JP3842330B2 - ダイカストマシンの制御方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダイカストマシンの制御方法に関し、特に射出シリンダ装置のプランジャ位置に応じて多段射出速度制御を行うダイカストマシンの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ダイカストマシンにおいては、油圧駆動式の射出シリンダ装置を使用し、射出シリンダ装置の射出プランジャを低速射出速度で前進させて金型キャビティに対する溶湯の充填を開始し、射出プランジャが所定位置にまで前進すれば、射出プランジャを高速射出速度で前進させて金型キャビティに溶湯の高速充填する多段射出速度制御が行われている。また低速前進区間と高速前進区間との間で射出プランジャを中速射出速度で前進させる場合もある。
【０００３】
低速射出速度や高速射出速度などの各速度段の射出速度、高速射出開始位置などの速度切換プランジャ位置には、金型データ、鋳造条件データなどによって決まる適正値があり、この適正値によってプランシャ駆動が行われるように多段射出速度制御が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
低速射出速度や高速射出速度などの各速度段の射出速度は射出シリンダ装置に対する油圧の絞り制御により行われるから、その油温変化などによって実際の射出速度が変動することは避けられず、また速度切換プランジャ位置は油圧系の低速−高速切換弁の動作遅れなどにより変動することは避けられない。
【０００５】
しかし一般に、ダイカストマシンにおける射出速度は高速度であるため、上述のような多段射出速度制御をフィードバック式に補償制御することは難しく、実際に多段射出速度制御をフィードバック補償式に行うダイカストマシンは見あたらない。
【０００６】
このため従来は、速度切換プランジャ位置の補正などはオペレータの勘に頼って行われ、各速度段の射出速度の補正は、多くの場合、行われていないのが現状である。
【０００７】
この発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、低速射出速度や高速射出速度などの各速度段の射出速度、高速射出開始位置などの速度切換プランジャ位置を実鋳造の状態に応じて自動補正し、適正値に従った適正な多段射出速度制御がオペレータに依存することなく自動的に行われるようにするダイカストマシンの制御方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１にる発明は、射出シリンダ装置の射出プランジャのプランジャ位置に応じて多段射出速度制御を行うダイカストマシンの制御方法において、低速射出速度や高速射出速度などの各速度段の射出速度および高速射出開始位置などの速度切換プランジャ位置などの設定値を設定値記憶部に予め格納し、この設定値が新規設定される度にすでに平均値算出部、補正値記憶部にそれぞれ格納されている前回の既存の平均値、補正値をクリアし、前記設定値記憶部に格納されている設定値が制御値演算部に取り込まれて、制御値演算部において低速射出速度、高速射出速度、高速射出開始位置の初期制御値を演算し、それをプリセットした後、補正値記憶部に補正値が書き込まれているか否かを判別し、補正記憶部に補正値が書き込まれていなければ、初期制御値をもって１サイクルの実鋳造を実行し、補正値記憶部に補正値が書き込まれているときにはその補正値を制御値演算部に取り込ませて制御値演算部において制御値を補正演算し、補正された制御値をセットし、補正された制御値をもって１サイクルの実鋳造を実行し、実鋳造における実際の射出速度、速度切換プランジャ位置などの実際値を計測手段によって計測し、この計測された各実際値が制御範囲内であるかどうか否かを判別し、その実際値が制御範囲内であれば、実際値を新たなサンプリングデータとして所定回数の実鋳造における実際値の平均値を平均値演算部で求め、この平均値と前記設定値との差が許容値以内であるかを判別し、前記平均値と前記設定値との差が許容値以内であれば、補正演算を行わず現状を維持し、前記平均値と前記設定値との差が許容値以内でない場合には、補正演算部によって設定値記憶部に書き込まれている設定値と前記平均値演算部で演算された平均値とを比較し、前記設定値と前記平均値との差がなくなるように、各設定値の補正値を算出してその補正値を前記補正記憶部に更新格納して、次回の実鋳造における射出速度、速度切換プランジャ位置の制御値を補正することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１の発明では、実鋳造における射出速度、速度切換プランジャ位置などの実際値の平均値を求め、この平均値と設定値とを比較して差がなくなるように、次回の実鋳造における射出速度、速度切換プランジャ位置の制御値を学習式にフィードフォワード補正する。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のダイカストマシンの制御方法において、前記実際値が所定の制御範囲内であるか否かを判別し、前記実際値が制御範囲内でない場合には異常時であるとしてその実際値を前記平均値の算出に使用しないものである。
【００１１】
請求項２の発明では、実際値が制御範囲内でない場合には、その実際値を平均値の算出に使用せず、学習制御のサンプリング対象より除外する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００１３】
図１はこの発明によるダイカストマシンの制御方法の実施に使用するダイカストマシンの制御装置を示している。図１において、１０は射出シリンダ装置を、２０は射出シリンダ装置１０の油圧回路装置を、３０は制御装置を各々示している。
【００１４】
射出シリンダ装置１０は射出プランジャ１２を有しており、射出プランジャ１２の位置（プランジャ位置）はリニア磁気スケール等による位置センサ１４によって計測されるようになっている。
【００１５】
油圧回路装置２０は、射出プランジャ１２の低速射出速度、高速射出速度を各々可変設定するリモート式の低速射出速度調整部２２および高速射出速度調整部２４と、低速ソレノイド弁２６と、高速ソレノイド弁２８とを有しており、低速ソレノイド弁２６のみが励磁されている場合には低速射出速度調整部２２によって調整された低速射出速度をもって射出プランジャ１２を前進させ、低速ソレノイド弁２６と高速ソレノイド弁２８の両方が励磁されている場合には高速射出速度調整部２２によって調整された高速射出速度をもって射出プランジャ１２を前進させる。
【００１６】
制御装置３０は、速度演算部３２と、高速射出開始位置検出部３４と、平均値演算部３６と、設定値記憶部３８と、補正値演算部４０と、補正値記憶部４２と、制御値演算部４４とを有している。
【００１７】
速度演算部３２は計測手段としての位置センサ１４によって計測されるプランジャ位置の変化値より射出プランジャ１２の移動速度（実際値）を算出する。
【００１８】
高速射出開始位置検出部３４は速度演算部３２により算出された射出プランジャ１２の移動速度が低速より高速へ変化した時点のプランジャ位置データを位置センサ１４より取り込み、実際の高速射出開始位置（実際値）を検出する。
【００１９】
平均値演算部３６は、所定回数の実鋳造において、高速射出開始位置検出部３４によって検出された高速射出開始位置の平均値と、速度演算部３２によって算出された低速射出速度および高速射出速度の各々平均値を算出する。
【００２０】
この平均値は低速射出速度、高速射出速度、高速射出開始位置などの設定値（プリセット値）が新規に設定される度にクリアされ、設定値の新規設定後において実鋳造の回数が平均値算出の所定回数（最大サンプル数）に満たない時には新規設定後における実鋳造の回数分の実際値で平均値を求める。最大サンプル数は最大値を１０程度として、通常３〜５程度に設定される。
【００２１】
低速射出速度、高速射出速度、高速射出開始位置などの各設定値に対して上限、下限の制御範囲がパラメータ設定されており、平均値演算部３６は、実際値がパラメータ設定された制御範囲内であるか否かを判別し、実際値が制御範囲内でない場合には異常時であるとして、その実際値を平均値の算出に使用せずに除外する。
【００２２】
設定値記憶部３８はキーボート等による設定値入力部５２によって入力された低速射出速度、高速射出速度、高速射出開始位置などの各設定値を記憶保持する。この低速射出速度、高速射出速度、高速射出開始位置の設定値の入力は表示器５４に画面表示される設定値入力画面をもって対話式に行うことができる。
【００２３】
補正値演算部４０は、設定値記憶部３８に書き込まれている上述のような各設定値と平均値演算部３６によって算出された実際値の平均値とを比較し、その差がなくなるように各設定値の補正値を算出する。この補正値は補正値記憶部４２に格納される。
【００２４】
制御値演算部４４は、設定値記憶部３８に書き込まれている各設定値と補正値記憶部４２に格納されている各補正値とから、次回の実鋳造における低速射出速度、高速射出速度、高速射出開始位置の制御値を演算し、制御指令を油圧回路装置２０へ出力する。
【００２５】
図２はこの発明による制御方法が適用されるダイカストマシンの射出速度特性を示している。高速射出開始位置は充填完了位置より高速区間長を差し引くことにより求められ、充填完了位置は初期値として空打ちストロークとビスケット厚さの各設定値の差より求めることができる。
【００２６】
図３はこの発明による制御方法が適用されたダイカストマシンの動作フローを示している。
【００２７】
先ず、低速射出速度、高速射出速度、高速射出開始位置などの各々適正値（制御目標値）を設定値としてユーザ設定する（ステップＳ１０）。各設定値は設定値記憶部３８にストアされる。この設定値の新規設定により、すでに平均値演算部３６、補正値記憶部４２に格納されている前回の既存の平均値、補正値をクリア（消去）し（ステップＳ１２）、設定値記憶部３８にストアされている設定値が制御演算部４４に取り込まれ、制御値演算部４４において低速射出速度、高速射出速度、高速射出開始位置の初期制御値を演算し、それをプリセットする（ステップＳ１４）。
【００２８】
つぎに、補正値記憶部４２に補正値が書き込まれているか否かを判別し（ステップＳ１６）、補正値が書き込まれていなければ、初期制御値をもって１サイクルの実鋳造を実行する（ステップＳ２０）。
【００２９】
これに対し、補正値記憶部４２に補正値が書き込まれていれば、その補正値を制御値演算部４４に取り込ませて制御値演算部４４において制御値を補正演算し、補正された制御値をセットし、（ステップＳ１８）。補正された制御値をもって１サイクルの実鋳造を実行する（ステップＳ２０）。
【００３０】
１サイクルの実鋳造において、位置センサ１４よりプランジャ位置データをリアルタイムで取り込み、速度演算部３２によってプランジャ位置の変化値より射出プランジャ１２の移動速度（実際値）を算出し、また高速射出開始位置検出部３４によって実際の高速射出開始位置（実際値）を検出する（ステップＳ２２）。
【００３１】
このようにして取得した実際の射出プランジャ１２の移動速度、高速射出開始位置である実際値が所定の制御範囲内であるか否かを判別し（ステップＳ２４）、各実際値が制御範囲内でない場合には異常時であるとしてその実際値を平均値の算出に使用せず、アラームメッセッジの出力等のアラーム処理を行う（ステップＳ２６）。
【００３２】
実際値が制御範囲内であれば、その実際値を新たなサンプリングデータとして平均値演算部３６によって平均値を算出する（ステップＳ２８）。この平均値算出におけるサンプル数には最大値が存在し、サンプル数が最大値以上になると、時間的に古いデータより平均値算出に使用せずに消去する。
【００３３】
つぎに、平均値と設定値との差が許容値以内であるかどうかを判別し（ステップＳ３０）、平均値と設定値との差が許容値以内であれば、補正演算を行わず、ステップＳ１６に戻り、現状を維持する。
【００３４】
これに対し、平均値と設定値との差が許容値以内でない場合には、補正値演算部４０によって設定値記憶部３８に書き込まれている設定値と平均値演算部３６で演算された平均値とを比較し、その差がなくなるように各設定値の補正値を算出してその補正値記憶部４２に更新格納する（ステップＳ３２）。そしてステップＳ１６に戻る。
【００３５】
これにより平均値と設定値との差が許容値以内である場合には、次回の実鋳造における低速射出速度、高速射出速度、高速射出開始位置の制御値が学習式にフィードフォワード補正され、実際の低速射出速度、高速射出速度、高速射出開始位置が、油温の変化などの外乱や油圧系の動作遅れなどに拘らず、設定値に常に適合するようになる。
【００３６】
以上に於ては、この発明を特定の実施の形態について詳細に説明したが、この発明は、これに限定されるものではなく、この発明の範囲内にて種々の実施の形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項１によるダイカストマシンの制御方法においては、実鋳造における射出速度、速度切換プランジャ位置などの実際値の平均値を求め、この平均値と設定値とを比較して差がなくなるように、次回の実鋳造における射出速度、速度切換プランジャ位置の制御値を学習式にフィードフォワード補正するから、適正値に従った適正な多段射出速度制御がオペレータに依存することなく自動的に行われるようになる。
【００３８】
請求項２によるダイカストマシンの制御方法においては、実際値が制御範囲内でない場合には、その実際値を平均値の算出に使用せず、学習制御のサンプリング対象より除外するから、実鋳造において異常状態が発生しても適正な学習制御が行われるようになる。
【００３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明によるダイカストマシンの制御方法の実施に使用するダイカストマシンの制御装置を示すブロック線図である。
【図２】 この発明による制御方法が適用されるダイカストマシンの射出速度特性を示すグラフである。
【図３】 この発明による制御方法が適用されたダイカストマシンの動作フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 射出シリンダ装置
１２ 射出プランジャ
２０ 油圧回路装置
２２ 低速射出速度調整部
２４ 高速射出速度調整部
２６ 低速ソレノイド弁
２８ 高速ソレノイド弁
３０ 制御装置
３２ 速度演算部
３４ 高速射出開始位置検出部
３６ 平均値演算部
３８ 設定値記憶部
４０ 補正値演算部
４２ 補正値記憶部
４４ 制御値演算部
５２ 設定値入力部
５４ 表示器

Claims (2)

  1. 射出シリンダ装置（１０）の射出プランジャ（１２）のプランジャ位置に応じて多段射出速度制御を行うダイカストマシンの制御方法において、
    低速射出速度や高速射出速度などの各速度段の射出速度および高速射出開始位置などの速度切換プランジャ位置などの設定値を設定値記憶部（３８）に予め格納し、この設定値が新規設定される度にすでに平均値算出部（３６）、補正値記憶部（４２）にそれぞれ格納されている前回の既存の平均値、補正値をクリアし、前記設定値記憶部（３８）に格納されている設定値が制御値演算部（４４）に取り込まれて、制御値演算部（４４）において低速射出速度、高速射出速度、高速射出開始位置の初期制御値を演算し、それをプリセットした後、補正値記憶部（４２）に補正値が書き込まれているか否かを判別し、補正記憶部（４２）に補正値が書き込まれていなければ、初期制御値をもって１サイクルの実鋳造を実行し、補正値記憶部（４２）に補正値が書き込まれているときにはその補正値を制御値演算部（４４）に取り込ませて制御値演算部（４４）において制御値を補正演算し、補正された制御値をセットし、補正された制御値をもって１サイクルの実鋳造を実行し、実鋳造における実際の射出速度、速度切換プランジャ位置などの実際値を計測手段（１４）によって計測し、この計測された各実際値が制御範囲内であるかどうか否かを判別し、その実際値が制御範囲内であれば、実際値を新たなサンプリングデータとして所定回数の実鋳造における実際値の平均値を平均値演算部（３６）で求め、この平均値と前記設定値との差が許容値以内であるかを判別し、前記平均値と前記設定値との差が許容値以内であれば、補正演算を行わず現状を維持し、前記平均値と前記設定値との差が許容値以内でない場合には、補正演算部（４０）によって設定値記憶部（３８）に書き込まれている設定値と前記平均値演算部（３６）で演算された平均値とを比較し、前記設定値と前記平均値との差がなくなるように、各設定値の補正値を算出してその補正値を前記補正記憶部（４２）に更新格納して、次回の実鋳造における射出速度、速度切換プランジャ位置の制御値を補正することを特徴とするダイカストマシンの制御方法。
  2. 請求項１に記載のダイカストマシンの制御方法において、
    前記実際値が所定の制御範囲内であるか否かを判別し、前記実際値が制御範囲内でない場合には異常時であるとしてその実際値を前記平均値の算出に使用しないことを特徴とするダイカストマシンの制御方法。
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