JP5491206B2 - ダイカストマシン - Google Patents

Description

本発明は、ダイカストマシンに関する。

保温炉に保持されている溶湯（溶融状態の金属）をラドルにより汲み上げ、射出スリーブに注ぐ給湯装置を有するダイカストマシンが知られている（例えば特許文献１）。射出スリーブに注がれた溶湯は、射出スリーブに嵌合する射出プランジャが前進することにより、金型のキャビティに射出、充填される。

このようなダイカストマシンにおいては、射出プランジャが所定の高速切換位置に到達するまでは、溶湯による空気の巻き込みを抑制するために、射出プランジャを低速で前進させる。そして、射出プランジャが高速切換位置に到達した後は、溶湯の流動性が高いうちに溶湯をキャビティに充填するために、射出プランジャを高速で前進させる。高速切換位置は、キャビティと射出スリーブとを連通するゲートに溶湯が到達する位置とされる。

射出スリーブに供給される湯量が変動すると、射出プランジャが高速切換位置に到達したときに、溶湯がゲートを過ぎていたり、逆に、ゲートに到達していなかったりする。そこで、特許文献１の技術は、ラドルのトルクを検出することにより溶湯の総量を検出し、その検出結果に基づいて、高速切換位置を変化させている。

特開２０００−１９００６０号公報

特許文献１は、給湯量が変動してしまう理由については着目していない。また、ラドルのトルクの検出により溶湯の総量を検出するとしているものの、ラドルにより溶湯を汲み出してから溶湯をスリーブへ注ぐまでの、いずれの時点の検出値をどのように用いるかについても言及されていない。なお、特許文献１の従来技術の欄では、金型の温度とビスケット厚との間に相関があること、ラドルにより溶湯を汲み出すときに溶湯の重量を検出することが記載されている。

しかし、給湯量の変動をより好適に高速切換位置の設定に反映させるためには、給湯量の変動理由を解明し、その理由に適した給湯量の変動の検出方法が採用されることなどが好ましい。例えば、特許文献１の技術において、ラドルにより溶湯を汲み上げたときの溶湯の総量に基づいて高速切換位置を変更しても、その後、何らかの理由により溶湯の総量が変動すれば、高速切換位置の変更が好適になされないことになる。

本発明の目的は、給湯量の変化を好適に検出することにより良好な鋳造品を安定して生産できるダイカストマシンを提供することにある。

本発明のダイカストマシンは、金型のキャビティに連通する射出スリーブと、前記射出スリーブ内を摺動して前記射出スリーブ内の溶湯を前記キャビティに射出する射出プランジャと、前記射出プランジャを駆動する駆動装置と、保温炉に保持されている溶湯を汲み出し、汲み出した溶湯を、前記射出スリーブに注ぐラドルと、前記射出スリーブへ溶湯を注いだ後の前記ラドルにおける溶湯の付着状態を検出するセンサと、前記射出プランジャが所定の高速切換位置に到達したときに射出速度が高速に切り換わるように前記駆動装置を制御するとともに、溶湯の付着が検出されたショットにおける前記高速切換位置が、溶湯の付着が検出されなかったショットにおける前記高速切換位置よりも前記キャビティ側になるように、前記センサの検出結果に基づいて、その検出結果と同一ショットにおける前記高速切換位置を設定する制御装置と、を有する。

好適には、前記センサは、前記ラドルにおける溶湯の付着量に応じて変化する検出結果を出力し、前記制御装置は、付着量が多いほど前記高速切換位置を前記キャビティ側に設定する。

好適には、前記制御装置は、前記センサの検出結果から溶湯の付着の有無に係る情報のみを取得し、前記センサにより溶湯の付着が検出されたときは、予め保持している情報に基づいて前記ラドルにおける溶湯の付着量を算出し、その算出した付着量が多いほど前記高速切換位置を前記キャビティ側に設定する。

好適には、前記制御装置は、射出速度を高速に切り換えた後、前記射出プランジャが所定の減速開始位置に到達したときに射出速度が減速されるように前記駆動装置を制御するとともに、溶湯の付着が検出されたショットにおける前記減速開始位置が、溶湯の付着が検出されなかったショットにおける前記減速開始位置よりも前記キャビティ側になるように、前記センサの検出結果に基づいて、その検出結果と同一ショットにおける前記減速開始位置を設定する。

好適には、前記センサは、前記ラドルを撮像するビジョンセンサである。

本発明によれば、給湯量の変化を好適に検出することにより良好な鋳造品を安定して生産できる。

本発明の第１の実施形態に係るダイカストマシンの要部の構成を示す図。 図１のダイカストマシンの信号処理系の構成を示すブロック図。 図１のダイカストマシンの射出動作を説明する図。 図１のダイカストマシンが実行する処理の手順を示すフローチャート。 図１のダイカストマシンのセンサの撮像画像を示す図。 本発明の第２の実施形態に係るダイカストマシンの信号処理系の構成を示すブロック図。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のダイカストマシン１の要部を示す図である。

ダイカストマシン１は、金型１０１を保持する不図示の型締装置と、金型１０１のキャビティ１０７に溶湯ＭＬを射出する射出装置３と、射出装置３に溶湯ＭＬを供給する給湯装置５とを有している。

金型１０１は、固定金型１０３と、固定金型１０３に対して型開閉方向に移動される移動金型１０５とを有している。キャビティ１０７は、固定金型１０３と移動金型１０５との間に形成される。

射出装置３は、キャビティ１０７に連通する射出スリーブ７と、射出スリーブ７内を摺動可能な射出プランジャ９と、射出プランジャ９を駆動可能な射出シリンダ１１と、射出プランジャ９の位置を検出する位置センサ１２とを有している。

射出スリーブ７は、円筒状に形成されており、固定金型１０３に水平に挿通されることにより、ゲート１０９を介してキャビティ１０７に連通している。射出スリーブ７の上面には、溶湯ＭＬを射出スリーブ７内に供給するために給湯口７ａが形成されている。

射出プランジャ９は、射出スリーブ７に嵌合するプランジャチップ１３と、プランジャチップ１３に固定され、射出スリーブ７から延出するプランジャロッド１５とを有している。射出スリーブ７内に供給された溶湯は、プランジャチップ１３がキャビティ１０７側へ前進することにより、キャビティ１０７内へ射出、充填される。

射出シリンダ１１は、液圧シリンダにより構成されており、シリンダチューブ１７と、シリンダチューブ１７内を摺動する不図示のピストンと、当該ピストンに固定され、シリンダチューブ１７から延出するピストンロッド１９とを有している。

ピストンロッド１９は、カップリング２１を介してプランジャロッド１５に連結されている。シリンダチューブ１７の内部は、不図示のピストンにより２つのシリンダ室に区画されている。そして、２つのシリンダ室に選択的に作動液（例えば油）が供給されることにより、不図示のピストンが移動し、ひいては、射出プランジャ９が駆動される。

位置センサ１２は、例えば、ピストンロッド１９に設けられたスケール部１９ａとともに、リニアスケール（リニアエンコーダ）を構成している。そして、位置センサ１２は、位置センサ１２とスケール部１９ａとの相対移動量に比例したパルス数の信号、又は、当該パルス数に基づく位置を出力する。リニアスケールは、磁気式であってもよいし、光学式であってもよい。

給湯装置５は、保温炉１５１に保持されている溶湯ＭＬを汲み出し、給湯口７ａに注ぐためのラドル２３と、ラドル２３を支持するアーム２５と、アーム２５を支持するベース２７と、ラドル２３の異常を検出するための付着センサ２９とを有している。

ラドル２３は、例えば、鉄を主体として形成されるとともに、ライニングが施されている。ライニングには、例えば、酸化アルミ、酸化チタン、黒鉛粉、カオリンなどの水溶液に水ガラスを少量添加したものが使用される。

ラドル２３は、底部及び底部の周囲を囲む周面部を有する容器本体２３ａと、容器本体２３ａの周面部の頂部から外側へ突出する注ぎ口２３ｂとを有している。ラドル２３は、例えば、注ぎ口２３ｂ側において、アーム２５の先端に回転可能に連結されている。

ラドル２３には、例えば、ベース２７に内蔵されたラドル用モータ３５（図２参照）の回転が、アーム２５に内蔵されたチェーン等を含む伝達機構を介して伝達される。これにより、ラドル２３は、所望の角度で傾斜するように駆動される。

アーム２５は、例えば、複数の長尺部材が回転可能に連結されることにより構成され、リンク機構を構成している。アーム２５は、根元側の所定位置がベース２７に内蔵されたアーム用モータ３７（図２参照）により回転されることにより、矢印Ｌｍで示すように、ラドル２３を、保温炉１５１内の位置と給湯口７ａ上の位置との間で移動させる。

アーム２５によりラドル２３が保温炉１５１の溶湯ＭＬに漬され、その後、ラドル２３が溶湯ＭＬから引き上げられることにより、ラドル２３により溶湯ＭＬが汲み出される。そして、ラドル２３を所定の角度（傾斜角θ）に傾斜させ、汲み出した溶湯ＭＬの一部を保温炉１５１に戻すことにより、ラドル２３内の溶湯ＭＬは、１ショットの鋳造に必要十分な量とされる。なお、ラドル２３は、溶湯ＭＬに漬される前から、溶湯ＭＬから引き上げられるまでの間に亘って、傾斜角θに傾斜されていてもよい。

その後、アーム２５によりラドル２３が給湯口７ａ上に搬送され、注ぎ口２３ｂが下方側になるようにラドル２３が傾斜されることにより、ラドル２３内の溶湯ＭＬは、給湯口７ａに注がれる。なお、このときの傾斜角は、ラドル２３内に溶湯ＭＬが残留しないように十分な大きさ（容器本体２３ａの注ぎ口２３ｂ側の内面が、容器本体２３ａの底部側を上方にして傾く大きさ）とされる。

付着センサ２９は、ラドル２３を撮像するビジョンセンサにより構成されている。ラドル２３において、ライニングの効果が低下すると、溶湯ＭＬを射出スリーブ７に注いだ後において、溶湯ＭＬがラドル２３に付着する。そこで、付着センサ２９は、給湯後のラドル２３を撮像することにより、溶湯ＭＬの付着状態を検出する。これにより、ラドル２３の異常が検出される。

なお、付着センサ２９は、ラドル２３により溶湯ＭＬを射出スリーブ７に注いだ後から、次のショットのために保温炉１５１の溶湯ＭＬにラドル２３が漬される前までの間において、ラドル２３の内部を撮像可能な適宜な位置に配置されてよい。図１では、付着センサ２９が、溶湯ＭＬを射出スリーブ７に注いだ直後のラドル２３の内部を撮像可能な位置に配置されている場合を例示している。

給湯後のラドル２３に溶湯ＭＬが付着した場合、１ショットの鋳造に必要十分な量の溶湯ＭＬが射出スリーブ７に給湯されなかったことになる。そこで、溶湯の不足分に応じて、後述する高速切換位置を変更し、不良品の発生を抑制するために、付着センサ２９は、溶湯ＭＬの付着の有無だけでなく、溶湯ＭＬの付着量を検出可能に構成されている。

図２は、ダイカストマシン１の信号処理系の構成を示すブロック図である。

ダイカストマシン１は、入力部３３、付着センサ２９及び位置センサ１２からの入力信号に基づいて、ラドル用モータ３５、アーム用モータ３７、射出シリンダ１１及び出力部３９を制御する制御装置３１を有している。

入力部３３は、例えば、複数のスイッチを含む操作パネルにより構成されており、ユーザの入力操作に応じた信号を制御装置３１に入力する。入力部３３は、例えば、ユーザの入力操作に基づいて、後述する高速切換位置とされるべき位置や減速開始位置とされるべき位置（以下、これらを「設定位置Ｖ１」と総称することがある。）の情報を含む信号を制御装置３１に入力する。

ラドル用モータ３５は、例えば、ステップモータやサーボモータにより構成されている。なお、ラドル用モータ３５は、直流モータでも交流モータでもよい。ラドル用モータ３５は、ラドル用モータドライバ４１から供給された電力により駆動される。ラドル用モータドライバ４１は、制御装置３１からの制御信号に応じた電力をラドル用モータ３５に出力する。

アーム用モータ３７は、ラドル用モータ３５と同様に、直流形又は交流形のステップモータやサーボモータにより構成されている。アーム用モータ３７は、アーム用モータドライバ４３から供給された電力により駆動される。アーム用モータドライバ４３は、制御装置３１からの制御信号に応じた電力をアーム用モータ３７に出力する。

射出シリンダ１１は、液圧回路４５から作動液が供給される。液圧回路４５は、例えば、特に図示しないが、ポンプ、アキュムレータ、バルブを含んで構成されており、制御装置３１からの制御信号に応じて、射出シリンダ１１に作動液を供給する。

出力部３９は、例えば、表示装置、スピーカ、プリンタのいずれかを適宜に含んで構成されている。出力部３９は、制御装置３１からの制御信号に基づいて、画像表示、音声出力、及び／又は、印刷を行う。

制御装置３１は、特に図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び外部記憶装置を含むコンピュータにより構成されている。そして、ＣＰＵがＲＯＭや外部記憶装置に記憶されているプログラムを実行することにより、以下に述べる各部が構成される。

付着量算出部４９は、付着センサ２９からの信号及び付着量データＤ１に基づいて、給湯後のラドル２３に付着している溶湯ＭＬの付着量を算出する。

付着量データＤ１は、付着センサ２９の検出値と溶湯ＭＬのラドル２３における付着量とを対応付けたマップを保持している。例えば、付着センサ２９がラドル２３に付着した溶湯ＭＬの表面積を検出するものである場合、付着量データＤ１は、その表面積と、溶湯の体積若しくは質量とを対応付けて保持している。このようなマップは、例えば、実験などにより得られる。

補正量算出部５１は、付着量算出部４９により算出された付着量に基づいて、設定位置Ｖ１の補正量Ｖ２を算出する。具体的には、付着量（体積）を射出スリーブ７の断面積により割ることにより補正量Ｖ２が算出される。なお、射出スリーブ７の断面積は、入力部３３に対する操作などにより予め制御装置３１に記憶されている。

切換位置設定部５２は、入力部３３から入力された設定位置Ｖ１及び補正量算出部５１により算出された補正量Ｖ２に基づいて、後述する高速切換位置や減速開始位置を設定する。具体的には、設定位置Ｖ１を補正量Ｖ２だけキャビティ１０７側へずらした位置を高速切換位置や減速開始位置として設定する。

射出制御部５３は、切換位置設定部５２により設定された高速切換位置や減速開始位置に基づいて液圧回路４５を制御する。なお、射出制御部５３は、位置センサ１２により検出される射出プランジャ９の位置及び速度に基づいて、射出プランジャ９の位置制御及び速度制御を行う。

図３は、射出装置３の射出動作を説明する図である。具体的には、図３（ａ）は、射出装置３における射出圧力の経時変化を示す図であり、図３（ｂ）は、射出装置３における射出速度（射出プランジャ９の速度）の経時変化を示す図である。

不図示の型締装置において、金型１０１の型閉じ及び型締めが完了し、給湯装置５により射出スリーブ７内に溶湯が供給されると、射出プランジャ９が前進を開始し、低速射出が行われる。低速射出では、射出プランジャ９は、比較的低速の速度Ｖ_Ｌで前進する。なお、射出プランジャ９が速度Ｖ_Ｌで前進するときの射出圧力は、比較的低圧の圧力Ｐ_Ｌである。

射出プランジャ９が所定の高速切換位置に到達すると（図３（ｂ）のＤ点）、射出プランジャ９の速度が比較的低速の速度Ｖ_Ｌから比較的高速の速度Ｖ_Ｈに切り換えられ、高速射出が開始される。なお、射出プランジャ９が速度Ｖ_Ｈで前進するときの射出圧力は、圧力Ｐ_Ｌよりも高圧の圧力Ｐ_Ｈである。

射出プランジャ９が所定の減速開始位置に到達すると（図３（ｂ）のＬ点）、射出プランジャ９の減速が開始される。そして、射出速度は、速度Ｖ_Ｈから急激に減速される（速度Ｖ_ｄ）。一方、溶湯はキャビティ１０７に概ね充填されており、射出プランジャ９により押圧されている溶湯は逃げ場を失うから、射出圧力は圧力Ｐ_Ｈから急激に上昇する（圧力Ｐ_ｄ）。

減速が終了すると、増圧が開始され（図３（ｂ）のＭ点以降）、射出速度は更に遅くなりつつ（速度Ｖ_ｔ）、射出圧力は上昇する（圧力Ｐ_ｔ）。そして、射出プランジャ９は停止し、射出圧力は鋳造圧力（終圧）Ｐ_ｍａｘになり、溶湯の充填は完了する。その後、射出圧力は鋳造圧力Ｐ_ｍａｘに維持される。

図４は、ダイカストマシン１が実行する給湯及び射出に係る処理の手順を示すフローチャートである。

図４の処理は、繰り返し実行される複数回の成形サイクル（ショット）において、１回の成形サイクルにつき１回実行される。各成形サイクルにおいては、ダイカストマシン１は、図４の処理が開始される前までに、不図示の型締装置により金型１０１の型閉じ及び型締めを行う。

ステップＳ１では、ダイカストマシン１は、給湯装置５により給湯を行う。すなわち、制御装置３１は、ラドル２３により保温炉１５１から溶湯ＭＬを汲み出し、汲み出した溶湯ＭＬを射出スリーブ７に注ぐように、アーム用モータ３７及びラドル用モータ３５を制御する。

ステップＳ２では、ダイカストマシン１は、ラドル２３における溶湯ＭＬの付着状態を検出する。すなわち、付着センサ２９は、ラドル２３を撮像し、その撮像画像、又は、その撮像画像に基づく処理結果を制御装置３１に出力する。

ステップＳ３では、ダイカストマシン１は溶湯ＭＬの付着量を算出する。すなわち、付着量算出部４９は、付着量データＤ１を参照して、付着センサ２９からの信号（検出値）に応じた溶湯ＭＬの付着量を特定する。

ステップＳ４では、ダイカストマシン１は補正量Ｖ２を算出する。すなわち、補正量算出部５１は、付着量算出部４９の算出した付着量に基づいて補正量Ｖ２を算出する。

ステップＳ５では、ダイカストマシン１は切換位置の設定を行う。すなわち、切換位置設定部５２は、設定位置Ｖ１及び補正量Ｖ２に基づいて高速切換位置及び減速開始位置を設定する。

ステップＳ６では、ダイカストマシン１は低速射出を開始する。すなわち、射出制御部５３は、比較的低速の速度Ｖ_Ｌで射出プランジャ９を前進させるように、液圧回路４５を制御する。

ステップＳ７では、ダイカストマシン１は射出プランジャ９が高速切換位置に到達したか否か判定する。すなわち、射出制御部５３は、位置センサ１２の検出する位置がステップＳ５において設定された高速切換位置に到達したか否か判定する。

高速切換位置に到達していないと判定された場合は、低速射出が維持される。高速切換位置に到達したと判定された場合は、処理はステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、ダイカストマシン１は高速射出を開始する。すなわち、射出制御部５３は、比較的高速の速度Ｖ_Ｈで射出プランジャ９を前進させるように、液圧回路４５を制御する。

ステップＳ９では、ダイカストマシン１は射出プランジャ９が減速開始位置に到達したか否か判定する。すなわち、射出制御部５３は、位置センサ１２の検出する位置がステップＳ５において設定された減速開始位置に到達したか否か判定する。

減速開始位置に到達していないと判定された場合は、速度Ｖ_Ｈが維持される。減速開始に到達したと判定された場合は、処理はステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ダイカストマシン１は射出プランジャ９の減速を開始する。

その後、射出プランジャ９は停止し、増圧制御がなされる。そして、溶湯が凝固すると、ダイカストマシン１は、不図示の型締装置による型開き、不図示の押出装置による成形品の押し出しなどを行う。

図５（ａ）は、付着センサ２９により撮像された画像１１１の一例を示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の領域Ｖｂの拡大図である。

画像１１１は、例えば、ラドル２３の内側面の全体の像を含んでいる。画像１１１において、ラドル２３の像と、ラドル２３に付着した溶湯ＭＬの像とは、色が異なる。そこで、付着センサ２９は、画像１１１の色に基づいてラドル２３と溶湯ＭＬとを判別し、溶湯ＭＬの表面積を算出する。

表面積は、例えば、溶湯ＭＬの色であると判定される画素１１３の数と、画素１１３の面積と、画像１１１の縮尺とに基づいて算出される。画素１１３の面積は、付着センサ２９により記憶されている。また、画像１１１の縮尺は、予め入力部３３により入力されてもよいし、予め入力されたラドル２３の実際の寸法と画像１１１におけるラドル２３の像の寸法とに基づいて算出されてもよい。

以上の実施形態によれば、ダイカストマシン１は、金型１０１のキャビティ１０７に連通する射出スリーブ７と、射出スリーブ７内を摺動して射出スリーブ７内の溶湯ＭＬをキャビティ１０７に射出する射出プランジャ９と、射出プランジャ９を駆動する射出シリンダ１１とを有する。また、ダイカストマシン１は、保温炉１１５に保持されている溶湯ＭＬを汲み出し、汲み出した溶湯ＭＬを、射出スリーブ７に注ぐラドル２３と、射出スリーブ７へ溶湯ＭＬを注いだ後のラドル２３における溶湯ＭＬの付着状態を検出する付着センサ２９と、制御装置３１とを有する。制御装置３１は、射出プランジャ９が所定の高速切換位置（Ｄ）に到達したときに射出プランジャ９の射出速度が高速（Ｖ_Ｈ）に切り換わるように射出シリンダ１１を制御する（ステップＳ７及びＳ８）。また、制御装置３１は、溶湯ＭＬの付着が検出されたショットにおける高速切換位置が、溶湯ＭＬの付着が検出されなかったショットにおける高速切換位置よりもキャビティ１０７側になるように、付着センサ２９の検出結果に基づいて、その検出結果と同一ショットにおける高速切換位置を設定する（ステップＳ３〜Ｓ５）。

従って、ラドル２３のライニングの効果の低下などにより、溶湯ＭＬがラドル２３に付着し、その結果、射出スリーブ７に供給される湯量が低減した場合においても、適切な位置において高速射出を開始することができる。その結果、溶湯ＭＬがゲート１０９に到達する前に高速射出が開始されることが抑制され、空気の巻き込みによる品質低下が抑制される。

なお、従来、湯量については、保温炉１５１から正確に汲み出すことばかりが注目されており、ラドル２３に溶湯が付着することにより、汲み出した量と注ぐ量との間に差が生じ得ることは注目されていなかった。これは、ライニングの効果によりラドル２３に溶湯ＭＬが付着しないことが前提とされ、また、ダイカストマシン１の製造者においては、ライニングの効果が低下する前にラドル２３を交換することを作業者に推奨していたためと考えられる。

付着センサ２９は、ラドル２３における溶湯ＭＬの付着量に応じて変化する検出結果を出力する。制御装置３１は、付着量が多いほど高速切換位置（Ｌ）をキャビティ１０７側に設定する。従って、溶湯ＭＬの付着量の変化を正確に捉え、ラドル２３により汲み出す溶湯ＭＬの補正量を的確に変化させることができる。

制御装置３１は、射出速度を高速（Ｖ_Ｈ）に切り換えた後、射出プランジャ９が所定の減速開始位置（Ｌ）に到達したときに射出速度が減速されるように射出シリンダ１１を制御する（ステップＳ９及びＳ１０）。また、制御装置３１は、溶湯ＭＬの付着が検出されたショットにおける減速開始位置が、溶湯ＭＬの付着が検出されなかったショットにおける減速開始位置よりもキャビティ１０７側になるように、付着センサ２９の検出結果に基づいて、その検出結果と同一ショットにおける減速開始位置を設定する（ステップＳ３〜Ｓ５）。

従って、ラドル２３のライニングの効果の低下などにより、溶湯ＭＬがラドル２３に付着し、その結果、射出スリーブ７に供給される湯量が低減した場合においても、適切な位置において減速を開始することができる。その結果、キャビティ１０７に十分に溶湯が充填される前に減速が開始されることが抑制され、ヒケの発生などが抑制される。

付着センサ２９は、ラドル２３を撮像するビジョンセンサである。従って、付着センサ２９の取付位置は、給湯後のラドル２３を撮像可能な範囲であればよく、自由度が高い。歪ゲージ式のロードセルによりラドル２３の重量を検出して付着状態を検出する場合、熱による部材の膨張などにより誤差が生じるおそれがある。しかし、ビジョンセンサであれば、そのようなおそれもない。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係るダイカストマシン２０１の信号処理系の構成を示すブロック図である。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態の構成と共通又は類似の構成については、説明を省略することがあり、また、第１の実施形態と同一の符号を付すことがある。

第２の実施形態は、付着有無判定部１４７を有している点が第１の実施形態と相違する。また、第２の実施形態は、付着量算出部１４９における付着量の算出方法が第１の実施形態の付着量算出部４９における付着量の算出方法と相違する。具体的には、以下のとおりである。

付着有無判定部１４７は、付着センサ２９からの信号に基づいて、給湯後のラドル２３に溶湯ＭＬが付着しているか否かを判定する。例えば、付着センサ２９が溶湯ＭＬの表面積を検出するものである場合、付着有無判定部１４７は、その検出された表面積が所定の閾値を超えているか否か判定し、超えているときは、溶湯ＭＬが付着していると判定する。

第１の実施形態では、付着量算出部４９は、付着センサ２９から付着量を特定可能な検出値（表面積）が入力され、当該検出値に基づいて付着量（補正量Ｖ２）を算出した。これに対し、第２の実施形態では、付着量算出部１４９は、付着センサ２９からは、付着有無判定部１４７を介して、付着の有無（Ｖ０）のみが入力される。

そして、付着有無判定部１４７において、給湯後のラドル２３に溶湯ＭＬが付着していると判定された場合、付着量算出部１４９は、成形サイクル開始前に予め入力されている情報のみに基づいて、付着量（補正量Ｖ２）を算出する。

具体的には、付着量算出部１４９は、入力部３３等を介して入力された、現在の設定湯量Ｖ４及びラドルサイズＶ３に基づいて補正量Ｖ２を算出する。設定湯量Ｖ４は、射出スリーブ７に供給されるべき湯量である。ラドルサイズＶ３は、ラドル２３の容積であってもよいし、製造者において定めたラドルサイズの規格の名称（例えば、Ｌ、Ｍ、Ｓ）であってもよい。

また、付着量データＤ３は、設定湯量及びラドルサイズの種々の組み合わせに対して、溶湯ＭＬの付着量を対応付けたマップを保持している。そして、付着量算出部１４９は、付着量データＤ３を参照することにより、現在の設定湯量Ｖ４及びラドルサイズＶ３に基づいて補正量Ｖ２を算出する。

なお、ダイカストマシン２０１のその他の構成及び動作については、第１の実施形態と同様である。

以上の第２の実施形態によれば、制御装置１３１は、付着センサ２９の検出結果から溶湯ＭＬの付着の有無に係る情報（Ｖ０）のみを取得し、溶湯ＭＬの付着が検出されたときは、予め保持している情報（Ｖ４、Ｖ３、Ｄ３）に基づいてラドル２３における溶湯ＭＬの付着量を算出し、その算出した付着量が多いほど高速切換位置をキャビティ１０７側に設定する。

従って、付着センサ２９は、付着の有無を検出可能なものであればよく、センサの選択肢が増える。また、例えば、付着センサ２９が撮像に基づいて溶湯ＭＬの表面積を検出する場合、ラドル２３に対する付着センサ２９の撮影方向によって表面積の検出値は変化し得る。従って、第１の実施形態では、そのような影響も考慮して、付着センサ２９の取付位置を決定したり、付着量データＤ１を構築したりする必要がある。しかし、第２の実施形態では、そのようなことを考慮する必要がない。

ラドルは、一般にシンプルな形状をしている。従って、例えば、金型における溶湯ＭＬの付着に比較して、ラドルにおける溶湯ＭＬの付着は、一定のパターンで生じる可能性が高く、また、そのパターンに基づく付着量の予測方法は、複数のラドル間で共用できる可能性が高い。その結果、上述のように、付着の有無の判定結果、及び、付着センサ２９による付着状態の検出前に予め入力されている情報のみに基づいて、溶湯の付着量を予測することができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

溶湯の付着状態を検出するセンサは、ビジョンセンサに限定されない。また、センサは、溶湯の表面積を検出するものに限定されない。

例えば、センサは、ラドルの内面又は溶湯の表面との距離をラドル内面の複数位置について計測するレーザ干渉計を含むセンサであってもよい。すなわち、予め取得されているラドルの内面の形状と、検出されたラドルの内面における表面形状との差異に基づいて、溶湯の付着の有無、溶湯の表面積又は体積が検出されてもよい。

また、例えば、センサは、ラドルの内面及び溶湯の表面との距離をラドル内面の複数位置について計測する超音波センサであってもよい。すなわち、ラドルの内面の形状と、ラドルの内面における表面形状とが同時に取得され、その差異に基づいて、溶湯の付着の有無、溶湯の表面積又は体積が検出されてもよい。

また、例えば、センサは、ラドル及び溶湯から放射される赤外線に基づいてこれらの温度を検出するサーモビューア（２次元放射温度計）であってもよい。すなわち、溶湯の温度がラドルの温度よりも高温であることに基づいて、溶湯の付着の有無、溶湯の表面積又は溶湯の体積が検出されてもよい。

また、例えば、センサは、ラドル用モータ（３５）の負荷トルクを検出するトルクセンサであってもよい。すなわち、溶湯の付着によって生じるラドルの重量の変化に基づいて、溶湯の付着の有無又は溶湯の体積が検出されてもよい。

また、ビジョンセンサは、可視光に基づく撮像を行うものに限定されない。例えば、ビジョンセンサは、赤外光や紫外光に基づく撮像を行うものであってもよい。

センサ及び制御装置の役割分担は、実施形態の態様に限定されない。例えば、第１の実施形態において、センサは画像を制御装置に出力し、制御装置において、画像処理を行って溶湯の表面積を算出してもよい。

溶湯の付着量の算出方法は、データ（Ｄ１、Ｄ３）に基づくものに限定されない。例えば、検出された表面積が代入される所定の計算式により、付着量が算出されてもよい。

制御装置が第２の実施形態のように、センサから付着量に係る情報を取得せずに付着量を算出する場合、算出に利用される情報は、現在の設定湯量（Ｖ４）及び現在のラドルサイズ（Ｖ３）に限定されない。例えば、ラドルの形状を分類したラドルタイプ、溶湯温度、溶湯の種類、ダイカストマシンの出荷後又はラドルの交換時からの給湯回数、溶湯の付着が検出された回数が利用されてもよい。

第１の実施形態のように、センサが付着量に応じた検出結果を出力する場合においても、付着の有無が判定されてよい。また、補正量等を算出するルーチンは、付着が検出されたときのみ実行されてもよいし、常に実行されていてもよい。溶湯の付着が検出されたときには、ラドルの交換を促す報知処理が行われてもよい。例えば、制御装置３１は、所定の画像を表示するように表示装置（出力部３９）を制御したり、所定の報知音を出力するようにスピーカ（出力部３９）を制御してもよい。また、報知は、付着量の大小に応じて異なる態様で行われたり、給湯回数の増加に応じて異なる態様で行われたりしてもよい。

減速開始位置の設定及び減速制御は、なされなくてもよい。すなわち、溶湯がキャビティ内に充填されることによる反力のみにより、高速で前進している射出プランジャの減速がなされてもよい。

５…給湯装置、７…射出スリーブ、９…射出プランジャ、１１…射出シリンダ（駆動装置）、２３…ラドル、２９…付着センサ（センサ）、３１…制御装置、１０１…金型、１０７…キャビティ、１５１…保温炉、ＭＬ…溶湯。

Claims (5)

1. 金型のキャビティに連通する射出スリーブと、
   前記射出スリーブ内を摺動して前記射出スリーブ内の溶湯を前記キャビティに射出する射出プランジャと、
   前記射出プランジャを駆動する駆動装置と、
   保温炉に保持されている溶湯を汲み出し、汲み出した溶湯を、前記射出スリーブに注ぐラドルと、
   前記射出スリーブへ溶湯を注いだ後の前記ラドルにおける溶湯の付着状態を検出するセンサと、
   前記射出プランジャが所定の高速切換位置に到達したときに射出速度が高速に切り換わるように前記駆動装置を制御するとともに、溶湯の付着が検出されたショットにおける前記高速切換位置が、溶湯の付着が検出されなかったショットにおける前記高速切換位置よりも前記キャビティ側になるように、前記センサの検出結果に基づいて、その検出結果と同一ショットにおける前記高速切換位置を設定する制御装置と、
   を有するダイカストマシン。
2. 前記センサは、前記ラドルにおける溶湯の付着量に応じて変化する検出結果を出力し、
   前記制御装置は、付着量が多いほど前記高速切換位置を前記キャビティ側に設定する
   請求項１に記載のダイカストマシン。
3. 前記制御装置は、前記センサの検出結果から溶湯の付着の有無に係る情報のみを取得し、前記センサにより溶湯の付着が検出されたときは、予め保持している情報に基づいて前記ラドルにおける溶湯の付着量を算出し、その算出した付着量が多いほど前記高速切換位置を前記キャビティ側に設定する
   請求項１に記載のダイカストマシン。
4. 前記制御装置は、射出速度を高速に切り換えた後、前記射出プランジャが所定の減速開始位置に到達したときに射出速度が減速されるように前記駆動装置を制御するとともに、溶湯の付着が検出されたショットにおける前記減速開始位置が、溶湯の付着が検出されなかったショットにおける前記減速開始位置よりも前記キャビティ側になるように、前記センサの検出結果に基づいて、その検出結果と同一ショットにおける前記減速開始位置を設定する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイカストマシン。
5. 前記センサは、前記ラドルを撮像するビジョンセンサである
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイカストマシン。

Images