JPS6178551A

JPS6178551A - 減圧吸引鋳造方法

Info

Publication number: JPS6178551A
Application number: JP20107484A
Authority: JP
Inventors: Narimitsu Ishiwata; 石綿　成光; Kazuo Oda; 和男小田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1984-09-26
Filing date: 1984-09-26
Publication date: 1986-04-22
Also published as: JPH0318539B2

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）本発明は減圧吸引鋳造装置の制御方法に関するものであ
る。

（従来の技術）減圧吸引鋳造法では、溶解炉上に、通気性材質からなる
鋳型を保持した吸引ヘッドを設置し、吸引ヘッドを下降
させ、鋳型下面を溶湯中に所定の深さ浸漬させ、製品と
なる鋳型内の空間部の減圧吸引を行ない、溶湯を鋳型内
に導入して鋳造を行なう方法である。このため溶湯中へ
の鋳型の浸漬深さを検出（、−ＣＭ型の昇降の制釧を行
なう必要がある。

溶湯中への鋳型の浸漬深さを検出する方法としては溶湯
の液面レベルを鋳型の浸漬前と後で、それぞれ検出し、
演算を行なえば、理論上鋳型の浸漬深さを検出できる。

そのためＫは溶湯の液面レベルを検出する必要がある。

一般に、液体の液面レベルを検出する方法としては、１
を琢による導通の有無を検出する方法、静電容量の変化
を検出する方法等がある。

（発明が解決しようとする問題点）溶解炉中の浴場が一般には摂氏十数百度という高温であ
るため、前記の検出方法では導通電極。

靜ＭＬ電傷とも材質的変化を起しやすく、減圧吸引鋳造
法におけるｆ＆湯の液面検出器としては、使用不能であ
った。このように鋳型の浸漬深さの検出が行なわれてい
なかったため、鋳型浸漬深さの精密な制御は行なわれて
いなかった。このため鋳造製品ごとに最適な減圧吸引及
び鋳型の昇降制御が行なわれず、不良発生の原因になっ
ていた。

本発明の目的は溶解炉中の溶湯が摂氏十数百度とい５品
温であっても、溶湯中への鋳型浸漬深さを険出し１ζ弄
る、νｊ型の昇降の制御方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）吸引ヘッド内に装着した通気性材質からなる鋳型を溶融
金属中へ下降浸漬させ前記鋳型の空間部を減圧する減圧
鋳造方法において、前記吸引ヘッドをロードセルを介し
℃取付けた昇降自在なアームを設け、前記アームの移動
位のを測定する距離６（す長器と制御装置を設け、浸漬
前のロードセルの信号から浸漬後のロードセルの信号を
減じたものに比例した値を制御装置で監視し、この値が
一定の値になった時、吸引ヘッドの下降を停止して前記
鋳型の空間部を減圧する。

なお、下降開始前のロードセルの信号から下降開始後の
ロードセルの信号を減じた値を制御装置で監視し、この
値が所定の値に違した後、更に鋳型を一定の距離だけ浸
漬させて、吸引ヘッドの下降を停止して前記鋳型の空間
部を減圧するものである。

（実施例）本発明を図面にもとづいて説明する。第１図はこの発明
の一実施例を示す全体構成図である。図において溶解炉
中１内には溶湯２があり、その上部に通気性材質からな
る鋳型３を保持した吸引ヘッド４が設置されている。吸
引ヘッド４には、吸引装置に連結した吸引パイプ５．吊
下げロッド７および型パラシ用シリンダ６が設置されて
いる。

吊下げロッド７は直線運動軸受１５を介してアーム１１
に保持されている。一方、吊下げロッド７は、タイプレ
ート２７で連結され、ハンガー２８を介してａ〜ドセル
８に吊下げられており、ロードセル８は、梁９．ブラケ
ット１０を介してアーム１１に取付けられている。また
、アーム１１にはアーム１１の移動距離を測定する測定
器１４と油圧シリンダ１２が取付けられている。また、
アーム１１は直線運動軸受１６を介してコラム１３１Ｃ
保持されている。

第２図は吸引ヘッド４を昇降させる油圧シリンダ１２を
、常動するための油圧回路図であり、シリンダヘッド側
には上昇速度設定用流量制御弁１８および方向切換弁１
７が接続されている。ロッド側には下降（低速）速度設
定用流量制御弁１９．下降（高速）速度設定用流量制御
弁２１および方向切換弁１７゜２０が接続されており、
前記方向切換弁１７にはモータ２３で駆動されている油
圧ポンプ２２が接続されている。

第３図は、鋳型を浴融金属中へ浸漬させたときのロード
セル８の出力を増幅器（図示せず）で増幅して記録した
一例である。

第４図は、第１図に示す装置を制御する制御系の一実施
例を示すシステム構成図である。図においてマイクロコ
ンビエータ等の制御装置２４には、それぞれロードセル
８．測定器１４．方向切換弁１７゜２０、表示装置２６
．操作盤２５が接続されている。

吸引ヘッド４に鋳型５を取付け、方向切換弁１７のソレ
ノイド１７αに通電し、右側ポジションに切換えれば、
この油圧７す／ダ１２はメータアウト方式で速度制御を
行なっているため、流量制御弁１９゜２１で規制された
油の流量に応じた速度でシリンダ１２は下降する。この
時は、方向切換弁２０が開いており、流電制御弁２１に
も油が流れるのでシリンダ１２は高速モードで動き、鋳
型５．吸引−、ラド４゜型バランシリンダ６．吊下げロ
ッド７、タイグレー）２７．・・／ガ２Ｂの重量総てが
ロードセル８に掛り、第３図に示すＬＬレベルの信号が
ロードセル８より得られる。この信号レベルＬ、は、シ
リンダ１２が高速で動いているため、損幅Ｗ１で示す振
動ノイズが発生する。所定の位置までシリンダ１２が下
降すると、方向切換弁２０のソレノイド２０αに通電し
、方向切換４Ｐ２０を左側ポジションとし、流路を遮断
する。シリンダ１２は流量制御弁１９のみで規制された
流４’ｌｔＫ応じた速度となるため低速モードとなる。

そのため撮動が低減し、時間軸上に示すようＫ、４Ｈ動
ノイズは振幅Ｗ、に示すように低減する。

鋳型３が溶湯２に接触、浸漬すると、鋳型５が溶湯２に
浸漬した体積に等しい溶湯の重量分だけ浮力を受け、ロ
ードセル８からの信号は第５図Ｃの区間に示すように減
少する。浸漬深さと浮力は比例するので例えば時刻ｄｐ
おける浸漬深さはロードセルからの信号り、を浸漬前の
信号Ｌ１より減じたもの、即ちり、で表わす信号に比例
した号と見做すことができる。

Ｌ、で表わす信号（即ち浮力忙相当する信号）が所望の
大きさになるまで油圧シリンダ１２を作動させ、所望の
大とさＫなったら（即ち所望の浸漬深さになったら）方
向切換弁１７のソレノイド１７αの通電をやめ、センタ
ポジシランとさせれば、油圧シリンダ１２は停止し、従
って、鋳型３は溶湯中所望の深さで停止させ保持するこ
とができる。続いて、製品となる鋳型空間５αを減圧す
ると、溶融金属２は鋳型空間３αに吸引されろ。

減圧吸引鋳造では、鋳造を行なう毎に溶解炉１内の溶湯
面が下るが、本発明では鋳型の浸漬深さが検出できるの
で、所望の深さになるまで、油圧シリンダ１２を作動さ
せることにより所望の深さに鋳型を浸漬させることがで
きる。

鋳型３を吸引ヘッド４に取付ける場合および型バランを
シリンダ６を用いて行なう場合は、吸引ヘッド４を溶解
炉１より光分離して行なう必要がある。減圧吸引鋳造を
能率よく行なうためには、鋳型３を速い速度で溶湯面ま
で接近させなければならないが、鋳型５を速い速度で動
かすと、第３１八区間で示すように振幅の大ぎな振動ノ
イズが発生するので、溶湯に接触する直前に速１還を落
とし、低速とし、振動ノイズを一定の範囲に納めなけれ
ばならない。

減圧吸引鋳造では鋳造時毎に＠型に導入した溶湯に相等
する量だけ浴湯面が低下するので、鋳型３を下降させる
場合、高速から低速への切換えのタイミングを工夫しな
ければならない。鋳型６が溶湯２に浸漬し始めると、ロ
ードセル８の出力は第３図Ｐ点で示すように出力レベル
が低下し始めるので、この低下し始めた時の測定器１４
の距離ブータラ溶湯面データとしてマイクロコンピュー
タ等のディジタル演算器２４で読取り記憶し、次の鋳造
時は、前回ディジタル演ＪＥ器２４が記憶した溶湯面デ
ータの距離かそれよりや一手前の位置で、油圧シリンダ
１２の下降速度を高速から低速に切換えれば、鋳型が溶
湯面に近づくまでは高速で行なわれるため、能率のよい
作業ができ、しかも溶湯に接触浸漬する時は低速になる
ので振動ノイズを排除することができる。

溶解炉１で金捌を溶解した後、最初の減圧吸引鋳造を行
なう場合は前回哨造時の＠場面データが無いのでそのよ
うな場合は、操作盤２５を使用して、一定の距離は高速
で油圧シリンダが作動するよ５Ｋ、ディジタル演算器に
データをセットすることにより、最初の鋳造時でも能率
を下げることな（作業を行なうことができる。

次に本発明に係る制御方法を第５図、第６図のフローチ
ャートに基づいて説明する。

まず高速運転で油圧シリンダ１２を作動させ吸引ヘッド
４を下降させて行き、吸引ヘッド４が取付けである昇降
自在なアーム１１の移動位置を測定するリニアスケール
等の距離測定器１４をマイクロコンピュータ２４で監視
し、予め設定した高速・低速切換位置になったならば、
低速運転に切換える。

高速・低速切換位置にならない場合はそのま〜高速運転
を続け、距離測定器を監視する。

次ニロードセル８のデータをマイクロコンビエータ２４
に取込む。吸引ヘッド４に螺圧されている鋳型５が浸漬
前のロードセル８の出力データＸ１から、鋳型３が溶ｔ
＊ａ金属２にある一定の深さだけ浸漬して浮力を受けて
ａ−ドセル８の出力データが小さくなり所望の値Ｘ　−Ｘ、−Ｘ！になったならば油圧シリンダ１２を停止させる。そして
、鋳型空間３αを減圧する。ロードセル８の出カデータ
をマイクロコンピュータ２４監視してその値がＸ以上の
ときはそのま〜低速運転を続ける。

なお、本発明においては前述のように第３図Ｂ区間で振
動ノイズが発生するので、鋳型の浸漬を更に確実ならし
めるため、ロードセル８の出力データが所望の値Ｘにな
っても油圧シリンダ１２を停止させず、リニアスケール
１４のデータをマイクロコンピュータ２４に取込み、ロ
ードセル８の出力データＸの時のリニアスケール１４の
データを○とし、更に設定した一定債の浸漬深さＬＫな
ったならば油圧シリンダ１２を停止させる方法も採用す
ることができる。一定量の浸漬深さＬ以下の時はそのま
〜低速運転を続けろ。この制御方法を第６図のフローチ
ャートに示す。

酸型空間３αに溶融金′ｙＡ２が吸引されると、鋳型３
を溶融金Ｍ２の上方へ引き上げる。このとき、吸引ヘッ
ド４内は減圧した状態にしておく。そして、一定時間経
過して鋳型ｓ内の溶融金属が凝固すると、アーム１１を
一定角度回転させて型ばらし用シリンダ６を作動芒せて
鋳型５の型ばらしを行なう。

（発明の効果）本発明は減圧吸引鋳造法において極めて重要な要素であ
る溶融金属中への鋳型の浸漬深さを検出し、所望の深さ
になるよう精密な制御を行なうことが出来、鋳造品の品
質が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による機械系の全体構成図、第２図は油
圧回路図、第５図はロードセルからの出力を表わした図
、第４図は制御系システム構成図、第５図、第６図は本
発明の制御方法を示すフローチャートである。１・・・溶解炉、　　　　　２・・・溶融金属（溶湯）
、３・・・鋳型、　　　　　　４・・・吸引ヘッド、８
・・・ロードセル、１１・・・アーム、１２・・・油圧
シリンダ、　１４・・・距離測定器、２４・・・制御装
置。

Claims

【特許請求の範囲】１、吸引ヘッド内に装着した通気性材質からなる鋳型を
溶融金属中へ下降浸漬させ、前記鋳型内の空間部を減圧
する方式の減圧鋳造方法において、前記吸引ヘッドをロ
ードセルを介して昇降自在なアームに取り付けると共に
、前記アームの移動位置を測定する距離測定器を設け、
前記吸引ヘッドの下降開始前のロードセルの出力信号値
から下降開始後の出力信号値を減じた値が所定の値に達
した後、前記吸引ヘッドの下降を停止し、前記鋳型内の
空間部を減圧することを特徴とする減圧吸引鋳造方法。２、吸引ヘッドの下降開始前のロードセルの出力信号値
から下降開始後の出力信号値を減じた値が所定の値に達
した後、さらに前記吸引ヘッドを一定の距離下降させて
前記鋳型内の空間部を減圧することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の減圧吸引鋳造方法。