JP2975198B2 - ダイカストマシンの射出制御方法及びモニタ画面表示方法 - Google Patents

ダイカストマシンの射出制御方法及びモニタ画面表示方法

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JP2975198B2
JP2975198B2 JP3322365A JP32236591A JP2975198B2 JP 2975198 B2 JP2975198 B2 JP 2975198B2 JP 3322365 A JP3322365 A JP 3322365A JP 32236591 A JP32236591 A JP 32236591A JP 2975198 B2 JP2975198 B2 JP 2975198B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はダイカストマシンの射出
制御方法および射出条件をモニタ画面に表示するための
モニタ画面表示方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のダイカスマシンの射出制
御方法を図8に基づいて説明する。まず、射出スリーブ
101にラドル115で所定量Vの溶湯104を計量し
て給湯し、不図示の射出シリンダの後退限を原点Aとし
て射出プランジャ102を前進(図中左向き)させて低
速で射出を開始する。この低速射出ストロークSLはリ
ミットスイッチ116と射出プランジャ102に設けた
ドグ117によって設定され、リミットスイッチ116
からの切換信号によって不図示の油圧弁を制御して高速
射出に切換え、キャビティ103に溶湯104を急速に
充填する。この高速射出は、所定の高速射出ストローク
Shでもって充填が完了し、その後射出プランジャ10
2は急速に減速する。
【0003】以上が一般的に公知のダイカストマシンで
ある。
【0004】このダイカストマシンの射出状態をモニタ
するために、図9に示すような射出速度線図および射出
圧力線図をモニタ装置のCRT画面に表示する。
【0005】この射出速度および射出圧力線図は、横軸
に時間をとり、縦軸に射出速度および射出圧力をとって
いる。図中t1およびt2は、射出開始時点を原点とし
図8のリミットスイッチ116が作動し、油圧弁が作動
して射出プランジャ102が低速射出速度VLから高速
射出速度VHに切換えられるまでの時間と、高速射出速
度VHで溶湯104をキャビティ103に充填し、充填
完了により急速に減速して所定速度以下に降下した時
点、すなわち充填完了時点までの時間である。
【0006】ダイカストマシンの射出条件は、低速射出
時間t1は数秒のオーダであるのに対し、高速射出時間
t2は0.02〜0.1秒のオーダであり、t2の区間
では図7のBのように棒線となるので、見やすくするた
めに原点からt3以後を拡大するように指令している。
【0007】しかし、次ショット以後のモニタ画面に対
し、t3以後を拡大する指令だけでは不都合が生じ、図
10の高速射出領域がCRT画面から外れてしまうとい
う問題があった。それは、低速射出ストロークSLが決
まっていても、射出開始時点を原点Aとして射出プラン
ジャ102が前進しドグ117によってリミットスイッ
チ116が切換えられるまでの時間(t1ーβ)は、低
速射出速度VLのばらつきにより大きく変動するからで
ある。ただし、βはリミットスイッチ116が高速射出
切換信号を発信してから油圧弁が作動して射出プランジ
ャ102が高速射出に動くまでの電気的,油圧的遅れ時
間である。
【0008】したがって、従来は、図10のCの状態あ
るいはD1の状態のように、速度が急激に上昇あるいは
下降する時点をデータ処理して求め、その時点をCRT
画面の所定位置、例えば画面中心に移行させるというよ
うに複雑なデータ処理を行なっていた。
【0009】また、図8において、キャビティ103内
のガス抜き弁118は不図示のアクチュエータで開閉
し、その開閉は不図示のソレノイドバルブをリミットス
イッチ119の設定でもって所定のタイミングで開閉さ
せていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の射出制御方法では、射出プランジャ102の射出開始
時点を原点Aとし高速射出切換位置をリミットスイッチ
116で設定しているので、たとえば給湯量VがΔV変
動すると、充填完了時点ストロークSfは、ΔSf=4
・ΔV/πD2 (ただし、Dは射出スリーブ101内
径,ΔVは給湯量(体積)の変化量)だけ変動してしま
う。
【0011】したがって、キャビティ103に射出する
際の鋳造条件が変動し、鋳造品質安定に対して不安定要
因を持っていた。
【0012】また、ガス抜き弁118の閉塞タイミング
についても、リミットスイッチ119の設定によってお
り、前記と同様の不安定要因を持っていた。
【0013】さらに、モニタ画面表示についても、モニ
タ画面において射出開始時点を原点Aとして射出速度や
射出圧力を表示しているので、上記したように、射出速
度線図のデータから図10のCあるいはD1のような射
出速度が高速射出速度に急変する時点、あるいは急減速
する時点を探索し、その時点をCRT画面の所定位置に
移行するというような複雑なコンピュータ処理をする必
要があった。
【0014】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、給
湯量に適合する最適位置に高速射出切換位置を自動的に
補正可能とすると共に、射出条件を管理する射出モニタ
画面を見やすくして鋳造品質の安定化を図ることにあ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のダイカストマシンの射出制御方法にあって
は、射出プランジャの充填完了時点ストロークを計測し
て該充填完了時点ストロークの位置を原点とし、該原点
と製品体積に応じて予め決定される高速射出ストローク
とを基にして高速射出切換位置を演算し、この演算され
た高速射出切換位置にて射出プランジャの射出速度を低
速から高速に切換制御することを特徴とする。
【0016】常に前回数ショットの充填完了時点ストロ
ークの平均ストロークを演算して新たに演算された原点
を前回の原点と置換し、新たな原点を基準にして次ショ
ット以後の高速射出切換位置を自動補正することが好ま
しい。
【0017】また、試鋳ショットおよび本鋳ショットを
通じて充填完了時点ストロークを計測して高速射出切換
位置を演算することが好適である。
【0018】高速射出切換信号発信位置を、電気的,油
圧的遅れを考慮して高速射出切換位置より所定ストロー
クだけ先行させることが効果的である。
【0019】また、キャビティからガスを抜くガス抜き
弁の閉塞信号発信位置を、前記原点を基準にして、ガス
抜き弁の閉塞時間を基に予め設定した補正値で自動補正
することを特徴とする。
【0020】さらに、増圧制御の増圧発進信号発信位置
を、原点を基準にして、所定ストロークの位置に自動補
正することを特徴とする。
【0021】また、射出スリーブに給湯する所定量の給
湯量の補正信号を、原点を基準にして自動補正した高速
射出切換位置が、予め設定した許容値を越えた場合、前
記自動補正量と補正量の正負を演算・判別して前記所定
量の給湯量の補正信号とすることを特徴とする。
【0022】一方、射出条件をモニタ画面に表示して管
理するモニタ画面表示方法は、射出プランジャの充填完
了時点ストロークを計測して該充填完了時点ストローク
の位置を原点とし、モニタ画面の横軸の所定位置に前記
原点を設定して射出条件をモニタ画面に表示することを
特徴とする。
【0023】また、原点からさかのぼって射出開始まで
の領域の横軸として射出ストロークをとり、原点以後の
領域の横軸として時間をとることを特徴とする。
【0024】
【作用】上記構成のダイカストマシンの射出制御方法に
あっては、高速射出ストロークは製品体積に応じて予め
一義的に定まるので、充填完了時点ストロークの位置を
原点とすることにより、給湯量が変化しても、高速射出
切換位置を給湯量に適合する最適位置に設定することが
できる。
【0025】また、数ショットの充填完了時点ストロー
クの平均ストロークを演算し、新たに演算された原点を
前回の原点と置換して次ショット以後の射出制御用の原
点とすれば、各ショット毎のばらつきの影響が小さくな
り、高速射出切換位置をより最適位置に設定することが
できる。
【0026】また、高速射出切換位置に対応する高速射
出切換信号発信位置を、製品体積から予め決められた高
速射出ストロークの他に、電気的,油圧的遅れを考慮し
て補正すれば、最適タイミングで作動させることができ
る。
【0027】さらに、ガス抜き弁の閉塞信号発信位置
も、原点を基準にし、ガス抜き弁の閉塞時間を基にして
予め設定した補正値で自動補正すれば、ガス抜き弁の閉
塞作動を最適タイミングで作動させることができる。
【0028】また、増圧発進信号発信位置を原点から所
定ストロークの位置に自動補正することが効果的であ
る。また、射出スリーブに給湯する所定量の給湯量を自
動的に補正することができる。
【0029】一方、本発明のモニタ画面表示方法によれ
ば、射出プランジャの充填完了時点ストロークの位置を
原点とすることにより、低速射出速度のばらつきがあっ
ても、高速射出の際の射出条件を、モニタ画面上の所定
位置に表示することができる。
【0030】また、原点からさかのぼって射出開始時点
までの領域の横軸に射出ストロークをとることにより、
射出速度や射出圧力などの射出条件を拡大して表示する
ことができる。
【0031】また、原点以後の領域の横軸に時間をとる
ことにより、増圧立ち上がり状態など射出圧力変化を拡
大して表示することができる。
【0032】
【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。
【0033】図1には、本発明のダイカストマシンの射
出制御方法が適用されるダイカストマシンの基本的構成
が示されている。このダイカストマシンは、溶湯が充填
されるキャビティ1と、ゲート2を介してキャビティ1
と連通するように設けられる射出スリーブ3と、この射
出スリーブ3内に注湯される溶湯4を押圧するための射
出プランジャ5と、を備えている。この射出プランジャ
5は射出シリンダ6により駆動されるもので、射出シリ
ンダ6にはアキュムレータ7を有する油圧源8から油圧
が供給され、制御弁9によって油圧の供給が制御され
る。また、制御弁9はマイクロコンピュータが搭載され
た制御盤10によって制御されるもので、制御盤10か
ら出力される制御信号は増幅器11によって増幅されて
制御弁9に入力される。
【0034】また、制御盤10には、初期データ等を入
力するための入力装置12と、射出プランジャ5のスト
ロークを検出するためのストローク検出センサ13とが
接続され、さらに出力装置として射出条件を監視するた
めの表示装置14が接続されている。
【0035】一方、キャビティ1にはガス抜き弁15が
接続されている。
【0036】次に本発明の射出制御方法の工程を、図2
に示すフローチャートを参照して説明する。
【0037】このダイカストマシンの射出制御は、射出
プランジャ5の速度を始めは低速にし、途中から高速に
する方式で、本発明は特に高速切換位置を最適位置に制
御するものである。
【0038】先ず、前記制御盤10の入力装置12か
ら、低速射出ストロークSL,高速射出ストロークS
h,補正ストロークα,平均ストロークを演算するため
のショット数N,充填完了時点速度Vf等の各種設定値
を入力し制御プログラムを実行する(ステップ1,
2)。
【0039】高速射出ストロークShは製品体積から一
義的に定まるもので、鋳造製品重量wと、その比重ρ,
射出スリーブ1の内径Dの断面積Eから算出できるスト
ロークである。
【0040】すなわち、Sh=w/ρ・E…… を演算して容易に求められる。
【0041】また、フローチャートの制御プログラムに
前記式を入れ、設定値として、製品重量w,比重ρ,
射出スリーブ3の断面積E(または内径D)を入力する
ようにしてもよい。
【0042】そして、射出開始と共に、射出速度,射出
ストローク,射出圧力を計測する。この初期の原点は射
出シリンダ6の後退限、すなわち射出プランジャ5の射
出開始時点とする。
【0043】前記射出プランジャ5のストロークは、図
1の射出シリンダ6のピストンロッド16の表面に磁
性,非磁性の等ピッチの縞模様を形成して磁気スケール
とし、ピストンロッド16に近接配置されるセンサ13
を磁気センサとしてストロークに応じてパルスを発生さ
せ、マイクロコンピュータを有する制御盤10で演算処
理してピストンロッド16のストロークおよび速度が計
測可能となっている。これらの計測システムは公知であ
り、詳細説明を省略する。
【0044】次に、射出プランジャ5の射出ストローク
が(SLーα)に達すると、高速射出切換信号が発信さ
れ、制御盤10から増幅器11を介して制御弁9の励磁
コイルに駆動電流を流して制御弁9を急速に開き、アキ
ュムレータ7を有する油圧源8から大流量の圧油を射出
シリンダ6に供給し、キャビティ1内に溶湯4を急速に
高速射出する(ステップ3,4)。この高速射出切換位
置は(Sh+α)として演算してもよい。
【0045】補正ストロークαは、高速射出切換信号発
信位置と実際に高速に切換えられた実測位置との差で、
電気的,油圧的遅れに起因するストローク差である。そ
の遅れ時間をtd,その時の低速射出速度をVLとすれ
ば、α=VL・tdである。tdは制御弁9とその制御
回路から決まる値で、ダイカストマシンの運転試験によ
って予め決定しておくことができる。
【0046】また、αを入力する代わりにtdを設定値
として入力し、VLを設定値あるいは実測値として、演
算式をプログラムしておいて演算するようにしてもよ
い。
【0047】最適位置に高速射出切換位置が制御された
状態は、図1のように湯先4aがゲート2内にあるのが
好ましい。
【0048】キャビティ1内への溶湯4の充填が完了す
ると(図1(b) 参照)、射出プランジャ5は急速に減速
し、たとえば高速射出速度Vhの0.1倍を充填完了時
点速度Vfとし(Vf=0.1Vh)、この充填完了時
点速度Vf以下に減速された瞬間の射出プランジャ5の
ストロークを充填完了時点ストロークSfとして計測
し、制御盤10のマイクロコンピュータに記憶する(ス
テップ5,6)。
【0049】また、上記したVf=0.1Vhの演算を
プログラムの中で行わせれば、充填完了時点速度Vfを
最初に入力しなくてもよい。前記係数0.1は限定する
ものではなく、0.1〜0.3の範囲とする。
【0050】このようにして、Nショット鋳造し、その
充填完了時点ストロークSfの平均値(Sfバー)を演
算する(ステップ7,8)。
【0051】以下、この明細書を通じて平均値の表記に
ついては、上記した(Sfバー)のように、記号の後に
(バー)という文字を付して表記するものとする。
【0052】次に、この平均充填完了時点ストローク
(Sfバー)の位置を原点位置とし、て原点の変換を行
う(ステップ9)。
【0053】そして、原点を基準にして、{(SLバ
ー)=(Sfバー)ーSh}を演算し、高速射出切換位
置に対応する低速射出ストロークSLを(SLバー)に
置換し、次工程のショットに進む(ステップ10)。
【0054】このように、最初数ショットを、従来と同
様に射出プラジンジャ2の射出開始時点を原点Aとして
射出し、その充填完了時点ストロークSfを計測して平
均ストローク(Sfバー)を求め、原点をその平均スト
ローク(Sfバー)位置に変換する。そして、以後のシ
ョットの高速射出切換位置に対応する低速射出ストロー
ク(SLバー)を、(SLバー)={(Sfバー)−S
h}より演算し、高速射出切換位置を(SLバー)に置
換して自動的に補正し、その条件で数ショット鋳造す
る。さらに、この時の数ショットの充填完了時点ストロ
ークSfの平均値(Sfバー)を求め、再び原点を(S
fバー)に変換する。このように、Nショット毎に原点
補正をして原点が浮動するので、演算して求められた原
点を浮動原点Xと呼ぶことにすると、浮動原点Xを設定
することによって、高速射出切換位置がNショット毎に
自動補正されることになる。
【0055】図3は、請求項7に関するフローチャート
であり、ステップ1では、図2の場合のSL,Sh,V
h,Vf,α,Nに加えてZ,Dを入力する。
【0056】Zは前記原点を基準にして自動補正した高
速射出切換位置(SLバー)と予め設定した高速切換位
置SLとの差、すなわちΔSL=(SLバー)−SLの
許容できる最大値であり、予め設定した許容値と呼んで
いる(図4参照)。
【0057】Dは射出スリーブ3の内径である。
【0058】ステップ2からステップ10までは図2と
同じであり説明は省略する。
【0059】以上のステップで前記原点を基準にして高
速射出切換位置が(SLバー)に自動補正される。
【0060】次に、ΔSL=(SLバー)−SLを演算
・記憶する(ステップ11)。
【0061】次に、その自動補正量ΔSLの絶対値が前
記予め設定した許容値Zを超過しているかどうかを判別
するとともに、前記自動補正量ΔSLに対する給湯量V
の補正量ΔVを、ΔV=πD2 /4・| ΔS L |から演
算する(ステップ12,13)。
【0062】次に前記自動補正量ΔSLが正か負かを判
別し、それが正の場合は給湯量Vが不足の場合であり、
それが負の場合は給湯量が過大の場合であって、それぞ
れ+ΔVおよびーΔVの給湯量補正信号を出して不図示
の給湯装置を調整する(ステップ14,15)。給湯装
置はラドル方式に限定するものではなく、電磁ポンプ給
湯方式その他に適用できる。
【0063】図4は、高速射出切換位置を自動補正した
状態を示しており、湯先4aはゲート2内に達してい
る。また同図SL,(SLバー),+ΔSL,−ΔS
L,Z等の記号の位置を説明している。
【0064】図5および図6は、上記射出制御工程の射
出制御条件として射出速度及び射出圧力を表示するモニ
タ表示画面を示すものである。
【0065】この表示画面は、充填完了時点の浮動原点
Xを基準にして、浮動原点Xからさかのぼって射出開始
位置までの領域(図中浮動原点Xより左側)では横軸に
射出ストロークをとり、浮動原点Xより以後の領域(図
中浮動原点Xより右側)では横軸に時間をとって表示し
ている。
【0066】そして、浮動原点Xは常に表示画面の所定
位置、例えば中央位置に設定することにより、複数ショ
ットの射出条件を重ね書きした場合に、完全に重なった
線図となり、鋳造条件の異常が発生すれば直ちに発見す
ることができる。
【0067】また、他の実施例としてガス抜き弁18の
制御について説明する。
【0068】図7は、このガス抜き弁15の制御の際
に、図2のフローチャートに追加する手順のみを図示し
ている。すなわち、射出を開始して、射出プランジャ5
のストロークが(SL−G)に到達するとガス抜き弁1
5を閉塞する信号を発信する。(SL−G)を(SL+
G)とする場合もある。これにより、ガス抜き弁15の
閉塞タイミングが最適位置に自動的に補正され、鋳造製
品の品質を安定させることができる。
【0069】ここでGは図6よりガス抜き弁の弁閉塞時
間を基に予め設定した補正値で入力装置12から入力す
る。
【0070】なお、増圧制御のタイミングに関しても、
図6に示したように、浮動原点Xを基準にして所定スト
ロークFの位置を増圧発信信号発信位置として増圧制御
を行うことができる。
【0071】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
充填完了時点ストローク位置を原点として高速射出切換
位置を演算して制御するようにしたので、給湯量のばら
つきがあっても、給湯量に適合する最適位置に高速射出
切換位置を設定することができ、高速射出領域が常に一
定の射出条件となって鋳造製品の品質安定に効果を奏す
る。
【0072】また、ガス抜き弁を使用する場合にも、最
適タイミングで作動させることができ、さらに、増圧制
御において、増圧発進信号発信位置を自動補正して最適
タイミングで作動させることができる。
【0073】さらにまた、原点をモニタ画面の所定位置
に設定することによって、複雑なデータ処理をすること
なく、高速射出領域の射出条件をモニタ画面の所定位置
に表示することができる。
【0074】また、原点から射出開始時までの領域に射
出ストロークをとることにより、高速射出領域の画面を
拡大して見ることができるとともに、原点より以後の領
域では横軸に時間をとることにより増圧立ち上がり状態
など射出圧力変化を拡大してみることができ、制御条件
の管理が容易になる。
【0075】さらに、射出モニタ画面に数ショット分の
射出条件を重ねて表示すれば、完全に重なった線図とな
り、鋳造条件の異常発見を極めて容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a) は本発明のダイカストマシンの射出制
御方法及びモニタ画面表示方法が適用されるダイカスト
マシンの制御構成の一例を示す概略図、同図(b) は同図
(a) の充填完了時点の射出プランジャの位置を示す要部
構成図である。
【図2】図2は図1のダイカストマシンの制御手順を示
すフローチャートである。
【図3】図3は請求項7に関するフローチャートであ
る。
【図4】図4は高速射出切換時点における射出プランジ
ャの位置を示す図である。
【図5】図5は図1のダイカストマシンの射出速度およ
び射出圧力を表示するモニタ画面を示す図である。
【図6】図6は図5の要部拡大図である。
【図7】図7は本発明の他の実施例を示すもので、図2
に追加するフローチャートを示す図である。
【図8】図8は従来のダイカストマシンの制御方法が適
用されるダイカストマシンの制御構成を示す概略図であ
る。
【図9】図9は射出速度及び射出圧力を示す線図であ
る。
【図10】図10は図9の高速射出領域を拡大して示す
線図である。
【符号の説明】
1 キャビティ 3 射出スリーブ 4 溶湯 5 射出プランジャ 6 射出シリンダ 8 油圧源 9 制御弁 10 制御盤 12 入力装置 14 表示装置 15 ガス抜き弁 Sf 充填完了時点ストローク Sh 高速射出ストローク SL 低速射出ストローク X 浮動原点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 17/32

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出プランジャの充填完了時点ストロー
    クを計測して充填完了時点を原点とし、該原点と製品体
    積に応じて予め決定される高速射出ストロークとを基に
    して高速射出切換位置を演算し、この演算された高速射
    出切換位置にて射出プランジャの射出速度を低速から高
    速に切換制御することを特徴とするダイカストマシンの
    射出制御方法。
  2. 【請求項2】 常に前回数ショットの充填完了時点スト
    ロークの平均ストロークを演算して新たに演算された原
    点を前回の原点と置換し、新たな原点を基準にして次シ
    ョット以後の高速射出切換位置を自動補正する請求項1
    に記載のダイカストマシンの射出制御方法。
  3. 【請求項3】 試鋳ショットおよび本鋳ショットを通じ
    て充填完了時点ストロークを計測して高速射出切換位置
    を演算する請求項1または2に記載のダイカストマシン
    の射出制御方法。
  4. 【請求項4】 高速射出切換信号発信位置を、電気的,
    油圧的遅れを考慮して高速射出切換位置より所定ストロ
    ークだけ先行させる請求項1,2または3に記載のダイ
    カストマシンの射出制御方法。
  5. 【請求項5】 キャビティからガスを抜くガス抜き弁の
    閉塞信号発信位置を、原点を基準にして、ガス抜き弁の
    閉塞時間を基に予め設定した補正値で自動補正すること
    を特徴とする請求項1,2,3または4に記載のダイカ
    ストマシンの射出制御方法。
  6. 【請求項6】 増圧制御の増圧発進信号発信位置を、原
    点を基準にして、所定ストロークの位置に自動補正する
    ことを特徴とする請求項1,2,3または4に記載のダ
    イカストマシンの射出制御方法。
  7. 【請求項7】 射出スリーブに給湯する所定量の給湯量
    の補正信号を、原点を基準にして自動補正した高速射出
    切換位置が、予め設定した許容値を越えた場合、前記自
    動補正量と補正量の正負を演算・判別して前記所定量の
    給湯量の補正信号とすることを特徴とする請求項1,
    2,3または4に記載のダイカストマシンの射出制御方
    法。
  8. 【請求項8】 射出条件をモニタ画面に表示して管理す
    るモニタ画面表示方法において、 射出プランジャの充填完了時点ストロークを計測して該
    充填完了時点ストロークの位置を原点とし、モニタ画面
    の横軸の所定位置に前記原点を設定して射出条件をモニ
    タ画面に表示することを特徴とするモニタ画面表示方
    法。
  9. 【請求項9】 原点からさかのぼって射出開始までの領
    域の横軸に射出ストロークをとり、原点以後の領域の横
    軸に時間をとる請求項8に記載のモニタ画面表示方法。
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