブＡの端部に残留した溶湯ｍとが凝固するに必要な時間である。基準停止位置Ｘより充填方向での上手側に設定された停止目標位置Ｓでプランジャチップ６が停止した場合には、基準停止位置Ｘと停止目標位置Ｓとの距離の差に正比例する関係で凝固時間が延長される。本件では、凝固時間の中にはプランジャチップ６がビスケット部Ｈａに圧力を加える所謂、保圧時間が含まれている。但し、本発明は、この態様に限定されるものではない。
【００７３】
この＃１０８ステップでの処理の後に、ゲージセンサＳｐからの信号に基づいてプランジャチップ６が速度変更点Ｑに達したことを判別した場合には、プランジャチップ６の作動速度の高速化を図り、この後、プランジャチップ６が停止目標位置Ｓに達したことが判別された場合には、プランジャチップ６の作動を停止し、この停止状態を凝固時間だけ維持し、形成物の良否を示す情報をモニタ２０に表示する（プランジャ位置制御手段２２Ｂによる制御・情報表示制御部２５による制御・＃１０９〜＃１１２）。本実施形態のフローチャートには記載していないが、基準停止位置Ｘより下手側にプランジャチップ６が停止した場合には、保圧を加えないようにしても良い。
【００７４】
この制御では、プランジャ位置制御手段２２Ｂが先に設定されている凝固時間だけ電磁弁８Ｖを閉じ状態に維持して作動油の給排を阻止することでプランジャアクチュエータ８の作動を停止する。この停止状態では溶湯ｍに圧力を作用させた状態のまま、金型Ｃの内部に冷媒を供給することで凝固を促進しながらスリーブＡの端部の溶湯ｍの凝固を待つ。また、成形物の良否を示す情報として先に設定されているものを情報表示制御部２５がモニタ２０に表示する。
【００７５】
この後、金型アクチュエータ４の駆動により固定型１から可動型２を分離する形態で金型Ｃを分割開放し、図１１に示すように、ロボットハンドＦで成形物Ｈを取り出す（＃１１３ステップ）。
【００７６】
このように金型Ｃを分割開放する場合には、金型制御部２３が、金型アクチュエータ４の収縮方向への作動を開始すると同時に、プランジャアクチュエータ８を充填方向（突出方向）作動させることにより、成形物を可動型２と一体的に移動させる形態でする形態で金型Ｃの分割開放が行われる。
【００７７】
この後、取出制御部２４が、ロボットハンドＦを制御することにより、成形物Ｈにおいてランナ部の溶湯ｍの凝固部分に連なるビスケット部ＨａをロボットハンドＦのハンド部１４が掴み、可動型２から分離する形態で取り出し、良品はロボットハンドＦで所定位置に送り出され、不良品は（成形不良である場合には）ロボットハンドＦで廃棄位置に送り出される。このように不良品が廃棄される場合にも、情報表示制御部２５がモニタ２０に廃棄の状況を表示する。
【００７８】
この鋳造処理を継続して行う場合には、プランジャチップ６を初期位置にセットし、スリーブＡに溶湯ｍを供給する＃１０２ステップから制御を再開することになる（＃１１４、＃１０２ステップ）。
【００７９】
また、＃１０２ステップにおいてスリーブＡに溶湯ｍを供給する際には、＃１０７ステップで保存されている補正情報を供給量に反映させる。
【００８０】
この補正情報は、スリーブＡに対する溶湯ｍの供給量を増大させる数値が与えられている。これにより、溶湯供給機構Ｄのラドル１１で炉から汲み上げられる溶湯ｍの量に補正情報が反映され、供給量が不足する現象が回避される。
【００８１】
特に、溶湯供給機構ＤからスリーブＡに供給される溶湯ｍの量が理想とする量より平均的に多い場合にも、補正情報を設定し、＃１０２ステップでスリーブＡに供給される溶湯ｍの量を適正にするように反映させても良い。
【００８２】
〔別実施形態〕
本発明では、前述した制御形態に代えて、図１２のフローチャートのように制御形態を設定しても良い。
【００８３】
この別実施形態ではダイカストマシンの構成は実施形態と変わるものではないが、イニシャライズ（＃２０１ステップ）の処理が異なり、溶湯ｍを検出した後において＃１０５〜＃１０８ステップに対応する処理（＃２０５〜＃２０８ステップ）が異なっている。
【００８４】
これ以外の処理のうち＃２０２〜＃２０４ステップは、前記実施形態の＃１０２〜＃１０４ステップの処理と共通しており、また、＃２０９〜＃２１４ステップの処理は、前記実施形態の＃１０９〜＃１１４ステップの処理に共通している。
【００８５】
具体的に説明すると、イニシャライズ（＃２０１ステップ）においてキャビティＣｓとランナ部Ｃｒとの容積の情報と、適正プランジャ位置Ｔの情報と、基準停止位置Ｘの情報とを保存する。
【００８６】
適正プランジャ位置Ｔとは、図１３に示すように、理想的な量（供給目標値に対応した量）の溶湯ｍがスリーブＡに供給された状態でプランジャチップ６が充填方向に作動し溶湯センサＳｍが溶湯ｍを検出した際のプランジャチップ６のストロークを示す情報である。また、基準停止位置Ｘの情報とは、同図に示すように、理想的な量の溶湯ｍがスリーブＡに供給された状況で溶湯ｍをキャビティＣｓに完全に充填し終えた際のプランジャチップ６の位置情報である。
【００８７】
この後、溶湯ｍがスリーブＡに供給され、プランジャチップ６が充填方向に作動し、図１３に示すように、溶湯センサＳｍが溶湯ｍを検出した場合には、この検出タイミングにおけるゲージセンサＳｐからの信号を取得することでプランジャチップ６の位置情報（プランジャ位置・以降、検出位置Ｐと称する）を取得して保存し、この検出位置Ｐと適正プランジャ位置Ｔとの比較を行う（＃２０４、＃２０５ステップ）。
【００８８】
＃２０５ステップでは、適正プランジャ位置Ｔと比較して検出位置Ｐが、図１３に示す如く、充填方向での上手側にある場合には、キャビティＣｓに対して溶湯ｍの供給が可能であるため適正と判別でき、また、適正プランジャ位置Ｔと比較して検出位置Ｐが、充填方向での下手側にある場合でも、適正プランジャ位置Ｔとた検出位置Ｐとの差が設定距離Ｖを超えない場合にも適正であると判別する。
【００８９】
また、図１４に示す如く、適正プランジャ位置Ｔと比較して検出位置Ｐが充填方向での下手側で適正プランジャ位置Ｔとた検出位置Ｐとの差が設定距離Ｖを超える場合には不適正であると判別する。
【００９０】
この判別に基づいて不適正であることを判別された場合には、基準停止位置Ｘを停止目標に設定すると共に、溶湯量と規定量との差が補正情報として保存される（＃２０７ステップ）。
【００９１】
この補正情報を保存する際の処理として、前記実施形態と同様に、供給量が不適正であるとのの判断が連続して設定回数継続した場合に補正情報を保存するように処理の条件を設定しても良い。
【００９２】
次に、溶湯量が適正であると判別された場合には制御情報として、（１）速度変更点Ｑを設定し、（２）検出位置Ｐからプランジャチップ６の到達位置Ｒを算出し、（３）到達位置Ｒを停止目標位置Ｓに設定し、（４）停止目標位置から圧力保存時間を設定する制御情報が設定される（＃２０８ステップ）。
【００９３】
この別実施形態でも、速度変更点Ｑ（速度変更位置）と停止目標位置Ｓと凝固時間とは、前述した実施形態と同様に設定されており、プランジャチップ６が速度変更点Ｑに達するとプランジャチップ６の高速化を図り、プランジャチップ６が停止目標位置Ｓに達するとプランジャチップ６を停止させ、この停止状態を凝固時間だけ保持する（＃２０９〜＃２１２ステップ）。
【００９４】
この後、金型アクチュエータ４の駆動により固定型１から可動型２を分離する形態で金型Ｃを分割開放し、ロボットハンドＦで成形物Ｈを取り出し、この鋳造処理を継続して行う場合には、プランジャチップ６を初期位置にセットし、スリーブＡに溶湯ｍを供給するステップから制御を再開する（＃２１３、＃２１４ステップ）。
【００９５】
〔実施形態の効果〕
このように本発明によると、ラドル１１からスリーブＡに供給される溶湯ｍの量にバラツキがあっても、プランジャチップ６を充填方向に作動させる作動時にランナ部Ｃｒの溶湯センサＳｍで溶湯ｍが検出されたタイミングのプランジャチップ６の位置がゲージセンサＳｐから取得され、このゲージセンサＳｐの検出結果に基づいてスリーブＡに供給された溶湯ｍの溶湯量を把握する。
【００９６】
そして、溶湯ｍの供給量が不適正である（不足している）場合には、プランジャチップ６の速度を高めることなく、ビスケット部Ｈａの厚さを所定値に維持できる位置でプランジャチップ６の作動を停止することで、ロボットハンドＦのハンド部１４で取り出しを行えるものにする。
【００９７】
また、溶湯ｍの供給量が適正である場合には、溶湯センサＳｍでの溶湯ｍの検出タイミングに基づいて溶湯ｍがゲート部Ｃｇに達したタイミングでプランジャチップ６の作動速度を高め、キャビティＣｓに対して高速でに溶湯ｍを充填して良好な湯流れで鋳造を実現する。
【００９８】
また、キャビティＣｓに溶湯ｍを充填し終えたタイミングでプランジャチップ６の作動を停止し、圧力を与える状態を、ビスケット部Ｈａの厚みに正比例した時間だけ維持することによって良好な加圧環境での鋳造を実現し、スリーブＡの端部形成されるビスケット部Ｈａとなる部位のが破裂する不都合を回避する。
【００９９】
特に、このよう成形物Ｈを可動型２から取り出す場合でも、ビスケット部Ｈａを確実に掴むことにより、滞りのない円滑な処理を実現する。
【０１００】
更に、スリーブＡに対する溶湯ｍの実供給量が不足することを判別した場合には、これ以降の制御によってスリーブＡに供給する溶湯量を増大することで、不良品の発生率を低減して効率的な製造を実現する。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】ダイカストマシンの模式図
【図２】鋳造処理ルーチンのフローチャート
【図３】溶湯供給直後のスリーブと金型の断面図
【図４】溶湯センサが溶湯を検出した時点のプランジャ位置を示す断面図
【図５】ゲート部に溶湯が達した時点のプランジャ位置を示す断面図
【図６】検出位置と基準停止位置と到達位置との関係を示す図
【図７】基準停止位置と到達位置と設定距離との関係を示す図
【図８】キャビティに溶湯が充填された時点のプランジャ位置を示す断面図
【図９】溶湯センサが溶湯を検出した時点のプランジャ位置を示す断面図
【図１０】キャビティに溶湯を完全に充填しない状況を示す断面図
【図１１】ロボットハンドでの成形物の取り出し形態を示す図
【図１２】別実施形態の鋳造処理ルーチンのフローチャート
【図１３】別実施形態の検出位置と適正プランジャ位置との関係を示す図
【図１４】別実施形態の検出位置と適正プランジャ位置と設定距離の関係を示す図
【符号の説明】
【０１０２】
６            プランジャ（プランジャチップ）
２１          溶湯供給制御部
２２Ａ        プランジャ速度制御手段
２２Ｂ        プランジャ位置制御手段
２５          情報出力手段（情報表示制御部）
２４          取出制御部
Ａ            スリーブ
Ｃ            金型
Ｃｓ          キャビティ
Ｃｒ          ランナ部
ｍ            溶湯
Ｓｍ          溶湯センサ
Ｒ            到達位置
Ｓ            停止目標位置
Ｔ            適正プランジャ位置
Ｘ            基準停止位置
【図１】
2009285679.tif 000003
【図２】
2009285679.tif 000004
【図３】
2009285679.tif 000005
【図４】
2009285679.tif 000006
【図５】
2009285679.tif 000007
【図６】
2009285679.tif 000008
【図７】
2009285679.tif 000009
【図８】
2009285679.tif 000010
【図９】
2009285679.tif 000011
【図１０】
2009285679.tif 000012
【図１１】
2009285679.tif 000013
【図１２】
2009285679.tif 000014
【図１３】
2009285679.tif 000015
【図１４】
2009285679.tif 000016