JP4614819B2 - Die casting machine - Google Patents

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本発明は、金属溶湯を金型内に射出・充填するダイカストマシンに関する。   The present invention relates to a die casting machine for injecting and filling molten metal into a mold.
溶融金属材料を金型のキャビティ内に射出・充填して製品を得るダイカストマシンはよく知られており、このダイカストマシンにおいては、溶解炉で溶融した金属材料(例えば、Al合金、Mg合金など)を1ショット毎にラドルで計量して汲み上げ、汲み上げた金属溶湯(溶融金属材料)を射出スリーブ内に注ぎ込んで、これを射出プランジャの前進動作によって金型のキャビティ内に射出・充填するようにしている。   A die casting machine that obtains a product by injecting and filling a molten metal material into a mold cavity is well known. In this die casting machine, a metal material melted in a melting furnace (for example, Al alloy, Mg alloy, etc.) Each shot is weighed and pumped with a ladle, and the molten metal (molten metal material) is poured into the injection sleeve, and this is injected and filled into the mold cavity by the forward movement of the injection plunger. Yes.
このようなダイカストマシンにおいては、駆動源を油圧駆動源とした油圧式のマシンが、従来はその主流となっていた。しかしながら、油圧式のダイカストマシンは、油による汚損の虞があるため、クリーンな電動式のダイカストマシンへの要望が、近時は高まりつつあり、このような電動式のダイカストマシンとして、例えば、特開2000−84654号公報(特許文献1)、特開2001−1126号公報(特許文献2)に記載された技術が知られている。これらの特許文献に示された技術においては、射出用電動サーボモータと、昇圧・保圧工程で用いる油圧駆動源としてのアキュームレータとを備え、射出工程の低速射出工程と高速射出工程は射出用電動サーボモータの駆動力のみによって実行し、昇圧工程は射出用電動サーボモータとアキュームレータの駆動力を足し合わせて実行し、昇圧工程に続く保圧工程はアキュームレータの駆動力のみで実行するか、もしくは、昇圧・保圧工程はアキュームレータの駆動力のみで実行するようになっている。
特開2000−84654号公報 特開2001−1126号公報
In such a die casting machine, a hydraulic machine using a drive source as a hydraulic drive source has been the mainstream. However, since there is a risk of oil contamination of hydraulic die casting machines, there is a growing demand for clean electric die casting machines recently. As such electric die casting machines, for example, Techniques described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-84654 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-1126 (Patent Document 2) are known. In the technologies disclosed in these patent documents, an injection electric servomotor and an accumulator as a hydraulic drive source used in the pressure boosting / holding process are provided. It is executed only by the driving force of the servo motor, the boosting step is executed by adding the driving force of the electric servo motor for injection and the accumulator, and the pressure holding step following the boosting step is executed only by the driving force of the accumulator, or The boosting / holding process is executed only by the driving force of the accumulator.
JP 2000-84654 A JP 2001-1126 A
上記した特許文献1、2には射出系の構成が示されているが、昇圧・保圧工程の終了後には、次の金属溶湯の注ぎ込みに備えて、プランジャチップ(射出プランジャ)を後退させるようにしており、型開きの際に、ビスケットを射出プランジャによって可動側金型の方向へ押し出すことについては、考慮されていない。しかし、ダイカストマシンにおいては、型開き動作だけで、固化した金属材料を固定側金型から引き離すようにすると、固定側金型側への金属材料の被着力が大きいため、金属材料を固定側金型からうまく引き離すことができないという問題がある。   The above-described Patent Documents 1 and 2 show the configuration of the injection system, but after the pressurizing / holding step, the plunger tip (injection plunger) is moved backward in preparation for pouring the next molten metal. Thus, when the mold is opened, the biscuit is not pushed into the movable mold by the injection plunger. However, in a die casting machine, if the solidified metal material is pulled away from the fixed mold only by the mold opening operation, the adhesion of the metal material to the fixed mold is large. There is a problem that it cannot be separated well from the mold.
本発明の目的は、電動式のダイカストマシンにおいて、型開き時に、固化した金属材料を固定側金型から確実に引き離すことができるようにすることにある。   An object of the present invention is to enable a solidified metal material to be reliably pulled away from a fixed side mold when the mold is opened in an electric die casting machine.
本発明は上記した目的を達成するため、型開閉用の電動サーボモータと、ビスケット押し出し用の電動サーボモータと、全体の制御を司るシステムコントローラとを備えたダイカストマシンにおいて、
前記システムコントローラは、型開き工程の実行時に、前記ビスケット押し出し用の電動サーボモータを圧力フィードバック制御し、型開き工程の開始時から射出プランジャによってビスケットに対して押し出し方向の圧力をかけ続け、これにより、型開き動作に、ビスケットの押し出し動作を追従させることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a die casting machine including an electric servomotor for opening and closing a mold, an electric servomotor for extruding biscuits, and a system controller that controls the entire system.
The system controller performs pressure feedback control of the electric servomotor for extruding the biscuit during the mold opening process, and continues to apply pressure in the extrusion direction to the biscuit by the injection plunger from the start of the mold opening process. The biscuit push-out operation is made to follow the mold opening operation.
本発明によれば、システムコントローラが、例えば、可動ダイプレートの位置と、射出プランジャの位置とを監視して、ビスケット押出工程を、型開きと同期させて実行させ、互いの速度を等速にして、ビスケット押し出しと型開きとを実行させるので、固化した金属材料の固定側金型側からの離型が確実に行われ、金属材料が確実に可動側金型側のみに被着した状態として、型開きを行うことができる。   According to the present invention, for example, the system controller monitors the position of the movable die plate and the position of the injection plunger, and executes the biscuit extrusion process in synchronization with the mold opening, so that the speeds of the two are constant. Since the biscuit extrusion and mold opening are executed, the solidified metal material is surely released from the fixed mold side, and the metal material is securely attached only to the movable mold side. , Mold opening can be performed.
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態(以下、本実施形態と記す)に係るダイカストマシンの主として射出系メカニズムを示す要部斜視図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a principal perspective view showing mainly an injection system mechanism of a die casting machine according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment).
図1において、1は主ベース盤、2は、主ベース盤1上に取り付けられた射出系メカニズム用のベース部材、3は、ベース部材2上に取り付けられた保持ブロック、4は、主ベース盤1上に取り付けられた固定ダイプレート、5は、固定ダイプレート4などに保持された支持部材、6は、ベース部材2上に前後進可能であるように設けられた移動体、7は、保持ブロック3と支持部材5との間に架け渡らされ、移動体6の前後進をガイドする複数本のガイドバー、8は、保持ブロック3に取り付けられた1対の射出用の電動サーボモータ、9は、保持ブロック3に回転可能に保持され、対応する電動サーボモータ8の回転をプーリ、ベルトよりなる回転伝達系11を介して伝達される1対のボールネジ、10は、対応するボールネジ9とでボールネジ機構を構成し、対応するボールネジ9に螺合されると共に、移動体6にその端部を固定されたナット体、12は、移動体6に搭載され、移動体6と共に移動する増圧用の1対のアキュームレータ(以下、ACCと記す)、13は、移動体6と一体化され、その内部をピストン体を兼ねる射出プランジャ14が前後進可能な油圧シリンダ、15は、固定ダイプレート4に取り付けられ、射出プランジャ14の先端側がその内部で前後進可能な射出スリーブ、15aは、射出スリーブ15に設けた金属溶湯の注入口である。   In FIG. 1, 1 is a main base board, 2 is a base member for an injection system mechanism mounted on the main base board 1, 3 is a holding block mounted on the base member 2, and 4 is a main base board. 1 is a fixed die plate mounted on 1, 5 is a support member held on the fixed die plate 4, 6 is a movable body provided on the base member 2 so as to be able to move forward and backward, and 7 is a holder A plurality of guide bars, which are bridged between the block 3 and the support member 5 and guide the moving body 6 forward and backward, 8 are a pair of injection electric servomotors attached to the holding block 3, 9 A pair of ball screws 10, which are rotatably held by the holding block 3 and transmit the rotation of the corresponding electric servo motor 8 via a rotation transmission system 11 including a pulley and a belt, Bo The nut body 12, which constitutes a screw mechanism and is screwed to the corresponding ball screw 9 and whose end is fixed to the moving body 6, is mounted on the moving body 6 and moves together with the moving body 6. A pair of accumulators (hereinafter referred to as ACC) 13 is a hydraulic cylinder that is integrated with the moving body 6 and in which an injection plunger 14 that also serves as a piston body can move back and forth, and 15 is attached to the fixed die plate 4 The injection sleeve 14 has an injection sleeve whose front end is movable forward and backward, and 15 a is an injection port for molten metal provided in the injection sleeve 15.
本実施形態では、1対の電動サーボモータ8の回転力を、回転伝達系11を介してボールネジ機構のボールネジ9に伝達してボールネジ9を回転させ、これにより、ボールネジ9に螺合したボールネジ機構のナット体10を軸方向に前後進させることで、移動体6と共に油圧シリンダ13を移動させて、射出プランジャ14を前後進させるようになっている。また、1対のACC12に蓄圧された圧油を、制御弁を介して油圧シリンダ13の前進用油室に送り込むことで、射出プランジャ14に前進方向の力(増圧圧力)を付与するようになっている。なお、本実施形態のボールネジ機構のボールネジ9は、直径が約100mmであって、そのリードが20mm以上のものを用いており、これにより、ボールネジ9の1回転あたりのナット体10の軸方向移動距離をある程度以上大きくして、つまり、ボールネジ9の1回転あたりの射出プランジャ14の前後進速度をある程度以上確保できるようにしてある。また、本実施形態では、電動サーボモータ8とボールネジ機構を2つ設けて、2つの電動サーボモータ8の出力を足し合わせて移動体6(射出プランジャ14)を軸方向に移動させるようにしているので、大きな推力を得ることができるようになっている。   In the present embodiment, the rotational force of the pair of electric servo motors 8 is transmitted to the ball screw 9 of the ball screw mechanism via the rotation transmission system 11 to rotate the ball screw 9, and thereby the ball screw mechanism screwed into the ball screw 9. By moving the nut body 10 back and forth in the axial direction, the hydraulic cylinder 13 is moved together with the moving body 6 to move the injection plunger 14 back and forth. Further, the pressure oil accumulated in the pair of ACCs 12 is sent to the forward oil chamber of the hydraulic cylinder 13 via the control valve, so that a forward force (pressure increase) is applied to the injection plunger 14. It has become. Note that the ball screw 9 of the ball screw mechanism of the present embodiment has a diameter of about 100 mm and a lead of 20 mm or more, so that the nut body 10 moves in the axial direction per rotation of the ball screw 9. The distance is increased to some extent, that is, the forward / backward moving speed of the injection plunger 14 per rotation of the ball screw 9 can be ensured to some extent. In the present embodiment, two electric servo motors 8 and a ball screw mechanism are provided, and the outputs of the two electric servo motors 8 are added to move the moving body 6 (injection plunger 14) in the axial direction. So you can get a big thrust.
次に、本実施形態のダイカストマシンの射出系メカニズムの油圧系の構成と、射出系メカニズムの動作を、図2〜図5を用いて説明する。図2〜図5は、本実施形態のダイカストマシンの射出系メカニズムの機能構成を簡略化して示す図であり、図2〜図5において、図1の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付してある。   Next, the configuration of the hydraulic system of the injection system mechanism of the die casting machine of the present embodiment and the operation of the injection system mechanism will be described with reference to FIGS. 2 to 5 are diagrams showing the functional configuration of the injection system mechanism of the die casting machine of this embodiment in a simplified manner. In FIGS. 2 to 5, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 1. Is attached.
図2〜図5において、21は、2つのACC12と油圧シリンダ13の第1油室(前進用油室)13aとを接続する油路上に配設され、方向切り替え機能と流量制御機能とを備えた制御弁、22は、制御弁21とタンク23とを接続する油路上に配設されたクーラー、24は、タンク23と油圧シリンダ13の第2油室13bとを接続する油路上に配設された小容量の油圧ポンプ、25は、油圧ポンプ24と油圧シリンダ13の第2油室13bとを接続する油路26上に配設された逆止弁、27は、油路26における逆止弁25よりも下流側と、油圧シリンダ13の第1油室13aと制御弁21を接続する油路28とを、接続する油路、29は油路27上に配設された逆止弁、30は油路28上に配設された圧力センサである。   2-5, 21 is arrange | positioned on the oil path which connects two ACC12 and the 1st oil chamber (advance oil chamber) 13a of the hydraulic cylinder 13, and is provided with the direction switching function and the flow control function. The control valve 22 is a cooler disposed on an oil passage connecting the control valve 21 and the tank 23, and 24 is disposed on an oil passage connecting the tank 23 and the second oil chamber 13 b of the hydraulic cylinder 13. The small-capacity hydraulic pump 25 is a check valve disposed on an oil passage 26 that connects the hydraulic pump 24 and the second oil chamber 13 b of the hydraulic cylinder 13, and 27 is a check in the oil passage 26. An oil passage that connects the downstream side of the valve 25 and an oil passage 28 that connects the first oil chamber 13a of the hydraulic cylinder 13 and the control valve 21; 29, a check valve disposed on the oil passage 27; Reference numeral 30 denotes a pressure sensor disposed on the oil passage 28.
本実施形態では、ACC12、制御弁21、逆止弁25、29、圧力センサ30は、移動体6と一体となって移動するように、移動体6に搭載されており、クーラー22、タンク23、ポンプ24は、固定配置されるようになっている。このような構成とする所以は、ACC12と油圧シリンダ13との間の油路長を短くして、油圧駆動の応答性を良くし、管路損出を可及的に低減させるためと、移動体6に油圧回路(の一部)を一体に組み込むことで、移動体6に対して油圧回路系を別体とする構成よりも、全体として構造を大幅に簡素化できるためである。   In the present embodiment, the ACC 12, the control valve 21, the check valves 25 and 29, and the pressure sensor 30 are mounted on the moving body 6 so as to move integrally with the moving body 6, and the cooler 22 and the tank 23 are mounted. The pump 24 is fixedly arranged. The reason for this configuration is that the length of the oil passage between the ACC 12 and the hydraulic cylinder 13 is shortened, the response of the hydraulic drive is improved, and the pipe loss is reduced as much as possible. This is because by integrating the hydraulic circuit (a part thereof) into the body 6 as a whole, the structure can be greatly simplified as a whole as compared with a configuration in which the hydraulic circuit system is separated from the moving body 6.
射出前の状態では、油圧シリンダ13内で射出プランジャ14は最後退位置にあり、制御弁21は中立位置にあり、ACC12の油室内には所定量・所定圧の圧油が貯えられており、このときACC12のガス室内のガスは、油の圧力により圧縮・昇圧されている。また、射出前の状態を含め、小量の油を油圧シリンダ13の第2油室13bへ送り込む工程以外には、油圧ポンプ24は停止状態におかれている。また、射出前の状態では、ナット体13(すなわち移動体6)は、最も後退した位置におかれている。   In the state before injection, the injection plunger 14 is in the last retracted position in the hydraulic cylinder 13, the control valve 21 is in the neutral position, and a predetermined amount of pressure oil is stored in the oil chamber of the ACC 12. At this time, the gas in the gas chamber of the ACC 12 is compressed and pressurized by the oil pressure. In addition to the step of feeding a small amount of oil into the second oil chamber 13b of the hydraulic cylinder 13, including the state before injection, the hydraulic pump 24 is in a stopped state. Further, in the state before injection, the nut body 13 (that is, the moving body 6) is in the most retracted position.
このような状態において、射出工程の開始タイミングに至ると、マシン全体の制御を司るシステムコントローラからの指令に基づいて、電動サーボモータ8が、所定方向に、かつ、低速射出工程に設定された速度で回転駆動され、これによって、ボールネジ機構のナット体10と共に、移動体6、油圧シリンダ13、射出プランジャ14が低速(1m/sec未満の速度であり、本実施形態では、例えば0.52m/secに設定されている)で前進駆動される。つまり、低速射出工程では、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって電動サーボモータ8が駆動制御され、これによって、低速射出工程が実行されて、射出スリープ15内の金属溶湯が金型のランナ部まで充填され、また、金型のキャビティ内の空気抜きが行われる。そして、システムコントローラは、電動サーボモータ8に付加されたエンコーダからの出力により、移動体6の前進位置を認知して、低速射出工程に設定された距離だけ前進したタイミングで、射出工程を高速射出工程に切り替える。なお、図2は、低速射出工程の完了時の状態を示している。   In such a state, when the start timing of the injection process is reached, the electric servo motor 8 is set in the predetermined direction and the speed set in the low-speed injection process based on a command from the system controller that controls the entire machine. As a result, the moving body 6, the hydraulic cylinder 13, and the injection plunger 14 together with the nut body 10 of the ball screw mechanism are driven at a low speed (less than 1 m / sec. In this embodiment, for example, 0.52 m / sec. Is driven forward. That is, in the low-speed injection process, the electric servo motor 8 is driven and controlled by speed feedback control along the position axis, whereby the low-speed injection process is executed and the molten metal in the injection sleep 15 reaches the runner portion of the mold. Filling and evacuation of the mold cavity are performed. Then, the system controller recognizes the advance position of the moving body 6 based on the output from the encoder added to the electric servo motor 8, and performs the high-speed injection at the timing when it has advanced by the distance set in the low-speed injection process. Switch to the process. FIG. 2 shows a state when the low-speed injection process is completed.
高速射出工程の開始タイミングとなると、システムコントローラは、電動サーボモータ8に対しては低速射出工程と同様の動作をとらせつつ、図3に示すように、制御弁21を図示で下位置に切り替える。これによって、ACC12に貯えられた圧油は、圧縮・昇圧されていたガス圧によって、制御弁21を通じて射出シリンダ13の第1油室(前進用油室)13aに急速に送り込まれ、射出プランジャ14は移動体6に対して高速(1m/sec以上の速度であり、本実施形態では、例えば7.48m/secに設定されている)で前進駆動され、このとき、油圧シリンダ13の第2油室13bは、油路26、逆止弁29、油路27を通じて、射出シリンダ13の第1油室13aに送り込まれる。この高速射出工程では、電動サーボモータ8が、低速射出工程と同様に移動体6を0.52m/secで前進駆動しているので、高速射出工程では、射出プランジャ14は、8.0m/secという高速度で前進駆動され、これによって、金属溶湯が金型のキャビティ内に急速に射出・充填される。そして、システムコントローラは、電動サーボモータ8に付加されたエンコーダからの出力により、移動体6の前進位置を認知して、高速射出工程に設定された距離だけ前進したタイミングで、高速射出工程を完了させ、工程を増圧工程に切り替える。なお、図3は、高速射出工程の完了時の状態を示しており、図3において、31は、射出プランジャ14の先端に当接した射出スリーブ15内のビスケットを表している。   At the start timing of the high-speed injection process, the system controller switches the control valve 21 to the lower position as shown in FIG. 3 while causing the electric servo motor 8 to perform the same operation as the low-speed injection process. . As a result, the pressure oil stored in the ACC 12 is rapidly sent to the first oil chamber (advance oil chamber) 13a of the injection cylinder 13 through the control valve 21 by the compressed and pressurized gas pressure, and the injection plunger 14 Is driven forward at a high speed relative to the moving body 6 (at a speed of 1 m / sec or higher, and set to 7.48 m / sec in this embodiment, for example). At this time, the second oil in the hydraulic cylinder 13 is driven. The chamber 13 b is fed into the first oil chamber 13 a of the injection cylinder 13 through the oil passage 26, the check valve 29, and the oil passage 27. In this high-speed injection process, the electric servo motor 8 drives the moving body 6 forward at 0.52 m / sec as in the low-speed injection process. Therefore, in the high-speed injection process, the injection plunger 14 is 8.0 m / sec. As a result, the molten metal is rapidly injected and filled into the mold cavity. Then, the system controller recognizes the advance position of the moving body 6 based on the output from the encoder added to the electric servo motor 8, and completes the high-speed injection process at the timing when it has advanced by the distance set in the high-speed injection process. The process is switched to the pressure increasing process. 3 shows a state when the high-speed injection process is completed. In FIG. 3, reference numeral 31 denotes a biscuit in the injection sleeve 15 that is in contact with the tip of the injection plunger 14.
増圧工程に入ると、システムコントローラは、電動サーボモータ8を射出工程での位置軸に沿った速度フィードバック制御から、時間軸に沿った圧力フィードバック制御に切り替える。なお、本明細書でいう増圧工程とは、前記した特許文献1、2における昇圧・保圧工程に相当するものを指し、プラスチック射出成形における保圧工程に相当するものである。この増圧工程では、システムコントローラは、制御弁21に図3の状態を維持させつつ、電動サーボモータ8を圧力フィードバック制御して、電動サーボモータ8に増圧工程で設定されている増圧圧力に一致する圧力を出力させる。この増圧工程によって、射出プランジャ14からビスケット31を介して金型内の固化し始めた金属に大きな圧力(例えば最大50ton程度)が付与され、金属の固化・収縮に伴って、射出プランジャ8は、図3の状態から微量だけ微速前進する。そして、システムコントローラは、時間監視に基づいて、増圧工程の完了タイミングを認知すると、工程を冷却工程に切り替える。   When entering the pressure increasing process, the system controller switches the electric servo motor 8 from the speed feedback control along the position axis in the injection process to the pressure feedback control along the time axis. In addition, the pressure-increasing step referred to in the present specification refers to a step corresponding to the pressure-increasing / holding step in Patent Documents 1 and 2, and corresponds to a pressure-holding step in plastic injection molding. In this pressure-increasing step, the system controller controls the electric servo motor 8 to perform pressure feedback control while maintaining the control valve 21 in the state shown in FIG. To output a pressure that matches. By this pressure increasing process, a large pressure (for example, about 50 tons at the maximum) is applied to the metal that has started to solidify in the mold from the injection plunger 14 via the biscuits 31, and the injection plunger 8 From the state shown in FIG. Then, when the system controller recognizes the completion timing of the pressure increasing process based on the time monitoring, the system controller switches the process to the cooling process.
なお、本実施形態では、上記の増圧工程は、圧力設定を多段にした、多段の圧力フィードバック制御で実行するようになっており、これによって、精緻で、良品鋳造に大いに貢献できる増圧動作を実現できるようにしている。   In the present embodiment, the above-described pressure-increasing step is executed by multi-stage pressure feedback control in which the pressure setting is multi-staged, and thereby, the pressure-increasing operation that can contribute greatly to precise casting. Can be realized.
冷却工程では、システムコントローラは、制御弁21が図3の状態(制御弁21が図示で下位置をとった状態)において、電動サーボモータ8を、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって前進方向に駆動制御し、移動体6を前進させる。この移動体6の前進によって射出プランジャ14は前進方向の力を受けるが、射出プランジャ14の先端にはビスケット31が当接しているため射出プランジャ14は前進することができず、反対に油圧に抗して後退する。これによって、図4に示すように、射出シリンダ13の第1油室13a内の圧油が制御弁21を通じて、ACC12の油室内へと戻され、これに伴ってACC12のガス室内のガスが圧縮・昇圧される。そして、ACC12の油室内に所定量・所定圧の圧油が貯えられた(前記した高速射出工程に必要な圧油が貯えられた)タイミングで、システムコントローラは、図5に示すように制御弁21を図示で上位置に切り替える。然る後、システムコントローラは、油圧ポンプ24を駆動制御して、高速射出工程で油圧シリンダ13の第2油室13bから流出した油に相当する量の油を、油圧ポンプ24から油圧シリンダ13の第2油室13bへと送り込む。これに伴って、高速射出工程で油圧シリンダ13の第2油室13bから流出した油に相当する量の油が、制御弁21、クーラー22を通じてタンク23に戻される。そして、油圧シリンダ13内で射出プランジャ14が最後退位置に至ったタイミングで、システムコントローラは、油圧ポンプ24を停止させると共に、制御弁21を中立位置に切り替え、また、電動サーボモータ8を停止させて、冷却工程の終了タイミングを待つ。このとき、射出プランジャ14の先端は、ビスケット31に当接した状態となっている。   In the cooling process, the system controller moves the electric servo motor 8 in the forward direction by speed feedback control along the position axis when the control valve 21 is in the state shown in FIG. 3 (the control valve 21 is in the lower position in the figure). Drive control is performed to move the moving body 6 forward. The forward movement of the moving body 6 causes the injection plunger 14 to receive a force in the forward direction. However, since the biscuit 31 is in contact with the tip of the injection plunger 14, the injection plunger 14 cannot move forward, and resists hydraulic pressure. Then retreat. As a result, as shown in FIG. 4, the pressure oil in the first oil chamber 13a of the injection cylinder 13 is returned to the oil chamber of the ACC 12 through the control valve 21, and the gas in the gas chamber of the ACC 12 is compressed accordingly. -Boosted. Then, at the timing when a predetermined amount and a predetermined pressure of pressure oil are stored in the oil chamber of the ACC 12 (the pressure oil necessary for the high-speed injection process described above is stored), the system controller controls the control valve as shown in FIG. 21 is switched to the upper position in the figure. After that, the system controller controls the drive of the hydraulic pump 24 so that an amount of oil corresponding to the oil flowing out from the second oil chamber 13b of the hydraulic cylinder 13 in the high-speed injection process is supplied from the hydraulic pump 24 to the hydraulic cylinder 13. Feed into the second oil chamber 13b. Accordingly, an amount of oil corresponding to the oil flowing out from the second oil chamber 13 b of the hydraulic cylinder 13 in the high-speed injection process is returned to the tank 23 through the control valve 21 and the cooler 22. Then, at the timing when the injection plunger 14 reaches the last retracted position in the hydraulic cylinder 13, the system controller stops the hydraulic pump 24, switches the control valve 21 to the neutral position, and stops the electric servo motor 8. And wait for the end timing of the cooling process. At this time, the tip of the injection plunger 14 is in contact with the biscuit 31.
ここで、上記の冷却工程において、油圧ポンプ24から油圧シリンダ13の第2油室13bへと補充される油の量は、例えば、2つのACC12に貯えられる油の量が1.3リットルである場合には、0.6リットル程度の小量であり、このため、油圧ポンプ24を非常に小容量のものにし得ると共に、クーラーも小型のものにし得て、大幅な省エネを図ることが可能となっている。また、タンク23についても大幅な小容量化が可能なので、この点でも油圧回路系のコンパクト化に貢献できるようになっている。   Here, in the above cooling process, the amount of oil replenished from the hydraulic pump 24 to the second oil chamber 13b of the hydraulic cylinder 13 is, for example, 1.3 liters of oil stored in the two ACCs 12. In some cases, the volume is as small as about 0.6 liters. For this reason, the hydraulic pump 24 can have a very small capacity, and the cooler can also be made small, so that significant energy saving can be achieved. It has become. Further, since the tank 23 can be greatly reduced in capacity, it is possible to contribute to the downsizing of the hydraulic circuit system in this respect.
冷却工程が終了すると、システムコントローラは、後記するように、型開き工程を実行させ、この型開き動作と同期して、電動サーボモータ8を、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって前進方向に駆動制御して、移動体6を前進させる。そして、これによって、射出プランジャ14によってビスケット31を押し出すビスケット押出工程を、型開きと同期させて実行させる。   When the cooling process is completed, the system controller executes the mold opening process as described later, and drives the electric servo motor 8 in the forward direction by speed feedback control along the position axis in synchronization with the mold opening operation. The moving body 6 is advanced by controlling. And thereby, the biscuit extrusion process which extrudes the biscuit 31 by the injection plunger 14 is performed synchronizing with mold opening.
なお、型開き工程の実行時に、システムコントローラによって、電動サーボモータ8を圧力フィードバック制御するようにして、型開き工程の開始時から電動サーボモータ8により、射出プランジャ14によってビスケット31に対して押し出し方向の圧力をかけ続けるようにして、これにより、型開きしていくとき、ビスケット31の押し出し動作を追従(同期)させるようにしてもよい。つまり、射出プランジャ14の押し出し力に相当する電動サーボモータ8のトルク(圧力)と、型開き位置とを、システムコントローラが認知して、射出プランジャ14によってビスケット31を押し出すビスケット押出工程を、型開きと同期させて実行させるようにしてもよい。   When the mold opening process is performed, the electric servo motor 8 is pressure feedback controlled by the system controller, so that the electric servo motor 8 from the start of the mold opening process is pushed toward the biscuit 31 by the injection plunger 14. Thus, the extrusion operation of the biscuit 31 may be followed (synchronized) when the mold is opened. That is, the biscuit extrusion process in which the system controller recognizes the torque (pressure) of the electric servo motor 8 corresponding to the pushing force of the injection plunger 14 and the mold opening position and pushes the biscuit 31 by the injection plunger 14 is performed. It may be executed in synchronization with the
ビスケット押出工程が完了した後の適宜のタイミングで、システムコントローラは、射出プランジャ14を後退させる工程をとり、電動サーボモータ8を、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって後退方向に駆動制御して、移動体6を後退させる。そして、移動体6が最後退位置まで後退したタイミングで、システムコントローラは、電動サーボモータ8を停止させる。   At an appropriate timing after the biscuit extrusion process is completed, the system controller takes a step of retracting the injection plunger 14 and drives and controls the electric servo motor 8 in the backward direction by speed feedback control along the position axis. The moving body 6 is moved backward. Then, the system controller stops the electric servo motor 8 at the timing when the moving body 6 moves backward to the last retracted position.
図6は、上述した射出系メカニズムの動作に関連する工程と、速度設定値と、圧力設定値との関係を示す図である。図6において、高速射出工程と増圧工程とを除いて、速度設定値は、電動サーボモータ8を速度フィードバックするための設定値であり、高速射出工程における電動サーボモータ8への速度設定値は、低速射出工程での設定値と一致する。また、圧力設定値は、増圧工程のみが圧力フィードバックをするための設定となっている。   FIG. 6 is a diagram showing a relationship among the steps related to the operation of the injection mechanism described above, the speed set value, and the pressure set value. In FIG. 6, except for the high-speed injection process and the pressure-increasing process, the speed set value is a set value for feeding back the speed of the electric servo motor 8, and the speed set value for the electric servo motor 8 in the high-speed injection process is This matches the set value in the low speed injection process. Further, the pressure set value is set to perform pressure feedback only in the pressure increasing process.
図7は、本実施形態のダイカストマシンの射出系、型開閉系、エジェクト系の構成を簡略化して示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing a simplified configuration of an injection system, a mold opening / closing system, and an ejection system of the die casting machine of the present embodiment.
図7において、41は固定ダイプレート4に搭載された固定側金型、42は図示せぬタイバーに案内されて前後進可能である可動ダイプレート、43は可動ダイプレート42に搭載された可動側金型、44は型締め状態の両金型41、43で形成されるキャビティ、45はキャビティ44などに充填された金属材料、46は可動ダイプレート42に対して相対的に前後進可能なエジェクト部材、47はエジェクト部材46と一体のエジェクトピンである。   In FIG. 7, reference numeral 41 denotes a fixed die mounted on the fixed die plate 4, 42 denotes a movable die plate that can be moved forward and backward guided by a tie bar (not shown), and 43 denotes a movable side mounted on the movable die plate 42. Die 44, cavity formed by both molds 41, 43 in a clamped state, 45, a metal material filled in the cavity 44, etc. 46, an eject capable of moving forward and backward relative to the movable die plate 42 A member 47 is an eject pin integrated with the eject member 46.
また、51は射出用の各電動サーボモータ8をそれぞれ駆動制御する1対のサーボドライバ、52は、射出用の各電動サーボモータ8の回転をそれぞれ直線運動に変換して、移動体6および射出プランジャ14を前後進させる1対のボールネジ機構、53は、射出用の各電動サーボモータ8にそれぞれ付設され、検出信号S1、S2を出力するエンコーダである。   Reference numeral 51 denotes a pair of servo drivers that drive and control each electric servomotor 8 for injection, and 52 converts the rotation of each electric servomotor 8 for injection into a linear motion. A pair of ball screw mechanisms 53 for moving the plunger 14 back and forth is an encoder attached to each electric servomotor 8 for injection and outputting detection signals S1 and S2.
また、61は型開閉用モータを駆動制御するサーボドライバ、62は型開閉用の電動サーボモータ、63は、型開閉用の電動サーボモータ62の回転を直線運動に変換するボールネジ機構、64は、ボールネジ機構63の直線運動を受けて伸張または折り畳み駆動されて、可動ダイプレート42を前進または後退させるトグルリンク機構、65は、型開閉用の電動サーボモータ62に付設され、検出信号S3を出力するエンコーダである。   61 is a servo driver for driving and controlling the mold opening and closing motor, 62 is an electric servo motor for opening and closing the mold, 63 is a ball screw mechanism that converts the rotation of the electric servo motor 62 for opening and closing the mold into a linear motion, and 64 is A toggle link mechanism 65, which is driven to extend or fold in response to the linear motion of the ball screw mechanism 63 to move the movable die plate 42 forward or backward, is attached to the electric servomotor 62 for opening and closing the mold and outputs a detection signal S3. It is an encoder.
また、71はエジックト用モータをそれぞれ駆動制御する1対のサーボドライバ、72はエジックト用の1対の電動サーボモータ、73は、エジックト用の各電動サーボモータ71の回転をそれぞれ直線運動に変換して、エジェクト部材46およびエジェクトピン47を前後進させる1対のボールネジ機構、74は、エジックト用の各電動サーボモータ71にそれぞれ付設され、検出信号S4、S5を出力するエンコーダである。   Reference numeral 71 denotes a pair of servo drivers that respectively drive and control the eject motors, 72 denotes a pair of electric servo motors for the eject, and 73 converts the rotation of each electric servo motor 71 for the eject to a linear motion. A pair of ball screw mechanisms 74 for moving the eject member 46 and the eject pin 47 back and forth are encoders attached to the electric servomotors 71 for ejecting and outputting detection signals S4 and S5, respectively.
また、81は、ダイカストマシン全体の制御を司り、各検出信号S1〜S5などを受け取って、各サーボドライバに対して指令信号D1〜D5を送出することで、射出系、型開閉系、エジェクト系の動作を制御するシステムコントローラである。   Reference numeral 81 controls the entire die casting machine, receives the detection signals S1 to S5 and sends the command signals D1 to D5 to each servo driver, thereby causing an injection system, a mold opening / closing system, and an ejection system. It is a system controller that controls the operation of the system.
図7に示すように、本実施形態のダイカストマシンは、前述したように射出系の一部に油圧回路を搭載している以外は、電動式のマシンとして構成されており、これにより油汚損の可及的に少ないクリーンなマシンを実現できるようになっている。   As shown in FIG. 7, the die casting machine of the present embodiment is configured as an electric machine except that a hydraulic circuit is mounted on a part of the injection system as described above. It is possible to realize as few clean machines as possible.
また、システムコントローラ81が、マシン全体の状態を監視して、可動ダイプレート42の位置と、射出プランジャ14の位置とを監視して、前記したようにビスケット押出工程を、型開きと同期させて実行させ、互いの開始タイミングを一致させると共に互いの速度を等速にして、ビスケット押し出しと型開きを実行させるので、金属材料44の固定側金型41側からの離型が確実に行われ、金属材料44が確実に可動側金型43側のみに被着した状態として、型開きが行われるようになっている。   Further, the system controller 81 monitors the state of the entire machine, monitors the position of the movable die plate 42 and the position of the injection plunger 14, and synchronizes the biscuit extrusion process with the mold opening as described above. Since it is executed, the start timing of each other is matched and the speed of each other is made constant, and the biscuit extrusion and mold opening are executed, so that the metal material 44 is reliably released from the fixed side mold 41 side, The mold opening is performed in a state where the metal material 44 is securely attached only to the movable mold 43 side.
また、ビスケット押出工程では大きな力が要求されるが、本実施形態では、射出系をツイン電動モータ方式としているため、個々の射出用の電動サーボモータ8を大容量のものにしなくても、容易に要求されるビスケット31の押し出し力を得ることができる。これは、エジックト動作においても同様で、可動側金型43に被着した金属材料44の突き出しには大きな力が要求されるが、本実施形態では、エジェクト系をツイン電動モータ方式としているため、個々のエジェクト用の電動サーボモータ72を大容量のものにしなくても、容易に要求される突き出し力を得ることができる。   In addition, although a large force is required in the biscuit extrusion process, in this embodiment, since the injection system is a twin electric motor system, it is easy even if the electric servo motor 8 for individual injection does not have a large capacity. The pushing force of the biscuit 31 required for the above can be obtained. This is the same in the eject operation, and a large force is required for the protrusion of the metal material 44 attached to the movable mold 43, but in this embodiment, the eject system is a twin electric motor system. Even if the electric servo motor 72 for each eject is not of a large capacity, the required ejecting force can be easily obtained.
本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの主として射出系メカニズムを示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which mainly shows the injection system mechanism of the die-casting machine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの射出系メカニズムの機能構成を簡略化して示す説明図である。It is explanatory drawing which simplifies and shows the function structure of the injection system mechanism of the die-casting machine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの射出系メカニズムの機能構成を簡略化して示す説明図である。It is explanatory drawing which simplifies and shows the function structure of the injection system mechanism of the die-casting machine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの射出系メカニズムの機能構成を簡略化して示す説明図である。It is explanatory drawing which simplifies and shows the function structure of the injection system mechanism of the die-casting machine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの射出系メカニズムの機能構成を簡略化して示す説明図である。It is explanatory drawing which simplifies and shows the function structure of the injection system mechanism of the die-casting machine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、射出系メカニズムの動作に関連する工程と、速度設定値と、圧力設定値との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the process relevant to operation | movement of the injection system mechanism in the die-casting machine which concerns on one Embodiment of this invention, a speed setting value, and a pressure setting value. 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、射出系、型開閉系、エジェクト系の構成を簡略化して示す説明図である。It is explanatory drawing which simplifies and shows the structure of the injection system, type | mold opening / closing system, and eject system in the die-casting machine which concerns on one Embodiment of this invention.
符号の説明Explanation of symbols
1 主ベース盤
2 射出系メカニズム用のベース部材
3 保持ブロック
4 固定ダイプレート
5 支持部材
6 移動体
7 ガイドバー
8 射出用の電動サーボモータ
9 ボールネジ
10 ナット体
11 回転伝達系
12 ACC(アキュームレータ)
13 油圧シリンダ
13a 第1油室(前進用油室)
13b 第2油室
14 油圧シリンダ
15 射出スリーブ
15a 金属溶湯の注入口
21 制御弁
22 クーラー
23 タンク
24 油圧ポンプ
25、29 逆止弁
26、27、28 油路
30 圧力センサ
31 ビスケット
41 固定側金型
42 可動ダイプレート
43 可動側金型
44 キャビティ
45 金属材料
46 エジェクト部材
47 エジェクトピン
51 サーボドライバ
52 ボールネジ機構
53 エンコーダ
61 サーボドライバ
62 型開閉用の電動サーボモータ
63 ボールネジ機構
64 トグルリンク機構
65 エンコーダ
71 サーボドライバ
72 エジックト用の電動サーボモータ
73 ボールネジ機構
74 エンコーダ
81 システムコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main base board 2 Base member for injection system mechanism 3 Holding block 4 Fixed die plate 5 Support member 6 Moving body 7 Guide bar 8 Electric servo motor for injection 9 Ball screw 10 Nut body 11 Rotation transmission system 12 ACC (accumulator)
13 Hydraulic cylinder 13a First oil chamber (forward oil chamber)
13b Second oil chamber 14 Hydraulic cylinder 15 Injection sleeve 15a Metal injection port 21 Control valve 22 Cooler 23 Tank 24 Hydraulic pump 25, 29 Check valve 26, 27, 28 Oil passage 30 Pressure sensor 31 Biscuit 41 Fixed side mold 42 Movable die plate 43 Movable side mold 44 Cavity 45 Metal material 46 Eject member 47 Eject pin 51 Servo driver 52 Ball screw mechanism 53 Encoder 61 Servo driver 62 Electric servo motor for mold opening / closing 63 Ball screw mechanism 64 Toggle link mechanism 65 Encoder 71 Servo Driver 72 Electric servo motor for ejector 73 Ball screw mechanism 74 Encoder 81 System controller

Claims (2)

  1. 型開閉用の電動サーボモータと、ビスケット押し出し用の電動サーボモータと、全体の制御を司るシステムコントローラとを備えたダイカストマシンにおいて、
    前記システムコントローラは、型開き工程の実行時に、前記ビスケット押し出し用の電動サーボモータを圧力フィードバック制御し、型開き工程の開始時から射出プランジャによってビスケットに対して押し出し方向の圧力をかけ続け、これにより、型開き動作に、ビスケットの押し出し動作を追従させることを特徴とするダイカストマシン。
    In a die casting machine equipped with an electric servo motor for mold opening and closing, an electric servo motor for biscuit extrusion, and a system controller for overall control,
    The system controller performs pressure feedback control of the electric servomotor for extruding the biscuit during the mold opening process, and continues to apply pressure in the extrusion direction to the biscuit by the injection plunger from the start of the mold opening process. A die-casting machine that makes the biscuit push-out operation follow the mold opening operation .
  2. 請求項1に記載のダイカストマシンにおいて、
    前記ビスケット押し出し用の電動サーボモータを複数備え、複数のビスケット押し出し用の電動サーボモータの出力を足し合わせて、ビスケットの押し出し動作を行うことを特徴とするダイカストマシン。
    In the die casting machine according to claim 1,
    A die casting machine comprising a plurality of electric servomotors for extruding biscuits, and performing a biscuit extruding operation by adding the outputs of a plurality of electric servomotors for extruding biscuits .
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