JP2022157641A - Die casting device and die cast manufacturing method - Google Patents

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京士 森下
Kyoshi Morishita
誠二 谷崎
Seiji Tanizaki
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Abstract

To provide a die casting device which can verify an internal quality, which cannot be discovered from outer appearance, in real time, and a die cast manufacturing method.SOLUTION: A die casting device 10 comprises: a position sensor 40 which detects a position of a plunger 17; a head side pressure sensor 41 and a rod side pressure sensor 42 that detect an injection pressure in a sleeve 15; and a controller 50 which controls an extrusion force of the plunger 17. The controller 50 detects a peak pressure of the injection pressure which the plunger 17 generates in a pressure increasing process after completion of injection, detects a position of the injection when the injection pressure reaches the peak pressure, and performs cast product fault occurrence prediction according to an increased pressure distance that the plunger 17 has moved from the injection position after the peak pressure.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ダイカスト装置およびダイカスト製造方法に関する。 The present invention relates to a die casting apparatus and a die casting manufacturing method.

ダイカスト装置は、固定型と移動型とを型合わせした後に、内部に形成されたキャビティ内に溶湯を射出し、キャビティ形状に倣った製品に成形する。射出装置から押出された溶湯は、ゲートからキャビティに充填される。キャビティ内部には、ガス(空気)が充満しているので、予めキャビティにはガス抜き通路を開口させ、キャビティへの溶湯充填により内部ガスをガス抜き通路に押出し、ガス抜き通路から大気に開放させている。 A die casting apparatus molds a product following the shape of the cavity by injecting molten metal into a cavity formed inside after the fixed die and the moving die are matched. The molten metal extruded from the injection device fills the cavity through the gate. Since the inside of the cavity is filled with gas (air), the cavity is preliminarily opened with a gas venting passage, and by filling the cavity with molten metal, the internal gas is pushed out into the gas venting passage and released to the atmosphere from the gas venting passage. ing.

一般に、アルミニウム合金鋳造品では、鋳造時に、金型に充填された溶湯の凝固速度が最も遅い部分を中心として、凝固収縮に伴う内部空隙(鋳巣)が発生することが知られている。例えば、内燃機関のシリンダブロック等のように圧縮圧力が加えられる部材をアルミニウム合金鋳造品で構成する場合、上記の鋳巣が集中し互いに連なっているときに、圧漏れが生じ易くなる。したがって、製品としての歩留まりを向上させるためには、圧漏れにつながる規模の鋳巣が発生することを抑制する必要がある。 Generally, in aluminum alloy castings, it is known that during casting, internal voids (porosity) are generated due to solidification shrinkage, centering on the portion where the solidification rate of the molten metal filled in the mold is the slowest. For example, when a member to which compression pressure is applied, such as a cylinder block of an internal combustion engine, is made of an aluminum alloy casting, pressure leakage is likely to occur when the cavities are concentrated and connected to each other. Therefore, in order to improve the yield as a product, it is necessary to suppress the occurrence of blowholes of a scale that leads to pressure leakage.

特許文献1には、金型内に通じるスリーブ内を摺動可能なプランジャの位置を検出する位置センサと、プランジャがスリーブ内の成形材料に付与する射出圧力を検出する射出圧センサと、制御装置と、を有し、制御装置は、位置センサの検出値に基づいて、射出の進行に伴ってプランジャが所定のゲート到達時位置に到達したゲート到達時点を特定するゲート到達時点特定部と、射出圧センサの検出値に基づいて、ゲート到達時点を含む所定の監視期間内における、射出の進行に伴って射出圧力が所定の充填開始圧力を上回った充填開始時点を特定する充填開始時点特定部と、を有する射出装置が記載されている。特許文献1に記載の射出装置は、成形材料の充填開始を好適に特定できるとされている。 Patent Document 1 describes a position sensor that detects the position of a plunger that is slidable in a sleeve that communicates with a mold, an injection pressure sensor that detects the injection pressure applied by the plunger to a molding material in the sleeve, and a control device. and the control device includes a gate arrival point specifying unit that specifies a gate arrival point in time when the plunger reaches a predetermined gate arrival time position as injection progresses, based on the detection value of the position sensor; a filling start time identifying unit that identifies a filling start time at which the injection pressure exceeds a predetermined filling start pressure as the injection progresses within a predetermined monitoring period including the gate arrival time based on the detected value of the pressure sensor; , is described. The injection device described in Patent Document 1 is said to be able to suitably specify the start of filling of the molding material.

特許文献2には、鋳造品の表面の外観特徴部位における凹部発生量を測定する凹部測定部と、凹部測定部により測定される前記凹部発生量と鋳造品の内部における鋳巣発生量との相関関係に基づき、鋳巣発生量を推定する推定部とを有する鋳巣傾向管理装置が記載されている。特許文献2に記載の鋳巣傾向管理装置は、短時間かつ高精度に鋳巣発生量を推定することができるとされている。 In Patent Document 2, there is a recess measurement unit that measures the amount of recesses generated in the appearance feature part of the surface of the casting, and the correlation between the amount of recesses generated measured by the recess measurement unit and the amount of blowholes generated inside the casting. and an estimating unit for estimating the amount of blowhole occurrence based on the relationship. The blowhole tendency management device described in Patent Document 2 is said to be capable of estimating the amount of blowhole occurrence in a short period of time and with high accuracy.

特開2019-150861号公報JP 2019-150861 A 特開2016-68100号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-68100

しかしながら、特許文献1,2の装置にあっては、鋳造条件の管理を行っているものの、管理条件と不良品のトレサビリティが確立されているとは、言えない状況である。
確実に不良品となる条件に付いては、ダイキャストマシンにて排出(廃棄)されているが、その条件をクリアした製品でも不良品が流出しているのが現状である。外観では、発見できない鋳巣の発生に対して、鋳造条件から検出できないことがハイプレッシャダイカスト製品の品質を確立できない要因の一つになっている。
射出条件に限らず金型の冷却条件・離型剤の塗布量・希釈率・射出潤滑の塗布量等々可能な限りのデータを保存して不良品のデータから不良品発生の要因になる因子の抽出を試みているものの、十分な成果が無い状況である。
However, in the apparatuses of Patent Documents 1 and 2, although the casting conditions are managed, it cannot be said that the management conditions and the traceability of defective products have been established.
In terms of the conditions for certain defective products, they are discharged (discarded) by a die-cast machine, but the current situation is that even products that meet these conditions are outflowing as defective products. One of the reasons why the quality of high-pressure die-cast products cannot be established is that they cannot be detected from the casting conditions.
Not only the injection conditions, but also the cooling conditions of the mold, the amount of mold release agent applied, the dilution ratio, the amount of injection lubrication applied, etc. are stored as much data as possible. Attempts have been made to extract it, but the results have not been satisfactory.

鋳巣の原因は、ダイキャスト装置が正常に加圧している場合にも製品にその圧力が伝達していないことによる加圧不良も一因である。
また、金型内の圧力を検出する方法は、実験等では、可能であるが、量産には耐久性が無く現状では、使えない状況である。
One of the causes of blowholes is insufficient pressurization due to the fact that the pressure is not transmitted to the product even when the die casting apparatus is pressurizing normally.
Also, the method of detecting the pressure inside the mold is possible in experiments, etc., but it is not durable for mass production and cannot be used at present.

本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、外観では、発見できない内部品質の検証をリアルタイムで可能にするダイカスト装置およびダイカスト製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a die-casting apparatus and a die-casting manufacturing method that enable real-time verification of internal quality that cannot be detected from the appearance.

前記課題を解決すべく、請求項1に記載のダイカスト装置は、固定金型と可動金型を備え、前記固定金型と前記可動金型によって形成されるキャビティ中にスリーブ内を摺動するプランジャの押出力によって金属溶湯を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置であって、前記プランジャの位置を検出する位置検出手段と、前記スリーブ内の射出圧力を検出する射出圧力検出手段と、前記プランジャの押出力を制御する制御装置と、を備え、 前記制御装置は、前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するとともに、当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、 前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行うことを特徴とする。 In order to solve the above problem, the die casting apparatus according to claim 1 comprises a fixed mold and a movable mold, and a plunger sliding inside a sleeve in a cavity formed by the fixed mold and the movable mold. A die-casting device that injects molten metal by an extrusion force to form a cast product, comprising position detection means for detecting the position of the plunger, injection pressure detection means for detecting the injection pressure in the sleeve, and the plunger and a control device for controlling the extrusion force of the plunger, wherein the control device detects the peak pressure of the injection pressure generated in the pressure increasing process after the injection of the plunger is completed, and when the injection pressure reaches the peak pressure and detecting the injection position of the case, and predicting the occurrence of defects in the cast product according to the pressure increase distance that the plunger has moved from the injection position after the peak pressure.

本発明によれば、外観では、発見できない内部品質の検証をリアルタイムで可能にするダイカスト装置およびダイカスト製造方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a die-casting apparatus and a die-casting manufacturing method that enable real-time verification of internal quality that cannot be detected from the outside.

本発明の実施形態に係るダイカスト装置の全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole die-casting machine composition concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るダイカスト装置の射出工程と射出波形を説明する図である。It is a figure explaining the injection process and injection waveform of the die-casting apparatus which concern on embodiment of this invention. 図2の射出工程と射出波形の各部の表記を用語の表にして示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the notation of each part of the injection process and the injection waveform of FIG. 2 in the form of a table of terms; 本発明の実施形態に係るダイカスト装置の射出工程における速度曲線、圧力曲線、および射出の位置を説明する図である。It is a figure explaining the position of speed curve, pressure curve, and injection in the injection process of the die-casting device concerning the embodiment of the present invention. 図4の射出工程における速度曲線、圧力曲線、射出の位置、およびピーク圧位置を示す拡大図である。5 is an enlarged view showing the velocity curve, pressure curve, location of injection, and peak pressure location for the injection process of FIG. 4; FIG. 本発明の実施形態に係るダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a die casting pressure transmission failure determination process of the die casting apparatus according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係るダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定の実測例を示す図である。It is a figure which shows the example of actual measurement of the die-casting pressure transmission failure determination of the die-casting apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例のダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the die-casting pressure transmission failure determination process of the die-casting apparatus of the modification of embodiment of this invention.

次に、本発明の実施形態に係るダイカスト装置およびダイカスト製造方法について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、ハイプレッシャダイカスト装置に適用した例である。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
(実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係るダイカスト装置の全体構成を示す図である。
図1に示すように、ダイカスト装置10は、固定金型11と可動金型12と、固定金型11と可動金型12との間に形成される鋳型となるキャビティ13と、を備える。
固定金型11には、溶湯供給部14が配設されており、溶湯供給部14は、筒状のスリーブ15と、スリーブ15の基端側の上部に開口する溶湯供給口16と、スリーブ15の内周面に沿って摺動する進退自在の押圧部材としてのプランジャ17と、を備える。プランジャ17は、スリーブ15内を前後方向に摺動可能なプランジャチップ17aと、先端がプランジャチップ17aに固定されたプランジャロッド17bとを有する。
Next, a die-casting apparatus and a die-casting manufacturing method according to embodiments of the present invention will be described in detail with appropriate reference to the drawings. This embodiment is an example applied to a high pressure die casting machine. In addition, in each figure, the same code|symbol is attached|subjected to the common part and the overlapping description is abbreviate|omitted.
(embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a die casting apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the die casting apparatus 10 includes a fixed mold 11, a movable mold 12, and a cavity 13 formed between the fixed mold 11 and the movable mold 12 as a mold.
The fixed mold 11 is provided with a molten metal supply portion 14. The molten metal supply portion 14 includes a tubular sleeve 15, a molten metal supply port 16 opening at the upper portion of the base end side of the sleeve 15, and the sleeve 15. and a plunger 17 as a press member that can freely move back and forth and slides along the inner peripheral surface of the. The plunger 17 has a plunger tip 17a slidable in the sleeve 15 in the front-rear direction, and a plunger rod 17b having a tip fixed to the plunger tip 17a.

スリーブ15の先端部は、ランナー18に連通している。ランナー18は、可動金型12内部に延在し、ゲート19を介してキャビティ13に接続されている。ゲート19は、溶湯射出部であるスリーブ15から押出されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属溶湯(以下、溶湯20という)をキャビティ13に導入する。
スリーブ15内には、溶湯供給口16を介してラドル21から溶湯20が供給され、プランジャ17の押し出しにより溶湯20がゲート19を通じてキャビティ13に射出される。
The tip of the sleeve 15 communicates with the runner 18 . A runner 18 extends inside the movable mold 12 and is connected to the cavity 13 through a gate 19 . The gate 19 introduces into the cavity 13 the molten metal (hereinafter referred to as the molten metal 20 ) made of aluminum or an aluminum alloy extruded from the sleeve 15 which is the molten metal injection part.
A molten metal 20 is supplied into the sleeve 15 from a ladle 21 through a molten metal supply port 16 , and the molten metal 20 is injected into the cavity 13 through a gate 19 by pushing out a plunger 17 .

(射出駆動部30)
プランジャ17は、射出駆動部30により作動される。
射出駆動部30は、液圧式であり、プランジャ17を駆動する射出シリンダ32と、射出シリンダ32に対する作動液(例えば油)の供給等を行う射出制御用駆動部33とを有する。詳細には、射出駆動部30は、射出・充填工程を実行するための射出ピストン31、射出シリンダ32および射出制御用駆動部33と、増圧工程を遂行するための増圧ピストン34、径大の増圧シリンダ35および増圧制御用駆動部36と、ピストンロッド37と、プランジャロッド17bとピストンロッド37を機械的に結合する結合部38と、を備える。
射出制御用駆動部33は、射出シリンダ32に対する作動液の供給等を行う。増圧制御用駆動部36は、増圧シリンダ35に対する作動液の供給等を行う。
(Injection drive unit 30)
Plunger 17 is actuated by injection drive 30 .
The injection drive unit 30 is of a hydraulic type, and has an injection cylinder 32 that drives the plunger 17 and an injection control drive unit 33 that supplies hydraulic fluid (oil, for example) to the injection cylinder 32 . Specifically, the injection drive unit 30 includes an injection piston 31, an injection cylinder 32, and an injection control drive unit 33 for executing the injection/filling process, a pressure boosting piston 34 for executing the pressure boosting process, and a large-diameter piston. , a piston rod 37 , and a connecting portion 38 that mechanically connects the plunger rod 17 b and the piston rod 37 .
The injection control drive unit 33 supplies hydraulic fluid to the injection cylinder 32 and the like. The pressure increase control drive unit 36 supplies hydraulic fluid to the pressure increase cylinder 35 and the like.

射出制御用駆動部33および増圧制御用駆動部36は、具体的には、液圧装置である。この液圧装置は、例えば、作動液を貯留するタンクと、タンクの作動液を送出可能なポンプ(液圧源)と、蓄圧された作動液を放出可能なアキュームレータ(液圧源)と、これらおよび射出シリンダ32を互いに接続する複数の流路と、複数の流路における作動液の流れを制御する複数のバルブ(いずれも図示省略)とを有している。 Specifically, the injection control drive section 33 and the pressure increase control drive section 36 are hydraulic devices. The hydraulic system includes, for example, a tank for storing hydraulic fluid, a pump (hydraulic pressure source) capable of delivering hydraulic fluid from the tank, an accumulator (hydraulic pressure source) capable of discharging the accumulated hydraulic fluid, and these and injection cylinders 32, and a plurality of valves (not shown) for controlling the flow of hydraulic fluid in the plurality of flow paths.

この液圧装置は、タンクが収容している作動液がポンプによって該当流路および該当バルブを介してアキュームレータに供給されることによって、アキュームレータが蓄圧される。また、例えば、アキュームレータから該当流路および該当バルブを介してヘッド側室32hへ作動液が供給されることによって、射出ピストン31が前進する。また、該当バルブが、圧力補償付流量制御弁(流量調整弁)であるとともにサーボバルブであり、このバルブによってロッド側室32rから排出される作動液の流量が制御されることによって、射出ピストン31(プランジャ17)の速度が制御される。
また、アキュームレータから該当流路および該当バルブを介して後側室32eへ作動液が供給されることによって、増圧ピストン34による増圧が行われる。
In this hydraulic device, the hydraulic fluid contained in the tank is supplied by the pump to the accumulator through the corresponding flow path and the corresponding valve, thereby accumulating pressure in the accumulator. Further, for example, the injection piston 31 moves forward by supplying the hydraulic fluid from the accumulator to the head-side chamber 32h via the corresponding flow path and the corresponding valve. In addition, the corresponding valve is a pressure-compensated flow control valve (flow rate adjustment valve) and also a servo valve. The speed of the plunger 17) is controlled.
Further, pressure is increased by the pressure increasing piston 34 by supplying hydraulic fluid from the accumulator to the rear side chamber 32e via the corresponding flow path and the corresponding valve.

射出ピストン31および増圧ピストン34の間には、油室が形成されており、各射出シリンダ32および増圧シリンダ35には、開口32a,35aを介して所定の圧油が射出制御用駆動部33、増圧制御用駆動部36から供給されるようになっている。 An oil chamber is formed between the injection piston 31 and the pressure boosting piston 34, and predetermined pressurized oil is supplied to the injection control drive section through openings 32a and 35a in the injection cylinder 32 and the pressure boosting cylinder 35, respectively. 33, and is supplied from a drive unit 36 for pressure increase control.

ピストンロッド37は、射出シリンダ32内に配置されている。射出シリンダ32の内部は、ピストンロッド37が延び出る側のロッド側室32rと、その反対側のヘッド側室32hとに区画されている。ロッド側室32rおよびヘッド側室32hに選択的に作動液が供給されることにより、射出ピストン31は射出シリンダ32内を前後方向に摺動する。 A piston rod 37 is arranged within the injection cylinder 32 . The inside of the injection cylinder 32 is divided into a rod-side chamber 32r on the side from which the piston rod 37 extends and a head-side chamber 32h on the opposite side. By selectively supplying hydraulic fluid to the rod-side chamber 32r and the head-side chamber 32h, the injection piston 31 slides in the injection cylinder 32 in the front-rear direction.

射出シリンダ32および増圧シリンダ35は、内部の断面形状が円形の筒状体であり、増圧シリンダ35は、射出シリンダ32よりも大径に形成されている。 The injection cylinder 32 and the pressure-increasing cylinder 35 are cylindrical bodies having a circular internal cross-sectional shape, and the pressure-increasing cylinder 35 is formed to have a larger diameter than the injection cylinder 32 .

増圧ピストン34は、射出シリンダ32の後端部内(図示の例ではヘッド側室32h)を摺動可能な小径部34aと、増圧シリンダ35の内部を摺動可能な大径部34bとを有している。増圧シリンダ35の内部は、大径部34bにより、射出シリンダ32側の前側室35fと、その反対側の後側室35eとに区画されている。 The booster piston 34 has a small-diameter portion 34a that can slide inside the rear end portion of the injection cylinder 32 (the head-side chamber 32h in the illustrated example), and a large-diameter portion 34b that can slide inside the booster cylinder 35. is doing. The inside of the pressure increasing cylinder 35 is partitioned into a front chamber 35f on the side of the injection cylinder 32 and a rear chamber 35e on the opposite side by the large diameter portion 34b.

したがって、前側室35fの圧抜きを行うと、小径部34aのヘッド側室32hにおける作用面積と、大径部34bの後側室35eにおける作用面積との差に起因して、増圧ピストン34は、後側室35eの作動液から受ける圧力よりも高い圧力をヘッド側室32hの作動液に加えることが可能である。これにより、増圧シリンダ35は、増圧機能を発揮する。 Therefore, when the front side chamber 35f is depressurized, the pressure intensifying piston 34 moves backward due to the difference between the working area of the small diameter portion 34a in the head side chamber 32h and the working area of the large diameter portion 34b in the rear side chamber 35e. It is possible to apply a higher pressure to the hydraulic fluid in the head-side chamber 32h than the pressure received from the hydraulic fluid in the side chamber 35e. As a result, the pressure increasing cylinder 35 exhibits a pressure increasing function.

射出シリンダ32は、プランジャ17に対して同軸的に配置されている。そして、ピストンロッド37は、プランジャ17に結合部38を介して連結されている。射出シリンダ32および増圧シリンダ35は、図示しない型締装置などに対して固定的に設けられている。射出ピストン31の射出シリンダ32に対する移動により、プランジャ17(プランジャチップ17a)はスリーブ15内を前進または後退する。 The injection cylinder 32 is arranged coaxially with respect to the plunger 17 . The piston rod 37 is connected to the plunger 17 via a connecting portion 38 . The injection cylinder 32 and the boosting cylinder 35 are fixedly provided to a mold clamping device (not shown) or the like. Movement of the injection piston 31 relative to the injection cylinder 32 advances or retracts the plunger 17 (plunger tip 17 a ) within the sleeve 15 .

(プランジャ17の位置および速度検出)
プランジャロッド17bには、プランジャ17の位置を検出する位置センサ40(位置検出手段)が設置され、位置検出信号S-1をコントローラ50(制御装置)に出力する。位置センサ40は、射出シリンダ32に対するピストンロッド37の位置を検出し、プランジャ17の位置を間接的に検出する。例えば、位置センサ40は、ピストンロッド37に固定的に設けられ、ピストンロッド37の軸方向に延びる不図示のスケール部とともに磁気式または光学式のリニアエンコーダを構成するものであってもよいし、ピストンロッド37に固定された部材との距離を計測するレーザー測長器によって構成されてもよい。
位置センサ40およびコントローラ50は、検出されたプランジャ17の位置を微分することにより、プランジャ17の速度を取得(検出)することが可能である。
(Position and speed detection of plunger 17)
A position sensor 40 (position detection means) for detecting the position of the plunger 17 is installed on the plunger rod 17b, and outputs a position detection signal S-1 to a controller 50 (control device). A position sensor 40 detects the position of the piston rod 37 relative to the injection cylinder 32 and indirectly detects the position of the plunger 17 . For example, the position sensor 40 may be fixedly provided on the piston rod 37 and constitute a magnetic or optical linear encoder together with a scale portion (not shown) extending in the axial direction of the piston rod 37. A laser length measuring device that measures the distance to a member fixed to the piston rod 37 may be used.
The position sensor 40 and the controller 50 can obtain (detect) the speed of the plunger 17 by differentiating the detected position of the plunger 17 .

(プランジャ17が溶湯20に付与する圧力算出)
射出シリンダ32には、ヘッド側室の圧力を検出するヘッド側圧力センサ41(射出圧力検出手段)と、ロッド側室の圧力を検出するロッド側圧力センサ42(射出圧力検出手段)とが設けられ、それぞれ、検出信号S-2,S-3をコントローラ50に出力する。
射出シリンダ32のヘッド側圧力センサ41およびロッド側圧力センサ42は、例えば、溶湯20をキャビティ13に射出するときにプランジャ17が溶湯20に加える圧力(射出圧力)等のプランジャ17が溶湯に加える圧力を間接的に検出することに利用される。コントローラ50は、ヘッド側圧力センサ41の検出値と、ロッド側圧力センサ42の検出値と、射出ピストン31のヘッド側室32hにおける受圧面積と、射出ピストン31のロッド側室32rにおける受圧面積と、プランジャ17の溶湯に対する接触面積とに基づいて、プランジャ17が溶湯20に付与する圧力を算出可能である。
(Calculation of pressure applied to molten metal 20 by plunger 17)
The injection cylinder 32 is provided with a head side pressure sensor 41 (injection pressure detection means) for detecting the pressure in the head side chamber and a rod side pressure sensor 42 (injection pressure detection means) for detecting the pressure in the rod side chamber. , and outputs detection signals S-2 and S-3 to the controller 50. FIG.
The head-side pressure sensor 41 and rod-side pressure sensor 42 of the injection cylinder 32 detect the pressure applied by the plunger 17 to the molten metal, such as the pressure (injection pressure) applied by the plunger 17 to the molten metal 20 when injecting the molten metal 20 into the cavity 13, for example. is used to indirectly detect The controller 50 controls the detection value of the head side pressure sensor 41, the detection value of the rod side pressure sensor 42, the pressure receiving area in the head side chamber 32h of the injection piston 31, the pressure receiving area in the rod side chamber 32r of the injection piston 31, the plunger 17 The pressure applied by the plunger 17 to the molten metal 20 can be calculated based on the area of contact with the molten metal.

(コントローラ)
コントローラ50は、CPU51、メモリ52、入力回路53、および、出力回路54を備える。
CPU51は、ROMまたは電気的に書換可能な不揮発性メモリであるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)に記憶された制御プログラムを読み出してRAMに展開し、射出制御を行うとともに、ダイカスト鍛造条件管理プログラム52aを実行して不良発生予測(図6参照)を行う。CPU51は、入力回路53を介して入力される入力信号に基づいて、各部を制御するための制御信号(制御指令)を、出力回路54を介して出力する。
メモリ52は、各種処理のプログラムを収めたROM、RAM、EEPROM等から構成される。メモリ52は、ハードディスクドライブ(HDD)等の外部記憶装置を含む。メモリ52には、ダイカスト鍛造条件管理プログラム52aを含む制御プログラムが記憶されている。
(controller)
The controller 50 includes a CPU 51 , a memory 52 , an input circuit 53 and an output circuit 54 .
The CPU 51 reads a control program stored in ROM or EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), which is an electrically rewritable non-volatile memory, expands it in RAM, performs injection control, and manages die casting forging conditions. The program 52a is executed to predict failure occurrence (see FIG. 6). The CPU 51 outputs a control signal (control command) for controlling each part through an output circuit 54 based on an input signal inputted through the input circuit 53 .
The memory 52 is composed of a ROM, a RAM, an EEPROM, etc. containing programs for various processes. The memory 52 includes an external storage device such as a hard disk drive (HDD). The memory 52 stores control programs including a die casting forging condition management program 52a.

コントローラ50は、プランジャ17が射出完了後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するとともに、この射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、プランジャ17がピーク圧停止後に、射出の位置から再度移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。プランジャ17がピーク圧後に、射出の位置から再度移動した距離は、溶湯20の冷却時の凝固収縮に伴い、当該プランジャ17が追従して前進する増圧距離である。 The controller 50 detects the peak pressure of the injection pressure generated in the pressure increasing process after the plunger 17 completes the injection, detects the injection position when the injection pressure reaches the peak pressure, and stops the plunger 17 at the peak pressure. Later, the occurrence of defects in the casting product is predicted according to the pressure increase distance moved again from the injection position. The distance that the plunger 17 moves again from the injection position after the peak pressure is the pressure increase distance that the plunger 17 advances following solidification shrinkage during cooling of the molten metal 20 .

コントローラ50は、プランジャ17がピーク圧後に、射出の位置から再度移動した増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以上である場合に、不良発生予測を行う。
コントローラ50は、上記増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離未満である場合、鋳巣の発生を含む不良発生と判定する。
コントローラ50は、上記増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離未満である場合、または、増圧距離が、所定の異常判定値以上である場合、異常であると判定する。
コントローラ50は、プランジャ17がピーク圧後に、射出の位置から所定時間内に再度移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。
The controller 50 predicts the occurrence of defects when the pressure increase distance that the plunger 17 has moved again from the injection position after the peak pressure is greater than or equal to the solidification shrinkage distance preset based on the solidification shrinkage rate of the molten metal. conduct.
The controller 50 determines that a defect including blowholes has occurred when the pressure increasing distance is less than the solidification shrinkage distance preset based on the solidification shrinkage rate of the molten metal.
If the pressure increase distance is less than a preset solidification shrinkage distance based on the solidification shrinkage rate of the molten metal, or if the pressure increase distance is equal to or greater than a predetermined abnormality determination value, an abnormality is detected. It is determined that
The controller 50 predicts the occurrence of defects in the cast product according to the pressure increase distance that the plunger 17 moves again within a predetermined time from the injection position after the peak pressure.

入力回路53には、キーボードやマウス等の入力装置55からの入力信号、位置センサ40からの位置信号S-1、ヘッド側圧力センサ41からの信号S-2、ロッド側圧力センサ42からの信号S-3が入力される。
出力回路54は、予測結果等を出力するための信号(例えば表示部56に表示するための表示信号)を出力する。また、出力回路54は、射出制御用駆動部33および増圧制御用駆動部36を構成する液圧装置(図示省略)に備えられている、ポンプ用電動機を駆動するためのドライバを有し、このドライバを介して電動機への制御信号、各バルブへの開閉駆動信号を出力する。
The input circuit 53 receives an input signal from an input device 55 such as a keyboard or a mouse, a position signal S-1 from the position sensor 40, a signal S-2 from the head side pressure sensor 41, and a signal from the rod side pressure sensor . S-3 is entered.
The output circuit 54 outputs a signal (for example, a display signal for displaying on the display section 56) for outputting the prediction result and the like. Further, the output circuit 54 has a driver for driving a pump electric motor provided in a hydraulic device (not shown) that constitutes the injection control drive section 33 and the pressure increase control drive section 36. A control signal to the electric motor and an opening/closing drive signal to each valve are output via this driver.

(ダイカスト装置10のダイカスト鋳造動作の概要)
図2は、ダイカスト装置10の射出工程と射出波形を説明する図である。図2の横軸は、時間tを示し、右側ほど後の時刻である。図2の左側縦軸は、射出速度(プランジャ17の速度)を示し、上方ほど値が大きいことを示す。図2の右側縦軸は、および射出圧力(プランジャの位置)を示しており、上方ほど固定金型11および可動金型12に近いことを示している。
速度曲線は、射出速度の経時変化を示している。圧力曲線は、射出圧力の経時変化を示している。
(Overview of Die Casting Operation of Die Casting Device 10)
2A and 2B are diagrams for explaining the injection process and the injection waveform of the die casting apparatus 10. FIG. The horizontal axis of FIG. 2 indicates the time t, and the right side indicates later time. The vertical axis on the left side of FIG. 2 indicates the injection speed (the speed of the plunger 17), and the higher the value, the higher the value. The vertical axis on the right side of FIG. 2 indicates the injection pressure (plunger position), and indicates that the higher the position, the closer to the fixed mold 11 and the movable mold 12 .
The velocity curve shows the change in injection velocity over time. A pressure curve shows the change in injection pressure over time.

図3は、図2の射出工程と射出波形の各部の表記を用語の表にして示す図である。図2の符号a~pと、図3の符号a~pとはそれぞれ対応している。
低速射出時間aは、射出ピストン31が低速度で移動している時間である。
高速射出時間bは、射出ピストン31が高速度で移動している時間である。
低速射出加速時間cは、射出ピストン31が動き始めてから、設定した低速度射出速度に達するまでの時間である。
高速射出加速dは、低速度射出速度から設定した高速度射出速度に達するまでの時間である。
FIG. 3 is a diagram showing the notation of each part of the injection process and the injection waveform of FIG. 2 in the form of a table of terms. Reference characters a to p in FIG. 2 correspond to reference characters a to p in FIG. 3, respectively.
The low speed injection time a is the time during which the injection piston 31 moves at a low speed.
The high-speed injection time b is the time during which the injection piston 31 moves at high speed.
The low-speed injection acceleration time c is the time from when the injection piston 31 starts to move until it reaches the set low-speed injection speed.
The high-speed injection acceleration d is the time required to reach the set high-speed injection speed from the low-speed injection speed.

充填昇圧時間eは、射出ピストン31が溶湯20をキャビティ13へ充填完了してから、射出ピストン31に加わる圧力がアキュームレータ設定圧力に達するまでの時間である。
増圧タイムラグfは、射出ピストン31が溶湯20をキャビティ13へ充填完了してから、射出ピストン31が動き始めのまでの時間である。
増圧時間gは、増圧ピストン34が動き始めて、充填出力から増圧出力に達するまでの時間である。
昇圧時間hは、射出ピストン31がキャビティ13内に溶湯20の充填を完了してから、増圧ピストン34が動作を完了するまでの時間である。
The charging pressure rise time e is the time from when the injection piston 31 completes filling the cavity 13 with the molten metal 20 until the pressure applied to the injection piston 31 reaches the accumulator set pressure.
The pressure increase time lag f is the time from when the injection piston 31 completes filling the cavity 13 with the molten metal 20 to when the injection piston 31 starts to move.
The pressure increase time g is the time from when the pressure increase piston 34 starts to move until it reaches the pressure increase output from the filling output.
The pressure increase time h is the time from when the injection piston 31 completes filling the cavity 13 with the molten metal 20 to when the pressure increase piston 34 completes its operation.

低速射出圧力iは、射出ピストン31が低速度で前進している時の射出ピストン31内の圧力である。
高速射出圧力jは、高速射出中の射出ピストン31に加わる圧力である。
充填完了圧力kは、射出ピストン31が溶湯20をキャビティ13へ充填完了し、射出ピストン31が動き始める前の射出シリンダ32内の圧力である。
増圧圧力lは、射出ピストン31が動作を完了したときの、射出ピストン31内の圧力である。
増圧サージ圧力mは、増圧ピストン34が動き始めたときの、射出ピストン31に生ずるサージ圧力である。
The low speed injection pressure i is the pressure within the injection piston 31 when the injection piston 31 is moving forward at low speed.
The high speed injection pressure j is the pressure applied to the injection piston 31 during high speed injection.
The filling completion pressure k is the pressure in the injection cylinder 32 before the injection piston 31 completes filling the cavity 13 with the molten metal 20 and the injection piston 31 starts moving.
The boost pressure l is the pressure in the injection piston 31 when the injection piston 31 has completed its movement.
The boosting surge pressure m is the surge pressure generated in the injection piston 31 when the boosting piston 34 starts moving.

低速射出速度nは、射出工程における第一段階の噴出速度である。
高速射出速度oは、射出工程中の最高射出速度である。
高速平均射出速度pは、射出ピストンが高速度で動く速度の平均値である。
The low speed injection speed n is the jet speed of the first stage in the injection process.
High injection speed o is the highest injection speed during the injection process.
The high speed average injection speed p is the average speed at which the injection piston moves at high speed.

ダイカスト装置10は、低速射出(時点t0~t1)、高速射出(時点t1~t2)、増圧(時点t3~t4)および保圧(時点t4以降)を順に行う。なお、低速射出から保圧までの一連の動作を1ショットと呼ぶ場合がある。 The die casting apparatus 10 sequentially performs low-speed injection (time points t0 to t1), high-speed injection (time points t1 to t2), pressure increase (time points t3 to t4), and pressure holding (after time point t4). A series of operations from low-speed injection to holding pressure may be called one shot.

<低速射出:t0~t1>
射出の初期段階において、比較的低速でプランジャ17を前進させる低速射出(図3のt0~t1参照)が行われることによって、溶湯20による空気の巻き込みが抑制される。
低速射出の開始直前において、ダイカスト装置10は、図1に示す状態となっている。すなわち、射出シリンダ32の射出ピストン31および増圧ピストン34は、後退限等の初期位置に位置している。このときのプランジャ17の位置Dは、後記図4において位置D0で示されている。
<Low speed injection: t0 to t1>
In the initial stage of injection, air entrainment by the molten metal 20 is suppressed by performing low-speed injection (see t0 to t1 in FIG. 3) in which the plunger 17 is advanced at a relatively low speed.
Immediately before the start of low-speed injection, the die casting apparatus 10 is in the state shown in FIG. That is, the injection piston 31 and the boosting piston 34 of the injection cylinder 32 are positioned at initial positions such as the retraction limit. The position D of the plunger 17 at this time is indicated by position D0 in FIG. 4 described later.

コントローラ50は、所定の射出開始条件が満たされたか否か判定し、満たされたと判定すると、低速射出を開始する。具体的には、コントローラ50は、該当バルブを開いてアキュームレータからヘッド側室32hへ作動液を供給するとともに、該当バルブを開いてロッド側室32rからの作動液の排出を許容する。射出開始条件は、固定金型11および可動金型12の型締が終了し、ラドル21によるスリーブ15への溶湯20の供給が完了したことなどである。 The controller 50 determines whether or not a predetermined injection start condition is satisfied, and starts low-speed injection when it is determined that the condition is satisfied. Specifically, the controller 50 opens the corresponding valve to supply the working fluid from the accumulator to the head side chamber 32h, and opens the corresponding valve to allow the working fluid to be discharged from the rod side chamber 32r. The conditions for starting injection include completion of mold clamping of the fixed mold 11 and movable mold 12 and completion of supply of the molten metal 20 to the sleeve 15 by the ladle 21 .

低速射出中のプランジャ17の速度は、例えば、位置センサ40により検出されるプランジャ17の速度に基づいてバルブの開度がフィードバック制御される。
プランジャ17の速度は、例えば、一定の低速射出速度とされる。低速射出速度の値は、入力装置55を介してオペレータによって適宜に設定される。なお、低速射出中の射出圧力は、射出速度が比較的低速であることから、比較的低圧に維持される。
The speed of the plunger 17 during low-speed injection is feedback controlled based on the speed of the plunger 17 detected by the position sensor 40, for example.
The speed of the plunger 17 is, for example, a constant slow injection speed. The value of the low speed injection speed is appropriately set by the operator via the input device 55 . The injection pressure during low-speed injection is maintained at a relatively low pressure because the injection speed is relatively low.

<高速射出:t1~t2>
続いて、比較的高速でプランジャ17を前進させる高速射出(図3のt1~t2参照)が行われることによって、溶湯20の凝固に遅れずに、速やかに溶湯20が固定金型11および可動金型12内に充填される。
コントローラ50は、所定の高速切換条件が満たされると、プランジャ17の速度を上記の低速射出速度よりも高速の高速射出速度に切り換え、高速射出を行う。具体的には、コントローラ50は、低速射出に引き続いてアキュームレータからヘッド側室32hへ作動液を供給しつつ、該当バルブの開度を大きくする。高速射出が行われている間の射出圧力は、低速射出が行われている間の射出圧力よりも高くなる。
<High-speed injection: t1 to t2>
Subsequently, high-speed injection (see t1 to t2 in FIG. 3) is performed to move the plunger 17 forward at a relatively high speed, so that the molten metal 20 is rapidly injected into the fixed mold 11 and the movable mold without delaying the solidification of the molten metal 20. It is filled in mold 12 .
When a predetermined high-speed switching condition is satisfied, the controller 50 switches the speed of the plunger 17 to a high-speed injection speed higher than the low-speed injection speed to perform high-speed injection. Specifically, the controller 50 increases the opening of the corresponding valve while supplying the hydraulic fluid from the accumulator to the head-side chamber 32h following the low-speed injection. The injection pressure during high speed injection is higher than the injection pressure during low speed injection.

高速切換条件は、例えば、プランジャ17が所定の高速切換位置D1(図4参照)に到達したことである。コントローラ50は、位置センサ40の検出値または射出開始からの経過時間に基づいて高速切換条件が満たされたか否かを判定してよい。 The high speed switching condition is, for example, that the plunger 17 has reached a predetermined high speed switching position D1 (see FIG. 4). The controller 50 may determine whether the high-speed switching condition is satisfied based on the detected value of the position sensor 40 or the elapsed time from the start of injection.

高速射出(時点t1~t2)において、低速射出から高速射出へ制御が切り換えられると、射出圧力は、一旦上昇し、次に下降し、再度上昇し、再度下降する。その後、溶湯20が固定金型11および可動金型12内に充填されることなどによって、射出圧力は急激に上昇していく。なお、射出速度も、高速射出への切換え後から高速射出の終了前までの間に、一旦速度が低下している。 When control is switched from low-speed injection to high-speed injection during high-speed injection (time points t1 to t2), the injection pressure rises once, then drops, rises again, and drops again. After that, as the molten metal 20 fills the fixed mold 11 and the movable mold 12, the injection pressure rises rapidly. The injection speed also decreases once after switching to high-speed injection and before the end of high-speed injection.

<減速射出:t2~t3>
溶湯20がキャビティ13にある程度充填されると、プランジャ17は、その充填された溶湯20から反力を受けて減速され、その一方で、射出圧力は、図2に示すように、急激に上昇していく。なお、プランジャ17が所定の減速位置に到達するなど所定の減速開始条件が満たされたときに該当バルブの開度を小さくするなど、適宜な減速制御がなされてもよい。減速制御によって、充填完了時の衝撃が緩和される。
<Deceleration injection: t2-t3>
When the cavity 13 is filled with the molten metal 20 to some extent, the plunger 17 receives reaction force from the filled molten metal 20 and is decelerated, while the injection pressure rises sharply as shown in FIG. To go. Appropriate deceleration control may be performed, such as reducing the opening of the corresponding valve when a predetermined deceleration start condition is satisfied, such as when the plunger 17 reaches a predetermined deceleration position. Deceleration control mitigates the impact at the time of completion of filling.

低速射出および高速射出を含む射出が行われる場合、一般には、高速切換位置は、溶湯20がゲート19に到達するときの位置になるように設定される。また、溶湯20が固定金型11および可動金型12内に充填されると、図2に示すように、射出速度は急激に低下し、射出圧力は急激に上昇していく。 When injections including low speed injections and high speed injections are performed, the high speed switching position is generally set to be the position when the melt 20 reaches the gate 19 . Further, when the molten metal 20 is filled in the fixed mold 11 and the movable mold 12, the injection speed drops sharply and the injection pressure rises sharply, as shown in FIG.

<増圧:t3~t4>
溶湯20がt1~t2参照)が行われることによって、溶湯20の凝固に遅れずに、速やかに溶湯20が固定金型11および可動金型12内に充填された後、溶湯20の圧力を上昇させる増圧(図3t3~t4参照)が行われる。
<Pressure increase: t3 to t4>
(see t1 to t2) of the molten metal 20) so that the fixed mold 11 and the movable mold 12 are quickly filled with the molten metal 20 without delaying the solidification of the molten metal 20, and then the pressure of the molten metal 20 is increased. A pressure increase (see t3 to t4 in FIG. 3) is performed.

コントローラ50は、所定の増圧開始条件が満たされたか否か判定し、満たされたと判定すると、増圧を開始する。具体的には、例えば、コントローラ50は、まず、第1の条件が満たされると該当第1バルブを開く。これにより、アキュームレータから後側室32eへ作動液が供給され、増圧ピストン34が前進を開始する。次に、コントローラ50は、第2の条件が満たされると、該当第2バルブの開度を増圧用のものにする。すなわち、コントローラ50は、速度制御を終了し、圧力制御を開始する。なお、ヘッド側室32hからの作動液の排出は、パイロット式の逆止弁であるバルブが自閉することによって禁止される。このような動作により、射出圧力は、上昇していき、所定の鋳造圧力(終圧)に到達する。
図2に示すように、増圧が行われている間、射出圧力は一定に維持される。
The controller 50 determines whether or not a predetermined pressure increase start condition is satisfied, and if it is determined that the condition is satisfied, starts pressure increase. Specifically, for example, the controller 50 first opens the corresponding first valve when the first condition is satisfied. As a result, hydraulic fluid is supplied from the accumulator to the rear side chamber 32e, and the pressure boosting piston 34 starts moving forward. Next, when the second condition is satisfied, the controller 50 sets the degree of opening of the corresponding second valve to that for pressure increase. That is, the controller 50 ends speed control and starts pressure control. The discharge of the hydraulic fluid from the head-side chamber 32h is prohibited by the self-closing of the valve, which is a pilot type check valve. Through such operations, the injection pressure rises and reaches a predetermined casting pressure (final pressure).
As shown in FIG. 2, the injection pressure is kept constant while the pressure is increased.

<保圧:t4~>
増圧した圧力を維持する保圧(図3のt4~参照)が行われる。これにより、成形品のヒケが低減される。
コントローラ50は、増圧後、射出圧力が終圧となっている状態を維持する。この間に、溶湯は冷却されて凝固する。溶湯が凝固すると、コントローラ50は、アキュームレータから後側室32eへの液圧の供給を停止し、保圧を終了する。その後、型開きが行われ、鋳物製品が押し出される。
以上、ダイカスト装置10のダイカスト鋳造動作の概要について説明した。
<Holding pressure: t4~>
Holding pressure (see t4 onward in FIG. 3) is performed to maintain the increased pressure. This reduces sink marks on the molded product.
After increasing the pressure, the controller 50 keeps the injection pressure at the final pressure. During this time, the molten metal cools and solidifies. When the molten metal solidifies, the controller 50 stops the supply of hydraulic pressure from the accumulator to the rear side chamber 32e and ends the holding pressure. After that, the mold is opened and the casting product is extruded.
The outline of the die casting operation of the die casting apparatus 10 has been described above.

(原理説明)
従来より鋳造条件の管理を行っているが管理条件と不良品のトレサビリティが確立されているとは、言えない状況である。
外観では発見できない鋳巣の発生を鋳造条件から検出できないことがダイカスト製品の品質を確立できない要因の一つになっている。
射出条件に限らず金型の冷却条件・離型剤の塗布量・希釈率・射出潤滑の塗布量等々可能な限りのデータを保存して不良品のデータから不良品発生の要因になる因子の抽出を試みているが現在まで十分な成果が無い状況である。
鋳巣の原因は、ダイカスト装置が正常に加圧している場合にも製品にその圧力が伝達していないことによる加圧不良も一因である。
(Explanation of principle)
Casting conditions have been managed for a long time, but it cannot be said that the management conditions and the traceability of defective products have been established.
One of the reasons why the quality of die-cast products cannot be established is that the occurrence of blowholes, which cannot be detected by appearance, cannot be detected from the casting conditions.
Not only the injection conditions, but also the cooling conditions of the mold, the amount of mold release agent applied, the dilution ratio, the amount of injection lubrication applied, etc. are stored as much data as possible. Attempts have been made to extract it, but so far there has been no satisfactory result.
One of the causes of blowholes is defective pressurization due to the fact that the pressure is not transmitted to the product even when the die casting apparatus is pressurizing normally.

金型内の圧力を検出する方法は、実験では可能だが量産には耐久性が無く、現状では、使えない状況である。 The method of detecting the pressure inside the mold is possible in experiments, but it is not durable for mass production and cannot be used at present.

図2および図3に示す、射出の16項目(図3の符号a~pの項目)では、ダイカスト製品への圧力伝達に付いては、検出できていない。アルミニウムの溶湯20に圧力がどれだけ伝わってきているかは、量産段階ではまったく管理されていなかった。本発明は、新たな検出用部材を追加することなく、アルミニウムの溶湯20に圧力がどれだけ伝わってきているかを判定する。ちなみに、溶湯20に圧力がどれだけかかっているかは、金型に圧力を検出する高価なセンサを設けるようにすれば、可能である。しかしながら、高温・高圧力の溶湯20を検出するセンサは、非常に高価であり、かつ、耐久性も低く、数十ショットで使用不能となるのが実情である。 In the 16 injection items (items a to p in FIG. 3) shown in FIGS. 2 and 3, pressure transmission to the die-cast product could not be detected. How much pressure is transmitted to the molten aluminum 20 was not controlled at all at the stage of mass production. The present invention determines how much pressure is transmitted to the molten aluminum 20 without adding a new detection member. Incidentally, how much pressure is applied to the molten metal 20 can be determined by providing an expensive sensor for detecting pressure on the mold. However, the sensor for detecting the high-temperature, high-pressure molten metal 20 is very expensive, has low durability, and becomes unusable after several tens of shots.

本発明者らは、射出データから新たな管理値を算出することによりダイカスト製品への圧力伝達を検出する手法を創案した。 The inventors devised a technique for detecting pressure transmission to a die-cast product by calculating a new control value from injection data.

図2および図3に示したように、ダイカスト射出では、高速射出後に増圧工程がある。この高速射出によって、アルミニウムの溶湯20を充填後に増圧して鋳巣の圧し潰しをする。増圧の圧力伝達が十分であれば高速射出後に射出の位置が微速前進して圧力が製品部に伝達することになる。微速前進は、溶湯20が冷却していくときに凝固収縮するが、そのときに射出の位置(プランジャ17の位置)は、前進して追いかける。射出の位置が微速前進すること自体は、知られていたがその追いかけ量(追従量)に注目することはなかった。 As shown in FIGS. 2 and 3, in die casting injection, there is a pressurization step after high speed injection. By this high-speed injection, the molten aluminum 20 is filled and then pressurized to crush the cavities. If the pressure transmission of the increased pressure is sufficient, the injection position moves slowly forward after the high-speed injection, and the pressure is transmitted to the product portion. In the slow advance, the molten metal 20 solidifies and shrinks as it cools, but at that time, the injection position (the position of the plunger 17) advances and follows. It was known that the injection position moved slowly forward, but no attention was paid to the amount of chasing (following amount).

本発明者らは、アルミニウムの溶湯20は、凝固すると収縮するので体積が0.92に縮小(6/1000縮小)されることに着目した。 The present inventors paid attention to the fact that the molten aluminum 20 shrinks when it solidifies, so that its volume is reduced to 0.92 (6/1000 reduction).

すなわち、アルミニウムの溶湯20は、凝固収縮して体積が0.92に縮小し、収縮分射出が押湯して前進する。このため、収縮分以上が増圧圧力伝達効果となる。 That is, the molten aluminum 20 solidifies and shrinks to reduce its volume to 0.92, and the injection rises by the amount of contraction and advances. For this reason, the amount equal to or greater than the amount of contraction becomes the boosting pressure transmission effect.

凝固収縮量の0.92縮小分については、増圧の微速前進することで、つり合わせる。しかしながら、増圧の微速前進が、凝固収縮量と同じであるならば、機械的に圧力をかけても溶湯20に圧力が伝達されていない、すなわち、凝固収縮量だけの前進距離の場合は圧力伝達されていない、と判定できる。これにより、良否判定ができる。
微速前進距離は、各機種に依る特性はあるものの、最低限の凝固収縮量(6/1000)以下の増圧前進距離の場合は、不良品と判定できる。本発明者らの実測例によれば、凝固収縮量の0.92縮小によって、2%程度は前進しなければならないことが判明している。
The 0.92 reduction in the amount of solidification shrinkage is balanced by slow advance of pressure increase. However, if the slow advance of the pressure increase is the same as the amount of solidification shrinkage, no pressure is transmitted to the molten metal 20 even if pressure is applied mechanically. It can be determined that it has not been transmitted. This makes it possible to determine whether the product is good or bad.
Although the slow advance distance has characteristics depending on each model, if the pressurized advance distance is equal to or less than the minimum amount of solidification shrinkage (6/1000), it can be determined as a defective product. According to actual measurements made by the present inventors, it has been found that a 0.92 reduction in the amount of solidification shrinkage requires an advance of about 2%.

次に、上述のように構成されたダイカスト装置10の作用効果について説明する。
図4は、上記基本原理に基づくダイカスト装置10の射出工程における速度曲線、圧力曲線、および射出の位置を説明する図である。図5は、図4の射出工程における速度曲線、圧力曲線、射出の位置、およびピーク圧位置を示す拡大図である。図4において、横軸および縦軸が示す物理量は図3と同様である。図4の横軸は、時間tを示し、右側ほど後の時刻である。図4の左側縦軸は、射出速度(プランジャ17の速度)を示し、上方ほど値が大きいことを示す。図4の右側縦軸は、射出圧力およびプランジャ17の位置Dを示しており、上方ほど固定金型11および可動金型12に近いことを示している。速度曲線は、射出速度の経時変化を示している。圧力曲線は、射出圧力の経時変化を示している。図4の太破線は、射出の位置、すなわちプランジャ17の位置Dの経時変化を示しており、プランジャ17が一番後退しているときは、射出の位置はD=0である。
Next, the effects of the die casting machine 10 configured as described above will be described.
FIG. 4 is a diagram for explaining speed curves, pressure curves, and injection positions in the injection process of the die casting apparatus 10 based on the above basic principle. FIG. 5 is an enlarged view showing the velocity curve, pressure curve, location of injection, and peak pressure location for the injection process of FIG. In FIG. 4, the physical quantities indicated by the horizontal and vertical axes are the same as in FIG. The horizontal axis of FIG. 4 indicates time t, and the right side indicates later time. The vertical axis on the left side of FIG. 4 indicates the injection speed (the speed of the plunger 17), and the higher the value, the higher the value. The vertical axis on the right side of FIG. 4 indicates the injection pressure and the position D of the plunger 17, and indicates that the higher the position, the closer to the fixed mold 11 and the movable mold 12. As shown in FIG. The velocity curve shows the change in injection velocity over time. A pressure curve shows the change in injection pressure over time. The thick dashed line in FIG. 4 indicates the change over time of the injection position, that is, the position D of the plunger 17. When the plunger 17 is at its most retracted position, the injection position is D=0.

図4および図5に示すように、スリーブ15内の射出圧力がピークPのときのプランジャ17の位置(プランジャ17の停止位置)をD2、このときの時刻をt11とする。ここで、本ダイカスト圧力伝達不良判定のトリガは、射出圧力のピークPであるが、射出の位置は、プランジャ17の位置からデータをとって検出することになる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the position of the plunger 17 (the stop position of the plunger 17) when the injection pressure in the sleeve 15 reaches the peak P is D2, and the time at this time is t11. Here, the trigger for this die casting pressure transmission failure determination is the injection pressure peak P, and the injection position is detected by taking data from the position of the plunger 17 .

上記原理で説明したように、射出時には、プランジャ17のピーク圧後、所定時間内(例えば5秒)に移動が観察される。所定時間内の移動後位置をD3、この時の時刻をt12とする。 As explained in the principle above, during injection, movement is observed within a predetermined time (eg, 5 seconds) after the peak pressure of the plunger 17 . The post-movement position within a predetermined time is D3, and the time at this time is t12.

プランジャ17が射出を完了後増圧工程になるとピーク圧が発生する。すなわち、図4および図5に示すように、スリーブ15内の射出圧力がピークPの時の時刻t11を起点として図4および図5の太線に示す5秒間で移動した距離D3とで囲まれた部分の体積(図4の符号q参照)を算出する。 After the plunger 17 completes injection, a peak pressure is generated when the pressure increasing process begins. That is, as shown in FIGS. 4 and 5, starting from time t11 when the injection pressure in the sleeve 15 is at peak P, the distance D3 moved in 5 seconds indicated by the thick line in FIGS. Calculate the volume of the part (see symbol q in FIG. 4).

図6は、ダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。本フローは、図1のコントローラ50のCPU51による鋳造管理プログラムである。本フローは、1ショットごとに実行される。
本プログラムは、ダイカスト装置10の電源投入時から開始される。
ステップS1でコントローラ50は、プランジャ17の位置を検出する。
ステップS2でコントローラ50は、プランジャ17の速度を検出(算出)する。
ステップS3でコントローラ50は、射出シリンダ32内のヘッド側圧力センサ41(図1参照)にて射出圧力のピークPを検出する。
ステップS4でコントローラ50は、射出したか否かを判別する。射出していない場合は、STARTに戻る。
射出した場合は、ステップS5でコントローラ50は、射出の位置を検出する。射出の位置(図4および図5の太破線参照)は、位置センサ40(図1参照)により検出する。
FIG. 6 is a flow chart showing the die casting pressure transmission failure determination process of the die casting apparatus. This flow is a casting management program by the CPU 51 of the controller 50 in FIG. This flow is executed for each shot.
This program is started when the power of the die casting machine 10 is turned on.
The controller 50 detects the position of the plunger 17 in step S1.
The controller 50 detects (calculates) the speed of the plunger 17 in step S2.
In step S3, the controller 50 detects the peak P of the injection pressure with the head-side pressure sensor 41 (see FIG. 1) inside the injection cylinder 32. FIG.
In step S4, the controller 50 determines whether or not it has been ejected. If not ejected, return to START.
If so, the controller 50 detects the injection position in step S5. The injection position (see the thick dashed lines in FIGS. 4 and 5) is detected by a position sensor 40 (see FIG. 1).

ステップS6でコントローラ50は、射出圧力が射出のピーク圧に達したか否かを判別する。射出圧がピーク圧に達しない場合(金型予熱鋳造)は、ステップS5に戻る。
射出圧がピーク圧に達した場合は、ステップS7でコントローラ50は、射出の位置を検出する。射出圧力がピークPに達するまでの射出圧力は、鋳造条件により、様々な圧力曲線をとる(図4の圧力曲線は一例である)。しかし、どのような圧力曲線をとったとしても射出圧力のピークPが存在する(射出では、重量のあるものを急速に止めるので慣性によりピークが発生する)ことから、この射出圧力のピークPを起点として用いることができる。
In step S6, the controller 50 determines whether or not the injection pressure has reached the injection peak pressure. If the injection pressure does not reach the peak pressure (mold preheating and casting), the process returns to step S5.
When the injection pressure reaches the peak pressure, the controller 50 detects the injection position in step S7. The injection pressure until the injection pressure reaches the peak P takes various pressure curves depending on the casting conditions (the pressure curve in FIG. 4 is an example). However, no matter what pressure curve is taken, there is a peak P of the injection pressure (in injection, a heavy object is stopped rapidly, so the peak occurs due to inertia), so this injection pressure peak P is Can be used as a starting point.

ちなみに、従来のダイキャスト装置では、図4の時刻t11に達するまでの(プランジャ17の停止までの)、速度曲線と圧力曲線は、検討されていたが、本実施形態のように、図4の時刻t11から時刻t12までの(射出位置までの)、データを用いる例はなく、本発明者らが初めて開示するものである。 Incidentally, in the conventional die casting apparatus, the speed curve and the pressure curve until reaching time t11 in FIG. There is no example of using data from time t11 to time t12 (up to the injection position), and the present inventors disclose it for the first time.

ステップS8で所定時間(例えば、5秒)後のプランジャ17の位置(増圧距離)を検出する。 In step S8, the position (pressure increase distance) of the plunger 17 after a predetermined time (for example, 5 seconds) is detected.

ステップS9でプランジャ17がピーク圧後移動した距離に基づいて鋳巣の発生を予測する。具体的には、コントローラ50は、停止後再度移動した距離(mm)を、体積に換算して、体積変化が0.92(6/1000)以下であった場合、不良と判定する。ただし、微速前進距離は、各機種により特性の差異があるので、あらかじめ実測等により各機種の微速前進距離を求めてメモリ52に格納しておき、機種ごとに当該補正値を用いて補正するとより良い。 In step S9, occurrence of blowholes is predicted based on the distance that the plunger 17 has moved after the peak pressure. Specifically, the controller 50 converts the distance (mm) moved again after the stop into volume, and determines that it is defective when the change in volume is 0.92 (6/1000) or less. However, since the slow-moving distance has different characteristics depending on the model, it is better to obtain the slow-moving distance of each model by actual measurement in advance, store it in the memory 52, and correct it using the correction value for each model. good.

凝固収縮量以下の増圧前進距離の不良品判定について、より詳細に説明する。
下記式(1)~(3)をパラメータとする。
増圧距離=射出のピーク圧Pより5秒間の射出の移動距離 …(1)
凝固収縮=鋳込み重量×(1-凝固収縮率) …(2)
収縮追従=凝固収縮/射出断面 …(3)
上記増圧距離は、射出位置(プランジャ17の位置)から検出される。上記凝固収縮および収縮追従は、あらかじめ実測により求められる。
A more detailed description will be given of the determination of defective products with a pressurization advance distance equal to or less than the amount of solidification shrinkage.
The following equations (1) to (3) are used as parameters.
Increased pressure distance = Injection movement distance for 5 seconds from peak injection pressure P (1)
Solidification shrinkage = casting weight x (1 - solidification shrinkage rate) (2)
Shrinkage follow-up = solidification shrinkage/injection cross section (3)
The increased pressure distance is detected from the injection position (the position of the plunger 17). The solidification shrinkage and shrinkage follow-up are obtained in advance by actual measurement.

また、上記式(1)~(3)から、式(4)が得られる。式(4)の加圧距離を用いた実測例については図7により後記する。
増圧距離-凝固収縮=加圧距離 …(4)
Further, the formula (4) is obtained from the above formulas (1) to (3). An example of actual measurement using the pressing distance of formula (4) will be described later with reference to FIG.
Increased pressure distance - solidification shrinkage = increased pressure distance (4)

このように、アルミニウムの溶湯20は、凝固収縮するので、プランジャ17は、0.92収縮分射出が押湯して前進する。収縮分以上が増圧圧力伝達効果となる。換言すれば、プランジャ17が、設定された距離を超える距離の移動がない場合に、鋳巣の発生を含む不良発生と判定することができる。 In this manner, the molten aluminum 20 solidifies and shrinks, so that the plunger 17 is pushed forward by an injection amount of 0.92 shrinkage. The amount of contraction or more becomes the boosting pressure transmission effect. In other words, when the plunger 17 does not move a distance exceeding the set distance, it can be determined that a defect including a blowhole has occurred.

図6のフローに戻って、ステップS10でコントローラ50は、増圧距離が異常に多いか(増圧距離が所定の異常判定値以上であるか)否かを判別する。
増圧距離が異常に多くない場合は(S10:No)、<良品ゾーン>または<鋳巣ゾーン>(図7参照)のいずれかであり、<良品ゾーン>または<鋳巣ゾーン>を判定するために、ステップS11でコントローラ50は、増圧距離が凝固収縮距離以下か否かを判別する。
Returning to the flow of FIG. 6, in step S10, the controller 50 determines whether or not the pressure increase distance is abnormally large (whether the pressure increase distance is equal to or greater than a predetermined abnormality determination value).
If the pressure increase distance is not abnormally large (S10: No), it is either <good product zone> or <blowhole zone> (see Fig. 7), and the <good product zone> or <blowhole zone> is determined. Therefore, in step S11, the controller 50 determines whether or not the pressure increase distance is equal to or less than the solidification contraction distance.

増圧距離が凝固収縮距離より大きい場合は(S11:No)、<良品ゾーン>(図7参照)であり、ステップS12でコントローラ50は、正常判定結果を出力して本フローの処理を終了する。
増圧距離が凝固収縮距離以下の場合は(S11:Yes)、<鋳巣ゾーン>(図7参照)であり、ステップS13でコントローラ50は、鋳巣予測結果を出力して本フローの処理を終了する。
正常判定結果や鋳巣予測結果の出力は、例えば表示部56への表示出力や図示しないプリンタ等への出力、図示しない通信部を介しての外部出力、予測結果の外部記憶装置への保存である。
If the pressure increase distance is greater than the solidification shrinkage distance (S11: No), it is <non-defective product zone> (see FIG. 7), and in step S12, the controller 50 outputs a normal determination result and terminates the processing of this flow. .
If the pressure increase distance is equal to or less than the solidification shrinkage distance (S11: Yes), it is <blow zone> (see FIG. 7), and in step S13, the controller 50 outputs the blow hole prediction result and executes the processing of this flow. finish.
The normality determination result and the blowhole prediction result can be output to, for example, the display unit 56, output to a printer (not shown), external output via a communication unit (not shown), and saving of the prediction result to an external storage device. be.

上記ステップS10で増圧距離が異常に多い場合は(S10:Yes)、<バリゾーン>(図7参照)であり、ステップS14でコントローラ50は、バリ予測異常結果を出力して本フローの処理を終了する。 If the pressure increase distance is abnormally large in step S10 (S10: Yes), it is <burr zone> (see FIG. 7), and in step S14, the controller 50 outputs a burr prediction abnormality result and executes the processing of this flow. finish.

図7は、ダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定の実測例を示す図である。縦軸は、式(4)に示す1ショットごとの加圧距離を示し、横軸は20ショットを1単位として表わしたショット数を示す。図7の例では、533ショットの鋳造例を示している。
図7に示す加圧距離をもとに、増圧距離が凝固収縮距離より大きい場合に相当する<良品ゾーン>と、増圧距離が凝固収縮距離以下の場合に相当する<鋳巣ゾーン>と、増圧距離が異常に多い場合に相当する<バリゾーン>とに判定領域が分けられる。
図7では、図7の符号rに示す加圧距離3.0が<良品ゾーン>における良品ラインである。各ショットにおいて、加圧距離は、概ね管理条件を満たした鋳造となっている(不良品ではない)(図6のフローのステップS12「正常判定結果」参照)。
FIG. 7 is a diagram showing an actual measurement example of the die casting pressure transmission failure determination of the die casting apparatus. The vertical axis indicates the pressing distance for each shot shown in Equation (4), and the horizontal axis indicates the number of shots with 20 shots as one unit. The example of FIG. 7 shows a casting example of 533 shots.
Based on the pressurization distance shown in Fig. 7, a <non-defective zone> corresponds to the case where the pressure increase distance is greater than the solidification shrinkage distance, and a <blow zone> corresponds to the case where the pressure increase distance is less than or equal to the solidification shrinkage distance. , and <Bali zone>, which corresponds to the case where the pressure increase distance is abnormally large.
In FIG. 7, the pressurized distance of 3.0 indicated by symbol r in FIG. 7 is the non-defective product line in the <non-defective product zone>. In each shot, the pressurized distance is a casting that generally satisfies the control conditions (not a defective product) (see step S12 "normality judgment result" in the flow of FIG. 6).

図7の符号sに示す加圧距離0.0が不良品判定領域(<鋳巣ゾーン>)である。この加圧距離0.0は、式(3)において、凝固収縮が0とした場合の例である。例えば、図7では、ショット数が20、58、96近傍(図7の符号t参照)の増圧圧力が不良品判定領域に入っており、増圧圧力伝達不良と判定される(図6のフローのステップS13「鋳巣予測結果」参照)。この場合、不良品として払い出し(除外)される。
ここで、各ショットにおいて、上記増圧圧力伝達不良が頻繁に発生する時は、射出部品の劣化等が疑われるので、射出部品を交換する等の対策を行う。図7に示す良品/不良品判定結果は、図6のフローのステップS12,S13,S14での出力に反映される。
A pressurization distance of 0.0 indicated by symbol s in FIG. 7 is the defective product determination region (<blowhole zone>). This pressurized distance of 0.0 is an example when solidification shrinkage is assumed to be 0 in formula (3). For example, in FIG. 7, the increased pressure at shot numbers near 20, 58, and 96 (see symbol t in FIG. 7) falls within the defective product determination region, and is determined to be defective in increased pressure transmission (see FIG. 6). See flow step S13 "Blow hole prediction result"). In this case, the product is dispensed (excluded) as a defective product.
Here, when the increased pressure transmission failure occurs frequently in each shot, it is suspected that the injection parts are deteriorated, so measures such as replacement of the injection parts are taken. The non-defective product/defective product determination result shown in FIG. 7 is reflected in the outputs in steps S12, S13, and S14 of the flow in FIG.

なお、図7に示すダイカスト鋳造の実測例において、加圧距離が大きい場合(例えば、ショット153近傍)(図7の符号u参照)は、金型から溶融アルミが漏れ出すバリ発生の可能性がある(図6のフローのステップS14「バリ予測異常結果」参照)。バリ発生は、金型からの圧抜けであり製品への圧力が伝達して居ない可能性がある。一般的に湯廻りは、良いが内部品質は、保証できない。すなわち、湯廻りが良い方向であるが製品への圧力伝達不良の可能性がある。また、バリ発生後の問題としてバリを金型に挟み型つぶれを誘発する、製品に挟んで欠陥が発生する、バリにより型内の空気排出を妨害する等があり、早急に金型の点検・整備をする判断材料ともなる。 In the actual measurement example of die casting shown in FIG. 7, when the pressure distance is large (for example, in the vicinity of shot 153) (see symbol u in FIG. 7), there is a possibility that molten aluminum leaks out of the mold and burrs occur. (Refer to step S14 "burr prediction abnormality result" in the flow of FIG. 6). The occurrence of burrs is caused by pressure release from the mold, and there is a possibility that the pressure is not transmitted to the product. In general, the hot water area is good, but the internal quality cannot be guaranteed. In other words, there is a possibility of poor pressure transmission to the product although the flow of hot water is good. In addition, as problems after burrs are generated, there are problems such as burrs being caught in the mold and causing mold collapse, defects being caused by being caught in the product, and burrs interfering with the air discharge inside the mold. It can also be used as a basis for making maintenance decisions.

[変形例]
図8は、本実施形態の変形例のダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。図6と同一処理を行うステップには同一符号を付している。
図8において、ステップS11で増圧距離が凝固収縮距離より大きい場合(S11:No)、ステップS21でプランジャ17がピーク圧後移動した距離に基づいて鋳巣の発生を予測する。
ステップS22では、コントローラ50は、予測結果を出力して本フローの処理を終了する。
ステップS10で増圧距離が異常に多い場合(S10:Yes)、またはステップS11で増圧距離が凝固収縮距離以下の場合(S14:Yes)は、ステップS23でコントローラ50は、異常結果を出力して本フローの処理を終了する。
このように、プランジャ17がピーク圧後移動した距離に基づいて鋳巣の発生を予測するステップを含むものであれば、どのようなタイミングで実行するものでもよい。
[Modification]
FIG. 8 is a flow chart showing the die casting pressure transmission failure determination process of the die casting apparatus according to the modification of the present embodiment. Steps that perform the same processing as in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 8, if the pressure increase distance is greater than the solidification shrinkage distance in step S11 (S11: No), occurrence of blowholes is predicted based on the distance that the plunger 17 moves after the peak pressure is reached in step S21.
In step S22, the controller 50 outputs the prediction result and terminates the processing of this flow.
If the pressure increase distance is abnormally large in step S10 (S10: Yes), or if the pressure increase distance is less than the coagulation contraction distance in step S11 (S14: Yes), the controller 50 outputs an abnormal result in step S23. to terminate the processing of this flow.
In this way, any method may be executed at any timing as long as it includes the step of predicting the occurrence of blowholes based on the distance that the plunger 17 has moved after the peak pressure.

[効果]
以上説明したように、本実施形態のダイカスト装置10は、固定金型11と可動金型12を備え、固定金型11と可動金型12によって形成されるキャビティ13中にスリーブ15内を摺動するプランジャ17の押出力によって溶湯20を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置であって、プランジャ17の位置を検出する位置センサ40と、スリーブ15内の射出圧力を検出するヘッド側圧力センサ41およびロッド側圧力センサ42と、プランジャ17の押出力を制御するコントローラ50と、を備え、コントローラ50は、プランジャ17がピーク圧後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するとともに、この射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、プランジャ17が停止後に、射出の位置から移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。
[effect]
As described above, the die casting apparatus 10 of this embodiment includes the fixed mold 11 and the movable mold 12, and slides inside the sleeve 15 in the cavity 13 formed by the fixed mold 11 and the movable mold 12. A die-casting device that injects a molten metal 20 by an extrusion force of a plunger 17 to mold a cast product, and includes a position sensor 40 that detects the position of the plunger 17 and a head-side pressure sensor 41 that detects the injection pressure in the sleeve 15. and a rod side pressure sensor 42, and a controller 50 for controlling the pushing force of the plunger 17. The controller 50 detects the peak pressure of the injection pressure generated in the pressure increasing process after the plunger 17 reaches the peak pressure, and detects the peak pressure of the injection pressure. The injection position is detected when the injection pressure reaches the peak pressure, and after the plunger 17 stops, the occurrence of defects in the casting product is predicted according to the pressure increase distance moved from the injection position.

従来では、加工後に目視確認や圧漏れ検査により不良品が発生しているのが現状であった。本発明は、外観では、発見できない内部品質の検証が可能になる。すなわち、鋳物製品を加工後チェックすることなく、鋳巣の発生を予測することができる。また、バリの発生を検知して金型の点検・整備等の判断基準とすることができる。 In the past, it was the current situation that defective products were generated by visual confirmation and pressure leak inspection after processing. The present invention enables verification of internal quality that cannot be discovered on the outside. That is, it is possible to predict the occurrence of blowholes without checking the cast product after machining. In addition, the occurrence of burrs can be detected and used as a criterion for inspection and maintenance of molds.

内部欠陥が鋳造工程で発見できることにより下記の特有の効果がある。
1.生産中に不良品を発見できるので、その場での設備等の対策が可能になり後工程での不良品発生を削減できる。
The ability to discover internal defects in the casting process has the following unique effects.
1. Since defective products can be found during production, countermeasures such as equipment can be taken on the spot, and the occurrence of defective products in subsequent processes can be reduced.

2.不良になる数値の製品を排出することにより、加工不良を削減して、後工程への不良流出を防止することができる。 2. By discharging defective products, it is possible to reduce processing defects and prevent defective products from flowing to subsequent processes.

3.内部品質の底上げが可能となり、鋳物製品が車両部品である場合、完成車納車後のオイル漏れ等の発生の未然防止に寄与する。 3. It is possible to improve the internal quality, and if the casting product is a vehicle part, it contributes to the prevention of oil leakage after delivery of the completed vehicle.

4.本発明は、射出データから新たな管理値を算出することで、新たな部材を追加することなく、鋳巣の発生を予測することができる。このため、低コストで、汎用的に適用することができる。 4. According to the present invention, by calculating a new control value from the injection data, occurrence of blow holes can be predicted without adding a new member. Therefore, it can be applied to general purpose at low cost.

5.高価なセンサを設けることなく、アルミニウム溶湯に圧力がどれだけ伝わってきているかを判定することができるので、低コストで、汎用的に適用することができる。 5. Since it is possible to determine how much pressure is being transmitted to the molten aluminum without providing an expensive sensor, it can be applied to general purposes at low cost.

また、ダイカスト装置10において、コントローラ50は、増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合に、不良発生予測を行う。 Further, in the die casting apparatus 10, the controller 50 predicts the occurrence of defects when the pressure increase distance is equal to or less than the solidification shrinkage distance preset based on the solidification shrinkage rate of the molten metal.

このように、増圧距離が、凝固収縮距離以下の場合は、不良発生の可能性がある。不良発生の可能性がある場合に優先的に、不良発生予測を行うことで処理の高速化および処理リソースの有効活用を図ることができる。すなわち、低コストでの実時間処理が可能になり、1ショットごとに、リアルタイムで不良発生を予測することができる。 Thus, if the pressure increase distance is less than or equal to the solidification shrinkage distance, there is a possibility that a defect will occur. By predicting the occurrence of defects with priority when there is a possibility of occurrence of defects, it is possible to speed up processing and effectively utilize processing resources. That is, real-time processing can be performed at a low cost, and occurrence of defects can be predicted in real time for each shot.

また、ダイカスト装置10において、コントローラ50は、増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合、鋳巣の発生を含む不良発生と判定する。 Further, in the die casting apparatus 10, the controller 50 determines that defects including blowholes have occurred when the pressure increase distance is equal to or less than the solidification shrinkage distance preset based on the solidification shrinkage rate of the molten metal.

このように、増圧距離が、凝固収縮距離以下の場合は異常であることが想定される。リアルタイムで鋳巣の発生等の不良品判定を行うことができる。 Thus, it is assumed that an abnormality occurs when the pressure increase distance is equal to or less than the solidification shrinkage distance. Defective products such as the occurrence of blowholes can be determined in real time.

また、ダイカスト装置10において、コントローラ50は、増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合、または、所定の異常判定値以上である場合、異常であると判定する。 Further, in the die casting apparatus 10, the controller 50 determines that when the pressure increasing distance is equal to or less than the solidification shrinkage distance set in advance based on the solidification shrinkage rate of the molten metal, or is equal to or greater than a predetermined abnormality determination value, Judged as abnormal.

このようにすることで、鋳巣の発生等の不良品判定に加えて、バリ発生による、製品の欠陥を早期に予測することができる。 By doing so, it is possible to quickly predict product defects due to the occurrence of burrs, in addition to determining defective products such as the occurrence of blowholes.

また、ダイカスト装置10において、コントローラ50は、プランジャ17がピーク圧後に、前記射出の位置から所定時間内に移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。 Further, in the die casting apparatus 10, the controller 50 predicts the occurrence of defects in the cast product according to the pressure increase distance that the plunger 17 has moved within a predetermined time from the injection position after the peak pressure.

このようにすることで、所定時間内に移動した距離を用いることで、予測判定完了までの時間を短縮することができる。また、実時間で処理が完了するので、バックグランド処理として実行することができる。このため、製造ラインなどの製造工程において、時間短縮による作業性の向上を図ることができる。 By doing so, it is possible to shorten the time until the prediction determination is completed by using the distance traveled within the predetermined time. In addition, since processing is completed in real time, it can be executed as background processing. Therefore, it is possible to improve the workability by shortening the time in the manufacturing process such as a manufacturing line.

以上説明した実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
例えば、スクイズキャスト・ホットチャンバーダイカスト・ハイブリットフルキャスティング等射出機能を有する鋳造製法にも同様に適用することができる。
The embodiments described above show examples of embodying the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be construed to be limited by these. This is because the present invention can be embodied in various forms without departing from its gist or its main characteristics.
For example, it can be similarly applied to a casting method having an injection function such as squeeze casting, hot chamber die casting, hybrid full casting, and the like.

10 ダイカスト装置
11 固定金型
12 可動金型
13 キャビティ
14 溶湯供給部
15 スリーブ
17 プランジャ
17a プランジャチップ
17b プランジャロッド
18 ランナー
19 ゲート
20 溶湯(金属溶湯)
30 射出駆動部
33 射出制御用駆動部
36 増圧制御用駆動部
40 位置センサ(位置検出手段)
41 ヘッド側圧力センサ(射出圧力検出手段)
42 ロッド側圧力センサ(射出圧力検出手段)
50 コントローラ(制御装置)
P ピーク圧位置
D3 増圧距離
S6 プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するステップ
S7 射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出するステップ
S9,S21 プランジャがピーク圧後に、射出の位置から移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行うステップ
REFERENCE SIGNS LIST 10 die casting device 11 fixed mold 12 movable mold 13 cavity 14 molten metal supply part 15 sleeve 17 plunger 17a plunger tip 17b plunger rod 18 runner 19 gate 20 molten metal (metal molten metal)
30 Injection drive unit 33 Injection control drive unit 36 Pressure increase control drive unit 40 Position sensor (position detection means)
41 head side pressure sensor (injection pressure detection means)
42 rod side pressure sensor (injection pressure detection means)
50 controller (control device)
P: Peak pressure position D3: Increased pressure distance S6: Step of detecting the peak pressure of the injection pressure generated in the pressure increasing process after the plunger completes injection S7: Steps of detecting the injection position when the injection pressure reaches the peak pressure S9, S21 A step of predicting the occurrence of defects in casting products according to the pressure increase distance that the plunger has moved from the injection position after the peak pressure

Claims (6)

固定金型と可動金型を備え、前記固定金型と前記可動金型によって形成されるキャビティ中にスリーブ内を摺動するプランジャの押出力によって金属溶湯を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置であって、
前記プランジャの位置を検出する位置検出手段と、
前記スリーブ内の射出圧力を検出する射出圧力検出手段と、
前記プランジャの押出力を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するとともに、当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、
前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行う
ことを特徴とするダイカスト装置。
A die-casting apparatus comprising a fixed mold and a movable mold, and molding a cast product by injecting molten metal into a cavity formed by the fixed mold and the movable mold by the extrusion force of a plunger sliding in a sleeve. and
position detection means for detecting the position of the plunger;
injection pressure detection means for detecting the injection pressure within the sleeve;
A control device that controls the pushing force of the plunger,
The control device is
detecting the peak pressure of the injection pressure generated in the pressure increasing process after the plunger completes injection, and detecting the injection position when the injection pressure reaches the peak pressure;
A die-casting apparatus, wherein, after the plunger reaches a peak pressure, a defect occurrence prediction for the cast product is performed according to a pressure increase distance that the plunger has moved from the injection position.
前記制御装置は、
前記増圧距離が、前記金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合に、不良発生予測を行う
ことを特徴とする請求項1に記載のダイカスト装置。
The control device is
2. The die casting apparatus according to claim 1, wherein when the pressure increase distance is equal to or less than a solidification shrinkage distance preset based on the solidification shrinkage rate of the molten metal, occurrence of defects is predicted.
前記制御装置は、
前記増圧距離が、前記金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合に、鋳巣の発生を含む不良発生と判定する
ことを特徴とする請求項1に記載のダイカスト装置。
The control device is
When the pressure increase distance is equal to or less than a solidification shrinkage distance set in advance based on the solidification shrinkage rate of the molten metal, it is determined that a defect including the occurrence of a blowhole has occurred. Die casting equipment as described.
前記制御装置は、
前記増圧距離が、前記金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合、または、前記増圧距離が、所定の異常判定値以上である場合、異常であると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載のダイカスト装置。
The control device is
Abnormal if the pressure increase distance is less than or equal to the solidification shrinkage distance preset based on the solidification shrinkage rate of the molten metal, or if the pressure increase distance is greater than or equal to a predetermined abnormality judgment value. The die casting apparatus according to claim 1, characterized in that it is determined that:
前記制御装置は、
前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するとともに、当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、
前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から所定時間内に移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行う
ことを特徴とする請求項1に記載のダイカスト装置。
The control device is
detecting the peak pressure of the injection pressure generated in the pressure increasing process after the plunger completes injection, and detecting the injection position when the injection pressure reaches the peak pressure;
2. The die casting apparatus according to claim 1, wherein, after the pressure reaches a peak, the plunger predicts the occurrence of defects in the cast product according to the pressure increase distance that the plunger has moved within a predetermined time from the injection position.
固定金型と可動金型を備え、前記固定金型と前記可動金型によって形成されるキャビティ中にスリーブ内を摺動するプランジャの押出力によって金属溶湯を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置のダイカスト製造方法であって、
前記ダイカスト装置は、
前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するステップと、
当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出するステップと、
前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行うステップと、実行する
ことを特徴とするダイカスト製造方法。
A die-casting apparatus comprising a fixed mold and a movable mold, and molding a cast product by injecting molten metal into a cavity formed by the fixed mold and the movable mold by the extrusion force of a plunger sliding in a sleeve. A die casting manufacturing method of
The die casting device is
a step of detecting a peak pressure of the injection pressure generated in a pressure increasing process after the plunger completes injection;
detecting the position of the injection when the injection pressure reaches a peak pressure;
A die casting manufacturing method, comprising: predicting the occurrence of defects in the cast product according to the pressure increase distance that the plunger has moved from the injection position after the peak pressure.
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