JPH0229424B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、ダイカストマシンにおける自動給
湯装置に係り、特にるつぼ中に保持された溶融金
属を汲み上げてダイカストマシンの注湯位置へ移
送する給湯ラドルの走行並びに注湯制御を円滑に
行い、注湯量を可調整に設定し得る自動給湯装置
に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

一般に、コールドチヤンバ型のダイカストマシ
ンでは、射出シリンダの注湯口に近接して溶解炉
を設け、この溶解炉のるつぼ中中の溶融金属（以
下溶湯という）をラドルで汲み上げ、次いでこの
ラドルを前記注湯口へ移送して溶湯を自動的に注
入する自動注湯装置が使用されている。

従来の自動給湯装置は、ラドルで汲み上げる溶
湯の量を容易に調節することができず、従つて鋳
造されるべき製品の嵩に応じた１シヨツト分の注
湯量は、ラドル自体の充填容積により決定してい
た。このため、鋳造金型を交換する際には、鋳込
まれる溶湯の分量も相違してくるので、金型交換
の都度ラドルも適量の注湯容量を持つものに交換
しなければならず、その作業が極めて繁雑であつ
た。また、所望の鋳造製品を鋳込むべき金型をダ
イカストマシンに取付けた後も、最適の注湯量を
決定するためには、稼動開始時において試し打ち
を繰り返す必要があり、この場合溶湯に浸されて
高温となつたラドルを手作業で交換することは非
常に危険であり、かつ注湯量の微調節は殆んど不
可能である等の難点があつた。

このような事情に鑑み、出願人は先にラドルを
傾動自在に構成すると共に所望の傾動角度に固定
し得るよう構成し、ラドルで汲み上げる溶湯量を
可調整に設定し得る湯量調整機構を備えた自動給
湯装置の開発に成功した。すなわち、第１図は、
前記湯量調整機構を備えた自動給湯装置の概略構
成を示す説明図である。この自動給湯装置は、ダ
イカストマシン１０に設けた注湯ホツパ１２の近
傍に溶解炉１４を設置し、この溶解炉１４に近接
して直立配置したフレーム１６に、第１回転軸１
８および第２回転軸２０を介して変形自在に枢着
した四辺形リンク機構２２によつて構成されてい
る。この四辺形リンク機構２２は、上部アーム２
４、下部アーム２６、補助アーム２８およびラド
ル支持アーム３０により基本的に構成され、前記
第２回転軸２０に駆動アーム３２の一端部が固着
されると共に図示しない第２電動機の駆動軸が結
合され、しかも前記駆動アーム３２の他端部が前
記下部アーム２６の中間付近に軸３４を介して回
動自在に枢着されている。また、ラドル支持アー
ム３０の先端には、溶湯を汲み上げるためのラド
ル３６が軸３８を介して枢着されると共にこのラ
ドル支持アーム３０の他端部はそれぞれ上部アー
ム２４と下部アーム２６との一端に軸４０，４２
を介して枢着される。さらに、前記補助アーム２
８と上部アーム２４とを連接する第１回転軸１８
には、図示しない第１電動機の駆動軸が結合され
る。なお、前記上部アーム２４とラドル支持アー
ム３０に対し、上部アーム２４の両端を枢支する
第１回転軸１８と軸４０とにそれぞれスプロケツ
ト（図示せず）を設けてこれらのスプロケツトに
チエーン（図示せず）が巻掛けられると共に、ラ
ドル支持アーム３０の両端に位置する軸４０，３
８にそれぞれスプロケツト（図示せず）を設けて
これらのスプロケツトにチエーン（図示せず）が
巻掛けられている。

しかるに、このように構成された四辺形リンク
機構２２は、第２電動機によつて駆動される第２
回転軸２０および駆動アーム３２の矢印方向への
回動により、溶湯を満たしたラドル３６を垂直に
引上げた後ラドル３６を水平に保持した状態でダ
イカストマシン１０の注湯ホツパ１２が設けられ
ている注湯位置まで移送する（第１図に鎖線で示
す）。この場合、四辺形リンク機構２２を移動さ
せる範囲は、第２回転軸２０の周囲に設けた多連
リミツトスイツチ（図示せず）により規制され
る。なお、参照符号４４，４６は四辺形リンク機
構２２の移動限界を定めるストツパを示す。ま
た、この時における溶湯の汲み上げと注湯に際し
てのラドル３６の傾動は、前記上部アーム２４と
ラドル支持アーム３０の各枢軸１８，４０，３８
に巻掛けられるチエーンを前記第１回転軸１８に
結合される第１電動機の駆動によつて任意に調整
することができる。そこで、第１図に示す従来の
自動給湯装置においては、前記回転軸１８に半径
方向に延在する押圧板４８を設けると共にこの押
圧板４８に当接してその位置検出を行う検知杆５
０とリミツトスイツチ（図示せず）を内蔵する位
置検出器５２を設ける。従つて、前記押圧板４８
に対する検知杆５０の当接位置並びにリミツトス
イツチの作動位置を適宜変更することにより、ラ
ドル３６の傾斜角が変更され、この結果溶解炉１
４における溶湯の汲み上げ量を任意に調節するこ
とができる。

前述したように、従来の自動給湯装置において
は、ラドル３６の移送を行う四辺形リンク機構２
２の移動制御を第２回転軸２０の周囲に設けた多
連リミツトスイツチによる位置検出により行い、
またラドル３６における溶湯の汲み上げおよび注
湯制御を第１回転軸１８に近接して設けた位置検
出器５２と多連リミツトスイツチとによる位置検
出により行つている。このため、従来の自動給湯
装置の制御はリミツトスイツチによる位置検出で
行つており、速度制御も段階的となり、特にリミ
ツトスイツチのドグ調整には熟練を要しその位置
決め作業は極めて煩雑であつた。また、ラドルを
溶解炉に投入して溶湯を汲み上げ、炉上での計量
による上昇停止位置は、タイマによつて行つてい
るため、溶湯量によりバラツキが大きくなつた
り、注湯後ラドルを後退し停止する信号は湯面検
知のみによるため減速区間を長く必要とし、この
ため四辺形リンク機構のサイクル速度を上げるこ
とができなかつた。さらに、注湯に際し、位置検
知を行うリミツトスイツチがラドルの反転部に位
置するため、反転戻位置以上にラドルの反転戻り
を行うことができず、反転部の遊着による溶湯の
空汲みや汲み上げ溶湯量の範囲が狭ばめられる等
の難点があつた。さらにまた、リミツトスイツチ
による検出部がラドルを枢支する軸部分より相当
離間した位置にあるため、この間を接続するアー
ムおよびチエーンの機械的誤差が含まれ、給湯精
度の向上に限界があつた。しかも、溶湯の汲み上
げおよび注湯制御を行うための位置検出器に対し
ては、これを制御操作するために電動リモートコ
ントロール装置が必要であり、この電動リモート
コントロール装置を給湯量に応じて自動セツトす
るためには複雑な制御を要するばかりでなく、装
置形状が大きいために四辺形リンク機構の操作上
位置的に障害となる難点があつた。

〔発明の目的〕

本発明は、ラドルの溶湯汲み上げおよび注湯制
御並びにラドルを移送する四辺形リンク機構の移
動制御を行う位置検出手段として、リミツトスイ
ツチに代えて絶対位置検出型回転検出器を使用
し、この検出器を前記四辺形リンク機構の最適な
制御軸ないしは駆動軸に直接取付けることによ
り、四辺形リンク機構に対する位置検出手段の簡
略化と共にラドルの移動並びに位置調整を円滑に
達成し、しかも前記検出器によるラドルの位置検
出信号を演算処理してその位置決めを可調整に自
動制御し、給湯量の精度向上と共に給湯サイクル
の速度を高めることができる自動給湯装置を提供
するにある。

〔発明の要点〕

本発明は、溶解炉に充填された溶湯をリンク機
構の一端部に設けたラドルで所定量汲み上げて移
送し、ダイカストマシンの注湯口に供給するよう
構成した自動給湯装置において、 リンク機構は、相互に枢着結合された上部アー
ムと下部アームと補助アームとラドル支持アーム
とからなる四辺形リンク機構からなり、下部アー
ムの一部にリンク機構を移動させる駆動軸と連結
された駆動アームを枢着すると共に、上部アーム
とラドル支持アームの各枢軸にスプロケツトを固
着してこれらのスプロケツトを介してラドル支持
アームの一端部に枢着したラドルの傾斜位置調整
を行うチエーンをそれぞれ巻掛け、さらに上部ア
ームの一端部側枢軸に伝動機構を介してサーボモ
ータの駆動軸を連結するよう構成し、 リンク機構の駆動軸にこのリンク機構の位置を
検出する絶対位置検出型回転検出器を軸結合する
と共に、ラドルの結合枢軸もしくは上部アームと
ラドル支持アームのいずれかの結合枢軸にラドル
の傾斜位置を検出する絶対位置検出型回転検出器
を軸結合し、 一方リンク機構のラドル支持アームのラドル取
付端部に湯面位置検出手段を設け、 さらに前記回転検出器と湯面位置検出手段とか
ら得られた位置検出信号を演算処理してリンク機
構の位置決めおよび移動速度とラドルの傾斜位置
とを可調整に制御し得るサーボ制御系を設けるこ
とを特徴とする。

すなわち、本発明においては、ラドルの傾斜位
置とラドルの移動速度をサーボ制御系で制御すべ
く、ラドルを支持するリンク機構のラドル傾斜制
御軸およびリンク機構移動駆動軸にそれぞれ絶対
位置検出型回転検出器を軸結合して設けることに
より、連続可調整な注湯制御を容易に実現するこ
とができると共に高精度の計量とサイクル動作の
高速化とを達成することができる。

さらに、四辺形リンク機構を移動する駆動アー
ムの駆動軸外周にラドルの前進限と後退限とを位
置決めするリミツトスイツチを備えたストツパを
設けることにより、サーボモータの暴走時におけ
る保護を確実に達成することができる。

さらにまた、サーボ制御系は、絶対位置検出型
回転検出器と湯面検出手段とから得られた位置検
出信号を各サイクル動作毎に演算処理して、溶解
炉の湯面上に停止位置させるラドルの湯面上の高
さを常に一定値となるよう位置決めすることによ
りラドルの着湯時におけるシヨツクを緩和すると
共にラドルの移動サイクルの高速化を実現するこ
とができる。

〔発明の実施例〕

次に、本発明に係る自動給湯装置の実施例につ
き添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第２図および第３図は、本発明に係る自動給湯
装置の一実施例を示す要部構成概略図である。な
お、発明の便宜上第１図に示す従来の自動給湯装
置の構成と同一の構成部分については同一の参照
符号を付して詳細な説明は省略する。すなわち、
第２図および第３図に示す実施例において、それ
ぞれ駆動源に接続された第１回転軸１８と第２回
転軸２０とを備えた四辺形リンク機構２２の構成
は、第１図に示す従来の構成と全く同一である。
従つて、図示しないが、上部アーム２４とラドル
支持アーム３０に対し、各枢軸にスプロケツトを
設けてそれぞれチエーンを巻掛け、溶湯の汲み上
げと注湯に際してのラドル３６の傾動を適宜調整
する機構も、第１図に示す従来の構成と全く同一
である。

しかるに、本実施例においては、前記四辺形リ
ンク機構２２に取付けたラドル３６の溶湯汲み上
げ量の調整並びに移送を制御するための手段とし
て、ラドル３６の傾斜位置および四辺形リンク機
構２２の移動位置を検出するために従来設けられ
ていた各種リミツトスイツチに代えて、絶対位置
検出型回転検出器５４を使用し、この検出器５４
の検出軸を伸縮継手５６を介して四辺形リンク機
構２２の枢軸をなすラドル３６のいずれかの制御
軸および四辺形リンク機構２２のいずれかの駆動
軸にそれぞれ結合することを特徴とする（第４図
参照）。

そこで、本施例における自動給湯装置において
は、前記絶対位置検出型回転検出器５４を、まず
四辺形リンク機構２２の移動位置を検出する手段
Ａとして第２回転軸２０の一端部に軸結合したも
のである。この場合、第２回転軸２０は、適宜の
伝動機構を介して電動機（サーボモータ）５８の
駆動軸と結合し、この電動機５８の作動により四
辺形リンク機構２２に対しラドル３６を溶湯汲み
上げ位置から注湯位置まで円滑に移動操作する。
一方、ラドル支持アーム３０の一端部に設けたラ
ドル３６の傾斜位置を検出する手段Ｂとして、上
部アーム２４とラドル支持アーム３０の枢軸４０
（B₁）もしくはラドル支持アーム３０とラドル３
６の枢軸３８（B₂）あるいは第１回転軸１８
（B₃）の一端部に軸結合したものである。この場
合、第１回転軸１８は、適宜の伝動機構を介して
電動機（サーボモータ）６０の駆動軸と結合し、
この電動機６０の作動により図示しないスプロケ
ツトおよびチエーンを介してラドル３６の溶湯の
汲み上げ量を調整するための傾斜操作を行う。

また、本実施例における自動給湯装置において
は、従来装置と同様に第２回転軸２０の外周に四
辺形リンク機構２２の移動限界を定めるストツパ
４４，４６を設けると共に、これらストツパ４
４，４６にそれぞれリミツトスイツチ６２，６４
を組合せ配置する。この場合、ストツパ４４，４
６は、第５図および第６図に示すように、取付基
板６６に対しねじ取付孔部６８を長穴形状とする
と共に適宜調整ねじ７０を設けて位置調整自在に
構成する。

次に、前述した構成からなる自動給湯装置の動
作につき、第７図に示すフローチヤートを参照し
ながら説明する。

まず、本実施例においては、一端部にラドル３
６を保持した四辺形リンク機構２２の移動位置と
ラドル３６の傾斜位置とをそれぞれ絶対位置検出
型回転検出器５４（第３図のＡ位置とＢ位置とに
設けたもの）により位置検出を行い、、さらに溶
解炉中の溶湯の湯面に対しラドル支持アーム３０
の先端部に電極棒（図示せず）を設けて絶対位置
検出型回転検出器５４の位置検出タイミングと合
わせて湯面位置を電気的に検出する。このように
して得られた溶解炉における溶湯の油面位置と、
四辺形リンク機構２２の移動位置並びにラドル３
６の傾斜位置との検出データをプログラマブルに
演算処理し、ラドル３６による湯量の調整並びに
その移動速度（サイクル動作速度）の制御を達成
する。従つて、本実施例においては、前記演算処
理をマイクロコンピユータを使用して簡便に実現
することができる。

以下、四辺形リンク機構２２のサイクル動作に
つき順序を追つて説明する。

一定のサイクル動作の終了時点で、ラドル３
６は溶解炉１４に充填された溶湯中の所定位置
に位置決めされる。この時、ラドル３６が炉中
に長時間曝されて劣化するのを防止するため、
ラドル３６の炉中内許容時間を定める炉中タイ
マを作動させる。従つて、ラドル３６が炉中内
に置かれた状態で炉中タイマがタイムアツプす
ると、ラドル３６は炉中より直ちに引き上げら
れてその安全性が確保される。

次いで、サイクル始動指令が出力されると、
この指令は、前記ラドル３６が炉中の所定位置
に位置決めされた位置信号のAND条件と、炉
中タイマのタイムアツプ出力信号とのOR条件
により、ラドル３６を前進すなわち垂直上方へ
移動させて湯面より所定位置ｈまで上昇させる
（第８図参照）。この位置ｈは、湯面から常に一
定値となるよう湯面の減少に伴い、常にリセツ
トして毎回新たに記憶保持し、後述するよう注
湯終了後の四辺形リンク機構の高速後退限位置
を定める。

このようにして、ラドル３６が湯面より所定
位置まで上昇した位置で停止した後、ラドル３
６内の溶湯を計量するためにラドル３６を０〜
50゜の範囲で傾斜させる（第９図参照）。この
時、傾斜タイマを作動させて、この傾斜タイマ
がタイムアツプした時点でラドル３６を若干前
進すなわち垂直上方へ移動させて停止（中間停
止）させる。

この時、ラドル３６内の溶湯が冷却固化しな
いうちにダイカストマシンの注湯口へ注場を完
了する必要性から、ラドル３６内に溶湯を保持
する許容時間を定めるラドル下降タイマを作動
させる。一方、ラドル３６が前記中間停止位置
に位置決めされた位置信号と前記サイクル始動
指令とのAND条件により、四辺形リンク機構
２２をダイカストマシンの注湯口まで前進移動
させる。

このようにして、ラドル３６がダイカストマ
シンの注湯口に位置決めされると、ダイカスト
マシンの射出シリンダが型締限射出戻し状態と
のAND条件と、前記ラドル下降タイマのタイ
マアツプ出力信号とのOR条件とによつて注湯
を開始する。なお、注湯に際しては、ラドル３
６を略反転状態に傾斜させて行う（第１０図参
照）。また、このようにしてダイカストマシン
に溶湯が供給されると、ダイカストマシンでは
射出タイマが作動し射出シリンダによる射出成
形が行われる。

前述したように、注湯が完了すると、反転状
態のラドル３６を注湯前位置に戻し、四辺形リ
ンク機構２２を高速後退移動させて、ラドル３
６を溶解炉１４の上方所定位置ｈに位置決めす
る（第８図参照）。この時、サイクル始動前の
湯面位置からラドル３６が所定レベルα低下さ
せた状態とのAND条件により、ラドル３６を
注湯状態と同様に反転傾斜すると共にラドル３
６を垂直下方に減速後退させて、ラドル３６を
炉中の所定停止位置へ位置決めする（第１０図
参照）。なお、この場合、ラドル３６の停止位
置は、サイクル始動後の湯面位置βに応じて所
定位置まで低下させる。また、ラドル３６の停
止に伴い、次回のサイクル始動前の湯面位置を
検出すると共にラドル３６を注湯前位置に戻
す。

以上の工程により、本発明に係る自動給湯装置
の１サイクル工程を完了することができる。な
お、第７図において、※印を付した制御工程は、
四辺形リンク機構の移動とラドルの傾斜とを含む
フイードバツク制御を示す。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明に
よれば、絶対位置検出型回転検出器を駆動源すな
わち入力軸側ではなくラドル３６に近い出力軸に
それぞれ軸結合することにより、ラドル３６の連
続的かつ高精度の位置検出を行うことができ、こ
のラドル３６の位置決め並びに移動制御を行うサ
ーボ制御系の制御を円滑に達成することができ
る。

また、前述したように、絶対位置検出型回転検
出器を使用することにより、サーボ制御系に対す
る外部からのプリセツトおよび連続的な速度制御
を容易に実現することができる。この場合、リミ
ツトスイツチを備えたストツパを併用することに
より、四辺形リンク機構の前進限および後退限と
の位置確認と暴走時の電動機保護を有効に達成で
きる。

さらに、本発明によれば、位置検出手段を軸結
合として設けることができるため、四辺形リンク
機構の移動スペースも充分確保され、ラドルの計
量範囲も第９図に示すように０〜50゜まで大幅に
拡大することができる。しかも、ラドルの炉中へ
の投入に際し、第１０図に示すように反転させる
ことができることと、各サイクル始動毎に溶湯を
湯面位置を検知して常にラドルとの位置関係を適
正に保持することによつて（第８図参照）、ラド
ルの着湯を円滑に行い、空汲みを防止し、溶湯の
円滑な汲み上げと共に高精度の注湯制御を達成で
きる。

また、前述したように、ラドルの連続的な位置
制御を達成し得ることから、例えば着湯時におけ
る湯面位置検出用の電極棒の故障検知も可能とな
り、制御性能の向上と共に安全性も向上させるこ
とができる。しかも、プロセス量の変更により注
湯量を可変に設定することができ、異形鋳造品の
製造も速やかに対応することができるばかりでな
く、サイクル動作の高速化を容易に実現すること
ができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、例えばサーボ制御系のサーボモータとして
は、交流電動機もしくは直流電動機を使用し得る
ばかりでなく、油圧モータも使用可能であり、そ
の他本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動給湯装置の構成配置を示す
説明図、第２図は本発明に係る自動給湯装置の一
実施例を示す要部機構側面図、第３図は第２図に
示す機構の左側面概略図、第４図は第３図に示す
回転位回検出型回転検出器の取付状態説明図、第
５図および第６図は第２図に示すストツパの取付
状態説明図、第７図は本発明装置の動作を示すフ
ローチヤート図、第８図乃至第１０図は本発明装
置のラドルの制御状態をそれぞれ示す説明図であ
る。 １０……ダイカストマシン、１２……注湯ホツ
パ、１４……溶解炉、１６……フレーム、１８…
…第１回転軸、２０……第２回転軸、２２……四
辺形リンク機構、２４……上部アーム、２６……
下部アーム、２８……補助アーム、３０……ラド
ル支持アーム、３２……駆動アーム、３４……
軸、３６……ラドル、３８……軸、４０，４２…
…軸、４４，４６……ストツパ、４８……押圧
板、５０……検知杆、５２……位置検出器、５４
……絶対位置検出型回転検出器、５６……伸縮継
手、５８……電動機、６０……電動機、６２，６
４……リミツトスイツチ、６６……取付基板、６
８……ねじ取付孔部、７０……調整ねじ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶解炉に充填された溶湯をリンク機構の一端
   部に設けたラドルで所定量汲み上げて移送し、ダ
   イカストマシンの注湯口に供給するよう構成した
   自動給湯装置において、 リンク機構は、相互に枢着結合された上部アー
   ムと下部アームと補助アームとラドル支持アーム
   とからなる四辺形リンク機構からなり、下部アー
   ムの一部にリンク機構を移動させる駆動軸と連結
   された駆動アームを枢着すると共に、上部アーム
   とラドル支持アームの各枢軸にスプロケツトを固
   着してこれらのスプロケツトを介してラドル支持
   アームの一端部に枢着したラドルの傾斜位置調整
   を行うチエーンをそれぞれ巻掛け、さらに上部ア
   ームの一端部側枢軸に伝動機構を介してサーボモ
   ータの駆動軸を連結するよう構成し、 リンク機構の駆動軸にこのリンク機構の位置を
   検出する絶対位置検出型回転検出器を軸結合する
   と共に、ラドルの結合枢軸もしくは上部アームと
   ラドル支持アームのいずれかの結合枢軸にラドル
   の傾斜位置を検出する絶対位置検出型回転検出器
   を軸結合し、 一方リンク機構のラドル支持アームのラドル取
   付端部に湯面位置検出手段を設け、 さらに前記回転検出器と湯面位置検出手段とか
   ら得られた位置検出信号を演算処理してリンク機
   構の位置決めおよび移動速度とラドルの傾斜位置
   とを可調整に制御し得るサーボ制御系を設けるこ
   とを特徴とする自動給湯装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の自動給湯装置に
   おいて、四辺形リンク機構を移動する駆動アーム
   の駆動軸外周にラドルの前進限と後退限とを位置
   決めするリミツトスイツチを備えたストツパを設
   けることからなる自動給湯装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の自動給湯装置に
   おいて、サーボ制御系は、絶対位置検出型回転検
   出器と湯面位置検出手段とから得られた位置検出
   信号を各サイクル動作毎に演算処理して、溶解炉
   の湯面上に停止位置させるラドルの湯面上の高さ
   を常に一定値となるよう位置決めしてなる自動給
   湯装置。