JP4605570B2

JP4605570B2 - Water heater

Info

Publication number: JP4605570B2
Application number: JP2001055426A
Authority: JP
Inventors: 眞辻; 慎介名取; 三郎野田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2021-02-28
Also published as: JP2002254156A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカストマシンのスリーブに金属溶湯を供給する給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカストマシンは、通常、一対の固定金型と移動金型、これら固定金型および移動金型をそれぞれ保持する固定ダイプレートおよび移動ダイプレート、タイバーを伸長させて固定金型と移動金型とを型締する型締装置、固定金型と移動金型との間に形成されるキャビティに金属溶湯を射出する射出装置、金属溶湯を射出装置に供給する給湯装置等を備えている。このようなダイカストマシンでは、固定金型と移動金型とが型締された状態において、射出装置のスリーブに所定量の金属溶湯を供給し、スリーブに嵌合するプランジャチップによって金属溶湯をキャビティ内に射出、充填することにより、ダイカスト製品を成形する。
【０００３】
図７は、ダイカストマシンの射出装置の周辺の概略構成を示す図である。
図７に示すように、射出装置１０１は、移動金型１０２と固定金型１０３との間に形成されたキャビティＣに連通するように、固定金型１０３の背部に設置された筒状のスリーブ１０４と、スリーブ１０４に嵌合するプランジャチップ１２０と、プランジャチップ１２０を駆動するシリンダ装置１３０とを備えている。プランジャチップ１２０は、プランジャロッド１２１の先端に連結され、このプランジャロッド１２１はピストンロッド１３２にカップリング１２２によって連結されている。シリンダ装置１３０は、ピストン１３１を内蔵しており、このピストン１３１にピストンロッド１３２が連結されている。
スリーブ１０４への金属溶湯ＭＬの供給は、ラドル（ladle:ひしゃく）１１０を用いて供給口１０４ａを通じて行われる。
【０００４】
図８は、ラドル１１０によって所望量の金属溶湯を汲み上げるための動作を説明するための図である。
図８（ａ）に示すように、ラドル１１０は回動軸１１１を中心に回動可能に保持され金属溶湯ＭＬの表面Ｓｆより上方に位置しており、このラドル１１０を水平方向を基準として必要な溶湯量に対応する設定角度θ₀ だけ傾斜させる。
次いで、図８（ｂ）に示すように、上記の姿勢を保ちつつ、ラドル１１０を下降させて金属溶湯ＭＬに浸漬する。
ラドル１１０が完全に金属溶湯ＭＬに浸漬したのち、図８（ｃ）に示すように、上記の姿勢を保ちつつ、ラドル１１０を金属溶湯ＭＬの表面Ｓｆより上昇させる。
この結果、ラドル１１０には、設定角度θ₀ に応じた量の金属溶湯ＭＬが収容される。
【０００５】
この金属溶湯ＭＬを収容するラドル１１０を上記のスリーブ１０４の供給口１０４ａの近傍に搬送し、ラドル１１０の姿勢を傾けることにより、スリーブ１０４内に所望量の金属溶湯ＭＬを供給する。
このようなラドル１１０を用いた金属溶湯ＭＬの供給の際には、成形品の品質の安定化等の観点から、ラドル１１０の金属溶湯ＭＬの汲み上げ量の高精度化が求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ラドル１１０は高温の金属溶湯ＭＬに直接触れるため、ラドル１１０の回動軸１１１の駆動を、たとえば、サーボモータ等の駆動装置によって直接行うことは難しい。すなわち、高温となったラドル１１０からの熱によってサーボモータが高温となってしまうからである。
このため、従来においては、チェーンや歯付ベルト等の伝達部材を備える伝達機構を用いて、サーボモータの回転力をラドル１１０の回転軸に伝達し、ラドル１１０の姿勢制御を行っていた。
【０００７】
しかしながら、上記のような伝達機構には、バックラッシ等の機械的伝達誤差が必ず存在し、この機械的誤差によりサーボモータの回転位置を正確に制御したとしても、回動軸１１１の回転位置に誤差が発生することがある。
金属溶湯ＭＬへの浸漬前においては、図８（ａ）に示したように、伝達機構にはラドル１１０の自重によるモーメントＭａが矢印の向きで作用する。ラドル１１０を下降させ、金属溶湯ＭＬ内に浸漬すると、ラドル１１０に作用する浮力等の外力により、伝達機構には図８（ｂ）に示したようなモーメントＭｂが矢印の向きで作用する。さらに、ラドル１１０を金属溶湯ＭＬから引き上げる際には、ラドル１１０の自重および収容した溶湯の重みにより、伝達機構には図８（ｃ）に示したようなモーメントＭｂが矢印の向きで作用する。
伝達機構に作用するモーメントが変化すると、機械的伝達誤差の存在によって、サーボモータの回転位置が正確に制御されていても、ラドル１１０の実際の傾斜角度と設定角度θ₀ との間に誤差が生じることがある。
ラドル１１０の傾斜角度と設定角度θ₀ との間に誤差が存在すると、正確な量の溶湯をスリーブ１０４に供給することができない。
一方、ラドル１１０の回動位置を回転位置センサによって検出し、この検出位置に基づいてラドル１１０の傾斜を補正すればラドル１１０の汲み上げる溶湯量を正確に管理することが可能であるが、上記したように、ラドル１１０は非常に高温となるため、ラドル１１０の近傍に回転位置センサを配設することは困難であった。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、ラドルを用いて金属溶湯を汲み上げ、ラドルの傾斜角度によって汲み上げる金属溶湯量が決定される給湯装置において、ラドルの汲み上げる量の精度を向上させることができる給湯装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の給湯装置は、所望量の金属溶湯を汲み上げて成形装置に供給する給湯装置であって、一端部が開口する前記金属溶湯を収容する収容部を備え、所定の回転軸を中心に回動可能に保持され、前記回転軸を中心とする傾斜角度に応じた量の溶湯を収容可能なラドルと、前記ラドルを回動可能に保持し、金属溶湯内に前記ラドルを浸漬したのち、前記ラドルを金属溶湯から引き上げ、金属溶湯を収容する前記ラドルを前記成形装置の溶湯供給位置へ移動可能な搬送手段と、複数の伝達部材を備え、前記各伝達部材を通じて回転力を前記ラドルに伝達する伝達機構と、前記伝達機構に回転力を供給する回転駆動手段と、汲み上げる溶湯量に応じて設定された設定傾斜角度よりも所定角度だけ余分に前記ラドルを傾斜させ、その後に金属溶湯内に前記ラドルを浸漬し、金属溶湯内に浸漬した前記ラドルを前記設定傾斜角度に位置決めし、位置決めされた前記ラドルを前記金属溶湯から引き上げるように前記回転駆動手段および前記搬送手段を制御する制御手段とを有する。
【００１０】
前記所定角度は、前記伝達機構に存在する機械的伝達誤差により発生する前記ラドルの位置決め角度の誤差よりも大きい。
【００１１】
前記伝達機構は、前記搬送手段による前記ラドルの搬送動作に連携して、前記ラドルの姿勢を一定に保つように構成されている。
【００１２】
本発明では、まず、空のラドルを汲み上げる溶湯量に応じて設定された設定傾斜角度よりも所定角度だけ余分に傾斜させる。空のラドルを傾斜させることにより、伝達機構の伝達部材間が確実に噛合した状態となる。
傾斜した状態で空のラドルを金属溶湯内に浸漬すると、浮力や溶湯の抵抗力による外力がラドルに作用し、この力によるモーメントが伝達機構に作用すると、伝達部材間の確実な噛合が解除される可能性がある。伝達部材間の確実な噛合が解除されると、ラドルの実際の傾斜角度と設置角度との間に誤差が生じる可能性がある。
さらに、ラドルを金属溶湯への浸漬が完了したのち、余分に傾斜させた所定角度だけラドルの傾斜を戻して設定傾斜角度にする。
この設定傾斜角度への移動により、伝達機構の伝達部材間が確実に噛合した状態となる。
次いで、ラドルを金属溶湯から引き上げる。このとき、流体抵抗や金属溶湯の重みによる所定の回転軸を中心とするモーメントが伝達機構に伝達される。しかしながら、このモーメントは、伝達部材間の噛合状態を解除させる向きに作用しないため、ラドルの実際の傾斜角度と設定傾斜角度との間の誤差は、最小限に抑えられる。
ラドルが金属溶湯から引き上げられた結果、ラドルには正確な量の溶湯が収容される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る給湯装置の構成を示す正面図であり、図２は図１の給湯装置を矢印Ａの向きから見た側面図である。
図１および図２に示す給湯装置１は、図示しない射出装置のスリーブ１０４の近傍に配置されている。また、スリーブ１０４に対して所定の位置に、金属溶湯ＭＬを収容する溶湯池１５０が配置されている。
給湯装置１は、ラドル２と、このラドル２を保持しスリーブ１０４と溶湯池１５０との間で搬送する搬送装置３と、搬送装置３を駆動制御する制御装置５１を有する。
【００１４】
搬送装置３は、第１アーム１１と、第２アーム１４と、第３アーム２０と、第４アーム１７と、第５アーム２１と、図２に示すように、フレーム５に固定されたサーボモータ５７および５６とを備えている。
サーボモータ５７は、出力軸が減速機を介して回転伝達軸１８に連結されている。このサーボモータ５７は、ドライバ５３を介して制御装置５１に接続されている。
【００１５】
サーボモータ５６は、出力軸が減速機を介して第１アーム１１に連結されている。このサーボモータ５６は、ドライバ５４を介して制御装置５１に接続されている。
【００１６】
第１アーム１１は、回転伝達軸１８を中心にサーボモータ５６の回転によって、図１に示す矢印Ｂ１およびＢ２の方向に旋回する。なお、フレーム５５の第１アーム１１の近傍には、複数のリミットスイッチ４１および４２が設けられており、第１アーム１１の最大旋回範囲は、複数のリミットスイッチ４１および４２の配置によって規定された旋回範囲となっている。
【００１７】
第１アーム１１の先端部は、第２アーム１４の長手方向の中途部に回転伝達軸１３を介して回転自在に連結されている。この回転伝達軸１３は、第１アーム１１および第２アーム１４のいずれにも回転自在に保持されている。
【００１８】
第４アーム１７は、上記の回転伝達軸１８に回転自在に連結されており、この第４アーム１７は回転伝達軸１８を中心に旋回する。
第４アーム１７の先端部は、第５アーム２１の一端部に回転伝達軸１９を介して回転自在に連結されている。この回転伝達軸１９は、第４アーム１７および第５アーム２１の双方に回転自在に保持されている。
【００１９】
第３アーム２０は、第４アーム１７と同様に、回転伝達軸１８に回転自在に連結されており、この第３アーム２０は回転伝達軸１８を中心に旋回する。
第３アーム２０の先端部は、第２アーム１４の一端部に連結軸１５を介して回転自在に連結されている。
【００２０】
第２アーム１４の他端部は、第５アーム２１の長手方向の中途部に連結軸１６を介して回転自在に連結されている。
【００２１】
第５アーム２１の先端部は、回転伝達軸２２が回転自在に保持しており、この回転伝達軸２２にラドル２が連結されている。
【００２２】
ラドル２は、耐熱性の材料、たとえば、セラミックスで形成されており、上端側に開口２ａを有しており、内部に金属溶湯を収容部２ｂを有している。また、ラドル２の開口２ａ側の一端が回転伝達軸２２に連結されており、回転伝達軸２２を中心に回動（傾斜）可能になっている。
【００２３】
図３は、第４アーム１７の内部構造を示す図である。
図３に示すように、回転伝達軸１８の外周には、プーリ６１が固定されており、一方、回転伝達軸１９の外周にもプーリ６１と同一の外径を有するプーリ６２が固定されている。プーリ６１とプーリ６２との間には、歯付ベルト６３が巻回されている。したがって、プーリ６１の回転により、プーリ６２もプーリ６１の回転角度と同じ回転角度だけ回転する。
なお、第４アーム１７の長手方向に沿って２か所に設けられた部材６４は、歯付ベルト６３の外周に当接することによって、歯付ベルト６３の張力を調整する張力調整部材である。
【００２４】
図４は、第５アーム２１の内部構造を示す図である。
図４に示すように、回転伝達軸１９の外周には、スプロケット３２が固定されている。一方、回転伝達軸２２の外周には、スプロケット３２と同一の外径のスプロケット３０が固定されている。
スプロケット３２の外周には、チェーン３３が噛合しており、スプロケット３０の外周には、チェーン３１が噛合している。
【００２５】
チェーン３３の両端部には、それぞれ連結ロッド３４が連結されている。これら連結ロッド３４は、チェーン３１の両端部にそれぞれ連結された張力調整部３５にそれぞれ連結されている。
張力調整部３５は、連結ロッド３４とチェーン３１の端部との間の距離を調整可能となっている。具体的には、雌ねじ軸およびこれに螺合するナット等から構成される。
【００２６】
上記のスプロケット３２とスプロケット３０との間の回転伝達は、スプロケット３２とスプロケット３０が同じ外径を有することから、スプロケット３２が回転すると、同じ回転角度でスプロケット３０が回転する。
【００２７】
上記構成の搬送装置３において、サーボモータ５７の回転力は、減速機を介して回転伝達軸１８に伝達される。回転伝達軸１８に伝達された回転力は、プーリ６１、歯付ベルト６３およびプーリ６２を通じて回転伝達軸１９に伝達される。回転伝達軸１９に伝達された回転力は、スプロケット３２、チェーン３３、連結ロッド３４、張力調整部３５、チェーン３１およびスプロケット３０を通じて、回転伝達軸２２に伝達される。この回転伝達軸２２の回動により、ラドル２の傾斜角度が変更される。
このようなサーボモータ５７の回転力をラドル２に伝達する伝達機構においては、図示しない減速機の伝達要素間、プーリ６１，６２と歯付ベルト６３との間、スプロケット３２とチェーン３３との間、あるいは、チェーン３１およびスプロケット３０との間にバックラッシ等の機械的伝達誤差が確実に存在する。
【００２８】
一方、サーボモータ５６を回転させて、図１に示したように、矢印Ｂ１の向きに第１アーム１１が旋回すると、相互に連結された第２アーム１４、第３アーム１７、第４アーム２０および第５アーム２１が連動する。この連動により、第５アーム２１の先端に設けられた回転伝達軸２２は、軌跡Ｌｍに沿って移動する。すなわち、ラドル２２が溶湯池１５０からスリーブ１０４に向けて搬送される。
また、サーボモータ５６を反転させると、ラドル２２はスリーブ１０４側から軌跡Ｌｍを遡って溶湯池１５０側に搬送される。
【００２９】
上記の軌跡Ｌｍに沿ってラドル２２が移動する際に、第３アーム１７は回転伝達軸１８を中心に回転する。この回転が歯付ベルト６３を介して回転伝達軸１９に伝達され、回転伝達軸１９が回転する。この回転伝達軸１９の回転は、スプロケット３２、チェーン３３、連結ロッド３４、張力調整部３５、チェーン３１およびスプロケット３０を通じて、回転伝達軸２２に伝達される。
さらに、上記の軌跡Ｌｍに沿ってラドル２が移動する際に、第５アーム２１は、第３アーム１７に対して回転する。この回転も、回転伝達軸２２に伝達される。
このため、上記の軌跡Ｌｍに沿ってラドル２が移動する際には、第３アーム１７および第５アーム２１の姿勢変化に応じて、回転伝達軸２２も回転し、ラドルの姿勢が一定に保たれる。
【００３０】
制御装置５１は、上記のサーボモータ５７，５６の駆動制御を行う。この制御装置５１は、搬送装置３によるラドル２の搬送およびラドル２の姿勢制御を行うために予め用意されたプログラムにしたがって、制御指令を各ドライバ５３，５４に出力する。
具体的には、ラドル２によって溶湯ＭＬを汲み上げる際には、制御装置５１は、ラドル２の汲み上げるべき溶湯量に応じて設定された設定傾斜角度θ₀ よりも所定角度αだけ余分にラドル２を傾斜させる制御指令をサーボモータ５７に対して出力する。
次いで、溶湯池１５０の金属溶湯ＭＬ内にラドル２を浸漬させる制御指令をサーボモータ５６に出力する。
次いで、金属溶湯ＭＬ内に浸漬したラドル２を設定傾斜角度θ₀ に位置決めする指令をサーボモータ５７に対して出力する。
次いで、位置決めされたラドル２を金属溶湯ＭＬから引き上げる制御指令をサーボモータ５６に出力する。
【００３１】
各ドライバ５３，５４は、入力された制御指令にしたがって、各サーボモータ５７，５６を駆動する駆動電流を各サーボモータ５７，５６に出力する。
各サーボモータ５７，５６の駆動電流および回転位置は、各ドライバ５３，５４にフィードバックされ、各ドライバ５３，５４はこれらの情報に基づいて各サーボモータ５７，５６が制御指令に追従するように駆動する。
【００３２】
次に、上記構成の給湯装置１によるスリーブへの給湯動作の一例について説明する。
図５（ａ）に示すように、ラドル２の傾斜角度θは、水平方向Ｈｂを基準としてラドル２が回転伝達軸２２を中心に下方に向けて回転する角度であるとする。
【００３３】
図５（ａ）に示すように、ラドル２が溶湯池１５０の金属溶湯ＭＬの上方に位置する状態において、ラドル２の姿勢が、設定傾斜角度θ₀ に所定角度αを加えた角度になるように下方に傾ける。
【００３４】
設定傾斜角度θ₀ は、ラドル２によって汲み上げる溶湯ＭＬの量に応じて予め設定されたラドル２の傾斜角度θである。
また、所定角度αは、サーボモータ５７の回転力をラドル２に伝達する伝達機構に存在する機械的伝達誤差により発生するラドル２の位置決め角度の誤差よりも大きい角度とする。この範囲で可能な限り小さな角度とすることが好ましい。
【００３５】
ラドル２が角度θ₀ ＋αで傾斜すると、サーボモータ５７の回転力をラドル２に伝達する伝達機構が動作することによって、減速機の構成部材間、プーリ６１，６２と歯付ベルト６３の間、スプロケット３２とチェーン３３の間、あるいは、チェーン３１とスプロケット３０との間は確実に噛合した状態となる。
したがって、ラドル２の実際の傾斜角度は、角度θ₀ ＋αに一致し、機械的伝達誤差による位置決め誤差は殆どない状態となる。
【００３６】
次いで、搬送装置３を駆動することにより、図５（ｂ）に示すように、ラドル２を溶湯ＭＬ内に浸漬させる。上記したように、搬送装置３は、サーボモータ５６の回転のみによって、機構的にラドル２の姿勢を一定に保ちながら下降させる。
ラドル２の溶湯ＭＬへの浸漬により、ラドル２には、溶湯ＭＬの浮力や溶湯ＭＬの流体抵抗が作用し、これらの外力が回転伝達軸２２を中心とするモーメントＭｂとしてサーボモータ５７の回転力をラドル２に伝達する伝達機構に作用する。上述したように、このモーメントＭｂは、伝達機構の伝達部材間の確実な噛合状態を解除する可能性がある。確実な噛合状態が解除されると、ラドル２の実際の傾斜角度と目標傾斜角度との間に誤差が発生する可能性がある。
【００３７】
次いで、図６（ｃ）に示すように、傾斜角度θ₀ ＋αで傾斜したラドル２の姿勢を設定傾斜角度θ₀ に変更する。すなわち、ラドル２を所定角度αだけ回動させる。
ラドル２の所定角度αの回動によって、伝達機構の伝達部材間は、再び確実な噛合状態となる。したがって、この状態におけるラドル２の傾斜角度θは、設定傾斜角度θ₀ に正確に一致している。
【００３８】
次いで、図６（ｄ）に示すように、設定傾斜角度θ₀ で傾斜したラドル２をこの姿勢を保ちつつ溶湯ＭＬから引き上げる。上記したように、搬送装置３は、サーボモータ５６の回転のみによって、機構的にラドル２の姿勢を一定に保ちながら上昇させる。
この上昇によって、ラドル２には溶湯ＭＬの流体抵抗が作用するとともに、ラドル２に収容された溶湯ＭＬの表面が溶湯池１５０に収容された溶湯ＭＬの表面Ｓｆから上昇すると同時に、金属溶湯ＭＬの重みによる力がラドル２に作用する。
【００３９】
これらの力は、図６（ｄ）に示す、回転伝達軸２２を中心とするモーメントＭｄとして伝達機構に作用する。しかしながら、モーメントＭｄは伝達機構の伝達部材間の確実な噛合状態を解除する向きのモーメントではない。したがって、ラドル２は設定傾斜角度θ₀ に正確に一致した状態で、溶湯ＭＬから引き上げられる。
この結果、ラドル２によって必要な量の溶湯ＭＬが正確に汲み上げられる。
【００４０】
この後、溶湯ＭＬを汲み上げたラドル２は、上記した軌跡Ｌｍに沿って一定姿勢に保たれたまま、スリーブ１０４まで搬送される。なお、搬送中にラドル２から溶湯ＭＬがこぼれ落ちないように、搬送前にサーボモータ５７の駆動により、ラドル２の姿勢が略水平に変更される。
スリーブ１０４まで移動したラドル２は、サーボモータ５７の駆動により、図１に示したように、上方に向かって大きく回動され、ラドル２に収容された金属溶湯ＭＬがスリーブ１０４の供給口１０４ａから流し込まれる。
【００４１】
以上のように、本実施形態によれば、ラドル２を溶湯ＭＬに浸漬する前に、ラドル２を設定傾斜角度θ₀ よりも所定角度α余分に傾斜させておき、ラドル２を溶湯ＭＬに浸漬した状態で設定傾斜角度θ₀ にすることにより、ラドル２にサーボモータ５７の回転力を伝達する伝達機構の伝達部材間を確実な噛合状態とする。この状態でラドル２を引き上げることにより、伝達機構に存在する機械的伝達誤差に起因するラドル２の計量誤差を抑制することが可能になる。
この結果、ダイカストマシンへ必要な金属溶湯ＭＬを正確に供給することができ、成形品の品質を向上させることが可能になる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、ラドルの汲み上げる溶湯量の精度を向上させることができ、ダイカストマシン等の成形装置の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る給湯装置の構成を示す正面図である。
【図２】図１の給湯装置を矢印Ａの向きから見た側面図である。
【図３】第３アーム１７の内部構造を示す図である。
【図４】第５アーム２１の内部構造を示す図である。
【図５】給湯装置１の溶湯の汲み上げ動作を説明するための図である。
【図６】図５に続く汲み上げ動作を説明するための図である。
【図７】ダイカストマシン射出装置の周辺の概略構成を示す図である。
【図８】ラドル１１０によって所望量の金属溶湯を汲み上げるための動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１…給湯装置
２…ラドル
１１…第１アーム
１２…回転軸
１３…回転軸
１４…第２アーム
１５…連結軸
１６…回転軸
１７…第４アーム
１８…連結軸
１９…回転軸
２０…第３アーム
２１…第５アーム
２２…回転軸
３０，３２…スプロケット
３１，３３…チェーン
３４…連結ロッド
３５…張力調整部
３６…張力調整部
５１…制御装置
５２…入力装置
５３，５４…ドライバ
５６，５７…サーボモータ
６１，６２…プーリ
６３…歯付ベルト
６４…張力調整部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot water supply apparatus that supplies molten metal to a sleeve of a die casting machine.
[0002]
[Prior art]
A die-casting machine usually has a pair of a fixed mold and a movable mold, a fixed die plate and a movable die plate that hold the fixed mold and the movable mold, respectively, and a tie bar that extends to fix the fixed mold and the movable mold. A mold clamping device for clamping the mold, an injection device for injecting the molten metal into a cavity formed between the fixed mold and the movable mold, a hot water supply device for supplying the molten metal to the injection device, and the like are provided. In such a die casting machine, in a state where the fixed mold and the movable mold are clamped, a predetermined amount of molten metal is supplied to the sleeve of the injection device, and the molten metal is inserted into the cavity by a plunger chip fitted to the sleeve. Die-cast products are formed by injection and filling.
[0003]
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration around the injection device of the die casting machine.
As shown in FIG. 7, the injection device 101 is a cylindrical sleeve installed at the back of the fixed mold 103 so as to communicate with a cavity C formed between the movable mold 102 and the fixed mold 103. 104, a plunger tip 120 fitted to the sleeve 104, and a cylinder device 130 for driving the plunger tip 120. The plunger tip 120 is connected to the tip of a plunger rod 121, and this plunger rod 121 is connected to a piston rod 132 by a coupling 122. The cylinder device 130 includes a piston 131, and a piston rod 132 is connected to the piston 131.
The molten metal ML is supplied to the sleeve 104 through a supply port 104a using a ladle 110.
[0004]
FIG. 8 is a view for explaining an operation for pumping up a desired amount of molten metal by the ladle 110.
As shown in FIG. 8A, the ladle 110 is held so as to be rotatable about a rotation shaft 111 and is positioned above the surface Sf of the molten metal ML, and this ladle 110 is necessary with reference to the horizontal direction. It is inclined by a set angle θ ₀ corresponding to the amount of molten metal.
Next, as shown in FIG. 8B, the ladle 110 is lowered and immersed in the molten metal ML while maintaining the above posture.
After the ladle 110 is completely immersed in the molten metal ML, as shown in FIG. 8C, the ladle 110 is raised from the surface Sf of the molten metal ML while maintaining the above posture.
As a result, the ladle 110 accommodates the molten metal ML in an amount corresponding to the set angle θ ₀ .
[0005]
The ladle 110 containing the molten metal ML is conveyed to the vicinity of the supply port 104a of the sleeve 104, and the posture of the ladle 110 is tilted to supply a desired amount of the molten metal ML into the sleeve 104.
When supplying the molten metal ML using such a ladle 110, high precision in the pumping amount of the molten metal ML of the ladle 110 is required from the viewpoint of stabilizing the quality of the molded product.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the ladle 110 directly touches the high-temperature molten metal ML, it is difficult to directly drive the rotation shaft 111 of the ladle 110 by a driving device such as a servo motor. That is, the servo motor becomes hot due to the heat from the ladle 110 that has become hot.
For this reason, conventionally, the rotational force of the servo motor is transmitted to the rotation shaft of the ladle 110 using a transmission mechanism including a transmission member such as a chain or a toothed belt, thereby controlling the attitude of the ladle 110.
[0007]
However, a mechanical transmission error such as backlash always exists in the transmission mechanism as described above, and even if the rotational position of the servo motor is accurately controlled by this mechanical error, the rotational position of the rotary shaft 111 is erroneous. May occur.
Prior to immersion in the molten metal ML, as shown in FIG. 8A, the moment Ma due to the weight of the ladle 110 acts on the transmission mechanism in the direction of the arrow. When the ladle 110 is lowered and immersed in the molten metal ML, an external force such as buoyancy acting on the ladle 110 causes a moment Mb as shown in FIG. Further, when the ladle 110 is pulled up from the molten metal ML, a moment Mb as shown in FIG. 8C acts in the direction of the arrow on the transmission mechanism due to the weight of the ladle 110 and the weight of the contained molten metal.
When the moment acting on the transmission mechanism changes, even if the rotational position of the servo motor is accurately controlled due to the presence of a mechanical transmission error, there is an error between the actual inclination angle of the ladle 110 and the set angle θ _0. May occur.
If there is an error between the inclination angle of the ladle 110 and the set angle θ ₀ , an accurate amount of molten metal cannot be supplied to the sleeve 104.
On the other hand, if the rotational position of the ladle 110 is detected by a rotational position sensor and the inclination of the ladle 110 is corrected based on this detected position, the amount of molten metal pumped up by the ladle 110 can be accurately managed. As described above, since the ladle 110 is very hot, it is difficult to dispose the rotational position sensor in the vicinity of the ladle 110.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a hot water supply apparatus in which a molten metal is pumped using a ladle and the amount of the molten metal to be pumped is determined by the inclination angle of the ladle, the accuracy of the pumping amount of the ladle is determined. An object of the present invention is to provide a water heater that can improve the temperature.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A hot water supply apparatus of the present invention is a hot water supply apparatus that pumps up a desired amount of molten metal and supplies the molten metal to a forming apparatus. The hot water supply apparatus includes an accommodating portion that accommodates the molten metal with one end opened, and rotates around a predetermined rotation axis. A ladle that is movably held and can accommodate an amount of molten metal corresponding to an inclination angle about the rotation axis; and the ladle is rotatably held; after the ladle is immersed in the molten metal, The ladle is pulled up from the molten metal, and includes a conveying means capable of moving the ladle containing the molten metal to a molten metal supply position of the molding apparatus, and a plurality of transmission members, and transmits the rotational force to the ladle through the transmission members. A transmission mechanism, a rotation driving means for supplying a rotational force to the transmission mechanism, and the ladle is inclined by a predetermined angle more than a set inclination angle set according to the amount of molten metal to be pumped, and then the inside of the molten metal Control means for controlling the rotation driving means and the conveying means so that the ladle is immersed in the molten metal, the ladle immersed in the molten metal is positioned at the set inclination angle, and the positioned ladle is pulled up from the molten metal. And have.
[0010]
The predetermined angle is larger than an error in the positioning angle of the ladle caused by a mechanical transmission error existing in the transmission mechanism.
[0011]
The transmission mechanism is configured to keep the posture of the ladle constant in cooperation with the ladle transport operation by the transport means.
[0012]
In the present invention, first, an inclination is made by a predetermined angle in excess of a set inclination angle set according to the amount of molten metal for drawing up an empty ladle. By tilting the empty ladle, the transmission members of the transmission mechanism are reliably engaged with each other.
When an empty ladle is immersed in the molten metal in an inclined state, external force due to buoyancy or resistance of the molten metal acts on the ladle, and when the moment due to this force acts on the transmission mechanism, reliable engagement between the transmission members is released. There is a possibility. If the positive engagement between the transmission members is released, an error may occur between the actual inclination angle of the ladle and the installation angle.
Further, after the dipping of the ladle into the molten metal is completed, the inclination of the ladle is returned to a set inclination angle by a predetermined angle that is excessively inclined.
By the movement to the set inclination angle, the transmission members of the transmission mechanism are surely engaged with each other.
Next, the ladle is pulled up from the molten metal. At this time, a moment about a predetermined rotation axis due to fluid resistance or the weight of the molten metal is transmitted to the transmission mechanism. However, since this moment does not act in the direction to release the meshing state between the transmission members, the error between the actual inclination angle of the ladle and the set inclination angle is minimized.
As a result of the ladle being lifted from the molten metal, the ladle contains an accurate amount of molten metal.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view showing a configuration of a hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the hot water supply apparatus shown in FIG.
1 and 2 is arranged in the vicinity of a sleeve 104 of an injection device (not shown). In addition, a molten metal basin 150 that accommodates the molten metal ML is disposed at a predetermined position with respect to the sleeve 104.
The hot water supply device 1 includes a ladle 2, a transport device 3 that holds the ladle 2 and transports it between the sleeve 104 and the molten metal basin 150, and a control device 51 that drives and controls the transport device 3.
[0014]
The transfer device 3 includes a first arm 11, a second arm 14, a third arm 20, a fourth arm 17, a fifth arm 21, and a servo motor fixed to the frame 5 as shown in FIG. 57 and 56.
The servo motor 57 has an output shaft connected to the rotation transmission shaft 18 via a speed reducer. The servo motor 57 is connected to the control device 51 via the driver 53.
[0015]
The servo motor 56 has an output shaft connected to the first arm 11 via a speed reducer. The servo motor 56 is connected to the control device 51 via the driver 54.
[0016]
The first arm 11 turns in the directions of arrows B1 and B2 shown in FIG. 1 by the rotation of the servo motor 56 around the rotation transmission shaft 18. A plurality of limit switches 41 and 42 are provided in the vicinity of the first arm 11 of the frame 55, and the maximum turning range of the first arm 11 is defined by the arrangement of the plurality of limit switches 41 and 42. It is a turning range.
[0017]
A distal end portion of the first arm 11 is rotatably connected to a midway portion in the longitudinal direction of the second arm 14 via a rotation transmission shaft 13. The rotation transmission shaft 13 is rotatably held by both the first arm 11 and the second arm 14.
[0018]
The fourth arm 17 is rotatably connected to the rotation transmission shaft 18, and the fourth arm 17 turns around the rotation transmission shaft 18.
The distal end portion of the fourth arm 17 is rotatably connected to one end portion of the fifth arm 21 via the rotation transmission shaft 19. The rotation transmission shaft 19 is rotatably held by both the fourth arm 17 and the fifth arm 21.
[0019]
Similar to the fourth arm 17, the third arm 20 is rotatably connected to the rotation transmission shaft 18, and the third arm 20 pivots about the rotation transmission shaft 18.
The distal end portion of the third arm 20 is rotatably connected to one end portion of the second arm 14 via a connecting shaft 15.
[0020]
The other end of the second arm 14 is rotatably connected to a midway portion in the longitudinal direction of the fifth arm 21 via a connecting shaft 16.
[0021]
A rotation transmission shaft 22 is rotatably held at the tip of the fifth arm 21, and the ladle 2 is connected to the rotation transmission shaft 22.
[0022]
The ladle 2 is formed of a heat-resistant material, for example, ceramics, has an opening 2a on the upper end side, and has a housing portion 2b for containing molten metal. One end of the ladle 2 on the opening 2 a side is connected to the rotation transmission shaft 22, and can be rotated (inclined) about the rotation transmission shaft 22.
[0023]
FIG. 3 is a view showing the internal structure of the fourth arm 17.
As shown in FIG. 3, a pulley 61 is fixed to the outer periphery of the rotation transmission shaft 18, while a pulley 62 having the same outer diameter as the pulley 61 is also fixed to the outer periphery of the rotation transmission shaft 19. . A toothed belt 63 is wound between the pulley 61 and the pulley 62. Therefore, the pulley 62 rotates by the same rotation angle as the pulley 61 due to the rotation of the pulley 61.
The members 64 provided at two locations along the longitudinal direction of the fourth arm 17 are tension adjusting members that adjust the tension of the toothed belt 63 by contacting the outer periphery of the toothed belt 63.
[0024]
FIG. 4 is a view showing the internal structure of the fifth arm 21.
As shown in FIG. 4, a sprocket 32 is fixed to the outer periphery of the rotation transmission shaft 19. On the other hand, a sprocket 30 having the same outer diameter as that of the sprocket 32 is fixed to the outer periphery of the rotation transmission shaft 22.
A chain 33 is engaged with the outer periphery of the sprocket 32, and a chain 31 is engaged with the outer periphery of the sprocket 30.
[0025]
A connecting rod 34 is connected to each end of the chain 33. These connecting rods 34 are respectively connected to tension adjusting portions 35 respectively connected to both end portions of the chain 31.
The tension adjusting unit 35 can adjust the distance between the connecting rod 34 and the end of the chain 31. Specifically, it is composed of a female screw shaft and a nut that is screwed to the female screw shaft.
[0026]
In the transmission of rotation between the sprocket 32 and the sprocket 30 described above, since the sprocket 32 and the sprocket 30 have the same outer diameter, when the sprocket 32 rotates, the sprocket 30 rotates at the same rotation angle.
[0027]
In the transport device 3 configured as described above, the rotational force of the servo motor 57 is transmitted to the rotation transmission shaft 18 via the speed reducer. The rotational force transmitted to the rotation transmission shaft 18 is transmitted to the rotation transmission shaft 19 through the pulley 61, the toothed belt 63 and the pulley 62. The rotational force transmitted to the rotation transmission shaft 19 is transmitted to the rotation transmission shaft 22 through the sprocket 32, the chain 33, the connecting rod 34, the tension adjusting unit 35, the chain 31 and the sprocket 30. The rotation angle of the ladle 2 is changed by the rotation of the rotation transmission shaft 22.
In such a transmission mechanism that transmits the rotational force of the servo motor 57 to the ladle 2, between transmission elements of a reduction gear (not shown), between the pulleys 61 and 62 and the toothed belt 63, and between the sprocket 32 and the chain 33. Alternatively, a mechanical transmission error such as backlash is surely present between the chain 31 and the sprocket 30.
[0028]
On the other hand, when the first arm 11 is turned in the direction of the arrow B1 by rotating the servo motor 56 as shown in FIG. 1, the second arm 14, the third arm 17, and the fourth arm 20 connected to each other. And the 5th arm 21 interlock | cooperates. By this interlocking, the rotation transmission shaft 22 provided at the tip of the fifth arm 21 moves along the locus Lm. That is, the ladle 22 is transported from the molten metal basin 150 toward the sleeve 104.
Further, when the servo motor 56 is reversed, the ladle 22 is transported back to the molten basin 150 side from the sleeve 104 side along the locus Lm.
[0029]
When the ladle 22 moves along the locus Lm, the third arm 17 rotates about the rotation transmission shaft 18. This rotation is transmitted to the rotation transmission shaft 19 via the toothed belt 63, and the rotation transmission shaft 19 rotates. The rotation of the rotation transmission shaft 19 is transmitted to the rotation transmission shaft 22 through the sprocket 32, the chain 33, the connecting rod 34, the tension adjusting unit 35, the chain 31 and the sprocket 30.
Furthermore, when the ladle 2 moves along the locus Lm, the fifth arm 21 rotates with respect to the third arm 17. This rotation is also transmitted to the rotation transmission shaft 22.
For this reason, when the ladle 2 moves along the locus Lm, the rotation transmission shaft 22 also rotates in accordance with the posture changes of the third arm 17 and the fifth arm 21, and the posture of the ladle is kept constant. Be drunk.
[0030]
The control device 51 performs drive control of the servo motors 57 and 56 described above. The control device 51 outputs a control command to each of the drivers 53 and 54 in accordance with a program prepared in advance for carrying the ladle 2 and controlling the attitude of the ladle 2 by the carrying device 3.
Specifically, when the molten metal ML is pumped up by the ladle 2, the control device 51 increases the ladle 2 by a predetermined angle α from the set inclination angle θ ₀ set in accordance with the molten metal amount to be pumped up by the ladle 2. A control command for tilting is output to the servo motor 57.
Next, a control command for immersing the ladle 2 in the molten metal ML of the molten metal basin 150 is output to the servo motor 56.
Next, a command for positioning the ladle 2 immersed in the molten metal ML at the set inclination angle θ ₀ is output to the servo motor 57.
Next, a control command for lifting the positioned ladle 2 from the molten metal ML is output to the servo motor 56.
[0031]
Each driver 53, 54 outputs a drive current for driving each servo motor 57, 56 to each servo motor 57, 56 in accordance with the input control command.
The drive currents and rotational positions of the servo motors 57 and 56 are fed back to the drivers 53 and 54, and the drivers 53 and 54 are driven so that the servo motors 57 and 56 follow the control commands based on the information. To do.
[0032]
Next, an example of the hot water supply operation to the sleeve by the hot water supply device 1 having the above configuration will be described.
As shown in FIG. 5A, the inclination angle θ of the ladle 2 is an angle at which the ladle 2 rotates downward about the rotation transmission shaft 22 with respect to the horizontal direction Hb.
[0033]
As shown in FIG. 5A, in the state where the ladle 2 is positioned above the molten metal ML of the molten metal basin 150, the posture of the ladle 2 is set to an angle obtained by adding a predetermined angle α to the set inclination angle θ _0. Tilt downwards.
[0034]
The set inclination angle θ ₀ is an inclination angle θ of the ladle 2 set in advance according to the amount of the molten metal ML pumped up by the ladle 2.
Further, the predetermined angle α is set to an angle larger than an error in the positioning angle of the ladle 2 caused by a mechanical transmission error existing in the transmission mechanism that transmits the rotational force of the servo motor 57 to the ladle 2. It is preferable that the angle be as small as possible within this range.
[0035]
When the ladle 2 is inclined at an angle θ ₀ + α, the transmission mechanism that transmits the rotational force of the servo motor 57 to the ladle 2 is operated, so that the components of the reducer, between the pulleys 61 and 62 and the toothed belt 63, The sprocket 32 and the chain 33, or the chain 31 and the sprocket 30 are in a meshed state.
Therefore, the actual inclination angle of the ladle 2 coincides with the angle θ ₀ + α, and there is almost no positioning error due to a mechanical transmission error.
[0036]
Next, the ladle 2 is immersed in the molten metal ML as shown in FIG. As described above, the transport device 3 is lowered only by the rotation of the servo motor 56 while mechanically keeping the posture of the ladle 2 constant.
Due to the immersion of the ladle 2 in the molten metal ML, the buoyancy of the molten metal ML and the fluid resistance of the molten metal ML act on the ladle 2, and these external forces serve as the moment Mb around the rotation transmission shaft 22 and the rotational force of the servo motor 57. Acts on a transmission mechanism for transmitting the power to the ladle 2. As described above, this moment Mb may release a reliable meshing state between the transmission members of the transmission mechanism. When the positive meshing state is released, an error may occur between the actual inclination angle of the ladle 2 and the target inclination angle.
[0037]
Next, as shown in FIG. 6C, the attitude of the ladle 2 tilted at the tilt angle θ ₀ + α is changed to the set tilt angle θ ₀ . That is, the ladle 2 is rotated by a predetermined angle α.
By the rotation of the ladle 2 by the predetermined angle α, the transmission members of the transmission mechanism are again brought into a reliable engagement state. Therefore, the inclination angle θ of the ladle 2 in this state exactly matches the set inclination angle θ ₀ .
[0038]
Next, as shown in FIG. 6D, the ladle 2 inclined at the set inclination angle θ ₀ is pulled up from the molten metal ML while maintaining this posture. As described above, the transport device 3 is lifted mechanically while keeping the posture of the ladle 2 constant only by the rotation of the servo motor 56.
By this rise, the fluid resistance of the molten metal ML acts on the ladle 2, and the surface of the molten metal ML accommodated in the ladle 2 rises from the surface Sf of the molten metal ML accommodated in the molten metal basin 150, and at the same time, The force due to the weight acts on the ladle 2.
[0039]
These forces act on the transmission mechanism as a moment Md centered on the rotation transmission shaft 22 shown in FIG. However, the moment Md is not a moment in a direction to release a reliable meshing state between the transmission members of the transmission mechanism. Accordingly, the ladle 2 is pulled up from the molten metal ML in a state where it exactly matches the set inclination angle θ ₀ .
As a result, the required amount of molten metal ML is accurately pumped by the ladle 2.
[0040]
Thereafter, the ladle 2 that has pumped up the molten metal ML is conveyed to the sleeve 104 while maintaining a constant posture along the locus Lm. Note that the position of the ladle 2 is changed to a substantially horizontal position by driving the servo motor 57 before the conveyance so that the molten metal ML does not spill from the ladle 2 during the conveyance.
The ladle 2 moved to the sleeve 104 is largely rotated upward by the drive of the servo motor 57 as shown in FIG. 1, and the molten metal ML accommodated in the ladle 2 is supplied from the supply port 104a of the sleeve 104. Poured.
[0041]
As described above, according to the present embodiment, before the ladle 2 is immersed in the molten metal ML, the ladle 2 is inclined by a predetermined angle α more than the set inclination angle θ ₀ , and the ladle 2 is immersed in the molten metal ML. In this state, by setting the set inclination angle θ ₀ , the transmission member of the transmission mechanism that transmits the rotational force of the servo motor 57 to the ladle 2 is surely engaged. By raising the ladle 2 in this state, it is possible to suppress the measurement error of the ladle 2 caused by the mechanical transmission error existing in the transmission mechanism.
As a result, the necessary molten metal ML can be accurately supplied to the die casting machine, and the quality of the molded product can be improved.
[0042]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the precision of the amount of molten metal pumped up by a ladle can be improved and the quality of molding apparatuses, such as a die-casting machine, can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a configuration of a hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of the hot water supply device of FIG. 1 as viewed from the direction of arrow A. FIG.
3 is a view showing an internal structure of a third arm 17. FIG.
4 is a view showing an internal structure of a fifth arm 21. FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining a molten metal pumping operation of the hot water supply apparatus 1;
6 is a diagram for explaining a pumping operation subsequent to FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration around a die casting machine injection apparatus.
FIG. 8 is a view for explaining an operation for pumping up a desired amount of molten metal by a ladle 110;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hot-water supply apparatus 2 ... Ladle 11 ... 1st arm 12 ... Rotating shaft 13 ... Rotating shaft 14 ... 2nd arm 15 ... Connecting shaft 16 ... Rotating shaft 17 ... 4th arm 18 ... Connecting shaft 19 ... Rotating shaft 20 ... 3rd Arm 21 ... Fifth arm 22 ... Rotating shaft 30, 32 ... Sprocket 31, 33 ... Chain 34 ... Connecting rod 35 ... Tension adjusting unit 36 ... Tension adjusting unit 51 ... Control device 52 ... Input devices 53, 54 ... Drivers 56, 57 ... Servo motors 61, 62 ... Pulley 63 ... Toothed belt 64 ... Tension adjusting member

Claims

A hot water supply device that pumps up a desired amount of molten metal and supplies it to a molding device,
A ladle comprising a housing portion for housing the molten metal whose one end is open, is held rotatably about a predetermined rotation axis, and can accommodate a molten metal in an amount corresponding to an inclination angle about the rotation shaft When,
Conveying means capable of holding the ladle rotatably and immersing the ladle in the molten metal, then lifting the ladle from the molten metal and moving the ladle containing the molten metal to the molten metal supply position of the molding apparatus When,
A transmission mechanism comprising a plurality of transmission members, and transmitting a rotational force to the ladle through the transmission members;
Rotational drive means for supplying rotational force to the transmission mechanism;
The ladle is inclined by a predetermined angle more than the set inclination angle set according to the amount of molten metal to be pumped, and then the ladle is immersed in the molten metal, and the ladle immersed in the molten metal is set to the set inclination angle. And a control means for controlling the rotation driving means and the conveying means so as to pull up the positioned ladle from the molten metal.

The hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the predetermined angle is larger than an error in a positioning angle of the ladle caused by a mechanical transmission error existing in the transmission mechanism.

The hot water supply device according to claim 1 or 2, wherein the transmission mechanism is configured to keep the posture of the ladle constant in cooperation with the transport operation of the ladle by the transport unit.