JP2020051826A - Local pressurized cylinder stroke measurement device and stroke measurement method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は鋳造装置の局部加圧シリンダのストロークを正確に計測することのできるストローク検出装置に関する。 The present invention relates to a stroke detecting device capable of accurately measuring a stroke of a local pressurizing cylinder of a casting device.
従来、ダイカスト鋳造における鋳造製品の引け巣対策として局部加圧シリンダによるものが知られている。これは溶湯が鋳込まれて、ほぼ凝固する直前に細いピンを金型内に挿入し、このピンが押しのけた容積分で引け巣を補うようにしたものである。これは局部加圧ダイカスト法(スクイズピン)としてよく利用されている。局部加圧シリンダのストロークは、溶湯が固まる直前に押してバランスさせ凝固させることが重要となる。ストロークが長いほど押しのけ容積は多くなり、動作可能ストロークを目いっぱい活用することが必要となる。シリンダの構造上のストロークエンド以上は動作しないのでエンド直前で凝固とバランスして停止するのが最良であるが、微妙な計測制御が必須である。また、押し込み時のスクイズピン圧力は、通常の鋳込み圧力(メタル圧)で50〜80MPaに対して、150〜300MPaと高圧で押し込むことになる。これは固まりかけている半凝固状態の溶湯を押し潰すためである。また、連続鋳造していくと、金型やマシンの作動油の温度は上がり、また、金型内の冷却や離型剤などで局部加圧シリンダのストロークが不安定な状態となっていた。 Conventionally, as a measure against shrinkage cavities of a cast product in die casting, a method using a local pressurizing cylinder is known. In this method, a thin pin is inserted into a mold immediately before the molten metal is cast and almost solidified, and this pin compensates for the shrinkage cavity by the volume displaced. This is often used as a local pressure die casting method (squeeze pin). It is important that the stroke of the local pressurization cylinder is balanced by pressing just before the molten metal is solidified. The longer the stroke, the larger the displacement volume, and it is necessary to make full use of the operable stroke. Since it does not operate beyond the stroke end due to the cylinder structure, it is best to stop in balance with coagulation immediately before the end, but delicate measurement control is essential. In addition, the squeeze pin pressure at the time of pushing is 150 to 300 MPa against a normal casting pressure (metal pressure) of 50 to 80 MPa. This is for crushing the semi-solidified molten metal that is being solidified. Also, with continuous casting, the temperature of the hydraulic oil of the mold and the machine has risen, and the stroke of the local pressurizing cylinder has become unstable due to the cooling inside the mold and the release agent.
従来もストロークを検出する方法として、金型に取り付けられている局部加圧シリンダに位置検出センサを直に付けたものが知られている。しかし、これはダイカストの金型は高温で振動も多いので位置検出センサの寿命が短いという欠点がある。また、特許文献1に示すように、局部加圧シリンダから出てくる油量を精密流量計で測定するものも知られている。しかし、精密流量計にはリークがあり計測誤差になるという問題の他、作動油温度によりリーク量も変化するという欠点もある。さらに、局部加圧シリンダから出てくる油量を計測シリンダに受け、この位置を計測するものもある。しかし、作動油の気泡率(エアーの圧縮)や圧縮によるゴムホースなどの膨張による誤差を生じるという欠点がある。 Conventionally, as a method for detecting a stroke, a method in which a position detection sensor is directly attached to a local pressurizing cylinder attached to a mold is known. However, this has the disadvantage that the life of the position detection sensor is short because the die casting die has a high temperature and a lot of vibration. Further, as disclosed in Patent Literature 1, there is also known one that measures the amount of oil coming out of a local pressurizing cylinder with a precision flow meter. However, in addition to the problem that the precision flow meter has a leak and causes a measurement error, there is a disadvantage that the leak amount also changes depending on the operating oil temperature. Furthermore, there is a type in which the amount of oil coming out of a local pressurizing cylinder is received by a measuring cylinder and this position is measured. However, there is a drawback that an error occurs due to expansion of a rubber hose or the like due to a bubble ratio (compression of air) of the working oil or compression.
本発明は、上記従来の問題点に着目し、局部加圧シリンダのストローク量を正確に計測することを目的とする An object of the present invention is to measure the stroke amount of a local pressurizing cylinder accurately by focusing on the above conventional problems.
局部加圧シリンダから出てくる油量を計測シリンダにて受け、この位置を計測するが、この油圧回路において、計測シリンダ内のピストンに逆止弁を直接内蔵させ、かつ、加圧シリンダから計測シリンダまでの油圧回路から累積してガスを毎ショットまたは定期的にドレーンポートからソレノイドバルブを介して定期的に排出するようにした。 The amount of oil coming out of the local pressurized cylinder is received by the measuring cylinder, and this position is measured. In this hydraulic circuit, a check valve is directly built into the piston in the measuring cylinder, and measurement is performed from the pressurized cylinder. The gas accumulated from the hydraulic circuit up to the cylinder is periodically discharged from the drain port via the solenoid valve every shot or periodically.
具体的には、本発明に係るストローク検出装置は、局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する装置において、局部加圧シリンダの作動油の排出経路に排出油量を計測するシリンダ本体を設け、この計測シリンダ本体のピストンに逆止弁とオリフィス(絞り弁)を一体に設け、前記局部加圧シリンダの排出経路側から分岐する経路にソレノイドバルブを介してドレン抜きを設けたものである。もっとも上記例では逆止弁とオリフィス(絞り弁)を一体に設けているが、これはオリフィス単独でもよい。 Specifically, the stroke detection device according to the present invention is a device for measuring the stroke amount of the piston of the local pressurized cylinder based on the amount of oil coming out of the local pressurized cylinder. A cylinder body for measuring the amount of oil discharged is provided on the discharge path, a check valve and an orifice (throttle valve) are integrally provided on the piston of the measurement cylinder body, and a solenoid is provided on a path branched from the discharge path side of the local pressurized cylinder. A drain is provided through a valve. However, in the above example, the check valve and the orifice (throttle valve) are provided integrally, but this may be a single orifice.
また、局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する装置において、局部加圧シリンダの作動油の排出経路に排出油量を計測するシリンダ本体を設け、この計測シリンダ本体をバイパスする経路に逆止弁を設け、前記局部加圧シリンダの排出経路側から分岐する経路にソレノイドバルブを介してドレン抜きを設けたことを特徴としている。 In a device for measuring a stroke amount of a piston of the local pressurizing cylinder based on an amount of oil coming out of a local pressurizing cylinder, a cylinder body for measuring a discharge oil amount in a discharge path of hydraulic oil of the local pressurizing cylinder is provided. A check valve is provided in a path bypassing the measurement cylinder body, and a drain is provided through a solenoid valve in a path branched from the discharge path side of the local pressurizing cylinder.
更に、本発明に係るストローク計測方法は、局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する方法において、排出油量を計測するシリンダ本体のピストンに逆止弁を一体で設け、ガスの混じった油を毎ショットまたは定期的にドレンによりソレノイドバルブを介してタンクに戻すようにした。 Further, the stroke measuring method according to the present invention is a method for measuring a stroke amount of a piston of the local pressurizing cylinder based on an amount of oil coming out of a local pressurizing cylinder, wherein The check valve is provided integrally, and the oil mixed with the gas is returned to the tank via the solenoid valve by draining every shot or periodically.
また、局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する方法において、排出油量を計測するシリンダ本体をバイパスする経路中に逆止弁を設け、ガスの混じった油を毎ショットまたは定期的にドレンによりソレノイドバルブを介してタンクに戻すようにしたことを特徴としている。 Also, in the method for measuring the stroke amount of the piston of the local pressurized cylinder based on the amount of oil coming out of the local pressurized cylinder, a check valve is provided in a path bypassing a cylinder body for measuring an amount of discharged oil, It is characterized in that oil mixed with gas is returned to the tank via a solenoid valve by a drain every shot or periodically.
これにより計測に利用する作動油に含まれる気泡を毎回あるいは定期的に排除動作することができ、排除効果は累積的に高まり、気泡が含まれない状態を維持できる。局部加圧シリンダと計測シリンダ間は、ゴムでなく鋼管ホースを利用する。 As a result, air bubbles contained in the hydraulic oil used for measurement can be eliminated every time or periodically, and the elimination effect is cumulatively increased, and a state where air bubbles are not included can be maintained. Use a steel pipe hose instead of rubber between the local pressurizing cylinder and the measuring cylinder.
局部加圧シリンダのストロークを正確に計測することができる。
局部加圧シリンダのストローク計測センサがないシリンダの位置を計測することができる。
耐久性のある局部加圧シリンダのストローク計測ができる。
The stroke of the local pressurizing cylinder can be accurately measured.
It is possible to measure the position of the cylinder without the stroke measurement sensor of the local pressurized cylinder.
It can measure the stroke of a durable local pressurizing cylinder.
以下に本発明に係るストローク検出装置の実施例を、図面を参照して、詳細に説明する。なお、以下の説明は実施例に過ぎず、本発明の技術的思想を共通にする変形例を含むものとする。 Hereinafter, an embodiment of a stroke detection device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the following description is merely an example, and includes modifications that share the technical idea of the present invention.
図1には、ストローク検出装置を局部加圧シリンダの排出油系統に設けた例を示す。まず、局部加圧シリンダ10は、シリンダ本体12と内蔵するピストン14とを有し、ピストン14と一体にされたピストンロッド16をシリンダ本体12から突出させ、図示しない鋳造装置のキャビティに当該ピストンロッド16を出入りさせるように取り付けられる。局部加圧シリンダ10のピストンロッド16はキャビティに鋳込まれた溶湯が、ほぼ凝固する直前にキャビティ内に挿入し、このピストンロッド16が押しのけた容積分で引け巣を補うようにしている。このため、シリンダヘッド側の供給する給油路には、ポンプ18、方向切替バルブ20、絞り弁22を介して、作動油が供給され、シリンダロッド側の作動油が前記方向切替バルブ20を経由して、タンク24に戻るようになっている。
FIG. 1 shows an example in which a stroke detection device is provided in a drain oil system of a local pressurizing cylinder. First, the local pressurizing
この局部加圧シリンダ10の排油系統には、局部加圧シリンダ10の押し込みストロークを計測するために、局部加圧シリンダ10の作動油出口と前記方向切替バルブ20との間に、ストローク検出装置26が配置され、局部加圧シリンダ10のシリンダロッド側の部屋から排出した作動油の油量を計測するようにしている。
In order to measure the pushing stroke of the local pressurizing
ストローク検出装置26は、シリンダピストン構造によって構成され、これはシリンダ本体28とこの内部を摺動できるピストン30から構成されている。シリンダ本体28のピストン30で区画された一方の部屋は、局部加圧シリンダ10の作動油出口と接続され、他方の部屋は方向切替バルブ20と接続されている。これによって、局部加圧シリンダ10から出た作動油は、その出た分だけストローク検出装置26に入り込み、ピストン30が動かされる。ピストン30にはピストンロッド32が一体的に設けられ、これはシリンダ本体28の一方の端部から突出してリニア型のポテンショメータ34に連結されている。ピストンロッド32の作動開始点はシリンダ本体28の一端部側(図1において左端)とされ、このとき局部加圧シリンダ10のピストン14の加圧開始点(図1において上端)に一致している。したがって、局部加圧シリンダ10の加圧動作の開始位置にあるとき、ストローク検出装置26のピストン30は作動開始点に位置して、局部加圧シリンダ10による加圧動作とともに、ストローク検出装置26のピストン30は作動油が注入により移動し、比例移動するものとなる。
The
リニア型ポテンショメータ34はピストンロッド32と平行に配置され、ピストンロッド32とともに移動し、その移動距離を求める。したがって、ピストンロッド32の動きはリニア型ポテンショメータ34の出力として表れる。また、ピストンロッド32の作動開始点には、リミットスイッチ36が配置されている。このリミットスイッチ36はピストンロッド32が作動開始点、すなわちピストン30がシリンダ本体28の左端に位置したときにスイッチが投入されるようになっており、これによりストローク検出開始位置が検出される。
The
このようなストローク検出装置26において、そのピストン30には、当該ピストン30よって仕切られる部屋同士を連通する貫通孔が設けられ、この貫通孔に逆止弁38及びオリフィス(絞り弁)39が取り付けられている。この逆止弁38は局部加圧シリンダ10の作動油の入る部屋から方向切替バルブ20側の部屋に押し出される作動油の通流を阻止し、逆方向への通流を許容する一方向弁とされる。これにより、局部加圧シリンダ10が加圧動作をなすときの作動油の全量がストローク検出装置26により検出され、ストローク検出装置26が原点位置すなわち作動開始点に戻るとき、あるいは局部加圧シリンダ10が作動開始点に戻るときに、作動油漏れなど何らかの原因で局部加圧シリンダ10からストローク検出装置26までの油量が足りないときにポンプ18を通じて補給するようになっている。オリフィス(絞り弁)39は逆止弁38の流量を規制する。また逆止弁38のクラッキング圧力(ばね力)が弱いとピストンが止まった状態で逆止弁を流れてしまうので、流量を絞ることで解決できるようになっている。このオリフィス(絞り弁)39は可変絞りでよく、あるいは必要に応じて固定絞りにしてもよい。
In such a
また、局部加圧シリンダ10の排出油出口とストローク検出装置26に至る経路にはタンク24に至る分岐経路40を設け、この分岐経路40に逆止弁42とソレノイドバルブ44を介在させている。この分岐経路40はドレン抜きの作用をなし、ストローク検出装置26のピストンロッド32がリミットスイッチ36を押さない時、経路中の作動油中のガスが混入しているとみて、リミットスイッチ36が入るまで毎ショットごと、もしくは定期的にソレノイドバルブ44を作動させて、ガス抜きを行うようにしている。
A
このようなストローク検出装置26では、局部加圧シリンダ10による加圧作業を開始すると、図1において、ピストン14は押し下がり、その加圧に使用された作動油の全量はストローク検出装置26の一方の部屋に入り、そのピストン30を方向切替バルブ20側に押し付ける。このときピストン30に設けられた逆止弁38は遮蔽状態にあり、したがってピストン30の移動量は局部加圧シリンダ10の移動量に比例する。ピストン30にはポテンショメータ34が連結されているので、ポテンショメータ34を読み取れば局部加圧シリンダ10の作動ピストン14の移動量を正確に読み取ることができる。
In such a
そして、方向切替バルブ20が切り替わることにより、局部加圧シリンダ10の戻り動作に入り、ポンプ18の圧力はストローク検出装置26のピストン30に加わり、局部加圧シリンダ10で加圧に利用された作動油の全量が押し戻される。その押戻し油量はストローク検出装置26のピストン30を原点位置まで移動させ、局部加圧シリンダ10のピストン14を原点位置まで押し戻す。停止位置はリミットスイッチ36により検知され、ポンプ18が停止して終了する。
When the
ここで、ストローク検出装置26のピストン30には逆止弁38を設けているので、局部加圧シリンダ10のピストン排出経路からストローク検出装置26までの油量が油漏れなどを原因として少なくなっている場合、この逆止弁38を通じて補充され、ストローク検出装置26のピストン30や局部加圧シリンダ10のピストン14の原点位置復帰が図られる。
Here, since the
また、逆に、局部加圧シリンダ10のピストン排出経路からストローク検出装置26までの油量が内部ガスの膨張などにより増大した場合、分岐経路40に設けたソレノイドバルブ44をショット毎あるいは定期的に開け、ストローク検出装置26のピストン30や局部加圧シリンダ10のピストン14の原点位置復帰が図られる。
Conversely, when the oil amount from the piston discharge path of the local
このようにストローク検出装置26のピストン30に逆止弁38及びオリフィス(絞り弁)39を設け、また局部加圧シリンダ10のピストン排出経路からストローク検出装置26までの間に分岐経路40を設け、計量すべき作動油の量を常に正確に保っているので、本実施例ではストローク検出が正確に行われ、正しい局部加圧シリンダ10のストロークを計測することができる。計測データはカラー液晶タッチパネルにアナログとデジタルで表示し、データも残せる。
As described above, the
上記例では、ピストン30に逆止弁38及びオリフィス(絞り弁)39を設けた例を示しているが、これはオリフィス(絞り弁)39の単独でも実現できる。
次に、図2には第2実施例を示す。第1実施例はピストン30に逆止弁38を設けたが、この第2実施例はシリンダ本体28にバイパス経路46を設け、このバイパス経路46中に逆止弁38A及びオリフィス(絞り弁)39Aを設けている点が異なる。このようにしても先の第1実施例と同様に効果が得られる。即ち、局部加圧シリンダ10のピストン排出経路からストローク検出装置26までの油量が油漏れなどを原因として少なくなっている場合、この逆止弁38Aを通じて補充され、ストローク検出装置26のピストン30や局部加圧シリンダ10のピストン14の原点位置復帰が図られるのである。
In the above example, the
Next, FIG. 2 shows a second embodiment. In the first embodiment, the
10……局部加圧シリンダ、12……シリンダ本体、14……ピストン、16……ピストンロッド、18……ポンプ、20……方向切替バルブ、22……絞り弁、24……タンク、26……ストローク検出装置、28……シリンダ本体、30……ピストン、32……ピストンロッド、34……ポテンショメータ、36……リミットスイッチ、38……逆止弁、39……オリフィス(絞り弁)、40……分岐経路、42……逆止弁、44……ソレノイドバルブ、46……バイパス経路。
10 local pressurizing cylinder, 12 cylinder body, 14 piston, 16 piston rod, 18 pump, 20 directional switching valve, 22 throttle valve, 24 tank, 26 ... Stroke detecting device, 28 ... Cylinder body, 30 ... Piston, 32 ... Piston rod, 34 ... Potentiometer, 36 ... Limit switch, 38 ... Check valve, 39 ... Orifice (throttle valve), 40 ... Branch path, 42 check valve, 44 solenoid valve, 46 bypass path.
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