JPH06506396A - プレッシャダイカストマシン内の鋳造パラメータの制御のための方法 - 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】 本発明は請求項１の上位概念に記載のプレッシャダイカス１〜マシン内の鋳造パ ラメータの制御のための方法に関する。

従来の技術二 エルンスト・ブルンフーバの文献：　「圧力鋳造の実地」第３版？９８０凧　８ ２頁以下により、プレッシャダイカストマシンのマシン制御が公知である。この 文献８４．８５頁に従い前進段階と鋳型充填段階と圧力追加段階とを区別するこ とにより，圧入プランジャのプランジャストローク、即ち鋳造室内の溶湯が各段 階で調整される。その場合に、例えば鋳型充填段階の開始が充填量と圧入プラン ジャの位置とに依存しているので、鋳造室内の充填量が決定的な役割を演じる。

溶湯の配量は次のごとく行われる： コールドチャンバ・プレッシャダイカストマシンの場合、鋳造金属が保温炉から 取り比されて、鋳造ユニットの鋳造室内へ充填される。これが手動式ではとリベ を用いて保温炉がら溶湯を汲み出し、鋳造室の湯口内へ空けることで充填される 。鋳造室の溶湯の充填工程が自動化された配量及び充填装置も公知である。ブル ンフーバ（前記文献）の１０５〜１１０頁に、配量とリベを用いて作業する装置 が記載されており、その配量とリペを保温溶湯内に投入し、適当量の溶湯を汲み 取り、その溶湯を鋳造室へ運搬して湯口内へ空ける。とリペ（表　所望の溶湯量 の正確な配置を可能にするように調節可能である。その場合に余分な溶湯（よ　 とりぺの上昇時に保温炉内へ還流する。この装置の配量精度ｉｔ、、アルミニウ ム合金０．１〜１５ｋｇの配置範囲において±０．８％とされている。

コールドチャンバ・プレッシャダイカスト法の場合、鋳造品の品質は多種のプロ セスパラメータにより決定される。その場合に溶湯の配量精度が極めて大きく鋳 物の品質を左右し、その場合にマイナスの影響として、望ましくない且つ不都合 な鋳造段階の開始点のずれや圧入プランジャの速度変化　鋳造圧力の変化を引き 起こして全鋳造工程を左右しうる。

プレッシャダイカストマシンの高い配置精度を達成するために、圧力鋳造鋳型内 の充填度を接触ビンを用いて検出することがＤＥ８４　２２　３３６　Ｕｌによ り公知であり、その接触ビンの場合、鋳型内で溶湯が２個の接触子を短絡し、そ れにより信号を発生させる。その測定信号は次に制御乃至調整ユニットに送られ てマシン制御に利用されうる。

また熱電対として形成されていて且つ一定の充填度で溶湯温度を記録するセンサ の使用も公知である。

その種のセンサは鋳造室力へ直接設置されるため１：、鋳造室内の高温や粗雑な 取扱いによる著しい酷使のため１：、センサの信頼性が低くなり、従って正確且 つ再現可能な値が殆ど設定できない。

更に鋳造室内でしばしば溶湯が波状又は揺動運動を起こし、その運動の結果　溶 湯の高さにバラツキが生じ、誤った充填値を表示することがある。従って発生す る信号が実際の充填度に合致しない。これにより相応したミス制御が生じうる。

ＤＥ　３３　４４　５３７　Ｃ１がら更に圧力鋳造時の溶湯金属のタイミング配 置のための方法が公知になっＬ　これらの方法では所定量の金属が、コンスタン ト圧力波から成る所定の圧縮空気衝撃によって、炉から上昇管を通って鋳造室に 送り込まれる。

この方法は高額の設備費及び炉充填とワークの気泡サイズとに関係した配置時の 常時補正を必要とする。従って圧入プランジャの調整装置は設けられていない。

更にＤＥ　２３　０７　８４６　Ａｌがら溶融金属のみを取り呂すための方法が 公知であり、係る方法では溶湯量の配量が秤量測定によって行われる。保温炉の 圧力付勢と保温炉がら呂されて鋳型によって受容される鋳造量の秤量測定と包組 み合わせることで、充填度が正確に検出できる。その場合さらに、鋳型方向に向 い、且つ制御装置に接続した光電池を用いて、鋳造工程中の溶湯上昇部を計測す るか、あるいは鋳型を直接測定する。その場合に鋳造工程は光電池（赤外線の眼 ）を介して制御される。目標値の達成後、例えば鋳型内にて、弁が、例えば圧力 管内へ向けて開かれなければならない。これによって圧力の急激な低下が起こり 、溶融金属の過剰供給が回避される。

本装置は大量鋳造時の溶融金属の自動配量に関する。本装置はコールドチャンバ ・プレッシャダイカストマシンの鋳造室内の溶湯に係る鋳造パラメータの調整に 関するものではない。

本発明の効果： 請求項１の発明の方法１表　公知の方法乃至装置に比べて、鋳造パラメータの調 整が鋳造室内の充填度に応じて達成さね　その場合に溶湯をプレッシャダイカス トマシンの鋳造室内へ正確に配置及び充填する装置が提供されているという利点 がある。これにより鋳造室の充填度即ち溶湯量を極めて正確に設定できる。正確 な充填度は所謂マシンデータの正確な評価を可能にする。　これは主に液圧構造 要素の制御乃至調整の反応時間及び計算時間等の動作時間である。従って圧入プ ランジャの各段階の圧入プランジャ速度変化の開始点並びにそれに応じた鋳造圧 力が極めて精密に設定及び調整される。　「残余鋳造室」が完全に満杯の状態に 至るまで鋳造室内の圧入プランジャの前進段階乃至前進ストロークが正確に決定 されることで、鋳型充填段階の開始点が正確に決定される。

これは鋳造室の容量を極めて正確に特定できて初めて可能となる。

これにより鋳造工程の前進段階と鋳型充填段階と圧力追加段階がそれらの経過時 間に関連させて設定及び調整さ札　それが鋳物品の品質改善につながる。

鋳造室内の溶湯の充填度の正確な検出により、配量及び充填工程が充填レベル測 定によって調整可能となるので、極めて正確な配置及び充填工程も可能となる。

鋳造室内の溶湯が極めて正確な充填度値で示されていれＥ　鋳造パラメータが極 めて正確に算出され且つ調整されうる。この鋳造パラメータと（表　例えば量に 応じた前進段階の圧入プランジャの位置決めのトリガ操作や、主に圧入プランジ ャの速度調整である。更にこれにより、鋳型充填段階の圧入プランジャの位置決 めのトリガ操作乃至鋳型充填段階のトリガが量に応じて行わ札　その場合に例え ばまた圧入プランジャの速度と減速行程が制御可能である。結論的１：、配量即 ち溶湯量を極めて正確に把握することが、圧力追加段階で極めて正確にトリガを 行わせることにつながる。

従属請求項には本発明の方法の効果的な展開形成及び改良が提示されている。本 発明の方法のための実施例の以下の説明に（表本発明の更なる詳細及び効果が解 説されている。

図は本発明の方法の実施のための本発明の測定及び調整装置を有するプレッシャ ダイカストマシンの固定した型締め盤内の鋳造室の略図を示す。

本発明の説明二 本発明の方法は図面に従い以下詳細に解説される：詳細に図示しないコールドチ ャンバ・プレッシャダイカストマシン内において、固定した型締め盤１内には水 平の鋳造室長手軸３を有する鋳造室２が存在する。鋳造室２内で（上　圧入プラ ンジャが図の右から左へ動かさ札　且つ鋳造室内に注入された溶湯面を有する溶 湯５乃至溶湯レベル６を詳細に図示しない鋳型方向（ｒｓＪ方向）に押圧する。

溶湯５（上　例えば前述の配置とリベを用いて湯ロアを通じて鋳造室内へ入れら れる。

前述のごとく、溶湯を鋳造室に供給可能な配量精度は±１％程度である。この配 置精度は適切な配量とリベを用いれば高額とはなるが達成される。通常±２％の 配量精度ならば程々の出費で達成される。

鋳造室の充填量は応用事例に応じて著しく変動する０図示したごとく、充填量は しばしば室容積の５０％以上あり、即ち溶湯レベル６は鋳造室長手軸３の幾分上 方にある。所謂前進段階中に農溶湯の液面６が鋳造室の最上端縁に達するまで、 即ち鋳造室の［残余容積］が完全に溶湯で満たされるまで、室容積が圧入プラン ジャの緩慢な前進ストロークによって縮小される。鋳型を充填するための本来の 鋳型充填段階はこの時点で始まる。何時この段階に達するか（表　鋳造室内へ充 填される溶湯量からのみ判明する。

例えば鋳造室が５０％しか充填されていない場合に１表　鋳造室を完全に満たす ために（上　圧入プランジャがその前進ストローク長の約５０％を進行しなけれ ばならない。鋳造室が５０％以上充填されている場合に１上　全ストローク長の ５０％以下で既に前進ストロークは完了する。

可能な限り空気混入を伴わずに溶湯を一定して上昇させるために（友　鋳造室内 へ充填される溶湯量に応じて圧入プランジャ速度を決定する。従って充填レベル と量とを正確に設定すれ（Ｌ　前充填段階の終了時点と鋳型充填段階の開始時点 とを正確に決定することができる。

正確な配量、即ち鋳造室内の溶湯充填量を正確に検出するため］：、本発明では 固定した測定装置８が設けら札　その測定装置８がブリッジ９を介して型締め盤 １に固着されている。この測定装置を用いて超音波又はレーザを通じて鋳造室２ の上部空間で鋳造室内の溶湯の充填量６が検出されうる。その場合に測定眼１ｏ を有する測定装置８が、鋳造室２の湯ロアがらある距離離間して設置されており 、それにより測定装置８が熱又は他の損傷に対し防護されている。更にこれによ り例えば詳細に図示しない鋳造とりべが湯ロアへ向かうのに障害とならない。結 果的に鋳造室の領域内の防護を縮小することが可能である。

組み込まれたセンサを有する測定装置８による鋳造室２内の溶湯５の充填レベル 乃至充填量６の測定（表　測定ビーム１１としての超音波ビーム又はレーザビー ムを通じて連続的又は非連続的に行わ札　その測定ビーム１１は溶湯上面６で反 射された反射ビームとして戻り受信される。その場合に測定ビームの伝播時間は 鋳造室２内の充填レベル高さｈに比例する。略図で示した計算機１２内で測定ビ ーム乃至反射ビームの伝播時間が距離信号に変換さね　その距離信号が充填レベ ル高さを示す。計算機１２はライン１３を通じて圧入プランジャ運動を制御する 。

こうして検出される鋳造室２内の充填レベル高さｈ乃至溶湯レベル６によって、 鋳造工程時の一連の制御が行われうる。溶湯の充填工程が連続測定を通じ直接的 に管理される一方で、その場合に所望の充填量で所望の充填レベル達成後に終了 することができる。溶湯の充填時に生じる鋳造室内の波動１；ｉ、波の山と波の 谷との平均値決定によって零平衡されうる。これにより大きく変動する溶湯しベ ル６も計算で平均値決定され且つそれにより実際の充填レベルが決定される。充 填量が完全に正確に決定できていれｆｆ。

次に設定さるべき鋳造パラメータが正しく設定できる。

鋳造室内の溶湯の充填レベルの測定（よ　鋳造室の充填の終了後でも行うことが できる。その場合に鋳造室内の量は達成された充填レベル６にプリセットされて おり、従って鋳造パラメータは必ずこれにセットされることになる。これは主に 溶湯が鋳造室全体を完全に満たすまで、即ち鋳造室の上端縁に達する時点までの 、圧入プランジャ４の運動経過と、鋳造室内への圧入プランジャ４の前進ストロ ークとである。先ずこの正確な時点から次の鋳型充填段階が始まる。従って鋳型 充填段階のトリガ（表　鋳造室内の溶湯の量に依存し、即ちまた圧入プランジャ ４の正確な位置にも依存している。また前進段階の、即ち鋳造室２が完全な満杯 に至るまで鋳造室内の充填された溶湯を圧入プランジャ４が圧縮する段階の、過 程及び速度１表　充填レベルによって決定的に制御される。

結果的に第三段階、即ち圧力追加段階のトリガも、保有する溶湯の量によって決 定的に制御さ札　従って正確な時点も充填量に依存しているのである。

容器内の液体に接触せずに充填量を連続的に測定するための装置は基本的に公知 である。係る測定装置の場合、センサが約４６ヘルツの周波数の超音波衝撃を発 射する。その音波は液体表面によって反射さね　そのセンサによってまた受け取 られる。音波衝撃の送波と受信との間の音の伝播時間１九　電子工学的に評価さ 札接続された装置へ充填高さ比例信号としてさらに送られる。最大充填レベルま での測定ヘッド１０の距離ａ（表　およそ４５〜７゜Ｃｍの範囲である。しかし また他の距離も設定可能である。

本発明は後記の方法のための実施例に限られていない０本発明は寧ろ本発明の要 旨の範囲内のあらゆる専門的な改良及び変更をも包括する。

国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．コールドチヤンバ・プレッシャダイカストマシン内の鋳造工程の鋳造段階が 、鋳造室内にて長手方向に移動可能な鋳造室プランジヤのストローク（ｓ）に応 じて制御可能な、前進段階及び／又は鋳型充填段階及び／又は圧力追加段階にお ける鋳造パラメータを制御するための方法であって、鋳造室（２）内の溶湯（５ ）の充填量の正確な配置及び／又は決定が、固定した光学的測定装置（８）を用 いて行われ、その場合に測定ビームが鋳造室（２）の湯口（７）を通って入射し 、溶湯表面で反射され、測定ビーム（１１）と反射ビームの伝播時間が充填レベ ル高さ（ｈ）及び溶湯（５）の充填量の測定値として用いられ、また制御装置（ １２）が設けられ、圧入プランジャ運動及び各段階の開始時点を、溶湯（５）の 充填レベル（６）乃至係る充填量（５）に応じて該制御装置（１２）により制御 する方法。
2. ２．充填レベル（６）の測定が溶湯供給中に又は溶湯供給と関連して行われ、そ の場合に場合により溶湯（５）の追加配量が充填レベル測定中に又は充填レベル 測定に関連付けて行われ、その場合に充填レベル測定値が追加配置の分量に直接 作用することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．鋳造室の残余容積がプリセットされた程度に溶湯（５）で充填されているよ うに、鋳型充填段階の初めに鋳造室（２）内の圧入プランジャ位置（４）が、位 置決めされていることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. ４．溶湯（５）の充填工程時の溶湯表面（６）の波動が、測定された充填レベル 値の平均値設定によって認識可能であり且つ偏差が補償可能であることを特徴と する請求項１又は２記載の方法。
5. ５．鋳造室（２）の充填レベル（６）の測定が配置とりべの充填レベルの事前測 定によって補完され且つ管理されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記 載の方法。
6. ６．配量とりべー空け運動が測定された配量とりべ・充填レベルに応じて行われ ること特徴とする請求項５記載の方法。
7. ７．鋳造室（２）内の溶湯（５）の測定された充填量が、前進段階の鋳造パラメ ータを制御するために、前進段階中の鋳造室（２）内の圧入プランジャ（４）の 位置のトリガを概ね量に応じて行うために用いられることを特徴とする請求項１ 〜４のいずれかに記載の方法。
8. ８．鋳造室（２）内の溶湯（５）の測定された充填レベルが、鋳型充填段階の鋳 造パラメータを制御するために、鋳型充填段階の圧入プランジャ（４）の位置の トリガを概ね量に応じて行うために用いられることを特徴とする前記請求項のい ずれかに記載の方法。
9. ９．鋳造室（２）内の溶湯（５）の測定された充填レベルが、圧力追加段階の鋳 造パラメータを制御するために、且つ主に鋳造段階中の圧力追加段階のトリガの ために用いられることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。 「プレッシャダイカストマシン内の鋳造パラメータの制御のための方法」