JP2007167940A - Die casting machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、射出プランジャの前進によって金属溶湯を金型内に射出・充填するダイカストマシンに関する。 The present invention relates to a die casting machine that injects and fills a molten metal into a mold by advancing an injection plunger.
溶融金属材料を金型のキャビティ内に射出・充填して製品を得るダイカストマシンはよく知られており、このダイカストマシンにおいては、溶解炉で溶融した金属材料(例えば、Al合金、Mg合金など)を1ショット毎にラドルで計量して汲み上げ、汲み上げた金属溶湯(溶融金属材料)を射出スリーブ内に注ぎ込んで、これを射出プランジャの前進動作によって金型のキャビティ内に射出・充填するようにしている。 A die casting machine that obtains a product by injecting and filling a molten metal material into a mold cavity is well known. In this die casting machine, a metal material melted in a melting furnace (for example, Al alloy, Mg alloy, etc.) Each shot is weighed and pumped with a ladle, and the molten metal (molten metal material) is poured into the injection sleeve, and this is injected and filled into the mold cavity by the forward movement of the injection plunger. Yes.
ダイカストマシンの射出工程は、低速射出工程と高速射出工程とからなっており、高速射出工程においては、プラスチック射出成形機の射出速度よりも1桁程度速い、高速の射出速度で、金型内に金属溶湯を射出・充填する必要がある。このため、射出の駆動源としては、従来は一般的に、比較的に大型の油圧駆動源が用いられており、このように射出駆動源を油圧駆動源としていることから、型開閉やエジェクトの駆動源も油圧駆動源とした、油圧式のダイカストマシンが、従来はダイカストマシンの主流となっていた。 The injection process of a die casting machine consists of a low-speed injection process and a high-speed injection process. In the high-speed injection process, a high-speed injection speed that is about an order of magnitude faster than the injection speed of a plastic injection molding machine is placed in the mold. It is necessary to inject and fill the molten metal. For this reason, a relatively large hydraulic drive source is generally used as an injection drive source. Since the injection drive source is used as a hydraulic drive source in this way, mold opening / closing and ejecting are performed. A hydraulic die casting machine that uses a hydraulic driving source as a driving source has been the mainstream of die casting machines.
しかしながら、油圧式のダイカストマシンは、油による汚損の虞があるため、クリーンな電動式のダイカストマシンへの要望が、近時は高まりつつあり、このような電動式のダイカストマシンとして、例えば、特開2000−84654号公報(特許文献1)、特開2001−1126号公報(特許文献2)に記載された技術が知られている。これらの特許文献に示された技術においては、射出用電動サーボモータと、昇圧・保圧工程で用いる油圧駆動源としてのアキュームレータとを備え、射出工程の低速射出工程と高速射出工程は射出用電動サーボモータの駆動力のみによって実行し、昇圧工程は射出用電動サーボモータとアキュームレータの駆動力を足し合わせて実行し、昇圧工程に続く保圧工程はアキュームレータの駆動力のみで実行するか、もしくは、昇圧・保圧工程はアキュームレータの駆動力のみで実行するようになっている。 However, since there is a risk of oil contamination of hydraulic die casting machines, there is a growing demand for clean electric die casting machines recently. As such electric die casting machines, for example, Techniques described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-84654 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-1126 (Patent Document 2) are known. In the technologies disclosed in these patent documents, an injection electric servomotor and an accumulator as a hydraulic drive source used in the boosting / holding process are provided, and the low-speed injection process and the high-speed injection process of the injection process are the electric motor for injection. It is executed only by the driving force of the servo motor, the boosting step is executed by adding the driving force of the electric servo motor for injection and the accumulator, and the pressure holding step following the boosting step is executed only by the driving force of the accumulator, or The boosting / holding process is executed only by the driving force of the accumulator.
上記の特許文献1、2に示された技術では、射出工程(低速射出工程および高速射出工程)の駆動源を電動サーボモータとして、昇圧・保圧工程のみに油圧駆動源の力を利用するようにしているので、油圧システムを小型化できて、比較的にクリーンなダイカストマシンを実現でき、また、昇圧時には大きな圧力が容易に出力可能となる。しかしながら、特許文献1、2に示された技術は、高速射出工程における高速の射出速度を、電動サーボモータのパワーのみで得るようにしているため、射出速度を高速化するためには一定の限界があり、かつ、射出速度を確保するために電動サーボモータも比較的に大型のモータを必要とする。
In the techniques disclosed in
ところで、射出プランジャの前後進用の駆動源を電動サーボモータとしたダイカストマシンにおいては、電動サーボモータの出力のみでは達成困難であるのは、増圧(昇圧)の圧力ではなく、高速射出工程における高速の射出速度である。そこで、射出プランジャの主たる駆動源としての電動サーボモータと、射出プランジャの前進方向の副駆動源としての油圧駆動源(油圧シリンダ)とをもつダイカストマシンにおいて、射出工程中の高速射出工程において、油圧駆動源のパワーを一挙に放出させて、射出プランジャを高速度で前進させるようにした技術を、本願出願人は、特願2005−141344として提案した。
上記した特願2005−141344において提案したダイカストマシンでは、電動サーボモータとボールネジ機構により前後進駆動される移動ユニットと、移動ユニットに搭載され、アキュームレータからの圧油でそのピストン体である射出プランジャを前進駆動される油圧シリンダとを備えた構成をとっている。電動サーボモータの駆動力により前後進駆動される移動ユニットは、鋳造運転時にはその前進限位置を、移動ユニットに搭載された部材がマシンの他の構造物に当接する手前の位置に設定されているが、制御回路系の誤動作などにより、万一、移動ユニットが前進限位置を超えて前進すると、移動ユニットに搭載された部材などが破損する事態を招来する。そこで、移動ユニットが前進限位置を超えて前進したときに、移動ユニットの前進を阻止するためのメカストッパーを設けること望まれるが、前記特願2005−141344において提案したダイカストマシンでは、メカストッパーについての配慮がなされていない。また、移動ユニットの前進限位置である原点を設定するための原点出しを行うためには、移動ユニットに搭載された部材がマシンの他の構造物に当接するまで、移動ユニットをゆっくり前進させて、当接状態に至ったことを確認した後、この当接状態の所定量手前の位置である前進限位置を決定する作業を必要とするが、前記特願2005−141344において提案したダイカストマシンでは、原点出しのための構造を好適に構築することについての配慮がなされていない。さらに、ダイカストマシンにおいては、アルミなどの金属材料の細かいバリや、金型の離型面に吹き付けられる離型材による霧状液が飛び交うので、バリや霧状液が、ボールネジ機構に付着し易く、ボールネジ機構の寿命を短命化させるという問題があるが、この点に関しても、前記特願2005−141344において提案したダイカストマシンでは、配慮がなされていない。 In the die casting machine proposed in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2005-141344, a moving unit that is driven back and forth by an electric servo motor and a ball screw mechanism, and an injection plunger that is a piston body with pressure oil from an accumulator are mounted on the moving unit. And a hydraulic cylinder that is driven forward. The moving unit that is driven forward and backward by the driving force of the electric servo motor has its forward limit position set at a position before the member mounted on the moving unit comes into contact with another structure of the machine during casting operation. However, if the moving unit moves forward beyond the forward limit position due to a malfunction of the control circuit system or the like, a situation may occur in which members mounted on the moving unit are damaged. Therefore, it is desirable to provide a mechanical stopper for preventing the moving unit from moving forward when the moving unit has advanced beyond the forward limit position. In the die casting machine proposed in the aforementioned Japanese Patent Application No. 2005-141344, Is not considered. In addition, in order to find the origin for setting the origin that is the forward limit position of the moving unit, the moving unit is slowly advanced until the member mounted on the moving unit comes into contact with another structure of the machine. After confirming that the contact state has been reached, it is necessary to determine the forward limit position that is a position a predetermined amount before the contact state. In the die casting machine proposed in Japanese Patent Application No. 2005-141344, However, no consideration is given to suitably constructing a structure for finding the origin. Furthermore, in the die-casting machine, fine burrs of metal materials such as aluminum and mist-like liquid due to the release material sprayed on the release surface of the mold fly, so burrs and mist-like liquids easily adhere to the ball screw mechanism, Although there is a problem of shortening the life of the ball screw mechanism, the die casting machine proposed in Japanese Patent Application No. 2005-141344 is not considered in this respect as well.
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、電動サーボモータとボールネジ機構により前後進駆動される移動ユニットと、移動ユニットに搭載されて油圧源からの圧油でそのピストン体である射出プランジャを前進駆動される油圧シリンダとを備えたダイカストマシンにおいて、移動ユニットが前進限位置を超えて前進したときに、移動ユニットの前進を阻止するためのメカストッパー構造を、好適に構築することにある。また、本発明の目的とするところは、移動ユニットの原点出しを行うための構造を、好適に構築することにある。 The present invention has been made in view of the above points. The object of the present invention is a moving unit driven forward and backward by an electric servo motor and a ball screw mechanism, and pressure oil mounted on the moving unit from a hydraulic source. In a die-casting machine having a hydraulic cylinder that is driven forward by an injection plunger that is a piston body, a mechanical stopper structure for preventing the moving unit from moving forward when the moving unit moves forward beyond the forward limit position is suitable. Is to build on. Further, an object of the present invention is to suitably construct a structure for performing the origination of the moving unit.
本発明は上記した目的を達成するため、第1の保持ブロックと第2の保持ブロックとの間で前後進可能な移動ユニットと、前記第1の保持ブロックに搭載された電動サーボモータと、前記第1の保持ブロックにその一端側を回転可能に保持されると共に、前記電動サーボモータの回転を伝達されるネジ軸、および、該ネジ軸に螺合されてネジ軸の回転で前後進して、前記移動ユニットを前後進させるナット体をもつボールネジ機構と、前記移動ユニットに搭載されると共に、射出プランジャとなるピストン体をもつ油圧シリンダとを備え、射出プランジャの前進によって金属溶湯を金型内に射出・充填するダイカストマシンにおいて、
前記移動ユニットに、その端部が閉塞されたスリーブ体を前記第2の保持ブロックに向けて水平に植設・固定して、前記ネジ軸の他端側を前記スリーブ体内に収納し、前記第2の保持ブロックに前記スリーブ体の端部が当接することで、前記移動ユニットの前進を阻止するように、構成する。
また、前記スリーブ体の端部を前記第2の保持ブロックに当接させた状態とすることで、この当接状態の所定量手前の位置である、鋳造運転時の前記移動ユニットの前進限位置を決定する原点出しを行うように、構成する。
また、前記第2の保持ブロックに、前記スリーブ体の端部が出没可能な有底の穴を穿設し、該穴の底面に前記スリーブ体の端部が当接することで、前記移動ユニットの前進を阻止するように、構成する。
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a moving unit capable of moving back and forth between a first holding block and a second holding block, an electric servo motor mounted on the first holding block, One end side of the first holding block is rotatably held, the screw shaft to which the rotation of the electric servo motor is transmitted, and the screw shaft is screwed into the screw shaft to move forward and backward by the rotation of the screw shaft. A ball screw mechanism having a nut body for moving the moving unit back and forth, and a hydraulic cylinder mounted on the moving unit and having a piston body serving as an injection plunger. In the die casting machine that injects and fills
In the moving unit, a sleeve body whose end is closed is horizontally planted and fixed toward the second holding block, and the other end side of the screw shaft is accommodated in the sleeve body. The end of the sleeve body is in contact with the two holding blocks so that the moving unit is prevented from moving forward.
Further, by setting the end of the sleeve body in contact with the second holding block, the forward limit position of the moving unit at the time of casting operation, which is a position a predetermined amount before the contact state It is configured so that the origin is determined.
Further, a bottomed hole in which the end portion of the sleeve body can protrude and retract is formed in the second holding block, and the end portion of the sleeve body abuts on the bottom surface of the hole, thereby Configure to prevent advancement.
本発明によれば、移動ユニットに、その端部が閉塞されたスリーブ体を、第2の保持ブロックに向けて水平に植設・固定して、ボールネジ機構のネジ軸の他端側をスリーブ体内に収納し、第2の保持ブロックにスリーブ体の端部が当接することで、移動ユニットの前進を阻止するようにしているので、移動ユニットが、万一、前進限位置を超えて前進したとしても、移動ユニットの前進は確実に抑止されて安全性に優れたものとなり、また、ボールネジ機構のネジ軸の一部を収納するスリーブ体をストッパーとして利用しているので、ストッパーとしてのスリーブ体がネジ軸の一部を覆う密閉カバーとしても機能し、スリーブ体に覆われたネジ軸部分にバリや霧状液が付着することを防止できて、その分だけボールネジ機構の寿命を延命化することが可能となる。
さらに、スリーブ体の端部を第2の保持ブロックに当接させた状態とすることで、この当接状態の所定量手前の位置である、鋳造運転時の移動ユニットの前進限位置を決定する原点出しを行うようにしているので、ストッパーとしてのスリーブ体を移動ユニットの原点出しにも利用でき、以って、移動ユニットの前進を阻止するためのメカストッパー構造および移動ユニットの原点出しを行うための構造を、好適に構築することができる。
さらにまた、第2の保持ブロックに、スリーブ体の端部が出没可能な有底の穴を穿設し、該穴の底面にスリーブ体の端部が当接することで、移動ユニットの前進を阻止するようにしているので、鋳造運転時の移動ユニットの前進限位置を、第2の保持ブロックの穴内にスリーブ体が所定量だけ入り込んだ位置とすることができ、穴内にスリーブ体が所定量だけ入り込む分だけ、移動ユニットの前進ストロークを稼ぐことができ、マシンを大型化することなく、移動ユニットの前進ストロークを増やすことが可能となる。
According to the present invention, a sleeve body whose end is closed is implanted and fixed horizontally toward the second holding block on the moving unit, and the other end side of the screw shaft of the ball screw mechanism is placed in the sleeve body. Since the end of the sleeve body abuts on the second holding block to prevent the moving unit from moving forward, it is assumed that the moving unit has advanced beyond the forward limit position. However, since the forward movement of the moving unit is reliably suppressed and the safety is excellent, and the sleeve body that accommodates a part of the screw shaft of the ball screw mechanism is used as a stopper, the sleeve body as a stopper is It also functions as a hermetic cover that covers part of the screw shaft, preventing burrs and mist from adhering to the screw shaft covered by the sleeve body, and extending the life of the ball screw mechanism by that amount. It becomes possible.
Furthermore, by setting the end portion of the sleeve body in contact with the second holding block, the forward limit position of the moving unit at the time of casting operation, which is a position before a predetermined amount of the contact state, is determined. Since the origin search is performed, the sleeve body as a stopper can also be used for the origin search of the moving unit, so that the mechanical stopper structure for preventing the moving unit from moving forward and the origin search of the moving unit are performed. The structure for this can be constructed | assembled suitably.
Furthermore, a bottomed hole in which the end of the sleeve body can protrude and retract is formed in the second holding block, and the end of the sleeve body abuts against the bottom surface of the hole to prevent the movement unit from moving forward. Therefore, the forward limit position of the moving unit during the casting operation can be set to a position where the sleeve body enters a predetermined amount into the hole of the second holding block, and the sleeve body reaches the predetermined amount within the hole. The advance stroke of the moving unit can be earned by the amount of entering, and the advance stroke of the moving unit can be increased without increasing the size of the machine.
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態(以下、本実施形態と記す)に係るダイカストマシンの射出系メカニズムを示す要部斜視図、図2は、本実施形態に係るダイカストマシンの射出系メカニズムを示す、図1とは別の角度から見た要部斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an essential part showing an injection system mechanism of a die casting machine according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as this embodiment), and FIG. 2 shows an injection system mechanism of the die casting machine according to this embodiment. It is the principal part perspective view seen from the angle different from FIG. 1 shown.
図1、図2において、1は、マシンの図示せぬ主ベース盤上に配置された射出系保持ベース、2は、射出系保持ベース1上に配置され、鋳造運転時には固定状態を維持される第1の保持ブロック、3は、その端部を図示せぬ固定ダイプレート(主ベース盤上に固設されて図示せぬ固定側金型を取り付けた図示せぬ固定ダイプレート)に固定された、Cフレームと称される第2の保持ブロック、4は、その両端を第1の保持ブロック2および第2の保持ブロック3にそれぞれ固定され、第1の保持ブロック2と第2の保持ブロック3とを一体に連結する4本の連結軸、5は、第1の保持ブロック2と第2の保持ブロック3との間に配置され、その下部の直動ガイド6が射出系保持ベース1上のレール部材7に係合されることで、レール部材7に案内されて前後進可能な移動ユニットである。
1 and 2, reference numeral 1 is an injection system holding base disposed on a main base board (not shown) of the machine, and 2 is disposed on an injection system holding base 1, and is maintained in a fixed state during a casting operation. The
また、8は、第1の保持ブロックに搭載された1対の射出用の電動サーボモータ、10は、第1の保持ブロック2に回転可能に保持され、対応する電動サーボモータ8の回転をプーリ、ベルトよりなる回転伝達系を介して伝達される1対のネジ軸(ボールネジ軸)、11は、対応するネジ軸10とでそれぞれボールネジ機構9を構成し、対応するネジ軸10に螺合されると共に、移動ユニット5にその端部を固定された1対のナット体、12は、移動ユニット5に搭載され、移動ユニット5と共に移動する1対のアキュームレータ(以下、ACCと記す)、13は、移動ユニット5に搭載され、射出プランジャ14となるピストン体が前後進可能な油圧シリンダである(実際には、油圧シリンダのピストンロッドの先端に、先端にプランジャチップをもつプランジャロッドが連結・一体化されて、ピストン体兼射出プランジャとして、射出プランジャ14が構成されている)。図2に示すように、射出プランジャ14は、第2の保持ブロック3の中心に穿設された貫通穴に嵌合された摺動ブッシュ15に前後進可能に挿通されており、射出プランジャ14の先端側は、図示せぬ固定ダイプレートに取り付けられた図示せぬ射出スリーブ内で前後進可能とされている。そして、射出スリーブの上面の注入口から射出スリーブ内に図示せぬラドルにより注ぎ込まれた金属溶湯が、射出プランジャ14の前進によって、型締め状態にある図示せぬ金型内に射出・充填されるようになっている。なお、射出スリーブや、ラドルによる金属溶湯の給湯や、射出プランジャによる金属溶湯の射出・充填などは、コールドチャンバー式のダイカストマシンにおいては、普く公知である。
8 is a pair of electric servomotors for injection mounted on the first holding block, 10 is rotatably held by the
また、16は、移動ユニット5の端面に、第2の保持ブロック3に向けて水平に植設・固定された1対のスリーブ体で、該スリーブ体16は、機械的に堅牢であるように肉厚の構造をとり、その端部は閉塞されている。このスリーブ体16の内部には、1対のボールネジ機構9のネジ軸10の一部がそれぞれ収納されていて、スリーブ16はネジ軸10に対して相対的に前後進可能となっている。17は、第2の保持ブロック3に穿設された1対の有底の穴(図1参照)で、この穴17内をスリーブ体16の端部が出没可能となっている。そして、移動ユニット5が、制御回路系の誤動作などにより、万一、後記する鋳造運転時の前進限位置(原点)を超えて前進した際には、スリーブ体16の端面が穴の底面に当接することで、移動ユニット5のそれ以上の前進は、確実に阻止されるようになっている。
なお、1対の電動サーボモータ8によって前後進駆動される移動ユニット5には、図3を用いて後記するような、油圧シリンダ13やACC12を含む油圧回路構成要素が搭載されていて、これらの油圧回路構成要素は移動ユニット5と一体となって移動するようになっている。
The moving
本実施形態では、1対の電動サーボモータ8の回転力を、プーリ、ベルトよりなる回転伝達系を介して、1対のボールネジ機構9のネジ軸10に伝達してネジ軸10を回転させ、これにより、ネジ軸10に螺合したボールネジ機構9のナット体11を軸方向に前後進させることで、移動ユニット5と共に油圧シリンダ13を移動させて、射出プランジャ14を前後進させるようになっている。また、1対のACC12に蓄圧された作動油(圧油)を、制御弁を介して油圧シリンダ13の前進用油室に送り込むことで、射出プランジャ14に前進方向の力を付与するようになっている。そして、本実施形態では、電動サーボモータ8とボールネジ機構9を2つ設けて、2つの電動サーボモータ8の出力を足し合わせて移動ユニット5(射出プランジャ14)を軸方向に移動させるようにしているので、大きな推力を得ることができるようになっている。
In the present embodiment, the rotational force of the pair of
次に、本実施形態のダイカストマシンの射出系メカニズムの油圧系の構成と、射出系メカニズムの動作を、図3を用いて説明する。図3は、本実施形態のダイカストマシンの射出系メカニズムの機能構成を簡略化して示す図であり、図3において、図1、図2の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付してある。 Next, the configuration of the hydraulic system of the injection system mechanism of the die casting machine of this embodiment and the operation of the injection system mechanism will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a simplified functional configuration of the injection system mechanism of the die casting machine of the present embodiment. In FIG. 3, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. It is.
図3において、20は、電動サーボモータ8の回転をボールネジ機構9のネジ軸10に伝達するプーリ、ベルトよりなる回転伝達系、21は、2つのACC12と油圧シリンダ13の第1油室13aとを接続する油路22上に配設され、ACC12と第1油室13aとの間の連通/遮断を制御する切替制御弁、23は、油圧シリンダ13の第2油室13bと上記の油路22とを接続する油路24上に配設され、第1油室13aと第2油室13bとの間の連通/遮断を制御する機能と流量制御機能とを備えたサーボ弁(サーボロジック弁)、25は、上記の油路24中における第2油室13bとサーボ弁23との間の油路24aと、サブタンク26とを、接続する油路27上に配設されたリリーフ弁、28は、サブタンク26と接続されたメインタンク、29は、メインタンク28から汲み上げてポンプアップした圧油を、逆止弁30を介して上記の油路24aへ供給可能な油圧ポンプである。なお、13cは、油圧シリンダ13のシリンダ筒である。
In FIG. 3,
リリーフ弁25は、油路24aに異常な圧力が立った際に、サーボ弁23が破損されることを防止するために設けられており、このリリーフ弁25の設定圧力値は、サーボ弁23の許容圧力値と同等の圧力値、または、サーボ弁23の許容圧力値よりも若干小さい圧力値に設定されている。そして、リリーフ弁25の設定圧力値を超える圧力値が油路24aに立った場合には、リリーフ弁25は作動油の一部をサブタンク26に逃がして、油路24aの圧力値が設定圧力値以上に上昇することを防止するようになっている。
The relief valve 25 is provided to prevent the
本実施形態では、図3に示した油圧回路構成要素のうち、メインタンク28と油圧ポンプ29を除く他の油圧回路構成要素は、総て移動ユニット5に搭載されている。このような構成とする所以は、ACC12と油圧シリンダ13との間の油路長を短くして、油圧駆動の応答性を良くし、管路損出を可及的に低減させるためと、移動ユニット5に油圧回路構成要素を一体に組み込むことで、移動ユニット5に対して油圧回路構成要素を別体とする構成よりも、全体として構造を大幅に簡素化できるためである。
In the present embodiment, among the hydraulic circuit components shown in FIG. 3, all of the hydraulic circuit components other than the
射出前の状態では、油圧シリンダ13内で射出プランジャ14は最後退位置にあり、切替制御弁21は遮断位置(図示上位置)にあり、ACC12の油室内には所定量・所定圧の圧油が貯えられており、このときACC12のガス室内のガスは、油の圧力により圧縮・昇圧されている。また、射出前の状態を含め、作動油を逆止弁30を介して油路24aへ送り込んで補充するとき以外には、油圧ポンプ29は停止状態におかれている。また、射出前の状態では、ナット体11(すなわち移動ユニット5)は、最も後退した位置におかれている。
In the state before injection, the
このような状態において、射出工程の開始タイミングに至ると、マシン全体の制御を司る図示せぬシステムコントローラからの指令に基づいて、電動サーボモータ8が、所定方向に、かつ、低速射出工程に設定された速度で回転駆動され、これによって、ボールネジ機構9のナット体11と共に、移動ユニット5、油圧シリンダ13、射出プランジャ14が低速で前進駆動される。つまり、低速射出工程では、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって電動サーボモータ8が駆動制御され、これによって、低速射出工程が実行されて、図示せぬ射出スリープ内の金属溶湯が金型のランナ部まで充填され、また、金型のキャビティ内の空気抜きが行われる。そして、システムコントローラは、電動サーボモータ8に付加されたエンコーダからの出力により、移動ユニット5の前進位置を認知して、低速射出工程に設定された距離だけ前進したタイミングで、射出工程を高速射出工程に切り替える。
In such a state, when the start timing of the injection process is reached, the
高速射出工程の開始タイミングとなると、システムコントローラは、電動サーボモータ8に対しては低速射出工程と同様の動作をとらせつつ、切替制御弁21を連通位置(図示下位置)に切り替える。これによって、ACC12に貯えられた圧油は、圧縮・昇圧されていたガス圧によって、切替制御弁21を通じて油圧シリンダ13の第1油室(前進用油室)13aに急速に送り込まれ、射出プランジャ14は移動ユニット5に対して高速で前進駆動される。このとき、油圧シリンダ13の第2油室13b内の油は、油路24(24a)、サーボ弁23を通じて、油圧シリンダ13の第1油室13a側に送り込まれ、サーボ弁23の開弁率をシステムコントローラが適宜に制御することで、ピストンロッド14の前進速度が精緻にコントロールされるようになっている。この高速射出工程では、電動サーボモータ8が、低速射出工程と同様に移動ユニット5を前進駆動しているので、高速射出工程では、射出プランジャ14は、電動サーボモータ8による移動ユニット5の前進速度と、油圧による射出プランジャ14の前進速度とを足し合わせた、非常に高速の前進速度で駆動され(この高速の前進速度の大部分は、油圧による射出プランジャ14の前進速度が寄与している)、これによって、金属溶湯が金型のキャビティ内に急速に射出・充填される。そして、システムコントローラは、電動サーボモータ8に付加されたエンコーダからの出力により、移動ユニット5の前進位置を認知して、高速射出工程に設定された距離だけ前進したタイミングで、高速射出工程を完了させ、工程を増圧工程に切り替える。
At the start timing of the high-speed injection process, the system controller switches the switching
増圧工程に入ると、システムコントローラは、電動サーボモータ8を射出工程での位置軸に沿った速度フィードバック制御から、時間軸に沿った圧力フィードバック制御に切り替える。なお、本明細書でいう増圧工程とは、前記した特許文献1、2における昇圧・保圧工程に相当するものを指し、プラスチック射出成形における保圧工程に相当するものである。この増圧工程では、システムコントローラは、切替制御弁21に図示で下位置の状態を維持させつつ、電動サーボモータ8を圧力フィードバック制御して、電動サーボモータ8に増圧工程で設定されている増圧圧力に一致する圧力を出力させる。この増圧工程によって、射出プランジャ14から公知のビスケット(図3では、符号31がビスケット部分を示している)を介して金型内の固化し始めた金属に大きな圧力が付与され、金属の固化・収縮に伴って、射出プランジャ14は微量だけ微速前進する。そして、システムコントローラは、時間監視に基づいて、増圧工程の完了タイミングを認知すると、工程を冷却工程に切り替える。
When entering the pressure increasing process, the system controller switches the
なお、本実施形態では、上記の増圧工程は、圧力設定を多段にした、多段の圧力フィードバック制御で実行するようになっており、これによって、精緻で、良品鋳造に大いに貢献できる増圧動作を実現できるようにしている。なおまた、本実施形態では、射出系をツイン電動モータ方式としているため、個々の射出用の電動サーボモータ8を大容量のものにしなくても、容易に要求される増圧工程の圧力を得ることができるようになっている。さらに、電動サーボモータ8の回転を直線運動に変換するボールネジ機構9も大型化しなくて済むので、慣性力が高まることがなく、したがって、過渡応答性にも優れたものとなっている。
In the present embodiment, the above-described pressure-increasing step is executed by multi-stage pressure feedback control in which the pressure setting is multi-staged, and thereby, the pressure-increasing operation that can contribute greatly to precise casting. Can be realized. In this embodiment, since the injection system is a twin electric motor system, it is possible to easily obtain the pressure of the pressure-increasing process that is easily required even if the
冷却工程では、システムコントローラは、切替制御弁21が図示で下位置をとった状態において、電動サーボモータ8を、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって前進方向に駆動制御し、移動ユニット5を前進させる。この移動ユニット5の前進によって射出プランジャ14は前進方向の力を受けるが、射出プランジャ14の先端には図示せぬビスケットが当接しているため射出プランジャ14は前進することができず、反対に油圧に抗して後退する。これによって、油圧シリンダ13の第1油室13a内の油が切替制御弁21を通じて、ACC12の油室内へと戻され、これに伴ってACC12のガス室内のガスが圧縮・昇圧される(この際、油圧シリンダ13の第1油室13a内の油の一部は、サーボ弁23を通じて第2油室13bに導入される)。そして、ACC12の油室内に所定量・所定圧の圧油が貯えられた(前記した高速射出工程に必要な油が貯えられた)タイミングで、システムコントローラは、切替制御弁21を図示で上位置に切り替えると共に、サーボ弁23を遮断位置に切り替える。そして、油圧シリンダ13内で射出プランジャ14が最後退位置に至ったタイミングで、システムコントローラは、電動サーボモータ8を停止させて、冷却工程の終了タイミングを待つ。
In the cooling process, the system controller drives and controls the
冷却工程が終了すると、システムコントローラは、型開き工程を実行させ、この型開き動作と同期して、電動サーボモータ8を、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって前進方向に駆動制御して、移動ユニット5を前進させる。そして、これによって、射出プランジャ14によって図示せぬビスケットを押し出すビスケット押出工程を、型開きと同期させて実行させる。
When the cooling process is completed, the system controller executes the mold opening process, and in synchronization with this mold opening operation, the
ビスケット押出工程が完了した後の適宜のタイミングで、システムコントローラは、射出プランジャ14を後退させる工程をとり、電動サーボモータ8を、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって後退方向に駆動制御して、移動ユニット5を後退させる。そして、移動ユニット5が最後退位置まで後退したタイミングで、システムコントローラは、電動サーボモータ8を停止させる。
At an appropriate timing after the biscuit extrusion process is completed, the system controller takes a step of retracting the
なお、図3に示す構成においては、高速射出工程では、油圧シリンダ13の第2油室13b内の油を差動圧により油圧シリンダ13の第2油室13aに戻し、冷却工程では、油圧シリンダ13の第1油室13a内の油をACC12の油室内へと戻すようにして、油(作動油)を閉回路内で循環させることで、油の有効利用を図るようにしている。このような閉回路構成をとると、油(作動油)の有効利用が図れ、また、油圧回路の省エネ化も図れ、環境負荷の少ないマシンを実現できる。しかし、高速射出工程において、油路24aに何等かの動作異常によって異常圧力が立った場合には、サーボ弁23などを破損する危険性が生じる。そこで、本実施形態では、この異常圧力に対処するため、前記したリリーフ弁25を設けている。すなわち、高速射出工程において、油路24a(油圧シリンダ13の第2油室13b側)に、何等かの動作異常によって、リリーフ弁25の前記した設定圧力値を超える圧力が立った場合には、先にも述べたように、リリーフ弁25が作動油の一部をサブタンク26に逃がすようになっていて、これにより、油路24aの圧力値が、設定圧力値以上に上昇することを確実に防止できるようになっている。したがって、閉回路構成をとっても、サーボ弁23が破損する虞はなくなり、しかも、油を一旦、移動ユニット5に搭載されたサブタンク26に入れて、このサブタンク26で圧力を低下させた後、メインタンク28に戻すようにしているので、移動ユニット5側からメインタンク28に戻される経路での油漏れの虞を可及的に低減でき、メインタンク28への戻りのためのホースなども簡略化できる。
In the configuration shown in FIG. 3, in the high-speed injection process, the oil in the
ここで、リリーフ弁25を通じてサブタンク26に油が逃がされた場合には、その逃がした油量に相当するだけの油が、システムコントローラの制御の下に、油圧ポンプ29から逆止弁30を通じて、油路24a(油圧シリンダ13の第2油室13b側)に送り込まれる。このため、リリーフ弁25とサブタンク26との間に、図示していないが流量計が設けてあり、この流量計による計測情報がシステムコントローラに出力されるようになっている。
Here, when oil is released to the
図4は、本実施形態における、移動ユニット5に植設・固定した前記のスリーブ体16と、第2の保持ブロック3に穿設した前記の穴17との関係を示す図である。鋳造運転時の移動ユニット5の前進限位置(原点)Poは、スリーブ体16の先端面16aが穴17の底面17aと当接する所定量だけ手前の位置、すなわち、穴17の底面17aからスリーブ体16の先端面16aが距離L(例えば5mm)だけ離間した位置に、設定される。この前進限位置である原点を設定する際(原点出しをする際)には、電動サーボモータ8を低トルクかつ低速で駆動することにより、移動ユニット5を微速で前進させ、スリーブ体16の先端面16aが穴17の底面17aと当接したことが確認された時点で、電動サーボモータ8を停止させる。そして、この移動ユニット5の位置を仮の基準点として、この仮の基準点から所定距離L(ここでは5mm)だけ移動ユニット5が後退した位置を、鋳造運転時の移動ユニット5の前進限位置である原点として、システムコントローラは認知して、システムコントローラは、仮の基準点から所定距離Lだけ移動ユニット5を微速で後退させ、この位置を原点として設定する(この位置に対応するエンコーダ出力値を原点として設定する)。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the
本実施形態においては、正常な鋳造運転が実行されている際には、1鋳造サイクル毎に、移動ユニット5は、スリーブ体16の先端面16aが穴17の底面17aと当接する所定量だけ手前の位置(前進限位置(原点)Po)まで前進駆動される。したがって、鋳造運転時の移動ユニット5の前進限位置を、第2の保持ブロック3の穴17内にスリーブ体16が所定量だけ入り込んだ位置とすることができ、穴17内にスリーブ体16が所定量だけ入り込む分だけ、移動ユニット5の前進ストロークを稼ぐことができ、マシンを大型化することなく、移動ユニット5の前進ストロークを増やすことができる。
In the present embodiment, when a normal casting operation is performed, the moving
また、本実施形態においては、制御回路系の誤動作などにより、万一、移動ユニット5が前進限位置(原点)Poを超えて前進しても、穴17の底面17aにスリーブ体16の先端面16aが当接することで、移動ユニット5のそれ以上の前進が確実に阻止されるようにしているので、脆弱な部品が破損する虞がなく、安全性に優れたものとなる。さらに、ボールネジ機構9のネジ軸10の一部を収納するスリーブ体16をストッパーとして利用しているので、ストッパーとしてのスリーブ体16がネジ軸10の一部を覆う密閉カバーとしても機能し、スリーブ体16に覆われたネジ軸部分にバリや霧状液が付着することを防止できて、その分だけボールネジ機構9の寿命を延命化することが可能となる。さらにまた、ストッパーとしてのスリーブ体16を移動ユニット5の原点出しにも利用でき、したがって、移動ユニット5の前進を阻止するためのメカストッパー構造および移動ユニット5の原点出しを行うための構造を、効率よく好適に構築することができる。
Further, in this embodiment, even if the moving
1 射出系保持ベース
2 第1の保持ブロック
3 第2の保持ブロック
4 連結軸
5 移動ユニット
6 直動ガイド
7 レール部材
8 電動サーボモータ
9 ボールネジ機構
10 ネジ軸
11 ナット体
12 ACC(アキュームレータ)
13 油圧シリンダ
13a 第1油室
13b 第2油室
14 射出プランジャ
15 摺動ブッシュ
16 スリーブ体
16a スリーブ体の先端面
17 穴
17a 穴の底面
20 回転伝達系
21 切替制御弁
22 油路
23 サーボ弁
24 油路
24a 油路
25 リリーフ弁
26 サブタンク
27 油路
28 メインタンク
29 油圧ポンプ
30 逆止弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記第1の保持ブロックに搭載された電動サーボモータと、
前記第1の保持ブロックにその一端側を回転可能に保持されると共に、前記電動サーボモータの回転を伝達されるネジ軸、および、該ネジ軸に螺合されてネジ軸の回転で前後進して、前記移動ユニットを前後進させるナット体をもつボールネジ機構と、
前記移動ユニットに搭載されると共に、射出プランジャとなるピストン体をもつ油圧シリンダとを備え、
射出プランジャの前進によって金属溶湯を金型内に射出・充填するダイカストマシンにおいて、
前記移動ユニットに、その端部が閉塞されたスリーブ体を前記第2の保持ブロックに向けて水平に植設・固定して、前記ネジ軸の他端側を前記スリーブ体内に収納し、前記第2の保持ブロックに前記スリーブ体の端部が当接することで、前記移動ユニットの前進を阻止するようにしたことを特徴とするダイカストマシン。 A moving unit capable of moving back and forth between the first holding block and the second holding block;
An electric servo motor mounted on the first holding block;
One end side of the first holding block is rotatably held, the screw shaft to which the rotation of the electric servo motor is transmitted, and the screw shaft is screwed into the screw shaft, and moves forward and backward by the rotation of the screw shaft. A ball screw mechanism having a nut body for moving the moving unit forward and backward,
A hydraulic cylinder mounted on the moving unit and having a piston body serving as an injection plunger;
In a die casting machine that injects and fills molten metal into the mold by advancing the injection plunger,
In the moving unit, a sleeve body whose end is closed is horizontally planted and fixed toward the second holding block, and the other end side of the screw shaft is accommodated in the sleeve body. A die casting machine characterized in that the moving unit is prevented from advancing when the end of the sleeve body abuts against the two holding blocks.
前記スリーブ体の端部を前記第2の保持ブロックに当接させた状態とすることで、この当接状態の所定量手前の位置である、鋳造運転時の前記移動ユニットの前進限位置を決定する原点出しを行うことを特徴とするダイカストマシン。 In the die casting machine according to claim 1,
By setting the end of the sleeve body in contact with the second holding block, the forward limit position of the moving unit during casting operation, which is a position a predetermined amount before the contact state, is determined. Die-casting machine characterized by performing origin search.
前記第2の保持ブロックに、前記スリーブ体の端部が出没可能な有底の穴を穿設し、該穴の底面に前記スリーブ体の端部が当接することで、前記移動ユニットの前進を阻止するようにしたことを特徴とするダイカストマシン。 In the die casting machine according to claim 1,
The second holding block is provided with a bottomed hole through which the end of the sleeve body can protrude and retract, and the end of the sleeve body abuts on the bottom surface of the hole to advance the moving unit. Die-casting machine characterized by blocking.
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