(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型と連通接続する射出スリーブに溶湯を供給し、この溶湯を射出プランジャにより加圧して金型内のキャビティに充填し、その凝固後に所定のタイミングで移動型を固定型から離間させる型開きと同時に射出プランジャを前進させて、鋳造品のビスケット部を固定型から押し出すようにした射出シリンダを含むダイカストマシンにおいて、
前記射出シリンダ内の圧油の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記射出シリンダのヘッド側圧力、ロッド側圧力、シリンダ断面積、プランジャチップ断面積など鋳造品のビスケット部に及ぼすべき押出圧力の設定に必要なデータを入力するデータ入力手段と、
前記射出プランジャが型開き開始時点で鋳造品のビスケット部に及ぼすべき押出圧力の設定値を前記データ入力手段で入力したデータから計算して設定する圧力設定手段と、
キャビティに充填させた溶湯の増圧保持時間経過後から型開きの間、前記射出プランジャの押出圧力が設定値に保たれるように、前記圧力検出手段からのフィードバック信号に基づき前記射出シリンダに供給する圧油の圧力および／または流量を制御する油圧制御手段、とを備えることを特徴とするダイカストマシンにおける射出追従制御装置。
【請求項２】
前記圧力検出手段は、射出シリンダのヘッド側圧力とロッド側圧力を検出する圧力検出器を備え、前記油圧制御手段は、押出圧力に対応する射出シリンダのヘッド側とロッド側との差圧が設定値になるように圧油の圧力を制御するサーボバルブを備えることを特徴とする請求項１に記載のダイカストマシンにおける射出追従制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカストマシンにおける射出追従制御装置に係り、特に、溶湯の冷却後に、鋳造品の一部であるビスケット部を固定型から射出プランジャで押出す動作を型開き動作に追従させるように制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のダイカストマシンを示す。このダイカストマシン１のベース２の上面には、固定ダイプレート３が固定されているとともに、移動ダイプレート４が移動可能に設置されている。固定ダイプレート３、移動ダイプレート４にはそれぞれ対向するように固定型５、移動型６が取り付けられており、この固定型５と可動型６によって鋳造品１００を鋳造するキャビティが形成されている。７は、圧油が蓄圧されているアキュームレータであり、８は、射出シリンダを示す。この射出シリンダ８のピストンロッド９には、射出プランジャ１０が連結されている。
【０００３】
一方、符号１１は、型開き用の油圧シリンダであり、この型開き用油圧シリンダ１１は、ベース２上に固定されている固定ブロック１２に取り付けられているととともに、型開き動作時に大きな力を発生させて移動型６を固定型５から引き離すためのトグル機構を構成するリンク機構１３を介して移動ダイプレート４と連結されている。
【０００４】
このようなダイカストマシン１では、金型への溶湯の充填が完了してから型開きを行なう際、型開き用油圧シリンダ１１が作動して移動ダイプレート４の後退により鋳造品１００を移動型６に残して金型を開く。このとき、鋳造品１００のビスケット部１００ａが最も離型し難い部分である。
【０００５】
従来、型開きしたときの鋳造品１００の破損を防止するためには、射出プランジャ１０を前進させて、ビスケット部１００ａを固定型５から押出す方法が採用されている。
【０００６】
このビスケット部１００ａを射出プランジャ１０で押出す場合、一般には、型開きの動作に合せて射出プランジャ１０を溶湯充填完了位置からさらに前進させるようにタイミングをとるのが普通である（以下、このような型開きの動作を射出追従という。）。この射出追従では、本来、型開き開始直後には、射出プランジャ１０の前進速度と、型開きしたときの移動ダイプレート４の後退速度が同じになる必要があるが、従来の射出追従では、射出プランジャ１０の前進速度が、移動ダイプレート４の後退する速度よりも大きくなるように、射出シリンダ８の動作を制御している。
【０００７】
このように射出プランジャ１０の速度を大きくしているのは、型開きの際に必要とされる力に較べて、射出プランジャ１０の押出力の方が小さいためで、鋳造品１００のビスケット部１００ａに射出プランジャ１０のプランジャチップ先端が当接してからこれを押出すまでに遅れがあり、これによって、実動作上は、射出プランジャの前進速度が移動ダイプレート４の速度と同じになるように設定している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の射出追従では、射出シリンダ８に供給する圧油の流量、圧力と、型開き用油圧シリンダ１１に供給する圧油の流量、圧力とをそれぞれ独立に調整することによって、射出プランジャ１０の動作が型開きの動作に追従するように調整している。
【０００９】
しかし、型開き開始直後には、射出シリンダ８の圧力が低下するため、鋳造品１００のビスケット部１００ａを押出すときに作用する抵抗の大きさによっては、射出プランジャ１０の追従動作が型開きに較べて遅れてしまい、その結果、図５に示すように、鋳造品１００がビスケット部１００ａから破損する結果、鋳造品１００は移動型６側に、ビスケット部１００ａは固定型５側にというように、そのまま残ってしまい連続鋳造に支障をきたすことがあった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、常に、型開き開始直後の射出プランジャの押出動作が型開きの動作に追従するようにし、ビスケット部での破損を防止し、鋳造品が確実に移動型側に残った状態で型開きされるようにしたダイカストマシンにおける射出追従制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、金型と連通接続する射出スリーブに溶湯を供給し、この溶湯を射出プランジャにより加圧して金型内のキャビティに充填し、その凝固後に所定のタイミングで移動型を固定型から離間させる型開きと同時に射出プランジャを前進させて、鋳造品のビスケット部を固定型から押し出すようにした射出シリンダを含むダイカストマシンにおいて、前記射出シリンダ内の圧油の圧力を検出する圧力検出手段と、前記射出シリンダのヘッド側圧力、ロッド側圧力、シリンダ断面積、プランジャチップ断面積など鋳造品のビスケット部に及ぼすべき押出圧力の設定に必要なデータを入力するデータ入力手段と、前記射出プランジャが型開き開始時点で鋳造品のビスケット部に及ぼすべき押出圧力の設定値を前記データ入力手段で入力したデータから計算して設定する圧力設定手段と、キャビティに充填させた溶湯の増圧保持時間経過後から型開きの間、前記射出プランジャの押出圧力が設定値に保たれるように、前記圧力検出手段からのフィードバック信号に基づき前記射出シリンダに供給する圧油の圧力および／または流量を制御する油圧制御手段、ととを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
前記の本発明の構成において、前記圧力検出手段は、射出シリンダのヘッド側圧力とロッド側圧力を検出する圧力検出器を備え、前記油圧制御手段は、押出圧力に対応する射出シリンダのヘッド側とロッド側との差圧が設定値になるように圧油の圧力を制御するサーボバルブを備えることが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、型開きが開始されると、移動型が開くことによって、押出圧力は設定値よりも下がることになるが、射出シリンダのヘッド側シリンダ室には圧油が供給されて、押出圧力が設定値に保持されるように制御される。
【００１４】
こうして、型開きの間は、射出プランジャのプランジャチップは、常に、設定された押出圧力で鋳造品のビスケット部を押し続ける結果、ビスケット部は、固定型に残ることなく、確実に移動型側に押出される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による追従制御装置の回路図を示す。なお、図中、図４と同一のダイカストマシンの参照符号は、同一の構成要素を示す。
【００１６】
符号２０は、ダイカストマシンの射出シリンダで、この射出シリンダ２０のピストンロッド２１には、射出プランジャ２２が連結されている。この射出プランジャ２２は前進すると、その先端のプランジャチップ２３で、射出スリーブ２４内に給湯された溶湯を加圧して、固定型５と移動型６とで形成されるキャビティに充填する。
【００１７】
符号３０は、射出シリンダ２０および型開き用油圧シリンダ３２に圧油を供給する油圧源である。この油圧源３０と射出シリンダ２０の間の油圧回路には、サーボバルブ３４が組み込まれ、このサーボバルブ３４によって、射出シリンダ２０に供給する圧油の流量および圧力を調整可能になっている。このサーボバルブ３４は、射出シリンダ２０のヘッド側のポート２０ａと、ロッド側のポート２０ｂと接続されており、これらポート間の差圧があらかじめ設定された値になるように圧力の検出値をフィードバックして制御する弁である。
【００１８】
一方、型開き用油圧シリンダ３２は、油圧源３０と２位置４ポートの電磁方向切り換え弁３６を介して接続されている。この電磁方向切換弁３６のソレノイドが励磁された位置では、圧油は、手動操作の流量調整弁３７を通って型開き用油圧シリンダ３２のヘッド側のシリンダ室に供給されるので、移動ダイプレート４の後退によって型開きされるようになっている。なお、型開きの速度は、流量調整弁３７の開度を手動で調整することで適宜設定することができる。
【００１９】
次に、ダイカストマシンの制御装置４０について説明すると、この制御装置４０は、入力装置４１と、データの演算処理をする中央処理装置（ＣＰＵ）４２と、この中央処理装置４２の動作を記述したプログラムが格納されたＲＯＭ（図示せず）と、随時データの書き込み、読み込みをするためのＲＡＭ（図示せず）と、データ処理結果に応じて信号を出力するための出力装置４３とを備えているもので、射出工程では、サーボバルブ３４を制御して低速射出、高速射出の切り換えというような射出動作全般の制御をする他、型開き開始時点の射出プランジャ２２の押出圧力を設定する手段と、サーボバルブ３４とともに射出プランジャ２２の型開き開始直後の押出圧力を制御する手段を構成するものである。
【００２０】
この実施形態では、射出シリンダ２０には、ヘッド側のシリンダ室の圧力を検出する圧力センサ４４ａと、ロッド側のシリンダ室の圧力を検出する圧力センサ４４ｂが設けられており、それぞれ圧力センサ４４ａ、４４ｂの出力する圧力信号は、入力装置４１を介して中央処理装置４２に入力される。また、入力装置４１には、押出圧力を設定するために必要なデータ、例えば、射出シリンダ２０のヘッド側圧力、ロッド側圧力、シリンダ断面積、プランジャチップ断面積などのデータを入力するデータ入力器４４が接続されている。中央処理装置４２は、このデータから、型開き開始時点の設定押出圧力（（ヘッド側圧力×同面積−ロッド側圧力×同面積）÷プランジャチップ断面積）を設定する。
【００２１】
次に、鋳造サイクルとの関連において、本実施形態の作用について説明する。
【００２２】
図２は、射出プランジャ２２と射出速度との関係を示す図である。射出ストロークＳは、低速射出ストロークＳL と、高速射出ストロークＳh とに区分され、低速射出ストロークＳL では速度ＶL で、高速射出ストロークＳh では、速度Ｖh で射出プランジャ２２が駆動されるようになっている。このような射出ストロークおよび射出速度ＶL 、Ｖh は、鋳造品あるいは金型条件等により決定されるものである。なお、図中、Ａは、低速射出スタート位置、Ｂは高速射出スタート位置、Ｃは充填完了位置を示している。
【００２３】
図３は、射出シリンダ２０の圧力の時間的変化を示す図で、図２の速度ＶL で射出プランジャ２２が前進する低速区間では、比較的低い圧力に保たれ、速度Ｖh で前進する高速区間では、射出プランジャに加わる運動抵抗の増大により、圧油の圧力は上昇する。
【００２４】
射出プランジャ２２のプランジャチップ２３が図２の充填完了位置Ｃに到達した後は、キャビティに充填された溶湯は、溶融状態にあるうちに速やかに増圧され、増圧立上がり時間経過後、圧力は一定に所定時間保持される。
【００２５】
増圧保持時間経過後、サーボバルブ３４が作動する。このとき、中央処理装置４２は、圧力検出器４４ａ、４４ｂからフィードバックされた検出値から求められる差圧と、設定された押出圧力に対応する差圧とが比較され、検出値が設定値になるようにサーボバルブ３４に信号を出力装置４３を介して出力する。
【００２６】
サーボバルブ３４は、増圧保持時間終了後の検出値が設定値よりも高い場合は、射出シリンダ２０のロッド側のシリンダ室に圧油を供給するとともに、ヘッド側のシリンダ室の圧油をタンク側に逃がし、射出シリンダ２０のポート２０ａ、２２ｂの差圧が設定値Ｐs になってところで中立位置に戻り、この圧力を保持する。
【００２７】
型開きが開始されると（時間ｔ1 ）、移動型６が開くことによって、圧力は設定値Ｐs よりも下がることになるが、このとき、サーボバルブ３４は、射出シリンダ２０のヘッド側シリンダ室に圧油を供給し、差圧が設定値Ｐs に保持されるように作動する。
【００２８】
こうして、型開きの間は、射出プランジャ２２のプランジャチップ２３は、常に、設定された押出圧力Ｐs で鋳造品１００のビスケット部１００ａを押し続ける結果、ビスケット部１００ａは、固定型５に残ることなく、確実に移動型６側に押出されるので、鋳造品１００を破損することなく円滑な型開きを行なうことができる。
【００２９】
なお、以上のような実施形態のサーボバルブ３４の替わりに、おなじような機能をもつ油圧回路であってもよく、また、その場合には、射出シリンダのヘッド側の圧力を検出して、この圧力が設定値になるように制御してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、型開き開始直後では、型開きにより圧力が下がることなく、鋳造品のビスケット部を設定された圧力で射出プランジャが押し続けるので、型開きの動作に追従してビスケット部が固定型側の残ることなく確実に可動型側に押出され、鋳造品を確実に移動型側に残した状態で型開きすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す回路図。
【図２】射出プランジャの位置と射出速度との関係を示す図。
【図３】射出シリンダの圧力の時間的変化を表わした図。
【図４】従来のダイカストマシンの構成説明図。
【図５】型開き時にビスケット部が固定型側に残った状態を示す説明図。
【符号の説明】
５  固定型
６  移動型
２０  射出シリンダ
２２  射出プランジャ
２４  射出スリーブ
３０  油圧源
３２  型開き用油圧シリンダ
３４  サーボバルブ
４０  制御装置
４４ａ、４４ｂ  圧力検出器
１００  鋳造品
１００ａ  ビスケット部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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