JP3388362B2 - 自動ダイカスト装置の制御方法 - Google Patents
自動ダイカスト装置の制御方法Info
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Description
係り、より一層詳しくは、自動ダイカスト装置を構成す
るダイカスト機と給湯装置の間で給湯のタイミングを制
御するための制御方法に関する。
スト機へ溶湯を自動で給湯する自動ダイカスト装置にお
いては、射出スリーブへ溶湯を注ぐまでの工程は、一般
に次の工程を少なくも有している。1.先ずダイカスト
機の金型を閉じる型締工程を行う。2.型締工程と平行
して給湯装置により溶湯を溜めておく保持炉からラドル
を用いて溶湯を汲み上げ、型締工程の完了を待ち、射出
スリーブに溶湯を注ぐ給湯工程を行う。
程の完了時点においてすぐに給湯装置からダイカスト機
の射出スリーブへ溶湯が注がれるよう制御されることが
望まれる。これは、溶湯の温度低下や溶湯の酸化等によ
る溶湯の変化を最小限とすることが望ましいためであ
る。
の給湯のためのダイカスト機と給湯装置の同調を制御す
る方法として、ダイカスト機から給湯装置に出力される
注湯指令信号の間隔を測定し、ダイカスト機の1サイク
ルに要する時間を検出すると共に給湯装置が所定の待機
位置から動作を開始して再びその待機位置へ達するまで
の経過時間を測定して、給湯装置の前述の待機時間を除
いた1サイクルに要する時間を検出し、この両時間の差
を給湯装置の待機時間として自動的に演算設定し、かつ
サイクル毎に更新させてダイカスト機と給湯装置とを同
調させる方法が知られている。(特公平2−9532号
公報)
ト機の1サイクルに必要とする時間と給湯装置の1サイ
クルに必要とする時間とを同調させて給湯を行おうとす
るものであって、ダイカスト機からの給湯装置ラドルの
前進指令と注湯指令とを待って、給湯装置が動作してい
るため、それぞれの動作の待ち時間に溶湯温度の低下を
生ずるということがあった。
指令と給湯装置の注湯開始のタイミングを同期させる方
法でなく待ち時間による同調であるため、この待ち時間
に起因して成形サイクルを増加させることになり、この
ため溶湯の温度低下や酸化等による溶湯の変化を最小に
する点については、より一層の改善が求められていた。
既に汲み上げた溶湯の量だけ降下するため、給湯装置の
ラドルは、次のサイクルのために溶湯を汲み上げる時間
が増加する。従来知られている前掲の技術においては、
単に時間差を測定して待機時間を更新して同調するた
め、既に低下している溶湯面から溶湯を汲み上げる場合
の時間の増加は、再び時間差が生じてしまう。この点に
おいても、ダイカスト機の注湯指令と給湯装置の注湯開
始のタイミングを同期するため、新規な自動ダイカスト
機の制御方法の提供が望まれていた。
動ダイカスト装置の制御方法は、ダイカスト機の注湯指
令と給湯装置の注湯開始タイミングを合わせるたもので
はなく、ダイカスト機の1サイクルと給湯装置の1サイ
クルとを合わせ、ダイカスト機からの前進走行指令と注
湯指令とを待って給湯装置が動作しているため、ダイカ
スト機のサイクルタイムを増加させていることになって
いた。そこで多くの場合待機時間を手動で調整しなけれ
ばならなかった。
上げた溶湯は、温度低下もしくは酸化等により凝固物を
発生し、良品成形を妨げていた。
る汲み上げ時間の増加について、ダイカスト機本体と、
給湯装置とのタイミングの同期の際に考慮することが望
まれていた。
をなくし、1サイクル毎に降下する溶湯面による汲み上
げ時間の増加について考慮することにより、ダイカスト
機の型締工程に基づく注湯指令と給湯装置の注湯開始の
タイミングを自動的に制御して一致させ、ダイカスト機
の操作性を向上し、良品成形可能な自動ダイカスト装置
の制御方法の提供が課題となっていた。
め、ダイカスト機の型締工程に基づく注湯指令と給湯装
置の注湯開始のタイミングを自動的に同期させ、ダイカ
スト機の操作性を向上し高品質の成形品を成形可能な自
動ダイカスト装置の制御方法を提供することにある。
達成するため、溶湯を保温しつつ溜めておく保持炉から
ラドルにより溶湯を汲み上げ、この溶湯をダイカスト機
へ給湯するための給湯装置を有する自動ダイカスト装置
の制御方法において、この給湯装置の基準とする動作の
時点からこのダイカスト機の型締工程に基づく注湯指令
までの経過時間を計測する第1の計測工程と、基準とす
る動作の時点から前記給湯装置のラドルが走行しつつ傾
斜を完了し、注湯を可能とするまでの経過時間を計測す
る第2の計測工程と、第1の計測工程と前記第2の計測
工程において計測した時間とを比較演算して前記第1お
よび第2の計測工程の時間差を得る比較演算工程と、比
較演算工程において算出された時間差があるときは、次
の成形サイクルにおいて前記給湯装置の動作時間を調整
する時間調整要素を自動的に調整する調整工程と、製品
成形サイクルの各サイクル毎に降下する溶湯保持炉の湯
面降下値にもとずく増加時間を演算する増加時間演算工
程と、増加時間演算工程において算出された増加時間を
当該成形サイクルにおいて給湯装置の時間調整要素をさ
らに調整する増加時間調整工程と、を備えて構成した。
め、前述の増加時間調整工程は、給湯装置の制御動作時
間を調整する要素として、動作速度を調整した工程を備
えて構成した。
め、前述の比較演算工程は、比較演算における演算結果
の前記時間差があらかじめ設定された時間を超えた場合
は、警報を発生すると共に、その警報内容を表示する警
報発生表示工程を備えて構成した。
る製品成形サイクルの基準とする動作の時点から前記ダ
イカスト機の型締工程に基づく注湯指令までの経過時間
を計測する。また、この基準とする動作の時点から給湯
装置の前記ラドルが走行しつつ傾斜を完了し、注湯を可
能とするまでの経過時間を計測する。
差を得る。時間差があるときは、給湯装置の制御動作中
の時間調整調整要素を次の成形サイクルにおいて自動的
に調整する。さらに各成形サイクル毎に降下する保持炉
中の溶湯の湯面降下値に基づくラドル走行時間の増加時
間を演算し、算出された増加時間を、当該成形サイクル
において調整する。
く注湯指令と、この型締めに基づく給湯装置の注湯開始
動作とのタイミングは、自動的に合致し、溶湯の温度低
下および酸化を抑制し、凝固物の発生を防止する。これ
により良品成形可能となる。
湯指令と前記給湯装置の注湯開始指令とのタイミングを
自動的に合わせることにより、自動ダイカスト装置のオ
ペレータの行っていた成形条件の変更に伴う制御装置の
タイマ等のタイミング調整が不要となり操作性が格段に
向上する。
注湯指令と給湯装置の注湯開始タイミングのずれたとき
は、あらかじめ設定した許容時間との差を比較して警報
を発生し、望ましい動作時間からの時間ズレをオペレー
タへ警告する。
る。この実施例における制御装置の構成の概念図を図1
に示す。
型締時間計測手段10、給湯時間計測手段12、比較演
算手段14、増加時間演算手段15、時間調整手段1
6、および警報発生表示手段20を備えて構成される。
走行開始から金型が閉じて接触し、注湯開始するまでの
時間を計測するために用意され、その計測時間データ
は、比較演算手段14へ出力され接続される。
進走行を開始してから注湯開始するまでに必要とする時
間を計測するために用意され、その計測時間データは、
比較演算手段14へ出力され接続される。
手段10および給湯時間計測手段12からの出力信号で
ある計測時間データを入力し、その時間を比較し、時間
差を算出する。比較演算手段14からの判断結果は、警
報発生表示手段20へ出力される。
溶湯の汲み上げにより1サイクル毎に低下する溶湯面低
下によるラドルの移動経路の増加を生ずるための給湯に
必要とされる所用時間の増加時間を演算する。増加時間
演算手段15の演算結果は、時間調整手段16へ出力さ
れる。
結果に時間差がある場合は、給湯工程の調整時間を自動
的に調整し、型締工程に基づく注湯指令と給湯装置の注
湯開始動作とのタイミングを同期させるために時間調整
を行う。また、増加時間演算手段15により算出された
溶湯面の低下による給湯装置に必要とされる給湯時間の
増加時間を調整する。
4において比較算出された比較結果を入力し、タイミン
グのずれが予め設定された数値を超えた場合、オペレー
タへ警報を発する。
第1の実施例の構成の動作、作用を図2、図3、および
図4を参照しつつ述べる。
程、および射出工程を含む成形工程の工程図の一部を示
したものである。
ら汲上げる計量動作MET、ラドル前進走行動作TRA
V,ラドル傾斜動作INC,注湯動作POU、およびラ
ドル後退走行BACとしてそれぞれ時間の経過が示され
ている。
示され、射出動作は、INJとして示されている。
計測するための動作の基準点として給湯装置の後退走行
限停止位置のリミットスイッチ信号による保持炉上でラ
ドルが待機するための炉上待機タイマTW3(以下TW
3という)の計数開始時点であるA時点を使用する。ま
た調整要素として制御装置のタイマを用い、動作待機時
間を自動調整する方法を使用する。
A時点では、給湯工程計測手段12は、給湯工程に必要
な時間の計測を開始する。
計量工程に入り溶湯面に低速で降下し、溶湯を掬い、そ
の後低速上昇することにより溶湯を汲上げる。溶湯の汲
上げ後すなわちC時点で、溶湯の揺れの沈静化と安定お
よび溶湯面の低下量による増加時間を自動調整するのた
めの待機時間(待機時間4、以下TW4という)を設け
調整される。
て、溶湯面の低下量による増加時間△tを算出する。こ
の算出には、1サイクル毎に降下する溶湯面の降下量△
Hを保持炉の形格、給湯の量、および溶湯の比重等を使
用し、ラドルの低速下降速度Vldと、前進走行速度V
hとにより、次の式を用いて行う。 △t=(△H/Vld)+(△H/Vh)
程の溶湯量の降下に伴う給湯装置の動作について説明す
る。
炉67からの溶湯68を汲み上げるための計量動作ME
T、ラドル前進走行動作TRAV、およびラドル傾斜I
NCまでの動作を示した図である。
下し、溶湯面の降下量△Hにより給湯装置のラドル66
の移動経路は長くなり、したがって給湯装置の給湯に必
要な時間は1サイクル毎に増加する。
炉67から汲み上げた溶湯68を射出スリーブの注湯口
58に注湯する注湯動作POU、ラドル後退動作BA
C、および再び繰り返される計量動作METを示した図
である。
溶湯中に浸漬し、図示しない湯面センサにより湯面への
接触を検知して下降を停止するまでの増加時間を△td
とし、ラドル下降速度をVldとすると、溶湯面降下に
基づく増加時間△tdは、 △td=△H/Vld となる。
から前進限位置Qまでの増加時間を、△tuとしラドル
前進走行速度をVhとすると、溶湯面降下に基づく増加
時間△tuは、 △tu=△H/Vh となる。溶湯面降下に基づく増加時間△tは、前述の△
tdと△tuとの和であり、 △t=△H/Vld+△H/Vh として増加時間演算手段15により算出される。
ラドル66は、図3のIの位置の点線の位置の状態とな
る回動を開始し、E時点でその回動を停止すると共に、
前進走行、すなわち注湯口58へ向かい走行を開始す
る。
した図2のF時点において、傾斜を開始し、注湯口に位
置に位置決めされたとき、つまりG時点では、注湯開始
の傾斜動作(以下注湯傾斜という)を終了している。
程計測手段12は、給湯工程に必要とした工程時間の計
測を終了する。給湯工程に必要とした時間は、図2にお
いてT1として示されている。
号である注湯指令を待ち、これにより、金型が閉じたと
きときには、注湯をいつでも開始する。図2において
は、給湯装置の位置決めが金型閉じた動作よりも早く、
したがって型締めを待機している状況を示している。即
ちGからHまでの時間は、タイミングのずれである。
で注湯を開始し、J時点では、注湯を完了する。その後
ラドルは、K時点で後退走行を開始する。
明する。
測手段10は、型締工程に必要な時間の計測を開始す
る。型締工程において固定金型と、移動金型がH時点で
接触し、金型接触信号が検知されたとき、型締工程計測
手段10は、型締工程に必要とした時間の計測を終了す
る。図2においては、型締工程に必要とした時間は、T
2として示されている。
られるH時点で、給湯装置は、注湯を開始する。このと
き平行して型締圧力は増大し、最終的に製品成形に必要
とする型締圧力に達し、型締をI時点で完了する。
を射出スリーブ59へ注湯した後で、J時点において開
始される。
10と給湯時間計測手段12は、それぞれの工程に必要
とした時間の計測を終了している。比較演算手段14
は、型締時間計測手段10と給湯時間計測手段12から
の計測時間データを入力し、これら2つの工程に必要と
した時間を比較し、その時間差を算出する。
出ピストンの後退動作などを引き続き行い、射出工程を
L時点で終了する。
4からのデータに異常があるときは、オペレータへ警告
を発し、調査、成形停止などの指示を行う。
けて、時間調整手段16は、次の成形工程において、型
締工程と、給湯工程のタイミングを合わせるための待機
時間のTW3を自動的に補正する。
ついて、給湯工程に必要とした時間が型締工程に必要と
した時間よりも長ければ、時間調整手段16は、給湯工
程に用意してある待機タイマTW3のタイミング設定デ
ータを時間差の分だけ短くする。また給湯工程に必要と
した時間が型締工程に必要とした時間よりも短ければ長
くする。
もしくは時間差が許容される範囲にあるならば、時間調
整を行わず、既に設定されているタイマ設定データをそ
のまま使用し、成形を続行する。
間演算手段15による1サイクル毎の湯面下降量△Hに
基づく補正として、TW4−△tに補正する。
としては、データ処理機能を有するプロセス制御用コン
ピュータ装置が適している。この発明を実施するための
制御装置の一例を図3に示す。
ロセッサ(CPU)30を使用し、制御プログラム記憶
部(ROM)32、シーケンスプロクラム記憶部(S
P)34、および一時記憶部(RAM)36を備えてい
る。
(TMR)38、キーボード入力装置(KB)42、表
示装置(DISP)40,およびプロセス入出力装置
(PIO)44とを備えており、これらの回路は、信号
制御用バス46へ接続されている。
プロクラム記憶部34に記憶されているシーケンスプロ
グラムの解読を始めとし、プロセス入出力装置44から
の信号を制御する入出力制御、および、表示装置40に
おける表示の制御、時間計測等をするためのタイミング
信号の処理等、制御装置18の全ての処理用の制御プロ
グラムを記憶している。
の変化、機械の状態の変化、データ演算の処理結果およ
びタイミングデータ等、状態の変化するデータを記憶す
る。
カスト機本体50および給湯装置60の機械的動作、例
えばラドルの前進走行限等の信号を検知し、ラドルを注
湯位置へ停止させる動作をする等の、制御を行うための
一連のシーケンス動作命令、および機械的動作にともな
うデータ転送命令、データ演算処理命令等のシーケンス
プログラムを記憶している。
に使用される、定期的にパルス信号を発生し、マイロプ
ロセッサ30へ信号を送る。したがってこのパルスの信
号をマイロプロセッサ30が処理することにより、タイ
マ時間管理、タイミング遅延処理、時間データ計測等が
可能である。
イマの設定データ等の必要データ設定のために使用され
る。
示装置であり、データ設定の際にデータを表示する。ま
た異常時の警報表示にも使用される。
50を制御する入出力信号の通過するインタフェース装
置である。この実施例において特に使用される信号とし
ては、ダイカスト機本体50から型締め接触信号、型締
め圧力信号が入力され、また給湯装置60からは、注湯
位置にラドル66が位置決めされたときの位置決め完了
信号が入力される。その他、ダイカスト機において通常
使用される油圧回路を制御する油圧装置の電磁リレーや
電磁バルブ等の入出力信号が入出力される。
ドル66の注湯傾斜制御用のモータ、ラドル走行用のモ
ータ等の制御のために補助的に使用される電磁リレーの
制御のための信号、またリミットスイッチ等の一般的な
入力信号の入力に使用される。
30が制御記憶32のデータ信号、またプロセス入出力
装置44からの入出力信号等を共通に入出力に使用する
ためのデータバスラインである。
ム記憶部32の制御データに従い、制御状態を一時記憶
部36を使用して、タイミング回路38の信号等を処理
しながら、すべてのデータ処理の中枢として動作する。
44を経由し、型締め接触信号等をマイロプロセッサ3
0へ出力する。
持炉67からラドル66を使用して溶湯68を汲み上
げ、ダイカスト機本体50の注湯位置までラドルを移動
させる。給湯位置に位置決めされる以前にラドル66
は、注湯傾斜動作が行われる。位置決め位置では、例え
ばリミットスイッチ等の信号として、プロセス入出力装
置44を経由して注湯動作に移ることが可能になった情
報、即ちラドル位置決め完了信号を信号制御用バス46
ヘ送り、マイクロプロセッサ30に知らせる。
動作、作用を図6を使用して説明する。
準備段階において自動ダイカスト装置のオペレータは、
キーボード入力装置42を使用して、成形に必要なデー
タ、例えば成形サイクルタイムTc、給湯装置の待機タ
イマTW3を除く所要動作のサイクルタイムTl等を入
力する。このとき前述の待機タイマTW4については、
初期値が記憶されているのでマイクロプロセッサ30
は、前述の待機タイマTW3と増加時間△tとを演算す
る。
30は、プロセス入出力装置44を通過して入力される
オペレータからの自動運転指令と、ラドルが保持炉上に
あることによるラドル後退限信号とにより、前述の待機
タイマTW3の計数を開始し、給湯装置の動作サイクル
が開始される。マイクロプロセッサ30は、この計数の
ためタイミング回路(TMR)38からの信号をカウン
トすることにより行う。
計量工程METを開始し、計量工程METの後のタイマ
TW4をTW4−△tに補正する。
ムアウトしたときに給湯装置のラドルは、前進走行を開
始して、注湯点に接近しつつ、注湯傾斜を行い、前進限
に到達する。この時マイクロプロセッサ30は、T2計
測を完了する。
と共に、マイクロプロセッサ30は、T1およびT2の
の計測を開始する。
は、注湯指令を受けて、T1計測を完了する。T2の計
測値は、一時記憶30のメモリへ記憶される。
は、計測されたT1とT2とを比較し、タイミングのず
れ、時間差を検出し、時間差があればTW3を補正を行
う。
場合、マイクロプロセッサ30は、表示装置40へ警報
を発生する。
令を受けて注湯を開始する。さらに注湯完了後は、後退
走行を行い、走行の後退限において停止し、既にのべた
一連の動作は、次のサイクルに継続するために、引き続
き続行される。
は、ダイカスト機の工程経過時間を計測するための動作
の基準点として、給湯装置のTW3の計数開始点を使用
した。また時間調整要素として制御装置のタイマを用
い、給湯工程の待機時間を自動調整して給湯工程と型締
工程のタイミングを合わせた。このことは、給湯工程に
おいて、ラドル66が注湯のための傾斜を完了し、注湯
位置に位置決めされたときは、型締工程において注湯指
令が発せられ、同時に注湯開始を可能な状態に制御され
ていることを意味している。したがって、ラドルの注湯
口での待機時間をなくしてすぐに注湯でき、したがって
溶湯の温度低下を防止できる。また余分な待機時間を無
くすることができる。
て、プロセス制御用のコンピュータ装置を用いて構成し
たが、データ演算処理機能を有し、タイマの設定データ
を処理できるシーケンス制御装置、またはプログラマプ
ルコントローラ等を用いても同様に実現できる。またデ
ータ演算処理機能を有する計算機手段と、シーケンス制
御可能な他の装置とを組み合わせても良い。
説明する。この第2の実施例においては、制御装置は、
第1の実施例において使用した図5に示された構成と同
様な構成をとるので相違のみ説明する。
に、マイクロプロセッサ30を用い、その信号制御用バ
ス46に接続されたプロセス入出力装置(PIO)44
へ、さらにモータドライブ装置(MD)64を接続する
構成とする。
置60のラドル走行モータ62へ接続される。このモー
タドライブ装置64は、ラドル走行モータ62の走行速
度を制御する。
作および作用を説明する。マイクロプロセッサ30は、
型締工程の時間計測、給湯工程の時間計測のため第1の
実施例において説明したとおり、ある成形工程の動作、
例えばTW3の計数開始指令を時間計測の基準時点とし
て計測する。この計測における計測値を比較演算した結
果、ダイカスト機50の型締工程と給湯装置60の給湯
工程との間にタイミングのずれのあった場合、マイクロ
プロセッサ30は、プロセス入出力装置44へ接続した
モータドライブ装置64への速度指令データを変更す
る。
程の計測時間が給湯工程の計測時間よりも長い場合は、
給湯機時間TW3を長くし、給湯工程の時間を遅らせ
る。
工程の時間よりも長い場合は、図2の給湯機時間TW3
を長くしてタイミングを調整し、1サイクル毎に下降す
る湯面量△Hに基づく△tの補正は、前進走行速度の微
速度での速度の増加による補正(微速増速補正)を付加
して行う。
ては、マイクロプロセッサ30は、給湯装置50の待機
時間TW3を調整し、さらにラドル走行モータ62の走
行速度を調整することにより、給湯工程と型締工程の注
湯タイミングを制御する。したがってダイカスト機本体
50の型締工程を、高速成形や望ましい成形状態に調整
しておくことにより、注湯タイミングは、給湯装置60
の制御によって容易に自動的に望ましい状態に自動的に
調整される。したがって溶湯に対する湯温の低下を避け
ることができ、良品成形が給湯装置の制御側で可能とな
る。
れば、給湯装置の動作の基準点からの型締工程と給湯工
程の時間を計測し、型締工程に基づく注湯指令と注湯開
始のタイミングを自動的に一致させたので、成形条件が
変更されたとき、制御装置のタイマ設定と調整を不要と
し、操作性を格段に向上することができる。
始のタイミングを自動的に制御して一致させたので、溶
湯の温度低下また酸化を防止し、溶湯中の凝固物の発生
を抑えることができる。したがって高品質の成形品を成
形可能なダイカスト機の制御方法を提供できる。
例の概念図。
スト機の工程説明図。
図。
図
のフローチャート図。
置の説明図。
Claims (3)
- 【請求項1】 溶湯を保温しつつ溜めておく保持炉から
ラドルにより溶湯を汲み上げ、この溶湯をダイカスト機
へ給湯するための給湯装置を有する自動ダイカスト装置
の制御方法において、 前記給湯装置の基準とする動作の時点から前記ダイカス
ト機の型締工程に基づく注湯指令までの経過時間を計測
する第1の計測工程と、 前記基準とする動作の時点から前記給湯装置のラドルが
走行しつつ傾斜を完了し、注湯を可能とするまでの経過
時間を計測する第2の計測工程と、 前記第1の計測工程と前記第2の計測工程において計測
した時間とを比較演算して前記第1および第2の計測工
程の時間差を得る比較演算工程と、 前記比較演算工程において算出された時間差があるとき
は、次の成形サイクルにおいて前記給湯装置の動作時間
を調整する時間調整要素を自動的に調整する調整工程
と、 前記製品成形サイクルの各サイクル毎に降下する前記溶
湯保持炉の湯面降下値にもとずく増加時間を演算する増
加時間演算工程と、 前記増加時間演算工程において算出された増加時間を当
該成形サイクルにおいて前記給湯装置の時間調整要素を
さらに調整する増加時間調整工程と、を備えて構成し、
前記ダイスト機の型締工程に基づく注湯指令と前記給湯
装置の注湯開始動作とのタイミングを自動的に合わせる
ことを特徴とする自動ダイカスト装置の制御方法。 - 【請求項2】 請求項1の自動ダイカスト装置の制御方
法において、前記増加時間調整工程は、給湯装置の制御
動作時間を調整する要素として、動作速度を調整した工
程を備えて構成したこと特徴とする自動ダイカスト装置
の制御方法。 - 【請求項3】 請求項1ないし請求項2のいずれか1項
記載の自動ダイカスト装置の制御方法において、前記比
較演算工程は、比較演算における演算結果の前記時間差
があらかじめ設定された時間を超えた場合は、警報を発
生すると共に、その警報内容を表示する警報発生表示工
程を備えて構成し、前記タイミングのずれを警告するこ
とを特徴とする自動ダイカスト装置の制御方法。
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