JP2022159658A - Initialization method for casting apparatus - Google Patents
Initialization method for casting apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022159658A JP2022159658A JP2021063993A JP2021063993A JP2022159658A JP 2022159658 A JP2022159658 A JP 2022159658A JP 2021063993 A JP2021063993 A JP 2021063993A JP 2021063993 A JP2021063993 A JP 2021063993A JP 2022159658 A JP2022159658 A JP 2022159658A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- injection
- initial setting
- plunger
- control
- casting machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title abstract description 68
- 238000011423 initialization method Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 111
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 111
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000004512 die casting Methods 0.000 claims description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 33
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 25
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
本発明は、金型キャビティに溶湯の射出充填により鋳造品を得るダイカストマシンの初期設定方法に関する。 The present invention relates to an initial setting method for a die casting machine that obtains a cast product by injection filling a mold cavity with molten metal.
アルミニウム合金等の溶湯を用いたダイカストマシンによる鋳造成形は、射出スリーブの内部に溶湯を供給し、プランジャの前進動作により溶湯を金型キャビティ内に射出充填する。次いで、金型キャビティ内の溶湯に向けて、冷却固化に伴う溶湯の凝固収縮を補う保圧を作用させる。金型キャビティ内で溶湯が冷却固化した後に、鋳造品として金型キャビティから取り出す。同時に、プランジャを後退動作させて、再び射出スリーブの内部に溶湯を供給し、次ショットの鋳造成形の準備工程に進む。この一連の鋳造成形工程を計画された個数の鋳造品を得るまで繰り返される。 In casting molding using a die casting machine using molten metal such as an aluminum alloy, the molten metal is supplied to the inside of the injection sleeve, and the molten metal is injected and filled into the mold cavity by forward movement of the plunger. Next, a holding pressure is applied to the molten metal in the mold cavity to compensate for solidification shrinkage of the molten metal due to cooling and solidification. After the molten metal is cooled and solidified in the mold cavity, it is removed from the mold cavity as a casting. At the same time, the plunger is retracted to supply the molten metal to the inside of the injection sleeve again and proceed to the preparation process for casting the next shot. This series of casting steps is repeated until the planned number of castings is obtained.
この金型キャビティへの溶湯の射出充填と保圧は、鋳造品の品質に大きく影響する最も重要な成形工程である。例えば、射出充填工程におけるプランジャの前進動作(射出速度という)が不安定な場合には、射出スリーブ内の溶湯が波打つように暴れて、空気巻込み(ボイド不良)、湯ジワ不良、湯廻り不良、溶湯酸化物(異物)混入等の射出速度に起因する鋳造不良が発生する。また、保圧工程における射出スリーブ内と金型キャビティ内の溶湯への圧力付与(いずれも鋳造圧力という)が不安定な場合には、鋳バリ、湯廻り不良、ヒケや転写不良、鋳巣等の鋳造圧力に起因する鋳造不良が発生する。 Injection filling of molten metal into the mold cavity and holding pressure are the most important molding processes that greatly affect the quality of castings. For example, if the forward movement of the plunger (referred to as injection speed) in the injection filling process is unstable, the molten metal in the injection sleeve undulates violently, causing air entrainment (void defects), molten metal wrinkles, and molten metal circulation problems. , Casting defects due to injection speed such as contamination of molten metal oxide (foreign matter) occur. In addition, if the pressure applied to the molten metal inside the injection sleeve and inside the mold cavity during the holding pressure process (both referred to as casting pressure) is unstable, casting burrs, poor circulation of molten metal, sink marks, poor transfer, blowholes, etc. Casting defects occur due to the casting pressure of
そのためには、射出速度と鋳造圧力が高精度に制御できるダイカストマシンを必要とする。例えば、特許文献1に示すような、ボールネジを介してサーボモータで駆動するスプールタイプの制御弁を用いて、射出シリンダへの油圧の流量制御を行う射出装置を備えたダイカストマシンが提案されている。サーボモータの高精度な回転制御を利用して、高精度な油圧の流量制御を実現し、射出速度と鋳造圧力の高精度制御を可能とし、鋳造品質の安定化を得るとしている。
For that purpose, a die-casting machine that can control injection speed and casting pressure with high precision is required. For example, as shown in
また、特許文献2に示すような、サーボバルブを備えた油圧駆動の射出装置のダイカストマシンにおいて、射出位置のフィードバックを基本として、金型特性を含めた初期指令データを作成し、これをベースに適正な射出速度およびその自動調整が行える射出制御方法が提案されている。予め射出充填動作の目標速度データを設定し、実際の射出充填動作時に指令データと計測速度データを記録し、目標速度データと計測速度データを比較して補正値を算出し、この補正値で指令データを補正し、補正された指令データで次ショットの射出充填動作を行うとしている。このように、補正された最新の指令データで射出充填動作を行うことで、鋳造品質の安定化を実現できるとしている。 In addition, in a die casting machine with a hydraulically driven injection device equipped with a servo valve as shown in Patent Document 2, based on the feedback of the injection position, initial command data including mold characteristics are created, and based on this An injection control method has been proposed that enables proper injection speed and its automatic adjustment. Set the target speed data for the injection filling operation in advance, record the command data and measured speed data during the actual injection filling operation, compare the target speed data and the measured speed data, calculate the correction value, and issue the command with this correction value. The data is corrected, and the injection and filling operation for the next shot is performed using the corrected command data. In this way, by performing the injection filling operation with the latest corrected command data, it is possible to stabilize the casting quality.
ここで、特許文献1に示す手段では、使用環境の変化による射出速度や鋳造圧力の制御精度の変化や誤差が考慮されていない。例えば、温度変化によって油圧(作動油)の粘性は変化し、射出速度や鋳造圧力の制御精度に影響する油圧の作動状態も変化する。また、使用期間によって油圧は劣化し、温度変化と同様に油圧の作動状態も変化する。さらに、サーボモータやボールネジ及びスプール等の機械部品は、使用期間に応じて必ず経年変化し、射出速度や鋳造圧力の制御精度に強く影響する機械部品の作動状態も変化する。
Here, the means disclosed in
これに対して、特許文献2に示す手段では、補正処理によって、油温の変化や経年変化等の使用環境の変化による射出速度や鋳造圧力の制御精度の変化や誤差を解消できるとされている。しかしながら、補正量の算出の基準とした計測データは、まだ調整されていない未調整の状態で射出充填動作して計測したものであるため、算出結果の補正量そのものの信頼性は低いという課題が残されている。また、最終的には補正の繰り返しで精度の高い補正結果を得るとしても、最終結果に至るまでのショット数は鋳造不良が混在する可能性があるという課題も残されている。 On the other hand, the means shown in Patent Document 2 is said to be able to eliminate changes and errors in the control accuracy of the injection speed and casting pressure due to changes in the operating environment such as changes in oil temperature and aging. . However, since the measurement data used as the basis for calculating the correction amount was measured during the injection filling operation in an unadjusted state, there is a problem that the reliability of the calculated correction amount itself is low. left. Moreover, even if a highly accurate correction result is obtained by repeating the correction, there still remains the problem that casting defects may be mixed in the number of shots until the final result is obtained.
そこで本発明は、鋳造成形の1ショット目から、高精度な射出速度と鋳造圧力の射出充填動作を行うことができ、ダイカストマシンの安定運転による鋳造品の品質安定化を得るダイカストマシンの初期設定方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is an initial setting of a die casting machine that can perform an injection filling operation with a highly accurate injection speed and casting pressure from the first shot of casting molding, and stabilize the quality of cast products by stable operation of the die casting machine. The purpose is to provide a method.
本発明のダイカストマシンの初期設定方法は、射出スリーブの内部に溶湯が供給され、プランジャの前後進動作により溶湯を金型キャビティに射出充填するダイカストマシンにおいて、プランジャの前後進動作を行う射出シリンダと、射出シリンダへの油圧の供給量を調整するサーボバルブと、サーボバルブを制御してプランジャの前後進動作を制御する射出制御部と、を備える。
サーボバルブは、サーボモータと、サーボモータの回転動作を直線動作に変換するボールネジ機構と、ボールネジ機構と連結し前後進動作によって油圧の流量を調整するスプールと、スプールの位置を検出する位置検出部と、を備える。
射出制御部は、通常運転モードと初期設定モードと、を備える。
初期設定モードは、位置検出部の検出信号とプランジャの前後進動作の移動速度の相関データを作成し、相関データに基づいて射出制御部に予め設定された制御データの補正処理を行った後に、通常運転モードを有効とすることを特徴とする。
The initial setting method of the die casting machine of the present invention is a die casting machine in which molten metal is supplied to the inside of an injection sleeve, and the plunger moves forward and backward to inject and fill the mold cavity with the molten metal. , a servo valve for adjusting the amount of hydraulic pressure supplied to the injection cylinder, and an injection control section for controlling the forward and backward movement of the plunger by controlling the servo valve.
The servo valve consists of a servomotor, a ball screw mechanism that converts the rotational motion of the servomotor into linear motion, a spool that is connected to the ball screw mechanism and adjusts the flow rate of hydraulic pressure by moving forward and backward, and a position detector that detects the position of the spool. And prepare.
The injection control section has a normal operation mode and an initialization mode.
In the initial setting mode, the correlation data between the detection signal of the position detection unit and the moving speed of the forward and backward movement of the plunger is created, and based on the correlation data, the control data preset in the injection control unit is corrected. It is characterized by validating the normal operation mode.
本発明のダイカストマシンの初期設定方法において、位置検出部は、サーボモータの回転動作を検出するエンコーダで代用することが好ましい。 In the die-casting machine initialization method of the present invention, it is preferable to substitute an encoder for detecting the rotational motion of the servomotor as the position detector.
本発明のダイカストマシンの初期設定方法において、相関データは、スプール位置で設定した計測開始点から計測終了点の範囲内で収集を行うことが好ましい。 In the die-casting machine initialization method of the present invention, the correlation data is preferably collected within the range from the measurement start point to the measurement end point set at the spool position.
本発明のダイカストマシンの初期設定方法において、補正処理は、相関データと制御データとの差異が、予め設定した許容範囲値に収まっている場合には、制御データを通常運転モードの制御指令値とすることが好ましい。 In the die-casting machine initial setting method of the present invention, the correction process is performed when the difference between the correlation data and the control data is within a preset allowable range value, and the control data is set to the control command value for the normal operation mode. preferably.
また、本発明のダイカストマシンの初期設定方法において、補正処理は、相関データと制御データとの差異が、予め設定した許容範囲値を超えている場合には、許容範囲値に収まるように制御データを補正して補正制御データを新たに作成し、補正制御データを通常運転モードの制御指令値とすることが好ましい。 Further, in the die-casting machine initial setting method of the present invention, when the difference between the correlation data and the control data exceeds a preset allowable range value, the correction process is performed so that the control data is adjusted to fall within the allowable range value. is corrected to newly create correction control data, and the correction control data is preferably used as the control command value for the normal operation mode.
さらに、本発明のダイカストマシンの初期設定方法において、補正処理は、相関データを通常運転モードの制御指令値とすることが好ましい。 Further, in the die casting machine initial setting method of the present invention, it is preferable that the correction process uses the correlation data as the control command value for the normal operation mode.
本発明によれば、鋳造成形の1ショット目から、高精度な射出速度と鋳造圧力の射出充填動作を行うことができ、ダイカストマシンの安定運転による鋳造品の品質安定化を得るダイカストマシンの初期設定方法を提供できる。 According to the present invention, from the first shot of casting molding, it is possible to perform an injection filling operation with a highly accurate injection speed and casting pressure, and the stable operation of the die casting machine stabilizes the quality of the cast product. I can provide a setting method.
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが、各請求項に係る発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、本実施形態においては、各構成要素の尺度や寸法が誇張されて示されている場合や、一部の構成要素が省略されている場合がある。 Preferred embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the following embodiments do not limit the invention according to each claim. In addition, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solutions of the inventions according to the respective claims. In addition, in this embodiment, the scale and dimensions of each component may be exaggerated, and some components may be omitted.
[ダイカストマシン]
先ず、本実施形態に係るダイカストマシンについて、図1を用いて説明する。なお、以下の説明では、本実施形態に係るダイカストマシンとして、横型のダイカストマシンをベースとしたが、これに限定されるものではない。
[Die casting machine]
First, a die casting machine according to this embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the die-casting machine according to the present embodiment is based on a horizontal die-casting machine, but the die-casting machine is not limited to this.
図1に示すダイカストマシン100は、図示しない固定盤に支持された固定金型1と、図示しない可動盤に支持され固定盤1に対して進退可能な可動金型3と、溶湯を射出する射出装置10と、射出装置10の動作を制御する射出制御部40とを備えている。アルミニウム合金等の溶湯を、射出装置10により固定金型1及び可動金型3で形成された金型キャビティ5に向けて射出充填することで鋳造品が成形される。
The
射出装置10は、溶湯が内部に供給される射出スリーブ11と、射出スリーブ11の内側で進退可能なプランジャ13と、プランジャ13と連結したプランジャロッド15と、プランジャロッド15と連結しプランジャ13の前後進動作を行う油圧駆動部20と、射出制御部40からの制御指令値に応じて油圧駆動部20を制御するサーボバルブ30とを備えている。ここで、プランジャ13の動作に関し、金型キャビティ5に近づく動作を前進動作と定義し、金型キャビティ5から離れる動作を後退動作と定義し、プランジャ13の後退動作の完了位置を待機位置GEと定義し、プランジャ13の前進動作の完了位置を射出完了位置ZEと定義する。つまり、プランジャ13は、待機位置GEと射出完了位置ZEの範囲内で前後進動作する。また、プランジャ13の位置を検出する位置センサ21が油圧駆動部20に備えられている。
The
射出スリーブ11は、図示しない固定盤から後方に突出した状態に水平に支持される円筒体である。射出スリーブ11の軸方向は、プランジャ13の前後進動作に一致する。射出スリーブ11の前側は、金型キャビティ5と連通するように、固定盤を貫通し、固定金型1の所定の位置に締結される。射出スリーブ11の後側は、注湯口17が設けられている。プランジャ13が待機位置GEで待機している時に、図示しない給湯装置等から溶湯が注湯口17を通じて射出スリーブ11の内部に供給される。
また、射出スリーブ11及びプランジャ13には、必要に応じて、冷却水等の冷却媒体が流れる流路を含む図示しない冷却機構が設けられている。また、プランジャ13の摩耗損傷の防止や摺動状態の安定化及び溶湯残渣物の付着抑制等のため、射出スリーブ11とプランジャ13との摺動面に潤滑剤を塗布することが好ましい。
The injection sleeve 11 is a cylindrical body that is horizontally supported in a state of protruding rearward from a stationary platen (not shown). The axial direction of the injection sleeve 11 coincides with the forward and backward movement of the plunger 13 . The front side of the injection sleeve 11 passes through the fixed platen and is fastened to a predetermined position of the fixed
Further, the injection sleeve 11 and the plunger 13 are provided with a cooling mechanism (not shown) including a flow path through which a cooling medium such as cooling water flows, if necessary. Moreover, it is preferable to apply a lubricant to the sliding surface between the injection sleeve 11 and the plunger 13 in order to prevent wear and damage of the plunger 13, stabilize the sliding state, and suppress adhesion of molten metal residue.
次に、図2を用いて油圧駆動部20とサーボバルブ30について説明する。なお、図2は、本実施形態を説明できる範囲で簡素化している。
油圧駆動部20は、射出シリンダ22とアキュムレータ28とで構成される。射出シリンダ22のピストンロッド27は、プランジャロッド15を介してプランジャ13と接続される。射出シリンダ22のピストンヘッド26側のヘッド側油圧室23は、アキュムレータ28と油圧配管で接続しており、アキュムレータ28からの油圧の供給によりピストンヘッド26が押されて、ピストンロッド27を介してプランジャ13が前進動作する。あるいは、プランジャ13の押付力を調整する。このピストンロッド27の前進動作を射出シリンダ22の前進動作、ピストンロッド27の前進速度を射出シリンダ22の射出速度という。また、プランジャ13の押付力を射出シリンダ22の鋳造圧力という。ここで、射出シリンダ22とプランジャ13の前後進動作の動作方向を合わせることにより、後述するダイカストマシン100の初期設定を容易とする。ガスボトル29は、アキュムレータ28への加圧ガスの補給用である。
Next, the
The
サーボバルブ30は、バルブ本体31とサーボモータ33とボールネジ機構35とで構成される。バルブ本体31の内部には、摺動可能なスプール313が組み込まれており、このスプール313の位置を変えることで射出シリンダ22の前後進動作を制御することができる。具体的には、射出シリンダ22のピストンロッド27側のロッド側油圧室25と、バルブ本体31の油圧ポート口315とが油圧配管で接続され、スプール313の位置制御でロッド側油圧室25の油圧の排出量を制御することで、射出シリンダ22の前進動作を行う(メータアウト制御方式という)。その結果、射出シリンダ22のプランジャロッド27と連結しているプランジャ13の前進動作が制御される。ここで、スプール313と射出シリンダ22の前後進動作の動作方向を合わせることにより、プランジャ13と射出シリンダ22とスプール313の前後進動作の動作方向を揃えることができ、スプール313の前後進動作を精度良く制御することで、射出速度と鋳造圧力を高精度に制御できるとなる。なお、本実施形態を説明するうえで、スプール313の前進動作を+方向と定義し、スプール313の後退動作を-方向と定義する。
The
サーボバルブ33の回転状態は、エンコーダ37で検出され射出制御部40に送られる。射出制御部40は、エンコーダ37の検出信号を受けて、予め設定された制御データと誤差がないように、サーボモータ33の回転動作のフィードバック制御を行う。フィードバック制御されたサーボモータ33の回転動作は、ボールネジ機構35で回転動作を直線動作に変換され、連結ロッド312を介してスプール313の前後進動作の制御を行う。
The rotation state of the servo valve 33 is detected by the encoder 37 and sent to the
ここで、サーボモータ33とエンコーダ37の一般的な機械仕様を用いて、高精度なフィードバック制御が実施できる仕組みについて説明する。サーボモータ33の回転動作が、ボールネジ機構35を介して連結ロッド312に連結されたスプール313の前後進動作となる。ここで、例えばサーボモータ33の1回転で、スプール313の移動距離が25mmの変化とすると仮定する。また、サーボモータ33の1回転で、20000パルスを発信するエンコーダ37を用いるとする。その結果、エンコーダ37の検出信号の10パルス分は、スプール313の0.0125mmの移動量として検知される。実際には、エンコーダ37の1桁の検出パルス数でサーボモータ33は回転制御される。この原理によって、サーボモータ33は極めて精度の高い回転制御ができ、結果的に、スプール313の位置を0.01mm台の高精度に制御でき、最終的にプランジャ13は極めて精度の高い前後進動作の制御を可能とする。
Here, using general mechanical specifications of the servomotor 33 and the encoder 37, a mechanism that can perform highly accurate feedback control will be described. The rotational motion of the servo motor 33 is the forward and backward motion of the spool 313 connected to the connecting rod 312 via the
[初期設定モード]
次に、本実施形態に係るダイカストマシンの初期設定を行う初期設定モードについて、図3を用いて説明する。図3に示す射出制御部40は、通常運転モード41と初期設定モード43を備える。ダイカストマシン100の起動時は、初期設定モード43が有効となり、通常運転モード41は無効となるように設定されている。そのため、先ず初期設定モード43を開始してダイカストマシン100の初期設定を行い、初期設定の後に初めて通常運転モード41が有効となる。つまり、鋳造成形の開始前に、初期設定モード43によるダイカストマシン100の初期設定を行うことにより、使用環境の変化等によるダイカストマシン100の射出速度や鋳造圧力の制御精度の変化や誤差を正しく補正できる。その結果、鋳造成形時の誤動作による鋳造不良や、射出暴走による機械破損の発生を未然に防ぐことが確実にできる。なお、初期設定モード43の開始前に、射出速度や鋳造圧力の制御に係る制御装置や機械部品等の良否判定を行っておくことが好ましい。
[Initial setting mode]
Next, an initialization mode for initializing the die casting machine according to this embodiment will be described with reference to FIG. The
初期設定モード43は、エンコーダ37の検出信号とサーボモータ33の制御データの送受信を行う入出力部431と、サーボモータ33の回転動作の条件を設定する条件設定部433と、条件設定部433の設定値に基づいてサーボモータ33の回転動作を制御する制御部435と、エンコーダ37の検出信号に基づいて制御データの補正や変換等の処理を行う処理部437と、処理部437の処理結果を保存する記憶部438と、処理部437の処理結果に基づいて異常が確認された場合に警報を発信する警報発信部439、とを備える。なお、処理部437の処理結果が正常に行われると、初期設定モード43は終了し、通常運転モード41が有効となり、鋳造成形が開始される。また、記憶部438は通常運転モード41と接続される。
The
ここで、条件設定部433は、初期設定モード43における、サーボモータ33の回転方向を決める回転方向設定値と、回転速度を決める回転速度設定値と、回転トルクを決める回転トルク設定値と、回転範囲を決める計測開始点Sと計測終了点E、とを設定するようになっている。これらの設定値を用いて、ダイカストマシンの初期設定を行う。 Here, the condition setting unit 433 includes a rotation direction setting value that determines the rotation direction of the servomotor 33, a rotation speed setting value that determines the rotation speed, a rotation torque setting value that determines the rotation torque, and a rotation torque setting value that determines the rotation torque. A measurement start point S and a measurement end point E, which determine the range, are set. These set values are used to initialize the die casting machine.
[初期設定方法]
次に、本実施形態に係る初期設定モードを用いたダイカストマシンの初期設定方法について、図4と図5を用いて説明する。ダイカストマシン100の起動時は、初期設定モード43が有効となり、通常運転モード41は無効となる。そのため、最初に必ず初期設定モード43を用いてダイカストマシン100の初期設定を行う。
[Initial setting method]
Next, a method for initializing the die casting machine using the initial setting mode according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. When the
初期設定モード43を開始させると、図4に示すように、条件設定部433で設定した設定値に基づいて、サーボモータ33は計測開始点Sから計測終了点Eに向けて回転動作する。ここで、計測開始点Sと計測終了点Eは、サーボバルブ30のスプール313の位置で設定する。この設定は、スプール313の機械的な前進限と後退限の範囲内に設定する。つまり、初期設定モード43の後に行う鋳造成形において、成形条件として用いる射出速度や鋳造圧力の範囲内に合わせて設定する。こうすることによって、鋳造成形の成形条件に合わせて射出速度や鋳造圧力の制御精度を重点的に高めることができ、鋳造品質の安定化を確実に実現できる。例えば、計測開始点Sからスプール313を+方向に計測終了点Eまで前進動作させると、射出充填の動作を再現することを示す。
When the
ここで、スプール313の位置の計測は、バルブ本体31に備えた位置検出部39を用い行う。位置検出部39は、例えば、過電流損式変位センサや接触式変位センサ等の接触式やレーザ変位センサ等の非接触式の市販されている変位センサを用いても良い。
また、スプール313とボールネジ機構35を介して連結しているサーボモータ33の回転動作を検出するエンコーダ37の検出信号を用いて、スプール313の位置検出部39の代用としても良い。この場合は、上述したように、サーボモータ33とエンコーダ37は分解能が非常に高く、ボールネジ機構35の変換精度も高く、その結果、精度の高い位置計測が可能であり、スプール313の位置検出部の代用としては好適である。予め、サーボモータ33の1回転分のエンコーダ37の検出数値に対して、スプール313の移動距離の関係を整理しておくことが好ましい。その結果、エンコーダ37の検出信号に基づいて、サーボモータ33の回転制御とスプール313の位置検出を同時に行うことになり、スプール313の位置制御と計測精度の両方を高めることができる。
Here, the position of the spool 313 is measured using the
A detection signal from an encoder 37 that detects the rotation of the servomotor 33 that is connected to the spool 313 via the
図4の説明に戻る。エンコーダ37で検出したスプール313の位置が計測終了点Eに到達すると、サーボモータ33の回転動作を停止させ、入出力部431で収集した計測データを処理部437で編集処理を行い、記憶部438に編集処理結果を保存する。
ここで、計測データとは、計測開始点Sから計測終了点Eの範囲において、スプール313の位置とプランジャ13の移動速度の計測数値である。編集処理とは、図5に示すように、スプール313の位置に対応するプランジャ13の移動速度の相関データDSを作成することである。また、図5は、計測開始点Sから+方向に計測終了点Eまでスプール313を前進動作させた時の相関データDSであり、前進動作するプランジャ13の移動速度は射出速度を示す。なお、図示は割愛したが、計測開始点Sから-方向に計測終了点Eまでスプール313を後退動作させた時の相関データDSは、後退動作するプランジャ13の後退速度を示す。また、図5は、本実施形態を説明するに理解できる範囲で模擬的に表現してある。
Returning to the description of FIG. When the position of the spool 313 detected by the encoder 37 reaches the measurement end point E, the rotational operation of the servo motor 33 is stopped, the measurement data collected by the input/output unit 431 is edited by the processing unit 437, and the
Here, the measurement data are measured values of the position of the spool 313 and the moving speed of the plunger 13 in the range from the measurement start point S to the measurement end point E. The editing process is to create correlation data DS of the moving speed of the plunger 13 corresponding to the position of the spool 313, as shown in FIG. FIG. 5 shows correlation data DS when the spool 313 moves forward from the measurement start point S to the measurement end point E in the + direction, and the moving speed of the plunger 13 moving forward indicates the injection speed. Although illustration is omitted, the correlation data DS when the spool 313 is retracted from the measurement start point S to the measurement end point E in the - direction indicates the retraction speed of the plunger 13 that is retracting. Also, FIG. 5 is simulated to the extent that the present embodiment can be understood.
プランジャ13の移動速度は、プランジャ13の移動量と経過時間から算出される。プランジャ13の移動量は、図1または図2に示すように、油圧駆動部20に取り付けた位置センサ21で、例えば射出シリンダ22のピストンヘッド26またはピストンロッド27の移動量を計測する。なお、図1または図2において、位置センサ21は油圧駆動部20に取り付けたが、これに限定されることなく、例えばプランジャロッド15に位置センサを取り付けて、プランジャロッド15の移動量を直接計測しても良い。なお、プランジャチップ13は、高温の溶湯による温度上昇や、射出スリーブ11内で摺動することから、位置センサを取付けることは制約を受ける。また、位置センサ21は、例えば、過電流損式変位センサや接触式変位センサ等の接触式やレーザ変位センサ等の非接触式の市販されている変位センサを用いても良い。
The moving speed of the plunger 13 is calculated from the amount of movement of the plunger 13 and the elapsed time. As shown in FIG. 1 or 2, the movement amount of the plunger 13 is measured by a
ここで、初期設定モード34を用いたダイカストマシン100の初期設定方法の説明は、鋳造品質に最も影響を示す射出充填工程の射出速度と鋳造圧力について重点的に行う。つまり、図5に示すように、計測開始点Sから+方向に計測終了点Eまでスプール313を前進動作させた計測データに基づいて、編集処理したプランジャ13の前進方向の移動速度(射出速度)の相関データDSを用いた初期設定方法について説明する。その他の相関データを使った初期設定方法に関しては、スプール313の移動方向を変えるか、移動範囲を変えるか、射出速度の代わりに鋳造圧力を用いるか、など選択条件が異なるだけで手順は同じであるので、説明は割愛する。
Here, the description of the initial setting method of the
図5(a)に示すように、計測開始点Sから計測終了点Eのスプール313の範囲に内において、スプール313の位置とプランジャ13の前進動作の移動速度(射出速度)の相関データDSを、処理部437で編集処理する。編集処理の後は、図4に示すように、相関データDSと射出制御部40に予め登録されている制御データDCを、処理部437で比較判定を行う。ここで、制御データDCとは、ダイカストマシン100の設計製作時に機械仕様値として初期設定されている制御データである。この制御データDCと相関データDSの比較判定により、使用環境の変化等による射出速度や鋳造圧力の制御精度の変化や誤差の程度を数値化できる。
As shown in FIG. 5A, correlation data DS between the position of the spool 313 and the moving speed (injection speed) of the forward movement of the plunger 13 is obtained within the range of the spool 313 from the measurement start point S to the measurement end point E. , the processing unit 437 performs editing processing. After the editing process, as shown in FIG. 4, the processing unit 437 compares and determines the correlation data DS and the control data DC registered in advance in the
処理部437の比較判定において、相関データDSと制御データDCは一致(DS=DC)する場合は、制御精度の変化や誤差が全くなく、射出制御部40に登録されている制御データDCを用いて鋳造成形を行っても、高品質な鋳造品の安定生産が確保できると正常判定される。この判定の後は、初期設定モード43は終了し、通常運転モード41を有効とする。通常運転モード41では制御データDCを用いて鋳造成形が開始される。
In the comparison determination of the processing unit 437, when the correlation data DS and the control data DC match (DS=DC), there is no change in control accuracy or error, and the control data DC registered in the
処理部437の比較判定において、相関データDSと制御データDCは不一致(DS≠DC)の場合は、射出制御部40に予め登録されている制御データDCの許容範囲値Kを用いて、処理部437で許容判定を行う。ここで、許容範囲値Kとは、例えば過去の鋳造成形の実績等から求めた、射出速度や鋳造圧力の制御精度の変化や誤差の実測値と、その時の鋳造品質の許容範囲に基づいて算出する。なお、算出結果に安全率を乗じた数値を設定するとしても良い。あるいは、ダイカストマシン100の設計時の設計基準値や、製作時の機械部品の加工精度等の実績値を設定しても良い。また、許容判定は、相関データDSに許容範囲値Kを加算して、相関データDSの許容範囲DS±Kを求め、この許容範囲内に制御データDCが収まっているかを判定する。
If the correlation data DS and the control data DC do not match (DS≠DC) in the comparison determination of the processing unit 437, the processing unit At 437 an acceptance decision is made. Here, the allowable range value K is calculated based on the actual measurement values of changes and errors in the control accuracy of the injection speed and casting pressure obtained from past casting results, etc., and the allowable range of the casting quality at that time. do. Note that a numerical value obtained by multiplying the calculation result by a safety factor may be set. Alternatively, a design reference value at the time of designing the
ここで、図5(b)に示すように、制御データDCは許容範囲DS±K(図中破線で示す)の範囲内(DC≦DS±K)にあると判定されると、例えば過去の鋳造成形と同等の鋳造品質を得ることは可能として正常判定とする。この正常判定の後は、初期設定モード43を終了し、通常運転モード41を有効とする。この場合も、通常運転モード41では制御データDCを用いて鋳造成形が開始される。
Here, as shown in FIG. 5B, when it is determined that the control data DC is within the allowable range DS±K (indicated by the dashed line in the figure) (DC≦DS±K), for example, the past It is possible to obtain casting quality equivalent to casting molding, and it is judged as normal. After this normality determination, the
なお、図5(c)に示すように、制御データDCは許容範囲DS±K(図中破線で示す)の範囲外(DC>DS±K)にあると判定されると、図4に示すように、工程1あるいは工程2に進む。 As shown in FIG. 5(c), when it is determined that the control data DC is outside the permissible range DS±K (indicated by the dashed line in the figure) (DC>DS±K), the control data shown in FIG. As such, proceed to step 1 or step 2.
先ず、工程1について説明する。工程1は、許容範囲DS±Kの範囲内になるように、射出制御部40に登録されている制御データDCの補正を行う。具体的には、射出制御部40の制御ゲイン等を調整して、補正した制御データDCHを作成し、この制御データDCHに基づいて、制御開始点Sから制御終了点Eの範囲内で計測データを取り直す。次いで、上述したような比較判定と許容判定を行う。この補正と比較判定及び許容判定を、許容範囲DS±Kの範囲内となるように繰り返す。最終的に、許容範囲DS±Kの範囲内(DCH≦DS±K)となった補正後の制御データDCHを、図5(c)に示すように、補正制御データDHとして記憶部438に保存させる。その後、初期設定モード43を終了し、通常運転モード41を有効とし鋳造成形を開始する。
ここで、記憶部438は通常運転モード41に接続しており、通常運転モード41は記憶部438に保存した補正制御データDHを用いて鋳造成形を行う。つまり、工程1に示す初期設定方法により、使用環境の変化等による射出速度や鋳造圧力の制御精度の変化や誤差が生じたとしても、制御データを最新の状態に補正することにより、鋳造成形の1ショット目から高品質な鋳造品の安定生産を確保できる。
First,
Here, the
次に、工程2について説明する。例えば、生産計画等により少しでも早く鋳造成形を開始しなければいけない状況や、工程1のように補正と取り直しを繰り返し行うことが困難な状況においては、工程2の初期設定方法を提案する。
工程2は、図5(c)に示すように、射出制御部に登録されている制御データDCと、記憶部438に保存した相関データDSを入れ替え変換する。変換後は、初期設定モード43を終了し、通常成形モード41を有効とし、鋳造成形を開始する。通常成形モード41は、記憶部438に保存した相関データDSを用いて鋳造成形を行う。
この工程2の初期設定方法により、工程1の初期設定方法と同様に、使用環境の変化等による射出速度や鋳造圧力の制御精度の変化や誤差が生じたとしても、制御データを最新の状態に補正することにより、鋳造成形の1ショット目から高品質な鋳造品の安定生産を確保できる。さらに、初期設定の工数を簡素化でき、ダイカストマシン100の起動から鋳造成形の開始までの時間短縮による生産性の向上の効果を得ることもできる。
Next, step 2 will be described. For example, in situations where casting must be started as early as possible due to production planning, etc., or in situations where it is difficult to repeat correction and rework as in
In step 2, as shown in FIG. 5C, the control data DC registered in the injection control unit and the correlation data DS stored in the
As with the initial setting method of
このように、実際の鋳造運転を行う前に初期設定モード43を用いて、サーボモータ33、エンコーダ37、ボールネジ機構35、サーボバルブ30のスプール313、油圧駆動部20、及びプランジャ13の射出充填に係る制御回路の初期設定を行う。これにより、使用環境等の変化による射出充填動作の制御精度の変化や誤差の程度を数値化できる。また、制御データの補正や変換処理を追加することにより、制御精度の変化や誤差を補正でき、使用環境の変化や経年変化等によるダイカストマシンの状態の変化をリセットでき、安定したダイカストマシンの鋳造成形動作を確保することができる。
In this way, the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に記載された範囲には限定されない。上記の実施形態には多様な変更または改良を加えることが可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the ranges described in the above-described embodiments. Various modifications or improvements can be added to the above embodiments.
1 固定金型
3 可動金型
5 金型キャビティ
10 射出装置
11 射出スリーブ
13 プランジャ
15 プランジャロッド
17 注湯口
20 油圧駆動部
21 位置センサ
22 射出シリンダ
30 サーボバルブ
313 スプール
312 連結ロッド
33 サーボモータ
35 ボールネジ機構
37 エンコーダ
40 射出制御部
41 通常運転モード
43 初期設定モード
100 ダイカストマシン
S 計測開始点
E 計測終了点
DS 相関データ
DC 制御データ
DH 補正制御データ
1
Claims (6)
前記プランジャの前後進動作を行う射出シリンダと、前記射出シリンダへの油圧の供給量を調整するサーボバルブと、前記サーボバルブを制御して前記プランジャの前後進動作を制御する射出制御部と、を備え、
前記サーボバルブは、サーボモータと、前記サーボモータの回転動作を直線動作に変換するボールネジ機構と、前記ボールネジ機構と連結し前後進動作によって油圧の流量を調整するスプールと、前記スプールの位置を検出する位置検出部と、を備え、
前記射出制御部は、通常運転モードと初期設定モードと、を備え、
前記初期設定モードは、前記位置検出部の検出信号と前記プランジャの前後進動作の移動速度の相関データを作成し、前記相関データに基づいて前記射出制御部に予め設定された制御データの補正処理を行った後に、前記通常運転モードを有効とする、ことを特徴とするダイカストマシンの初期設定方法。 In a die casting machine in which molten metal is supplied to the inside of an injection sleeve, and the molten metal is injected and filled into a mold cavity by forward and backward movement of a plunger,
an injection cylinder that moves the plunger back and forth; a servo valve that adjusts the amount of hydraulic pressure supplied to the injection cylinder; and an injection control unit that controls the back and forth motion of the plunger by controlling the servo valve. prepared,
The servo valve includes a servomotor, a ball screw mechanism that converts the rotary motion of the servomotor into linear motion, a spool that is connected to the ball screw mechanism and adjusts the flow rate of hydraulic pressure by moving forward and backward, and detects the position of the spool. and a position detection unit for
The injection control unit has a normal operation mode and an initial setting mode,
In the initial setting mode, correlation data between the detection signal of the position detection section and the moving speed of the forward and backward movement of the plunger is created, and based on the correlation data, the control data preset in the injection control section is corrected. and then enabling the normal operation mode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021063993A JP2022159658A (en) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | Initialization method for casting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021063993A JP2022159658A (en) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | Initialization method for casting apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022159658A true JP2022159658A (en) | 2022-10-18 |
Family
ID=83641323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021063993A Pending JP2022159658A (en) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | Initialization method for casting apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022159658A (en) |
-
2021
- 2021-04-05 JP JP2021063993A patent/JP2022159658A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9296144B2 (en) | Molding method of injection molding machine | |
JP4883557B2 (en) | Method for detecting abnormality of squeeze pin and molding machine | |
US7485247B2 (en) | Control system for an injection molding machine and a method for controlling the injection molding machine | |
JP5092927B2 (en) | INJECTION MOLDING CONTROL METHOD AND INJECTION MOLDING CONTROL DEVICE | |
JP6587121B2 (en) | Abnormality detection method for flow control valve | |
US6340439B1 (en) | Depressurization method in plasticization and metering process for a motor-driven injection molding machine | |
WO2012070522A1 (en) | Die-casting machine and method for detecting die-casting machine abnormalities | |
JP5109314B2 (en) | Hybrid high-speed injection device with excellent controllability and control method | |
JP5351307B1 (en) | Pressure control device for injection molding machine | |
JP5095317B2 (en) | Clamping device | |
JP2022159658A (en) | Initialization method for casting apparatus | |
JP4458291B2 (en) | Injection device and injection control method | |
JP6043126B2 (en) | Injection device | |
JPH059907U (en) | Low pressure injection molding machine | |
JP5801641B2 (en) | Toggle injection molding machine setting method and molding method | |
JP2022147196A (en) | Quality determination method for die-casting machine | |
JP3910974B2 (en) | Injection control method and apparatus for injection molding machine | |
JP2008201016A (en) | Injection molding method | |
WO2022210979A1 (en) | Control device for injection molding machine, injection molding machine, and control method | |
JP2022157641A (en) | Die casting device and die cast manufacturing method | |
JP2023054508A (en) | Low pressure casting method | |
JP7396952B2 (en) | Injection molding machine | |
JPH079514A (en) | Molding condition setting method of injection molding machine | |
JP2008279494A (en) | Diecasting machine | |
JP2006056270A (en) | Electric injection molding apparatus, and injection molding method using the electric injection molding apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240328 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20240415 |