JP2948013B2 - ダイカストマシンにおける給湯制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイカストマシンにお
ける給湯制御方法に係り、特に、ラドルで金属溶湯を溶
解炉から所定量だけ汲み上げ、次にラドルを後退位置か
ら前進限位置まで前進させて、然る後ラドル内の金属溶
湯を射出スリーブ内に注湯するようにしたダイカストマ
シンにおける給湯制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ラドルによって金属溶湯を射出スリーブ
内に注湯するコールドチャンバータイプのダイカストマ
シンにおいては、ラドルが注湯完了したと見なせるマシ
ン本体側の所定動作時点から溶解炉上の後退位置で待機
しているラドルの次の汲み上げ動作開始時点までの時間
を制御するための連動タイマを設け、この連動タイマの
設定時間によって、マシン本体側の動作とラドル（給湯
機）の動作との同期をとるようにしている。

【０００３】図４は、斯る従来のダイカストマシンにお
ける給湯機の自動運転サイクル時の動作制御フローを示
している。同図に示すように、ステップＳＴ５１で給湯
機アームを前進させ、ステップＳＴ５２で給湯機アーム
が前進限に達したか否かを問い、給湯機アームが前進限
に達したら（給湯機アームの先端のラドルが射出スリー
ブの注湯口の上に達したら）ステップＳＴ５３へ進む。
ステップＳＴ５３では、マシン本体が注湯受入れ態勢に
入って注湯指令がＯＮ（注湯開始許可指令がＯＮ）した
か否かを問い、これがＯＮしたらステップＳＴ５４へ進
む。ステップＳＴ５４では、ラドルを回動させて金属溶
湯を注湯口から射出スリーブ内に注湯し、次のステップ
ＳＴ５５では給湯機アームを後退させて、ラドルを溶解
炉上の所定位置に待機させ、次のステップＳＴ５６へ進
む。ステップＳＴ５６では、ラドルが注湯完了したと見
なせるマシン本体側の所定動作時点から溶解炉上の後退
位置で待機しているラドルの次の汲み上げ動作開始時点
までの時間を制御するための連動タイマがＵＰしたか否
かを（ラドルの次の汲み上げ動作の開始時点に達したか
否かを）問い、これがＵＰしたならステップＳＴ５７へ
進んで、溶解炉から金属溶湯をラドルで汲み上げ、前記
ステップＳＴ５１へ戻って、同様の一連の動作を繰り返
すようになっている。

【０００４】つまり、連動タイマの設定時間をオペレタ
ーが所期の値に設定しておくことによって、給湯機の汲
み上げ動作開始から給湯機アームの先端のラドルが射出
スリーブの注湯口の上に達するまでの時間、並びにダイ
カストマシン本体側のサイクル時間を考慮して、給湯機
アームが前進限に達するタイミングとマシン本体が注湯
受入れ態勢に入って注湯指令がＯＮするタイミングとの
間に、出来るだけずれが生じないようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記した従来
技術においては、前記連動タイマの設定時間をオペレー
タが設定するようにしていたため、オペレータによって
設定時間にバラツキを生じ易く、例えば、 連動タイマの設定時間が短すぎると（汲み上げ動作の
開始時点が早すぎると）、ラドルが射出スリーブの注湯
口の上で待機する時間があるので、ラドル内の金属溶湯
の温度が低下し、鋳造不良を招来するという問題を生じ
た。 また、反対に連動タイマの設定時間が長すぎると（汲
み上げ動作の開始時点が遅すぎると）、マシン本体が注
湯受入れ態勢に入って注湯指令がＯＮしてもラドルが射
出スリーブの注湯口の上に達していないので、全体のサ
イクル時間が長くなり、運転効率が低下するという問題
を生じた。 このため、連動タイマの設定時間を適正値に設定するに
は豊富な経験と知識を必要とし、また、幾度ものリトラ
イ作業を必要とし、煩雑で神経の疲れる作業となってい
た。

【０００６】しかも、溶解炉の溶湯面は長時間の自動連
続運転時には上下変動するので、例え連動タイマの設定
時間が、溶解炉の溶湯面が基準位置にある際に適正なも
のであっても、溶解炉の溶湯面の高さが基準位置より高
くなると、汲み上げに要する時間が短くなって上記と
同様の問題を生じ、反対に溶解炉の溶湯面の高さが基準
位置より低くなると、汲み上げに要する時間が長くなっ
て上記と同様の問題を生じた。すなわち従来技術にお
いては、溶解炉の溶湯面の上下変動に対応して連動タイ
マの設定時間を自動的に変更することができないため、
溶解炉の溶湯面の高さ変動に応じて常に最適の連動タイ
マ設定時間を得るには、オペレータがマシンに付ききり
で連動タイマの設定時間を補正する必要があったが、最
近の２４時間自動運転の普及と熟練作業者の不足とか
ら、現場でこれに対処するのは困難である。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、ラドルが注湯完了したと見な
せるマシン本体側の所定動作時点から溶解炉上の後退位
置で待機しているラドルの次の汲み上げ動作開始時点ま
での時間を制御するための連動タイマの設定時間を、常
に最適値に自動補正し得るダイカストマシンにおける給
湯制御方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、金属溶湯を満たした溶解炉からラドルで
金属溶湯を所定量だけ汲み上げ、次にラドルを後退位置
から前進限位置まで前進させ、この後ラドル内の金属溶
湯をダイカストマシンの給湯口から射出スリーブ内に注
湯するようにしたダイカストマシンにおける給湯制御方
法において、注湯開始許可指令の発生タイミングより以
前にラドルが前進限位置に到達して待機している場合に
は、連動タイマの設定時間を長くし、注湯開始許可指令
の発生タイミングまでにラドルが前進限位置に到達完了
していない場合には、連動タイマの設定時間を短くし、
これによって、ラドルが注湯完了したと見なせるマシン
本体側の所定動作時点から溶解炉上の後退位置で待機し
ているラドルの次の汲み上げ動作開始時点までの時間を
制御するための連動タイマの設定時間を、ラドルが前進
限位置に到達完了するタイミングと注湯開始許可指令の
発生タイミングとの間にずれが無くなる方向に自動補正
するように、構成される。

【０００９】

【作用】ダイカストマシン本体側の自動サイクル動作と
給湯機の自動サイクル動作とを各ショット毎に監視・計
測し、注湯開始許可指令の発生タイミング（注湯指令Ｏ
Ｎ）より以前にラドルが前進限位置に到達して待機して
いる場合には、ラドルが前進限位置に到達した時点から
注湯指令ＯＮまでの時間を計測し、これがｎショット
（例えば４ショット）連続していると連動タイマの設定
時間を所定量だけ長くする。また、注湯開始許可指令の
発生タイミング（注湯指令ＯＮ）までにラドルが前進限
位置に到達完了していない場合には、注湯指令ＯＮの時
点からにラドルが前進限位置に到達完了するまでの時間
を計測し、これがｎショット（例えば４ショット）連続
していると連動タイマの設定時間を所定量だけ短くす
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図１〜図３に示した１実施例
によって説明する。図１は本実施例に係るダイカストマ
シンの制御系統の機能ブロックを簡略化して示す図であ
る。図１において、１はダイカストマシン本体やマシン
周辺機（製品取出し機，スプレー装置，給湯機）の動作
制御などを司るマイコン（マイクロコンピュータ）、２
はマシン本体やマシン周辺機の各部に備えられた多数の
センサで構成されるセンサ群、３はマシン本体やマシン
周辺機の各部に配設された多数の駆動源を駆動制御する
ための多数のドライバ回路で構成されたドライバ群、４
はマシン本体の前面部に配設されたキー入力装置、５は
ドライバ群３を介してマイコン１で制御される給湯機で
ある。

【００１１】図２は上記給湯機５の１例を示す図で、同
図において、２１は給湯機の基台、２２は基台２１に回
動可能に取り付けられた第１アーム、２３は第１アーム
２２の先端に回動可能に取り付けられた第２アーム、２
４は第２アーム２３の先端に回動可能に取り付けられた
ラドルである。また、２５はアルミニウム合金等を溶解
してなる金属溶湯を満たした溶解炉（ルツボ）であり、
２６はマシン本体側の射出スリーブ、２７は射出スリー
ブ２６に設けられた給湯口、２８はプランジャチップで
ある。上記第１，第２アーム２２，２３およびラドル２
４はＤＣモータ等で駆動され、第１，第２アーム２２，
２３は、図２で実線で図示した前進限位置（ラドル２４
が給湯口２７へ金属溶湯を注湯可能な位置）と、後退位
置（ラドル２４が溶解炉上２５で待機した位置とラドル
２４が溶解炉２５内に浸漬された位置とをとり得る位
置）との間を移動するようになっている。そして、アー
ムが前進限位置にある際には、ラドル２４を実線位置か
ら回動させることによって、ラドル２４内の金属溶湯が
給湯口２７から射出スリーブ２６に注湯され、注湯完了
後、プランジャチップ２８が前進することにより鋳造金
型内へ金属溶湯が射出・充填されるようになっている。
また、注湯完了後は、アームが後退位置に戻されて、先
ずラドル２４が溶解炉２５上で待機した状態をとり、こ
の後の適宜タイミングで汲み上げ動作が開始されて、ラ
ドル２４が溶解炉２５内に浸漬された後引き上げられ
て、次に直ちにアームが前進限位置に移行するようにな
っている。斯様な構成をとる給湯機５のメカニズムはほ
んの１例であり、アーム形状・アーム動作等はこのほか
に任意のものが採用可能である。

【００１２】図１の前記したマイコン１は、ダイカスト
マシン本体や周辺機の動作制御（鋳造行程全体の制御）
や、実測データの演算・格納処理、良品／不良品の判定
処理，異常判定処理等の演算・判定処理、あるいは図示
せぬ表示装置の出力画像の表示制御処理等々の各種処理
を実行する。このマイコン１は、実際には各種Ｉ／Ｏイ
ンターフェイス、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等を具備した
もので構成され、予め作成された各種プログラムにより
各種処理を実行するも、本実施例においては、運転条件
設定部１１、マシン本体制御部１２、取出し機制御部１
３、スプレー制御部１４、給湯機制御部１５、サイクル
監視タイマ１６、連動タイマ補正部１７、給湯機制御部
１５に内蔵された連動タイマ１８等を備えたものとし
て、以下の説明を行う。

【００１３】上記運転条件設定部１１には、キー入力装
置４等によって入力された各種運転条件値が、書き替え
可能な形で記憶されている。この運転条件値としては、
例えば、マシン本体の各行程の制御条件（射出・充填圧
と速度条件、型開閉条件、イジェクト条件等）、製品取
出し機の制御条件、スプレー装置の制御条件（離型剤や
エアの噴霧条件等）、給湯機５の制御条件（アームの動
作条件、注湯や汲湯の制御条件等）などが挙げられる。

【００１４】前記マシン本体制御部１２、取出し機制御
部１３、スプレー制御部１４、並びに給湯機制御部１５
は、予め作成された運転プロセス制御プログラムと、運
転条件設定部１１に格納された設定条件値とに基づき、
各部に配設された前記センサ群２（位置センサ、圧力セ
ンサ、温度センサ等々）からの計測情報及び自身に内蔵
されたクロックからの計時情報を参照しつつ、前記ドラ
イバ群３（モータドライバ、油圧シリンダドライバ、ヒ
ータドライバ等々）を介して対応する駆動源を駆動制御
し、これによって、マシン本体、製品取出し機、スプレ
ー装置、並びに給湯機５の各部を駆動制御し、一連の鋳
造行程を実行させる。

【００１５】ここで、前記給湯機制御部１５内の連動タ
イマ１８には、前記ラドル２４が注湯完了したと見なせ
るマシン本体側の所定動作時点から前記溶解炉２５上で
待機しているラドル２４の次の汲み上げ動作開始時点ま
での時間を規定する時間値が、書替え可能に設定できる
ようになっている。この連動タイマ１８は、注湯完了を
確認できる信号（例えば、射出スタート信号等）の到来
によってセットされて計時（カウント）を開始し、設定
された時間値をカウントアップするとこの旨を給湯機制
御部１５に通知すると共に、リセットされる。そして、
連動タイマ１８からのカウントアップ信号の到来で、給
湯機制御部１５はラドル２４の汲み上げ動作を開始さ
せ、ラドル２４の溶解炉２５への浸漬→ラドル２４の溶
解炉２５からの引上げ（金属溶湯の汲み上げ）→給湯機
アームの前進という一連の動作を実行させ、マシン本体
が注湯受入れ態勢に入って（型締めが完了して）注湯指
令がＯＮ（注湯開始許可指令がＯＮ）すると、ラドル２
４による前記した注湯動作が行われるようになってい
る。

【００１６】本実施例においては、前述したように鋳造
品質やサイクル時間に影響を与える連動タイマ１８の設
定時間を、前記連動タイマ補正部１７がサイクル監視タ
イマ１６の計測情報を参照して、常に適正値となるよう
に自動修正するようになっている。以下、この連動タイ
マ１８の設定時間の補正手法を、図３の処理フローによ
って説明する。

【００１７】図３は、連動タイマ設定時間の全自動設定
モードの処理フローである。図３のステップＳＴ１で
は、注湯が完了したか否かが問われ、すなわち注湯完了
を確認できる信号（例えば、射出スタート信号や型開き
スタート信号等）が到来したか否かが問われ、ＹＥＳ
（注湯完了）の場合はステップＳＴ２へ進み、ＮＯなら
このステップＳＴ１の処理を繰り返す。ステップＳＴ２
では、給湯機アームが前進限に達しているか否かが問わ
れ、ＹＥＳ（アーム前進限）の場合はステップＳＴ３へ
進み、ＮＯならステップＳＴ４へ進む。ステップＳＴ３
では前記サイクル監視タイマ１６による計測を開始させ
てステップＳＴ５へ進み、ステップＳＴ４では前記サイ
クル監視タイマ１６をリセットして該サイクル監視タイ
マ１６による計測を中止して同じくステップＳＴ５へ進
む。ステップＳＴ５では、マシン本体が注湯受入れ態勢
に入って（型締めが完了して）注湯指令がＯＮ（注湯開
始許可指令がＯＮ）したか否かが問われ、ＹＥＳ（注湯
指令ＯＮ）の場合はステップＳＴ６へ進み、ＮＯならス
テップＳＴ１へ戻る。

【００１８】ステップＳＴ６では、前記サイクル監視タ
イマ１６による計測が有ったか否かが問われ、ＹＥＳな
らステップＳＴ７へ進み、ＮＯならステップＳＴ１１へ
進む。ここで、ステップＳＴ６の判定結果がＹＥＳであ
るということは、給湯機アームが前進限に到達完了して
いるにもかかわらずこの時点では注湯指令が未だＯＮし
ておらず、給湯機アームの前進限到達時点が早すぎたと
いうことを意味する。ステップＳＴ７では、斯様な給湯
機アームの動作が早すぎるという事態（現象）が、連続
するｎショット（ｎは２以上の任意の整数、例えば本実
施例では４回）にわたって連続しているか否かが問わ
れ、ＹＥＳなら給湯機アームの動作が早すぎる傾向有り
としてステップＳＴ８へ進み、ＮＯなら突発的な事態の
可能性があるので、ステップＳＴ１へ戻る。ステップＳ
Ｔ８では、前記サイクル監視タイマ１６によるｎショッ
ト分の各計測時間（給湯機アームが前進限に到達完了し
てから注湯指令がＯＮするまでの時間、すなわちラドル
２４の射出スリーブ２６上での待ち時間）の平均値を算
出してステップＳＴ９へ進む。ステップＳＴ９では、求
められた平均値が予め定められた許容範囲内に有るか否
かが問われ、ＹＥＳ（許容範囲内）なら前記連動タイマ
１８の設定時間の補正の必要なしとしてステップＳＴ１
へ戻り、ＮＯなら連動タイマ１８の設定時間の補正の必
要有りとしてステップＳＴ１０へ進む。ステップＳＴ１
０では、連動タイマ１８の設定時間を、例えば、（現在
の設定時間）＋（ステップＳＴ８での算出平均値）とす
るか、（現在の設定時間）＋（ステップＳＴ８での算出
平均値×数１０％）とするなどして、連動タイマ１８の
設定時間を所定量だけ増加させて、然る後、ステップＳ
Ｔ１へ戻る。なお、上記したステップＳＴ７〜ステップ
ＳＴ１０での処理は、前記連動タイマ補正部１７によっ
て行われる。

【００１９】また、前記ステップＳＴ６での判定結果が
ＮＯであるということは、注湯指令がＯＮした後も、給
湯機アームが前進限に到達完了していないということを
意味する。そこで、ステップＳＴ１１では、前記サイク
ル監視タイマ１６による計測を開始させて、ステップＳ
Ｔ１２へ進む。ステップＳＴ１２では、給湯機アームが
前進限に達しているか否かが問われ、ＹＥＳ（アーム前
進限）の場合はステップＳＴ１３へ進み、ＮＯならステ
ップＳＴ１２のルーチンを繰り返す。ステップＳＴ１３
では、注湯指令がＯＮしているにもかかわらず給湯機ア
ームが前進限に到達完了しておらず、給湯機アームの前
進限到達時点が遅すぎるという事態（現象）が、連続す
るｎショット（ｎは２以上の任意の整数、例えば本実施
例では４回）にわたって連続しているか否かが問われ、
ＹＥＳなら給湯機アームの動作が遅すぎる傾向有りとし
てステップＳＴ１４へ進み、ＮＯなら突発的な事態の可
能性があるので、ステップＳＴ１へ戻る。ステップＳＴ
１４では、前記サイクル監視タイマ１６によるｎショッ
ト分の各計測時間（注湯指令がＯＮしてから給湯機アー
ムが前進限に到達完了するまでの時間）の平均値を算出
してステップＳＴ１５へ進む。ステップＳＴ１５では、
求められた平均値が予め定められた許容範囲内に有るか
否かが問われ、ＹＥＳ（許容範囲内）なら前記連動タイ
マ１８の設定時間の補正の必要なしとしてステップＳＴ
１へ戻り、ＮＯなら連動タイマ１８の設定時間の補正の
必要有りとしてステップＳＴ１６へ進む。ステップＳＴ
１６では、連動タイマ１８の設定時間を、例えば、（現
在の設定時間）−（ステップＳＴ１４での算出平均値）
とするか、（現在の設定時間）−（ステップＳＴ１４で
の算出平均値×数１０％）とするなどして、連動タイマ
１８の設定時間を所定量だけ減少させて、然る後、ステ
ップＳＴ１へ戻る。なお、上記したステップＳＴ１３〜
ステップＳＴ１６での処理も、前記連動タイマ補正部１
７によって行われる。

【００２０】斯様な連動タイマ１８の設定時間の自動補
正を行う本実施例にあっては、オペレータによる連動タ
イマの設定時間が不適なものであっても、これを自動的
に最適値に設定し直すので、従来のように連動タイマの
設定に豊富な経験・知識や、煩雑な幾度ものリトライ作
業を必要とせず、初心のオペレータによる設定が可能と
なる。しかも、長時間の自動連続運転時に溶解炉の溶湯
面の高さが上下変動して汲み上げに要する時間が変動し
ても、連動タイマの設定時間が自動的に常に最適値に変
更される。従って、ラドルが前進限位置に到達完了する
タイミングと注湯開始許可指令の発生タイミングとの間
のずれが常に可及的に少なくなるので、ラドルが射出ス
リーブ上で待機することによる金属溶湯の温度低下を回
避できて良品鋳造を可能にし、且つ、全体のサイクル時
間が可及的に短くなって運転効率が向上する。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ラドルが
注湯完了したと見なせるマシン本体側の所定動作時点か
ら溶解炉上の後退位置で待機しているラドルの次の汲み
上げ動作開始時点までの時間を制御するための連動タイ
マの設定時間を、常に最適値に自動補正し得るので、金
属溶湯の温度低下を回避できて良品鋳造を可能にし、且
つ、全体のサイクル時間を可及的に短くして運転効率を
向上できるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係るダイカストマシンの制
御系統の機能ブロックを簡略化して示す説明図である。

【図２】本発明の１実施例に係るダイカストマシンにお
ける給湯機の１例を示す説明図である。

【図３】本発明の１実施例による連動タイマの設定時間
の自動補正処理フローを示す説明図である。

【図４】従来のダイカストマシンにおける給湯機の動作
制御フローを示す説明図である。

【符号の説明】

１ マイコン（マイクロコンピュータ） ２ センサ群 ３ ドライバ群 ４ キー入力装置 ５ 給湯機 １１ 運転条件設定部 １２ マシン本体制御部 １３ 取出し機制御部 １４ スプレー制御部 １５ 給湯機制御部 １６ サイクル監視タイマ １７ 連動タイマ補正部 １８ 連動タイマ ２２ 第１アーム ２３ 第２アーム ２４ ラドル ２５ 溶解炉 ２６ 射出スリーブ ２７ 給湯口 ２８ プランジャチップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 17/30 - 17/32

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属溶湯を満たした溶解炉からラドルで
   金属溶湯を所定量だけ汲み上げ、次にラドルを後退位置
   から射出スリーブの注湯口の上の前進限位置まで前進さ
   せ、この後ラドル内の金属溶湯をダイカストマシンの給
   湯口から射出スリーブ内に注湯するようにしたダイカス
   トマシンにおいて、 前記ラドルが注湯完了したと見なせるマシン本体側の所
   定動作時点から前記溶解炉上の後退位置で待機している
   ラドルの次の汲み上げ動作開始時点までの時間を制御
   し、マシン本体側と給湯機側との動作を連動させるため
   の連動タイマの設定時間を、注湯開始許可指令の発生タ
   イミングにおいてラドルが前進限位置に到達完了してい
   るか否かと、注湯開始許可指令の発生タイミングとラド
   ルが前進限位置に到達完了した時点とのずれ時間を計測
   することによって、ラドルが前進限位置に到達完了する
   タイミングと注湯開始許可指令の発生タイミングとの間
   にずれが無くなる方向に自動補正するようにしたことを
   特徴とするダイカストマシンにおける給湯制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、前記注湯開始許
   可指令の発生タイミングより以前にラドルが前進限位置
   に到達して待機している場合には、前記連動タイマの設
   定時間を長くし、前記注湯開始許可指令の発生タイミン
   グまでにラドルが前進限位置に到達完了していない場合
   には、前記連動タイマの設定時間を短くするようにした
   ことを特徴とするダイカストマシンにおける給湯制御方
   法。