JP2004066253A

JP2004066253A - Injection device of die-casting machine

Info

Publication number: JP2004066253A
Application number: JP2002224819A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tsuji; 辻　眞; Saburo Noda; 野田　三郎
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-01
Also published as: JP3828842B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection device of a die-casting machine which can control the injection speed at real time and provides a hydraulic circuit in a simple constitution. <P>SOLUTION: This injection device is provided with a cylinder 2 including a piston 5 for injection and a piston 6 for increasing the pressure, a first flowing path 25 for supplying working liquid for driving the piston 5 for injection, a second flowing path 26 for supplying the working liquid for driving the piston 6 for increasing the pressure, a third flowing path 27 for commonly supplying the working liquid into the first and second flowing paths 25, 26, a hydraulic source 30 and an accumulator 31 for supplying the working liquid having a prescribed pressure into the third flowing path 27, a check valve 22 arranged in the first flowing path 25, a switch valve 23 arranged in the second flowing path 26 and opening at the driving time of the piston for increasing the pressure and a servo valve 28 arranged in the third flowing path 27 and being adjustable to the opening degree of the valve. Then, the piston 5 for injection and the piston 6 for increasing the pressure, are controllably driven based on the opening degree of the servo valve 28. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカストマシンの射出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカストマシンでは、射出プランジャにより金型のキャビティに溶湯を射出することにより鋳造を行う。鋳造品の品質は、溶湯の射出速度や射出圧力に大きな影響を受ける。このため、射出プランジャを駆動する射出シリンダの制御は、鋳造サイクルの間に溶湯の充填状況に応じて射出速度および射出圧力を制御して最適な射出動作を実現することが行われている。
たとえば、射出を開始したのちの所定区間では、射出スリーブ内の溶湯が空気を巻き込まないように射出速度を低速とする。次いで、溶湯の先端部がキャビティの入口に達したのちに、溶湯が冷えて固化する前に溶湯のキャビティ内への充填を完了させるために、射出速度を高速に切り換える。溶湯のキャビティ内への充填完了後は、射出圧力を急激に増加させ、キャビティ内の溶湯を加圧しながら凝固させる。
【０００３】
図４は、射出装置の従来例を示す図である。
図４に示すダイカストマシン１００において、金型１１０は、内部にキャビティ１１１を有し、このキャビティ１１１に連通するように射出スリーブ１１２が接続されている。この射出スリーブ１１２に嵌合挿入された射出プランジャ１１３が前進することにより、給湯口１１４からラドル１１５で供給された溶湯はキャビティ１１１内へ射出充填される。
射出プランジャ１１３は、射出シリンダ１２０によって駆動される。この射出シリンダ１２０は、ロッド１２５を介して射出プランジャ１１３に連結された射出用ピストン１２２が内蔵された射出用シリンダ１２１と、この射出用シリンダ１２１の後端部に連通し増圧ピストン１２４を内蔵する増圧用シリンダ１２３とを有する。
射出用シリンダ１２１および増圧用シリンダ１２３には、油圧回路１３０が接続されている。この油圧回路１３０は、油圧源１３１、アキュムレータ１３２、射出速度調整弁１３７、チェック弁１３６、増圧用チェック弁１３５等を有する。
油圧回路１３０は、射出用シリンダ１２１および増圧用シリンダ１２３をいわゆるメータイン方式で駆動する。
射出速度調整弁１３７は、ソレノイド１３８により駆動される電磁制御弁であり、エンコーダ３９によって弁の開度が検出される。この射出速度調整弁１３７は、エンコーダ１３９の検出した弁の開度に基づいて制御回路１４０によって制御される。射出速度調整弁１３７の制御により射出速度が制御される。
増圧用チェック弁１３５は、モータにより弁の開度が調整可能になっており、増圧用チェック弁１３５を開くことにより、増圧が開始される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の射出装置の油圧回路１３０では、射出速度調整弁１３７に加えて増圧用チェック弁１３５を備えているため、回路構成が複雑となり、メインテナンス等の観点から不利である。
また、増圧時の圧力をリアルタイムに制御しようとすると、増圧用チェック弁１３５にサーボバルブ等のリアルタイムに弁開度を調整可能なバルブが必要となり、油圧回路１３０が非常に高価になる。
【０００５】
本発明は、上述の従来の課題に鑑みて成されたものであって、その目的は、射出速度および射出圧力のリアルタイム制御が可能で安価で簡素な構成の油圧回路を備えたダイカストマシンの射出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のダイカストマシンの射出装置は、射出プランジャを前進させて金型に形成されたキャビティに溶湯を射出、充填するダイカストマシンの射出装置であって、前記射出プランジャに連結された射出用ピストンと、前記射出用ピストンの背後に配置された増圧用ピストンとを内蔵するシリンダと、前記射出用ピストンを駆動する作動液を前記シリンダに供給する第１の流路と、前記増圧用ピストンを駆動する作動液を前記シリンダに供給する第２の流路と、前記第１および第２の流路に共通に作動液を供給する第３の流路と、前記第３の流路に所定圧力の作動液を供給する作動液供給手段と、前記第１の流路に設けられ、前記作動液の前記シリンダへ向かう流れのみを許容し、前記増圧用ピストンの駆動による前記シリンダからの作動液の流出を阻止するチェックバルブと、前記第２の流路に設けられ、前記増圧用ピストンの駆動時に開放される開閉バルブと、前記第３の流路に設けられ、制御信号に基づいて、弁開度を調整可能な制御バルブとを有し、前記制御バルブの開度に基づいて、前記射出用ピストンおよび前記増圧用ピストンを駆動制御する。
【０００７】
本発明では、制御バルブに制御信号が入力されると、第１の流路を通じてシリンダに作動液が供給され、射出用ピストンが所望の速度で駆動される。その後、第２の流路の開閉バルブを開くことにより増圧用ピストンが駆動される。これと同時に、増圧用ピストンの駆動により、シリンダ内の増圧用ピストンと射出用ピストンとの間の作動液の圧力の上昇により、第１の流路からシリンダへの作動液の供給は遮断される。増圧用ピストンの駆動により射出用ピストンは押圧される。制御バルブの開度のリアルタイム制御により、射出速度制御および増圧時の圧力制御が行われる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る射出装置が適用されたダイカストマシンの構成を示す図である。
図１において、ダイカストマシン１の金型６０は、内部にキャビティ６１を有し、このキャビティ６１に連通するように射出スリーブ６２が接続されている。この射出スリーブ６２に嵌合挿入された射出プランジャ６３が前進することにより、射出スリーブ６２に供給された溶湯は、キャビティ６１内へ射出充填される。
【０００９】
上記の射出プランジャ６３を駆動する射出装置は、射出シリンダ２と、油圧回路２０と、制御装置４０とを有する。
射出シリンダ２は、射出用ピストン５を内蔵するシリンダ室３と、増圧用ピストン６を内蔵するシリンダ室４とを有している。これらのシリンダ室３，４は互いに連通しており、また、シリンダ室４はシリンダ室３よりも大径化されている。
【００１０】
射出用ピストン５は、ピストンロッド５ａによってプランジャ６３に接続されている。
増圧用ピストン６は、射出用ピストン５の背後に配置され、射出用ピストン５よりも大径化されている。
【００１１】
シリンダ室３には、射出用ピストン５と増圧用ピストン６との間の作動油の圧力を検出する圧力検出器４８が設けられている。
【００１２】
射出シリンダ２の先端部には、ピストンロッド５ａ（プランジャ６３）の位置を検出するための位置検出器４９が設けられている。
【００１３】
油圧回路２０は、第１，第２および第３の流路２５，２６，２７と、チェックバルブ２２と、サーボバルブ２８と、開閉バルブ２３と、油圧源３０と、アキュムレータ３１とを有する。なお、チェックバルブ２２は本発明のチェックバルブの一実施態様であり、サーボバルブ２８は本発明の制御バルブの一実施態様であり、開閉バルブ２３は本発明の開閉バルブの一実施態様である。また、油圧源３０およびアキュムレータ３１は本発明の作動液供給手段を構成している。
【００１４】
第１，第２および第３の流路２５，２６，２７は、たとえば、配管、又はブロクに穴を加工したマニホールドで構成される。
第１の流路２５は、シリンダ室３の射出用ピストン５のピストンロッド５ａとは反対側に接続されており、射出用ピストン５を駆動するための作動油を供給する。
第２の流路２６は、シリンダ室４の増圧用ピストン６の射出用ピストン５とは反対側に接続されており、増圧用ピストン６を駆動するための作動油を供給する。
第３の流路２７は、一端が第１の流路２５および第２の流路２６に共通に接続されており、他端が油圧源３０およびアキュムレータ３１に接続されている。
【００１５】
油圧源３０は、第３の流路２７に作動油を供給する。
アキュムレータ３１は、第３の流路２７に供給された作動油を所定の圧力に加圧する。
【００１６】
サーボバルブ２８は、第３の流路２７の中途に設けられている。このサーボバルブ２８は、バルブを開閉するアクチュエータ２８ａと、バルブの開度を検出する位置検出器２８ｂを備えている。後述する制御装置４０からの制御信号４６ｓがアクチュエータ２８ａに入力されることにより、バルブの開度が調整される。バルブの開度の制御により、油圧源３０側から第１および第２の流路２５，２６側に供給される作動油の流量が制御される。また、バルブの開度は、位置検出器２８ｂにより検出され、制御装置４０にフィードバックされる。
【００１７】
チェックバルブ２２は、第１の流路２５の中途に設けられている。このチェックバルブ２２は、サーボバルブ２８側から第１の流路２５を通じて射出シリンダ２に向けて供給される作動油の流れを許容し、射出シリンダ２側から第１の流路２５に向かう作動油の流れを阻止する。
【００１８】
開閉バルブ２３は、第２の流路２６の中途に設けられたパイロットチェックバルブである。この開閉バルブ２３は、パイロット操作により第２の流路２６を開閉し、開放されたときには、シリンダ室４への作動油の流入のみ許容する。
【００１９】
制御装置４０は、プロセッサ４１、メモリ４２、入力回路４３、出力回路４４、増幅器４６、表示器４５、データ入力装置４７等を有する。
メモリ４２、入力回路４３および出力回路４４は、プロセッサ４１とバスによって接続されている。
メモリ４２は、サーボバルブ２８を駆動制御するプログラム等を記憶する。
入力回路４３には、データ入力装置４７、位置検出器４９、圧力検出器４８等が接続されており、入力回路４３はデータ入力装置４７から入力されたデータ、位置検出器４９の検出したプランジャ６３の位置情報４９ｓ、圧力検出器４８の検出した圧力情報４８ｓ等をプロセッサ４１に出力する。
プロセッサ４１は、メモリ４２に記憶されたプログラムに基づいて、サーボバルブ２８に対する指令を算出する等の演算を行う。具体的には、プロセッサ４１は、位置検出器４９の検出した位置情報４９ｓに基づいて、射出速度制御を行い、圧力検出器４８の圧力情報４８ｓに基づいて、射出圧力制御を行う。
出力回路４４には、増幅器４６や表示器４５が接続されており、この出力回路４４はプロセッサ４１等からのデータを増幅器４６や表示器４５に出力する。
増幅器４６は、プロセッサ４１により演算された制御指令を増幅し、サーボバルブ２８のアクチュエータ２８ａに出力する。
【００２０】
次に、上記構成のダイカストマシン１における射出制御の一例について図２を参照して説明する。
図２は、ダイカストマシン１の射出制御における射出圧力波形および射出速度波形の一例を示すグラフである。
図２に示すように、ダイカストマシン１の射出制御は、低速射出と高速射出からなる射出速度制御、および増圧制御の順で行われる。
【００２１】
まず、ダイカストマシン１のスリーブ６２内に所定量の溶湯を供給したのち、サーボバルブ２８が制御装置４０により制御され、射出速度Ｖが低速ＶＬ　となるように射出用ピストン４８が駆動される。
【００２２】
制御装置４０は、射出開始点Ｏから位置検出器４９の検出するプランジャ６３の位置情報を逐次監視し、プランジャ６３が高速開始点Ｄに達したところで、射出速度Ｖが高速ＶＨ　となるようにサーボバルブ２８の開度を拡げる。サーボバルブ２８の開度が拡がることにより、シリンダ室３に流入する作動油の流量が増加し、射出用ピストン５の前進速度が増加する。
高速開始点Ｄは、スリーブ６２からキャビティ６１に向けて射出された溶湯の先端部がキャビティ６１のゲートに略到達する位置である。
射出速度Ｖを高速ＶＨ　に切り換えることにより、射出圧力ＰはＰＬ　からＰＨ　に上昇する。
【００２３】
射出速度Ｖを高速ＶＨ　に切り換えたのち、溶湯がキャビティ６１に充填されると、射出速度ＶはＶｄで示すように、急に減速する。制御装置４０は、この減速が開始する減速開始点Ｌを、位置検出器４９の検出するプランジャ６３の位置情報から認識することができる。射出速度Ｖが減速すると、射出圧力ＰはＰｄで示すように上昇する。
また、減速する射出速度Ｖｄの傾きは、サーボバルブ２８の開度を調整することにより制御される。すなわち、サーボバルブ２８の開度に基づいて、減速制御が行われる。
【００２４】
射出速度Ｖが減速し、プランジャ６３の位置が増圧開始位点Ｍに到達したところで、制御装置４０は、サーボバルブ２８を所定の開度までさらに開く。これと同時に開閉バルブ２３を開放可能な状態にする。
サーボバルブ２８を所定の開度まで開くと、第１の流路２５および第２の流路２６には大流量の作動油が急激に供給される。これにより、第２の流路２６に設けられた開閉バルブ２３は、サーボバルブ２８の開度に応じて開き、作動油が開閉バルブ２３を通じてシリンダ室４に供給される。
シリンダ室４に作動油が供給されると、増圧用ピストン６が前進する。増圧用ピストン６が前進すると、増圧用ピストン６と射出用ピストン５との間の作動油の圧力が上昇するため、チェックバルブ２２は自閉する。すなわち、第１の流路２５を通じてシリンダ室３に向かう作動油は遮断され、シリンダ室３の増圧用ピストン６と射出用ピストン５との間の空間は密閉される。
【００２５】
これにより、射出用ピストン５が背後から前進方向に押圧され、射出圧力ＰはＰｔで示すように上昇し、最大射出圧力Ｐｍａｘ　に達する。
【００２６】
以上のように、本実施形態によれば、加圧された作動油が供給される第３の流路２７に制御装置４０からの制御信号４６ｓに基づいて開度を調整可能なサーボバルブ２８を設け、このサーボバルブ２８の制御により、低速および高速の射出速度制御、減速開始点Ｌからの減速制御、増圧開始点Ｍからの増圧制御をリアルタイムに行うことが可能である。さらに、サーボバルブ２８の開度の変更によって射出速度制御から増圧制御への切換も行うことが可能となる。
この結果、油圧回路２０の構成を簡素化でき、装置のコストを大幅に削減することが可能となる。
また、サーボバルブ２８の制御により、射出速度および射出圧力の双方をリアルタイムに所望の値に制御することができ、これまでにできなかった高度な射出制御が可能となる。
【００２７】
第２の実施形態
図３は、本発明の他の実施形態に係る射出装置が適用されたダイカストマシンの構成を示す図である。なお、図３において、第１の実施形態と同一構成部分については同一の符号を使用している。
上述した第１の実施形態では、射出用ピストン５および増圧用ピストン６をいわゆるメータイン方式で駆動する油圧回路２０について説明した。このため、上述した第１の実施形態の油圧回路２０におけるサーボバルブ２８は、比較的大流量の制御ができるものが必要である。また、サーボバルブ２８の容量が限られると、高速射出に対応するのが困難になる可能性もある。
本実施形態では、第１の実施形態のサーボバルブ２８の容量を小さくできるととともに、超高速射出に対応可能な構成について説明する。
【００２８】
図３において、第１の実施形態と異なる構成は、サーボバルブ２８の上流側の第３の流路２７と第２の流路２６との間にバイパス回路７０が追加された点と、射出用ピストン５の駆動（前進）によりシリンダ室３から排出される作動液をシリンダ室３の増圧用ピストン６側（第１の流路２５の供給口側）に還流可能なランアラウンド回路８０とが追加された点である。
【００２９】
バイパス回路７０は、第３の流路２７と第２の流路２６との間を直接接続する流路７１と、この流路７１に設けられた電磁制御弁７２とを有する。
電磁制御弁７２は、制御装置４０の出力回路４４と接続されており、出力回路４４からの制御信号に応じて弁が開閉される。
このバイパス回路７０は、電磁制御弁７２の弁が開くことにより、サーボバルブ２８を介さずに、第３の流路２７に供給される作動液の一部を第２の流路２６に直接供給する。
【００３０】
ランアラウンド回路８０は、シリンダ室３のピストンロッド５ａ側と増圧用ピストン６側とを接続する流路８１と、流路８１に設けられた電磁制御弁８２と、流路８１から分岐した流路８４に接続されたパイロットチェックバルブ８３とを有する。
【００３１】
電磁制御弁８２は、制御装置４０の出力回路４４と接続されており、出力回路４４からの制御信号に応じて弁が開閉される。
パイロットチェックバルブ８３は、パイロット操作により開閉し、パイロットチェックバルブ８３が開放されているときには、流路８１に供給される作動油を外部に排出する。
【００３２】
次に、上記構成のダイカストマシンの射出制御の一例について説明する。
図２において説明したのと同様に、まず、射出用ピストン４８を低速ＶＬ　で駆動する。このとき、ランアラウンド回路８０の電磁制御弁８２は閉じられており、パイロットチェックバルブ８３は開放されている。このため、射出用ピストン４８の前進によりシリンダ室３から流路８１に排出される作動油は、流路８４およびパイロットチェックバルブ８３を通じて外部に排出される。
【００３３】
プランジャ６３が高速開始点Ｄに達したところで、射出速度Ｖが高速ＶＨ　となるようにサーボバルブ２８を制御する。また、プランジャ６３が高速開始点Ｄに達したところで、制御装置４０からランアラウンド回路８０の電磁制御弁８２に制御信号を出力し、電磁制御弁８２を開く。なお、ランアラウンド回路８０のパイロットチェックバルブ８３は、閉じた状態にある。
【００３４】
プランジャ６３が高速開始点Ｄから高速ＶＨ　で駆動されると、シリンダ室３のピストンロッド５ａ側から作動油が流路８１を通じて射出用ピストン５側に還流する。これにより、シリンダ室３の射出用ピストン５側には、流路８１を通じて還流した作動油とサーボバルブ２８およびチェックバルブ２２を通じて供給される作動油とが合流する。このシリンダ室３の射出用ピストン５側に流路８１を通じて還流する作動油の流量は、射出用ピストン５の断面積をＳＡ　，ピストンロッド５ａの断面積をＳＢ　、射出用ピストン５の移動量をＬとすると、（ＳＡ　−ＳＢ）×Ｌである。
【００３５】
シリンダ室３の射出用ピストン５側に流路８１を通じて作動油を還流することで、サーボバルブ２８の容量を小さくできる。また、サーボバルブ２８の制御流量を少なくすることができるので、射出用ピストン５を非常に高速に駆動することが可能となる。
【００３６】
射出速度Ｖを高速ＶＨ　に切り換えたのち、プランジャ６３が減速開始点Ｌに
達したところで、ランアラウンド回路８０の電磁制御弁８２を閉じて、作動油の還流を停止させる。同時に、パイロットチェックバルブ８３を開き、流路８１に供給される作動油を流路８４およびパイロットチェックバルブ８３を通じて外部に排出する。
【００３７】
プランジャ６３が減速開始点Ｌに達した後、減速する射出速度Ｖｄの傾きは、サーボバルブ２８の開度の調整により任意に制御可能である。
【００３８】
射出速度Ｖが減速し、プランジャ６３の位置が増圧開始位点Ｍに到達したところで、制御装置４０は、サーボバルブ２８を所定の開度までさらに開く。これと同時に開閉バルブ２３を開放可能な状態にする。
サーボバルブ２８を所定の開度まで開くと、上述した第１の実施形態と同様に、第２の流路２６には大流量の作動油が急激に供給され、シリンダ室４に作動油が供給される。これにより、増圧用ピストン６が前進する。
増圧用ピストン６が前進すると、増圧用ピストン６と射出用ピストン５との間の作動油の圧力が上昇するため、チェックバルブ２２は自閉する。
【００３９】
これにより、射出用ピストン５が背後から前進方向に押圧され、射出圧力ＰはＰｔで示すように上昇し、最大射出圧力Ｐｍａｘ　に達する。
【００４０】
ここで、増圧制御を開始後の射出圧力Ｐｔの傾き（立ち上がり）がサーボバルブ２８を通じてシリンダ室４に供給される作動油では足りない場合には、制御装置４０から電磁制御弁７２に制御信号を出力し、電磁制御弁７２を開く。
すなわち、プランジャ６３の位置が増圧開始位点Ｍに到達したところで、サーボバルブ２８を所定の開度まで開くとともに、電磁制御弁７２を開く。
電磁制御弁７２を開くと、サーボバルブ２８の上流において第３の流路２７に供給される作動油の一部が流路７１、電磁制御弁７２を通じて第２の流路２６に直接供給される。
このため、サーボバルブ２８を通過する流量では足りない流量をバイパス回路７０によって補うことができる。
【００４１】
以上のように、本実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果に加えて、サーボバルブ２８の小容量化および射出速度の高速化が実現できる。
【００４２】
本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、本発明の制御バルブとしてサーボバルブ２８を用いた場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、比例電磁弁、ディジタル弁、メカニカル制御弁等のリアルタイムに弁開度を制御可能な制御バルブであれば本発明を適用可能である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、射出速度および射出圧力のリアルタイム制御が可能で安価で簡素な構成の油圧回路を備えたダイカストマシンの射出装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出装置が適用されたダイカストマシンの構成を示す図である。
【図２】ダイカストマシンの射出制御における射出圧力波形および射出速度波形の一例を示すグラフである。
【図３】本発明の他の実施形態に係る射出装置が適用されたダイカストマシンの構成を示す図である。
【図４】射出装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…ダイカストマシン
２…射出シリンダ
３，４…シリンダ室
５…射出用ピストン
６…増圧用ピストン
２０…油圧回路
２２…チェックバルブ
２３…開閉バルブ
２５…第１の流路
２６…第２の流路
２７…第３の流路
２８…サーボバルブ
３０…油圧源
３１…アキュムレータ
４０…制御装置
６０…金型
６１…キャビティ
６２…スリーブ
６３…プランジャ
７０…バイパス回路
８０…ランアラウンド回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an injection device for a die casting machine.
[0002]
[Prior art]
In a die casting machine, casting is performed by injecting molten metal into a cavity of a mold by an injection plunger. The quality of the casting is greatly affected by the injection speed and injection pressure of the molten metal. For this reason, the control of the injection cylinder that drives the injection plunger controls the injection speed and the injection pressure in accordance with the filling state of the molten metal during the casting cycle to realize the optimum injection operation.
For example, in a predetermined section after the start of injection, the injection speed is set low so that the molten metal in the injection sleeve does not entrain air. Next, after the tip of the molten metal reaches the entrance of the cavity, the injection speed is switched to high speed in order to complete the filling of the molten metal into the cavity before the molten metal is cooled and solidified. After the filling of the molten metal into the cavity is completed, the injection pressure is rapidly increased, and the molten metal in the cavity is solidified while being pressurized.
[0003]
FIG. 4 is a diagram showing a conventional example of an injection device.
In the die casting machine 100 shown in FIG. 4, the mold 110 has a cavity 111 inside, and an injection sleeve 112 is connected to communicate with the cavity 111. As the injection plunger 113 fitted and inserted into the injection sleeve 112 advances, the molten metal supplied from the hot water supply port 114 by the ladle 115 is injected and filled into the cavity 111.
The injection plunger 113 is driven by the injection cylinder 120. The injection cylinder 120 includes an injection cylinder 121 having a built-in injection piston 122 connected to an injection plunger 113 via a rod 125, and a pressure-increasing piston 124 which communicates with the rear end of the injection cylinder 121. And a pressure-increasing cylinder 123.
A hydraulic circuit 130 is connected to the injection cylinder 121 and the pressure increasing cylinder 123. The hydraulic circuit 130 includes a hydraulic source 131, an accumulator 132, an injection speed adjusting valve 137, a check valve 136, a pressure increasing check valve 135, and the like.
The hydraulic circuit 130 drives the injection cylinder 121 and the pressure increasing cylinder 123 in a so-called meter-in system.
The injection speed adjusting valve 137 is an electromagnetic control valve driven by a solenoid 138, and the opening degree of the valve is detected by the encoder 39. The injection speed adjusting valve 137 is controlled by the control circuit 140 based on the valve opening detected by the encoder 139. The injection speed is controlled by controlling the injection speed adjusting valve 137.
The opening degree of the pressure-increasing check valve 135 can be adjusted by a motor. When the pressure-increasing check valve 135 is opened, pressure increase is started.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the hydraulic circuit 130 of the injection device described above has the check valve 135 for pressure increase in addition to the injection speed adjusting valve 137, so that the circuit configuration is complicated and disadvantageous from the viewpoint of maintenance and the like.
In order to control the pressure during pressure increase in real time, a valve such as a servo valve that can adjust the valve opening in real time is required for the pressure increase check valve 135, and the hydraulic circuit 130 becomes very expensive.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a die casting machine equipped with a hydraulic circuit having an inexpensive and simple configuration capable of real-time control of injection speed and injection pressure. It is to provide a device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The injection device of the die casting machine of the present invention is an injection device of a die casting machine for injecting and filling a molten metal into a cavity formed in a mold by advancing an injection plunger, wherein an injection piston connected to the injection plunger is provided. A cylinder containing a pressure-increasing piston disposed behind the injection piston, a first flow path for supplying a hydraulic fluid for driving the injection piston to the cylinder, and driving the pressure-increasing piston A second flow path for supplying hydraulic fluid to the cylinder, a third flow path for supplying hydraulic fluid to the first and second flow paths in common, and an operation of a predetermined pressure in the third flow path Hydraulic fluid supply means for supplying a fluid; and hydraulic fluid from the cylinder provided in the first flow path, allowing only the flow of the hydraulic fluid toward the cylinder, and driving the pressure-increasing piston. A check valve for preventing outflow, an open / close valve provided in the second flow path and opened when the pressure-increasing piston is driven, and a valve opened in the third flow path and opened based on a control signal. And a drive valve for controlling the injection piston and the pressure-increasing piston based on the opening of the control valve.
[0007]
In the present invention, when a control signal is input to the control valve, the hydraulic fluid is supplied to the cylinder through the first flow path, and the injection piston is driven at a desired speed. Thereafter, the pressure increasing piston is driven by opening the opening / closing valve of the second flow path. At the same time, the supply of the hydraulic fluid from the first flow path to the cylinder is shut off due to an increase in the pressure of the hydraulic fluid between the pressure boosting piston and the injection piston in the cylinder due to the driving of the pressure boosting piston. . The injection piston is pressed by the drive of the pressure increasing piston. Injection speed control and pressure control at the time of pressure increase are performed by real-time control of the opening degree of the control valve.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a die casting machine to which an injection device according to one embodiment of the present invention is applied.
In FIG. 1, a die 60 of the die casting machine 1 has a cavity 61 inside, and an injection sleeve 62 is connected to communicate with the cavity 61. When the injection plunger 63 fitted and inserted into the injection sleeve 62 advances, the molten metal supplied to the injection sleeve 62 is injected and filled into the cavity 61.
[0009]
The injection device that drives the injection plunger 63 includes the injection cylinder 2, the hydraulic circuit 20, and the control device 40.
The injection cylinder 2 has a cylinder chamber 3 containing an injection piston 5 and a cylinder chamber 4 containing a pressure-increasing piston 6. These cylinder chambers 3 and 4 communicate with each other, and the diameter of the cylinder chamber 4 is larger than that of the cylinder chamber 3.
[0010]
The injection piston 5 is connected to the plunger 63 by a piston rod 5a.
The pressure-increasing piston 6 is arranged behind the injection piston 5 and has a larger diameter than the injection piston 5.
[0011]
The cylinder chamber 3 is provided with a pressure detector 48 for detecting the pressure of hydraulic oil between the injection piston 5 and the pressure-increasing piston 6.
[0012]
At the tip of the injection cylinder 2, a position detector 49 for detecting the position of the piston rod 5a (plunger 63) is provided.
[0013]
The hydraulic circuit 20 includes first, second, and third flow paths 25, 26, and 27, a check valve 22, a servo valve 28, an on-off valve 23, a hydraulic source 30, and an accumulator 31. The check valve 22 is an embodiment of the check valve of the present invention, the servo valve 28 is an embodiment of the control valve of the present invention, and the open / close valve 23 is an embodiment of the open / close valve of the present invention. Further, the hydraulic pressure source 30 and the accumulator 31 constitute a working fluid supply unit of the present invention.
[0014]
The first, second, and third flow paths 25, 26, and 27 are formed of, for example, a pipe or a manifold in which a hole is formed in a block.
The first flow path 25 is connected to the cylinder chamber 3 on the side opposite to the piston rod 5 a of the injection piston 5 and supplies hydraulic oil for driving the injection piston 5.
The second flow path 26 is connected to the cylinder chamber 4 on the opposite side of the pressure-increasing piston 6 from the injection piston 5, and supplies hydraulic oil for driving the pressure-increasing piston 6.
One end of the third flow path 27 is commonly connected to the first flow path 25 and the second flow path 26, and the other end is connected to the hydraulic pressure source 30 and the accumulator 31.
[0015]
The hydraulic pressure source 30 supplies hydraulic oil to the third flow path 27.
The accumulator 31 pressurizes the hydraulic oil supplied to the third flow path 27 to a predetermined pressure.
[0016]
The servo valve 28 is provided in the middle of the third flow path 27. The servo valve 28 includes an actuator 28a for opening and closing the valve and a position detector 28b for detecting the opening of the valve. By inputting a control signal 46s from the control device 40 to be described later to the actuator 28a, the opening degree of the valve is adjusted. By controlling the opening degree of the valve, the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pressure source 30 to the first and second flow paths 25 and 26 is controlled. Further, the opening degree of the valve is detected by the position detector 28b and fed back to the control device 40.
[0017]
The check valve 22 is provided in the middle of the first flow path 25. The check valve 22 allows the flow of hydraulic oil supplied from the servo valve 28 side to the injection cylinder 2 through the first flow path 25, and the hydraulic oil flowing from the injection cylinder 2 side to the first flow path 25. Block the flow of
[0018]
The opening / closing valve 23 is a pilot check valve provided in the middle of the second flow path 26. The opening / closing valve 23 opens and closes the second flow path 26 by a pilot operation, and when opened, allows only the flow of the hydraulic oil into the cylinder chamber 4.
[0019]
The control device 40 includes a processor 41, a memory 42, an input circuit 43, an output circuit 44, an amplifier 46, a display 45, a data input device 47, and the like.
The memory 42, the input circuit 43, and the output circuit 44 are connected to the processor 41 by a bus.
The memory 42 stores a program for driving and controlling the servo valve 28 and the like.
A data input device 47, a position detector 49, a pressure detector 48, and the like are connected to the input circuit 43. The input circuit 43 includes data input from the data input device 47 and a plunger 63 detected by the position detector 49. And the pressure information 48s detected by the pressure detector 48 are output to the processor 41.
The processor 41 performs an operation such as calculating a command for the servo valve 28 based on a program stored in the memory 42. Specifically, the processor 41 performs injection speed control based on the position information 49s detected by the position detector 49, and performs injection pressure control based on the pressure information 48s of the pressure detector 48.
An amplifier 46 and a display 45 are connected to the output circuit 44, and the output circuit 44 outputs data from the processor 41 and the like to the amplifier 46 and the display 45.
The amplifier 46 amplifies the control command calculated by the processor 41 and outputs the amplified control command to the actuator 28a of the servo valve 28.
[0020]
Next, an example of injection control in the die casting machine 1 having the above configuration will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a graph showing an example of an injection pressure waveform and an injection speed waveform in the injection control of the die casting machine 1.
As shown in FIG. 2, the injection control of the die casting machine 1 is performed in the order of injection speed control including low-speed injection and high-speed injection, and pressure increase control.
[0021]
First, after supplying a predetermined amount of molten metal into the sleeve 62 of the die casting machine 1, the servo valve 28 is controlled by the control device 40, and the injection piston 48 is driven so that the injection speed V becomes the low speed VL.
[0022]
The control device 40 sequentially monitors the position information of the plunger 63 detected by the position detector 49 from the injection start point O, and when the plunger 63 reaches the high-speed start point D, the servo is controlled so that the injection speed V becomes the high-speed VH. The degree of opening of the valve 28 is increased. By increasing the opening of the servo valve 28, the flow rate of the working oil flowing into the cylinder chamber 3 increases, and the forward speed of the injection piston 5 increases.
The high-speed start point D is a position where the leading end of the molten metal injected from the sleeve 62 toward the cavity 61 substantially reaches the gate of the cavity 61.
By switching the injection speed V to the high speed VH, the injection pressure P rises from PL to PH.
[0023]
After switching the injection speed V to the high speed VH, when the cavity 61 is filled with the molten metal, the injection speed V rapidly decreases as indicated by Vd. The control device 40 can recognize the deceleration start point L at which the deceleration starts from the position information of the plunger 63 detected by the position detector 49. When the injection speed V decreases, the injection pressure P increases as indicated by Pd.
Further, the inclination of the injection speed Vd to be decelerated is controlled by adjusting the opening of the servo valve 28. That is, deceleration control is performed based on the opening of the servo valve 28.
[0024]
When the injection speed V decreases and the position of the plunger 63 reaches the pressure increase start position M, the control device 40 further opens the servo valve 28 to a predetermined opening. At the same time, the open / close valve 23 is opened.
When the servo valve 28 is opened to a predetermined opening, a large flow of hydraulic oil is rapidly supplied to the first flow path 25 and the second flow path 26. As a result, the open / close valve 23 provided in the second flow path 26 opens according to the opening of the servo valve 28, and hydraulic oil is supplied to the cylinder chamber 4 through the open / close valve 23.
When hydraulic oil is supplied to the cylinder chamber 4, the pressure-increasing piston 6 moves forward. When the pressure-increasing piston 6 moves forward, the pressure of the hydraulic oil between the pressure-increasing piston 6 and the injection piston 5 increases, so that the check valve 22 self-closes. That is, the hydraulic oil flowing toward the cylinder chamber 3 through the first flow path 25 is shut off, and the space between the pressure-increasing piston 6 and the injection piston 5 in the cylinder chamber 3 is sealed.
[0025]
As a result, the injection piston 5 is pressed in the forward direction from behind, and the injection pressure P rises as indicated by Pt and reaches the maximum injection pressure Pmax.
[0026]
As described above, according to the present embodiment, the servo valve 28 whose opening can be adjusted based on the control signal 46s from the control device 40 is provided in the third flow path 27 to which the pressurized hydraulic oil is supplied. By controlling the servo valve 28, low-speed and high-speed injection speed control, deceleration control from the deceleration start point L, and pressure increase control from the pressure increase start point M can be performed in real time. Further, by changing the opening of the servo valve 28, it is possible to switch from injection speed control to pressure increase control.
As a result, the configuration of the hydraulic circuit 20 can be simplified, and the cost of the device can be significantly reduced.
In addition, by controlling the servo valve 28, both the injection speed and the injection pressure can be controlled to desired values in real time, so that advanced injection control, which has not been possible so far, becomes possible.
[0027]
Second Embodiment FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a die casting machine to which an injection device according to another embodiment of the present invention is applied. In FIG. 3, the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
In the above-described first embodiment, the hydraulic circuit 20 that drives the injection piston 5 and the pressure-increasing piston 6 in a so-called meter-in system has been described. For this reason, the servo valve 28 in the hydraulic circuit 20 of the first embodiment needs to be capable of controlling a relatively large flow rate. If the capacity of the servo valve 28 is limited, it may be difficult to cope with high-speed injection.
In the present embodiment, a configuration that can reduce the capacity of the servo valve 28 of the first embodiment and can cope with ultra-high-speed injection will be described.
[0028]
3 differs from the first embodiment in that a bypass circuit 70 is added between the third flow path 27 and the second flow path 26 on the upstream side of the servo valve 28, A run-around circuit 80 capable of recirculating the hydraulic fluid discharged from the cylinder chamber 3 by driving (forward) the piston 5 to the pressure-increasing piston 6 side (the supply port side of the first flow path 25) of the cylinder chamber 3 is added. It is a point that was done.
[0029]
The bypass circuit 70 has a flow path 71 directly connecting the third flow path 27 and the second flow path 26, and an electromagnetic control valve 72 provided in the flow path 71.
The electromagnetic control valve 72 is connected to the output circuit 44 of the control device 40, and the valve is opened and closed according to a control signal from the output circuit 44.
The bypass circuit 70 supplies a part of the working fluid supplied to the third flow path 27 directly to the second flow path 26 without passing through the servo valve 28 by opening the valve of the electromagnetic control valve 72. I do.
[0030]
The run-around circuit 80 includes a flow path 81 connecting the piston rod 5a side of the cylinder chamber 3 and the pressure-increasing piston 6 side, an electromagnetic control valve 82 provided in the flow path 81, and a flow path branched from the flow path 81. And a pilot check valve 83 connected to the pilot check valve 84.
[0031]
The electromagnetic control valve 82 is connected to the output circuit 44 of the control device 40, and the valve is opened and closed according to a control signal from the output circuit 44.
The pilot check valve 83 is opened and closed by a pilot operation. When the pilot check valve 83 is open, the hydraulic oil supplied to the flow path 81 is discharged to the outside.
[0032]
Next, an example of the injection control of the die casting machine having the above configuration will be described.
As described in FIG. 2, first, the injection piston 48 is driven at a low speed VL. At this time, the electromagnetic control valve 82 of the run-around circuit 80 is closed, and the pilot check valve 83 is open. Therefore, the hydraulic oil discharged from the cylinder chamber 3 to the flow path 81 by the advance of the injection piston 48 is discharged to the outside through the flow path 84 and the pilot check valve 83.
[0033]
When the plunger 63 reaches the high-speed start point D, the servo valve 28 is controlled so that the injection speed V becomes the high-speed VH. When the plunger 63 reaches the high-speed start point D, the control device 40 outputs a control signal to the electromagnetic control valve 82 of the run-around circuit 80, and opens the electromagnetic control valve 82. Note that the pilot check valve 83 of the run-around circuit 80 is in a closed state.
[0034]
When the plunger 63 is driven at the high speed VH from the high speed start point D, the operating oil flows from the piston rod 5a side of the cylinder chamber 3 to the injection piston 5 side through the flow path 81. As a result, the hydraulic oil recirculated through the flow path 81 and the hydraulic oil supplied through the servo valve 28 and the check valve 22 merge with the injection piston 5 side of the cylinder chamber 3. The flow rate of the hydraulic oil that is recirculated to the injection piston 5 side of the cylinder chamber 3 through the flow path 81 is such that the cross-sectional area of the injection piston 5 is SA, the cross-sectional area of the piston rod 5a is SB, and the movement amount of the injection piston 5 is If L, then (SA−SB) × L.
[0035]
By circulating the hydraulic oil to the injection piston 5 side of the cylinder chamber 3 through the flow path 81, the capacity of the servo valve 28 can be reduced. Further, since the control flow rate of the servo valve 28 can be reduced, the injection piston 5 can be driven at a very high speed.
[0036]
After switching the injection speed V to the high speed VH, when the plunger 63 reaches the deceleration start point L, the electromagnetic control valve 82 of the run-around circuit 80 is closed to stop the recirculation of the hydraulic oil. At the same time, the pilot check valve 83 is opened, and the hydraulic oil supplied to the flow path 81 is discharged outside through the flow path 84 and the pilot check valve 83.
[0037]
After the plunger 63 reaches the deceleration start point L, the slope of the injection speed Vd at which the plunger 63 decelerates can be arbitrarily controlled by adjusting the opening of the servo valve 28.
[0038]
When the injection speed V decreases and the position of the plunger 63 reaches the pressure increase start position M, the control device 40 further opens the servo valve 28 to a predetermined opening. At the same time, the open / close valve 23 is opened.
When the servo valve 28 is opened to a predetermined opening, a large flow of hydraulic oil is rapidly supplied to the second flow path 26 and the hydraulic oil is supplied to the cylinder chamber 4 as in the first embodiment described above. Is done. Thereby, the pressure-increasing piston 6 moves forward.
When the pressure-increasing piston 6 moves forward, the pressure of the hydraulic oil between the pressure-increasing piston 6 and the injection piston 5 increases, so that the check valve 22 self-closes.
[0039]
As a result, the injection piston 5 is pressed in the forward direction from behind, and the injection pressure P rises as indicated by Pt and reaches the maximum injection pressure Pmax.
[0040]
Here, when the slope (rising) of the injection pressure Pt after the start of the pressure increase control is insufficient with the hydraulic oil supplied to the cylinder chamber 4 through the servo valve 28, the control signal is sent from the control device 40 to the electromagnetic control valve 72. Is output, and the electromagnetic control valve 72 is opened.
That is, when the position of the plunger 63 reaches the pressure increase start position M, the servo valve 28 is opened to a predetermined opening and the electromagnetic control valve 72 is opened.
When the electromagnetic control valve 72 is opened, a part of the hydraulic oil supplied to the third flow path 27 upstream of the servo valve 28 is directly supplied to the second flow path 26 through the flow path 71 and the electromagnetic control valve 72. .
For this reason, the flow rate that is not enough with the flow rate passing through the servo valve 28 can be compensated by the bypass circuit 70.
[0041]
As described above, according to the present embodiment, in addition to the same effects as those of the above-described first embodiment, the servo valve 28 can be reduced in capacity and the injection speed can be increased.
[0042]
The invention is not limited to the embodiments described above.
In the above-described embodiment, the case where the servo valve 28 is used as the control valve of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention is applicable to any control valve such as a proportional solenoid valve, a digital valve, and a mechanical control valve that can control the valve opening in real time.
[0043]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the injection apparatus of the die-casting machine provided with the hydraulic circuit of an inexpensive and simple structure which can control injection speed and injection pressure in real time is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a die casting machine to which an injection device according to one embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a graph showing an example of an injection pressure waveform and an injection speed waveform in injection control of a die casting machine.
FIG. 3 is a view showing a configuration of a die casting machine to which an injection device according to another embodiment of the present invention is applied.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an injection device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Die-casting machine 2 ... Injection cylinder 3, 4 ... Cylinder chamber 5 ... Injection piston 6 ... Pressure increasing piston 20 ... Hydraulic circuit 22 ... Check valve 23 ... Open / close valve 25 ... 1st flow path 26 ... 2nd flow path 27 third flow path 28 servo valve 30 hydraulic pressure source 31 accumulator 40 control device 60 mold 61 cavity 62 sleeve 63 plunger 70 bypass circuit 80 run-around circuit

Claims

射出プランジャを前進させて金型に形成されたキャビティに溶湯を射出、充填するダイカストマシンの射出装置であって、
前記射出プランジャに連結された射出用ピストンと、前記射出用ピストンの背後に配置された増圧用ピストンとを内蔵するシリンダと、
前記射出用ピストンを駆動する作動液を前記シリンダに供給する第１の流路と、
前記増圧用ピストンを駆動する作動液を前記シリンダに供給する第２の流路と、
前記第１および第２の流路に共通に作動液を供給する第３の流路と、
前記第３の流路に所定圧力の作動液を供給する作動液供給手段と、
前記第１の流路に設けられ、前記作動液の前記シリンダへ向かう流れのみを許容し、前記増圧用ピストンの駆動による前記シリンダからの作動液の流出を阻止するチェックバルブと、
前記第２の流路に設けられ、前記増圧用ピストンの駆動時に開放される開閉バルブと、
前記第３の流路に設けられ、制御信号に基づいて、弁開度を調整可能な制御バルブとを有し、
前記制御バルブの開度に基づいて、前記射出用ピストンおよび前記増圧用ピストンを駆動制御する
ダイカストマシンの射出装置。An injection device of a die casting machine for injecting and filling molten metal into a cavity formed in a mold by advancing an injection plunger,
An injection piston connected to the injection plunger, and a cylinder containing a pressure-increasing piston disposed behind the injection piston,
A first flow path for supplying a hydraulic fluid for driving the injection piston to the cylinder;
A second flow path for supplying a hydraulic fluid for driving the pressure-increasing piston to the cylinder;
A third flow path for supplying working fluid commonly to the first and second flow paths;
Hydraulic fluid supply means for supplying a hydraulic fluid at a predetermined pressure to the third flow path;
A check valve provided in the first flow path, allowing only the flow of the hydraulic fluid toward the cylinder, and preventing the hydraulic fluid from flowing out of the cylinder by driving the pressure-increasing piston;
An open / close valve provided in the second flow path and opened when the pressure-increasing piston is driven;
A control valve provided in the third flow path and capable of adjusting a valve opening degree based on a control signal;
An injection device for a die casting machine that drives and controls the injection piston and the pressure increasing piston based on the opening of the control valve.

前記射出用ピストンの駆動により前記シリンダから排出される作動液を前記第１の流路の供給口側に還流可能なランアラウンド回路をさらに有する
請求項１に記載のダイカストマシンの射出装置。2. The injection device for a die casting machine according to claim 1, further comprising a run-around circuit that can recirculate hydraulic fluid discharged from the cylinder by driving the injection piston to a supply port side of the first flow path. 3.

前記作動液供給手段から前記第３の流路に供給される作動液の一部を前記制御バルブを介さずに前記第２の流路に直接供給可能なバイパス回路をさらに有する
請求項２に記載のダイカストマシンの射出装置。3. The bypass circuit according to claim 2, further comprising a bypass circuit capable of directly supplying a part of the hydraulic fluid supplied from the hydraulic fluid supply unit to the third flow path to the second flow path without passing through the control valve. Injection equipment for die casting machines.