JP2019093430A - 離型剤の塗布条件修正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型に対して離型剤を適正に塗布することができる、離型剤の塗布条件修正方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る離型剤の塗布条件修正方法は、成形品を離型した後の金型２の離型面を撮影し、撮影データから前記離型面の金属の付着傾向を検出し、前記付着傾向に応じて、離型面に塗布する離型剤の塗布条件を修正する。修正された塗布条件で離型剤の塗布を行うことにより、金型２の離型面に対する金属の付着が抑制され、成形不良の発生を効果的に抑制することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、鋳造用の金型に対する離型剤の塗布技術に関する。

金型に溶融した金属を鋳込んで製品を製造するダイカストでは、金型の成形面に離型剤を塗布することが一般的に行われている。金型の成形面への離型剤の塗布にばらつきがあると、溶湯の金型への焼付き等により製品を離型することができず、製品の品質に影響を及ぼす。そこで、従来から、離型剤の塗布量のばらつきを抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１では、スプレーヘッドのノズルから離型剤を金型に向けて噴霧して、離型剤を金型に塗布している。離型剤の噴霧量が変化すると、金型に対する離型剤の過剰塗布あるいは塗布むらが生じる原因となる。このため、特許文献１では、ノズルから噴霧される離型剤の流量を検出し、流量が適正か否かに応じてスプレーヘッドを移動させる速度を変更することで、離型剤の塗布量のばらつきを抑制している。

また、金型の離型面に異物や欠陥が存在すると、その形状が製品に転写され成形不良となる。そこで、特許文献２、３では、金型の離型面に異物が存在するか否かを検知する技術が提案されている。特許文献２では、金型をカメラで撮影し、この撮影結果を画像処理して、予め記憶されている正常な金型と比較することにより異物の有無を検知している。特許文献３では、異物検出のための低圧型締め工程が設けられており、低圧型締め工程における型締め圧力をモニタリングすることで異物を検知している。

特開２０１４−６１５３７号公報 特開２００３−１１７６３５号公報 特開２０００−６２１８号公報

特許文献１に記載の技術では、流量検出器により離型剤の流量が検出されている。しかし、流量計で検出された流量が適正であった場合でも、実際に鋳造を行った結果は確認していないため、実際に最適な塗布量が実現できているか否かを判断することはできない。また、特許文献２、３では、金型の離型面における異物の有無が検知されているのみであり、離型剤の塗布状況についてはなんら言及されていない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、金型に対して離型剤を適正に塗布することができる、離型剤の塗布条件修正方法を提供することである。

本発明の一態様に係る離型剤の塗布条件修正方法は、成形品を離型した後の金型の離型面を撮影し、撮影データから前記離型面の金属の付着傾向を検出し、前記付着傾向に応じて、前記離型面に塗布する離型剤の塗布条件を修正する。

本発明によれば、金型に対して離型剤を適正に塗布することができる、離型剤の塗布条件修正方法を提供することができる。

実施の形態に係るダイカスト装置の一例を示す図である。 実施の形態に係る離型剤の塗布条件修正方法を説明するフロー図である。 金型離型面の撮影画像の模式図である。 金型離型面の撮影画像の模式図である。 金型離型面の撮影画像の一例を示す図である。 実施の形態に係る離型剤の塗布条件修正方法を用いた場合の、鋳込数と金属付着量の関係を示す図である。 比較例の鋳込数と金属付着量の関係を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図における同等の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

実施の形態は、鋳造用の金型に対する離型剤の塗布技術に関する。金型に成形品の一部が付着すると、その形状が製品に転写され、成形不良が発生する。実施の形態では、鋳造した成形品を金型から取り出した後の、金型の離型面における金属の付着傾向を監視し、金属の付着傾向に応じて離型剤の塗布条件を自動で修正する。

図１は、実施の形態に係るダイカスト装置１の構成を示す図である。ダイカスト装置１は、金型２、塗布装置３、コンピュータ４、撮像装置５を備えている。ダイカスト装置１は、例えば、アルミニウムを主原料としたアルミニウム合金製の成形品を成形する高圧鋳造装置である。

ダイカスト装置１は、固定金型と、移動可能な可動金型を備える金型２を有している。固定金型、可動金型には、それぞれ成形品の形状の一部を形成するための離型面が形成されている。可動金型は、その離型面が固定金型の離型面に対して接近・離隔可能に構成されている。可動金型と固定金型とを閉じると、成形品のためのキャビティが形成される。

ダイカスト装置１は、成形品の材料であるアルミニウム合金の溶湯を図示しないプランジャチップによってキャビティ内に射出注入する。所定時間放置して溶湯を凝固させた後、可動金型を固定金型から離隔移動させ、成形品が取り出される。

成形品の取出し後、固定金型と可動金型の型開状態を維持したまま、塗布装置３により離型面（キャビティ面）を含む金型の表面に対して離型剤が塗布される。塗布装置３は、スプレーヘッド６、多関節のロボット７、コントローラ８を有している。なお、ここでは図示していないが、塗布装置３は、スプレーヘッド６に離型剤やエア（空気）を供給するための供給機構等を含む。スプレーヘッド６には、金型２の離型面に対して、離型剤を噴霧するスプレーノズル、エアを吹き付けるエア噴出口が設けられている。

スプレーヘッド６は、ロボット７のアームの先端に取り付けられている。コントローラ８は、予め設定された塗布条件で離型剤を金型２の離型面に噴霧するように、ロボット７やスプレーヘッド６の動作を制御する。塗布条件には、例えば、金型２の離型面に対する離型剤の塗布位置や、離型剤の塗布量等が含まれる。

コントローラ８には、コンピュータ４が接続されている。コンピュータ４は、ロボット７やスプレーヘッド６の動作を制御するための、スプレー塗布プログラムや制御に使用する各種データが格納されたメモリを有している。コントローラ８は、メモリに格納されたスプレー塗布プログラムや各種データを用いて、ロボット７を制御し、スプレーヘッド６を所定の塗布位置に移動させる。また、コントローラ８は、スプレーヘッド６から噴霧される離型剤の塗布量を制御する。

成形工程では、金型２が型締めされた状態で溶湯がキャビティ内に供給されることにより、成形品が製造される。そして、成形品を取り出した後、エアブローと離型剤の塗布工程が行なわれる。離型剤の塗布は、金型を開けた状態（型開状態）で行なわれる。離型剤は、溶湯の金型への焼付きを防止するために、溶湯と離型面との間に介在し、溶湯と離型面とが直接接触しないようにする。

離型面への離型剤の塗布がばらつき、離型面に離型剤が塗布されている部分と塗布されていない部分が生じると、離型剤が塗布されていない部分において成形品の一部の金属が離型面に焼付く場合がある。金型２への金属の付着が適切でないと、鋳込みの繰返しに伴い、徐々に金型２への金属の付着量が増加する。金型２に付着した金属が大きくなり、その形状が製品に転写されるようになると、成形不良となる。本実施の形態では、このような離型面の金属付着を監視して、離型剤の塗布条件を修正する。

撮像装置５は、成形品を離型した後の金型の離型面を撮影する。上述した離型剤の塗布条件は、成形品を離型した後の金型２の離型面を撮影した撮影データに基づいて修正される。撮像装置５により取得された撮影データは、コンピュータ４に送信される。コンピュータ４は、撮影データの画像処理を行い、金型２の離型面における金属の付着傾向（付着量、付着位置等）を検出する。

例えば、コンピュータ４は、成形工程を行う前の金属が付着していない金型２の離型面の撮影データと、成形品を離型した後の撮影データとを比較して、金型２の離型面における金属の付着部位や、付着した金属の大きさ等を検出する。また、金型２の表面は黒く、金型２に付着した金属は白く撮影される。このため、他の例として、コンピュータ４は、撮影データの色の違いを検出することにより、金属の付着傾向を検出することも可能である。

そして、コンピュータ４は、金型２の離型面の金属の付着傾向に応じて、離型剤の塗布条件を修正する。例えば、金属の付着部位が複数ある場合、コンピュータ４は、金属付着部位同士の位置関係から、離型剤の最適な塗布位置、順番、塗布量等を自動で算出し、スプレー塗布プログラムを修正する。

ここで、図２を参照して、離型剤の塗布条件修正方法について説明する。図２は、実施の形態に係る離型剤の塗布条件修正方法の処理手順を示すフロー図である。図２に示すように、まず、金型２の離型面に、予め設定された塗布条件で離型剤がスプレー塗布される（Ｓ１１）。

その後、可動金型を固定金型に当接させて型締めをする（Ｓ１２）。そして、アルミニウム合金の溶湯を金型２のキャビティ内へ射出注入する（Ｓ１３）。所定時間放置して溶湯を凝固させた後、可動金型を固定金型から離隔移動させ、型開きを行う（Ｓ１４）。その後、成形品を金型から取出す（Ｓ１５）。

成形品を取り出した後、金型２が撮影され（Ｓ１６）、撮影データの画像処理が行われる（Ｓ１７）。これにより、金型２の離型面における金属の付着傾向が検出される。図３、４に、金型２の離型面の撮影画像の模式図が示される。図３，４に示す例では、金型２の表面に離型面９が形成されているものとする。図３は離型面に金属の付着がない場合を示しており、図４は離型面に金属の付着がある場合を示している。図３、４において、Ｐ１は通常の離型剤の塗布位置を示している。図５に金型離型面の撮影画像の一例を示す。図５に示すように、金属が金型に付着した場合、撮影画像において金属の付着部位が白く見える。

図３に示すように、金型２の離型面９に金属の付着がない場合は、スプレーヘッド６による塗布位置が通常の塗布位置Ｐ１に設定される。一方、図４に示すように、離型面９の金属Ｍが付着している場合、当該金属Ｍが付着している部分において、離型剤の塗布量が少ない、あるいは、離型剤が塗布されていないことが考えられる。

そこで、実施の形態では、通常の塗布位置Ｐ１での離型剤の塗布に加えて、さらに、金属Ｍに近い塗布位置Ｐ２において離型剤を塗布するように、塗布条件を自動的に修正する（Ｓ１８）。例えば、コンピュータ４は、塗布位置Ｐ１にスプレーヘッド６を移動させた後に、塗布位置Ｐ２に移動させるように、スプレー塗布プログラムを修正する。

Ｓ１８の処理を終了した後、成形工程の次のサイクルを行う場合はＳ１へリターンし、修正された塗布条件で離型剤の塗布が行われる。コントローラ８は、修正されたスプレー塗布プログラムに従い、ロボット７の動作を変化させる。以降、成形工程の次のサイクルが繰り返される。成形工程の次のサイクルを行わない場合は、成形工程が終了する。

図６、７に、鋳込数と金属付着量の関係を示す。図６は、実施の形態に係る離型剤の塗布条件修正方法を用いた場合を示しており、図７は、塗布条件を変更しない比較例を示している。図６、７において、横軸は鋳込数を示しており、縦軸は金属付着量を示している。図７の比較例では、鋳込みを繰り返すに従い、金属付着量が急激に増加し、早期に成形不良が発生する。一方、図６に示すように、実施の形態では、比較例と比較すると、金属付着量の増加を抑制することができ、成形不良の発生を抑制することが可能となる。

以上説明したように、実施の形態では、離型面における金属の付着傾向に応じて、離型剤の塗布条件を修正する。そして、次の成形工程のサイクルで、修正された塗布条件に従い、適切に離型剤を塗布することが可能となる。これにより、成形品を金型から容易に離型することができる。また、金型温度を低下させることができ、離型面に対する金属の付着が抑制され、成形不良の発生を効果的に抑制することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。実施の形態では、離型面の金属の付着傾向に応じて塗布位置を追加したが、塗布位置を追加せずに、塗布位置を通常の塗布位置Ｐ１から塗布位置Ｐ２へと変更してもよい。また、撮像装置５で金型２を撮影する代わりに、レーザー顕微鏡等を用い、金型２の離型面の凹凸を観測することができる三次元画像を取得し、金属の付着傾向を検出することも可能である。

また、上述した金型に対するエアブローは必須の工程ではなく、エアを供給するための供給機構やエア噴出口を設けなくてもよい。

１ ダイカスト装置
２ 金型
３ 塗布装置
４ コンピュータ
５ 撮像装置
６ スプレーヘッド
７ ロボット
８ コントローラ
９ 離型面
Ｐ１ 塗布位置
Ｐ２ 塗布位置
Ｍ 金属

Claims (1)

1. 成形品を離型した後の金型の離型面を撮影し、
   撮影データから前記離型面の金属の付着傾向を検出し、
   前記付着傾向に応じて、前記離型面に塗布する離型剤の塗布条件を修正する、
   離型剤の塗布条件修正方法。