JP2689675B2 - 金型閉じ異常検出装置 - Google Patents

金型閉じ異常検出装置

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋳造用金型における型閉じ異常検出装置に
関し、とくに型閉じ位置を検出するセンサの異常発生を
把握するようにした装置に関する。
〔従来の技術〕
金型を用いた鋳造においては、上型と下型との間に異
物が挟まった状態で鋳造が行なわれると、金型の合せ部
から溶湯の漏れを生じる。そこで、型閉じ時に異物の存
在を自動的に検知するようにした装置が用いられてい
る。
第7図は、従来のアルミ低圧鋳造機の一例を示してい
る。図において、1は低圧鋳造機を示している。低圧鋳
造機1の上部固定プレート2と下部固定プレート3は、
複数のタイバー4を介して連結されている。上部固定プ
レート2と下部固定プレート3の間には、移動可能な上
型ダイベース5が配置されており、上型ダイベース5は
タイバー4に摺動可能に支持されている。上部固定プレ
ート2の頂面には、昇降シリンダ6が固定されており、
昇降シリンダ6のロッド7は、上型ダイベース5に連結
されている。
上型ダイベース5と下部固定プレート3との間には、
金型8が配置されている。金型8は、上金型9と下金型
10とから構成されている。上金型9は、上型ダイベース
5の下面に取付けられており、下金型10は、下部固定プ
レート3の上面に取付けられている。つまり、上金型9
は、昇降シリンダ6のロッド7に伸縮に伴なって移動す
るようになっており、昇降シリンダ6の押圧力によっ
て、上金型9と下金型10との型閉じ(型締め)が行なわ
れる。
上型ダイベース5の頂面には、上方に延びるガイドロ
ッド11が固定されており、このガイドロッド11は、上部
固定プレート2を貫通している。ガイドロッド11の上端
部には、上部固定プレート2側に固定されたリミットス
イッチ12を作動させるための検出ドック13が取付けられ
ている。リミットスイッチ12は、上金型9と下金型10と
が密着した状態、すなわち型閉じ状態で検出ドック13と
の当接により作動するようになっている。
第9図は、第7図の装置における型閉じ異常検出の処
理手順を示している。まず、ステップ21で鋳造機が起動
され、ステップ22で上金型9が下降して型閉じが行なわ
れる。つぎに、ステップ23に進んで隙間の検出が行なわ
れ、検出された隙間が許容限界値内か否かが判断され
る。
ここで、従来技術における隙間の検出原理を第8図に
基づいて説明する。図に示すように、基準レベルLo(上
部固定プレート2の上面)から型閉じ状態時の検出ドッ
ク13の位置までの距離をCoとし、また、上金型9と下金
型10との間の隙間の許容限界値をtlimitとすると、リミ
ットスイッチ12は基準レベルLoからCo+tlimitの距離の
位置にセットされていることになる。そして、検出ドッ
ク13の基準位置からの下降ストロークをxjとCo+tlimit
を比較した許容限界値以上の隙間の発生であるか否かを
判断する。つまり、ステップ23においては、xj>Co+t
limitならNG(異常)、xj≦Co+tlimitならOK(正常)
であると判定する。
ステップ23において、異常と判定されたならば、ステ
ップ24に進み、鋳造機は自動停止され、溶湯の供給は中
止される。ステップ23で正常と判定された場合は、ステ
ップ25に進み、鋳造機の炉内の加圧が行なわれる。これ
により、型閉じされた金型8内に溶湯が供給され、鋳造
が行なわれる。金型8内に供給された溶湯が凝固する
と、ステップ26に進み、上金型9が引上げられ金型開き
が行なわれる。そして、ステップ27において鋳造品は金
型8から取り出される。
なお、上記のように、型閉じの時の金型位置と予め設
定された許容値とを比較することにより、型閉じの異常
を検知するようにした技術は、たとえば特開昭60−1826
4号公報、特開昭61−245953号公報に開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、第7図に示した装置や上記公報に開示
されている装置には、まだ解決すべき問題が残されてい
る。すなわち、従来技術では、金型の型閉じ位置を検出
するリミットスイッチ等のセンサが破損した場合は、セ
ンサからの出力は常に一定となるため、たとえば前回の
信号と次回の信号との関係から異常を検知する方法にお
いては、前回検出したセンサ出力と次回検出したセンサ
出力の差がゼロとなり、型閉じが異常であっても異常信
号が出力されないという事態が生じる。
本発明は、上記の問題に着目し、型閉じ位置を検出す
るセンサに故障等の異常が生じた場合は、そのセンサ異
常を確実に把握し、センサの異常に起因する型閉じ異常
の発生を防止することのできる金型閉じ異常検出装置を
提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この目的に沿う本発明に係る金型閉じ異常検出装置
は、 可動金型の型閉じ位置を検出する位置検出センサと、 前記位置検出センサからの信号に基づいて型閉じの時
の金型相互間の隙間の量を推定する推定手段と、 前記隙間の推定値と予め設定された隙間の許容限界値
とを比較し、型閉じが正常か否かを判断する比較手段
と、 前記位置検出センサの型閉じ時の信号と型開き時の信
号との関係から該位置検出センサの異常の有無を判定す
るセンサ異常判定手段と、 前記センサ異常判定手段からの判定結果を表示する異
常表示手段と、 を具備したものから成る。
〔作用〕
このように構成された金型閉じ異常検出装置において
は、位置検出センサによって可動金型の型閉じ位置が検
出されると、この位置検出センサからの信号に基づいて
型閉じ時の金型間の隙間の量が推定手段により推定され
る。つまり、位置検出センサは隙間の量を直接するもの
ではなく、可動金型の位置を検出することにより、間接
的に隙間の量が測定される。推定手段により隙間の量が
推定されると、その隙間の量と隙間の許容限界値とが比
較手段によって比較され、型閉じが正常か否かが判断さ
れる。
また、位置検出センサは型閉じの信号だけでなく、型
開きの信号も出力するため、この両方の信号をセンサ異
常判定手段によって比較することにより、位置検出セン
サの異常の有無の判定が可能になる。すなわち、位置検
出センサが故障していなければ型閉じ時と型開き時の信
号は異なったものとなり、位置検出センサが故障してい
る場合は、可動金型の動きに応じた正常動作をしないの
で、型閉じ時と型開き時の信号は同一の信号となる。し
たがって、位置検出センサの型閉じ時の信号と型開き時
の信号とを比較することにより、位置検出センサの異常
の有無が確実に判定される。
このセンサ異常判定手段からの判定結果を異常表示手
段によって表示することにより、位置検出センサの異常
の有無を把握することが可能となり、位置検出センサの
不良に起因する型閉じ異常の発生を防止される。
〔実施例〕
以下に、本発明に係る金型閉じ異常検出装置の望まし
い実施例を、図面を参照して説明する。
第1実施例 第1図ないし第4図は、本発明の第1実施例を示して
おり、とくにアルミ低圧鋳造機に適用した例を示してい
る。本実施例における金型およびその周辺構成は、第7
図に示した従来技術に示した低圧鋳造機に準じているの
で、準じる部分に第7図と同一の符号を付すことによ
り、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明す
る。
第1図において、図中、11はガイドロッドを示してお
り、ガイドロッド11の上端部には、検出プレート31が取
付けられている。上部固定プレート2の上面には、ホル
ダ32を介して位置検出センサ33が取付けられている。位
置検出センサ33は、たとえば近接スイッチから構成され
ている。位置検出センサ33は、検出プレート31の位置を
検知し、この位置を電気信号に変換する機能を有してお
り、位置検出センサ33から検出プレート31までの距離に
応じて位置検出センサ33の出力信号が変化するようにな
っている。
位置検出センサ33は、異常検出部としてのマイクロコ
ンピュータ34に接続されている。マイクロコンピュータ
34は、CPU(中央処理装置)35、RAM(ランダムアクセス
メモリ)36、ROM(リードオンリメモリ)37、IF(イン
タフェース)38とから構成されている。IF38は、外部と
コンピュータ34内部との間の信号の授受を行なう機能を
有している。コンピュータ34は、第2図に示すように、
推定手段41、比較手段42、センサ異常判定手段43として
機能するようになっている。すなわち、コンピュータ34
のROM37には、上記機能を行なうためのプログラムが入
力されている。
推定手段41は、位置検出センサ33からの信号に基づい
て型閉じの時の金型相互間の隙間の量を推定する機能を
有している。比較手段42は、推定手段41によって推定さ
れた推定値と予め設定された隙間の許容限界値とを比較
し、型閉じが正常か否かの判断をする機能を有する。セ
ンサ異常判定手段43は、位置検出センサ33の型閉じ時の
信号と型開き時の信号との関係から位置検出センサ33の
異常の有無を判定する機能を有する。
位置検出センサ33からの信号は、マイクロコンピュー
タ34のIF38を介してCPU35に入力されるようになってい
る。上金型9と下金型10には、金型の温度を検知する温
度センサ51、52がそれぞれ設けられており、各温度セン
サ51、52からの信号は、IF38を介してCPU35に入力され
ている。本実施例では、隙間の推定に温度センサ51、52
からの信号に基づく熱膨張量が加味されている。また、
IF38にはセンサ異常判定手段からの判定結果を表示する
異常表示手段55が接続されている。この異常表示手段55
は、たとえばCRT(ブラウン管)から構成されている。
なお、本実施例では、異常検出部としてのマイクロコ
ンピュータ34は、鋳造機制御盤53とは別個に設けられて
おり、鋳造機制御盤53はIF38を介してCPU35と接続され
ている。鋳造機制御盤53は、たとえば炉内の溶湯を金型
8内に供給する制御を行なう機能を有しており、溶湯供
給用の電磁バルブ54は、鋳造機制御盤53からの信号によ
って作動するようになっている。
つぎに、第1実施例における型閉じ異常検知の処理の
流れを、第4図のフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップ101で鋳造機が起動される。これによ
り、昇降シリンダ6のロッド7が下方に伸長し、上金型
9が下金型10に向けて下降する。上金型9が下降限に達
すると、上金型9は下金型10に密着された状態となり、
ステップ102に示す型閉じが行なわれる。型閉じが完了
すると、ステップ103に進み、検出待ちが行なわれる。
これは、型閉じ後に上金型9の若干の変位によって隙間
が変化することがあるので、それを解消するために行な
われる。検出待ちが完了すると、ステップ104に進み、
上金型9と下金型10との間の隙間の推定が行なわれる。
これは、tj=xj−Mによって求められる。ここで、tj
は隙間の推定値、xjは第3図に示すように型閉じ時にお
ける位置検出センサ33から検出プレート31までの距離、
Mはマイクロコンピュータ34内に記憶されている前回の
上金型9の位置の測定値である。つまり、ステップ104
では前回に対して隙間がどのくらい変化したかが求めら
れる。隙間の推定値tjが求められると、ステップ105に
進み、隙間の推定値tjと隙間の許容限界値tlimitが比較
される。ここで、隙間の推定値tjが許容限界値tlimit
りも大きい場合は、ステップ106に進み、型閉じ異常で
あることが判断される。型閉じ異常であることが判断さ
れた場合は、ステップ106に進み、その旨の表示が異常
表示手段55に表示されるとともに、低圧鋳造機1は溶湯
の金型8への供給を中止する。
この場合は、上金型9と下金型10との間に異物が挟ま
っていることが考えられるので、ステップ107にて作業
者により、異物の除去が行なわれ、再び最初から作業の
やり直しが行なわれる。
ステップ105において、隙間の推定値tjが許容限界値t
limitよりも小さい場合は、ステップ108に進み、今回測
定された位置検出センサ33から検出プレート31までの距
離xjがマイクロコンピュータ34に記憶される。すなわ
ち、このステップでは、今回の型閉じ時における上金型
9の位置が記憶される。xjが記憶されると、ステップ10
9に進み、炉内の加圧によって金型8内に溶湯が供給さ
れる。つまり、ステップ109では、マイクロコンピュー
タ34から鋳造機制御盤53を介して溶湯用電磁バルブ54に
信号が出力され、溶湯用電磁バルブ54の開弁によって炉
内に加圧エアが供給される。そして、加圧エアによって
炉内の溶湯が押出され、金型8内に供給される。
金型8内に供給された溶湯が凝固すると、ステップ11
0に進み、金型開きが行なわれる。金型開きは、上金型
9を昇降シリンダ6によって引上げることにより行なわ
れる。上金型9が上昇した時点では、ステップ111に示
すように、t′j=x′j−Mが求められる。ここで、
t′jは型開き時の隙間の推定値であり、x′jは型開
き時の上金型9の位置の測定値である。また、Mはステ
ップ108で記憶された測定値である。ステップ111でtjが
求められると、ステップ112に進み、t′j>t′limit
が判断される。ここで、t′jのほうがt′limitより
も大であると判断された場合は、位置検出センサ33には
異常がないということであり、ステップ114に進んで、
鋳造品の取出しが行なわれる。
ステップ112において、t′jがt′limitよりも小さ
いと判断された場合は、位置検出センサ33は異常という
ことであり、ステップ113に進んで、その旨の表示が異
常表示手段55に表示される。つまり、位置検出センサ33
が故障でなければ、上金型9の上昇によってt′jは当
然にt′limitよりも大きくなければならないはずであ
るが、t′jが小さいということは、位置検出センサ33
の上金型9の変位を捕える機能が失なわれていることに
なる。
本実施例では、位置検出センサ33は近接スイッチから
構成されており、型閉じ時と型開き時とでは、当然近接
スイッチから出力される信号レベルは異なる。したがっ
て、型閉じ時と型開き時の信号レベルを比較することに
より、近接スイッチが上金型9の移動に応じた正常動作
をしているか否かの判定が可能となる。
位置検出センサ33が異常である旨が異常表示手段55に
表示されると、作業者によって位置検出センサ33は直ち
に正常なものと交換される。したがって、位置検出セン
サ33の故障等に起因する型閉じ異常の発生は解消され、
溶湯が金型8の隙間から流出するという問題は確実に防
止される。
第2実施例 第5図は、本発明に係る金型閉じ異常検出装置の第2
実施例を示している。本実施例が第1実施例の第4図と
異なるところは、隙間の推定手段等における処理内容で
あり、その他の部分は第1実施例に準じるので、準じる
部分に同一の符号を付すことにより、その説明を省略
し、異なる部分についてのみ説明する。
第5図において、ステップ104aでは、型閉じ時の上金
型9の位置の測定値xjからNj−1を差引くことにより隙
間の推定値が求められる。ここで、Njは金型使用開始時
からj回目までの荷重平均である。すなわち、本実施例
では、推定手段41は、金型使用開始時から前回までの型
閉じ時の位置検出センサ33の出力の荷重平均と次回の型
閉じ時の位置検出センサ33の出力との差から隙間を推定
するようになっている。
つぎに、ステップ105において、型閉じが正常である
と判断された場合は、ステップ108aに進み、ここで今回
の測定値を考慮して荷重平均値が算出され、ステップ10
9に進む。ステップ111aでは、型開き時の上金型9の位
置の測定値x′jから型閉じ時の上金型9の位置の測定
値xjが差引かれ、型開き時の隙間の推定値が求められ
る。その他の処理は、第1実施例に準じる。
第3実施例 第6図は、本発明に係る金型閉じ異常検出装置の第3
実施例を示している。第6図において、ステップ104bで
は、tj=xj−(x0+f(△t))の処理が行なわれ、型
閉じ時の隙間の推定値が求められる。ここで、x0は金型
使用開始時点の測定値を示し、f(△T)は金型使用開
始からの金型温度変化△Tから求めた金型8の熱膨張量
を示している。つまり、本実施例では、推定手段41は、
金型使用開始時の位置検出センサ33の出力に金型温度を
温度センサ51、52からの金型温度上昇量から求めた金型
熱膨張量を加えたものと次回の型閉じ時の位置検出セン
サ33の出力との差から隙間を推定するようになってい
る。
ステップ111aでは、第2実施例と同様に型開き時の上
金型9の位置の測定値x′jから型閉じ時の上金型9の
位置の測定値cjが差引かれ、型開き時の隙間の推定値が
求められる。その他の処理は、第1実施例に準じる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係る金型閉じ異常検出
装置によるときは、センサ異常判定手段によって位置検
出センサの型閉じ時の信号と型開き時の信号との関係か
ら位置検出センサの異常の有無を判定し、その結果を異
常表示手段によって表示するようにしたので、位置検出
センサの異常が一目で把握できるようになり、位置検出
センサの不良に起因する型閉じ異常の発生を確実に防止
することができる。
その結果、多量の鋳造不良品の発生を未然に防止する
ことができるとともに、金型からの溶湯の漏れが確実に
防止され、鋳造作業の安全性が高められる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に係る金型閉じ異常検出装
置の概略構成図、 第2図は第1図の装置のブロック図、 第3図は第1図の装置の位置検出センサによる金型の検
出状態を示す側面図、 第4図は第1図の装置における型閉じ異常検出の処理手
順を示すフローチャート、 第5図は本発明の第2実施例に係る金型閉じ異常検出装
置における型閉じ異常検出の処理手順を示すフローチャ
ート、 第6図は本発明の第3実施例に係る金型閉じ異常検出装
置における型閉じ異常検出の処理手順を示すフローチャ
ート、 第7図は従来の金型閉じ異常検出装置の側面図、 第8図は第7図の装置のリミットスイッチによる金型の
検出状態を示す側面図、 第9図は第7図の装置における型閉じ異常検出の処理手
順を示すフローチャート、 である。 1……低圧鋳造機 8……金型 33……位置検出センサ 34……異常検出部(マイクロコンピュータ) 41……推定手段 42……比較手段 43……センサ異常判定手段 51、52……温度センサ 55……異常表示手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可動金型の型閉じ位置を検出する位置検出
    センサと、 前記位置検出センサからの信号に基づいて型閉じの時の
    金型相互間の隙間の量を推定する推定手段と、 前記隙間の推定値と予め設定された隙間の許容限界値と
    を比較し、型閉じが正常か否かを判断する比較手段と、 前記位置検出センサの型閉じ時の信号と型開き時の信号
    との関係から該位置検出センサの異常の有無を判定する
    センサ異常判定手段と、 前記センサ異常判定手段からの判定結果を表示する異常
    表示手段と、 を具備したことを特徴とする金型閉じ異常検出装置。
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