JP3573365B2 - 加圧鋳造機における加圧ピンの制御方法およびその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ダイカストマシンなどの加圧鋳造機において、金型内に充填された溶湯を局部的に加圧するために用いる加圧ピンの制御方法および制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に加圧鋳造では、金型内のキャビティに充填されてから溶湯が冷却されて凝固する際に、体積の収縮により鋳造品の組織に内引けが発生しやすい傾向がある。また、キャビティには、溶湯を高速で射出するため、溶湯に空気が巻き込まれ、鋳物の内部に鋳巣を生じることなる。このような内引け、鋳巣などの欠陥をなくすため、キャビティ内の溶湯が凝固する直前に加圧ピンを溶湯に押し込んで局部的に加圧することによって引け巣の発生を防止することが行われている。
【０００３】
この加圧ピンによる局部加圧方法の実施に際しては、鋳造条件に応じた適切な加圧力と、加圧をするときのタイミングを適切に決定することが重要となる。従来のこの種の加圧ピンの制御に関する公知技術としては、例えば、特公昭５９−１５６５６０号公報、特開昭５８−９７５８号公報、特開平４−１１８１６７号公報に開示されている。
【０００４】
特公昭５９−１５６５６０号公報による加圧ピン制御は、加圧ピンの加圧タイミングをタイマーを用いて一定に制御するものであり、特開昭５８−９７５８号公報によれば、金型温度をセンサで検出し、この検出温度に基づいて加圧ピンの動作を制御するものである。特開平４−１１８１６７号公報では、加圧ピンのストロークを検出し、検出値が所定のストロークになるように、加圧ピンをキャビティ内に前進させるタイミングを制御し、これによって、適正な条件の下で溶湯を加圧するようにした加圧ピンの制御方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の特公昭５９−１５６５６０号公報の技術においては、鋳込み開始の金型温度と、型安定時の凝固温度が異なるため、タイマーで加圧ピンの動作のタイミングを制御しても鋳物の品質にバラツキを生じることがあった。特開昭５８−９７５８号公報の技術によれば、金型温度または溶湯温度と加圧タイミングのタイミングの関係が明確でないと加圧ピンの動作を制御しにくいという問題があり、さらに、金型温度も、溶湯温度と射出圧力の関係を一定にすることが困難であった。
【０００６】
さらに、特開平４−１１８１６７号公報による加圧ピン制御方法では、加圧ピンの位置を直接計測できるというメリットがある反面、金型ごとにセンサを取り付け、あらかじめ加圧ピンの最適なストロークを金型、鋳造条件に対応させて加圧ピンごとに設定する必要がある。加圧ピンのストロークが誤って設定されてしまった場合には、その設定値のまま加圧ピンが制御されてしまう問題があった。
【０００７】
また、一の金型に複数の加圧ピンを設け、それぞれ加圧ピンを駆動するシリンダのストロークが異なるものでは、それぞれについて、センサを取り付け、最適となる加圧ピンのストロークを調整しなければならない。このような加圧ピンのストロークの設定は、加圧ピン毎、鋳造条件毎に微妙に異なり、煩些な労力を要していた。
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、引け巣発生の防止に最適なように加圧ピンのストロークが自動的に制御されるようにして鋳造品の品質の向上に資する加圧ピンの制御方法およびその制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、金型のキャビティ内に充填された溶湯をすくなくとも１つの加圧ピンで局部的に加圧する加圧鋳造機における加圧ピンの制御方法であって、前記加圧ピンを駆動する加圧ピンシリンダの無負荷でのフルストロークＳを計測し、前記加圧ピンのフルストロークＳから、フルストロークの手前位置で加圧するためのストローク残存量に相当し加圧ピンの径や金型のサイズに関係なく決まる所定の微小量αを減じた（Ｓ−α）を加圧ピンのストロークとして設定し、キャビティ内に溶湯の充填が開始されてから所定の待ち時間を経過した後に加圧ピンを前進させ、前記加圧ピンの実際のストロークＳf を計測し、前記加圧ピンのストローク検出値Ｓf と、設定ストローク（Ｓ−α）との値を比較し、その比較の結果、Ｓf ＝（Ｓ−α）でなかったとき、次回の鋳造サイクルにおけるストローク検出値Ｓf を設定ストローク（Ｓ−α）に近づけるために、前記加圧ピンシリンダへ供給する圧油の圧力、流量、溶湯の充填完了から加圧ピンを前進させるまでの待ち時間のうち少なくとも１のパラメータを補正することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、金型のキャビティ内に充填された溶湯を凝固直前に加圧ピンで局部的に加圧する加圧鋳造機における加圧ピンの制御装置であって、加圧ピンのストローク量を検出するストローク検出手段と、加圧ピンを駆動する加圧ピンシリンダに供給する流体の圧力、流量を制御する加圧ピン油圧制御回路と、前記加圧ピンシリンダの無負荷状態化で検出した加圧ピンのフルストロークＳから、フルストロークの手前位置で加圧するためのストローク残存量に相当し加圧ピンの径や金型のサイズに関係なく決まる所定の微小量αを減じた（Ｓ−α）を加圧ピンのストロークとして設定し、鋳造サイクルにおける前記加圧ピンのストローク検出値Ｓf と、設定ストローク（Ｓ−α）との値を比較し、その比較の結果、Ｓf ＝（Ｓ−α）でなかったとき、次回の鋳造サイクルにおれるストローク検出値Ｓf を設定ストローク（Ｓ−α）に近づけるために、前記加圧ピンシリンダへ供給する圧油の圧力、流量、溶湯の充填完了から加圧ピンを前進させるまでの待ち時間のうち少なくとも１のパラメータを補正するストローク補正手段と、前記ストローク補正手段による補正結果に基づいて前記加圧ピン油圧制御回路を制御する制御部を具備したことを特徴とするものである。
【００１０】
前記の加圧ピンの制御装置では、前記ストローク検出手段はアブソリュート式あるいはイクンリメンタル式の変位センサなどを用いることができるほか、加圧ピンシリンダに供給される圧油の流量を検出する流量カウンタと、この流量カウンタによって検出された流量を加圧ピンのストローク量に変換する手段とから構成できる。
【００１１】
また、本発明では、加圧ピン油圧制御回路は、前記油圧供給源からの圧油の圧力を調整する圧力調整部と、前記圧力調整部で圧力調整された作動油の圧力を補償する圧力補償部と、前記圧力補償部で圧力調整された作動油の流量を調整する流量調整部と、前記流量調整部で流量を調整された作動油の方向を切り換る方向切換弁と、前記方向切換弁に接続され加圧ピンの進退動作を行う油圧シリンダと、から構成することができる。
【００１２】
前記ストローク検出手段は、方向切換弁を通過した作動油の流量を所定の単位でカウントする流量カウンタを備え、この流量カウンタを加圧ピンの進退動作を行う油圧シリンダと、前記方向切換弁の間に接続し、前記流量カウンタによって計測した流量を、あらかじめ記憶した流量と加圧ピンの位置との対応関係データから加圧ピンの位置を間接的に計測するように構成することができる。
【００１３】
また、加圧ピン油圧制御回路は加圧鋳造機の中子シリンダ油圧回路とは独立して設けることが好ましい。
【００１４】
【作用】
まず、溶湯をキャビティに充填する前に無負荷の状態で加圧ピンのストロークＳが計測され、計測した加圧ピンのストロークＳからわずかに手前位置の所定の微小量αを減じた（Ｓ−α）がその鋳造サイクルでの加圧ピンの最適なストロークとして設定される。
キャビティ内に溶湯が充填が開始され、所定の時間が経過すると、加圧ピンが前進してその実際のストロークＳｆ が計測される。
この加圧ピンのストローク検出値Ｓｆ と、設定ストロークＳ−αの値とは比較されて、加圧ピンのストロークが設定ストローク（Ｓ−α）になるように加圧ピンシリンダへ供給する圧油の圧力、流量または、溶湯の充填完了から加圧ピンを前進させるまでの待ち時間といった実際の加圧ピンのストロークを決定するパラメータの値が補正され、次回の鋳造サイクルからは、この補正されたパラメータに基づいて加圧ピン油圧制御回路が動作し、加圧ピンのストロークは、一定の設定値になるように制御される。
【００１５】
また、本発明では、金型を用いた加圧鋳造中の鋳物に対して、油圧シリンダによりスクイズピンを凝固直前に押込んで鋳巣を減少または解消すべく、凝固直前に押込んだ加圧ピンのストローク量を、流量カウンタなどによって計測した流量と、予め求めた加圧ピンの位置と流量との対応関係から間接的に計測し、加圧ピンの適正ストロークと比較し、加圧鋳造時のストロークが適正範囲を外れないように、加圧ピンの動作が制御される。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明による加圧ピンの制御方法および制御装置の一実施例について添付の図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、加圧ピンの制御方法を実施するための装置の構成を示すブロック図である。符号１０は加圧ピンを示す。この加圧ピン１０は、加圧ピンシリンダ１２のピストンロッド１１に連結されるもので、駆動されたときにその先端は金型１４を貫通してキャビティ１３内に突出するようになっている。金型１４は、図２に示されるように、ダイカストマシンの固定盤に取り付けてられた固定型１６と、可動盤上に設置された可動型１７とからなり、溶湯１８は図示しない射出スリーブによって加圧充填される。
【００１８】
加圧ピンシリンダ１２に圧油を供給する油圧源２は、タンク３、フィルタ４、油圧ポンプ５およびポンプモータ６を含んでいる。また、この油圧源２は、図示されないダイカストマシンの中子シリンダ用油圧回路と共用するようになっている。
【００１９】
圧油はこの油圧源２から電磁方向制御弁２２を介して加圧ピンシリンダ１２に導入される。電磁方向制御弁２２は、その中立位置において、油圧ポンプ５から延出するパワーラインが接続されているＰポートをブロックポジション、ポート２３を加圧ピンシリンダ１２のヘッド側のシリンダ室１２ａに連通するポートとし、加圧ピンシリンダ１２のエンド側のシリンダ室１２ｂに連通するポート２４がタンクポートＴに連通するように接続されている。ソレノイド２２ａ、２２ｂは、ダイカストマシンの制御盤２６に接続されており、この制御盤２６を通じてダイカストマシンの図示しない離型剤スプレーの動作と連動して電磁方向制御弁２２が切り替わるように構成されている。
【００２０】
加圧ピンシリンダ１２へ供給する圧油の圧力および流量を制御する加圧ピンシリンダ制御回路２８は、アキュームレータ３０、圧力補償弁３１、比例電磁リリーフ弁３２、比例電磁方向流量制御弁３３、チェック弁３４とから構成されている。
【００２１】
圧力補償弁３１は、アキュームレータ３０の下流に接続され、負荷圧力の変動を補償するとともに比例電磁リリーフ弁３２によって制御される圧力の変動に対応させて、比例電磁方向流量制御弁３３に導入される圧油の圧力を一定にするためのものである。比例電磁方向流量制御弁３３を通って実際に加圧ピンシリンダ１２へ供給する作動油の流量は、比例電磁方向流量制御弁３３の開度を調整することによって制御される。この比例電磁方向流量制御弁３３は、ソレノイド３３ａが付勢されると、入り口側の管路と出口側の管路が連通するようになっているととともに、後述されるマイクロプロセッサが組み込まれた制御部４０によってアンプ３５を介してソレノイド３３ａの励磁の度合いに応じて開度量が制御されるようになっている。
【００２２】
一方、比例電磁リリーフ弁３２は、アンプ３６を介して設定圧力に応じて励磁されるソレノイド３２ａを有しており、制御部４０から圧力設定信号出力がアンプ３６に与えられ、油圧回路の最大圧力が設定されるように構成されている。
【００２３】
次に、制御部４０は、マイクロプロッセッサを搭載した中央処理装置４１と、プログラムが格納されたＲＯＭおよびデータを随時読み書きできるＲＡＭとを備えた主記憶装置４２と、入力装置４３ならびに出力装置４４とを備えている。中央処理装置４１は、入力装置４３を介して、加圧ピンシリンダ１２のストローク量を検出するストローク検出器４５と、ダイカストマシンの制御盤２６と、加圧ピンの制御に必要な所要の設定データを入力するためのキーボード４６とが接続されている。
【００２４】
前記ストローク検出器４５は、この実施例では、アブソリュート式の変位検出器で、差動変圧器を使用している。このアブソリュート式のストローク検出器４５は、原点位置をセンサ自体で決定するために、あるストロークにおける出力値は常に一定となるものである。このストローク検出器４５は、加圧ピンシリンダ１２内に収納して設けることができる。
【００２５】
すなわち、図６に示すように、加圧ピンシリンダ１２のシリンダヘッド８０にコイル部８２が固定され、ピストン８３内部にコイル部８２を覆うようにスリーブ状のコア８１が内蔵されている。そして、ピストン８３が動くと内蔵されたスリーブコア８１もいっしょに動くため、コイル部８２とスリーブコア８１の位置関係がずれて、ピストン８３の位置に応じた電圧を出力するようになっている。このピストン８３と加圧ピン１０は一体に連結されているために、ピストン８３の位置を検出することによって、加圧ピン１０のストロークを検出できる。
【００２６】
このようにアブソリュート式のストローク検出器４５を内蔵した加圧ピンシリンダ１２を用いることにより、ストローク検出センサ４５専用のスペースを小さくすることができ、金型における加圧ピンユニットによる制約を最小限にすることができる。なお、ストローク検出器４５としては、アブソリュート式に限るものではなく、インクリメンタル式のものを採用することもできる。
【００２７】
制御部４０には、鋳造サイクルが開始されて離型剤のスプレー装置が作動したときに、スプレー作動信号が入力され、また、金型１４のキャビティへの溶湯の充填が終了したときには、充填完了信号が入力されるようになっている。なお、溶湯の充填完了の検出には、図示しない射出プランジャーの押圧力の変化あるいは射出速度の低下を検出して充填完了信号を出力する公知の技術が適用される。
【００２８】
一方、出力装置４４には、表示装置としてＣＲＴ４７が接続されており、加圧ピン１２の制御に必要な設定データをＣＲＴ４７の画面に表示される指示に従ってキーボード４６から入力することができ、また、鋳造サイクルの進行状況を表す各種データが表示されるようになっている。また、制御部４０には、信号線５０、５１を介して流量制御弁３４のアンプ３５、比例電磁リリーフ弁３３のアンプ３６と接続されている。
【００２９】
次に、加圧ピンの制御方法について、図３のフローチャートを参照しながら、以下に説明する。
まず、キーボート４６から種々のデータ、すなわち、定数α、圧力Ｐ、流量Ｑ、待ち時間Ｔ１、および押圧時間Ｔ２が入力される（ステップＳ１）。これらは、加圧ピン１０の最適なストロークを決定するためのパラメータとして、入力されるデータである。
定数αは、加圧ピン毎に鋳造条件に応じて予め定められた微小な定数である。ここで、所定の微小量αの値は、フルストロークの一歩手前の位置で加圧するためのストローク残存量に相当する値であって、加圧ピン１０の径や金型の大きさに関係なく定まり、通常、２〜３ｍｍの範囲内にある。本発明では、実際のストローク検出量Ｓｆ が、無負荷ストロークをＳとして、設定値（Ｓ−α）に近づくか、または一致するように加圧ピン１０の移動制御を行うことによって、巣の発生を抑制する。
【００３０】
図２において、加圧ピン１０が無負荷の状態で最前進端まで前進するときの全ストロークをＳとすると、中央処理装置４１は、Ｓ−αのストローク量を最適なストロークとして算出するとともに、実際に前進したストロークの計測値であるストロークＳｆ と比較し、その比較結果に基づいて、加圧ピン１０についてのストローク検出量Ｓｆ が設定値（Ｓ−α）に漸近するように、圧力Ｐ、流量Ｑ、待ち時間Ｔ１等ののパラメータを補正する。
【００３１】
圧力Ｐは、加圧ピンシリンダ１２に供給される圧油の作動圧力であり、特に製品のワレに影響を与えるもので比例電磁リリーフ弁３２によって設定される。流量Ｑは、加圧ピンで押えている位置よりも離れた位置にある鋳巣の減少または解消に大きな効果を与える。この流量Ｑは加圧ピンシリンダ１２に供給する単位時間あたりの圧油の流量で、流量カウンタ２５によって測定され、比例電磁方向流量制御弁３３の開度を調整することによって設定されるようになっている。また、待ち時間Ｔ１は、加圧ピン１０を凝固直前に押し込むタイミングをとるための時間であって、鋳物全体の密度に影響を与える。キャビティ１３への溶湯充填完了の時点から、加圧ピン１０が実際に前進を開始するまでの待ち時間を表している。押圧時間Ｔ２は、加圧ピン１０の前進開始時を起算時点として、加圧ピン１０がそれ以上前進しなくなり、その時点での位置を実測するまでの時間を表わしている。これらα、待ち時間Ｔ１、押圧時間Ｔ２は、鋳造条件に応じて過去の経験により得たデータに基づいて適当な値にあらかじめ設定され、待ち時間Ｔ１、押圧時間Ｔ２については、制御部４０が内蔵する図示しないタイマ手段によって計時されるようになっている。
【００３２】
次に、鋳造サイクルの開始とともに金型１４が開かれ、図示しない離型剤スプレーによって、キャビティ成形面に離型剤が吹き付けられる。この離型剤の塗付と同時に、加圧ピンシリンダ１２に圧油が供給される。また、この離型剤スプレーの作動信号は、ダイカストマシンの制御盤２６から制御部４０に出力されるので（ステップＳ２）、この信号を取り込んだ中央処理装置４１は、無負荷でフルストロークを往復する加圧ピン１０の前進全ストロークＳをストローク検出器４５を介して検出する。中央処理装置４１は、ストローク検出器４４の出力信号に基づいて加圧ピンシリンダ１２の全ストロークＳを演算し、その結果のデータを記憶装置４２に記憶する（ステップＳ３）。
【００３３】
金型１４のキャビティ１３へ溶湯が充填され始め、やがて充填完了を知らせる充填完了信号がダイカストマシン制御盤２６から制御装置４０に与えられる（ステップＳ４）。この溶湯充填完了時点から図示しないタイマが作動して、第１の待ち時間Ｔ１時間が経過すると（ステップＳ５）、電磁方向制御弁２２のソレノイド２２ａが付勢され、圧油が加圧ピンシリンダ１２のヘッド側のシリンダ室１２ａに供給される。
【００３４】
これによって、凝固直前の溶湯を局部的に加圧すべく、加圧ピン１０は前進を開始し、キャビティ１３の溶湯への加圧が開始される。また、これと同時に加圧ピン１０のストロークの計測が開始され、第２の待ち時間Ｔ１を計時するタイマが作動する（ステップＳ６）。加圧ピン１０が時間Ｔ２が経過すると（ステップＳ７）、この時点でストローク検出器４５を介して加圧ピン１０が実際に進んだストロークＳｆ が検出され、その計測値は記憶装置４２に記憶される（ステップＳ８）。
【００３５】
このようして得られた加圧ピン１０の検出ストロークＳｆ は、設定ストローク（Ｓ−α）と比較される。この比較では、許容誤差βを考慮し、実際には、ストロークＳｆ は設定ストローク（Ｓ−α）±βの範囲内にあるかどうかが判断され（ステップＳ９）、その判断結果に応じて次の処理が実行される。なお、検出ストロークＳｆ 、設定ストローク（Ｓ−α）、許容誤差βの相対関係は図４に示す通りである。
【００３６】
ステップＳ１０は、Ｓｆ ＜（Ｓ−α）−β 、すなわち加圧ピン１０の押し込みが不十分であった場合の処理である。この場合は、加圧ピン１０は、鋳造条件から最適な値として設定されたストローク（Ｓ−α）から許容誤差を引いた値（Ｓ−α）−βまで到達していないので、ストロークを増大させる必要がある。従って、次回の鋳造サイクルに際して加圧ピンシリンダ１０のストロークを初期設定値（Ｓ−α）に近づけるため、作動油の圧力Ｐ、流量Ｑ、あるいは溶湯の充填終了から加圧ピン１０が前進し始めるまでの時間Ｔ１のうち、すくなくとも一つのパラメータについて、一定の微小量だけ加減する補正を行い、この補正値で次回のサイクルを行うため、これらのパラメータの再設定を行う。
【００３７】
その場合、圧力Ｐと流量Ｑについては、値を大きくするほど加圧ピン１０の加圧力は増大し、また前進速度も大きくなるので、ストロークを増やすために、ΔＰ、ΔＱが加算される。これとは逆に、充填開始から加圧ピンシリンダ１２が作動し始めるまでの待機時間Ｔ１については、加圧ピン１０のストロークを増大させるために、補正量ΔＴが減算され、タイマの設定時間としてＴ１−ΔＴのデータが記憶装置４２に記憶される。この場合、補正されないパラメータ、例えば、ΔＱとΔＴ１が加算される場合には、ΔＰには０の値が設定される。なお、補正量ΔＴ１、ΔＰ、ΔＱの値は、適宜鋳造条件に応じて経験的に決定される。
このようにして、例えば、圧力ＰがＰ＋ΔＰに補正された場合には、次回の鋳造サイクルでは、補正値に対応する圧力設定信号が出力装置４４を介してアンプ３６に出力され、このアンプ出力によって比例電磁リリーフ弁３３の設定圧力がＰ＋ΔＰに設定される。また、流量ＱがＱ＋ΔＱに補正された場合も同様に、開度設定信号がアンプ３５に出力され、このアンプ３５の出力に比例した開度に比例電磁方向流量制御弁３３が制御される。
【００３８】
一方、ステップＳ１１は、Ｓｆ ＞（Ｓ−α）＋β 、すなわち加圧ピン１０を押し込みすぎた場合の処理である。この場合は、加圧ピン１０の先端位置が設定ストローク（Ｓ−α）よりも実際には前進しすぎているので、次回以降の鋳造サイクルでは、ストロークを減少させる必要がある。従って、ステップＳ１０とは反対に加圧ピンシリンダ１２の作動油圧力Ｐ、流量Ｑについては、補正量ΔＰ、ΔＱを減算し、加圧ピン１０シリンダを作動させるまでの待機時間Ｔについては、ΔＴだけ加算する。
【００３９】
なお、ステップＳ９で、（Ｓ−α）−β≦Ｓｆ ≦（Ｓ−α）＋β
が成立するときには、補正処理をする必要がなく、従って補正を実行することなく、今回のサイクルでの処理は終了し、次回のサイクルのスタート待ちとなる。
【００４０】
以上のようにして、加圧ピンのストロークは、鋳造サイクルを重ねるにつれて、学習により最適値に向かって修正されるので、結果的に巣の発生を効果的に防止して鋳造品の品質を向上させることができる。
【００４１】
以上説明した実施例は、単一の加圧ピン１０についての制御について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、加圧ピン１０を複数備えたダイカストマシンにも適用することができる。すなわち、加圧ピンごとに方向制御弁２３を介して加圧ピンシリンダ１２を油圧源２０と接続し、アキュームレータ３０の下流側で油圧配管を５４、５５を加圧ピンごとに分岐させ、それぞれに加圧ピンシリンダ制御回路２８と同等の制御回路を設けることによって、複数の加圧ピンに対応することができる。
このような複数の加圧ピンの場合でも、加圧ピンごとにその溶湯充填完了後のストロークを検出し、上述したフローチャートの処理に従って、ストローク検出値Ｓｆ と、設定ストローク（Ｓ−α）との比較結果に基づいて、それぞれ加圧ピンシリンダ１２に供給される圧油の圧力Ｐ、流量Ｑまたは、溶湯の充填完了から加圧ピンが作動するまでの待ち時間Ｔ１、またはこれらのパラメータを組み合せて補正することによって、個々の加圧ピンごとにストロークを調整する必要なしに設定ストロークが自動的に調整されうる。
【００４２】
次に、本発明の他の実施例について図５を参照して説明する。
【００４３】
この図５の油圧回路図において、油圧供給源６０は、第１実施例と同様にダイカストマシンの中子シリンダの油圧回路と共用される。この油圧源６０は、ポンプモータ６１によって駆動される油圧ポンプ６２を備えている。フィルタ６３を介してタンク６５から吸い込まれた油は、油圧ポンプ６２で加圧されて４ポート３位置の電磁方向制御弁６６を介して加圧ピン１０を駆動する加圧ピンシリンダ６７に供給される。
【００４４】
この実施例では、ソレノイド６６ａを励磁してポートＰとポートＡが連通するように電磁方向制御弁６６を切り換えると、パイロットチェック弁６８を介して圧油が加圧ピンシリンダ６７のエンド側のシリンダ室６７ａに供給されて加圧ピン１０は前進する。ソレノイド６６ｂを励磁してポートＰとポートＢとが連通すると加圧ピン１０は復帰するようになっている。なお、前記パイロットチェック弁６８は、加圧ピンシリンダ６７のヘッド側のシリンダ室６７ｂから戻る圧油をパイロット圧に導いているので、加圧ピン１０の負荷が大きすぎるときは開いて、圧油がタンク側に放出される。
【００４５】
このような電磁方向制御弁６６は、初期調整や、上述した第１実施例の場合と同じように、全ストロークＳを計測するするため加圧ピン１０を無負荷で進退させるときなどに加圧ピンシリンダ６７の作動油の流れの方向を制御する場合に主として用いられ、凝固直前の溶湯を加圧ピン１０によって局部加圧するときには、局部加圧のために専用に設けた加圧ピン油圧回路７０によって、加圧ピン１０に供給される圧油の圧力および流量が制御されるようになっている。
【００４６】
この加圧ピン油圧回路７０は、油圧ポンプ６２から供給される圧油を蓄圧するアキュームレータ７１と、減圧弁７２、圧力補償弁７３、比例電磁方向流量制御弁７４、比例電磁リリーフ弁７５、逃し弁７６などから構成されている。
【００４７】
アキュームレータ７１には、フィルタ７７を通って油圧ポンプ６２から圧油が供給され、このアキュームレータ７１で所定の圧力に加圧された圧油は、減圧弁７２によって出口側が所定の圧力に調整され、また、圧油には、加圧ピン１０の作動に伴う負荷の変動は比例電磁リリーフ弁７３によって補償される。比例電磁式方向流量制御弁７４は、作動油の方向を切り換えるとともに、流量を調整してそのソレノイドが励磁されたときに開いて、加圧ピンシリンダ６７のエンド側のシリンダ室６７ａに圧油を供給する。
【００４８】
加圧ピンシリンダ６７に供給する圧油の設定圧力は、比例電磁式リリーフ弁７５によって、また、その圧油の流量は比例電磁式方向流量制御弁７４によって設定、調整されることは、第１実施例と同様であるが、図５では、制御装置の詳細については、図示が省略されている。
【００４９】
なお、逃し弁７６は、アキュームレータ７１に蓄圧されている圧油をタンク側に放出するときに開く弁で、圧油はオリフィス７９を介して減圧されてタンク側に導出される。
【００５０】
この実施例では、特に加圧ピンシリンダ６７に供給される圧油の流量を所定の単位でカウントする流量カウンタ７８が加圧ピンシリンダ６７と電磁方向制御弁６６の間に設けられている。圧油の流量には加圧ピン１０のストロークが比例する関係があることから、この関係を利用して加圧ピン１０の位置を間接的に計測するようになっている。なお、図５において、８５は油圧ポンプ６２の吐出圧力の上限を設定するリリーフ弁を示している。
【００５１】
以上の実施例の構成において、加圧ピン１０を動作させる手順について説明する。
まず、溶湯を射出スリーブに入れて射出すると、溶湯がキャビティに充填される。その時、射出シリンダの圧力が上昇するので、これが検知されて制御装置４０へ送られる。制御装置４０は、計測した加圧ピン１０のストロークに応じて設定された待ち時間Ｔ１、押圧時間Ｔ２、流量Ｑ、圧力Ｐに基づいて、比例電磁式方向流量制御弁７４、比例電磁式リリーフ弁７５を制御する。この流量Ｑ、圧力Ｐは個々に独立して、または相互に制御することにより、加圧ピン１０の発進のタイミングや、動作時間や、ストローク（位置）を制御することができる。
【００５２】
この加圧ピン１０の制御としては、例えば、第１実施例と同様な制御が行われる。すなわち、プランジャチップが高速射出のリミットスイッチを踏むと、圧力補償弁７３、減圧弁７２の設定圧力に達した時点で待ち時間Ｔ１後に、比例電磁式方向流量制御弁７４のソレノイドが励磁される。このとき、加圧ピンシリンダ６７に供給される流量Ｑは、微細に制御され、鋳物に対して加圧ピン１０に対してスクイズを行う。この時の流量カウンタのカウント値が加圧ピン１０のストロークと比例するため、あらかじめ、カウント値とストロークとの対応関係のデータが記憶されており、制御装置の演算部は、このデータを参照してカウント値をストローク量に変換し、これにより凝固直前に押し込んだ加圧ピン１０のストロークを間接的に計測できる。
【００５３】
この計測したストローク値と、加圧ピン１０のストロークの適正値とが比較され、加圧ピン１０が適正位置で停止した場合には、加圧ピン１０を加圧状態に時間Ｔ２だけ保持した後、比例電磁式方向流量制御弁７４が非励磁とされて、加圧ピン１０は後退し、次の鋳造サイクルの射出開始まで待機する。
【００５４】
一方、加圧ピン１０のストロークが適正値から外れた場合には、第１実施例と同様な補正処理が実行される。すなわち、加圧ピン１０のストロークが適正値よりも短い場合は、そのストロークに比例させて、流量Ｑを多く、圧力Ｐを高くし、時間Ｔ１を短くする。スクイズピン１０のストロークが適正値よりも長い場合は、流量Ｑを少なく、圧力Ｐを低くし、待ち時間Ｔ１を長くする。
【００５５】
こうして、流量Ｑ、圧力Ｐ、待ち時間Ｔ１を補正し、次回の鋳造サイクル以降では、加圧ピン１０のストロークが最適値に向かって学習により修正されるのは、第１実施例の場合と同様である。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、加圧ピンのフルストロークＳから、フルストロークの手前位置で加圧するためのストローク残存量に相当し加圧ピンの径や金型のサイズに関係なく決まる所定の微小量αを減じた（Ｓ−α）を加圧ピンのストロークとして設定し、加圧ピンのストローク検出値とを比較し、この比較の結果に応じて加圧ピンの作動油の圧力、流量などの加圧ピンのストロークを決定するパラメータを補正することにより、加圧ピンの最適なストロークを金型ごとに予め設定する必要なしに鋳造サイクルを連続するにつれて学習により、フルストロークの手前の適切な範囲内にストロークが制御されるので、加圧ピンによって溶湯の効果的な加圧が可能となり、引け巣の発生を防止して鋳造品の品質向上を達成することができる。
また、複数の加圧ピンシリンダを備えた金型に本発明を適用することによって、それぞれの加圧ピンについて一つ一つストロークを設定する必要なしに、自動的に最適ストロークに制御される効果を奏するものである。
【００５７】
また、加圧ピンのストロークを変位センサなどの他、流量計を用いて計測することで、加圧ピンの動作を制御し、金型を用いた加圧鋳造中の鋳物に対して油圧シリンダにより加圧ピンを凝固直前に適切に押込んで鋳巣を減少または解消することができる。
【００５８】
さらに、加圧ピンを作動させる油圧回路を独立して制御することにより、鋳造機側の圧力変動を受けることなく、圧ピンを高精度に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による加圧ピン制御装置の一実施例の構成を表わした構成説明図。
【図２】加圧ピンと金型を表わした断面図。
【図３】加圧ピン制御の処理内容を表わしたフローチャート。
【図４】加圧ピンの設定ストロークと許容範囲を説明するための線図。
【図５】他の実施例による加圧ピン制御装置の要部を表わした油圧回路図。
【図６】ストローク検出器として用いる変位センサの構成を示す断面図。
【符号の説明】
１０ 加圧ピン
１２ 加圧ピンシリンダ
１３ キャビティ
２０ 油圧源回路
２２ 電磁方向制御弁
２６ 制御盤
２８ 加圧ピンシリンダ制御回路
３０ アキュームレータ
３１ 圧力補償弁比
３２ 比例電磁リリーフ弁
３３ 比例電磁方向流量制御弁
３５ アンプ
３６ アンプ
４０ 制御部
６０ 油圧源
６２ 油圧ポンプ
６６ 電磁方向制御弁
６７ 加圧ピンシリンダ
６８ パイロットチェック弁
７０ 加圧ピン油圧回路
７１ アキュームレータ
７２ 減圧弁
７３ 圧力補償弁
７４ 比例電磁方向流量制御弁
７５ 比例電磁リリーフ弁

Claims (6)

1. 金型のキャビティ内に充填された溶湯をすくなくとも１つの加圧ピンで局部的に加圧する加圧鋳造機における加圧ピンの制御方法であって、
   前記加圧ピンを駆動する加圧ピンシリンダの無負荷でのフルストロークＳを計測し、
   前記加圧ピンのフルストロークＳから、フルストロークの手前位置で加圧するためのストローク残存量に相当し加圧ピンの径や金型のサイズに関係なく決まる所定の微小量αを減じた（Ｓ−α）を加圧ピンのストロークとして設定し、
   キャビティ内に溶湯の充填が開始されてから所定の待ち時間を経過した後に加圧ピンを前進させ、
   前記加圧ピンの実際のストロークＳf を計測し、前記加圧ピンのストローク検出値Ｓf と、設定ストローク（Ｓ−α）との値を比較し、その比較の結果、Ｓf ＝（Ｓ−α）でなかったとき、次回の鋳造サイクルにおけるストローク検出値Ｓf を設定ストローク（Ｓ−α）に近づけるために、前記加圧ピンシリンダへ供給する圧油の圧力、流量、溶湯の充填完了から加圧ピンを前進させるまでの待ち時間のうち少なくとも１のパラメータを補正することを特徴とする加圧鋳造機における加圧ピンの制御方法。
2. 金型のキャビティ内に充填された溶湯を凝固直前に加圧ピンで局部的に加圧する加圧鋳造機における加圧ピンの制御装置であって、
   加圧ピンのストローク量を検出するストローク検出手段と、
   加圧ピンを駆動する加圧ピンシリンダに供給する流体の圧力、流量を制御する加圧ピン油圧制御回路と、
   前記加圧ピンシリンダの無負荷状態化で検出した加圧ピンのフルストロークＳから、フルストロークの手前位置で加圧するためのストローク残存量に相当し加圧ピンの径や金型のサイズに関係なく決まる所定の微小量αを減じた（Ｓ−α）を加圧ピンのストロークとして設定し、鋳造サイクルにおける前記加圧ピンのストローク検出値Ｓf と、設定ストローク（Ｓ−α）との値を比較し、その比較の結果、Ｓf ＝（Ｓ−α）でなかったとき、次回の鋳造サイクルにおれるストローク検出値Ｓf を設定ストローク（Ｓ−α）に近づけるために、前記加圧ピンシリンダへ供給する圧油の圧力、流量、溶湯の充填完了から加圧ピンを前進させるまでの待ち時間のうち少なくとも１のパラメータを補正するストローク補正手段と、
   前記ストローク補正手段による補正結果に基づいて前記加圧ピン油圧制御回路を制御する制御部を具備したことを特徴とする加圧鋳造機における加圧ピンの制御装置。
3. 前記ストローク検出手段は、前記加圧ピンシリンダに供給される圧油の流量を検出する流量カウンタと、この流量カウンタによって検出された流量を加圧ピンのストローク量に変換する手段とからなることを特徴とする請求項２に記載の加圧鋳造機における加圧ピンの制御装置。
4. 加圧ピン油圧制御回路は、
   前記油圧供給源からの圧油の圧力を調整する圧力調整部と、
   前記圧力調整部で圧力調整された作動油の圧力を補償する圧力補償部と、
   前記圧力補償部で圧力調整された作動油の流量を調整する流量調整部と、前記流量調整部で流量を調整された作動油の方向を切り換る方向切換弁と、
   前記方向切換弁に接続され加圧ピンの進退動作を行う油圧シリンダと、
   からなることを特徴とする請求項２に記載の加圧鋳造機における加圧ピンの制御装置。
5. 前記ストローク検出手段は、方向切換弁を通過した作動油の流量を所定の単位でカウントする流量カウンタを備え、この流量カウンタを加圧ピンの進退動作を行う油圧シリンダと、前記方向切換弁の間に接続し、前記流量カウンタによって計測した流量を、あらかじめ記憶した流量と加圧ピンの位置との対応関係データから加圧ピンの位置を間接的に計測することを特徴とする請求項２に記載の加圧鋳造機における加圧ピンの制御装置。
6. 前記加圧ピン油圧制御回路を加圧鋳造機の中子シリンダ油圧回路とは独立して設けたことを特徴とする請求項２または請求項４に記載の加圧鋳造機における加圧ピンの制御装置。

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