JPH0481257A - ラドル給湯装置の速度制御方法 - 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マシンのラドル給湯装置の速度制御
方法に関し、特にラドル復路における湯面近接降下速度
の制御に関するものである。

（従来の技術） 従来のこの種のラドル給湯装置の速度制御方法としては
、たとえば特願昭６３−２５３１８９号に記載されるよ
うな方法か提案されている。すなわち、第１１図には従
来のラドル給湯装置か示されており、給湯作業は、溶湯
保温炉１００内の溶湯１０１をラドル１０２によって汲
上げてダイカストマシンの給湯口１０３まで移送し、給
湯後ラドル１０２を溶湯保温炉１００まで戻して次工程
の給湯動作を繰り返し行なうようになっている。

ラドル１０２の移動は、溶湯１０１を汲上げるには低速
で移動させ、その後溶湯保温炉１００と給湯口１０３間
の移送は高速で行なって給湯サイクルを短くしている。

そして、ラドル１０２を溶湯１０１に浸漬させる際に、
ラドル１０２を湯面から所定距離Ｈだけ離れた位置にて
低速に切替えられる。

ここで、ラドル１０２の湯面からの距離Ｈに相当するプ
リセットカウンタのカウント値を、予め設定するだけで
、溶湯１０１の汲取りをしたことによって湯面が下がっ
ても、湯面センサ１０４が湯面を検出してプリセットカ
ウンタをリセットするため、常に予め設定したカウント
値によって湯面の変化に拘らず、常に低速下降距離を一
定に保って給湯サイクルタイムのロスを少なくしていた
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらラドル１０２の減速に必要な低速下降距離
は、ラドル１０２の種別によるラドル型組およびラドル
１０２の給湯量に依存し、必要な低速下降距離が異なる
。すなわち、たとえば、ラドル１０２の重量が大きい場
合には慣性が大きいために減速に要する距離を充分とる
必要があるのに対し、重量が小さい場合には比較的短く
てよい。

そのためラドル１０２を交換した場合や給湯量を変更し
たような場合には、低速切替タイミングを変更する必要
があるが、従来ではその都度切替タイミングを調整しな
ければならず、操作が面倒で生産性が低下するという問
題かあった。

また、従来から汲上げた溶湯１０１を計量位置Ｂ′にて
計量し、計量された所定量の溶湯を給湯するようになっ
ている。

すなわち、第１２図（ａ）に示すように、ラドル１０２
を溶湯１０１中に浸漬して溶湯を汲上げ、第１２図（ｂ
）に示ずようにラドル１０２を上昇させてラドル１０２
に隣接して設けられた湯面センサ１０４が湯面を離れた
時点からタイマを作動させ、一定時間後の位置を計量位
置Ｂ′としてラドル１０２を停止させる。そして、第１
２図（ｃ）に示ずようにラドル１０２を所定の計量角度
に保って余分な溶湯をオーバーフローさせて一定の給湯
量を計量していた。

しかし、従来は計量位置Ｂ′を時間によって決めていた
ために、計量位置Ｂ′がラドル１０２の速度や大きさに
影響されて変動するという問題があった。このようなラ
ドル１０２の速度や大きさの影響を排除するために、従
来ではタイマの設定時間を充分大きくとる必要があり、
計量時間が長くなっていた。

特に、ラドル１０２の速度が早いと、それだけ上昇距離
が大きくなるので計量位置Ｂ′が高くなり過ぎ、オーバ
ーフローした溶湯が飛び散って危険である。一方、計量
位置Ｂ′が低いと、ラドル１０２が、まだ溶湯１０１中
に浸漬している状態で計量動作を行なう場合が生じ、そ
うなると、余分な溶湯を充分にオーバーフローすること
ができず、給湯量が過多になり、型締めを行なう際に危
険であった。

本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、ラドルの重量や
給湯量の変化に自動的に対応し、速度制御の操作性の向
上を図り得るラドル給湯装置の速度制御方法を提供する
ことにある。

また、他の目的とするところは、上記目的に加えて、ラ
ドルの速度や大きさに拘らず、計量位置を湯面から適正
な距離だけ離間させ得るようにして、給湯量を正確に制
御し得るラドル給湯装置の速度制御方法を提供すること
にある。

（課題を解決するだめの手段） 上記目的を達成するために、本発明にあっては、ラドル
によって溶湯保温炉内の溶湯を汲上げて給湯口まで移送
し、給湯した後ラドルを溶湯保温炉に戻して給湯動作を
繰り返すもので、溶湯汲上げの際にラドルの湯面近接速
度を湯面から所定距離だけ離れた位置にて低速に切替え
、ラドルを低速で下降させて溶湯中に浸漬させるラドル
給湯装置の速度制御方法において、 前記ラドルの重量および供給量ならびに溶湯保温炉の種
別に基づいて溶湯保温炉の単位給湯量に対する湯面降下
量および最適の低速下降距離を算出してメモリに記憶し
、 該メモリに記憶した情報に基づいて溶湯保温炉内の湯面
降下量を給湯サイクル毎に算出し、前回の給湯サイクル
による湯面降下量の分だけ湯面近接下降速度の低速切替
位置を遅らせて各給湯サイクルのラドルの低速下降距離
を一定に保つことを特徴とする。

また、溶湯保温炉内の溶湯を汲み上げたラドルを計量位
置まで上昇させ、計量位置にてラドルを所定角度だけ傾
けて不要の溶湯をオーバーフローさせて所定の溶湯量を
計量する際に、 ラドルの種別に基づく形状、大きさ等に対応して、湯面
から計量位置までの距離を予め設定してメモリに記憶さ
せておき、　前記ラドルの湯面からの上昇距離をラドル
を駆動する駆動軸の回転量から演算して求め、ラドルが
メモリに記憶された距離だけ上昇した時点を計量位置と
認識してラドルを停止させ、 計量位置にてラドルを傾動させ、余分の溶湯なオーバー
フローさせることが効果的である。

（作　用） 上記構成のラドル給湯装置の制御方法によれば、ラドル
の種類によるラドル重量及びラドル給湯量が変化しても
、各々ラドル重量及びラドル給湯量に対応した溶湯保温
炉の単位給湯量に対する湯面降下量、及び低速下降距離
が既に計算され記憶化されている為、ラドルの往復移動
の低速切換位置は容易に求める事ができ、この為給湯サ
イクル中の低速移動域の所要時間を最小にすることがで
きる。

また、ラドルを交換して速度や大きさ等が変化しても、
ラドルの種別に基づく形状等に対応して湯面から計量位
置までの距離が予め記憶されているので、常に計量位置
を湯面から適正な位置に制御することができる。

（実施例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第３図は本発明が実施される平行リンク駆動形のラドル
給湯装置の一例を示している。図中１０はラドル給湯装
置全体を示しており、溶湯１４を汲上げるラドル１３と
、このラドル１３を駆動する平行リンク機構１１とから
構成されている。そして、平行リンク機構１１によって
、溶湯保温炉２０からの溶湯の汲上げ動作、溶湯保温炉
２０と射出スリーブの給湯口１５間の移送動作、および
給湯口１５への給湯動作等の、ラドル１３の一連の動作
を制御している。

平行リンク機構１１は、減速歯車機構を介して電動機１
６によって回転駆動される駆動軸１７に連結され、その
出力側の端部に上下に延びるアーム１２が連結され、こ
のアーム１２の下端に上記ラドル１３が連結されている
。駆動軸１７にはエンコーダ３３が取付けられ、駆動軸
１７の位置はインターフェース２８を介して演算部２５
に送られる。この電動機１６は演算部２５からの各種演
算情報に基づいて、駆動制御部２４によって駆動制御さ
れる。

また、アーム１２の先端には湯面センサ２１が設けられ
ている。この湯面センサ２１はラドル１３の位置と関係
付けて配置されており、ラドル１３が溶湯中に浸漬した
状態でオンして、湯面な検出するようになっている。

図中、ラドル位置Ａは、ラドル１３が溶湯保温炉２０の
溶湯１４に浸漬し、湯面センサ２１が作動してラドル１
３の低速下降を停止した状態であり、汲み取りを重ねる
ごとに湯面が下降するのでその位置は下降する。

ラドル位置Ｂは計量位置で、ラドル１３が溶湯１４を汲
み上げ、ラドル１３を湯面上方の一定の高さに」１昇さ
せて一時停止し、余分な溶湯をオーバーフローさせて定
量を計量する状態である。

また、うｌ〜ル位置Ｃば、ラドル１３が図中破線２２で
示した路程を、ラドル位置Ｂから給湯口１５の位置にま
で高速で移動して、給湯位置に停止している状態である
。

上記演算部２５は毎回変化するラドル１３の湯面近接降
下速度および低速切換位置を算出し、駆動制御部２４に
よって電動機１６が制御される。

演算部２５は、第４図に示すようにＣＰＩＪ２６と、演
算に必要な各種のラドルの重量Ｗ、ラドル給湯量Ｗ等の
データが記憶されているメモリ２７と、メモリ２７ヘデ
ータを入力するキーボード３２と、入力データおよび演
算結果を表示するＣＲＴ３１及びＣＰＵ２６と湯面セン
サ２１．エンコーダ３３．給湯装置駆動制御部２４間の
データ受は渡しを行なう入力インターフエイス２８．出
力インクフェイス２９とから成る。

このような給湯装置において、ラドル１３が溶湯保温炉
２０上方の基準点から下降し、溶湯保温炉２０の溶湯１
４に浸漬し、湯面センサ２１が作動してラドル１３の低
速下降を停止した状態から、溶湯１４を汲み上げ、湯面
上方の一定の高さに上昇させて計量位置Ｂにて一時停止
し、破線２２で示した路程を、ラドル位ＮＢから給湯口
１５の位置にまで高速で移動した後、給湯後再度溶湯保
温炉２０まて高速で復路を戻り、溶湯保温炉２０上の低
速切換位置まで降下し、そこから湯面に低速下降するよ
うになっている。

次に第３図のフローチャートにより本発明の速度制御方
法を説明する。

先ず、゛給湯装置１０の操作者（図示せず）は、第２図
に示す制御プログラムをスタート（ステップ１）して、
各種ダイカスト製品の製造に使用されるラドル１３の種
別、ラドル１３内に給湯されるラドル給湯量Ｗ及び溶湯
保温炉２０の種別をキーボード３２よりメモリ２７にデ
ータ入力する。

メモリ２７には事前にラドル１３の種別に対応するラド
ル重量Ｗ、溶湯保温炉２０種別に対応する高さ、及び容
積等の各種形状が記憶されており、データ入力後ＣＰＵ
２６にて溶湯保温炉２０の単位給湯量に対する湯面降下
量Δｈが計算されメモリ２７に記憶される（ステップ２
）次にラドル重量Ｗとラドル給湯量Ｗからラドル１３が
下降し、溶湯１４に浸漬するときの最適の下降速度が確
保できる低速下降距離１１℃をＣＰＯ２６で計算し、メ
モリ２７に記憶する（ステップ３）。

第１図はこの制御構成を図示したもので、入力部から入
力された各種データ（Ｗ、ｗ等）から演算部２６にて単
位給湯量に対する湯面降下量△ｈおよび最適の低速下降
距離ＨＩ２を演算し、メモリ２７に記憶する。そして、
この演算情報に基づいて後述するように駆動制御部を制
御する。

このステップ１．２．３では制御プログラムスタート前
にメモリ２７に記憶されている溶湯保温炉２０の種別に
対応する各種形状、ラドル１３の種別に対応するラドル
重量ＷＩラドル容量Ｗから単位給湯量に対する湯面降下
量Δｈ、低速下降距離Ｈρを求めたが、単位給湯量に対
する湯面降下量Δｈは溶湯保温炉２０の形状によって給
湯サイクル毎に変化するので、その求め方を第６図、第
７図を参考にして示す。

△ｈ＝　　（Ｘ＋　　＋Ｘ＋−＋　　）／　（ＷＩ　　
＋Ｗ＋−１）１（＋　　＝Ｈｏ　　　（Ｘ＋　　＋Ｘ＋
−＋　　）　／２但し、 Δｈ・・・単位給湯量に対する湯面降下量Ｈ・・・基準
点りからの溶湯保温炉２０の湯面までの距離 Ｈｏ・・・基準点りから溶湯保温炉２０底面までの距離 Ｘ　＋　、Ｘ　＋−＋・・・溶湯保温炉２０の底面から
湯面までの距離 ＷＩ、Ｗｌ−＋・・・溶湯保温炉２０の溶湯の重量Ｖ　
Ｉ、　Ｖ　＋−＋・・・溶湯保温炉２０内の溶湯の体積
ここで、あらかじめＨｌをもとめておけば、基準点りか
ら低速に切換える位置、すなわち湯面から最適の低速下
降距離）−１４２に達した時点を、給湯サイクル毎に求
めることができる。上記の各変数間の相互関係は第６図
に示すように１つのテーブルにまとめ記憶化した。

また、低速下降距離Ｈｊ２は、ラドル１３の高速速度を
ｖｈ、低速速度を７℃、電動機１６の制動トルクをＴ、
ラドル１３の換算イナーシャをラドル１３の重量Ｗと給
湯量ｗとの関数Ｉ（ｗ、Ｗ）としてＨＩ２．＝　（Ｖｈ
−Ｖｇ）　２Ｔ／２　Ｉ　（ｗ、Ｗ）で求めるが、ラド
ル１３のイナーシャＩ　　（ｗ。

Ｗ）等の計算が複雑なので、予め求めてテーブルにして
いる。

この事により各種データの検索が容易となった。

ここで、再び第２図のフローチャートに戻る。

第５図に示す如く、第１回目の溶湯１４汲み上げ時にお
いては、ラドル１３を溶湯保温炉２０上方の基準点りか
ら下降し、溶湯保温炉２０の溶湯１４に浸漬し、湯面セ
ンサ２１が感知し、ラドル１３が下降を停止した下降停
止位置］”Ｉｎ−１（ラドル位置Ａ）をエンコーダ３３
により測定、メモリ２７に記憶する（ステップ４，５．
６）。

この下降停止位置り。−１を使い、先に計算した低速下
降距離Ｈρ、湯面降下量△ｈ及びラドル給湯量Ｗをメモ
リ２７より読み出して次式（１）に示す演算により次給
湯サイクル毎の復路における給湯保温炉２０上方の低速
下降始点り、をＣＰＵ２６で計算しメモリ２７に記憶す
る。（ステップ１０．１１） Ｌ、＝ｈ、、−Ｈ１＋（Δｈｘｗ）　　・・・（１）（
但しｓ＝１．２・・・） ｎ＝１．　２・・・ なおステップ１０．１１と並行してステップ７に進む。

ステップ７では、給湯サイクルを継続するが、ラドル１
３が傾動し、溶湯保温炉２０内の溶湯１４を汲み上げ、
一定距離分だけ低速上昇する。

その後−時停止（計量位置Ｂ）し、余分な溶湯をオーバ
フローさせた後にラドル給湯量Ｗに定量計量される。こ
の後ラドル１３の傾動が解除され水平に保持された後で
、ラドル１３がラドル位置Ｂからラドル位置Ｃまで破線
２２で示した路程を高速で移動し、給湯位置に停止し給
湯口１５に給湯を完了する（ステップ８）。

給湯完了後、ラドル１３が給湯口１５から溶湯保温炉２
０まで復路を再び高速で戻り、基準点りを通過した後、
低速下降始点り、をエンコーダ３３で感知すると低速下
降を始め、溶湯保温炉２０の溶湯１４に浸漬し、湯面セ
ンサ２１検知信号による下降停止位置り。をエンコーダ
３３により測定し、メモリ２７に記憶する。

この後上記給湯サイクルを続けて行ない低速下降始点Ｌ
８をモニタリングしつつ、溶湯保温炉２０内の溶湯１４
の補充を行なう。

第８図には上記給湯量の計量工程の制御構成を詳細に示
している。

すなわち、駆動軸１７の回転角度を検出するエンコーダ
３３と、ラドル１３を傾動させる注湯軸１３ａの回転角
度を検出するエンコーダ３４とを設け、これら各エンコ
ーダ３３．３４からの検出信号をインターフェース２８
を通じてＣＰＵ２６に入力し、ＣＰＵ２６によってラド
ル１３の湯面Ｓからの距離をエンコーダ３３により測定
し、ラドル１３の傾斜角度をエンコーダ３４によって測
定するようになっている。

そして、計量動作の制御は、まず、制御装置のメモリ２
７にラドル１３の容量等のラドル種別に基づく形状、大
きさ等に対応して湯面Ｓから計量位置Ｂまでの適切な距
離Ｈｂを記憶させておく。

この距離Ｈｂは確実に計量でき、しかも湯面Ｓを離れた
最短の位置となるように決定するもので、この実施例で
は、第９図に示すようにラドル１３の長さＬを各ラドル
１３の湯面Ｓから計量位置Ｂまでの距離Ｈｂとしである
。

そして、ラドル１３に溶湯を汲み上げで上昇する際に、
湯面センサ２１が湯面を離れたことを検知する。この検
知信号を基準として駆動軸１７のエンコーダ３３人力か
ら湯面から上記り分上昇した位置にてＣＰＵ２６から指
令を出し、駆動軸１７を回転する電動機１６を停止させ
る。そして、第１０図に示すように、ラドル１３の注湯
軸１３ａに指令を出し、エンコーダ３４により注湯軸の
回転量を求めつつ注湯軸１３ａを駆動する駆動モタ１８
を制御し、ラドル１３が所定の計量角度αに達した時点
で停止させ、余分の溶湯をオーバーフローさせることに
より計量する。

（発明の効果） 本発明は以上の構成および作用を有するもので、種類に
よるラドル重量及びラドル給湯量の変化に自動的に対応
でき、又給湯サイクルのサイクルタイムを最小限に押え
ることができるまた、湯面から計量位置までの距離をラ
ドルの種別に基づく形状、大きさに応じて設定してメモ
リに記憶させておくとともに、ラドルの位置を駆動軸の
回転量から求めるようにしたので、ラドルの速度や大き
さが変化したような場合でも、計量位置を湯面から適正
な距離に保つことができる。

このように、計量位置を正確に設定できるので、計量位
置を湯面から最短の距離に設定でき、計量時間の短縮化
を図ることができるとともに、従来のようにラドルが湯
面から離れ過ぎるようなことが無くなってオーバーフロ
ー時の溶湯の飛散を防止できる。また、給湯量が過多と
なって型締めに悪影響を与えるようなこともなくな る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のラドル給湯装置の速度制御方法の基本
的な構成を示すブロック図、第２図は本発明の速度制御
方法が適用される制御手順を示すフローチャート、第３
図は本発明の制御方法が適用されるラドル給湯装置の概
略構成図、第４図は第３図の装置の制御ブロック図、第
５図はラドルの行程を示す模式図、第６図は溶湯保温炉
の高さと単位給湯量当たりの湯面降下量の記憶テーブル
を説明するための図、第７図は第６図の記憶テーブルの
作り方を説明するだめの図、第８図は本発明の給湯量を
計量制御する制御構成を示すブロック図、第９図はラド
ル駆動系を模式的に示す構成図、第１０図は各ラドルに
対応する湯面から計量位置までの距離を示す側面図、第
１１図は従来のラドル給湯装置の構成図、第１２図（ａ
）乃至（乙）は従来の計全工程を説明するだめの図であ
る。 符号の説明 １０・・・ラドル給湯装置　１１・・・平行リンク機構
１２・・・平行リンクアーム１３・・・ラドル１３ａ・
・・注湯軸 １４・・・溶湯　　　　　　１５・・・給湯口１６・・
・電動機　　　　　１７・・・駆動軸１８・・・注湯軸
モータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ラドルによって溶湯保温炉内の溶湯を汲上げて給
   湯口まで移送し、給湯した後ラドルを溶湯保温炉に戻し
   て給湯動作を繰り返すもので、溶湯汲上げの際にラドル
   の湯面近接速度を湯面から所定距離だけ離れた位置にて
   低速に切替え、ラドルを低速で下降させて溶湯中に浸漬
   させるラドル給湯装置の速度制御方法において、 前記ラドルの重量および供給量ならびに溶湯保温炉の種
   別に基づいて溶湯保温炉の単位給湯量に対する湯面降下
   量および最適の低速下降距離を算出してメモリに記憶し
   、 該メモリに記憶した情報に基づいて溶湯保温炉内の湯面
   降下量を給湯サイクル毎に算出し、前回の給湯サイクル
   による湯面降下量の分だけ湯面近接下降速度の低速切替
   位置を遅らせて各給湯サイクルのラドルの低速下降距離
   を一定に保つことを特徴とするラドル給湯装置の速度制
   御方法。
2. （２）溶湯保温炉内の溶湯を汲み上げたラドルを計量位
   置まで上昇させ、計量位置にてラドルを所定角度だけ傾
   けて不要の溶湯をオーバーフローさせて所定の溶湯量を
   計量するもので、 ラドルの種別に基づく形状、大きさに対応して、湯面か
   ら計量位置までの距離を予め設定してメモリに記憶させ
   ておき、 前記ラドルの湯面からの上昇距離をラドルを駆動する駆
   動軸の回転量から演算して求め、ラドルがメモリに記憶
   された距離だけ上昇した時点を計量位置と認識してラド
   ルを停止させ、 計量位置にてラドルを傾動させ余分の溶湯をオーバーフ
   ローさせる請求項１記載のラドル給湯装置の速度制御方
   法。