JPH0243559Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、ダイカストマシン等の射出成形機
において、金型に注湯を行う場合の各種射出条件
を自動制御する装置に係り、特に常に均質な鋳造
製品が得られるよう各種射出条件を自動調整する
装置に関する。

（従来の技術） 一般に、ダイカストマシン等の射出成形機によ
り所定の製品を鋳造する場合、鋳造製品の品質を
一定に保つためには、射出機構の射出速度等の射
出条件を適正に設定することが重要である。この
ため、従来の射出成形機においては、作業者が測
定器や感によつて射出速度を求め、この射出速度
に対応するよう射出バルブの開度を手動制御によ
つて調整している。すなわち、従来においては、
低速射出速度、高速射出速度および昇圧時間にバ
ラツキが生じないように射出バルブの開度を所定
値に設定して、鋳造条件の安定化を図つている。
しかしながら、前記低速射出速度、高速射出速度
および昇圧時間のバラツキは、溶湯温度、金型温
度、作動油温度、アキユムレータ圧力の変動に起
因して発生し、常に良品質の鋳造製品を安定して
得ることは困難である。また、前記変動因子を一
定に保持することも試みられているが、これら変
動因子の制御は応答性が悪いため、常に一定条件
下に保持することは極めて困難である。

このような観点から、従来において、高圧凝固
鋳造装置に関し、各種の鋳造条件に基づいて圧力
制御弁および可変容量形ポンプへ最適な射出速度
と射出圧力とを得る指令値を演算するよう構成し
たものが知られている。すなわち、位置検出器に
より射出プランジヤの射出位置を検出し、この検
出値（指令）Ｂが制御装置に与えられると共に、
鋳造条件の各値（指令）Ａが制御装置に与えら
れ、次いでこれら両指令Ａ，Ｂを入力した制御装
置では最適の射出速度および射出圧力を演算し、
この演算値を指令Ｃ，Ｄとして圧力制御弁および
可変容量形ポンプへ出力するよう構成したものが
提案されている（特開昭56−119659号）。

〔考案が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前述した従来の鋳造条件設定を
行う鋳造装置では、位置検出器により射出プラン
ジヤの射出位置を検出して、所定の検出値Ｂを
得、一方鋳造条件（製品の種類、用途、材質、寸
法、形状、１回に射出する溶湯量、溶湯の温度、
金型の温度など）の指令Ａを設定し、これらの指
令Ａ，Ｂを制御装置に入力して圧力制御弁および
可変容量形ポンプを操作するための最適射出速度
および射出圧力指令値を演算するものであり、制
御機構が複雑多岐に亘り、装置コストが著しく増
大する難点がある。

従つて、本考案の目的は、射出成形機におい
て、製品に関する因子と金型に関する因子と機械
に関する因子とその他鋳造に関する因子を全て鋳
造条件として定め、これらの因子のうち鋳造作業
中に変動する因子を常に監視し、得られるデータ
に基づいて常に最適射出条件下に均質な鋳造製品
を得ることができる射出条件自動調整装置を提供
するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案に係る射出条件自動調整装置は、一端部
を金型と連通接続し、他端部に溶湯投入口を設け
ると共に射出プランジヤを挿通配置した射出シリ
ンダを備え、前記射出プランジヤを油圧操作器の
作用下に動作させて溶湯を金型に充填して製品の
鋳造を行うよう構成した射出成形機の射出条件自
動調整装置において、前記射出プランジヤを操作
する油圧操作器の油圧系に高速射出速度、低速射
出速度、低速ストロークおよび昇圧時間からなる
射出条件を任意に設定し得る複数の射出用油圧バ
ルブと油圧源としてのアキユムレータを設け、前
記射出用油圧バルブにそれぞれ開度調整自在なア
クチユエータを設け、一方溶解炉に溶湯温度を検
出する第１温度センサを設け、金型に金型温度を
検出する第２温度センサを設け、アキユムレータ
に作動油の温度を検出する第３温度センサと圧力
を検出する第１圧力センサを設け、前記第１乃至
第３温度センサと第１圧力センサから得られた検
出データを入力してこれらを鋳造条件の変動因子
とし、これを予め設定された製品の肉厚、重量、
材料、形状、使用目的等からなる製品因子、金型
の固定型厚さ、分流子長さ、ゲート面積、スリー
ブ径等の金型因子並びに機械の射出ストローク、
突出量等の機械因子と共に函数とし、これらの函
数により高速射出速度、低速射出速度、低速スト
ローク、昇圧時間からなる油圧操作器の射出条件
を設定する鋳造条件式を定め、鋳造操作中に監視
して得られた前記変動因子に関する検出データを
前記鋳造条件式に入力して前記射出用油圧バルブ
の開度が常に最適状態となるよう調整するアクチ
ユエータの制御値を算出し出力する演算装置を設
け、さらに油圧操作器にその動作状態を検出する
位置センサと第２圧力センサを設け、前記位置セ
ンサと第２圧力センサから得られる検出データを
入力してこれを前記演算装置において出力される
アクチユエータの制御値と比較し、前記検出デー
タが前記制御値に対する許容値の範囲内となるよ
う前記検出データを前記演算装置にフイードバツ
クする制御回路を設けることを特徴とする。

〔作用〕

本考案に係る射出条件自動調整装置によれば、
常に一定品質の鋳造製品を得るための鋳造条件と
して、製品に関する肉厚、重量、材料、形状、使
用目的等に関する製品因子と、金型に関する固定
型厚さ、分流子長さ、ゲート面積、型温度、スリ
ーブ径等の金型因子と、機械に関する射出ストロ
ーク、突出量、アクチユエータ圧力等の機械因
子、その他冷却水温、冷却水量、作動油温度、溶
湯温度、離型剤等の因子がそれぞれ存在すること
から、これらの因子を全て射出条件設の設定に取
り入れると共に特にこれらの因子のうち鋳造作業
中に変動する因子を常に監視して、これらの変動
因子に関するデータに基づいて最適な射出条件を
演算により求めて射出条件の自動調整を行うこと
によつて、従来の問題点を解消することができ
る。

なお、前述した鋳造条件を定めるための全因子
のうち、製品因子は製品を特定することにより固
定因子となり、この場合に変動する因子は、溶湯
温度、アクチユエータ圧力、金型温度、作動油温
度で代表され、少なくともこれらの変動因子を常
に監視してそのデータを演算装置へ入力すること
により、最適射出条件の設定を容易に行うことが
できる。

〔実施例〕

次に、本考案に係る射出条件自動調整装置の実
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１図は本考案装置を実施する射出成形機の基
本構成とその制御要素の構成配置を示すものであ
る。すなわち、第１図において、参照符号１０は
射出シリンダを示し、この射出シリンダ１０の一
端部には射出プランジヤ１２を接続すると共に射
出シリンダ１０の他端部を金型１４に接続配置す
る。また、射出シリンダ１０の一部には溶湯投入
口１６を開口し、この溶湯投入口１６へ別に設け
た溶解炉１８で溶解した溶湯２０を投入するよう
構成する。一方、射出プランジヤ１２は、油圧操
作器２２で操作するよう構成し、この油圧操作器
２２に対する油圧をアクチユエータ２４と射出用
油圧バルブ２６，２８，３０とを介して供給する
よう構成する。この場合、射出用油圧バルブ２
６，２８，３０は、それぞれアクチユエータ３
２，３４，３６により開度調整可能に構成する。

このように構成した射出成形機は、油圧操作器
２２の油圧系に設けた射出用油圧バルブ２６，２
８，３０の開度をアクチユエータ３２，３４，３
６により調整することにより、所定の鋳造製品に
対しその鋳造条件に適合した射出速度と昇圧時間
とが得られるよう射出プランジヤの制御を行うこ
とができる。

しかるに、本考案においては、前記射出用油圧
バルブ２６〜３０の開度を調整するアクチユエー
タ３２〜３６の作動行うに際し、最適な鋳造条件
を次のような種々の因子を考慮して定める。

すなわち、鋳造条件に設定する因子は次の４種
類に大別することができる。

(1)、製品に関する因子…α₁，α₂，α₃…αi （肉厚、重量、材料、形状、使用目的等） (2) 金型に関する因子…β₁，β₂，β₃…βj （固定型厚さ、分流子長さ、ゲート面積、型
温度、スリーブ径等） (3) 機械に関する因子…γ₁，γ₂，γ₃…γk （射出ストローク、突出量、アクチユエータ
圧力等） (4) その他の因子…δ₁，δ₂，δ₃…δl （冷却水温、冷却水量、作動油温度、溶湯温
度、離型剤等） そこで、これらの因子全てを、例えば高速射出
速度V_H、低速射出速度V_L、低速ストロークＳ、
昇圧時間Ti等の鋳造条件の函数として、次式に
示すように取扱う。 V_H，V_L，Ｓ，Ti ＝（α₁，α₂，α₃…αi， （β₁，β₂，β₃…βj， （γ₁，γ₂，γ₃…γk， （δ₁，δ₂，δ₃…δl） ところで、前記の鋳造条件を定める因子におい
て、鋳造製品を特定した場合、製品に関する因子
（α₁，…αi）は固定因子であり、また溶湯温度
Ta、アクチユエータ圧力Pa、金型温度T_D、作動
油温度T_Oが変動因子であり、その他は全て固定
データである。なお、冷却水温、冷却水量も変動
因子ではあるが、金型温度や作動油温度で代表で
きるため、固定データとして差し支えない。そこ
で、前記固定因子および固定データ等をまとめて
係数Ｋとすれば、前記鋳造条件を定める函数式は
次式で示される。

V_HL_LＳ，Ti ＝（Ｋ，Ta，T_D，T_O，Pa） そこで、本考案においては、前記鋳造条件を定
める函数となる変動因子、すなわち溶湯温度Ta、
金型温度T_D、作動油温度T_Oおよびアクチユエー
タ圧力Paを常に監視して、得られたデータを射
出条件調整要素とする。このため、第１図に示す
実施例において、溶解炉１８、金型１４およびア
クチユエータ２４に対しそれぞれ温度センサ３
８，４０，４２を設けると共にアクチユエータ２
４に圧力センサ４４を設ける。このようにして、
前記各センサ３８〜４４で検出されたデータは逐
次演算処理し、最適な鋳造条件を設定すべく自動
調整し、アクチユエータ３２〜３６を介して油圧
操作器２２の制御を行う。なお、油圧操作器２２
に対しては、位置センサ４６および圧力センサ４
８を設け、これらセンサ４６，４８の出力を検出
器５０で検出して油圧操作器２２のフイードバツ
ク制御を行うよう構成する。

次に、前述した構成からなる射出成形機におい
て、最適な鋳造条件を設定するための射出条件自
動調整動作につき、第２図に示すフローチヤート
を参照しながら以下説明する。

まず、鋳造条件を設定する諸因子のうち、所定
の鋳造製品を得るため固定因子に関するデータを
決定し、これらの固定データを鋳造条件を演算す
る演算装置（図示せず）に入力する。一方、前記
演算装置には、変動因子に関するデータ、すなわ
ち溶湯温度Ta、金型温度T_D作動油温度Ｔ。およ
びアクチユエータ圧力Paを入力する。なお、こ
れらの変動因子に関するデータは、第１図に示す
手段により容易に検出することができる。この結
果、演算装置においては、前記固定因子および変
動因子を鋳造条件式の函数として演算処理し、高
速射出速度V_H、低速射出速度V_L、低速ストロー
クＳおよび昇圧時間Tiからなる鋳造条件が算出
される。

このようにして算出された鋳造条件は、機械の
仕様に適合するか否かの判別が行われ、機械の仕
様に適合すれば、前記鋳造条件はアクチユエータ
３２〜３６を制御する制御指令として前記演算装
置から出力す。なお、前記鋳造条件は、同時にプ
リンタまたはデイスプレイ装置により表示するよ
うにする。従つて、この鋳造条件の表示に基づく
アクチユエータ３２〜３６の各種制御値を前記演
算装置にマニユアルセツトすることができる。一
方、演算装置から出力された鋳造条件としての制
御指令は、その内容に応じて前記第１図に示すア
クチユエータ３２〜３６を作動し、油圧操作器２
２の油圧系に設けた射出用油圧バルブ２６〜３０
の開度調節を行う。この結果、所定の鋳造製品を
得るのに最適な鋳造条件で油圧操作器２２が作動
し、常に均質な製品の鋳造を達成することができ
る。また、この油圧操作器２２の動作は、位置セ
ンサ４６および圧力センサ４８を介して各データ
を検出器５０で検出し、これを前記鋳造条件の演
算された前記制御値と比較して許容値の範囲内で
あれば、各アクチユエータ３２〜３６の作動を停
止し、射出用油圧バルブ２６〜３０の開度をその
ままの状態に保持する。もし、前記検出器５０で
検出されたデータが鋳造条件の演算された前記制
御値と比較して許容値の範囲外であれば、各アク
チユエータ３２〜３６の作動が許容値の範囲内と
なるよう前記検出器５０で検出されたデータを前
記演算装置へフイードバツクして所定のフイード
バツク制御を行うよう回路構成する。

〔考案の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本考案に
よれば、鋳造製品を特定するための種々の固定因
子と、鋳造操作中に変動する変動因子とから鋳造
条件の演算を行うことにより、鋳造条件にバラツ
キを生じることなく常に最適な射出条件で鋳造を
行い、均質な鋳造製品の連続製造を簡単な制御装
置で低コストに実現することができる。

また、前記実施例において、射出シリンダから
金型へ充填する溶湯の重量すなわち金型からのオ
ーバーフロー重量と金型のキヤビテイ重量とから
高速射出速度切換位置を自動的に演算することに
より、これを射出条件として設定すれば好適であ
る。

以上、本考案の好適な実施例について説明した
が、本考案の精神を逸脱しない範囲内において
種々の改良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図は本考案に係る射出条件自動調整装置を
実施する射出成形機の基本構成とその制御要素の
構成配置を示す説明図、第２図は、第１図に示す
構成に基づいて本考案装置を動作させる場合のフ
ローチヤート図である。 １０……射出シリンダ、１２……射出プランジ
ヤ、１４……金型、１６……溶湯投入口、１８…
…溶湯炉、２０……溶湯、２２……油圧操作器、
２４……アクチユエータ、２６，２８，３０……
射出用油圧バルブ、３２，３４，３６……アクチ
ユエータ、３８，４０，４２……温度センサ、４
４……圧力センサ、４６……位置センサ、４８…
…圧力センサ、５０……検出器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一端部を金型と連通接続し、他端部に溶湯投入
   口を設けると共に射出プランジヤを挿通配置した
   射出シリンダを備え、前記射出プランジヤを油圧
   操作器の作用下に動作させて溶湯を金型に充填し
   て製品の鋳造を行うよう構成した射出成形機の射
   出条件自動調整装置において、 前記射出プランジヤを操作する油圧操作器の油
   圧系に高速射出速度、低速射出速度、低速ストロ
   ークおよび昇圧時間からなる射出条件を任意に設
   定し得る複数の射出用油圧バルブと油圧源として
   のアキユムレータを設け、 前記射出用油圧バルブにそれぞれ開度調整自在
   なアクチユエータを設け、 一方溶解炉に溶湯温度を検出する第１温度セン
   サを設け、 金型に金型温度を検出する第２温度センサを設
   け、 アキユムレータに作動油の温度を検出する第３
   温度センサと圧力を検出する第１圧力センサを設
   け、 前記第１乃至第３温度センサと第１圧力センサ
   から得られた検出データを入力してこれらを鋳造
   条件の変動因子とし、これを予め設定された製品
   の肉厚、重量、材料、形状、使用目的等からなる
   製品因子、金型の固定型厚さ、分流子長さ、ゲー
   ト面積、スリーブ径等の金型因子並びに機械の射
   出ストローク、突出量等の機械因子と共に函数と
   し、これらの函数により高速射出速度、低速射出
   速度、低速ストローク、昇圧時間からなる油圧操
   作器の射出条件を設定する鋳造条件式を定め、鋳
   造操作中に監視して得られた前記変動因子に関す
   る検出データを前記鋳造条件式に入力して前記射
   出用油圧バルブの開度が常に最適状態となるよう
   調整するアクチユエータの制御値を算出し出力す
   る演算装置を設け、 さらに油圧操作器にその動作状態を検出する位
   置センサと第２圧力センサを設け、 前記位置センサと第２圧力センサから得られる
   検出データを入力してこれを前記演算装置におい
   て出力されるアクチユエータの制御値と比較し、
   前記検出データが前記制御値に対する許容値の範
   囲内となるよう前記検出データを前記演算装置に
   フイードバツクする制御回路を設けることを特徴
   とする射出条件自動調整装置。