FR2460170A1 - Procede et dispositif d'automatisation d'un cycle de coulee sur machine basse-pression - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET DISPOSITIF PERMETTANT DE REGLER LES VITESSES ET PRESSIONS AU COURS D'UN CYCLE SUR UNE MACHINE DE COULEE SOUS BASSE-PRESSION. LE PROCEDE CONSISTE EN UNE DECOMPOSITION DU CYCLE DE COULEE EN PHASES CARACTERISTIQUES ASSOCIEES A DES PARAMETRES PARTICULIERS. LE DISPOSITIF EST UN ENSEMBLE CALCULATEUR PERMETTANT D'OBTENIR CES PARAMETRES. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE POUR LE PILOTAGE DES MACHINES DE COULEE.

Description

La présente invention concerne les diverses machines de coulée et est relative à un procédé d'automatisation d'un cycle de coulée sur machine basse -pression et à un dispositif destiné à réaliser ce procédé.

La coulée basse-pression est un procédé de remplissage de moules, métalliques ou non-métalliques, par un alliage ou une matière susceptible de se solidifier, remplissage s'effectuant sous une pression allant jusqu'à par exemple quelques centaines de grammes par centimètre carré dans le cas des alliages d'aluminium et permettant la solidification du matériau sous une pression du même domaine de valeur et la récupération du matériau non solidifié dans le système d'injection.

Dans le principe connu de la coulée à basse-pression on maintient pendant la solidification une surpression, s'ajoutant à celle qui existe à la fin du remplissage de l'empreinte du moule, et la vitesse de croissance de pression est constante pendant le remplissage et l'établissement de la surpression.

Certains constructeurs ont adapté à leurs machines des dispositifs donnant deux régimes de croissance de pression, une vitesse rapide et ensuite une vitesse plus lente.

Cependant, les réalisations de pièces en basse-pression montrent que la courbe idéale de la vitesse de croissance de pression doit traduire des phases plus nombreuses, adaptées à chaque pièce.

C'est pourquoi, il a paru avantageux suivant l'invention de créer un procédé,qui permet d'établir une automatisation du cycle de coulée sur machine basse-pression, avec mouvement du métal provoqué par une pression de gaz, et qui est caractérisé par
- la décomposition du cycle de coulée en diverses phases de base, décom
posées elles-mêmes en phases secondaires;
- la détermination des paramètres de coulée attachés à ces différentes
phases dans le stade de mise au point par enregistrement des cycles, et
- la régulation de la pression pour assurer la concordance entre les para
mètres retenus lors de la mise au point et ceux obtenus réellement lors
du déroulement du cycle de coulée.

Ce procédé s'applique à la coulée de tout matériau susceptible de se solidifier et à la coulée dans tout appareil.

L'invention concerne également le dispositif qui permet de réaliser cette automatisation du cycle de coulée et qui est earaetérisé par un ensemble entrées-sorties qui transforme les indications données sous forme numérique pour les paramètres de coulée, un ensemble calculateur capable de transformer la vitesse de montée du liquide en variation du facteur, qui lui a donné naissance, et de réguler ce facteur pour obtenir une variation identique à celle demandée à partir des indications de la courbe type mises dans un ensemble-mémoires, cet ensemble-mémoires contenant le numéro de référence de la pièce et les paramètres de coulée, qui lui ont été communiqués après la mise au point.

Pour mieux faire comprendre l'invention celle-ci est décrite ci-après, sur la base des dessins annexés à titre d'exemples uniquement, montrant en
Figure 1 une coupe schématique dans une machine de coulée basse pression:
Figure 2 le cycle de coulée de la machine de figure 1 suivant l'état actuel de la technique;
Figure 3 le cycle de coulée de la machine de figure 1 suivant l'invention;
Figure 4 le schéma d'asservissement de la vanne du dispositif d'automatisation du cycle;
Figures 5 et 6 le schéma de la mise en position des moules respectivement dans le stade de mise au point et dans le stade de production en série, avant le déclenchement du cycle suivant figure 3.

Le principe de la coulée basse pression est représentée dans la coupe schématique de figure 1. Le métal du creuset 1 est dans un four de maintien étanche 2, fermé par le plateau fixe 3. L'empreinte du moule Il est reliée au métal par le système de coulée 5 et le tube d'injection 6.

Une pression de gaz (air ou gaz neutre) étant exercée par le conduit 7, le métal monte dans le tube 6 et emplit l'empreinte. On maintient pendant la solidification une surpression s'ajoutant à la pression qui existe à la fin du remplissage de l'empreinte.

Le cycle de coulée conventionnel est montré en figure 2. La pression au niveau du métal dans le creuset 1 (figure 1) est représentée en fonction du temps par la courbe C1, qui figure le cycle de coulée. On voit que la vitesse de croissance de pression est constante pendant le remplissage (R) et l'éta- blissement de la surpression (S). On voit ensuite le maintien de la surpression (M) et la décompression (D).

Un cycle de coulée avec deux régimes de croissance de pression est aussi connu : le premier jusqu'à l'arrivée du métal au niveau de la table avec une vitesse rapide de l'ordre de 15 cm à 20 cm/seconde (courbe C1 jusqu'en X), et le second depuis l'arrivée au niveau de la table jusqu'à la fin de l'établis- sement de la surpression avec une vitesse plus lente de l'ordre de 8 cm à l0-cmseconde- (courbe C2).

La courbe idéale, proposée suivant l'invention, traduit des phases plus nombreuses adaptées à la réalisation de chaque pièce en basse pression. Ce cycle de coulée théorique est représenté en figure 3.

Phase I
Le métal est au repos à son niveau dans le creuset. On ouvre le circuit d'air ou de gaz. Le métal monte dans le tube 6 jusqu'au point A (figure 1) et sa vitesse de montée peut être rapide.

Phase II (AB)
Le métal monte dans l'extrémité du tube 6 et dans le cône d'entrée dans le moule (point B en figure 1). La vitesse du métal peut se ralentir.

Phase III (BC)
Le métal emplit le système de coulée. La vitesse d'écoulement du métal doit être fonction du dessin du système de coulée, donc variable avec les pièces à réaliser.

Phase IV (CD)
Le métal emplit l'empreinte. La vitesse doit être fonction de la forme géométrique de la pièce : épaisseur, hauteur en particulier.

Phase V (DE)
La surpression AP1 s'établit après remplissage de l'empreinte. Elle doit le faire avec une vitesse et une accélération qui évitent les coups de bélier, afin de pouvoir utiliser des sables fins sans enduit.

Phase VI (EF)
La surpression AP2 s'établit après AP1. Elle doit le faire dans un temps très court, la somme tP1 + AP2 représentant la pression de masselottage et devant s'exercer avant que la pièce ne commence sa solidification.

AP1 et Ap2 sont fonction des caractéristiques de la pièce et en particulier nature de l'alliage, épaisseur, longueur, hauteur.

Phase VII (FG)
Maintien de la surpression. Il dépend des mêmes facteurs.

Phase VIII (GH)
Décompression. Suppression de surpression. Le métal descend dans le tube 6.

L'ensemble de ces huit phases essentielles, désignées désormais 'phases de base", est de l'ordre de 2 minutes.

L'objet de l'invention consiste dans le pilotage de la machine basse
pression pour l'obtention d'un tel cycle adapté à une pièce déterminée.

Pour le déclenchement des quatre premières phases sont disposées dans 'le tube ou l'empreinte quatre électrodes. Après remplissage de l'empreinte,
les quatre autres phases sont déclenchées par des indications de temps.

On voit en figure 1 indiquée l'électrode el en A pour la phase I,
e2 en B pour la phase II, e3 en C pour la phase TII, et e4 en D pour la phase IV.

A un instant donné quand le métal est par exemple à un niveau H au-des
sus du métal liquide, la pression au niveau du métal dans le creuset est P Hmg
(avec m masse voluique du métal et E accélération de la pesanteur
dP dH
et - = mg
dt dt
La vitesse verticale de montée du métal dans les phases I, II, III, IV
est donc proportionnelle à la vitesse de la pression en fonction du temps.

Il en est de même de leurs accélérations.

Les paramètres du cycle de coulée consistant en -vitesse et accélération du métal dans les phases II-III-IV, -vitesse et accélération de la pression des phases V-VI, -valeur de la surpression api, -valeur de la surpression AP2, -temps de maintien de la surpression totale,
sont des éléments déterminants pour la qualité métallurgique de la pièce
coulée, particulièrement en présence ou non de : oxydes soufflures, non ve
nues, abreuvages, microporosité, retassures et microretassures.

A tout instant du cycle de coulée il s'agit d'imposer tous les para
mètres énumérés ci-dessus, sans que cette énumération soit limitative,
paramètres qui ont pu être retenus après la mise au point comme donnant des
pièces de qualité satisfaisante. Cela est rendu possible grâce au dispositif
d'automatisation, suivant l'invention, décrit ci-après. Ce dispositif assure
une automatisation complète du cycle de coulée sans intervention manuelle et
est conçu comme un ensemble autonome, capable de fonctionner hors de tout
appareil supplémentaire comme un ordinateur et dont le coût n'est qu'une
faible fraction (de l'ordre de quelques P/O) du coût total de la machine
basse pression.

Un dispositif conforme à l'invention comporte essentiellement une vanne automatisée 8 et un dispositif d'automatisation proprement dit comprenant trois ensembles : un ensemble entrées-sorties, un ensemble calculateur et un ensemble mémoire.

Les caractéristiques de ces ensembles sont destinées à satisfaire l'asservissement de la machine basse pression dans deux stades distincts : le stade mise au point et le stade série.

Dans le stade mise au point, après dessin du système de coulée, une courbe vitesse de montée de métal et surpression en fonction du temps est tracée comme étant celle qui paraît susceptible de donner des pièces de qualité métallurgique satisfaisante.

Dans l'exemple donné précédemment, huit phases dites de base ont été isolées le long du cycle mais chacune d'elles peut être décomposée an phases dites "secondaires" en nombre quelconque, la vitesse du métal ou la vitesse de variation de pression étant constante pendant la durée de chacune d'elles.

- Chaque phase de base ou secondaire correspond à une position de métal dans le tube ou le moule, qui est matérialisée par une électrode pendant ce stade de mise au point.

- Les paramètres retenus pour chaque phase sur cette courbe origine vitesse de montée du métal, vitesse de variation de surpression, valeur de surpression et temps de maintien en surpression sont affichés avant coulée dans l'ensemble entrées-sorties par exemple sur des roues codeuses et sont transmis à l'ensemble calculateur.

Celui-ci dans un ensemble compact, autonome, servant d'appareil d'atelier et donc indépendant dun ordinateur, peut tre composé par exemple de microprocesseurs et d'horloges électroniques.

Au déclenchement de la coulée provoqué par le switch de fin de course qui détecte la fermeture du moule ou l'application de la pression du plateau mobile sur le moule, la vanne 8 s'ouvre à son ouverture maximale, le métal monte dans le tube 6, arrive à l'électrode el. La pression dans l'enceinte est enregistrée comme pression 0.

A partir de cet instant, lorsque le métal sera à une hauteur h audessus de l'électrode el, la pression dans l'enceinte au-dessus de la ré- férence 0 sera P = m h g (avec m masse volumique du métal, h hauteur au-dessus de la référence 0 et g accélération de la pesanteur).

Maintenant, si on applique une différence de pressionAP pendant un intervalle de temps At, il en résulte une variation de hauteur Ah telle que
AP Ah
At = mg At
Ah est la vitesse de remplissage de la zone considérée, d'où At
AP = mg V dt.

Pour une vitesse donnée V et un intervalle de temps At entre chaque mesure préalablement déterminé, il est donc possible d'obtenir un AP théorique (APt) permettant d'atteindre la vitesse de remplissage désirée.

Un capteur de pression branché dans l'enceinte convertit sous forme d'une tension continue les différentes pressions à mesurer. Sa sensibilité doit être
2 supérieure à 10 grammes/cm pour permettre des mesures dans des intervalles qui puissent atteindre le domaine de 1/10 de seconde.

Le capteur donnera l'augmentation réelle de pression APR pendant cet intervalle de temps At correspondant à un palier d'augmentation de pression.

Une comparaison entre APt et APR permettra d'asservir la vanne (figure 4)
Le système est centré autour d'un microprocesseur. Les différents AP théoriques sont introduits en mémoire. Si le AP théorique est supérieur au
AP réel, la vanne s'ouvre pour atteindre l'équilibre; inversément si AP théorique est supérieur ou égal au AP réel, la vanne se ferme.

Le procédé permet de neutraliser l'influence des fuites d'air qui peuvent se produire au joint du couvercle, de la porte sur la carcasse du four en particulier. La pression de référence prise comme zéro pour le pilotage est en effet celle atteinte lors du passage sur la première électrode et non celle existant dans l'enceinte lors de l'instant initial; les fuites éventuelles existent lorsque le métal atteint cette première électrode.

Par ailleurs, le procédé permet de donner une précision de régulation satisfaisante à des pièces comprises dans des domaines de dimensions très différentes, qui se présentent en particulier dans les productions avec moules en sable, contrairement à celles en moules métalliques qui donnent en général lieu à des productions en série importantes.

Les pièces peuvent en effet être classées selon la pression totale à obtenir au-dessus de l'électrode de référence. Cette pression correspond à la somme de la pression de remplissage (hauteur de la grappe en cm x 2,35 masse volumique de l'aluminium liquide) et de la surpression d'alimentation.

Avec une hauteur de système de coulée de 15 cm et une surpression d'ali
2 mentation de 120 grammes par cm , qui permet l'utilisation de sable fin sans enduit, on obtient par exemple
pièces de pression totale
remplissage + surpression
5 cm de hauteur 167 g(cm)
20 cm 202
100 cm 390
200 cm 625
On pourra réaliser ces pièces avec les échelles de pression suivantes
hauteur pièces Echelle
5 et 20 cm 300 g/cm2
100 500
200 700 "
La pression maximale correspondant a' l'échelle indiquée est obtenue dans le dispositif créé avec 255 paliers de modification de pression chacun correspond donc à
1,17 g/cm2 pour l'échelle 300 g/cm2
1,96 " 500
2,74 " 700
Pour avoir une donne précision de pilotage, l'appareil doit faire une mesure de comparaison entre AP théorique et AP réel tous les 1/10 de seconde environ. Il a été construit pour le faire 8 fois par palier indiqué prece- demment (1,17 g/cm2, etc..).

Chaque palier correspond à une augmentation de pression Valeur totale de l'Echelle
palier - 255
A chaque palier le métal dans les phases I à IV s'élève de

La vitesse est
AH
V = AT
On affiche sur l'appareil ATo, qui est l'intervalle de temps entre deux mesures successives parmi les huit faites le long d'un palier

L'unité de vitesses étant 1 cm/seconde, l'unité de temps si on la prend pour une échelle déterminée comme son ATo est :

Pour les échelles précédemment citées, les variations de pression par palier et les unités de temps sont respectivement dans le dispositif construit :: AT
Echelle Ppalier Unité de temps
6
300 g/cm2 1,17 g/cm2 secondes
500 1,96 10
100
700 2,74 100
Dans les phases qui correspondent à l'écoulement du métal (Phase I à IV), on affiche sur l'appareil a) la vitesse désirée de montée verticale du métal
V cm/sec. dans chacune des phases b) l'unité de temps AT sec.

o
Le calculateur calcule l'augmentation de pression pendant le temps AT
o selon la formule
APTH = mg V AT
o et #Pthéorique s'exprime en un nombre de paliers de l'échelle retenue pour la pièce. La précision de régulation étant-exprimée par
AP
palier
AT
o est constante.

Le dispositif adapte donc la précision de régulation à chaque cas de pièce pour la rendre constante, donnant ainsi des conditions satisfaisantes de coulée dans un large domaine.

L'arrivée du métal sur les électrodes déclenche les différentes phases, sauf les phases de base V, VI, VII, VIII qui suivent le remplissage de l'em- preinte et où les limites sont données pour V - le début par l'électrode e
- la fin par l'obtention de la différence de pression AP1
au-dessus de la pression obtenue au début de la phase; pour VI - le début par l'obtention de AP1
- la fin par l'obtention de AP1 + AP2 pour VII - le début par l'obtention de AP1 + AP2
- la fin par la durée affichée pour la phase dans ensemble
entrées-sorties; pour VIII - le début par l'extrémité de la durée de maintien de sur
pression
- la fin par l'obtention de la pression atmosphérique dans
l'enceinte.

Dans le stade de mise au point, l'affichage sur le dispositif doit en traîneur une vitesse d'établissement des surpressions V(AP1) et lr(AP2) et leurs valeurs AP1 et AP2
AP1 On affiche le nombre de paliers de pression à obtenir dans l'unité de temps ATo et le nombre total de paliers à obtenir dans la phase V.

Par exemple 001 016
015
Pour une pièce d'échelle 700 g/cm le APpalier est 2,74 g/cm et l'unité de temps ATo 100 secondes. Le dispositif donne à la vanne l'ordre de faire 100 monter la pression de 001 palier de pression en 1 unité de temps et de s'ar rêter au bout de 16 paliers, donc de permettre à la pression de monter de 15 2,74 g/cm e, 100 sec. et de s'arrêter quand l'accroissement de pression aura atteint
2,74 x 16 = 44 g/cm2 15
La phase d'établissement de surpression durera donc 16 x Moo 2 2,4 se- condes condition permettant d'éviter le coup de bélier, première cause d'abreuvage, la seconde étant la surpression totale AP1 + AP2.

AP2 L'affichage se fait sur le même principe, mais il doit corresDondre à une vitesse rapide : soit par exemple l'affichage
020 032
015
Le dispositif donnera l'ordre à la vanne de faire monter la pression de 20 paliers de pression en une unité de temps de 105 sec. et de s'arrenter
100 au bout de 32 paliers, donc de permettre :
20 x 2,74 = 54,8 g/cm en 15 sec.

100 et de s'arrenter au bout de :
32 x 2,74 = 88 g/cm
La croissance 54,8 g/cm2 en 15/100 sec. étant trop rapide, ia vanne s'ouvrira et ne se refermera pas avant la fin de la phase VI donnant ainsi la vitesse d'augmentation de pression maximale.

La phase VII (de maintien de la pression pendant la solidification) est limitée au cours de la mise au point par la fin du solidus sur la courbe de solidification obtenue par un couple placé à 20 mm de la pièce dans l'attaque la plus chaude du système de coulée. Cette attaque est déterminée par calcul des échanges thermiques qui doivent être faits avec soin dans tous les systèmes de coulée en basse pression.

Par ailleurs cette détermination du solidus n'étant pas toujours suffisamment précise, on dispose sous le couple, soit environ à 30 mm de la pièce un grillage constitué d'une maille d'environ 2 mm à 3 mm en fibre de verre ou métallique. Ce grillage empêchera le reste de métal liquide qui pourrait se trouver mélangé aux cristaux à la fin de la solidification de descendre dans le système de coulée qui se revide. La santé radiographique de l'ensemble doit confirmer que le temps de maintien de la surpression est satisfaisant.

Les essais de mise au point se font donc en faisant varier les paramètres de la courbe jusqu'à obtention de la qualité métallurgique satisfaisante, ceci supposant que les facteurs en amont de la coulée ont été maitrisés - qualité de l'empreinte (divers matériaux de moulage, dessin du système de
coulée, des refroidisseurs, température du moule, etc...) - qualité du métal (composition, affinage, modification, dégazage, tempéra
ture, etc...).

Les différentes courbes P = f (t) sont enregistrées.

Dans le stade série le dispositif comprend un ensemble "mémoire" dans lequel on peut enregistrer le numéro référence de la pièce et les paramètres de la coulée (vitesse du métal, vitresse de surpression, valeur de surpres-i- sions, durée des phases de base ou secondaires), la succession des vitesses pour des phases courtes correspondant physiquement à des accélérations qui jouent un rôle important dans la qualité métallurgique.

Dans le dispositif d'automatisation autonome tel que défini plus haut l'ensemble mémoire peut être constitué par exemple par des composants du type ROM
La mise en mémoire de la durée des phases permet d'éviter l'obligation de disposer des élctrodes dans le moule comme dans le cas du stade "mise au point", électrodes qui compliquent l'exécution des moules. L'électrode e1 qui donne le zéro est disposée au sommet du tube d'injection 6.

Le moule étant mis en place sur la machine basse pression, les seules opérations nécessaires sont l'affichage de la référence de la pièce et le déclenchement du cycle.

Le cycle se déroule selon les indications mises en mémoire. Il peut être éventuellement enregistré comme vérification ou contrôle statistique.

L'invention assure donc une automatisation complète du cycle de coulée à partir de conditions établies lors de la mise au point, sans intervention manuelle, à partir d'un appareil d'atelier qui peut être autonome.

Par ailleurs, le calculateur qui transforme une indication pression en une indication vitesse de montée de métal par l'intermédiaire du coefficient mg (m masse volumique du métal, g accélération de la pesanteur) peut faire fonctionner le dispositif pour tout matériau, si on fait varier m.

En outre, le dispositif peut s'appliquer à tout appareil de coulée souspression, que l'origine du mouvement du métal soit un gaz comme dans l'exem- ple décrit, un liquide, un champ tournant, une pompe électromagnétique, etc.

Il suffit en effet de connaitre la corrélation qui existe entre la hauteur du métal dans le tube d'injection et le facteur qui a provoqué le mouvement ou la corrélation entre leurs vitesses.

Si cette corrélation ne peut être établie mathématiquement, elle peut toujours l'entre expérimentalement à partir d'enregistrement des courbes.

Facteur origine du mouvement = f1 (temps)
Hauteur métal = f2 (temps)
Le calculateur transformera l'indication vitesse qui lui est donnée en indication facteur origine et le régulera.

Le déclenchement du cycle exige que le moule soit fermé et la pression du plateau mobile appliquée pour éviter les fuites éventuelles de métal.

Dans les productions en série avec moules métalliques, ce réglage est fait au départ de la série en cours. Par contre dans les fabrications en moules sables, il faut utiliser un dispositif qui compense les différences de hauteur des moules et permet de nepas déformer les empreintes de sable. Cette condition est essentielle pour les productions destinées à l'aéronautique, qui concernent fréquemment ces coulées en moules sables et où les tolérances sont serrées.

Ces dispositifs, qui sont nécessaires pour la mise en oeuvre du pilotage, peuvent être adaptés différemment aux deux stades de mise au point et de série.

Les dispositifs des schémas des figures 5 et 6, par exemple, répondent auc conditions imposées (compensation des hauteurs, non déformation des empreintes).

Pour le stade de mise au point (figure 5) les noyaux 9 sont remmoulés dans un coffre métallique 10 posé sur le plateau fixe 3. Au plateau mobile 11 sont liées deux barres 12, réglées pour qu'elles appuient sur le coffre quand le plateau mobile termine sa course vers le bas. Le coffre est alors appuyé sur le plateau fixe.

Pour éviter le déplacement des noyaux sous la pression du métal, sans les déformer par la pression du plateau mobile dans ce premier stade, le coffre porte par exemple des règles 13, clavetées sur lui et munies de vis 14 qui viennent caler le noyau sans pression par l'intermédiaire de cales 15.

Le dispositif de barres 12 est réglé pour le coffre le plus haut des pièces à produire.

Pour les coffres plus petits, on adapte à chacun un système de rattapage de hauteur, qui lui est particulier et qui ramène son appui au niveau des barres 12 du coffre de référence.

Pour le stade de production série les dispositifs précédents peuvent être remplacés par des vérins fixés sur le plateau mobile et réglés par le pilote automatique.

Le schéma de figure 6 donne le principe de réalisation du calage automatique.

Après mise au point de la pièce, les vérins 161 et 162 sont fixés sur le plateau mobile 11, dans des positions telles que leurs tiges puissent appuyer sur la collerette du coffre de moulage correspondant 10. La longueur de sortie l de la tige est connue.

Les couples de vérins correspondant à divers diamètres ou périmètres de coffres étant mis en place (161 - 162, 163 - 164 ...) ils sont raccordés à un dispositif hydraulique 17 (Pompe-Accus) qui peut être monté sur le plateau mobile.

Après mise au point de la pièce, on met en mémoire dans le pilote automatique 18 avec le numéro d'identification de la pièce, le numéro de référence du couple de vérins à mettre en action et le temps de fonctionnement du groupe hydraulique pour faire sortir la tige de la longueur déterminée l.

Au déclenchement du cycle 10) le pilote automatique identifie le coupe de vérins et fait sortir les tiges d'une longueu déterminée, 20) le plateau mobile descend jusqu'à son switch de limite de course; les tiges de vérins appuient alors sur le coffre, 30) la fin de course du plateau mobile déclenche l'injection d'air. Le cycle se déroule ensuite.

A la fin du cycle : le pilote automatique - fait rentrer les vérins - fait remonter le plateau mobile.

Les vérins hydrauliques ou pneumatiques peuvent être remplacés par des poussoirs commandés par électro-aimants, qui sont sélectionnés par le pilote comme l'étaient précédemment les vérins.

Le procédé suivant l'invention s'étend à la coulée de tout matériau susceptible de se solidifier et à la coulée dans tout appareil, le facteur provoquant la montée du liquide étant régulé comme l'est la pression.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'automatisation d'un cycle de coulée sur machine de coulée base se-pression, avec mouvement du métal provoqué par une pression d'air ou de gaz, caractérisé par - la décomposition du cycle de coulée en un nombre important de phases de

base, elles-mêmes décomposées en phases secondaires; - la détermination des paramètres de coulée attachés à ces différentes pha

ses dans le stade de mise au point par enregistrement des cycles, et - la régulation de la pression, de manière à assurer la concordance entre les

paramètres retenus lors de la mise au point et ceux obtenus réellement

lors du déroulement du cycle de coulée.

2. Procédé d'automatisation suivant la revendiction 1, caractérisé en ce que le cycle de coulée comporte huit phases de base phase I - ouverture du circuit d'air ou de gaz, le métal à partir de son niveau

dans le creuset monte dans le tube d'injection avec une vitesse de

montée pouvant être rapide.

fonction des caractéristiques de la pièce à réaliser.

pièce ne commence sa solidification, et ces surpressions étant

présentant la pression de masselottage et s'exerçant avant que la

te dans un temps très court, la somme de ces deux surpressions re

évitant les coups de bélier; phase VI - on établit une surpression s'ajoutant à la surpression précéden

géométrique de la pièce; phase V - on établit une surpression avec une vitesse et une accélération

les pièces à réaliser; phase IV - le métal emplit l'empreinte avec une vitesse fonction de la forme

ment fonction du dessin dudit système, respectivement variable avec

du système de coulée avec une vitesse pouvant se ralentir; phase III - le métal emplit le système de coulée avec une vitesse d'écoule

phase II - le métal sort du tube d'injection et monte dans le cône d'entrée

cendant dans le tube d'injection.

phase VII - maintien de la surpression; phase VIII - Suppression de la surpression et décompression, le métal redes

3. Procédé d'automatisation suivant l'une quelconque des revendications i et 2 caractérisé en ce qu'il consiste à déclencher les premières phases concernant le remplissage par des contacts métal-électrodes disposées dans le tube d'injection et l'empreinte, et les autres phases, après remplissage de l'empreinte, par des indications de temps.

4. Dispositif destiné à réaliser le procédé d'automatisation décrit dans l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par - un ensemble entrées-sorties, qui transforme les indications données sous

forme numérique pour les paramètres de coulée; - un ensemble calculateur, capable de transformer la vitesse de montée du li

quide en variation du facteur qui lui a donné naissance et de réguler ce

facteur pour obtenir une variation identique à celle demandée à partir des

indications de la courbe type mises dans un ensemble-mémoires; - cet ensemble-mémoires contenant le numéro de référence de la pièce et les

paramètres de coulée, qui lui ont été communiquées après la mise au point.

5. Dispositif d'automation suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la régulation de la vitesse du métal dans le moule est faite par l'intermédiaire de paliers de pression quantifiés, dont l'amplitude peut être préfixée, chaque valeur permettant d'obtenir une précision de régulation constante pour des hauteurs de pièces variables.

6. Dispositif d'automation suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'ensemble-mémoires utilise en production de série une seule électrode, qui détecte l'arrivée du métal à l'extrémité du tube d'injection, avant son entrée dans le moule, les phases étant réglées par les temps mis en mémoire.

7. Dispositif d'automation suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il est associé à un ordinateur.

8. Dispositif d'automation suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il est constitué comme un appareil autonome, à partir de composants tels que roues codeuses, microprocesseurs, mémoires, qui lui donnent le caractère d'un appareil d'atelier associé en complément à la machine de coulée.

9. Dispositif d'automation suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'il détecte et règle en position un dispositif de calage automatique des moules constitué par des vérins ou des dispositifs électromagnétiques, cette détection et ce réglage des opérations de coulée se faisant à partir du seul numéro de référence de la pièce à couler.

10. Dispositif de calage automatique tel que décrit en revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif permettant d'assurer la non déformation de l'empreinte et constitué par des touches réglables prenant appuis sur le coffre métallique, dans lequel sont remmoulés les noyaux du moulue, et isolant l'empreinte des efforts de compression exercés par le plateau mobile.

11. Dispositif d'automation tel que décrit ci-dessus et représenté aux dessins annexés.

12. Dispositif de calage automatique des moules tel que décrit ci-dessus et représenté aux dessins annexés.