JP2013099756A - Die casting system and die-casting manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はダイカスト装置およびダイカスト製造方法に係り、特に、アルミ製品等の金属を射出成形するのに好適なダイカスト装置とダイカスト製造方法に関する。 The present invention relates to a die casting apparatus and a die casting manufacturing method, and more particularly to a die casting apparatus and a die casting manufacturing method suitable for injection molding a metal such as an aluminum product.
一般的にダイカスト装置は、固定型と移動型とを型合わせした後に、内部に形成されたキャビティ内に溶湯を射出し、キャビティ形状に倣った製品に成形するものである。射出装置から押出された溶湯は、ゲートからキャビティに充填されるが、キャビティ内部にガス（空気）が充満しているので、予めキャビティにはガス抜き通路を開口させており、キャビティへの溶湯充填により内部ガスをガス抜き通路に押出し、ガス抜き通路から大気に開放させている。通常、溶湯は、ガス抜き通路の途中に設けられたオーバーフローと称する湯溜への充填量を含んでいるために、キャビティ体積よりは容量を多く供給され、キャビティ内からガスを追い出すようにしている。 In general, a die casting apparatus is one in which a fixed mold and a movable mold are matched with each other, and then a molten metal is injected into a cavity formed therein to form a product that follows the shape of the cavity. The molten metal extruded from the injection device is filled into the cavity from the gate, but since the gas (air) is filled inside the cavity, a degassing passage is opened in the cavity in advance, and the molten metal is filled into the cavity. Thus, the internal gas is extruded into the gas vent passage, and is released from the gas vent passage to the atmosphere. Usually, since the molten metal contains a filling amount in a hot water reservoir called an overflow provided in the middle of the gas vent passage, the molten metal is supplied with a larger volume than the cavity volume, and the gas is expelled from the cavity. .
しかし、湯溜（オーバーフロー）が存在すると、ここに二次充填現象を起こし、加圧時間の遅れから製品の品質低下を引き起こす問題があり、歩留まり低下や製造現場環境の悪化を招いてしまう。 However, if there is a hot water reservoir (overflow), a secondary filling phenomenon occurs here, causing a problem of reducing the quality of the product due to a delay in pressurization time, leading to a decrease in yield and a deterioration of the manufacturing site environment.
一方、溶湯の充填とガスの排出に関して、通常、充填時間は凝固時間の半分以下であることが理想とされている。溶湯金属は時間とともに溶融状態から半溶融に変態し、さらには固体へと変態する。このため、溶融状態に近い状態で金型に打込まれることが良品製造につながると考えられている。充填時間が短いと鋳込まれた溶湯は、溶融状態であるために、金型の先端部のエアベント（ガス抜き通路）や金型の隙間に入り込み、バリやフラッシュを発生させてしまう。溶湯がエアーベントや隙間から出ない原理は、先端の溶湯が金型で冷されて凝固することで、後から押出されてくる溶湯をシールする指向性凝固に起因する。このようなバリやフラッシュはダイカストの生産に支障をきたすので、金型の隙間やエアーベントをできるだけ狭くするのが現状の考え方である。 On the other hand, regarding the filling of molten metal and the discharge of gas, it is usually ideal that the filling time is half or less of the solidification time. The molten metal transforms from a molten state to semi-molten with time, and further transforms into a solid. For this reason, it is thought that driving into a metal mold | die in the state close | similar to a molten state will lead to quality product manufacture. If the filling time is short, the cast molten metal is in a molten state, and therefore enters the air vent (gas vent passage) at the tip of the mold and the gap between the molds, and generates burrs and flashes. The principle that the molten metal does not come out from the air vent or the gap is due to the directional solidification that seals the molten metal that is extruded later by the molten metal at the tip being cooled and solidified by the mold. Since such burrs and flashes hinder the production of die castings, the current idea is to make the mold gap and air vent as narrow as possible.
これに対し、品質面では、金型の中に存在したガスが溶湯の充填に伴って短時間で置換されるべきところ、隙間が狭いために、排気できなくなる可能性が生じる。排気できなかったガスは製品に巻き込まれ、巻き込み巣となって製品不良の原因となってしまう。 On the other hand, in terms of quality, there is a possibility that the gas existing in the mold should be replaced in a short time as the molten metal is filled. The gas that could not be exhausted is caught in the product and becomes a trap, causing a product defect.
このようなことから、従来のダイカスト装置では、ガス抜き通路の開口部分の厚さは、指向性凝固を利用して閉塞するようにしているため、０．０８〜０．１ｍｍ程度の狭窄部とされている。ガスの巻き込みを防止するためにガス抜き作用を高くしようとして開口厚さを大きくとると、溶湯が飛散するフラッシングを起こしてしまうので、それ以上大きくできない。また、複雑な製品は中子が多く、通路の数が制限され、結果的にガス抜き断面積を大きくすることが困難となっている。いずれにしても、充填時間の短縮化と、ガス抜き断面積を拡大して溶湯充填時の排気効率を良くしてガス巻き込みを防止するという二律背反の問題を解決することは困難となっている。 For this reason, in the conventional die casting apparatus, the thickness of the opening portion of the gas vent passage is closed using directional solidification, so that the constricted portion of about 0.08 to 0.1 mm and Has been. If the opening thickness is increased in order to increase the degassing effect in order to prevent gas entrainment, flushing that causes the molten metal to scatter occurs, and cannot be further increased. In addition, the complicated product has many cores and the number of passages is limited, and as a result, it is difficult to increase the degassing sectional area. In any case, it is difficult to solve the trade-off problem of shortening the filling time and enlarging the degassing sectional area to improve the exhaust efficiency when filling the molten metal to prevent gas entrainment.
短時間充填とガス巻き込み防止という問題に着目すれば、ガス抜き通路の開口厚さを広げて高速充填を行い、充填完了と同時にガス抜き通路を遮断することができれば解決できる。射出装置による低速移動工程は約２秒前後であることに比較し、これに続いてキャビティへの充填を行なうための高速移動工程は０．０５秒前後と短く、この短時間内に溶湯が急冷され、溶融状態から半溶融状態、さらには固体となって一気に固まるので、この時間管理が重要となっている。しかし、キャビティへ充填される時間の管理が重要であるとされているものの、従来では直接に充填時間を計る手段がなく、射出の速度波形から間接的にチェックすることが一般的となっている。間接的な測定による管理は射出装置側のプランジャーストロークや速度情報に頼らざるを得ず、低速から高速に移行する切替え位置や速度情報、給湯量に依存して行なわれるが、これらはショット毎にバラついたり、充填抵抗の変動によって誤差を生じるため、これらを製造管理に反映させても根本的な解決には至らない。 Focusing on the problems of short-time filling and prevention of gas entrainment, the problem can be solved if the opening thickness of the gas vent passage is increased to perform high-speed filling and the gas vent passage can be shut off at the same time as filling is completed. Compared to the low-speed moving process by the injection device being about 2 seconds, the high-speed moving process for filling the cavity is short, about 0.05 seconds, and the molten metal is rapidly cooled within this short time. This time management is important because it is solidified from a molten state to a semi-molten state, and further to a solid. However, although management of the filling time into the cavity is considered important, conventionally there is no means for directly measuring the filling time, and it is common to check indirectly from the velocity waveform of the injection. . Management by indirect measurement must rely on the plunger stroke and speed information on the injection device side, and depends on the switching position, speed information, and hot water supply amount to shift from low speed to high speed. However, even if these are reflected in manufacturing management, a fundamental solution cannot be obtained.
一方、キャビティ内部ガスを完全に追い出す方法として、真空ダイカスト法が知られている（特許文献１、２）。この方法は、前述したガス抜き通路に真空ポンプを接続し、キャビティへの溶湯充填開始に際してキャビティ内ガスを強制排気しつつ溶湯を充填させるようにして、キャビティ内へのガス巻き込みを防止しようとするものである。 On the other hand, vacuum die casting is known as a method for completely expelling the gas inside the cavity (Patent Documents 1 and 2). In this method, a vacuum pump is connected to the above-described gas vent passage so that the molten metal is filled while forcibly exhausting the gas in the cavity at the start of filling the molten metal into the cavity, thereby preventing the gas from being caught in the cavity. Is.
しかし、真空ダイカスト法では、溶湯が真空装置に入り込まない対策が複雑で、動作不良の原因となるばかりか、オーバーフローと同様の二次充填現象を引き起こし、製品の品質を低下させる問題がある。このため、大気開放型の一般的なダイカスト法に比べ、真空ダイカスト法は少数派に過ぎない。 However, the vacuum die casting method has a problem that the countermeasure for preventing the molten metal from entering the vacuum apparatus is complicated, causing not only a malfunction, but also causing a secondary filling phenomenon similar to an overflow and degrading the quality of the product. For this reason, the vacuum die casting method is only a minority compared to the general die casting method that is open to the atmosphere.
本発明は、特に、従来のダイカスト法では、キャビティ内部情報としてキャビティへの充填時間を、射出装置のストロークや射出装置が受ける圧力など、マシン側からの間接的な情報からしか求めることができないため、正しくダイカスト製品の製造情報を把握することができず、ダイカスト品の製造に際して、溶湯がキャビティ内に完全に充填される時間を求めていないことに起因しているとの知見を得てなされたものである。 In the present invention, in particular, in the conventional die casting method, the filling time into the cavity can be obtained only from indirect information from the machine side, such as the stroke of the injection device and the pressure received by the injection device, as cavity internal information. The manufacturing information of the die-cast product could not be correctly grasped, and the knowledge that the molten metal was not required to be fully filled in the cavity during the manufacture of the die-cast product was obtained. Is.
すなわち、溶湯がキャビティへの充填完了時間が解れば、その完了時間後にキャビティへの充填供給を停止し、ガス抜きバルブを閉める制御をすることができるので、それまではガス抜き通路断面積を大きく採ることができる。キャビティ出口のガス抜き通路断面積を大きくして排気性能を上げることができ、これにより、ガスの巻き込みを抑制することができるのである。 That is, if the completion time of filling the cavity is known, the supply of the cavity can be stopped after the completion time and the degassing valve can be closed. Can be taken. Exhaust performance can be increased by increasing the cross-sectional area of the gas vent passage at the exit of the cavity, thereby suppressing gas entrainment.
したがって、本発明の目的は、第１に、キャビティへの溶湯充填時間を簡単に直接求めることができ、これをモニタリングして目的の充填時間から外れた場合にはアラームを出すことにより、品質の向上を図ることができるダイカスト装置およびダイカスト製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the object of the present invention is to firstly determine the filling time of the molten metal in the cavity directly, and by monitoring this and issuing an alarm if it falls outside the intended filling time, It is an object of the present invention to provide a die casting apparatus and a die casting manufacturing method that can be improved.
第２に、キャビティ出口に溶湯が到達したと同時的に、排気側通路を遮断することで、キャビティへの充填中に排気抵抗が殆ど発生せずに内部ガスを大気放出することができ、ガスの巻き込みのない製品の鋳造ができるダイカスト装置およびダイカスト製造方法を提供することを目的とする。 Second, simultaneously with the arrival of the molten metal at the exit of the cavity, the exhaust side passage is shut off so that the internal gas can be released to the atmosphere with almost no exhaust resistance during filling into the cavity. An object of the present invention is to provide a die casting apparatus and a die casting manufacturing method capable of casting a product without entrainment.
第３に、キャビティに開口されているガス抜き通路断面積を必要十分に大きくすることができ、これにより排気性能を高くして、キャビティへの短時間充填を実現できるダイカスト装置およびダイカスト製造方法を提供することを目的とする。 Thirdly, there is provided a die casting apparatus and a die casting manufacturing method capable of increasing a gas vent passage sectional area opened in a cavity to a necessary and sufficient level, thereby improving exhaust performance and filling the cavity in a short time. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本願発明に係るダイカスト装置は、キャビティを有する金型と、前記金型に配置され前記キャビティに溶湯を射出する入口となるゲート側通路と、前記金型に配置され前記キャビティのガス抜きを行なう排気側通路と、を有するダイカスト装置であって、前記ゲート側通路のキャビティ入口部に溶湯が達したことを検出する入口センサーを配置し、前記排気側通路のキャビティ出口部に溶湯が達したことを検出する出口センサーを配置し、前記入口センサーによる検出信号と前記出口センサーによる検出信号との時間差を、前記キャビティに対する溶湯充填時間として出力する演算部を有するコントローラーが配置されたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a die casting apparatus according to the present invention includes a mold having a cavity, a gate-side passage that is disposed in the mold and serves as an inlet for injecting molten metal into the cavity, and is disposed in the mold. An exhaust side passage for degassing the cavity, wherein an inlet sensor for detecting that the molten metal has reached a cavity inlet portion of the gate side passage is disposed, and a cavity outlet of the exhaust side passage An outlet sensor that detects that the molten metal has reached the part is disposed, and a controller having a calculation unit that outputs the time difference between the detection signal from the inlet sensor and the detection signal from the outlet sensor as the molten metal filling time is disposed. It is characterized by that.
上記構成により、キャビティに対する溶湯充填時間を直接測定することができるので、ゲートからキャビティに射出される溶湯の射出速度の調整等を容易に行うことができる。 With the above-described configuration, it is possible to directly measure the molten metal filling time, so that the injection speed of the molten metal injected from the gate into the cavity can be easily adjusted.
また、前記出口センサーに併設して前記排気側通路にガス抜きバルブを配置し、前記ガス抜きバルブは前記入口側検出信号を起点として前記溶湯充填時間の満了とともに前記排気側通路を遮断するように前記コントローラーにより駆動可能とされていることを特徴する。
上記構成により、入口側検出信号を起点としているので、ガス抜きバルブの作動遅れ時間（作動開始信号から実際の遮断が行なわれるまでの時間）に余裕ができ、ガス抜き通路断面積を大きくすることができるとともにフラッシングの防止を図りつつ、排気側通路に溶湯が充填される二次充填現象を回避することができる。
In addition, a degassing valve is disposed in the exhaust side passage alongside the outlet sensor, and the degassing valve shuts off the exhaust side passage as the molten metal filling time expires with the inlet side detection signal as a starting point. It can be driven by the controller.
With the above configuration, since the detection signal at the inlet side is the starting point, the operation delay time of the gas vent valve (time from the operation start signal to the actual shutoff) can be afforded, and the gas vent passage cross-sectional area should be increased. In addition, it is possible to avoid the secondary filling phenomenon in which the exhaust side passage is filled with the molten metal while preventing flushing.
そして、前記ガス抜きバルブによる排気側通路遮断を検知する遮断検知器を設け、前記コントローラーは、前記入口側検出信号を起点とした前記溶湯充填時間の経過時点と前記遮断検知器による遮断時点との偏差を求め、前記ガス抜きバルブの駆動開始タイミングを制御するフィードバック制御手段を設けていることを特徴とする。 And the interruption detector which detects the exhaust side passage interruption | blocking by the said degassing valve is provided, and the said controller is the time of the said molten metal filling time from the said inlet side detection signal as the starting point, and the interruption | blocking time by the said interruption detector. Feedback control means for obtaining a deviation and controlling the drive start timing of the degassing valve is provided.
上記構成において、射出成形を繰り返し行う場合、溶湯充填時間に変動があってもキャビティに溶湯が充填されたとほぼ同時にガス抜きバルブを閉じることができる。 In the above configuration, when injection molding is repeatedly performed, the gas vent valve can be closed almost simultaneously with the filling of the molten metal into the cavity even if the molten metal filling time varies.
前記ガス抜きバルブによる通路遮断を検知する遮断検知器を設け、前記コントローラーは、前記出口センサーによる溶湯検出信号の検出時点と前記遮断検知器による遮断時点との偏差を求め、前記ガス抜きバルブの駆動開始タイミングを制御するフィードバック制御手段を設けていることを特徴とする構成としてよい。 A shutoff detector for detecting passage shutoff by the degassing valve is provided, and the controller obtains a deviation between a detection time of the molten metal detection signal by the outlet sensor and a shutoff time by the shutoff detector, and drives the degassing valve. A feedback control means for controlling the start timing may be provided.
この場合も、射出成形を繰り返し行う場合、ガス抜きバルブの制御時間に変動があってもキャビティに溶湯が充填されたとほぼ同時にガス抜きバルブを閉じることができる。 In this case as well, when injection molding is repeatedly performed, the gas vent valve can be closed almost simultaneously with the molten metal filled in the cavity even if the control time of the gas vent valve varies.
前記出口センサー、ガス抜きバルブはユニットブロックに組み込まれ、金型に対して着脱可能とした構成とすることも可能である。このように構成することで汎用性のあるセンサー・バルブの組み込みユニットができる。 The outlet sensor and the gas vent valve may be incorporated in the unit block and detachable from the mold. With this configuration, a versatile sensor / valve built-in unit can be formed.
さらに、前記排気側通路は大気開放すればよい。これにより、排気側通路の断面積を大きく設計することができるので、キャビティ内のガス抜きを効率的に行い、ダイカスト中の巣の発生を抑制することができる。 Furthermore, the exhaust side passage may be opened to the atmosphere. Thereby, since the cross-sectional area of the exhaust side passage can be designed to be large, the gas in the cavity can be efficiently vented, and the formation of nests in the die casting can be suppressed.
一方、本発明に係るダイカスト製造方法は、金型により形成されるキャビティに通じるゲート側通路と排気側通路におけるキャビティ入口部と出口部において射出された溶湯の到達をそれぞれ検出することにより予め前記キャビティへの溶湯充填時間を直接求めることを特徴としている。 On the other hand, the die casting manufacturing method according to the present invention detects the arrival of the molten metal injected at the cavity inlet and outlet at the gate side passage and the exhaust side passage leading to the cavity formed by the mold in advance. It is characterized by directly obtaining the molten metal filling time.
上記構成により、キャビティに対する溶湯充填時間を直接測定することができるので、ゲートからキャビティに射出される溶湯の射出速度の調整等を容易に行うことができる。 With the above-described configuration, it is possible to directly measure the molten metal filling time, so that the injection speed of the molten metal injected from the gate into the cavity can be easily adjusted.
金型により形成されるキャビティに通じるゲート側通路と排気側通路におけるキャビティ入口部と出口部において射出された溶湯の到達をそれぞれ検出することにより予め前記キャビティへの溶湯充填時間を直接求めておき、ダイカスト製造の際に前記ゲート側通路のキャビティ入口部において溶湯到達を検出した後、前記溶湯充填時間が経過した時点に合せてキャビティの排気側通路を遮断してダイカスト成形をなすようにしていることを特徴とする。
上記方法により、排気側通路に溶湯が充填される二次充填現象を回避することができる。
The melt filling time in the cavity is directly determined in advance by detecting the arrival of the melt injected at the cavity inlet and outlet in the gate side passage and exhaust side passage leading to the cavity formed by the mold, After the molten metal arrival is detected at the cavity entrance portion of the gate side passage during die casting production, the exhaust side passage of the cavity is shut off and die casting is performed in accordance with the time when the molten metal filling time has elapsed. It is characterized by.
By the above method, the secondary filling phenomenon in which the molten metal is filled in the exhaust side passage can be avoided.
また、上記方法において、前記排気側通路の遮断タイミングと溶湯充填時間の経過時点との偏差を求め、この偏差を解消するようにフィードバック制御を行って排気側通路の遮断タイミングを調整することを特徴とすることができる。 Further, in the above method, a deviation between the shut-off timing of the exhaust side passage and the elapsed time of the molten metal filling time is obtained, and feedback control is performed so as to eliminate the deviation to adjust the shut-off timing of the exhaust side passage. It can be.
この方法によれば、射出成形を繰り返し行う場合、溶湯充填時間に変動があってもキャビティに溶湯が充填されたとほぼ同時にガス抜きバルブを閉じることができる。 According to this method, when injection molding is repeatedly performed, the gas vent valve can be closed almost simultaneously with the filling of the melt into the cavity even if the melt filling time varies.
前記排気側通路の遮断タイミングと出口センサーによる溶湯検出信号の検出時点との偏差を求め、この偏差を解消するようにフィードバック制御を行って排気側通路の遮断タイミングを調整するようにしてもよい。 A deviation between the exhaust side passage cutoff timing and the detection point of the molten metal detection signal by the outlet sensor may be obtained, and feedback control may be performed to adjust the exhaust side passage cutoff timing so as to eliminate the deviation.
このようにすることで、射出成形を繰り返し行う場合、ガス抜きバルブの制御時間に変動があってもキャビティに溶湯が充填されたとほぼ同時にガス抜きバルブを閉じることができる。 In this way, when injection molding is repeatedly performed, the gas vent valve can be closed almost simultaneously with the molten metal filling the cavity even if the control time of the gas vent valve varies.
本発明によれば、正確な溶湯充填時間をキャビティ側から直接求めることができる。そして、これをキャビティ入口部分に設けた入口側溶湯検知センサーによる検知時点から、充填時間が経過する際にガス抜きバルブを作用することができる。これにより、排気側通路の出口側溶湯検知センサーによる検知時間を起点とする場合に比較して、コントロール時間を稼ぎつつガス抜きバルブを適正に作動させることができる。このようなことから、従来、ガス抜き通路の途中に設けているオーバーフロー用の湯溜をなくすることができる。この結果、射出溶湯量を少なくできる。また、二次充填現象を起こす湯溜りを無くする事ができるので、加圧時間遅れによる品質低下を抑制できる。さらには、ガス抜き通路の断面積を、指向性凝固により形成されている硬化溶湯より大きくできるので、ガスを抵抗無く排気でき、ガスの巻き込みを防ぐことができる。また、大気開放型のダイカスト方式と、真空ダイカスト方式へも適用できる。 According to the present invention, an accurate molten metal filling time can be obtained directly from the cavity side. And a degassing valve can be acted when filling time passes from the detection time by the inlet side molten metal detection sensor provided in the cavity entrance part. Thereby, compared with the case where the detection time by the outlet side molten metal detection sensor of an exhaust side passage is made into the starting point, a degassing valve can be operated appropriately, earning control time. For this reason, it is possible to eliminate the overflow hot water reservoir that is conventionally provided in the middle of the gas vent passage. As a result, the amount of molten injection can be reduced. Moreover, since the hot water pool that causes the secondary filling phenomenon can be eliminated, it is possible to suppress the deterioration in quality due to the delay in pressurization time. Furthermore, since the cross-sectional area of the gas vent passage can be made larger than that of the cured molten metal formed by directional solidification, the gas can be exhausted without resistance, and the entrainment of gas can be prevented. Further, the present invention can be applied to an open air die casting method and a vacuum die casting method.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
図１に本実施形態のダイカスト装置の構成図を示す。ダイカスト装置は、基本的に、キャビティを有する金型と、前記金型に配置され前記キャビティに溶湯を射出する入口となるゲート側通路と、前記金型に配置され前記キャビティのガス抜きを行なう排気側通路を備えている。すなわち、図１に示すように、ダイカスト装置１０は、固定型１２ａと可動型１２ｂとからなる金型１２を有している。そして、固定型１２ａと可動型１２ｂの合せ面に鋳型となるキャビティ１４が形成されている。このキャビティ１４には、溶湯射出装置２０から押出された溶湯２８をキャビティ１４に導入するゲート１６が接続開口されている。また、排気側通路１８が、キャビティ１４内の湯流れ方向に沿った下流側に開口形成されている。この排気側通路１８は、射出に伴ってキャビティ１４に充填された溶湯２８の出口となってガス抜きを行なう。 FIG. 1 shows a configuration diagram of the die casting apparatus of the present embodiment. The die casting apparatus basically includes a mold having a cavity, a gate-side passage that is disposed in the mold and serves as an inlet for injecting molten metal into the cavity, and an exhaust that is disposed in the mold and degass the cavity. It has a side passage. That is, as shown in FIG. 1, the die casting apparatus 10 has a mold 12 including a fixed mold 12 a and a movable mold 12 b. A cavity 14 serving as a mold is formed on the mating surface of the fixed mold 12a and the movable mold 12b. A gate 16 for introducing the molten metal 28 extruded from the molten metal injection device 20 into the cavity 14 is connected to the cavity 14. The exhaust side passage 18 is formed with an opening on the downstream side in the hot water flow direction in the cavity 14. This exhaust side passage 18 becomes an outlet of the molten metal 28 filled in the cavity 14 along with the injection, and performs gas venting.
前記溶湯射出装置２０は、金型１２のランナーに接続されており、中空のスリーブ２２と、スリーブ２２内に配置されたプランジャー２４により構成されている。スリーブ２２内には図示しない溶湯供給装置から溶湯２８が供給され、プランジャー２４の押し出しにより溶湯２８がゲート１６を通じてキャビティ１４に射出される。またプランジャー２４は図示しない射出駆動手段により作動される。 The molten metal injection device 20 is connected to a runner of the mold 12 and includes a hollow sleeve 22 and a plunger 24 disposed in the sleeve 22. A molten metal 28 is supplied into the sleeve 22 from a molten metal supply device (not shown), and the molten metal 28 is injected into the cavity 14 through the gate 16 by pushing out the plunger 24. The plunger 24 is operated by an injection driving means (not shown).
このような基本構成において、本実施形態では、前記ゲート側通路の特にキャビティ入口部に溶湯が達したことを検出する入口センサー２６Ａを配置し、また、前記排気側通路１８のキャビティ出口部に溶湯が達したことを検出する出口センサー２６Ｂを配置している。これら溶湯検出センサー２６（入口センサー２６Ａ、出口センサー２６Ｂ）としては、溶湯２８の電気導電性を利用し、溶湯２８が溶湯検出センサー２６の先端面に付着したことによって電気的な短絡状態となるように構成されたもので、例えば図２に示すような構造のセンサーが用いられる。 In such a basic configuration, in the present embodiment, an inlet sensor 26A for detecting that the molten metal has reached the cavity entrance portion of the gate side passage is disposed, and the molten metal is disposed at the cavity outlet portion of the exhaust side passage 18. An outlet sensor 26B for detecting that has reached is arranged. As these molten metal detection sensors 26 (inlet sensor 26A, outlet sensor 26B), the electrical conductivity of the molten metal 28 is used, and the molten metal 28 is attached to the front end surface of the molten metal detection sensor 26 so as to be in an electrical short circuit state. For example, a sensor having a structure as shown in FIG. 2 is used.
図２に示す溶湯検出センサー２６は、セラミックスのような電気絶縁体２６ｂの中に、電気伝導性の金属線２６ａ（例えば、銅線）を埋め込み、電気絶縁体２６ｂを金属製のケース２６ｃに収容したものである。センサー先端面は中心部から外周に向けて、金属線２６ａ、電気絶縁体２６ｂ、及び金属ケース２６ｃが同心円状に配置された形態となるように構成する。このような溶湯検出センサー２６は、センサー先端面がゲート１６近傍におけるキャビティ入口部、及び排気側通路１８のキャビティ出口部に露出するように取り付けられる。そして、金属線２６ａに電圧を印加し、ケース２６ｃは電気的に接地するように回路構成する。これにより、射出された溶湯２８がセンサー先端面に接触すると、金属線２６ａとケース２６ｃとが溶湯２８を介して短絡することにより金属線２６ａが接地電位となり、これにより溶湯２８の接触（溶湯２８が溶湯検出センサー２６に達したこと）を検出することができる。 The molten metal detection sensor 26 shown in FIG. 2 embeds an electrically conductive metal wire 26a (for example, copper wire) in an electrical insulator 26b such as ceramics, and accommodates the electrical insulator 26b in a metal case 26c. It is a thing. The sensor front end surface is configured so that the metal wire 26a, the electrical insulator 26b, and the metal case 26c are arranged concentrically from the center to the outer periphery. Such a molten metal detection sensor 26 is attached so that the front end surface of the sensor is exposed to the cavity inlet portion in the vicinity of the gate 16 and the cavity outlet portion of the exhaust side passage 18. A circuit is configured so that a voltage is applied to the metal wire 26a and the case 26c is electrically grounded. As a result, when the injected molten metal 28 comes into contact with the sensor front end surface, the metal wire 26a and the case 26c are short-circuited via the molten metal 28, whereby the metal wire 26a becomes a ground potential, thereby contacting the molten metal 28 (molten 28). Can reach the molten metal detection sensor 26).
溶湯検出センサー２６は、上述したように、ゲート側通路のキャビティ入口部に配置された入口センサー２６Ａと、排気側通路１８のキャビティ出口部に配置された出口センサー２６Ｂによって構成されているので、両センサー２６Ａ、２６Ｂの検出時間差は、溶湯２８がキャビティ１４に完全に充填されるまでの充填時間となる。すなわち、キャビティ１４への溶湯充填時間を直接実測値として求めることができるようになるのである。 As described above, the molten metal detection sensor 26 is constituted by the inlet sensor 26A disposed at the cavity inlet portion of the gate side passage and the outlet sensor 26B disposed at the cavity outlet portion of the exhaust side passage 18. The detection time difference between the sensors 26A and 26B is a filling time until the molten metal 28 is completely filled in the cavity 14. That is, the time for filling the cavity 14 with the molten metal can be directly obtained as an actually measured value.
このような溶湯充填時間を求めるために、前記両センサー２６Ａ、２６Ｂはコントローラー４０に電気的に接続されており、コントローラー４０は入口センサー２６Ａによる溶湯検出信号と、出口センサー２６Ｂによる溶湯検出信号とを入力し、それらの時間差を内蔵する演算部４０Ａにて演算処理して出力できるようにしている。内蔵するタイマー（図示せず）によって、入口センサー２６Ａによる検出時間と出口センサー２６Ｂによる検出時間との差を演算することにより容易に溶湯充填時間が算出される。 In order to obtain such a molten metal filling time, both the sensors 26A and 26B are electrically connected to the controller 40. The controller 40 generates a molten metal detection signal from the inlet sensor 26A and a molten metal detection signal from the outlet sensor 26B. The time difference between them is calculated and processed by a calculation unit 40A having a built-in time. The melt filling time is easily calculated by calculating the difference between the detection time by the inlet sensor 26A and the detection time by the outlet sensor 26B by a built-in timer (not shown).
ここで、上述したように、演算部４０Ａにより実測値として求めたキャビティ１４への溶湯充填時間を利用して、この実施形態では、キャビティ１４へ溶湯２８が完全に充填されると同時に前記排気側通路１８を遮断するようにしている。このため、前記出口センサー２６Ｂに併設して前記排気側通路１８の下流側にて通路を開放・遮断可能とするガス抜きバルブ３０が配置されている。そして、上記コントローラー４０は、前記ガス抜きバルブ３０を、前記入口センサー２６Ａによる検出信号を起点として前記溶湯充填時間の満了とともに前記排気側通路１８を遮断するように、駆動させるものとしている。 Here, as described above, in this embodiment, the molten metal 28 is completely filled in the cavity 14 by using the molten metal filling time obtained as an actual measurement value by the calculation unit 40A. The passage 18 is blocked. For this reason, a gas vent valve 30 is provided in parallel with the outlet sensor 26B so that the passage can be opened / closed downstream of the exhaust side passage 18. Then, the controller 40 drives the gas vent valve 30 so that the exhaust side passage 18 is shut off with the expiration of the molten metal filling time starting from a detection signal from the inlet sensor 26A.
ガス抜きバルブ３０は、駆動形式を問わないが、実施形態では、電磁作動バルブ機構によって構成されており、作動コイルへの通電により弁体によって通路を遮断するようにしている。具体的には、シリンダ３０ａ内を往復移動可能に装着されたスプール３０ｂを有し、スプール３０ｂを電磁コイル３０ｃへの通電・遮断により往復駆動させるようにしている。スプールロッド３０ｄの先端部には、ポペット型弁体３０ｅが形成され、これを排気側通路１８に臨ませ、排気側通路１８の壁面に形成された弁座３０ｆに着座することで、排気側通路１８を遮断し、キャビティ１４側と大気との間の通気をカットすることができるようにしている。弁座３０ｆの中央部には大気側に通じる通路が形成されている。ガス抜きバルブ３０は通常は大気通路を開放している常開バルブとして構成されており、溶湯２８が出口センサー２６Ｂに到達する時間で閉弁するように駆動される。駆動信号をこのガス抜きバルブ３０の電磁コイル３０ｃに出力するバルブドライバー３２が設けられ、これはコントローラー４０からの駆動信号により作動される。 The degassing valve 30 is not limited to the drive type, but in the embodiment, the degassing valve 30 is configured by an electromagnetically operated valve mechanism, and the passage is blocked by the valve body by energizing the operating coil. Specifically, the spool 30b is mounted so as to be reciprocally movable in the cylinder 30a, and the spool 30b is driven to reciprocate by energizing / cutting off the electromagnetic coil 30c. A poppet type valve element 30e is formed at the tip of the spool rod 30d. The poppet type valve element 30e faces the exhaust side passage 18 and is seated on a valve seat 30f formed on the wall surface of the exhaust side passage 18 so that the exhaust side passage 18 is cut off so that ventilation between the cavity 14 side and the atmosphere can be cut. A passage leading to the atmosphere side is formed in the central portion of the valve seat 30f. The gas vent valve 30 is normally configured as a normally open valve that opens the atmospheric passage, and is driven so as to close at a time when the molten metal 28 reaches the outlet sensor 26B. A valve driver 32 is provided for outputting a drive signal to the electromagnetic coil 30 c of the gas vent valve 30, and this is actuated by a drive signal from the controller 40.
また、ガス抜きバルブ３０にはポペット型弁体３０ｅによる排気側通路１８を大気開放する開弁位置と、当該通路１８を遮断する閉弁位置を検出するリミットスイッチ３４Ａ、３４Ｂが配置されている。リミットスイッチ３４Ａ、３４Ｂは、スプール３０ｂの移動前進限と後退限を検出し、その検出信号をコントローラー４０に出力する。閉弁位置を検出するリミットスイッチ３４Ｂは、ガス抜きバルブ３０による排気側通路遮断を検知する遮断検知器となる。 Further, the degassing valve 30 is provided with limit switches 34A and 34B for detecting a valve opening position for opening the exhaust side passage 18 by the poppet type valve element 30e to the atmosphere and a valve closing position for blocking the passage 18. The limit switches 34 </ b> A and 34 </ b> B detect the moving forward limit and the backward limit of the spool 30 b and output detection signals to the controller 40. The limit switch 34B that detects the valve closing position serves as a shut-off detector that detects shut-off of the exhaust side passage by the gas vent valve 30.
ここで、コントローラー４０は、前述した入口センサー２６Ａと出口センサー２６Ｂとにより検出される時間差が溶湯充填時間であることから、前記入口センサー２６Ａで溶湯２８を検出してから、予め求めた前記溶湯充填時間の経過後、すなわち、溶湯２８がキャビティ１４に完全に充填されたとほぼ同時にガス抜きバルブ３０を閉じるように制御するものである。このような制御を行なうことにより、特に入口センサー２６Ａによる溶湯検知を起点として、ガス抜きバルブ３０が閉じられるので、時間的余裕ができ、キャビティ１４の出口近傍でメタルシャットすることができる。この結果、大気開放されている排気側通路１８の断面積を大きくしても適正なタイミングで通路遮断することができるので、オーバーフローを省略して、溶湯２８のキャビティ１４からの流れ出し量を低減することができる。排気側通路１８の断面積（通路厚さ）を大きくすることが可能となるので、キャビティ１４内のガスの排気を容易にし、溶湯２８が凝固して得られるダイカスト中の巣（気泡）の発生を抑制することができる。 Here, since the time difference detected by the inlet sensor 26A and the outlet sensor 26B described above is the molten metal filling time, the controller 40 detects the molten metal 28 by the inlet sensor 26A and then obtains the molten metal filling previously obtained. After the elapse of time, that is, when the molten metal 28 is completely filled in the cavity 14, the degassing valve 30 is controlled to close. By performing such control, the degassing valve 30 is closed especially starting from the detection of the molten metal by the inlet sensor 26A, so that a time margin can be provided and the metal can be shut in the vicinity of the outlet of the cavity 14. As a result, even if the cross-sectional area of the exhaust-side passage 18 that is open to the atmosphere is increased, the passage can be blocked at an appropriate timing, so that overflow is omitted and the amount of the molten metal 28 flowing out from the cavity 14 is reduced. be able to. Since the cross-sectional area (passage thickness) of the exhaust side passage 18 can be increased, the exhaust of gas in the cavity 14 is facilitated, and the formation of bubbles (bubbles) in the die cast obtained by the solidification of the molten metal 28 occurs. Can be suppressed.
コントローラー４０は、入口センサー２６Ａ、出口センサー２６Ｂ、バルブドライバー３２、リミットスイッチ３４Ａ、３４Ｂに電気的に接続されている。また、コントローラー４０にはタイマー（不図示）が内蔵され、入口センサー２６Ａから溶湯検出信号が入力されるとタイマーがカウントアップするようになっている。 The controller 40 is electrically connected to the inlet sensor 26A, the outlet sensor 26B, the valve driver 32, and limit switches 34A and 34B. The controller 40 includes a timer (not shown), and the timer counts up when a molten metal detection signal is input from the inlet sensor 26A.
一方、コントローラー４０には、入口側検知信号のバルブドライバー３２に出力する駆動信号の待ち時間を取るための駆動カウント値が付属のメモリ（不図示）に記憶されている。すなわち、ガス抜きバルブ３０は閉弁信号を出力しても実際に排気側通路１８を遮断するまでの作動遅れ時間がある。この作動遅れ時間の分だけ、キャビティ充填時間が満了する前に閉弁駆動信号を出力させる必要がある。したがって、予め、試行ショットを行い、最初に溶湯検出センサー２６から溶湯充填時間を求め、作動遅れ時間（閉弁信号を受けてから実際にシャットするまでの作動時間）はバルブの仕様書から求め、実際のバルブシャットの駆動信号の待ち時間を定めておくのである。そして、コントローラー４０は入口センサー２６Ａによる溶湯検知信号が入力された場合、待ち時間に対応するタイマーのカウント値をモニターし、カウント値が駆動カウント値と一致したときに駆動信号を出力できるようになっている。 On the other hand, in the controller 40, a drive count value for taking a waiting time of the drive signal output to the valve driver 32 of the inlet side detection signal is stored in an attached memory (not shown). That is, even if the gas vent valve 30 outputs a valve closing signal, there is an operation delay time until the exhaust side passage 18 is actually shut off. It is necessary to output the valve closing drive signal by the amount of the operation delay time before the cavity filling time expires. Therefore, a trial shot is performed in advance, the molten metal filling time is first obtained from the molten metal detection sensor 26, and the operation delay time (the operational time from when the valve closing signal is received until the valve is actually shut) is obtained from the valve specifications. The waiting time of the actual valve shut drive signal is determined. When the molten metal detection signal from the inlet sensor 26A is input, the controller 40 monitors the timer count value corresponding to the waiting time, and can output a drive signal when the count value matches the drive count value. ing.
ところで、前記コントローラー４０は、前記入口センサー２６Ａによる検出信号を起点とした前記溶湯充填時間の経過時点と、遮断検知器である閉弁検出リミットスイッチ３４Ｂによる遮断時点との偏差を求め、前記ガス抜きバルブの駆動開始タイミングを制御するフィードバック制御部（制御手段）３６を設けている。コントローラー４０において、溶湯２８がキャビティ１４に完全に充填されたとほぼ同時にガス抜きバルブ３０を閉じるように制御するためには、上述したように、予め求めた溶湯充填時間からバルブ作動遅れ時間を差し引いた時間がカウントされたときにバルブを作動させればよい。しかし、実際にはいろいろな要因でショット毎に時間的なズレが生じる場合がある。このため、この実施形態では、溶湯２８を出口センサー２６Ｂが検知するタイミングと、ガス抜きバルブ３０に付帯している閉弁限を検出するリミットスイッチ３４Ｂによる検知タイミングとが一致しているかどうかを検出するようにしている。そして、検出タイミングが一致しなかった場合に、ガス抜きバルブ３０への駆動信号の送信タイミング、すなわち待ち時間のカウントアップ時間を不一致時間分だけ前後に調整し、メタルシャットされるタイミングと出口センサー２６Ｂによる溶湯検出タイミングが一致するようにフィードバック制御される。 Meanwhile, the controller 40 obtains a deviation between the elapsed time of the molten metal filling time starting from the detection signal from the inlet sensor 26A and the cutoff time by the valve closing detection limit switch 34B which is a cutoff detector, and the degassing A feedback control unit (control means) 36 for controlling the drive start timing of the valve is provided. In the controller 40, in order to control the gas vent valve 30 to be closed at almost the same time as the molten metal 28 is completely filled in the cavity 14, as described above, the valve operation delay time is subtracted from the previously obtained molten metal filling time. The valve may be operated when the time is counted. However, in practice, there may be a time lag for each shot due to various factors. For this reason, in this embodiment, it is detected whether the timing at which the outlet sensor 26B detects the molten metal 28 and the detection timing by the limit switch 34B that detects the valve closing limit attached to the gas vent valve 30 match. Like to do. If the detection timing does not match, the transmission timing of the drive signal to the gas vent valve 30, that is, the waiting time count-up time is adjusted back and forth by the mismatch time, and the metal shut timing and the outlet sensor 26B The feedback control is performed so that the molten metal detection timings by the same.
本実施形態では、キャビティ１４への溶湯充填時間を簡単に直接求めることができ、これをモニタリングして目的の充填時間から外れた場合にはアラームを出すようにすればよい。このため、モニター７０にてコントローラー４０からの出力信号を表示させ、充填時間のしきい値の範囲から外れた場合にアラーム画像表示もしくはアラーム音声出力により手段を作動させる。 In the present embodiment, the melt filling time in the cavity 14 can be easily obtained directly, and this may be monitored and an alarm may be issued if the melt time deviates from the target filling time. For this reason, the output signal from the controller 40 is displayed on the monitor 70, and the means is activated by alarm image display or alarm sound output when it is out of the threshold range of the filling time.
なお、この実施形態では、出口センサー２６Ｂ、ガス抜きバルブ３０は、共に排気側通路１８に配置されるため、これを一つのユニットブロック５０として構成し（図１の破線で囲まれたクロスハッチング部分）、固定型１２ｂにまとめて着脱可能な状態で装着できるようにしている。もちろん、これらにコントローラー４０やバルブドライバー３２を電子回路ユニット６０として組み込み、一体的に金型１２に着脱可能とすることができる。このようにすることで、金型１２の変更や新設時にも汎用的に利用することができる。 In this embodiment, since the outlet sensor 26B and the gas vent valve 30 are both disposed in the exhaust side passage 18, they are configured as one unit block 50 (cross-hatched portion surrounded by a broken line in FIG. 1). ), And can be attached to the fixed mold 12b in a removable state. Of course, the controller 40 and the valve driver 32 can be incorporated in these as the electronic circuit unit 60 and can be attached to and detached from the mold 12 integrally. In this way, it can be used for general purposes even when the mold 12 is changed or newly installed.
本実施形態のダイカスト装置１０においては、以下に説明するように、１回目の射出成形において溶湯充填時間、作動遅れ時間、待ち時間の初期値を求め、２回目以降の射出成形においてこれらの時間を毎回更新できるようにしている。 In the die casting apparatus 10 of the present embodiment, as described below, the initial values of the molten metal filling time, the operation delay time, and the waiting time are obtained in the first injection molding, and these times are used in the second and subsequent injection moldings. It can be updated every time.
図３に本実施形態のコントローラーの制御フロー図を示す。図３においては制御ステップ０乃至制御ステップ６が定義され、制御ステップの引数（０〜６）を各制御ステップの処理終了段階で更新し、最新の引数と一致する制御ステップで枝分かれしてその制御ステップを処理しつつ時計回りのループを繰り返している。そして図３では、制御ステップ０乃至６の順で制御ステップを処理し、制御ステップ６から制御ステップ２に戻り、制御ステップ２乃至６の処理を繰り返す制御フローとなっている。 FIG. 3 shows a control flow diagram of the controller of this embodiment. In FIG. 3, control steps 0 to 6 are defined, and the arguments (0 to 6) of the control step are updated at the end of the process of each control step, and the control steps branch at the control step that matches the latest argument. It repeats the clockwise loop while processing the steps. In FIG. 3, the control steps are processed in the order of the control steps 0 to 6, the control step 6 is returned to the control step 2, and the control steps 2 to 6 are repeated.
上記制御フローのもと、１回目の射出成形においては、キャビティ１４に対する溶湯充填時間を充填カウント値、ガス抜きバルブ３０の作動遅れ時間を遅延カウント値として算出し、これらを用いて待ち時間を駆動カウント値として算出する。まず、１回目の射出成形に先立って、付属のメモリ内の情報をクリアするとともに、駆動信号を出力してガス抜きバルブ３０を閉じた状態にする。そして、入口センサー２６Ａ及び出口センサー２６Ｂを起動する。 Under the above control flow, in the first injection molding, the melt filling time for the cavity 14 is calculated as the filling count value, and the operation delay time of the gas vent valve 30 is calculated as the delay count value, and the waiting time is driven using these. Calculated as a count value. First, prior to the first injection molding, the information in the attached memory is cleared and a drive signal is output to close the gas vent valve 30. Then, the inlet sensor 26A and the outlet sensor 26B are activated.
次に、１回目の射出成形により、溶湯充填時間を充填カウント値として算出する（制御ステップ０）。まず溶湯射出装置２０を駆動させて、溶湯２８をキャビティ１４内に充填する。このとき溶湯２８が入口センサー２６Ａに接触すると、コントローラー４０には入力側検出信号が入力されてタイマーがカウントアップし、その後、溶湯２８が出口センサー２６Ｂに接触すると、コントローラー４０には排気側検出信号が入力され、これまでカウントしてきたカウント値を充填カウント値としてメモリに記憶する。 Next, the molten metal filling time is calculated as a filling count value by the first injection molding (control step 0). First, the molten metal injection device 20 is driven to fill the cavity 14 with the molten metal 28. At this time, when the molten metal 28 comes into contact with the inlet sensor 26A, an input side detection signal is inputted to the controller 40 and the timer counts up. Thereafter, when the molten metal 28 comes into contact with the outlet sensor 26B, the controller 40 sends an exhaust side detection signal. And the count value counted so far is stored in the memory as the filling count value.
次にガス抜きバルブ３０の作動遅れ時間を遅延カウント値として算出する（制御ステップ１）。キャビティ１４で成形されたダイカスト品を取り出して、入口側検出信号及び排気側検出信号の出力を停止させる。またコントローラー４０はバルブドライバー３２に解除信号を出力してガス抜きバルブ３０を開放しリミットスイッチ３４（３４Ａ、３４Ｂ）の検知信号の出力を停止させる。 Next, the operation delay time of the gas vent valve 30 is calculated as a delay count value (control step 1). The die-cast product molded in the cavity 14 is taken out, and the output of the inlet side detection signal and the exhaust side detection signal is stopped. The controller 40 also outputs a release signal to the valve driver 32 to open the gas vent valve 30 and stop the output of the detection signal of the limit switch 34 (34A, 34B).
そして、所定時間（スプール３０ｂの移動が終了するまでの時間）経過後にコントローラー４０は、バルブドライバー３２に駆動信号を出力するとともにタイマーのカウントアップを開始し、リミットスイッチ３４Ｂから閉鎖検知信号が入力されるまでにカウントしたカウント値を遅延カウント値としてメモリに記憶する（制御ステップ２）。そしてコントローラー４０は、充填カウント値と遅延カウント値を読み出し、充填カウント値から遅延カウント値を差し引いたカウント値を駆動カウント値（初期値）としてメモリに記憶する。
次に２回目の射出成形を行なう。まず、コントローラー４０は、解除信号を出力して排気側通路１８を開放後、溶湯射出装置２０を駆動させるとともにメモリから駆動カウント値を読み出し、入口センサー２６Ａからの入口側検出信号入力待ち状態とする（制御ステップ３）。
Then, after a lapse of a predetermined time (time until the movement of the spool 30b), the controller 40 outputs a drive signal to the valve driver 32 and starts counting up the timer, and a closing detection signal is input from the limit switch 34B. The count value counted so far is stored in the memory as a delay count value (control step 2). The controller 40 reads the filling count value and the delay count value, and stores the count value obtained by subtracting the delay count value from the filling count value in the memory as a drive count value (initial value).
Next, the second injection molding is performed. First, the controller 40 outputs a release signal to open the exhaust side passage 18 and then drives the molten metal injection device 20 and reads the drive count value from the memory to wait for the input of the inlet side detection signal from the inlet sensor 26A. (Control step 3).
そして、コントローラー４０は、入口側検出信号が入力されるとタイマーをカウントアップさせるとともにタイマーのカウント値と駆動カウント値とを照合し、タイマーのカウント値と駆動カウント値とが一致したときに駆動信号を出力する（制御ステップ４）。さらにコントローラー４０は、出口センサー２６Ｂから排気側での溶湯検出信号が入力されると、入力時のタイマーのカウント値を新たな充填カウント値としてメモリに上書き更新する。 Then, the controller 40 counts up the timer when the inlet side detection signal is input, collates the count value of the timer with the drive count value, and drives the drive signal when the timer count value and the drive count value match. Is output (control step 4). Further, when the molten metal detection signal on the exhaust side is input from the outlet sensor 26B, the controller 40 overwrites and updates the memory with the count value of the timer at the time of input as a new filling count value.
次に、上述の制御ステップ１と同様に、キャビティ１４で成形されたダイカストを取り出して、入口側検出信号及び排気側検出信号の出力を停止させる。また、コントローラー４０はタイマーのカウントアップを停止してリセットするとともに解除信号を出力してリミットスイッチの閉鎖検知信号の出力を停止させる（制御ステップ５）。 Next, similarly to the above-described control step 1, the die cast formed in the cavity 14 is taken out, and the output of the inlet side detection signal and the exhaust side detection signal is stopped. Further, the controller 40 stops and resets the timer count up and outputs a release signal to stop the output of the limit switch closing detection signal (control step 5).
最後にスプール３０ｂの移動が完了する時間（２０ｍｓ）まで待機させ（制御ステップ６）、制御ステップ３に戻り３回目の射出成形を行なう。よって３回目以降において、コントローラー４０は、上述の制御ステップ２から制御ステップ６までの制御を繰り返すことになる。このとき充填カウント値、遅延カウント値、駆動カウント値はメモリにおいて毎回上書き更新され、更新された新たな駆動カウント値は、次の回の射出成形の際にコントローラー４０の駆動信号の待ち時間として用いられる。 Finally, the process waits until the movement of the spool 30b is completed (20 ms) (control step 6), returns to the control step 3, and performs the third injection molding. Therefore, after the third time, the controller 40 repeats the control from the control step 2 to the control step 6 described above. At this time, the filling count value, the delay count value, and the drive count value are overwritten and updated each time in the memory, and the updated new drive count value is used as a waiting time for the drive signal of the controller 40 at the next injection molding. It is done.
上述のように射出成形を繰り返し行う場合、溶湯充填時間及び作動遅れ時間に変動があっても、上記制御を行なうことにより、キャビティ１４に溶湯２８が充填されたとほぼ同時にガス抜きバルブ３０を閉じることができる。 When the injection molding is repeatedly performed as described above, even if the molten metal filling time and the operation delay time fluctuate, the degassing valve 30 is closed almost simultaneously with the filling of the molten metal 28 into the cavity 14 by performing the above control. Can do.
なお、制御ステップ３において、充填カウント値のみならず、コントローラー４０に入力側検知信号の入力された後、閉鎖検知信号が入力されるまでにカウントされたカウント数を閉鎖カウント値としてメモリに記憶し、充填カウント値と閉鎖カウント値との差分となる差分カウント値を駆動カウント値に足し合わせる形で駆動カウント値を更新し、３回目の射出成形において制御ステップ３から制御ステップ６までの制御を繰り返す構成としてもよい。 In the control step 3, not only the filling count value but also the count number counted until the closing detection signal is input after the input side detection signal is input to the controller 40 is stored in the memory as the closing count value. The drive count value is updated by adding the difference count value, which is the difference between the filling count value and the closing count value, to the drive count value, and the control from control step 3 to control step 6 is repeated in the third injection molding. It is good also as a structure.
このとき、充填カウント値より閉鎖カウント値が大きいときは、更新された駆動カウント値はもとの更新カウント値よりも差分カウント値の絶対値分だけ小さくなり、逆に充填カウント値より閉鎖カウント値が小さいときは、更新された駆動カウント値はもとの更新カウント値よりも差分カウント値の絶対値分だけ大きくなる。もちろん充填カウント値と閉鎖カウント値が一致する場合には更新前後の駆動カウント値の変動はない。 At this time, when the closing count value is larger than the filling count value, the updated driving count value is smaller than the original updating count value by the absolute value of the difference count value, and conversely, the closing count value is smaller than the filling count value. Is small, the updated drive count value is larger than the original update count value by the absolute value of the difference count value. Of course, when the filling count value and the closing count value match, there is no change in the drive count value before and after the update.
上記制御を行なうことにより、各々の射出成形時における溶湯充填時間とガス抜きバルブ３０の閉鎖時間との時間差に基づいて待ち時間を更新することができる。したがって、次回の射出成形時においてガス抜きバルブ３０の閉鎖を溶湯２８の充填時間とほぼ同時に行うことができる。 By performing the above control, the waiting time can be updated based on the time difference between the molten metal filling time and the degassing valve 30 closing time at each injection molding. Accordingly, the gas vent valve 30 can be closed at the next injection molding almost simultaneously with the filling time of the molten metal 28.
図４に、射出鋳造時の溶湯射出装置の射出速度、射出圧力、そして入口側検出信号、排気側検出信号、駆動信号の出力の有無を時間軸に沿って時系列的に表示した図を示す。図４において時刻ｔ１は、溶湯２８がキャビティ１４に入り始める時刻、時刻ｔ２は、溶湯２８がキャビティ１４に完全に充填される時刻、時刻ｔ３はゲート１６内の溶湯２８が凝固し始める時刻である。 FIG. 4 is a diagram showing the injection speed, injection pressure, and presence / absence of the output of the inlet side detection signal, the exhaust side detection signal, and the drive signal in time series along the time axis at the time of injection casting. . In FIG. 4, time t 1 is the time when the molten metal 28 starts to enter the cavity 14, time t 2 is the time when the molten metal 28 is completely filled into the cavity 14, and time t 3 is the time when the molten metal 28 in the gate 16 begins to solidify. It's time.
図４において、キャビティ１４に溶湯２８が射出される間は、溶湯射出装置２０（プランジャー２４）の射出速度は高速に保たれ、ガス抜きバルブ３０が閉じると射出速度は急速にゼロに収束する。またプランジャー２４が高速の射出速度で移動している間は、射出圧力（溶湯射出装置２０内の溶湯圧力）はほぼ一定の値をとり、ガス抜きバルブ３０が閉じると上昇していく。 In FIG. 4, while the molten metal 28 is injected into the cavity 14, the injection speed of the molten metal injection device 20 (plunger 24) is kept high, and when the gas vent valve 30 is closed, the injection speed rapidly converges to zero. . Further, while the plunger 24 is moving at a high injection speed, the injection pressure (melt pressure in the molten metal injection device 20) takes a substantially constant value and rises when the gas vent valve 30 is closed.
本実施形態では、ゲート１６（キャビティ１４の入口側）に配置された入口センサー２６Ａが時刻ｔ１で溶湯２８を検出して入口側検出信号を出力し、排気側通路１８（キャビティ１４の出口側）に配置された出口センサー２６Ｂが時刻ｔ２で溶湯２８を検出して排気側検出信号を出力し、２つの信号の時間差をとることにより溶湯充填時間を算出している。さらにコントローラー４０が駆動信号を出力してからリミットスイッチから閉鎖検知信号が入力されるまでの作動遅れ時間を算出している。そしてコントローラー４０は、入口側検出信号が入力された時刻ｔ１の後、溶湯充填時間から作動遅れ時間分だけ早くなる待ち時間経過後に駆動信号を出力している。これにより、出口センサー２６Ｂが溶湯２８を検知する時刻ｔ２とガス抜きバルブ３０が閉じる時刻をほぼ一致させることができる。一般的に、溶湯充填時間は５０〜１００ｍｓとされており、ガス抜きバルブ３０として５〜７ｍｓの作動時間のものを利用することにより、キャビティガスの排気時間を長くとることができるものとなる。 In this embodiment, the inlet sensor 26A disposed on the (inlet side of the cavity 14) gate 16 outputs an inlet-side detection signal by detecting the molten metal 28 at time t 1, the outlet side of the exhaust-side passage 18 (cavity 14 ) to arranged the outlet sensor 26B detects the molten metal 28 outputs an exhaust-side detection signal at time t 2, the calculates the molten metal filling time by taking the time difference between the two signals. Furthermore, the operation delay time from when the controller 40 outputs the drive signal to when the closing detection signal is input from the limit switch is calculated. The controller 40, after time t 1 to the inlet side detection signal is input, and outputs a drive signal from the molten metal filling time after quickly becomes wait time has elapsed only operation delay time period. Thus, it is possible to substantially coincide the time the time t 2 and the gas release valve 30 to the outlet sensor 26B detects the molten metal 28 is closed. Generally, the molten metal filling time is set to 50 to 100 ms. By using a gas vent valve 30 having an operating time of 5 to 7 ms, the exhaust time of the cavity gas can be increased.
また、本実施形態では、溶湯充填時間、作動遅れ時間を毎回測定して、溶湯充填時間、作動遅れ時間、待ち時間を更新し、次回の射出成形において更新された待ち時間を用いて上述同様に駆動信号を出力する構成を採用している。これにより、出口センサー２６Ｂが溶湯２８を検知する時刻ｔ２とガス抜きバルブ３０が閉じる時刻との差を最小限に抑制することができる。 In this embodiment, the melt filling time and the operation delay time are measured every time, the melt filling time, the operation delay time, and the waiting time are updated, and the waiting time updated in the next injection molding is used in the same manner as described above. A configuration for outputting a drive signal is adopted. Thus, it is possible to exit sensor 26B is to minimize the difference between the time t 2 and the gas release valve 30 is closed the time for detecting the molten metal 28.
ところで、溶湯射出装置２０（プランジャー２４）は、キャビティ１４に溶湯２８を射出する間はその射出速度を高める必要がある。しかし、本実施形態では、上述の時刻ｔ１と時刻ｔ２を、それぞれ溶湯検出センサー２６（２６Ａ、２６Ｂ）により直接測定することができるので、溶湯射出手段２０の射出速度の時間方向の制御を容易に行なうことができる。よって、溶湯射出手段２０の制御を容易にし、キャビティ１４に対する射出速度や射出時間の最適化を容易に行うことができる。 By the way, the molten metal injection device 20 (plunger 24) needs to increase the injection speed while injecting the molten metal 28 into the cavity 14. However, in the present embodiment, the time t 1 and the time t 2 described above can be directly measured by the melt detection sensor 26 (26A, 26B), respectively, so that the injection speed of the melt injection means 20 is controlled in the time direction. It can be done easily. Therefore, control of the molten metal injection means 20 can be facilitated, and the injection speed and injection time for the cavity 14 can be easily optimized.
１０………ダイカスト装置、１２………金型、１２ａ………固定型、１２ｂ………可動型、１４………キャビティ、１６………ゲート、１８………排気側通路、２０………溶湯射出装置、２２………スリーブ、２４………プランジャー、２６………溶湯検出センサー、２６Ａ………入口センサー、２６Ｂ………出口センサー、２６ａ………金属線、２６ｂ………電気絶縁体、２６ｃ………ケース、２８………溶湯、３０………ガス抜きバルブ、３０ａ………シリンダ、３０ｂ………スプール、３０ｃ………電磁コイル、３０ｄ………スプールロッド、３０ｅ………ポペット型弁体、３０ｆ………弁座、３２………バルブドライバー、３４Ａ、３４Ｂ………リミットスイッチ、３６………フィードバック制御部（制御手段）、４０………コントローラー、５０………ユニットブロック、６０………電子回路ユニット、７０………モニター。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ......... Die-casting device, 12 ......... Mold, 12a ......... Fixed type, 12b ......... Movable type, 14 ......... Cavity, 16 ...... Gate, 18 ...... Exhaust side passage, 20 ... ... Molten metal injection device, 22 ... ... Sleeve, 24 ... ... Plunger, 26 ... ... Melt detection sensor, 26A ... ... Inlet sensor, 26B ... ... Outlet sensor, 26a ... ... Metal wire, 26b ... ... Electric insulator, 26c ......... Case, 28 ......... Mold, 30 ......... Degassing valve, 30a ......... Cylinder, 30b ......... Spool, 30c ......... Electromagnetic coil, 30d ......... Spool Rod, 30e ......... Poppet type valve body, 30f ......... Valve seat, 32 ......... Valve driver, 34A, 34B ......... Limit switch, 36 ......... Feedback control unit (control means), 40 ......... Conte Ra, 50 ......... unit block, 60 ......... electronic circuit unit, 70 ......... monitor.
上記目的を達成するために、本願発明に係るダイカスト装置は、キャビティを有する金型と、前記金型に配置され前記キャビティに溶湯を射出する入口となるゲート側通路と、前記金型に配置され前記キャビティのガス抜きを行なう排気側通路と、を有するダイカスト装置であって、前記ゲート側通路のキャビティ入口部に溶湯が達したことを検出する入口センサーを配置し、前記排気側通路のキャビティ出口部に溶湯が達したことを検出する出口センサーを配置し、前記入口センサーによる検出信号と前記出口センサーによる検出信号との時間差を、前記キャビティに対する溶湯充填時間として出力する演算部を有するコントローラーが配置され、前記出口センサーに併設して前記排気側通路にガス抜きバルブを配置し、前記ガス抜きバルブは前記入口側検出信号を起点として前記溶湯充填時間の満了とともに前記排気側通路を遮断するように前記コントローラーにより駆動可能とされていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a die casting apparatus according to the present invention includes a mold having a cavity, a gate-side passage that is disposed in the mold and serves as an inlet for injecting molten metal into the cavity, and is disposed in the mold. An exhaust side passage for degassing the cavity, wherein an inlet sensor for detecting that the molten metal has reached a cavity inlet portion of the gate side passage is disposed, and a cavity outlet of the exhaust side passage An outlet sensor that detects that the molten metal has reached the part is disposed, and a controller having a calculation unit that outputs the time difference between the detection signal from the inlet sensor and the detection signal from the outlet sensor as the molten metal filling time is disposed. It is, in parallel in the outlet sensor arranged degassing valve on the exhaust side passage, said venting Bal It is characterized in that it is drivable by the controller to shut off the exhaust passage together with the expiration of the molten metal filling time, starting from the inlet side detection signal.
また、上記構成により、入口側検出信号を起点としているので、ガス抜きバルブの作動遅れ時間（作動開始信号から実際の遮断が行なわれるまでの時間）に余裕ができ、ガス抜き通路断面積を大きくすることができるとともにフラッシングの防止を図りつつ、排気側通路に溶湯が充填される二次充填現象を回避することができる。 Further, with the above configuration, since the inlet side detection signal is the starting point, there is a margin in the operation delay time of the gas vent valve (the time from the start signal to the actual shutoff), and the gas vent passage cross-sectional area is increased. In addition, it is possible to avoid the secondary filling phenomenon that the exhaust side passage is filled with the molten metal while preventing flushing.
Claims (10)
前記金型に配置され前記キャビティに溶湯を射出する入口となるゲート側通路と、
前記金型に配置され前記キャビティのガス抜きを行なう排気側通路と、
を有するダイカスト装置であって、
前記ゲート側通路のキャビティ入口部に溶湯が達したことを検出する入口センサーを配置し、
前記排気側通路のキャビティ出口部に溶湯が達したことを検出する出口センサーを配置し、
前記入口センサーによる検出信号と前記出口センサーによる検出信号との時間差を、前記キャビティに対する溶湯充填時間として出力する演算部を有するコントローラーが配置されたことを特徴とするダイカスト装置。 A mold having a cavity;
A gate-side passage which is arranged in the mold and serves as an inlet for injecting molten metal into the cavity;
An exhaust-side passage disposed in the mold for venting the cavity;
A die casting apparatus comprising:
An inlet sensor for detecting that the molten metal has reached the cavity inlet of the gate side passage is disposed,
An outlet sensor for detecting that the molten metal has reached the cavity outlet portion of the exhaust side passage is disposed,
A die casting apparatus, comprising: a controller having a calculation unit that outputs a time difference between a detection signal from the inlet sensor and a detection signal from the outlet sensor as a molten metal filling time.
前記コントローラーは、前記入口側検出信号を起点とした前記溶湯充填時間の経過時点と前記遮断検知器による遮断時点との偏差を求め、前記ガス抜きバルブの駆動開始タイミングを制御するフィードバック制御手段を設けていることを特徴とする請求項２に記載のダイカスト装置。 Provide a shut-off detector for detecting exhaust-side passage shut-off by the gas vent valve,
The controller is provided with a feedback control means for obtaining a deviation between an elapsed time of the molten metal filling time starting from the inlet side detection signal and a cutoff time by the cutoff detector and controlling a driving start timing of the gas vent valve. The die casting apparatus according to claim 2, wherein the die casting apparatus is provided.
前記コントローラーは、前記出口センサーによる溶湯検出信号の検出時点と前記遮断検知器による遮断時点との偏差を求め、前記ガス抜きバルブの駆動開始タイミングを制御するフィードバック制御手段を設けていることを特徴とする請求項２に記載のダイカスト装置。 A shut-off detector for detecting passage shut-off by the gas vent valve;
The controller is provided with a feedback control means for obtaining a deviation between a detection point of the molten metal detection signal by the outlet sensor and a cutoff point by the cutoff detector, and controlling a driving start timing of the degassing valve. The die casting apparatus according to claim 2.
ダイカスト製造の際に前記ゲート側通路のキャビティ入口部において溶湯到達を検出した後、前記溶湯充填時間が経過した時点に合せてキャビティの排気側通路を遮断してダイカスト成形をなすようにしていることを特徴とするダイカスト製造方法。 The melt filling time in the cavity is directly determined in advance by detecting the arrival of the melt injected at the cavity inlet and outlet in the gate side passage and exhaust side passage leading to the cavity formed by the mold,
After the molten metal arrival is detected at the cavity entrance portion of the gate side passage during die casting production, the exhaust side passage of the cavity is shut off and die casting is performed in accordance with the time when the molten metal filling time has elapsed. A die casting manufacturing method characterized by the above.
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