CN101239377B - 压铸机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压铸机的控制方法，其课题是在作为注射、填充的驱动源使用电动伺服马达的压铸机中，实现可迅速且顺利地进行向高速的注射速度的上升的压铸机。在作为从注射筒向模腔内注射、填充熔融金属的驱动源使用电动伺服马达的压铸机中，在从熔融金属将要到达模具浇口之前到熔融金属开始通过模具浇口的过程中，对向内腔内注射、填充注射筒内的熔融金属的注射部件的速度，以非折线特性的圆滑的速度特性曲线进行加速控制。

Description

压铸机的控制方法

技术领域

本发明涉及向模具内注射、填充熔融金属的压铸机的控制方法，尤其涉及与用电动伺服马达进行注射、填充的压铸机中的注射控制有关的技术。

背景技术

将金属熔融材料从注射筒向模腔内注射、填充而得到制品的冷室式的压铸机已众所周知，在该压铸机中，每次的注料量以铸勺计量而汲上用熔化炉熔融了的金属材料(例如Al合金、Mg合金等)，将汲上来的熔融金属(熔融金属材料)注入注射筒内，将它通过注射推杆的前进动作注射、填充到模腔内。

利用压铸机的铸造过程，一般包括由低速注射工序及与此连续的高速注射工序构成的注射、填充工序和与高速注射工序连续的增压工序，在高速注射工序中由于要求比塑料注射成型还高的注射速度，因此作为注射/增压的驱动源，一直以来一般使用液压驱动源。这是因为，作为注射/增压的驱动源若使用电动伺服马达，则以小型的电动伺服马达的加速性能难以满足压铸机中所要求的向高速的急速上升的性能，但若为此而使用大型且高输出的电动伺服马达，则关系到大幅度的成本上升。

然而最近，由于液压式压铸机上存在由油引起的污损的可能性，因此对清洁的电动式压铸机的要求越来越高，这种电动式压铸机的开发正在进行。作为将注射/增压的驱动源做成电动伺服马达的压铸机的现有技术，可举出日本特许第3247086号说明书(专利文献1)所记载的压铸机。在该专利文献1的压铸机中，设置了储存旋转动能的飞轮装置，通过在进行注射/增压动作之前利用注射用电动伺服马达(注射/增压用电动伺服马达)旋转驱动飞轮装置，在飞轮装置中储存旋转动能，在注射、填充工序的高速注射工序的初期及增压工序(升压、保压工序)的初期，在注射用电动伺服马达的驱动力上补充(附加)来自飞轮装置的动力。

图11是表示专利文献1所示的压铸机中的注射、填充工序和增压工序(升压、保压工序)的情况的图，在该图中横轴是时间，纵轴是速度和压力。如图11所示，在高速注射工序的初期和增压工序的初期设置附加来自飞轮装置的动力期间，以缩短向高速注射速度的上升时间，而且，缩短向增压压力上升时间。

另外，如图11所示，以往将注射、填充工序明确地区分为低速注射工序和高速注射工序，并且将低速注射工序与高速注射工序的交接处M的速度设定做成折线特性。上述低速注射工序与高速注射工序的交接处M(低速注射工序的结束时刻)，相当于排气结束后熔融金属的最前头到达模具的浇口的时刻，在该时刻以后将速度(注射推杆的速度)急速提高。

如上所述，以往将注射、填充工序明确区分为低速注射工序和高速注射工序，并且将低速注射工序与高速注射工序的交接处M的速度设定做成折线特性。因此，为了缩短向高速注射速度的上升时间，在专利文献1所示的技术中，利用储存在飞轮装置中的旋转动能，但是要利用储存在飞轮装置中的旋转动能，需要进行接通/断开控制的离合器，由于向高速上升的过渡应答性与离合器的接通动作的时间(离合器的应答延迟时间)相应地变得迟钝。而且，由于最初就要从一定速度的低速向高速突然提高速度，因此伺服控制的过渡应答性的改善自然有限，换言之，若在熔融金属开始注射、填充到模腔内的过程中进行电动伺服马达的加速控制，则在直至达到高速的时间缩短上自然有限。而且，以往在低速注射工序与高速注射工序的交接处M(低速注射工序的结束时刻)的速度设定为0.7m/sec以下程度的值，所以若要从这种速度值提高到高速，需要规定的时间。

另外，在作为注射/增压的驱动源使用了液压驱动源的压铸机中，如图12所示，已知通过使用高速应答的液压伺服阀对注射、填充工序的低速注射工序进行等加速控制，以逐渐提高低速注射工序的速度的机器，但即使在该图12所示的控制中，低速注射工序与高速注射工序的交接处N的速度设定也做成折线特性，而且，低速注射工序与高速注射工序的交接处N(低速注射工序的结束时刻)的速度设定为0.7m/sec以下程度的值，所以，即使例如是液压式压铸机，纵然有程度的不同，但不可否认存在与上述同样的问题。

发明内容

本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于，在作为注射、填充的驱动源使用电动伺服马达的压铸机中，实现可迅速且顺利地进行向高速的注射速度的上升的压铸机。

本发明为达到上述目的，在作为从注射筒向模腔内注射、填充熔融金属的驱动源使用电动伺服马达的压铸机中，在从熔融金属将要到达模具浇口之前到熔融金属开始通过模具浇口的过程中，对向内腔内注射、填充注射筒内的熔融金属的注射部件的速度，以非折线特性的圆滑的速度特性曲线进行加速控制。

而且，将熔融金属到达模具浇口的时刻的注射部件的速度设定为1.5m/sec以上。

另外，至少使用以电动伺服马达驱动的曲柄机构使注射部件前进后退，在熔融金属到达模具浇口之前结束电动伺服马达的加速，使熔融金属到达模具浇口后的注射部件的加速按照曲柄机构的速比特性进行。

本发明具有以下效果。

在本发明中，在作为注射、填充的驱动源使用电动伺服马达的压铸机中，由于在从熔融金属将要到达模具浇口之前到熔融金属开始通过模具浇口的过程中，对向内腔内注射、填充注射筒内的熔融金属的注射部件的速度，以非折线特性的圆滑的速度特性曲线进行加速控制，而且，将熔融金属到达模具浇口的时刻的注射部件的速度设定为1.5m/sec以上，所以，能够缩短直至达到例如3.5m/sec的高速的时间，而且，能够使注射部件的加速的举动顺利且自然。因此，即使是作为注射、填充的驱动源使用电动伺服马达的结构，也能够适当地控制与合成树脂相比冷却、固化的时间短的熔融金属的注射、填充的动作，能够非常有助于佳品铸造。

另外，至少使用以电动伺服马达驱动的曲柄机构使注射部件前进后退，在熔融金属到达模具浇口之前结束电动伺服马达的加速，使熔融金属到达模具浇口后的注射部件的加速按照曲柄机构的速比特性进行。因此，与以往的熔融金属到达模具浇口的时刻以后对电动伺服马达进行加速控制的情况相比，由于在熔融金属到达模具浇口的时刻(开始将熔融金属注射、填充到模具内腔内之前的时刻)，电动伺服马达的加速已经结束，所以熔融金属注射、填充到模具内腔内的过程中的电动伺服马达的加速所引起的应答延迟完全没有，能够尽可能缩短向模腔内的注射、填充时间。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的压铸机处于注射、填充前时的主要部分结构的简化且剖切了一部分的说明图。

图2是表示本实施方式的压铸机中的曲柄机构及其周围的结构的简化且剖切了一部分的主要部分侧视图。

图3是表示使曲柄机构的力输入端以一定速度旋转时的曲柄机构的力输出端上的速度变化和力放大率的变化的极为模式化的概略特性图。

图4是主要表示本实施方式的压铸机中的注射、填充工序的动作特性的说明图。

图5是表示本发明的一个实施方式的压铸机处于注射、填充工序的途中时的主要部分结构的简化且剖切了一部分的说明图。

图6是表示本发明的一个实施方式的压铸机处于注射、填充工序的途中时的主要部分结构的简化且剖切了一部分的说明图。

图7是表示本发明的一个实施方式的压铸机处于注射、填充工序的途中时的主要部分结构的简化且剖切了一部分的说明图。

图8是表示本发明的一个实施方式的压铸机结束了注射、填充工序时的主要部分结构的简化且剖切了一部分的说明图。

图9是将本发明的一个实施方式的排气的举动和现有技术的排气的举动进行对比而表示的说明图。

图10是表示本发明的一个实施方式的压铸机中的控制系统的主要部分结构的方框图。

图11是表示现有的压铸机中的注射、填充工序和增压工序的情况的说明图。

图12是表示现有的压铸机中的注射、填充工序和增压工序的情况的说明图。

图中：

1-固定模具垫板，2-固定侧模具，3-保持板，4-连结轴，5-直动块，6-第一电动伺服马达，7-驱动带轮，8-滚珠螺杆机构，9-滚珠螺杆机构的螺杆轴，10-滚珠螺杆机构的螺母，11-被动带轮，12-第二电动伺服马达，13-驱动带轮，14-飞轮，1 5-同步带，16-曲柄机构，17-推杆驱动体，18-注射筒，19-注液口，20-注射推杆，21-可动模具垫板，22-可动侧模具，23-内腔，24-模具液体通道部，25-浇口，26-熔融金属，31-第一旋转轴，32-第一连杆，33-连结轴，34-第二连杆，35-第二旋转轴，41-速比的特性线，42-力放大率的特性线，51-螺母的速度(设定速度)，52-曲柄机构的力输出端的速度(设定速度)，53-注射推杆的速度(设定速度)，54-附加在熔融金属上的(附加在注射推杆上的)压力(负载压力)，61-系统控制器，62-伺服驱动器，63-编码器，64-转矩传感器，65-伺服驱动器，66-编码器，67-转矩传感器，68-压力传感器。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。

图1、图2、图4～图10涉及本发明的一个实施方式(以下，记为本实施方式)的电动式压铸机，图1是表示本实施方式的压铸机的主要部分结构的简化且剖切了一部分的说明图。而且，在图1及后述的图5～图8中，为便于表示以下所述的曲柄机构的连杆(臂)的状态，将以下所述的直动块的结构省略一部分进行表示。

在图1中，1是固定模具垫板，2是安装在固定模具垫板1上的固定侧模具，3是留出规定距离与固定模具垫板1相对配置的保持板，4是架设在固定模具垫板1与保持板3之间的多根连结轴，5是被连结轴4插通、引导并且可在固定模具垫板1与保持板3之间前进后退的直动块，6是搭载在保持板3上的注射推杆驱动用(注射部件驱动用)的第一电动伺服马达，7是固定在第一电动伺服马达6的输出轴上的驱动带轮，8是将第一电动伺服马达6的旋转转换为直线运动的滚珠螺杆机构，9是可旋转地保持在保持板3上的滚珠螺杆机构8的螺杆轴，10是与螺杆轴9螺纹配合并且将其端部固定在直动块5上的滚珠螺杆机构8的螺母，11是固定在螺杆轴9的端部并将第一电动伺服马达6的旋转通过驱动带轮7、未图示的同步带来传递的被动带轮。

12是搭载在直动块5上的注射推杆驱动用(注射部件驱动用)的第二电动伺服马达，13是固定在第二电动伺服马达12的输出轴上的驱动带轮，14是可旋转地保持在直动块5上的大直径且质量大的飞轮并且也是将第二电动伺服马达12的旋转通过驱动带轮13、同步带15传递的被动带轮，16是其输入端通过飞轮14的旋转而旋转驱动从而进行曲柄运动的曲柄机构，17是固定在曲柄机构16的输出端上并通过曲柄机构16而进行直线驱动(前进后退驱动)的推杆驱动体，18是将其端部固定在固定侧模具2上且其内部与内腔23连通的注射筒，19是穿设在注射筒18上的注液口，20是将其端部固定在推杆驱动体17上并且可以在注射筒18内直线移动(前进后退)的注射筒推杆。

21是利用未图示的模具开关用电动驱动源及未图示的模具开关机构，相对固定模具垫板1进行前进后退驱动的可动模具垫板，22是安装在可动模具垫板21上的可动侧模具，23是通过处于合模状态的两模具2、22形成的内腔(铸造制品形成用空间)，24是向内腔23内导入熔融金属的模具液体通道部，25是使模具液体通道部24和内腔23连通的浇口，26是熔融金属。

在本实施方式中，第一电动伺服马达6的旋转，通过驱动带轮7、未图示的同步带、被动带轮11传递到滚珠螺杆8的螺杆轴9，由此，与螺杆轴9螺纹配合的滚珠螺杆机构8的螺母10沿着螺杆轴9进行直线驱动，注射推杆20与螺母10成为一体并与直动块5和搭载在它上面的结构元件一起进行直线驱动。而且，第二电动伺服马达12的旋转，通过驱动带轮13、同步带15、飞轮14传递到曲柄机构16的输入端，由此，通过曲柄机构16进行曲柄运动使得曲柄机构16的输出端进行直线移动，推杆驱动体1 7和注射推杆20与曲柄机构16的输出端成为一体而进行直线驱动。这样，在本实施方式中，用第一电动伺服马达6驱动的滚珠螺杆机构8和用第二电动伺服马达12驱动的曲柄机构16，相对注射推杆20在一直线上串联配置，注射推杆20以第一电动伺服马达6和第二电动伺服马达12的协同动作进行直线驱动。

图2是表示本实施方式的压铸机中的曲柄机构及其周围的结构的简化且剖切了一部分的主要部分侧视图，在图2中，虽然直动块5左右分离而表示，但实际上直动块5形成为整体连接成一体的构造物。而且，在图2中，在之前说明过的结构元件上标注了相同符号(这在以下的图5～图10中也相同)。

在图2中，31是可旋转地保持在直动块5上的一对第一旋转轴，成对的第一旋转轴31配置成其旋转中心在同一直线上，在作为曲柄机构16的力输入端的一个第一旋转轴31的端部上，固定有飞轮14的中心。在各第一旋转轴31上分别固定有第一连杆(第一臂)32的一端侧，在该一对第一连杆32的另一端侧固定有将该另一端侧彼此结合成一体的连结轴33。在该连结轴33的中间部，可旋转地保持有第二连杆(第二臂)34的一端侧，如图1所示，第二连杆34的另一端侧固定在可旋转地保持在推杆驱动体17上的第二旋转轴35(该第二旋转轴35是曲柄机构16的力输出端)上。而且，由第一旋转轴31、第一连杆32、连结轴33、第二连杆34、第二旋转轴35构成曲柄机构16。另外，如上所述，设置一对第一连杆32的理由是为了通过在一对第一连杆32的另一端侧保持、结合一个第二连杆34的一端侧从而将支撑力的机械装置做成平衡良好的且机械强度优良的装置，但是考虑到第一旋转轴31的旋转中心的延长线与第二连杆34的旋转轨迹重叠的情况，两个第一旋转轴31做成互相独立的结构。

另外，在图中用双点划线表示的螺母10，固定在将图2中左右分离而表示的直动块5左右连结的直动块5的未图示的后部侧(图1中右侧)的左右连结部上，该后部侧的左右连结部形成为与螺杆轴9不干涉的形状。另外，在图2中用双点划线表示的推杆驱动体17，可直线移动(可前进后退)地保持在将图2中左右分离而表示的直动块5左右连结的直动块5的未图示的前部侧(图1中左侧)的左右连结部上。

第二电动伺服马达12的旋转，利用由驱动带轮13、同步带15、飞轮14构成的减速旋转传递系统进行减速，并传递到一个第一旋转轴31，在该一个第一旋转轴31上固定了其一端侧的一个第一连杆32以其一端侧为旋转中心进行旋转驱动。由此，第二连杆34跟随一个第一连杆31的旋转进行连带跟随动作(第二连杆34跟随第一连杆32的旋转以规定的轨迹进行旋转动作，以使轴支撑结合在推杆驱动体17上的其另一端侧进行直线运动)，并且另一个第一连杆32跟随一个第一连杆32的旋转，与另一个第一旋转轴31成为一体以其一端侧为旋转中心进行旋转。由于这种动作使得推杆驱动体17进行直线驱动，从而注射推杆20进行直线驱动。

图3是表示使曲柄机构16的力输入端(第一旋转轴31)以一定速度旋转时的曲柄机构16的力输出端(第二旋转轴35)上的速度变化和力放大率的变化的极为模式化的概略特性图。在图3中，横轴表示曲柄机构16的力输出端的位置，纵轴表示速比(相对速度)及力放大率，41是速比的特性线，42是力放大率的特性线。图3表示了在曲柄机构16的第一连杆32从处于后述的图5所示的状态(从处于0°位置的状态)旋转180°时的特性。而且，在本实施方式中，曲柄机构16的力输入端(第一旋转轴31)及第一连杆32从-30°旋转到90°，而在这里为便于说明曲柄机构16的速比特性和力放大率的特性起见，表示从0°旋转到180°的情况。

若第一连杆32从处于0°位置的状态开始旋转，则曲柄机构16的力输出端的速度从速比(相对速度)“0”开始上升，在超过了速比(相对速度)“1”之后，在第一连杆32的90°旋转处达到最高速度，在到达最高速度以后速度开始下降，在低于速比(相对速度)“1”之后，若第一连杆32结束180°的旋转，则速比(相对速度)成为“0”。对此，若第一连杆32从处于0°位置的状态开始旋转，则曲柄机构16的力输出端的力放大率从无限大开始下降，在低于放大率“1”之后达到最低放大率，在到达最低放大率以后力放大率开始上升，在超过放大率“1”之后，若第一连杆32结束180°的旋转，则力放大率成为无限大。另外，图3的特性线41、42如之前也说明的那样是极为模式化的概略特性，根据曲柄机构16的不同的设计方式可得到所希望的动作特性。

在本实施方式中，考虑到如上所述的曲柄机构16的速比的特性及力放大率的特性，设定成在熔融金属26的最前头到达了浇口25的时刻曲柄机构16超过速比“1”，更好是设定成曲柄机构16超过速比“1.5”，而且，设定成在结束了熔融金属26的向内腔23内的注射、填充的时刻曲柄机构16的速比成为最高速度。换言之，为了将熔融金属26从浇口25向内腔23内以高速注射、填充，利用曲柄机构16的动作区域中速比大的区域。这样做的理由是，在将电动伺服马达作为注射推杆20的驱动源的压铸机中，仅仅用小型的电动伺服马达的输出功率难以达到的原因不是增压工序的压力，而是向高速的注射速度的短时间的上升。

另外，在本实施方式中，由于利用第二电动伺服马达12通过惯性大的飞轮14来驱动曲柄机构16，所以在熔融金属26的最前头到达浇口25的时刻，结束第二电动伺服马达12的加速动作，即飞轮14的旋转加速动作。因此，为了使惯性大的飞轮14在熔融金属26的最前头到达浇口25的时刻结束旋转加速，特意使曲柄机构16的力输入端(第一旋转轴31)及第一连杆32从-30°的旋转位置开始旋转。

以下，对本实施方式的压铸机的注射、填充动作进行说明。图4是主要表示本实施方式的压铸机中的注射、填充工序的动作特性的图。在图4中，纵轴是速度和压力，注射、填充工序中的横轴是位置，增压工序中的横轴是时间。

在图4中，51是通过第一电动伺服马达6驱动的螺母10的速度(设定速度)，52是通过第二电动伺服马达12驱动的曲柄机构16的力输出端的速度(设定速度)，53是将速度51和速度52加起来之后表示的注射推杆20的速度(设定速度)，在注射、填充工序中，第一电动伺服马达6及第二电动伺服马达12沿着位置轴以速度反馈控制进行驱动。另外，54是附加在熔融金属26上(附加在注射推杆20上)的压力(负载压力)。

在注射、填充工序的开始之前处于图1所示的状态，此时，螺母10处于后退位置，曲柄机构16的力输出端(第一旋转轴31)及第一连杆32位于-30°的旋转位置，注射推杆20定位于设定好的后退位置，成为可以从注射筒18的注液口19向注射筒18内供给熔融金属26的状态。

在这种图1所示的状态下，进行利用未图示的供液机的铸勺使熔融金属26从注液口19注入到注射筒18内的供液动作，若完成该供液动作，则第一电动伺服马达6和第二电动伺服马达12立即向规定方向开始旋转驱动。在本实施方式的图4所示的动作例子中，第一电动伺服马达6被加速控制至螺母10的前进速度达到1.0m/sec，第二电动伺服马达12被加速控制至曲柄机构16的力输出端的前进速度达到1.0m/sec，由此注射推杆20开始前进。而且，在本实施方式中，由于曲柄机构16的力输入端及第一连杆32从-30°的旋转位置开始旋转，所以在第二电动伺服马达12的旋转初期(曲柄机构16的力输入端从-30°的旋转位置旋转到0°旋转位置的期间)，曲柄机构16的力输出端大约后退7mm，但此时螺母10正在前进，所以注射推杆20前进。

图5表示第一电动伺服马达6的加速结束，且曲柄机构16的力输入端旋转到0°旋转位置时的情况。此时，飞轮14从停止状态仅旋转30°，所以开始产生旋转惯性。

第一电动伺服马达6在加速结束后以一定速度旋转驱动，第二电动伺服马达12加速至曲柄机构16的力输出端的前进速度达到1.0m/sec，由此，从图5的状态注射推杆20一边提高前进速度(一边加速)一边前进，如图6所示，注射推杆20经过封闭注射筒18的注液口19的状态，达到被注射推杆20推压的熔融金属26的最前头到达浇口25的图7所示的状态。而且，在上述图6的状态到图7的状态的过程中进行排气。在本实施方式中，由于在排气的过程中注射推杆20继续加速，所以在短时间内进行良好的排气(对此，使用图9在后面详细说明)。

若达到熔融金属26的最前头到达浇口25的图7所示的状态，则第二电动伺服马达12的加速结束，飞轮14的加速结束。该图7所示的状态相对于图4中的A的时刻，此时，注射推杆20的前进速度为2.0m/sec，与图11、图12所示的现有的M、N的时刻的0.7m/sec以下程度的值比较，成为大幅度地快的前进速度。

熔融金属26的最前头到达浇口25的图7所示的状态(图4中的A的时刻)以后，虽然第二电动伺服马达12也以一定速度旋转驱动，但是在图4中的A的时刻以后，如前所述，曲柄机构16的速比超过“1”，所以在图4中的A的时刻以后，即使第一电动伺服马达6及第二电动伺服马达12都以一定速度旋转驱动，注射推杆20也按照曲柄机构16的上述的速比特性继续加速。

图4中的A的时刻以后，注射推杆20按照曲柄机构16的速比特性进行加速，由此，熔融金属急速填充到内腔23内。而且，在曲柄机构16中的速比特性到达最高速度的时刻结束注射、填充(注射、填充工序)(图4中的B的时刻是注射、填充的结束时刻)，若结束注射、填充工序，则如图8所示，成为熔融金属26遍及内腔23的各个角落的状态。

在本实施方式中，从曲柄机构16的力输入端旋转到0°旋转位置的状态(图5的状态)到注射、填充结束(直到成为图8的状态)，如图4中所示，注射推杆20以非折线特性的圆滑的速度特性曲线进行加速控制，换言之，在从熔融金属26将要到达浇口25之前到熔融金属26开始通过浇口25的过程中，也是以非折线特性的圆滑的速度特性曲线进行加速控制。从而，与如以往那样在从熔融金属将要到达浇口之前到熔融金属开始通过浇口的过程中，使用折线的速度特性曲线的结构相比，能够大幅度地提高熔融金属26开始通过浇口25之后的注射推杆20的加速性能，能够缩短注射推杆20达到最高速度(例如，在本实施方式中为3.5m/sec)的时间，而且，可以使注射推杆的加速的举动变得顺利且自然。还有，由于将熔融金属26达到浇口25的时刻(图4中的A的时刻)的注射推杆的速度设定为2.0m/sec，所以与以往相比，能够进一步缩短从熔融金属26开始通过浇口25的时刻到注射推杆20达到最高速度的时间。由此，即使是作为注射、填充的驱动源使用电动伺服马达的结构，也能够适宜地控制与合成树脂相比冷却、固化的时间短的熔融金属26的注射、填充的动作(举动)，能够非常有助于佳品铸造。

另外，在本实施方式中，将用第一电动伺服马达6驱动的滚珠螺杆机构8和用第二电动伺服马达12驱动的曲柄机构16，相对注射推杆20在一直线上串联配置，并以第一电动伺服马达6和第二电动伺服马达12的协同动作来前进驱动注射推杆20。因此，通过将两个电动伺服马达6、12所产生的速度加起来，能够容易实现注射推杆20的高速前进，能够缩短从注射、填充工序的开始到达图4中的A的时刻的时间以及从图4中的A的时刻到图4中的B的时刻的时间，能够非常有助于佳品铸造。而且，能够将此用小型的两个电动伺服马达6、12来实现，所以与使用大输出功率的高价(比相加两个小型的电动伺服马达还高的价格)的电动伺服马达比较，可实现成本的降低。而且，有效利用以第二电动伺服马达12驱动的曲柄机构16的速比特性，在曲柄机构16的动作区域中的速比大的部分，进行从熔融金属26向内腔23内的注射、填充的开始到注射、填充的结束，所以能够更进一步缩短从图4中的A的时刻到图4中的B的时刻的时间，在这一点上，也能够非常有助于佳品铸造。

另外，在本实施方式中，虽然将熔融金属26到达浇口25的时刻的注射推杆20的速度设定为2.0m/sec，但是熔融金属26到达浇口25的时刻的注射推杆20的速度可以是任意的。但是，如上所述，为了更进一步缩短从熔融金属开始通过浇口25的时刻到注射推杆20达到最高速度的时间，最好将熔融金属26到达浇口25的时刻的注射推杆20的速度设定为1.5m/sec以上。

若注射、填充工序结束则转移到增压工序，第一电动伺服马达6和第二电动伺服马达12的控制，从沿着位置轴的速度反馈控制转换成沿着时间轴的压力反馈控制。在本实施方式中，注射、填充工序结束之后转移到增压工序的最初，在飞轮14上残留着很大的旋转惯性，由于该飞轮14的旋转惯性所引起的转矩，在注射推杆20上施加很大的前进惯性力，由此，注射推杆20因来自开始固化的金属26的反作用力急速停止，同时对注射推杆20急速施加很大的压力。在本实施方式中，在增压工序中，例如将第二电动伺服马达12控制成一直输出一定压力(一定转矩)，第一电动伺服马达6控制成在监视检测施加在注射推杆20上的压力的压力传感器的检测值的同时，在实测压力脱离设定压力的场合使实测压力效仿设定压力。

如上所述，在本实施方式中，由于飞轮14的很大的旋转惯性从增压工序初期就能得到很大的增压力，可以完全补偿两个电动伺服马达6、12的压力控制的开始时的过渡应答延迟，而且，通过将两个电动伺服马达6、12的转矩加起来，可容易实现得到很大的增压力。

图9是将本实施方式的排气的举动和现有的排气的举动进行比较而表示的图。在本实施方式中，从图9的(a)的供液动作的结束后开始进行的注射、填充工序的第一阶段的排气，通过继续加速注射推杆20来进行，而且，图9(d)所示的排气结束时的注射推杆20的前进速度是2.0m/sec，所以注射、填充工序的第一阶段的排气时的注射推杆20的加速曲线，与图12所示的现有的注射、填充工序的第一阶段(图12的低速注射工序)的排气相比，变得陡峭。因此，在本实施方式中，如图9(b-1)所示，一旦注射推杆20开始前进，注射推杆20的前进速度通过急速加速而上升，则通过已加速的注射推杆20，熔融金属26如图9(c-1)所示那样使液面变为图示左向下的形状。而且，由此注射筒18内的气体受到如图9(c-1)的箭头所表示的朝向内腔23方向的前进力，并经由内腔23通过未图示的模具的排气微小槽，迅速排出到模具内。因此，即使缩短注射、填充工序的第一阶段的排气的时间(从注射、填充工序的开始到熔融金属26的最前头到达浇口25的时间)，也能够无障碍地可靠地进行排气。

对此，在图12所示的现有的注射、填充工序的第一阶段(图12的低速注射工序)的排气中，虽然逐渐加速注射推杆20，但是其加速是及其缓慢的，因此如图9(b-2)、图9(c-2)所示那样，熔融金属26显示出使其水平的液面逐渐上升的举动，排气会缓慢地进行，所以从注射、填充工序的开始到熔融金属26的最前头到达浇口25的时间需要规定的时间。

另外，在本实施方式中，利用等加速控制对第一电动伺服马达6的加速和第二电动伺服马达12的加速进行控制，但是也可以将第一电动伺服马达6及/或第二电动伺服马达12的加速控制通过加速度以指数函数上升之类的无级加速控制来进行，若进行这种无级加速控制，则能够期待如图9(c-1)所示的熔融金属26的举动变得明显。

图10是表示本实施方式的压铸机的控制系统的主要部分结构的方框图，在该图中，仅表示了与第一电动伺服马达6及第二电动伺服马达12的控制有关的结构。

在图10中，61是进行机器(压铸机)整体的控制的系统控制器，该系统控制器61根据如下信息来控制机器的各种控制系统，即：预先制作并展开到工作区域的各种应用程序，各种运转条件设定数据，来自配置在机器的各部分上的各种传感器(位置传感器、压力传感器、安全确认用传感器等)的计测信息，来自机器的各种控制系统的状态确认用信息、计时信息等。在该系统控制器61内，设有用于控制注射、填充工序及增压工序的未图示的第一电动伺服马达用的注射/增压控制条件设定存储部和第二电动伺服马达用的注射/增压控制条件设定存储部。

62是根据来自系统控制器61的指令对第一电动伺服马达6进行驱动控制的伺服驱动器，63是设置在第一电动伺服马达6上的编码器，该编码器63的检测输出S1输出到系统控制器61及伺服驱动器62。64是设置在第一电动伺服马达6上的转矩传感器，该转矩传感器64的检测输出S2输出到系统控制器61及伺服驱动器62。65是根据来自系统控制器61的指令对第二电动伺服马达12进行驱动控制的伺服驱动器，66是设置在第二电动伺服马达12上的编码器，该编码器66的检测输出S3输出到系统控制器61及伺服驱动器65。67是设置在第二电动伺服马达12上的转矩传感器，该转矩传感器67的检测输出S4输出到系统控制器61及伺服驱动器65。68是检测施加在注射推杆20上的压力(载荷)的压力传感器，该压力传感器68的检测输出S5输出到系统控制器61。

当进行注射、填充工序时，系统控制器61在参照未图示的第一电动伺服马达用的注射/增压控制条件设定存储部的设定内容的同时，根据编码器63的检测输出S1识别螺母10的当前速度，并对伺服驱动器62发出指令S6以使螺母10的速度效仿设定值，由此，通过沿着位置轴的速度反馈控制来驱动第一电动伺服马达6，而且，系统控制器61在参照未图示的第二电动伺服马达用的注射/增压控制条件设定存储部的设定内容的同时，根据编码器66的检测输出S3识别曲柄机构16的力输出端的当前速度，并对伺服驱动器65发出指令S8以使曲柄机构16的力输出端的速度效仿设定值，由此，通过沿着位置轴的速度反馈控制来驱动第二电动伺服马达12。

并且，当进行增压工序时，系统控制器61在参照未图示的第二电动伺服马达用的注射/增压控制条件设定存储部的设定内容的同时，根据转矩传感器67的检测输出S4识别第二电动伺服马达12的当前的输出转矩(即输出压力)，并对伺服驱动器65发出指令S9以使第二电动伺服马达12的输出转矩(输出压力)成为一定值的设定值N，由此，通过沿着时间轴的速度反馈控制来驱动第二电动伺服马达12，而且，系统控制器61在参照未图示的第一电动伺服马达用的注射/增压控制条件设定存储部的设定内容的同时，根据转矩传感器64的检测输出S2识别第一电动伺服马达6的当前的输出转矩(即输出压力)，并且根据压力传感器68的检测输出S5识别施加在注射推杆20上的当前的压力，并对伺服驱动器62发出指令S7以使第一电动伺服马达6的输出转矩(输出压力)效仿(增压设定值-N)，由此，通过沿着时间轴的速度反馈控制来驱动第一电动伺服马达6。

Claims (2)

1.一种压铸机的控制方法，用于从注射筒向模腔内注射、填充熔融金属的压铸机，其特征在于，

将用第一电动伺服马达驱动的滚珠螺杆机构和用第二电动伺服马达驱动的曲柄机构，相对向模腔内注射、填充上述注射筒内的熔融金属的注射部件在一直线上串联配置，上述注射部件由第一电动伺服马达和第二电动伺服马达的协同动作被直线驱动，

上述曲柄机构包括：相互独立且旋转中心在同一直线上并成对配置的作为力输入端的第一旋转轴；一端侧分别固定在上述各第一旋转轴上的一对的第一连杆；固定在该一对的第一连杆的另一端侧并将该另一端侧彼此结合成一体的连结轴；以及一端侧可旋转地保持在上述连结轴的中间部且另一端通过作为力输出端的第二旋转轴可旋转地保持在推杆驱动体上的第二连杆，设定成在熔融金属的最前头到达了浇口的时刻上述曲柄机构的速比超过“1”，且设定成在结束了熔融金属向模腔内的注射、填充的时刻上述曲柄机构的速比成为最高速度，并且在成对配置的上述第一旋转轴中的一个第一旋转轴的端部固定飞轮的中心，该飞轮通过驱动带轮以及同步带利用上述第二电动伺服马达进行旋转，

在完成向上述注射筒内的熔融金属的供液动作之后，第一电动伺服马达、第二电动伺服马达立即向规定方向开始旋转驱动；在熔融金属的最前头到达浇口之前的、上述曲柄机构的输入端旋转到0°旋转位置时，第一电动伺服马达加速结束；在达到熔融金属的最前头到达浇口的状态时，第二电动伺服马达完成加速，飞轮的加速结束；之后注射部件按照曲柄机构的速比特性进行加速，

由此，在从熔融金属将要到达模具浇口之前到熔融金属开始通过模具浇口的过程中，对向模腔内注射、填充上述注射筒内的熔融金属的注射部件的速度，以非折线特性的圆滑的速度特性曲线进行加速控制。

2.根据权利要求1所述的压铸机的控制方法，其特征在于，

将熔融金属到达模具浇口的时刻的上述注射部件的速度设定为1.5m/sec以上。

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