DE102016221674B4 - Control for a device for the production of die-cast parts - Google Patents
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Abstract
Steuerung für eine Vorrichtung (10) zur Herstellung von Druckgussteilen aus mit einer Druckgießform (12) und einer zur gesteuerten Evakuierung eines Formhohlraums vorgesehenen Absaugvorrichtung, wobei die Vorrichtung mit einer zentralen Steuerung (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine Steuereinheit (1) aufweist, bei der ein Modul (1a, 1b...) mit der Vorrichtung zur Herstellung von Druckgussteilen und weitere Module mit mindestens einer hydraulischen und pneumatischen Einheit (3, 3',.. ) für die Ansteuerung von Ventilen verbunden sind, wobei die Steuereinheit (1) Komponenten zur Ansteuerung von Ventilen im Gusswerkzeug für den Einsatz von vakuumgestütztem Druckguss enthält, wobei der Typ der Ventile, also mechanisch, hydraulisch, pneumatisch austauschbar ist und wobei das mindestens eine Modul für die hydraulischen Einheit (3) parallel mit dem mindestens einem Modul für die pneumatischen Einheit (3) betreibbar ist. Control for a device (10) for producing die-cast parts from a die-casting mold (12) and a suction device provided for the controlled evacuation of a mold cavity, the device being connected to a central controller (1), characterized in that the controller is a control unit ( 1), in which a module (1a, 1b ...) is connected to the device for producing die-cast parts and further modules are connected to at least one hydraulic and pneumatic unit (3, 3 ', ..) for controlling valves, The control unit (1) contains components for controlling valves in the casting tool for the use of vacuum-assisted die casting, the type of the valves, i.e. mechanical, hydraulic, pneumatic, being interchangeable, and the at least one module for the hydraulic unit (3) being parallel with it the at least one module for the pneumatic unit (3) can be operated.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung für eine Vorrichtung zur Herstellung von Druckgussteilen mit einer Druckgießform und einer zur gesteuerten Evakuierung eines Formhohlraumes vorgesehenen Absaugvorrichtung, welche aus einer Vakuumeinheit und einer die Vakuumeinheit und die Druckgießform verbindenden Saugleitung besteht.The present invention relates to a control for a device for producing die-cast parts with a die and a suction device provided for the controlled evacuation of a mold cavity, which consists of a vacuum unit and a suction line connecting the vacuum unit and the die.
Stand der TechnikState of the art
Eine Vorrichtung zur Herstellung von Druckgussteilen ist aus der
Die
Aus der
Aus der
Aus der
Die
Alle bekannten Druckgießverfahren benötigen eine Steuerung für die einzelnen Prozesse. Nicht nur das verfahrbare Werkzeug muss kontrolliert werden, auch die Ventile und Schieber, sowie das Einbringen des Gießmaterials erfordert Kontrolle. All known die casting processes require control for the individual processes. Not only the movable tool has to be checked, but also the valves and slides, as well as the introduction of the casting material, require control.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Steuerung bereitzustellen, welche in der Lage ist flexibel alle Aufgabe eines vakuumgestützten Gießverfahrens erfüllt.It is an object of the present invention to provide an improved control which is capable of flexibly fulfilling all the tasks of a vacuum-assisted casting process.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Steuerung für eine Vorrichtung zur Herstellung von Druckgussteilen aus mit einer Druckgießform und einer zur gesteuerten Evakuierung eines Formhohlraums vorgesehenen Absaugvorrichtung, wobei die Vorrichtung mit einer zentralen Steuerung verbunden ist, wobei die Steuerung eine Steuereinheit aufweist, bei der mindestens ein Modul mit der Vorrichtung zur Herstellung von Druckgussteilen und weitere Module mit mindestens einer hydraulischen und/ oder pneumatischen Einheit für die Ansteuerung von Ventilen verbunden sind.The object is achieved with a controller for a device for producing diecast parts from a die and a suction device provided for the controlled evacuation of a mold cavity, the device being connected to a central controller, the controller having a control unit in which at least one module are connected to the device for the production of die-cast parts and further modules with at least one hydraulic and / or pneumatic unit for the control of valves.
Die Steuerung ist dabei besonders flexibel und an die Notwendigkeiten unterschiedlicher Anlagen anpassbar.The control is particularly flexible and can be adapted to the needs of different systems.
Es ist von Vorteil, dass das mindestens eine Modul für die hydraulische Einheit parallel mit dem mindestens einem Modul für die pneumatische Einheit betreibbar ist. Das erlaubt den Einsatz der Steuerung in gemischten Anlagen, in denen unterschiedliche Bauteile aus der Hydraulik oder Pneumatik verwendet werden.It is advantageous that the at least one module for the hydraulic unit can be operated in parallel with the at least one module for the pneumatic unit. This allows the control system to be used in mixed systems in which different hydraulic or pneumatic components are used.
Die Steuereinheit besitzt Komponenten zur Ansteuerung von Ventilen im Gusswerkzeug für den Einsatz von vakuumgestütztem Druckguss, wobei der Type der Ventile, also mechanisch, hydraulisch, pneumatisch austauschbar ist. Damit kann mit unterschiedlichen Modulen der Gemischtbetreib der Vorrichtung erfolgen.The control unit has components for controlling valves in the casting tool for the use of vacuum-assisted die casting, the type of the valves, that is to say mechanically, hydraulically and pneumatically, being interchangeable. This allows mixed operation of the device with different modules.
Es ist von Vorteil, wenn die Komponenten zur Ansteuerung von Ventilen aus Softwarekomponenten bestehen. It is advantageous if the components for controlling valves consist of software components.
Die Steuereinheit weist Eingänge für alle an der Vorrichtung erhobenen Messdaten auf.The control unit has inputs for all measurement data collected on the device.
FigurenlisteFigure list
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels.Further details, features and advantages of the invention result from the following description of an exemplary embodiment shown in the drawing.
Darin zeigen:
-
1 eine dreidimensionale Darstellung der Vorrichtung, -
2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Druckgussteilen in Seitenansicht; -
3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Druckgussteilen in Aufsicht, -
4 einen Schnitt durch ein Filtermodul, -
5 eine schematische Darstellung eines Filters, -
6 einen Schnitt durch einen Filtereinsatz, -
7 ein Schema einer Steuereinheit.
-
1 a three-dimensional representation of the device, -
2nd a schematic representation of the device according to the invention for the production of die-cast parts in side view; -
3rd 1 shows a schematic representation of the device according to the invention for the production of die-cast parts in supervision, -
4th a section through a filter module, -
5 a schematic representation of a filter, -
6 a section through a filter insert, -
7 a schematic of a control unit.
Eine in der
Zwischen der Druckgießform
Die Vorrichtung ist in
Die Saugleitung
Die Saugleitung bzw. der Abschnitt der Leitung
Die Saugleitung besteht aus einem besonderen hitzebeständigen Unterdruckschlauch und setzt sich zu dem Filtermodul
The suction line
The suction line or the section of the
The suction line consists of a special heat-resistant vacuum hose and sits next to the filter module
Das Filtermodul
Das Filtermodul wird dabei in
The filter module is in
Eingangsseitig und ausgangsseitig weist das Filtermodul einen Anschluss auf, der über Verschraubungen
Über einen Reduzierdoppelnippel
An das Filter angeschlossen ist ein Drucksensor
Nachgeordnet ist ein Manometer
Im
Der Referenzraum gibt die Umgebungsparameter des Zustandes wieder, der geherrscht hat, als der Druckgießvorgang abgeschlossen und die Evakuierung der Druckgießform
Alle Sensoren, die Drucksensoren und die Restfeuchtesensoren sind direkt oder indirekt mit der Steuereinheit
Via a reducing
A pressure sensor is connected to the
A pressure gauge is located downstream
in the
The reference space shows the environmental parameters of the state that prevailed when the die casting process was completed and the evacuation of the die
All sensors, the pressure sensors and the residual moisture sensors are directly or indirectly with the
Der im Filtermodul eingesetzte Filter selbst besteht aus einem Filtergehäuse
Wenn die beiden Bauteile, wie in
Der Grobfilter besteht aus Stahlfilterwolle und kann durch Herausklopfen des Schmutzes aus dem Gießprozess gesäubert werden.
Der Feinfilter wird mit Benzol oder einem geeigneten Reinigungsmittel gereinigt. Es ist wichtig, dass die grobe Seite des Filters mit dem Stahlwollfilter in Richtung des Formvakuumventils und das Feinfilter in Richtung des Magnetventils weist. Die Wechselintervalle des Filtereinsatzes hängen vom Umfang der während einer Produktionsschicht abgelagerten Schmutzteile ab. Bei starkem Einsatz sind stündliche Filtereinsatzwechsel durchaus handhabbar.
Die Filterkombination aus einem Grobfilter und einem Feinfilter reduziert den Eintrag von Schmutz aus dem Gießprozess in Richtung der Sensoren auf ein Mindestmaß.If the two components, as in
The coarse filter consists of steel filter wool and can be cleaned by tapping the dirt out of the casting process.
The fine filter is cleaned with benzene or a suitable cleaning agent. It is important that the rough side of the filter with the steel wool filter points in the direction of the form vacuum valve and the fine filter points in the direction of the solenoid valve. The change intervals of the filter insert depend on the extent of the dirt particles deposited during a production shift. With heavy use, hourly filter insert changes are quite manageable.
The filter combination of a coarse filter and a fine filter reduces the entry of dirt from the casting process towards the sensors to a minimum.
Das Filtergehäuse
Das Filtergehäuse
Das analoge Ausgangssignal des Sensors wird an die Steuereinheit
Das Filtermodul mit Magnetventil und weiteren Bauteilen arbeitet durch den Einsatz der Filter wesentlich verschleißfreier als ohne Filter, da diese auf einfache Art und Weise ersetzt und/oder gereinigt werden können.The
The analog output signal from the sensor is sent to the
The filter module with solenoid valve and other components works much more wear-free than without a filter, as they can be replaced and / or cleaned in a simple manner.
Die erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung von Druckgussteilen verlangt weiterhin mindestens ein formschlüssiges Ventil zur Absaugvorrichtung nahe der Gießform.
Bei Druckgießmaschinen mit Absaugvorrichtungen zum Entlüften der Formen erfolgt die letzte Formfüllung mit flüssigem Metall im Zusammenwirken mit der Evakuierung der Form innerhalb weniger Millisekunden. Zur Erzielung eines möglichst hohen Vakuums ist es demnach zweckmäßig, den zum Evakuieren dienenden, mit der Form in Verbindung stehenden Saugkanal möglichst spät zu schließen, d.h. kurz bevor das flüssige Metall in das Saugsystem einspritzen kann. Geeignete Ventile werden zum Beispiel als hydraulische Ventile in der
In die casting machines with suction devices for venting the molds, the last mold filling with liquid metal takes place in cooperation with the evacuation of the mold within a few milliseconds. In order to achieve the highest possible vacuum, it is therefore expedient to close the suction channel which is used for evacuation and is connected to the mold as late as possible, ie shortly before the liquid metal can inject into the suction system. Suitable valves are used, for example, as hydraulic valves in the
Es gibt alternative Ventilformen, wie beispielsweise pneumatische Ventile oder Waschbrettventile, die verwendet werden, um den Druck in der Gießform schnell zu reduzieren.
Pneumatische Ventile haben systembedingte Probleme. Im Vergleich zu hydraulischen Antrieben sind die pneumatischen Kräfte und Momente wesentlich geringer und pneumatische Zylinderbewegungen erfolgen stets Punkt-zu-Punkt. Die Endposition wird jeweils durch einen Festanschlag definiert. Dadurch müssen pneumatische Ventile sehr nahe an der Gießform angebracht sein, was den Verschleiß dieser Komponenten erhöht.There are alternative valve shapes, such as pneumatic valves or washboard valves, that are used to quickly reduce the pressure in the mold.
Pneumatic valves have system-related problems. Compared to hydraulic drives, the pneumatic forces and moments are significantly lower and pneumatic cylinder movements are always point-to-point. The end position is defined by a fixed stop. As a result, pneumatic valves must be installed very close to the mold, which increases the wear on these components.
Waschbrettventile werden als „offenes Entlüftungssystem“ bezeichnet: Die Entlüftungsleistung des Ventils wird vorwiegend durch die Spaltgröße zwischen den Ventilhälften und die Ventilbreite bestimmt. Diese Ventile werden oft in Kombination mit einem weg- oder zeitgesteuerten Ventil eingesetzt.Washboard valves are referred to as an "open ventilation system": The ventilation performance of the valve is mainly determined by the gap size between the valve halves and the valve width. These valves are often used in combination with a displacement or time-controlled valve.
Der Typus der Ventile, als Formvakuumventile, begrenzt die Leistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht. Vielmehr ist es so, dass unterschiedliche Ventiltypen einsetzbar sind. Darüber hinaus muss eine Druckgießmaschine nicht zwangsweise mit einem Ventiltypen ausgestattet sein, sondern es sind auch Kombinationen unterschiedlicher Ventiltypen erlaubt.The type of valve, as a form vacuum valve, does not limit the performance of the device according to the invention. It is rather the case that different valve types can be used. In addition, a die casting machine does not necessarily have to be equipped with one valve type, but combinations of different valve types are also permitted.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Steuereinheit
Eine hydraulische Steuereinheit
Diese beispielhafte hydraulische Steuereinheit
- P = Betriebsdruck der Druckgussmaschine (min 120-160 Bar);
- T = Tankrohr (0 Bar);
- A = Zylinder ausrücken = offenes Ventil (mit 120-160 Bar);
- B = Zylinder einrücken = geschlossenes Ventil. (mit einem Speicherdruck von ca. 95-100 Bar)
A hydraulic control unit
This exemplary hydraulic control unit
- P = operating pressure of the die casting machine (min 120-160 bar);
- T = tank pipe (0 bar);
- A = disengage cylinder = open valve (with 120-160 bar);
- B = engage cylinder = closed valve. (with a storage pressure of approx. 95-100 bar)
Ein Regelventil
Das integrierte Wegeschieberventil
The integrated directional spool valve
Die Vorrichtung zur Herstellung von Druckgussteilen weist zudem eine modular aufgebaute Steuerung auf. Als Steuerung werden alle Bauteile und die Software verstanden, die in einem Kompaktschaltschrank Aufnahme finden, der dann mit der Gesamtanlage verbunden ist.
Die Steuerung besteht maßgeblich aus einer Steuereinheit
Mit der erfindungsgemäßen Steuerung sind mehrere Formevakuierungslinien und Schnellvakuumlinien ansteuerbar.
Umgesetzt wird die Steuerung in einem Schaltschrank mit PLC Steuerung. Die Steuerung erlaubt eine sichere Abfrage basierend auf der Kolbenposition des Formventils, um den Schließzustand des Ventils zu detektieren.
Die Verschlussposition kann aber auch ohne Positionsbestimmung durch Messung in der Schussbewegung einstellbar und variabel sein und wird so von der Steuerung über festvorgegebene Zeitabläufe angesteuert.The device for the production of die-cast parts also has a modular control. Control means all components and software that are accommodated in a compact control cabinet, which is then connected to the overall system.
The control essentially consists of a
With the control system according to the invention, several mold evacuation lines and rapid vacuum lines can be controlled.
The control is implemented in a control cabinet with PLC control. The control enables a reliable query based on the piston position of the molded valve in order to detect the closed state of the valve.
The breech position can, however, also be adjustable and variable without measurement of the position by measuring in the weft movement and is thus controlled by the control system via predefined time sequences.
In
Die Softwaremodule
Das Verfahren zur Herstellung von Druckgussteilen ist durch folgende Verfahrensschritte charakterisiert:
- a) Evakuierung einer Druckgießform,
- b) Füllen der Druckgießform mit Gießmaterial,
- c) Entnehmen des Druckgussteiles,
- e) Messungen von Umgebungsparameter im Filtermodul und
- f) entsprechend dem Ergebnis dieser Messungen eine Vorrichtung zur Herstellung von Druckgussteilen gesteuert.
- a) evacuation of a die,
- b) filling the die with casting material,
- c) removing the die-cast part,
- e) measurements of environmental parameters in the filter module and
- f) controlled a device for producing die-cast parts according to the result of these measurements.
Dadurch ist gewährleistet, dass das Verfahren entsprechend den tatsächlichen Umgebungsparametern in der Druckgießform gesteuert und auf entsprechende optimierte Umgebungsparameter normiert werden kann. So ist es möglich, den Gießprozess so einzustellen, dass die gemessene Restfeuchte ein je nach Druckgießform und -teil typisches Minimum erreicht und das Verfahren in einen stabilen Zustand übergeht.This ensures that the method can be controlled in accordance with the actual environmental parameters in the die and can be standardized to corresponding optimized environmental parameters. It is thus possible to set the casting process so that the measured residual moisture reaches a typical minimum depending on the die casting mold and part and the process changes to a stable state.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- SteuereinheitControl unit
- 1a, 1b, 1c, 1d, 1e1a, 1b, 1c, 1d, 1e
- SteuermoduleControl modules
- 22nd
- FiltermodulFilter module
- 33rd
- SteuermodulControl module
- 44th
- VerteilerplatteDistribution plate
- 1010th
- Vorrichtungcontraption
- 1212
- DruckgießformDie casting mold
- 1616
- AbsaugvorrichtungSuction device
- 1414
- Bewegliche FormhälfteMovable mold half
- 1515
- Feste FormhälfteFixed mold half
- 1818th
- VakuumpumpeVacuum pump
- 2020th
- SaugleitungSuction line
- 20a20a
- Leitungmanagement
- 20b20b
- AbsaugleitungSuction line
- 2121st
- FormvakuumventilForm vacuum valve
- 100100
- VerschraubungScrew connection
- 101101
- ReduzierdoppelnippelReducing double nipple
- 102102
- FiltergehäuseFilter housing
- 102 a, b102 a, b
- Boden und DeckelBottom and lid
- 103103
- RändelschraubeThumbscrew
- 104104
- DrucksensorPressure sensor
- 105105
- Reduzierungreduction
- 106106
- Manometermanometer
- 107107
- Schelleclamp
- 108108
- 2/2 Wegeventil2/2 way valve
- 200200
- FiltereinsatzFilter insert
- 202202
- LochscheibenPerforated discs
- 203203
- FeinfilterFine filter
- 204204
- GrobfilterCoarse filter
- 205205
- O-RingO-ring
Claims (3)
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