JPH01127165A - ダイカスト機における運転監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はダイカスト機の鋳造運転におけるオンライン監
視ならびに成形品の鋳造状態の良否判別方法に関するも
のである。

［従来の技術］ ダイカスト機における鋳造作業は、型締された金型のキ
ャビティ内へ溶湯を射出し、金型内で溶湯が固化するこ
とによって成形品を得るものである。

このような射出動作においては、溶融物がプランジャ等
で押出されるときに空気が巻き込まれてキャビティ内へ
侵入し、溶融物中に混在することがあり、この結果、成
形品中に巣が発生して品質を低下させるという問題があ
った。

そこで従来、成形品にＸ線を当て、密度によるＸ線の透
過吸収差によって巣の有無を検査するＸ線検査や、成形
品に超音波を送りその反射音を受信することによって巣
の有無を検査する超音波検査等を用いて成形品の良否を
判別していた。しかしながら、このような従来の成形良
否判別方法においては、必ずしも満足した判別結果が期
待できないばかりでなく、射出工程の後の工程で検査が
行なわれるために、不良品が多発した場合の対策が遅れ
たり、あるいは製造ロッド別の不良品発生率が把握しに
くいという問題があった。

そこで従来、射出開始時における加速度の大きさや、低
速射出から高速射出への切替に要する時間などを測定し
て成形の良否を判別する方法が試みられている。第３図
はこれを説明するために示すダイカスト機における射出
開始から充填完了までの時間と射出速度および射出圧力
との関係線図であって、曲！ｉＬ＋は、横軸に時間ｔ、
縦軸に射出速度Ｖをとって示す曲線であり、また曲線Ｌ
２は、横軸に時間ｔ、縦軸に射出圧力Ｐをとって示す曲
線である０図において、射出速度Ｖは、射出開始後、立
上り角度θで示す加速度により低速射出速度Ｖｌ　にな
り、ｔｏ点において高速射出に切替えられて速度ｖ２ま
で加速されたのち停止する。また、射出圧力は、高速射
出に切替えられたのち溶湯の射出が開始されると圧力ｐ
ｏとなり、充填開始から充填完了までの時間ｔ２の間に
圧力Ｐｔ　まで加圧される。そして、従来の成形良否判
別方法においては、上記立上り角度θと、高速射出への
切替に要する時間ｔ１．充填に要する時間（２を管理値
として用いていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の成形良否判別方法に用
いられる管理値θ、ｔｌ、ｔ２はいずれも平均値である
ため、第３図に対応しこれとすべて同符号を付して第４
図に示すように、速度Ｖや圧力Ｐにハンチングがある場
合でもθ、ｔ１　。

ｔ２の出力値が同じかあるいはほとんど同じであって、
この値によって成形品の良否を判別することはきわめて
困難であった。

このことは、射出シリンダのハンチングが品質不良の原
因となっていると考えられるので、従来のθ、ｔｌ＋ｔ
２を管理する方法では成形品の良否を判別する方法とし
ては不十分である。

［問題点を解決するための手段］ 上記の技術的課題を解決するために、ダイカスト機の鋳
造作用において加圧完了前における射出プランジャの運
動が各ショットごとに微妙に異なり、この異なりが鋳造
状態を左右することに着目した。そこで金型キャビティ
内へ溶湯が充填完了する前の加圧工程において、射出プ
ランジャの移動量を計測し、かつまた、射出プランジャ
の速度変化状態を計測してその計測値をもって成形品の
鋳造状態の良否を判別する。

［作用］ 第３図に示す射出曲線Ｌｌ　と成形品の品質との関係で
、特に符号Ｌ３で示されたこの領域の射出プランジャの
移動量及び射出プランジャの速度変化状態が成形品の鋳
造状態を顕著に反映する。

まず射出プランジャの移動量について述べる。

この移動量は製品毎に金型温度、射出速度、射出力等に
よって最適移動量が決められている。射出シリンダのハ
ンチングや空気巻き込みの場合は、この移動量は大きく
なり、成形品としては不良率が高くなることを意味する
。

なお、加圧工程のプランジャ移動量の計測の開始点は金
型キャビティ内のガス抜き弁の作動信号とし、また計測
終了点は固化完了とする。

次に射出プランジャの速度変化状態について述べる。

第５図は本発明に係るプランジャの速度変化状態を示す
もので第３図のＬ３で示す部分の詳細説明図である。本
図における速度の一定部ＬＭは射出プランジャが溶湯を
加圧した結果、溶湯中に含まれていたガスを圧縮しその
結果不足となる溶湯をキャビティ内へ補充するために発
生する部分である。したがってこの射出プランジャの一
定速度領域の速度ＶＭと時間ＬＭを計測すればＶＭ　。

ｔＭが運転方案より考えられる値より大きくなることは
溶湯中のガス含有量が大きく、成形品としては不良率が
高くなることを意味する。

［実施例］ 第１図は本発明に係る加圧工程における射出シリングの
移動量を計測する説明図で、ダイカスト機の概略構成図
と鋳造状態の良否判別をする装置のブロック図を表わし
た一実施例を示す。

以下第１図の説明を行なう。

ダイカスト機は固定プラテンｌに装着された固定金型１
ａと、可動プラテン２に装着されて固定金型１ａに対し
遠近方向へ進退することにより型締、型開される可動金
型２ａとを備えており、型締された両全型１ａ、２ａの
分割面３の両側には、キャビティ４が形成されている。

固定プラテンｌのスリーブ孔には、注湯口５ａを有する
射出スリーブ５が挿入されており、その内孔とキャビテ
ィ４とは金型１ａ、２ａに設けたスリーブ１ｂとゲート
６とを介して連通されている。７は射出スリーブ５と同
心状に配設された射出シリンダであって、その油圧で進
退するピストンロッド８にはプランジャ９がカップリン
グ１０を介して連結されており、このプランジャ９の頭
部であるプランジャチップ１１は、射出スリーブ５の内
孔に進退自在に嵌合されている。また、固定金型１ａの
上部には金型内のガス抜き弁（以下ＧＦ弁という）３０
が取り付けである。

このように構成されていることにより、図示の状態にお
いて、注湯口５ａから射出スリーブ５内へ溶湯１２を供
給して射出シリンダ７の油圧でピストンロッド８を前進
させると、プランジャチップ１１が射出スリーブ５内と
スリーブｌｂ内とで前進し、溶湯１２が押出されてゲー
ト６を介しキャビティ４内へ射出される。

キャビティ４内へ溶湯１２が充填されると、この溶湯１
２の慣性力で直接作用するＧＦ弁３０が作動する。その
後、　　　さらに押し続ける射出シリンダ７の作用によ
る押圧力によってキャビティ４内の溶湯１２はさらに押
されて押湯作用を受け、キャビティ４内の溶湯１２はよ
り緻密になって充填が完了する。その後、溶湯１２の固
化、冷却を待ち、型開して固化した鋳造品をキャビティ
４から押出す。

このように構成されて動作するダイカスト機には、全体
を符号２０で示す成形良否判別装置が付設されている。

すなわち、前記カップリング１０には、ピストンロッド
８と平行しこれと一体的に進退する磁気スケール２１が
固定されており、この磁気スケール２１には、演算器２
２に電気接続された磁気ヘッド２３がマシンベース側に
固定されて対向している。そして、磁気ヘッド２３が、
磁気スケール２１がＩＩＩＩＩ１１移動するたび、すな
わちプランジャチップ１１のストロークｓｔ　１ｍｍご
とに信号を発して演算器２２へ伝送するように構成され
ている。

演算器２２にはモニタ装置２５が接続されており、磁気
スケール２１の移り量が常時読み取れるようになってい
る。

モニタ装置２５には、前記ＧＦ弁３０の作動信号スイッ
チ３０ａからの信号と１図示していないマシン制御装置
からの成形品の取り出し指令信号すなわち成形品の固化
完了信号２６とが、接続されている。

モニタ装置２５は、上記ＧＦ弁３０の作動信号スイッチ
３０ａからの信号の入力時点の演算器２２の磁気スケー
ル２１の値を読み取り、また、図示していないマシン制
御装置からの成形品の固化完了信号２６の入力時点の演
算器２２の磁気スケール２１の値を読み取り、この２点
間の磁気スケール２１の読み取り値の差すなわち磁気ス
ケール２１の移動量により、成形品の良否判別を行なう
ものである。

このようにして、充填完了直前の加圧工程での射出シリ
ンダの移動量を計測することにより、成形品の良否判定
がオンラインで出来る。

第２図は本発明に係わる加圧工程における射出シリンダ
の速度変化を計測する説明図で、ダイカスト機の概略構
成図と鋳造状態の良否判別をする装置のブロック図を表
わした一実施例を示す。

以下、第２図の説明を行なう。

ダイカスト機は固定プラテンｌに装着された固定金型１
ａと、可動プラテン２に装着されて固定金型１ａに対し
遠近方向へ進退することにより型締、型開される可動金
型２ａとを備えており、型締された両全型１ａ、２ａの
分割面３の両側には、キャビティ４が形成されている。

固定プラテン１のスリーブ孔には、注湯口５ａを有する
射出スリーブ５が挿入されており、その内孔とキャビテ
ィ４とは金型１ａ、２ａに設けたスリーブ１ｂとゲート
６とを介して連通されている。７は射出スリーブ５と同
心状に配設された射出シリンダであって、その油圧で進
退するピストンロッド８にはプランジャ９がカップリン
グｌＯを介して連結されており、このプランジャ９の頭
部であるプランジャチップ１１は、射出スリーブ５の内
孔に進退自在に嵌合されている。

このように構成されていることにより、図示の状態にお
いて、注湯口５ａから射出スリーブ５内へ溶湯１２を供
給して射出シリンダ７の油圧でピストンロッド８を前進
させると、プランジャチップ１１が射出スリーブ５内と
スリーブｌｂ内とで前進し、溶湯１２が押出されてゲー
ト６を介しキャビティ４内へ射出される。

キャビティ４内へ溶湯１２が充填され終ったら、さらに
押し続ける射出シリンダ７の作用による押圧力によって
キャビティ４内の溶湯１２はさらに押されて押湯作用を
受け、キャビティ４内の溶湯１２はより緻密になって充
填が完了する。その後、溶湯１２の固化、冷却を待ち、
型開して固化した鋳造品をキャビティ４から押出す。

このように構成されて動作するダイカスト機には、全体
を符号２７で示す成形良否判別装置が付設されている。

すなわち、前記カップリング１０には、ピストンロッド
８と平行しこれと一体的に進退する磁気スケール２１が
固定されており、この磁気スケール２１には、演算器２
２に電気接続された磁気ヘッド２３がマシンベース側に
固定されて対向している。そして、磁気ヘッド２３が、
磁気スケール２１が［■移動するたび、すなわちプラン
ジャチップ１１のストロークｓｔ　１ｍｍごとに信号を
発して演算器２２へ伝送するように構成されている。ま
た、演算器２２には、電流を流すことにより固有振動数
で発振する水晶発振器２４が電気′Ｊｆｔ続されており
、さらに演算器２２にはモニタ装置２５が電気接続され
ている。

このように構成すれていることにより、溶湯１２をキャ
ビティ４内へ射出するためにプランジャ９を前進させる
と、磁気スケール２１が移動し、これに対向する磁気ヘ
ッド２３が、磁気スケール２１の１龍移動ごとに信号を
発し、プランジャチップ１１のｌＩごとのストロークｓ
ｔを演算器２２に入力する。また、水晶発振器２４に電
流を流すと固有振動数で発振し演算器２２へ入力する。

この結果、演算器２２ではプランジャチップ１１が１ｍ
ｍ移動する時間が演算され、モニタ装置２５には、第３
図に符号Ｌ１で示す時間−速度線図が表示される。すな
わち、第３図において、曲＊Ｌ＋は、射出開始から充填
を完了して製品が取出されるまでにおけるプランジャチ
ップ１１のストロークＩＩＩ！６ごとの速度を示すもの
である。

同様に第４図、第５図におけるＬｌも時間−速度線図を
示している。

モニター遊設２５は、第５図に示した時間−速度線図に
より、加圧工程における射出プランジャ速度のほぼ一定
となる領域の時間ｔＭとその一速度ＶＭを求め、成形品
の鋳造状態の良否判別を行なうものである。

このようにして充填完了直前の速度変化状態を計測する
ことによって成形品の鋳造状態の良否が判別できるとと
もに、いわゆるショックレスショットと呼ばれる衝撃の
ない射出が行なわれるように監視することができる。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、本発明によれば成形
品の鋳造状態の良否判別方法として、キャビティ内へ溶
融物が充填され終る直前から充填完了までの間における
射出プランジャの移動量及び速度変化状態を計測するこ
とによって成形品の鋳造状態の良否を判別するという方
法をとることにより、ｌショット完了ごとに成形の良否
を適切に判別することができるので、不良品の発生時に
おける対策が迅速かつ適切に行なわれ、不良品の発生率
が減少する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る加圧工程における射出シリングの
移動量を計測する説明図でダイカスト機の概略構成図と
成形品の鋳造状態の良否判別装置のブロック図、第２図
は本発明に係わる加圧工程における射出シリンダの速度
変化を計測する説明図でダイカスト機の概略構成図と成
形品の鋳造状態の良否判別装置のブロック図、第３図は
従来における成形品の鋳造状態の良否判別方法を説明す
るために示す射出開始から充填完了までの時間と射出速
度および時間と射出圧力との関係を表わした線図、第４
図は射出速度や射出圧力にハンチングがある場合の曲線
を第３図に対応して示した関係線図、第５図は充填完了
直前のプランジャの速度変化状態を示すもので第３図の
Ｌ３で示す部分の詳細説明図。 １ａ・・・固定金型、　　２ａ・・・可動金型、４・・
・キャビティ、　　１１・・・プランジャチップ、１２
・・・溶湯、　　　　　２０・・・成形良否判別装置、
２１・・・磁気スケール、２２・・・演算器。 ２３・・・磁気ヘッド、　　２４・・・水晶発振器、２
５・・・モニタ装置、 ２６・・・マシン制御装置からの固化完了信号、３０・
・・ＧＦ弁、 ３０ａ・・・ＧＦ弁作動信号スイッチ。 特許出願人　　宇部興産株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 針閘ｔ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイカスト機の鋳造運転の加圧工程において、金
   型キャビティ内への溶湯の充填完了直前の射出シリンダ
   の先端に取りついている射出プランジャの移動量及び射
   出プランジャの速度変化状態を計測して、成形品の鋳造
   状態の良否を判定することを特徴とするダイカスト機に
   おける運転監視方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の射出プランジャの移
   動量計測において、射出プランジャの移動開始点に金型
   キャビティ内のガス抜き弁の作動信号を用いて計測する
   ことを特徴とするダイカスト機における運転監視方法。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の射出プランジャの速
   度変化状態計測において、射出プランジャがほぼ一定速
   度で移動する領域のその移動時間、ならびに、その時の
   一定速度を計測することを特徴とするダイカスト機にお
   ける運転監視方法。