JPS61137660A - 鋳造異常検出方法 - 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〉 開示技術は、溶融金属等により製品を成形する鋳造技術
分野に属する。

この発明はプランジャを介してキャビティに溶湯を加圧
する場合に、プランジャのヘッド圧力が上昇する昇圧工
程と維持される保持工程とにおいて、ヘッド圧力等を検
出することにより鋳造異常を検知する方法に関する発明
であり、特に、昇圧工程における昇圧始期から昇圧終期
までに要する基準昇圧時間と保持工程における設定圧力
を設定し、鋳造に際して検出される昇圧時間及び保持圧
力を各々基準昇圧時間及び設定圧力と比較してその偏差
を測定し濶吹き等の鋳造異常を検出する方法に係る発明
である。

〈従来技術〉 一般に、ダイカスト鋳造法等溶湯に圧力を印加する鋳造
法においては、圧力の立上り時間や鋳造圧力等が製品品
質に大きな影響を与える要因となっている。

また、上述鋳造法においては金型の不具合や設備中の不
具合、金型面上のゴミ、サージ圧力の増加等の種々の要
因により金型にすき間が生じたり、型締力以上の圧力が
加わった場合に金型が開き、溶湯がキャビテイ外に吹出
す潟吹きが生ずる場合がある。

湯吹きが生ずると製品のパリとなったり、作業上も危険
であるばかりか、鋳造圧力が減少し製品に欠陥が生じた
り、流出したパリ、ゴミ等を清掃する必要があり、また
型破損の原因ともなる。

したがって、従来より、鋳造圧力の変動、主に湯吹によ
る圧力低下を検出する鋳造異常検出方法が種々案出され
ていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 さりながら、従来の鋳造異常検出方法にあっては、鋳造
の際における鋳造圧力を単に確認しながら、圧力の急変
等を検出するという方法であったため、具体性がなく、
鋳造異常が発生しているかどうかについての判断には極
めて熟練を要するという欠点があった。

このため鋳造した製品自体で湯吹き等を調べる必要があ
り、無人操業等を行なうためのネックになっていた。

したがって、鋳造の際に異常を検出して、製品が製造さ
れた直後に潮吹現象等をとらえるとともに製品不良を確
実に発見できる鋳造異常検出方法が要望されてきている
。

この発明の目的は上述従来技術に基づく鋳造異常検出方
法の問題点を解決すべき技術的課題とし、鋳造中の湯吹
き等による圧力低下や、サージ圧による圧力上昇を正確
に検知して誤差の少ない検出が行なえるようにし、各種
産業における鋳造利用分野に益する優れた鋳造異常検出
方法を提供せんとするものである。

〈問題点を解決するための手段・作用〉上述目的に沿い
先述特許請求の範囲を要旨とするこの発明の構成は、前
述問題点を解決するために溶湯印加の圧力が時間ととも
に上昇する昇圧工程における昇圧始期から昇圧終期まで
に要する基準昇圧時間を設定すると共に溶湯印加圧力を
維持する保持工程での設定圧力を設定し、実際に鋳造に
際して検出される昇圧時間、及び、保持圧力を各々上記
基準昇圧時間、及び、設定圧力と比較し、その偏差を測
定するようにし、湯吹き等の鋳造異常を正確に検知でき
るようにした技術的手段を講じたものである。

〈実施例〉 次に、この発明の実施例を図面に従って説明すれば以下
の通りである。

第１図に示すのは、加圧鋳造としてのダイカスト鋳造法
において、鋳造にかかる製品を生産する場合に得られる
基準となる特性曲線Ａであって溶湯印加圧力としてのプ
ランジャのヘッド圧力をＰ（縦軸）１時間を（（横軸）
として表わしたものであり、特性曲線Ａで示される鋳造
工程は、時間と共に圧力が上界する昇圧工程１と圧力が
維持される保持工程２とを有している。

そして、上記昇圧工程１におい又は背圧始期Ｂ点におけ
る昇圧開始圧力ＰＯ１及び、昇圧終期Ｃ点における昇圧
確認圧力Ｐ、が設定されると共に昇圧始ＷＪＢ点から昇
圧終期Ｃ点までの昇圧時間のうち最良の昇圧時間である
基準昇圧時間ｔｐｓが設定される。

尚、長くとれる昇圧時間の限界値を最高昇圧時間ｔρＵ
とする。

一方、上記保持工程２においては、設定圧力としての標
準設定圧力ＰＨの変動の幅の上限を許容圧力Ｐ２として
設定され、下限については上記昇圧確認圧力Ｐ１が対応
するようになっている。

尚、測定時間ｔｓは０点から測定される。

ところで、鋳造異常の代表的なものとして掲げられる湯
吹きが発生する場合について解析を行なうと、第２．３
．４図に示す、特性曲線Ａ’、Ａ″　Ａ　’のいずれか
の場合に該当することが確認されている。

即ち、第２図に示す特性曲線Ａ′においては、保持工程
２において、プランジャ圧力Ｐが標準設定圧力ＰＨ近傍
に達した後、湯吹きを起こし、圧力Ｐが昇圧確認圧力Ｐ
１よりも一瞬低下する場合である。

次いで、第３図に示す特性曲線Ａ’においては、昇圧工
程１において、湯吹きを起こし、昇圧時間【Ｐが長くな
ってしまう場合である。

又、第４図に示す特性曲線Ａ１においては、サージ圧が
生じ、保持工程２における許容圧力Ｐ２を上まわり１．
ｓ吹きが発生する場合であるシ又、設定圧力が高い場合
も同様である。

したがって、上述した湯吹き減少を正確に検知し、自動
的に装置を止めれば機械の異常処理や製品不良の検出が
可能となる。

そこで、先ず、前述したように第１図に示す特性曲線へ
から昇圧開始圧力ＰＯ設定圧力としての標準設定圧力Ｐ
Ｈ１及び、昇圧確認圧力Ｐ１許容圧力Ｐ２を設定する。

次いで、昇圧開始圧力ＰＯから昇圧確認圧力Ｐ、までの
最高昇圧時間ｔｐｕと必要計測時間【ＳＵを設定する。

尚、設定の条件は、製品形状、及び、鋳造装置に応じて
実験により決定されるが、上述する留意点がある。

即ち、昇圧開始圧力Ｐｏを設定する場合には、誤判定の
原因とならないようノイズを拾わない程度に高くしなけ
ればならず、一方では昇圧開始圧力Ｐｏに達するまでの
湯吹き発生を検知するためある程度低くする必要がある
。

実験によれば最適な昇圧開始圧力はＰｏ＝０．０２〜０
．５ＰＨとするのが好ましい。

昇圧確認圧力Ｐ＋　を設定する場合には、瀾吹き時にＰ
、が第１図に示すｐ　ｌ１ｌｉｎよりも小さくなり検出
ができないことのないようＰｌをある程度高くする必要
があり、ノイズ等により誤判定を生じないようある程度
小さくする必要がある。

このような点を検討して最適な昇圧確認圧力Ｐ１はｐ、
　＝　０．８５〜０，９８Ｐ＋とするのが好ましい。

許容圧力Ｐ２設定をする場合には、湯吹き時の圧力がＰ
２より大きくなり、検出を行なえるようある程度小さく
する必要があり、サージ圧等により誤判定を防止するた
めある程度大きくする必要がある。

検討の結果、許容圧力Ｐ２はｐ２＝　　１．０２〜１．
３Ｐ　Ｈとするのが好ましい。

基準昇圧時間ｔρＵを設定する場合にはわずかなパリ発
生でも検出する誤判定を防止するためある程度大きく、
又、検出精度低下を防止するためある程度小さくする必
要があり、検討の結果１．０２〜１，３ｔ　ｐ　Ｓであ
ることが好ましい。

必要計測時間ｔｓｕを設定する場合には基本的には、溶
湯が固化して潟吹きが発生しない時間から型締めしてい
る間の時間までの間で自由に設定でき、２〜１０ｓｅｃ
であれば問題はない。

尚、上述の設定に際しては、できるだけぎびしい値を設
定し、若干誤判定しても湯吹きを１００％検知させるこ
とが望ましい。

次に、上述のように設定された各基準値に基づいて、図
示しないプランジャーヘッド圧センサ、アンプ、インタ
ーフェイス、マイクロコンピュータ、警報器等を有する
検知装置によって鋳造異常としての湯吹きを検知するプ
ロレスについて第５図に従って説明する。

先ず、スタート、リセットの後、プランジャヘッド圧力
Ｐを昇圧開始圧力Ｐｏと比較し、例えば、Ｐ＞Ｐｏの場
合には、昇圧時間ｔｐを測定するｔＰタイマーをスター
トさせる。

【ρタイマーがスタートされた後、プランジャヘッド圧
力Ｐと昇圧確認圧力Ｐ＋　とを比較し、Ｐ＞Ｐ＋　どな
ったときに昇圧時間【Ｐをメモリーに入力すると共に計
測時間ｔｓを測定する［Ｓタイマーをスタートさせる。

その後、メモリーに入力されたｔｐと標準昇圧時間ｔｐ
ｓとを比較してｔｐ＜ｔｐ３である場合には再度ＰとＰ
ｌ　とを比較しｔｐ≧（ρＳである場合にはｔｐエラー
としてエラーフラッグ＝＝１としての警報を発するよう
にし第３図に示す異常が検知される。

又、上記ＰとＰｌ　とを比較した場合にＰ≦Ｐ１となっ
たときにはＰＩ−ＩＬエラーとしてエラーフラッグ＝１
としての警報を発するようにし、第２図に示す異常が検
知される。

次いで、Ｐと許容圧力Ｐ２を比較しＰ≧Ｐ２の場合には
ＰＨＬエラーとしてエラーフラッグ−１・とじての警報
を発するようにし、第４図に示す異常が検知される。

その後、計測時間ｔｓと必要計測時間ｔｓｕとを比較し
ｔｓ＞ｔｓＵとなるまでループさせＰモニター終了後、
上述したエラーフラッグ＝１が発生した場合には湯吹き
表示をさせ、鋳造装置を停止させる。

一方、エラーフラッグ＝１が出ない場合には操業条件を
出力させる。

このようにして、湯吹きの起り得るすべての場合につい
て検知できるようにしたため、製品の品質は高く維持さ
れ、基準となる値を変化させることにより製品の品質を
一定することができる。

次に、この発明の実施例に則した実験例を示させば以下
の結果が得られた。

実験例−１ 溶湯鋳造法の１種の竪型加圧鋳造法で重量１゜５Ｋｏの
製品を湯ｍ７４０℃で連続鋳造した。

その時の検知の設定条件は ＰＨ＝　　１３０Ｋｇ１０　ｍ　２ ｔｐｓ＝ｏ。４２　　ｔｓ、、、＝ｓであり。

Ｐａ　＝　０．１ｐＨ Ｐ＋　＝　０．９５　ＰＨＰ、＝　１．０３　Ｐ）−１
ｔ　ｐｕ＝　１．０５　ｔ　ｐ５とした。

このとき、湯吹きのショットについては１００％検出で
き装置を止め、異常処理ができた。

又、湯吹き以外のショットを検知した誤判定は０．５％
以下であった。

実験例−２ 上述装置にて、１，８Ｋ　ａの製品を鋳造するに際し、 Ｐ　）ｌ　−１００Ｋ　ｇ／　（ｊ１２ｔ　　ｐｓ＝　
　０．０６　　　ｔ　　ｓｕ＝　　５Ｐｏ　−０，４Ｐ
＋　　　Ｐ＋　　−０，９Ｓ　　Ｐ）４ｐ２−１．１Ｓ
　Ｐ）４ 【ρＵ　＝　１．１’ｔ　ｐ　Ｓとした。

その結果は、瀾吹きの９９％以上を検知でき誤判定は約
１％であった。

く他の実施例〉 尚、この発明の実施態様は上述１実施例に限られるもの
でないことは勿論であり、種々の態様が採用可能である
。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば基本的に鋳造工程において、自
動的に鋳造異常が検出され、溶湯が充填された直後に検
知することができるため、極めて効率良く製品の品質維
持を行なえるという優れた効果が奏される。

又、昇圧工程における昇圧始期から昇圧終期までに要す
る基準昇圧時間と保持工程における設定圧力を設定し鋳
造に際して検出される昇圧時間、及び、保持圧力を各々
基準昇圧時間、及び、設定圧力と比較してその偏差を測
定するようにしたことにより、正確、かつ、迅速な検知
が行なえるため、無人自動鋳造化がなされるという優れ
た効果が奏される。

更に、溶湯印加圧力を常に検知しているため、油圧シリ
ンダーの油洩れ、圧力の設定ミス等の鋳造の際の異常を
検出できるという優れた効果が奏される。

加えて、製品を製造する際に潟吹き等を検出できること
により、製品のチェック等の作業が少なくて済むことか
ら各種コストの低減を図ることができる優れた効果が秦
される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すものであり、第１図は基
準となる特性曲線のグラフ図、第２．３．４図は各々場
吹きが生ずる場合の特性曲線のグラフ図、第５図は検知
を行なう際のフローチャート図である。 ｔ・・・８ｉ￥間、　　１・・・昇圧工程、　　２・・
・保持工程、Ｐ・・・ＷｌｉｌＩ印加圧力、 ｔｐｓ・・・基準昇圧時間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 時間と共に上昇する昇圧工程と保持工程における溶湯印
   加圧力を検出することにより鋳造異常を検出する方法に
   おいて、昇圧工程における昇圧始期から昇圧終期までに
   要する基準昇圧時間と保持工程における設定圧力を設定
   し鋳造に際して検出される昇圧時間及び保持圧力を各々
   基準昇圧時間及び設定圧力と比較してその偏差を測定す
   るようにしたことを特徴とする鋳造異常検出方法。