JP2020093269A - 発生音源音質解析によるダイカスト工程管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイカストマシンによる各種製品の鋳造に際し、各工程において発生する稼働音を解析し、その稼働が正常であるか、異常であるかを判断し、異常時には速やかに対処可能にさせるようにする。【解決手段】ダイカストマシン１における各部の稼働音を集音する集音マイク２１と、この集音マイク２１によって集音したダイカストマシン作動時の稼働音の音質を予め集音した正常時の稼働時の音質と対比解析する音源音質解析機器３０とを備える。集音マイク２１は、ダイカストマシン１周囲で作動するロボットアーム２０の先端部に取り付けてあって、通信手段２２を介して音源音質解析機器３０に稼働音を送信する。音源音質解析機器３０では、正常時稼働音としての許容範囲を逸脱している作動時稼働音を検出したときは警報機器３１を作動させるようにしてある。【選択図】図１

Description

本発明は、主としてダイカストマシンによる各種製品の鋳造に際し、各工程において発生する稼働音を解析し、その稼働が正常であるか、異常であるかを判断し、異常時には速やかに対処可能にさせるようにした発生音源音質解析によるダイカスト工程管理装置に関する。

ダイカストマシンによる鋳造は、溶融材料の注湯、金型相互による型締め、金型分離後の鋳造品の取り出し、取り出し後の不要部分の除去等の工程を経ることで鋳造製品としている。このような鋳造工程において、鋳造作業者はダイカストマシンの稼働状況を把握するにはその稼働音を常時注意し、異常音の有無によって状況を判断し、異常音が発生した場合にはこれを解消させるよう適宜に対処している。

こうした点から、従来、稼働時の異常音の有無を検知することで例えば溶湯充填状態の良否を判定するとする特許文献１が提案されており、この特許文献１の判定装置及び判定方法は、充填されたときに発生する射出音の音圧を検出し、この射出音の音圧と所定の設定音圧とを比較して溶湯の充填状態の良否を判定するとしたものである。

特開２００８−１１４２８６号公報

ただ、この特許文献１の判定装置及び判定方法によれば、ダイカストマシンに供給する溶湯材料の充填の良否が判定されるにすぎず、ダイカストマシンにおいて充填後に作動される型締め、取り出しその他、更には取り出し後の鋳造品からの不要部分等の除去、除去後の搬送等の各工程が実際に良好な状態で稼動されているかは、作業者が別に独自に判断する必要がある。

そこで本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、その目的はダイカストマシンの稼動によって実施される全工程の状況、更にはダイカストマシンから取り出された鋳造品からのバリその他の不要部分等の除去、更にはその搬送その他の全般的な工程の良否をそれぞれの工程における作動音を常時集音、監視し、その作動音を解析することで異常時には迅速に対処可能にさせるようにした発生音源音質解析によるダイカスト工程管理装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明にあっては、ダイカストマシン１における各部の稼働音を集音する集音マイク２１と、この集音マイク２１によって集音されたダイカストマシン作動時の稼働音の音質を予め集音した正常時の稼働時の音質と対比解析する音源音質解析機器３０とを備えることを特徴とする。
稼働音を集音する集音マイク２１は、ダイカストマシン１周囲で作動するロボットアーム２０の先端部に取り付けてあって、通信手段２２を介して音源音質解析機器３０に稼働音を送信するものとして構成することができる。
音源音質解析機器３０では、正常時稼働音としての許容範囲を逸脱している作動時稼働音を検出したときは警報機器３１を作動させるようにして構成することができる。
検出する稼働音は、ダイカスト工程時では型開音、製品押し出し音、良品音、焼き付け音、押し出しピン折れ音、押し出しピン突き抜け音、取り出し工程ではハンド作動音、製品取り出し音、チャックミスによる製品落下音、搬送中製品落下音、オーバーフロー分離工程では打撃音、メインゲート分離工程では打撃音、製品分離落下音であるものとして構成することができる。

以上のように構成された本発明に係る発生音源音質解析によるダイカスト工程管理装置にあって、ダイカストマシン１における各部が作動するときに発生する稼働音は集音マイク２１によって集音され、これが正常作動時の稼働音と対比されることで、その許容範囲を逸脱した作動時稼働音であると異常状態であり得るとして、作業者による所定の点検、整備を促す。
ロボットアーム２０の先端部に取り付けた集音マイク２１は、ダイカストマシン１の周囲で移動しながら、稼働音の発生源である各作動部に近接し、各作動部における稼働音を的確に集音させる。
稼働音を解析する音源音質解析機器３０は、ダイカストマシン１において実際に作動しているときの通信手段２２を介して取得した作業時稼働音を、正常作動時稼働音と対比解析させる。
作業時稼働音は、ダイカスト工程時、取り出し工程時、オーバーフロー工程時、メインゲート工程時それぞれの各工程時における稼働音を対象とし、ダイカスト作業時の開始から終了までの各工程を管理し、稼働音の良否によってその不具合の有無を検出させる。

本発明は以上説明したように構成されているため、ダイカストマシン１における各工程で作動するときの稼働音を常時集音し、これを正常作動時の稼働音と対比解析することによって各工程における作動部の稼動の良否を判定でき、異常時にはこれに迅速に対処できるようになる。

すなわちこれは本発明において、集音マイク２１によって集音されたダイカストマシン作動時の稼働音の音質を予め集音した正常時の稼働時の音質と音源音質解析機器３０によって対比解析するとしたからであり、これによってダイカストマシン１の作動状況の良否を遠隔的にでも確認でき、また異常時ではダイカストマシン１におけるいずれの作動部が異常であるかも容易に確認できる。

また、集音マイク２１は、ロボットアーム２０の先端部に取り付けられていることで、このロボットアーム２０のダイカストマシン１の周囲の移動と共に各作動部に近接でき、その作動部における稼働音を的確に集音できる。しかも、作業者の安全を図るために作業者が立ち入ることができない箇所・部位であっても作動部の稼働音を集音できるから、ダイカストマシン１の作動の全工程にわたっての稼働音による監視を可能にする。

音源音質解析機器３０によって異常状態であると判定されるとその判定結果に基づき、警報機器３１を作動させるようにしているので、この警報機器３１によって発生された警報に適切に対処することによってダイカストマシン１の異常作動を速やかに解消できる。

尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項それぞれにおいて付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付した。本発明は、これらの記載、図面中の符号等によって示された構造・形状等に限定されない。

本発明を実施するための一形態を示すダイカストマシンの一例における断面図である。 同じく鋳造製品の押出時における要部断面図である。 同じく集音マイクが取り付けられているロボットアームの一例における側面図である。 同じくダイカストマシンによる各工程時に取得される作動音の波形模式図を示し、その（Ａ）は射出時、（Ｂ）は離型剤のスプレー時、（Ｃ）は金型の開放時、（Ｄ）は鋳造品の押し出し時、（Ｅ）は鋳造品からの不要部分等の除去時あるいは搬送時である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための一形態を説明すると、図において示される符号１はダイカストマシンであり、図示のように固定プラテン２に対して、固定プラテン２に相対向する可動プラテン８をタイバー７によって前後に移動案内させるようにしてある。

固定プラテン２には固定金型３が固定されていて、固定プラテン２に設けた射出スリーブ４の給湯口５から投入された溶融材料がプランジャーチップ６によって可動プラテン８側に押し出されるようにしてある。

可動プラテン８には、固定金型３と対となる可動金型９が固定されていて、固定金型３と可動金型９とが合致されたときに投入される溶融材料を所定の形状に型締めするようにしてある。

また、可動プラテン８には型締め後に成型された鋳造製品Ｄを押し出し、脱型させるエジェクター機構１０が設けられており、このエジェクター機構１０は、可動プラテン８に設けたエジェクターシリンダー１１のプランジャー１２によって進退されるエジェクターピン１３を可動金型９内に挿通させ、このエジェクターピン１３の前進によって鋳造製品Ｄを可動金型９から離反させ、取り出し可能にさせるようにして成る。

なお、可動金型９から取り出された鋳造製品Ｄは、取出用のロボットアーム２０によって把持され、鋳造製品Ｄに繋がっている不要部分である、バリ、ゲート部Ｇ、オーバーフロー部Ｆが例えば超振動機器（図示せず）によって分離除去され、鋳造製品Ｄのみが例えば図示を省略した搬送機器によって所定のストッカーに搬送され、保管されるようにしてある。

そして、ダイカストマシン１における溶融材料の投入、可動金型９の前進作動による型締め、プランジャーチップ６による溶融材料の供給充填、型締め後の可動金型９の後退移動、エジェクター機構１０による鋳造製品Ｄの押し出し離型、更にロボットアーム２０による鋳造製品Ｄの把持取り出し、不要部分等の除去、搬送等の各工程において発生する稼働音は、集音マイク２１によって集音されている。

この集音マイク２１は、例えばダイカストマシン１の周囲で三次元的に移動可能なロボットアーム２０の先端部に取り付けられていて、ダイカストマシン１の周囲でダイカストマシン１自体の稼働音のみならず、更に超振動機器、搬送機器等の稼働音を集音する。集音されたそれぞれの稼働音は、所定の音源音質解析機器３０に通信手段２２を介して送信されるようにしてある。なお、ダイカストマシン１の作動時では、安全性を図るため作業者は立入禁止域外である例えば安全柵外に退避している必要があっても、ロボットアーム２０の先端部はダイカストマシン１の各作動部に近接できることで、作業者によらずに作動部における稼働音を的確に集音でき、しかも余計な周囲の雑音もカットできるようにしている。

音源音質解析機器３０では、各工程を実施したときの正常に稼動されている場合の稼働音が予め稼働音データとして格納されていて、逐次実施される鋳造時に集音された実際のそれぞれの工程時の稼働音がその正常作動時の稼働音データと対比解析できるようにしている。

稼働音の対比解析の結果、波形、音量その他が正常稼働音における閾値の許容範囲から逸脱した場合に、警報機器３１によって警告音を発生させたり、警告灯を点灯させたりするようになっている。警報機器３１による警報は、異常音傾向によって段階的に実施され、警報態様に沿ってリアルタイムで対応できるようになる。

また、各工程における作動状況は一定の手順に従い順次処理されるので、各部位における作動時に対応して設定された集音タイミング、集音時間によって稼働音を集音するようになっている。こうすることで集音時間を制御でき、鋳造時の１サイクル間における作動時に生じる稼働音のみとして集音時間を短縮化でき、その結果、集音された稼働音データの検証時間を短縮化するのにも役立つ。

音源音質解析機器３０による集音解析に際し、その音源をも解析できるようにしてあり、各作動部における稼働音の特性ある特有の音源は、他の作動部における稼働音とは異なることで、関連性がない稼働音の取り込み集音を防止できる。

ここで、鋳造工程におけるダイカストマシン１の稼働音は、例えばダイカストマシン１における鋳造工程では、これらに限らず、例えばダイカスト工程では型開音、製品押し出し音、良品音、焼き付け音、押し出しピン折れ音、押し出しピン突き抜け音、取り出し工程ではハンド作動音、製品取り出し音、チャックミスによる製品落下音、搬送中製品落下音、オーバーフロー分離工程では打撃音（回数）、メインゲート分離工程では打撃音（回数）、製品分離落下音（回数）等がある。

これらの稼働音における幾つかの解析例を例示すると以下のようである。図４に示すように、その（Ａ）では溶融材料を射出するときの低速速度変動、高速速度変動それぞれの稼働音を解析し、稼働音が閾値を逸脱したときはＮＧと判断されることで、作業者は溶解炉湯温、温量、塗布する潤滑剤周辺のチェックを行う。（Ｂ）では離型剤の塗布時の状況を把握するのであり、離型剤量変化、減少傾向・減少状態・空吹き状態かの適正量をチェックし、稼働音が閾値を逸脱したときはＮＧと判断され、同様に金型内の冷水量・塗布する離型剤周辺のチェックを行う。（Ｃ）では型締め後に金型が分離する際の型開音を解析し、同様に正常、微小異常、異常等の有無を閾値の逸脱量で判断し、ＮＧの場合には同様に金型内の冷水量・塗布する離型剤周辺のチェックを行う。（Ｄ）では金型からの鋳造製品の押出時の稼働音を解析し、正常、微小異常、異常等の有無を閾値の逸脱量で判断し、ＮＧの場合には同様に金型内の冷水量・塗布する離型剤周辺のチェックを行う。（Ｅ）ではダイカストマシン１の周囲に配される各種機器の稼働音を解析するのであり、例えば製品番号のいわゆる紐付け等が適正であるか否かをチェックする。なお、図４（Ａ）乃至（Ｅ）において、集音した稼働音の波形に対して、その閾値の段階が適数の水平横線によって示されている。

次にダイカストマシン１における稼働音その他を集音し、解析する場合を説明すると、集音マイク２１は、ダイカストマシン１によって鋳造される鋳造製品Ｄを取り出し、所定の搬送機器上に載せるために作動制御されるロボットアーム２０の先端に取り付けられ、ダイカストマシン１による鋳造工程中の各作動部の周囲における定位置を順次に移動しながら、その各部の稼働音を集音し、通信手段２２を介して音源音質解析機器３０に送信する。音源音質解析機器３０では、集音した稼働音を正常作動時の稼働音と対比し、一定の許容範囲の閾値内であるかの否かを解析し、閾値外である場合には異常状態にあるとして所定の警報機器３１によって警告し、その異常状態を作業者によって解消させるようにする。

Ｄ…鋳造製品
Ｆ…オーバーフロー部
Ｇ…ゲート部
１…ダイカストマシン
２…固定プラテン
３…固定金型
４…射出スリーブ
５…給湯口
６…プランジャーチップ
７…タイバー
８…可動プラテン
９…可動金型
１０…エジェクター機構
１１…エジェクターシリンダー
１２…プランジャー
１３…エジェクターピン
２０…ロボットアーム
２１…集音マイク
２２…通信手段
３０…音源音質解析機器
３１…警報機器

Claims (4)

1. ダイカストマシンにおける各部の稼働音を集音する集音マイクと、この集音マイクによって集音されたダイカストマシン作動時の稼働音の音質を予め集音した正常時の稼働時の音質と対比解析する音源音質解析機器とを備えることを特徴とする発生音源音質解析によるダイカスト工程管理装置。
2. 稼働音を集音する集音マイクは、ダイカストマシン周囲で作動するロボットアームの先端部に取り付けてあって、通信手段を介して音源音質解析機器に稼働音を送信する請求項１に記載の発生音源音質解析によるダイカスト工程管理装置。
3. 音源音質解析機器では、正常時稼働音としての許容範囲を逸脱している作動時稼働音を検出したときは警報機器を作動させるようにしてある請求項１または２に発生音源音質解析によるダイカスト工程管理装置。
4. 検出する稼働音は、ダイカスト工程時では型開音、製品押し出し音、良品音、焼き付け音、押し出しピン折れ音、押し出しピン突き抜け音、取り出し工程ではハンド作動音、製品取り出し音、チャックミスによる製品落下音、搬送中製品落下音、オーバーフロー分離工程では打撃音、メインゲート分離工程では打撃音、製品分離落下音であるものとしてある請求項１乃至３のいずれかに記載の発生音源音質解析によるダイカスト工程管理装置。

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