JPS62148070A - 給湯装置の制御方法 - 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】 本発明はダイカストマシン等における給湯装置の制御方
法に関し、一層詳細には、キャビティを画成する金型に
注湯する際に溶湯こばれおよび溶湯のエアー巻き込みが
なく、しかも短時間で注湯を完了させて成形工程のサイ
クルアップを可能にする給湯装置の制御方法に関する。

一般に、ダイカストマシンでは溶解炉内で溶融した金属
、すなわち、溶湯をラドルで汲み上げ、その溶湯を注湯
口から自動的に注入する給湯装置が使用されている。

そこで、この種の従来技術に係る給湯装置を第１図に例
示する。

図において、参照符号２は給湯装置を示し、この給湯装
置２は図示しない台座上に立設されたフレーム４にラド
ル駆動軸６とアーム駆動軸８とを介して変形自在に枢着
された四辺形リンク機構１０を含む。前記四辺形リンク
機構１０はラドル駆動軸６に枢支された上部アーム１２
および補助アームエ４と、前記上部アーム１２の一端部
に回動自在に装着されたラドル支持アーム１６と、この
ラドル支持アーム１６と前記補助アーム１４とを接続す
る下部アーム１８と、一端部がアーム駆動軸８に固着さ
れ、他端部が前記下部アーム１８の途上部に枢着された
駆動アーム２０とから構成されている。ラドル支持アー
ム１６の先端部には溶湯を汲み上げるためのラドル２２
が軸２４を介して回動自在に装着されている。一方、ラ
ドル駆動軸６は図示しないラドル駆動用モータの回転軸
に連結されている。前記ラドル駆動軸６、上部アーム１
２）ラドル支持アーム１６およびラドル２２の所要個所
にはスプロケット（図示せず）を配設し、前記スプロケ
ットに図示しないチェーンを懸架することによって前記
ラドル駆動用モータの駆動によりラドル２２が軸２４を
中心に回動するよう構成している。さらに、前記アーム
駆動軸８には図示しないアーム駆動用モータが連結され
ており、このアーム駆動用モータを回転させることによ
って四辺形リンク機構１０が変位し、ラドル２２が移動
する。

このような給湯装置２によって溶湯をダイカストマシン
の金型に供給する場合について次に説明する。なお、第
２図において参照符号ａ、ｂ、ｃはラドル２２の位置を
示すものとする。

そこで、第２図において、溶解炉２８内には溶湯３２が
蓄えられている。先ず、炉上の位置ａに停止しているラ
ドル２２は前記アーム駆動用モータの回転によって溶解
炉２８内へ下降し、位置すに停止する。位置すにおいて
は、第３図（８１に示すように、ラドル２２が前記ラド
ル駆動用モータの回転に伴って図において矢印Ａ方向に
回転変位する。すなわち、ラドル２２が傾動することに
よって溶湯３２がラドル２２内へ導入される。そして、
基準水平面に対するラドル２２の傾斜角度、すなわち、
溶湯汲み上げ角度θ１を維持した状態でラドル２２を第
２図に示す位置ａ方向に上昇させれば、その上昇動作中
過剰な溶湯３２が第３図山）に示すように流出してラド
ル２２内に所定量の溶湯３２が残る。従って、汲み上げ
られる溶湯３２の量はラドル容積に関係するラドル形状
と溶湯汲み上げ角度θ１とによって決定される。

次いで、ラドル２２は位置ａに停止すると共に次の移動
行程中における湯こぼれを防止するために矢印Ｂ方向へ
回転して水平状態になる（第３図（ｂ）、二点鎖線参照
）。そこで、ラドル２２は金型３４の注湯口３６近傍の
位置Ｃへ移動する。この位置において、第３図（Ｃ）に
示すようにラドル２２を水平状態からさらに矢印Ｂ方向
へ回転させることによって注湯が行われる。この場合、
注湯直前のラドルの傾斜角度は零度である。このように
水平基準面に対して傾斜角度を零度に維持して所定のタ
イミングで金型３４のキャビティに対して注湯を開始す
る。なお、位置Ｃにおいて注湯が終了した後、ラドル２
２は矢印Ａ方向に回転して水平状態を維持しつつ位置ａ
へ移動し、前記のような給湯サイクルを繰り返す。

ところで、このようなラドル２２の水平状態における注
湯待機状態からすれば、注湯開始信号が出されてから実
際に注湯口３６にラドル２２から溶湯を注ぎ込む場合、
ラドル２２内体を再び傾動させなければならない。しか
も、その際、ラドル２２を矢印Ｂ方向へ比較的遅い速度
で回転させることにより湯こぼれおよびエアー巻き込み
を防止しなければならない。然しなから、注湯動作、す
なわち、ラドル２２の矢印Ｂ方向への回動動作である傾
動を一定の低速で行えば、ラドル２２内の溶湯３２が流
出を開始するまでに相当な時間が必要とされる。

一方、金型３４を変更した場合には必要とする溶湯量が
変わるため、ラドル形状または溶湯汲み上げ角度θ１を
変更しなければならない。このようにラドル２２内の溶
湯量が変更された場合、第３図（Ｃ）においてラドル２
２が矢印Ｂ方向に回動し、実質的に注湯が開始されるま
での傾斜角度が変更され、また、注湯完了までに要する
時間が変わることになる。

そこで、従来技術において、注湯行程におけるラドル２
２の傾動速度の制御はラドル駆動用モータと共に回転す
る部位に配設されたドグによってリミットスイッチを開
閉することにより行っている。従って、注湯動作の傾動
速度変化パターンは一定であり、このため、ラドル２２
内の溶湯量に応じた適切な注湯を行うことが不可能とな
っている。しかも、注湯動作に係るリミソトスイノ千の
開閉を行うためのドグを調整することによって傾動速度
変化パターンを変更することも可能ではあるが、そのド
グの調整には熟練を要し、さらに、ドグ調整を行うとし
ても給湯作業を一時中断する必要があり、生産効率上好
ましくない。また、注湯動作では、第３図（Ｃ）に示す
ように、ラドル２２が水平状態から傾動して所定角度に
達した時、実質的に注湯が開始されるわけであるが、ラ
ドル２２内の溶湯量が少ない場合には注湯が開始される
時点の傾斜角度は比較的大きくなるため、注湯時間の短
縮化が図られていないという欠点も指摘されている。

そこで、本発明者は鋭意考究並びに工夫を重ねた結果、
注湯動作開始直前の、すなわち、注湯待機状態において
ラドルを所定角度傾斜させて、可及的短時間に実質的に
注湯が可能なようにすれば、注湯時間を短縮出来、しか
も湯こぼれや湯のエアー巻き込みを生じることなく好適
な注湯を行うことが出来、前記の不都合が一掃されるこ
とが判った。

従って、本発明の目的はダイカストマシン等における給
湯装置の注湯時間を短縮すると共に好適な注湯動作を行
うよう自動的に制御し、生産能率の向上を一層促進する
ことが可能な給湯装置の制御方法を提供するにある。

前記の目的を達成するために、本発明は溶解炉中におい
て溶湯をラドルの内部に導入する溶湯汲み上げ角度を選
択し、次いで、前記ラドルの注湯時直前の注湯待機角度
を特定し、前記ラドルを注湯開始前に前記注湯待機角度
に至るまで傾動制御することを特徴とする。

次に、本発明に係る給湯装置の制御方法についてそれを
実施する装置との関係において好適な実施例を挙げ、添
付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、本
実施例は第１図の給湯装置を用いて説明し、この場合、
前記実施例に開示されたものと同一の参照符号は同一の
構成要素を示すものとする。

第４図は本実施例を実行するための制御系の概略説明図
であり、図において、参照符号４０はラドル２２の傾斜
角度検出手段として用いるロークリエンコーダを示す。

前記エンコーダ４０はラドル２２を回動させるラドル駆
動用モータの回転駆動軸に連結され、従って、溶湯を汲
み上げる際、これによって溶湯汲み上げ角度θ、に対応
する信号を得る。なお、第４図において、前記ラドル駆
動用モータを参照符号４２で示している。

そこで、エンコーダ４０からの出力信号はインタフェー
ス４４および図示しない入力ポートを介してラドル動作
選択手段４５を構成するマイクロコンピュータ内のＣＰ
’Ｕ（中央処理装置）４６に導入される。前記ＣＰ　Ｕ
４６にはメモリ４８が付設され、このメモリ４８は実質
的に第１データテーブル４７と第２データテーブル５０
と第３データテーブル５２とを含む。

この場合、第１データテーブル４７にはラドル２２の種
別によって溶湯汲み上げ角度θ、を決定するためのデー
タが格納され、第２データテーブル５０には溶湯を注湯
する直前のラドル傾斜角度、すなわち、注湯待機角度θ
２（第５図参照）に係るデータが格納され、さらに第３
データテーブル５２には注湯速度制御データが格納され
ている。

そこで、第２データテーブル５０および第３データテー
ブル５２についてさらに説明すると以下の通りである。

本発明では、最終的に第６図の位置Ｃにラドル２２が停
止する際に、第５図に示すように、注湯待機角度θ２の
傾斜角をもって位置決めする。

すなわち、前記注湯待機角度θ２はラドル２２が位置Ｃ
まで移動する間にこのラドル２２を徐々に傾斜させるよ
う制御する。この場合、選択される注湯待機角度θ２は
ラドル２２に汲み上げられる溶湯量に大きく依存する。

蓋し、注湯待機角度θ２に対し、汲み上げられた溶湯量
が過分であれば、ラドル２２の搬送途上において、ある
いは、注湯待機時に湯こぼれを生ずるからである。

従って、第２データテーブル５０には前記溶湯汲み上げ
角度θ、に対応するエンコーダ４０からの出力信号に応
じて最適の注湯待機角度θ２を設定するためのデータを
格納しておく。

また、第３データテーブル５２には注湯動作の傾動速度
変化パターンを決定するためのデータが格納される。例
えば、ラドル２２内の溶湯量が少ない場合には、注湯動
作後半の矢印Ｂ方向への高速回転変位を比較的早いタイ
ミングで開始するような指示を与えるためのデータがＣ
ＰＯ４６によって読み出される。なお、各種のラドル形
状に応じた種々のデータを第１データテーブル４７乃至
第３データテーブル５２に記憶させておき、ラドル形状
を図示しない入力装置によって選択し、この選択信号に
よって各データを選択するようにすればよいことは勿論
である。

一方、ＣＰＵ４６の出力側には図示しない出力ボートお
よびインタフェース５４を介してモータ制御回路５６が
接続される。すなわち、前記モータ制御回路５６はラド
ル動作選択手段４５からの出力信号に応じてラドル駆動
用モータ４２の駆動制御を行う。

そこで、以上のように構成される制御系を用いてラドル
２２の傾動制御を行う場合について、第７図のフローチ
ャートを用いて以下に説明する。なお、この場合、前記
フローチャートは溶湯３２の汲み上げを完了し、ラドル
２２が第６図の位置ａから第６図の位置Ｃまで移動し、
再び、前記位置ａに戻ろうとする直前までを示している
。

そこで、図示しない入力装置を介してラドル２２の種別
が選択されると、この選択信号によって前記ラドル２２
の第６図の位置すにおける溶湯汲み上げ角度θ１が第１
データテーブル４７から読み出され、インタフェース５
４を介してこの信号はモータ制御回路５６に送給される
。ラドル駆動用モータ４２は前記モータ制御回路５６の
出力信号によって駆動され、ラドル２２は前記溶湯汲み
上げ角度θ１で溶湯３２をその内部に導入する。

ラドル２２の溶湯汲み上げ角度θ１に対応した信号はエ
ンコーダ４０から出力され、インタフェース４４を介し
てＣＰＵ４６に導入される（ＳＴＰＩ）。

その際、前記信号を示すデータはＣＰＵ４６内のレジス
タに保管されると共に、前記データに対応して第２デー
タテーブル５０から適切な注湯待機角度θ２を指定する
ためのデータが選択される（ＳｒＦ２）。このようにし
て、溶湯汲み上げ角度θ１から注湯待機角度θ２に至る
データが選択されると、ＣＰＵ４６は第６図に示す位置
ａから位置Ｃに至る間、ラドル２２を角度θ１からθ２
に傾動制御するための演算処理を行い、この演算結果に
係る信号をインタフェース５４を介してモータ制御回路
５６に導出する。すなわち、ラドル動作選択手段４５か
らの出力はモータ制御回路５６に導入され、ラドル駆動
用モータ４２の回転に伴ってラドル２２が注湯待機角度
θ２に達するまで矢印Ｂ方向へ回転する（ＳｒＦ３）。

この場合、前記のように、ステップ３はラドル２２が位
置ａ側から移動して位置Ｃに達するまでの間に行われ、
前述したように、注湯待機角度θ２を適切に選択するこ
とによってラドル２２の移動中の湯こぼれは防止される
。ステップ３に続いて注湯開始が指令されたかどうかが
判断される（ＳｒＦ２）。注湯開始が指令された場合に
は前記レジスタ内のデータに基づいて溶湯汲み上げ角度
θ、に対応する傾動速度変化パターンを指定するための
データが第３データテーブル５２から選択される（Ｓｒ
Ｆ５）。次いで、前記決定された傾動速度変化パターン
に添って注湯が行われる（ＳｒＦ６）。そして、注湯を
行うためのラドル２２の矢印Ｂ方向への回転が完了した
時は微量の溶湯３２が滴となって落下しており、その滴
の落下が絶えるまでの時間を考慮するためそのままの状
態で所定時間を経過させる（ＳｒＦ７）。次に、ラドル
２２を矢印Ａ方向に回転させてラドル２２を水平状態に
する（ＳｒＦ８）。

このようにステップ４において注湯開始が指令された場
合は、ステップ５からステップ８まで実行され、これ以
後は従来と同様に、第６図の位置ａまでラドル２２が戻
り、次の給湯サイクルに至る。

一方、ステップ４において注湯開始が指令されない場合
は、時間経過がカウントされて許容待機時間を越えたか
どうかが判断される（ＳＴＰ９）。そこで、カウントさ
れた時間が許容待機時間を越えた場合にはラドル２２内
の溶湯３２が所定温度以下に冷却されたことになるため
、これに続いてステップ８が実行され、ラドル２２は再
び溶解炉２８内へと移動する。また、ステップ９におい
てカウントされた時間が許容待機時間以内であれば、ラ
ドル２２内の溶湯３２の温度状態に問題はなく、ステッ
プ４から再び実行される。

本発明によれば、このようにして溶湯汲み上げ角度θ１
に対応した注湯待機角度θ２と注湯動作の傾動速度変化
パターンが設定されるため、搬送途上における溶湯こぼ
れや注湯時における溶湯のエアー巻き込みが生じること
なく短時間で注湯を行うことが出来る。

また、ラドル２２が変更されて給湯装置２に用いられる
ラドル形状が変わった場合には、そのラドル形状に対応
した新たなデータを選択することによりラドル形状と溶
湯汲み上げ角度θ。

とに対応した適切な注湯動作の制御を行うことが可能で
ある。

さらにまた、本実施例では、注湯待機角度θ２と傾動速
度変化パターンを第２データテーブル５０および第３デ
ータテーブル５２によって決定しているが、溶湯汲み上
げ角度θ１を変数として好適な注湯待機角度θ２および
傾動変化速度パターンを決定する演算式を求めておき、
ｍＩ記演算式をＣＰ　０４６で実行するように構成して
も前記と同様な効果が得られる。

本発明によれば、注湯位置まで移動する間にラドルを注
湯動作方向へと湯こぼれしない程度まで傾動させて搬送
するために注湯時間が短縮され、また、注湯待機角度と
傾動速度変化パターンはラドルによって汲み上げられた
溶湯量に応じて適切に選択されるため、溶湯こぼれおよ
び溶湯のエアー巻き込みをすることなく注湯することが
出来る。さらに、ラドル形状および溶湯汲み上げ角度に
応じてきめ細かい制御を行うことが可能であり、従来の
ようにリミットスイッチのためのドグの位置調整をする
必要もない。

従って、自動的に注湯動作の制御が行われるために、給
湯装置の操作が極めて容易となる。結局、本発明を適用
することにより給湯装置の好適な制御が達成され、生産
能率を一層向上させることが可能であるという効果が得
られる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、例え
ば、注湯待機位置まではラドルを水平状態で搬送し、こ
の待機位置で所定角度傾動させることによっても本発明
の目的とするサイクルアンプが可能である等、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の
変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は給湯装置の概略側面図、 第２図は第１図の給湯装置によって給湯を行う場合の説
明図、 第３図ｆａｌは第１図のラドル内に溶湯を導入する際の
ラドルの概略断面図、 第３図（ｂ）は第３図（ａ）に示す状態に続いて溶湯を
汲み上げる際の概略断面図、 第３図（Ｃ１は第３図（ｂ）に続いて行われる注湯動作
を示す概略断面図、 第４図は本発明に係る給湯装置の制御方法を実施するた
めの制御系の概略説明図、 第５図は本発明に係る給湯装置の制御方法における注湯
時の概略断面図、 第６図は本発明方法を用いてラドルの傾斜角度を制御す
る場合の説明図、 第７図は本発明の給湯装置の制御方法に係るフローチャ
ートである。 ２・・・給湯装置　　　　　１０・・・四辺形リンク機
構１２・・・上部アーム　　　　１４・・・補助アーム
１６・・・ラドル支持アーム　１８・・・下部アーム２
０・・・駆動アーム　　　　２２・・・ラドル２４・・
・軸　　　　　　　　２８・・・溶解炉３２・・・溶湯
　　　　　　　３４・・・金型３６・・・注湯口　　　
　　　４０・・・エンコーダ４２・・・ラドル駆動用モ
ータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶解炉中において溶湯をラドルの内部に導入する
   溶湯汲み上げ角度を選択し、次いで、前記ラドルの注湯
   時直前の注湯待機角度を特定し、前記ラドルを注湯開始
   前に前記注湯待機角度に至るまで傾動制御することを特
   徴とする給湯装置の制御方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、ラド
   ルは溶解炉から注湯待機位置に搬送される間に注湯待機
   角度まで傾動制御されてなる給湯装置の制御方法。