JPH0966352A - 加圧鋳造機の金型ウォームアップ完了判定方法 - Google Patents

加圧鋳造機の金型ウォームアップ完了判定方法

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JPH0966352A
JPH0966352A JP22490495A JP22490495A JPH0966352A JP H0966352 A JPH0966352 A JP H0966352A JP 22490495 A JP22490495 A JP 22490495A JP 22490495 A JP22490495 A JP 22490495A JP H0966352 A JPH0966352 A JP H0966352A
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JP
Japan
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stroke
pressure
plunger
warm
mold
Prior art date
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Pending
Application number
JP22490495A
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Inventor
Hiroshi Hasegawa
浩 長谷川
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便容易に、かつ、自動的に金型のウォーム
アップ完了状態を把握できる加圧鋳造機の金型ウォーム
アップ完了判定方法を提供するものである。 【解決手段】 加圧鋳造機において、あらかじめ加圧プ
ランジャの金型キャビティ内への経時ストローク量を設
定しておき、該経時ストローク量の目標軌跡に追従する
ように該加圧プランジャの前進移動ストロークのフィー
ドバック制御を行ない、ショット毎に実測ストロークと
設定ストロークとの差異を観測し、該差異Saがあらか
じめ設定したストローク偏差設定値Sd以内に収まった
とき、金型のウォームアップが完了したと判定するもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金型のキャビティ
内に溶湯を射出装置により射出充填し、加圧装置の加圧
プランジャを介して金型キャビティ内の溶湯を加圧して
鋳造加工品を得るダイカストマシンなどの加圧鋳造機の
金型ウォームアップ完了判定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】金型装置のキャビティ内に溶湯を射出装
置により射出充填し、加圧プランジャを備えた加圧装置
により金型キャビティ内に射出充填された溶湯に加圧に
よる押湯効果を与えながら、加圧プランジャ内に冷却水
を流入、通過させて溶湯を中心部側から冷却効果を与え
て加工品内部に湯ひけによる巣の発生を防止した加圧鋳
造法を実現する加圧鋳造機は既に周知である。
【0003】また、金型内への溶湯射出用の射出装置と
金型内に射出された溶湯の加圧用の加圧装置(加圧プラ
ンジャ)を備えた鋳造機において、加圧装置の加圧プラ
ンジャの移動ストロークを加圧プランジャの作動開始時
点からの時間を基準にして経時的にコンピュータを用い
て目標軌跡として設定し、その目標軌跡に倣うように制
御し、以て加圧プランジャの移動ストロークの最適化を
図り、鋳造精度の向上を図った加圧鋳造機とその制御方
法も本出願人により、特願昭63−244552号とし
て提案されている。
【0004】上記の加圧鋳造機においては、例えば、図
6に示すように、目標軌跡Toとして最大ストローク値
Tp(加圧プランジャが金型装置のキャビティ内の溶湯
に対して最も突出する位置)に至る最も理想的な道程を
あらかじめ設定しておき、この目標軌跡Toに倣って加
圧プランジャを制御するが、実際には、実測ストローク
軌跡Taは種々の要因により目標軌跡と僅かに異なった
軌跡となり、その偏差がある一定値を越えるとその値に
応じて成形品品質が悪くなり、特に、実測ストローク軌
跡Taの最大ストローク値Cと目標軌跡Toの最大スト
ローク値Tpとの差異が成形品品質に多大の影響を与え
ることから、目標軌跡Toの最大ストローク値Tpを中
央に挟んだ上限値A、下限値Bをあらかじめ設定して、
点線で示すように、実測ストローク軌跡Taの最大スト
ローク値Cと目標軌跡Toの最大ストローク値Tpとを
比べることによって加圧鋳造品の良否判定を行なってお
り、所望の成形品品質を確保できるように加圧プランジ
ャを目標軌跡に沿うようにフィードバック制御して運転
を行なっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなコンピュータ制御による加圧プランジャのフィード
バック制御が適用できるためには、加圧プランジャを目
標軌跡に沿うよう操作できる定常状態に限られ、運転開
始してから一定時間経過した、いわゆる、ウォームアッ
プ完了状態となることが必要であり、金型その他が十分
にウォームアップされていない運転開始当初の状態で
は、加圧プランジャを突出動作させる箇所の溶湯の冷却
速度が大きいため、溶湯が必要以上に早く冷却固化して
流動抵抗が増大し、このため、加圧プランジャの駆動手
段である油圧系統を最大仕様の動力状態としても、加圧
プランジャの移動速度を目標軌跡で設定された移動速度
よりもはるかに低い値でしか動かすことしか出来ず、例
えば、図2に示す1ショット目の状態や図3に示す2シ
ョット目以降の状態となり、図4に示す定常状態(ウォ
ームアップ完了状態)に到達するまでに数回ないし十数
回のショットが必要であると同時に、溶湯の種類や金型
キャビティ形状(製品形状)が異なることにより、ウォ
ームアップ完了状態に達するショット回数が異なり、こ
れを素早く察知する簡便容易な方法が見つからなかっ
た。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
して、簡便容易に加圧鋳造機の金型ウォームアップ完了
判定の方法を提供するために、本発明では、射出装置の
作用によって溶湯を射出充填するとともに、該射出装置
内に備えられた加圧装置の加圧プランジャを前進させて
金型内に充填された溶湯を加圧する加圧鋳造機におい
て、あらかじめ前記加圧プランジャの金型キャビティ内
への経時ストローク量を設定しておき、該経時ストロー
ク量の目標軌跡に追従するように該加圧プランジャの前
進移動ストロークのフィードバック制御を行ない、ショ
ット毎に実測ストロークと設定ストロークとの差異を観
測し、該差異があらかじめ設定した許容値以内に収まっ
たとき、金型のウォームアップが完了したと判定するこ
ととした。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明においては、あらかじめ加
圧プランジャの経時ストローク量を設定し、実際の加圧
プランジャの動作ストロークの軌跡をモニタリングして
メモリするよう準備した後、あらかじめ設定した区間に
おける加圧ストロークの目標軌跡と実際の動作ストロー
ク軌跡との差異の平均値を演算する。この差異平均値と
金型ウォームアップ完了判定用のストローク偏差設定値
とを比較することにより、差異平均値がストローク偏差
設定値以内に収まる時点で金型ウォームアップ完了状態
と判断し、実運転を開始する。
【0008】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例の詳細
について説明する。図1〜図5は本発明の実施例に係
り、図1は加圧鋳造機の全体構成図、図2は加圧プラン
ジャストローク量の1ショット目の経時変化を示す説明
図、図3は加圧プランジャストローク量の2ショット目
以降の経時変化を示す説明図、図4は定常状態における
加圧プランジャストローク量の経時変化を示す説明図、
図5は金型ウォームアップ完了判定方法の処理手順を示
すフローチャートである。
【0009】図1において、金型装置10は上下に相対
的に開閉可能な上型12および下型14と、上記上型1
2、下型14と上下方向の開閉軸線に対して側方から開
閉動作する中子16とを具備して構成されている。そし
て、図1は図示されていない型締機構により金型装置1
0が型締されている状態を示している。これらの上型1
2、下型14、中子16により、鋳造空間であるキャビ
ティ18が形成され、キャビティ18には、射出装置1
3の射出プランジャ11およびプランジャチップ11a
の上昇により、射出スリーブ15内にあらかじめ供給さ
れていた溶湯20が射出され、キャビティ18を充填す
る。射出装置13に対する溶湯20の供給には、射出装
置13が下方に後退した位置にあるとき、その後退位置
でさらに側方に傾け、射出スリーブ15内に溶湯供給機
により供給する構成などが一般に設けられる。
【0010】射出プランジャ11に対向して、上型12
の上方部には加圧装置の加圧プランジャ17が摺動自在
に、しかも、キャビティ18内に突出可能に配置されて
いる。加圧プランジャ17は、図示されていない可動盤
が金型装置10に取付けられている加圧シリンダ8のピ
ストン8cに連結されている。加圧プランジャ17の先
端部25は、金型キャビティ18のゲートシール位置、
つまり、下型14の中央孔口18aに侵入開始する位置
まで突出可能に設けられている。加圧シリンダ8の作動
は、油圧源6から供給される圧力油を方向切換弁7を介
してシリンダヘッド室8aまたはシリンダロッド室8b
に供給することにより起動される。このとき、戻り油は
油タンク19内に戻る。すなわち、方向切換弁7のソレ
ノイドSOL−aを励磁して、油圧源6の圧油を油路2
1aを経由して加圧シリンダ8の一方のシリンダヘッド
室8aに導き、同時に、シリンダロッド室8bの作動油
を油路21bを経て油タンク19へ解放すれば、ピスト
ン8cは前進し、加圧プランジャ17の先端部25は図
示のごとく、金型装置10のキャビティ18内に突出す
る。また逆に、方向切換弁7のソレノイドSOL−bを
励磁すれば、上記と反対に加圧シリンダ8のピストン8
cが上昇し、加圧プランジャ17の先端部25はキャビ
ティ18内から上型12に収納されるように戻り動作す
る。下型14にはキャビティ18へ対向する圧力検出器
70が配設され、端子70aを経由して圧力信号が刻々
後述する加圧プランジャ制御手段へ伝送される。
【0011】油圧源6の圧力は、電磁比例自動圧力弁か
ら成る電磁リリーフ弁5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5への入力電気信
号の大きさに応じて油圧源6からの圧力リリーフを制御
し、以て加圧プランジャ17の突出圧力を制御できるの
である。加圧シリンダ8のピストン8c、つまり、加圧
プランジャ17がキャビティ18に対して突出または後
退する際のストローク位置、またはストローク量は、例
えば、ポテンショメータからなる位置検出器9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。
【0012】他方、マイクロコンピュータやパーソナル
コンピュータなどのコンピュータ手段からなる加圧プラ
ンジャ制御手段22が設けられ、この加圧プランジャ制
御手段22は、時間に対する加圧プランジャ17の金型
キャビティ18内への突出によるストローク量の変化を
経時的に目標軌跡Toとして設定できる指令信号設定部
1、位置検出器9の検出信号である入力信号と指令信号
設定部1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
する偏差演算部2、偏差演算部2の偏差出力信号を受け
て適宜の利得演算処理を行ない、上記偏差出力信号に応
じた所定の出力信号を出すPID制御演算設定部3とを
具備しており、加圧プランジャ制御手段22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23、例え
ばROMおよびRAMなどのメモリ、CRTからなるデ
ィスプレイ手段24、マイクロプロセッサMPUやCP
Uなど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1、偏差演算部2、PID制御演算設
定部3は加圧プランジャ17を起動する加圧シリンダ8
に対するフィードバック制御器を構成している。したが
って、PID制御演算設定部3の出力は、ドライバ4と
図示されていないI/O手段を経て圧力調整弁をなす電
磁リリーフ弁5へ送出する。故に、加圧シリンダ8はフ
ィードバック制御器と電磁リリーフ弁5、方向切換弁7
によりフィードバック制御されて、加圧プランジャ17
のストローク量Stを、目標軌跡Toに追従するように
制御する。
【0013】加圧プランジャストローク制御において、
加圧プランジャ17の先端部におけるメタル圧Mpは前
述した圧力検出器70によって計測されるが、下型14
に圧力検出器70を設ける煩雑さを軽減するために、次
のような計測値によって代用することもできる。図1の
加圧シリンダ8のピストン8cのシリンダヘッド室8a
側の圧力PH とシリンダロッド室8b側の圧力PR を圧
力検出器26a、26bにて計測し、メタル圧Mpはヘ
ッド側圧力による推進力よりロッド側背圧による逆推進
力を差引いたものを加圧プランジャ17の断面積で除算
して得られる。
【0014】以上のように構成された加圧鋳造機におけ
る本発明の加圧鋳造機の金型ウォームアップ完了判定方
法について説明する。図5は、金型ウォームアップ完了
判定方法の処理手順を示すフローチャートであり、これ
に基づいて説明すると、まず、上述したように加圧プラ
ンジャ17のストローク量Stを目標軌跡Toに倣うよ
う加圧プランジャ制御手段22を介してフィードバック
制御を行ない、実際の加圧プランジャ17の動作ストロ
ークの軌跡(実測ストローク軌跡Ta)をモニタし偏差
演算部2で加圧ストローク目標軌跡Toと実測ストロー
ク軌跡Taの差異を演算し、メモリする。1ショットの
加圧プランジャの制御が終了後、あらかじめ任意に設定
された区間の加圧ストローク目標軌跡Toとストローク
センサ9で計測された実測ストローク軌跡Taの差異の
平均値Saを偏差演算部2で演算させたうえ、あらかじ
め読み込まれた金型ウォームアップ完了判定用のストロ
ーク偏差設定値Sdと大小比較させ、差異の平均値Sa
がストローク偏差設定値Sd以内に収まったとき、ウォ
ームアップ完了信号を出力するように構成した。
【0015】このようにして、冬期など完全に冷えてい
る金型のまま運転を開始する場合や長時間マシン停止後
の運転再開時の場合などのように、金型が十分に昇温し
溶湯の流動に支障のない定常状態に達するまでにかなり
のショット回数と時間を要する場合に、本発明の金型ウ
ォームアップ完了判定方法を採用することにより、自動
的に、かつ、簡便容易にウォームアップ完了状態を把握
することができる。すなわち、このような場合、図2の
1ショット目や図3に示す2ショット目以降の数少ない
ショット4では、加圧シリンダに負荷されたメタル圧M
pがマシンの有する仕様の最大状態に達していても、溶
湯20のキャビティ18内流動抵抗の故に実測ストロー
クTaは目標軌跡Toに比べてはるかに小さく、満足な
品質をもつ成形品が得られない。これに対して、図4の
定常状態では、メタル圧Mpが最大仕様値以下であって
も、実測ストロークStaは設定ストロークStoとほ
ぼ等しく、金型が十分昇温されて溶湯20の流動抵抗が
運転初期に比べて小さくなり、ウォームアップが完了し
たことを示している。
【0016】なお、ストローク偏差設定値Sdおよび差
異を平均する区間の設定は、溶湯20の種類、温度条
件、キャビティ形状(成形品形状)などを総合的に判断
し、過去の運転実績を参考にして慎重に決定する。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
金型のウォームアップ完了状態を、簡便容易に、かつ、
自動的に判定できるから、運転操作性が向上し、製品歩
留りがアップして生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る加圧鋳造機の全体構成図
である。
【図2】本発明の実施例に係る加圧プランジャストロー
ク量の1ショット目の経時変化を示す説明図である。
【図3】本発明の実施例に係る加圧プランジャストロー
ク量の2ショット目以降の経時変化を示す説明図であ
る。
【図4】本発明の実施例に係る定常状態における加圧プ
ランジャストローク量の経時変化を示す説明図である。
【図5】本発明の実施例に係る金型ウォームアップ完了
判定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図6】従来の加圧プランジャのストローク制御方法を
示す説明図である。
【符号の説明】
1 指令信号設定部 2 偏差演算部 3 PID制御演算設定部 4 ドライバ 5 電磁リリーフ弁 6 油圧源 7 方向切換弁 8 加圧装置(加圧シリンダ) 8a シリンダヘッド室 8b シリンダロッド室 8c ピストン 9 位置検出器(ストロークセンサ) 10 金型装置 11 射出プランジャ 12 上型 13 射出装置 14 下型 15 射出スリーブ 16 中子 17 加圧プランジャ 18 キャビティ 19 油タンク 20 溶湯 22 加圧プランジャ制御手段 23 入力手段 24 ディスプレイ手段 25 先端部 26a、26b 圧力検出器 70 圧力検出器 70a 端子 C 実測最大ストローク値 Mp メタル圧 Ta 実ストローク量の軌跡(実測ストローク軌跡) To 目標軌跡 Tp 目標最大ストローク値 Sa 加圧ストロークの目標軌跡と実測ストローク軌跡
の差の平均値 Sd ストローク偏差設定値 St ストローク量 Sta 実測ストローク Sto 設定ストローク PH シリンダヘッド室圧力 PR シリンダロッド室圧力 t 時間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出装置の作用によって溶湯を射出充填
    するとともに、該射出装置内に備えられた加圧装置の加
    圧プランジャを前進させて金型内に充填された溶湯を加
    圧する加圧鋳造機において、 あらかじめ前記加圧プランジャの金型キャビティ内への
    経時ストローク量を設定しておき、該経時ストローク量
    の目標軌跡に追従するように該加圧プランジャの前進移
    動ストロークのフィードバック制御を行ない、ショット
    毎に実測ストロークと設定ストロークとの差異を観測
    し、該差異があらかじめ設定した許容値以内に収まった
    とき、金型のウォームアップが完了したと判定する加圧
    鋳造機の金型ウォームアップ完了判定方法。
JP22490495A 1995-09-01 1995-09-01 加圧鋳造機の金型ウォームアップ完了判定方法 Pending JPH0966352A (ja)

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