JP2528313B2 - Pressure control device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋳造装置の溶湯を鋳造装置の金型内キャビ
ティに上昇させる時の鋳造装置のチャンバー圧力を制御
する場合等に採用される圧力制御装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a pressure adopted when controlling a chamber pressure of a casting device when a molten metal of the casting device is raised to a cavity in a mold of the casting device. It relates to a control device.
（従来の技術） 従来、空気圧により圧力制御対象装置を制御する例と
して、例えば第12図に示すような鋳造装置100を低圧制
御する手段があった。(Prior Art) Conventionally, as an example of controlling a pressure control target device by air pressure, there has been a means for controlling a casting device 100 at a low pressure as shown in FIG. 12, for example.
この低圧制御による鋳造手段によれば、金型101内の
キャビティ102が大気圧下にあり、一方、炉体103の内部
をポート104からの加圧により大気圧プラスP3の圧力に
することによって、ルツボ105内の溶湯がストーク106を
介してキャビティ102まで上昇し、キャビティ102は溶湯
で充填される。この時キャビティ102内の大気圧は金型1
01内の図示しないベントポートより排出されるが、キャ
ビティ102内の大気圧が若干のバックプレッシャーとな
り、前記溶湯上昇時の抵抗となっていた。そのため、こ
の溶湯上昇抵抗を解消する手段として減圧法が用いられ
ることがあった。この減圧法は、前記炉体103内を大気
圧とし、一方、金型101内のキャビティ102を減圧し、そ
の差圧によって溶湯を上昇させる手段であった。According to the casting means according to the low-pressure control, the cavity 102 in the mold 101 is under atmospheric pressure, whereas, by the pressure of the atmospheric pressure plus P 3 by the pressure of the internal from the port 104 of the furnace body 103 The molten metal in the crucible 105 rises to the cavity 102 through the stalk 106, and the cavity 102 is filled with the molten metal. At this time, the atmospheric pressure in the cavity 102 is the mold 1
Although it was discharged from a vent port (not shown) in 01, the atmospheric pressure in the cavity 102 caused some back pressure, which was a resistance when the molten metal was raised. Therefore, the decompression method has been sometimes used as a means for eliminating the resistance to rise of the molten metal. This depressurizing method was a means for making the inside of the furnace body 103 atmospheric pressure, while depressurizing the cavity 102 in the mold 101, and raising the molten metal by the pressure difference.
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記従来の圧力制御による鋳造装置で
は、低圧制御の場合、前記したようにキャビティ102内
の大気圧によるバックプレッシャーのため溶湯上昇抵抗
が発生するという問題があった。一方、減圧法による鋳
造手段では前記溶湯上昇抵抗は解消されるが、キャビテ
ィ102内が低圧になるため、溶湯の凝固促進に時間が掛
かり過ぎるとともに鋳造品質を向上させることに限界が
あるという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above conventional pressure control casting apparatus, in the case of low pressure control, as described above, there is a problem that the molten metal rising resistance occurs due to back pressure due to the atmospheric pressure in the cavity 102. there were. On the other hand, the casting means by the depressurization method eliminates the molten metal rising resistance, but since the pressure inside the cavity 102 becomes low, there is a problem that it takes too much time to accelerate the solidification of the molten metal and there is a limit to improving the casting quality. there were.
そこで本発明においては、前記低圧制御による鋳造手
段の特長である溶湯の凝固促進目的と、減圧法による鋳
造手段の特長である溶湯上昇抵抗の解消目的とを同時に
達成するための圧力制御装置を提供することを解決すべ
き技術的課題とするものである。Therefore, in the present invention, there is provided a pressure control device for simultaneously achieving the purpose of accelerating the solidification of the molten metal, which is the characteristic of the casting means by the low pressure control, and the purpose of eliminating the molten metal rising resistance, which is the characteristic of the casting means by the depressurization method. This is a technical issue to be solved.
（問題点を解決するための手段） 上記課題解決のための技術的手段は、圧力制御装置
を、高圧の空気供給源から供給された空気を所定の基準
圧に調圧して出力する基準圧調圧手段と、前記基準圧調
圧手段から出力された基準圧を入力したうえ同基準圧に
負の所定バイアス圧力を加算して出力するバイアス圧力
調圧手段と、前記バイアス圧力調圧手段から出力された
空気圧の供給を受ける大気圧遮断密封容器内に取り付け
られ、外部からの調圧信号に従って前記大気圧遮断密封
容器に入力された空気圧を前記基準圧に調圧して出力し
たあと所定の圧力制御パターンに基づいて調圧した空気
圧を出力する出力圧調圧手段と、前記基準圧及び圧力制
御パターンを設定させるとともに前記出力圧調圧手段に
対して前記調圧信号を出力する制御手段とを備えた構成
にすることである。(Means for Solving Problems) A technical means for solving the above-mentioned problems is to provide a pressure control device which adjusts a pressure of air supplied from a high-pressure air supply source to a predetermined reference pressure and outputs the reference pressure. Pressure means, bias pressure adjusting means for inputting the reference pressure output from the reference pressure adjusting means, and adding a predetermined negative bias pressure to the reference pressure for output, and output from the bias pressure adjusting means It is installed in an atmospheric pressure shut-off sealed container that receives the supplied air pressure, and the air pressure input to the atmospheric pressure shut-off sealed container is regulated to the reference pressure according to a pressure control signal from the outside, and then the predetermined pressure control is performed. Output pressure adjusting means for outputting air pressure adjusted based on a pattern, and control means for setting the reference pressure and pressure control pattern and outputting the pressure adjusting signal to the output pressure adjusting means. It is to have a configuration provided.
（作用） 上記構成の圧力制御装置による圧力制御作用は、高圧
の空気供給源から供給された空気を所定の基準圧に調圧
して出力する第１のステップと、前記基準圧に負のバイ
アス圧力を加算して出力する第２のステップと、前記基
準圧に前記負のバイアス圧力が加算された空気圧を予め
設定された圧力制御パターンに基づいて調圧し、外部に
出力する第３のステップの順で任意の被圧力制御装置を
圧力制御する。(Operation) The pressure control operation performed by the pressure control device having the above-described configuration includes the first step of adjusting the air supplied from the high-pressure air supply source to a predetermined reference pressure and outputting the air, and the negative bias pressure to the reference pressure. Of the second step of adding and outputting the reference pressure, and the third step of adjusting the air pressure obtained by adding the negative bias pressure to the reference pressure based on a preset pressure control pattern and outputting the adjusted air pressure to the outside. To control the pressure of any pressure controlled device.
（実施例） 次に、圧力制御対象装置として第１図に示すような鋳
造装置１を採用し、同鋳造装置１を圧力制御する実施例
を説明する。(Example) Next, an example in which a casting apparatus 1 as shown in FIG. 1 is adopted as a pressure control target apparatus and the pressure of the casting apparatus 1 is controlled will be described.
鋳造装置１は第１図に示すように、４本のフレーム支
柱２で外枠が形成され、それぞれのフレーム支柱２は基
台３に起立されている。基台３上には台車４が走行する
ように構成され、台車４には炉５が載置されている。炉
５の内部、炉内5Aにはルツボ６が設けられており、ルツ
ボ６には溶湯７が注入されている。ルツボ６と金型８内
のキャビティ９の間にはストーク10が挿通され、溶湯７
はストーク10を通ってキャビティ９に充填される。金型
８はチャンバー11により密閉され、炉５とチャンバー11
は下ダイベース12によって分離された構造となってい
る。尚、金型８は上型8Aと下型8Bとで分離可能に構成さ
れている。As shown in FIG. 1, in the casting apparatus 1, an outer frame is formed by four frame columns 2, and each frame column 2 is erected on a base 3. A carriage 4 is configured to run on the base 3, and a furnace 5 is mounted on the carriage 4. A crucible 6 is provided inside the furnace 5 and inside the furnace 5A, and a molten metal 7 is injected into the crucible 6. A stalk 10 is inserted between the crucible 6 and the cavity 9 in the mold 8 to melt the melt 7.
Fill the cavity 9 through the stalk 10. The mold 8 is sealed by the chamber 11, and the furnace 5 and the chamber 11 are closed.
Are separated by the lower die base 12. The mold 8 is configured to be separable from the upper mold 8A and the lower mold 8B.
以上のような鋳造装置１を、次に示すようなカウンタ
ープレッシャー法（以下CP法と略称する）により、炉５
及びチャンバー11を圧力制御するという実施例を説明す
る。The casting apparatus 1 as described above is installed in a furnace 5 by a counter pressure method (hereinafter abbreviated as CP method) as shown below.
An embodiment in which the pressure of the chamber 11 is controlled will be described.
前記のように、鋳造装置１の炉５は密封構造とされ、
金型８もチャンバー11にて密封され、さらに炉５と金型
８は分離された構造とされている。鋳造装置１をCP法に
よる圧力制御する場合、最初に、炉内5Aとチャンバー11
内にPAkg/cm2という圧力を、第２図のCP法加圧特性曲線
図に示すようにT1時間の間に印加し、炉内5Aおよびチャ
ンバー11内を同圧にする。その後、点AB間に相当する時
間TKの間、炉内5A及びチャンバー11内圧力をPAkg/cm2に
保ちつつ、チャンバー11内圧力回路を炉内5A圧力回路よ
り遮断し、チャンバー11内圧力PAkg/cm2を独立させる。As described above, the furnace 5 of the casting apparatus 1 has a sealed structure,
The mold 8 is also sealed in the chamber 11, and the furnace 5 and the mold 8 are separated from each other. When controlling the pressure of the casting apparatus 1 by the CP method, first, the furnace 5A and the chamber 11
A pressure of PA kg / cm 2 is applied to the inside of the furnace 5A and the inside of the chamber 11 at the same pressure for T 1 hour as shown in the CP method pressurizing characteristic curve diagram of FIG. After that, during the time TK corresponding to the point AB, while keeping the pressure in the furnace 5A and the chamber 11 at PAkg / cm 2 , the pressure circuit in the chamber 11 is shut off from the pressure circuit in the furnace 5A, and the pressure in the chamber 11 is PAkg. Make / cm 2 independent.
次に、第２図の点Ｂからチャンバー11内圧力を徐々に
減圧し、点ＣにおいてPA−P3kg/cm2の安定した圧力差が
生じるように点B,C間の減圧パターンに基づいた減圧制
御をし、PA−P3＝PBkg/cm2の圧力を保持させる。以上の
ようなCP法による概略理論により溶湯７の上昇時におけ
る上昇抵抗はPA−P3という圧力差により解消され、一
方、溶湯に加わる圧力はPBkg/cm2の高圧になり高圧下で
の凝固促進を可能にさせるものである。Next, the pressure inside the chamber 11 is gradually reduced from point B in FIG. 2 so that a stable pressure difference of PA-P 3 kg / cm 2 is generated at point C based on the pressure reduction pattern between points B and C. It was controlled to hold the pressure of the PA-P3 = PBkg / cm 2 . According to the above-mentioned general theory by the CP method, the rising resistance when the molten metal 7 rises is canceled by the pressure difference of PA-P3, while the pressure applied to the molten metal becomes a high pressure of PBkg / cm 2 , which promotes solidification under high pressure. Is what makes it possible.
次に、上記CP法の概略理論に基づいた圧力制御方法を
少し具体的に説明する。Next, the pressure control method based on the above-mentioned schematic theory of the CP method will be described in some detail.
最初、第２図のように炉内5Aの圧力及びチャンバー11
内の圧力を時間T1の間にPAkg/cm2まで加圧する必要があ
る。この加圧制御工程ではサイクルタイムを短くするた
め、前記時間T1を短くすることが必要になる。一般に、
炉５の内容積、チャンバー11の内容積は共に大きい為、
炉内5Aの圧力及びチャンバー11内の圧力を速やかにPAkg
/cm2まで加圧する時には、第３図に示すような高圧のサ
ービスタンク21からパイプ22及びパイプ23を介して炉内
5A及びチャンバー11内の圧力がPAkg/cm2に到達する直前
まで空気を高速供給させることによって時間T1を短縮さ
せるという手段が採用される。First, as shown in Fig. 2, the pressure of the furnace 5A and the chamber 11
It is necessary to increase the internal pressure to PA kg / cm 2 during time T 1 . Since the cycle time is shortened in this pressurization control step, it is necessary to shorten the time T 1 . In general,
Since the inner volume of the furnace 5 and the inner volume of the chamber 11 are both large,
The pressure of 5A in the furnace and the pressure in the chamber 11 are quickly increased to PAkg.
When pressurizing up to / cm 2 , the high pressure service tank 21 as shown in FIG.
A means is adopted in which the time T 1 is shortened by supplying air at a high speed until just before the pressure in 5 A and the chamber 11 reaches PA kg / cm 2 .
第３図に示すように、サービスタンク21からパイプ22
とパイプ23とにより炉内5A及びチャンバー11内に空気を
高速供給させる場合、一般に炉内容積とチャンバー内容
積に差があるため、例えば、チャンバー11内容積が炉内
5A容積よりも小さい場合、チャンバー11内空気圧は炉内
5Aより高くなるのでPAkg/cm2までの到達時間が速くな
り、ルツボ６内へ空気が入り込む状態となる。従って空
気圧にて溶湯７を攪拌する現象を引き起こすことにな
る。As shown in FIG. 3, the service tank 21 to the pipe 22
When air is supplied at high speed into the furnace 5A and the chamber 11 by means of the pipe 23 and the pipe 23, there is generally a difference between the furnace internal volume and the chamber internal volume.
If the volume is less than 5A, the air pressure in chamber 11 is
Since it is higher than 5 A, the time required to reach PA kg / cm 2 is shortened, and air enters the crucible 6. Therefore, the phenomenon that the molten metal 7 is agitated by the air pressure is caused.
一方、炉内容積がチャンバー内容積より小さい場合
は、炉内圧力が早く高くなってしまうため、溶湯７がキ
ャビティ９内に充填されてしまうという問題が発生す
る。そのため、第３図に示すようにバイパス回路24及び
バイパス回路25を設け、さらに同圧弁26を設けて炉内5A
及びチャンバー11内の差圧をゼロに収束させるととも
に、差圧計27により差圧を測定する必要がある。On the other hand, when the inner volume of the furnace is smaller than the inner volume of the chamber, the inner pressure of the furnace rises quickly, so that there arises a problem that the molten metal 7 is filled in the cavity 9. Therefore, the bypass circuit 24 and the bypass circuit 25 are provided as shown in FIG.
It is necessary to converge the differential pressure in the chamber 11 to zero and measure the differential pressure with the differential pressure gauge 27.
前記サービスタンク21よりチャンバー11内及び炉内5A
に供給された空気圧はPAkg/cm2に到達する直前に遮断さ
れ、その後、別の手段によってチャンバー11内及び炉内
5Aの空気圧をPAkg/cm2という基準圧に調整する。そのた
め、第４図に示すように、サービスタンク21の空気供給
路に放出弁31が設けられ、さらにコンピュータCPUから
出力された圧力制御信号により制御される基準圧用サー
ボ弁32と、同サーボ弁32の信号圧を受けて基準圧の空気
を出力するための基準圧用ブースター33とが設けられ
る。5A inside chamber 11 and furnace from service tank 21
The air pressure supplied to the chamber is shut off immediately before reaching PA kg / cm 2 , and then by another means, inside the chamber 11 and inside the furnace.
Adjust the air pressure of 5A to the standard pressure of PA kg / cm 2 . Therefore, as shown in FIG. 4, a discharge valve 31 is provided in the air supply path of the service tank 21, and a reference pressure servo valve 32 controlled by a pressure control signal output from a computer CPU, and the servo valve 32. And a reference pressure booster 33 for receiving reference pressure air and outputting reference pressure air.
上記加圧制御機器により加圧制御工程は次の通り行な
われる。即ち、基準圧用ブースター33から出力された基
準圧PAkg/cm2は、炉内5Aとチャンバー11に供給され、バ
イパス回路24とバイパス回路25を介して基準圧PAkg/cm2
がモニターされる。同モニター圧力は電気信号に変換さ
れ、前記コンピュータCPUにフィードバックされる。そ
の結果、基準圧に誤差が生じたことを検出すると、コン
ピュータCPUは基準圧用サーボ弁32に補正信号を出力す
ることによって、同サーボ弁32から補正信号圧を基準圧
用ブースター33に供給し、前記誤差を補正させる。尚、
基準圧PAkg/cm2はコンピュータCPUで任意に設定する。The pressurization control process is performed as follows by the pressurization control device. That is, the reference pressure PAkg / cm 2 output from the reference pressure booster 33 is supplied to the furnace 5A and the chamber 11, and the reference pressure PAkg / cm 2 via the bypass circuit 24 and the bypass circuit 25.
Is monitored. The monitor pressure is converted into an electric signal and fed back to the computer CPU. As a result, when it is detected that an error has occurred in the reference pressure, the computer CPU supplies a correction signal pressure from the servo valve 32 to the reference pressure booster 33 by outputting a correction signal to the reference pressure servo valve 32, and Correct the error. still,
The reference pressure PAkg / cm 2 is set arbitrarily by the computer CPU.
次に、前記第２図に示したCP法の加圧特性曲線図の点
A,B間における圧力保持制御工程について説明する。Next, the points of the pressure characteristic curve diagram of the CP method shown in FIG.
The pressure holding control process between A and B will be described.
前記のように炉内5Aとチャンバー11内の基準圧設定に
対しての実圧力はフィードバック制御により安定化され
ているが、絶対的に誤差ゼロで安定するものではなく、
安定領域に入る瞬間、或いは安定領域に入ってからでも
変動する。そのため、第５図に示すように基準圧PAkg/c
m2に対して、例えば±50mmAg以内に実圧力が入った時か
ら５秒間±50mmAgの範囲内であれば、炉内5A及びチャン
バー11内の圧力が基準圧になり、かつ安定したものと判
断しコンピュータCPUは減圧制御工程に移る。As described above, the actual pressure with respect to the reference pressure setting in the furnace 5A and the chamber 11 is stabilized by feedback control, but is not absolutely stable with zero error,
It changes at the moment of entering the stable region or even after entering the stable region. Therefore, as shown in Fig. 5, the reference pressure PAkg / c
If the actual pressure is within ± 50 mmAg for m 2 within a range of ± 50 mmAg for 5 seconds, it is determined that the pressure inside the furnace 5A and chamber 11 is the reference pressure and is stable. Then, the computer CPU shifts to the pressure reduction control process.
減圧工程は第２図の点Ｂにおける基準圧力PAkg/cm2か
らPBkg/cm2までチャンバー11内圧力を減圧制御する工程
である。Depressurizing step is a step of pressure reduction control pressure chamber 11 from the reference pressure PAkg / cm 2 at the point B of FIG. 2 to PBkg / cm 2.
第６図は前記加圧制御工程及び圧力保持制御工程及び
上記減圧制御工程を一貫して行なうための本実施例の全
体系統図である。FIG. 6 is an overall system diagram of this embodiment for consistently performing the pressurization control step, the pressure holding control step, and the depressurization control step.
第６図より明らかなように、前記加圧制御工程及び圧
力保持制御工程に関する前記それぞれの機器の他に、大
気圧と遮断された密封容器41の中に設けられたチャンバ
ー圧用サーボ弁42と、同サーボ弁42の信号を受けてチャ
ンバー11内の圧力を調圧するチャンバー用ブースター43
と、前記基準圧ブースター33から出力されたPAkg/cm2の
基準空気圧を入力して、同基準空気圧に負のバイアス空
気圧を加算したバイアス加算空気圧を前記密封容器41中
に供給するバイアスリレー44とが設けられる。この他
に、基準圧用ブースター33から炉内5A及びチャンバー11
内に対して基準圧PAkg/cm2の圧力を出力する時、作動さ
せる加圧弁45が基準圧用ブースター33の出力側に設けら
れている。As is apparent from FIG. 6, in addition to the respective devices relating to the pressurization control step and the pressure retention control step, a chamber pressure servo valve 42 provided in a sealed container 41 isolated from atmospheric pressure, A chamber booster 43 that receives the signal from the servo valve 42 and regulates the pressure inside the chamber 11.
With the input of the reference air pressure of PAkg / cm 2 output from the reference pressure booster 33, the bias relay 44 that supplies the bias added air pressure obtained by adding the negative bias air pressure to the reference air pressure into the sealed container 41. Is provided. In addition to this, the reference pressure booster 33 to the furnace 5A and the chamber 11
A pressurizing valve 45 is provided on the output side of the reference pressure booster 33 to operate when outputting the reference pressure PA kg / cm 2 to the inside.
尚、鋳造装置１は前記第１図に示した構成であり、バ
イパス回路24,25,同圧弁26,差圧計27は前記第３図に示
したと同じ構成である。但し、第６図に示すように、炉
圧フィードバック回路R1，チャンバー圧フィードバック
回路R2が設けられ、それぞれの圧力は電気信号に変換さ
れた後、コンピュータコントロールユニット47に入力さ
れる。尚、コンピュータコントロールユニット47には前
記差圧計27,基準圧用サーボ弁32,チャンバー圧用サーボ
弁42,バイアスリレー44が組込まれており、交流100V電
源に接続するとともに外部空圧機器へ配管を接続するだ
けで稼働できるように構成されている。又、各種の情報
を表示させるためのCRTカラーディスクプレイ48は通信
回線RS232Cを介してコンピュータコントロールユニット
47のコンピュータCPUと接続されている。コンピュータ
コントロールユニット47のテンキー47Aは前記基準圧設
定及び後述する圧力制御教示パターン設定等の各種設定
操作のために設けられている。又、表示器47Bは設定基
準圧，実炉圧，設定差圧，実差圧等をディジタル表示さ
せるために設けられている。The casting apparatus 1 has the configuration shown in FIG. 1, and the bypass circuits 24, 25, the same pressure valve 26, and the differential pressure gauge 27 have the same configuration as shown in FIG. However, as shown in FIG. 6, a furnace pressure feedback circuit R 1 and a chamber pressure feedback circuit R 2 are provided, and the respective pressures are converted into electric signals and then input to the computer control unit 47. The computer control unit 47 incorporates the differential pressure gauge 27, the reference pressure servo valve 32, the chamber pressure servo valve 42, and the bias relay 44, and is connected to an AC 100V power source and connected to an external pneumatic device. It is configured so that it can be operated only by itself. Also, the CRT color disk play 48 for displaying various information is a computer control unit via a communication line RS232C.
It is connected to 47 computer CPUs. The numeric keypad 47A of the computer control unit 47 is provided for various setting operations such as the reference pressure setting and the pressure control teaching pattern setting described later. Further, the indicator 47B is provided for digitally displaying the set reference pressure, the actual furnace pressure, the set differential pressure, the actual differential pressure and the like.
次に、上記構成による鋳造装置１を制御対象とするCP
法圧力制御装置の作用を説明する。Next, a CP that controls the casting apparatus 1 having the above-mentioned configuration
The operation of the normal pressure control device will be described.
図示していない操作盤に取り付けられる起動ボタンが
押され、鋳造装置１を作動させて上型8Aと下型8Bを閉じ
た後、最初のステップで、コンピュータCPUからの基準
圧出力制御信号を入力した基準圧用サーボ弁32は、予め
設定された基準圧PAkg/cm2対応の信号圧を基準圧用ブー
スター33に出力し、基準圧用ブースター33から基準圧PA
kg/cm2の基準空気圧を出力させる。After the start button attached to the operation panel (not shown) is pressed and the casting machine 1 is operated to close the upper mold 8A and the lower mold 8B, the reference pressure output control signal from the computer CPU is input in the first step. The reference pressure servo valve 32 outputs a signal pressure corresponding to a preset reference pressure PA kg / cm 2 to the reference pressure booster 33, and the reference pressure booster 33 outputs the reference pressure PA.
Output a standard air pressure of kg / cm 2 .
第２のステップで、バイパス回路25に接続されている
排気弁51を閉じ、同圧弁26を開き、放出弁31を開き、さ
らに加圧弁45を開いて、炉内5Aとチャンバー11内にサー
ビスタンク21及び基準圧用ブースター33から空気を供給
させる。In the second step, the exhaust valve 51 connected to the bypass circuit 25 is closed, the same pressure valve 26 is opened, the discharge valve 31 is opened, and the pressurizing valve 45 is further opened, so that the service tank in the furnace 5A and the chamber 11 is opened. Air is supplied from 21 and the booster 33 for reference pressure.
第３のステップで、炉内5Aとチャンバー11内の圧力が
基準圧PAkg/cm2近くまで上昇したことがコンピュータコ
ントロールユニット47で計測されると、放出弁31を閉じ
サービスタンク21からの空気の供給を停止させる。In the third step, when the computer control unit 47 measured that the pressure in the furnace 5A and the pressure in the chamber 11 had risen to near the reference pressure PA kg / cm 2 , the discharge valve 31 was closed and the air from the service tank 21 was closed. Stop the supply.
第４のステップにおいて、炉内5Aとチャンバー11内の
圧力が基準圧PAkg/cm2に達し、かつ基準圧PAkg/cm2が所
定時間保持されたことを確認する。In a fourth step, the pressure in the furnace 5A and the chamber 11 has reached the reference pressure PAkg / cm 2, and the reference pressure PAkg / cm 2 is confirmed to be maintained for a predetermined time.
次の第５のステップにおいて、同圧弁26を閉じ、第６
のステップにおいて、コンピュータコントロールユニッ
ト47からの信号に基づいてチャンバー圧用サーボ弁42が
制御され、同サーボ弁42からチャンバー用ブースター43
に対して差圧信号を出力させる。即ち、同ステップにお
いて、基準圧用ブースター33から加圧弁45を介してバイ
アスリレー44に対して供給された基準圧PAkg/cm2に負の
バイアス圧力、例えばマイナス1kg/cm2を加算し、バイ
アスリレー44から（PA−１）kg/cm2の圧力をチャンバー
圧用サーボ弁42の密封容器41内に供給し、さらにコンピ
ュータコントロールユニット47からチャンバー圧用サー
ボ弁42に対して1kg/cm2の信号を出力することによって
チャンバー圧用サーボ弁42の出力を（PA−１＋１）＝PA
kg/cm2とする。従って、チャンバー用ブースター43に対
して圧力PAkg/cm2対応の信号圧が出力される。尚、チャ
ンバー圧用サーボ弁42に対してコンピュータコントロー
ルユニット47から圧力1kg/cm2対応の信号が出力されて
いる限り、基準圧用ブースター33からの出力圧が変化し
ても、その出力圧と同等の圧力がチャンバー用ブースタ
ー43から出力される。In the next fifth step, the pressure equalizing valve 26 is closed and the sixth
In the step, the chamber pressure servo valve 42 is controlled based on the signal from the computer control unit 47, and the chamber booster 43 is controlled by the servo valve 42.
The differential pressure signal is output to. That is, in the step, by adding negative bias pressure to the reference pressure PAkg / cm 2, which is supplied to the bias relay 44, for example, a negative 1 kg / cm 2 from the reference pressure booster 33 via the pressure valve 45, the bias relay A pressure of (PA-1) kg / cm 2 is supplied from 44 into the sealed container 41 of the chamber pressure servo valve 42, and a signal of 1 kg / cm 2 is output from the computer control unit 47 to the chamber pressure servo valve 42. The output of the chamber pressure servo valve 42 is (PA-1 + 1) = PA
kg / cm 2 Therefore, the signal pressure corresponding to the pressure PA kg / cm 2 is output to the chamber booster 43. As long as a signal corresponding to a pressure of 1 kg / cm 2 is output from the computer control unit 47 to the chamber pressure servo valve 42, even if the output pressure from the reference pressure booster 33 changes, the output pressure is equivalent to that output pressure. The pressure is output from the chamber booster 43.
第７のステップにおいて減圧工程が介しされる。即
ち、コンピュータコントロールユニット47の予め設定さ
れた減圧制御パターンに基づいた制御信号に依り、チャ
ンバー圧用サーボ弁42の出力圧力を1kg/cm2より減圧し
ていき、溶湯７をキャビティ９に上昇させる。減圧を開
始した時には炉内5Aの圧力は基準圧PAkg/cm2を保持して
いるので、基準圧PAkg/cm2からの差圧を差圧計27より読
み取り、その差圧計の信号をコンピュータコントロール
ユニット47に入力させる。In the seventh step, a depressurization process is performed. That is, the output pressure of the chamber pressure servo valve 42 is reduced from 1 kg / cm 2 according to a control signal based on a preset pressure reduction control pattern of the computer control unit 47, and the molten metal 7 is raised to the cavity 9. When depressurization is started, the pressure in the furnace 5A holds the reference pressure PAkg / cm 2 , so the differential pressure from the reference pressure PAkg / cm 2 is read from the differential pressure gauge 27, and the signal of the differential pressure gauge is read by the computer control unit. Enter into 47.
第８のステップにおいて、チャンバー11内を所定圧力
まで減圧し、所定時間保持した後、基準圧用サーボ弁3
2,チャンバー圧用サーボ弁42をOFFし、加圧弁45を閉
じ、同圧弁26を開き、さらに排気弁51を開いて排気させ
る。その後、サービスタンク21に対してエアのチャージ
を行ない、さらに上型8Aを上昇させ金型８を開き製品と
なった鋳造品を取り出す。In the eighth step, the chamber 11 is depressurized to a predetermined pressure and held for a predetermined time, and then the reference pressure servo valve 3
2. The chamber pressure servo valve 42 is turned off, the pressurizing valve 45 is closed, the same pressure valve 26 is opened, and the exhaust valve 51 is opened to exhaust. After that, the service tank 21 is charged with air, the upper die 8A is further raised, and the die 8 is opened to take out the cast product.
次に、前記第７のステップにおける減圧工程のコンピ
ュータ制御について説明する。Next, the computer control of the pressure reducing step in the seventh step will be described.
減圧工程は、炉内5Aの圧力及びチャンバー11内の圧力
を基準圧PAkg/cm2にした後、炉内5Aの圧力をPAkg/cm2に
保持する一方、チャンバー11内の圧力を次第に減圧して
鋳込圧力を差圧により生み出し、溶湯７をキャビティ９
に上昇させるための工程である。In the depressurization process, the pressure in the furnace 5A and the pressure in the chamber 11 were set to the reference pressure PAkg / cm 2 , and then the pressure in the furnace 5A was maintained at PAkg / cm 2 , while the pressure in the chamber 11 was gradually reduced. And the casting pressure is created by the differential pressure, and the molten metal 7 is fed into the cavity 9
This is a process for raising the temperature to.
上記減圧工程において、コンピュータCPUはどのよう
にしてチャンバー圧用サーボ弁42に大して制御信号を出
力するかを以下に説明する。例えば、第７図に示すよう
な教示パターン、即ち、基準圧PAkg/cm2からPXkg/cm2の
差圧までTx秒間でリニアに到達させるというパターンが
設定され、この設定パターンがコンピュータCPUに入力
されると、コンピュータCPUは第８図のようにTx秒をΔt
1秒毎に分解し、その時の角度を計算し、ΔP1という圧
力を出すための信号に変換する。この信号をΔt1秒毎に
チャンバー圧用サーボ弁42に出力し、設定された教示パ
ターン０−１を出力させる。チャンバー圧用サーボ弁42
は電圧又は電流（０〜10V），（4mA〜20mA）の信号によ
って比例制御される。How the computer CPU outputs a control signal to the chamber pressure servo valve 42 in the pressure reducing step will be described below. For example, a teaching pattern as shown in FIG. 7, that is, a pattern in which the differential pressure from the reference pressure PAkg / cm 2 to PXkg / cm 2 is linearly reached in Tx seconds is set, and this setting pattern is input to the computer CPU. Then, the computer CPU sets Tx seconds to Δt as shown in Fig. 8.
It is decomposed every second, the angle at that time is calculated, and converted into a signal for producing a pressure of ΔP 1 . This signal is output to the chamber pressure servo valve 42 every Δt 1 second to output the set teaching pattern 0-1. Servo valve for chamber pressure 42
Is proportionally controlled by voltage or current (0-10V), (4mA-20mA) signals.
しかしながら上記教示パターン設定後、チャンバー圧
用サーボ弁42に対してコンピュータCPUから上記信号が
適切に出力されていても、それが確実に圧力となって動
作しているか判らないため、第９図のようにΔt1秒毎に
実圧力が教示パターンΔP1に一致しているか否かを確認
するという、所謂フィードバック手法を用いている。仮
にΔt1秒後に実圧力がΔP1であるべきなのが、ΔPAだけ
不足していたならば不足圧を補正するというソフトプロ
グラムがコンピュータCPUに組込まれている。However, even after the above signal is properly output from the computer CPU to the chamber pressure servo valve 42 after setting the above teaching pattern, it is not known whether or not the signal is surely acting as pressure. In addition, a so-called feedback method of confirming whether or not the actual pressure matches the teaching pattern ΔP 1 every Δt 1 second is used. If the actual pressure should be ΔP 1 after Δt 1 second, a software program that corrects the underpressure if ΔPA is insufficient is built into the computer CPU.
一方、上記のようにフィードバック手法を用いた圧力
補正機能を取り入れているが、実圧力というのは絶えず
時間と共に変化している。その実圧力は、時間が進行し
ていても止まっているのならば、その確認後誤差分だけ
補正すれば良いが、上記のように実圧力は時間と共に変
化するので確認後の補正では制御遅れを生じる。従っ
て、第10図のように、教示パターンに対してΔt1秒時に
おいてΔPAだけ不足していたならば、次のΔt2若しくは
Δtn秒後に、チャンバー圧用サーボ弁42に入力されるコ
ンピュータCPUからの信号はΔP1＋ΔPxの補正を加えた
入力信号に置き換えながら教示パターンに合っているか
否かを判断するという、所謂フィードフォワード手法も
用いられる。On the other hand, although the pressure correction function using the feedback method is adopted as described above, the actual pressure constantly changes with time. If the actual pressure has stopped even if time has progressed, it is sufficient to correct it by the amount of error after confirmation, but since the actual pressure changes with time as described above, there is a control delay in the correction after confirmation. Occurs. Therefore, as shown in FIG. 10, if ΔPA is insufficient for Δt 1 second with respect to the taught pattern, if the next Δt 2 or Δt n seconds later, the computer CPU input to the chamber pressure servo valve 42 The so-called feed-forward method is also used, in which the signal of ( 1) is replaced with the input signal corrected by ΔP 1 + ΔPx and it is determined whether or not it matches the teaching pattern.
さらに精度向上を計るため、コンピュータCPUの記憶
能力を生かして前ショットの教示パターンに対する実圧
力と補正圧力の差を記憶させたうえ次ショットの学習制
御をさせる。In order to further improve the accuracy, the memory capacity of the computer CPU is used to store the difference between the actual pressure and the corrected pressure for the teaching pattern of the previous shot, and then the learning control of the next shot is performed.
第10図に示すように、フィードフォワード手法で圧力
制御しても、第11図に示すようにΔPAに対するフィード
フォワード補正値ΔP1＋ΔPx対応の補正信号を出力して
もΔPA1の差が出てしまう。このようにフィードフォワ
ードにて圧力制御しても教示パターンにおける等分割時
間Δt1〜Δtnにおいては、まだ圧力誤差があると判断
し、この量を記憶して次回のショットからはフィードバ
ックの補正量ΔPAに対するフィードフォワードの補正量
ΔP1＋ΔPx対応の補正信号を出力し、まだ不足ならばΔ
P1＋ΔPx＋（ΔP1＋ΔPx/2）、一方、過剰ならばΔP1＋
ΔPx−（ΔP1＋ΔPx/2）対応の補正信号を出力して教示
パターンに対する実圧力を補正することにより、ショッ
トが進むにつれて実圧力を教示パターンに近付けるとい
う手段を用いる。As shown in FIG. 10, even if the pressure is controlled by the feedforward method, even if the correction signal corresponding to the feedforward correction value ΔP 1 + ΔPx for ΔPA is output as shown in FIG. 11, there is a difference in ΔPA 1. I will end up. Even if the pressure is controlled by feedforward in this way, it is judged that there is still a pressure error during the equal division time Δt 1 to Δt n in the teaching pattern, and this amount is stored and the feedback correction amount from the next shot. A correction signal corresponding to the feedforward correction amount ΔP 1 + ΔPx for ΔPA is output.
P 1 + ΔPx + (ΔP 1 + ΔPx / 2), on the other hand, ΔP 1 + if excess
A method is used in which a correction signal corresponding to ΔPx− (ΔP 1 + ΔPx / 2) is output to correct the actual pressure for the teaching pattern so that the actual pressure approaches the teaching pattern as the shot progresses.
（発明の効果） 以上のように本発明によれば、鋳造装置を圧力制御し
てルツボからの溶湯を金型のキャビティに上昇させ、凝
固させることによって鋳物を造る場合、最初、炉内の圧
力とチャンバー内の圧力を同時に基準圧まで加圧した
後、所定時間基準圧を保持し、その後、予め設定された
圧力制御パターンに基づいて減圧制御し、さらに溶湯を
凝固させる時には溶湯に高圧を加えるという圧力制御を
するため、溶湯上昇抵抗を減少させ、かつ溶湯の凝固促
進を可能にさせるという効果がある。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, when the casting apparatus is pressure-controlled, the molten metal from the crucible is raised to the cavity of the mold and solidified to produce a casting, first, the pressure in the furnace is set. After simultaneously increasing the pressure in the chamber to the reference pressure, the reference pressure is maintained for a predetermined time, and then the pressure is reduced based on the preset pressure control pattern, and when the molten metal is solidified, a high pressure is applied to the molten metal. Since the pressure control is performed, there is an effect that the rising resistance of the molten metal is reduced and the solidification of the molten metal can be promoted.
第１図は本発明の実施例の圧力制御装置により圧力制御
される鋳造装置を一部断面を含んで示した構造図、第２
図はCP法加圧特性曲線図、第３図は加圧機構の配管系統
図、第４図は基準圧空気供給配管系統図、第５図は基準
圧力安定条件説明図、第６図は鋳造装置を圧力制御する
ための実施例の全体系統図、第７図は理想的な圧力教示
パターン図、第８図はコンピュータの圧力制御信号出力
説明図、第９図は圧力制御のフィードバック制御説明
図、第10図は圧力制御のフィードフォワード制御説明
図、第11図は圧力制御の学習制御説明図、第12図は従来
の鋳造装置を一部断面を含んで示した構造図である。 32……基準圧用サーボ弁 33……基準圧用ブースター 42……チャンバー圧用サーボ弁 43……チャンバー用ブースター 44……バイアスリレー 47……コンピュータコントロールユニットFIG. 1 is a structural view showing a casting apparatus including a partial cross section, in which the pressure is controlled by a pressure control apparatus according to an embodiment of the present invention.
The figure is a CP method pressurization characteristic curve diagram, Fig. 3 is a piping system diagram of the pressurizing mechanism, Fig. 4 is a reference pressure air supply piping system diagram, Fig. 5 is a reference pressure stability condition explanatory diagram, and Fig. 6 is casting. FIG. 7 is an ideal pressure teaching pattern diagram, FIG. 8 is an explanatory diagram of a pressure control signal output of a computer, and FIG. 9 is an explanatory diagram of feedback control of pressure control. FIG. 10 is an explanatory view of feedforward control of pressure control, FIG. 11 is an explanatory view of learning control of pressure control, and FIG. 12 is a structural view showing a conventional casting apparatus including a partial cross section. 32 …… Servo valve for reference pressure 33 …… Booster for reference pressure 42 …… Servo valve for chamber pressure 43 …… Booster for chamber 44 …… Bias relay 47 …… Computer control unit
Claims (1)
定の基準圧に調圧する基準圧調圧手段と、前記基準圧調
圧手段で基準圧に調圧された空気を入力したうえ同基準
圧に負のバイアス圧力を加算して出力するバイアス圧力
調圧手段と、前記バイアス圧力調圧手段から出力された
空気圧を入力する大気圧遮断密封容器内に取り付けら
れ、外部からの調圧信号に従って前記大気圧遮断密封容
器に入力された空気圧を前記基準圧に調圧して出力した
あと所定の圧力制御パターンに基づいて調圧した空気圧
を出力する出力圧調圧手段と、前記基準圧及び圧力制御
パターンを設定させるとともに前記出力圧調圧手段に対
して前記調圧信号を出力する制御手段とを備えることを
特徴とする圧力制御装置。1. A reference pressure adjusting means for adjusting the air supplied from a high-pressure air supply source to a predetermined reference pressure, and an air adjusted to the reference pressure by the reference pressure adjusting means are inputted. A bias pressure adjusting means for adding a negative bias pressure to a reference pressure and outputting the same, and an atmospheric pressure shut-off sealed container for inputting the air pressure output from the bias pressure adjusting means, and a pressure adjusting signal from the outside. Output pressure adjusting means for adjusting the air pressure input to the atmospheric pressure shut-off sealed container to the reference pressure and outputting the adjusted air pressure according to a predetermined pressure control pattern, and the reference pressure and pressure. A pressure control device comprising: a control unit that sets a control pattern and outputs the pressure adjustment signal to the output pressure adjustment unit.
Priority Applications (1)
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| JP62109346A JP2528313B2 (en) | 1987-05-02 | 1987-05-02 | Pressure control device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP62109346A JP2528313B2 (en) | 1987-05-02 | 1987-05-02 | Pressure control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPS63273561A JPS63273561A (en) | 1988-11-10 |
| JP2528313B2 true JP2528313B2 (en) | 1996-08-28 |
Family
ID=14507895
Family Applications (1)
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1987
- 1987-05-02 JP JP62109346A patent/JP2528313B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPS63273561A (en) | 1988-11-10 |
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