JP7222751B2 - ダイカストマシン、金型付ダイカストマシン、ダイカストマシン用制御装置及びダイカスト方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施形態に係る金型付ダイカストマシンDC1の要部の構成を示す、一部に断面図を含む側面図である。
マシン本体3の構成は、公知の種々の構成と同様とされて構わない。以下では、マシン本体3の構成の一例について述べる。マシン本体3は、例えば、金型101の開閉及び型締めを行う型締装置7と、金型101の内部に溶湯を射出する射出装置9と、ダイカスト品を固定金型103又は移動金型105(図1では移動金型105)から押し出す押出装置11とを有している。また、マシン本体3は、射出装置9に溶湯を供給する給湯装置13(図2(b)参照)を有している。
型締装置7は、例えば、基本的な構成として、固定金型103を保持する固定ダイプレート15と、移動金型105を保持する移動ダイプレート17と、両ダイプレートに架け渡される1以上(通常は複数。例えば4本)のタイバー19とを有している。
射出装置9は、例えば、金型101内に通じるスリーブ39と、スリーブ39内を摺動可能なプランジャ41と、プランジャ41を駆動する射出駆動部43とを有している。なお、射出装置9の説明においては、金型101側を前方、その反対側を後方ということがある。
図1に戻って、押出装置11は、例えば、特に符号を付さないが、移動金型105に対して型開閉方向に挿通されている押出ピンと、当該押出ピンを型開閉方向に駆動する押出駆動部とを有している。金型101の内部に射出された溶湯が凝固してダイカスト品が成形され、その後、型開きが行われると、ダイカスト品は、固定金型103から離型して移動金型105とともに移動する。この型開きの際、又は型開きの後、押出駆動部によって押出ピンが駆動され、押出ピンが移動金型105から固定金型103側へ突出することにより、ダイカスト品が移動金型105から押し出される。
図2(b)は、給湯装置13の一例を示す模式図である。給湯装置13は、例えば、溶湯Mを保持する保持炉59と、保持炉59から1ショット分の溶湯Mを汲み出してスリーブ39に注ぐ注湯装置61とを有している。
図1に戻って、制御ユニット5は、例えば、各種の演算を行って制御指令を出力する制御装置67(図6参照)と、オペレータの入力操作を受け付ける入力装置69と、画像を表示する表示装置71と、を有している。また、別の観点では、制御ユニット5は、例えば、電源回路及び制御回路等を有する不図示の制御盤と、ユーザインターフェースとしての操作部73とを有している。
図3(a)は、型閉状態の金型101等を示す模式的な断面図である。
図6は、ダイカストマシン1の信号処理系に係る構成を示すブロック図である。
図7(a)~図9(b)は、ダイカストマシン1が実行する鋳造サイクルの概要を模式的に示す断面図である。鋳造サイクルは、図7(a)から図9(b)へ順に進む。
上記のように、隙間109の大きさは、分流子107の突部107bの突出量よりも小さい限り(分流子107によってスリーブ39の前方の開口のうち下方側の一部を塞ぐことができる限り)、適宜に設定されてよい。隙間109の大きさは、鋳造サイクル開始前におけるオペレータの入力装置69に対する操作によって設定されてもよいし、ダイカストマシン1の製造者によって設定されていてもよいし、金型101の情報等に基づいて制御装置67によって設定されてもよい。また、隙間109の大きさは、金型101の種類毎に設定されてもよいし、金型101の種類によらずに一定に設定されてもよい。設定された隙間109の大きさは、データDTに記憶される。隙間109の具体的な大きさは適宜に設定されてよい。一例を挙げると、隙間109の大きさは、0.1mm以上3.0mm以下である。
図5(b)に示すように、分流子107の凹溝107cの底面の上下方向の位置を湯面高さH1とする。また、凹溝107cの内壁上端の上下方向の位置を湯面高さH2とする。図3(b)~図5(b)から理解されるように、隙間109が構成されていても、溶湯の湯面が湯面高さH1よりも下方に位置している間は、溶湯はスリーブ39内に留まり、隙間109へは流れ込まない。また、湯面が湯面高さH1を超えると、溶湯はスリーブ39から凹溝107cに流れ込み始めるが、湯面が湯面高さH2よりも下方に位置している限りは、溶湯は隙間109へ流れ込まない。そして、湯面が湯面高さH2を超えると、溶湯は隙間109へ流れ込む。
図10は、射出における種々の物理量の経時変化の一例を示す模式的な折れ線グラフである。
金型101の隙間109の縮小を開始する条件は、意図した時期までに型接触又は型締めを行うことができる限り、適宜に設定されてよい。本実施形態では、高速射出開始までに型締めを完了する場合を例に取る。また、隙間109の縮小を開始する条件は、例えば、プランジャ41が所定の型締開始位置Scに至ったこととされてよい。型締開始位置Scは、適宜に設定されてよい。図10に示す例では、以下のように型締開始位置Scが設定されている。
図11は、これまでに説明した鋳造サイクルを実現するために制御装置67が実行するサイクル処理の手順の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、入力装置69に対するサイクル開始の操作をトリガとして繰り返し実行される。
以下の変形例の説明においては、基本的に、実施形態との相違部分について述べる。特に断りがない事項については、実施形態と同様とされてよい。また、便宜上、実施形態の構成と差異がある構成についても、実施形態の構成に付した符号を付すことがある。
図12(a)は、第1変形例を説明するための模式的な断面図であり、図9(a)と図9(b)との間の状態に相当する。図12(b)は、第1変形例を説明するためのブロック図であり、図6の一部に相当する。
V=A×L (1)
A=h×√(r2-h2)-r2cos-1(h/r)+πr2 (2)
(1)式から、A=V/Lであり、これを(2)式に代入して変形すると、
L=(h×√(r2-h2)-r2cos-1(h/r)+πr2)/V (3)
が成り立つ。
図13は、第2変形例を説明するための模式的な断面図であり、図8(b)のような状態の一部に相当する。
Claims (12)
- 1対の金型の型開閉及び型締めを行う横型締式の型締装置と、
前記1対の金型間のキャビティに通じるスリーブ内でプランジャを前進させて前記キャビティに溶湯を射出する横射出式の射出装置と、
前記スリーブ内に溶湯を供給する給湯装置と、
前記型締装置、前記射出装置及び前記給湯装置を制御する制御装置と、
を有しており、
前記制御装置は、
前記1対の金型の合わせ面同士を、前記1対の金型の外部に開放されている隙間を介して対向させ、前記キャビティと前記1対の金型の外部とを前記隙間を介して通じさせるように前記型締装置を制御する隙間制御部と、
前記隙間が維持されているときに溶湯を前記スリーブ内に供給するように前記給湯装置を制御する給湯制御部と、
前記隙間が維持されており、かつ前記スリーブ内に溶湯があるときに前記プランジャの前進を開始するように前記射出装置を制御する射出制御部と、
前記プランジャの前進が開始された後、前記隙間へ溶湯が流れ込む湯面高さに溶湯が到達する前に、前記合わせ面同士を当接させて前記隙間を無くすように前記型締装置を制御する型締制御部と、を有しており、
前記射出制御部は、前記プランジャの前進開始後、前記プランジャの速度を所定の低速射出速度から当該低速射出速度よりも高速の所定の高速射出速度へ切り換えるように前記射出装置を制御し、
前記型締制御部は、前記プランジャの速度が前記高速射出速度に切り換えられる前に型締めが完了するように前記型締装置を制御する
ダイカストマシン。 - 1対の金型の型開閉及び型締めを行う横型締式の型締装置と、
前記1対の金型間のキャビティに通じるスリーブ内でプランジャを前進させて前記キャビティに溶湯を射出する横射出式の射出装置と、
前記スリーブ内に溶湯を供給する給湯装置と、
前記型締装置、前記射出装置及び前記給湯装置を制御する制御装置と、
を有しており、
前記制御装置は、
前記1対の金型の合わせ面同士を、前記1対の金型の外部に開放されている隙間を介して対向させ、前記キャビティと前記1対の金型の外部とを前記隙間を介して通じさせるように前記型締装置を制御する隙間制御部と、
前記隙間が維持されているときに溶湯を前記スリーブ内に供給するように前記給湯装置を制御する給湯制御部と、
前記隙間が維持されており、かつ前記スリーブ内に溶湯があるときに前記プランジャの前進を開始するように前記射出装置を制御する射出制御部と、
前記プランジャの前進が開始された後、前記隙間へ溶湯が流れ込む湯面高さに溶湯が到達する前に、前記合わせ面同士を当接させて前記隙間を無くすように前記型締装置を制御する型締制御部と、を有しており、
前記射出制御部は、前記プランジャが所定の高速切換位置に到達したときに、前記プランジャの速度を所定の低速射出速度から当該低速射出速度よりも高速の所定の高速射出速度へ切り換えるように前記射出装置を制御し、
前記制御装置は、前記高速切換位置よりも所定の移動距離だけ手前の位置を型締開始位置として特定する型締開始位置特定部を有しており、
前記型締制御部は、前記プランジャが前記型締開始位置に到達したときに、前記隙間を縮小する制御を開始する
ダイカストマシン。 - 1対の金型の型開閉及び型締めを行う横型締式の型締装置と、
前記1対の金型間のキャビティに通じるスリーブ内でプランジャを前進させて前記キャビティに溶湯を射出する横射出式の射出装置と、
前記スリーブ内に溶湯を供給する給湯装置と、
前記型締装置、前記射出装置及び前記給湯装置を制御する制御装置と、
を有しており、
前記制御装置は、
前記1対の金型の合わせ面同士を、前記1対の金型の外部に開放されている隙間を介して対向させ、前記キャビティと前記1対の金型の外部とを前記隙間を介して通じさせるように前記型締装置を制御する隙間制御部と、
前記隙間が維持されているときに溶湯を前記スリーブ内に供給するように前記給湯装置を制御する給湯制御部と、
前記隙間が維持されており、かつ前記スリーブ内に溶湯があるときに前記プランジャの前進を開始するように前記射出装置を制御する射出制御部と、
前記プランジャの前進が開始された後、前記隙間へ溶湯が流れ込む湯面高さに溶湯が到達する前に、前記合わせ面同士を当接させて前記隙間を無くすように前記型締装置を制御する型締制御部と、を有しており、
前記制御装置は、所定の湯面高さに係る情報を取得し、取得した前記所定の湯面高さに溶湯が到達するときの前記プランジャの位置を特定し、この位置よりも所定の余裕距離で手前の位置を型締開始位置として特定する型締開始位置特定部を有しており、
前記型締制御部は、前記プランジャが前記型締開始位置に到達したときに、前記隙間を縮小する制御を開始する
ダイカストマシン。 - 1対の金型の型開閉及び型締めを行う横型締式の型締装置と、
前記1対の金型間のキャビティに通じるスリーブ内でプランジャを前進させて前記キャビティに溶湯を射出する横射出式の射出装置と、
前記スリーブ内に溶湯を供給する給湯装置と、
前記型締装置、前記射出装置及び前記給湯装置を制御する制御装置と、
を有しており、
前記制御装置は、
前記1対の金型の合わせ面同士を、前記1対の金型の外部に開放されている隙間を介して対向させ、前記キャビティと前記1対の金型の外部とを前記隙間を介して通じさせるように前記型締装置を制御する隙間制御部と、
前記隙間が維持されているときに溶湯を前記スリーブ内に供給するように前記給湯装置を制御する給湯制御部と、
前記隙間が維持されており、かつ前記スリーブ内に溶湯があるときに前記プランジャの前進を開始するように前記射出装置を制御する射出制御部と、
前記プランジャの前進が開始された後、前記隙間へ溶湯が流れ込む湯面高さに溶湯が到達する前に、前記合わせ面同士を当接させて前記隙間を無くすように前記型締装置を制御する型締制御部と、を有しており、
前記スリーブ内の溶湯が所定の湯面高さに到達したことを検出する湯面センサを更に有しており、
前記型締制御部は、前記湯面センサによって溶湯が前記所定の湯面高さに到達したことが検出されたときに、前記隙間を縮小する制御を開始する
ダイカストマシン。 - 前記射出制御部は、前記隙間が維持されている状態で前記プランジャの前進が開始されてから、前記隙間が無くされて前記キャビティへの溶湯の充填が完了するまで、前記プランジャを停止させることなく前記プランジャを前進させるように前記射出装置を制御する
請求項1~4のいずれか1項に記載のダイカストマシン。 - 前記型締制御部は、前記隙間へ溶湯が流れ込む湯面高さに溶湯が到達する前に、型締めが完了するように前記型締装置を制御する
請求項1~5のいずれか1項に記載のダイカストマシン。 - 前記型締開始位置特定部は、前記低速射出速度に所定の型締時間を乗じた距離を前記移動距離として特定する
請求項2に記載のダイカストマシン。 - 前記型締開始位置特定部は、前記隙間の縮小を開始してから型締めが完了するまでに必要な時間と所定の余裕時間との合計を前記型締時間として特定する
請求項7に記載のダイカストマシン。 - 固定金型及び移動金型からなる1対の金型の型開閉及び型締めを行う型締装置と、
前記1対の金型間のキャビティに通じるスリーブ内でプランジャを前進させて前記キャビティに溶湯を射出する射出装置と、
前記スリーブ内に溶湯を供給する給湯装置と、
前記型締装置、前記射出装置及び前記給湯装置を制御する制御装置と、
を有しており、
前記制御装置は、
前記1対の金型の合わせ面同士を、前記1対の金型の外部に開放されている隙間を介して対向させ、前記キャビティと前記1対の金型の外部とを前記隙間を介して通じさせるように前記型締装置を制御する隙間制御部と、
前記隙間が維持されているときに溶湯を前記スリーブ内に供給するように前記給湯装置を制御する給湯制御部と、
前記隙間が維持されており、かつ前記スリーブ内に溶湯があるときに前記プランジャの前進を開始するように前記射出装置を制御する射出制御部と、
前記プランジャの前進が開始された後、前記隙間へ溶湯が流れ込む湯面高さに溶湯が到達する前に、前記合わせ面同士を当接させて前記隙間を無くすように前記型締装置を制御する型締制御部と、を有しており、
前記射出制御部は、前記隙間が維持されている状態で前記プランジャの前進が開始されてから、前記隙間が無くされて前記キャビティへの溶湯の充填が完了するまで、前記プランジャを停止させることなく前記プランジャを前進させるように前記射出装置を制御し、かつ前記プランジャの前進開始後、前記プランジャの速度を所定の低速射出速度から当該低速射出速度よりも高速の所定の高速射出速度へ切り換えるように前記射出装置を制御し、
前記型締制御部は、前記プランジャの速度が前記高速射出速度に切り換えられる前に型締めが完了するように前記型締装置を制御する
ダイカストマシン。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載のダイカストマシンと、
前記型締装置に保持されている前記1対の金型と、を有しており、
前記1対の金型は、前記隙間が構成されているときに前記スリーブの前記1対の金型側の開口のうちの下方側の一部に嵌合して前記スリーブ内の溶湯を堰き止める分流子を含んでいる
金型付ダイカストマシン。 - 横型締横射出式ダイカストマシンのマシン本体を制御する制御装置であって、
1対の金型の合わせ面同士を、前記1対の金型の外部に開放されている隙間を介して対向させ、前記1対の金型のキャビティと前記1対の金型の外部とを前記隙間を介して通じさせるように前記マシン本体を制御する隙間制御部と、
前記隙間が維持されているときに溶湯を前記キャビティに通じているスリーブ内に供給するように前記マシン本体を制御する給湯制御部と、
前記隙間が維持されており、かつ前記スリーブ内に溶湯があるときに前記スリーブ内のプランジャの前記1対の金型への前進を開始するように前記マシン本体を制御する射出制御部と、
前記プランジャの前進が開始された後、前記隙間へ溶湯が流れ込む湯面高さに溶湯が到達する前に、前記合わせ面同士を当接させて前記隙間を無くすように前記マシン本体を制御する型締制御部と、を有しており、
前記射出制御部は、前記プランジャの前進開始後、前記プランジャの速度を所定の低速射出速度から当該低速射出速度よりも高速の所定の高速射出速度へ切り換えるように前記マシン本体を制御し、
前記型締制御部は、前記プランジャの速度が前記高速射出速度に切り換えられる前に型締めが完了するように前記マシン本体を制御する
ダイカストマシン用制御装置。 - 横型締横射出のダイカストマシンを用いたダイカスト方法であって、
1対の金型の合わせ面同士を、前記1対の金型の外部に開放されている隙間を介して対向させ、前記1対の金型間のキャビティと前記1対の金型の外部とを前記隙間を介して通じさせる隙間構成ステップと、
前記隙間が維持されているときに溶湯を前記キャビティに通じているスリーブ内に供給する給湯ステップと、
前記隙間が維持されており、かつ前記スリーブ内に溶湯があるときに前記スリーブ内のプランジャの前記1対の金型への前進を開始する射出ステップと、
前記プランジャの前進が開始された後、前記隙間へ溶湯が流れ込む湯面高さに溶湯が到達する前に、前記合わせ面同士を当接させて前記隙間を無くす型締ステップと、
を有しており、
前記射出ステップでは、前記プランジャの前進開始後、前記プランジャの速度を所定の低速射出速度から当該低速射出速度よりも高速の所定の高速射出速度へ切り換え、
前記型締ステップでは、前記プランジャの速度が前記高速射出速度に切り換えられる前に型締めを完了する
ダイカスト方法。
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