KR20040015397A - A low pressure die casting system and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A low pressure casting system is provided which supplies the accurately controlled air volume into the rectangular furnace by accurately controlling volume of air for pressurizing supplied into rectangular furnace of the low pressure casting system, and a method for controlling the low pressure casting system is provided. CONSTITUTION: The low pressure casting system comprises a low pressure caster(10); a vacuum proportional valve(23) mounted on one side on air injection pipeline(21) connected to one side of an upper part of rectangular furnace(5) of the low pressure caster; a pneumatic sensor(25) mounted on an other side of an upper part of the rectangular furnace of the low pressure caster to detect air pressure inside the rectangular furnace; a controller(27) for duty controlling the vacuum proportional valve by computing signals of air pressure inside the rectangular furnace inputted from the pneumatic sensor and casting operation cycles self-counted, thereby calculating pressure increment of pressurizing air per each casting operation.

Description

저압 주조 시스템 및 그 제어방법{A LOW PRESSURE DIE CASTING SYSTEM AND METHOD THEREOF}LOW PRESSURE DIE CASTING SYSTEM AND METHOD THEREOF

본 발명은 저압 주조 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저압 주조 시스템의 사각로 내에 가압용 공기량을 정밀하게 제어하여 공급할 수 있도록 하는 저압 주조 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low pressure casting system and a control method thereof. More particularly, the present invention relates to a low pressure casting system and a method of controlling the low pressure casting system in which the amount of pressurized air can be precisely controlled and supplied into a rectangular furnace of the low pressure casting system.

도 1에 도시된 바와 같이, 저압주조공법에 의한 알루미늄 실린더 헤드 등의 소재(素材) 생산공정은, 먼저 용해로에서 알루미늄 잉곳(Al ingot)을 녹여 용탕(1)을 만들고, 이 용탕(1)을 히터(3)가 구비된 저압 주조기(10)의 사각로(5) 내에 공급한다.As shown in FIG. 1, in a raw material production process such as an aluminum cylinder head by a low pressure casting method, first, an aluminum ingot is melted in a melting furnace to form a molten metal 1, and the molten metal 1 is formed. It supplies in the square furnace 5 of the low pressure casting machine 10 with which the heater 3 was provided.

그런 후, 중자 삽입공정에서 실린더 헤드의 워터 재킷(water jacket)이나,오일 패시지 코어(oil passage core)(11)를 하부 금형인 하형(13)에 세팅(setting)하고, 흡기 및 배기 연소실에 흡기 포트 및 배기 포트를 하형(13)에 세팅한다.Then, in the core insertion process, the water jacket or oil passage core 11 of the cylinder head is set in the lower die 13, which is a lower mold, and the intake air is exhausted into the intake and exhaust combustion chambers. The pot and the exhaust port are set in the lower mold 13.

이와 같이, 상기 하형(13)에 코어(11)를 세팅한 후, 상기 하형(13)과 상형(15)을 합형시켜 용탕(1)을 주입한 후, 냉각시킨다.In this way, after setting the core 11 to the lower mold 13, the lower mold 13 and the upper mold 15 are combined to inject the molten metal 1 and then cooled.

이와 같이, 성형한 후, 상형(15) 및 하형(13)을 분리하고, 제품을 취출한 후 실린더 헤드 소재(20)를 냉각하고, 가공 공정으로 이송하여 가공하게 되는 것이다.Thus, after shaping | molding, the upper mold | type 15 and the lower mold | type 13 are isolate | separated, and after taking out a product, the cylinder head raw material 20 is cooled, it transfers to a processing process, and is processed.

여기서, 상기 하형 및 상형(13,15)사이에 용탕을 주입하기 위해서는 상기 사각로(5)에 공기를 주입하여 용탕(1)의 표면을 가압하도록 함으로써, 주입구(7)를 통하여 역류하여 공급되도록 하고 있는데, 이 때, 상기 가압 공기량의 조절은 작업자가 매 공정마다 수동밸브를 조작하여 일정량의 가압 공기를 주입한다.Here, in order to inject the molten metal between the lower mold and the upper mold (13, 15), by injecting air into the square furnace (5) to press the surface of the molten metal (1), so as to flow back through the injection hole (7) At this time, in order to adjust the amount of pressurized air, an operator injects a certain amount of pressurized air by operating a manual valve in every process.

그러나 상기한 바와 같이, 종래 작업자가 자신의 경험치에 의해 수동밸브를 조작하여 가압 공기량을 조절함에 따라 작업자의 피로정도나 순간착오로 인하여 가압 공기량의 조절이 일정하지 못하고, 이로 인한 제품불량률이 높다는 문제점을 내포하고 있다.However, as described above, as the conventional operator controls the amount of pressurized air by operating a manual valve based on his or her own experience value, the adjustment of the pressurized air amount is not constant due to the degree of fatigue or instantaneous error of the operator, resulting in a high product defect rate. It implies

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저압 주조 시스템의 사각로 내에 가압 공기의 주입을 제어기의 제어신호에 따라 작동하는 진공비례밸브를 통하여 매 작업마다 설정된 증압량에 따라 정밀하게 제어하여 공급할 수 있도록 하는 저압 주조 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to set the pressure proportional pressure every time through the vacuum proportional valve which operates the injection of pressurized air into the rectangular furnace of the low pressure casting system according to the control signal of the controller. It is to provide a low-pressure casting system and a control method thereof that can be supplied by precisely controlling the amount of pressure increase.

도 1은 일반적인 저압주조공법에서 실린더 헤드 소재 생산공정을 도시한 개략적인 흐름도이다.1 is a schematic flowchart illustrating a cylinder head material production process in a general low pressure casting process.

도 2는 본 발명에 따른 저압 주조 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a low pressure casting system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 저압 주조 시스템의 제어방법에 따른 흐름도이다.3 is a flow chart according to the control method of the low pressure casting system according to the present invention.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저압 주조 시스템은Low pressure casting system of the present invention for achieving the above object is

저압 주조기와; 상기 저압 주조기의 사각로 상부 일측에 연결되는 공기주입관로 상의 일측에 장착되는 진공비례밸브와; 상기 저압 주조기의 사각로 상부 타측에 장착되어 상기 사각로 내의 공기압을 검출하는 공압센서와; 상기 공압센서로부터 입력되는 사각로 내의 공기압 신호와 자체 카운팅되는 주조 작업횟수를 연산하여 매 주조작업마다 가압 공기의 증압량을 계산하여 상기 진공비례밸브를 듀티 제어하는 제어기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Low pressure casting machine; A vacuum proportional valve mounted at one side on an air injection pipe path connected to an upper side of the rectangular furnace of the low pressure casting machine; A pneumatic sensor mounted on the other side of the rectangular furnace of the low pressure casting machine to detect air pressure in the rectangular furnace; It is characterized by consisting of a controller for duty control the vacuum proportional valve by calculating the pressure increase in the pressurized air for each casting operation by calculating the air pressure signal in the rectangular furnace input from the pneumatic sensor and the number of casting operations that are counted itself.

그리고 상기한 바와 같은 본 발명의 저압 주조 시스템의 그 제어방법은And the control method of the low pressure casting system of the present invention as described above

저압 주조 시스템의 제어방법에서, 저압 주조기의 사각로 내의 기준압(P1)과 최초 및 최종 주조 작업 횟수를 설정하는 제1단계와; 공압센서로부터 검출된 상기 사각로 내의 압력신호를 수신하는 제2단계와; 상기 사각로 내의 검출압력이 기준압(P1) 이상인가를 판단하여 상기 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 사각로 내의 압력을 기준압(P1)까지 진공비례밸브를 듀티 제어하는 제3단계와; 상기 제3단계에서, 상기 사각로 내의 검출압력이 상기 기준압(P1) 이상인 경우, 저압 주조 작업을 수행하는 제4단계와; 상기 제4단계에서의 저압 주조 작업이 1회 완료되어 주조 작업 완료 신호가 있는가를 판단하는 제5단계와; 상기 제5단계로부터 주조 작업 완료 신호가 있는 경우, 주조 작업 횟수(N)를 카운팅하는 제6단계와; 상기 제6단계로부터 카운팅된 주조 작업 회수(N)가 상기 최종 주조 작업 횟수(Nf)에 도달하였는가를 판단하는 제7단계와; 상기 제7단계로부터 카운팅된 주조 작업 회수(N)가 상기최종 주조 작업 횟수(Nf)에 도달한 경우에는 저압 주조 작업을 종료하며, 상기 카운팅된 주조 작업 회수(N)가 상기 최종 주조 작업 횟수(Nf)에 도달하지 않은 경우, 증압량 계산식에 따라 상기 사각로 내에 주입할 가압 공기의 증압량을 산출하는 제8단계와; 상기 제8단계로부터 산출된 가압 공기의 증압량에 따라 상기 진공비례밸브를 듀티 제어하는 제9단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the control method of the low pressure casting system, the first step of setting the reference pressure (P1) and the number of initial and final casting operations in the rectangular furnace of the low pressure casting machine; Receiving a pressure signal in the blind spot detected from the pneumatic sensor; A third step of duty-controlling the vacuum proportional valve to the reference pressure P1 when the pressure in the blind passage does not satisfy the condition by determining whether the detected pressure in the blind passage is equal to or greater than the reference pressure P1; A fourth step of performing a low pressure casting operation when the detected pressure in the rectangular furnace is equal to or greater than the reference pressure P1 in the third step; A fifth step of determining whether the low pressure casting operation in the fourth step is completed and there is a casting operation completion signal; A sixth step of counting the casting work number N when there is a casting work completion signal from the fifth step; A seventh step of determining whether the number of casting operations N counted from the sixth step reaches the final number of casting operations Nf; When the number of casting operations counted from the seventh step reaches the final number of casting operations Nf, the low pressure casting operation is terminated, and the counted number of casting operations N is the final number of casting operations ( An eighth step of calculating a boosted amount of pressurized air to be injected into the rectangular furnace according to the boosted amount calculation formula when Nf) is not reached; And a ninth step of duty-controlling the vacuum proportional valve according to the increase in pressure of the pressurized air calculated from the eighth step.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 저압 주조 시스템의 구성도로서, 본 발명에 따른 저압 주조 시스템의 구성을 먼저 살펴보면, 저압 주조기(10)의 사각로(5) 상부 일측에 연결되는 공기주입관로(21) 상의 일측에 진공비례밸브(23)를 장착하고, 상기 저압 주조기(10)의 사각로(5) 상부 타측에는 상기 사각로(5) 내의 공기압을 검출하는 공압센서(25)가 장착된다.2 is a configuration diagram of a low pressure casting system according to the present invention. Referring to the configuration of the low pressure casting system according to the present invention, an air injection pipe line 21 connected to an upper side of a square passage 5 of the low pressure casting machine 10 is shown. A vacuum proportional valve 23 is mounted on one side of the upper part, and a pneumatic sensor 25 is installed on the other side of the upper part of the rectangular furnace 5 of the low pressure casting machine 10 to detect the air pressure in the rectangular furnace 5.

그리고 상기 공압센서(25)로부터 입력되는 사각로(5) 내의 공기압 신호와 자체 카운팅되는 주조 작업 횟수를 연산하여 매 주조작업마다 가압 공기의 증압량을 계산하여 상기 진공비례밸브(23)를 듀티 제어하는 제어기(27)가 구성된다.The pressure proportionality of the pressurized air is calculated for each casting operation by calculating the air pressure signal in the rectangular furnace 5 input from the pneumatic sensor 25 and the number of casting operations that are self-counted, and thereby controlling the vacuum proportional valve 23. The controller 27 is configured.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 저압 주조 시스템을 제어하기 위한 제어방법은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 먼저, 제어기(27)에 저압 주조기의 사각로(5) 내의 기준압(P1)과 최초 주조 작업 횟수(N1)을 1로 하고, 및 최종 주조 작업 횟수(Nf)를 설정한다.(S10)In the control method for controlling the low pressure casting system of the present invention having such a configuration, first, as shown in FIG. 3, first, the reference pressure P1 and the initial casting in the square furnace 5 of the low pressure casting machine are controlled by the controller 27. The number of times of work N1 is set to 1, and the number of times of final casting work Nf is set. (S10)

이어서, 상기 제어기(27)는 공압센서(25)로부터 검출된 상기 사각로(5) 내의압력신호를 수신한 후,(S20) 상기 사각로(5) 내의 검출압력이 기준압(P1) 이상인가를 판단하여(S30) 상기 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 사각로(5) 내의 압력을 기준압(P1)까지 진공비례밸브(23)를 듀티 제어하게 된다.(S31)Subsequently, the controller 27 receives the pressure signal in the blind spot 5 detected from the pneumatic sensor 25 (S20), and if the detected pressure in the blind spot 5 is greater than or equal to the reference pressure P1. If it is determined (S30) that the condition is not satisfied, the duty ratio of the vacuum proportional valve 23 is controlled by the pressure in the blind spot 5 to the reference pressure P1.

이와 같이, 상기 사각로(5) 내의 검출압력이 상기 기준압(P1) 이상이 되면, 저압 주조 작업을 수행하게 되며,(S40) 이러한 과정에서, 상기 단계(S40)에서의 저압 주조 작업이 1회 완료되어 주조 작업 완료 신호가 있는가를 판단하게 된다.(S50)As such, when the detected pressure in the rectangular furnace 5 is equal to or greater than the reference pressure P1, the low pressure casting operation is performed (S40). In this process, the low pressure casting operation in the step S40 is 1. It is determined that there is a signal for completing the casting operation is completed times (S50).

따라서 상기 제어기(27)는 상기 단계(S50)로부터 주조 작업 완료 신호가 있는 경우, 주조 작업 횟수(N)를 카운팅하는데,(S60) 최초 주조 작업 횟수(N1)를 1로 하고, 최종 주조 작업 횟수(Nf)는 50으로 임의 설정하는 경우, 상기 단계(S60)로부터 카운팅된 주조 작업 회수(N)가 상기 최종 주조 작업 횟수(Nf)인 50회에 도달하였는가를 판단한다.(S70)Therefore, when there is a casting work completion signal from the step S50, the controller 27 counts the number of casting operations N (S60), and sets the initial number of casting operations N1 to 1, and the final number of casting operations. When Nf is arbitrarily set to 50, it is determined whether the number of casting operations N counted from the step S60 has reached 50 times the final number of casting operations Nf. (S70)

이 때, 상기 단계(S70)로부터 카운팅된 주조 작업 회수(N)가 상기 최종 주조 작업 횟수(Nf)인 50회에 도달한 경우에는 저압 주조 작업을 종료하며(S90), 상기 카운팅된 주조 작업 회수(N)가 상기 최종 주조 작업 횟수(Nf)에 도달하지 않은 경우에는, 증압량 계산식에 따라 상기 사각로(5) 내에 주입할 가압 공기의 증압량을 산출하게 된다.(S80)At this time, when the number of casting operations counted from the step (S70) reaches 50 times the final number of casting operations (Nf), the low-pressure casting operation is terminated (S90), the counting casting operation number When (N) does not reach the final casting operation number Nf, the boosting amount of the pressurized air to be injected into the square furnace 5 is calculated according to the boosting amount calculation formula. (S80)

이 때, 상기 증압량 계산식은 수학식 1에서 도시한 바와 같이,At this time, the boost amount calculation formula is, as shown in equation (1),

로 이루어지며, 상기 매 주조 작업마다 가압 공기의 증압량(ΔP)은 기준압력(P1)에, 사각로(5) 내의 주조 전후의 압력차(Ph-P1)를 사각로(5)의 용량(Q)으로 나누어 상기 주조 작업 횟수(N)를 곱한 값을 더한 값으로 정의되며, 상기 수학식 1에서, ΔP는 가압 공기의 증압량, P1은 기준압력, N은 주조 작업 횟수, Ph은 최고압력, Q는 사각로(5)의 용량으로 표시된다. The pressure increase amount (ΔP) of the pressurized air for each casting operation is the reference pressure (P1), the pressure difference (Ph-P1) before and after casting in the rectangular furnace 5, the capacity of the rectangular furnace (5) Q) divided by multiplied by the number of casting operations (N) is defined as a value, in the equation (1), ΔP is the pressure increase of the pressurized air, P1 is the reference pressure, N is the number of casting operations, Ph is the maximum pressure , Q is represented by the capacity of the blind spot (5).

따라서 상기 단계(S80)로부터 산출된 가압 공기의 증압량(ΔP)에 따라 제어기(27)가 상기 진공비례밸브(23)를 듀티 제어하여 상기 사각로(5) 내에 가압 공기를 주입함으로써, 다음 작업에 대한 사각로(5) 내의 압력을 설정하게 된다.(S81)Therefore, the controller 27 controls the vacuum proportional valve 23 to inject the pressurized air into the rectangular path 5 according to the increase in pressure ΔP of the pressurized air calculated from the step S80, thereby to perform the following operation. The pressure in the square furnace 5 is set to (S81).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 저압 주조 시스템 및 그 제어방법에 의하면, 저압 주조 시스템의 사각로 내에 가압 공기의 주입을 제어기의 제어신호에 따라 작동하는 진공비례밸브를 통하여 매 작업마다 설정된 증압량에 따라 정밀하게 제어하여 공급할 수 있도록 함으로써, 종래 작업자가 자신의 경험치에 의해 수동밸브를 조작하여 가압 공기량을 조절함에 따른 부정확한 가압 공기량의 주입으로 인한 제품불량의 요인을 제거할 수 있으며, 이로서 양호한 품질의 제품을 주조할 수 있는 효과가 있다.According to the low pressure casting system and the control method according to the present invention as described above, the injection of pressurized air into the rectangular path of the low pressure casting system to the pressure increase set in each operation through the vacuum proportional valve that operates in accordance with the control signal of the controller By precisely controlling and supplying accordingly, it is possible to eliminate the cause of product defects caused by inaccurate injection of the pressurized air amount by manipulating the manual valve according to the user's experience and adjusting the amount of pressurized air. It is effective to cast the product.

Claims (3)

저압 주조기와;Low pressure casting machine; 상기 저압 주조기의 사각로 상부 일측에 연결되는 공기주입관로 상의 일측에 장착되는 진공비례밸브와;A vacuum proportional valve mounted at one side on an air injection pipe path connected to an upper side of the rectangular furnace of the low pressure casting machine; 상기 저압 주조기의 사각로 상부 타측에 장착되어 상기 사각로 내의 공기압을 검출하는 공압센서와;A pneumatic sensor mounted on the other side of the rectangular furnace of the low pressure casting machine to detect air pressure in the rectangular furnace; 상기 공압센서로부터 입력되는 사각로 내의 공기압 신호와 자체 카운팅되는 주조 작업횟수를 연산하여 매 주조작업마다 가압 공기의 증압량을 계산하여 상기 진공비례밸브를 듀티 제어하는 제어기와;A controller for calculating duty increase of the pressurized air in each casting operation by calculating an air pressure signal in the rectangular furnace input from the pneumatic sensor and the number of casting operations that are self-counted, and controlling the vacuum proportional valve; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저압 주조 시스템.Low pressure casting system, characterized in that consisting of. 저압 주조 시스템의 제어방법에 있어서,In the control method of the low pressure casting system, 저압 주조기의 사각로 내의 기준압(P1)과 최초 및 최종 주조 작업 횟수를 설정하는 제1단계와;A first step of setting the reference pressure P1 in the rectangular furnace of the low pressure casting machine and the number of initial and final casting operations; 공압센서로부터 검출된 상기 사각로 내의 압력신호를 수신하는 제2단계와;Receiving a pressure signal in the blind spot detected from the pneumatic sensor; 상기 사각로 내의 검출압력이 기준압(P1) 이상인가를 판단하여 상기 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 사각로 내의 압력을 기준압(P1)까지 진공비례밸브를 듀티 제어하는 제3단계와;A third step of duty-controlling the vacuum proportional valve to the reference pressure P1 when the pressure in the blind passage does not satisfy the condition by determining whether the detected pressure in the blind passage is equal to or greater than the reference pressure P1; 상기 제3단계에서, 상기 사각로 내의 검출압력이 상기 기준압(P1) 이상인 경우, 저압 주조 작업을 수행하는 제4단계와;A fourth step of performing a low pressure casting operation when the detected pressure in the rectangular furnace is equal to or greater than the reference pressure P1 in the third step; 상기 제4단계에서의 저압 주조 작업이 1회 완료되어 주조 작업 완료 신호가 있는가를 판단하는 제5단계와;A fifth step of determining whether the low pressure casting operation in the fourth step is completed and there is a casting operation completion signal; 상기 제5단계로부터 주조 작업 완료 신호가 있는 경우, 주조 작업 횟수(N)를 카운팅하는 제6단계와;A sixth step of counting the casting work number N when there is a casting work completion signal from the fifth step; 상기 제6단계로부터 카운팅된 주조 작업 회수(N)가 상기 최종 주조 작업 횟수(Nf)에 도달하였는가를 판단하는 제7단계와;A seventh step of determining whether the number of casting operations N counted from the sixth step reaches the final number of casting operations Nf; 상기 제7단계로부터 카운팅된 주조 작업 회수(N)가 상기 최종 주조 작업 횟수(Nf)에 도달한 경우에는 저압 주조 작업을 종료하며, 상기 카운팅된 주조 작업 회수(N)가 상기 최종 주조 작업 횟수(Nf)에 도달하지 않은 경우, 증압량 계산식에 따라 상기 사각로 내에 주입할 가압 공기의 증압량을 산출하는 제8단계와;When the number of casting operations counted from the seventh step reaches the final casting operation number Nf, the low pressure casting operation is terminated, and the counted casting operation number N is the final casting operation number ( An eighth step of calculating a boosted amount of pressurized air to be injected into the rectangular furnace according to the boosted amount calculation formula when Nf) is not reached; 상기 제8단계로부터 산출된 가압 공기의 증압량에 따라 상기 진공비례밸브를 듀티 제어하는 제9단계와;A ninth step of duty controlling the vacuum proportional valve according to the increase in pressure of the pressurized air calculated from the eighth step; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 저압 주조 시스템의 제어방법.Control method of a low pressure casting system comprising a. 청구항 2에 있어서, 상기 증압량 계산식은The method according to claim 2, wherein the boost amount calculation formula 수학식로 이루어지며,Equation It consists of 는 가압 공기의 증압량, P1은 기준압력, N은 주조 작업 횟수, Ph은 최고압력, Q는 사각로의 용량으로 표시되는 것을 특징으로 하는 저압 주조 시스템의 제어방법. Is the increase in pressurized air, P1 is the reference pressure, N is the number of casting operations, Ph is the maximum pressure, Q is represented by the capacity of the rectangular furnace.
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