JPH03254351A - 金型閉じ異常検出装置 - 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、鋳造用金型における型閉し異常検出装置に関
し、とくに型閉し位置を検知するセンサの異常発生を把
握するようにした装置に関する。

〔従来の技術〕

金型を用いた鋳造においては、上型と下型との間に異物
が挟まった状態で鋳造が行なわれると、金型の合せ部か
ら溶湯の漏れを生しる。そこで、型閉し時に異物の存在
を自動的に検知するようにした装置が用いられている・ 第７図は、従来のアルミ低圧鋳造機の一例を示している
。図において、１は低圧鋳造機を示している。低圧鋳造
Ｉｌｌの上部固定プレート２と下部固定プレート３は、
複数のタイバー４を介して連結されている。上部固定プ
レート２と下部固定プレート３０間には、移動可能な上
型ダイベース５が配置されており、上型ダイベース５は
タイバー４に摺動可能に支持されている。上部固定プレ
ート２の頂面には、昇降シリンダ６が固定されており、
昇降シリンダ６のロッド７は、上型ダイベース５に連結
されている。

上型ダイベース５と下部固定プレート３との間には、金
型８が配置されている。金型８は、上金型９と下金型１
０とから構成されている。上金型９は、上型ダイベース
５の下面に取付けられており、下金型１０は、下部固定
プレート３の上面に取付けられている。つまり、上金型
９は、昇降シリンダ６のロフト７の伸縮に伴なって移動
するようになっており、昇降シリンダ６の押圧力によっ
て、上金型９と下金型１０との型閉しく型締め〉が行な
われる。

上型ダイベース５の頂面には、上方に延びるガイドロッ
ド１１が固定されており、このガイドロフト１１は、上
部固定プレート２を貫通している。ガイドロッド１１の
上端部には、上部固定プレート２側に固定されたリミッ
トスイッチ１２を作動させるための検出ドック１３が取
付けられている。リミットスイッチ１２は、上金型９と
下金型１０とが密着した状態、すなわち型閉じ状態で検
出ドック１３との当接により作動するようになっている
。

第９図は、第７図の装置における型閉し異常検出の処理
手順を示している。まず、ステップ２１で鋳造機が起動
され、ステップ２２で上金型９が下降して型閉じが行な
われる。つぎに、ステップ２３に進んで隙間の検出が行
なわれ、検出された隙間が許容限界値内か否かが判断さ
れる。

ここで、従来技術における隙間の検出原理を第８図に基
づいて説明する。図に示すように、基準レベルＬｏ（上
部固定プレート２の上面）から型閉し状態時の検出ドッ
ク１３の位置までの距離をＣＯとし、また、上金型９と
下金型１０との間の隙間の許容限界値をｔｔｉｌｌｉＬ
　とすると、リミットスイッチ１２は基準レベルＬＯか
らＣＯ”　ｔＬｉ＋ａｉｔ　の距離の位置にセットされ
ていることになる。そして、検出ドック１３の基準位置
からの下降ストロークをｘｊとＣｏ　十ｔ　Ｌｉａｉｔ
を比較した許容限界値以上の隙間の発生であるか否かを
判断する。つまり、ステップ２３においては、ｘｊ＞Ｃ
ｏ＋ｔｃ＋ｓ；ｔ　ならＮＧ（異常）　　ｘｊ≦Ｃｏ　
＋　ｔ　、、、、、ならＯＫ（正常）であると判定する
。

ステップ２３において、異常と判定されたならば、ステ
ップ２４に進み、鋳造機は自動停止され、溶湯の供給は
中止される。ステップ２３で正常と判定された場合は、
ステップ２５に進み、鋳造機の炉内の加圧が行なわれる
。これにより、型閉しされた金型８内に溶湯が供給され
、鋳造が行なわれる。金型８内に供給された溶湯が凝固
すると、ステ・７ブ２６に進み、上金型９が引上げられ
金型開きが行なわれる。そして、ステップ２７において
鋳造品は金型８から取り出される。

なお、上記のように、型閉しの時の金型位置と予め設定
された許容値とを比較することにより、型閉じの異常を
検知するようにした技術は、たとえば特開昭６０−１８
２６４号公報、特開昭６１−２４５９５３号公報に開示
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第７図に示した装置や上記公報に開示さ
れている装置には、まだ解決すべき問題が残されている
。すなわち、従来技術では、金型の型閉じ位置を検出す
るりミツトスインチ等のセンサが破損した場合は、セン
サからの出力は常番こ一定となるため、たとえば前回の
信号と次回の信号との関係から異常を検知する方法にお
いては、前回検出したセンサ出力と次回検出したセンサ
出力の差がゼロとなり、型閉じが異常であっても異常信
号が出力されないという事態が生しる。

本発明は、上記の問題に着目し、型閉し位置を検出する
センサに故障等の異常が生した場合は、そのセンサ異常
を確実に把握し、センサの異常に起因する型閉し異常の
発生を防止することのできる金型開し異常検出装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的に沿う本発明に係る金型開し異常検出装置は、 可動金型の型閉じ位置を検出する位置検出センサと、 前記位置検出センサからの信号に基づいて型閉じの時の
金型相互間の隙間の量を推定する推定手段と、 前記隙間の推定値と予め設定された隙間の許容限界値と
を比較し、型閉じが正常か否かを判断する比軟手段と、 前記位置検出センサの型閉じ時の信号と型開き時の信号
との関係から該位置検出センサの異常の有無を判定する
センサ異常判定手段と、前記センサ異常判定手段からの
判定結果を表示する異常表示手段と、 を具備したものから威る。

〔作用〕

このように構成された金型閉じ異常検出装置においては
、位置検出センサによって可動金型の型閉じ位置が検出
されると、この位置検出センサがらの信号に基づいて型
閉し時の金型間の隙間の量が推定手段により推定される
。つまり、位置検出センサは隙間の量を直接するもので
はなく、可動金型の位置を検出することにより、間接的
に隙間の量が測定される。推定手段により隙間の量が推
定されると、その隙間の量と隙間の許容限界値とが比較
手段によって比較され、型閉じが正常か否かが判断され
る。

また、位置検出センサは型閉しの信号だけでなく、型開
きの信号も出力するため、この両方の信号をセンサ異常
判定手段によって比較することにより、位置検出センサ
の異常の有無の判定が可能になる。すなわち、位置検出
センサが故障していなければ型閉し時と型開き時の信号
は異なったものとなり、位置検出センサが故障している
場合は、可動金型の動きに応した正常動作をしないので
、型閉じ時と型開き時の信号は同一の信号となる。

したがって、位置検出センサの型閉し時の信号と型開き
時の信号とを比較することにより、位置検出センサの異
常の有無が確実に判定される。

このセンサ異常判定手段からの判定結果を異常表示手段
によって表示することにより、位置検出センサの異常の
有無を把握することが可能となり、位置検出センサの不
良に起因する型閉じ異常の発生は防止される。

〔実施例〕

以下に、本発明に係る金型閉し異常検出装置の望ましい
実施例を、図面を参照して説明する。

第１実施例 第１図ないし第４図は、本発明の第１実施例を示してお
り、とくにアルミ低圧鋳造機に適用した例を示している
。本実施例における金型およびその周辺構成は、第７図
に示した従来技術に示した低圧鋳造機に準しているので
、準しる部分に第７図と同一の符号を付すことにより、
その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

第１図において、図中、１１はガイドロッドを示してお
り、ガイドロッド１１の上端部には、検出プレート３１
が取付けられている。上部固定プレート２の上面には、
ホルダ３２を介して位置検出センサ３３が取付けられて
いる０位置検出センサ３３は、たとえば近接スイッチか
ら構成されている８位置検出センサ３３は、検出プレー
ト３１の位置を検知し、この位置を電気信号に変換する
機能を有しており、位置検出センサ３３から検出プレー
ト３１までの距離に応じて位置検出センサ３３の出力信
号が変化するようになっている。

位置検出センサ３３は、異常検出部としてのマイクロコ
ンピュータ３４に接続されている。マイクロコンピュー
タ３４は、ＣＰＵ　（中央処理装置）３５、ＲＡＭ　（
ランダムアクセスメモリ）３６、ＲＯＭ　（リードオン
リメモリ）３７、ＩＦ（インタフェース）３日とからＩ
威されている。ｒＦ３８は、外部とコンピユータ３４内
部との間の信号の授受を行なう機能を有している。コン
ピュータ３４は、第２Ｕ！Ｊに示すように、推定手段４
１、比較手段４２、センサ異常判定手段４３として機能
するようになっている。すなわち、コンピュータ３４の
ＲＯＭ３７には、上記機能を行なうためのプログラムが
入力されている。

推定手段４１は、位置検出センサ３３からの信号に基づ
いて型閉しの時の金型相互間の隙間の量を推定する機能
を有している。比較手段４２は、推定手段４１によって
推定された推定値と予め設定された隙間の許容限界値と
を比較し、型閉じが正常か否かの判断をする機能を有す
る。センサ異常判定手段４３は、位置検出センサ３３の
型閉し時の信号と型開き時の信号との関係から位置検出
センサ３３の異常の有無を判定する機能を有する。

位置検出センサ３３からの信号は、マイクロコンピュー
タ３４０ＩＦ３８を介してＣＰＵ３５に人力されるよう
になっている。上金型９と下金型１０には、金型の温度
を検知する温度センサ５１．５２がそれぞれ設けられて
おり、各温度センサ５１．５２からの信号は、ＩＦ３Ｂ
を介してＣＰＵ３５に入力されている。

本実施例では、隙間の推定に温度センサ５１．５２から
の信号に基づく熱膨張量が加味されている。また、ＩＦ
５８にはセンサ異常判定手段からの判定結果を表示する
異常表示手段５５が接続されている。

この異常表示手段Ｓ５は、たとえばＣＲＴ　（ブラウン
管）から構成されている。

なお、本実施例では、異常検出部としてのマイクロコン
ピュータ３４は、鋳造機制御盤５３とは別個に設けられ
ており、鋳造機制御！１５３はＩＦ５８を介してＣＰＵ
３５と接続されている。鋳造機側ｍ盤５３は、たとえば
炉内の溶湯を金型８内に供給する制御を行なう機能を有
しており、溶湯供給用の電磁バルブ５４は、鋳造機ＩＩ
御盤５３からの信号によって作動するようになっている
。

つぎに、第１実施例における型閉じ異常検知の処理の流
れを、第４図のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップ１０１で鋳造機が起動される。これによ
り、昇降シリンダ６のロッド７が下方に伸長し、上金型
９が下金型１０に向けて下降する。上金型９が下降限に
達すると、上金型９は下金型１０に密着された状態とな
り、ステップ１０２に示す型閉じが行なわれる。型閉じ
が完了すると、ステップ１０３に進み、検出待ちが行な
われる。これは、型閉し後に上金型９の若干の変位によ
って隙間が変化することがあるので、それを解消するた
めに行なわれる。検出待ちが完了すると、ステップ１０
４に進み、上金型９と下金型１０との間の隙間の推定が
行なわれる。

これは、ｔｊ＝ｘｊ−Ｍによって求められる。

ここで、ｔｊは隙間の推定値、ｘｊは第３図に示すよう
に型閉じ時における位置検出センサ３３がら検出プレー
ト３１までの距離、Ｍはマイクロコンピュータ３４内に
記憶されている前回の上金型９の位置の測定値である。

つまり、ステップ１０４では前回に対して隙間がどのく
らい変化したかが求められる。隙間の推定＋ｈ！ｔｊが
求められると、ステップ１０５に進み、隙間の推定値ｔ
ｊと隙間の許容限界値ｊ　Ｌｉ５ｉＬが比較される。こ
こで、隙間の推定値ｔｊが許容限界値ｔＬｉｍｉｔより
も大きい場合は、ステップ１０６に進み、型閉し異常で
あることが判断される。型閉し異常であることが判断さ
れた場合は、ステップ１０６に進み、その旨の表示が異
常表示手段５５に表示されるとともに、低圧鋳造機１は
溶湯の金型８への供給を中止する。

この場合は、上金型９と下金型１０との間に異物が挟ま
っていることが考えられるので、ステップ１０７にて作
業者により、異物の除去が行なわれ、再び最初から作業
のやり直じが行なわれる。

ステップ１０５において、隙間の推定値ｔｊが許容限界
値ｔ、□、よりも小さい場合は、ステップ１０Ｂに進み
、今回測定された位置検出センサ３３がら検出プレート
３１までの距離ｘｊがマイクロコンピュータ３４に記憶
される。すなわち、このステップでは、今回の型閉じ時
における上金型９の位置が記憶される。ｘｊが記憶され
ると、ステップ１０９に進み、炉内の加圧によって金型
８内に溶湯が供給される。つまり、ステップ１０９では
、マイクロコンピュータ３４から鋳造機制御盤５３を介
して溶湯用電磁バルブ５４に信号が出力され、溶湯用電
磁バルブ５４の開弁によって炉内に加圧エアが供給され
る。そして、加圧エアによって炉内の溶湯が押出され、
金型８内に供給される。

金型８内に供給された溶湯が凝固すると、ステップ１１
０に進み、金型開きが行なわれる。金型開きは、上金型
９を昇降シリンダ６によって引上げることにより行なわ
れる。上金型９が上昇した時点では、ステップ１１１　
に示すように、ｔ’ｊ＝ｘｊ−Ｍが求められる。ここで
、ｔ′ｊは型開き時の隙間の推定値であり、ｘ′ｊは型
開き時の上金型９の位置の測定値でる。また、Ｍはステ
ップ１０８で記憶された測定値である。ステップ１１１
でｔｊが求められると、ステップ１１２に進み、ｔ′ｊ
〉ｔ’　Ｌｉｍ１ｔが判断される。ここで、ｔ’ｊのほ
うがＬ　’　１１ｍ１ｔ　よりも大であると判断された
場合は、位置検出センサ３３には異常がないということ
であり、ステップ１１４に進んで、鋳造品の取出じが行
なわれる。

ステップ１１２において、ｔ　’　Ｊ　’ＩＪ＜ｊ　’
　、ｔ−ｔｔよりも小さいと判断された場合は、位置検
出センサ３３は異常ということであり、ステップ１１３
に進んで、その旨の表示が異常表示手段５５に表示され
る。

つまり、位置検出センサ３３が故障でなければ、上金型
９の上昇によってｔ′ｊは当然に”Ｌｔｌ＆ｉＬよりも
大きくなければならないはずであるが、ｔ′ｊが小さい
ということは、位置検出センサ３３の上金型９の変位を
捕える機能が失なわれていることになる。

本実施例では、位置検出センサ３３は近接スイッチから
構成されており、型閉じ時と型開き時とでは、当然近接
スイッチから出力される信号レベルは異なる。したがっ
て、型閉し時と型開き時の信号レベルを比較することに
より、近接スイッチが上金型９の移動に応した正常動作
をしているか否かの判定が可能となる。

位置検出センサ３３が異常である旨が異常表示手段５５
に表示されると、作業者によって位置検出センサ３３は
直ちに正常なものと交換される。したがって、位置検出
センサ３３の故障等に起因する型閉し異常の発生は解消
され、溶湯が金型８の隙間から流出するという問題は確
実に防止される。

第２実施例 第５図は、本発明に係る金型閉し異常検出装置の第２実
施例を示している０本実施例が第１実施例の第４図と異
なるところは、隙間の推定手段等における処理内容であ
り、その他の部分は第１実施例に準しるので、準しる部
分に同一の符号を付すことにより、その説明を省略し、
異なる部分についてのみ説明する。

第５図において、ステップ１０４ａでは、型閉し時の上
金型９の位置の測定ｆｉ［ｘｊからＮｊ−１を差引くこ
とにより隙間の推定値が求められる。ここで、Ｎｊは金
型使用開始時からｊ回目までの荷重平均である。すなわ
ち、本実施例では、推定手段４１は、金型使用開始時か
ら前回までの型閉し時の位置検出センサ３３の出力の荷
重平均と次回の型閉し時の位置検出センサ３３の出力と
の差から隙間を推定するようになっている。

つぎに、ステップ１０５において、型閉じが正常である
と判断された場合は、ステップ１０８ａに進み、ここで
今回の測定値を考慮して荷重平均値が算出され、ステッ
プ１０９に進む。ステップＬＩＬａでは、型開き時の上
金型９の位置の測定値ｘ′ｊから型閉し時の上金型９の
位置の測定値ｘｉが差引かれ、型開き時の隙間の推定値
が求められる。その他の処理は、第１実施例に準しる。

第３実施例 第６図は、本発明に係る金型閉じ異常検出装置の第３実
施例を示している。第６図において、ステップ１０４ｂ
では、ｔ　ｉ＝ｘ　ｉ　−（ｘ、＋ｆ　　（Δ１））の
処理が行なわれ、型閉し時の隙間の推定値が求められる
。ここで、ｘ６は金型使用開始時点の測定値を示し、ｆ
　（６丁）は金型使用開始からの金型温度変化△Ｔから
求めた金型８の熱膨張量を示している。つまり、本実施
例では、推定手段４１は、金型使用開始時の位置検出セ
ンサ３３の出力に金型塩度を温度センサ５１．５２から
の金型温度上昇量から求めた金型熱膨張量を加えたもの
と次回の型閉し時の位置検出センサ３３の出力との差か
ら隙間を推定するようになっている。

ステップｌ１ｌａでは、第２実施例と同様に型開き時の
上金型９の位置の測定（ｉｉｘ’ｊから型閉し時の上金
型９の位置の測定（！ｃｊが差引かれ、型開き時の隙間
の推定値が求められる。その他の処理は、第１実施例に
準しる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る金型閉し異常検出装
置によるときは、センサ異常判定手段によって位置検出
センサの型閉し時の信号と型開き時の信号との関係から
位置検出センサの異常の有無を判定し、その結果を異常
表示手段によって表示するようにしたので、位置検出セ
ンサの異常が一目で把握できるようになり、位置検出セ
ンサの不良に起因する型閉し異常の発生を確実に防止す
ることができる。

その結果、多量の鋳造不良品の発生を未然に防止するこ
とができるとともに、金型からの溶湯の漏れが確実に防
止され、鋳造作業の安全性が高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る金型閉じ異常検出装
置の概略構成図、 第２図は第１図の装置のブロック図、 第３図は第１図の装置の位置検出センサによる金型の検
出状態を示す側面図、 第４図は第１図の装置における型閉し異常検出の処理手
順を示すフローチャート、 第５図は本発明の第２実施例に係る金型閉し異常検出装
置における型閉し異常検出の処理手順を示すフローチャ
ート、 第６図は本発明の第３実施例に係る金型閉し異常検出装
置における型閉し異常検出の処理手順を示すフローチャ
ート、 第７図は従来の金型閉し異常検出装置の側面図、第８図
は第７図の装置のリミントスイッチによる金型の検出状
態を示す側面図、 第９図は第７図の装置における型閉し異常検出の処理手
順を示すフローチャート、 である。 １・・・・・・低圧鋳造機 ８・・・・・・金型 ３３・・・・・・位置検出センサ ３４・・・・・・異常検出部（マイクロコンピュータ）
４１・・・・・・推定手段 ４２・・・・・・比較手段 ４３・・・・・・センサ異常判定手段 ５１．５２・・・・・・温度センサ ５５・・・・・・異常表示手段 特　許　出　願　人　　　トヨタ自動車株式会社代　　
　理　　　人　　　弁理士　出側　経膣〈他１名） ＠４ 図 笛５図 第７図 ６ １　低圧鋳造機

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可動金型の型閉じ位置を検出する位置検出センサと
   、 前記位置検出センサからの信号に基づいて型閉じの時の
   金型相互間の隙間の量を推定する推定手段と、 前記隙間の推定値と予め設定された隙間の許容限界値と
   を比較し、型閉じが正常か否かを判断する比較手段と、 前記位置検出センサの型閉じ時の信号と型開き時の信号
   との関係から該位置検出センサの異常の有無を判定する
   センサ異常判定手段と、 前記センサ異常判定手段からの判定結果を表示する異常
   表示手段と、 を具備したことを特徴とする金型閉じ異常検出装置。