JPH0413466A - ダイカスト製品の良否判別方法 - 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、溶湯をプランジャチップの作用によって金型
キャビティ内に高速射出し、引続いてプランジャチップ
を前進させ金型内の溶湯を加圧して緻密なダイカスト製
品を得るダイカスト法において、コンピューター制御に
より加圧作業を制御する場合に、鋳造加工品の良否判定
や鋳造工程の正常異常判定を、コンピューターで行うよ
うにしたダイカスト製品の良否判別方法に関するもので
ある。

［従来技術］ 従来より、ダイカストマシンで成形したダイカスト製品
を良否判別する場合は、成形した製品の外観を見て判断
していた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来は成形した製品の外観を見てその良否を判別してい
たので、製品の表面の形状や鋳肌の良否は目で見て判別
できる。

しかし、製品の内部の緻密さまでは判別できなかった。

［課題を解決するための手段］ 本発明においては、高速射出に続いて行われるプランジ
ャチップの前進にょる押湯動作の状態を見て、ダイカス
ト製品の良否を判別するようにした。

［作用］ 本発明においては、ダイカストマシンで射出を行った時
の高速射出動作が止った時から押湯動作が終った時まで
にプランジャチップが前進した押湯ストローク、最大押
湯ストロークに達するまでの押湯時間または押湯速度か
らなる押湯作動状態値を検出し、この検出値を設定値と
比較し、検出値が設定値の範囲内にあるときにダイカス
ト製品を良品と判断し、検出値が設定値の範囲外にある
ときにダイカスト製品を不良品と判断するようにした。

〔実施例］ 第１図は、本発明によるダイカスト製品の良否判別方法
を実施するダイカストシステムの機構図である。

第１図において、１は固定金型、２は可動金型、３は鋳
造空間であるキャビティ、４は射出スリーブ、４ａは赤
白湯口、５はプランジャチップ、６はプランジャ、７は
射出シリンダ、７ａはピストンであり、給湯口４ａから
射出スリーブ４の中に溶湯を供給した後、射出シリンダ
７を作動させてプランジャチップ５を前進させ、溶湯を
キャビティ３内に充填し得るようになっている。

射出シリンダ７の作動は、油圧源９から供給される圧力
油を方向切換弁１０を介してシリンダ室７ａまたは７ｂ
に供給することにより、動かされる。このとき、戻り油
はタンク１１内に戻る。即ち、方向切換弁１０のソレノ
イド５ＱＬ−Ａを励磁して、油圧Ｂ９の圧油を油路１１
ａを経由して射出シリンダ７の一方のヘッド室７ａに導
き、同時に、ロッド室７ｂの作動油を油路１２ｂを経て
タンク１１へ解放すれば、ピストン８は前進し、プラン
ジャチップ５は前進する。また、逆に、方向切換弁１０
のソレノイド５ＱＬ−Ｂを励磁すれば、上記と反対に射
出シリンダ７のピストン８が後退する。油圧源９の圧力
は電磁比例自動圧力弁からなる電磁リリーフ弁１３によ
り制御し得るように構成されている。つまり、電磁リリ
ーフ弁１３への入力電気信号の大きさに応じて油圧源９
からの圧力リリーフを制御し、以てプランジャチップ５
の押湯圧力を制御できる。また、射出シリンダ７のピス
トン８やプランジャ６、つまり、プランジャチップ５が
前進または後退する際のストローク位置、またはストロ
ーク量等は、例えば、プランジャ６に取付けた磁気スケ
ール１４と磁気ヘッド１５からなる位置検出器１６で検
出可能に構成され、その位置に応じて電気信号を出力し
得るようになっている。なお、位置検出器１６としては
回転式のポテンショメータなど他のものを用いても良い
し、位置検出器１６からの信号を演算することによって
、プランジャチップ５の移動速度を検出することもでき
る。

他方、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ
等のコンピュータからなるプランジャ制御手段２０が設
けられ、このプランジャ制御手段２０は、時間に対する
プランジャチップ５の前進によるストローク量の変化を
経時的に目標軌跡Ｔ０として設定できる指令信号設定部
２１、位置検出器１６の検出信号である入力信号と指令
信号設定部２１からの指令入力信号を比較、演算し、こ
れらの両方の入力信号の偏差値に対応した偏差出力信号
を送出する偏差演算ｉＪ　２２、偏差演算部２２の偏差
出力信号を受けて適宜の利得演算処理を行い、上記偏差
出力信号に応じた所定の出力信号に出すゲイン設定部２
３とを具備してなり、指令信号設定部２１はコンピュー
タのキーボードやマウスからなる入力手段とメモリー（
例えば、ＲＯＭ及びＲＡＭ）によって形成され、上記偏
差演算部２２と上記ゲイン設定部２３はマイクロプロセ
ッサＭＰＵやＣＰＵ等の演算手段によって形成されてい
る。そして、上記指令信号設定部２１、偏差演算部２２
、ゲイン設定部２３はプランジャチップ５を移動させる
射出シリンダ７に対するフィードバック制御器を構成し
ているのである。したがって、ゲイン設定部２３の出力
は、図示されていないＩ１０手段を経て圧力調整弁をな
す電磁リリーフ弁１３のドライバ２４に送出される。即
ち、ドライバ２４はゲイン設定部２３からの出力信号の
大きさに対応した弁駆動用電気信号を作成し、ｔｌｉＨ
リリーフ弁１３へ送出する。故に、射出シリンダ７は、
フィードバック制御器と電磁リリーフ弁１３、方向切換
弁１０によりフィードバック制御されて、プランジャチ
ップ５のストローク量を、目標軌跡Ｔ０に追従するよう
に制御する。

いま、第１図に図示するように、プランジャチップ５が
ａだけ前進して２点鎖線で示すＡ位置まできて高速によ
る溶湯の充填が完了し、射出速度が急速に落ちると、直
ちに、図示しないホストコントローラがプランジャチッ
プ５による押湯作動指令をプランジャ制御手段２０に与
える。プランジャ制御手段２ｏの指令信号設定部２１に
は、予め、押湯ストロ−２５部分について、時間ｔに対
するプランジャチップ５のストローク量Ｓｔの所望の軌
跡が上述の目標軌跡Ｔ。とじてプログラム設定されてお
り、上述した作動指令を受けると目標軌跡Ｔ０のストロ
ーク量Ｓｔを例えば数ミリ秒毎に時分割処理して、偏差
演算部２２に入力する。偏差演算部２２では、位置検出
器１６で検出されるプランジャ６やプランジャチップ５
の実際のストローク位置３　ｔ＋どの偏差量である△５
ｔ（＝ｓｔ−３ｔ’）を演算し、これをゲイン設定部２
３に入力する。ゲイン設定部２３ば、偏差△Ｓｔの結果
に基づき、所定の利得（ゲイン）、例えば、Ｐ（比例）
Ｉ（積分）Ｄ（微分）ゲインを乗算し、ストローク量の
偏差量△Ｓｔに対し、制御量である圧力指令値ＰＣに変
換する。上記ＰＩＤゲインは経験値として設定される。

ドライバ２４は、圧力指令値Ｐｅが入力されると、実際
に電磁リリーフ弁１３を駆動する信号Ｐｒｆに変換し、
油圧源９の圧力を制御し、方向切換弁１０を介して射出
シリンダ７に対する油圧力を制御している。

このように、プランジャチップ５のストローク量におけ
る目標軌跡Ｔ。と、実際のストローク量Ｔ８との偏差を
基準に、射出シリンダ７を作動させる圧力を制御するこ
とにより、プランジャチップ５の実際のストローク量を
フィードバック制御し、その結果、プランジャチップ５
により常に所要レベルの安定した押湯効果をキャビティ
３内の溶湯に与えて緻密、かつ、内部にひけ巣等の無い
品質良好な鋳造製品を得るようにしている。指令信号設
定部２１に設定される目標軌跡Ｔ０は、プランジャ制御
手段２０に接続されたＣＲＴ等のデイスプレィ装置２５
上にメニュー表示し、マウスによって縦軸ストロークＳ
ｔ及び横軸時間ｔのグラフ図を描くだけで設定可能に構
成されている。２６は入力手段である。

さて、上述のように目標軌跡Ｔ０を設定して、フィード
バック制御法によりプランジャチップ５のストローク量
を制御しても、既述のように鋳造工程における金型１，
２の温度条件等の種々の加工条件の変動により、実際の
プランジャチップ５が実行するストローク量の軌跡Ｔ、
が目標軌跡Ｔｏに常に一致するとは限らない。熱しなが
ら、鋳造製品の品質上からは、両者の軌跡に不一致があ
っても充分に製品として採用に耐え得る場合がある。従
って、本発明は、上述したプランジャチップ５の作動を
フィードバック制御すると共に、さらにダイカスト製品
の良否をプランジャチップ５の押湯ストローク量、最大
押湯ストロークに達するまでの押湯時間、または、押湯
速度からなる押湯作動状態値を用いて判定するようにす
るものである。

本発明においては、プランジャチップ５が高速前進して
キャビティ３に溶湯を充填し終った人位置から第１図に
ストロークｂとして示す押湯作用が始まり、Ｂ位置で終
るが、この押湯作動開始時は、例えば、射出工程の全工
程についてストロークＳｔ−射出速度ソ（射出圧力Ｐ）
線図として示した第２図に示すように、射出速度Ｖが急
激に落ち始めようとしてＶｌになったときか、あるいは
、射出圧力Ｐが急速に上昇し始めようとしてＰ、になっ
たときを検出して定めても良いし、あるいは、射出速度
νが急激に落ちて○に近いＶ２になったときか、あるい
は、射出圧力Ｐが急速に上昇してＰ２になったときを検
出して定めても良い。なお、ＶｌまたはＰｌとなったと
きを押湯区間の基点とすれば押湯区間はｂとなるし、ｙ
２またはＰ２となったときを押湯区間の基点とすれば押
湯区間はｂ゛となる。

本発明によると、押湯区間の基点からの押湯作動時の時
間ｔ−ストロークＳｔ線図として示した第３図に示すよ
うに、プランジャ制御手段２０に、予め上記目標軌跡Ｔ
０の最大ストローク値Ｆ、つまり、プランジャチップ５
が溶湯に対して最も突出する位置につき、その値Ｇを挟
んだ上限値Ｃ１下限値りとを設定しておく。上限値Ｃ９
下限値りは試行錯誤的に加圧鋳造品の鋳造品質から決定
できる値である。

ここで、下限値りを下回るときは、プランジャチップ５
の押湯ストローク量がキャビティ３内の溶湯に所要の押
湯効果を与えることができないか、あるいはプランジャ
チップ５の内部に冷却水を導入してプランジャチップ５
を介して金型の下部に生じるビスケット部に所要の冷却
効果を与えようとしてもプランジャチップの突込み量不
足のために充分な冷却効果を与えることができない場合
等で、その結果、緻密性に欠けたり、巣の発生した鋳造
製品が生ずるに到る限界値である。また、例えば、型締
したときの型締力不足か、あるいは、固定金型１と可動
金型２の間にパリ等をかんでいてすき間があり金型が所
定の力できちんと締っていないときは、射出した溶湯が
そのすき間から飛出すおそれがあり、危険でもあるので
、上限値Ｃはこの危険に至る限界値である。

上述の上限値Ｃ１下限値りの設定は、プランジャ制御手
段２０のメモリ手段、例えば、書き替え変更可能なＲＡ
Ｍ手段を備えた指令信号設定部５２に予め、入力手段６
２から設定することができる。

そして、本発明は、金型鋳造工程で、プランジャチップ
５が射出シリンダ７の作動で溶湯に対して目標軌跡Ｔ０
に基づき、フィードバック制御されなから押湯ストロー
クを実行した後に、実際のストローク量の軌跡Ｔ、にお
ける最大ストローク値Ｇが、上限値Ｃ９下限値りの間に
有るか否かを判定するのである。この判定は、プランジ
ャ制御手段２０において、ＣＰＵまたはＭＰＵ等の演算
手段からなる偏差演算部２２によって実行することがで
きる。判定過程は、第４図のフローチャートに示すよう
に、押湯時のプランジャチップ５の実際のストローク量
Ｔ、の軌跡における最大値Ｇと設定下限値りとの大小判
断を行い、下限値りを下回るときは、プランジャチップ
５のストローク量が所要の押湯効果を与え得なかったも
のと判断して、例えば、プランジャ制御手段２０の表示
手段であるデイスプレィ手段２５または図示してない警
報ランプ等を点灯させる等して警報信号または修正信号
を発するように構成すれば良い。

また、下限値りを上回っているときは、最大値Ｇと上限
値Ｃとの大小を判断し、上限値Ｃより小のときは、目標
軌跡Ｔ０に対して略実際のストローク量の軌跡Ｔ１が上
限値Ｃと下限値りの間にあるから、鋳造加工工程は正常
な鋳造品を加工し得たものと判断して良好の表示信号を
発するようにするのである。

また、上限値Ｃを超過したときは、プランジャチップ５
の実ストローク量Ｔ、が異常に大きな突出動作を示した
ものとして危険表示または不良表示をする。

なお、プランジャチップ５の実際のストローク量Ｔ１の
最大値Ｇが下限値りを下回った場合には上述のように１
回の下回りで警報指令や修正指令を発することに代えて
、例えば、２回ないし３回連続して下限値りを下回る事
態が発生したときに、始めて警報や修正を指令するよう
にしたり、または、下限値りを目標軌跡の最大値Ｆから
比較的小さな下回り値Ｄ１と大きな下回り値Ｄ２との２
値段階の下限値を設定し、実際のストローク量の最大ス
トローク値Ｇが小さな下回り値Ｄ１を下回ったと判断さ
れた後で、大きな下回り値Ｄ２との比較をしてこれより
、下回ったとき、始めて警報指令または修正指令を発す
るようにプログラムをしておいても良い。

なお、前記した実施例においては、プランジャチップ５
が前進したときの押湯ストロークを用いてダイカスト製
品の良否を判別するようにしたが、本発明においては、
この他に、最大押湯ストロークに達するまでの時間、ま
たは、押湯速度からなる押湯作動状態値を用いて行うこ
ともできる。

また、前記実施例においては、プランジャチップ５は１
個の通常のものを用いたが、このプランジャチップ５と
しては、その中心軸線部に別途設けた油圧シリンダの作
動で前進させ得るインナプランジャを有する２重プラン
ジャ方式のものを用い、このインナプランジャの作動に
よって押湯作用を行わせるようにすることもできる。こ
の場合、外側のプランジャチップとインナプランジャが
一体になって高速前進し、充填が終ってプランジャチッ
プが停止したら、直ちに、インナプランジャチップのみ
を前進させて押湯作用を行わせる。

［発明の効果］ 以上の実施例の説明を介して明らかにしたように、本発
明は、射出装置の作用によって金型内に溶湯を充填する
とともに、プランジャチップで直ちに押湯作用を行わせ
て金型内の溶湯を加圧するダイカスト法において、例え
ば、プランジャチップの押湯工程に入った後の経時スト
ローク量を示す目標軌跡と、その目標軌跡における最大
ストローク値の上限値、下限値とを予め設定しておき、
目標軌跡に倣ってプランジャチップがストロークするよ
うに加圧装置の駆動回路を制御し、前記プランジャチッ
プの実際のストローク量の軌跡における最大ストローク
値と、上記上限値及び下限値とを比較し、それら上限値
及び下限値から１定まる一定帯域内に、実際のストロー
ク量の軌跡における最大ストローク値が入っているか否
かに従ってダイカスト製品の良否判定を行うようにした
ものであり、従って、ダイカスト製品の品質をプランジ
ャチップによる押湯効果の作用面から管理し、以て、一
定の許容品質基準に合格する鋳造製品を高士止まりの下
に製造できる効果を奏するのである。また、金型装置等
のダイカストマシンの構造要素の損傷を防止し、早めに
修正処置等を促すことにより、ダイカストマシンの性能
維持を図り得る効果も得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施する金型装置とダイカス
トシステムの機構図、第２図は、射出全工程における射
出状態を示す射出ストローク−射出速度および射出圧力
線図、第３図は、押湯時におけるプランジャチップのス
トローク量の最大ストローク値について本発明による上
限値と下限値とを設定する場合の設定値の取り方に就い
て一例を示したグラフ図、第４図は、押湯時のプランジ
ャチップの実際のストローク量の軌跡における最大スト
ローク値を設定された上限値と下限値に対して比較１判
定するときのフローチャート図である。 １・・・固定金型、　　　　２・・・可動金型、３・・
・キャビティ、　　　　４・・・射出スリーブ、５・・
・プランジャチップ、６・・・プランジャ。 ７・・・射出シリンダ、　　１３・・・′１ｔＦｉＲリ
リーフ弁、１６・・・位置検出器、 ２０・・・プランジャ制御手段、 ２１・・・指令信号設定部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ダイカストマシンで射出を行った時の高速射出動作が止
   った時から押湯動作が終った時までにプランジャチップ
   が前進した押湯ストローク、最大押湯ストロークに達す
   るまでの押湯時間または押湯速度からなる押湯作動状態
   値を検出し、この検出値を設定値と比較し、検出値が設
   定値の範囲内にあるときにダイカスト製品を良品と判断
   し、検出値が設定値の範囲外にあるときにダイカスト製
   品を不良品と判断するようにしたダイカスト製品の良否
   判別方法。